微生物學(xué)教程-文檔-文檔(一)

微生物學(xué)教程（第四版）知識點(diǎn)——周德慶緒論微生物與人類什么是微生物微生物：一切肉眼看不見或看不清的微小生物的總稱不是一切微生物都是肉眼不可見的。例：費(fèi)式刺尾魚菌，大?。?5μm（寬）X200~600μm（長）納米比亞珍珠硫細(xì)菌，大?。褐睆?00~300μm，最大750μm微生物的定義：是對所有形體微小的單細(xì)胞、細(xì)胞結(jié)構(gòu)較為簡單的多細(xì)胞，以及沒有細(xì)胞結(jié)構(gòu)的低等生物的通稱。解析：形體微?。阂话阈∮?00μm結(jié)構(gòu)簡單：單細(xì)胞，簡單多細(xì)胞，無細(xì)胞結(jié)構(gòu)低等生物：進(jìn)化地位低：原核生物，真核生物，非細(xì)胞生物。微生物并非分類學(xué)術(shù)語，而是根據(jù)生物體的大小而被人為的劃分在一起。微生物類群：①原核生物：支原體、衣原體、立克次氏體、放線菌、藍(lán)細(xì)菌、細(xì)菌、古菌。（支衣立放藍(lán)細(xì)古）②真核微生物：真菌（酵母菌、霉菌、蕈菌），原生生物（藻類、原生生物）③非細(xì)胞生物：（真）病毒，亞病毒（類病毒、擬病毒、脘病毒）微生物的五大共性（要考）個體小，面積大：比表面積大（產(chǎn)生其余四個共性）吸收多，轉(zhuǎn)化快：代謝能力強(qiáng)生長旺，繁殖快適應(yīng)強(qiáng)，易變異：有極其靈活的適應(yīng)性或代謝調(diào)控機(jī)制分布廣，種類多：“無孔不入，隨遇而安”微生物多樣性的體現(xiàn)①物種多樣性②生理代謝類型多樣性③代謝產(chǎn)物多樣性④遺傳基因多樣性⑤生態(tài)系統(tǒng)類型的多樣性人類對微生物世界的認(rèn)識史史前時期：微生物感性的認(rèn)識時期初創(chuàng)時期：微生物形態(tài)的認(rèn)識時期列文虎克——微生物學(xué)的先驅(qū)者，首個看見并描述微生物的人。3.奠基時期：微生物生理學(xué)發(fā)展時期巴斯德——微生物學(xué)奠基人，微生物學(xué)之父（提出胚種學(xué)說，否定了自然發(fā)生學(xué)說。）（巴斯德消毒法、分離出引起蠶病的微生物、創(chuàng)立免疫學(xué)原理和預(yù)防接種方法）科赫——細(xì)菌學(xué)的奠基人，科赫原則。（發(fā)明固體培養(yǎng)皿，建立分離純化微生物的實(shí)驗(yàn)技術(shù)，利用平板分離法尋找并分離到許多病原菌——發(fā)現(xiàn)結(jié)核病原菌）發(fā)展時期：微生物生物化學(xué)發(fā)展時期布赫納——生物化學(xué)奠基人，提出酶的概念費(fèi)萊明——發(fā)現(xiàn)青霉菌產(chǎn)生抑菌物質(zhì)—青霉素成熟時期：微生物研究進(jìn)入分子生物學(xué)水平，成為分子生物學(xué)研究中主要對象。沃森和克里克——分子生物學(xué)奠基人，提出DNA雙螺旋模型微生物學(xué)及其分科微生物學(xué)是一門在分子、細(xì)胞或群體水平上研究微生物的形態(tài)構(gòu)造、生理代謝、遺傳變異、生態(tài)分布和分類進(jìn)化等生命活動基本規(guī)律，并將其應(yīng)用于工業(yè)發(fā)酵、醫(yī)藥衛(wèi)生、生物工程和環(huán)境保護(hù)等實(shí)踐領(lǐng)域的科學(xué)。微生物學(xué)的發(fā)展促進(jìn)了人類的進(jìn)步發(fā)酵工業(yè)：食品飲料自然發(fā)酵醫(yī)療保?。