微生物学第四章
微生物学第四章
第四章病毒名词解释：毒粒：病毒的细胞外颗粒形式，也是病毒的感染形式卫星病毒：是寄生于与之无关的辅助病毒的基因产物的病毒。
朊病毒：又称“普利昂”或蛋白侵染子，是一类不含核酸和传染性蛋白质分子，因能引起宿主体内现成的同类蛋白质分子发生与其相似的构象变化，从而使宿主致病。
类病毒：一类只含RNA一种成分，专性寄生在活细胞内德分子病原体。
噬菌斑：噬菌斑在菌苔上形成的“负菌落”。
枯斑：植物病毒在植物叶片上形成的枯斑。
空斑：由动物病毒在宿主单层细胞培养物上形成的。
病毒的感染单位：能够引起宿主或细胞一定特异性反应的病毒最小剂量。
病毒的效价：表示每毫升式样中所含有的具侵染性的噬菌体粒子数，又称噬菌斑形成单位数。
半数效应剂量：以实验单元群体中的半数个体出现某一感染反应的病毒剂量来确定病毒样品的效价。
血凝抑制实验：根据特异性的病毒抗体与病毒表面有血凝活性的蛋白质结合，可抑制病毒血细胞凝集反应的实验。
中和抗体：能抑制相应抗原的生物学活性的特异性抗体。
包膜：有些复杂的病毒，其核衣壳外还被一层蛋白质或糖蛋白的类脂双层膜覆盖着，这些膜就是包膜。
一步生长曲线：定量描述烈性噬菌体生长规律的实验曲线。
增值性感染：这类感染发生在病毒能在其体内完成复制循环的允许细胞内，并以有感染性子代产生为代表。
非增殖性感染：这类感染由于病毒或是细胞的原因，致使病毒的复制在病毒进入敏感细胞后的某一阶段受阻，结果导致病毒感染的不完全循环。
流产感染：是一类普遍发生的非增殖性感染，有①依赖于细胞的流产感染：病毒感染的细胞是病毒在其内不能复制的非允许细胞②依赖于病毒的流产感染：由基因组不完整的缺损病毒引起的。
限制性感染：因细胞的瞬时允许性产生的，其结果或是病毒持续存在于受染细胞内不能复制，直到细胞成为允许细胞，病毒才能繁殖，或是一个细胞群体中仅有少数细胞产生病毒子代。
潜伏感染：是受染细胞内有病毒基因组持续存在，但无感染性病毒颗粒产生，而且受染细胞不会被破坏。
大学微生物复习--第4章 微生物的营养和代谢1
几种微生物生长的最适aw值
微生物 一般细菌 酵母菌 霉菌 嗜盐细菌 嗜盐真菌 嗜高渗酵母菌
aw
0.91 0.88 0.80 0.76 0.65 0.60
17
二、微生物吸收营养物质的方式
1. 简单扩散
物质运输的动力: 膜内外的浓度差 特点：
A. 不消耗能量
B. 不发生化学变化 C. 非特异性。
45
微生物在厌养条件下的发酵过程的前部反应
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酵母菌的乙醇发酵
C6H12O6 + 2ADP + 2 H3PO4 2CH3CH2OH + 2 ATP + 2CO2+2H2O
47
乳酸细菌的正型乳酸发酵
C6H12O6 + 2ADP + 2Pi
2CH3CHOHCOOH + 2ATP + 2H2O
48
（二）呼 吸
葡萄糖，果糖，半乳糖，甘露糖 麦芽糖，蔗糖，乳糖，纤维二糖 淀粉，纤维素，半纤维素，甲壳素
4
有机酸：
乳酸，柠檬酸，延胡索酸，低级脂肪酸，高 级脂肪酸，氨基酸
醇类：
乙醇、甲醇
脂类：
脂肪，磷脂
5
烃类： 天然气，石油，石油馏分，石蜡油 CO2： CO2 碳酸盐： NaHCO3, CaCO3, 其他： 芳香族化合物，氰化物，蛋白质，肽， 核酸
31
1. 适宜营养物质的选择
32
2. 营养物质浓度及配比合适（C/N） 碳氮比（C/N）：培养基中碳元素/氮元素 物质的量比值或还原糖与粗蛋白之比。
谷氨酸发酵生产： C/N=4时菌体大量繁殖，Glu积累少； C/N=3时菌体繁殖受抑，Glu大量积累。
33
3. 控 制 pH 条 件 细菌: pH7.0~8.0
微生物学(周德庆版)第四章 微生物的营养和培养基
49
50
2．鉴别性培养基（differential medium） 培养基中加能与某一菌的无色代谢产物发
生显色反应的指示剂，从而用肉眼就能使 该菌菌落与外形相似的它种菌落相区分的 培养基，就称鉴别性培养基。
丙酮酸+P-HPr
HPr是一种低分子量的可溶性蛋白，结合在 细胞膜上，具有高能磷酸载体的作用。
27
2、糖被磷酸化后运入膜内
膜外环境中的糖先与外膜表面的酶2结合，再
被转运到内膜表面。这时，糖被P-HPr上的
磷酸激活，并通过酶2的作用将糖-磷酸释放
到细胞内。
酶2
P-HPr+糖 糖-P +HPr
28
29
以纤代糖 以国代进
42
二、4 种方法
生态模拟 参阅文献 精心设计 试验比较
43
二、培养基的种类
培养基种类繁多，根据其成分、物理状态和用
途可将培养分成多种类型。
一类利用动、植物或微生物体或其提取物制
（
成的培养基，是一类营养成分复杂,难以说
一 ）
天然培养基
出其确切成分的培养基。
按
牛肉膏蛋白胨培养基、麦芽汁培养基
(NH4)2SO4, NH4NO3等 KNO3等 空气
7
按氮源的不同生物可分为： 氨基酸自养型生物：能利用尿素、铵盐、硝酸盐甚至氮 气的生物 氨基酸异养型生物：现成氨基酸
8
3.能源 能源：能为微生物的生命活动提供最初能量来源营养 物或辐射能，称为能源。
