微生物学考研资料1(沈萍版同步)

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1、微生物学考研资料微生物学考研资料 1(沈萍版同步）沈萍版同步）一、纯培养和显微技术 无菌技术 ? 用于分离、培养微生物的器具事先不含任何微生物； ? 在转接、培养微生物时防止其它微生物的污染，其自身也不污染环境； 稀释倒平板法：操作较麻烦，对好氧菌、热敏感菌效果不好！ 涂布平板法：使用较多的常规方法，但有时涂布不均匀！选择培养分离： 1、抑制大多数其它微生物的生长； 2、使待分离的微生物生长更快；使待分离的微生物在群落中的数量上升，方便用稀释法对 其进行纯化。 3、使待分离的微生物生长“突出” ；直接挑取待分离的微生物的菌落获得纯培养。二、微生物类群与形态 古生菌在进化谱系上与真细菌及真核生物

2、相互并列，且与后者关系更近，而其细胞构造却 与真细菌较为接近，同属于原核生物。球菌细胞个体呈球形或椭圆形，不同种的球菌在细胞分裂时会形成不同的空间排列方 式，常被作为分类依据。杆状细菌的排列方式常因生长阶段和培养条件而发生变化，一般不作为分类依据。弧菌：菌体只有一个弯曲，其程度不足一圈，形似“C”字或逗号，鞭毛偏端生。螺旋菌：菌体回转如螺旋，螺旋数目和螺距大小因种而异。鞭毛二端生。细胞壁坚韧， 菌体较硬。螺旋体菌：菌体柔软，用于运动的类似鞭毛的轴丝位于细胞外鞘内。柄杆菌：细胞上有柄（stalk） 、菌丝（hyphae） 、附器（appendages）等细胞质伸出物， 细胞呈杆状或梭状，并有特征

3、性的细柄。一般生活在淡水中固形物的表面，其异常形态使 得菌体的表面积与体积之比增加，能有效地吸收有限的营养物；德国科学家 H. N. Schulz 等 1999 年在纳米比亚海岸的海底沉积物中发现的一种硫磺细 菌（sulfur bacterium） ，其大小可达 0.75 mm，Thiomargarita namibiensis，-“纳米比 亚硫磺珍珠” 。其体积比 E . fishelsoni 还大 100 倍。该菌细胞内约 98的空间都被一个胞液 内富含硝酸盐的液泡所占据，而厚度在 0.5-2.0 mm、充满硫粒的细胞质层则环绕在液泡的 周围。该细胞质层非常薄，其厚度类同于大多数细菌，足以

4、保证适当的扩散速率。液泡中 的硝酸盐则被用作硫氧化的电子受体，以产生能量。一种真核微生物 Nanochlorumeukaryotum，直径仅有 1 2 mm，但它却是真正的真 核生物，拥有一个核，一个叶绿体和一个线粒体。 证实（研究）细胞壁存在的方法： （1）细菌超薄切片的电镜直接观察； （2）适当的质、壁染色，可以在光学显微镜下看到细胞壁； （3）机械法破裂细胞后，分离得到纯的细胞壁； （4）制备原生质体，观察细胞形态的变化； 脂多糖的主要功能： 1）LPS 结构的多变，决定了革兰氏阴性细菌细胞表面抗原决定簇的多样性；根据 LPS 抗原性的测定，沙门氏菌属(Salmonella)的抗原型多达

5、 2107 种。这种 O-特异侧链种类的变化，一方面可使细菌躲避宿主免疫系统攻击，保持感染成功。另一方面，也 使我们可以用灵敏的血清学方法对病原菌进行鉴定，在传染病的诊断中有其重要意义。 2）LPS 负电荷较强，与磷壁酸相似，也有吸附 Mg2+、Ca2+等阳离子以提高其在细胞表面 浓度的作用，对细胞膜结构起稳定作用。 3）类脂 A 是革兰氏阴性细菌致病物质内毒素的物质基础； 4）具有控制某些物质进出细胞的部分选择性屏障功能； 5）许多噬菌体在细胞表面的吸附受体；周质空间是进出细胞的物质的重要中转站和反应场所。在周质空间中，存在着多种周 质蛋白（periplasmic proteins） ，包括

6、水解酶类、合成酶类、结合蛋白和受体蛋白 特殊细胞壁的细菌：某些分枝杆菌和诺卡氏菌的细胞壁主要由一类被称为霉菌酸（Mycolic acid）的枝链羟 基脂质组成，后者被认为与这些细菌感染能力有关。由磷脂分子形成的双分子膜中加入甾 醇类物质可以提高膜的稳定性：真核生物细胞膜中一般含有胆固醇等甾醇，含量为 5%-25%。原核生物与真核生物的最大区别就是其细胞膜中一般不含胆固醇，而是含有 hopanoid（藿 烷类化合物） 。单由磷脂分子形成的膜是不稳定的，但如果在其中加入甾醇类物质就可以提高膜的稳 定性（已有实验室证据） ，而真核生物细胞膜中就含有胆固醇，其含量在 5%-25%。而原核 生物与真核生

