高职工业微生物学

关于高职工业微生物学第1页，共76页，2023年，2月20日，星期日真菌是一类不含叶绿素，无根、茎、叶分化，具有细胞壁的真核细胞型微生物。特征：细胞核分化程度高，有核膜、核仁和核孔；细胞质中含有一些已分化的细胞器，如线粒体、内质网、高尔基体等；细胞分裂方式为有丝分裂；少数类型为单细胞，多数为多细胞；在形态上出现不同程度的分化；大多数真菌有无性繁殖和有性繁殖两个阶段，构成其独特的生活史。复习第2页，共76页，2023年，2月20日，星期日第一节酵母菌酵母菌是一类单细胞、呈球形或卵圆形的真菌。特征:个体一般以单细胞状态存在；多数营出芽生殖，有的裂殖；能发酵糖类产能；细胞壁常含有甘露聚糖；喜在含糖量较高、酸度较大的水生环境中生长。复习第3页，共76页，2023年，2月20日，星期日一、酵母菌的形态与结构酵母菌的细胞直径比细菌粗10倍左右，细胞的形态通常有球状、卵圆状、椭圆状、柱状或香肠状等多种。细胞结构与其他真核生物基本相同。复习第4页，共76页，2023年，2月20日，星期日二、繁殖方式及生活史（一）繁殖方式无性繁殖芽殖裂殖无性孢子有性繁殖——以形成子囊和子囊孢子的形式进行有性繁殖。（1）质配；（2）核配；（3）减数分裂。复习第5页，共76页，2023年，2月20日，星期日（二）生活史上代个体经一系列生长、发育阶段而产生下一代个体的全部过程，称为该生物的生活史或生命周期。各种酵母的生活史可分为三种类型：单倍体型：营养体只能以单倍体形式存在（核配后立即进行减数分裂）双倍体型：营养体只能以双倍体形式存在（核配后不立即进行减数分裂）单双倍体型：营养体既可以单倍体也可以双倍体形式存在，都可进行出芽繁殖。复习第6页，共76页，2023年，2月20日，星期日（三）培养特征固体培养菌落形态特征：大而厚，圆形，光滑湿润，粘性，颜色单调。常见白色、土黄色、红色。液体培养好气性生长的酵母可在培养基表面上形成菌膜或菌醭，其厚度因种而异。有的酵母菌在生长过程中始终沉淀在培养基底部。有的酵母菌在培养基中均匀生长，使培养基呈浑浊状态。复习第7页，共76页，2023年，2月20日，星期日三、常见酵母菌1.啤酒酵母很少形成假菌丝。发酵工业，食品工业。2.异常汉逊酵母在加盖马铃薯葡萄糖培养基上能形成发达的假菌丝。能发酵产生乙酸乙酯。有一定的氧化烃类能力。食品工业的一种常见污染菌。3.产朊假丝酵母液体培养基形成沉淀。蛋白质和维生素B含量高，可用于饲料。4.热带假丝酵母氧化烃类能力强，可用于石油脱蜡。复习第8页，共76页，2023年，2月20日，星期日一、形态和结构霉菌的菌体由分枝或不分枝的菌丝构成。菌丝是真菌营养体的基本单位。菌丝是中空管状结构，直径一般3～10μm，有分枝，有隔膜或无隔膜。许多菌丝分枝连接，相互交织在一起所构成的形态称菌丝体。复习第二节霉菌霉菌：喜温湿，具丝状、绒毛或蛛丝网状的菌丝体，陆生性强，无大型子实体的真菌。第9页，共76页，2023年，2月20日，星期日（一）菌丝的组成与结构根据菌丝细胞结构可分为无隔膜菌丝有隔膜菌丝根据菌丝功能可分为营养菌丝气生菌丝繁殖菌丝复习第10页，共76页，2023年，2月20日，星期日二、繁殖方式及生活史（一）霉菌的人工培养真菌对营养要求较低，常用培养基为沙氏培养基和察氏培养基。最适宜生长温度为25-30度。菌落生长慢，经数日或数周才可形成肉眼可见的菌落。菌落由粗而长的分枝状菌丝组成，比细菌菌落大几倍到几十倍。霉菌的菌落疏松、干燥、不透明，多呈绒毛状、絮状或网状等，菌体可沿培养基表面蔓延生长，由于不同的真菌孢子含有不同的色素，所以菌落可呈多种颜色。复习第11页，共76页，2023年，2月20日，星期日（二）霉菌的生长菌丝细胞延长、分裂和细胞质合成，最终表现为菌丝体的生长。