无机物：化能自养菌的能源：NH4+、NO2-、S、H、H2S、Fe2+等。 单功能营养物、双功能营养物、三功能营养物
第四章 微生物的营养和培养及
第四章 微生物的营养与培养基目的要求：通过本章的课堂教学，使学生了解微生物营养类型的特点及多样性，以及根据不同微生物各自的营养要求，配制相应的培养基对微生物培养的理论知识，为今后对微生物的研究与利用打下基础。
教学内容：1、微生物的6类营养要素2、微生物的营养类型3、营养物质进入细胞的方式单纯扩散(simple diffusion)促进扩散(facilitated diffusion)主动运输(active transport)基团移位(group translocation)4、培养基(media)配制的原则5、培养基的种类重点内容：微生物 营养类型营养物质进入细胞的方式培养基(media)配制的原则及主要培养基类型营养（nutrition）：微生物CUN 从外部环境中摄取对其生命活动必须的能量和物质，以满足其生长和繁殖等生理活动的过程。
营养物质（nutrient）：那些能够满足机体生长、繁殖和完成各种生理活动所需要的物质称为营养物质。
营养物质是微生物生存的物质基础，而营养是微生物维持和延续其生命形式的一种生理过程。
第一节 微生物的六种营养要素一、微生物细胞的化学组成细胞化学元素组成：主要元素: 包括碳、氢、氧、氮、磷、硫、钾、镁、钙、铁等，碳、氢、氧、氮、磷、硫等微量元素: 包括锌、锰、氯、钼、硒、钴、铜、钨、镍、硼等。
微生物细胞组成：有机物、无机物和水。
有机物：主要包括蛋白质、糖、脂、核酸、维生素以及它们的降解产物和一些代谢产物等物质。
无机物：是指与有机物相结构或单独存在于细胞中的无机盐(inorganic salt)等物质。
水：细胞维持正常生命活动所不可少的，一般可占细胞重量的70%-90%。
二、微生物的营养要素营养物质按照它们在机体中的生理作用不同，可以将它们区分成碳源、氮源、能源、生长因子、无机盐和水。
1、碳源：在微生物生长过程中能满足微生物生长繁殖所需碳元素的营养物质称为碳源。
碳源物质在细胞内经过一系列复杂的化学变化后成为微生物自身的细胞物质（如糖类、脂类、蛋白质等）和代谢产物，同时绝大部分碳源物质在细胞内生化反应过程中还能为机体提供维持生命活动所需的能源，因此碳源物质通常也是能源物质。
微生物学第四章酶的分离纯化
（二）有机溶剂沉淀法
1、作用原理 ①去水膜；②降低介电常数；③破坏氢键。
2、操作注意 低沸点，易燃易爆；低温操作，沉淀析出后要尽
快分离。
（三）等电点沉淀
1、原理
2、实际操作 与其他方法一起使用（盐析、有机溶剂沉淀、复
中空纤维超滤膜组件
借助于一定孔径的半透膜，将不同大小、不同形 状和不同特性的物质颗粒或分子进行分离的技术。
膜分离技术已被国际上公认为20世
纪末至21世纪中期最有发展前途，甚
至会导致一次工业革命的重大生产技
术，所以可以称为前沿技术，是世界
渗出液各国ຫໍສະໝຸດ 究的热点。广泛应用于生物工程、化学、制药、 饮料、电力、冶金、海水淡化、资源 再生等领域。
合沉淀）。 单独使用时，主要是用于从粗酶液中除去某些等
电点相距较大的杂蛋白 。
3、注意 加酸碱调节pH值时，防止局部酸碱过高。
（四）选择性变性沉淀法
选择一定的条件使酶液中存在的某些蛋白质等杂 质变性沉淀，而不影响所需的酶。
1、热变性法：根据目的酶与杂蛋白热稳定性差异， 可以在较高温度下，使杂蛋白变性沉淀，而酶则保持 可溶状态。
（78.3%）
凝胶电泳
（88.9%）
共六步，总收率仅为16%
staehelin等人： 硫酸铵盐析 免疫亲和层析
阳离子交换层析 仅三步，总收率达81.0%
在实践工作中选择方法时:
首先，应对被纯化的酶的理化性质有一个比较全面的 了解;
其次，判断采用的方法和条件是否得当，始终以活力 回收率和纯化倍数为指标；
常用中性盐：（NH4）2SO4
优点：①溶解度大，温度系数小； ②价廉易得； ③可保护酶。
微生物学营养教学教材
凡需要从外界吸收现成的氨基酸做氮源的微生物叫做氨 基酸异养型微生物。
三、能源
能为微生物的生命活动提供最初能量来源的营养物或辐 射能。微生物所能利用的能源范围叫能源谱。分为化学物质 和辐射能两类。
微生物的能源谱：
化学物质 能源谱：
有机物：化能异养微生物的能源（同碳源） 无机物：化能自养微生物的能源（不同于碳源）
微量元素
特殊分子结构成分（Co、Mo等）
无机元素的来源和功能
元素 人为提供形式
生理功能
P
KH2PO4、K2HPO4
核酸、磷酸和辅酶的成分
S
MgSO4 含硫氨基酸、含硫维生素成分
K
KH2PO4、K2HPO4
酶的辅因子、维持电位差和渗透压
Na NaCl 维持渗透压、某些细菌和蓝细菌需要
Ca
Ca(NO3)2、CaCl2
一、碳源（carbon source）
凡是提供微生物营养所需的碳元素（碳架）的营养源， 称为碳源。可分为有机碳源和无机碳源。碳源是微生物需要 量最大的营养物，又称大量营养物。
碳源物质的功能 构成细胞物质；为机体提供整个生
理活动所需要的能量（异养微生物）。
