微生物学重点课件知识整理第一章第二章梵游版适合直接打印复习.docx

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微生物学重点课件知识整理第一章第二章梵游版适合直接打印复习

第一章绪论

本章要点

•微生物的特点

•微生物的分类与命名

微生物的定义

微生物（Microorganism）是对所有形体微小的单细胞，或细胞结构较为简单的多细胞，或没有细胞结构的低等生物的通称。

微生物的特点

个体小，比表面积大

吸收多，转化快

生长旺，繁殖快，数量多

变异快，适应强

种类多，分布广

微生物的类群

不具细胞结构：

病毒、类病毒、朊病毒

原核生物：

细菌、放线菌、古菌、蓝细菌等；

真菌：

酵母菌、霉菌、担子菌等；

单细胞原生生物：

藻类、原生动物等

二、微生物的分类单位和命名

微生物分类学（microbialtaxonomy）：

是一门按微生物的亲缘关系把它们安排成条理清楚的各种分类单位（单元）或分类群（taxon）的科学。

其具体任务：

·分类（classification）：

通过收集大量有关个体描述的资料，经过科学的归纳，整理成一个科学的分类系统。

分类解决的是从个别到一般或从具体到抽象的问题。

·鉴定（identification）：

通过详细观察和描述一个未知名称纯种微生物的各种性状特征，然后查找现成的分类系统，以达到知类辨名的目的。

鉴定是一个从一般到特殊或从抽象到具体的过程。

·命名（nomenclature）：

为一个新发现的微生物确定一个新学名，即当详细观察和描述一个未知菌种后，经过认真查找现有的权威性分类鉴定手册，发现是一个以往还未记载过的新种时，按照微生物的国际命名法规给以一个新的学名。

种species：

凡是与典型培养菌（typeculture，typestrain）密切相同的其它培养菌统一起来区分为细菌的一个种。

（伯捷氏手册）。

亚种subspecies/变种variety：

某一明显而稳定的特征与模式种不同的种称为模式种的亚种/变种。

菌株Strain：

任何由一个独立分离的单细胞繁殖而成的纯遗传型群体及其一切后代。

因此，一种微生物的每一不同来源的纯培养物均可称为该菌种的一个菌株

2.微生物的命名

种的命名原则——双名法

学名=属名+种名+（首次定名人）+现名定名人（+定名年份）

用斜体排字均用正体排字，可省略

（l）每一种微生物的学名由两个拉丁字、希拉字或拉丁化了的其它文字组成；

（2）第一个字是属名，用名词，字首字母大写；第二个字是种名，用形容词，字首字母不大写；

（3）属名规定了微生物的主要特征，如形态特征、生理特征等；种名补充说明微生物的次要特征，如颜色、形状、用途等；

变种的命名原则-------“三名法”

学名=属名+种名+（subsp./var.）+亚种/变种名

排成斜体排成正体，但可省略排成斜体

第二章微生物的形态与分类

第三节酵母菌Yeast

·真核生物Eukaryotes:

凡是细胞核具有核膜、能进行有丝分裂、细胞质中存在线粒体或同时存在叶绿体等细胞器的生物。

·真菌fungus/fungi:

是不含叶绿体、化能有机营养、具有真正的细胞核、含有线粒体、以孢子进行繁殖、不运动的真核微生物

酵母菌是指以芽殖为主并大多为单细胞的一类真菌。

特点：

1、个体一般以单细胞状态存在；

2、多数营出芽繁殖；

3、能发酵糖类产能；

4、细胞壁常含甘露聚糖；

5、常生活在含糖量较高、酸度较大的水生环境

形态：

球形、卵形、圆筒形、柠檬形、尖形、三角形等

大小：

1~5×5~30mm

二.酵母菌的细胞结构

1.细胞壁

位于细胞膜外侧，紧贴细胞膜。

功能

·维持细胞外形。

·保护细胞免受机械损伤及渗透压损伤

·渗透屏障

细胞壁的结构

内层：

葡聚糖

形成壁的刚性结构

中间层：

蛋白质

常与甘露聚糖共价结合形成复合物

外层：

磷酸甘露聚糖

决定壁的多孔性

2.细胞膜

基本同细菌

区别：

组成上含有固醇结构上无特化的间体结构功能上与能量形成无关

3.细胞核Nucleus

位于细胞质中的由双层膜包围

的内有染色体及核仁的球形体。

构造

核膜Nucleusenvelope其上有核孔

核仁Nucleolus每个核内有一至几个是核糖体RNA的合成位点

染色质Chromatin是存在与细胞核中的一种嗜碱性很强的物质。

4.细胞质和细胞器

细胞质Cyctoplasm位于细胞膜和核膜间的透明、粘稠、不断流动并充满各种细胞器的溶胶，由细胞基质和细胞器组成。

细胞基质cytomatrix：

真核细胞中，除可分辩的细胞器以外的胶体状溶液。

细胞器cellorganelle：

膜所包围的，行一定生理功能的小体

（1）线粒体mitochondria

一种半自主的细胞器，呈球形或棒状,×—3um，分散在细胞质中。

线粒体的功能

外膜：

含磷脂代谢的酶

内膜和嵴：

呼吸链组分，ATP合成酶、琥珀酸脱氢酶等。

膜间腔：

腺苷酸激酶、磷酸腺苷酸激酶

嵴间腔：

TCA循环的酶等

生理功能能量转换的基地、自我复制

（2）内质网和核糖体

内质网endoplasmicreticulum：

是存在于细胞质中的、由膜构成的、呈游离或广泛互相连续的囊泡状的结构。

种类:

粗糙型内质网（roughER）

光滑型内质网（smoothER）

生理功能：

输出蛋白质与出芽起始有关

核糖体ribosome位于游离的细胞质中或附着在内质网上

化学组成：

与细菌类似

结构：

核糖体的沉降系数为80s，它由60s和40s的两个亚基组成。

（4）高尔基体Golgiapparatus（高尔基复合体）：

一种由若干平行堆叠的扁平膜囊（saccules）和大小不等的囊泡所组成的膜聚合体。

生理功能对蛋白质起加工、浓缩、储藏及运输作用,为合成新的壁和膜提供原材料。

*仅在少数低等真菌中存在

（4）液泡vacuole：

存在于真菌和藻类等植物细胞中的一种由单位膜分隔的细胞器。

一般呈球形，φ—3um。

内含物质：

异染颗粒、肝糖粒、脂肪粒、氨基酸、核酸酶、蛋白酶、脂酶等。

生理功能：

胞内的物质储藏维持细胞的渗透压将水解酶与细胞质分开

（5）细胞质及颗粒状内含物

脂肪粒（Lipiaglobules）聚磷酸盐（polyphosphates）

肝糖（polysaccharideglycogen）海藻糖（trehalose）

5.出芽痕与诞生痕

6.其他结构

质粒（plasmid）：

2mm质粒是一个环状、周长2mm的6kb双链DNA分子

微丝：

存在于部分酵母的细胞表面，5~7×100nm,由蛋白质组成。

与酵母的凝聚性有关。

荚膜物质：

部分酵母由细胞内分泌出的粘性物质，主要成分为磷酸甘露聚糖、甘露聚糖、杂合多糖及鞘脂类等。

三.酵母菌的繁殖方式及生活史

1.无性繁殖细胞核进行典型的有丝分裂。

方式：

芽殖、裂殖、芽裂

2）裂殖fission

裂殖酵母属类似与细菌的二分裂殖

3）芽裂

·界于芽殖和裂殖之间的一种很少见繁殖方法。

·首先以出芽的方式在母细胞上长出一个芽,当芽长到一定大小后,在芽基处产生一横隔,将母细胞与子细胞分开,形成独立的细胞.

