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1、微生物的生物学特性：个体小,繁殖快,分布广,结构简单,种类多,数量大,易培养,易变异,代谢能力强 巴斯德：彻底否定“自生说”(曲颈瓶试验);免疫学预防接种;证实发酵是由微生物引起的;巴斯德消毒法(60-65短时) 柯赫：证实炭疽病菌是炭疽病的病原菌;发现肺结核病的病原菌(诺贝尔奖);柯赫原则(证明某种微生物是否为某种病的病原体的基本原则);用固体培养基分离纯化微生物的技术;配置培养基 微生物学：研究微生物在一定条件下的形态结构,生理生化,遗传变异以及微生物的进化,分类,生态等生命活动规律及其应用的一门学科。 原核生物：细胞微小,细胞核无核膜包裹的原始单细胞生物,革兰氏染色法：是一种鉴别真细胞和
2、古生菌的极其重要的鉴别染色法 原理：G+和G-的细胞壁化学成分有差异而引起的物理特性(脱色能力)不同,决定了染色反应不同 机制：G-脂类物质多,肽聚糖少,用丙酮或酒精溶掉脂类,使细胞壁透性增加,从而把结晶紫与碘复合物溶出来,而染上红色/G+肽聚糖含量多,脂类物质少,用丙酮或酒精处理脱水,使细胞壁肽聚糖网孔变小后,通透性降低,结晶紫与碘复合物溶不出来,芽孢：某些细菌在其生长发育后期,在细胞内形成一个圆形或椭圆形,厚壁,含水量极低,抗逆性极强的休眠体(耐热性)。大部分是革兰氏阳性菌杆菌,用孔雀绿染色 芽孢构造：(从外到里)：孢外壁,芽孢衣,皮层,核心(芽孢壁,芽孢质膜,芽孢质,核区) 特有组分为芽
3、孢肽聚糖和吡啶-2,6-二羧酸(DPA)。芽孢肽聚糖特点是呈纤维束状,交联度小,负电荷强,可被溶菌酶水解 芽孢形成过程：DNA浓缩成束状质膜内陷前芽孢双层膜形成合成DPA孢衣合成皮层合成芽孢裂解 芽孢意义：细菌分类,鉴定中的重要形态学指标 放线菌：具有菌丝,以孢子进行繁殖,G+,原核,真菌,细胞壁是肽聚糖 放线菌形态结构：单细胞,大多由分枝发达的菌丝组成;菌丝直径与杆菌类似;细胞壁组成与细菌类似,革兰氏染色阳性(少数阴性);细胞的结构与细菌基本相同,按形态和功能可分为营养(产生色素),气生(波曲螺旋轮生等)和孢子丝三种 放线菌菌落特征：1.以链霉菌为代表,早期菌落似细菌,后期由于气生菌丝和分生
4、孢子的形成而变成表面干燥,粉粒状并常有辐射皱纹,菌落小质地较密,不易挑起并常有各种颜色;2.以诺卡氏菌为代表,菌落一般只有基质菌丝,结构松散,黏着力差易于挑起,有特征性颜色,放线菌分布特点及人类关系：常以孢子或菌丝状态及其广泛地存在于自然界,土壤中最多,其代谢产物使土壤具有特殊的泥腥味;能产生大量的,种类繁多的抗生素(90%链霉菌产生);有的放线菌可用于生产维生素,酶制制;在石油脱蜡,烃类发酵,污水处理等方面有应用 霉菌的形态：营养菌丝体(密布在固体营养基质内部,主要执行吸收营养物功能的菌丝体);气生菌丝体(伸展到空间的菌丝体).有隔菌丝和无隔菌丝 菌丝的特化形态(营养菌丝)：假根,匍匐菌丝,
