(完整版)微生物學教程期末復習重點

1、微生物教程期末復習緒論 微生物與人類微生物是一切肉眼看不見或看不清的微小生物的總稱。個體微?。ㄒ话阈∮?.1nm） 、構造簡單。微生物種類：原核類：細菌（真細菌，古生菌），放線菌，藍細菌，枝原體，立克次氏體，衣原體。真核類：真菌（酵母菌，霉菌，蕈 xun菌），原生動物，顯微藻類。非 細胞類：病毒，亞病毒（類病毒，擬病毒，朊病毒）。微生物五大共性：體積小，面積大；吸收多，轉化快；生長旺，繁殖快；適應強，易變異；分布廣，種類多。第一章原核生物的形態(tài)、構造和功能一般構造：細胞壁，細胞膜，細胞質，核區(qū)。 特殊構造：鞭毛， 菌毛， 性菌毛，糖被 （包括莢膜和粘液層）和芽孢，伴孢晶體。細胞壁是細胞的外被，

2、主要成分肽聚糖。功能： 固定細胞外形和提高機械強度為細胞生長、分裂和鞭毛運動所必需阻攔大分子有害物質（某些抗生素和水解酶）進入細胞賦予細菌特定的抗原性以及對抗生素和噬菌體的敏感性與革蘭氏染色反應密切相關革蘭氏陽性細菌細胞壁：磷壁酸，脂磷壁酸，肽聚糖。厚度大（20 層） ， 90%肽聚糖和10%磷壁酸。革蘭氏陰性細菌細胞壁：肽聚糖，脂蛋白，磷脂，脂多糖，孔蛋白，外膜蛋白。壁薄，層次多，成分復雜，機械強度較弱。革蘭氏染色法：涂片固定-結晶紫初染-碘液媒染-乙醇脫色-番紅覆染陽性菌：紫色。陰性菌：紅色。缺壁細菌1.實驗室中形成：自發(fā)缺壁突變：L 型細菌。 人工方法去壁：徹底除盡 （原生質體） 、部分

3、去除（球狀體）2.自然界長期進化中形成：枝原體。L 型細菌： 專指穩(wěn)定的L 型即那些實驗室或宿主體內通過自發(fā)突變而形成的遺傳性穩(wěn)定的細胞壁缺損菌株。芽抱形成：DNA濃縮，形成束狀染色體；細胞膜內陷，細胞發(fā)生不對稱分裂，其中小體積部分即為前芽孢；前芽孢的雙層隔膜形成，這時芽孢的抗熱性提高；在上述兩層隔膜間充填芽抱肽聚糖后，合成DPA-Ca（口比咤2, 6-二羥酸鈣），開始形成皮層，再經脫水，使折光率提高；芽孢衣合成結束；皮層合成完成，芽孢成熟，抗熱性出現(xiàn)；芽孢囊裂解，芽孢游離外出。滲透調節(jié)皮層膨脹學說：芽孢的耐熱性在于芽孢衣對多價陽離子和水分的透性很差以及皮層的離子強度很高，這就使皮層產生了極高

4、的滲透壓去奪取芽孢核心中的水分，其結果造成皮層的充分膨脹和核心的高度失水，正是這種失水的核心才賦予了芽孢極強的耐熱性。放線菌： 是一類主要呈菌絲狀生長和一孢子繁殖的陸生性較強的原核生物。也可以將其定義為一類主要呈絲狀生長和以孢子繁殖的革蘭氏陽性細菌。枝原體，立克次氏體，衣原體寄生性逐步增強，是介于細菌和病毒間的一類原核生物。枝原體的特點：細胞很小，光鏡下勉強可見；細胞膜含管zai醇，比其他原核生物的膜更堅韌；因無細胞壁，故呈革蘭氏陰性細菌且形態(tài)易變，對滲透壓較敏感，對抑制細胞壁合成的抗生素不敏感；菌落?。?.11.0mm）,在固體培養(yǎng)基表面呈特有的“油煎蛋”狀；以二分裂和出芽等方式繁殖；能在含