荷锕こ碳夹g(shù)在生化藥物生產(chǎn)上的應(yīng)用農(nóng)業(yè)技術(shù)：以菌治蟲、以菌治菌、以菌治草；——生物防治生態(tài)環(huán)境保護(hù)和修復(fù)：有機(jī)廢棄物、廢水的生物處理生物學(xué)基礎(chǔ)理論研究：是分子生物學(xué)的三大來源和三大支柱（生物化學(xué)、微生物學(xué)和遺傳學(xué)）之一。原核生物的形態(tài)、構(gòu)造和功能細(xì)菌什么是原核生物即廣義的細(xì)菌，是指一大類細(xì)胞核無核膜包裹，不是核仁和典型的染色體，只有被稱作核區(qū)的裸露DNA的原始單細(xì)胞生物。細(xì)菌什么是細(xì)菌：一類細(xì)胞微?。?xì)短），結(jié)構(gòu)簡單、胞壁堅(jiān)韌、多以二分裂方式增值和水生性較強(qiáng)的單細(xì)胞原核生物。廣義的細(xì)菌指全部原核微生物。細(xì)菌細(xì)胞的形態(tài)與大?。呵蚓?、桿菌、螺旋菌。（特殊形態(tài)的細(xì)菌。）球菌排列形態(tài)：單球菌、雙球菌、四聯(lián)球菌、八疊球菌、鏈球菌、葡萄球菌。螺旋菌：根據(jù)彎曲情況分為：①弧菌：螺旋不滿一環(huán)，呈弧形或逗號型。（霍亂弧菌，逗號弧菌）②螺旋菌：螺旋滿2-6環(huán)，螺旋狀。（幽門螺旋桿菌）③螺旋體：旋轉(zhuǎn)周數(shù)在6環(huán)以上，菌體柔軟。（梅毒螺旋體）細(xì)菌形態(tài)的影響因素：培養(yǎng)時間，培養(yǎng)溫度，培養(yǎng)基組成、濃度與pH值，其他不利環(huán)境因子（如抗菌藥物）。環(huán)境條件變化物理化學(xué)因子的刺激→阻礙細(xì)胞正常發(fā)育→異常形態(tài)培養(yǎng)時間過長→細(xì)胞衰老、營養(yǎng)缺乏、自身代謝產(chǎn)物積累過多→異常形態(tài)細(xì)菌細(xì)胞的大?。憾攘繂挝沪蘭，直徑μm，（寬μmX長μm）。納米細(xì)菌：并非生物體，而是納米級的礦物質(zhì)與細(xì)胞內(nèi)的蛋白質(zhì)形成的復(fù)合物。細(xì)菌細(xì)胞的一般結(jié)構(gòu)一般結(jié)構(gòu)：細(xì)胞壁、細(xì)胞膜、核區(qū)、間體、細(xì)胞質(zhì)、內(nèi)含物。特殊構(gòu)造：鞭毛、菌毛、性菌毛、芽孢、糖被（微莢膜、莢膜、粘液層）。細(xì)胞壁的構(gòu)造與功能：細(xì)胞壁：是包圍在細(xì)胞表面的一層厚實(shí)、堅(jiān)韌的外被，主要成分為肽聚糖，具有固定細(xì)胞外形和保護(hù)細(xì)胞不受損傷等多種生理功能。不同細(xì)菌細(xì)胞壁構(gòu)造相同嗎？細(xì)菌細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)和成分具有多樣性革蘭氏染色法：丹麥醫(yī)生Gram與1884年發(fā)明的一種鑒別不同類型細(xì)菌的染色方法。革蘭氏陽性菌（G+）被染成紫色；革蘭氏陰性菌（G-）被染成紅色。（楊紫）G+和G-的細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)差異（從里到外）G+G-細(xì)胞膜：不含或含少量蛋白質(zhì)細(xì)胞膜：膜蛋白含量較高肽聚糖：含量很高90%，網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)周質(zhì)空間：由脂蛋白，肽聚糖（含量很低5%~20%）構(gòu)成磷酸壁：含量較高＜30%，分為壁磷酸壁和膜磷酸壁無磷酸壁外膜：由脂多糖，磷脂，脂蛋白構(gòu)成，含有孔蛋白和外膜蛋白。