微生物学基础知识培训

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根据微生物有无细胞基本结构、分化程度、化学组成等特点, 可分为三大类。 1. 非细胞型微生物 无细胞结构,无产生能量的酶系统,由 单一核酸(DNA/RNA)和蛋白质衣壳组成,必须在活细胞 内增殖。病毒属于此类微生物。 2. 原核细胞型微生物 细胞核分化程度低,只有DNA盘绕而 成的拟核,无核仁和核膜。这类微生物包括细菌、衣原体、 支原体、立克次体、螺旋体和放线菌。 3. 真核细胞型微生物 细胞核的分化程度高,有核膜、核仁 和染色体,能进行有丝分裂。如真菌、藻类等。

Saccharomyces酿酒酵母
(2)酵母菌的繁殖

酵母菌有多种繁殖方式,包括无性繁殖和有 性繁殖。有人把只进行无性繁殖的酵母菌称 作"假酵母",而把进行有性繁殖的酵母菌称作 "真酵母"。
(3)酵母菌的菌落

大多数酵母菌的菌落特征与细菌相似,但比 细菌菌落大而厚,菌落表面光滑、湿润、粘 稠,容易挑起,菌落质地均匀,正反面和边 缘、中央部位的颜色都很均一,菌落多为乳 白色,少数为红色,个别为黑色。

二. 真菌
真菌是一类有细胞壁,无叶绿素,以寄生或 腐生方式生存,少数为单细胞,多数为多细 胞,能进行无性或有性繁殖的一类真核细胞 型微生物。 真菌包括单细胞与多细胞两类。单细胞真菌 呈圆形或卵圆形,称为酵母菌;多细胞真菌 由菌丝和孢子组成,并交织成团,称丝状菌 或霉菌。


真菌生长的最适的温度为22~28℃,最适 的pH值为4~6。其繁殖能力强,但生长速 度比细菌慢,常需1-4周才形成菌落。真菌 对热的抵抗力不强,一般加热60~70℃ 1小 时即被杀死,但对干燥、日光、紫外线和 一些化学消毒剂有抵抗力,但对2.5%碘酒、 10%甲醛则较敏感。
一. 细菌

细菌是一类细胞细而短、结构简单、细胞壁 坚韧,以二分裂方式无性繁殖的原核微生物, 分布广泛。
1. 细菌的形态与结构



观察细菌最常用的仪器是光学显微镜,其大小可以用测微尺在显微镜下 测量,一般以微米为单位。细菌按其形态不同,主要分为球菌、杆菌和 螺形菌三类。 (1) 球菌 多数球菌直径在1微米左右,外观呈球形或近似球形。由 于繁殖时分裂平面不同可形成不同的排列方式,分为双球菌、链球菌、 葡萄球菌等。 (2) 杆菌 形态多数呈直杆状,也有的菌体稍弯,多数呈分散存在, 也有的呈链状排列,分为棒状杆菌、链状杆菌、球杆菌等。 (3) 螺形菌 菌体弯曲,呈弧形或螺旋形。如幽门螺杆菌。 细菌虽小,仍具有一定的细胞结构和功能。细胞壁、细胞膜、细胞质和 核质等各种细菌都有,是细菌的基本结构。
第三章 微生物的营养
. 微生物的营养要求
微生物生长繁殖所需的营养物质主要有水、碳源、 氮源、无机盐和生长因子等。 1. 水 水是各种生物细胞必需的。水是良好的溶剂,微生 物的新陈代谢过程中的一切生化反应都离不开水的 作用。 2. 碳源 碳源是合成菌体成分的原料,也是微生物获取能量 的主要来源。整体上看来,微生物可以利用的碳源 范围极广,分为有机碳源和无机碳源两大类。凡必 须利用有机碳源的微生物就是异养微生物,凡能利 用无机碳源的微生物就是自养微生物。糖类是最广 泛利用的碳源。
霉菌的分生孢子
Penicillium青霉
(3)霉菌的菌落



由于霉菌的菌丝较粗而长,因而霉菌的菌落较大, 有的霉菌的菌丝蔓延,没有局限性。 菌落质地一般比较疏松,外观干燥,不透明,呈现 或紧或松的蛛网状、绒毛状或棉絮状; 菌落与附着物的连接紧密,不易挑取; 菌落正反面的颜色和边缘与中心的颜色常不一致。
细菌的典型生长曲线
稳定期 死亡期
细 胞 数 的 对 数
对数期
迟滞期
时间
3. 细菌的菌落
单个或少数细菌细胞生长繁殖后,会形成以 母细胞为中心的一堆肉眼可见、有一定形态 构造的子细胞集团,这就是菌落。 细菌菌落常表现为湿润、粘稠、光滑、较透 明、易挑取、质地均匀以及菌落正反面或边 缘与中央部位颜色一致等。
微生物学 基础知识
第一章 微生物概述
一. 什么是微生物
微生物是一类肉眼不能直接看见,必须借助 光学显微镜或电子显微镜放大几百倍、几千 倍甚至几万倍才能观察到的微小生物的总称。 (定义) 微生物具有形体微小、结构简单;繁殖迅速、 容易变异;种类繁多、分布广泛等特点 (特点)