生长方式为顶端生长。生长发生在菌丝顶端，通过菌丝顶端的细胞膜与囊泡的融合而生长。囊泡内含有来自高尔基体的软化细胞壁的酶、细胞壁单体酶及聚合化酶，细胞壁先被软化，然后在膨压的作用下延伸，最后再变硬。复习第12页，共76页，2023年，2月20日，星期日（三）霉菌的繁殖方式及生活史以无性繁殖为主，产生无性孢子；条件适宜时，也可产生有性孢子进行有性繁殖。第13页，共76页，2023年，2月20日，星期日1.无性孢子繁殖不经两性细胞配合，只是营养细胞的分裂或营养菌丝的分化（切割）而形成新个体的过程。（1）厚垣孢子：部分菌丝细胞质浓缩、变圆，周围生出厚壁而成。孢子形态：圆形、柱形等。例：总状毛霉。（2）芽生孢子:菌体细胞发芽而成。厚垣孢子芽生孢子第14页，共76页，2023年，2月20日，星期日（3）关节孢子：由菌丝断裂而成。孢子形态：常呈成串短柱状。例如白地霉。（4）孢囊孢子：形成于菌丝的特化结构——孢子囊内。孢子形态：近圆形。包括游动孢子和静孢子。例如根霉、毛霉。关节孢子孢囊孢子第15页，共76页，2023年，2月20日，星期日（3）分生孢子：由分生孢子梗顶端细胞特化而成的单个或簇生的孢子。孢子形态：极多样。举例：曲霉、青霉。分生孢子第16页，共76页，2023年，2月20日，星期日子囊菌的无性繁殖。电镜下显示的曲霉具有特色的分生孢子第17页，共76页，2023年，2月20日，星期日第18页，共76页，2023年，2月20日，星期日2.有性孢子繁殖两个性细胞结合产生新个体的过程。分三个阶段：（1）质配：两个性细胞结合，细胞质融合，成为双核细胞，每个核均含单倍染色体（n+n）。（2）核配：两个核融合，成为二倍体接合子核，此时核的染色体数是二倍（2n）。（3）减数分裂：具有双倍体的细胞核经过减数分裂，核中的染色体数目又恢复到单倍体状态。第19页，共76页，2023年，2月20日，星期日（1）卵孢子：由大小不同的配子囊结合后发育而成。小配子囊称雄器；大配子囊称藏卵器。所属分类地位：卵菌纲。（2）接合孢子：是由菌丝生出的结构大小相似、形态相同或略有不同两个配子囊接合后发育而成。所属分类地位：接合菌纲卵孢子接合孢子第20页，共76页，2023年，2月20日，星期日（3）子囊孢子：在子囊中形成。子囊：两性细胞接触以后形成的囊状结构。子囊的形成有两种方式：①两个营养细胞直接交配而成，其外面无菌丝包裹；②从一个特殊的、来自产囊体菌丝（称为产囊丝）的结构上产生子囊，多个子囊外面被菌丝包围形成子实体，称为子囊果。所属分类地位：子囊菌纲子囊果的三种形态第21页，共76页，2023年，2月20日，星期日Ascomycota.Perithecium(left)containingasci(sacks)withdarkandwhitesexuallyformedascospores.第22页，共76页，2023年，2月20日，星期日项目霉菌孢子细菌芽孢大小大小数目一条菌丝或一个细胞产多个1个细胞只产1个形态形态、色泽多样形态简单形成部位可在细胞内或细胞外形成只在细胞内形成细胞核真核原核功能最重要的繁殖方式不是繁殖方式，是抗性构造（休眠方式）抗热性不强，在60-70℃下易杀死极强，一般100℃数十分钟才能杀死产生菌绝大多数种类可以产生少数细菌可产生霉菌孢子与细菌芽孢的比较第23页，共76页，2023年，2月20日，星期日3.霉菌的生活史从孢子开始，经过发芽、生长成为菌丝体，再由菌丝体经过无性繁殖和有性繁殖产生孢子。无性繁殖阶段；菌丝体（营养体）在适宜的条件下产生无性孢子，无性孢子萌发形成新的菌丝体，多次重复。有性繁殖阶段；在发育后期，在一定条件下，在菌丝体上分化出特殊性器官（细胞），质配、核配、减数分裂后形成单倍体孢子，再萌发形成新的菌丝体。