生物联赛培训—微生物

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1、2014年10月生物奥赛培训教程,微生物学部分,提纲,联赛纲要对微生物学理论部分的要求 微生物学的知识体系 微生物的分类 微生物的新陈代谢 微生物的应用 感染与免疫 微生物遗传学 微生物生态,一、全国及国际奥赛纲要对微生物学理论部分的要求,微生物的细胞生物学：细菌的结构和繁殖、代谢类型 生物技术（生物工程学）：发酵（微生物工程） 免疫： 生物系统学 原核： 细菌门、蓝藻门、原绿藻门 放线菌门、立克次氏体、支原体、衣原体 真核： 红藻门、褐藻门、绿藻门、裸藻门、金藻门、粘菌门 接合菌门、子囊菌门、担子菌门、原生动物 病毒： 噬菌体、类病毒、病毒的结构和繁殖 微生物的特殊代谢途径：生物固氮、化能合

2、成作用,二、微生物学的知识体系,微生物学,生态与多样性,感染与免疫,微生物的出现 微生物的发现 微生物学的奠基 微生物猎人,- 35亿年前,- 300多年前,- 100多年前,- 列文虎克 巴斯德 科赫,二、微生物学的知识体系,微生物学的发展历史 史前期 事件 ：酿酒、奶酪等 初创期 里程碑：显微镜的发明 奠基期 里程碑：曲颈瓶试验 （生源说） 发展期 里程碑： “酒化酶”发酵产酒精成功 成熟期 里程碑： DNA双螺旋的发现,法国科学家巴斯德 （Louis Pasteur，1822-1895）,1、彻底否定了自然发生说 2、证实发酵由微生物引起 3、发明巴氏消毒法 4、开创了免疫学： 发明了狂

3、犬病毒减毒疫 苗制备方法、霍乱、炭疽病的研究,14.巴斯德设计的曲颈瓶实验，可以（单选1分） A.证明酒是酵母菌发酵获得 B.否定自然发生学说的论点 C. 说明培养基灭菌后的作用 D.验证某细菌是不能培养的,德国细菌学家柯赫 （Robert Koch， 1843-1910）,1、发明了固体培养基，建立了微生物纯培养技术。 2.分离了引起肺结核的结核分支杆菌，并以此获得了1905年的诺贝尔医学和生理学奖。,三、微生物细胞的结构与功能,微生物的类型,微生物的五大共性,1.体积小，相对表面积大 2.吸收多，转化快 3.生长旺，繁殖快 4.适应强，易变异 5.分布广，种类多,三、微生物细胞的结构与功能

4、,3.1细菌的形态学分类 球菌 杆菌 螺旋菌（包括弧菌）,淋病球菌,大肠杆菌,弧形霍乱菌,三、微生物细胞的结构与功能,细菌的典型结构,细胞壁,细胞壁外结构,原生质体,细菌的结构与功能细胞壁 主要成分：,三、微生物细胞的结构与功能,G+,G-,厚,薄,肽聚糖,20.某些细菌的细胞壁还有脂多糖成分，它属于：（单选1分） A.外毒素 B.内毒素 C.类毒素 D.抗毒素,三、微生物细胞的结构与功能,细菌的结构与功能细胞壁革兰氏染色,细胞壁的功能： 保护：屏障、机械保护 是细胞生长、分裂和运动所必须的 赋予细胞抗原性、致病性和对噬菌体的敏感性等,细胞壁缺失所导致的三种情况 原生质体： 人工除尽细胞壁或用

5、青霉素抑制细胞壁的合成后，所留下的仅由细胞膜包裹着的脆弱细胞 原生质球： 指还残留部分细胞壁的原生质体 L型细菌： 通过自发突变而形成的遗传性稳定的细胞壁缺陷菌株,细菌的结构与功能原生质体 细胞膜：细胞的产能基地，控制运输、维持渗透压、合成细胞壁、着生鞭毛等 贮藏物：聚-羟丁酸、硫粒、藻胆蛋白、异染颗粒等 核区（拟核）：大型环状的双链DNA 特殊的休眠结构芽胞 其它：气泡、伴孢晶体、孢囊等,细胞膜 （1）中介体（间质体）,细胞膜向胞浆凹陷折叠成囊状物，称为中介体。中介体与细胞的分裂、呼吸、细胞壁合成和芽胞形成有关。中介体多见于革兰氏阳性菌。,（2）周质空间(Periplasmic space)