5、吸器,附着胞,子座,菌核,菌环,菌网 菌丝的特化形态(气生菌丝)：1.结构简单子实体:产生无性孢子的简单子实体有几种类型，常见例如曲霉属或青酶属的分生孢子头，根霉属和毛霉属的孢子囊。产生有性孢子的简单子实体如担子菌的担子；2.结构复杂的子实体：分生孢子器,分生孢子座,分生孢子盘 霉菌的繁殖：分为有性繁殖和无性繁殖两个过程,并形成世代交替;主要靠无性孢子(节孢子,厚桓孢子,游动孢子,孢囊孢子,分生孢子)有性繁殖(卵孢子,接合孢子,子囊孢子,担孢子)：三个阶段：质配,核配,减数分裂,毛酶：单细胞真菌,菌丝无隔膜;无性生殖(孢子囊,孢囊孢子),有性繁殖(接合孢子).菌丝体发达,呈棉絮状,由许多分支的
6、菌丝构成.菌丝无隔膜,有多个细胞核,一般白色,不产生假根,孢子囊黑色或褐色 根酶：气生性强,匍匐菌丝,基内菌丝(假根),孢囊梗;无性繁殖(孢囊孢子),有性繁殖(结合孢子).有假根和匍匐菌丝,菌丝体白色,无隔膜,单细胞,气生性强,在培养基上交织成疏松的絮状菌落 曲霉：广泛分布于土壤,空气,谷物和各类有机物品中。米曲霉具强分解蛋白质能力,用于制酱。某些黄曲霉系能产生黄曲霉毒素。无性繁殖(分生孢子),有性繁殖(产生子囊孢子).有隔膜,多细胞,在活力旺盛时产生大量分生孢子梗,孢子呈绿黄橙褐黑等颜色 青酶：青酶在自然界分布极广,分解有机物能力强,产黄青酶是青霉素生产的重要青酶。菌丝分枝,有隔,为多细胞。
7、有性繁殖(分生孢子),无性繁殖(子囊孢子).与曲霉相似,但无足细胞,分生孢子梗不膨大,无顶囊,孢子穗形如扫把,酵母菌结构：单细胞真核微生物,无鞭毛,不能运动。细胞壁(呈三明治,外为甘露聚糖,内为葡聚糖,都是分枝状聚合物,中间夹着一层蛋白质,脂类和几丁质为少量组分.功能:固定外形,半透性,保护性);细胞膜(与原核生物基本相同,但有的含有固醇类(甾醇),VitD前体(麦角固醇),功能为调节渗透压,吸收与分泌);细胞核(双层膜;携带遗传信息);细胞质(液泡,单层膜包裹的细胞器,调节渗透压,为细胞成熟的标志) 酵母菌繁殖：无性繁殖(芽殖,裂殖,无性孢子)为主,有性繁殖形成子囊和子囊孢子(二倍体细胞-子
8、囊孢子).只进行无性繁殖的酵母菌称假酵母 灭菌方法：干热灭菌:烘箱内热空气灭菌,火焰灼烧;湿热灭菌:巴斯德消毒,煮沸消毒,间歇消毒,常规高压消毒,连续加压灭菌 次级代谢产物：为避免在初级代谢过程中产生的某种产物积累造成不利作用而产生的一类有利于生存的代谢产物。有抗生素,激素,生物碱,毒素,维生素等类型 异养微生物：光能异养型(不能以CO2作为唯一或主要的碳源,以有机物作为供氢体,利用光能将CO2还原为细胞物质,需外派生长因子);化能异养型(所需能量均来自有机物氧化过程中放出的化学能)分为腐生型(兼性腐生,兼性寄生),寄生型。细菌,真菌,原生动物,致病微生物均为化能异养性,代谢方式：分解代谢,合
9、成代谢 病毒特点：不具有细胞结构,具有一般化学大分子的特征;一种病毒的毒粒内只含有一种核酸,DNA或RNA;大部分病毒没有酶或酶系统不完全,不含催化能量代谢的酶,不能进行独立的代谢作用;严格活细胞寄生,依赖宿主细胞进行核酸复制,形成子代;个体微小,需电子显微镜观察;对抗生素不敏感,对干扰素敏感 病毒形状:球型颗粒,杆状颗粒,复杂型颗粒 病毒结构:壳体或衣壳.螺旋对称(亚基有规律地沿中心轴呈螺旋排列进而形成),二十面体(二十面体容积最大),复合对称(有尾噬菌体) 噬菌体：病毒的一种,一般把侵染细菌,放线菌的病毒叫噬菌体,在自然界广泛存在。 噬菌体组成：主要由蛋白质和核酸组成 噬菌体基本形态：蝌蚪
