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微⽣物
绪论
1微⽣物的概念、包含类群。
微⽣物是⼀切⾁眼看不见或看不清楚的微⼩⽣物的总称。
1)原核类的细菌、放线菌、蓝细菌(三菌)和⽀原体、⽴克次⽒体、⾐原体(三体);
2)真核类的真菌、原⽣动物和显微藻类;
3)⾮细胞类的病毒和亚病毒。
2微⽣物的五⼤共性
体积⼩、⾯积⼤(基础)吸收多、转化快。
⽣长旺、繁殖快。
适应强、易变异。
分布⼴、种类多
3.微⽣物学发展各时期代表⼈物及贡献。
1、史前期(朦胧阶段)
2、初创期(形态描述阶段)
荷兰科学家—微⽣物学先驱者列⽂虎克,⾃制显微镜观察到细菌。
3、奠基期(⽣理⽔平研究阶段)
1861年-1897年。
代表⼈物主要是:
微⽣物学的奠基⼈——法国的巴斯德:
①否定了微⽣物的⾃然发⽣学说;②开启了免疫学研究;
③创⽴了巴⽒消毒法。
细菌学的奠基⼈——德国的科赫(Koch):
①建⽴了研究细菌的⼀整套⽅法;
②分离到多种传染病的病原菌;
③1884年提出确定病原微
⽣物的科赫法则。
4、发展期(⽣化⽔平研究阶段)
5、成熟期(分⼦⽣物学⽔平)
1953年-⾄今
J.Watson和F.Crick在英国的《⾃然》杂志上发表关于DNA结构的双螺旋模型,是微⽣物学发展史上成熟期到来的标志。
第⼀章思考题
1.什么是⾰兰⽒染⾊法?主要步骤是什么?其中哪⼀步是关键?
1.涂⽚固定
2.初染—结晶紫染液第⼀次染(30S-1min)
3.媒染—碘-碘化钾溶液浸湿30S-1min
4. 脱⾊—95%⼄醇溶液进⾏颜⾊洗脱10-30S
5.复染—藩红第⼆次染⾊1-2min
细菌呈现第⼀次染⾊的效果紫⾊,⾰兰⽒阳性菌(紫阳G+);
呈现第⼆次染⾊的效果红⾊;称⾰兰⽒阴性菌(红阴G -)
2.细菌的⼀般构造和特殊构造是什么,扼要说明各部分的⽣理功能。
基本结构:细菌⽣活必须、缺⼀不可的结构。
细胞壁、细胞膜、细胞质、拟核
特殊结构:不是每种细菌都具备的结构,并⾮细菌⽣活所必须;在⼀
定阶段出现。
(糖被、鞭⽑、菌⽑、芽孢和胞囊)
1)细胞壁(细菌最外层坚韧且有弹性的膜状结构)
功能①固定细胞外形;②保护细胞免受外⼒的损伤;
③阻拦⼤分⼦物质进⼊细胞;④使细胞具有致病性及对噬菌体的敏感性。
细胞壁的基本结构
⾻架
肽聚糖层:氨基糖(NAG,NAM)和氨基酸(形成多肽)
外膜:脂多糖LPS
壁膜间隙
外膜与细胞质膜之间的间隙
细胞质膜的⽣理功能:
①能选择性地控制物质和代谢产物的运送;
②进⾏呼吸和氧化磷酸化的产能基地;
③参与细胞壁和荚膜的合成;
④多种酶和电⼦传递链组分的所在部位;
⑤鞭⽑着⽣点,并提供运动所需能量。
内膜系统
1)间体(或中体)
是⼀种由细胞膜内褶⽽形成的囊状构造,多见于G+细菌。
2)光合作⽤内膜
3)⾮光合作⽤内膜
内含体(内含物或颗粒体)
①贮藏物:聚β-羟丁酸(PHB),属碳源类贮藏物,具贮藏能量、碳源和降低细胞内渗透压作⽤。
异染粒,具有贮藏磷元素和能量以及降低细胞渗透压等作⽤。
②磁⼩体:导向功能
③羧酶体(羧化体):CO2固定作⽤
④⽓泡:调节细胞⽐重
鞭⽑
往往长度超过菌体若⼲倍,但直径很细
细菌藉鞭⽑趋避运动
鞭⽑的着⽣⽅式和数⽬是细菌分类鉴定的重要指标。