二. 微生物的分类
霉菌:长什么样 ?
Rhizopus根霉
(2)霉菌的繁殖


霉菌有着极强的繁殖能力,而且繁殖方式也是多种 多样的。在自然界中,霉菌主要依靠产生形形色色 的孢子进行繁殖。孢子有点像植物的种子,不过数 量特别多,特别小。 霉菌的孢子具有小、轻、干、多,以及形态色泽各 异、休眠期长和抗逆性强等特点,每个个体所产生 的孢子数,经常是成千上万的,有时竟达几百亿、 几千亿甚至更多。这些特点有助于霉菌在自然界中 随处散播和繁殖。对人类的实践来说,孢子的这些 特点有利于接种、扩大培养、菌种选育、保藏和鉴 定等工作,对人类的不利之处则是易于造成污染、 霉变和易于传播动植物的霉菌病害。
三. 微生物的作用及危害
1. 微生物的作用
绝大多数微生物对人和动物是有益的,已广 泛应用于农业、食品、医药、酿造、化工、 制革、石油等行业,发挥了越来越重要的作 用。 利用微生物可以生产各种发酵食品,食品酶 制剂,食品添加剂。也有可以直接利用的微 生物菌体,例如食用菌。

2. 微生物的危害
5. 生长因子 有些微生物虽然供给它适合的碳源氮源和无 机盐类,仍不能生长,还要供给一定量的所 谓“生长因子”。其种类很多,主要是B族 维生素的化合物等。生长因子可以从酵母浸 出液、血液或血清中获得。
二. 微生物的营养类型



根据微生物对碳源的要求不同,可将其分为自养菌和异养菌 两大营养类型。 凡能利用无机碳合成菌体内有机碳化物的,叫自养菌;不能 利用无机碳而需要有机碳才能合成菌体内有机碳化物的,为 异养菌。 根据其生命活动所需能量的来源不同,可分为光能营养菌和 化能营养菌。前者是从光线中获得能量,后者则从化学物质 氧化中取得能量。 因此,根据微生物所需的碳源和能源不同,可将微生物分为 光能自养菌、光能异养菌、化能自养菌、化能异养菌等四类。
细菌的三种基本形态: 球状、杆状和螺旋状
2. 细菌的繁殖


二分裂繁殖是细菌最普遍、最主要的繁殖方式。在分裂前先 延长菌体,染色体复制为二,然后垂直于长轴分裂,细胞赤 道附近的细胞质膜凹陷生长,直至形成横隔膜,同时形成横 隔壁,这样便产生两个子细胞。 细菌生长速度很快,一般约20min分裂一次。若按此速度计 算,细菌群体将庞大到难以想象的程度。但事实上由于细菌 繁殖中营养物质的逐渐消耗,有害代谢产物的逐渐积累,细 菌不可能始终保持高速度的无限繁殖。经过一段时间后,细 菌繁殖速度逐渐减慢,死亡菌数增多,活菌增长率随之下降 并趋于停滞。
第四章 消毒与灭菌
下列术语常用于表示物理或化学方法对微生物的杀灭 程度。 消毒:杀死物体上病原微生物的方法,并不一定能杀 死含细菌的芽胞。消毒所用的试剂称为消毒剂。 灭菌:杀灭物体上所有微生物的方法。灭菌比消毒 要求高,包括杀灭细菌芽孢在内的全部病原微生物 和非病原微生物。 抑菌:抑制体内或体外细菌的生长繁殖。常用的抑 菌剂为各种抗生素,可抑制细菌的繁殖。 防腐:防止或抑制体外细菌生长繁殖的方法,细菌 一般不死亡。同一种化学药品在高浓度时为消毒剂, 低浓度时常为防腐剂。 消毒与灭菌的方法一般可分为物理学方法和化学方 法两大类。
三. 病毒


病毒属非细胞型微生物,在自然界分布非常广泛, 可在人、动物、植物、真菌和细菌中寄居并引起感 染。病毒是体积最小、结构最简单的微生物,它仅 有一种核酸(DNA或RNA)作其遗传物质。病毒必 须在宿主活细胞内寄生,依靠细胞提供的能量、营 养物质及生物大分子合成机制,完成病毒的复制过 程。 病毒与人类的关系极为密切,人类的传染病约75% 是由病毒引起的。有些病毒传染性强,可引起世界 大流行(如流感、艾滋病等)。
1. 霉菌

