細菌學復習資料

1、模式生物大腸桿菌所謂模式生物(model organism)是指生物的一個物種(species),它在人們研究生命現象的 過程中長期、反復的被作為研究材料，并且，從這個物種的研究中得出的許多生命活動規(guī)律 往往代表了許多物種共同的規(guī)律。常用的模式生物有大腸桿菌(Escherichia coli)、啤酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)、粗糙 脈抱菌(Neurospora crassa)、小鼠(Mus musculus domesticus)、玉米(Zea mays)、擬南芥 (Arabidopsis thaliana)、水稻(O ryza sativa) 等第三節(jié)細菌學在科

2、學和生產發(fā)展中的作用細菌學在建立絕大多數微生物對人類和動、植物是有益的，而且有些是必需的。自然界中N、 C、S等元素的循環(huán)要靠有關的微生物的代謝活動來進行。例如土壤中的細菌能將死亡動、 植物的有機氮化物轉化為無機氮化物，以供植物生長的需要，而植物又為人類和動物所食用。 此外，空氣中的大量游離氮，也只有依靠固氮菌等作用后才能被植物吸收。因此，沒有微生 物，植物就不能進行代謝，人類和動物也將難以生存。在農業(yè)方面，也可以應用細菌制造菌肥、植物生長激素等；也可利用細菌感染昆蟲這一自然 現象來殺死害蟲。例如蘇云金桿菌能在一些農作物害蟲的腸腔中生長繁殖并分泌毒素，導致 寄生昆蟲的死亡。這樣，開辟了以菌造肥

3、、以菌催長、以菌防病、以菌治病等農業(yè)增產新途 徑，為人類創(chuàng)造物質財富。細菌在農業(yè)上也有作為。俗話說：“人有說不完的話，地有除不盡的草”。田間除草是一種最 繁重和耗時的勞動。日本農林水產省北陸農業(yè)試驗場的科技入員，從細菌中篩選培育出一種 能除草的菌株，這種細菌對人畜和水稻植株均無妨害，它能以抱子的方式附著生長在雜草上， 并且迅速繁殖導致雜草枯萎死。尤其對一種由地下莖不斷分節(jié)繁殖的稻田油莎草效果更好。 這種雜草地表除掉后，地下隱芽又會萌發(fā)生長。用除草細菌能感染油莎草的地下莖，隨其不 能再抽芽生長，而危害水稻作物。隨著“基因工程”技術的不斷完善，科學家們研究利用細菌生長快、繁殖力強的特點.在電 子顯

4、微技術的幫助下，采用“基因槍”、“基因刀”等手術，將其細胞內的基因“更新換代”， 定向培育出人們所需要的某種類型細菌。如美國科學家著眼于環(huán)境保護，他們認為目前乙醇 發(fā)酵工藝中的細菌菌株可以進行改良，采用“基因工程”技術方法將其基因改變，使其專“吃” 馬鈴薯、玉米、小麥類改變成?！俺浴鼻f稼秸桿、廢紙木屑，甚至一些家庭生活垃圾，讓其 生產出乙醇來、而乙醇是代替汽油最理想的“綠色能源”。也有不少科學家研究利用細菌于“食品工業(yè)”，如用嗜熱細雨消化纖維素類制糖；生產糕餅、 巧克力等；有的則研究利用細菌的“發(fā)酵工藝”來生產藥品；有的則研究環(huán)保產品，如利用 細菌來生產能降解的“綠色塑料”產品等。在工業(yè)方面，

5、微生物應用于食品、皮革、紡織、石油、化工、冶金等行業(yè)日趨廣泛。例如采 用鹽酸水解法生產1噸味精需要小麥30噸，現改用細菌發(fā)酵法只需薯粉3噸。既降低生產 成本，又大大節(jié)約細糧。又如在煉油工業(yè)中，利用多種能以石油為原料的細菌進行石油脫蠟， 可以提高石油的質量和產量。在醫(yī)藥工業(yè)方面，有許多抗生素是細菌的代謝產物。也可選用細菌來制造一些維生素、輔酶、 ATP等藥物。此外，在污水處理方面，利用細菌降解有機磷、氰化物等亦有良好效果。有少數細菌能引起人類和動物、植物的病害，這些具有致病性的細菌稱為人、動物病原細菌 和植物病原細菌。它們分別引起人類的傷寒、痢疾、結核、破傷風等；禽、獸的雞霍亂、鴨 瘟、牛炭疽、

