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文檔簡介

第六專題

食品工業(yè)的三廢處理第一節(jié)食品工業(yè)的三廢處理一、食品工業(yè)廢水的特性——有機物和懸浮物含量高,易腐敗。使接納的水體富營養(yǎng)化,造成藻類等大量繁殖,迅速消耗水體中的溶解氧,造成水體缺氧,致使魚類和其他水生動植物死亡;促使水底沉積的有機物質(zhì)在厭氧條件下分解,產(chǎn)生臭氣,惡化水質(zhì),污染環(huán)境。

第八章食品工業(yè)廢棄物處理和應(yīng)用

食品工業(yè)的三廢處理食品工業(yè)廢棄物的利用三、食品工業(yè)廢水處理的方法

1.一級處理主要指預(yù)處理,即用機械方法或簡單的化學(xué)方法去除水中的固形物,懸浮固體和漂浮的油脂層,以及初步中和酸、堿度等。一級處理只能除去BOD的30%左右。2.二級處理用生物處理法除去可溶性有機物。一般能除去90~95%的固體懸浮物和80~95%的BOD。二級處理可大大改善水質(zhì),甚至可使出水水質(zhì)達到排放標準。3.三級處理(深度處理)進一步除去二級處理未能除去的污染物質(zhì),其中包括微生物未能降解的有機物,磷和氮等能導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化的可溶性無機物等。所使用的方法有生物脫氮法、混凝沉淀法、活性炭過濾法、離子交換法等。三級處理只是在嚴重缺水地區(qū),要求工業(yè)廢水閉路循環(huán)或接納廢水的水體作為水源時才考慮。(一)物理法

常用于廢水的一級處理或預(yù)處理,它既可作為獨立的處理方法,也可用作化學(xué)處理、生物處理的預(yù)處理方法。常用的物理處理法有:沉降與氣浮、隔截與過濾、離心分離、重力分離及蒸發(fā)濃縮等。物理法簡單,經(jīng)濟,但往往不能達到理想的處理效果,還需要配合使用其他方法。(二)化學(xué)處理法

借助于化學(xué)反應(yīng)的作用,以去除或回收廢水中溶解物或膠體物質(zhì)的方法,可達到回收有用物質(zhì),降低廢水中的酸、堿度,去除金屬離子,氧化某些有機物等目的。常用的化學(xué)處理法有化學(xué)沉淀法、混凝法、中和法、氧化還原法等。由于化學(xué)處理法常需采用化學(xué)藥劑和材料,處理費用較高。(三)物理化學(xué)處理法利用傳質(zhì)過程,分離廢水中溶解性物質(zhì),回收有用成分,使廢水得到深度處理,常用的物理化學(xué)處理法有浮選、汽提、吹脫、萃取、吸附、電滲析等。1.好氧生物處理法在好氧微生物的氧化分解過程中,廢水中呈溶解性的有機物首先透過細菌的細胞壁被細菌吸收。而固體有機物與膠體有機物先被細菌所吸附,并在細菌所分泌的胞外酶作用下分解成溶解性物質(zhì),然后再滲入細菌細胞內(nèi)。進入細胞內(nèi)的溶解狀有機物在胞內(nèi)酶的作用下,一部分被氧化分解成簡單的無機物,如CO2、H20、NO3-、NH3、PO43-和SO42-等,同時放出能量。細菌利用這部分能量作為其生命活動的能源,將另一部分有機物作為其生長繁殖的營養(yǎng)物質(zhì),合成新的細胞物質(zhì),使細菌得以增殖。要求廢水中有機物應(yīng)有一定濃度,以BOD計,一般應(yīng)為100~500mg/L。BOD與其主要營養(yǎng)物氮和磷的比例關(guān)系為BOD:N:P=100:5:1。要求廢水的pH為6~9。常見的好氧微生物有:好氧細菌、真菌、原生動物、藻類等。其中數(shù)量最多、作用最大的是細菌。2.厭氧生物處理法也稱為厭氧消化或厭氧發(fā)酵,就是在厭氧條件下,利用微生物對有機物進行降解的過程。消化過程分兩個階段進行,即酸性發(fā)酵和堿性發(fā)酵階段。

