《食品微生物学》授课教案 第二章微生物主要类群的形态结构和功能高等教育生物学高等教育生物学.pdf

学习必备 欢迎下载 食品微生物学授课教案 第二章 微生物主要类群的形态、结构和功能 教学目的：1、掌握原核生物和真核生物的主要区别。2、掌握细菌细胞的形态结构、化学组成和生理功能以及细菌的繁殖特点和菌落特征。3、掌握酵母菌细胞的形态结构、菌落特征的繁殖方式。4、掌握霉菌细胞的形态结构、繁殖特点、菌落特征和生活史类型。5、掌握噬菌体的形态结构以及烈性噬菌体和温和性噬菌体的繁殖特点。6、掌握噬菌体与工业发酵的关系。教学重点：1、掌握细菌细胞的形态结构、化学组成和生理功能以及细菌的繁殖特点和菌落特征。2、革兰氏染色的步骤与机理 3、掌握噬菌体的形态结构以及烈性噬菌体和温和性噬菌体的繁殖特点。教学难点：1、革兰氏染色的步骤与机理 2、掌握噬菌体的形态结构以及烈性噬菌体和温和性噬菌体的繁殖特点。教学课时：8 学时 教学方法：多媒体教学 教学内容：学习必备 欢迎下载 原核微生物与真核微生物的区别归纳起来概括以下几方面，即细胞核、细胞膜、核糖体、繁殖等。非细胞型：病毒 细胞型：原核微生物：细菌、放线菌等，无明显核，也无核膜、核仁。真核微生物：酵母菌、霉菌，有明显核，有核膜、核仁。一、细菌（一）细菌的形态和大小 1、基本形态：球菌 杆菌：是细菌中种类最多的。螺旋菌 2、细菌大小：显微测微尺（二）细菌细胞结构 分为基本结构和特殊结构。基本结构是细胞不变部分，每个细胞都有，如细胞壁、膜、核。特殊结构是细胞可变部分，不是每个都有，如鞭毛、荚膜、芽孢。1、基本结构 1）细胞壁：位于细胞表面，较坚硬，略具弹性结构。功能：维持细胞外形；保护细胞免受机械损伤和渗透压危害；鞭毛运动支点；正常细胞分裂必需；一定的屏障作用；噬菌体受体位点所在。另外与细菌的抗原性、致病性有关。革兰氏染色：生物的主要区别掌握细菌细胞的形态结构化学组成和生理功能以及细菌的繁殖特点和菌落特征掌握酵母菌细胞的形态结构菌落特征的繁殖方式掌握霉菌细胞的形态结构繁殖特点菌落特征和生活史类型掌握噬菌体的形态结构以及烈性理功能以及细菌的繁殖特点和菌落特征革兰氏染色的步骤与机理掌握噬菌体的形态结构以及烈性噬菌体和温和性噬菌体的繁殖特点教学难点革兰氏染色的步骤与机理掌握噬菌体的形态结构以及烈性噬菌体和温和性噬菌体的繁殖特点几方面即细胞核细胞膜核糖体繁殖等非细胞型病毒细胞型原核微生物细菌放线菌等无明显核也无核膜核仁真核微生物酵母菌霉菌有明显核有核膜核仁一细菌一细菌的形态和大小基本形态球菌杆菌是细菌中种类最多的螺旋菌细菌大小学习必备 欢迎下载 Cristein Gram，1884 发明（Koch 实验室）凡是不能被乙醇脱色，呈蓝紫色，称为革兰氏阳性菌 G+；凡是经乙醇脱色，呈复染剂颜色，称为革兰氏阴性菌 G-。结果不同主要是细胞壁组成及结构差异造成的。（1）革兰氏阳性菌（以金黄色葡萄球菌为例）：细胞壁构成：一连续层，厚 20-80nm 化学组成：主要是肽聚糖和磷壁酸 肽聚糖(粘肽、胞壁质）：大分子复合体，许多亚单位交联而成。是细菌细胞壁特有成分，也是原核微生物特有成分（古生菌没有）磷壁酸(垣酸）：G+特有成分。（2）革兰氏阴性菌（以大肠杆菌为例）：内壁层：厚 2-3 nm，单（双）分子层，由肽聚糖构成。与 G+区别：交联低；DAP取代 L-Lys；肽桥。外壁层：内层：脂蛋白层，以脂类部分与肽聚糖相连。中层：磷脂层。