微生物的碳源谱 微生物可利用的碳源范围 。
无机含碳化合物：如CO2和碳酸盐等。 有机含碳化合物：糖与糖的衍生物、脂类、醇类。有机 酸、烃类、芳香族化合物以及各种含氮的化合物。 微生物不同，利用上述含碳化合物的能力不同，如假单 胞菌属中的某些种可以利用90种以上的不同类型的碳源物质； 而某些甲基营养型细菌只能利用甲醇或甲烷等一碳化合物进 行生长。
四、生长因子（growth factor）
是一类对微生物正常代谢必不可少且不能用简单的 碳源或氮源自行合成的有机物。
环境微生物学第四章
第四章微生物的生长及其环境为什么微生物生长曲线图中虚线微端没有下降而实线下降了？1.为什么稳定期细胞总数不再增加？①营养物质被消耗不能满足生长需要②代谢废物或有害物质积累到抑制生长水平③pH、氧化还原势等物化条件越来越不适应2.分批培养，就是指将微生物置于一定容积的培养基中，经过培养生长，最后一次收获的培养方式。
3.连续培养，基本上说来就是在一个恒定容积的流动系统中培养微生物，一方面以一定速率不断地加入新的培养基，另一方面又以相同的速率流出培养物（菌体和代谢产物），以使培养系统中的细胞数量和营养状态保持恒定，即处于稳态。
4.同步生长：就是指在培养物中所有微生物细胞都处于同一生长阶段，并都能同时分裂的生长方式。
同步培养法：就是能使培养物中所有微生物细胞都处于相同的生长阶段的培养方法。
同步培养的方法通常分为诱导法和选择法两种。
诱导法：是采用物理、化学因子使微生物细胞生长进行到某个阶段而停下来，使先期到达该阶段的微生物细胞不能进入下一生长阶段，待全部群体细胞都到达该生长阶段后，再除去该因子，使全部群体细胞同时进入下一个生长阶段，以达到诱导微生物细胞同步生长的目的。
选择法PPT截屏5.多重环境因子影响微生物生长的规律1、Liebig 最低浓度定律：即微生物总生物量由环境中满足于微生物生长所需营养物质的最低浓度所决定。
当环境中某种营养物质被消耗饴尽或至一定浓度以下时，可使微生物的生长停止，即使此时培养基中没有任何毒性物质存在，而且其他营养物质仍很丰富，当添加少量这种营养物质时则微生物的生长可以重新开始。
2、Shelford 耐受定律：当环境因子低于或高于某一个微生物不能生存或生长的阈值时，就成为生长限制因子，而与营养物质的供给无关。
上述规律也适用于人工条件下的微生物生长。
6.微生物群体感应作用就是细菌能够通过感应信号分子的水平监测自身的群体密度，该信号分子浓度随着细菌群体数量的增加而增加，直到达到某个阈值，就将群体密度已达到某个临界水平或数量的信息传递给细菌，引起细菌表达一系列密度感应-依赖的基因，控制群体数量的增加。
微生物学4微生物的营养
4、生长因子
指那些微生物生长所必需而且需要量很小，但微生 物自身不能合成或合成量不足以满足机体需要的有机物。
维生素 氨基酸
酶的辅基或辅酶
嘌呤或嘧啶
合成核苷
酶的辅基或辅酶，或
5、水
生理功能： 溶剂和运输介质 参与生化反应 维持大分子的天然构象 作为热的良好导体，控制细胞内的温度变化 维持细胞的正常形态 水合作用和脱水作用控制亚基结构的组成和解离
第二节 培养基 一、选用和设计培养基的原则和方法 3、物理化学条件适宜 • pH； • 水活度； • 氧化还原电位；
第二节 培养基 一、选用和设计培养基的原则和方法
3、物理化学条件适宜 • 1）pH • 培养基的pH必须控制在一定的范围内，以满足不同 类型微生物的生长繁殖或产生代谢产物。 通常培养条件： • 细菌与放线菌：pH7~7.5 • 酵母菌和霉菌：pH4.5~6范围内生长 • 为了维持培养基pH的相对恒定，通常在培养基中加 入pH缓冲剂，或在进行工业发酵时补加酸、碱。
第二节 培养基 一、选用和设计培养基的原则和方法 不同类型微生物生长对氧化还原电位(Ф)的要 求不同: • 好氧性微生物：+0.1V以上时可正常生长, 以+0.3～+0.4V为宜； • 厌氧性微生物：低于+0.1V条件下生长； • 兼性厌氧微生物：+0.1V以上时进行好氧呼 吸,+0.1V以下时进行发酵。
三、微生物的营养类型
自养型生物 生长所需要的营养物质 异养型生物 光能营养型 化能营养型
生物生长过程中能量的来源
三、微生物的营养类型
微生物营养类型(Ⅰ)
划分依据 碳源 能源 电子供体 营养类型 自养型(autotrophs) 异养型(heterotrophs) 光能营养型(phototrophs) 化能营养型(chemotrophs) 无机营养型(lithotrophs) 有机营养型(organotrophs)
微生物学-第四章营养与代谢
微生物的生长因子
为某些微生物生长所必需、其自身又不能合成、需要 外源提供但需要量又很小的有机物质通称为 生长因 子 （ growth factor ）
狭义：维生素 广义：维生素、氨基酸、碱基、脂肪酸等
1).生长因子自养型微生物（auxoautotrophs) 2).生长因子异养型微生物（auxoheterotrophs) 3).生长因子过量合成型微生物 4).营养缺陷型微生物（nutritional deficiency)
• 特点：
• 有特异性的载体蛋白参与