第24页，共76页，2023年，2月20日，星期日第25页，共76页，2023年，2月20日，星期日第26页，共76页，2023年，2月20日，星期日三、霉菌的代表属（一）毛霉（Mucor)分布：广泛分布于土壤、空气中，也常见于水果、蔬菜、各类淀粉食物、谷物上，引起霉腐变质。形态特征：菌丝发达、繁密；白色无隔多核，为单细胞真菌丝。毛霉的孢子囊梗有单生的，也有分枝的。分枝有单轴、假轴两种类型。毛霉的菌丝多为白色，孢子囊黑色或褐色，孢子囊孢子大部分无色或浅兰色，因种而异。第27页，共76页，2023年，2月20日，星期日（二）根霉（Rhizopus)分布：分布于土壤、空气中，常见于淀粉食品上，可引起霉腐变质和水果、蔬菜的腐烂。形态特征：很多特征与毛霉相似，菌丝也为白色、无隔多核的单细胞真菌，多呈絮状。——与毛霉主要区别在于根霉有假根和匍匐枝，与假根相对处向上生出孢囊梗。孢子囊梗与囊轴相连处有囊托，无囊领。第28页，共76页，2023年，2月20日，星期日①根霉能产生一些酶类，如淀粉酶、果胶酶、脂肪酶等，是生产这些酶类的菌种。在酿酒工业上常用做糖化菌。②有些根霉还能产生乳酸、延胡索酸等有机酸。③有的也可用于甾体转化。第29页，共76页，2023年，2月20日，星期日（三）青霉（Penicillum)分布：广泛分布于土壤、空气、粮食、水果和中草药上，可引起病害或霉腐变质形态特征：与曲霉类似。但无足细胞，分生孢子梗从基丝或气丝上生出，有横隔，顶端生有扫帚状的分生孢子头。——与曲霉类似，菌丝也是由有隔多核的多细胞构成。但青霉无足细胞，分生孢子梗从基内菌丝或气生菌丝上生出，有横隔，顶端生有扫帚状的分生孢子头。分生孢子多呈蓝绿色。扫帚枝有单轮、双轮和多轮，对称或不对称。是生产抗生素的重要菌种，如产黄青霉和点青霉都能生产青霉素。生产有机酸，如葡萄糖酸、柠檬酸。第30页，共76页，2023年，2月20日，星期日第31页，共76页，2023年，2月20日，星期日青霉菌的分生孢子及抗菌作用第32页，共76页，2023年，2月20日，星期日（四）曲霉(Aspergillus)分布：广泛分布于土壤、空气和谷物上，可引起食物、谷物、果蔬和中草药的霉腐变质，有的可产生致癌性的黄曲霉毒素。形态特征：菌丝发达多分枝，有隔多核，分生孢子梗由特化了的厚壁而膨大的菌丝细胞（footcell足细胞）上垂直生出；分生孢子头状如“菊花”。曲霉的菌丝、孢子常呈现各种颜色，黑、棕、绿、黄、橙、褐等，菌种不同，颜色各异。第33页，共76页，2023年，2月20日，星期日①是制酱、酿酒、制醋的主要菌种。②是生产酶制剂（蛋白酶、淀粉酶、果胶酶）的菌种。③生产有机酸（如柠檬酸、葡萄糖酸等）④农业上用作生产糖化饲料的菌种。黄曲霉毒素（aflatoxin)：一种肝毒素，毒性为二甲基亚硝胺的75倍。第34页，共76页，2023年，2月20日，星期日第35页，共76页，2023年，2月20日，星期日（五）链孢霉属即脉孢菌，子囊孢子表面有纵向条纹，形如叶脉。疏松的长菌丝，有隔并有明显分枝，成熟时气生菌丝形成简单的分生孢子梗，直接产生成串的分生孢子。红色面包霉。有性生殖为子囊孢子，常用于遗传学研究。含丰富的蛋白质、维生素B12等，可用于饲料。引起食物霉变。第36页，共76页，2023年，2月20日，星期日（六）头孢霉属菌丝有隔、分枝、常结成绳索状。分生孢子梗不分枝，分生孢子从梗顶端生出靠黏液聚成圆头部，随水散开。无性繁殖为主。部分产生抗癌物质和重要的抗生素。如顶头孢酶。第37页，共76页，2023年，2月20日，星期日四、霉菌与人类的关系（一）病原性霉菌1.