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文檔簡介
1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上緒論1676年,微生物學(xué)的先驅(qū)荷蘭人列文虎克(Antony van leeuwenhoek)首次觀察到了細菌。法國人巴斯德:(1) 發(fā)現(xiàn)并證實發(fā)酵是由微生物引起的;(2) 徹底否定了“自然發(fā)生”學(xué)說;(3) 免疫學(xué)預(yù)防接種;(4)其他貢獻:巴斯德消毒法6065度短時間加熱處理德國人科赫:(1)發(fā)現(xiàn)病原菌:炭疽病 肺結(jié)核 霍亂病菌 (2)微生物學(xué)基本操作技術(shù)方面的貢獻a)細菌純培養(yǎng)方法的建立b)設(shè)計了各種培養(yǎng)基,實現(xiàn)了在實驗室內(nèi)對各種微生物的培養(yǎng)c)流動蒸汽滅菌d)染色觀察和顯微攝影1953年,J.D.Watson和F.H.C.Crick提出了DNA結(jié)構(gòu)的雙螺旋模型,這
2、是二十世紀生物學(xué)領(lǐng)域中的一次最偉大的革命 ;Crick又在1958年提出了遺傳信息傳遞的中心法則。第一章1、細菌的基本形態(tài)球狀細胞個體呈球形或橢圓形,不同種的球菌在細胞分裂時會形成不同的空間排列方式,常被作為分類依據(jù)。桿狀細胞呈桿狀或圓柱形,一般其粗細(直徑)比較穩(wěn)定,而長度則常因培養(yǎng)時間、培養(yǎng)條件不同而有較大變化。 桿狀細菌的排列方式常因生長階段和培養(yǎng)條件而發(fā)生變化,一般不作為分類依據(jù)。螺旋狀1)弧菌:菌體只有一個彎曲,其程度不足一圈,形似“C”字或逗號,鞭毛偏端生。 2)螺菌菌體回轉(zhuǎn)如螺旋,螺旋數(shù)目和螺距大小因種而異。鞭毛二端生。細胞壁堅韌,菌體較硬。 3)螺旋體菌體柔軟,用于運動的類似鞭
3、毛的軸絲位于細胞外鞘內(nèi)。 2、微生物個體大小及表示方法 細菌, 酵母 mm (=10-6 m) 病毒 nm (=10-9 m) 表示細菌大小的單位一般用um。球菌的大小用菌體直徑,桿菌和螺旋菌則以其寬度(直徑)長度表示 ,螺旋菌用螺旋直徑3.14螺旋數(shù)來表示。3、細菌細胞的構(gòu)造與功能A細菌細胞壁的結(jié)構(gòu)與功能:概念: 細胞壁(cell wall)是細胞膜外面具有一定硬度和韌性的壁套。(1)革蘭氏陽性細菌的細胞壁 :肽聚糖和磷壁酸特點:厚度大(3040nm), 層數(shù)多,化學(xué)組分簡單,一般只含90%肽聚糖和10%磷壁酸。 肽聚糖:厚約3040nm,由20-30層左右的網(wǎng)格狀分子交織成的網(wǎng)套覆蓋在整個
4、細胞上。 磷壁酸:革蘭氏陽性細菌細胞壁上特有的化學(xué)成分,多元醇和磷酸的聚合物。 膜磷壁酸:跨越肽聚糖層并與細胞膜相交聯(lián)的(又稱脂磷壁酸)壁磷壁酸:它與肽聚糖分子間進行共價結(jié)合。磷壁酸主要生理功能:使細胞壁形成負電荷環(huán)境,增強細胞膜對二價陽離子的吸收;貯藏磷元素;增強某些致病菌對宿主細胞的粘連;能調(diào)節(jié)細胞內(nèi)自溶素(autolysin)的活力,防止細胞因自溶而死亡。(2)革蘭氏陰性細菌細胞壁:分為內(nèi)壁層和外壁層肽聚糖(內(nèi)壁層):埋藏在外膜層之內(nèi),是僅由12層肽聚糖網(wǎng)狀分子組成的薄層(23nm) 。外壁層:位于革蘭氏陰性細菌細胞壁外層,由脂多糖、類脂和脂蛋白等若干種蛋白質(zhì)組成的膜。1、脂多糖(lip
5、opolysaccharide, LPS) :位于革蘭氏陰性細菌細胞壁最外層,由類脂A、核心多糖(core polysaccharide)和O-特異側(cè)鏈(O-specific side chain,或稱O-多糖或O-抗原)三部分組成。2、外膜蛋白(outer membrane protein) 嵌合在LPS和磷脂層外膜上的蛋白。有20余種,但多數(shù)功能尚不清楚,分為脂蛋白和孔蛋白。脂蛋白(lipoprotein)是一種通過共價鍵使外膜層牢固地連接在肽聚糖內(nèi)壁層上的蛋白,分子量約為7200。 孔蛋白(porins)是由三個相同分子量(36000)蛋白亞基組成的一種三聚體跨膜蛋白,中間有一直徑約1n
6、m的孔道。,有特異性和非特異性兩種。周質(zhì)空間(periplasmic space, periplasm) 又稱壁膜間隙。在革蘭氏陰性細菌中,一般指其外膜與細胞膜之間的狹窄空間(寬約1215nm),呈膠狀。(3)細胞壁的功能:1)固定細胞外形和提高機械強度;2)滲透屏障,阻攔酶蛋白和某些抗生素等大分子物(分子量大于800Da)進入細胞,保護細胞免受溶菌酶、消化酶等有害物質(zhì)的損傷;3)細菌特定的抗原性、致病性的物質(zhì)基礎(chǔ),4)為細胞的生長、分裂和鞭毛運動所必需。 細胞壁缺陷型細菌:1)L型細菌(L-form of bacteria) 1. 沒有完整而堅韌的細胞壁,細胞呈多形態(tài); 2. 有些能通過細菌
7、濾器,故又稱“濾過型細菌”; 3. 對滲透敏感,在固體培養(yǎng)基上形成“油煎蛋”似的小菌落(直徑在0.1mm左右); 4. 遺傳性穩(wěn)定2)原生質(zhì)體(protoplast) :在人為條件下,用溶菌酶處理或在含青霉素的培養(yǎng)基中培養(yǎng)而抑制新生細胞壁合成而形成的僅由一層細胞膜包裹的,圓球形、對滲透壓變化敏感的細胞,一般由革蘭氏陽性細菌形成。 特點:對環(huán)境條件變化敏感,低滲透壓、振蕩、離心甚至通氣等都易引起其破裂; 有的原生質(zhì)體具有鞭毛,但不能運動,也不被相應(yīng)噬菌體所感染; 在適宜條件(如高滲培養(yǎng)基)可生長繁殖、形成菌落,形成芽孢,及恢復(fù)成有細胞壁的正常結(jié)構(gòu)。 比正常有細胞壁的細菌更易導(dǎo)入外源遺傳物質(zhì),是研
