微生物重点复习微生物学教程周德庆

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1绪论1.微生物发展史重要人物+贡献：（1）列文虎克-观察到细菌——微生物学先驱者（2）巴斯徳——微生物学的奠基人曲颈瓶试验推翻生命自然发生说，建立胚种学说。巴氏消毒法。（3）约瑟夫·李斯特发明用石炭酸消毒手术器械、衣物和手术环境，可大大降低感染的机会（4）R.Koch柯赫——细菌学的奠基人科赫法则：判定某种微生物引起特定疾病，必须同时满足：–相关性：这种微生物必须在所有患该种疾病的生物体内都存在，但在健康生物中不存在–可分离培养：必须将这种微生物分离出来，作纯种培养–可人工感染：当用这种分离出来的微生物接种到一个健康寄主时，必须能够引起同样的疾病–可再分离：必须能够从接种感染的生物体内再次分离得到这种微生物（5）布赫纳——生物化学奠基人（6）弗莱明——青霉素之父（7）Watson、Crick——分子生物学奠基人发现的DNA结构的双螺旋模型2.微生物的五大共性：（1）体积小，面积大；（2）吸收多，转换快；（3）生长旺，繁殖快；（4）适应强，易变异；（5）分布广，种类多第一章第一节细菌1.原核生物三菌三体：细菌（狭义的）、放线菌、蓝细菌、支原体、立克次氏体和衣原体

22.细菌概念：细菌是一类细胞细短（直径约μm，长度约μm）、结构简单、胞壁坚韧、多以二分裂方式繁殖和水生性较强的原核生物。3.细菌形态：简单，基本上只有球状、杆状和螺旋状三大类，仅少数为其他形状如丝状、三角形、方形和圆盘形。4.细胞壁概念：是位于细胞最外的一层厚实、坚韧的外被，只要成分为肽聚糖，具有固定细胞外形和保护细胞不受损伤等多种生理功能主要功能：固定细胞外形和提高机械强度为细胞的生扎个、分裂和鞭毛运动所必须阻拦大分子有害物质（某些抗生素和水解酶）进入细胞赋予细菌特定的抗原性以及对抗生素和噬菌体的敏感性（1）革兰氏染色原理具体步骤注意事项：A.关键步骤：95%酒精，；甩干B.涂片薄而均匀C.菌种种龄<18hD.各步骤时间（2）阴性菌阳性菌的特点G+细菌的细胞壁：厚度大化学组分简单，一般含90%肽聚糖10%磷壁酸（磷壁酸：阳性菌特有）

3G-细菌的细胞壁：厚度较G+细菌薄，层次较多，成分较复杂，肽聚糖层很薄（仅2-3nm），故机械强度较G+细菌弱（3）四种缺壁细胞：L型细胞：专指那些实验室或宿主体内通过自发突变而形成的遗传性稳定的细胞壁缺损菌株原生质体：指在人为条件下，用溶菌酶除尽原有细胞壁或用青霉素抑制新生细胞壁后合成，所得到的仅有一层细胞膜包裹的圆球状渗透敏感细胞球状体：又称原生质球，指还残留了部分细胞壁（尤其是G-细菌外膜层）的原生质体支原体：是长期进化过程中形成的、适应自然生活条件的无细胞壁的原核生物5.细胞膜生理功能：能选择性的控制细胞内、外的营养物质和代谢产物的运送是维持细胞内正常渗透压的结构屏障是合成细胞壁和糖被有关成分（如肽聚糖、磷壁酸、LPS和荚膜多糖等）的重要场所膜上含有与氧化磷酸化或光合磷酸化等能量代谢有关的酶系，故是细胞的产能基地是鞭毛基体的着生部位，并可提供鞭毛旋转运动所需的能量6.核区特点：无核膜、核仁，无固定的形状。（球、哑铃、带状、网状等）无拟真核生物的染色结构。在细胞质的中心或边缘区，一个紧密缠迭在一起的微细DNA细丝区，称核体。或环状、双链、闭合（共价）大型DNA分子，称拟核。7.质粒概念：存在于细菌染色体外或附加于染色体上的遗传物质，绝大多数由DNA分子组成。

4特点：能自我复制，稳定遗传，也可插入细菌染色体中或与其携带的外源DNA片段共同复制增值，可单独转移，也可携带着染色体片断一起转移。8.糖被概念：包被于某些细菌细胞壁外的一层厚度不定的透明胶状物质。功能：保护作用贮藏养料作为透性屏障和离子交换系统表面附着作用细菌间的信息识别作用鉴别：细菌菌落，产荚膜，表面湿润有光泽，粘液状（S型）不产荚膜，表面粗糙干燥（R型）9.原核、真核鞭毛区别原核：有基体、钩形鞘和鞭毛丝三部分组成真核：“9+2”型：中间1对微管，外围9个微管二联体10.芽孢概念：某些细菌在其生长发育后期，在细胞内形成的一个圆形或椭圆形、厚壁、含水量低、抗逆性强的休眠结构，称为芽孢抗性：芽孢是生命世界中抗逆性最强的一种构造。为什么芽孢对不良环境具有较强抗性含水量不同，菌体80%，芽孢40%芽孢有厚而致密的壁芽孢中含有一种特殊物质，2，6—吡啶二羧酸（DPA），易和Ca2+结合，形成的复合物能提高芽孢的耐热性和抗氧化能力仅在芽孢中发现11.伴孢晶体概念：少数芽孢杆菌，（例如苏云金芽孢杆菌）在形成芽孢的同时，会在芽孢旁形成一颗菱形、方形或不规则形的碱溶性蛋白质晶体，称为伴孢晶体。12.细菌繁殖：主要为裂殖，只有少数种类进行芽殖