浅部感染真菌皮肤癣真菌：Sabouraud培养基上形成丝状菌落。菌落颜色菌落形态大分生孢子菌丝毛癣菌灰白、红、橙或棕色表面呈绒毛状、粉粒状或蜡样细长棒状的薄壁大分生孢子螺旋状、球拍状、鹿角状和结节状表皮癣菌初为白色，以后转变为黄绿色初为白色鹅毛状，以后转变为黄绿色粉末状卵圆形或粗棒状薄壁大分生孢子，厚膜孢子（陈旧培养）球拍状小孢子癣菌灰色、橘红色或棕黄色绒毛状逐渐变至粉末状厚壁梭形结节状、梳状和球拍状第38页，共76页，2023年，2月20日，星期日一种皮肤癣菌可在不同部位引起病变相同部位的病变也可由不同的皮肤癣菌引起指（趾）甲皮肤毛发毛癣菌+++皮肤癣菌属++-小孢子癣菌属-++第39页，共76页，2023年，2月20日，星期日2、深部感染真菌皮下组织感染：产色霉菌病和孢子丝菌病，足菌肿全身性感染：芽生菌病，组织胞浆菌病，球孢子菌病和副球孢子菌病机会性感染裴氏着色真菌孢子丝菌病第40页，共76页，2023年，2月20日，星期日产色霉菌病和孢子丝菌病着色真菌感染都发生在暴露部位，病损皮肤变黑，故称着色真菌病。在我国主要有卡氏枝孢霉和裴氏着色芽生菌。申克孢子丝菌，属于腐生性真菌，广泛存在于土壤、植物上，常因外伤接触带菌的花草等引起感染。此菌可经微小损伤侵入皮肤，然后沿淋巴管分布，引起亚急性或慢性肉芽肿，使淋巴管形成链状硬结，称为孢子丝菌下疳。此菌也可经口进入肠道或经呼吸道进入肺，随后经血行播散至其他器官引起深部感染。是一种二相性真菌。第41页，共76页，2023年，2月20日，星期日3.霉菌毒素霉菌在代谢过程中产生的一些有毒的代谢产物。人或动物误食后可引起食物中毒，有些霉菌毒素还具有致癌、致畸和致突变作用。黄曲霉毒素灰黄霉素黄褐霉素第42页，共76页，2023年，2月20日，星期日（二）霉菌与制药工业抗生素：青霉素、灰黄霉素、头孢菌素、环孢霉素等。有机酸和维生素：黑曲霉能生成2-5%的乙醇，根霉属的某些菌种能生产正丙醇、正丁醇、异戊醇、有机酸等，还可生产维生素B2。酶的生产：淀粉酶、蛋白酶、纤维素酶、果胶酶等。生物转化：对甾体化合物在内的一些有机物具有一定的降解作用。第43页，共76页，2023年，2月20日，星期日四类微生物的形态特征和菌落特征第44页，共76页，2023年，2月20日，星期日第三节大型真菌能产生肉眼即可看清的大型子实体的真菌。一、形态和结构基本构成为子实体和菌丝体菌丝体三个发育阶段初生菌丝：单倍体二生菌丝：以锁状联合方式增殖细胞。三生菌丝：二生菌丝特化形成。形成各种子实体。子实体由营养菌丝和繁殖菌丝组成，是产生孢子的结构。第45页，共76页，2023年，2月20日，星期日二、繁殖方式及生活史大型真菌一般属于担子菌门和子囊菌门。（一）繁殖方式无性繁殖：芽殖、裂殖和分生孢子有性繁殖：产生担子和担孢子（二）生活史即担子菌的有性世代。第46页，共76页，2023年，2月20日，星期日担孢子形成过程第47页，共76页，2023年，2月20日，星期日第48页，共76页，2023年，2月20日，星期日三、大型真菌与制药工业（一）药用大型真菌资源银耳、茯苓、猪苓、灵芝、冬虫夏草、马勃等（二）药用真菌有效化学成分1.多糖2.萜类化合物甾醇类（三）药用大型真菌发酵工艺的研究第49页，共76页，2023年，2月20日，星期日马勃蘑菇羊肚菌绯红肉杯菌第50页，共76页，2023年，2月20日，星期日病毒病毒是非细胞型微生物。其体积微小，结构简单，必须在活细胞内增殖。病毒的大小与形态：病毒的大小：完整的成熟病毒颗粒称为病毒体。病毒体的测量单位是纳米。病毒的形态：动物病毒多为球形，少数为弹状、砖块状。噬菌体为蝌蚪状。第51页，共76页，2023年，2月20日，星期日微生物的大小比较葡萄球菌(1000nm）