5、血清、酵母菌和管醇等營養(yǎng)豐富的培養(yǎng)基上生長；多數(shù)能以糖類作能源， 能在有氧或無氧條件下進行氧化型或發(fā)酵型產能代謝；基因組很小，僅為0.61.1Mb;對能抑制蛋白質生物合成的抗生素（四環(huán)素，紅霉素等）和破 壞含管醇的細胞膜結構的抗生素（兩性霉素、制霉菌素等）都很敏感。衣原體特點：有細胞構造；細胞內同時含有DNA和RNA兩種核酸；有細胞壁（但缺肽聚糖），革蘭氏陰性；有核糖體；缺乏產生能量的酶系，須嚴格細胞內寄生；以二分裂方式繁殖； 對抑制細菌的抗生素和藥物敏感；只能使用雞胚卵黃囊膜、小白鼠腹腔或HeLa細胞組織培養(yǎng)物等活體進行培養(yǎng)。第二章真核微生物的形態(tài)，構造和功能真核生物是一大類細胞核具有核膜，

6、能進行有絲分裂，細胞質中存在線粒體或同時存 在葉綠體等多種細胞器的生物。真菌、顯微藻類和原生動物等是屬于真核生物類的微生物， 故稱為真核微生物。比較項目真核生物原核生物細胞核核膜有無DNA含量低（約5%）高（約10%）組蛋白有無核仁有無染色體數(shù) 1一為1有絲分裂有無減數(shù)分裂有無生理特征氧化磷酸化部位線粒體細胞膜植物界：髭皆厚一動物界：原生力-能物界-假國單細息真菌酵母菌真國片狀也一盍黃大型子實愫真國草苗真菌特點：無葉綠素，不能進行光合作用； 一般具有發(fā)達的菌絲體；細胞壁多含幾丁質；營養(yǎng)方式為異養(yǎng)吸收性； 以產生大量無性和有性抱子的方式進行繁殖；陸生性較強。酵母菌特點：一般以單細胞非菌絲狀態(tài)存在

7、；多數(shù)營出芽繁殖；能發(fā)酵糖類產能；細胞壁常含甘露聚糖；常生活在含糖較高、酸度較大的水生環(huán)境中。酵母菌細胞壁外層為甘露聚糖，內層為葡聚糖。細胞膜由三層結構組成：球狀蛋白，磷脂，管醇。（成分：蛋白質，脂質，糖類）酵母菌繁殖方式：無性一一芽殖、裂殖、產無性胞子。有性（產子囊胞子）。營養(yǎng)菌絲體：密布在固體培養(yǎng)基質內部，主要執(zhí)行吸取營養(yǎng)物功能的菌絲體。伸展到空 間的菌絲體稱為氣生菌絲體O 第二章病毒和亞病毒因子非細胞生物：真病毒；亞病毒因子：類病毒、擬病毒、衛(wèi)星病毒、衛(wèi)星RNA、月元病毒。病毒是一類由核酸和蛋白質等少數(shù)幾種成分組成的超顯微“非細胞類生物”，其本質是一類含DNA或RNA的特殊遺傳因子。以感

8、染態(tài)和非感染態(tài)存在。離體條件下，以生物大 分子狀態(tài)長期保持其感染活性。病毒特性：形體極其微小，一般都能通過細菌濾器，故必須電鏡下觀察；沒有細胞結構，主要成分為核酸和蛋白質，故稱“生物分子”；每種病毒只含一種核酸，不是DNA 就是RNA;既無產能酶系，也無蛋白質和核酸合成酶系，只能利用宿主生活細胞內現(xiàn)成 代謝系統(tǒng)合成自身蛋白質與核酸；以核酸和蛋白質為“元件”的裝配實現(xiàn)其大量繁殖； 離體條件下以生物大分子狀態(tài)存在，并可長期保持其侵染活力； 對一般抗生素不敏感， 對干擾素敏感；有些病毒的核酸還能整合到宿主基因中，并誘發(fā)潛伏性感染。典型病毒的構造：衣殼粒，核衣殼（衣殼與核酸），包膜。對稱體制螺旋對稱無

