细菌学复习资料

1、模式生物大肠杆菌所谓模式生物(model organism)是指生物的一个物种(species),它在人们研究生命现象的 过程中长期、反复的被作为研究材料，并且，从这个物种的研究中得出的许多生命活动规律 往往代表了许多物种共同的规律。常用的模式生物有大肠杆菌(Escherichia coli)、啤酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)、粗糙 脉抱菌(Neurospora crassa)、小鼠(Mus musculus domesticus)、玉米(Zea mays)、拟南芥 (Arabidopsis thaliana)、水稻(O ryza sativa) 等第三节细菌学在科

2、学和生产发展中的作用细菌学在建立绝大多数微生物对人类和动、植物是有益的，而且有些是必需的。自然界中N、 C、S等元素的循环要靠有关的微生物的代谢活动来进行。例如土壤中的细菌能将死亡动、 植物的有机氮化物转化为无机氮化物，以供植物生长的需要，而植物又为人类和动物所食用。 此外，空气中的大量游离氮，也只有依靠固氮菌等作用后才能被植物吸收。因此，没有微生 物，植物就不能进行代谢，人类和动物也将难以生存。在农业方面，也可以应用细菌制造菌肥、植物生长激素等；也可利用细菌感染昆虫这一自然 现象来杀死害虫。例如苏云金杆菌能在一些农作物害虫的肠腔中生长繁殖并分泌毒素，导致 寄生昆虫的死亡。这样，开辟了以菌造肥

3、、以菌催长、以菌防病、以菌治病等农业增产新途 径，为人类创造物质财富。细菌在农业上也有作为。俗话说：“人有说不完的话，地有除不尽的草”。田间除草是一种最 繁重和耗时的劳动。日本农林水产省北陆农业试验场的科技入员，从细菌中筛选培育出一种 能除草的菌株，这种细菌对人畜和水稻植株均无妨害，它能以抱子的方式附着生长在杂草上， 并且迅速繁殖导致杂草枯萎死。尤其对一种由地下茎不断分节繁殖的稻田油莎草效果更好。 这种杂草地表除掉后，地下隐芽又会萌发生长。用除草细菌能感染油莎草的地下茎，随其不 能再抽芽生长，而危害水稻作物。随着“基因工程”技术的不断完善，科学家们研究利用细菌生长快、繁殖力强的特点.在电 子显

4、微技术的帮助下，采用“基因枪”、“基因刀”等手术，将其细胞内的基因“更新换代”， 定向培育出人们所需要的某种类型细菌。如美国科学家着眼于环境保护，他们认为目前乙醇 发酵工艺中的细菌菌株可以进行改良，采用“基因工程”技术方法将其基因改变，使其专“吃” 马铃薯、玉米、小麦类改变成专“吃”庄稼秸杆、废纸木屑，甚至一些家庭生活垃圾，让其 生产出乙醇来、而乙醇是代替汽油最理想的“绿色能源”。也有不少科学家研究利用细菌于“食品工业”，如用嗜热细雨消化纤维素类制糖；生产糕饼、 巧克力等；有的则研究利用细菌的“发酵工艺”来生产药品；有的则研究环保产品，如利用 细菌来生产能降解的“绿色塑料”产品等。在工业方面，

5、微生物应用于食品、皮革、纺织、石油、化工、冶金等行业日趋广泛。例如采 用盐酸水解法生产1吨味精需要小麦30吨，现改用细菌发酵法只需薯粉3吨。既降低生产 成本，又大大节约细粮。又如在炼油工业中，利用多种能以石油为原料的细菌进行石油脱蜡， 可以提高石油的质量和产量。在医药工业方面，有许多抗生素是细菌的代谢产物。也可选用细菌来制造一些维生素、辅酶、 ATP等药物。此外，在污水处理方面，利用细菌降解有机磷、氰化物等亦有良好效果。有少数细菌能引起人类和动物、植物的病害，这些具有致病性的细菌称为人、动物病原细菌 和植物病原细菌。它们分别引起人类的伤寒、痢疾、结核、破伤风等；禽、兽的鸡霍乱、鸭 瘟、牛炭疽、

6、猪气喘等；以及农作物的水稻白叶枯病、棉花角斑病、花生、烟草等的青枯病、 甘薯瘟、马铃薯黑胫病和环腐病等。有些细菌，在正常情况下不致病，只是在特定情况下导 致疾病，这类微生物称为条件致病细菌。例如一般大肠埃希菌在肠道不致病，在泌尿道或腹 腔中就引起感染。此外，有些细菌的破坏性还表现在使工业产品、农副产品和生活用品的腐 蚀和霉烂等。近代生物学把生物区分为细胞生物和非细胞生物两大类。细胞生物包括一切具有细胞形态的 生物，按系统发育和16S rRNA分析它们分属于细菌(广义的，Bacteria，曾用 Eubacteria)、古菌(Archaea，曾用 Archaebacteria)和真核生物(Euka

