微生物期末重点总结

微生物期末重要内容串讲11.比面值（P8）：把某一物体的单位体积所占有的表面积称为比面值。物体的体积越小，其比面值就越大。微生物是一个比面值大（小体积，大面积）的系统，因此拥有巨大的营养物质吸收面，代谢物质排泄面，环境信息交换面。现以球体的比面值为例：比面值=表面积/体积=2.菌落（P34）：将单个细菌细胞或（其他微生物）细胞或一小堆同种细胞接种到固体培养基表面（有时为内层），当它占有一定的发展空间并处于适宜的培养条件下，该细胞就会迅速生长繁殖并形成细胞堆，此即菌落。如果菌落是一个单细胞繁殖成的，它就是一个纯种细胞或克隆。如果把大量分散的纯种细胞密集地接种在固体培养基的较大平面上，结果长出大量“菌落”已互相连成一片，这就是菌苔。菌落特征：一般呈现湿润、较光滑、较透明、较粘稠、易挑取、质地均匀以及菌落正反面或边缘与中央部位颜色一致等。3.荚膜（P27）：荚膜是细胞的特殊结构，是某些细菌在细胞壁外包围的一层粘液性物质，一般由糖和多肽组成。细菌不仅可利用荚膜抵御不良环境；保护自身不受白细胞吞噬；而且能有选择地粘附到特定细胞的表面上，表现出对靶细胞的专一攻击能力。4.反硝化作用（P116）：反硝化细菌在缺氧条件下，还原硝酸盐释放出分子态氮（N2）或一氧化二氮（N2O）的过程。微生物和植物吸收利用硝酸盐有两种完全不同的用途：一是利用其中的氮作为氮源，称为同化性硝酸还原作用：NO3NH4有机态氮。许多细菌、放线菌和霉菌能利用硝酸盐做为氮素营养；另一用途是利用NO2-和NO3-为呼吸作用的最终电子受体，把硝酸还原成氮（N2），称反硝化作用或脱氮作用：NO3NO2N2。能进行反硝化作用的只有少数细菌（一般为兼性厌氧微生物），这个生理群称为反硝化细菌。5.L型细菌（P23）：由英国学者李斯特（Lister）发现的细菌，它是一种典型的细胞壁缺陷型细菌，专指那些实验室或宿主体内通过自发突变而形成的遗传性稳定的细胞壁缺损菌株，在固体培养基上可以形成“油煎蛋”似的小菌落。6.温和噬菌体（溶源性）（P77）：某些噬菌体侵染细菌后，将自身基因组整合到细菌细胞染色体上，随寄主细胞分裂而同步复制，并不引起细菌裂解释放噬菌体，因而被称作温和噬菌体。这种噬菌体与细菌共存的特性称为溶原性， 被侵染的细胞被称作溶原性细胞或溶原菌，整合到细菌细胞染色体上的病毒被称作前病毒或前噬菌体。烈性噬菌体：这类噬菌体侵入细菌细胞后，会通过裂解作用摧毁细胞使病毒粒子释放。这类能在宿主细菌细胞内增殖，产生大量子噬菌体，并通过裂解细菌细胞而释放出来的噬菌体。7.选择性培养基（P102）：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，具有使混合菌中劣势菌变成优势菌的功能，广泛用于菌种筛选等领域。8.同化作用（P106）：又称合成代谢，是指在合成酶系的催化下，由简单小分子、ATP形式的能量和H形式的还原力一起，共同合成复杂的生物大分子的过程。异化作用又称分解代谢，是指复杂的有机分子通过分解代谢酶系的催化产生简单分子、能量（ATP）和还原力（或还原当量，以H表示）的作用。两者间关系为：9.石炭酸系数(P.C.)（P177）:即在一定时间内，被试药剂能杀死全部供试菌的最高稀释度与达到同效的石炭酸的最高稀释度之比。一般规定处理时间为10min，供试菌为伤寒沙门氏菌。例如，某甲药剂以1:300的稀释度在10min内杀死所有的供试菌，而达到同效的石炭酸的最高稀释度为1：100，则该药剂的石炭酸系数等于3。计算方法： P.C.=300/100=310.