菌⽑
纤细、中空、短直、数量较多(250根~300根)⼜称纤⽑。
主要与吸附营养物、有性⽣殖有关
或称性丝,每⼀个有性细菌有1根~4根,参与细菌有性⽣殖时细菌间传递遗传物质。
糖被:细胞壁外的⼀层厚度不定的透明胶状物质。
可细分为荚膜、微荚膜、粘液层和菌胶团等数种。
荚膜,是某些细菌在新陈代谢过程中形成的,分泌于细胞壁外的粘液状物质。
功能:
保护作⽤,贮藏养料;透性屏障和离⼦交换系统;
细菌间的信息识别;堆积代谢废物。
成分:多糖、多肽
单染后墨汁背景衬托法观察
芽孢和胞囊
1.多层结构功能
由外⾄内,依次为
①芽孢外壁
某些细菌当环境恶劣时,细胞质浓缩凝集,逐步形成⼀个圆形或椭圆形的休眠体,称为芽孢。
1.多层结构功能
由外⾄内,依次为
①芽孢外壁
由蛋⽩质、脂类和糖组成
②⼀层或⼏层芽孢⾐
主要成分是⾓蛋⽩,⾮常致密,通透性差,
能够阻⽌各类化学物质包括杀菌剂的进⼊;
③⽪层很厚,主要成分为芽孢特有的肽聚糖,其中含有⼀种特殊的物质——吡啶⼆羧酸以及⼤量的Ca2+,⼆者形成了⼀种极为耐热的凝胶状物质,使得芽孢菌异常抗热。
多层作⽤—使芽孢对⾼温、⼲燥、辐射、酸、碱和有机溶剂等杀菌因⼦具有极强抵抗能⼒
芽孢“复苏”—合适的环境中,恢复普通的细胞结构,失去各类抵
抗功能。
芽孢≠孢⼦或种⼦
核⼼
芽孢壁(初⽣CW)——肽聚糖
芽孢膜(内膜) ——CM的成份
芽孢质——DPA-Ca及cell质成份
核区——DNA
胞囊
营养细胞外壁加厚、细胞失⽔⽽形成的⼀种抗⼲旱但不抗热的圆形休眠体。
没有繁殖功能。
某些细菌当环境恶劣时,细胞质浓缩凝集,逐步形成⼀个圆形或椭圆形的休眠体,称为芽孢。
3.⾰兰⽒阳性细菌与阴性细菌细胞壁构造特点及成分区别。
G-细菌的细胞壁:
厚度较G+细菌薄(15-20nm) ;
层次较多;
肽聚糖层很薄(仅2-3nm)
G-细菌肽聚糖的构造可以⼤肠杆菌
(E.coli)为典型代表。
其肽聚糖层埋藏在外膜脂多糖(LPS)层之内。
外膜:是G-细菌细胞壁所特有的结构,它位于壁的最外层,化学成分为脂多糖、磷脂和外膜蛋⽩。
1)脂多糖,由类脂A、核⼼多糖和O-特异侧链3部分组成。
2)外膜蛋⽩,有⼀类中间有孔道、可控制某些物质(如抗⽣素等)进⼊外膜的三聚体跨膜蛋⽩,称孔蛋⽩。
壁膜间隙(周质空间):G-细菌外膜与细胞质膜间的狭窄胶质空间(约12-15nm)。
G+细菌的细胞壁:特点是厚度⼤(30-100nm)和化学组分简单,含有80%肽聚糖和20%磷壁酸。
例如:枯草
芽孢杆菌和⾦黄⾊葡萄球菌。
肽聚糖:由肽和聚糖组成,其中的肽包括四肽尾和肽桥,聚糖由N-⼄酰葡糖胺(NAG)和N-⼄酰胞壁酸(NAM)两种单糖相互间隔连接成的长链。
4.荚膜的定义、化学成分及⽣理功能。
同上.
5.磷壁酸的定义、构造和功能。
磷壁酸:酸性多糖,为G+细菌特有,主要成分为⽢油磷酸或核糖醇磷
酸。
分为两类:⼀是壁磷壁酸,另⼀类称膜磷壁酸。
主要⽣理功能:
1、带负电荷,能调节阳离⼦的浓度;
2、贮藏元素;
3、调节细胞内⾃溶素的活⼒;
4、作为噬菌体的特异性吸附受体;
5、赋予G+细菌特异的表⾯抗原;
6、增强某些致病菌对宿主细胞的粘连,避免被⽩细胞吞噬。
6.芽孢的定义、结构,它的极强抗逆性是由那些结构决定的。
同上.