7、ryota)。非细胞生物 包括病毒和亚病毒。种(species):种是最基本的分类单位，是指起源于一个共同祖先，在形态特征和理化特性上差别 微小，能适应一定环境的一群个体。变种(variety):新分离的种除大部分特性与模式种相同外，某些特性表现不同，如有毒细菌变异 为无毒的变种，而这些特性又是稳定的。型的含义型(type):是同种之间在某些特殊性质上有区别的细菌。它们之间的区别不象变种那样显著； 所以”型”常用于变种以下的细分。按抗原结构的不同，可将细菌分成多种不同的血清型 (serotype);根据对噬菌体和细菌素的敏感性不同，可将细菌分成不同的噬菌体型(phage type) 和细菌素型

8、(bacteriocine type)菌株(strain):从自然界分离纯化所得的纯培养的后代，经过鉴定，属于某个种，由于其来自 不同地区、不同土壤及生活环境或不同实验室分离到的具体菌种，会出现一些性状差异，这 个属于同一种但来源不同的纯培养的单个分离物的后代称为菌株。标准菌株(standard strain)或模式菌株(type strain):具有某种细菌典型特征的菌株拉丁文双名法。每个菌名由两个拉丁字组成，前一字为属名，用名词大写；后一字为种名，用 形容词小写。印刷时用斜体字。中文名是种名在前属名在后。如Salmonella typhi伤寒沙门 氏菌伯杰氏系统细菌学手册第一册：包括一般的

9、、医学和工业中重要的革兰氏阴性细菌。第二册：包括除放线菌以外的革兰氏阳性细菌。包括其他的革兰氏阴性细菌、蓝细菌(Cyanobacteria)和古生菌(Archaeobacteria)。 第四册：包括放线菌。细胞壁(Cell Wall)位于菌细胞的最外层，包绕在细胞膜的周围。组成较复杂，并随不同细菌而异。用革兰染色法可将细菌分为两大类，即革兰阳性菌和革兰阴性菌I革兰阴性菌外膜(outer membrane)-脂蛋白-脂质双层(内嵌多种蛋白质)-脂多糖LPS (细胞最外层)细菌细胞壁的功能维持菌体固有的形态，并保护细菌抵抗低渗环境(阳性菌2025大气压，阴性菌56大气压）参与菌体内外的物质交换菌体

10、表面带有多种抗原表位，可以诱发机体的免疫应答磷壁酸：重要表面抗原，与血清型分类有关外膜：屏障结构，与致病性相关LPSG+菌与G-菌细胞壁的比较细胞壁革兰阳性菌 革兰阴性菌强度较坚韧较疏松厚度20-80nm10-15nm TOC o 1-5 h z 肽聚糖层数 可多达50层1-2层肽聚糖含量50%-80%5%-20% HYPERLINK l bookmark19 o Current Document 磷壁酸有无外膜无有G+菌与G-菌的差别及与细胞壁的关系项目革兰阳性菌 革兰阴性菌细胞壁的关系染色性紫色红色对酒精的通透性抗原性磷壁酸外膜细胞壁化学组分毒性无内毒素 有内毒素细胞壁成分青霉素作用有效无

11、效位点五肽联桥溶菌酶作用有效无效位点聚糖骨架荚膜（capsule）荚膜：某些细菌在细胞壁外包围 的一层黏液性物质。菌毛：某些细菌的表面上伸出的中空毛发状结构。其主要成分为菌毛蛋白，与细菌间或细菌 和动物细胞黏合有关。细菌细胞接合过程中是供体细胞向受体细胞传递DNA的通道。芽（spore）某些革兰阳性细菌在一定的环境条件下，在菌体内部形成一个圆形或卵圆形小体，是细菌的休眠形式芽胞杆菌属、梭菌属功能抵抗力强。耐干燥、热、辐射、化学消毒剂100C数小时消毒灭菌是否彻底的标准最可靠方法为高压蒸气灭菌致病性不直接引起疾病，发芽后形成繁殖体后致病鉴别意义根据芽抱位置、大小等革兰氏染色法一般包括初染、媒染、

