陈祺彰农业微生物学重点知识

陈祺彰农业微生物学重点知识

A第A*一早Yr-

21世纪的微生物学特点（发展趋势）

1、成为以应用为主的学科，前沿基础学科

2、逐步进入分子生物学水平

3、微生物已成为新

兴生物工程中的主角

法国，巴斯德1822-1895微生物学之父

贡献：1、彻底否定了自然发生说。2、证实发酵是由微生物引起

的。3、创立了免疫学原理和预防接种方法。4、医学上发现了引起人

畜病毒的病原体。5、巴斯德消毒法的建立和家蚕软化病的解决。

德国细菌学家柯赫（1843-1910）

贡献：1、确证了炭疽病，结核病和霍乱病的病原体。2、建立了

分离纯化微生物的实验技术。

3、建立了柯赫法则。

微生物与人类的关系

有益方面：（1）工业上用微生物酿酒，生产酶制剂和有机酸等。

（2）医学用微生物生产抗生素、疫苗等。（3）农业上用微生物杀虫、

抗病、固N、作饲料添加剂等。（4）利用微生物进行沼气发酵、生

产食用菌等。

有害方面：（1）引起人畜疾病。（2）引起植物病害。（3）引

起食物腐败和多种物质的变质。第二章

原生质体：是指在人为条件下，用溶菌酶除尽原有细胞壁或用青

霉素抑制新生细胞壁合成后，所得到的仅有一层细胞膜包裹着的圆球

状渗透敏感细胞

支原体：是在长期进化过程中形成的、适应自然生活条件的无细

胞壁的原核生物。

荚膜：某些细菌在一定的营养条件下向细胞外分泌的一层粘性物

质，一般厚200nm,其中90%为水分，其它为多糖、多肽、多糖蛋白

质复合体。

芽抱：某些细菌在生长后期，细胞内部可以形成一个圆形、椭圆

或圆柱形高度折光的内生抱子称为芽抱（Endospore）。芽抱是抵御外

界不良环境的一个休眠体。

古菌：独立于真细菌和真核生物之外的生命的第三种形式。在分

类地位上与真细菌和真核生物并列为三域（Domain）,并且在进化谱

系上更接近真核生物。在细胞构造上与真细菌较为接近，同属原核生

物。

真核微生物：凡是细胞核具有核膜、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细胞器的微小生物，都称为真核微生

物。

原核微生物（细菌、放线菌、古细菌、立克次氏体、支原体、衣

原体、蓝细菌）的主要特征:1、无细胞核，只有裸露DNA核区的原始

单细胞生物。2、无细胞器；3、核糖体为70S；

革兰氏染色的原理

从细胞壁的化学组成已知，革兰氏阴性细菌细胞壁中脂类物质含

量较高，肽聚糖含量较低，因而乙醇处理后，溶解了脂类，增加了通

透性，结晶紫和碘复合物易被乙醇提出，于是革兰氏阴性细菌细胞被

脱色。呈浅红色

革兰氏阳性细菌由于细胞壁肽聚糖含量高，脂类含量低，乙醇处

理中被脱水引起细胞壁肽聚糖层中孔径变小，通透性降低，结晶紫一

碘复合物被保留在细胞内，细胞不被脱色。

呈蓝紫色

放线菌概述：呈菌丝状生长，以抱子繁殖的陆生性较强的原核生

物。

细胞结构与细菌相似：

原核、单细胞，无完整的细胞核。

生长形态与霉菌相似：

菌丝、菌落呈放射状。

绝大多数抗生素都是由放线菌产生的。

绝大多数对人类有益，少数为致病菌。

大多数腐生，少数寄生，土壤中极多。

放线菌的形态结构：

1、单细胞，无完整细胞核，为G+（阳性）。

2、菌丝宽约0、2-1ixm（与细菌相似），分化为营养菌丝和气

生菌丝。

3、气生菌丝发育到一定阶段，形成抱子丝，产生抱子。

AAr----*一+.