牛痘病毒300×250nmABCDEFG立克次体450nm衣原体390nmA、大肠杆菌噬菌体

(65×95nm)B、腺病毒

(70nm)C、脊髓灰质炎病毒

(30nm)D、乙脑病毒

(40nm)E、蛋白分子

(10nm

)F、流感病毒

(100nm)G、烟草花叶病毒第52页，共76页，2023年，2月20日，星期日第53页，共76页，2023年，2月20日，星期日第54页，共76页，2023年，2月20日，星期日第55页，共76页，2023年，2月20日，星期日单纯疱疹病毒烟草花叶病毒噬菌体第56页，共76页，2023年，2月20日，星期日病毒的结构与化学组成化学组成：主要为核酸和蛋白质核酸：DNA或RNA病毒蛋白：结构蛋白和酶蛋白结构：内部：核心，主要为核酸。即病毒的基因组，DNA或RNA。决定病毒的遗传、变异和复制。此外有少量酶蛋白。第57页，共76页，2023年，2月20日，星期日外部：衣壳，为蛋白质。由多肽壳粒组成。有螺旋、２０面体、复合三种对称类型。可保护病毒的核酸、介导病毒侵入宿主细胞，并有抗原性。衣壳与核心一起称为核衣壳，构成最简单的病毒体。第58页，共76页，2023年，2月20日，星期日第59页，共76页，2023年，2月20日，星期日包膜：是病毒在成熟过程中以出芽方式穿过宿主细胞，向细胞外释放时获得的。由病毒自身的蛋白质与宿主细胞膜或核膜的脂质和少量糖类构成。有保护作用，并与病毒的感染有关。包膜表面常有不同形状的突起，称为包膜子粒或刺突。为蛋白质，有多种作用。第60页，共76页，2023年，2月20日，星期日第61页，共76页，2023年，2月20日，星期日第62页，共76页，2023年，2月20日，星期日病毒的增殖病毒的增殖：以复制的方式增殖。一个复制周期可分为吸附、穿入、脱壳、生物合成、装配与释放五个步骤。吸附：主要通过病毒的包膜，或无包膜病毒衣壳表面的配体位点，与细胞表面的特异性受体结合。穿入：有包膜的病毒通过包膜与宿主细胞膜融合，无包膜的病毒通过胞饮方式进入细胞。第63页，共76页，2023年，2月20日，星期日脱壳：进入细胞内的病毒脱去衣壳，释放出病毒的基因组。生物合成：早期，病毒基因组在细胞内转译、转录合成非结构蛋白（即早期蛋白，包括必需的复制酶和抑制宿主细胞核酸与蛋白质合成的酶）；之后，根据病毒基因组的指令，复制病毒的核酸，合成结构蛋白与一系列非结构蛋白。病毒的基因组有不同类型，其生物合成的过程亦有所不同。此阶段细胞内找不到病毒颗粒。第64页，共76页，2023年，2月20日，星期日装配与释放：子代核酸和蛋白质可在胞核、胞质、核膜及胞膜上进行装配。装配完成的病毒以裂解、出芽等方式释放。包膜的脂质即在释放时获得。第65页，共76页，2023年，2月20日，星期日第66页，共76页，2023年，2月20日，星期日病毒的遗传和变异病毒的变异非常多见，包括毒力、耐药性、抗原性等很多方面。第67页，共76页，2023年，2月20日，星期日噬菌体一、噬菌体的生物学性状噬菌体是感染细菌、真菌、放线菌或螺旋体等微生物的病毒，在葡萄球菌和志贺菌中首先发现。病毒的特性：个体微小，可以通过细菌滤器没有完整的细胞结构，由蛋白质和核酸组成专性细胞内寄生的微生物分布极广第68页，共76页，2023年，2月20日，星期日形态个体小，需用电子显微镜观察蝌蚪形、微球形和丝形第69页，共76页，2023年，2月20日，星期日结构大多数噬菌体呈蝌蚪形，由头部和尾部两部分组成大肠埃希菌T4噬菌体，头部和尾部大肠埃希菌T2噬菌体蝌蚪形噬菌体结构模式图第70页，共76页，2023年，2月20日，星期日化学组成蛋白质构成噬菌体的头部的衣壳及尾部，保护核酸。核酸-遗传物质基因组大小2~200Kb核酸为DNA或RNA，大多数噬菌体的DNA为双链DNA，多数RNA噬菌体的RNA为线状单链。某些噬菌体含有异常碱基，如大肠埃希菌T2噬菌体以5-羟甲基胞嘧啶与糖基化的5-羟甲基胞嘧啶代替胞嘧啶；某些枯草芽胞杆菌噬菌体以尿嘧啶、5-羟甲基尿嘧啶代替胸腺