10、形,微球形和纤丝形 噬菌体繁殖：吸附(噬菌体与寄主细胞接触,在寄主细胞特异性受点上结合;侵入(核酸注入细菌细胞中,蛋白质壳体留在外面);复制(操纵寄主细胞的代谢机能,大量复制噬菌体核酸,并合成病毒所需要的蛋白质);粒子成熟(寄主细胞合成噬菌体壳体,并组装成完整噬菌体粒子);寄主细胞裂解(释放病毒粒子) 一步生长曲线：定量描述烈性噬菌体生长规律的实验曲线(潜伏期,裂解期,平稳期)。以感染时间为横坐标,病毒的感染效价为纵坐标,绘制出病毒特征性的繁殖曲线 温和噬菌体：噬菌体感染细胞后,将其核酸整合(附着)到宿主的核DNA上,并且可以随宿主DNA复制而进行同步复制,在一般情况下,不引起寄主细胞裂解的噬
11、菌体 溶源细胞：含有温和噬菌体的寄主细胞叫溶源细胞,营养六要素：水,无机盐,生长因子,碳源,氮源,能源 营养类型：光能无机自养型,光能有机自养型,化能无机自养型,化能有机自养型 培养基类型：按成分不同：天然培养基,合成培养基;按物理性质不同：固体,液体,半固体;按用途不同：基础,加富,鉴别,选择,其他。 EMB培养基：伊红美蓝琼脂培养基的简称。是为了观察某种糖被分解后是否产生酸的一种培养基。用此培养基进行平面培养时,若糖被分解,菌落成深紫色;若不被分解,则成浅粉色。曾用这种培养基检测各种糖的发酵性,以后被用来进行大肠杆菌的许多遗传实验。 生物氧化：细胞内一切代谢物所进行的氧化作用,其过程中产生
12、大量能量,分段释放,并以高能磷酸键形式储藏在ATP分子中,供需要时用,其形式包括与氧结合,脱氢,脱电子三种 呼吸：即生物氧化,分为好氧呼吸,厌氧呼吸和发酵作用 发酵：有机物氧化释放的电子直接交给本身未完全氧化的某种中间产物,同时释放能量并产生各种不同的代谢物 代谢途径：葡萄糖在糖醇解作用下分解为丙酮酸,丙酮酸在无氧条件下发酵成为各种发酵物,在有氧条件下为三羧酸循环,被彻底氧化成二氧化碳,水,ATP 青霉素抑制机制：抑制细菌细胞壁合成,破坏细胞质膜,作用于呼吸链以干扰氧化磷酸化,抑制蛋白质和核酸的合成 青霉素生长：生物个体物质有规律地,不可逆增加,导致个体体积扩大的生物学过程,细菌典型生长曲线：
13、以培养时间为横坐标,以活菌数的对数值为纵坐标,可以做一条生长曲线,这条曲线代表单细胞微生物从生长开始到衰老死亡的一般规律,一般分为迟缓期,对数期,稳定期和衰老期 生长曲线各期特点,出现原因及与生产应用的关系： 迟缓期特点：生长的速率常数为0;细胞的体积增大,DNA含量增多,为分裂作准备;合成代谢旺盛,核糖体酶类的合成加快,易产生诱导酶;对不良环境敏感 迟缓期出现原因：为了重新调整代谢,当细胞接种到新环境后,需要重新合成必需的酶类,辅酶或某些中间代谢产物以适应新的环境 迟缓期应用：为了提高生产效率,发酵工业中常常要采取措施缩短迟缓期 对数期特点：细菌数量呈对数增加,细胞内各成分按比例有规律地增加