5（1）裂殖一个细胞通过分裂形成两个子细胞的过程（肝细胞：横分裂、纵分裂；一般细菌：横分裂）二分裂：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（典型二分裂）不等二分裂其结果产生两个在外形、构造上有明显差别的子细胞三分裂复分裂：（蛭弧菌的生殖方式）（2）芽殖在母细胞表面（尤其在其一端）先形成一个小突起，待其长大到与母细胞相仿后再相互分离并独自生活的一种繁殖方式。凡以这种方式生殖的细菌，统称芽生细菌11.细菌菌落特点：一般呈现湿润、较光滑、较透明、较粘稠、易挑取、质地均匀以及菌落正反面或边缘与中央部位的颜色一致等区别：无鞭毛、不能运动的细菌尤其是球菌：较小、较厚、边缘圆整的半球状菌落长有鞭毛、运动能力强的细菌：大而平坦、边缘躲缺刻（甚至成树根状）、不规则的菌落有糖被的细菌：大型、透明、蛋清状的菌落有芽孢的细菌：外观粗糙、“干燥”、不透明且表面多褶的菌落.荚膜包裹在单个细胞上的糖被，含水量高第二节放线菌1.形态结构

6①基内菌丝：又称营养菌丝或初级菌丝体，匍匐生长在培养基内或培养基表面。一般无横隔膜(诺卡氏菌属除外)真径—μm，但长度差别很大，短的小于100μm，长的可达600μm以上。无色或产生水溶性或脂溶性色素而呈现黄、绿、橙、红、紫、蓝、褐和黑等各种颜色。功能：吸收营养物质和排泄代谢废物。②气生菌丝：又称二级菌丝体，基内菌丝发育到—定阶段后，向空间长出的菌丝体。一般颜色较深，比基内菌丝粗（直径为μm）。气生菌丝长度差别悬殊，直形或弯曲，有分枝。③孢子丝：又称繁殖菌丝或产孢丝，当气生菌丝生长发育到一定阶段，气生菌丝上分化出可形成孢子的菌丝。孢子丝的形状及在气生菌丝上排列的方式随种而异；有的直形，有的波浪形或螺旋形。螺旋的数目、疏密程度、旋转方向等都是种的特征。④孢子：放线菌的孢子形状有球形、椭圆形、杆形和柱形等。同一孢子丝上分化出的孢子的形状、大小有时也不一致。所以，不能将其作为区分菌种的唯一依据。电镜下可见孢子表面结构的差异，有的表面光滑、有的带小疣、刺或毛发状物。孢子常具有色素，呈灰、白、黄、橙、红、蓝和绿等颜色，其颜色在一定培养基与培养条件下比较稳定。功能：孢子表面结构和颜色是放线菌菌种鉴定的主要依据之一。2.生殖方式（P33）：分生孢子：放线菌长到一定阶段，一部分气生菌丝形成孢子丝，孢子丝成熟便分化形成许多孢子，称为分生孢子。孢子的产生通过两种横隔分裂方式。孢囊孢子：有的放线菌由菌丝盘卷形成孢囊，其间产生横隔，产生孢子。孢囊成熟后，释放出孢囊子。孢囊可以在气生菌丝上，也可在基内菌丝上形成。

7基内菌丝断裂：诺卡氏菌属当营养菌丝成熟后，会以横割分裂方式突然产生形状、大小较一致的杆菌状、球状或分枝状的分生孢子。任何菌丝片段：放线菌也可借菌丝断裂的片段，形成新菌丝体，这种现象常见于液体培养。工业发酵生产抗生素时，放线菌就以此方式大量繁殖。如果静置培养，培养物表面往往形成菌膜，膜上也可生出孢子。3.群体特征在固体培养基：（与细菌有明显差别）菌落干燥、不透明、表面呈致密的丝绒状，上有一薄层彩色的“干粉”；菌落与培养基连接紧密，难以挑取；菌落正反面颜色常不一致，以及在菌落边缘的琼脂平面有变形的现象等等。第二章第一节真和微生物1.真核生物与原核生物比较特性原核微生物真核微生物核拟核完整的核核膜-+核仁-+DNA只有一条，不与RNA和一至数条，与RNA和蛋白蛋白质结合质结合核糖体70s，在细胞质中80S，在细胞质中70S，在某些细胞器中细胞分裂二分裂有丝分裂，减数分裂有性生殖通常没有或有+中体+-细胞器-线粒体、高尔基体、叶绿体、内质网等细胞膜中甾-（除极个别外）+醇呼吸链位置细胞膜线粒体与氧的关系好氧、兼性厌氧、厌氧好氧、少数兼性厌氧细胞壁组成肽聚糖或脂多糖几丁质、多聚糖或寡糖运动器官较细的鞭毛较粗的鞭毛或纤毛（鞭毛）（中空管状结构）（9+2结构）细胞大小1-10μm10-100μm第二节酵母菌1.特点：个体一般以单细胞状态存在

8多数营出芽生殖能发酵糖类产能细胞壁常含甘露聚糖常生活在含糖量较高、酸度较大的水生环境中2.形态结构（成分）细胞壁：外层为甘露聚糖，内层为葡聚糖（为主）（赋予细胞壁以机械强度的主要成分），中间夹着一层蛋白质（包括多种酶），周围还有少量几丁质成分细胞膜(P48)：主要为蛋白质（约占干重50%）。类脂（约40%）和少量糖类细胞核：遗传信息主要贮存库鞭毛：“9+2”型：中间1对微管，外围9个微管二联体其他构造：大液泡（成熟）；杆状或球状线粒体（有氧条件），无嵴没有氧化磷酸化功能的线粒体（缺氧条件）3.繁殖方式无性繁殖（1）芽殖最常见：母细胞出“芽”，每个“芽”成为一个新个体（2）裂殖菌丝体的断裂片段产生新个体营养细胞分裂产生子细胞（3）产生无性孢子：每个孢子可萌发为新个体有性生殖：一般通过邻近的两个形态相近而性别不同的细胞各自伸出一根管状的原生质凸起相互接触、局部融合并形成一条通道，再通过质配（两个细胞的原生质配合），核配（两个细胞里的核配合），减数分裂形成4或8个子核，然后塔门各自与周围的原生质结合在一起，再在其表面形成一层孢子膜，这样一个个子囊就成熟了。4.菌落特点：（与细菌相仿）一般呈现较湿润、较透明、表面较光滑，容易挑起，菌落质地均匀，正面与反面以及边缘与中央部位的颜色较一致