氨基酸产能发酵（stickland反应）（P122）：以一种氨基酸作底物脱氢（即氢供体），而以另一种氨基酸作氢受体而实现生物氧化产能的独特发酵类型。氨基酸的氧化与另一些氨基酸还原相偶联；产能效率很低，每分子氨基酸仅产1个ATP。11.生物的五大共性，其中最基本的是哪一个，为什么? 微生物由于其体形都极其微小，因而导致了一系列与之密切相关的五个重要共性。（1） 体积小，面积大 （2） 吸收多，转化快（3） 生长旺，繁殖快（4） 适应强，易变异（5） 分布广，种类多12.什么是缺壁细菌，并比较四类缺壁菌的形成，特点？（P23）一、缺壁细菌：虽然细胞壁是一切原核生物的最基本构造，而缺壁细菌是指在自然界长期的进化中和在实验室菌种的自发突变中发生缺细胞壁的细菌；此外，在实验室中，还可以用人为方法通过抑制新生细胞壁的合成或对现成细胞壁进行酶解而获得人工缺壁细菌。二、缺壁细菌共有四类：（1）L型细菌: 指细菌在特定条件下（实验室或宿主体内），通过自发突变而形成的遗传性稳定的细胞壁缺陷变异型。 特点：没有完整而坚韧的细胞壁，细胞呈多形态； 有些能通过细菌滤器，故又称“滤过型细菌” 在固体培养基上形成“油煎蛋”似的小菌落（直径在0.1mm左右）；（2）原生质体：在人为条件下，用溶菌酶处理或在含青霉素的培养基中培养而抑制新生细胞壁合成而形成的仅由一层细胞膜包裹的，圆球形、对渗透压变化敏感的细胞，一般由革兰氏阳性细菌形成。特点：对环境条件变化敏感，低渗透压、振荡、离心甚至通气等都易引起其破裂； 有的原生质体具有鞭毛，但不能运动，也不被相应噬菌体所感染； 在适宜条件（如高渗培养基）可生长繁殖、形成菌落，形成芽孢。及恢复成有细胞壁的正常结构。 比正常有细胞壁的细菌更易导入外源遗传物质，是研究遗传规律和进行原生质体育种的良好实验材料。（3）球状体：在人为条件下，用溶菌酶去除革兰氏阴性细菌获得的残留部分细胞壁（外壁层）的球形体。与原生质体相比，它对外界环境具有一定的抗性，可在普通培养基上生长。（4）枝原体：在长期的进化过程中形成的、适应自然生活条件的无细胞壁的原核生物，因为它的细胞膜中含有一般原核生物没有的甾醇，故即使缺乏细胞壁，其细胞膜仍有较高的机械强度。13.生物氧化脱氢阶段中可通过EMP代谢途径完成其脱氢反应，简述EMP途径反应并绘制简图。（P108）1.EMP途径（糖酵解途径、己糖二磷酸途径）有氧：EMP途径与TCA途径链接；产生6ATP无氧：还原一些代谢产物，（专性厌氧微生物）产能的唯一途径。反应步骤：10步反应简图：总反应式：特点：基本代谢途径，产能效率低，提供多种中间代谢物作为合成代谢原料，有氧时与TCA环连接，无氧时丙酮酸及其进一步乙醛被还原成各种发酵产物，与发酵工业有密切关系。14.氧对厌氧菌的毒害机制是什么？（P163）氧对厌氧菌的毒害机制：超氧阴离子是活性氧的形式之一，带奇数电子，负电荷。它即有分子性质，也有离子性质，反应力极强，性质极不稳定。在体内可破坏各种重要生物高分子和膜，也可形成其他活性氧化物。在体内，超氧阴离子自由基可以自由酶促(如黄嘌呤氧化酶) 或非酶促方式形成。生物体的针对措施：超氧化物歧化酶(SOD)是其中之一。好氧、耐氧微生物的超氧化物歧化酶将超氧阴离子转化为毒性稍低的过氧化氢，过氧化氢酶再将过氧化氢转化为无毒的水。厌氧微生物因为没有超氧化物歧化酶，超氧阴离子自由基可造成其损害。15.简述营养物质进入细胞的4种方式。（P92）（1）单纯扩散：原生质膜是一种半透性膜，营养物质通过原生质膜上的小孔，由高浓度的胞外环境向低浓度的胞内进行扩散。