6、豬氣喘等；以及農作物的水稻白葉枯病、棉花角斑病、花生、煙草等的青枯病、 甘薯瘟、馬鈴薯黑脛病和環(huán)腐病等。有些細菌，在正常情況下不致病，只是在特定情況下導 致疾病，這類微生物稱為條件致病細菌。例如一般大腸埃希菌在腸道不致病，在泌尿道或腹 腔中就引起感染。此外，有些細菌的破壞性還表現在使工業(yè)產品、農副產品和生活用品的腐 蝕和霉爛等。近代生物學把生物區(qū)分為細胞生物和非細胞生物兩大類。細胞生物包括一切具有細胞形態(tài)的 生物，按系統(tǒng)發(fā)育和16S rRNA分析它們分屬于細菌(廣義的，Bacteria，曾用 Eubacteria)、古菌(Archaea，曾用 Archaebacteria)和真核生物(Euka

7、ryota)。非細胞生物 包括病毒和亞病毒。種(species):種是最基本的分類單位，是指起源于一個共同祖先，在形態(tài)特征和理化特性上差別 微小，能適應一定環(huán)境的一群個體。變種(variety):新分離的種除大部分特性與模式種相同外，某些特性表現不同，如有毒細菌變異 為無毒的變種，而這些特性又是穩(wěn)定的。型的含義型(type):是同種之間在某些特殊性質上有區(qū)別的細菌。它們之間的區(qū)別不象變種那樣顯著； 所以”型”常用于變種以下的細分。按抗原結構的不同，可將細菌分成多種不同的血清型 (serotype);根據對噬菌體和細菌素的敏感性不同，可將細菌分成不同的噬菌體型(phage type) 和細菌素型

8、(bacteriocine type)菌株(strain):從自然界分離純化所得的純培養(yǎng)的后代，經過鑒定，屬于某個種，由于其來自 不同地區(qū)、不同土壤及生活環(huán)境或不同實驗室分離到的具體菌種，會出現一些性狀差異，這 個屬于同一種但來源不同的純培養(yǎng)的單個分離物的后代稱為菌株。標準菌株(standard strain)或模式菌株(type strain):具有某種細菌典型特征的菌株拉丁文雙名法。每個菌名由兩個拉丁字組成，前一字為屬名，用名詞大寫；后一字為種名，用 形容詞小寫。印刷時用斜體字。中文名是種名在前屬名在后。如Salmonella typhi傷寒沙門 氏菌伯杰氏系統(tǒng)細菌學手冊第一冊：包括一般的

9、、醫(yī)學和工業(yè)中重要的革蘭氏陰性細菌。第二冊：包括除放線菌以外的革蘭氏陽性細菌。包括其他的革蘭氏陰性細菌、藍細菌(Cyanobacteria)和古生菌(Archaeobacteria)。 第四冊：包括放線菌。細胞壁(Cell Wall)位于菌細胞的最外層，包繞在細胞膜的周圍。組成較復雜，并隨不同細菌而異。用革蘭染色法可將細菌分為兩大類，即革蘭陽性菌和革蘭陰性菌I革蘭陰性菌外膜(outer membrane)-脂蛋白-脂質雙層(內嵌多種蛋白質)-脂多糖LPS (細胞最外層)細菌細胞壁的功能維持菌體固有的形態(tài)，并保護細菌抵抗低滲環(huán)境(陽性菌2025大氣壓，陰性菌56大氣壓）參與菌體內外的物質交換菌體