第二早

真酵母：既具无性繁殖，又具有性繁殖，称为真酵母

假酵母：仅具有无性繁殖，尚未发现有性繁殖阶段,称为假酵母。

菌物（包括酵母菌和霉菌）与人类的关系PS:百度的

有利的一面：1、食用、入药；2、其发酵作用可用于酿造酒、醋、

酱油、腐乳和生产面包、馒头；3、广泛应用与化学工业；4、分解动

植物残体，参与物质循环。

有害的一面：1、引起食物的霉烂；2、导致人类的某些疾病，中

毒等。

第四章

类病毒：是目前已知最小的可传染的致病因子，只含有裸露的小

分子量RNAo

肮病毒：1982年普什纳（Prusiner）证明引起羊搔痒病的病原

是一种分子量为27KD的蛋白质，他称之为蛋白侵染子（Prion）或肮

病毒，是一类不含核酸的传染性蛋白质分子。噬菌体：是病毒中的一

种，一般把侵染细菌、放线菌的病毒叫噬菌体。

病毒粒子一一成熟的（结构完整）、具有侵染力的单个病毒，又

称病毒颗粒。

烈性噬菌体：指感染宿主细胞后，能够使宿主细胞裂解的噬菌体。

温和噬菌体（或溶源性噬菌体）：噬菌体感染细胞后，将其核酸

整合到宿主的核DNA上，并且可以随宿主DNA的复制而进行同步复制,

在一般情况下，不引起寄主细胞裂解的噬菌体。

噬菌斑：噬菌体感染敏感宿主细菌以后在含受体菌的涂布平板上

形成的肉眼可见的透明圈。噬菌体效价：指每毫升试样中所含有的具

侵染性的噬菌体粒子数。

测定效价的常用方法为双层平板法。

烈性噬菌体的繁殖过程一般分为五个阶段：即吸附、侵入、增殖、

装配和释放。

①吸附：噬菌体和宿主细胞上的特异性吸附部位进行特异性结合,

噬菌体以尾丝牢固吸附

在受体上后，靠刺突“钉”在细胞表面上。

②侵入：核酸注入细胞的过程。噬菌体尾部所含酶类物质可使细

胞壁产生一些小孔，然后尾

鞘收缩，尾髓刺入细胞壁，并将核酸注入细胞内，蛋白质外壳留

在细胞外

③复制：包括核酸的复制和蛋白质合成。噬菌体核酸进入宿主细

胞后，会控制宿主细胞的

合成系统，然后以噬菌体核酸中的指令合成噬菌体所需的核酸和

蛋白质。

4装配：DNA分子的缩合一一通过衣壳包裹DNA而形成头部一一

尾丝及尾部的④其它部件独立装配完成一一头部与尾部相结合一一

最后装上尾丝，至此，一个个成熟的形状、大小相同的噬菌体装配完

成。

⑤释放：两种方式:

1、裂解：多以裂解细胞的方式释放。

2、分泌：噬菌体穿出细胞，细胞并不裂解。

3、一个噬菌体通过上述五个过程能合成10〜1000个噬菌体。

第五章

选择性培养基：一类根据某微生物的特殊营养要求或其对某化学、

物理因素的抗性而设计的培养基，具有使混合菌样中的劣势菌变成优

势菌的功能，广泛用于菌种筛选等领域。

发酵：广义的“发酵”是指利用微生物生产有用代谢产物的一种

生产方式；狭义的“发酵”