单纯扩散，属于被动运送，指疏水性双分子层细胞膜（包括孔蛋白在内）在无载体蛋白参与下，单纯依靠物理扩散方式让许多小分子、非电离分子尤其是亲水性分子被动通过的一种物质运送方式。（书上）特点：依靠胞内外溶液浓度差，顺浓度梯度运输；不消耗代谢能，无特异性；运输氧、二氧化碳、甘油、乙醇、某些氨基酸等小分子；亲脂性分子从高浓度到低浓度的扩散来运输，利用细胞膜的通透性，细胞膜是一道屏障。 （2）促进扩散：指溶质在运送过程中，必须借助存在于细胞膜上的底物特异载体蛋白的协助，但不消耗能量的一类扩散性运送方式。利用膜内、膜外被运输物质和载体蛋白的亲和力的不同。特点：需要特异性的载体蛋白顺浓度梯度运输；不消耗能量；运输硫酸根、磷酸根、糖（真核）。（3）主动运输：是广泛存在于微生物中的一种主要的物质运输方式。指一类须提供能量并通过细胞膜上特异性载体蛋白构像的变化，而使膜外环境中低浓度的溶质运入膜内的一种运送方式。特点：微生物吸收营养的主要方式；可逆浓度梯度运输，耗能；需载体蛋白，有特异性；运输有机离子、无机离子、氨基酸、乳糖等糖类；需要特异性载体蛋白需要能量来改变载体蛋白的构象；亲和力改变蛋白构象改变耗能。单纯扩散、促进扩散、主动运输：被运输的溶质分子不发生改变。（4）基团转位：指一类既需特异性载体蛋白的参与，又需耗能的一种物质运送方式，其特点是溶质在运送前后还会发生分子结构的变化，不同于一般的主动运送。广泛存在与原核生物中，尤其是一些兼性厌氧菌和专性厌氧菌。特点：属主动运输类型；溶质分子发生化学修饰定向磷酸化；需复杂的运输酶系参与；运输葡萄糖、果糖、甘露糖、嘌呤、核苷、脂肪酸等。主要依赖磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）和磷酸转移酶系统（PTS）。每输入一个葡萄糖，就要消耗一个ATP的能量。（1）热稳载体蛋白（HPr）的激活（2） 糖经磷酸化而运入细胞膜内16.细菌的典型生长曲线？绘制细菌的生长曲线，并说明细菌生长曲线分几个时期？各自有什么特点？（P153）定量描述液体培养基中微生物群体生长规律的实验曲线，称为生长曲线。当把少量纯种单细胞微生物接种到恒容积的液体培养基中进行批式培养后，在适宜的温度、通气等条件下，该群体就会由小到大，发生有规律的生长。如以细胞数目的对数值作纵坐标，以培养时间作横坐标，就可以画出一条由延滞期、指数期、稳定期和衰亡期4个阶段组成的曲线，这就是微生物的典型生长曲线。（1）延滞期特点： 生长速率等于零 细胞合成新的成分 -适应新的培养基或别的培养条件-补充消耗的材料细胞形态变大或变长 对外界不良环境敏感（2）指数期特点： 生长速率最快，细胞呈指数增长 生长速率恒定 群体的生理特性较一致 代谢旺盛，细胞成分平衡发展（3）稳定期特点： 活细胞总数维持不变，即新繁殖的细胞数与衰亡的细胞数相等，菌体总数达到最高点。 细胞生长速率为零 细胞生理上处于衰老，代谢活力钝化，细胞成分合成缓慢， G+染色发生变化。（4）衰亡期特点： 细胞以指数速率死亡， 有时细胞死亡速率降低是由于抗性细胞的积累； 细胞变形退化，有的发生自溶，G+染色发生变化。17.培养基？培养基的名目繁多，种类各异，试举例说明按照培养基的成分、形态和功能可分几类？（P100）1.培养基是由人工配制的、含有六大营养要素、适合微生物生长繁殖或产生代谢产物的混合营养料。任何培养基都应该具备微生物生长所需要的六大营养要素，且其间的比例是合适的。2.培养基类型（一）按对培养基成分的了解分类天然培养基：指一些利用动、植物或微生物体或其提取物制成的培养基，成分未知。