8、究遺傳規(guī)律和進行原生質(zhì)體育種的良好實驗材料。3)原生質(zhì)球:采用上述同樣方法,針對革蘭氏陰性細菌處理后而獲得的殘留部分細胞壁(外壁層)的球形體。與原生質(zhì)體相比,它對外界環(huán)境具有一定的抗性。B、細菌細胞膜1、概念:細胞質(zhì)膜,又稱質(zhì)膜、細胞膜或內(nèi)膜,是緊貼在細胞壁內(nèi)側(cè)、包圍著細胞質(zhì)的一層柔軟、脆弱、富有彈性的半透性薄膜,厚約78nm,由磷脂(占20%30%)和蛋白質(zhì)(占50%70%)組成。 2、組成:磷脂在水溶液中形成具有高度定向的雙分子層,親水的極性基指向雙分子的外表面,疏水的非極性基朝向內(nèi),形成膜的基本骨架;蛋白質(zhì)分為水溶性的外周蛋白和非水溶性的內(nèi)周蛋白。3、液態(tài)鑲嵌模型(fluid mosai
9、c model) 膜的主體是脂質(zhì)雙分子層;脂質(zhì)雙分子層具有流動性;整合蛋白因其表面呈疏水性,故可“溶”于脂質(zhì)雙分子層 的疏水性內(nèi)層中;周邊蛋白表面含有親水基團,故可通過靜電引力與脂質(zhì) 雙分子層表面的極性頭相連;脂質(zhì)分子間或脂質(zhì)與蛋白質(zhì)分子間無共價結(jié)合;脂質(zhì)雙分子層猶如一“海洋”,周邊蛋白可在其上作“漂浮” 運動,而整合蛋白則似“冰山”狀沉浸在其中作橫向移動。4、細胞膜的生理功能:選擇性地控制細胞內(nèi)、外的營養(yǎng)物質(zhì)和代謝產(chǎn)物的運送; 是維持細胞內(nèi)正常滲透壓的屏障; 合成細胞壁和糖被的各種組分(肽聚糖、磷壁酸、LPS、 莢膜多糖等)的重要基地; 膜上含有氧化磷酸化或光合磷酸化等能量代謝的酶系, 是細
10、胞的產(chǎn)能場所; 是鞭毛基體的著生部位和鞭毛旋轉(zhuǎn)的供能部位; 5、細菌細胞膜的特殊結(jié)構(gòu):1)間體和內(nèi)膜:細胞質(zhì)膜內(nèi)褶形成的囊狀構(gòu)造。2)載色體 :不放氧光合細菌細胞膜多次凹陷折疊而折疊而成的片層狀、微管狀或囊狀結(jié)構(gòu)。載色體含有光合色素以及電子傳遞鏈,是進行光合作用的場所。 4、革蘭氏染色過程和原理;革蘭氏染色陽性菌和陰性菌的差別;(1)革蘭氏染色:1、涂片,固定、結(jié)晶紫初染2、碘溶液媒染,其作用是提高染料和細 胞間的相互作用從而使二者結(jié)合得更牢固。3、用乙醇或丙酮沖洗進行脫色。4、沙黃或番紅復(fù)染結(jié)果: 菌體呈紫色者為G+ 菌體呈紅色者為G-(2)原理(實驗報告和實驗書):(3)革蘭氏陽性菌和陰性
11、菌細胞壁的比較:5、芽孢的結(jié)構(gòu)與功能(伴孢晶體)。(1)概念:某些細菌在細胞內(nèi)形成一個球形或橢球形、壁厚、含水量極低、抗逆性極強的休眠體,稱為芽孢(Spore),由于形成于菌體內(nèi),故又稱內(nèi)生孢子(Endospore)。(2)結(jié)構(gòu):伴孢晶體少數(shù)芽孢桿菌,例如蘇云金芽孢桿菌(Bacillus thuringiensis)在其形成芽孢的同時,會在芽孢旁形成一顆菱形或雙錐形的堿溶性蛋白晶體內(nèi)毒素,稱為伴孢晶體。 特點:不溶于水,對蛋白酶類不敏感;容易溶于堿性溶劑。 6、鞭毛的結(jié)構(gòu)和功能(如何知道有鞭毛)(1) 概念:某些細菌細胞表面著生的一至數(shù)十條長絲狀、螺旋形的附屬物,具有推動細菌運動功能,為細菌的
12、“運動器官”。(2)結(jié)構(gòu): 基體(L環(huán)、P環(huán)、S環(huán)、M環(huán)) 鞭毛鉤 鞭毛絲(3)運動機制:旋轉(zhuǎn)、揮鞭。細菌以推進方式做直線運動,以翻騰形式做短促轉(zhuǎn)向運動(4)如何知道有鞭毛: 電子顯微鏡觀察;光學(xué)顯微鏡觀察:鞭毛染色和暗視野觀察;培養(yǎng)特征:半固體穿刺、菌落特征觀察。7、一些重要細胞內(nèi)儲藏物8、細菌的群體特征: 細菌在固體培養(yǎng)基上生長發(fā)育,即可由一個或幾個細菌分裂繁殖聚集而成肉眼可見的群體, 稱為菌落(colony)。 如果一個菌落是由一個細菌個體生長、繁殖而成,則稱為純培養(yǎng)(pure culture)。 培養(yǎng)平板上的菌落數(shù)通常用菌落形成單位(colony forming unit, CFU)來
13、表示。9、藍細菌: 也稱藍藻或藍綠藻,是一類含有葉綠素a、能以水作為供氫體和電子供體、通過光合作用將光能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能、同化CO2為有機物質(zhì)的光合細菌。特性:1)分布極廣;2)形態(tài)差異極大,有球狀、桿狀和絲狀等形態(tài);3)細胞中含有葉綠素a,進行產(chǎn)氧型光合作用;4)具有原核生物的典型細胞結(jié)構(gòu):5)營養(yǎng)極為簡單,不需要維生素,以硝酸鹽或氨作為氮源, 多數(shù)能固氮,其異形細胞(heterocyst)是進行固氮的場所。6)分泌粘液層、莢膜或形成鞘衣,因此具有強的抗干旱能力。7)許多種類細胞質(zhì)中有氣泡,使菌體漂浮,保持在光線最充足的地方,以利光合作用。10、放線菌:放線菌是具有菌絲、以孢子進行繁殖、革蘭氏染
14、色陽性的一類原核微生物。 放線菌菌絲分為基生菌絲、氣生菌絲和孢子絲,繁殖方式為菌絲斷裂和無性孢子(分為凝聚孢子、橫隔孢子、孢囊孢子、分生孢子、厚壁孢子)。細菌的芽孢是休眠體,而放線菌的孢子是繁殖體。名詞:肽聚糖、原生質(zhì)體、原生質(zhì)球、 莢膜、芽孢、伴孢晶體、趨化性、古菌、孢囊莢膜: 包被于某些細菌細胞壁外的一層厚度不定的膠狀物質(zhì)。糖被按其有無固定層次、層次厚薄又可細分為莢膜、微莢膜、粘液層和菌膠團。 主要成分是多糖、多肽或蛋白質(zhì),尤以多糖居多。 經(jīng)特殊的莢膜染色,特別是負染色(又稱背景染色)后可在光學(xué)顯微鏡清楚地觀察到它的存在。孢囊:細菌的休眠構(gòu)造,由整個營養(yǎng)細胞轉(zhuǎn)變而來,適宜條件下可以萌發(fā)。古
