微生物学笔记gred.docx

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1、中科院研研究生院院硕士研研究生入入学考试试微生物物学考考试大纲纲本微生生物学考试大大纲适用用于中国国科学院院研究生生院微生生物学及及相关专专业的硕硕士研究究生入学学考试。微微生物学学是现代代生物学学的重要要分支学学科，是是许多学学科专业业的基础础课程。本本考试大大纲的主主要内容容包括微微生物学学的基本本概念和和原理，包包括微生生物生物物多样性性和分类类、微生生物生理理和代谢谢、微生生物生态态学、微微生物遗遗传学、微微生物免免疫学及及微生物物生物技技术等。要要求考生生对微生生物学的的基本概概念、专专业词语语、技术术原理有有较深的的了解；系统掌掌握微生生物的系系统分类类、细胞胞结构与与功能、生生理

2、代谢谢、遗传传变异、生生态学和和免疫学学的基本本理论知知识以及及相关实实验技术术；并具具有应用用这些知知识和技技术分析析和解决决问题的的能力。一. 考试内容容(一) 微生物学学基本概概念和意意义1. 微生物学学定义2. 微生物的的多样性性和重要要类群3. 微生物学学的发展展过程、重重要事件件和人物物4. 微生物的的重要作作用(二) 原核生物物1. 原核生物物的定义义、关键键内涵及及其与真真核生物物的本质质差异2. 原核生物物的细胞胞结构与与功能3. 原核生物物的分类类与鉴定定4. 原核生物物的物种种多样性性: 细细菌(BBactteriia)和和古菌(Arcchaeea)(三) 真核微生生物1

3、. 真核生物物的定义义、关键键内涵及及其与原原核生物物的本质质差异2. 真核微生生物的细细胞结构构与功能能3. 真菌的主主要类群群：酵母母菌、霉霉菌、蕈蕈菌(四) 病毒和亚亚病毒1. 病毒和亚亚病毒的的特点和和定义2. 病毒的分分类和命命名3. 病毒的宿宿主范围围4. 病毒的培培养和纯纯化5. 病毒的复复制6. 类病毒、拟拟病毒和和朊病毒毒7. 重要病毒毒生物学学特性及及研究方方法（五）微微生物生生理和代代谢1. 微微生物的的营养和和繁殖2. 微微生物的的生长特特点及测测定3. 有有害微生生物的控控制4. 微微生物的的能量代代谢5. 分分解代谢谢和合成成代谢6. 次次生代谢谢7. 合合成代谢谢

4、途径举举例8. 代代谢调控控与工业业发酵（六）微微生物生生态学1. 微微生物生生态学的的概念2. 自自然界中中微生物物分布及及生境多多样性3. 微微生物与与其他生生物的关关系4. 微微生物与与自然界界物质循循环5. 微微生物在在环境保保护中的的作用6分子子微生物物生态学学的基本本方法和和原理(七) 微生物物遗传、变异和育种1. 微微生物遗遗传变异异的物质质基础2. 质质粒及转转座因子子3. 微生物物基因的的表达及及调控44. 微微生物基基因突变变和诱变变育种55. 基基因重组组和杂交交育种66. 基基因工程程原理及及技术77. 菌菌种的退退化、复复壮和保保藏8. 微生生物基因因组结构构特点及及

5、功能基基因组（八）传传染与免免疫1. 传染的概概念2. 非特异性性免疫3. 特异性免免疫4. 免疫学的的实际意意义（九）实实验设计计1. 微生物的的分离、鉴鉴定2. 获得特定定的微生生物基因因或代谢谢产物3. 利用所知知功能的的微生物物解决某某个实际际问题二、考试试要求（一）微微生物学学基本概概念和意意义1. 了了解什么么是微生生物？微微生物学学的研究究领域和和相关学学科。掌掌握微生生物学中中常用科科学词语语和名称称。2. 了了解微生生物的生生物多样样性概念念，包括括物种多多样性、形形态多样样性、发发育多样样性、代代谢及遗遗传多样样性，微微生物多多样性是是人类生生存活动动的重要要生物资资源。3

6、. 了了解微生生物学发发展史是是伴随人人类文明明和技术术进步的的漫长历历程；微微生物学学的发展展促进了了人类的的进步。4. 了了解微生生物对生生命科学学基础理理论研究究的贡献献，以及及在医药药、工业业、农业业、环境境保护等等方面的的应用。（二）原原核微生生物1. 了了解什么么是原核核生物？什么是是生命三三域说，由由谁提出出及根据据是什么么？了解解原核生生物的系系统进化化理论。 2. 了了解原核核生物的的细胞结结构，认认识细胞胞壁、细细胞膜、核核区(异异核体)、核糖糖体、内内生孢子子、鞭毛毛等结构构和功能能性状，以以及在微微生物多多样性研研究中的的意义。3. 了了解和掌掌握原核核生物的的现代分分