10、表面帶有多種抗原表位，可以誘發(fā)機體的免疫應答磷壁酸：重要表面抗原，與血清型分類有關外膜：屏障結構，與致病性相關LPSG+菌與G-菌細胞壁的比較細胞壁革蘭陽性菌 革蘭陰性菌強度較堅韌較疏松厚度20-80nm10-15nm TOC o 1-5 h z 肽聚糖層數 可多達50層1-2層肽聚糖含量50%-80%5%-20% HYPERLINK l bookmark19 o Current Document 磷壁酸有無外膜無有G+菌與G-菌的差別及與細胞壁的關系項目革蘭陽性菌 革蘭陰性菌細胞壁的關系染色性紫色紅色對酒精的通透性抗原性磷壁酸外膜細胞壁化學組分毒性無內毒素 有內毒素細胞壁成分青霉素作用有效無

11、效位點五肽聯橋溶菌酶作用有效無效位點聚糖骨架莢膜（capsule）莢膜：某些細菌在細胞壁外包圍 的一層黏液性物質。菌毛：某些細菌的表面上伸出的中空毛發(fā)狀結構。其主要成分為菌毛蛋白，與細菌間或細菌 和動物細胞黏合有關。細菌細胞接合過程中是供體細胞向受體細胞傳遞DNA的通道。芽（spore）某些革蘭陽性細菌在一定的環(huán)境條件下，在菌體內部形成一個圓形或卵圓形小體，是細菌的休眠形式芽胞桿菌屬、梭菌屬功能抵抗力強。耐干燥、熱、輻射、化學消毒劑100C數小時消毒滅菌是否徹底的標準最可靠方法為高壓蒸氣滅菌致病性不直接引起疾病，發(fā)芽后形成繁殖體后致病鑒別意義根據芽抱位置、大小等革蘭氏染色法一般包括初染、媒染、

12、脫色、復染等四個步驟，具體操作方法是：1）涂片固定。2）草酸銨結晶紫染1分鐘。3 ）自來水沖洗。4）加碘液覆蓋涂面染約1分鐘。5）水洗，用吸水紙吸去水分。6）加95%酒精數滴，并輕輕搖動進行脫色，20秒后水洗，吸去水分。7）蕃紅染色液（?。┤?分鐘后，自來水沖洗醫(yī)學、教育網搜集整理。干燥，鏡檢。革蘭氏陰性細菌類群革蘭氏陰性細菌類群特點：許多是在醫(yī)學、工業(yè)或農業(yè)上具有重要性的細菌；形態(tài)和細胞排列相當簡單，不形成復雜的細胞結構；主要為異養(yǎng)方式，包括腐生菌和寄生菌；多數不知是否能引起疾病，少數為條件致病菌。二）兼性厭氧細菌1 腸桿菌科（Enterobacteriaceae）:生理特點：發(fā)酵糖類產酸，

13、通常不產氣沙門氏菌和志賀氏菌是食物與水傳播的腸道病原菌，歐文氏菌是重要的植物病原細菌。大腸桿菌（Escherichia）（腸毒素）引起嬰兒嚴重腹瀉弧菌科生理特點：具有發(fā)酵能力，存在于水體和人和動物的腸道中。（三）立克次氏體、衣原體、支原體立克次氏體：是哺乳動物的活細胞中專性寄生菌。形態(tài)多樣，球狀、桿狀、 絲狀等。 不能通過細菌濾器。衣原體：是僅在脊椎動物細胞中生活專性寄生菌。形態(tài)呈球形或橢圓形，能通過細菌濾器。支原體：最小的革蘭氏陰性菌，無細胞壁，因而細胞柔軟，形態(tài)多樣，能通過細菌濾器。（四）內共生體在原生動物、昆蟲等生物細胞內生長繁殖的，不能脫離寄主細胞生長的細菌。昆蟲內共生體：與昆蟲密切相