是指微生物细胞将有机物氧化释放的电子直接交给底物本身未

完全氧化的某种中间产物，同时释放能量并产生各种不同代谢产物的

过程

生长因子：是微生物本身不能自行合成，但对生命活动又不可缺

少的、微量的特殊有机营养物。

营养类型：

1、光能自养型（光能无机营养型）

光合细菌反应需要光照和厌氧条件，主要存在于富含硫化物的淤

泥和江河湖泊的次表层水域中

2、光能异养型（光能有机营养型）

利用光能并以有机化合物作为唯一或主要碳源进行生长的一类

微生物

基本特点：a、光合色素，光合作用b、供氢体：简单的有机物

（如有机酸、异丙醇），还原C02成有机物形成细胞物质

3、化能自养型（化能无机营养型）

利用无机化合物氧化时释放的能量作为能源，利用C02或碳酸盐

作为唯一或主要碳源进行生长的一类微生物。

基本特点：a、能源：无机物氧化

b、供氢体：无机物，还原C02

典型实例：硫化细菌、硝化细菌、产甲烷菌、铁细菌（H2S,N02

一,H2,Fe2+）,这一类细菌广泛分布在土壤与水域环境中，在物质转

换过程中起重要作用。

4、化能异养型微生物

多数微生物属于化能异养型，其生长所需要能量和碳源通常来自

同一种有机物。

根据化能异养型微生物利用有机物的特性，又可以将其分为下列

两种类型：

①腐生型微生物：利用无生命活性的有机物作为生长的碳源。

②寄生型微生物：寄生在生活的细胞内，从寄生体内获得生长所

需要的营养物质。

培养基:是人工配制的适合微生物生长繁殖或积累代谢产物的营

养物质。

1、适合不同微生物的营养特点

⑴从营养型的角度看

养自微生物合成能力强简单的无机物

异养微生物合成能力弱至少提供一种有机物

（2）从类群的角度看

细菌

放线菌--------生理特点不同——营养要求不同

霉菌

二、培养基的类型

1、按照培养基成分：

b、天然培养基：以动植物组织或微生物浸出液为原料配制的培

养基。

2、按照培养用途：

a、基本培养基：将多种微生物都需要的营养物质配而成培养基

b、富集培养基（增殖培养基）：为分离某种微生物配制出的适合

它生长而不利于其它微生物

生长的培养基。

c、鉴别培养基：根据微生物的代谢特点，通过指示剂的呈色反

应，用以鉴别不同微生物的

培养基。（伊红-甲基蓝培养基鉴别大肠杆菌（菌落小，绿色光

泽）和产气肠杆菌（菌落大，灰棕色）

品中是否存在大肠杆菌等细菌：如果有大肠杆菌，其代谢产物就

在培养基中加入伊红和美蓝，可以用来鉴别饮用水和乳制与伊红和美

蓝结合，使菌落呈深紫色，并带有金属光泽。

3、按照培养基的物理性状

a、固体培养基

在液体培养基中加入凝固剂使呈固体状态，称为固体培养基。（琼

脂1、5-2%）

b、液体培养基

未加凝固剂呈液态的培养基称为液体培养基。

c、半固体培养基

在液体培养基中加入少量琼脂（0、2-0>5%）

培养基的灭菌

高压蒸气灭菌：

一般培养基：

1、05Kg/cm2,121℃,15-30min

含糖培养基：

0、56Kg/cm2,112>6℃,15-30min

过滤除菌，分别灭菌，间歇灭菌的应用。

器皿的灭菌：

干热空气：160℃,2ho

无菌室的消毒：

紫外光

化学药物熏蒸（苯酚；高镒酸钾+甲醛）

1、单纯扩散

被输送的物质，靠细胞内外浓度差为推动力，以扩散的形式从高

浓度区向低浓度区。

特点：1、非特异性；2、不需要载体；3、不需消耗能量；4、顺

逆浓度梯度进行；5、速度很慢；

6、可运送的养料有限（水或溶于水的气体及小极性分子，如尿

素、甘油、乙醇等）。

2、促进扩散

营养物通过与细胞膜上载体蛋白carrierprotein（也称作透过

酶permease）的可逆性结合来加快其传递速度。

特点：营养物质本身在分子结构上也不会发生变化；

不消耗代谢能量，故不能进行逆浓度运输；

运输的速率由胞内外该物质的浓度差决定；

需要细胞膜上的载体蛋白（透过酶）参与物质运输；

被运输的物质与载体蛋白有高度的特异性；

养料浓度过高时,与载体蛋白出现饱和效应。

3、主动运输

需要消耗能量，通过膜上的载体蛋白逆浓度梯度吸收营养物质的

过程。

特点：1、消耗能量；

2、能逆浓度梯度吸收；

3、具有被运输的物质和载体蛋白对应的专一性；

4、被运输的物质在转移的过程中不发生任何化学变化。

4、基团转位

是一种特殊的主动运输，与普通的主动运输相比，营养物质在运

输的过程中发生了化学变化（糖在运输的过程中发生了磷酸化），其

余特点与主动运输相同。