• 需要消耗能量
• 可以逆浓度梯度运输
• 微生物的主要物质运输方式
微生物主动运输示意图
基团转位
• 基团转位（ group transport ） 是一种既需要载体 蛋白又需要消耗能量的物质运输方式。其与主动运 输方式不同的是它有一个复杂的运输酶系统来完成 物质的运输，同时底物在运输过程中发生化学结构 变化。
• 例： 2NH3 + 2O2 • CO2 + 4H+
2HNO2 + 4H+ + 能量 (CH2O) + H2O
光能无机营养型微生物
• 光能无机营养型 又称为 光能自养型 。 这是一 类含有光合色素、能以 CO 2 作为唯一或主要 碳源并利用光能进行生长的微生物。它们能以 无机物如硫化氢、硫代硫酸钠或其他无机硫化 物，以及水作为供氢体，使 CO 2 还原成细胞 物质。藻类、蓝细菌、绿硫细菌和紫硫细菌就 属于这类微生物。
微量元素与微生物生理功能
无机盐及其生理功能
水
水在微生物机体中具有重要的功能，是维持微生物生命活动不可缺少的 物质：
• ① 水是微生物细胞的重要组成成分:它占微生物体湿重的 70 ％ ～ 90 ％，水还供给微生物氧和氢两种元素。
微生物学-第四章2亚病毒
病原体
羊骚痒病朊病毒 蛋白“PrPSc”
症状
“PrPBSE”
一种早老性痴 呆症 一种震颤病
朊病毒是一类小型蛋白质颗粒，约由250个氨基酸 组成，大小仅为最小病毒的1％，而且毒性很强。
朊病毒与真病毒的主要区别
①呈淀粉样颗粒状 ②无免疫原性
③无核酸成分
④由宿主细胞内的基因编码 ⑤抗逆性强，能耐杀菌剂（甲醛） 和高温（经120～130℃处理4h后仍具感染性）
羊骚痒病时发现的。 由于其意义重大，故他于1997
年获得了诺贝尔奖。
hot
至今已发现与哺乳动物脑部相关的10余种疾病都 是由朊病毒所引起的。 这类疾病的共同特征是
潜伏期长，对中枢神经的功能有严重影响。
羊搔痒症(scrapie)
link1
牛海绵状脑病 (spongiformencephalopathy)
人的库鲁病(kuru)、 克雅氏病(Creutzfeldt Jakob disease, CJD)等
名称
羊骚痒症 （scrapie in sheep） 牛海绵状脑病 （bovine spongiform encephalitis， BSE）； 俗称“疯牛病”（mad cow disease） 人的克－雅氏病 (Creutzfeldt-Jakob disease，CJD) 人的库鲁病（Kuru） G-S综合症
朊病毒的发病机制
正常的蛋白质：PrP c 异常的蛋白质：PrP sc
PrPc和PrPsc均来源于宿主中同一编码基因，
并具有相同的氨基酸序列，所不同的是二者
空间三维结构。
存在于宿主细胞内的一些正常形式的细胞朊蛋白 （PrPc）受到致病朊蛋白（PrPsc）的影响而发生相应 的构象变化，发生了错误的折叠后变成了PrPsc，从而
第04章环境工程微生物学课件
6.抑制剂对酶促反应的影响 抑制剂对酶促反应的影响 有些物质可减弱、抑制、破坏酶活性，称为抑制剂。 有些物质可减弱、抑制、破坏酶活性，称为抑制剂。 重金属离子（ ）、CO CO、 如：重金属离子（Ag+、Hg2+）、CO、H2S等。 抑制剂作用机理： 抑制剂作用机理： a.竞争性抑制 a.竞争性抑制 b.非竞争性抑制 b.非竞争性抑制
k 3 [ E ][ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱS ] v= K m + [S ]
从米－门公式可知，酶促反应速度与[E]和[S]有关。 从米－门公式可知，酶促反应速度与[E]和[S]有关。实 [E] 有关 际上，也要受到温度、pH、激活剂、抑制剂的影响。 际上，也要受到温度、pH、激活剂、抑制剂的影响。 1.[E]对酶促反应的影响 1.[E]对酶促反应的影响 理论： 理论：当底物分子浓度足够时 酶促反应速度与[E]成正比， [E]成正比 ，酶促反应速度与[E]成正比， 即当[S]足够大时，[E]越大 [S]足够大时 越大， 即当[S]足够大时，[E]越大， 酶促反应速度越快。 酶促反应速度越快。 实际： [E]达到一定浓度时， 实际：当[E]达到一定浓度时， 达到一定浓度时 酶促反应速度就趋于平缓。 酶促反应速度就趋于平缓。
第二节 微生物的营养
营养:微生物获得和利用营养物质的过程。 营养 微生物获得和利用营养物质的过程。 微生物获得和利用营养物质的过程 营养物质:能够满足机体生长、 营养物质 能够满足机体生长、繁殖和完成各种生理 能够满足机体生长 活动所需要的物质。 活动所需要的物质。 营养物质是微生物生存的物质基础， 营养物质是微生物生存的物质基础，而营养是微生物 维持和延续其生命形式的一种生理过程。 维持和延续其生命形式的一种生理过程。 微生物不断获得营养物质，将其变成细胞组分， 微生物不断获得营养物质，将其变成细胞组分，并将 废弃物排出体外的过程称为新陈代谢。 废弃物排出体外的过程称为新陈代谢。
环境微生物学：第四章 真核(微)生物
方式多样：有性繁殖、无性繁殖。大多数通 过无性或有性孢子进行繁殖。