15、菌:獨立于細菌和真核生物之外的生命的第三種形式。 第二章 真核微生物1、真菌的特化:假根、吸器、菌核、子實體1)假根:某些真菌的匍匐菌絲與基質(zhì)接觸處分化形成的根狀結(jié)構(gòu),功能是固著和吸收營養(yǎng)。2)吸器:一些專性寄生真菌從菌絲上分化出來的旁枝,侵入細胞內(nèi)用以吸收細胞內(nèi)的營養(yǎng)。3)菌核:是一種休眠的菌絲組織。由菌絲密集地交織在一起,其外層教堅硬、色深,內(nèi)層疏松。 4)菌環(huán):菌絲交織成套狀;菌網(wǎng):菌絲交織成網(wǎng)狀5)附著枝:若干寄生真菌由菌絲細胞生出1-2個細胞的短枝,以將菌絲附著于宿主上,這種特殊的結(jié)構(gòu)。6)子實體:真菌的氣生菌絲特化形成的具有一 定形狀的產(chǎn)孢結(jié)構(gòu)。 結(jié)構(gòu)簡單的子實體產(chǎn)無性孢子的簡單子
16、實體:a.分生孢子頭 b.分生孢子囊產(chǎn)有性孢子的簡單子實體:擔子菌的擔子結(jié)構(gòu)復(fù)雜的子實體產(chǎn)無性孢子的復(fù)雜子實體:(a)分生孢子器 (b)分生孢子座 (c) 分生孢子盤產(chǎn)有性孢子的復(fù)雜子實體子囊果(a) 閉囊殼:完全封閉、呈球圓形 (b) 子囊殼:燒瓶形,有孔口(c) 子囊盤:開口盤狀的子囊果2、絲狀真菌菌絲(Hypha):由細胞壁包被的一種管狀細絲,無色透明,直徑3-10微米;菌絲體(Mycelium) :分枝的菌絲相互交錯而成的群體稱為菌絲體. 形態(tài)特征:有隔菌絲、無隔菌絲。菌絲功能:營養(yǎng)菌絲,氣生菌絲,繁殖菌絲。2、原核和真核生物的異同2、真菌的孢子:無性和有性(容易混淆的) 1)無性孢子
17、 :不經(jīng)兩性細胞配合,只是營養(yǎng)細胞的分裂或營養(yǎng)菌絲的分化(切割)而形成新個體的過程。無性孢子有:節(jié)孢子、分生孢子、游動孢子、厚垣孢子、孢囊孢子等。v 游動孢子:產(chǎn)生在菌絲膨大而成的游動孢子囊內(nèi), 通常為圓形,梨形或腎形,具一到兩根鞭毛,能夠游動。多為水生真菌產(chǎn)生。v 節(jié)孢子:由菌絲斷裂而成。又稱粉孢子或裂孢子。菌絲生長到一定階段,出現(xiàn)橫隔,斷裂后形成的。v 孢囊孢子是一種內(nèi)生孢子,生長在孢子囊內(nèi)。是由氣生菌絲或孢子梗頂端膨大,并在下方生出橫隔與菌絲分開形成孢子囊。孢子囊中產(chǎn)生許多孢囊孢子。v 芽生孢子 :由菌絲體細胞出芽生成,常見于假絲酵母菌與隱球菌。 一般芽生孢子長到一定大小即與母體脫離,若
18、不脫離則形成假菌絲。 v 分生孢子是一種外生孢子,是生于菌絲細胞外。有些直接在菌絲上產(chǎn)生,有些產(chǎn)生于已分化的分生孢子梗的菌絲細胞上火一定形狀的小梗上。v 厚垣孢子,它是由菌絲中間的個別細胞膨大,原生質(zhì)濃縮和細胞壁變厚而形成的休眠孢子。呈圓形、紡錘形或長形,是一種度過不良環(huán)境的休眠細胞。 2)有性孢子 兩個性細胞結(jié)合產(chǎn)生新個體的過程:a)質(zhì)配:兩個性細胞結(jié)合,細胞質(zhì)融合,成為雙核細胞,每個核均含單倍染色體(n+n)。 b)核配:兩個核融合,成為二倍體接合子核,此時核的染色體數(shù)是二倍(2n)。 c)減數(shù)分裂:具有雙倍體的細胞核經(jīng)過減數(shù)分裂,核中的染色體數(shù)目又恢復(fù)到單倍體狀態(tài)。形成有性孢子的兩種方式
19、:v 真菌經(jīng)核配后,含雙倍體細胞核的細胞直接發(fā)育為有性孢子。這種孢子細胞核為雙倍體階段,萌發(fā)時進行減數(shù)分裂v 真菌經(jīng)核配后, 雙倍體細胞核先進行減數(shù)分裂,再形成有性孢子v 卵孢子:由卵菌產(chǎn)生。繁殖時菌絲上生出藏卵器和雄器,雄器的核移入藏卵器與卵球結(jié)合后形成雙倍體的卵孢子,可有一個或多個。v 接合孢子:來自兩個不同菌株的同形配子囊相互接觸,接觸處的胞壁溶解,雙方的細胞質(zhì)和細胞核融合,形成的有性孢子為接合孢子v 子囊孢子:子囊菌的雙核菌絲產(chǎn)生子囊,其中的雙核進行核配后有絲-減數(shù)分裂產(chǎn)生4個新核,再分裂一次成8個核,然后以核為中心形成8個單倍體的子囊孢子。v 擔孢子:擔子菌產(chǎn)生的有性孢,子形成過程與
20、子囊孢子相似,但核配后經(jīng)減數(shù)分裂所形成的4個新核不再進行有絲分裂;且以核為中心形成擔孢子,具有鎖狀聯(lián)合。3、酵母菌概念:酵母菌是以芽殖或裂殖來進行無性繁殖的單細胞的真菌。 繁殖方式及生活史:1、無性繁殖1)芽殖:主要的無性繁殖方式,成熟細胞長出一個小芽,到一定程度后脫離母體繼續(xù)長成新個體。2)裂殖:少數(shù)酵母菌可以象細菌一樣借細胞橫割分裂而繁殖,例如裂殖酵母。2、有性繁殖:酵母菌以形成子囊和子囊孢子的形式進行有性繁殖:1)兩個性別不同的單倍體細胞靠近,相互接觸;2)接觸處細胞壁消失,質(zhì)配;3)核配,形成二倍體核的接合子:A、以二倍體方式進行營養(yǎng)細胞生長繁殖,獨立生活; 下次有性繁殖前進行減數(shù)分裂
21、。B、進行減數(shù)分裂,形成4個或8個子囊孢子,而原有的營養(yǎng) 細胞就成為子囊。子囊孢子萌發(fā)形成單倍體營養(yǎng)細胞。 3、生活史酵母菌單倍體和雙倍體細胞均可獨立存在,有三種類型:1)營養(yǎng)細胞只能以單倍體形式存在(核配后立即進行減數(shù)分裂)2)營養(yǎng)細胞只能以雙倍體形式存在(核配后不立即進行減數(shù)分裂)3) 營養(yǎng)細胞可以是單倍體也可以是雙倍體,都可進行出芽繁殖。4、真菌的分類真菌界僅包括四個門: 壺菌門(Chytridiomycota) 接合菌門(Zygomycota) 子囊菌門(Ascomycota) 擔子菌門(Basidiomycota) 無性型真菌類 第三章 病毒1、 病毒的形態(tài):球形 二十面體對稱(腺病