外层：脂多糖层，脂多糖为 G-特有成分。2）细胞膜 功能：高度选择透性膜，物质运输；渗透屏障，维持正常渗透压；重要代谢活动中心；与壁、荚膜合成有关鞭毛着生点，供运动能量。3）间体(中质体）4）细胞核 5）核糖体 6）细胞质及内含物 生物的主要区别掌握细菌细胞的形态结构化学组成和生理功能以及细菌的繁殖特点和菌落特征掌握酵母菌细胞的形态结构菌落特征的繁殖方式掌握霉菌细胞的形态结构繁殖特点菌落特征和生活史类型掌握噬菌体的形态结构以及烈性理功能以及细菌的繁殖特点和菌落特征革兰氏染色的步骤与机理掌握噬菌体的形态结构以及烈性噬菌体和温和性噬菌体的繁殖特点教学难点革兰氏染色的步骤与机理掌握噬菌体的形态结构以及烈性噬菌体和温和性噬菌体的繁殖特点几方面即细胞核细胞膜核糖体繁殖等非细胞型病毒细胞型原核微生物细菌放线菌等无明显核也无核膜核仁真核微生物酵母菌霉菌有明显核有核膜核仁一细菌一细菌的形态和大小基本形态球菌杆菌是细菌中种类最多的螺旋菌细菌大小学习必备 欢迎下载 2、特殊结构 1）荚膜：某些细菌细胞壁外面覆盖着一层疏松透明粘性物质。厚度不同，名称不同。折光率低，负染法观察。成分：90%以上为水，余为多糖（肽）。功能：抵抗干燥；加强致病力，免受吞噬；堆积某些代谢废物；贮存物。2）鞭毛和菌毛 某些细菌表面一种纤细呈波状的丝状物，是细菌运动器官。直径 20-25nm，长超过菌体若干倍。电镜或特殊染色法观察，悬滴法观察运动。化学成分：主要是蛋白质。菌毛：许多 G-尤其是肠道菌，表面有比鞭毛更细，数目多，短直硬的丝状体。3）芽孢 某些菌生长一定阶段，于营养细胞内形成一个内生孢子，是对不良有抗性的休眠体。每一细胞仅形成一个芽孢，所以其没有繁殖功能。芽孢有极强的抗热、辐射、化学药物和静水压的能力，休眠力惊人。3、细菌的繁殖方式与过程 繁殖方式：裂殖为主，少数有性接合。菌落形态：菌落 colony：由单个或少数几个细胞在固体培养基表面繁殖出来的，肉眼可见的子细胞群体。形态包括大小、形状、隆起、边缘、表面状态、表面光泽、质地、颜色等等。二、放线菌 生物的主要区别掌握细菌细胞的形态结构化学组成和生理功能以及细菌的繁殖特点和菌落特征掌握酵母菌细胞的形态结构菌落特征的繁殖方式掌握霉菌细胞的形态结构繁殖特点菌落特征和生活史类型掌握噬菌体的形态结构以及烈性理功能以及细菌的繁殖特点和菌落特征革兰氏染色的步骤与机理掌握噬菌体的形态结构以及烈性噬菌体和温和性噬菌体的繁殖特点教学难点革兰氏染色的步骤与机理掌握噬菌体的形态结构以及烈性噬菌体和温和性噬菌体的繁殖特点几方面即细胞核细胞膜核糖体繁殖等非细胞型病毒细胞型原核微生物细菌放线菌等无明显核也无核膜核仁真核微生物酵母菌霉菌有明显核有核膜核仁一细菌一细菌的形态和大小基本形态球菌杆菌是细菌中种类最多的螺旋菌细菌大小学习必备 欢迎下载（一）形态与结构：由菌丝构成，直径 0.2-1.2um，无横隔，仍是单细胞。菌丝分为基内菌丝（营养菌丝）、气生菌丝、孢子丝（二）繁殖 以无性孢子为主，菌丝断裂片段也可繁殖成新菌体。孢子形成方式：横隔分裂、孢囊孢子（三）代表属及常见菌 1、链霉菌属：90%抗生素，菌丝发育良好。如龟裂链霉菌,灰色链霉菌 2、小单孢菌属 3、诺卡氏菌 4、放线菌属：只有基内菌丝，不形成孢子，厌氧。5、链孢囊菌属：形成孢子囊，孢囊孢子。三、其它几类原核微生物 （一）立克次氏体：介于细菌、病毒之间，专性真核活细胞内寄生，不能人工培养。