微生物奥赛刘爱民

1、微生物学奥赛辅导提纲 主要内容 一、什么是微生物（包括的类群） 二、微生物学奠基人-巴斯德和科赫的贡献 三、微生物的五大共性 四、细菌、放线菌、蓝细菌、衣原体、酵母菌、 真 菌结构特征 五、病毒形态和特征 六、培养基和营养类型 七、微生物的代谢 八、微生物遗传和基因重组 九、传染与免疫 十、微生物生态 微生物是指肉眼难以看清、需要借助光学显微镜或电子显微镜才能观 察到的一切微小生物（0.1mm)的总称。 微生物的双面性（有利和有害）； 微生物的类群 一、什么是微生物 微生物微生物 （病毒、亚病毒因子）（病毒、亚病毒因子） 古生菌（古生菌（Archaea） 细菌（细菌（Bacteria） 真菌（

2、酵母、霉菌、蕈菌等）、真菌（酵母、霉菌、蕈菌等）、 单细胞藻类、单细胞藻类、 原生动物等原生动物等 非细胞型非细胞型 细胞型细胞型 原核微生物原核微生物 真核微生物真核微生物（Eukarya） 又称真细菌（又称真细菌（eubacteria），），包括包括 普通细菌、放线菌、蓝细菌、枝原普通细菌、放线菌、蓝细菌、枝原 体、立克次氏体和衣原体等体、立克次氏体和衣原体等 生命起源的三域学说， 将整个生物界分为3个 域，即古生菌域、细 菌域和真核生物域。 二、微生物学奠基人-巴斯德和科赫 巴斯德学术成就： 彻底否定了“自然发生”学说； 巴斯德消毒法；首次制成狂犬疫苗 科赫学术成就： 细菌纯培养方法的建

3、立； 著名的科赫原则 三、微生物的五大共性三、微生物的五大共性 五大共性的内容五大共性的内容 易变异易变异 细菌抗药性的产生原因 四、细菌、放线菌、蓝细菌、衣原体、真菌结构特征 真核细胞和原核细胞的结构以及各种膜的类型 （一）细菌 细菌的形态构造及其功能；大小、测量方法； 细胞壁的功能 革兰氏染色与细胞壁结构革兰氏染色与细胞壁结构 简单染色法简单染色法 正染色正染色 革兰氏染色法革兰氏染色法 鉴别染色法鉴别染色法 抗酸性染色法抗酸性染色法 芽孢染色法芽孢染色法 死菌死菌 吉吉姆萨染色法姆萨染色法 负染色负染色： 荚膜染色法等荚膜染色法等 细菌染色法细菌染色法 活菌：用美蓝或活菌：用美蓝或TTC

4、TTC（氧化三苯基四氮唑）等作活菌染色氧化三苯基四氮唑）等作活菌染色 革兰氏染色步骤和结果革兰氏染色步骤和结果 革兰氏阳性和阴性细菌细胞壁成分的比较革兰氏阳性和阴性细菌细胞壁成分的比较 溶菌酶作用位点 革兰氏阳性和阴性细菌的比较 细胞壁缺陷细菌细胞壁缺陷细菌 缺壁突变缺壁突变L型细菌型细菌 实验室或宿主体内形成实验室或宿主体内形成 基本去尽基本去尽原生质体（原生质体（G+） 缺壁细菌缺壁细菌 人工去壁人工去壁 部分去除部分去除球状体（球状体（G-） 在自然界长期进化中形成在自然界长期进化中形成枝原体枝原体 细胞膜的化学组成与结构模型细胞膜的化学组成与结构模型 细菌核糖体和真核生物核糖体差异细菌