7.芽孢与孢囊的异同。
同上.
8.放线菌的构造特点、繁殖⽅式、菌落与细菌的菌落差别。
特征:丝状分枝、多核、单细胞(细胞核之间没有分隔)
孢⼦繁殖,⽆性繁殖。
细菌菌落具有⼀些共同的特征:⼩、湿润、粘稠、与基质结合松散,易被剥离,质地均匀,各部位颜⾊⼀致.
放线菌(与细菌特征正好相反)表⾯常呈粉末状或皱褶状,有的则呈紧密⼲硬的圆形,有些为糊状。
颜⾊各异,正反不同,质地紧密,菌落不易⽤接种环挑起,较⼩。
9真核藻类的⼀般特征及主要种类。
藻类的特征
有细胞壁、细胞核、叶绿体、⾼尔基体等内部细胞器。
⽆根茎叶分化,含光合⾊素能进⾏⾃养⽣长,以孢⼦繁殖为主。
分布:⼤多⽔⽣或⽣长在阴暗环境下。
绿藻,8000多种,绿⾊
形态有:细胞壁、?群体或个体? 2~4根等长的鞭⽑
⼤多为淡⽔藻
⾦藻,⾦——藻体呈现黄绿⾊和⾦棕⾊(叶黄素和α-胡⼘素占优势)?形态:群体,具有⼀或
⼆根鞭⽑,300个属,600多种
硅藻,? 硅—细胞壁中富含硅? 单细胞,形状各异
特征:由上下壳组成
盐⽔中的⾈形硅藻
颜⾊:黄绿⾊和黄褐⾊
甲藻甲—“盔甲”甲——(纤维素成分),褶皱外壳,⾓状突起? 颜⾊:棕黄⾊或黄绿⾊,偶尔红⾊,多为海⽔藻,引起⾚潮
褐藻,颜⾊:橄榄⾊和深褐⾊(如海带)? 最长达500m? 海⽔藻
红藻,⾊素:藻红素和红藻藻蓝素(紫菜属、⽯花菜属)海⽔藻
10原⽣动物的⼀般特征及主要种类。
⼀、原⽣动物的⼀般特征
(⼀)形态特征
单细胞,没有细胞壁、⼤多⽆⾊透明;
器官分化(运动、感觉、消化、⾷等);其细胞体内各部分有不同的
分⼯,形成机能不同的“胞器”,例如:胞⼝、胞咽、⾷物泡、吸管是“消化系统”;收集管、伸缩泡、胞肛是“排泄系统”;伪⾜、鞭⽑和纤⽑是“四肢”等;眼点是“眼睛”。
(⼆)营养类型
①纯动物性(⼤部分)②植物+动物性(极少数)
如裸藻、⾦藻等,现称植物性鞭⽑⾍;“吞⾷”活细菌、真菌、藻类或有机颗粒
原⽣动物⾷物
腐⽣性(⼤多)
根据原⽣动物的细胞器和其他特点,将原⽣动物分为四个纲,即鞭⽑纲、⾁⾜纲和纤⽑纲、孢⼦纲。
其中孢⼦纲中原⽣动物专营寄⽣⽣活,其余三类存在于⽔体当中。
①鞭⽑纲
形态:具有⼀根或⼀根以上的鞭⽑
鞭⽑长度⼤致与其体长相等或更长些,是运动器官,分为植物性鞭⽑⾍和动物性鞭⽑⾍。
20~50µm? 特征:
⼤多没有固定形状由体内细胞质不定⽅向的流动⽽呈现千姿百态,少数种类为球形。
细胞质可伸缩变动⽽形成伪⾜。
作为运动和摄⾷的胞器。
③纤⽑纲
草履⾍
特征:周⾝表⾯或部分表⾯具有纤⽑,细胞有⼤⼩两个核
纤⽑的功能?
游动及摄⾷的⼯具。
③孢⼦纲
代表⽣物:疟原⾍,如间⽇疟原⾍、三⽇疟原⾍等。
营养类型:⼤多寄⽣
⽣活史:分为⼈体期(红细胞外期、红细胞内期)和蚊体期。
11古细菌和真细菌的⽐较?
