微生物學復習提綱

1、微生物學復習提綱一、緒論1、 微生物學創(chuàng)立的年代（19世紀50年代），主要奠基人（巴斯德、科赫）2、 什么是微生物？ 微生物是指需借顯微鏡才能觀察到的一群微小生物的總稱，它是一大群種類各異獨立生活的生物體。3、 微生物的主要類群有哪些？ 無細胞結構不能獨立生活的病毒、亞病毒，原核細胞結構的真細菌、古生菌和有真核細胞結構的真菌。4、 微生物在生命世界中的位置？5、 五界系統(tǒng)和三域學說 細菌域，古生菌域，真核生物域二、微生物的形態(tài)與結構（一）原核微生物1、 原核微生物：是指一大類不具有細胞核膜、只有核區(qū)的裸露DNA的原始單細胞生物，核區(qū)內一般只有閉合環(huán)狀的DNA。2、 三菌三體：細菌、放線菌、藍細

2、菌；支原體、衣原體、立克次氏體支原體：沒有細胞壁；衣原體：能量寄生（不含產(chǎn)能系統(tǒng)）3、 細菌的大?。褐睆郊s0.5-2m,長度約0.5-10 m。4、 細菌的細胞壁：細胞壁是細菌外表面的一種堅韌而具有彈性的結構層。 結構與功能 功能是保護細胞免受機械性或滲透壓的破壞；維持細胞特定外形；協(xié)助鞭毛運動，為鞭毛運動提供可靠的支點；作為細胞內外物質交換的第一屏障，阻止胞內外大分子或顆粒狀物質通過；為正常的細胞分裂所必需；決定細菌的抗原性、致病性和對噬菌體的特異敏感性；與細菌的革蘭氏染色反應密切相關。 革蘭氏陽性細菌與陰性細菌的區(qū)別：革蘭氏陽性菌的細胞壁較厚，為20-80nm，主要成分肽聚糖有15-50層

3、，占細胞壁干重的40%-95%。還含有磷壁酸。革蘭氏陰性菌的細胞壁較薄，為10-15nm，分為內壁層和外壁層，其化學組成和結構比革蘭氏陽性菌更復雜。5、 肽聚糖的結構 1.聚糖部分2四肽尾或四肽側鏈3肽橋或肽間橋6、 革蘭氏染色：步驟及原理 書上：革蘭氏染色反應與細菌細胞壁的化學組成和結構有著密切的關系。經(jīng)過初染和媒染后，在細菌的細胞膜或細胞質上染上了結晶紫-碘的復合物。革蘭氏陽性菌由于細胞壁較厚、肽聚糖網(wǎng)層次多、交聯(lián)度高、結構較緊密，故用95%乙醇脫色時，肽聚糖網(wǎng)孔會因脫水而明顯收縮，加上革蘭氏陽性菌的細胞壁基本上不含脂類，乙醇處理時不能在壁上溶出縫隙。因此，結晶紫-碘的復合物仍被牢牢阻留在

4、細胞壁以內，使菌體呈現(xiàn)紫色。反之，革蘭氏陰性細菌的細胞壁較薄、肽聚糖層薄、交聯(lián)度低、結構疏松，用乙醇處理時肽聚糖網(wǎng)孔不易收縮。同時由于革蘭氏陰性細菌的外壁層脂類含量較高，當乙醇將脂類溶解后，細胞壁上就會出現(xiàn)較大縫隙而使其透性增大，所以結晶紫-碘的復合物就會被溶出細胞壁。這時再用番紅等紅色染液進行復染，就可使革蘭氏陰性細菌的細胞壁呈現(xiàn)復染的紅色，而革蘭氏陽性細菌則仍呈紫色。（過程：初染媒染脫色復染）課件上：G菌：細胞壁厚，肽聚糖網(wǎng)狀分子形成一種透性障，當乙醇脫色時，肽聚糖脫水而孔障縮小，故保留結晶紫-碘復合物在細胞膜上。呈紫色。G菌：肽聚糖層薄，交聯(lián)松散，乙醇脫色不能使其結構收縮，其脂含量高,乙

5、醇將脂溶解，縫隙加大，結晶紫-碘復合物溶出細胞壁，沙黃復染后呈紅色。7、 溶菌酶和青霉素為何能抑制細菌的生長？ 溶菌酶對細胞壁的作用：可切斷NAM和NAG之間的b1，4糖苷鍵，引起細菌裂解；青霉素對細胞壁的作用：Penicillium與轉肽酶結合，而使該酶失活，抑制了側鏈末端的丙氨酸與五肽橋的連接，破壞了細菌細胞壁的完整性（即抑制肽聚糖的合成），因此， Penicillium僅對正在生長著的細菌，且主要是對G+菌有效。 8、 糖被 是指某些細菌在一定的條件下，在菌體細胞壁表面形成的一層厚度不定的松散的粘液物質。9、 芽孢 某些細菌在一定的生長階段，可在細胞內形成一個圓形、橢圓形或圓柱形，高度折