9宏观较大、较厚、外观较稠和较不透明；颜色单调，多以乳白色或矿烛色为主，少数红色，个别黑色；边缘整齐或粗糙，酒香味第三节霉菌孢子名称染色体外形数外或其他特点实例倍数量内生游动n圆、梨、多内有鞭毛，能游壶菌孢子肾形动孢囊n近圆形多内水生型有鞭毛根霉，毛2.孢子霉菌落：分生n极多样极外少数为多细胞曲霉，青形孢子多霉态较无性节孢n柱形多外各孢子同时形白地霉孢子成大，质子厚垣n近圆形少外在菌丝顶或中总状毛霉地疏松，孢子间形成芽孢n近圆形较外在酵母细胞上外假丝酵母观干子多出芽形成掷孢n镰、豆、少外成熟时从母细掷孢酵母燥，不子肾形胞射出透卵孢2n近圆形1至内厚壁、休眠德氏腐霉明，呈有性子几孢现子接合2n近圆形1内厚壁、休眠、根霉，毛或松或卵孢子大、深色霉紧孢的蛛网子子囊n多样一内长在各种子囊脉孢菌，2n孢子般8内红曲状、绒近担孢n近圆形一外长在特有的担蘑菇，香毛子般4子上菇状、棉絮状或毡状；菌落与培养基间的连接紧密，不易挑取，菌落正面与反面的颜色、构造，一集边缘与中心的颜色、构造常不一致。3.假根：是低等真菌匍匐菌丝与固体基质接触处分化出来的根状结构，具有固着和吸取养料等功能。四大类微生物的细胞形态和菌落特征的比较单细胞微生物菌丝状微生物细菌酵母菌放线菌霉菌主要菌含水状很湿或较湿较湿干燥或较干燥

10特征落态干燥外观形小而突起或大大而突起小而紧密大而疏松态而平坦或大而致密细相互关单个分散或有单个分散或假丝状丝状交织丝状交织胞系一定排列方式形态特小而均匀，个大而分化细而均匀粗而分化征别有芽孢菌落透明度透明或稍透明稍透明不透明不透明菌落与培养不结合不结合牢固结合较牢固结参考基结合程度合特征菌落颜色多样单调，一般呈乳脂或矿十分多样十分多样烛色，少数红色或黑色菌落正反面相同相同一般不同一般不同颜色的差异菌落边缘一般看不到细可见球状，卵圆状或假有时可见可见粗丝胞丝状细胞细丝状细状细胞胞细胞生长速一般很快较快慢一般较快度气味一般有臭味多带酒香味常有泥腥往往有霉味味第三章第一节病毒1.特性：形体极其微小，一般都能通过细胞滤器，故必须在电镜下才能观察没有细胞构造，其主要成分仅为核酸和蛋白质两种，故又称“分子生物”每一种病毒只含一种核酸，不是DNA就是RNA既无产能酶系，也无蛋白质和核酸合成酶系，只能利用宿主活细胞内现成代谢系统合成自身的核酸和蛋白质组分以核酸和但蛋白质等“元件”的装配实现其大量繁殖在离体条件下，能以无生命的生物大分子状态存在，并课长期保持其侵染活力对一般抗生素不敏感，但对干扰素敏感有些病毒的核酸还能整合到宿主的基因组中，并诱发潜伏性感染2.构造基本成分核酸和蛋白质核酸位于中心，成为核心或基因组，蛋白质包围在核心周围，形成衣壳

11功能：是病毒粒的主要支架结构和抗原成分，保护核酸衣壳由衣壳粒构成核心和衣壳合成核衣壳复杂病毒其核衣壳外还被一层含蛋白质或糖蛋白的类脂双层膜覆盖，这层膜成为包膜有的包膜上还长有刺突等附属物功能：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.对称体制及代表：螺旋对称，二十面体对称，复合对称3.群落形态包涵体：病毒感染寄主细胞后，所形成的在光学显微镜下可见的小体，属于蛋白质性质，多为圆形、卵圆形或不定形枯斑：有植物病毒在植物叶片上形成的一个个局部坏死的病灶噬菌斑：噬菌体在菌台杀上形成的“负菌落”空斑：由动物并素在宿主单层细胞培养物上形成的类似于噬菌斑的动物病毒群体病斑：单层动物细胞受到肿瘤病毒的感染后，使动物细胞恶性增生，形成累死细菌菌落的病灶4.繁殖方式

12吸附—侵入增殖—成熟（装配）—裂解（释放）5.描述烈性噬菌体的生长曲线——一步曲线（1）潜伏期：指噬菌体的核酸侵入宿主细胞后至第一个成熟噬菌体粒子装配前的一段时间。可分为：隐晦期胞内积累期（2）裂解期：紧接在潜伏期厚的宿主细胞迅速裂解、溶液中噬菌体粒子急剧增多的一段时间（3）平稳期：指感染后的宿主细胞已全部裂解，溶液中噬菌体效价达到最高点的时期6.温和噬菌体：许多噬菌体对宿主细胞的影响比较缓慢和轻微，这类噬菌体通常叫温和噬菌体溶源性：温和噬菌体感染细菌后基因不被表达，其基因组与寄主染色体同时复制，因此当细菌分裂时，它可以复制加倍并随之传给子代细菌，称为溶源性或溶源现象。第二节亚病毒1.类病毒概念：一类只含有RNA一种成分、专性寄生在活细胞内的分子病原体特点：至今所知的最小、最简的病毒仅含一种成分——RNA病毒为106Da类病毒为105Da）专性细胞内寄生的分子生物2.拟病毒概念：是指一类包裹在真病毒粒中的有缺陷的类病毒特点：最小、最简，仅含一种RNA，和专性病毒体内伴生的分子生物3.阮病毒概念：是一类不含核酸的传染性蛋白质分子