12、脱色、复染等四个步骤，具体操作方法是：1）涂片固定。2）草酸铵结晶紫染1分钟。3 ）自来水冲洗。4）加碘液覆盖涂面染约1分钟。5）水洗，用吸水纸吸去水分。6）加95%酒精数滴，并轻轻摇动进行脱色，20秒后水洗，吸去水分。7）蕃红染色液（稀）染2分钟后，自来水冲洗医学、教育网搜集整理。干燥，镜检。革兰氏阴性细菌类群革兰氏阴性细菌类群特点：许多是在医学、工业或农业上具有重要性的细菌；形态和细胞排列相当简单，不形成复杂的细胞结构；主要为异养方式，包括腐生菌和寄生菌；多数不知是否能引起疾病，少数为条件致病菌。二）兼性厌氧细菌1 肠杆菌科（Enterobacteriaceae）:生理特点：发酵糖类产酸，

13、通常不产气沙门氏菌和志贺氏菌是食物与水传播的肠道病原菌，欧文氏菌是重要的植物病原细菌。大肠杆菌（Escherichia）（肠毒素）引起婴儿严重腹泻弧菌科生理特点：具有发酵能力，存在于水体和人和动物的肠道中。（三）立克次氏体、衣原体、支原体立克次氏体：是哺乳动物的活细胞中专性寄生菌。形态多样，球状、杆状、 丝状等。 不能通过细菌滤器。衣原体：是仅在脊椎动物细胞中生活专性寄生菌。形态呈球形或椭圆形，能通过细菌滤器。支原体：最小的革兰氏阴性菌，无细胞壁，因而细胞柔软，形态多样，能通过细菌滤器。（四）内共生体在原生动物、昆虫等生物细胞内生长繁殖的，不能脱离寄主细胞生长的细菌。昆虫内共生体：与昆虫密切相

14、关的，并有互惠作用的细菌。不能纯培养、细胞培养或在其他昆虫中培养，体外很难模仿它的生长需求。（五）蓝细菌（蓝绿藻，产氧的光合细菌）鱼腥蓝细菌属念珠蓝细菌属螺旋蓝细菌属异形胞：蓝细菌进行光合作用的场所兰细菌的主要生理特点（1）兰细菌能进行放氧光合作用（2）部分兰细菌具有固N能力（有20多种有固N能力：热带地区、水稻田）第一节细菌的理化性状一、细菌的化学组成细菌含有多种化学成分，包括水、无机盐、蛋白质、糖类、脂类和核酸等。水分占细胞总重量的75%90 %。无机物包括碳、氢、氮、氧、磷和硫等。还有少数无机离子，如钾、钠、铁、镁、钙等。特有的化学组成：肽聚糖、胞壁酸、鳞壁酸、D型氨基酸、二氨基庚二酸等

15、。微生物细胞中碳、氢、氧、氮的含量微生物种类CNHO细菌/ Bacteria5015820酵母/ Yeast49.812.46.7 31.1霉菌/ Mold47.95.26.7 40.2各类微生物细胞中的含水量微生物类型 细菌 霉菌 酵母菌 芽抱 抱子水分含量（%） 7585 8590 753038二、细菌的物理性状光学性质：细菌为半透明体。细菌悬液呈混浊状态。表面积：细菌体积微小，相对表面积大。带电现象：在中性或弱碱性环境中，细菌带负电荷。半透性：细菌的细胞壁和细胞膜具有半透性，允许水及部分小分子物质通过，有利于吸收 营养和排出代谢物质。渗透压：一般革兰氏阳性菌渗透压高达2025个大气压，革

16、兰氏阴性菌渗透压56个大气 压。四、影响细菌生长的环境因素营养-氢离子浓度温度气体渗透压细菌新陈代谢有两个突出的特点：-代谢活跃。细菌菌体微小，相对表面积很大，因此，物质交换频繁、迅速，呈现 十分活跃的代谢。-代谢类型多样性。各种细菌其营养要求、能量来源、酶系统、代谢产物各不相同， 形成多种多样的代谢类型，适应复杂的外界环境。EMP途径生理功能EMP途径是一些特殊细菌具有的代谢途径，产能效率虽低，生理功能极其重要。生成几种磷酸化中间产物及终产物在合成代谢中起重要作用（提供碳骨架和逆转合 成多糖），并为细菌提供生理活动所需的ATP和NADPo在有氧呼吸时NADP经呼 吸链氧化，同时由电子转移磷酸