6、光，厚壁，含水量低，抗逆性強的休眠構造，稱為芽孢或內生孢子。10、莢膜 當黏液物質具有固定層次附著于細胞壁外時，稱為莢膜。（二）真核微生物1、 真核微生物 具有核膜包被的真正細胞核、能進行有絲分裂、細胞質中有線粒體或同時存在葉綠體等多種細胞器的微小生物，被稱為真核微生物。也包含某些親緣關系相近的較大型個體生物，如蕈菌等2、 真核微生物的主要類群：真菌、藻類、原生動物3、 真菌主要包含：酵母、霉菌、蕈菌4、 真核細胞的起源：內共生假說5、 酵母菌的特點：1個體一般以單細胞狀態(tài)存在；2多數(shù)出芽繁殖，也有的裂殖；3能發(fā)酵糖類產(chǎn)能；4細胞壁常含有甘露聚糖；5喜在含糖量較高，酸度較大的環(huán)境中生長。6、

7、酵母菌的大?。褐睆揭话銥?5m，長度為530m，是細菌的10倍7、 酵母細胞壁的主要成分：甘露聚糖、葡聚糖8、 芽痕、蒂痕 酵母出芽繁殖時，子細胞與母細胞分離，在子、母細胞壁上都會留下痕跡。在母細胞的細胞壁上出芽并與子細胞分開的位點稱芽痕，子細胞細胞壁上的位點稱蒂痕。9、 假菌絲 ：某些酵母經(jīng)出芽繁殖后，子細胞結成長鏈，并有分支，稱為假菌絲。10、酵母的有性生殖方式：接合11、霉菌 是絲狀真菌的一個俗稱，通常指那些菌絲體較為發(fā)達又不產(chǎn)生大型肉質子實體結構的真菌。12、菌絲體：營養(yǎng)菌絲、氣生菌絲（真菌的典型營養(yǎng)體是絲狀體，叫菌絲。組成真菌菌體的一團菌絲，叫菌絲體）13、假根 是Rhizopus(

8、根霉屬)等低等真菌的匍匐菌絲與固體基質接觸處分化出來的根狀結構，具有固著和吸取養(yǎng)料等功能。與其相向生長的是孢囊梗 14、子實體 在里面或上面可產(chǎn)生無性或有性孢子，有一定形狀和構造的任何菌絲體組織 15蕈菌的形態(tài)特征：形成形狀大小和顏色各一的肉眼可見的大型肉質子實體（三）病毒1、 病毒的特點 1 個體極其微小，一般都能通過細菌濾器，故必須在電鏡下才能觀察2無細胞結構，病毒僅由核酸和蛋白質外殼組成，故又稱“分子生物”3每一種病毒只含一種核酸，即DNA或RNA4專性活細胞寄生，病毒只攜帶少數(shù)幾種酶，沒有產(chǎn)能酶系，因而不能獨立生活，也不能在無生命的人工培養(yǎng)基上生長，必須依賴于寄細胞提供酶、營養(yǎng)和能量才

9、能生活。另外病毒也無完整的蛋白質等“元件”的裝配實現(xiàn)其大量繁殖，有些病毒的核酸還能整合到宿主基因組中，并誘發(fā)潛伏性感染5對一般抗生素不敏感，但對干擾素敏感。2、 病毒的基本結構：核酸和蛋白質 兩種對稱 螺旋對稱、二十四面體對稱 復合對稱（僅少數(shù)病毒殼體為復合對稱結構）3、 衣殼蛋白 是構成病毒衣殼結構的蛋白質，由一條或多條多肽鏈折疊形成的蛋白質亞基是構成衣殼蛋白的最小單位。4、 噬菌體 是感染細菌、放線菌和藍細菌等原核微生物的病毒5、 溶源性 溫和噬菌體與細菌共存的特性6、 前噬菌體 被整合到細菌細胞染色體上的病毒7、 溫和噬菌體 這類噬菌體侵染細菌后，將自身基因組整合到細菌細胞染色體上，隨寄