13特点：能侵染动物宿主细胞在宿主细胞内复制小分子量、无免疫性、疏水蛋白质朊（Prion）：蛋白质性感染物性质：具有很强的热稳定性；抗辐射；抗水解；对蛋白质变性剂很敏感第四章微生物的营养和培养基六种营养要素碳源一切能满足微生物生长繁殖所需碳元素的营养物。碳源是需要量最大的营养物，又称大量营养异养微生物:有机碳源：蛋白质，核酸，淀粉，葡萄糖等自养微生物:无机碳源：CO2,Na2CO3,CaCO3等氮源凡能够提供微生物生长繁殖所需N元素的营养元氨基酸自养型生物把尿素铵盐硝酸盐甚至氮气等简单氮源自行合成所需的一切氨基酸氨基酸异养型生物从外界吸收现成的氨基酸能源能为微生物的生命活动提供最初能量来源的化学物质或辐射能生长因子一类调节微生物正常代谢所必需但不能用简单的碳氮源自行合成的有机物狭义生长因子指维生素培养基中生长因子来源：酵母膏、玉米浆、麦芽汁等无机盐所需浓度在10-3-10-4M的元素为大量元素所需浓度在10-6-10-8M的元素为微量元素水存在状态：游离态（溶剂）和结合态（结构组成）生理作用：细胞组成成分生化反应溶剂维持各种生物大分子的稳定性，参与某些重要的生化反应物质运输媒体微生物的营养类型

14化能异养型微生物（根据它们利用有机物的特性）寄生型(parasitism)——寄生于活的生物体腐生型(saprophytism)——寄生于死亡的生物有机体营养物质进入细胞的方式1.单纯扩散：又称被动运输，指疏水性双分子层细胞膜（包括孔蛋白在内）在无载体蛋白参与下，单纯依靠物理扩散方式让许多小分子、非电力分子尤其是亲水性分子被动通过的一种物质传送方式。非细胞获取营养的主要方式依靠胞内外溶液浓度差，顺浓度梯度运输；不消耗代谢能，无特异性；运输氧、二氧化碳、甘油、乙醇、某些氨基酸等小分子；2.促进扩散：指溶质在运送过程中，必须借助存在于细胞膜上的底物特异载体蛋白的协助，但不消耗能量的一类扩散性运送方式特点：需要特异性的载体蛋白顺浓度梯度运输不消耗能量运输硫酸根、磷酸根、糖（真核）等载体蛋白即透性酶（大多为诱导酶），有底物特异性，每种载体蛋白运输相应的物质。载体蛋白可加快运输速度，但不能逆浓度运输。3.主动运输：指一类须提供能量（包括ATP、质子动势或“离子泵”等）并通过细胞膜上特异性载体蛋白构象的变化，而使膜外环境中低浓度的溶质运入膜内的一种运送方式特点：微生物吸收营养的主要方式可逆浓度梯度运输，耗能需载体蛋白，有特异性运输有机离子、无机离子、氨基酸、乳糖等糖类特异性载体蛋白需要能量来改变载体蛋白的构象（亲和力改变→蛋白构象改变→耗能）

15单纯扩散、促进扩散、主动运输：被运输的溶质分子不发生改变。4.基团移位：指一类既需特异性载体蛋白的参与，又耗能的一种物质运输方式，其特点是溶质在运送前后还会发生分子结构的变化。特点：属主动运输类型溶质分子发生化学修饰定向磷酸化需复杂的运输酶系参与运输葡萄糖、果糖、甘露糖、嘌呤、核苷、脂肪酸等每输入一个葡萄糖分子，就要消耗一个ATP的能量培养基是一种人工配制的、适合微生物生长繁殖或产生代谢产物用的混合养料制作培养基应尽快配置并立即灭菌选择和配制的四个原则1、目的明确（根据不同微生物的营养需要配制不同的培养基）培养什么微生物、获得什么产物、用途2、营养协调营养协调(注意营养物的浓度和配比，特别是碳氮比C/N比)C/N比:微生物培养基中所含的碳源中的碳原子与氮源中氮原子的摩尔数之比。3、物理化学条件适宜:微生物有最佳生长pH渗透压和水活度氧化还原电位维持培养基pH的方法1.使用磷酸缓冲剂：K2HPO4/KH2PO42.采用“备用碱”：CaCO3、CaHCO33.采用弱酸盐：柠檬酸盐、乳酸盐等4.采用液氨或盐酸渗透压：高浓度溶液向低浓度溶液渗透时，其溶质分子所产生的压力高渗溶液会导致微生物细胞发生质壁分离低渗溶液会导致微生物细胞吸水膨胀甚至破裂用水活度aw：在天然环境中，微生物可实际利用的自由水或游离水含量aw=P/PoP:溶液的蒸汽压Po:纯水的蒸汽压纯水的aw为微生物适宜生长的aw为～之间氧化还原电位Eh氧化还原系统中的还原剂释放电子或氧化剂接受电子的趋势好氧微生物：＞+。一般+~+厌氧微生物：+以下

16兼性微生物：+以上好氧呼吸；+以下进行发酵4、原料来源的选择（经济节约）灭菌处理培养基类型依对培养基成分的了解:天然培养基指一些利用动、植物或微生物体或其提取物制成的培养基，成分未知。如培养细菌所用的肉汤蛋白胨培养基，培养酵母菌的麦芽汁培养基等。优点：取材方便、营养丰富、种类多样、配制方便组合培养基一类按微生物的营养要求精确设计后用多种高纯化学试剂配制的、各成分（包含微量元素）的量都确切知道的培养基。如培养细菌所用的葡萄糖铵盐培养基，培养放线菌的淀粉硝酸盐培养基（高氏一号）。优点：组份精确、重复性好半组合培养基一类主要以化学试剂配制，同时又加有某种或某些天然成分的培养基按培养基外观的物理状态液体培养基用途：大量培养微生物，研究生理代谢等。固体培养基由液体培养基中加入适当凝固剂如琼脂最优良的凝固剂明胶由于固体培养基能提供表面，形成单菌落，因此可用于：菌种分离、鉴定、保藏等半固体培养基指在液体培养基中加入少量的凝固剂而配制而成的半固态培养基用途：观察细菌的运动，测定噬菌体效价等。脱水培养基指含有水以外的一切成分的商品培养基按培养基对微生物的功能一、选择性培养基一类根据某微生物的特殊营养要求或其对某化学物理因素的抗性而设计的培养基，具有使混合菌样中的劣势菌变成优势菌的功能，广泛运用于菌种筛选等领域用平板划线法或稀释法进行分离混合试液中少量微生物，必难奏效

