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1、福州大学微生物课件第一章 绪论一、什么是微生物？二、微生物的特点1个体小，面积大 五大共性的基础与关键2吸收多，转化快& 例1：Candida utilis（产朊假丝酵母）合成蛋白质的能力比大豆强100倍，比食用公牛强10万倍。& 例2：Escherichia coli（大肠杆菌）在1h内可分解其自身重2000倍的乳糖（约为人类的3,000,000倍）。3生长旺，繁殖快& 例：E.coli在合适条件下每12.520min繁殖一代，如按每20min分裂一次，则每1h可分裂3次，每24h可分裂72次，生成4722366500万亿个（重约4722吨）,48h数目为2.21043个（约等于4000个地
2、球之重）。4适应强，易变异& 例1：对“极端环境”具有惊人的适应力& 例2：青霉素产生菌Penicillium chrysogenum（产黄青霉）的产量变异20U./1943 5100,000U./目前& 例3：致病菌对抗生素的抗药性变异 Staphlococcus aurreu（金黄色葡萄球菌）：0.02mg / ml / 1943 耐药量提高10,000倍 5分布广，种类多l 分布广：“无孔不入”、“无处不在”l 种类多：20万种 50 600万种三、微生物学的发展史1史前期l 指人类还未见到微生物个体尤其是细菌细胞之前的一段漫长的时期，大约距今8000年前公元1676年。l 代表人物和主
3、要成就 我国劳动人民的酿酒制曲技术 对传染病及其规律的认识2初创期 形态学期l 1676年列文虎克用自制的单式显微镜观察细菌个体1861年（近200年）。l 代表人物和主要成就：荷兰业余科学家 微生物学先驱者列文虎克3奠基期 生理学期l 1861年巴斯德根据曲颈瓶试验彻底推翻生命的自然发生说并建立胚种学说 1897年。l 代表人物和主要成就 法国的巴斯德 （1822-1895） 微生物学的奠基人、微生物学之父 创立巴氏消毒法（63 30min；72 15sec）。 奠定传染病微生物病原说的基础，发明制造疫苗和预防接种的方法。 否定微生物的自然发生说，建立胚种学说。 德国医生科赫 （1843-1
4、910） 细菌学的奠基人 1884年科赫提出确定病原菌的原则 科赫法则。 建立研究微生物的一系列重要方法 建立分离和纯化微生物的平板分离法 4发展期l 1897年德国人E.Buchner用无细胞酵母菌压榨汁中的酒化酶对葡萄糖进行酒精发酵成功，开创微生物生化研究的新时代。5成熟期l 1953.4.25年J.D.Waston和H.F.C.Crick在英国的自然杂志上发表DNA双螺旋模型，生命科学进入分子生物学阶段。四、微生物学的发展促进了人类进步1医疗保健战线上的“六大战役”2工业发展过程中的“六个里程碑”3微生物学促进了农业的进步4微生物与生态和环境保护的关系5微生物学对生物学基础理论研究的贡献
5、五、微生物学及其分科1什么是微生物学？2微生物学的分科第二章 原核微生物的形态和构造l 原核微生物：细胞核无核膜包裹，只存在称作“核区”（拟核）的裸露DNA的原始单细胞生物，不进行有丝分裂，细胞质中无叶绿体、线粒体等细胞器。l 三菌三体 三菌：细菌（含古细菌）、放线菌、蓝细菌 三体：支原体、衣原体、立克次氏体第一节 细菌（ bacterium ）一、 细菌的形态大小1基本形态l 球形：单球菌、双球菌、四联球菌、八叠球菌、链球菌、葡萄球菌。l 杆状：短杆菌、长杆菌、链杆菌、棒杆菌、梭杆菌。l 螺旋形：弧菌、螺菌、螺旋体。2特殊形态：三角形、方形、圆盘形等3异常形态：畸形和衰颓形4细菌大小l 测量