7、类体系系与鉴定定的基本本程序和和方法。包包括革兰兰氏染色色、形态态观察、生生理测定定、生化化活性分分析、细细胞化学学分析、核核酸(RRNA/DNAA)分析析、蛋白白质分析析等表观观和分子子信息在在分类鉴鉴定中的的综合应应用。了了解原核核微生物物的命名名法规。4. 了了解和认认识原核核生物的的物种多多样性。了了解细菌菌(狭义义的)、放放线菌、蓝蓝细菌和和古菌的的重要代代表种群群的基本本特性和和在研究究生命现现象中的的意义。（三） 真核微微生物1. 了了解什么么是真核核生物? 真核核微生物物的主要要类群。2. 了了解真核核微生物物的细胞胞结构与与功能, 比较较真核细细胞与原原核细胞胞间的主主要区别

8、别。3. 了了解和掌掌握真核核微生物物的分类类与鉴定定的基本本方法。认认识真核核微生物物的物种种多样性性。了解解酵母菌菌、霉菌菌、蕈菌菌的主要要代表种种群的生生物学特特征和实实际意义义。（四） 病毒和和亚病毒毒1. 了了解病毒毒的基本本特点、病病毒的结结构、病病毒大小小以及病病毒的寄寄主和种种类。2. 了了解病毒毒的分类类原理和和命名原原则3. 了了解病毒毒侵入寄寄主细胞胞后复制制周期所所包括的的吸附、穿穿入、脱脱壳、转转录和翻翻译、组组装及释释放等主主要环节节。4. 了了解什么么是亚病病毒？亚亚病毒包包括的类类病毒、拟拟病毒、朊朊病毒等等的特性性。5. 何何谓噬菌菌体？何何谓温和和噬菌体体、

9、溶源源噬菌体体以及噬菌体体？6. 了了解目前前国内外外在主要要病毒研研究领域域的研究究状况和和进展，如如禽流感感病毒，肝肝炎病毒毒等与人人类息息息相关的的类群。（五）微微生物生生理和代代谢1. 了了解微生生物六类类营养要要素; 微生物物的营养养类型; 培养养基种类类及配制制原则。2. 了了解微生生物生长长的测定定方法；熟悉典典型生长长曲线的的意义；了解影影响微生生物生长长的主要要因素。3. 了了解控制制有害微微生物的的主要措措施及其其意义；熟悉高高温灭菌菌的主要要方法；了解常常用化学学杀菌剂剂、抗生生素、消消毒剂和和治疗剂剂种类和和功效，以以及其杀杀菌、抑抑菌原理理。4. 了了解能量量代谢中中

10、的生物物氧化概概念；熟熟悉生物物氧化包包括的呼呼吸、无无氧呼吸吸和发酵酵三种类类型及其其意义。5. 了了解分解解代谢的的内容。何何谓合成成代谢？合成代代谢和分分解代谢谢的关联联性。6. 了了解次生生代谢和和次生代代谢产物物(包括括抗生素素和非抗抗生素生生物活性性物质)及其重重要性。7. 举举例说明明自养微微生物CCO2固定的的4 条条途径：Callvinn循环、乙乙酰CCoA途途径、逆逆向TCCA途径径和羟基基丙酸途途径。了了解何谓谓生物固固氮？固固氮微生生物的种种类。 8. 了了解何谓谓代谢调调控？了了解工业业发酵通通过调节节三类初初级代谢谢途径而而提高发发酵效率率的意义义。（六） 微生物物

11、生态学学1. 了了解微生生物生态态学的概概念、微微生物生生态系的的结构和和功能。2. 了了解自然然界中微微生物在在土壤、水水体、空空气及其其他环境境中的分分布。何何谓极端端微生物物？了解解古菌(Arcchaeea)和和极端微微生物的的关系。了了解目前前已知的的极端生生命条件件。3. 了了解微生生物间和和微生物物与其他他生物间间的五种种主要关关系类型型。4. 了了解微生生物在自自然界碳碳、氮、硫硫、磷物物质循环环中的作作用。5. 了了解何谓谓水体富富营养化化。解释释“水华”(Waaterr Blloomm)、“赤潮”(Reed TTidee)现象象。何谓谓生物处处理(BBiottreaatmee

12、nt)和生物物整治(Biooremmediiatiion)? 说说明微生生物在环环境保护护中的作作用。6初步步了解116S rRNNA等基基因在分分子微生生物生态态学中的的重要意意义，以以及基于于这类生生物分子子发展起起来的分分子微生生物生态态学的基基本方法法。（七）微微生物遗遗传变异异和育种种1. 熟熟悉各类类微生物物（细菌菌、古菌菌、真核核微生物物、病毒毒等）的的遗传特特征。2. 利利用微生生物的三三个经典典实验：转化实实验、噬噬菌体感感染实验验和植物物病毒的的重组实实验证明明遗传变变异的物物质基础础是核酸酸。了解解遗传物物质(DDNA/RNAA)在微微生物细细胞内的的存在部部位(核核或核