14、,所有细胞组分呈彼此相对稳定速度合成,细菌的代谢活性及酶活性高而稳定,细胞大小比较一致。生活力强 对数期出现原因：以最大的速率生长和分裂,导致叙军数量呈对数增加 对数期应用：研究细菌性状以此期细菌最好;“种子” 稳定期特点：活细菌数最高并维持稳定,生长速率为零,群体活力变化较大,若及时采取措施补充营养物质或取走代谢产物或改善培养条件,可以延长稳定期 稳定期出现原因：营养物质消耗,代谢物质积累和PH等环境变化,环境条件逐渐不适宜于细菌生长,导致生长速率降低为零 稳定期应用：产生相应的代谢产物如外毒素、内毒素、抗生素、以及芽胞等 衰亡期特点：细菌繁殖越来越慢,死亡菌数明显增多。活菌数与培养时间呈反
15、比关系,此期细菌变长肿胀或畸形衰变,甚至菌体自溶,难以辩认其形。生理代谢活动趋于停滞。故陈旧培养物上难以鉴别细菌 衰亡期出现原因：营养物质耗尽有毒代谢产物大量积累 同步生长：微生物群体处于同一发育阶段,使群体和个体行为变为一致,所有细胞都能同时分裂,PH同布生长 连续培养：在微生物的整个培养期间,通过一定的方式使微生物能以恒定的比生长速率生长并能持续生长下去的一种培养方法 恒化培养：使培养基流速保持不变,并使微生物始终在低于其最高生长速率下进行生长繁殖.恒化连续培养中,必须将某种必需的营养物质控制在较低浓度,以作为限制性因子,而其他营养物均过量.通过控制流速可以得到生长速度不同但密度基本恒定的
16、培养物 恒浊培养：测定所培养微生物的光密度值,自动调节新鲜培养基流入和培养物流出,使培养物维持在最高的生长速率 石炭酸系数：指在一定时间内被药试剂能杀死全部供试菌的最高稀释度和达到同效的石炭酸的最高稀释度的比率.一般规定处理时间为10分钟,供试菌定为伤寒沙门氏菌 代时：细菌个体生长里,每个细菌分裂繁殖一代的时间 干热灭菌法：指用高温干热空气灭菌的方法。该法适用于耐高温的玻璃和金属制品以及不允许湿热气体穿透的油脂(如油性软膏机制、注射用油等)和耐高温的粉末化学药品的灭菌。必须长时间受高温的作用才能达到灭菌的目的 湿热灭菌法：指用饱和水蒸气、沸水或流通蒸汽进行灭菌的方法,由于蒸汽潜热大,穿透力强,
17、容易使蛋白质变性或凝固,所以该法的灭菌效率比干热灭菌法高,是药物制剂生产过程中最常用的灭菌方法。湿热灭菌法可分为：煮沸灭菌法、巴氏消毒法、高压蒸汽灭菌法、流通蒸汽灭菌法、和间歇蒸汽灭菌法。 Z值：加热致死曲线中,时间降低一个对数周期所需要升高的温度 D值：一定温度加热下,活菌数减少一个对数周期所需要的时间. D值越大,细菌的死亡速率越慢,即该菌的耐热性越强。 因此D值大小和细菌耐热性的强度成正比。 注意：D值不受原始菌数影响 D值随热处理温度、菌种、细菌活芽孢所处的环境和其它因素而异。 F值：在一定温度下,杀死一定浓度的细菌(营养体或芽孢)所需要的时间。 PH的影响：PH通过影响细胞质膜的透性