霉菌是丝状真菌的俗称,意即"发霉的真菌", 它们往往能形成分枝繁茂的菌丝体,但又不 象蘑菇那样产生大型的子实体。
(1)霉菌的形态、大小和结构

构成霉菌营养体的基本单位是菌丝。菌丝是 一种管状的细丝,把它放在显微镜下观察, 很像一根透明胶管,它的直径一般为3-10微 米,比细菌的细胞约粗几倍到几十倍。菌丝 可伸长并产生分枝,许多分枝的菌丝相互交 织在一起,就叫菌丝体。
一. 物理消毒灭菌法

用于消毒灭菌的物理因素有热力、辐射、过 滤等。
1. 热力灭菌法


高温对细菌具有明显的致死作用,因此最常用于消 毒与灭菌。多数无芽孢的细菌经55~60℃作用30~ 60分钟后死亡。经80℃湿热5~10分钟可杀死所有 细菌繁殖体、真菌和酵母菌。细菌芽孢对高温有很 强的抵抗力,例如炭疽芽孢杆菌的芽孢,耐受5~ 15分钟的煮沸,而肉毒梭菌的芽孢则需煮沸3~5小 时才死亡。 热力灭菌法分干热灭菌和湿热灭菌两大类,相同温 度下,后者的灭菌效力比前者大。
3. 理化因素对病毒的影响
(1)物理因素 ①温度 多数病毒耐冷不耐热。在干冰温度(-70℃)和液氮 温度(-196℃)下,病毒感染性可保持数月甚至数年。在 50~60℃ 30分钟,100℃几秒钟即可灭活。 ②pH 多数病毒在pH5~9范围内稳定,强酸或强碱条件下可 被灭活。 ③射线 X射线、γ射线和紫外线都能灭活病毒。 (2)化学因素 主要有化学消毒剂、抗生素及中草药等。除强酸、强碱消 毒剂外,酚类、氧化剂、卤素类、醇类等对病毒均有灭活 作用。例如2003年非典时期,大家都用84、过氧乙酸等 来消毒,84的主要成分就是次氯酸钠,就是刚才所说的 卤素类消毒剂,而过氧乙酸的就是冰醋酸和过氧化氢按一 定比例混合制成的,属于强酸加氧化。
病毒的形态
2. 病毒的增殖

病毒只有在宿主的活细胞里才能进行增殖。病毒的 增殖不是二分裂方式,而是以其基因组为模板,藉 DNA多聚酶或RNA多聚酶以及其它必要因素,经过 复杂的生化合成过程,复制出病毒的基因组。此时 宿主细胞的生化合成受到抑制,病毒基因则经过转 录、翻译等过程,产生大量病毒蛋白质,再经过装 配,最终释放出子代病毒。病毒这种以核酸分子为 模板进行增殖的方式称为自我复制。
霉菌菌落形态
2. 酵母菌

酵母菌在自然界中分布很广,尤其喜欢在偏 酸性且含糖较多的环境中生长,例如,在水 果、蔬菜、花蜜的表面和在果园土壤中最为 常见。
(1)酵母菌的形态、大小和结构
酵母菌是单细胞真核微生物。酵母菌细胞的 形态通常有球形、卵圆形、腊肠形、椭圆形、 柠檬形或藕节形等。比细菌的单细胞个体要 大得多,一般为1-5微米×5-30微米胞核、细胞质、液泡、线粒体等。
微生物中也有一部分能引起人及动、植物发 生病害,这些具有致病性的微生物,称为病 原微生物。如人类的许多传染病(感冒、伤 寒、痢疾、结核、脊髄灰质炎、病毒性肝炎 等),均是由病原微生物引起的。 从食品生产的卫生学而言,食品微生物污染 的主要途径有:水,空气,人及动物,用具 包装材料等。

第二章 微生物的类群和形态结构
1. 病毒的大小、形态和结构


病毒体积微小,大多数病毒只有采用电子显微镜将 其放大数千、数万倍才能看见。病毒的形态不一, 基本可归纳为三种:杆状、球状和这两种形态结合 的复合型。 病毒没有细胞构造,病毒粒子的主要成分是核酸和 蛋白质,在宿主细胞协助下,通过核酸的复制和核 酸蛋白装配的形式进行增殖。病毒的结构通常有螺 旋对称型、20面体立体对称型和复合对称型。
3. 氮源 氮源主要是供给合成菌体结构的原料,很少作为能 源利用。与碳源相似,微生物作为一个整体来说, 能利用的碳源种类十分广泛。某些微生物(如固氮 菌)能利用空气中分子态的氮或利用无机氮化物如 铵盐、硝酸盐合成有机氮化物。 4. 无机盐类 无机盐主要可为微生物提供除碳、氮以外的各种重 要元素。微生物需要的无机盐类很多,主要有P、 S、K、Na、Ca、Mg、Fe等,其主要功能为构成 菌体成分;调节渗透压;作为某些酶的成分,并能 激活酶的活性等。
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