9、包膜桿狀：煙草花葉病毒（TMV ）等絲狀：大腸桿菌的fl、fd、M13噬菌體等有包膜卷曲狀：流感病毒等彈狀：狂犬病毒等二十面體對稱無包膜小型：脊髓灰質炎病毒等白：腺有包膜皰疹病毒等復合對稱無包膜大腸桿菌的T偶數(shù)噬菌體等有包膜痘田病是噬菌體的繁殖：吸附，侵入，增殖（復制與生物合成），成熟（裝配），裂解（釋放）噬菌體的增殖：以核酸的遺傳信息向宿主細胞發(fā)出指令并提供“藍圖”，使宿主細胞的代謝系統(tǒng)適度改造，合成噬菌體所特有的組分和“部件”，所需原料可通過宿主細胞原有核酸等或從外界環(huán)境中取得。當噬菌體的dsDNA注入宿主細胞后，首先是設法利用宿主細胞內原有的RNA聚合酶轉錄出噬菌體的 mRNA ,再由這

10、些 mRNA進行翻譯，以合成噬菌體特有的蛋白質。這一過 程為早起轉錄，由此產生的 mRNA稱早起mRNA,其后的翻譯稱早期翻譯，而產生的蛋白 質則稱早期蛋白。早期蛋白種類很多，最重要的是一種只能轉錄噬菌體次早期基友的次早期 mRNA聚合酶；而在 T4等噬菌體中，起早期蛋白則稱更改蛋白，特點是它本身并無RNA聚合酶的功能，卻可與宿主細胞內原有的RNA聚合酶結合以改變后者的性質，把它改造成只能轉錄噬菌體次早期基因的酶。至此，噬菌體已能大量合成其自身所需的mRNA 了。利用早期蛋白中新合成的或更改后的RNA聚合酶來轉錄噬菌體的次早期基因，借以產生早期mRNA的過程，稱為次早期轉錄，由此合成的mRNA

11、稱為次早期 mRNA ,進一步翻譯即為此早期翻譯，其結果產生了多種次早期蛋白，例如分解宿主細胞DNA的DNA酶，復制噬菌體DNA和DNA聚合酶，HMC （5-羥甲基胞喀咤）合成酶，以及供晚期基因轉錄的晚期 mRNA聚合酶等。晚期轉錄是指在新的噬菌體DNA復制完成后對晚期基因所進行的轉錄作用，其結果產生了晚期mRNA,由它再經晚期翻譯后，就產生了一大批可用于子代噬菌體配裝用的“部件”一一晚期蛋白，包括頭部蛋白，尾部蛋白，各種裝配蛋白和溶菌酶等。噬菌斑：在涂布有敏感宿主細胞的固體培養(yǎng)基表面，若接種上相應噬菌體的稀釋液，其中每一噬菌體粒子由于先侵染和裂解一個細胞，然后以此為中心，再反復侵染和裂解周圍

12、大 量的細胞，結果就會在菌苔上形成一個具有一定形狀、大小、邊緣和透明度的噬菌斑。定量描述烈性噬菌體生長規(guī)律的實驗曲線，稱做一步生長曲線。（1）潛伏期：隱晦期和包內積累期；（2）裂解期；（3）平穩(wěn)期。溫和噬菌體侵入相應的宿主細胞后， 由于前者的基因整合到后者的基因組上， 并隨后者 的復制而進行同步復制。這種溫和噬菌體的侵入不引起宿主細胞裂解， 即為溶源性。宿主成 為溶源菌。噬菌體的侵入和增殖之間分為裂解性周期和溶源性周期。植物病毒大多數(shù)為 ssRNA百病毒。凡在核酸和蛋白質兩種成分中，只含其中之一的分子病原體或是由缺陷病毒構成的功能 不完整的病原體稱為亞病毒因子。類病毒是一類只含 RNA 一種成

13、分、專性寄生在活細胞內的分子病原體。擬病毒又稱類類病毒或殼內類病毒，是指一類包裹在真病毒粒中的有缺陷的類病毒。骯病毒又稱“普利昂”或蛋白侵染子，是一類不含核酸的傳染性蛋白質分子。月元病毒與真病毒的主要區(qū)別：呈淀粉樣顆粒狀；無免疫原性；無核酸成分；由宿主細胞內的基因編碼；抗逆性強，能耐紫外線輻射，殺菌劑和高溫。第四章微生物的營養(yǎng)和培養(yǎng)基微生物的六類營養(yǎng)要素：碳源、氮源、能源、生長因子、無機鹽、水。一切能滿足微生物生長繁殖所需碳元素的營養(yǎng)源稱為碳源。凡能提供微生物生長繁殖所需氮元素的營養(yǎng)源稱為氮源，氮是構成重要生命物質蛋白質和核酸的主要元素，一般不提供能量。能為微生物生命活動提供最初能量來源的營養(yǎng)