酸性發(fā)酵階段:廢水中的復(fù)雜有機物在產(chǎn)酸菌的作用下,分解為簡單的有機酸,包括甲酸、丁酸、醇、氨和硫化物等。堿性發(fā)酵階段:參與作用的微生物是甲烷菌,代謝產(chǎn)物主要是甲烷和二氧化碳,及少量的氨、氫、硫化氫等。4.自然生物處理法生物氧化塘利用水中自然存在的微生物和藻類,對有機廢水進行好氧和厭氧生物處理的天然或人工池塘。土地處理系統(tǒng)利用土壤及其中的微生物和植物根系對污染物的綜合凈化能力處理食品工業(yè)廢水,同時利用廢水中的水分和肥分來促進農(nóng)作物、牧草或樹木生長與增產(chǎn)的系統(tǒng)設(shè)施。第二節(jié)食品工業(yè)廢棄物的利用一、食品工業(yè)廢水的利用利用廢水生產(chǎn)單細胞蛋白(SCP)利用廢水生產(chǎn)能源二、食品加工固體廢物的利用飼料應(yīng)用食品和食品添加劑提取利用療效成分第七專題食品微生物學(xué)第一章緒論微生物的概念及其種類微生物的共性微生物學(xué)的發(fā)展微生物學(xué)的分支學(xué)科微生物學(xué)的基本任務(wù)食品微生物學(xué)的基本內(nèi)容微生物的共性體積小,比表面積大吸收多,轉(zhuǎn)化快生長旺,繁殖快適應(yīng)強,易變異分布廣,種類多微生物學(xué)的創(chuàng)立與發(fā)展1.萌芽期初創(chuàng)期(16世紀):觀察到了細菌和原生動物巴斯德的主要貢獻否定了自生說免疫學(xué)---提出了預(yù)防接種措施(制備了狂犬疫苗)證實發(fā)酵由微生物引起(酒精發(fā)酵)其他:消毒法、家蠶軟化(病原學(xué)說)20世紀的微生物學(xué)微生物學(xué)的全面發(fā)展(微生物遺傳學(xué)、微生物生理學(xué)、分子遺傳學(xué)及其它分支學(xué)科),50年代全面進入了分子研究的水平微生物學(xué)的廣泛應(yīng)用微生物學(xué)推動生命科學(xué)的發(fā)展(1)重大理論的突破(2)對生命科學(xué)研究技術(shù)的貢獻(3)微生物與人類基因組計劃

我國微生物學(xué)的發(fā)展微生物學(xué)的基本任務(wù)研究微生物在一定條件下的形態(tài)結(jié)構(gòu)、生理生化、遺傳變異及微生物的生態(tài)、進化、分類等基本的生命活動規(guī)律和應(yīng)用的科學(xué)第一節(jié)細菌細胞的形態(tài)構(gòu)造及其功能形態(tài)和大小

染色構(gòu)造細菌群體(菌落)的形態(tài)第二章原核微生物的形態(tài)和構(gòu)造第一節(jié)細菌第二節(jié)放線菌第三節(jié)藍細菌第四節(jié)支原體、立克次氏體和衣原體細菌的形態(tài)

正常形態(tài)

細菌的形態(tài)

特殊形態(tài)細菌的正常形態(tài)

球菌

桿菌

螺旋菌細菌的特殊形態(tài)細菌的大小測量方法:測微尺長度單位:微米表示方法:球菌:直徑桿菌:長*寬螺菌:長、寬細菌的染色細菌的構(gòu)造細胞壁細胞膜原生質(zhì)體基本結(jié)構(gòu)內(nèi)含物鞭毛菌毛特殊結(jié)構(gòu)莢膜芽孢第二章原核微生物的形態(tài)和構(gòu)造第一節(jié)細菌第二節(jié)放線菌原核細胞真核細胞原核細胞和真核細胞的區(qū)別原核細胞真核細胞細胞核有明顯核區(qū),無核膜、核仁有核膜,核仁細胞器無線粒體,能量代謝和許多物質(zhì)代謝在質(zhì)膜上進行有線粒體,能量代謝和許多合成代謝在線粒體中進行核糖體分布在細胞質(zhì)中,沉降系數(shù)為70S分布在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上,沉降系數(shù)為80S第一節(jié)細菌細菌是單細胞原核微生物,個體微小,形態(tài)簡單,以二等分裂方式繁殖。在自然界中,細菌分布最廣、數(shù)量最多。第一節(jié)細菌細菌的形態(tài)和大小細菌的細胞結(jié)構(gòu)細菌的繁殖與群體形態(tài)食品中常見的細菌一、細菌的形態(tài)和大小