171.加富性选择培养基：利用该分离对象对某种营养物有一特殊“嗜好”的原理专门在培养基中家人该营养物2.抑制性选择培养基：利用分离对象对某种制菌物质所特有的抗性，在筛选的培养基中加入这种抑菌物质，经培养后使原有试样中对此表现敏感的优势菌生长大受抑制，而原先处于劣势的分离对象却乘机大量增值，最终在数量上反而占优势。二、鉴别性培养基一类在成分中加有能与目的菌的无色代谢产物发生显色反应的指示剂，从而达到只须用肉眼辨别颜色就能方便地从近似菌落中找出目地菌菌落的培养基。最常见的鉴别性培养基是伊红美篮乳糖培养基营养琼脂（牛肉膏蛋白胨）作用：一般好氧性细菌的分离培养高压蒸气灭菌121℃，15~30min液体（普通）营养肉汤：不含琼脂伊红美蓝（EMB）培养基作用：分离肠道细菌第五章微生物的新陈代谢生物氧化：发生在活细胞内的一系列产能性氧化反应的总称过程：脱氢（或电子）、递氢（或电子）和受氢（或电子）功能：产能（ATP）产还原力H和产小分子一、底物脱氢的4条途径递H受H结果根据递氢特点尤其是受氢体性质的不同，可把生物氧化区分为呼吸，无氧呼吸和发酵

18微生物独特合成代谢途径举例自养微生物的CO2固定4种途径一、Calvin循环二、厌氧乙酰-CoA途径三、逆向TCA循环四、羟基丙酸途径生物固氮：指大气中的分子氮通过微生物固氮酶的催化而还原成氨的过程，生物界中只有原核生物才具有固氮能力。一固氮微生物固氮菌分三类1.自生固氮菌：指一类不依赖与它种生物共生而能独立进行固氮的微生物2.共生固氮菌：指必须与它种生物共生在一起时才能进行固氮的微生物3.联合固氮菌：指必须生活在植物根际、叶面或动物肠道等处才能进行固氮的微生物固氮酶：一种复合蛋白，由固二蛋酶和固二蛋酶还原酶；两种相互分离的蛋白构成。固二蛋酶是一种含铁和钼的蛋白，铁和钼组成一个称为“FeMoCo”的辅助因子。固二蛋酶还原酶则是一种只含铁的蛋白细菌光合作用1）循环光合磷酸化光反应中心的叶绿素通过吸收光能而逐出电子使自己处于氧化状态。逐出的电子通过电子呼吸链，再返回叶绿素本身，从而使叶绿素分子回复到原来的状态。电子在传递过程中产生ATP。这种由光能引起叶绿素分子逐出电子，并通过电子传递产生ATP的方式称为光合磷酸化。特点：a、光驱使下，电子自菌绿素上逐出后，经过类似呼吸链的循环，又回到菌绿素；b、产ATP和还原力[H]分别进行，还原力来自H2S等无机物；c、不产氧（O2）。2）非循环光合磷酸化

19特点：a、电子传递非循环式；b、在有氧的条件下进行；c、存在两个光合系统d、ATP、还原力、O2同时产生当光反应中心I的叶绿素吸收光能后释放的电子，通过电子传递体还原NAD+（NADP’）生成NADH（NADPH）+H’(还原力)。光合系统II吸收光能，使水光解产生电子，电子通过电子传递链还原反应中心I的叶绿素，并产生ATP（琥珀酸，硫化氢等物质氧化放出电子，该电子通过电子传递链还原氧化型的反应中心I的叶绿素，并产生ATP）。第六章微生物的生长及其控制测生长量1.直接法：有粗放的测体积法（在刻度离心管中测量沉降量）和精确的称干重法。微生物的干重一般为其湿重的10%~20%2.间接法：1）比浊法：用分光光度法对无色的微生物悬浮液进行测定2）生理指标法：与微生物生长量相平行的生理指标很多，可以根据实验目的和条件适当选用。最重要的如测氮量法、DNA测定法计繁殖数只适用于测定处于单细胞状态的细菌和酵母菌，而对放线菌和霉菌等丝状生长的微生物而言，则只能计算其孢子数1.直接法：指用计数板在光学显微镜下直接观察细胞并进行计数的方法，方法常用但得到的数目是包括死细胞在内的总菌数。2.间接法：活菌计数法1）平板菌落计数法：浇注平板或涂布平板适用于好氧菌厌氧菌主要操作稀释后的一定量菌样通过浇注或涂布的方法让其内的微生物单细胞一一分散在琼脂平板上，待

20培养后，每一个活细胞形成一个单菌落，按皿上形成的cfu数乘上稀释度就可推算出菌样含菌数。2）厌氧菌的菌落计数法：亨盖特滚管培养法单细胞微生物的典型生长曲线以细胞数目的对数值做纵坐标培养时间做横坐标可画出一条由延滞期、指数期、稳定期，衰亡期的生物典型生长曲线4合成代谢十分活跃，核糖体、酶类和ATP的合成加速，易产生各种诱导酶5对外界不良条件如NaCL溶液浓度、温度和抗生素等理化因素反应敏感影响延滞期长短的因素与实践意义接种龄:对数期“种子”，延滞期较短；延滞期或衰亡期“种子”,延滞期较长接种量：接种量大，延滞期较短；接种量小，延滞期较长；培养基成分:培养基成分丰富的，延滞期较短；培养基成分与种子培养基一致,延滞期较短；现象：活菌数没增加，曲线平行于横轴。延滞期原因：适应新的环境条件，合成新的酶，积累必要的中间产物。二指数期：特点1.生长速率常数R最大2.细胞进行平衡生长，故菌体各部分的成分十分均匀3.酶系活跃，代谢旺盛影响指数期微生物代时长短因素菌种：不同菌种的代时差异极大营养成分：营养越丰富，代时越短营养物浓度：影响微生物的生长速率和总生长量培养温度：影响微生物的生长速率生产意义：指数期的实践意义