14、物或輻射能稱為能源。生長因子是一類對調節(jié)微生物正常代謝所必須，但不能用簡單的碳、氮自行合成的微量有機物。狹義的生長因子指維生素。 除此之外，還包括堿基、嚇咻及其衍生物、管醇、胺類、C4C6的分支或直鏈脂肪酸，有時還包括氨基酸營養(yǎng)缺陷突變株所需的氨基酸。 無機鹽有大量元素和微量元素。營養(yǎng)類型能源氫供體基本碳源實例光能自養(yǎng)型r光無機物CO2藍細菌、紫硫細菌、綠硫細菌、藻類光能異養(yǎng)型光有機物CO2及簡單有機 物紫色非硫細菌化能自養(yǎng)型無機物無機物CO2硝化細菌，硫化細菌、鐵細菌、硫細菌、硫磺細菌等化能異養(yǎng)型有機物有機物有機物絕大多數(shù)原核生物、全部真菌和原生動物（按它們對能源、氫供體和基本碳源的需要來區(qū)

15、分）基因移位指一類既需要特異性載體蛋白的參與，又需耗能的一種物質運送方式，其特點是溶質在運送前后還會發(fā)生分子結構的變化，因此不同于一般的主動運輸。其運送機制主要靠磷酸轉移酶系統(tǒng)。第五章微生物的新陳代謝生物氧化就是發(fā)生在活細胞內的一系列產能性氧化反應的總稱。生物氧化的形式包括某物質與氧結合、脫氫和失去電子三種：生物氧化的過程可分為脫氫、遞氫和受氫（或電子）三個階段；生物氧化的功能有產能（ATP）、產還原力H和產小分子中間代謝產物三種；而其類型包括呼吸、無氧呼吸和發(fā)酵三種。耗能階段產能階段一 I2NADH.HG e q q 2Q q q2丙酮酸 |EMP途徑4ATP .12ATP |2ATPAEM

16、P途徑的生理功能：供應 ATP形式的能量和 NADH 2形式的還原力；是鏈接其 他幾個重要代謝產物途徑的橋梁； 為生物合成提供多種中間代謝產物； 通過逆向反應可 進行多糖合成。HMP途徑35ATPHMP途徑意義：供應合成原料，為核酸、核甘酸、NAD （P） +、FAD （ FMN ）和CoA等的生物合成提供戊糖磷酸，赤群糖-4-磷酸是合成芳香族；產還原力，不僅可供脂肪酸、固醇等生物合成之需， 還可供通過呼吸鏈產生大量能量之需；作為固定二氧化碳的中介；擴大碳源利用范圍；連接 EMP途徑。TCA循環(huán)的特點（意義）：氧氣不直接參與其中反應，但必須在有氧條件下運轉； 每分子丙酮酸可產 4個NADH+H

17、 +、一個FADH2和一個GTP,總共相當于15個ATP,因此 產能效率極高；TCA位于一切分解代謝和合成代謝中的樞紐地位，不僅可為微生物的生 物合成提供各種碳架原料，而且還與人類的發(fā)酵生產緊密相關。呼吸又稱好氧呼吸，是一種最普遍又最重要的生物氧化或產能方式。呼吸鏈是指位于原核生物細胞膜上或真核生物線粒體膜上的、由一系列氧化還原電勢呈梯度差的。鏈狀排列的一組氫（或電子）傳遞體。氧化磷酸化又稱電子鏈磷酸化，是指呼吸鏈的遞氫（或電子）和受氫過程與磷酸化反應相偶聯(lián)并產生ATP的作用。無氧呼吸又稱厭氧呼吸，指一類呼吸鏈末端的氫受體為外源無機氧化物（少數(shù)為有機氧化物）的生物氧化。發(fā)酵：指在無氧等外源氫受