22、毒)桿狀 螺旋對稱(煙草花葉病毒)蝌蚪狀 復(fù)合對稱(大腸桿菌偶數(shù)噬菌體)螺旋對稱的代表煙草花葉病毒(TMV):長:300nm,寬:15nm(中空4nm),衣殼95%+ssRNA 5%蛋白亞基:2130個,ssRNA:6390個,130圈,每圈2.3nm.亞基有規(guī)律地沿著中心軸(核酸)呈螺旋排列,進而形成高度有序、對稱的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。二十面體立體對稱的代表腺病毒 蛋白質(zhì)亞基圍繞具立方對稱的正多面體的角或邊排列,進而形成一個封閉的蛋白質(zhì)的鞘。直徑70-80nm,二十個等邊三角面;30條邊; 12個頂點;12個五鄰體和240個六鄰體dsDNA 復(fù)合對稱的代表T偶數(shù)噬菌體典型例子是有尾噬菌體(tailed
23、 phage), 其殼體主要由頭部和尾部組成。包裝有病毒核酸的頭部通常呈二十面體對稱,尾部呈螺旋對稱。2、病毒的特點:n 個體微小,無細胞構(gòu)造,成分為核酸和蛋白質(zhì);n 只含有一種核酸,DNA或RNA;n 專性活細胞寄生;n 離體條件下,以無生命的生物大分子狀態(tài)存在n 對一般抗生素不敏感,但對干擾素敏感。3、病毒顆粒的結(jié)構(gòu)及化學(xué)組成包( 囊 )膜:有些病毒核衣殼包裹著的一層脂蛋白膜,它是病毒以出芽(budding)方式成熟時,由細胞膜衍生而來的。核酸 決定病毒遺傳、變異和復(fù)制 蛋白質(zhì)支架結(jié)構(gòu)和抗原成分,保護核酸脂類保護,抗原成分及與病毒的宿主專一性和侵入等有關(guān)4、病毒的群體形態(tài)(1).包涵體(顯
24、微鏡下觀察):光學(xué)顯微鏡下可見,是病毒粒子的聚集體,有蛋白質(zhì)包圍。(2)噬菌斑:噬菌體標本經(jīng)過適當稀釋再接種細菌平板,經(jīng)過一定時間培養(yǎng),在細菌菌苔上可形成圓形局部透明區(qū)域,5、亞病毒(朊病毒)(一)類病毒:裸露的RNA分子,沒有蛋白質(zhì)外殼。(二)擬病毒:存在于植物病毒顆粒中的小型環(huán)狀RNA分子,單獨不能侵染植物細胞,又叫病毒衛(wèi)星。(三)朊病毒:一種侵染性的蛋白質(zhì)顆粒。無核酸,能侵染動物并在宿主細胞內(nèi)復(fù)制、無免疫性的小分子疏水蛋白質(zhì)??梢鹋c哺乳動物腦部相關(guān)的疾病,如:人的克-雅氏病(CJD ) ;羊搔癢病;瘋牛?。˙SE);庫魯?。ㄒ环N震顫?。┠壳罢J為正常朊蛋白PrPc在未知因素的作用下轉(zhuǎn)化成
25、致病朊病毒PrPsc,一旦PrPsc形成,可催化更多的PrPc向PrPsc轉(zhuǎn)變,最終導(dǎo)致神經(jīng)組織的退化和病變。6、病毒的繁殖1)病毒的繁殖沒有個體生長的過程,只有兩種成分的合成裝配過程;2)整個過程可分為五個階段 :吸附、侵入、增殖、裝配和裂解。A、吸附:B、侵入:動物病毒: 整病毒穿過細胞膜的移位方式; 細胞的內(nèi)吞功能; 毒粒包膜與細胞質(zhì)膜的融合; 植物病毒:通過因人為地或自然的機械損傷所形成的微傷口進入細胞;或者靠攜帶有病毒的媒介,主要靠是有吮吸式口器的昆蟲取食將病毒帶入細胞。 有尾噬菌體:注射方式將噬菌體核酸注入細胞通過尾部刺突固著于細胞;尾部的酶水解細胞壁的肽聚糖,使細胞壁產(chǎn)生小孔;尾
26、鞘收縮,核酸通過中空的尾管壓入胞內(nèi),蛋白質(zhì)外殼留在胞外;如果大量噬菌體在短時間內(nèi)吸附于同一細胞上,使細胞壁產(chǎn)生許多小孔,也可引起細胞立即裂解,但并未進行噬菌體的增殖,這種現(xiàn)象稱為自外裂解C、病毒大分子的合成(增殖)病毒利用宿主的生物合成機構(gòu)和場所,使病毒核酸表達和復(fù)制,產(chǎn)生大量的病毒蛋白質(zhì)和核酸。D、病毒的裝配與釋放(裂解宿主細胞)新合成的毒粒結(jié)構(gòu)組分組裝成完整的病毒顆粒,稱做病毒的裝配,亦稱成熟(maturation)。病毒的釋放標志病毒復(fù)制周期結(jié)束3)復(fù)制周期(replicative circle)或稱復(fù)制循環(huán):自病毒吸附于細胞開始,到子代病毒從感染細胞釋放到細胞外的病毒復(fù)制過程。4)烈性
27、噬菌體(毒性噬菌體)和溫和噬菌體:烈性噬菌體:噬菌體侵入細胞后,短時間內(nèi)連續(xù)完成吸附、侵入、增殖、裝配和裂解這五個階段而實現(xiàn)其繁殖同時裂解宿主細胞的噬菌體。溫和噬菌體:噬菌體侵入細胞后,核酸整合到宿主染色體上和宿主同步復(fù)制,寄主細胞不裂解。此時, 該噬菌體被稱為原噬菌體。 7、烈性噬菌體的一步生長曲線(一)定義:可反映噬菌體生長的三個參數(shù):潛伏期、裂解期和裂解量。1)、潛伏期: 從噬菌體吸附到細胞到釋放出新噬菌體的最短時期 2)、裂解期; 隨著菌體不斷破裂,新噬菌體數(shù)目增加,直到最高值3)、裂解量:每個受染細胞所產(chǎn)生的子代病毒顆粒的平均數(shù)目。實驗過程:用噬菌體的稀釋液感染高濃度的宿主細胞;數(shù)分
28、鐘后,加入抗噬菌體的抗血清(中和未吸附的噬菌體);保溫培養(yǎng)并定期檢測培養(yǎng)物中的噬菌體效價(對噬菌體含量進行計數(shù));以感染時間為橫坐標,病毒的感染效價為縱坐標,繪制出病毒特征性的繁殖曲線;8、溶源性細菌(lysogenic bacteria):細胞中含有以原噬菌體狀態(tài)存在的溫和噬菌體基因組的細菌稱做溶源性細菌。檢查溶源菌的方法:將少量溶源菌與大量敏感指示菌混合,然后與瓊脂培養(yǎng)基混勻后倒平板,能長出特殊菌落形態(tài)的為溶源菌。第四章 微生物的營養(yǎng)1、微生物的營養(yǎng)物質(zhì)(種類,定義)。營養(yǎng):是指生物體從外部環(huán)境中攝取其生命活動所必需的能量和物質(zhì),以滿足其生長和繁殖需要的一種生理機能。也可指微生物獲得和利用