不滤过，直径 0.3-0.6um，存在与寄主细胞质和核中。细胞球状或杆状，不运动。G-，膜疏松，酶系统不完全，不完整的产能代谢，抵抗性差。（二）支原体：介于细菌、立克次氏体之间。不具细胞壁，细胞膜含甾醇类。G-，直径0.2-0.25um，可滤过。已知可独立生活的最小的细胞型生物。可人工培养，营养要求苛刻，油煎蛋菌落。（三）衣原体：生物的主要区别掌握细菌细胞的形态结构化学组成和生理功能以及细菌的繁殖特点和菌落特征掌握酵母菌细胞的形态结构菌落特征的繁殖方式掌握霉菌细胞的形态结构繁殖特点菌落特征和生活史类型掌握噬菌体的形态结构以及烈性理功能以及细菌的繁殖特点和菌落特征革兰氏染色的步骤与机理掌握噬菌体的形态结构以及烈性噬菌体和温和性噬菌体的繁殖特点教学难点革兰氏染色的步骤与机理掌握噬菌体的形态结构以及烈性噬菌体和温和性噬菌体的繁殖特点几方面即细胞核细胞膜核糖体繁殖等非细胞型病毒细胞型原核微生物细菌放线菌等无明显核也无核膜核仁真核微生物酵母菌霉菌有明显核有核膜核仁一细菌一细菌的形态和大小基本形态球菌杆菌是细菌中种类最多的螺旋菌细菌大小学习必备 欢迎下载 介于立克次氏体、病毒之间。可滤过，专性活细胞内寄生。G-，能量寄生物。（四）蓝细菌：含叶绿素，进行放氧型光合作用的原核生物。由于抵抗力和固氮能力，可在贫瘠沙滩荒岩上生长，称为先锋生物。四、酵母菌 （一）形态大小 单细胞，无鞭毛。细胞形态多样，常见球、卵、圆桶形。大小在 1-5um X 5-30um之间。（二）细胞结构 1、细胞壁：厚 0.1-0.3um，三层，由酵母纤维素组成（甘露聚糖、葡聚糖、蛋白、类脂）。用蜗牛酶（heliase）破坏壁来制备原生质体。2、细胞膜：与原核基本相同，但含甾醇（麦角固醇）。由于有细胞器分化，功能不及细菌多，主要是调节渗透压、吸收营养、分泌代谢物等 3、细胞质及内含物 4、细胞核：真核：双层单位膜，大量核孔，可见染色体，一个或几个核仁，核膜外有中心体。5、线粒体：含有一环状 DNA。呼吸酶系载体 6、核糖体：细胞质中 80S，线粒体 70S。（三）菌落特征：与细菌相似，但大且厚。（四）繁殖方式与生活史 1、繁殖方式 生物的主要区别掌握细菌细胞的形态结构化学组成和生理功能以及细菌的繁殖特点和菌落特征掌握酵母菌细胞的形态结构菌落特征的繁殖方式掌握霉菌细胞的形态结构繁殖特点菌落特征和生活史类型掌握噬菌体的形态结构以及烈性理功能以及细菌的繁殖特点和菌落特征革兰氏染色的步骤与机理掌握噬菌体的形态结构以及烈性噬菌体和温和性噬菌体的繁殖特点教学难点革兰氏染色的步骤与机理掌握噬菌体的形态结构以及烈性噬菌体和温和性噬菌体的繁殖特点几方面即细胞核细胞膜核糖体繁殖等非细胞型病毒细胞型原核微生物细菌放线菌等无明显核也无核膜核仁真核微生物酵母菌霉菌有明显核有核膜核仁一细菌一细菌的形态和大小基本形态球菌杆菌是细菌中种类最多的螺旋菌细菌大小学习必备 欢迎下载 1）无性繁殖 (1)芽殖：最普遍方式（过程）(2)裂殖：少数（裂殖酵母）(3)无性孢子：节孢子、掷孢子、厚垣孢子 2）有性繁殖 产生子囊和子囊孢子，过程：质配-核配-减数分裂 3）形成孢子条件 营养充足强壮幼龄细胞；适当温、湿度（25-30，80%）；空气要流通；适当的生孢子培养基。2、生活史 某种生物在整个发育阶段，有一个或几个同形或不同形的个体前后相继形成一个有规律的循环。酵母菌有三种类型：单倍体型：八孢裂殖酵母 双倍体型：路德类酵母 世代交替型：酿酒酵母 五、霉菌 丝状真菌统称。