細(xì)胞壁主要功能：①維持細(xì)胞外形，提高機(jī)械強(qiáng)度；②作為滲透屏障，阻攔大分子有害物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞；③細(xì)胞生長、分裂所必須，為鞭毛運(yùn)動提供支點(diǎn)；④賦予細(xì)菌特定的抗原性，以及對抗生素和噬菌體的敏感性。肽聚糖:原核生物細(xì)胞壁特有的成分，是一種大分子聚合物；大量肽聚糖單體可聚合形成多層的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。?G+細(xì)菌肽聚糖網(wǎng)層厚G+細(xì)菌肽聚糖網(wǎng)層交聯(lián)緊密?G-細(xì)菌肽聚糖網(wǎng)層薄G-細(xì)菌肽聚糖網(wǎng)層交聯(lián)松散G+肽聚糖單體結(jié)構(gòu)：雙糖（NAG-NAM）：N-乙酰葡萄糖胺（NAG）,N-乙酰胞壁酸（NAM）短肽（四肽尾）：L-Ala,D-Glu,L-Lys,D-Ala.肽橋（肽間橋）:5個L-Gly甘短肽和肽橋的組成成分和連接方式依不同的細(xì)菌而異。肽聚糖單體結(jié)構(gòu)：雙糖（NAG-NAM）:N-乙酰葡萄糖胺（NAG）,N-乙酰胞壁酸（NAM）短肽（四肽尾）：L-Ala,D-Glu,m-DAP,D-Ala肽橋（肽間橋）:D-Ala--m-DAP肽鍵磷酸壁:G+特有是G+菌細(xì)胞壁上的一種酸性多糖，通過共價鍵與肽聚糖分子結(jié)合，并延伸到肽聚糖分子表面，帶有負(fù)電荷。主鏈由醇（核糖醇或甘油）和磷酸分子交替連接而成；種類：膜磷酸壁：與細(xì)胞膜相交聯(lián)壁磷酸壁：與肽聚糖相交聯(lián)磷酸壁的功能：①通過大量負(fù)電荷吸附濃縮細(xì)胞周圍Mg2+,提高細(xì)胞膜上的合成酶活性；②貯藏磷元素；③調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)自溶素的活力，抑制細(xì)胞自溶；④噬菌體吸附受體；⑤作為G+菌表面抗原，用于菌種鑒定。⑥加強(qiáng)某些致病菌對宿主細(xì)胞的粘連，避免被白細(xì)胞吞噬，有抗補(bǔ)體作用。外膜（OM）：G-菌細(xì)胞壁特有結(jié)構(gòu)，位于壁最外層，作為細(xì)菌的保護(hù)屏障。成分：脂多糖、磷脂和若干種外膜蛋白。脂多糖（LPS）：G-菌細(xì)胞壁最外層的類脂多糖類物質(zhì)。（LPS）：類脂A（細(xì)菌致病物質(zhì)“內(nèi)毒素”的物質(zhì)基礎(chǔ)）；核心多糖；O-抗原（結(jié)構(gòu)多變，G-菌抗原決定簇呈現(xiàn)多樣性）。功能：·類脂A是G-菌致病物質(zhì)內(nèi)毒素的物質(zhì)基礎(chǔ)；·決定了G-菌表面抗原決定簇的多樣性；·吸附Mg離子提高其在細(xì)胞表面的濃度；·噬菌體吸附受體；·具有一定的選擇性吸收功能，可透過小分子營養(yǎng)物質(zhì)，阻擋溶菌酶、抗生素等大分子物質(zhì)。外膜蛋白：嵌合在LPS和磷脂層上的20多種蛋白，多數(shù)功能未知。外膜蛋白：脂蛋白（連接外膜層和肽聚糖層）；孔蛋白（一種三聚體跨膜蛋白，中間有孔道，小分子進(jìn)入細(xì)胞的通道。）周質(zhì)空間?