29、營養(yǎng)物質(zhì)的過程。微生物的營養(yǎng)要素: 碳源、氮源、無機鹽、生長因子和水微生物營養(yǎng)的特點: 營養(yǎng)類型多,食譜廣,胃口大、轉(zhuǎn)化快(一)碳源:提供微生物營養(yǎng)所需碳元素的營養(yǎng)源,構(gòu)成微生物細胞核代謝產(chǎn)物中碳架來源的營養(yǎng)物質(zhì)。(二)氮源:提供微生物營養(yǎng)所需氮元素的營養(yǎng)源。三種類型的供氮無機物:(NH4)2SO4 NH4NO3 KNO3(三) 生長因子:一類對微生物正常代謝必不可少且不能用簡單的碳源或氮源自行合成的(小分子)有機物。必須由外界提供才能進行生長繁殖。種類:氨基酸、維生素、堿基(核苷)、甾醇、直鏈脂肪酸、卟啉補加前體、酵母膏、血清、麥芽汁、動植物汁液(四)無機鹽(礦質(zhì)元素) 大量元素:需要量大于
30、10-4mol/L 磷、硫、鉀、鈣、鎂、鈉、鐵微量元素:需要量小于10-6mol/L 銅、鋅、硼、鉬、鈷、錳(五)水水是細胞維持正常生命活動所必不可少的,一般可占細胞重量的7090%。在微生物各種各樣的生理活動中必須有水參加才能進行。2、微生物的營養(yǎng)類型(一)定義:指微生物生長所需要的碳源和能源的不同而劃分的微生物類型。1)、化能無機營養(yǎng)型(化能自養(yǎng)型):能夠從無機物氧化過程中獲得能量,以CO2或碳酸鹽作為唯一或主要碳源生長?;軣o機自養(yǎng)型只存在于微生物中,可在完全無機及無光的環(huán)境中生長。利用的無機物有H2、H2S、Fe2+、NH3或NO2-等還原性物質(zhì)。種類:硝化細菌、硫細菌、氫細菌、鐵細菌
31、2)、化能有機營養(yǎng)型(化能異養(yǎng)型):以有機物為能源和碳源。分為細菌、真菌兩大類。腐生型(metatrophy):可利用無生命的有機物(如動植物尸體和殘體)作為碳源;寄生型(paratrophy):寄生在活的寄主機體內(nèi)吸取營養(yǎng)物質(zhì),離開寄主就不能生存;3)、光能無機營養(yǎng)型(光能自養(yǎng)型):以光為能源,以CO2或碳酸鹽作為碳源生長。種類:藍細菌、藻類4)、光能有機營養(yǎng)型(光能異養(yǎng)型): 以光為能源,以簡單的有機物作為供氫體,以CO2或有機物作為碳源生長種類:紅螺菌科的細菌 3、培養(yǎng)基(一)培養(yǎng)基定義: 是人工配制的,適合微生物生長繁殖或產(chǎn)生代謝產(chǎn)物的營養(yǎng)基質(zhì)。(二)原則 1、目的明確:細菌VS真菌、
32、實驗室VS發(fā)酵生產(chǎn)、代謝產(chǎn)物VS菌體。2、營養(yǎng)協(xié)調(diào):水 碳源 氮源 P S K Mg 生長因子3、物理和化學(xué)條件適宜: pH、滲透壓、氧化還原電位 4、經(jīng)濟節(jié)約:以粗代精、以野代家、以廢代好、以烴代糧、以纖代糖 碳氮比(C/N):培養(yǎng)基中碳元素與氮元素的物質(zhì)的量比值。細菌: C/N=5-10:1 真菌: C/N=10-20:1營養(yǎng)要素: 碳源、氮源、無機鹽、生長因子、水(三)培養(yǎng)基種類:1)、根據(jù)化學(xué)組成:天然培養(yǎng)基和合成培養(yǎng)基 天然培養(yǎng)基(complex medium):以化學(xué)成分還不清楚或化學(xué)成分不恒定的天然有機物組成合成培養(yǎng)基:是由化學(xué)成份完全了解的物質(zhì)配制而成的培養(yǎng)基,也稱化學(xué)限定培養(yǎng)
33、基(chemically defined medium),這種培養(yǎng)基成分精確,重復(fù)性強,多用于實驗室。 高氏一號培養(yǎng)基(淀粉硝酸鹽培養(yǎng)基)放線菌:察氏培養(yǎng)基(蔗糖硝酸鹽培養(yǎng)基)真菌半合成培養(yǎng)基:由成分已知的物質(zhì)和成分未知的天然物質(zhì)配制而成的培養(yǎng)基。如:馬鈴薯蔗糖培養(yǎng)基(PDA培養(yǎng)基)真菌2)、根據(jù)物理狀態(tài):固體培養(yǎng)基、半固體培養(yǎng)基和液體培養(yǎng)基 固體培養(yǎng)基瓊脂濃度;1.52.0;半固體培養(yǎng)基瓊脂濃度;0.20.7半固體培養(yǎng)基:在液體培養(yǎng)基上加進一定凝固劑,在液體培養(yǎng)基中如加0.5%左右瓊脂,可以用來觀察細胞運動的特征,鑒定菌種,測定抗菌素的效價等。 固體培養(yǎng)基:在液體培養(yǎng)基中加入1.5-2.0%
34、瓊脂。固體培養(yǎng)基為微生物的生長提供了一個營養(yǎng)表面,在這個表面生長微生物可形成單個菌落,用于微生物的分離,鑒定,計數(shù),保管。3)、根據(jù)培養(yǎng)基功能:基本培養(yǎng)基和完全培養(yǎng)基、選擇性培養(yǎng)基和鑒別培養(yǎng)基 基本培養(yǎng)基:在一定條件下含有某種微生物生長繁殖所需的基本營養(yǎng)物質(zhì)的培養(yǎng)基,稱為基本培養(yǎng)基。 完全培養(yǎng)基:在一定條件下含有某種微生物生長繁殖所需的所有營養(yǎng)物質(zhì)的培養(yǎng)基。選擇性培養(yǎng)基:根據(jù)待分離微生物的特點,加入某種選擇壓力的培養(yǎng)基,用于從環(huán)境中富集和分離某種特定功能的微生物。鑒別性培養(yǎng)基 :用于鑒別不同類型微生物的培養(yǎng)基特定的化學(xué)反應(yīng),產(chǎn)生明顯的特征性變化,根據(jù)這種特征性變化,可將該種微生物與其他微生物區(qū)
35、分開來。實驗室的常用培養(yǎng)基:細菌: 牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基(或簡稱普通肉湯培養(yǎng)基);放線菌:高氏1號合成培養(yǎng)基培養(yǎng)( 100ppm重鉻酸鉀);酵母菌:豆芽汁培養(yǎng)基;霉菌: 查氏合成培養(yǎng)基;PDA培養(yǎng)基4、營養(yǎng)物質(zhì)進入細胞的方式 l 簡單擴散(Simple diffusion)l 促進擴散(Facilitated diffusion)l 主動吸收(Active transport)l 基團轉(zhuǎn)運(Group translocation)l 膜泡運輸 (Memberane vesicle transport)(1)被動擴散:指疏水性雙分子層細胞膜在無載體蛋白參與下,單純依靠物理擴散方式讓許多小分子、非電