13、区区、核糖糖体、质质粒等)和功能能特性。3. 了了解DNNA的结结构及其其功能（如如复制、转转录等）相相适应的的特点。4. 清清楚基因因的概念念，了解解基因突突变的特特点及突突变机制制。能举举例说明明物理诱诱变、化化学诱变变在育种种中的应应用。5. 了了解微生生物基因因表达调调控的相相关元件件及其功功能，了了解原核核微生物物基因表表达调控控的分子子机制。6. 了了解原核核生物的的四种遗遗传操作作方法：转化(Trannsfoormaatioon)、转转导(TTrannsduuctiion)、接合合(Conjjugaatioon, Mattingg)和原原生质体体融合(Prottopllastt

14、Fusiion)。了解解真核微微生物基基因重组组中的有有性杂交交和准性性杂交(Paraasexxuall Hybrridiizattionn) 在在育种中的的意义。7. 熟熟悉基因因工程(GeneeticcEngiineeerinng)和和相关技技术术语语。熟悉悉基因工工程的基基本操作作步骤。8. 了了解菌种种保藏的的基本方方法。何何谓菌种种退化(Degeenerratiion)？了解菌菌种复壮壮的措施施。9. 理理解基因因和基因因组的概概念；了了解真核核生物和和原核生生物在基基因组结结构、基基因结构构及遗传传过程中中的主要要差别。（八）传传染与免免疫1. 了了解什么么是传染染(Innfecc

15、tioon)及及决定传传染的基基本因素素。2. 了了解什么么是免疫疫？了解解非特异异性免疫疫的概念念。 3. 了了解特异异性免疫疫的特点点。了解解什么是是抗原？什么是是抗体？以及免免疫学中中常用的的基本词词语和概概念。4. 了了解抗原原抗体体反应的的一般规规律及免免疫学的的意义；抗原抗体间间的主要要反应：凝集反反应、沉沉淀反应应、补体体结合试试验、中中和反应应，熟悉悉上述四四种免疫疫反应的的试验方方法及原原理。了了解免疫疫制剂的的种类及及作用。（九） 知识综合合运用能能力1. 在给出前前提条件件下，能能够设计计简单的的技术路路线去获获得所要要求的微微生物类类群、基基因或代代谢产物物。2. 能够

16、根据据提供的的现象，提提出微生生物所具具有的功功能假说说或进化化过程假假说。3. 利用所学学知识，设设计用某某种微生生物的功功能去解解决一个个实际问问题。三、 主要参考考书目:1. 周德庆 微生生物学教教程(第第二版) 北北京: 高等教教育出版版社, 20002（为主要要参考书书） 2. 沈萍 陈陈向东 微生物物学(第第二版) 北北京: 高等教教育出版版社, 20006或 沈萍萍 陈向向东 微生物物学(彩彩版) 北京京: 高高等教育育出版社社, 220088编制单位位：中国国科学院院研究生生院编制日期期：20006年 6月6 日：20008年 7编制制日期月月6 日华东理工工大学微微生物学学笔

17、记第一章绪绪论第一节节微生物物学的研研究对象象与任务务研究对对象-微生物物：微生生物（MMicrroorrgannismm,mmicrrobee）是一一切肉眼眼看不见见或看不不清的微微小生物物的总称称。微生生物在生生物界的的地位：包括属属于原核核生物的的细菌、放放线菌、蓝蓝细菌、；属于真真核生物物的真菌菌（包括括藻状菌菌纲、担担子菌纲纲、子囊囊菌纲、半半知菌纲纲）；以以及属于于非细胞胞结构的的病毒。微微生物学学的任务务：利用用有利的的一面为为人类造造福、变变有害为为有利。微生物与人类的关系：疾病、物质的霉变、工农业生产、生态。第二节微生物学的发展第一阶段-推测期；第二阶段-观察期；第三阶段-生

18、理期；第四阶段-分子生物学时期。1944 年，Avery 证明遗传的物质基础为DNA；1953 年，Watson & Crick DNA 双螺旋结构；1961 年，Jacob Monod 操纵子学说；1972 年，Berg Boyer & Cohen DNA 克隆技术；1982 年，Prusiner 发现朊病毒；1985 年Saiki PCR 技术(聚合酶链式反应)；1997 年，Wilmut 克隆羊20 世纪以核酸研究为核心：50 年代双螺旋结构；60 年代操纵子学说；70 年代DNA 重组；80年代PCR 技术；90 年代DNA 测序。人类基因组测序计划提前5 年完成，现由结构向功能转移（