7、物的最大区别就是其细胞膜中一般不含胆固醇等甾醇，而是含有 hopanoid 类 甾醇，其作用被认为也是稳定细胞膜的结构。而这种含有 hopanoid 类甾醇被认为与地球上 化石燃料的形成有很大关联。化石燃料之所以形成，是由于有机物沉积到底下深处后被微生物所作用而氧化成二氧 化碳，然后在高温和厌氧的条件下，形成石油和煤炭。据认为，地下沉积物中碳的总量为 1016 吨。现在已有越来越多的证据表明，这些沉积到地下形成化石燃料的有机物有 90%以 上都是来自细菌。其实验证据是 90%的石油等的前体物质是 kerogen（油原，或称油母岩 质） ，而研究表明，从 kerogen 主要是由细菌特有的 ho

8、panoid 类甾醇所组成。显然是微生物 活动分解动植物的遗体后的结果。目前估计，在地下沉积物中细菌特有的 hopanoid 类甾醇 的含量高达 1011-12 吨，与目前地球上存在的活的生物（living organisms）体内含有的有机 碳的含量相当（也是 1011-12 吨） 。因此，hopanoid 被认为是地球上含量最丰富的有机分子。硫粒：很多化能自养菌在进行产能代谢或生物合成时，常涉及对还原性的硫化物如 H2S， 硫代硫酸盐等的氧化。在环境中还原性硫素丰富时，常在细胞内以折光性很强的硫粒的形式积累硫元素。当 环境中环境中还原性硫缺乏时，可被细菌重新利用。不同种类细菌的膜在其结构和

9、功能方 面存在很大差异。这种差异非常巨大且具有特征性，因此膜化学可被用于对细菌进行鉴定。微生物储藏物的特点及生理功能： ? 不同微生物其储藏性内含物不同。例如厌气性梭状芽孢杆菌只含 PHB，大肠杆 菌只储藏糖原，但有些光合细菌二者兼有。 ? 微生物合理利用营养物质的一种调节方式。当环境中缺乏能源而碳源丰富时，细 胞内就储藏较多的碳源类内含物，甚至达到细胞干重的 50%，如果把这样的细胞移入有氮 的培养基时，这些储藏物将被作为碳源和能源而用于合成反应。 ? 储藏物以多聚体的形式存在，有利于维持细胞内环境的平衡，避免不适合的 pH，渗透压等的危害。例如羟基丁酸分子呈酸性，而当其聚合成聚-羟丁酸（

10、PHB）就成为中性脂肪酸了，这样便能维持细胞内中性环境，避免菌体内酸性增高。 ? 储藏物在细菌细胞中大量积累，是重要的自然资源。 气泡的膜只含蛋白质而无 磷脂。二种蛋白质相互交连，形成一个坚硬的结构，可耐受一定的压力。膜的外表面亲水， 而内侧绝对疏水，故气泡只能透气而不能透过水和溶质。 ? 将蓝细菌培养在一个严密地塞紧瓶塞的瓶子里，细菌会在水面漂浮。但如果用锤 子敲击瓶塞，则原来漂浮的细菌就会沉到瓶底。通过对实验前后细菌的检测表明，突然增 加的压力破坏了气泡，从而使微生物失去了浮力。 细菌芽孢的特点：整个生物界中抗逆性最强的生命体，是否能消灭芽孢是衡量各种消毒灭菌手段的最重 要的指标。 芽孢是

11、细菌的休眠体，在适宜的条件下可以重新转变成为营养态细胞；产芽孢细菌的保藏 多用其芽孢。 芽孢的有无、形态、大小和着生位置是细菌分类和鉴定中的重要指标。 芽孢与营养细胞相比化学组成存在较大差异，容易在光学显微镜下观察。 （相差显微镜直接 观察；芽孢染色） 细菌糖被的特点： （1）主要成分是多糖、多肽或蛋白质，尤以多糖居多。经特殊的荚膜染色，特别是负染色 （又称背景染色）后 可在光学显微镜清楚地观察到它的存在。 （2）产生糖被是微生物的一种遗传特性，其菌落特征及血清学反应是是细菌分类鉴定的指 标之一。 （3）荚膜等并非细胞生活的必要结构，但它对细菌在环境中的生存有利。 （详见 P 57-58） （