36、離分子尤其是親水性分子被動通過的一種物質(zhì)運送方式。主要有氧、二氧化碳、乙醇和某些氨基酸分子。(2)促進擴散:動力:物質(zhì)在膜兩側(cè)的濃度差;物質(zhì)運輸過程中不消耗能量;運輸速率與膜內(nèi)外物質(zhì)的濃度差成正比;有載體(carrier)的參與,而且每種載體只運輸相應(yīng)的物質(zhì),具有較高的專一性。通過促進擴散進行跨膜運輸?shù)奈镔|(zhì)需要借助與載體蛋白 (通透酶)或通道蛋白的作用才能進入細胞。(3)主動運輸::主動運輸是廣泛存在于微生物中的一種主要的物質(zhì)運輸方式在物質(zhì)運輸過程中需要消耗能量,可以進行逆濃度運輸,需要特定的載體蛋白通過這種方式運輸方式吸收的營養(yǎng)物質(zhì):有糖類(乳糖、半乳糖、阿拉伯糖等)、氨基酸、核苷、鈉離子等
37、。 (4)基團轉(zhuǎn)位:一種主動運輸類型,需復(fù)雜的運輸酶系參與,底物在運輸過程發(fā)生化學(xué)變化,主要存在于厭氧和兼性厭氧細菌中,主要用于糖及脂肪酸、核苷、堿基等物質(zhì)的運輸,如葡萄糖?;蜣D(zhuǎn)位(運,移)是一種特殊的主動運輸,與普通的主動運輸相比,營養(yǎng)物質(zhì)在運輸?shù)倪^程中發(fā)生了化學(xué)變化(糖在運輸?shù)倪^程中發(fā)生了磷酸化)。其余特點與主動運輸相同。運送機制:是依靠磷酸轉(zhuǎn)移酶系統(tǒng)(PTS),即磷酸烯醇式丙酮酸-己糖磷酸轉(zhuǎn)移酶系統(tǒng). 運送步驟:熱穩(wěn)載體蛋白(HPr)的激活,糖被磷酸化后運入膜內(nèi)(5)膜泡運輸::膜泡運輸主要存在于原生動物中,特別是變形蟲(amoeba),為這類微生物的一種營養(yǎng)物質(zhì)的運輸方式)。比較項目
38、單純擴散促進擴散主動運輸基團轉(zhuǎn)位特異載體蛋白運輸速度物質(zhì)運輸方向胞內(nèi)外濃度運輸分子能量消耗運輸后物質(zhì)的結(jié)構(gòu)無慢由濃至稀相等無特異性不需要不變有快由濃至稀相等特異性不需要不變有快由稀至濃胞內(nèi)濃度高特異性需要不變有快由稀至濃胞內(nèi)濃度高特異性需要改變第五章 微生物的代謝1、ATP的合成途徑:底物水平磷酸化 氧化磷酸化(細菌中的位置) 光合磷酸化(1)底物水平磷酸化:底物氧化過程中生成高能磷酸化合物,通過相應(yīng)的酶將此高能磷酸根轉(zhuǎn)給ADP生成ATP(2)氧化磷酸化:通過呼吸鏈生成ATP的過程,微生物的電子傳遞鏈存在細胞膜上,比真核生物的電子傳遞鏈更具多樣性(3)光合磷酸化:在光合過程中生成ATP的過程。
39、光合磷酸化和氧化磷酸化一樣都是通過電子傳遞系統(tǒng)產(chǎn)生ATP A, 非環(huán)式光合磷酸化 (產(chǎn)氧氣的光合磷酸化)光合色素組成2個光反應(yīng)系統(tǒng):(葉綠素P700)吸收光能,放出電子,通過鐵氧還蛋白將NADP+還原為NADPH+H+(P680)吸收光能,放出電子,經(jīng)質(zhì)體醌、細胞色素b、 質(zhì)體藍素等傳遞體,最后將電子交給P700, 光系統(tǒng) 失去的電子由水光解補充。在整個電子傳遞中產(chǎn)生ATPB, 環(huán)式光合磷酸化(不產(chǎn)氧氣的光合磷酸化)細菌葉綠素吸收光能處于激發(fā)態(tài),放出高能電子。電子通過鐵氧還蛋白、CoQ、細胞色素b、細胞色素c的電子傳遞系統(tǒng),最后返回細菌葉綠素。在電子傳遞過程中產(chǎn)生ATP.C, 嗜鹽細菌紫膜的光
40、合作用一種只有嗜鹽菌才有的,無葉綠素或細菌葉綠素參與的獨特的光合作用。光照時,視紫紅質(zhì)中的視黃醛放出H+到膜外,失去H+的視黃醛又從細胞質(zhì)內(nèi)獲得H+,在光照下又被排出形成膜內(nèi)外質(zhì)子梯度,膜外H+通過膜中的H+ -ATP酶返回時合成ATP。2、微生物的代謝途徑(分解代謝)(1)EMP 途 徑特點: 1)葡萄糖分解是從1,6-二磷酸果糖開始2)整個途徑僅在第1,3,10步反應(yīng)是不可逆的3)EMP途徑的特征性酶是1,6-二磷酸果糖醛縮酶4)整個途徑不消耗氧5)有關(guān)酶系位于細胞質(zhì)中生理功能 :提供ATP和NADH+H+;中間產(chǎn)物可生物合成提供碳骨架(2)HMP途徑特點: 是從6-磷酸葡萄糖酸脫羧開始;
41、特征性酶是轉(zhuǎn)酮酶(TK)和轉(zhuǎn)醛酶(TA);該途徑一般只產(chǎn)生NADPH+H+,而不產(chǎn)生NADH+H+;HMP酶系定位于細胞質(zhì)中生理功能: 提供還原力NADPH+H+;提供C3C7碳架;擴大碳源利用范圍。(3)ED途徑特點: 2分子的丙酮酸來源不同特征性酶是2-酮-3-脫氧-6-磷酸葡萄糖酸醛縮酶1mol葡萄糖經(jīng)途徑只產(chǎn)生1molATP三種途徑的比較: 途 徑EMPHMPED特征性酶FAD(1,6-二磷酸果糖醛縮酶)TK(轉(zhuǎn)酮酶)TA(轉(zhuǎn)醛酶)KDPGA(KDPG醛縮酶)產(chǎn)生ATP 2 / 1 還原輔酶NADH+H+ NADPH+H+NADPH+H+(NADH+H+)2、微生物的氧化類型:根據(jù)電子