18、體的條件下，底物脫氫后所產生的還原力H未經呼吸鏈傳遞而直接交某一內源性中間代謝物接受，以實現(xiàn)底物水平磷酸化產能的一類生物氧化反應。底物水平磷酸化：指高能化合物的放能水解作用與基團轉移相偶聯(lián)的ATP合成作用，不包括光合磷酸化或呼吸鏈中氧化磷酸化的ATP生成過程。凡在分解代謝和合成代謝中具有功能的代謝途徑稱為兩用代謝途徑。代謝物回補順序又稱代謝物補償途徑或添補途徑， 指能用兩種代謝途徑中因合成代謝而 消耗的中間代謝產物的那些反應。 通過這種機制，一旦制藥產能途徑中某種關鍵中間代謝產 物必須被大量用作生物合成原料而抽走時，仍可保證能量代謝的正常進行。經常以較高濃度存在的“常規(guī)部隊”叫組成酶，只有當其

19、分解底物或有關誘導物存在時 才會合成的“機動部隊”叫誘導酶。第六章 微生物的生長極其控制同步培養(yǎng)技術既設法使某一群體中所有個體細胞盡可能都處于同樣細胞生長和分裂周 期中，然后通過分析此群體在各階段的生物化學特性變化，來間接了解單個細胞的相應變化規(guī)律。這種通過同步培養(yǎng)的手段而使細胞群體中各個體處于分裂步調一致的生長狀態(tài)叫同步 生長。定量描述液體培養(yǎng)基中微生物群體生長規(guī)律的實驗曲線叫生長曲線。分為延滯期、指數(shù)器、穩(wěn)定期和衰亡期。延滯期又稱停滯期、調整期或適應期。指少量單細胞微生物新鮮培養(yǎng)液中后，在開始培養(yǎng)的一段時間內，因代謝系統(tǒng)適應新環(huán)境的需要，細胞數(shù)目沒有增加的一段時期。特點：生長速率常數(shù)為零；

20、細胞形態(tài)變大或增長；細胞內的RNA尤其是rRNA含量增高，原生質呈嗜堿性；合成代謝十分活躍，核糖體、酶類和 ATP的合成加速，易產生各種誘導 酶；對外界不良條件如 NaCl溶液濃度、溫度和抗生素等理、化因素反應敏感。指數(shù)期又稱對數(shù)期，指在生長曲線中，緊接著延滯期的一段細胞數(shù)以幾何級數(shù)增長的時 期。特點：生長速率常數(shù) R最大，因而細胞每分裂一次時間一一代時或原生質增加一倍 所需的倍增時間最短；細胞進行平衡生長，故菌體各部分的成分十分均勻；酶系活躍， 代謝旺盛。穩(wěn)定期又稱恒定期或最高生長期。特點：生長速率常數(shù)R等于零，即處于新繁殖的細胞數(shù)與衰亡的細胞數(shù)相等，或正生長與負生長相等的動態(tài)平衡之中。菌體

21、產量達到最高點， 菌體產量與營養(yǎng)物質的消耗間呈現(xiàn)出有規(guī)律的比例關系。衰亡期，微生物的個體死亡速度超過新生速度，整個群體呈現(xiàn)出負生長狀態(tài) （R為復值）。細胞形態(tài)發(fā)生多形化； 有的微生物因蛋白水解酶活力的增強而發(fā)生自溶；有的微生物在這期會進一步合成或釋放對人類有益的抗生素等次生代謝產物。連續(xù)培養(yǎng)是指向培養(yǎng)容器中連續(xù)流加新鮮培養(yǎng)液，使微生物的液體培養(yǎng)物長期維持穩(wěn) 定、高速生長狀態(tài)的一種溢流培養(yǎng)技術，故又稱開放培養(yǎng)。恒濁恒化微生物 與氧的 關系好氧菌專性好氧菌需氧，在正常大氣下通過呼吸產能兼性厭氧菌以呼吸為主，兼營發(fā)酵產能以呼吸為主，兼營厭氧呼吸產能微好氧菌需在微量氧（1.013.04kPa）下生活厭