如培养细菌所用的肉汤蛋白胨培养基，培养酵母菌的麦芽汁培养基等。优点：取材方便、营养丰富、种类多样、配制方便、价格低廉；缺点：成分不清楚、不稳定。组合培养基：是一类用多种高纯化学试剂配制的、各成分（包含微量元素）的量都确切知道的培养基。如培养细菌所用的葡萄糖铵盐培养基，培养放线菌的淀粉硝酸盐培养基（高氏一号）。优点：组分精确、重复性好；缺点：较昂贵、一般用于研究工作（代谢、遗传分析）。半组合培养基：又称半合成培养基，指一类主要以化学试剂配制，同时还加有某种或某些天然成分的培养基。如培养真菌的马铃薯蔗糖培养基等。（二）按培养基的外观的物理状态分类 液体培养基：培养基中没有凝固剂，一般呈液体状态的培养基。用途：大量培养微生物，研究生理代谢等。固体培养基：一般加有凝固剂， 凝固剂含量一般为12。半固体培养基：是指在液体培养基中加入少量凝固剂（含量一般约为0.5%）而配制成的半固体状态培养基。用途：观察细菌的运动，测定噬菌体效价等。脱水培养基：又称脱水商品培养基或预制干燥培养基，指含有除水以外的一切营养成分的商品培养基，使用时加入适量水分并加以灭菌、分装即可，是一类既有成分精确又有使用方便等优点的现代化培养基。（三）按培养基对微生物的功能分类：选择性培养基：根据某种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。功能：混合菌中劣势菌变成优势菌，从而提高该菌的筛选效率。如酵母菌富集培养基，Ashby无氮培养基，Martin培养基，含糖酵母菌膏培养基。鉴别性培养基：加有能与某一菌的无色代谢产物发生反应的指示剂，从而用肉眼就能使该菌落与外形相似的其他菌落相区分的培养基。 最常见的伊红美蓝乳糖培养基（EMB培养基）鉴别大肠杆菌。微生物期末重要内容串讲21.化能异养微生物（P92）：碳源谱可分为有机碳源和无机碳源两大类，凡必须利用有机碳源的微生物被称为异养微生物。能源谱分为光能和化学能两大类，凡必须利用化学物质产能的微生物被称为化能微生物。生长所需能量均来自有机物氧化过程释放的化学能，所需碳源主要为有机物。2 2um质粒（P55）：在酿酒酵母中发现的，是一个位于细胞核内的闭合环状超螺旋DNA分子，长约2um。可用于研究基因调控、染色体复制的理想系统，也可作为酵母菌转化的有效载体，并组建基因“工程菌”。质粒（P194）：凡游离于原核生物核基因组以外，具有独立复制能力的小型共价闭合环状的dsDNA分子。3.Stickland反应（氨基酸产能发酵）（P122）4.枝原体（P40）：是一类无细胞壁、介于独立生活和细胞内寄生生活间的最小型原核生物。以二分裂和出芽生殖方式为主，能在含血清、酵母膏和甾醇等营养丰富的培养基上生长。5.组合培养基（P101）：又称合成培养基或综合培养基，是一类用多种高纯化学试剂配制的、各成分（含微量元素）的量都精确知道的培养基。6.生物固氮（P136）：是指大气中的分子氮通过微生物固氮酶的催化而还原成氨的过程，生物界中只有原核生物才具有固氮能力。固氮生物都属于个体微小的原核生物，所以固氮生物又叫做固氮微生物。根据固氮微生物的固氮特点以及与植物的关系，可以将它们分为自生固氮菌、共生固氮菌、联合固氮菌。7.异型乳酸发酵（P118）：葡萄糖经发酵后除主要产生乳酸外，还产生乙醇、乙酸和CO2等多种产物的发酵成为异型乳酸发酵。同型乳酸发酵：葡萄糖经过EMP途径后，只单纯产生2分子乳酸。8.次生代谢物（P144）：次级代谢产物是指微生物生长到一定阶段才产生的化学结构十分复杂、对该生物无明显生理功能、或并非是微生物生长和繁殖所必须的物质，如抗生素、色素、毒素等。