也稱壁膜空間，位于G-菌外膜和細(xì)胞膜之間的狹小空間；?內(nèi)含質(zhì)外酶，對細(xì)菌營養(yǎng)吸收、代謝、趨化性、抗藥性及抗逆等重要作用。?周質(zhì)空間蛋白酶修飾細(xì)菌受體組氨酸激酶VgrS，促進(jìn)細(xì)菌抗逆。11.抗酸細(xì)菌：一類細(xì)胞壁中含有大量分支菌酸等蠟質(zhì)的特殊G+菌，酸性復(fù)紅染色后不能被鹽酸乙醇脫色。例如：分支桿菌屬（Mycobacterium）組成：類脂（分枝菌酸和索狀因子）：1.約占60%；2.蛋白質(zhì)（孔蛋白）；3.肽聚糖12.缺壁細(xì)胞：在自然進(jìn)化和實(shí)驗(yàn)室菌種自發(fā)突變中產(chǎn)生的少數(shù)沒有細(xì)胞壁的細(xì)菌種類；或在實(shí)驗(yàn)室中通過人為方法抑制新細(xì)胞壁合成或酶解已有細(xì)胞壁而獲得的人工缺壁細(xì)菌。實(shí)驗(yàn)室中形成——1.自然缺壁突變——L型細(xì)菌2.人工方法去壁——①徹底除盡—原生質(zhì)體；②部分去除—球狀體。自然界長期進(jìn)化中形成——支原體13.細(xì)胞膜：圍繞在細(xì)胞質(zhì)外面的一層柔軟而富有彈性的薄膜，厚約7～8nm，占細(xì)胞干重的10%左右，也稱細(xì)胞質(zhì)膜、質(zhì)膜。成分：磷脂20%～30%；蛋白質(zhì)50%～70%；少量的糖脂和糖蛋白。磷脂：不同微生物R基不同，磷脂酰甘油；磷脂酰乙醇胺蛋白質(zhì)：整合蛋白/膜內(nèi)在蛋白周邊蛋白/膜外在蛋白細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)：液態(tài)鑲嵌模型細(xì)胞膜的功能：1.高度選擇透性，控制細(xì)胞內(nèi)外營養(yǎng)物質(zhì)和代謝產(chǎn)物的運(yùn)送與交換；2.維持細(xì)胞內(nèi)正常滲透壓的屏障作用；3.合成細(xì)胞壁和糖被的各種組分的場所；4.許多酶和電子傳遞鏈組分的所在部位，是進(jìn)行氧化磷酸化或光合磷酸化的產(chǎn)能基地；5.鞭毛基體的著生部位和鞭毛旋轉(zhuǎn)的供能部位。14.間體：細(xì)胞質(zhì)膜內(nèi)陷形成的一個或數(shù)個較大而不規(guī)則的層狀、管狀或囊狀物，多見于G+細(xì)菌。間體的功能：可能與青霉素酶分泌有關(guān)?？赡芘cDNA復(fù)制、分配和細(xì)胞分裂有關(guān)。細(xì)胞分裂時，位于橫隔處的間體一分為二，“紡錘絲”？相當(dāng)于真核細(xì)胞的線粒體?含有細(xì)胞色素氧化酶，琥珀酸脫氫酶等?！伴g體”僅是電鏡制片時因脫水操作而引起的一種贗像?細(xì)胞質(zhì)：細(xì)胞膜內(nèi)出細(xì)胞核外的所有半透明、膠體狀和顆粒狀物質(zhì)。（原核生物細(xì)胞質(zhì)不流動）主要成分：核糖體、貯藏物、酶類、中間代謝物等，少數(shù)細(xì)菌還存在羧酶體、磁小體、氣泡、伴孢晶體等特定功能細(xì)胞組分。①核糖體：是細(xì)胞質(zhì)中的一種核糖核蛋白質(zhì)顆粒狀物質(zhì)由核糖核酸（rRNA）和蛋白質(zhì)組成常以游離或多聚體狀態(tài)分布于原核生物細(xì)胞質(zhì)中由50S和30S兩個亞基組成，核糖體沉降系數(shù)為70S蛋白質(zhì)合成的場所。②細(xì)胞質(zhì)包含體：是指細(xì)胞質(zhì)內(nèi)一些顯微鏡下可見，形態(tài)較大的有機(jī)或無機(jī)的顆粒狀構(gòu)造。