6、：在显微镜下用显微测微计（镜台测微尺和目镜测微尺）测量。l 长度单位：um（10-6m)、nm（10-9m）（亚细胞结构）、埃（ 10-10m）l 表示方法 球菌：直径（0.2-1.5um） 杆菌：宽长（ 0.5-1um 1-5um ） 螺旋菌：宽、长、螺距二、细菌细胞构造（一） （一） 细胞壁（ cell wall ）1 根据细胞壁结构不同，可分为革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌l 革兰氏阳性菌 肽聚糖：N-乙酰葡萄糖胺（G）和N-乙酰胞壁酸（M）通过-1,4糖苷键相连。 磷壁酸：分为脂磷壁酸（或称膜磷壁酸）和壁磷壁酸l 革兰氏阴性菌 脂多糖（LPS）：G-特有的外膜的主要成分，由O-特异测链（O
7、-多糖，O-Ag， O-specific side chain）、核心多糖（core polysaccharide）和类脂A（lipid A）组成。2 革兰氏染色机制l 由丹麦医生C.Gram于1884年创立，其基本操作分为初染、媒染、脱色和复染四个步骤。3 细胞壁功能4 缺壁细菌：L-型细菌、原生质体、支原体5古细菌的细胞壁：l 成分复杂多样，有的含假肽聚糖、杂多糖，有的以蛋白质为主。 假肽聚糖：N-乙酰葡萄糖胺与N-乙酰塔罗糖胺糖醛酸通过-1,3糖苷键相连。 （二） （二） 细胞膜（又称细胞质膜、质膜或内膜）（ cell membrane ）1 结构2 功能（三） （三） 间体（ meso
8、some ）由细胞膜内褶形成的一种囊状结构，其内充满管状或层状的泡囊，多见于G+细菌。每个细胞含一至数个。可能与DNA复制、分配及细胞分裂有关。（四） （四） 细胞质（ cytoplasm ）1 细胞内含物l 异染粒( metachromatic granules )：多聚偏磷酸盐的聚合物，具有贮藏磷元素和能量、降低渗透压的作用。l 聚羟丁酸（ poly-hydroxybutirate，PHB ）：贮存碳源、能源和降低渗透压的作用。l 硫粒：硫元素的贮藏体。作为好氧硫细菌的能源和厌氧硫细菌的电子供体。H2SSSO4-2l 糖原：淀粉粒和肝糖l 脂肪粒l 羧酶体( carboxysome )：又
9、称羧化体，含有1,5-二磷酸核酮糖羧化酶，为CO2固定的关键酶。l 气泡（ gas vesicles ）：调节细胞比重和吸收空气作用。2 细胞质功能（五） （五） 核质体（ nuclear body ）：又称核区、拟核、原核或核基因组。一个大型环状裸露的dsDNA分子。（六） （六） 糖被（ glycocalyx ）1 类型：荚膜、菌胶团、粘液层2 荚膜成分：一般是多糖，少数是多肽或蛋白质，也有多糖与多肽复合型的。3 荚膜功能：l 保护菌体免受干旱损伤；l 抵抗宿主白细胞吞噬；l 贮藏养料；l 堆积代谢废物；l 表面附着作用；l 多个细菌共处于一个荚膜内，形成菌胶团，具有沉降功能，可用于污水处
10、理；l 细菌间的信息识别作用。4 荚膜与生产实践的关系& 例1：Leucomostoc mesenteroides 的葡聚糖荚膜已用于生产代血浆的主要成分右旋糖酐、葡聚糖凝胶制剂； & 例2：用产菌胶团的菌进行污水处理等； & 例3：危害 食品变质发粘；增强致病力；造成严重龋齿等。（七） （七） 质粒（ plasmid ）l 核外遗传物质，小型共价闭合环状dsDNA，能够独立复制；l 数量不定，0几十个/细胞，非必不可少；l 常带有某些重要功能基因，有些质粒携带抗药性遗传信息；l 在遗传工程中可作为目的基因的载体；l 易在细胞之间传递。（八） （八） 鞭毛（ flagellum ）1 特点：生