不同种类的微生物所产生的次级代谢产物不相同，他们可能积累在细胞内，也可能排到外环境中。9.硝化作用（P259）：指氨在微生物的作用下氧化为硝酸的过程，硝化细菌将氨态氮氧化为硝酸态氮的过程。通常发生在通气良好的土壤、堆肥和活性污泥中。10.抗生素（P180）：是一类由微生物或其他生物生命活动过程中合成的次生代谢产物或其人工衍生物，它们在低浓度时就能抑制或干扰他种生物（包括病原菌，病毒，癌细胞等）的生命活动，因而可用做优良的化学治疗剂。11.何为芽孢及其耐热机制。（P32） （1）芽孢：某些细菌在其生长发育后期，在细胞内形成一个圆形或椭圆形、厚壁、含水量极低、抗逆性极强的休眠体，称为芽孢。芽孢对干燥和热具有高度抗性。芽孢与母细胞相比不论化学组成、细微结构、生理功能等方面都完全不同。（芽孢结构图）（2）芽孢耐热机制1.渗透调节皮层膨胀学说认为，芽孢的耐热性在于：芽孢衣对多价阳离子和水分的透性很差皮层的离子强度很高，产生极高的渗透压夺取芽孢核心中的水分，结果造成皮层的充分膨胀；核心部分的细胞质却变得高度失水，正是这种失水的核心才赋予了芽孢极强的耐热性。2.另一种学说则认为芽孢皮层中含有营养细胞没有的DPA-CA（吡啶-1,6-二羧酸钙盐），它能稳定芽孢中的生物大分子，从而增强了芽孢的耐热性。12.酵母菌是一种典型真核微生物，试简述酵母菌的繁殖方式。（P55）酵母菌一般泛指能发酵糖类的各种单细胞真菌。繁殖方式为无性繁殖和有性繁殖。无性繁殖为“假酵母”，有性繁殖为“真酵母”。（1）无性繁殖： 芽殖：芽殖是酵母菌最常见的一种繁殖方式。成熟的酵母菌细胞，先长出一个小芽， 裂殖：少数酵母具有与细菌相似的二分裂繁殖方式 产无性孢子：少数酵母菌可在卵圆形营养细胞上长出小梗，其上产生肾形的掷孢子。（2）有性繁殖：酵母菌是以形成子囊和子囊孢子的方式进行有性繁殖的。细胞原生质体接触质配（水解细胞壁，细胞质融合）核配（二倍体结合子）减数分裂（产生子囊和子囊孢子，形成孢子壁，产生子囊，每个子囊有四个或八个子囊孢子）13.生物氧化脱氢阶段可通过HMP代谢完成其脱氢阶段，简述此反应，绘制简图。（P108）HMP又称己糖一磷酸途径、磷酸戊糖途径。分为两个阶段：（1） 3个分子6-磷酸葡萄糖在6-磷酸葡萄糖脱氢酶和6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶等催化下经氧化脱羧生成6个分子NADPH+H+，3个分子CO2和3个分子5-磷酸核酮糖（2） 5-磷酸核酮糖在转酮酶和转醛酶催化下使部分碳链进行相互转换，经三碳、四碳、七碳和磷酸酯等，最终生成2分子6-磷酸果糖和1分子3-磷酸甘油醛（中间产物：核糖-5-磷酸和木酮糖-5-磷酸）。总反应如图所示：HMP反应总反应式：特点：a、葡萄糖都不经EMP途径和TCA循环而得到彻底氧化，无ATP生成b、能产生大量NADPH+H+形式的还原力c、产生多种重要中间代谢产物（5-磷酸核糖、4-磷酸-赤藓糖）d、单独HMP途径较少，一般与EMP途径同存 e、HMP途径是戊糖代谢的主要途径14.微生物学发展简史包括哪几个阶段？巴斯德和科赫有什么贡献？（P5）（1）微生物发展简史微生物学的史前期朦胧阶段（约8000年前-1676）微生物学的初创期-形态描述阶段（1676-1861） 列文虎克微生物学的奠基期生理水平研究阶段（1861-1897）巴斯德 科赫微生物学的发展期生理生化水平研究阶段（1897-1953）布赫纳微生物学成熟期分子生物学水平阶段（1953-至今 Wston和Crick发现DNA双螺旋结构（2）巴斯德微生物学奠基人1、否定了生命“自然发生”学说；2、解决了当时工、农、医方面 的许多难题，推动了生产的发展；3、奠定了微生物学的理论基础； 4、创造了一些微生物学实验方法。