菌丝片断
孢囊孢子
霉菌的繁 殖方式
无性孢子
分生孢子 节孢子 厚垣孢子
卵孢子
有性孢子 接合孢子 子囊孢子
担孢子 19
孢子与芽孢的比较
项目 功能 细胞核 大小 数量 形态 形成部位 耐热性 产生微生物
孢子（真菌）
繁殖
真核 大 多个 形态多样 细胞外、细胞内 不 强 （ 60-70 度 下 易杀死） 大多数能产生
第四章 真核（微）生物
第一节 真核微生物概述 第二节 酵母菌 第三节 霉菌 第四节 藻类 第五节 原生与微型后生动物 第六节 底栖动物
1
第一节 真核微生物概述
一、真核生物与原核微生物的比较 二、真核微生物的主要类群 三、真核微生物的细胞结构
2
第一节 真核微生物概述
一、真核生物与原核微生物的比较
项目
有性繁殖：形成子囊和子囊孢子。
酵母的芽殖过程
酵母假菌丝的形成过程
13
第二节 酵母菌
四、酵母菌的群体特征
• 酵母菌一般是单细胞微生物，且细胞粗短，在细胞间充满 着毛细管水，故其菌落也与细菌相似：湿润、较光滑、有 一定的透明度、容易挑起、菌落质地均匀、正反面和边缘、 中央部位的颜色均一等。
• 与细菌菌落的不同点：较大、较厚、外观较稠和较不透明。 颜色较单调（多为乳白色或矿烛色，少数红色，个别黑 色）。一般还会散发出“酒香味”。
有性、无性（方式多样） 二等分裂（多数）
3
第一节 真核微生物概述
二、真核微生物的主要类群
酵母菌 真菌 霉菌
真核微生物
藻类 原生动物
肉足类 鞭毛类 纤毛类
第四章微生物生长及控制
发酵工业上一般采用1/10的接种量
（4）培养基成分：接种到营养丰富的天然培 养基中的微生物延滞期短。
5）缩短延滞期的意义和方法
在发酵工业上需设法尽量缩短延迟期
接种对数生长期的菌种，采用最适菌龄 加大接种量 用与培养菌种相同组分的培养基 选用繁殖快的菌种
在食品工业上，尽量在此期进行消毒或灭菌
力、超声波
化学因素：酸、碱、氧化还原电位、化学
药物等
生物因素：寄生、互生、共生、拮抗等
有害微生物的控制
防腐、消毒、灭菌
1、防腐： 利用理化因素完全抑制霉腐微
生物的生长繁殖，从而达到防止物品发生 霉腐的措施，称为防腐。 2、消毒：采用较温和的理化因素，仅杀 死物体表面或内部的一部分对人体有害的 称为消毒。
2、指数期（对数期）
1）现象：细胞数目以几何级数增加，其对 数与时间呈直线关系。 2）生理特性： R最大，G（代时）最短 细胞代谢活动比较稳定，菌体内各种成分最 均匀，生理特性较一致。 酶活力最高，酶系活跃，代谢旺盛 活菌数几乎接近于总菌数
指数期的细胞是进行生理、代谢、遗传等研究的最好材料。
3）指数期细胞高速生长的原因：
同步培养的方法
1. 选择法 ⑴离心沉降分离法： ⑵过滤分离法： ⑶硝酸纤维素薄膜法：
2.诱导法
⑴温度调整法
⑵营养条件调整法
⑶用最稳定期的培养物接种
由于细胞个体间存在着差异，同步生长只能维持 1至2代，不能长久维持。
18
4.4 环境因素对微生物生 长的影响
微生物的一切生命活动都离不开环境，同一种微生
病原菌，而对被处理物体基本无害的措施，
3、灭菌（sterilization） 采用强烈的理化因素使任何物体内
徐蕾《微生物学》第4、5章噬菌体、遗传变异qians
(3) 医学上重要的质粒
◆ F质粒（fertility plasmid)或致育性质粒 ——控制细菌性菌毛的产生，与细菌变异有关；
♂. 带有F质粒的为雄性菌，能编码产生性菌毛； ♀. 无F质粒的为雌性菌，无性菌毛。 ◆ 耐药性质粒（resistance plasmid）
——编码细菌对抗菌药物或重金属盐类的耐药性。
◆ 毒力质粒（Vi质粒，virulence plasmid ） ——编码与该菌致病性有关的毒力因子。
ST质粒：编码耐热肠毒素 K质粒：决定细菌的粘附定植
3. 噬菌体
棒
状
白喉杆菌
杆
菌
噬
菌
体
4、转座元件
1）概念： 一类能够在细菌的染色体、质粒、噬菌体之间自行移
动的遗传成分，是基因中一段特异的具有转位特性的独立 的DNA 序列。
思考题
1.解释噬菌体，毒性噬菌体，温和噬菌体（溶 原性噬菌体），前噬菌体
2.溶原性细菌经历哪两个生活周期？ 3.毒性噬菌体的复制周期有哪几个阶段？
另：Phage的形态和结构 溶菌过程
第五 章 细 菌 的 遗 传 和 变异
一. 细菌的变异现象
遗传性变异
(基因型变异)
非遗传性变异
(表型变异)
R质粒接合作用产生耐药性的特点
有RTF，耐药性传播迅速 对多种抗生素耐药 种间传播，使耐药性广泛传播
3. 转导(transduction)
转导——是以温和噬菌体为载体，将供体菌的
一段DNA转移到受体菌内，使受体菌获得新的性 状。
◆普遍性转导（generalized transduction） ◆局限性转导（restricted transduction）
医学微生物学第四章 消毒与灭菌
的信，赞扬巴斯德对他的启发，帮助了改革了外
科学，拯救了无数生命。 “尊敬的先生：请您允许我恭恭敬敬地向您致 谢，感谢您指出病原菌是术后化脓的真正原因， 使我找到了预防方法……人类已经享受到您的成
就，这确实是很令人钦佩的…….”