19、后基因组时代（post-genomics）。从基因组到蛋白质组。功能基因组学(functional genomics)，蛋白质组学(proteome)，生物信息学(Bioinformatics)。模式生物：背景清楚、基因组小、便于测定和分析、可从中获取经验改进技术方法。第三节我国微生物学的发展古代对微生物学的认识与利用：酿酒，轮作，种痘。微生物学简况：见课本78 页。第二章微生物物形态与与结构原核微微生物第一节节细菌细细菌的形形态和大大小形态：球状、杆杆状、螺螺旋状；大小：以微米米为度量量单位。细菌原生质膜（plasma membrance）、原生质体（protoplast）、原生质。细菌细胞

20、的一般结构细胞壁（cell wall）在细胞最外层、多孔性的、具有一定屏障作用，水和某些化学物质可以通过，但对大分子物质有阻拦作用。功能：韧性、弹性。化学组成：肽聚糖。1 G+菌G-菌核糖体(ribosome)华东理工大学微生物学教程上课讲义：G+菌与G -菌的细胞壁结构内壁层(2-3nm 肽聚糖层) 外壁层(8-10nm 脂多糖层) 细胞壁为一层（2080nm 厚的肽聚糖层）脂多糖：O-侧链(具有抗原性)核心脂质(内毒素的毒性中心) G+菌与G -菌的细胞壁组成与结构比较菌性质G+菌G肽聚糖含量少(10%) 多(4090%) 直接连接通过五肽连接链连接方式氨基酸组成D-Glu-NH2 D-G

21、lu DAP L-Lys 有无脂多糖有无脂蛋白无有垣酸细胞壁与革兰氏染色原生质体和球形体原生质体(protoplast)：指在人为条件下，用溶菌酶除尽原有细胞壁或用青霉素抑制新生细胞壁的合成后，所留下的仅有一层细胞膜包裹着的圆球状渗透敏感细胞，一般由革兰氏阳性菌形成。脆弱，高渗溶液球形体：指还残留了部分细胞壁的原生质体，一般由革兰氏阴性菌所形成。细胞膜(cell membrane) 紧贴在细胞壁内侧的一层由磷脂和蛋白质组成的柔软、富有弹性的半透性薄膜。功能：主要为控制营养物质及代谢产物进出细胞。组成：磷脂蛋白质。结构：流动镶嵌模型。间体(mesosome) 拟线粒体细胞质(cytoplasm)

22、 被细胞膜包围着的除核质体外的一切透明、胶状、颗粒状物质，可总称为细胞质。主要成分：核糖体、贮藏物、各种酶类、中间代谢物、无饥盐、载色体和质粒等，少数细菌还存在羧化体、伴孢晶体或气泡等构造。65%为核糖核酸，35%为蛋白质。是蛋白质合成的场所。原核生物70S，真核生物80S。2 贮藏物(reserve materials)华东理工大学微生物学教程上课讲义：一类有不同化学成分累积而成的不溶性颗粒。在营养过剩时，聚合成各种贮藏颗粒，在营养缺乏时又被分解利用。气泡(gas vacuoles) 存在于许多光能营养型、无鞭毛运动水生细菌中的泡囊状内含物，内中充满气体。外由仅2nm 厚的蛋白质膜所包围，具

23、有调节细胞比重，以使其漂浮在合适水层中的作用，借以获取光能、氧和营养物质。核质体(nuclear body) 又称拟核，指原核生物所持有的无核膜包裹、无固定形态的原是细胞核，是遗传的物质基础。质粒(plasemid) 核外基因(细胞质基因)。质粒的特性：1.环状双链小分子片段；2.决定细菌的某些遗传特性；3.独立自我复制，可转移，能携带一定的遗传信息；4.可自行消失。细菌细胞的特殊结构荚膜(capsule) 某些细菌细胞壁外存在的一层厚度不定的胶状物质。包括微荚膜(200nm)；荚膜(200nm)；粘液层(无明显界面)；菌胶团(几个菌共有的)。荚膜的主要成分：多糖。荚膜的功能：1.保护细菌（致

24、病菌）免受白细胞的吞噬；2.菌体外的贮存物。有荚膜的菌大多为致病菌；有荚膜菌落为光滑型致病；无荚膜菌落为粗糙型不致病。通过负染色法可观察到鞭毛(flegellum)和菌毛(pilus , fimbria) 鞭毛：长在细菌的体表，着生在细胞膜上的长丝状、曲波的附属物。功能：为细菌的运动器官，运动的支点在细胞壁上。成分：为蛋白质。结构：鞭毛丝，鞭毛钩，基体。观察：显微镜，半固体穿刺。分类：单端鞭毛菌、端生丛毛菌、两端鞭毛菌、周毛菌。鞭毛的位置和数目具有细菌分类鉴定的意义。菌毛：性菌毛，普通菌毛。3 芽孢(endospore spore) 伴孢晶体(parasporal crystal；spore-