·类酵母属（Saccharomycodes）、拿逊酵母属（Nadsonia）和瓶形酵母属（pityrosporum）中出现。

2.有性繁殖——产子囊孢子ascospore

过程

单倍体（n）

二倍体子囊孢子

单倍体（n）（2n）（n）

Ⅰ---接合,质配、核配　　Ⅱ---减数分裂

配合类型：

不同接合型的细胞、孢子

四.酵母菌的培养特征

1.酿酒酵母2.产肮假丝酵母3.出芽短梗霉4.多孢丝抱酵母5.荚复膜孢酵母6.解脂复膜孢酵母

7.季也蒙有孢汉逊酵母8.碎囊汉逊酵母9.卡氏酵母10.鲁氏酵母11.深红酵母12.玫红法佛酵母13.大型罗伦隐球酵母14.美极梅奇酵母15.浅红酵母

五.酵母菌的分类

酵母菌的分类依据

•营养性繁殖和生长特性

•有性特征

•生理生化特征

酵母菌的分类形态特征和生理生化特征相结合

酵母菌在真菌中的地位

子囊菌纲内孢霉目内孢霉科酵母科

蚀精霉科

担子菌纲黑粉菌科掷孢酵母科

半知菌类隐球酵母科

第一节细菌Bacteria

原核生物Prokaryotes：

指一大类细胞核无核膜包裹，只有称作为核区（nuclearregion）的裸露DNA的原始单细胞生物。

包括：

真细菌eubacteria古菌archaea

细菌是一类细胞细而短、结构简单、细胞壁坚韧、以二等分裂方式繁殖和水生性较强的原核微生物。

在分类学上，细菌属于原核生物界（Procaryota）,细菌门（Bacteriophyta），真细菌纲（Eubacteriae），真细菌亚纲（Eubacteria）

一.细菌的形态与大小

1.细菌的细胞形态

基本形态球菌coccus杆菌bacillus螺旋菌spirilla

细菌的异常形态：

由于环境条件或菌龄引起的不规则的形态，如细胞膨大、或出现梨形、或产生分支、或细胞拉长等。

畸形：

由于化学的或物理的因素的刺激，阻碍了细胞的发育而引起的异常形态。

衰颓形：

由于培养时间过长，细胞衰老，营养缺乏，代谢排泄物浓度积累过高使细胞衰老而引起的异常形态。

2.细菌细胞的大小：

用mm表示

球菌：

～；

杆菌：

宽×长

小型：

～×～mm

中型：

～×～mm

大型：

～×～mm

螺旋菌：

宽×长～×1～50mm

测定方法：

测微尺测定，投影或照相测定

影响大小测定的因素

测定方法

菌龄（主要影响长度）

细菌的干重：

10-13～10-12g／个

二.细菌细胞的构造

一般构造：

为所有的细菌细胞所共有，一般为生命所必需。

包括:

细胞壁、细胞膜（含间体）、类核、细胞质（含核糖体、颗粒状内含物）

特殊构造：

只存在于某些细菌、甚至是某特定的生理阶段，赋予细胞特殊功能、一般非生命必需。

包括：

鞭毛、伞毛、纤毛、荚膜、芽孢

（一）一般构造

1.细胞壁cellwall

（1）定义：

细胞壁是位于细胞表面、内侧紧贴细胞膜的一层较为坚韧、略具弹性的结构．

（2）生理功能

固定细胞外形

保护细胞免受机械和渗透压等外力的损伤

为鞭毛运动提供支点

对大分子物质的屏障作用

赋予细菌特定的抗原性、致病性以及对抗生素和噬菌体的敏感性

革兰氏染色法

基本步骤：

结晶紫染液初染→碘-碘化钾溶液媒染→95%乙醇溶液脱色→藩红染液复染

染色结果：

1）细菌呈现第一次染色的效果紫色，称阳性反应（G+），这一类细菌称革兰氏阳性菌；

2）细菌呈现第二次染色的效果红色；称阴性反应（G-），这类细菌称革兰氏阴性菌。

不同种类的细菌的革兰氏染色反应是特定的，这种区别主要是由于两类细菌的细胞壁有着很大的区别。

（3）化学组成

肽聚糖、磷壁酸、类脂质（脂多糖、脂蛋白、磷脂）及蛋白质等

①肽聚糖（peptidoglycan）

双糖单位N-乙酰葡糖胺（NAG）

N-乙酰胞壁酸（NAM）

四肽尾

肽桥

②磷壁酸teichoicacid

G+细胞壁特有的一种酸性多糖

主要种类

甘油磷壁酸、核糖醇磷壁酸

③脂多糖（lipopolysaccharide，LPS）

G-细菌细胞壁特有的类脂多糖物质

结构复杂

类脂A：

2个N-乙酰葡糖胺5个长链脂肪酸

LPS核心多糖：

O—特异侧链：

（4）细胞壁的结构

G+细胞壁：

一层，10-50（20-80）nm，含90%的肽聚糖和10%的磷壁酸

G-细胞壁：

2层

内壁层：

2-3nm，肽聚糖

外壁层/外膜：

8-10nm，由脂多糖、磷脂和外膜蛋白构成

周质空间（periplasmicspace）：

细菌细胞壁和细胞膜之间的空隙

G+与G-细菌细胞壁成分的比较

成分

占细胞壁干重的%

G+细菌

G-细菌

肽聚糖

含量很高（30~95）

含量很低（5~20）

磷壁酸

含量较高（＜50）

0

类脂质

一般无（＜2）

含量较高（约20）

蛋白质

0

含量较高

革兰氏染色机理

•通过初染和媒染，在细菌细胞中形成了不溶于水的大分子的结晶紫-碘复合物。

G+细菌细胞壁厚（一般为20～80nm），肽聚糖含量高且分子交联度也较高，结构致密，当用乙醇处理时，肽聚糖网孔会因细胞壁被乙醇脱水而明显收缩，再加上它基本不含类脂，故乙醇处理不能在细胞壁上溶出缝隙，因此，细胞内的结晶紫-碘复合物不能被溶出，细菌仍呈紫色。

•反之，G一细菌的细胞壁薄，肽聚糖含量低且交联松散，当用乙醇处理时，肽聚糖网孔不易收缩，加上它的类脂含量高，乙醇把部分类脂溶解后，细胞壁出现孔洞，细胞内的结晶紫-碘复合物被溶出，细菌呈无色，这时用蕃红等红色染料复染，就会吸附新的颜色呈红色。

•在微生物实验中我们会学到具体的操作方法，这是细菌染色一种十分常用的技术。

是我们必须掌握的知识。

（5）原生质体及球形体

原生质体Protoplast:

细菌被完全除去细胞壁后所剩下的部分。

球形体/原生质球Spheroplast细菌被部分除去细胞壁后所剩下的部分。

制备方法：

溶菌酶（lysozyme）处理

2.细胞膜：

（cellmembrance）

定义：

是一层紧贴在细胞壁内侧，包围着细胞质的柔软、脆弱、富有弹性半透性薄膜。

厚度7~8nm

功能

•选择透性，控制细胞内外物质的运送、交换；

•维持细胞内正常渗透压的屏障作用；

•合成细胞壁多种组分和荚膜等大分子的场所；

•进行氧化磷酸化或光合磷酸化的产能基地；

•许多酶和电子传递链传递的所在场所；

•鞭毛基体的着生点和提供其运动所需能量等；

•与细菌细胞分裂有关。

化学组成

•磷脂（20-30%）

•蛋白质（50~70%）

•少量糖蛋白、糖脂（约2%）

磷脂：

磷脂酰胆碱

磷脂酰丝氨酸

磷脂酰乙醇胺等

膜蛋白：

外周蛋白peripheralprotein

整合蛋白integralprotein

结构：

液态镶嵌模型fluidmosaicmodel

要点：

①由两层磷脂分子构成膜的骨架，亲水的极性端朝外，疏水的非极性端朝内；

②膜蛋白可以结合在膜的表面，也可以由外侧伸入膜的内部，或贯穿整个膜；

③膜具有亲水小孔，由整合蛋白贯穿膜而构成；

④膜具有流动性，包括蛋白质的横向流动，脂类的横向流动及翻斤头式的纵向运动；

⑥膜的外表面结合有树杈状的多糖链----糖脂

间体mesosome：

①定义：

由细胞膜内陷而成的层状、管状或囊状结构。

是特化的CM，多见于G+细菌

②化学组成与结构

与细胞膜相同

③生理功能

•产生能量的基地

•向细胞外分泌消化酶

•与细胞横隔的合成有关

3.核质体nuclearbody,拟核nucleoid 

位置：

核质体是原核生物所特有的无核膜包裹、无固定形态的原始细胞核。

化学组成：

DNA

结构：

环状、高度折叠缠绕的“超线圈”结构的DNA。

即一条染色体。

基因组，由4300个基因组成（1997）

B.subtilis基因组，4100个基因（1997）

生理功能：

贮存和传递遗传信息；细胞的控制中心。

每个细胞中一般有1~2个核质体，在生长迅速的细胞中也会有2~4个

4.质粒plasmid：

•游离于原核生物核基因组以外，具有独立复制能力的小型供价闭合环状的DNA分子

•结构：

circularcovalentlyclosedDNA（cccDNA），3000-15000bp，

MW2~100×106d。

•生理功能：

（各种质粒功能不一）

如：

F质粒致育性

R质粒抗药性

Col质粒大肠杆菌素合成

•质粒的特点

并非细菌生活必需

可通过物理或化学因子处理从细胞中除去

只能从有质粒的细胞中获得

5.细胞质和内含物

细胞质cytoplasm：

是细胞质膜包围的除核质体以外的一切半透明、胶体状、颗粒状物质的总称。

•主要组成：

水、核糖体、贮藏物、酶类、中间代谢产物、质粒、各种营养物质和大分子单体

•功能:

为细胞进行新陈代谢提供内在环境

细胞内含物

•核糖体ribosome

分散在细胞质中的沉降系数为70s、由RNA和蛋白质组成的颗粒状结构。

功能：

合成蛋白质的场所

•贮藏物

主要是一些不同化学成分积累而成的不溶性沉淀颗粒。

功能：

储存营养物质

①碳源及能源类

多糖类：

淀粉粒、肝糖粒

类脂：

聚β-羟丁酸（PHB）粒、脂肪粒

硫粒：

②氮源类

•藻青素：

由含精氨酸和天冬氨酸残基的分支多肽构成，蓝细菌

③磷源类

异染颗粒：

偏磷酸盐的聚合物。

用蓝色染料染色后，不呈蓝色而呈紫红色，故称异染粒。

它是磷源和能源性贮藏物，并有降低渗透压的功能。

在菌种鉴定上有一定意义。

（二）细菌的特殊构造

1、鞭毛flagellum，flagella

（1）定义：

生长在某些细菌（运动细菌）体表面的长丝状、波曲的蛋白质性质的附属物。

（2）着生情况

•菌种

•生理功能：

细菌的运动器官

•观察：

直接法：

染色后显微镜下观察，电镜观察

间接法：

观察细菌运动情况，如悬滴法、半固体穿刺培养法，半固体点种培养法

•化学组成：

鞭毛蛋白组成

•结构：

G+菌和G-细菌不同

E.coli鞭毛的结构:

鞭毛丝10-20nm×15-20mm

鞭毛钩

基体L环:

包埋在CW的外壁层中

P环:

包埋在CW的内壁层中

S环:

位于CM表面

M环:

位于CM中或恰好居于CM下

G+菌仅有S环和M环

2.伞毛/菌毛fimbria,fimbriae

•长在细菌体表的纤细、中空、短直、数量较多的蛋白质类附属物。

直径3-10nm，250-300条/细胞

•化学组成：

菌毛蛋白pilin

•结构：

着生于细胞膜上，穿过细胞壁后伸展于体表。

3~10×100~5000nm。

•功能：

使菌体附着于物体表面

3.性纤毛（Sex-pili,F-pili，pili）

•由F质粒DNA编码，存在于雄性（具有F质粒的）的表面，每个细胞1至几根。

•是中空管状物，是细菌接合时DNA转移的通道。

鞭毛flagella

伞毛fimbrae

性纤毛sex-pili

合称细菌细胞附属物appendages

4.糖被glycocalyx

（1）包被于某些细菌细胞壁外的一层厚度不定的胶状物质。

（2）类型：

大荚膜capsule

粘液层slimelayer

菌胶团zoogloea:

多个菌体外面的荚膜物质互相融合，连为一体，组成共同的荚膜，菌体包埋其中，即成为菌胶团。

菌胶团的形成是由这类细菌遗传特性所决定的。

菌胶团的形状有球形、蘑菇形、椭圆形、分支状、垂丝状及不规则形。

（3）化学组成：

mm水、多糖和/或多肽

（4）功能：

细胞外的营养储存

保护细胞免受干燥的影响

增加病原菌的致病力等

堆积废物

（5）光滑型菌落、粗糙型菌落

（6）利用与危害

5.芽孢endospore/spore

（1）定义：

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，壁厚、含水量极低、抗逆性极强的休眠体。

（2）着生情况：

在细胞中的位置；形状；大小

（3）特点

•组成特点:

含水量低含吡啶2,6-羧酸（DPA）

•结构特点:

具有厚而致密的孢子外层.折光性强，不易着色

•生理特点:

代谢活动极弱或基本停止.对热、辐射及化学物质具有较强抗性

（4）芽孢的构造

孢外壁/芽孢壳sporecoat：

主要含脂蛋白

芽孢衣/外膜outermembrane：

主要含疏水性角蛋白

皮层cortex:

主要含芽孢肽聚糖及DPA-Ca

芽孢壁sporewall:

含肽聚糖

芽孢膜sporemembrane:

含磷脂、蛋白质

芽孢质:

含DPA-Ca,核糖体,RNA

核区/核质体nuclearbody:

含DNA

（5）芽孢的形成

•DNA浓缩----形成轴丝

•细胞膜内陷成芽孢膜----形成前孢子

•细胞膜反向包裹前孢子----形成外膜

•二层膜间充填肽聚糖，合成DPA----形成皮层

•合成芽孢壁及芽孢壳

•芽孢囊裂解，芽孢游离外出

6）芽孢的萌发（germination）

由休眠体转变成营养细胞的过程

三个阶段:

活化、出芽、生长

萌发的标志：

芽孢的折光性丧失、对染料的亲和性增加、对热的抗性明显下降。

（7）芽孢的耐热机制

•渗透调节皮层膨胀学说

osmoregulatoryexpandedcortextheory

芽孢的耐热性在于芽孢衣对多价阳离子和水分的透性很差以及皮层的离子强度很高，使皮层产生了极高的渗透压去夺取核心中的水分,造成皮层的充分膨胀和核心的高度失水，失水的核心赋予芽孢极强的耐热性。

•皮层中的DPA-Ca稳定芽孢中的大分子，增强芽孢的耐热性

8）研究芽孢的意义

•菌种的分类鉴定的重要形态学指标

•提高菌种筛选效率

•有利于菌种长期保藏

•衡量各种灭菌手段效果的指标

（9）伴孢晶体（parasporalcrystal）

•少数芽孢杆菌芽孢囊内与芽孢相伴而形成的一颗菱形、方形或不规则形的碱溶性蛋白晶体。

即d内毒素。

•用途：

生物农药，对鳞翅目昆虫有毒杀作用。

（10）注意

•细菌形成芽孢不是它的繁殖方式；

•形成芽孢是细菌的自我保护，从某种意义上讲，芽孢是细菌细胞在特定环境或生理状态下的一种特殊生存方式（休眠体），它本身就是一个完整细胞，而不仅仅是细菌细胞的一种特殊结构！

！

三、细菌的繁殖方式和培养特征

（一）细菌的繁殖

1.无性繁殖

裂殖fission：

一个细胞通过分裂而形成两个子细胞的过程。

也称二分裂殖binaryfission。

同形裂殖：

一个细胞在其对称中心形成一隔膜，进而分裂成两个形态、大小和构造完全相同的子细胞

异形裂殖

过程：

菌体伸长，核质体分裂

横隔膜及横隔壁形成

子细胞分离

2.细菌的有性接合

的性别分化

F+菌株（雄性菌株）

F-菌株（雌性菌株）

接合过程：

（二）细菌的培养特征

菌落colony：

由一个或少数几个细胞在固体培养基表面上繁殖而形成的肉眼可见的子细胞的群体。

菌落形态包括：

大小、形状、光泽、颜色、透明度、硬度等。

•菌苔lawn

在斜面培养基上划线接种细菌后经培养而形成的肉眼可见的子细胞群体。

菌苔形态包括：

生长程度、形状、光泽、颜色、透明度等。

四.细菌的分类

分类依据:

目前多用经典分类法，分类依据以生理生化特征为主，以形态特征为辅。

第二节放线菌Actinomyces

放线菌:

是呈菌丝状生长、以孢子进行繁殖、革兰氏染色阳性的一类原核微生物。