第⼆章思考题
1.真核微⽣物包括哪些种类的⽣物?
答:真核微⽣物包括真菌、真核藻类和原⽣动物。
2真核微⽣物细胞的基本结构、功能及特点。
答:真核⽣物是⼀⼤类细胞核具有核膜,细胞质中存在线粒体、⾼尔
基体等多种细胞器的⽣物。
真核细胞的基本结构
(⼀)细胞壁和质膜
细胞壁
真菌:多糖(纤维素、⼏丁质)为主、少量蛋⽩质和脂类
藻类:纤维素为主,钙、硅
质膜
双层磷脂、镶嵌蛋⽩质、固醇
(⼆)细胞核和细胞器
有定形的细胞核,具有核膜、核仁,核膜上有⼀定数量的核孔。
DNA 和蛋⽩质(组蛋⽩)组成染⾊质。
细胞器
线粒体、叶绿体、内质⽹、⾼尔基体、溶酶体、微体、液泡等。
3⽐较真核微⽣物与原核微⽣物
细胞结构的
4真菌的分类及⼀般形态结构特点,菌丝的特化结构。
真菌的⼀般形态
(⼀)菌丝和菌丝体(除酵母菌之外)
菌丝:构成真菌营养体的基本单位,有细胞壁的管状细丝。
菌丝体:有分⽀的菌丝相互交错⽽成的群体。
分为有隔菌丝、⽆隔菌丝和特化菌丝(假根、吸器、菌核和⼦实体)。
单细胞——酵母菌
丝状真菌——霉菌
⼤型⼦实体——蕈菌
5酵母菌的形态特征、菌落特点、繁殖⽅式和应⽤。
⼤⼩:1~5µm×5~30µm
形态:圆柱形、卵圆形或圆形
1.⽆性繁殖
a.芽殖(主要繁殖⽅式)
出芽后,母细胞上留下的痕迹——芽痕.
⼦细胞上留下的痕迹——蒂痕.
有些种类的酵母,⼦细胞末脱离母细胞⽽继续出芽形成——假菌丝.
b.裂殖(类似于细菌的⼆分裂).
此外,有些种类产⽣掷孢⼦,厚垣孢⼦.
2.有性繁殖(产⽣⼦囊孢⼦)
形成过程:
a.两性别不同细胞接近接触.
b.接触处CW溶解, 进⾏质配.
/doc/72627b7be2bd960590c677e1.html 融合,进⾏核配,形成双倍体的接合⼦.
d. 减数分裂后产⽣4-8个核.
e.以每核为中⼼原⽣质浓缩,外⾯形成孢⼦壁,⽽成为4-8个⼦囊孢
⼦.
6霉菌的形态特征、菌落特点、种属分类、繁殖⽅式。
⼤⼩:菌丝直径约3~10µm(放线菌1~1.4 µm)
在显微镜下放⼤100倍清晰可见,放⼤400倍则细胞内部结构也能看见。
形态类似放线菌,但多为孢⼦囊;多数为多细胞(菌丝内有横隔膜
多核多细胞霉菌
少数为单细胞(菌丝内没横隔膜)
⽅式:⽆性孢⼦⽣殖和有性⽣殖
圆形、绒⽑状、絮状或蜘蛛⽹状;
⼤,长得很快,可蔓延⾄整个平板;
疏松,与培养基结合不紧,⽤接种环很易挑取。
⾊彩,孢⼦有不同形状、结构和颜⾊。
霉菌可产⽣⽔溶性⾊素和⾮⽔溶
性(脂溶性)⾊素。
(六)霉菌的常见属
①单细胞霉菌
1.⽑霉属(逐级分枝)
⽩⾊,⾼产蛋⽩酶
存在于⼟壤、肥料、蔬菜及淀粉性⾷品中。
应⽤:制作腐乳和⾖豉,有的种⽤于⽣产柠檬酸
2.根霉属(假根处分枝)
⾼产淀粉⽔解酶
应⽤:作为糖化菌(淀粉⽔解)
通常⽤根霉和酵母菌混合作为酒曲。
⼯业还⽤于⽣产乳酸、延胡索酸、丁烯⼆酸等物质。
②多细胞霉菌有6属
1.青霉属(半知菌亚门)
孢⼦梗,在最后⼀级的⼩梗上长出⼀串呈扫帚状分⽣孢⼦。
菌落:密毡状,⼤多为灰绿⾊。
2.曲霉属(发辫状)
分⽣孢⼦梗(柄)顶端膨⼤成圆形或椭圆形的顶囊,由顶囊向外辐射长出⼀层或两层⼩梗,最上层⼩梗呈瓶状,在其顶端⽣成成串的分⽣孢⼦。
3.⽊霉属(⼜称绿霉菌)
⽊—分解纤维素和⽊质素的能⼒较强
分⽣孢⼦梗对⽣的或互⽣的分⽀,还可⼆级或三级分⽀。
⽤途,发酵产纤维素酶
4.交链孢霉属
交链—孢⼦囊链式相连
单个孢⼦呈纺锤形,有横和竖的隔膜将孢⼦分隔呈砖壁状。
5.地霉——节孢⼦,单个或连接成链
应⽤:⽩地霉饲料
菌体蛋⽩营养价值⾼,可⾷⽤或作饲料;
蕈菌(担⼦菌亚门)
基本特征:菌丝分枝有隔膜,有性⽣殖产⽣担孢⼦,每⼀担⼦上通常⽣长四个担孢⼦,寄⽣或腐⽣.