種類：貯藏物、磁小體（驅(qū)磁細(xì)菌）、羧酶體（固CO2）、氣泡（調(diào)節(jié)比重）。貯藏物：是一類由不同化學(xué)成分累積而成的不溶性沉淀顆粒，主要功能是貯存營養(yǎng)物。PHB（聚-β-羥基丁酸）：是許多細(xì)菌細(xì)胞質(zhì)內(nèi)常含有的碳源類貯藏物，不溶于水，易被脂溶性染料（蘇丹黑）著色。功能：貯存碳源、能源和降低滲透壓。含PHB的細(xì)菌種類：產(chǎn)堿桿菌屬、固氮菌屬、假單胞菌屬和某些光合厭氧菌等。異染粒：大小為0.5～1μm，主要成分是多聚偏磷酸鹽的聚合物，分子呈線狀，嗜堿性強(qiáng)，用美藍(lán)染色著色較深，呈紫紅色，與菌體其他部位不同，故稱異染粒。功能：貯存磷元素和能量，降低滲透壓。含異染粒的主要細(xì)菌種類：迂回螺菌、白喉棒桿菌和結(jié)核分枝桿菌。硫粒：當(dāng)環(huán)境中還原性硫(H2S)豐富時,在細(xì)胞內(nèi)以折光性很強(qiáng)的硫粒的形式積累硫元素；當(dāng)H2S不足時,可氧化成硫酸鹽，以提供細(xì)菌細(xì)胞生命活動所需能量。功能：好氧硫細(xì)菌的能源；厭氧硫細(xì)菌的電子供體。含硫粒的細(xì)菌種類：硫細(xì)菌。16.擬核：由大型環(huán)狀雙鏈DNA纖絲折疊或纏繞而成的松散網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，是遺傳信息存儲、傳遞和調(diào)控的部位，又稱為“核質(zhì)體、核區(qū)、類核或細(xì)菌染色體”。長度：一般為1～3mm例：大腸桿菌的DNA長約1mm。數(shù)量：正常情況下，一個菌體只有1個擬核；生長迅速的細(xì)菌細(xì)胞中常有2-4個擬核；生長緩慢的細(xì)菌細(xì)胞中一般只有1-2個核。四．細(xì)菌細(xì)胞的特殊構(gòu)造（1）糖被：包被于某些細(xì)菌細(xì)胞壁外的一層厚度不定的透明膠狀物質(zhì)。成分：多糖、多肽、蛋白質(zhì)。類型：（按糖被有無固定層次、層次厚薄劃分。）（大）莢膜、微莢膜、黏液層、菌膠團(tuán)功能：①保護(hù)作用：抗干燥，抗噬菌體，抗白細(xì)胞吞噬；②貯藏養(yǎng)料：是細(xì)胞外碳源和能源的儲備物質(zhì)；③表面附著作用：是某些病原菌必須的粘附因子④作為頭型屏障和離子交換系統(tǒng)，保護(hù)細(xì)菌免受重金屬離子毒害；⑤細(xì)菌信息識別；⑥堆積代謝廢物。用途：①用于菌種鑒定；②從莢膜中提取葡聚糖，制備生化試劑盒右旋酐（代血漿）③從粘液層中提取黃原膠，用作增稠劑等，在食品、石油、醫(yī)藥、日用化工等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用；④產(chǎn)生菌膠團(tuán)的細(xì)菌可用作污水處理的活性污泥。鞭毛：細(xì)菌體表的長絲狀、波狀彎曲的蛋白質(zhì)附屬物，一至數(shù)十條，可以推動細(xì)菌運(yùn)動。鞭毛著生位置和數(shù)目——可作為菌種分類鑒定的重要依據(jù)。單端鞭毛菌、兩端鞭毛菌、端生鞭毛菌、周生鞭毛菌功能：運(yùn)動，鞭毛運(yùn)動引起菌體運(yùn)動，實(shí)現(xiàn)其趨性。細(xì)菌趨性運(yùn)動：化學(xué)趨性運(yùn)動——趨化性氧趨性運(yùn)動——趨氧性光趨性運(yùn)動——趨光性趨向運(yùn)動：生物體對環(huán)境中的不同理化或生物因子做有方向性的應(yīng)答運(yùn)動。