22、氧菌耐氧菌不需氧，只以發(fā)酵產能，氧無毒害（嚴格）厭氧菌氧有害或致死，以發(fā)酵或無氧呼吸產能抗生素是一類由微生物或其他生物生命活動過程中合成的次生代謝產物或其人工衍生 物，在低濃度時可抑制或干擾其他物種的生命活動。微生物產生抗藥性的原因：產生一種能使藥物失去活性的酶；把藥物作用的靶位加以修飾和改變；形成“救護途徑”；使藥物不能透過細胞膜；通過主動外排系統(tǒng)把進入細胞內的藥物泵出細胞外。第七章微生物的遺傳變異和育種遺傳：指上一代生物如何將自身的一整套遺傳基因穩(wěn)定的傳遞給下一代的行為或功能。遺傳型又稱基因型，指某一生物個體所含有的全部遺傳因子即基因組所攜帶的遺傳信 息。表型指某一生物所具有的一切外表特征

23、和內在特性的總和，是其遺傳型在合適環(huán)境條件下通過代謝和發(fā)育而得到的具體體現(xiàn)。經典轉化實驗證明了DNA 是遺傳信息的物質基礎。噬菌體感染實驗證明了DNA 中存在著包括合成蛋白質外殼在內的整套遺傳信息。植物病毒的重建實驗證明了RNA 也是遺傳信息的物質基礎。七個水平：1 、細胞水平。2、細胞核水平。3、染色體水平。4、核酸水平。5、基因水平。6、密碼子水平。7、核苷酸水平。凡游離在原核生物核基因組以外，具有獨立復制能力的小型共價閉合環(huán)狀的dsDNA 分子，即cccDNA ,就是典型的質粒。含質粒的細胞在正常的培養(yǎng)基上受口丫咤類燃料、絲裂霉素C、紫外線、利福平、重金屬離子或高溫等因子處理時，由于其復

24、制受抑而核染色體的復制繼續(xù)進行，從而引起子代細胞中不帶質粒，叫質粒消除。質粒在基因工程中的優(yōu)點：相對分子質量小，便于 DNA的分離和操作；呈環(huán)狀，使其在化學分離過程中能保持性能穩(wěn)定；有不受核基因組控制的獨立復制起始點；拷貝數(shù)多，使外源DNA可很快擴散；存在抗藥性基因等選擇性標記，便于含質?？寺〉臋z出 和選擇。F 質粒又稱F 因子、 致育因子或性因子，是大腸桿菌等細菌決定性別并有轉移能力的質粒?；蛲蛔兒喎Q突變，是變異的一類，泛指細胞內（或病毒體內）遺傳物質的分子結構或數(shù)量突然發(fā)生的可遺傳的變化，可自發(fā)或誘導產生。概率很低，一般在百萬分之一到億分之一?；蛲蛔兊钠邆€特點：自發(fā)性；不對應性；稀有性

25、；獨立性；可誘變性； 穩(wěn)定性；可逆性。Luria 等的變量試驗和Newcombe 的涂布試驗證明了自發(fā)性；Lederberg 等的影印試驗證明了不對應性。誘變育種的原則：選擇簡便有效的誘變劑；選擇優(yōu)良的出發(fā)菌株；處理單細胞或單孢子懸液；選用最適的誘變劑量；充分利用復合處理的協(xié)同效應；利用和創(chuàng)造形態(tài)、生理與產量間的相關指標；設計高效篩選方案；創(chuàng)造新型、高效篩選方法。艾姆思試驗（了解內容P210）兩個獨立基因組內的遺傳基因，通過一定的途徑轉移到一起，形成新的穩(wěn)定基因組的過程，稱為基因重組或遺傳重組，簡稱重組。受體菌直接吸收供體菌的DNA 片段而獲得后者部分遺傳性狀的現(xiàn)象，稱為轉化。通過轉化形成的雜種后代叫轉化子。感受態(tài)是指受體細胞最易接受外源DNA 片段并能實現(xiàn)轉化的一種生理狀態(tài)。轉化因子（了解內容P218）轉化過程：供體菌的 dsDNA片段與感受態(tài)受體菌細胞表面的膜連D