不同細菌的形態(tài)可以說是千差萬別,豐富多彩,但就單個有機體而言,其基本形態(tài)可分為球狀、桿狀與螺旋狀三種.除了球茵、桿茵、蛆旋菌三種基本形態(tài)外,還有許多具其他形態(tài)的細茵。例如柄桿菌細胞上有柄、菌絲、附器等細胞質(zhì)伸出物,細胞呈桿狀或梭狀,并有特征性的細柄;球衣菌能形成衣峭,桿狀的細胞呈鏈狀排列在衣鞘內(nèi)而成為絲狀,而支原體由于只有細胞膜,沒有紉胞壁,故細胞柔軟,形態(tài)多變,具有高度多形性。另外,人們還發(fā)現(xiàn)了細胞呈星形和方形的細菌.(一)細菌的形態(tài)細菌的三種基本形態(tài):

球狀、桿狀和螺旋狀

1.球菌(coccus)菌體呈球形或近似球形,以典型的二分裂殖方式繁殖,分裂后產(chǎn)生的新細胞常保持一定的空間排列方式.根據(jù)細胞分裂的方向及分裂后的各子細胞的空間排列狀態(tài)不同,可將球菌分為以下幾種:單球菌、雙球菌、鏈球菌、四聯(lián)球菌、八疊球菌、葡萄球菌等。(一)細菌的形態(tài)(1)單球菌

分裂后的細胞分散而單獨存在的球菌.如尿素微球菌(Micrococcusureae)1.球菌單球菌1.球菌

(2)雙球菌

分裂后兩個球菌成對排列的為雙球菌.如肺炎雙球菌(Diplococcuspneumoniae)雙球菌1.球菌

(3)鏈球菌

分裂是沿一個平面進行,分裂后細胞排列成鏈狀.如乳鏈球菌(Streptococcuslactis)鏈球菌1.球菌

(4)四聯(lián)球菌

分裂是沿兩個相垂直的平面進行,分裂,分裂后每四個細胞在一起呈田字形.如四聯(lián)微球菌(Micrococcustetragenus)四聯(lián)球菌1.球菌

(5)八疊球菌按三個互相垂直的平面進行分裂后,每八個球菌在一起成立方體形.如藤黃八疊球菌(Sarcinaureae)

八疊球菌1.球菌

(6)葡萄球菌分裂面不規(guī)則,多個球菌聚在一起,像一串串葡萄。如金黃色葡萄球菌(Staphylococcusaureus)葡萄球菌2.桿菌

桿菌是細菌中種類最多的類型,因菌種不同,菌體細胞的長短、粗細等都有所差異。桿菌的形態(tài):短桿狀、長桿狀、棒桿狀、梭狀、梭桿狀、月亮狀、分枝狀、竹節(jié)狀等;按桿菌細胞的排列方式則有鏈狀、柵狀、“八”字狀以及有鞘衣的絲狀等。(一)細菌的形態(tài)2.桿菌短桿菌長桿菌梭狀芽孢桿菌鏈狀桿菌單桿菌2.桿菌桿菌細胞兩端的形態(tài)特征2.桿菌一般情況下,同一種桿菌的寬度比較穩(wěn)定,但它的長度經(jīng)常隨培養(yǎng)時間、培養(yǎng)條件的不同而有較大的變化。桿菌舉例:大腸桿菌(Escherichiacoli)枯草芽孢桿菌(Bacillussubtilis)北京棒桿菌(CorynebacteriunPekinensis)2.桿菌3、螺旋菌

螺旋狀的細菌稱為螺旋菌。

根據(jù)其彎曲情況分為:

弧菌:螺旋不滿一圈,菌體呈弧形或逗號形

例:霍亂弧菌、逗號弧菌

螺旋菌:螺旋滿2—6環(huán),螺旋狀

例:干酪螺菌

螺旋體:旋轉(zhuǎn)周數(shù)在6環(huán)以上,菌體柔軟。

例:梅毒密螺旋體(一)細菌的形態(tài)螺旋菌弧菌螺旋體3、螺旋菌(一)細菌的形態(tài)

細菌的特殊形態(tài):

柄細菌、腎形菌、臂微菌、網(wǎng)格硫細菌、貝日阿托氏菌(絲狀)、具有子實體的粘細菌、三角形、方形等特殊形態(tài)的細菌。

細菌的特殊形態(tài)影響細菌形態(tài)的因素:培養(yǎng)時間、培養(yǎng)溫度、培養(yǎng)基成分、濃度、pH值等環(huán)境條件對細菌形態(tài)都有明顯的影響。一般處于幼齡階段和生長條件適宜時,細菌形態(tài)正常、整齊,表現(xiàn)出特定的形態(tài)。在較老的培養(yǎng)物中,或不正常的條件下,細胞常出現(xiàn)不正常形態(tài),尤其是桿菌,有的細胞膨大,有的出現(xiàn)梨形,有的產(chǎn)生分枝,有時菌體顯著伸長以至呈絲狀等異常形態(tài)。若將它們轉(zhuǎn)移到新鮮培養(yǎng)基中或適宜的培養(yǎng)條件下又可恢復(fù)原來的形態(tài)。(一)細菌的形態(tài)(二)細菌的大小細菌大小的測定:(1)測量:測微尺(2)長度單位:微米(μm)(3)表示:球菌:直徑桿菌:寬×長