10、主細胞分裂而同步復制，不引起細菌裂解釋放噬菌體。三、微生物的營養(yǎng)與生長1、 微生物的六大營養(yǎng)要素：碳源、氮源、能源、生長因子、無機鹽、水。2、 微生物的營養(yǎng)類型：光能自養(yǎng)型、光能異養(yǎng)型、化能自養(yǎng)型、化能異養(yǎng)型。3、 微生物對營養(yǎng)物質的吸收：單純擴散、促進擴散、主動運輸、基團轉位。4、 培養(yǎng)基的類型 1根據(jù)培養(yǎng)基成分來源不同分為：天然培養(yǎng)基、組合培養(yǎng)基、半組合培養(yǎng)基；按培養(yǎng)基外觀的物理狀態(tài)分類：固體培養(yǎng)基、半固體培養(yǎng)基、液體培養(yǎng)基、脫水培養(yǎng)基；按培養(yǎng)基的功能分類：選擇性培養(yǎng)基、鑒別性培養(yǎng)基5、 選擇培養(yǎng)基、鑒別培養(yǎng)基與富集培養(yǎng)基 選擇培養(yǎng)基：在進行菌種篩選是，可以在培養(yǎng)基中加入特定的物質，抑制不

11、需要的菌生長，而允許需要的菌生長，這種培養(yǎng)基就稱為選擇培養(yǎng)基。 鑒別培養(yǎng)基：培養(yǎng)基中加有能與某種菌的代謝產(chǎn)物發(fā)生顯色反應的指示劑，通過肉眼觀察出該菌菌落與外形相似的其他菌落相區(qū)分的培養(yǎng)基。 富集培養(yǎng)基：向培養(yǎng)基中加入某種適合某一類微生物生長的物質的培養(yǎng)基。6、 完全培養(yǎng)基、基本培養(yǎng)基和補充培養(yǎng)基 基本培養(yǎng)基MM符號【-】：其成分為由基本營養(yǎng)元素如S、N、P等所組成的礦物鹽，在需要時添加某種有機物作為碳源和能源，但在培養(yǎng)光合細菌時則不需要添加有機物。 基本培養(yǎng)基是限制性培養(yǎng)基，需要生長因子的營養(yǎng)缺陷型菌株在基本培養(yǎng)基中就不能生長。 完全培養(yǎng)基CM，符號【+】：是指能夠滿足所有營養(yǎng)缺陷型菌株需要的

12、天然或半合成培養(yǎng)基。 補充培養(yǎng)基SM符號【A】或B:是指僅能滿足某種營養(yǎng)缺陷型菌株生長需要的合成或半合成培養(yǎng)基。一般是通過向培養(yǎng)基中加入特定的營養(yǎng)缺陷型菌株所不能合成的相應的生長因子配制而成。7、 純培養(yǎng)微生物分離的基本方法：平板劃線法、稀釋涂布法（具體步驟） 將待分離的材料進行10倍系列稀釋取一定稀釋度的樣品涂布平板預先制備好的瓊脂平板，用無菌涂棒將樣品涂布均勻細菌菌落通常僅在平板表面生長8、 菌種保藏的幾種方法 低溫冷藏法：斜面接種培養(yǎng)后置4冰箱保藏；低溫冷凍保藏法：-196液氮保藏 -70低溫冰箱 -2030的普通冰箱；干燥保藏法：冷凍干燥超低溫保藏法、沙土管干燥低溫保藏法9、 直接計數(shù)

13、法和間接計數(shù)法10、 繪制單細胞無分支微生物的生長曲線11、 連續(xù)培養(yǎng)的類型：恒濁器、恒化器12、 滅菌、消毒、防腐、化療13、 巴氏消毒法：63, 30min或72, 15min14、 高壓蒸汽滅菌：121，20min。15、 抗生素的作用機理16、 抗生素抗藥性四、微生物的代謝1、 分解代謝與合成代謝 分解代謝是指細胞將大分子物質降解成小分子物質，并在這個過程中產(chǎn)生能量。一般可將分解代謝分為三個階段：第一階段是將蛋白質、多糖及脂質等大分子營養(yǎng)物質降解成氨基酸、單糖及脂肪酸等小物質分子，在此階段釋放少量能量；第二階段是將第一階段產(chǎn)物進一步降解成更為簡單的乙酰輔酶A、丙酮酸以及能進入三羧酸循環(huán)