211是代谢、生理研究的良好材料2是增殖噬菌体的最适宿主菌龄3是发酵生产中用作“种子”的最佳种龄4G+染色鉴定时采用此期微生物三）稳定期特点：•活细胞总数维持不变，即新繁殖的细胞数与衰亡的细胞数相等，菌体总数达到最高点。•细胞生长速率为零•细胞生理上处于衰老，代谢活力钝化，细胞成分合成缓慢。稳定期的实践意义•是发酵生产中以菌体为终产品的最佳收获期；•某些代谢产物特别是次生代谢产物发生在此阶段，某些细菌的芽孢也发生在此阶段，故又称作代谢产物合成期；•导致了连续培养原理的提出和工艺技术的改进。四）衰亡期特点：细胞以指数速率死亡；细胞变形退化，有的发生自溶。影响衰亡期的因素及实践意义1与菌种的遗传特性有关:有些细菌的培养经历所有的各个生长时期，几天以后死亡,有些细菌培养几个月乃至几年以后仍然有一些活的细胞；2与是否产芽孢有关：产芽孢的细菌更易于幸存下来；3与营养物质和有毒物质有关：补充营养和能源，以及中和环境毒性，可以减缓死亡期细胞的死亡速率，延长细菌培养物的存活时间。微生物的连续培养又称开放培养相对于绘制典型生长曲线时所采用的那种单批培养或密闭培养

22连续培养技术——恒化连续培养外控制控制培养液流速及R概念：以恒定流速使营养物质浓度恒定而保持细菌生长速率恒定的方法。特点：维持营养成分的亚适量，控制微生物生长速率。菌体生长速率恒定，菌体均一、密度稳定，产量低于最高菌体产量。应用范围：实验室科学研究。连续培养技术——恒浊培养内控制控制菌体密度概念：通过调节培养基流速，使培养液浊度保持恒定的连续培养方法。特点：基质过量，微生物始终以最高速率进行生长，并可在允许范围内控制不同的菌体密度；但工艺复杂，烦琐。使用范围：用于生产大量菌体、生产与菌体生长相平行的某些代谢产物，如乳酸、乙醇等。影响微生物生长的主要因素温度pH氧气温度生长三温度基点一、最低生长温度二、最适生长温度三、最高生长温度最适生长温度：某菌分裂代时最短或生长速率最高时的培养温度专性好氧菌：超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化氢酶

23兼性厌氧菌：细胞含SOD和过氧化氢酶微好氧菌耐氧菌他们的生长不需要任何氧，但分子氧对他们也无害耐氧的机制是细胞内存在SOD和过氧化物酶厌氧菌细胞内缺乏SOD和细胞色素氧化酶，大多数还缺乏过氧化氢酶氧的危害氧毒害厌氧菌的机制：超氧阴离子是活性氧的形式之一，带奇数电子，负电荷。它即有分子性质，也有离子性质，反应力极强，性质极不稳定。在体内可破坏各种重要生物高分子和膜，也可形成其他活性氧化物。在体内，超氧阴离子自由基可以自由酶促(如黄嘌呤氧化酶)或非酶促方式形成。生物体的针对措施：超氧化物歧化酶(superoxidedismutase-SOD)是其中之一。好氧、耐氧微生物的超氧化物歧化酶将超氧阴离子转化为毒性稍低的过氧化氢，过氧化氢酶再将过氧化氢转化为无毒的水。厌氧微生物因为没有超氧化物歧化酶，超氧阴离子自由基可造成其损害。PH除不同种类微生物有其最适生长pH外，即使同一种微生物在其不同的生长的阶段和不同的生理、生化过程，也有不同的最适pH要求、微生物培养法概论好氧菌的固体培养：试管斜面，培养皿琼脂平板

24厌氧菌的固体培养：1）高层琼脂柱2）厌氧培养皿3）亨盖特滚管技术推动了严格厌氧菌的分离和研究4）厌氧罐5）厌氧手套箱有害微生物的控制灭菌：采用强烈的理化因素是任何物体内外部的一切微生物永远丧失其生长繁殖的能力的措施消毒：采用较温和的理化因素，仅杀死物体表面或内部一部分对人体或动植物有害的病菌原，而对被消毒对象基本无害的措施。例如对啤酒牛奶等消毒处理的巴氏消毒法防腐：1低温2缺氧3干燥4高渗5高酸度6高醇度7加防腐剂化疗：即化学治疗具有高度选择毒力化学治疗剂：磺胺类高温灭菌的种类：1干热灭菌法：最彻底的是灼烧2湿热灭菌法（消毒）一百摄氏度以上加压蒸汽进行灭菌常压法：1）巴斯消毒法2）煮沸消毒法3）间歇灭菌法

25临床最早使用的消毒剂：石炭酸抗代谢药物代表——磺胺类药物抗生素抗生素的活力称为效价各种抗生素有不同的制菌范围即抗菌谱微生物的产生抗药性的原因：1.产生一种能使药物失去活性的酶2.把药物作用的靶位加以修饰和改变3.形成救护途径4.使药物不能透过细胞膜5.通过主动外排系统把进入细胞内的药物泵出细胞外6.药物受体的亲和性或数量下降,如大肠杆菌耐药菌株的30S核糖体亚基发生改变,不再与链霉素结合,从而使链霉素失活