5、核糖体和真核生物核糖体差异 核区和质粒特点 糖被和荚膜的特征 细菌细菌细胞壁以外的构造细胞壁以外的构造 鞭毛鞭毛(flagellum,复复flagella) 1）观察和判断细菌鞭毛的方法）观察和判断细菌鞭毛的方法 2）鞭毛的结构及其运动机制）鞭毛的结构及其运动机制 3）鞭毛推动细菌运动的特点）鞭毛推动细菌运动的特点 菌毛的粘附固着功能 性毛的特点 特殊的休眠构造特殊的休眠构造芽孢的耐热特征芽孢的耐热特征 杀死芽孢的温度杀死芽孢的温度 苏云金芽孢杆菌的特点和生物杀虫剂 细菌的繁殖方式主要裂殖（二分裂） 细菌的菌落和菌苔特征 液体培养基中培养特征 古生菌（古生菌（Archaea）的特点的特点 粘细

6、菌粘细菌 （二）放线菌（二）放线菌 在形态上具有分枝状菌丝、菌落形态与霉菌相似在形态上具有分枝状菌丝、菌落形态与霉菌相似 放线菌是具有放线菌是具有菌丝菌丝、以、以孢子孢子进行繁殖、革兰氏染色进行繁殖、革兰氏染色阳阳 性性的一类的一类原核原核微生物，属于微生物，属于真细菌真细菌范畴。范畴。 t单细胞单细胞 t菌体按菌丝形态和功能可分为营养菌体按菌丝形态和功能可分为营养(基内基内)、气生和、气生和 孢子丝三种孢子丝三种 能产生大量的、种类繁多的抗生素； 其代谢产物使土壤具有特殊的泥腥味。 （三）蓝细菌（三）蓝细菌（Cyanobacteria） 也称蓝藻或蓝绿藻（也称蓝藻或蓝绿藻（blue-gree

7、n algae），），是一类含有是一类含有 叶绿素叶绿素a(不形成叶绿体，无叶绿素不形成叶绿体，无叶绿素b，有，有-胡萝卜素和胡萝卜素和 藻胆蛋白藻胆蛋白)、能以水作为供氢体和电子供体、通过、能以水作为供氢体和电子供体、通过光光 合作用合作用将光能转变成化学能、同化将光能转变成化学能、同化CO2为有机物质的为有机物质的 光合细菌（光合细菌（G-)。 以前曾归于藻类，因为它和高等植物一样具有光合色以前曾归于藻类，因为它和高等植物一样具有光合色 素素-叶绿素叶绿素a，能进行能进行产氧型产氧型光合作用。先锋生物光合作用。先锋生物 多数能固氮，其异形细胞（heterocyst）是进行固氮的场所；无鞭毛

8、 支原体特征支原体特征 首次发现首次发现斑疹伤寒斑疹伤寒的病原体的病原体立克次氏体的特征立克次氏体的特征 沙眼衣原体的特征沙眼衣原体的特征 真真 核核 微微 生生 物物 真菌真菌 单细胞藻类单细胞藻类 原生动物原生动物 霉菌霉菌 酵母菌酵母菌 蕈菌（蘑菇）蕈菌（蘑菇） 丝状真菌丝状真菌 单细胞真菌单细胞真菌 大型真菌大型真菌 菌物界菌物界 黏菌黏菌 假菌（卵菌）假菌（卵菌） 菌物界菌物界-指与动物界、植物界相并列的一大群无叶绿素、依靠细指与动物界、植物界相并列的一大群无叶绿素、依靠细 胞表面吸收有机养料、细胞壁一般含有胞表面吸收有机养料、细胞壁一般含有几丁质几丁质的真核微生物。的真核微生物。

9、（四）酵母菌（四）酵母菌 单细胞、单细胞、以以芽殖芽殖或或裂殖裂殖来进行无性繁殖、可来进行无性繁殖、可 产生产生子囊孢子子囊孢子进行有性繁殖。进行有性繁殖。多分布在含糖多分布在含糖 的偏酸性环境。真核微生物酿酒酵母特征等的偏酸性环境。真核微生物酿酒酵母特征等 （五）霉菌（五）霉菌-丝状真菌丝状真菌 有单细胞和多细胞有单细胞和多细胞 菌丝的特化类型菌丝的特化类型 营养菌丝体营养菌丝体的特化形态的特化形态 延伸延伸 匍匐枝匍匐枝 假根假根 吸器吸器 吸收养料吸收养料 附着附着 附着胞附着胞 附着枝附着枝 捕食线虫捕食线虫 菌环菌环 菌网菌网 菌索菌索 休眠休眠 菌核 气生菌丝体的特化形态 (1)结