18、,膜结构的稳定性和物质溶解性或电离性来影响营养物质的吸收,从而影响微生物的生长速率 氧的影响：根据养与微生物关系可分为好氧,微好氧,耐氧厌氧,兼性厌氧,专性厌氧5类,三个经典试验:经典转化试验,噬菌体感染试验,植物病毒重建试验 基因突变：一个基因内部遗传结构或DNA序列的任何改变,包括一对或少数几对碱基的缺失,插入或置换,而导致的遗传变化。其发生范围小,具有自发性,对应性,稀有性,规律性,独立性,遗传和回复性,可诱变性。 基因突变类型：表现型(营养缺陷型,抗药性突变型,条件致死型,形态突变型),碱基变化与遗传信息的改变(同义突变,错义突变,无义突变,移码突变) 基因突变特点:非对应性,稀有性,
19、规律性,独立性,遗传和回复性,可诱变性 质粒：细菌细胞内一种自我复制的环状双链DNA分子,能稳定地独立存在于染色体外,并传递到子代,一般不整合到宿主染色体上。现在常用的质粒大多数是经过改造或人工构建的,常含抗生素抗性基因,是重组DNA技术中重要的工具。 基因突变种类 点突变,碱基置换,移码突变,插入突变 表型：又称性状,是基因型和环境共同作用的结果。从突变所带来的表型有:形态突变型;致死突变型;条件致死突变型;营养缺陷突变型;抗性突变型;抗原突变型;其他突变型 野生型：基因或生物体在自然界中常见的或非突变型的形式 基因型：生物体的遗传信息组成,包括染色体和染色体外所包含的基因信息。具有同样基因
20、型的生物体的基因结构相同。 营养缺陷型突变株：野生型菌株经过人工诱变或者自然突变失去合成某种营养(氨基酸,维生素,核酸等)的能力,只有在基本培养基中补充所缺乏的营养因子才能生长,成为营养缺陷型。营养缺陷型是一种生化突变株,它的出现是由基因突变引起的。遗传信息的载体是一系列为酶蛋白编码的核酸系列,如果核酸系列中某碱基发生突变,由该基因所控制的酶合成受阻,该菌株也因此不能合成某种营养因子,是正常代谢失去平衡。 接合：两个细菌之间的杂交。部分染色体从一个细胞转入到另一个细胞,是细菌之间交换遗传物质的过程 转化：外源遗传物质(如质粒DNA等)进入细菌,引起细菌遗传变化的现象。但外源DNA并不整合到宿主
21、染色体DNA上。这是与“转导”概念不同之处。 转染：DNA小片段插入体细胞或细胞系的过程。若此DNA未与宿主细胞DNA整合而获表达,称“瞬时转染”;若与宿主细胞DNA整合并随后者的复制而复制称“稳定转染 转导：借助病毒、噬菌体或其他方法将外源DNA导入细胞并整合到宿主基因组上的方法。 基因工程技术：将重组对象的目的基因插入载体,拼接后转入新的宿主细胞,构建成工程菌(或细胞),实现遗传物质的重新组合,并使目的基因在工程菌内进行复制和表达的技术. 菌种保藏：广泛蒐集在科学研究与生产中有价值的菌和菌株研究它们的生物学特性研究和采取妥善的保藏方法使菌种不死不污染并尽可能少发生变异编制菌种目录为掌握和利用微生物资源提供依据 菌种保藏要点：选择适宜的培养基培养温度和菌龄以便得到健壮的细胞或孢子保存于低温隔氧干燥避光的环境中尽量降低或停止微生物的代谢活动减慢或停止生长繁殖不被杂菌污染在较长时期内保持著生活能力。 菌种保藏方法:斜面低温保藏法、液体石蜡保藏法、滤纸保藏法、沙土保藏法、液氮冷冻保藏法、冷冻干燥保藏法。 菌种退化：大量群体中自发突变,复突变占据主体 防止菌种衰退措施:减少传代次数;创造良好培养条件;经常进行纯种分离,并对相应性状指标进行检查;采取有效菌种保藏方法,