267.被药物阻断的代谢途径发生遗传改变，如有的抗磺酸药物的菌株,改变了二氢叶酸合成酶的性质,合成了一种对磺酸药物不敏感的酶。章7微生物的遗传变异和育种节1遗传变异的物质基础三个经典实验：经典转化实验、噬菌体感染实验、植物病毒的重建实验质粒：凡游离于原核生物核基因组以外，具有独立复制能力的小型公价闭合环状的dsDNA分子，即cccDNA，就是典型的质粒。质粒具有麻花状的超螺旋结构，大小一般为~300kb，相对分子质量为106~108，仅相当约1%核基因组大小。是一种独立存在于细胞内的复制子，如果其复制行为与核染色体的复制同步，称为严密型复制控制；复制与核染色体的复制不同步，称为松弛型复制控制。节2基因突变和诱变育种基因突变：简称突变，是变异的一类，泛指细胞内（或病毒颗粒内）遗传物质的分子结构或数量突然发生的可遗传变化，可自发或诱导产生。狭义：基因突变；广义：基因突变，染色体畸变。分类：①营养缺陷型②抗性突变型③条件致死突变型④形态突变型⑤抗原突变型⑥产量突变型。特点：①自发性②不对应性③稀有性④独立性⑤可诱变性⑥稳定性⑦可逆性证明基因突变自发性和不对应性的三个实验：Luria等的变量试验，Newcombe的涂布试验，Lederberg等的影印平板培养法艾姆氏实验：是一种利用细菌营养缺陷型的回复突变来检测环境或食物中是否存在化学致癌剂的简便有效方法。突变株的筛选方法产量突变株的筛选：琼脂块培养法抗药性突变株的筛选：梯度平板法

27营养缺陷型突变株筛选过程：诱变、淘汰野生型（抗生素法、菌丝过滤法）、检出缺陷型（夹层培养法、限量补充培养法、逐个检出法、影印平板法）、鉴定缺陷型（生长谱法）节3基因重组和杂交育种基因重组：两个独立基因组内的遗传基因，通过一定途径转移到一起，形成新的稳定基因组的过程。原核生物的基因重组过程：转化、转导、接合、原生质体融合转化：受菌体直接吸收供菌体的DNA片段而获得后者部分遗传性状的现象。转导：通过缺陷噬菌体的媒介，把供体细胞的小片段DNA携带到受体细胞中，通过交换与整合，是后者获得前者部分遗传性状的现象。接合：供体菌通过性菌毛与受体菌直接接触，把F质粒或其携带的不同长度的核基因组片段传递给后者，使后者获得若干新遗传性状的现象。原生质体融合：通过人为的方法，使遗传性状不同的两个细胞的原生质体进行融合，借此获得兼有双亲遗传性状的稳定重组子的过程。真核生物的基因重组：有性杂交，准性杂交节4基因工程流程：目的基因的取得；优良载体的选择；目的基因与载体DNA的体外重组；重组载体导入受体细胞；重组受体细胞的筛选和鉴定；“工程菌”或“工程细胞”的大规模培养节5菌种的衰退、复壮、保藏保藏的常用方法：（见下图）

28章8微生物的生态节1微生物在自然界中的分布土壤中：一般来说，在每克耕作层土壤中，各种微生物含量之比大体有一个10倍系列的递减规律：细菌（~108）>放线菌（~107）>霉菌（~106孢子）>酵母菌（~105）>藻类（~104）>原生动物（~103）节2微生物与生物环境的关系互生：两种可单独生活的生物，当它们在一起时，通过各自的代谢活动而有利于对方，或偏利于一方的生活方式。是“可分可合，合比分好”的松散的相互关系。共生：两种生物共居在一起，相互分工合作，相依为命，甚至达到难分难解，合二为一的极其紧密的一种相互关系。寄生：一般指一种小型生物生活在另一种较大型生物的体内（包括细胞内）或体表，从中夺取营养并进行生长繁殖，同时使后者蒙受损害甚者被杀死的一种相互关系。拮抗：又称抗生，指由某种生物所产生的特定代谢产物可抑制他种的生长发育甚至杀死它们的一种相互关系。捕食：又称猎食，一般指一种大型的生物直接捕捉、吞食另一种小型生物以满足其营养需要和相互关系。节3微生物与自然界物质循环

29节4微生物与环境保护富营养化：是指水中因N、P等元素含量过高而引起水体表层的蓝细菌和藻类过度生长繁殖的现象。水华：是指发生在淡水水体（池、河、江、湖）中的富营养化现象。特点：在温暖季节，当水体中的N、P比例达15~20比1时，水中的蓝细菌和浮游藻类突然快速繁殖，从而使水面形成一层蓝、绿色的藻体和泡沫。赤潮：指发生在河口、港湾或浅海等咸水区水体的富营养化现象。BOD：即生化氧化量，或生物需氧量，是水中有机物含量的一个间接指标。一般指在1L污水或待测水样中所含的一部分易氧化的有机物，当微生物对其氧化、分解时，所消耗的水中溶解氧毫克数。COD：化学需氧量，时表示水体中有机物含量的一个简便的间接指标，指1L污水中所含的有机物在用强氧化剂将它氧化后，所消耗氧的毫克数。常用化学氧化剂：KCrO，KMnO2274TOD：总需氧量，指污水中能被氧化的物质（主要是有机物）在高温下燃烧变成稳定氧化物时所需的氧量。DO：溶解氧量，指溶于水体中的分子态氧，是评价水质优劣的重要指标。SS：悬浮物含量，指污水中不溶性固体态物质的含量。TOC：总有机碳含量，指水体内所含有机物中的全部有机碳的含量。