42、受體不同,微生物氧化的類型有三種:發(fā)酵、有氧呼吸和無氧呼吸(1)有氧呼吸:微生物氧化底物時,以分子氧作為最終電子受體的氧化作用。(2)無氧呼吸:化合物氧化脫下的氫和電子經(jīng)呼吸鏈,最終交給無機氧化物的過程稱為無氧呼吸。除氧以外的多種物質(zhì)可被各種微生物用作最終電子受體,充分體現(xiàn)了微生物代謝類型的多樣性,如A、硝酸鹽還原:硝酸鹽還原細菌在厭氧條件下,可把 NO3-作為電子的最終受體 B、硫酸鹽還原作用:在厭氧條件下,硫酸鹽還原細菌可以SO42-作為最終電子受體C、二氧化碳還原作用:嚴格厭氧的大多數(shù)產(chǎn)甲烷細菌可以CO2作為最終電子受體進行無氧呼吸。D、延胡索酸還原作用:以延胡索酸作為電子受體的無氧呼吸
43、。(3)發(fā)酵::狹義的發(fā)酵:在沒有氧氣或其它外源電子受體存在的情況下,底物脫氫后所產(chǎn)生的還原力H未經(jīng)電子呼吸鏈傳遞而直接交給某一內(nèi)源性中間代謝物接受,以實現(xiàn)底物水平磷酸化產(chǎn)能的一類生物氧化反應(yīng);廣義的發(fā)酵:利用微生物來生產(chǎn)有用代謝產(chǎn)物、食品、飲料或微生物菌體本身的一類生產(chǎn)方式。A、酒精發(fā)酵l 同型乙醇發(fā)酵:產(chǎn)物中僅有乙醇一種有機物分子的酒精發(fā)酵l 異型乙醇發(fā)酵:除主產(chǎn)物乙醇外,還存在有其它有機物分子(如乳酸)的發(fā)酵B、乳酸菌的同型乳酸發(fā)酵:EMP pathwayG + 2ADP + 2Pi = 2 乳酸 + 2ATP腸道細菌(如雙歧桿菌)的異型乳酸發(fā)酵: P PK+HK pathway (反向
44、HMP途徑)G + ADP + Pi = 乳酸 + 乙酸 + ATP+CO2第六章 微生物的生長和環(huán)境條件1、純培養(yǎng)、菌落的定義純培養(yǎng)的定義:從一個細胞繁殖所得到的后代細胞群體稱為純培養(yǎng)。 菌落:細菌在固體培養(yǎng)基上生長,由一個或幾個細菌分裂繁殖聚集而形成肉眼可見的群體。 2、獲得純培養(yǎng)的方法(1)單細胞挑取法 :主要用于真菌的分離純培養(yǎng)。樣品稀釋后,在顯微鏡下,用毛細吸管對準一個單孢子(單細胞)挑取,放入適宜培養(yǎng)基中培養(yǎng),這樣就獲得了純培養(yǎng)。(2)稀釋分離培養(yǎng)法 :取一定量的樣品制成菌懸液,用無菌水作系列稀釋,取一定量的稀釋液至無菌平皿中,傾注滅菌,冷卻至45度左右的培養(yǎng)基中,混勻,倒置培養(yǎng)至
45、菌落可見,挑取單菌落即為純培養(yǎng)。(3)平板劃線培養(yǎng)分離法 :將滅菌融化的培養(yǎng)基倒入無菌平皿中,冷卻成平板,用滅菌接種環(huán)蘸取一環(huán)待測樣品,在平板表面進行分區(qū)劃線,每次劃線都要灼燒滅菌,隨著每一次劃線,樣品中的微生物逐漸減少,最后在平板上會生長出分散的單菌落,這種單菌落一般是由一個細胞或一孢子繁殖而成,故可獲得純培養(yǎng)。2、細菌群體數(shù)量的測量方法,應(yīng)用范圍及優(yōu)缺點 (1)、顯微直接計數(shù)法 :一般適用于測定單細胞微生物和絲狀真菌孢子的數(shù)量,不能區(qū)別活菌數(shù)和死菌數(shù)。(2)、比濁法;在一定波長下,測定菌懸液的光密度,以光密度(optical density, 即O.D.) 表示菌量。波長一般選定在4506
46、50nm. 實驗測量時應(yīng)控制在菌濃度與光密度成正比的線性范圍內(nèi),否則不準確。 (3)、稀釋平板法 (cfu):包括傾注平板法 (混合平板法) 、涂布平板法稀釋到適量濃度 傾注或涂布平板 培養(yǎng) 菌落計數(shù) 一般用菌落形成單位(colony forming units, CFU)來表示原樣品中的細胞數(shù)。(4)、膜過濾培養(yǎng)法:當樣品中菌數(shù)很低時,可以將一定體積的湖水、海水或飲用水等樣品通過膜過濾器,然后將將膜轉(zhuǎn)到相應(yīng)的培養(yǎng)基上進行培養(yǎng),對形成的菌落進行統(tǒng)計。(5)、MPN法:對未知樣品進行十倍稀釋,然后根據(jù)估算取三個連續(xù)的稀釋度平行接種多支試管,對這些平行試管的微生物生長情況進行統(tǒng)計,長菌的為陽性,未
47、長菌的為陰性,然后根據(jù)數(shù)學(xué)統(tǒng)計計算出樣品中的微生物數(shù)目。主要適用于只能進行液體培養(yǎng)的微生物,或采用液體鑒別培養(yǎng)基進行直接鑒定并計數(shù)的微生物。3、生長曲線(Growth Curve):(1)定義:細菌接種到定量的液體培養(yǎng)基中,定時取樣測定細胞數(shù)量,以培養(yǎng)時間為橫座標,以菌數(shù)為縱座標作圖,得到的一條反映細菌在整個培養(yǎng)期間菌數(shù)變化規(guī)律的曲線。 (2)一條典型的生長曲線至少可以分為延滯期,對數(shù)期,穩(wěn)定期和衰亡期 四個生長時期 延滯期(Lag phase):將少量菌種接入新鮮培養(yǎng)基后,在開始一段時間內(nèi)菌數(shù)不立即增加,或增加很少,生長速度接近于零。特點: 分裂遲緩、代謝活躍。在生產(chǎn)實踐中縮短遲緩期的常用手
48、段:1)利用對數(shù)生長期的細胞作為種子;2)盡量使接種前后所使用的培養(yǎng)基組成不要相差太大;3)適當擴大接種量;4)通過遺傳學(xué)方法改變種的遺傳特性使遲緩期縮短;對數(shù)生長期(Log phase):又稱指數(shù)生長期(Exponential phase)以最大的速率生長和分裂,細菌數(shù)量呈對數(shù)增加,細菌內(nèi)各成分按比例有規(guī)律地增加,表現(xiàn)為平衡生長。對數(shù)生長期的細菌個體形態(tài)、化學(xué)組成和生理特性等均較一致,代謝旺盛、生長迅速、代時穩(wěn)定。所以是研究微生物基本代謝的良好材料。它也常在生產(chǎn)上用作種子,使微生物發(fā)酵的遲緩期縮短,提高經(jīng)濟效益。代時:在細菌個體生長里,每個細菌分裂繁殖一代所需的時間為代時(世代時間,Gene