一、消毒与灭菌的重要性
“消毒与灭菌”是临床医学、预防医 学、护理学初学者必须学习的一课，也是 最重要的一课。
二、消毒与灭菌的概念 2、消毒（disinfection）
杀死物体上病原微生物，但不一定能杀 死含芽胞的细菌和非病原微生物。
二、消毒与灭菌的概念 3、防腐（antisepsis） 防止或抑制体外细菌生长繁殖 4、无菌（asepsis） 物品中没有活的微生物存在
二、消毒与灭菌的概念 5、无菌操作（antiseptic technique）
通蒸气消毒器，加热15～30min→37 ℃培养
过夜。如此3次，可达到灭菌目的。
主要用于不耐高热的含糖、牛奶等培养 基的消毒。
三、物理灭菌方法 巴氏消毒法（pasteurization）：加热
72℃，15～30s，可杀死物品中的无芽胞病 原菌，并保持食品的风味和营养价值。主
要用于酒类、牛乳、果汁等消毒。
消毒与灭菌
一、消毒与灭菌的重要性 二、消毒与灭菌的概念 三、物理灭菌方法 四、化学消毒法
一、消毒与灭菌的重要性
早在一百多年前，即在巴斯德时代之 前，医院被看成是病人临终的场所，在病 人住院之前，几乎没有一个不是先向亲友 作最后告别的。
一、消毒与灭菌的重要性
外科医院：麻醉、止血和抗感染三大 技术尚未建立。为了拯救生命，医生只能 不顾病人的极大痛苦去切割肢体；用炽热 的铁器烙印切口止血；再缠 上“脏”布或让血肉模糊的伤 口直接暴露在空气中。
中科院考研851微生物学笔记第四章病毒与亚病毒
非细胞生物：分为病毒和亚病毒两大类。
其中亚病毒又分类病毒、拟病毒/卫星与朊病毒；拟病毒又细分为卫星病毒和卫星核酸；朊病毒分颈椎动物与真菌朊病毒。
一、病毒（virus）/病毒粒子/病毒颗粒1、定义：指一类比较原始的、有生命特征的、能够自我复制和严格细胞内寄生的非细胞生物。
2、特点：①不具细胞结构；②只含一种类型的核酸作为遗传信息载体（DNA 或RNA）；③以复制方式繁殖，不能在无生命的培养基中增殖；④缺乏完整的酶系统和能量合成系统，不含有功能性核糖体或其他细胞器；⑤严格的细胞内寄生；⑤对一般抗生素不敏感，但对干扰素敏感。
3、宿主范围：病毒具有宿主专一性，病毒识别蛋白/反受体（VAP）是一种毒粒表面的结构蛋白分子，可以特异性识别宿主细胞受体并与之结合。
由此病毒可分为噬菌体、植物病毒、动物病毒。
4、形态结构：（个体微小，单位常以nm表示）1）病毒粒的基本成分是核酸和蛋白质。
核酸位于它的中心，称为核心或基因组, 蛋白质包围在核心周围，形成衣壳。
衣壳是由许多壳粒所构成。
核心和衣壳合称核衣壳①衣壳/蛋白质外壳/壳体：指由蛋白质亚基或颗粒排列形成的有规则的壳样结构，是病毒粒的主要支架结构和抗原成分，有保护核酸等作用。
②壳粒：由一种或几种病毒蛋白形成的寡聚体，通常为5聚体或6聚体。
③核衣壳/核壳体：指衣壳与病毒核酸结合而成的复合物，无包膜病毒的核衣壳就是病毒体④包膜：指围绕核衣壳的双层脂质膜，由脂类、蛋白质和寡聚糖组成。
有的包膜上还长有刺突等附属物。
包膜的有无及其性质与该病毒的宿主专一性和侵入等功能有关。
2）壳体结构：①螺旋对称壳体（如烟草花叶病毒TMV、狂犬病毒）；②二十面体对称壳体（如腺病毒、脊髓灰质炎病毒）；③复合对称壳体（如痘病毒、大肠杆菌T偶数噬菌体）5、化学组成：主要是核酸和蛋白质，包膜蛋白和某些裸露蛋白还有类脂和糖类等1）核酸：病毒核酸有四种存在类型：双链DNA（dsDNA）、单链DNA（ssDNA）、双链RNA（dsRNA）、单链RNA（ssRNA）；除dsRNA外其他均有环形和线性之分，单链还有正链和负链的极性之分2）蛋白质：包括结构蛋白（衣壳蛋白、包膜蛋白）和非结构蛋白（病毒基因组编码，在复制表达调控中有一定功能，但不结合与病毒颗粒中的蛋白质）✦毒粒酶：参与病毒感染复制的酶，分为①参与病毒侵入、释放等过程（如T4的溶菌酶）；②参与病毒大分子合成（如逆转录病毒的逆转录酶）3）脂类：主要存在于包膜，以磷脂和胆固醇为主4）糖类：核糖/脱氧核糖、糖蛋白、糖脂等二、典型病毒:病毒主要分为三类：噬菌体、动物病毒、植物病毒●噬菌体：是原核微生物的病毒，包括噬细菌体、噬放线菌体、噬蓝细菌体。
微生物学：第四章微生物的营养与培养基
微 生 物
生长因子 需要量（ml-1
胆碱
硫胺素 B-丙氨酸
III型肺炎链球菌（Streptococcus pneumoniae）
金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus） 白喉棒杆菌（Cornebacterium diphtherriae）
6ug
0.5ng 1.5ug
破伤风梭状芽孢杆菌（Clostridium tetani）
氮源
氮源谱
｛ ｛ ｛
有机氮 无机氮
蛋白质 核酸 氨基酸 尿素
NH3 铵盐 硝酸盐 N2
按氮源的不同，生物可分为：
氨基酸自养型生物：能利用尿素、铵盐、硝酸盐甚至氮 气的生物
氨基酸异养型生物：不能利用尿素、铵盐、硝酸盐甚至氮 气的生物
常用的蛋白质类氮源包括蛋白胨、鱼粉、蚕蛹、黄豆饼 粉、玉米浆、牛肉浸膏、酵母浸膏等
④热的良好导体；
⑤通过水合作用与脱水作用控制由多亚基组成的结构
第二节
生长所需要的碳源
微生物的营养类型