14、關的，并有互惠作用的細菌。不能純培養(yǎng)、細胞培養(yǎng)或在其他昆蟲中培養(yǎng)，體外很難模仿它的生長需求。（五）藍細菌（藍綠藻，產氧的光合細菌）魚腥藍細菌屬念珠藍細菌屬螺旋藍細菌屬異形胞：藍細菌進行光合作用的場所蘭細菌的主要生理特點（1）蘭細菌能進行放氧光合作用（2）部分蘭細菌具有固N能力（有20多種有固N能力：熱帶地區(qū)、水稻田）第一節(jié)細菌的理化性狀一、細菌的化學組成細菌含有多種化學成分，包括水、無機鹽、蛋白質、糖類、脂類和核酸等。水分占細胞總重量的75%90 %。無機物包括碳、氫、氮、氧、磷和硫等。還有少數無機離子，如鉀、鈉、鐵、鎂、鈣等。特有的化學組成：肽聚糖、胞壁酸、鱗壁酸、D型氨基酸、二氨基庚二酸等

15、。微生物細胞中碳、氫、氧、氮的含量微生物種類CNHO細菌/ Bacteria5015820酵母/ Yeast49.812.46.7 31.1霉菌/ Mold47.95.26.7 40.2各類微生物細胞中的含水量微生物類型 細菌 霉菌 酵母菌 芽抱 抱子水分含量（%） 7585 8590 753038二、細菌的物理性狀光學性質：細菌為半透明體。細菌懸液呈混濁狀態(tài)。表面積：細菌體積微小，相對表面積大。帶電現象：在中性或弱堿性環(huán)境中，細菌帶負電荷。半透性：細菌的細胞壁和細胞膜具有半透性，允許水及部分小分子物質通過，有利于吸收 營養(yǎng)和排出代謝物質。滲透壓：一般革蘭氏陽性菌滲透壓高達2025個大氣壓，革

16、蘭氏陰性菌滲透壓56個大氣 壓。四、影響細菌生長的環(huán)境因素營養(yǎng)-氫離子濃度溫度氣體滲透壓細菌新陳代謝有兩個突出的特點：-代謝活躍。細菌菌體微小，相對表面積很大，因此，物質交換頻繁、迅速，呈現 十分活躍的代謝。-代謝類型多樣性。各種細菌其營養(yǎng)要求、能量來源、酶系統(tǒng)、代謝產物各不相同， 形成多種多樣的代謝類型，適應復雜的外界環(huán)境。EMP途徑生理功能EMP途徑是一些特殊細菌具有的代謝途徑，產能效率雖低，生理功能極其重要。生成幾種磷酸化中間產物及終產物在合成代謝中起重要作用（提供碳骨架和逆轉合 成多糖），并為細菌提供生理活動所需的ATP和NADPo在有氧呼吸時NADP經呼 吸鏈氧化，同時由電子轉移磷酸

17、化生成ATP發(fā)酵時NADP將分子中氫交給有機物 使之還原，本身則氧化為NAD+提供還原力。（NADH生成后不能積存,必須從新氧 化為NAD,以便推動代謝循環(huán)進行）連接重要的代謝途徑的橋梁（TCA循環(huán)、HMP途徑）。微生物發(fā)酵作用的共同點：1. NADH被氧化成NAD+；2.電子受體通常是丙酮酸或它的衍生物。乙醇（酒精）發(fā)酵（許多真菌（釀酒酵母EMP途徑）和一些細菌（。途徑）、藻類及原生動物）乳酸發(fā)酵（乳桿菌屬（EMP途徑）、鏈球菌屬、藻類）同型乳酸發(fā)酵通過糖酵解途徑借助乳酸脫氫酶直接將丙酮酸轉變?yōu)槿樗?。（鏈球菌屬）異型乳酸發(fā)酵通過磷酸戊糖（解酮酶）除產生乳酸外，還產生乙醇和CO2。（腸膜狀明串