6、 也称为胞质间间隙，是指在革兰氏阴性细菌的细胞膜与细胞壁之间有一空间。 此处聚集了若干种胞外酶，主要是水解酶，与营养物质的分解、吸收和运转有关。能破坏某些抗生素的酶（如青霉素酶）亦集中在此间隙内。 也是某些外毒素储存与释放的位置。,细菌的结构与功能细胞壁外结构 糖被（荚膜）：保护、屏障、储存、吸附、信号识别 鞭毛：运动 菌毛（纤毛）：吸附 性毛：参与传递遗传物质,三、微生物细胞的结构与功能,细菌群体的形态 菌落(Clone)：以母细胞为中心的一堆肉眼可见的、有一定形态构造的子细胞集团 菌苔：某一纯种的大量细胞密集地接种到固体培养基表面，结果长成的各“菌落”相互联接成一片,三、微生物细胞的结构与

7、功能,放线菌 呈菌丝状生长，以孢子繁殖的革兰氏阳性细菌。 菌体由多细胞分枝状菌丝组成 菌丝大多无隔膜，其粗细与杆状细菌相似，直径为1微米左右，内有多个拟核 细胞壁革兰氏阳性，主要成份为肽聚糖,放线菌的菌丝分化-典型放线菌：链霉菌,放线菌与人类的关系,1.泥土的泥腥味主要由放线菌产生的土腥味素引起； 2.至今报道的近万种抗生素有约70%由放线菌产生； 3.放线菌具有极强的分解纤维素，石蜡，橡胶等的能力，故在环境保护，提高土壤肥力和自然界物质循环中有重大作用。,21植物的微生物病害可引起植物机能失灵，代谢紊乱而导致植物生存能力下降，甚至死亡或极大地减少产量。哪种菌是较少引起植物致病的微生物?(1分

8、) A细菌 B放线菌 C霉菌 D植物病毒,三、微生物细胞的结构与功能,蓝藻 无真正的细胞核 细胞壁含肽聚糖 除叶绿素和类胡萝卜素外,还含有藻蓝素,（但没有叶绿体）能进行光合作用 繁殖方法主要是分裂生殖，无有性生殖 有的同真菌共生形成地衣,或生活在植物体内形成内生植物 部分属（如念珠藻属）有固氮能力,三、微生物细胞的结构与功能,蓝藻门形态,蓝藻的生态危害-水体富营养化 指水体中因N、P等元素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。 例如：“水华”和“赤潮”,三、微生物细胞的结构与功能,三、微生物细胞的结构与功能,三、微生物细胞的结构与功能,真细菌、古生菌与真核生物的比较,三、微生物细

9、胞的结构与功能,真菌 有细胞器和细胞核 真菌细胞壁多糖主要有几丁质 ( 甲壳质 ) （高等）、纤维素(低等）、葡聚糖（酵母菌）、甘露聚糖等 真菌细胞的质膜中具有甾醇，而在原核生物的质膜中很少或没有甾醇 鞭杆的横切面呈“ 9+2 ”型,28（2011，全国卷）多次吃发霉的花生会致癌，主要原因是发霉的花生中含有黄曲霉毒素。这种毒素是由下列哪类微生物产生? (1分) A病毒 B细菌 C支原体 D真菌 17.下列微生物中，不属于细菌的是（单选1分） A.霍乱弧菌 B.鼠伤寒沙门氏菌 C.灰色链霉菌 D.白色念珠菌 18.红曲霉是食品工业常用的菌株，其生活的细胞参与TCA循环的酶系存在于线粒体的（单选1

10、分） A.内膜 B.基质 C.脊内隙 D.膜间隙,真菌（参考普生406页） 大多数真菌的营养体是由分枝的菌丝所构成的菌丝体 ，菌丝的结构有两种类型： （1）无隔膜菌丝。 （2）有隔膜菌丝。 少部分真菌营养体不形成菌丝，它们是圆形或卵圆形的单细胞真菌，例如酵母菌,三、微生物细胞的结构与功能,真菌接合菌门毛霉,单细胞，菌丝分枝状无隔，能产生蛋白酶，淀粉酶。在腐乳、豆豉中起作用。,三、微生物细胞的结构与功能,真菌子囊菌门 青霉菌（分生孢子）,冬虫夏草,麦角菌,真菌担子菌门伞菌,担子形成的连续阶段和担孢子,菌褶表面的担孢子,蘑菇的担子果,三、微生物细胞的结构与功能,真菌的分类系统,8.真菌中的半知菌是

11、指（单选1分） A.没有光合作用 B.菌丝没有隔膜 C.没有发现有性生殖阶段 D.不能运动,三、微生物细胞的结构与功能,粘菌门特征 介于动物和真菌之间的： 就其结构和生理方面看，好像巨大的变形虫动物； 从它的繁殖方面看，产生具细胞壁的孢子，又是真菌的性质。,原生生物（低等植物）,红藻门特征 含有叶绿素a、叶绿素d、叶黄素 胡萝卜素、藻红蛋白和藻蓝蛋白 植物体外形多样，除少数是单细胞或群体外，绝大多数为多细胞体 细胞壁由纤维素（内层）和藻胶（琼胶、海萝胶、卡拉胶）（外层）组成 红藻的生殖分为无性和有性两种,三、微生物细胞的结构与功能,硅藻特征 植物体为单细胞、也可连接成丝状或其他形状的群体； 细