（3）科赫细菌学奠基人1.发现了许多病原菌，如炭疽杆菌、结核杆菌、霍乱弧菌等；2.发明了固体培养基，提出了纯培养的概念和方法； 3. 创造了细菌染色的方法。15.真核微生物与原核微生物的主要区别是什么？（P46）I原核微生物和真核微生物原核微生物细胞无细胞核，只有原核或拟核；真核微生物细胞的主要特征是有细胞核和细胞器及复杂的内膜系统；II原核细胞和真核细胞的区别核、核膜、染色体 原核生物细胞无核膜，有一个明显的核区，核区集中了主要遗传物质，由一条与组蛋白相联系的双链DNA构成的染色体组成。真核生物细胞则是由一条或一条以上的双链DNA与组蛋白等结合成的染色体，并由核膜包围。代谢场所原核细胞没有独立的内膜系统，与代谢有关的酶如呼吸酶合成酶等位于细胞膜上，因此它的能量代谢在质膜上进行。真核细胞不仅有独立的内膜系统，还有细胞骨架，呼吸酶在线粒体中，有专用的细胞器来完成各项生理功能，如线粒体、叶绿体。核糖体的大小和分布原核细胞的核糖体大小为70S，常以游离状态或多聚体状态分布于细胞质中。真核细胞的核糖体大小为80S，可以游离状态存在于细胞质或结合于内质网上。线粒体和叶绿体内有各自在结构上特殊的核糖体。16.简述革兰氏染色法的机制并说明此法的重要性？（P23）微生物的细胞小且透明，在普通光学显微镜下不易识别，必须对它们进行染色，使经染色后的菌体与背景形成明显的色差，从而能更清楚地观察到其形态和结构。因此，微生物染色技术是观察微生物形态结构的重要手段。革兰氏染色法不仅用来观察细菌的形态，而且它还是细菌鉴定的重要方法。 革兰氏染色反应是细菌分类和鉴定的重要性状。它是1884年由丹麦医师Gram创立的。革兰氏染色法不仅能观察到细菌的形态，而且还可将所有细菌区分为两大类：染色反应呈蓝紫色的称为革兰氏阳性细菌，用G+表示；染色反应呈红色（复染颜色）的称为革兰氏阴性细菌，用G-表示。细菌对革兰氏染色的不同反应，是由于它们细胞壁的成分和结构不同而造成的。革兰氏阳性细菌的细胞壁主要是由肽聚糖形成的网状结构组成的，在染色过程中，当用乙醇处理时，由于脱水而引起网状结构中的孔径变小，通透性降低，使结晶紫-碘复合物被保留在细胞内而不易脱色，因此，呈现蓝紫色；革兰氏阴性细菌的细胞壁中肽聚糖含量低，而脂类物质含量高，当用乙醇处理时，脂类物质溶解，细胞壁的通透性增加，使结晶紫-碘复合物易被乙醇抽出而脱色，然后又被染上了复染液（番红）的颜色，因此呈现红色。 革兰氏染色步骤如下：固定过的细胞用暗染色例如结晶紫染色，接着加碘液媒染，细菌细胞壁内由于染色形成结晶紫与碘的复合物。随后加酒精从薄的细胞壁中洗出结晶紫与碘暗染色的复合物，但是结晶紫碘复合物不能从厚的细胞壁中洗出。最后，用较浅的石炭酸复红复染。加石炭酸复红染色，使脱色的细胞呈粉红色，但在暗染色的细胞中没有看到粉红色，仍保持第一次的染色结果。保持原来染色(厚的细胞壁)的细胞称作革兰氏阳性，在光学显微镜下呈现蓝紫色。脱色的细胞(薄的细胞壁和外膜)称作革兰氏阴性，染成粉红色或淡紫色。革兰氏染色程序和结果步 骤方 法结 果阳性(G+)阴性(G-)初 染结晶紫30s紫 色紫 色媒染剂碘液30s仍为紫色仍为紫色脱 色95%乙醇10-20s保持紫色脱去紫色复 染蕃红(或复红)30-60s仍显紫色红 色