25、companioned crystal)华东理工大学微生物学教程上课讲义：产芽孢的菌有两类：好气：Bacillus（枯草芽孢杆菌属）；厌气：Clostridium(梭状芽孢杆菌属)。定义：某些细菌在其生长发育后期，可在细胞内形成的一个圆形或椭圆形、厚臂、含水量低、抗逆性强的休眠构造。芽孢形成过程束状染色质形成；细胞膜内陷，细胞发生不对称分裂，其中小体积部分即为前芽孢(forespore)；前芽孢的双层隔壁形成，这时抗辐射性提高；在上述两层隔壁间充填芽孢肽聚糖后，合成DPA，累积钙离子，开始形成皮层，折光率增高；芽孢衣合成结束；皮层合成完成，芽孢成熟，抗热性出现；芽孢囊裂解，芽孢游离。特性：含水

26、量低，耐热，含DPA-Ca。几种位置和形状：如何观察：在形成芽孢的同时，在芽孢旁形成的一颗菱形、方形或不规则形的碱溶性蛋白质晶体。为有毒蛋白质，一般一个细菌产生一个，作为生物农药。例：苏云金芽孢杆菌（Bacillus thuringiensis）细菌的群体形态菌落(colony)：将单个细菌（或其他微生物）或一小堆同种细胞接种在固体培养基的表面(有时为内层)，当它占有一定的发展空间并给予适宜的培养条件时，该细胞就会迅速生长繁殖并形成细胞堆，此即菌落。菌落就是在固体培养基上（内）以母细胞为中心的一堆肉眼可见的、有一定形态、构造等特征的子细胞集团。菌落特征：一般呈现湿润、较光滑、较透明、较粘稠、易

27、挑取、质地均匀、以及菌落正反面或边缘与中央部位的颜色一致等。单菌落表面特征群体效应细菌的繁殖无性繁殖：不经过两性细胞的结合，只是营养细胞的分裂或营养菌丝分化而形成同种新个体的过程。裂殖（横分裂法）：同型，异型。繁殖的过程：细胞核和细胞质的分裂；横隔壁的形成；子细胞的分离。华东理工大学微生物学教程上课讲义：立克次氏体(Rickettsia) 处于细菌和病毒之间，但更接近细菌。G菌特点：具有细胞壁，不能通过细菌滤器；专性细胞内寄生，不能在人工培养基上培养。支原体(Mycoplasma) 介于细菌和立克次氏体之间，是原核生物中最小的，具有致病性。50-60 年代称为PPLO 特点：无细胞壁，可通过细

28、菌滤器；能在人工培养基但条件苛刻(需补充血清)；菌落形态似荷包蛋。衣原体(Chlamydia) 介于立克次氏体和病毒之间。以前将衣原体归于病毒，沙眼衣原体特点：具有细胞壁，但能通过细菌滤器，专性细胞内寄生（能量寄生）。支原体、立克次氏体、衣原体和病毒的比较比较项目细胞构造含核酸类型DNA和RNA DNA 和RNA DNA 和RNA DNA 和RNA 核糖体细胞壁细胞膜繁殖时个体完整性大分子合成能力产ATP 系统氧化谷氨酰胺能力对抑制细菌抗生素的反应病毒衣原体立克次氏体支原体无有有有无有有有有（含肽聚糖）有(不含肽聚糖) 无无有（无甾醇）有（含甾醇）无有（无甾醇）不保持保持保持保持无无有有无无有

29、有无无有有敏感(对抑制细胞有抗性敏感壁合成者例外) 敏感（青霉素例外）第三章 微生物物的形态态与构造造真核微微生物原核生生物与真真核生物物的比较较原核生生物即广广义的细细菌，指指一大类类细胞核核无核膜膜包裹，只只存在称称作核区区（nuucleear reggionn）的裸裸露DNNA 的的原始单单细胞生生物，包包括真细细菌（eeubaacteeriaa）和古古生菌（archaea）两大类群。其中除少数属古生菌外，多数的原核生物都是真细菌。真核生物是一大类细胞核具有核膜，能进行有丝分裂，细胞质中存在线粒体或同时存在叶绿体等多种细胞器的生物。真菌、显微藻类和原生动物等是属于真核生物类的微生物，故称

30、为真核微生物（eukaryotic micro-organisms）。第一节酵母菌(yeast) 存在的地方：含糖量较高的偏酸性环境（如果园），利用烃类的酵母菌可在油田或煤油厂附近分离到。用途：理论研究；工业生产：食品工业(馒头发酵酿酒)，制药业（提取核苷酸），作为菌体蛋白；有害的酵母菌：白色念珠菌（口腔溃疡），表皮癣菌属（足癣）细胞的形态构造：形态：卵圆形，假丝状。大小：比细菌大约十倍华东理工大学微生物学教程上课讲义：构造：细胞壁：葡聚糖(glucan)，甘露聚糖(mannan)；细胞膜：甾醇；细胞核：真核(如涂片好能看到的黑点即为细胞核)。繁殖方式：无性繁殖：芽殖（主要方式），芽裂(产生横