10、构简单的子实体 产无性孢子的-分生孢子头、孢子囊 产有性孢子的-担子 (2)结构复杂的子实体 产无性孢子的-分生孢子器、分生孢子座和分生孢子盘 产有性孢子的-子囊果（ascocarp） 霉菌繁殖方式霉菌繁殖方式 霉菌的繁殖方式霉菌的繁殖方式 无性孢子无性孢子 有性孢子有性孢子 菌丝断片菌丝断片 卵 孢 子 接 合 孢 子 子 囊 孢 子 担 孢 子 有 性 孢 子 孢 囊 孢 子 分 生 孢 子 节 孢 子 后 垣 孢 子 无 性 孢 子 孢孢 子子菌菌 丝丝 片片 段段 繁繁 殖殖 方方 式式 真菌孢子类型真菌孢子类型 厚厚 蕈菌蕈菌 -伞菌伞菌(大型肉质子实体，主要属于担子菌类大型肉质子实

11、体，主要属于担子菌类) 双核菌丝细胞的增殖方式特殊双核菌丝细胞的增殖方式特殊-锁状联合锁状联合 蕈菌的发育过程 五、病五、病 毒毒 t 病毒的特征：病毒的特征： t能通过细菌滤器；能通过细菌滤器； 可被乙醇沉淀而不失去其感可被乙醇沉淀而不失去其感 染性，染性， 能在琼脂凝胶中扩散；能在琼脂凝胶中扩散； 用培养细菌的方法用培养细菌的方法 不能被培养出来，推测只能在活细胞中生活；不能被培养出来，推测只能在活细胞中生活； 不具有细胞结构， 对大多数抗生素不敏感，对干扰素对大多数抗生素不敏感，对干扰素(一组免疫活性蛋白一组免疫活性蛋白) 敏感。敏感。 在电子显微镜下才能看见。在电子显微镜下才能看见。

12、病毒的繁殖方式称做复制， 噬菌体、噬菌斑 装配形成具有感染性的毒粒 病毒几乎可以感染所有的细胞生物，具有宿主特异性病毒几乎可以感染所有的细胞生物，具有宿主特异性 病毒包膜特点 一种病毒的毒粒只含有一种核酸：DNA或是RNA 烈性噬菌体与温和噬菌体的区别 吸附吸附 侵入侵入 早期：病毒特异性酶的合成早期：病毒特异性酶的合成 病毒核酸复制病毒核酸复制 病毒结构蛋白质合成病毒结构蛋白质合成 装配装配 释放释放 病毒大分子合成病毒大分子合成 病毒的复制过程，病毒的复制过程，可分可分5个阶段个阶段: 病毒基因组的表达与复制存在着强烈的时序性病毒基因组的表达与复制存在着强烈的时序性 T4噬菌体的装配是一个

13、极噬菌体的装配是一个极 为为复杂复杂的自我装配的过程的自我装配的过程: 每一种结构蛋白在装配时都发每一种结构蛋白在装配时都发 生了生了构型改变构型改变，为后一种蛋白，为后一种蛋白 质的结合提供了质的结合提供了可识别位点可识别位点， 形成一组有序的装配反应形成一组有序的装配反应 亚病毒因子-朊病毒 具有侵染性并能在宿主细胞内复制的小分子无免疫性疏水蛋白质（是一种蛋白质 侵染颗粒，又叫蛋白侵染子，普利昂）。迄今为止尚未发现该蛋白内含有核酸。 人的库鲁病人的库鲁病(kuru，一种震颤病，一种震颤病)、克雅氏病克雅氏病(Creutzfeldt Jakob disease, CJD， 一种早老性痴呆病一