12、4）细菌糖被与人类的科学研究和生产实践有密切的关系。 （详见 P58） 细菌的趋避运动： 鞭毛的功能是运动，这是原核生物实现其趋性（taxis）即趋向性的最有效方式。 （参见 P60）化学趋避运动或趋化作用（chemotaxis）：细菌对某化学物质敏感，通过运动聚集于 该物质的高浓度区域或低浓度区域。光趋避运动或趋光性（phototaxis）：有的细菌能区别不同波长的光而集中在一定波长 光区内。趋磁运动或趋磁性（magnetotaxis） ，趋磁细菌根据磁场方向进行分布。 放线菌的形态与结构： 单细胞，大多由分枝发达的菌丝组成；菌丝直径与杆菌类似，约 1mm；细胞壁组成与细菌 类似，革兰氏染色

13、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菌丝、气生菌丝和孢子丝三种。 1、养菌丝：匍匐生长于培养基内，吸收营养，也称基内菌丝。 2、气生菌丝：营养菌丝发育到一定阶段，伸向空间形成气生菌丝， 3、孢子丝：气生菌丝发育到一定阶段，其上可分化出形成孢子的菌丝，即孢子丝，又称产 孢丝或繁殖菌丝。其形状和排列方式因种而异，常被作为对放线菌进行分类的依据。 立克次氏体： 1）某些性质与病毒相近a 、专性活细胞寄生物，除五日热（战壕热）立克次氏体（Rickettsia wolhynica）外均 不能在人工培基上生长繁殖。这是因为它们体内酶系不完全，一些必需的养料需从宿主细 胞获

14、得；细胞膜比一般细菌的膜疏松，营养物质较易通过，细胞内物质也容易漏出。这种 可透性膜，一方面使它们有可能容易从宿主细胞获得大分子物质，另一方面也决定了它们一旦离开宿主细胞则易死亡）b、大小介于病毒与一般细菌之间，除伯氏立克次氏体（Rickettsia burneti）外，均不 能通过细菌过滤器（球状体：0.2-0.5 mm；杆状体：0.3-0.5 x 0.3-2 mm；） 2）由于长期适应的结果，立克次氏体形成了一种必须从一种宿主传至另一宿主的特殊生活 方式，它们几乎都有自己的天然动物宿主，主要以节肢动物（虱、蜱、螨等）为媒介，寄 生在它们的消化道表皮细胞中，然后通过节肢动物叮咬和排泄物传播给

15、人和其他动物。有 的立克次氏体能引起人类的流行性斑疹伤寒、恙虫热、Q 热等严重疾病，而且立克次氏体 大多是人兽共患病原体。对热、干燥、光照、脱水及普通化学试剂的抗性均差，离开宿主 仅能存活数小时至数日，但如随节肢动物粪便排出，在空气中自然干燥后，其抗性变得相 当强。有的可在室温保持毒力二年左右。 支原体： 1）无细胞壁，只有细胞膜，细胞形态多变； 2）个体很小，能通过细菌过滤器，曾被认为是最小的可独立生活的细胞型生物。 3）可进行人工培养，但营养要求苛刻，菌落微小，呈典型的“油煎荷包蛋” ； 4）一些支原体能引起人类、牲畜、家禽和作物的病害疾病，如肺炎支原体；应用活组织细胞培养病毒或体外组织细

16、胞培养时，常被支原体污染。 衣原体： 1）细胞结构与细菌类似；具有类似的细胞壁，细胞壁内也含有胞壁酸、二氨基庚二酸等。 核糖体也是由 30S 和 50S 二个亚基组成。 2）细胞呈球形或椭圆形，直径为 0.2-0.3 mm，能通过细菌滤器； 3）专性活细胞内寄生；衣原体有一定的代谢活性，能进行有限的大分子合成，但缺乏产生 能量的系统，必须依赖宿主获得 ATP，因此又被称为“能量寄生型生物” 4）在宿主细胞内生长繁殖具有独特的生活周期，即存在原体和始体两种形态。具有感染性 的原体通过胞饮作用进入宿主细胞，被宿主细胞膜包围形成空泡，原体逐渐增大成为始体。 始体无感染性，但能在空泡中以二分裂方式反复繁殖，形成大量新的原体，积聚于细胞质 内成为各种形状的包涵体（inclusion body） ，宿主细胞破裂，释放出的原体则感染新的细胞。 5）衣原体广泛寄生于人类、哺乳动物及鸟类，少数致病，如沙眼衣原体是类砂眼的病原体， 甚至引起结膜炎、角膜炎、角膜血管翳等