自养型生物
异养型生物
光能营养型
生物生长过程中能量的来源
划分依据 碳源 能源 电子供体 营养类型 自养型(autotrophs) 异养型(heterotrophs) 光能营养型(phototrophs) 化能营养型(chemotrophs) 无机营养型(lithotrophs) 有机营养型(organotrophs)
碳源谱
｛
有机碳 无机碳
异养微生物
自养微生物
微生物利用的碳源物质主要有糖类、有机酸、醇、 脂类、烃、CO2及碳酸盐等。糖类是最广泛利用的碳源。
对于为数众多的化能异养微生物来说，碳源是兼有 能源功能营养物。
食品微生物学-第四章 微生物的代谢
第四节 微生物独特的合成代谢
1 自养微生物的CO2固定： CO2是自养微生物的唯一碳源，异养微生物将CO2作 为辅助碳源，将空气中的CO2同化成细胞物质的过程，称为CO2的固定作用。
自养微生物+ CO2
细胞物质（糖）同化有卡尔文循环、
还原性三羧酸循环、还原性的单羧酸循环三个途径。
异养微生物+ CO2
双歧杆菌： C6H12O6 3CH3COOH + 2.5ATP
2CH3CHOHCOOH +
乳糖发酵：
乳糖 葡萄糖
C6H12 O6 + 半乳糖
异构化成
第二节 自养微生物的生物氧化
一些微生物可以从氧化无机物获得能量，同化合成细胞物质，这类 细菌称为化能自养微生物，它们在无机能源氧化过程中通过氧化 磷酸化产生ATP。能进行光能营养的微生物真菌中有藻类及原核 生物中蓝细菌。
3 柠檬酸发酵：关于柠檬酸的发酵，目前大多数的学者认为柠檬酸并非只有 TCA循环产生，还可由葡萄糖经EMP途径生存丙酮酸，丙酮酸羧化反应形成草 酰乙酸，与乙酰辅酶A形成柠檬酸。
葡萄糖
磷酸稀醇式丙酮酸
草酰乙酸
CO2
柠檬酸
丙酮酸
乙酰辅酶A
4 乳酸发酵：乳酸是乳酸菌发酵的最终产物。乳酸菌的种类有许多，发酵的方 式有正型乳酸发酵和异型乳酸发酵两种。
（3）发酵作用（fermentation）：广义的发酵最早是指 从不断冒泡并产生有用发酵产物的一些自然现象开始的；目 前发酵泛指任何利用好氧性或厌氧性微生物来生产有用代谢 产物或食品、饮料的一类生产方式。狭义的发酵是指在无氧 等外源氢受体的条件下，底物脱氢后所产生的还原力[H]经 呼吸链传递而直接交中间代谢物，以实现底物水平磷酸化产 能的一类生物氧化反应。
微生物第四章
第四章微生物的代谢代谢（metabolism）：也称新陈代谢，指生物体内进行的全部化学反应的总和。
（一）分解代谢：细胞将大分子物质降解成小分子物质，并在此过程中产生能量的过程。
不同营养类型的微生物进行分解代谢所利用的物质不同，异氧微生物利用的是有机物，自养微生物利用的是无机物。
（二）合成代谢：细胞利用简单的小分子物质合成复杂的大分子物质，并在此过程中贮藏能量的过程。
（三）物质代谢：物质在体内进行转化的过程。
（四）能量代谢：伴随物质转化而发生的能量形式相互转化的过程。
（五）初级代谢：能使营养物转化为结构物质、具生理活性物质或提供生长能量的一类代谢。
产物有小分子前体物、单体、多聚体等生命必需物质。
（六）次级代谢：某些微生物进行的非细胞结构物质和维持其正常生命活动的非必须物质的代谢。
产物有抗生素、酶抑制剂、毒素、甾体化合物等，与生命活动无关，不参与细胞结构，也不是酶活性必需，但对人类有用。
合成代谢和分解代谢的关系1.分解代谢为合成代谢提供能量和原料，保证正常合成代谢的进行，合成代谢又为分解代谢创造更好的条件。
2.合成代谢和分解代谢都是由一系列连续的酶促反应构成的，前一步反映的产物是后续反应的底物。
微生物代谢的特点1.代谢旺盛（代谢强度高、转化能力强）2.代谢类型多样化（导致营养类型的多样化）3.某些微生物在代谢过程中除产生其生命活动必须的初级代谢产物和能量外，还会产生一些次级代谢产物，次级代谢产物与人类生产与生活密切相关，是微生物学的重要研究领域。
4.微生物的代谢作用使得微生物在自然界的物质循环中起着极其重要的作用。
第一节微生物的能量代谢第二节微生物的物质代谢第三节微生物代谢的调节第四节微生物次级代谢与次级代谢产物第一节微生物的能量代谢微生物能量代谢是指微生物把环境提供的能源或本身储存的能源转变为微生物生命活动所需能源的过程。
微生物的产能代谢是指生物体内经过一系列连续的氧化还原反应，逐步分解并释放能量的过程，又称生物氧化。
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第四章微生物的营养和培养基
选择题（每题1分，共40题，40分）
1.蓝细菌属于（?A?）型的微生物。
??正确
A. 光能自养
B. 光能异养
C. 化能自养
D. 化能异养
2.微生物吸收营养物质的主要方式是（?C?） ??正确
A．简单扩散
B．促进扩散
C．主动运输
D．基团转位
3.实验室培养酵母菌的常用培养基是（?A?）??正确
A.麦芽汁培养基
B.查氏合成培养基
C.高氏1号
D.牛肉膏蛋白胨培养基
4.水分子可以通过（?B?）进入细胞。
??正确
A. 主动运输
B. 扩散
C.促进扩散
D. 基团转位
5.实验室常用的培养放线菌的培养基是（?C?）??正确
A. 牛肉膏蛋白胨培养基
B.马铃薯培养基
C.高氏一号培养基