14、的某些中間產(chǎn)物，這個階段可以在無氧條件下進行，會產(chǎn)生一些ATP、NADH和FADH2 ；第三階段是通過三羧酸循環(huán)將第二階段產(chǎn)物完全降解生成CO2，并產(chǎn)生ATP、NADH和FADH2。第二和第三階段產(chǎn)生的ATP、NADH及FADH2通過電子傳遞鏈被氧化，可產(chǎn)生大量ATP。 合成代謝是指細胞利用簡單的小分子物質合成復雜大分子的過程，在這個過程中要消耗能量。2、 呼吸作用與發(fā)酵作用的區(qū)別：有無呼吸電子傳遞鏈 呼吸作用有呼吸電子傳遞鏈3、 有氧呼吸和無氧呼吸的區(qū)別：電子和氫的受體是否為氧氣 無氧呼吸的最終電子受體不是氧分子4、 巴斯德效應：乙醇發(fā)酵需在厭氧條件下進行，如果變成好氧條件，乙醇形成就停止，

15、葡萄糖分解的速度減慢。5、 乙醇發(fā)酵的兩種類型：酵母型糖酵解；細菌型PK途徑6、 同型乳酸發(fā)酵和異型乳酸發(fā)酵 P947、 兩用代謝途徑 凡在分解代謝和合成代謝中均具有功能的代謝途徑（例EMP、HMP、TCA循環(huán)）8、 乙醛酸循環(huán) 又稱乙醛酸支路（glyoxylate shunt），是TCA循環(huán)的一條回補途徑，可使TCA循環(huán)不僅具有高效產(chǎn)能功能，而且還兼有可為許多重要生物合成反應提供有關中間代謝物的功能，Eg.草酰乙酸可合成天冬氨酸， 酮戊二酸可合成谷氨酸，琥珀酸可合成葉卟啉等。9、 生物固氮的原理 固氮酶活性需要Mg2+固氮酶對氧極為敏感，固氮作用必須在嚴格厭氧條件下進行。固氮作用需要消耗 A

16、TP固氮作用需要消耗NAD(P)H+H+ 10、 固氮酶避氧害的機制 1、快速清除所產(chǎn)生的氧 2、在空間上進行氧阻遏 3、在時間上進行氧阻遏 4、固氮酶構象保護作用11、 肽聚糖的合成機制（詳細） 第一階段：合成肽聚糖的前體物質“park”核苷酸。此反應在細胞質中進行。a、由6-磷酸葡萄糖合成N-乙酰葡萄糖胺和N-乙酰胞壁酸 b、由N-乙酰胞壁酸合成“park”核苷酸 第二階段：由“park”核苷酸合成肽聚糖單體 第三階段：合成完整的新的肽聚糖 P10912、 葡萄糖效應（乳糖操縱子） 細胞內同時存在兩種碳源（或兩種氮源）時，利用快的那種碳源（或氮源）會阻遏利用慢的那種碳源（或氮源）的有關酶合

17、成的現(xiàn)象。五、 微生物的遺傳1、 證明遺傳物質是核酸的三個經(jīng)典實驗 1、細菌轉化實驗：表明在加熱殺死的S型菌中存在某種因子，能使活的R型菌轉變成S型菌。 2、噬菌體侵染實驗：說明決定T2噬菌體蛋白質外殼的遺傳信息的攜帶者是DNA。 3、病毒重建實驗：遺傳性狀完全由RNA決定，RNA是TWV的遺傳物質。 以上三個實驗直接證明了遺傳物質是DNA(或RNA)2、 證明基因突變的自發(fā)性的三個經(jīng)典實驗 變量實驗 、涂布實驗、影印平板培養(yǎng)實驗 P1473、 質粒 指細菌染色體之外的遺傳因子，通常指共價、閉合、環(huán)狀雙鏈DNA。4、 質粒作為基因工程載體的優(yōu)點 1、體積小，便于DNA的分離與操作 2、呈環(huán)狀，

18、使其在化學分離過程中能保持性能穩(wěn)定。 3、有不受核基因組控制的獨立復制起始點。 4、拷貝數(shù)多，是外源DNA可很快擴增。 5、存在抗藥性基因等選擇性標記。5、 基因突變 染色體上基因本身的變化又稱基因突變，是DNA特定部位的核苷酸序列發(fā)生了變化，致使所編碼的蛋白質結構發(fā)生變化，導致了個體表型的不同。6、 誘變 是指人為地用物理、化學、生物的方法處理微生物，使其遺傳物質發(fā)生變異，從而達到改變其表型的目的。7、 基因突變的特點 1、突變的不對應性 2、突變的自發(fā)性 3、突變的稀有性 4、突變的可誘變性 5、突變的獨立性 6、突變的穩(wěn)定性 7、突變的可逆性8、 紫外線引起DNA損傷的機制9、 DNA損