基因转位主要存在于厌氧和兼性厌氧型细菌中，也主要是用于单

（或双）糖与糖的衍生物，以及核昔与脂肪散的运输。

第八早

菌苔：细菌在固体培养基表面生长繁殖形式肉眼可见的多个菌落

连成一片的群体

鉴别培养基：在普通培养基中加入某些指示剂或其他化学药品使

培养基发生某种变化以区别不同类

别的微生物

噬菌体：寄生细菌和放线菌的病毒。

生物氧化：微生物氧化化学物质，释放其中的化学能的过程，称

生物氧化。

发酵（狭义定义）：在无氧条件下，电子（或氢）供体及受体都

是有机化合物的氧化作用。

细菌和酵母等微生物在无氧条件下，酶促降解糖分子产生能量的

过程。产能效率极低。厌氧发酵是指在无氧条件下，一些微生物将丙

酮酸转化为各种发酵产物的过程。由于该过程中的有机物没完全降解,

且只有底物水平的磷酸化，因而产能水平低。

呼吸作用：以分子氧作为最终电子（和氢）受体的氧化作用。

光合磷酸化：由光照引起的电子传递作用和磷酸化作用相偶联而

生成ATP的过程，即将光能转化为化学能的过程。

次生代谢：合成无明显生理功能或非生长发育所必需的小分子有

机化合物的过程。

次生代谢是避免初级代谢过程中某种中间产物积累造成的毒害

的而产生的一类有利于生存的代谢类型。

第七章

水活度：是一种反映环境中水对微生物生长可给性高低的指标。

是指在相同温度下，溶液或物质表面空气的蒸汽压与纯水的蒸汽压之

比

（一）延迟期

细胞内RNA含量增高而使原生质呈碱性；

细胞不分裂，但细胞变大；

合成代谢活跃，易合成新的诱导酶；

对外界环境变化敏感。

延迟期的长短与菌种本身、菌龄、接种量及培养基有关。

缩短延迟期方法

（二）对数期

细菌数目以几何级数增加，酶系活跃，代谢旺盛，大小均匀。在

生长曲线上，表现为一条上升的直线。

（三）稳定期

新繁殖的细胞与死亡细胞数目几乎相等，处于动态平衡。

菌体产量达到最高，细胞开始储藏糖原、脂肪等储藏物。

产芽抱。

开始合成次生代谢产物。

（四）衰亡期

活菌数目急剧下降；

出现了“负生长”；

细胞形态多样，有时产生畸形；

细胞开始自溶，释放次生代谢产物

细胞生长的主要测定方法：1、细胞数量的测定（1）总细胞计数

法：涂片计数法：0、01ml样品、血球计数板⑵比浊法（3）活菌计数

法：涂布平板法、混合倒平板法

2、细胞生物量的测定：

细胞干重法：每个细胞的干重稳定。

含氮量测定法：每个细胞的含氮量稳定，细菌的含氮量为干重的

12、5%o

DNA含量测定法：每个细菌细胞含DNA的量稳定。

第八章

基因重组：两个不同来源的遗传物质通过交换与重新组合，形成

新的基因型的过程

细菌质粒：是指细菌细胞内独立于染色体之外的复制子，常随宿

主染色体的复制而复制，并在细胞分裂时恒定地传给子代的遗传因子。

原核生物的三种基因重组方式：

一、转化

来自供体菌的DNA片段或质粒DNA转移到受体菌、并组合到其基

因组中的过程称为转化。

转化后的受体菌称为转化子。

二、转导

转导：是利用噬菌体为媒介，将供体菌的部分DNA转移到受体菌

内的现象。

三、接合

是指细菌的细胞与细胞接触时基因转移的整个过程

基因工程:应用DNA重组技术，构建基因工程菌株，使目的基因

得到表达的技术。

基因工程的工艺流程：1、目的基因的分离2、载体的分离3、体

外重组与转化4、重组子的检出5、外源基因的表达

基因工程的基本要素：1、工具酶：限制性内切酶、DNA聚合酶、

核酸酶和连接酶

2、载体：质粒、改造后的病毒或噬菌体、人工染色体等

3、外源DNA（目的基因）

第九章

富培养基：加富培养基，加富的某种物质使能的到次种物质的菌

体得以充分的发展，将此种培养基称为加富培养基。

代时:指个体生长中，每个微生物分裂繁殖一代所需的时间称为

代时、

菌膜：液体培养基上生长的菌在液体表面生长所形成的膜状结构。

菌移码突变：当缺失或插入的碱基只有一个或两个，它将引起整

个遗传密码的读码错误。菌种退化：指群体中退化细胞在数量上占一

定数值后，表现出菌种生产性能下降的现象

定向育种：指在某一特定条件下，长期培养某一微生物菌群，通

过不断转接传代以积累其自发突变，并最终获得优良菌株的过程。

光复合作用：当形成的复合物暴露在可见光下时，会使胸腺喀咤

二聚体重新解聚成为单体，此过程称为光复合作用。

菌种复壮：用人工方法，使仍保持原有特性的细胞生长、繁殖，

以更新退化的菌株。

常见方法：

(1)单细胞分离、纯化和扩大培养。

(2)用高温，紫外线或诱变剂淘汰筛选。

(3)接种至相应