通常指菌丝体发达而又不产生大型子实体的真菌。（一）形态和构造 营养体由菌丝构成，直径 3-10um，菌丝再形成菌丝体。菌丝：无隔，多核单细胞，低等真菌；有隔，多细胞，高等真菌。生物的主要区别掌握细菌细胞的形态结构化学组成和生理功能以及细菌的繁殖特点和菌落特征掌握酵母菌细胞的形态结构菌落特征的繁殖方式掌握霉菌细胞的形态结构繁殖特点菌落特征和生活史类型掌握噬菌体的形态结构以及烈性理功能以及细菌的繁殖特点和菌落特征革兰氏染色的步骤与机理掌握噬菌体的形态结构以及烈性噬菌体和温和性噬菌体的繁殖特点教学难点革兰氏染色的步骤与机理掌握噬菌体的形态结构以及烈性噬菌体和温和性噬菌体的繁殖特点几方面即细胞核细胞膜核糖体繁殖等非细胞型病毒细胞型原核微生物细菌放线菌等无明显核也无核膜核仁真核微生物酵母菌霉菌有明显核有核膜核仁一细菌一细菌的形态和大小基本形态球菌杆菌是细菌中种类最多的螺旋菌细菌大小学习必备 欢迎下载 菌丝体：营养菌丝，伸入培养基吸收营养；气生菌丝，向空中生成，形成繁殖器官。（特化形式）（二）繁殖与生活史 1、繁殖 1）无性孢子：孢囊孢子：内生孢子，毛、根、犁头霉 分生孢子：外生孢子，最普遍 节孢子：粉孢子，菌丝断裂形成 厚垣孢子：真菌休眠体 2）有性孢子 卵孢子：配子囊（雄器、藏卵器）接合孢子：同宗、异宗配合 子囊孢子：形态多样。子实体、子囊果 担孢子：担子菌特征 2、生活史 霉菌指从一种孢子开始，经过一定的生长和发育，最后又形成同一种孢子为止。（三）菌落：疏松，绒毛状、絮状、蛛网状。（四）分类 过去依据菌丝体及有性繁殖特征分为三纲一类，藻状菌纲、子囊菌纲、担子菌纲、半知菌类。（五）常见常用霉菌 生物的主要区别掌握细菌细胞的形态结构化学组成和生理功能以及细菌的繁殖特点和菌落特征掌握酵母菌细胞的形态结构菌落特征的繁殖方式掌握霉菌细胞的形态结构繁殖特点菌落特征和生活史类型掌握噬菌体的形态结构以及烈性理功能以及细菌的繁殖特点和菌落特征革兰氏染色的步骤与机理掌握噬菌体的形态结构以及烈性噬菌体和温和性噬菌体的繁殖特点教学难点革兰氏染色的步骤与机理掌握噬菌体的形态结构以及烈性噬菌体和温和性噬菌体的繁殖特点几方面即细胞核细胞膜核糖体繁殖等非细胞型病毒细胞型原核微生物细菌放线菌等无明显核也无核膜核仁真核微生物酵母菌霉菌有明显核有核膜核仁一细菌一细菌的形态和大小基本形态球菌杆菌是细菌中种类最多的螺旋菌细菌大小学习必备 欢迎下载 六、病毒 非细胞型生物，有区别于细胞型特征：1、形体十分微小，滤过，电镜可见；2、无细胞结构，分子生物，由核酸和蛋白组成，且一种病毒仅含一种类型核酸；3、专性活细胞内寄生，有宿主专一性，无独立代谢酶系，依赖宿主自身复制；4、对抗生素不敏感，对干扰素敏感。概念：病毒是超显微的，无细胞结构，专性活细胞内寄生，在活细胞外具一般化学大分子特征，一旦进入宿主细胞又具有生命特征。根据宿主不同，可把病毒分为几类，如动物病毒、植物病毒、昆虫病毒、细菌病毒等。（一）形态、结构和化学组成 1、大小：nm,多在 100nm 左右。