30沼气：又称生物气，是一种混合可燃气体，主要成分：甲烷、少量H、N、CO沼气发酵222（甲烷形成）生化本质：产甲烷菌（产生菌）在厌氧条件下，利用H还原CO等氮源营养物22以产生细胞物质、能量和代谢废物CH的过程。4章9遗传与变异节1传染传染：又称感染或侵染，是指外源或内源性病原体突破其宿主的三道免疫“防线”（指机械防御、非特异性免疫和特异性免疫）后，在宿主的特定部位定植、生长繁殖或（和）产生酶及毒素从而引起一系列病理生理的过程。决定传染病结局的三大因素：病原体、宿主的免疫力、环境因素病原体：病原体的数量、致病特性和侵入方式是决定传染结局中的最主要因素。毒力（致病力）病原菌侵入数量（例）侵入门径毒力（致病力）：表示病原体致病能力的强弱。有侵袭力、毒素两方面。侵袭力：病原菌突破宿主防线，并能于宿主体内定居、繁殖、扩散的能力，称侵袭力。有三种能力：①吸附和侵入能力；②繁殖与扩散能力；③对宿主防御机能的抵抗能力。毒素：分为外毒素、内毒素。外毒素：主要是一些革兰氏阳性菌，在生长过程中合成并分泌到胞外的毒；也有存于胞内当细菌溶解后才释放的。特点：通常为蛋白质，抗原性强，可选择作用于各自特定的组织器官，不同病原菌产生的外毒素不同，所引起的症状也不同。

31其毒性作用强，但不稳定，对热和某些化学物质敏感。（外毒抗原）类毒素：利用外毒素对热和某些化学物质敏感的特点，用甲醛处理，使其毒性完全丧失，但仍保持抗原性，这种经处理的外毒素为类毒素（无毒抗原）。用类毒素注射动物（如马）（免疫动物），以制备外毒素的抗体，称为抗毒素（抗毒抗体），作治疗用。内毒素：革兰氏阴性菌的细胞壁物质，主要成分是脂多糖(LPS)，于菌体裂解时释放，细胞死后自溶或人工裂解时释放。（外毒素与内毒素比较见P287）侵入途径：呼吸道（结核杆菌）、消化道、皮肤伤口（破伤风杆菌）、泌尿生殖道、其他途径。免疫：是机体识别和排除抗原性异物的一种保护性功能，在正常条件下，它对机体有利；在异常条件下，也可损害机体。免疫功能包括：①免疫防御②免疫稳定③免疫监视节二非特异性免疫非特异性免疫：凡在生物生长进化过程中形成，属于先天即有、相对稳定、无特殊针对性的对付病原体的天然抵抗力。分为四部分：表皮和屏障结构、吞噬细胞及其吞噬作用（细胞因素）、正常体液或组织中的抗菌物质（体液因素）、炎症反应。皮肤与粘膜：第一道防线表皮和屏障结构屏障结构：血脑屏障、血胎屏障血脑作用：可阻挡病原体及其有毒产物或某些药物从血流入脑组织或脑脊液的非专有解剖构造。多形核白细胞：嗜中性粒细胞吞噬细胞巨噬细胞主要功能：①吞噬和杀菌②抗原提呈③免疫调节④抗癌

32炎症：既是一种病理过程，又是一种防御病原体入侵的积极免疫反应。原因：①可动员大量吞噬细胞聚集在炎症部位②血流的加速使血液中抗菌因子和抗体发生局部浓缩③死亡的宿主细胞堆积可释放一部分抗菌物质④炎症中心部位氧浓度的下降和乳酸浓度的提高，可抑制多种病原体的生长⑤炎症部位体温的升高可降低某些病原体的繁殖速度正常体液或组织中的抗菌物质：补体、干扰素、溶菌酶补体：协助和补充抗体作用的有酶活性蛋白。补体系统包括：补体固有成分、补体调控分子、补体受体。激活途径：经典途径、凝集素途径、替换途径。作用：趋化作用、免疫粘附作用、溶解或杀伤细胞、中和病毒。干扰素：高等动物细胞在病毒或dsRNA等诱生剂的刺激下，所产生的一种具有高活性、广谱抗病毒等功能的特异性糖蛋白。用于病毒病、癌症治疗。节3特异性免疫特异性免疫：主要功能是识别非自身和自身的抗原物质，并对它产生免疫应答，从而保证机体内环境的稳定状态。免疫器官：中枢免疫器官（一级淋巴器官）是免疫细胞发生、分化、成熟的部位。有骨髓（形成各类淋巴细胞、巨噬细胞和血细胞，B细胞成熟部位），胸腺（T细胞分化和成熟的场所），法氏囊（鸟类特有）。外周免疫器官主要是脾脏、淋巴结。

33免疫细胞：泛指一切具有免疫功能的细胞，包括各类淋巴细胞、粒细胞、单核细胞、各种类型巨噬细胞。免疫活性细胞：仅指能特异的识别抗原，即能接受抗原的刺激，并随后并随后进行分化、增值和产生抗体或淋巴因子，以发挥特异性免疫应答的一群细胞，指T细胞，B细胞。T细胞：参与特异性免疫应答的小淋巴细胞，主要执行细胞免疫功能，包括细胞介导的细胞素作用和迟发型超敏反应，参与抗体的形成和炎症反应等。B细胞：在细胞膜表面带有自己合成的免疫球蛋白（膜抗体）的淋巴细胞。比较图见书P303NK细胞：自然杀伤细胞，因其细胞质中有嗜天青颗粒，且细胞较大故也称大颗粒淋巴细胞。抗原：是一类能诱导机体发生免疫应答并能与相应抗体或T淋巴细胞受体发生特异性免疫反应的大分子物质。两个特性：免疫原性；反应原性。半抗原：凡缺乏免疫原性而有免疫反应性的物质。抗原决定簇：又称抗原表位，指位于抗原表面可决定抗原特异性的特定化学基团。由于抗原决定簇的存在，就是抗原能与相应淋巴细胞上的抗原受体发生特异性结合，从而可激活淋巴细胞并引起免疫应答。抗体：是高等动物体在抗原物质的刺激下，由浆细胞产生的一类能与相应抗原在体内外发生特异结合的免疫球蛋白。Ig有五类：IgG、IgA、IgM、IgD、IgE，结构见下表：

34典型的Ig分子是由一长一短的两对多肽链对称排列而成的一个Y形分子。抗原、抗体反应的一般规律：①特异性②可逆性③定比性④阶段性⑤条件依赖性