14、种早老性痴呆病)等等 羊搔痒症羊搔痒症(scrapie) 牛海绵状脑病牛海绵状脑病(spongiform encephalopathy) 俗称俗称“疯牛病疯牛病” 病毒与实践 获得性免疫缺陷综合症（AIDS，艾滋病) 的病原体HIV（人类免疫缺陷病毒） HIV病毒结构特征，传播途径和感染过程，复制过程 1、艾滋病 艾滋病有三个特性： 1）获得性 2）免疫缺陷 3）综合征 逆转录病毒（又称 RNA肿瘤病毒）介绍 SARS病-冠状病毒的结构特征 禽流感病毒的结构特征 病毒与癌症 噬菌体对发酵工业影响 病毒在基因工程中作为载体- 根癌土壤杆菌的（Ti质粒)、花椰菜花叶病毒等作植物基因工程 的载体 培

15、养基组成特点培养基组成特点 碳源、氮源、无机盐、能源、生长因子、水碳源、氮源、无机盐、能源、生长因子、水 培养基灭菌条件培养基灭菌条件； 培养基的种类；培养基的种类； 基础培养基和完全培养基的用途基础培养基和完全培养基的用途 六、培养基和营养类型六、培养基和营养类型 微生物的营养类型微生物的营养类型 光能营养型生物光能营养型生物 产氧产氧 不产氧不产氧 真核生物：藻类及其它绿色植物真核生物：藻类及其它绿色植物 原核生物：蓝细菌原核生物：蓝细菌(产氧光合细菌产氧光合细菌) （仅原核生物有）：不产氧光合细菌（仅原核生物有）：不产氧光合细菌 古生菌：嗜盐菌古生菌：嗜盐菌 营养物质进入细胞的方式、特点

16、、代表物质营养物质进入细胞的方式、特点、代表物质 一、单纯一、单纯扩散扩散( (simple diffusion)simple diffusion) 二、促进扩散二、促进扩散( (facilitated diffusion)facilitated diffusion) 三、三、主动运送主动运送(active transport) 四、基团移位（四、基团移位（group translocation) 七七 微生物代谢微生物代谢 生物氧化的形式包括某物质与氧结合、脱氢或脱电子生物氧化的形式包括某物质与氧结合、脱氢或脱电子3种种 生物氧化的功能为：生物氧化的功能为： 产能（产能（ATP）、）、产还原

17、力产还原力 HH和产小分子中间代谢物和产小分子中间代谢物 生物氧化的过程为：生物氧化的过程为： 脱氢（或电子）、递氢脱氢（或电子）、递氢（或电子）和受氢（或电子）或电子）和受氢（或电子）3个阶段个阶段 生物氧化的类型（生物氧化的类型（微生物的呼吸类型微生物的呼吸类型）为：为： 呼吸、无氧呼吸和发酵呼吸、无氧呼吸和发酵3种种 无氧呼吸的最终电子受体不是氧，而是无氧呼吸的最终电子受体不是氧，而是NO3-、NO2-、SO42-、 S2O32-、CO2等无机物，或延胡索酸（等无机物，或延胡索酸（fumarate）等有机物。等有机物。 硝酸盐呼吸硝酸盐呼吸：以硝酸盐作为最终电子受体的生物学过程，：以硝酸

18、盐作为最终电子受体的生物学过程， 也称为也称为硝酸盐的异化作用硝酸盐的异化作用（Dissimilative）和硝酸和硝酸 盐盐 还原还原(nitrate reduction)。 有些菌可将有些菌可将NO2-进一步还原成进一步还原成N2，这个过程称为这个过程称为反硝化作用反硝化作用或或 脱氮作用脱氮作用： 嗜盐菌紫膜的光合作用 由由EMP途径中丙酮酸出发的途径中丙酮酸出发的6条发酵途径条发酵途径-微生物的发酵类型微生物的发酵类型 同型乙醇发酵、乳酸（同型）发酵、丙酸发酵、混合酸发酵、同型乙醇发酵、乳酸（同型）发酵、丙酸发酵、混合酸发酵、 丁二醇发酵、丁酸型发酵丁二醇发酵、丁酸型发酵 四种生理类型