31、隔壁，较少见)，裂殖（二分分裂）。有性繁殖：形成子囊孢子进行有性繁殖，过程：质配核配减数分裂(核配形成的双倍体可单独存在，因为双倍体的酵母菌生活力强，所以工业生产上的酵母菌一般为二倍体。) 减数分裂包括二次细胞分裂和一次核分裂。在减数分裂过程中可发生基因重组。菌落特征：易挑起，乳白色，湿润，粘稠，比细菌的菌落大而且厚，酒香味。第二节丝状真菌霉菌(mold) 营养来源：主要为糖类和少量氮、矿物盐类，极易在含糖的食品（饼干、面堡、各种谷物和水果）上生长。用途：工业上；理论研究。有害的霉菌：食品的霉变等。霉菌的形态结构：与放线菌一样为丝状菌，但菌丝比放线菌粗约10 倍。有单细胞和多细胞之分。菌丝也有

32、三种：基内菌丝，气生菌丝，孢子丝。细胞壁成分：几丁质（为多糖，由N乙酰葡糖胺通过-1,4 糖苷键相连而成）。细胞膜：甾醇。霉菌的特征性菌丝：根霉（假根）毛霉（）青霉（青霉穗）曲霉（足细胞）菌落特征：不易挑起，菌落疏松，产色素。繁殖方式：无性繁殖：通过无性孢子繁殖；有性繁殖：也是三个阶段。第四章微微生物的的形态和和构造非细胞胞型生物物第一节病病毒(vviriion) 病毒毒的特性性：个体体极小，只只能在电电子显微微镜下观观察到，能能通过细细菌过滤滤器；专专性活细细胞内寄寄生；无无细胞结结构。病病毒是超超显微的的、无细细胞结构构的、专专性活细细胞内寄寄生的实实体。病病毒的两两重性：活细胞胞外具一一

33、般化学学大分子子特征，活活细胞内内具生命命特征。华东理工大学微生物学教程上课讲义：病毒的形态构造和化学组成病毒的大小：以纳米为单位。病毒的形态：动物病毒：圆形（球形）；植物病毒：杆形；微生物病毒(噬菌体)：蝌蚪形。病毒的化学组成：蛋白质（外壳），DNA 或RNA。病毒的结构：衣壳粒(capsomere) 衣壳(capsid) (蛋白质外壳)；衣壳核髓(core) (DNA 或RNA)核衣壳蛋白质外壳的作用：构成病毒粒子外壳，起保护病毒核酸的作用。核髓的作用：贮存病毒的遗传信息，控制病毒的遗传变异、增殖及对宿主的感染性。动物病毒：线状双链DNA 或单链RNA；植物病毒：线状RNA；噬菌体：线状双

34、链DNA。病毒的群体形态包涵体(inclusion body)：某些病毒寄生在宿主中会产生在光学显微镜下可见的小体，是病毒或尚未装配的病毒亚基的聚集体，属蛋白质性质，是有毒蛋白，作为生物农药。优点：专一性高；毒性强；使用方便；对人、畜安全；保护环境。噬菌斑(plaque)：在菌苔上逐步形成的噬菌体群体，由于其侵蚀宿主细胞的结果，会使菌苔上出现个个具有一定形状、大小、边缘和透明度的噬菌斑。(nucleocapsid) 第二节病毒的繁殖噬菌体(bacteriophage)的繁殖吸附(adsorption)：吸附是特异性的，即在受体细胞上有吸附位点，这样的吸附不仅宿主细胞表面和噬菌体之间形成牢固的化

35、学结合，而且病毒粒子本身在结构上也发生了变化。当宿主细胞发生突变后，就不能被噬菌体吸附. 抗噬菌体菌株。宿主细胞：有吸附点；有调节机制：可以修复细胞壁的微小损伤；修复能力是有限的：一旦被噬菌体大量吸附，细胞就裂解而噬菌体没有增殖（自外裂解）侵入（pentration）尾部的酶水解肽聚糖，使细胞壁产生一小孔，注入核酸，而蛋白质外壳则留在细胞的外面。尾鞘可以明显提高噬菌体核酸的注入速率增殖（replication）核酸的复制；蛋白质的生物合成；噬菌体DNA 一旦进入细胞中，细胞的活动受噬菌体DNA 的支配，细胞核自动裂解成碎片，根据噬菌体的基因复制噬菌体的核酸、蛋白质等外壳成熟（maturity）

36、或装配裂解(lysis)或释放(release) 在固体培养基表面可见噬菌斑；在液体培养基中可见培养物被溶解，培养基变清。8 溶原性细菌（lysogen; lysogenic bacteria）华东理工大学微生物学教程上课讲义噬菌斑及噬菌体效价（titre）：在这里，效价表示每毫升试样中所含有的具侵染性的噬菌体粒子数，又称为噬菌斑形成单位数。一步生长曲线(one-step growth curve) 潜伏期(latent phase)，裂解期(rise phase)，平稳期(burst size)。当温和噬菌体侵入宿主细菌细胞后，噬菌体DNA 复制，但不合成蛋白质，宿主细胞也不裂解，继续进行正