第三章思考题
1病毒的⼀般特性。
个体微⼩(直径10~300nm)?⽆细胞结构(⾮细胞⽣物)?含⼀种核酸(DNA或RNA)?宿主活细胞内专性寄⽣?⽆产能酶系,
⽆蛋⽩合成对⼲扰素敏感,对抗⽣素不敏感
2病毒的结构组成。
经典病毒结构=(包膜+)蛋⽩质壳体+核酸+极少量(或没有)酶蛋⽩;壳粒在壳体上不同排列有何对称机制,各⾃的形态是什么?
(1)螺旋对称:核酸与蛋⽩亚基间的接触更紧密;
(2)⼆⼗⾯体对称(等轴对称):核酸分⼦以⾼度卷曲的形式包裹在⼩体积的⾐壳中;
(3)复合对称:上两种相结合
3噬菌体的形态特征。
基本形态:蝌蚪形、微球形和线形
4烈性噬菌体的繁殖过程分⼏个阶段,有何特点?
短时期内能连续完成吸附、侵⼊、复制、装配、释放五个阶段⽽实现其繁殖的噬菌体。
吸附:噬菌体与敏感的寄主细胞接触,在寄主细胞的特异性受点上结合。
吸附受噬菌体数量、阳离⼦浓度等因素的影响。
侵⼊
尾鞘缩成原长⼀半,尾管插⼊细胞壁和膜中,头部进⼊宿主细胞,蛋⽩质⾐壳留在细胞外。
复制
噬菌体核酸的复制和蛋⽩质的⽣物合成。
装配(组装或成熟)
DNA分⼦缩合,蛋⽩质头部、尾丝和尾部的其它部件独⽴装配,头尾结合,装配上尾丝。
释放
寄主细胞裂解,释放出噬菌体粒⼦。
5温和性噬菌体的特点。
(1)核酸为dsDNA
(2)整合能⼒(前噬菌体)
(3)同步复制能⼒存在形式:
(1)游离态(2)整合态(3)营养态
6名词:烈性噬菌体、温和性噬菌体、溶源菌、前噬菌体、⼀步⽣长曲线
烈性噬菌体:短时期内能连续完成吸附、侵⼊、复制、装配、释放五个阶段⽽实现其繁殖的噬菌体。
温和噬菌体:
凡吸附并侵⼊细胞后,噬菌体的DNA只整合在宿主的核染⾊体组上,并可长期随宿主DNA的复制⽽进⾏同步复制,在⼀般情况下不引起宿主细胞裂解的噬菌体。
溶源菌:
含有温和噬菌体的宿主称为溶源菌。
溶源菌内的噬菌体核酸称为原噬菌体或前噬菌体。
⼀步⽣长曲线
定量描述烈性噬菌体⽣长规律的实验曲线。
类病毒
是裸露的环状闭合RNA分⼦,⽆蛋⽩质⾐壳,对热和脂溶剂有抗性。
第四章思考题:
1简述微⽣物所需要的营养物及其功能。
⽔,⽔在细胞中的⽣理功能主要有:。