栓菌實(shí)驗(yàn)：旋轉(zhuǎn)論鞭毛菌的運(yùn)動特點(diǎn)：鞭毛的結(jié)構(gòu)：鞭毛絲：中空絲狀結(jié)構(gòu)，球蛋白亞基螺旋排列——胞外鞭毛鉤/鉤形鞘：連接鞭毛絲和基體，彎曲筒狀，蛋白質(zhì)組成，360度旋轉(zhuǎn)——靠近細(xì)胞表面?；w：若干種蛋白組成的多個盤狀物——環(huán)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜精密的馬達(dá)?！裼诩?xì)胞膜和壁中。驅(qū)動鞭毛運(yùn)動。鞭毛旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的機(jī)制：——質(zhì)子葉輪模型鞭毛的基體——超微型馬達(dá)MS環(huán)（內(nèi)環(huán)）、C環(huán)：“轉(zhuǎn)子”Mot蛋白：“定子”，跨膜質(zhì)子通道FliG蛋白：馬達(dá)鍵鈕（旋轉(zhuǎn)方向）當(dāng)大量質(zhì)子不斷流經(jīng)Mot蛋白時，通過正負(fù)電荷間的吸引，使基體“轉(zhuǎn)子”發(fā)生旋轉(zhuǎn)，從而帶動鞭毛絲快速旋轉(zhuǎn)。鞭毛的生長方式：是在其頂部延伸。（三）菌毛：長在細(xì)菌體表的纖細(xì)、中空、短直、數(shù)量較多的蛋白質(zhì)類附屬物，又稱“纖毛”或“傘毛”。功能：作為附著到哺乳動物細(xì)胞或其他物體的工具。特點(diǎn)：直徑3～10nm，結(jié)構(gòu)簡單，著生于細(xì)胞質(zhì)膜上；每個細(xì)菌約有250～300條菌毛；多存在于G-致病菌中，借助菌毛可牢固粘附于宿主的呼吸道、消化道、泌尿生殖道等的粘膜上，定植和致?。ㄋ模┬悦河址Q性菌毛或性纖毛，構(gòu)造和成分與菌毛相同，但比菌毛長，數(shù)量僅一至少數(shù)幾根。功能：一般見于G-細(xì)菌的雄性菌株（供體菌）中，用于向雌性菌（受體菌）傳遞遺傳物質(zhì)（致育因子，F(xiàn)因子）；RNA噬菌體的特異性吸附受體。芽孢：某些細(xì)菌在其生長發(fā)育后期，在細(xì)胞內(nèi)形成一個圓形或橢圓形、厚壁、含水量極低、抗逆性強(qiáng)的休眠體，稱為芽孢（亦稱“內(nèi)生孢子”）。?芽孢是生命世界中抗逆性最強(qiáng)的一種構(gòu)造，在抗熱、抗化學(xué)藥物和抗輻射等方面，十分突出。芽孢的主要種類：芽孢桿菌屬(Bacillus)、梭菌屬(Clostridium)-G+?芽孢的有無、形狀、大小和著生位置可作為細(xì)菌分類鑒定的依據(jù)。芽孢的結(jié)構(gòu)與成分：胞外壁：脂蛋白，透性差，有的芽孢無;芽孢衣：疏水性角蛋白，抗酶解，抗藥物，多價陽離子不易通過;皮層:芽孢肽聚糖，2，6-吡啶二羧酸鈣鹽(calciumdipicolinate,DPA-Ca)，體積大、滲透壓高(20個大氣壓);核心：?芽孢壁：肽聚糖，發(fā)展成新細(xì)胞壁;?芽孢膜：磷脂、蛋白質(zhì)，發(fā)展成新細(xì)胞膜;?芽孢質(zhì)：DPA-Ca，核糖體，RNA、酶類、SASP（小酸溶性蛋白）;?核區(qū)：DNA芽孢復(fù)雜而獨(dú)特的多層結(jié)構(gòu)——具有驚人的抗逆性·滲透調(diào)節(jié)皮層膨脹學(xué)說：芽孢衣對多價陽離子和水分透性差，皮層離子強(qiáng)度高，因而產(chǎn)生極高的滲透壓，奪取芽孢核心的水分，造成皮層膨脹和核