37、常的分裂繁殖，即在核染色体上整合有前噬菌体并正常生长。在偶尔情况下，某一代发生裂解时放出新的子代噬菌体，故具有潜在释放成熟时菌体的能力。溶原性细菌的特征：稳定遗传，自发裂解，诱发裂解，免疫性。溶原性细菌的复愈：溶源转变。溶原性（lysogeny）烈性噬菌体（lytic phage）；温和噬菌体（temperate phage）。噬菌体DNA 侵入宿主细胞后，噬菌体DNA 随宿主细胞DNA 复制，噬菌体蛋白质不能合成，宿主细胞也不裂解，继续进行正常的分裂繁殖。原（前）噬菌体（prophage）：第二节亚病毒（subvirus）类病毒(viroid) 1971 年首次报道；现已鉴定的有20 多种。

38、分子结构：含246375 个核苷酸的单链环状RNA 分子，没有蛋白质外壳。专性活细胞内寄生。例：马铃薯纺锤形块茎类病毒(PSTV)；鳄梨白斑类病毒。卫星RNA（satellite RNA）依赖辅助病毒(helper virus) 进行复制的小分子单链RNA 片段（拟病毒）特性：必须依赖辅助病毒才能进行侵染和复制，可干扰辅助病毒的复制。卫星病毒：必须依赖辅助病毒才能复制。9 例：卫星烟草花叶病毒STMV(Satellite tobacco moscire virus)。华东理工大学微生物学教程上课讲义丁型肝炎病毒（Hepatitis delta virus,HDV）肝炎病毒；辅助病毒：乙型肝炎病

39、毒。朊病毒（prion）是蛋白质侵染因子(protein infection)；为疏水蛋白质。1982 年美国斯坦利.普鲁西内尔(S.B. Prusiner)提出；于1997 年获诺贝尔生理学与医学奖。朊病毒病：库鲁病（Kuru）；克雅氏病（CJD，Creutzfeldt-Jakob disease）；GSS 综合症( Gerstmann-Straussler-Scheinker)；致死性家族失眠症（FFI，fatal familial insomnia）。潜伏期长人的朊病毒病三种形式：传染型，遗传型，散发型。第三节病毒与实践噬菌体与发酵工业噬菌体的分离培养：分离；纯化；制备；噬菌斑及效价测定

40、。噬菌体的防治：污染的原因：生产菌株本身；环境及发酵罐本身；空气过滤器；环境；操作人员。防治：识别：正确的判断，普及知识；消灭污染源：罐及管道的死角，控制活菌体的排放（摇瓶，排气），净化环境，筛选抗噬菌体菌株。病毒与人类的疾病干扰素1957 年发现，为糖蛋白，由大多数脊椎动物对病毒感染应答产生，天然的抗病毒物质。干扰素诱导剂作用于活细胞后，由活细胞产生的一种蛋白质，当它再作用于其它细胞时，该细胞即可获得抗病毒和抗肿瘤等方面的免疫力干扰素的作用机制蛋白质和病毒核酸结合. 抑制病毒的反转录干扰素的种类- 干扰素：白细胞干扰素- 干扰素：成纤维细胞干扰素- 干扰素：免疫干扰素（是由淋巴细胞接受抗原刺

41、激而产生的）。天然产生的很少, 一般是由基因工程菌产生的人类的病毒病一般的病毒病：天花；小儿麻痹症(脊髓灰质疫苗)；肝炎(乙肝疫苗、甲肝疫苗)；脑膜炎。理想的药物不多,一般注射疫苗加以预防。肿瘤：1911 年，病毒可以使鸡致癌。现在认为人体存在癌基因，癌基因有防癌的作用，但当它发生细胞突变时，其结构发生变化，失去抑制细胞生长的能力，从而导致癌变。艾滋病（Aids）：全称为人类获得性免疫缺陷综合症(Acquired Immune Dificiency Syndrome)，由人体免疫缺损病毒（HIV）引起。1987 年定名。华东理工大学微生物学教程上课讲义HIV 病毒为球形。有两种：HIV-1 危

42、害人体（9 型，A B C D E F G H O）。致病原理：正常的免疫系统：抗原传递给T 细胞.B 细胞.产生抗体。HIV 病毒与T 细胞相似，从而破坏了正常的免疫系统，由于没有了抗体，故表现出抵抗力差。原先寄生于中非猴类上的小小病毒1981 年首先在中美洲发现1983 年从病原体上分离到了该病毒1987 年定名为HIV 治疗：疫苗：灭活疫苗，重组疫苗。药物：AZT(叠氮脱氧胸腺嘧啶核苷)。传播途径：不正常性行为，血液，注射器，母婴传给幼儿。防止策略：抑制病毒HIV 的增殖，增强机体的免疫力，杜绝传播途径。病毒在基因工程中的应用只有一半左右的基因参与其生命活动，因此可插入分子量较大的DNA