19、的微生物在不同光照和氧下的四种生理类型的微生物在不同光照和氧下的ATP合成合成 生物固氮：是指大气中的分子氮通过微生物固氮酶的催化而还原形成氨的过程。只有原 核生物才具有固氮能力。 固氮机制-生物固氮反应的6个要素 固氮作用的调节控制 好氧固氮菌防止氧伤害其固氮酶的机制 根瘤菌固氮酶的抗氧保护机制 生物固氮 微生物的生长和控制 生长测定的方法-血球计数板进行细胞计数 划线接种操作步骤 单细胞微生物的典型生长曲线-四个时期的特点 氧对厌氧性微生物产生毒害作用的机理 控制手段-青霉素： 竞争性抑制肽聚糖合成的转肽酶活性中心 磺胺作用机理 八、微生物的遗传和基因重组八、微生物的遗传和基因重组 1、D

20、NA作为遗传物质作为遗传物质 2、RNA作为遗传物质作为遗传物质 3个经典实验：个经典实验： 经典转化实验、噬菌体感染实验、植物病毒的重建实验经典转化实验、噬菌体感染实验、植物病毒的重建实验 营养缺陷型及判断的标准营养缺陷型及判断的标准 在基本培养基上能否生长在基本培养基上能否生长 证明基因突变的非对应证明基因突变的非对应- 三个经典实验 证明突变的性状与引起突变的原因间无直接对应关系！证明突变的性状与引起突变的原因间无直接对应关系！ Ames试验试验 证明突变的性状与引起突变的原因间无直接对应关系！证明突变的性状与引起突变的原因间无直接对应关系！ 基因突变的非对应基因突变的非对应- 变量实验

21、、涂布实验、影印实验变量实验、涂布实验、影印实验 真核微生物基因重组-有性杂 交、准性杂交、原生质体融合 原核微生物基因重组-转化、 转导、接合和原生质体融合 接合接合 (conjugation)： 细胞与细胞的直接接触（由细胞与细胞的直接接触（由F因子介导）因子介导） 转导转导(transduction)： 由缺陷噬菌体介导由缺陷噬菌体介导 转化转化(transformation)： 游离游离DNA分子分子 + 感受态细胞感受态细胞 （概念和区别） 中间平板上长出的中间平板上长出的原养型原养型 菌落是两菌株之间发生了菌落是两菌株之间发生了 遗传遗传交换和重组交换和重组所致！所致！ 基本培养基

22、基本培养基(MM,-) 仅能满足某微生物的仅能满足某微生物的野野 生型生型菌株生长所需要的菌株生长所需要的 最低成分的组合培养基最低成分的组合培养基. 完全完全培养基培养基(CM,+) 可满足一切可满足一切营养缺陷型营养缺陷型 菌株营养需要的天然或菌株营养需要的天然或 半组合培养基半组合培养基 九、传染与免疫九、传染与免疫 传染与传染病的概念传染与传染病的概念 决定传染结局的三大因素 预防传染病的一般措施 人类传染病的种类 病原体的数量、致病特性和侵入方式病原体的数量、致病特性和侵入方式是决定传染结局是决定传染结局 中的中的最主要因素最主要因素 细菌毒素的类型细菌毒素的类型 宿主的非特异免疫和

23、特异免疫； 免疫特点 天然免疫的组成天然免疫的组成 巨噬细胞概念和功能 特异性免疫 免疫活性细胞； 抗原和抗体；抗原和抗体； 免疫应答的基本过程免疫应答的基本过程 抗体形成的一般规律 单克隆抗体与淋巴细胞杂交瘤 血清学反应 免疫球蛋白 十、微生物十、微生物生态生态 微生物在微生物在生态系统生态系统中应用中应用 内共生起源学内共生起源学说说 微生物的净化作用 微生物是指肉眼难以看清、需要借助光学显微镜或电子显微镜才能观 察到的一切微小生物（0.1mm)的总称。 微生物的双面性（有利和有害）； 微生物的类群 一、什么是微生物 革兰氏染色与细胞壁结构革兰氏染色与细胞壁结构 简单染色法简单染色法 正染色正染色 革兰氏染色法革兰氏染色法 鉴别染色法鉴别染色法 抗酸性染色法抗