18、珠菌）丁酸發(fā)酵 （專性厭氧梭狀芽抱桿菌、丁酸發(fā)酵）在微生物中許多發(fā)酵類型都與丙酮酸代謝有關，形成丙酮酸代謝的多樣性。其中有些 發(fā)酵類型只為某種菌所特有，具有特殊性，常用于微生物分類上鑒別和區(qū)分菌種。如大腸 桿菌的混合酸發(fā)酵，丙酸細菌的丙酸發(fā)酵，產氣桿菌的2, 3-丁二醇發(fā)酵毒素與酶：細菌可產生內、外毒素及侵襲性酶，與細菌的致病性密切相關。-內毒素（Endotoxin）即革蘭氏陰性菌細胞壁的脂多糖，其毒性成分為類脂A。菌體 死亡崩解后釋放出來。-外毒素但乂0妊血）是由革蘭氏陽性菌及少數革蘭氏陰性菌在生長代謝過程中釋放至 菌體外的蛋白質。具有抗原性強、毒性強、作用特異性強的突出特點。某些細菌可產生

19、具有侵襲性的酶，能損傷機體組織，促進細菌的侵襲、擴散， 是細菌重要的致病因素，如鏈球菌的透明質酸酶等。-抗生素（Antibiotic）:某些微生物代謝過程中可產生一種能抑制或殺死某些其他微 生物或癌細胞的物質，稱抗生素?？股囟嘤煞啪€菌和真菌產生，細菌僅產生少數 幾種，如多粘菌素（Polymyxin）、桿菌肽（Bicitracin）等。細菌的人工培養(yǎng)-人工培養(yǎng)細菌需要的條件：-充足的營養(yǎng)和能量；-酸堿度； 滲透壓；溫度；必要的氣體細菌的人工培養(yǎng)根據不同的標本及不同的培養(yǎng)目的，可選用不同的接種和培養(yǎng)方法。分離培養(yǎng)：純培養(yǎng)：細胞計數（培養(yǎng)物細胞濃度）培養(yǎng)物中細胞計數是微生物學的基本實驗技術其基本思

20、路是：-對原培養(yǎng)物進行連續(xù)稀釋-進行平板涂抹培養(yǎng)-由于每個細胞形成一個菌落，計數菌落數-根據稀釋倍數計算原培養(yǎng)物中的細胞濃度常用分離方法稀釋分離法：主要用于分離細菌和酵母等。是直接將病組織上的抱子洗下配成抱子 懸浮液，經稀釋后與溶化并冷卻到45C左右的培養(yǎng)基混合，然后倒在滅菌的培養(yǎng)皿 中。病組織是不經過表面消毒的，可能帶來叫多的雜菌。組織分離法：就是切取小塊病組織，經表面消毒和滅菌水洗過后，移入培養(yǎng)基平板上培養(yǎng)。按用途劃分基礎培養(yǎng)基（minimum medium）是含有一般微生物生長繁殖所需的基本營養(yǎng)物質的 培養(yǎng)基。如：細菌一 肉膏蛋白豚；酵母菌一麥芽汁；真菌一 鈴薯蔗糖培 養(yǎng)基（PDA）。選

21、擇培養(yǎng)基（selectivemedium）是用來將某種或某類微生物從混雜的微生物群體中 分離出來的培養(yǎng)基。（、培養(yǎng)基、MS培養(yǎng)基血液瓊脂基礎 Blood Agar Base用途：供分離營養(yǎng)要求較高的致病菌用，后加血液制成血平板蛋白胨10.0牛肉浸粉3.0氯化鈉5.0瓊脂15.0pH 值 73 + 0.1 25C蛋白胨、牛肉浸粉提供氮源、維生素、生長因子；氯化鈉維均衡的滲透壓；瓊脂是 凝固劑。菌落的特征菌落特征包括菌落的大小、形態(tài)（圓形、絲狀、不規(guī)則狀、假根狀等），側面觀察 菌落隆起程度（如擴展、臺狀、低凸狀、乳頭狀等），菌落表面狀態(tài)（如光滑、皺 褶、顆粒狀龜裂、同心圓狀等），表面光澤（如閃光、不閃光、金屬光澤等），質地 （如油脂狀、膜狀、粘、脆等），顏色與透明度（如透明、半透明、不透明等）細菌的變異現象形態(tài)、結構變異毒力變異耐藥性變異 菌落變異質粒特征-自我復制能力-編碼基因產物賦予細菌某些性狀特征-可自行丟失與消除-轉移性-相容性和不相容