49、ration time),代時通常以G表示。穩(wěn)定生長期(Stationary phase):穩(wěn)定生長期又稱恒定期或最高生長期,此時培養(yǎng)液中活細菌數(shù)最高并維持穩(wěn)定。特點:新繁殖的細胞數(shù)與死亡的細胞數(shù)相等,菌體產(chǎn)量達到最大。生產(chǎn)上常通過補充營養(yǎng)物質(zhì)(補料)或取走代謝產(chǎn)物、調(diào)節(jié)pH、調(diào)節(jié)溫度、對好氧菌增加通氣、攪拌或振蕩等措施延長穩(wěn)定生長期,以獲得更多的菌體物質(zhì)或積累更多的代謝產(chǎn)物。衰亡期(Decline或Death phase):營養(yǎng)物質(zhì)耗盡和有毒代謝產(chǎn)物的大量積累,細菌死亡速率超過新生速率,整個群體呈現(xiàn)出負增長。4、同步培養(yǎng)定義:使群體中的細胞處于比較一致的,生長發(fā)育均處于同一階段上,即大多數(shù)細
50、胞能同時進行生長或分裂的培養(yǎng)方法。同步細胞群體在任何一時刻都處在細胞周期的同一相,彼此間形態(tài)、生化特征都很一致,因而是細胞學(xué)、生理學(xué)和生物化學(xué)等研究的良好材料。方法:環(huán)境條件誘導(dǎo):溫度、培養(yǎng)基成份控制、其它(如光照和黑暗交替培養(yǎng))方法:離心方法、過濾分離法(硝酸纖維素濾膜洗脫法)5、連續(xù)培養(yǎng)(Continous culture )定義:在微生物的整個培養(yǎng)期間,通過一定的方式使微生物能以恒定的比生長速率生長并能持續(xù)生長下去的一種培養(yǎng)方法??刂七B續(xù)培養(yǎng)的方法:1)恒濁連續(xù)培養(yǎng):不斷調(diào)節(jié)流速而使細菌培養(yǎng)液濁度保持恒定。測定所培養(yǎng)微生物的光密度值,自動調(diào)節(jié)新鮮培養(yǎng)基流入和培養(yǎng)物流出培養(yǎng)室的流速。使培養(yǎng)
51、物維持在某一恒定濁度。2)恒化連續(xù)培養(yǎng):保持恒定的流速,保持恒定生長率。使培養(yǎng)液流速保持不變,并使微生物在恒定的生長速率下,即使菌體以始終低于其最高生長速率的條件下進行生長繁殖。通常通過控制培養(yǎng)基中某一營養(yǎng)成分的濃度,使其成為生長的限制因子。6、環(huán)境條件對微生物生長和代謝的影響(1)溫度:溫度對微生物的影響具體表現(xiàn)在: 影響酶活性,溫度變化影響酶促反應(yīng)速率,最終影響細胞合成。 影響細胞膜的流動性,溫度高,流動性大,有利于物質(zhì)的運輸,溫度低,流動性降低,不利于物質(zhì)運輸,因此,溫度變化影響營養(yǎng)物質(zhì)的吸收與代謝產(chǎn)物的分泌。 影響物質(zhì)的溶解度,對生長有影響。低溫影響:當環(huán)境溫度低于微生物的最適生長溫度
52、時,微生物的生長繁殖停止,當微生物的原生質(zhì)結(jié)構(gòu)并未破壞時,不會很快造成死亡并能在較長時間內(nèi)保持活力,當溫度提高時,可以恢復(fù)正常的生命活動。當溫度過低,造成微生物細胞凍結(jié)時,形成冰晶,從而對細胞造成機械性損傷,從而造成微生物死亡。高溫影響:高溫使蛋白質(zhì)、核酸等重要生物大分子發(fā)生不可逆變性、破壞,以及破壞細胞膜上的類脂成分,膜受熱出現(xiàn)小孔,破壞細胞結(jié)構(gòu)導(dǎo)致微生物死亡。高溫殺菌 1)干熱滅菌法:焚燒、燒灼、干烤2)濕熱滅菌法:煮沸、巴氏消毒法、 高壓蒸汽法濕熱對一般營養(yǎng)體和孢子的殺滅條件: 多數(shù)細菌和真菌的營養(yǎng)細胞:在60左右處理5-10分鐘;酵母菌和真菌的孢子:用80以上溫度處理;細菌的芽孢:12
53、1處理10分鐘以上;3)其它濕熱滅菌方式:1)巴斯德消毒: 60-85處理15秒至30分鐘2)煮沸消毒 、3)間歇滅菌4)瞬間加壓滅菌(超高溫滅菌, UHT)135-150,5-15秒,工業(yè)上發(fā)酵培養(yǎng)基;135-150,2-6秒,牛奶或其它液態(tài)食品 低溫保種:實踐中,采用低溫保藏食品,防止雜菌生長;以及低溫保藏菌種。(2)輻射:輻射滅菌(Radiation Sterilization)是利用電磁輻射產(chǎn)生的電磁波殺死大多數(shù)物質(zhì)上的微生物的一種有效方法。用于滅菌的電磁波有紫外線(UV)、X-射線和-射線等可見光(400-760nm):殺菌效果不明顯;紫外線(200-400nm):殺菌效果明顯,但穿
54、透能力不強,只能用于表面滅菌。(3)氧氣:據(jù)微生物對氧氣的敏感性:好氧微生物、厭氧微生物、兼性需氧氧氣對微生物的毒害機制:產(chǎn)生活性氧(超氧負離子、過氧化氫、羥基自由基)(4)pH值 :影響膜表面電荷的性質(zhì)及膜的通透性,進而影響對物質(zhì)的吸收能力。改變酶活、酶促反應(yīng)的速率及代謝途徑。環(huán)境pH值還影響培養(yǎng)基中營養(yǎng)物質(zhì)的離子化程度,從而影響營養(yǎng)物質(zhì)吸收,或有毒物質(zhì)的毒性。各種微生物都有其生長的最低、最適和最高pH值。低于最低、或超過最高生長pH值時,微生物生長受抑制或?qū)е滤劳觥?(5).滲透壓 l 微生物對滲透壓有一定適應(yīng)能力。高滲溶液 - 質(zhì)壁分離,低滲溶液 - 細胞膨脹破裂。 l 普通微生物一般在 0.85-0.90 的食鹽溶液(即生理鹽水)中生長。 l 根據(jù)微生物對高滲透壓耐性的不同,將其分為:嗜鹽微生物、耐鹽微生物 。 l 一般細菌在濃鹽液或濃糖液中不能生長、繁殖,所以糖或鹽可以保存食品。 6、控制微生物的化學(xué)因素:(1)滅菌(sterilization)采用強烈的理化因素使任何物體內(nèi)外部的一切微生物永遠喪失其生長繁殖能力的措施。 (2)消毒(disinfection)是一種采用較溫和的理化因素,僅殺死物體表面或內(nèi)部一部分對人體有害的病原菌,而對被消毒的物體
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