19、傷的修復機制 光復活修復其機制是可見光（波長400nm左右）激活的光復活酶分解了紫外線照射而形成的嘧啶二聚體。暗修復的機制分為去除修復和重組修復。去除修復由核酸內切酶、核酸外切酶、DNA聚合酶和DNA連接酶經(jīng)過一系列的作用將紫外線照射所造成的嘧啶二聚體從DNA上除去，并修補DNA鏈殘缺從而變成完整的DNA的過程。重組修復是受損傷的DNA在復制后通過重組作用進行的修復，一般由射線和化學物質引起的DNA損傷，其修復與暗修復有關。10、 艾姆氏實驗 P151 必考11、 基因重組：轉化、轉導、接合、原生質體融合12、 轉化 攜帶基因的外源DNA分子通過與膜結合進入受體細胞，并在其中穩(wěn)定維持和表達的過

20、程成為轉化。13、 轉導 通過噬菌體（病毒）顆粒感染，把噬菌體攜帶的外源DNA片段導入被感染的受體細胞的過程，稱為轉導。感受態(tài)細胞 是指處于能攝取外界DNA分子的生理狀態(tài)的細胞。六、食品制造與微生物的應用1、細菌應用于食品制造：醋、干酪、酸乳、味精2、酵母應用于食品制造：面包、啤酒、葡萄酒、白酒3、真菌應用于食品制造：糖化淀粉、醬油、腐乳、檸檬酸七、食品變質與微生物1、食品變質概念：食品受到各種內外因素的影響，造成其原有化學性質或物理性質發(fā)生變化，降低或失去其營養(yǎng)價值和商品價值的過程。2、食品變質的基本條件食品本身的性質：食品的營養(yǎng)成分、食品的氫離子濃度、食品的水分、食品的滲透壓、食品的存在狀

21、態(tài)污染微生物的種類和數(shù)量：分解蛋白質類食品的微生物、分解碳水化合物類食品的微生物、分解脂肪類食品的微生物食品所處的環(huán)境：溫度、氣體、濕度3、罐藏食品的分類：低酸性罐頭（pH>5.3）、中酸性罐頭（5.34.5）、酸性罐頭（4.53.7）、高酸性罐頭（<3.7）4、胖聽、平蓋酸敗5、殺滅微生物的方法：熱處理、輻射滅菌6、巴氏消毒法7、高壓蒸汽滅菌法8、天然防腐劑八、微生物與食品安全性1、食品污染的種類：土壤污染、空氣污染、水污染、人和動植物的污染、食品加工設備與包裝材料的污染、食品原料的污染2、食品的細菌污染指標：菌落總數(shù)、大腸菌群、致病菌3、微生物污染食品的途徑：通過水而污染、通過

22、空氣而污染、通過人和動物而污染、通過用具及雜物而污染、由土壤引起的污染4、食物中毒的概念：食用了被有毒有害物質污染的食品或者食用了含有毒有害物質的食品后出現(xiàn)的急性、亞急性疾病。 復習題：一、簡答題（5分/題）1、真核微生物與原核微生物的區(qū)別是什么？P13圖細胞膜系統(tǒng)的分化與演變、遺傳信息量與遺傳裝配的擴增與復雜化2、 繪制單細胞無分支微生物的生長曲線，并說明各個時期的特點。P66圖延滯期：生長的速率常數(shù)為零；細胞的體積增大，DNA含量增多為分裂做準備；細胞內的RNA含量增加，特別是rRNA含量高；合成代謝旺盛，核糖體、酶類的合成加快，易產(chǎn)生誘導酶；對不良環(huán)境敏感，例如對pH、NaCl溶液濃度、

23、溫度和抗生素等化學物質敏感對數(shù)期（指數(shù)期）：菌體細胞生長的速率常數(shù)（R）最大，分裂快，細胞每分裂繁殖一次的增代時間（即代時）短，細胞進行平衡生長，菌體內酶系活躍，代謝旺盛，菌體數(shù)目以幾何級數(shù)增加，群體的形態(tài)與生理特征最一致，抗不良環(huán)境的能力強穩(wěn)定期（最高生長期、恒定期）：新繁殖的細胞數(shù)與衰亡細胞數(shù)幾乎相等，即是正生長與負生長達動態(tài)平衡，此時生長速度逐漸趨向于零衰亡期：微生物死亡率逐漸增加，以致死亡數(shù)大大超過新生數(shù)，群體中活菌數(shù)目急劇下降，出現(xiàn)了“負生長”（R為負值）3、 青霉素抑制G+細菌的機理是什么？4、固氮酶避氧害的機制有哪些？1085、 遺傳物質的化學本質是什么？列舉證明遺傳物質化學本質的三個經(jīng)典實驗。DNA（或RNA）細菌轉化實驗、噬菌