17、化生成ATP发酵时NADP将分子中氢交给有机物 使之还原，本身则氧化为NAD+提供还原力。（NADH生成后不能积存,必须从新氧 化为NAD,以便推动代谢循环进行）连接重要的代谢途径的桥梁（TCA循环、HMP途径）。微生物发酵作用的共同点：1. NADH被氧化成NAD+；2.电子受体通常是丙酮酸或它的衍生物。乙醇（酒精）发酵（许多真菌（酿酒酵母EMP途径）和一些细菌（。途径）、藻类及原生动物）乳酸发酵（乳杆菌属（EMP途径）、链球菌属、藻类）同型乳酸发酵通过糖酵解途径借助乳酸脱氢酶直接将丙酮酸转变为乳酸。（链球菌属）异型乳酸发酵通过磷酸戊糖（解酮酶）除产生乳酸外，还产生乙醇和CO2。（肠膜状明串

18、珠菌）丁酸发酵 （专性厌氧梭状芽抱杆菌、丁酸发酵）在微生物中许多发酵类型都与丙酮酸代谢有关，形成丙酮酸代谢的多样性。其中有些 发酵类型只为某种菌所特有，具有特殊性，常用于微生物分类上鉴别和区分菌种。如大肠 杆菌的混合酸发酵，丙酸细菌的丙酸发酵，产气杆菌的2, 3-丁二醇发酵毒素与酶：细菌可产生内、外毒素及侵袭性酶，与细菌的致病性密切相关。-内毒素（Endotoxin）即革兰氏阴性菌细胞壁的脂多糖，其毒性成分为类脂A。菌体 死亡崩解后释放出来。-外毒素但乂0妊血）是由革兰氏阳性菌及少数革兰氏阴性菌在生长代谢过程中释放至 菌体外的蛋白质。具有抗原性强、毒性强、作用特异性强的突出特点。某些细菌可产生

19、具有侵袭性的酶，能损伤机体组织，促进细菌的侵袭、扩散， 是细菌重要的致病因素，如链球菌的透明质酸酶等。-抗生素（Antibiotic）:某些微生物代谢过程中可产生一种能抑制或杀死某些其他微 生物或癌细胞的物质，称抗生素。抗生素多由放线菌和真菌产生，细菌仅产生少数 几种，如多粘菌素（Polymyxin）、杆菌肽（Bicitracin）等。细菌的人工培养-人工培养细菌需要的条件：-充足的营养和能量；-酸碱度； 渗透压；温度；必要的气体细菌的人工培养根据不同的标本及不同的培养目的，可选用不同的接种和培养方法。分离培养：纯培养：细胞计数（培养物细胞浓度）培养物中细胞计数是微生物学的基本实验技术其基本思

20、路是：-对原培养物进行连续稀释-进行平板涂抹培养-由于每个细胞形成一个菌落，计数菌落数-根据稀释倍数计算原培养物中的细胞浓度常用分离方法稀释分离法：主要用于分离细菌和酵母等。是直接将病组织上的抱子洗下配成抱子 悬浮液，经稀释后与溶化并冷却到45C左右的培养基混合，然后倒在灭菌的培养皿 中。病组织是不经过表面消毒的，可能带来叫多的杂菌。组织分离法：就是切取小块病组织，经表面消毒和灭菌水洗过后，移入培养基平板上培养。按用途划分基础培养基（minimum medium）是含有一般微生物生长繁殖所需的基本营养物质的 培养基。如：细菌一 肉膏蛋白豚；酵母菌一麦芽汁；真菌一 铃薯蔗糖培 养基（PDA）。选

21、择培养基（selectivemedium）是用来将某种或某类微生物从混杂的微生物群体中 分离出来的培养基。（、培养基、MS培养基血液琼脂基础 Blood Agar Base用途：供分离营养要求较高的致病菌用，后加血液制成血平板蛋白胨10.0牛肉浸粉3.0氯化钠5.0琼脂15.0pH 值 73 + 0.1 25C蛋白胨、牛肉浸粉提供氮源、维生素、生长因子；氯化钠维均衡的渗透压；琼脂是 凝固剂。菌落的特征菌落特征包括菌落的大小、形态（圆形、丝状、不规则状、假根状等），侧面观察 菌落隆起程度（如扩展、台状、低凸状、乳头状等），菌落表面状态（如光滑、皱 褶、颗粒状龟裂、同心圆状等），表面光泽（如闪光、不闪光、金属光泽等），质地 （如油脂状、膜状、粘、脆等），颜色与透明度（如透明、半透明、不透明等）细菌的变异现象形态、结构变异毒力变异耐药性变异 菌落变异质粒特征-自我复制能力-编码基因产物赋予细菌某些性状特征-可自行丢失与消除-转移性-相容性和不相容