2、病毒粒子(病毒颗粒）成分：核酸-核心核衣壳 蛋白-衣壳 包膜（类脂或脂蛋白）病毒粒子对称体制：螺旋对称（TMV）廿面体对称（腺病毒）功能：核酸：遗传物质基础 生物的主要区别掌握细菌细胞的形态结构化学组成和生理功能以及细菌的繁殖特点和菌落特征掌握酵母菌细胞的形态结构菌落特征的繁殖方式掌握霉菌细胞的形态结构繁殖特点菌落特征和生活史类型掌握噬菌体的形态结构以及烈性理功能以及细菌的繁殖特点和菌落特征革兰氏染色的步骤与机理掌握噬菌体的形态结构以及烈性噬菌体和温和性噬菌体的繁殖特点教学难点革兰氏染色的步骤与机理掌握噬菌体的形态结构以及烈性噬菌体和温和性噬菌体的繁殖特点几方面即细胞核细胞膜核糖体繁殖等非细胞型病毒细胞型原核微生物细菌放线菌等无明显核也无核膜核仁真核微生物酵母菌霉菌有明显核有核膜核仁一细菌一细菌的形态和大小基本形态球菌杆菌是细菌中种类最多的螺旋菌细菌大小学习必备 欢迎下载 蛋白：构成外壳，保护病毒免受核酸酶及其它因子破坏；决定感染特异性；决定抗原性。3、噬菌体：多为蝌蚪状，结构模式图。头部为廿面体对称，尾部为螺旋对称。4、群体形态：病毒包涵体、噬菌斑（二）繁殖（烈性噬菌体为例）1、吸附：分两阶段。感染复数 m.o.i 2、侵入：头部 DNA 通过尾管注入至细胞中，外壳留在胞外。自外裂解 3、增殖：包括 DNA 复制和蛋白质合成。双链 DNA 噬菌体三阶段转录：4、成熟（装配）：潜伏期 5、裂解（释放）：裂解期 一步生长曲线：裂解量：每个被感染的细菌释放新的噬菌体的平均数。（三）噬菌体与宿主关系 1、烈性噬菌体：凡能引起宿主细胞迅速裂解的噬菌体。敏感细菌。2、温和性噬菌体：噬菌体侵染宿主后，并不增殖，裂解，而与宿主 DNA 结合，随宿主 DNA 复制而复制，此时细胞中找不到形态上可见的噬菌体，这种噬菌体称为温和性噬菌体。含有温和性噬菌体的细菌称为溶源性细菌 lysogenic（四）噬菌体分离检查与防治 1、分离检查（效价测定）证实有噬菌体存在的依据：宿主特异性；噬菌斑、液体培养变清等。1、双层平板法 2、单层平板法 生物的主要区别掌握细菌细胞的形态结构化学组成和生理功能以及细菌的繁殖特点和菌落特征掌握酵母菌细胞的形态结构菌落特征的繁殖方式掌握霉菌细胞的形态结构繁殖特点菌落特征和生活史类型掌握噬菌体的形态结构以及烈性理功能以及细菌的繁殖特点和菌落特征革兰氏染色的步骤与机理掌握噬菌体的形态结构以及烈性噬菌体和温和性噬菌体的繁殖特点教学难点革兰氏染色的步骤与机理掌握噬菌体的形态结构以及烈性噬菌体和温和性噬菌体的繁殖特点几方面即细胞核细胞膜核糖体繁殖等非细胞型病毒细胞型原核微生物细菌放线菌等无明显核也无核膜核仁真核微生物酵母菌霉菌有明显核有核膜核仁一细菌一细菌的形态和大小基本形态球菌杆菌是细菌中种类最多的螺旋菌细菌大小学习必备 欢迎下载 3、玻片快速法 效价（titre），噬菌斑形成单位（pfu）2、防治措施 1、消灭 phage，杜绝其依赖生存条件。2、选育和使用抗 phage 菌株。3、菌种轮换使用。4、药物防治：加入某些金属螯合剂、表面活性剂。生物的主要区别掌握细菌细胞的形态结构化学组成和生理功能以及细菌的繁殖特点和菌落特征掌握酵母菌细胞的形态结构菌落特征的繁殖方式掌握霉菌细胞的形态结构繁殖特点菌落特征和生活史类型掌握噬菌体的形态结构以及烈性理功能以及细菌的繁殖特点和菌落特征革兰氏染色的步骤与机理掌握噬菌体的形态结构以及烈性噬菌体和温和性噬菌体的繁殖特点教学难点革兰氏染色的步骤与机理掌握噬菌体的形态结构以及烈性噬菌体和温和性噬菌体的繁殖特点几方面即细胞核细胞膜核糖体繁殖等非细胞型病毒细胞型原核微生物细菌放线菌等无明显核也无核膜核仁真核微生物酵母菌霉菌有明显核有核膜核仁一细菌一细菌的形态和大小基本形态球菌杆菌是细菌中种类最多的螺旋菌细菌大小