D. 麦芽汁培养基
6.硝化细菌属于（?C?）型的微生物。
??正确
A.光能自养
B.光能异养
C.化能自养
D.化能异养
7.下列不属于主动运输特点的是（?D?）??错误??正确答案：C
A.逆浓度
B.需载体
C.不需能量
D.选择性强
8.用化学成分不清楚或不恒定的天然有机物配成的培养基称为（?A?）??正确
A.天然培养基
B.半合成培养基
C.合成培养基
D.加富培养基
9.制备培养基的最常用的凝固剂为（?C?）??正确
A.硅胶
B.明胶
C.琼脂
D.纤维素
10.占微生物细胞总重量70%-90% 以上的细胞组分是：（?C?）??正确
A. 碳素物质
B. 氮素物质
C. 水
D.无机盐
11.真菌的营养类型为（?D?）??正确
A.光能自养型
B.光能异养型
C.化能自养型
D.化能异养型
12.用来分离固氮菌的培养基中缺乏氮源，这种培养基是一种（?C?）??正确
A.基础培养基
B.加富培养基
C.选择培养基
D.鉴别培养基
13.能用分子氮作氮源的微生物有：（?B?）??正确
A. 酵母菌
B. 蓝细菌
C. 苏云金杆菌
D.霉菌
14.腐生型微生物的特征是：（?A?）??正确
A. 以死的有机物作营养物质
B. 以有生命活性的有机物作营养物质
C. A，B 两者
D.属于化能自养型
15.下列物质可用作生长因子的是（?D?）??正确
A.葡萄糖
B.纤维素
C. NaCl
D.叶酸
16.大肠杆菌属于（?D?）型的微生物。
??正确
A.光能无机自养
B.光能有机异养
C.化能无机自养
D.化能有机异养
17.化能无机自养微生物可利用（?B?）为电子供体。
??正确
A. CO2
B. H2
C. O2
D. H2O
18.用来分离产胞外淀粉酶菌株的淀粉培养基是一种（?D?）??正确
A.基础培养基
B.加富培养基
C.选择培养基
D.鉴别培养基
19.单纯扩散和促进扩散的主要区别是：（?C?）??正确
A. 物质运输的浓度梯度不同
B. 前者不需能量，后者需要能量
C. 前者不需要载体，后者需要载体
D.前者只能运输少量物质，后者是主要的运输方式
20.微生物生长所需要的生长因子(生长因素)是：（?D?）??正确
A. 微量元素
B. 氨基酸和碱基
C. 维生素
D. B，C二者
21.细菌中存在的一种主要运输方式为：（?C?）??正确
A. 单纯扩散
B. 促进扩散
C. 主动运输
D. 基团转位
22.需要载体但不能进行逆浓度运输的是（?C?）??正确
A. 主动运输
B. 扩散
C.促进扩散
D.基团转位
23.下列培养基中（?D?）是合成培养基。
??正确
A. LB培养基
B. 牛肉膏蛋白胨培养基
C. 麦芽汁培养基
D.查氏培养基
cerevisiae最适生长pH值为（?B?）??正确
A . . .培养百日咳博德氏菌的培养基中含有血液，这种培养基是（?B?）??正确
A.基础培养基
B.加富培养基
C.选择培养基
D.鉴别培养基
26.配制1000ml的固体培养基需加琼脂为（?C?）??正确
A. 0
B. 2～7克
C. 15～20克
D. 50克
27.下列属于生长素类物质的是（?D?）??正确
A.氨基酸
B.维生素
C.嘌呤碱基
D.三者都是
28.微酸环境下适宜生长的微生物是（?B?）??正确
A.细菌
B.酵母菌
C.放线菌
D.病毒
29.向培养基中加入水果汁培养酵母菌，此培养基属（?B?）??正确
A.基础培养基
B.加富培养基
C.选择培养基
D.鉴别培养基
30.（?B?）可用来分离培养出由科学家设计的特定环境中能生长的微生物，尽管我们并不知道什么微生物能在这种特定的环境中生长。
??错误??正确答案：A
A.选择平板
B.富集培养
C.稀释涂布
D.单细胞显微分离
31.大多数微生物的营养类型属于（?D?）??正确
A. 光能自养
B. 光能异养
C. 化能自养
D. 化能异养
32.碳素营养物质的主要功能是（?C?）??正确
A. 构成细胞物质
B. 提供能量
C. A，B 两者
D.提供生长因子
33.自养型微生物和异养型微生物的主要差别是（?B?）??正确
A. 所需能源物质不同
B. 所需碳源不同
C. 所需氮源不同
D.氢供体不同
34.用牛肉膏作培养基能为微生物提供（?D?）??正确
A. C 源
B. N 源
C. 生长因素
D. A，B，C 都提供
35.实验室培养细菌常用的的培养基是（?A?）??正确
A.牛肉膏蛋白胨培养基
B.马铃薯培养基
C.高氏一号培养基
D.查氏培养基
36.高氏培养基用来培养（?C?）??正确
A.细菌
B.真菌
C.放线菌
D.酵母菌
37.牛肉膏蛋白胨培养基用来培养（?C?）??正确
A.酵母菌
B.霉菌
C.细菌
D放线菌
38.在有氧和无氧条件下，均能正常生长和繁殖的微生物是（?A?）??正确
A.酵母菌
B.青霉菌
C.乳酸杆菌
D.甲烷杆菌
39.可以作为自养微生物氮源的是（?D?）??正确
、尿素
B.牛肉膏、蛋白胨
C.尿素、酵母粉
D.铵盐、硝酸盐
40.基团转位和主动运输的主要差别是（?C?）??正确
A.运输中需要各种载体参与
B.需要消耗能量
C.改变了被运输物质的化学结构
D.从低浓度到高浓度运输物质。