11、长在某些细菌表面的长丝状、波曲的蛋白质附属物，具有运动的功能。直径0.01-0.02um，长15-20um.2 观察方法l 直接观察法：电镜、光镜（悬滴法、染色法、暗视野）l 间接判断法：半固体穿刺培养、平板菌落形态3 结构4 着生方式5 运动机制（九） （九） 菌毛（又称纤毛、伞毛、线毛或须毛）( fimbria )1 特点：长在细菌体表的一种纤细（直径3-10nm）、中空、短直、数量较多（250-300根）的蛋白质附属物，在革兰氏阴性菌中较为常见。功能是使细菌较牢固地粘附在宿主（呼吸道、消化道、泌尿生殖道的粘膜）表面上。2 性菌毛（ pilus ）：在不同性别的菌株间传递DNA片段，有的性
12、菌毛还是RNA噬菌体的特异性吸附受体，常见于革兰氏阴性菌的雄性菌株中。（十） （十） 芽孢（ endospore ）1 特点：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型的抗逆性休眠体，称为芽孢。每个细胞仅形成一个芽孢，无繁殖功能。2 芽孢类型3 产芽孢细菌：好氧性的芽孢杆菌属（Bacillus）和厌氧性的梭菌属（Clostridium）4 芽孢的构造5 芽孢的形成6 芽孢的萌发7 芽孢的抗热机制-渗透调节皮层膨胀学说（十一）伴孢晶体（ parasporal crystal ）l 少数芽孢杆菌（如苏云金芽孢杆菌）在其形成芽孢的同时，会在芽孢旁形成一颗菱形或双锥形的碱溶性蛋白晶体（即-
13、内毒素），称为伴孢晶体。l 伴孢晶体是一种毒蛋白，对鳞翅目、双翅目和鞘翅目昆虫和线虫具有毒杀作用，可作为生物农药。三、细菌的繁殖方式：裂殖为主l 二分裂繁殖（binary fission） l 三分裂（trinary fission） l 复分裂（multiple fission）：蛭弧菌类四、细菌的群体形态（一）在固体培养基上（内）的群体形态1菌落（ colony ）和菌苔（ bacterial lawn ）2细菌的菌落特征3菌落的应用l 菌种的分离纯化l 菌种的鉴定与保藏l 微生物的选种与育种l 微生物的计数与测定（二）在半固体培养基上(内)的群体形态：穿刺接种法（三）在液体培养基上(内)
14、的群体形态：浑浊、沉淀、气泡、菌膜第二节 放线菌（ actinomycetes ）一、放线菌的形态构造：以链霉菌属为例l 单细胞，细胞呈丝状分枝，菌丝直径细菌直径l 菌丝及孢子形态 基内菌丝（营养菌丝，一级菌丝） 气生菌丝（二级菌丝） 孢子丝 分生孢子二、放线菌的繁殖方式：横割分裂细胞膜由外向内凹陷收缩形成横割膜，从而使孢子丝分割成许多原分生孢子，壁膜同时内陷缢缩成一串串成熟分生孢子。三、放线菌的生活史四、放线菌的群体特征l 菌落特征：干燥、不透明、表面呈紧密的丝绒状，常覆盖一层色彩鲜艳的干粉状孢子；菌落和培养基连接紧密，难以挑取；菌落的正反面颜色常常不一致，以及菌落边缘培养基的平面有变形现象。l 液体培养：液清不混而成球或球沉底现象等。第三节 其他原核微生物一、蓝细菌（ cyanobacteria ）l 又称蓝藻（blue algae）或蓝绿藻（blue-green algae），一类G-、无鞭毛、含有叶绿素a（不形成叶绿体），好氧，能进行放氧性光合作用的大型（ 310mm，60 mm）原核生物。l 进化历史悠久：21-17亿年l 分布：广泛，水体、土壤及部分动植物体内外，以及其他恶劣环境（高低温,盐湖,荒漠和冰原等），素有“先锋生物”之美称。二、支原体（ mycoplasma ）