12、胞壁由两个半片（上壳、下壳），由果胶质和硅质组成，没有纤维素； 营养体无运动细胞，仅精子具鞭毛（茸鞭型）； 有细胞核，有载色体，含叶绿素a 和c，a, 胡萝卜素，叶黄素； 产物：金藻昆布糖（ 1，3葡聚糖）和油滴； 繁殖：细胞分裂进行繁殖；有性生殖少，为同配和异配、卵配生殖,舟形藻,三、微生物细胞的结构与功能,裸藻特征 无细胞壁 植物体除个别种类为树状群体外， 都是具鞭毛游动型的单细胞体 多具1个眼点 色素具Chla、b、胡萝卜素， 有的具特殊的裸藻红素 贮藏物质均为副淀粉和脂肪 繁殖为纵分裂，环境不适可形成休眠孢囊,三、微生物细胞的结构与功能,甲藻 多数为具双鞭毛的单细胞个体 细胞壁含纤维素

13、，多由许多固定数目的小甲板按一定形式排列组成 含叶绿素a 和c， 胡萝卜素 、胡萝卜素、硅甲黄素、甲藻黄素及新甲藻黄素等 贮藏物为淀粉和油 繁殖方法为细胞分裂或产生游孢子；有性生殖为同配或异配，但少见。,三、微生物细胞的结构与功能,金藻 植物体为单细胞，群体或分枝丝状体 细胞壁含纤维素和果胶质组成 有些单细胞和群体种类有鞭毛 含叶绿素a 和c， 胡萝卜素，墨角藻黄素、叶黄素 产物：金藻昆布糖（ -1，3葡聚糖）和油滴； 繁殖：细胞分裂（单细胞）或孢子；有性生殖少见；群体种类可断裂,棕囊藻,三、微生物细胞的结构与功能,绿藻特征 形态多种多样，由单细胞、群体、丝状状和叶状体 有细胞壁，细胞壁两层，

14、外层是果胶质，内层为纤维素 少数单细胞和群体类型具鞭毛（尾鞭型） 含叶绿素a 和b，, 胡萝卜素，叶黄素 产物：淀粉，有时为蛋白质和油 繁殖：营养繁殖（细胞分裂）、无性生殖（游动孢子、静孢子）、有性生殖少（为同配和异配、卵配生殖、接合生殖）；,三、微生物细胞的结构与功能,绿藻小球藻属 单细胞浮游种类，细胞微小， 仅蛋白核小球藻有蛋白核 仅无性生殖,三、微生物细胞的结构与功能,绿藻衣藻属 单细胞 两条等长的顶生鞭毛 载色体形状多样 细胞壁两层， 外层是果胶质，内层为纤维素； 伸缩泡起排泄作用，橙红色眼点 行无性生殖和有性生殖（同配） 无世代交替，只有单倍植物体,三、微生物细胞的结构与功能,绿藻丝

15、藻属 单列细胞不分枝的丝状体 有固着器 营养细胞，细胞壁有层理 细胞单核位于中央 载色体是大形环带状，蛋白核多,三、微生物细胞的结构与功能,绿藻水绵属 一列细胞构成的丝状体 无鞭毛 载色体带状 细胞壁两层 单核，有大液泡 行接合生殖,三、微生物细胞的结构与功能,蓝藻和绿藻（真核）的比较,念珠藻 衣藻,四、病毒的基本特征,病毒的特点 病毒在细胞外以成熟的颗粒形式（毒粒）存在； 毒粒在胞外不表现任何生命特征； 毒粒具感染宿主细胞的能力，一旦进入细胞，毒粒便解体，并表现出繁殖、遗传、变异等生命特征。,病毒的简单分类 真病毒（至少含有核酸和蛋白质两种成分） DNA病毒 RNA病毒【SARS病毒】 亚病毒因子 类病毒：只含具有独立侵染性的RNA成分 拟病毒（卫星RNA）：只含不具有独立侵染性的RNA成分 朊病毒（朊蛋白)：只含单一的蛋白质成分,病毒的复制周期及步骤,吸附 侵入 脱壳 病毒大分子合成 装配与释放,病毒复制的一步生长曲线,毒粒的结构T4噬菌体,SARS冠状病毒,禽流感病毒H5N1 A,HIV（人类免疫缺陷病毒） 与 AIDS（获得性免疫缺陷综合