43、片段。噬菌体：科斯质粒（cosmid）: 噬菌体的粘性末端和质粒构建而成。特点：感染力强；cos 位点连接形成环状，似质粒；可克隆大片段。用途：理论研究；包涵体：昆虫病毒的多角体用于生物防治；吞噬绿脓杆菌。危害：工业发酵的污染；人类的疾病。光能碳源能源光能异养型有机物光能自养型无机物第五章微生物物的营养养和培养养基营养养(nuutriitioon)生物体从从外部环环境中摄摄取对其其生命活活动必须须的能量量和物质质，以满满足正常常生长和和繁殖需需要的一一种最基基本的生生理功能能。营养养物(nnutrriennt)：具有营营养功能能的物质质。第一一节微生生物的六六种营养养要素细细胞的化化学组成成：

44、元素素：C、H、O、N、矿物物元素；存在形形式：有有机物、无无机物。微微生物是是杂食性性的：一一般生物物能利用用的，微微生物能能利用；一般生生物不能能利用的的，微生生物也能能利用；一般生生物有害害的，微微生物还还能利用用。微生生物的营营养要素素：碳源源、氮源源、能源源、生长长因子、无无机盐、水水。碳源源(caarboon ssourrce)：有机机碳源：淀粉、葡葡萄糖等等；无机机碳源：Na22CO33 等。葡葡萄糖、乳乳糖的二二次生长长。氮源源(niitroogenn soourcce)：有机氮氮源：蛋蛋白胨、黄黄豆粉、玉玉米浆；无机氮氮源：NNH4NNO3、(NHH4)22SO44；速效氮氮

45、源，迟迟效氮源源。能源源(ennerggy ssourrce)：化学学物质，辐辐射能。生生长因子子(grrowtth ffacttor)：有三三类：氨氨基酸，维维生素，核核苷酸。无无机盐：提供矿矿物元素素和微量量元素。水水：水是是良好的的溶剂；生化反反应在水水中进行行；水的的比热大大。第二二节微生生物的营营养类型型划分依依据：碳碳源和能能源。化化学能化化能异养养型化能能自养型型华东理理工大学学微生生物学教教程上上课讲义义：单纯扩扩散(ssimpple difffussionn) 氧氧、二氧氧化碳、乙乙醇、某某些氨基基酸等小小分子；亲脂性性分子从从高浓度度到低浓浓度的扩扩散来运运输它利利用细胞胞

46、膜的通通透性，细细胞膜是是一道屏屏障。又又称被动动运输(passsivve ttrannspoort)促进进扩散(facciliitatted difffussionn) 需需要特异异性载体体蛋白(carrrieer pprotteinn)，即即渗透酶酶（大多多为诱导导酶）。每每种载体体蛋白运运输相应应的物质质。从高高浓度到到低浓度度。原理理：利用用膜内、膜膜外被运运输物质质和载体体蛋白的的亲和力力的不同同。第三三节营养养物质进进入细胞胞的方式式营养物物质的吸吸收与代代谢产物物的分泌泌，涉及及到物质质的运输输，而关关键是细细胞膜。运运输：不不耗能运运输（单单纯扩散散，促进进扩散）；耗能运运输（

47、主主动运送送，基因因移位）。主主动运送送(acctivve ttrannspoort) 是微微生物吸吸收营养养的主要要方式。需需要特异异性载体体蛋白需需要能量量来改变变载体蛋蛋白的构构象。是是逆浓度度梯度的的运输。基基团移位位(grroupp trranssloccatiion) 在运运输过程程中，物物质分子子发生了了化学变变化。每每输入一一个葡萄萄糖分子子，就要要消耗一一个ATTP 的的能量。华东理工大学微生物学教程上课讲义：第四节培养基培养基(medium，culture medium)：是一种人工配制的、适合微生物生长繁殖或产生代谢产物用的混合养料。选用和设计培养基的原则和方法四个原则：目的明确（根据不同微生物的营养需要配制不同的培养基）；营养协调（注意营养物的浓度和配比，特别是碳氮比（ C/N ）；物理化学条件适宜（PH、渗透压、水活度）；经济节约。四种方法：生态模拟，查阅文献，精心设计，试验比较。培养基的种类及其应用按对培养基的了解来分天然培养基(complex medium, undefined medium)，较经济，一般用于大规模生产组合培养基(defined medium)或称合成培养基(synthetic medium)，较昂贵，一般用于研究工作（代谢、遗传分析），特点：组份精确，重复性好。按培养基外观的物理状态来分固体培养基(solid medium)，一般