螺菌:寬、長、螺距(二)細菌的大小

通常球菌直徑:0.2—1.5

μm,

桿菌:長1—5μm,寬0.5—1μm。例如:大腸桿菌:平均長度:2μm;寬度0.5μm1500個大腸桿菌頭尾相接等于3mm;109個大腸桿菌重1mg.由于菌種不同,細菌的大小存在很大的差異;對于同一個菌種,細胞的大小也常隨著菌齡變化。另外,對于同一個菌種染色前后其細胞大小都有所不同。所以,有關(guān)細菌大小的記載,常是平均值或代表性數(shù)值。(二)細菌的大小菌名直徑或?qū)挕灵L/(μm×μm)乳鏈球菌金黃色葡萄球菌大腸桿菌枯草芽孢桿菌霍亂弧菌0.5~10.8~10.5×(1~3)(0.8~1.2)×(

1.2~3)(0.2~0.6)×(1~3)

細菌細胞的大小二、細菌的細胞結(jié)構(gòu)基本結(jié)構(gòu)包括:

細胞壁、細胞膜、細胞質(zhì)、核區(qū)、間體、核糖體、氣泡和儲藏物。特殊結(jié)構(gòu)包括:莢膜、鞭毛、纖毛、芽孢。

細菌細胞結(jié)構(gòu)(一)細菌細胞的基本結(jié)構(gòu)1、細胞壁

細胞壁是位于菌體的最外層,內(nèi)側(cè)緊貼細胞膜的一層無色透明,堅韌而有彈性的結(jié)構(gòu)。細胞壁約占細胞干重的10%—25%。(1)細胞壁的功能保護細胞免受外力損傷,維持菌體外形協(xié)助鞭毛運動與胞膜一起完成細胞內(nèi)外物質(zhì)交換為正常細胞分裂所必需與細菌的抗原性.致病性和對噬菌體的敏感性密切相關(guān)。(2)細胞壁的化學(xué)組成與結(jié)構(gòu)革蘭氏染色法細胞壁化學(xué)組成與結(jié)構(gòu)革蘭氏染色的機理青霉素的作用革蘭氏染色法是細菌細胞的復(fù)合染色法,由丹麥醫(yī)生HansChristianGram于1884年創(chuàng)立?;静襟E:涂片固定——結(jié)晶紫初染1min——碘液媒染1min——95%乙醇脫色0.5min——番紅復(fù)染min結(jié)果:

革蘭氏陽性菌——紫色;

革蘭氏陰性菌——紅色。①革蘭氏染色法:陽性菌陰性菌①革蘭氏染色法細菌細胞壁的化學(xué)組成:

成分占細胞壁干重的%革蘭氏陽性細菌革蘭氏陰性細菌肽聚糖磷壁酸類脂質(zhì)蛋白質(zhì)含量很高(30~95)含量較高(<50)一般無(<2)無含量很低(5~20)無含量較高(~20)含量較高革蘭氏陽性細菌與革蘭氏陰性細菌細胞壁成分比較②細胞壁的化學(xué)組成與結(jié)構(gòu)細菌細胞壁的結(jié)構(gòu):細胞壁的基本骨架——肽聚糖

肽聚糖:是由N—乙酰胞壁酸(NAM)和N—乙酰葡糖胺(NAG)以及少數(shù)氨基酸短肽鏈組成的亞單位聚合而成的大分子復(fù)合體。肽聚糖單體:是由NAG、NAM、肽尾、肽橋構(gòu)成。②細胞壁的化學(xué)組成與結(jié)構(gòu)革蘭氏陽性細菌肽聚糖單體革蘭氏陰性細菌肽聚糖單體細胞壁的基本骨架——肽聚糖

肽聚糖網(wǎng)格狀結(jié)構(gòu)細胞壁的基本骨架——肽聚糖細菌細胞壁的結(jié)構(gòu)革蘭氏陽性菌細胞壁:由肽聚糖和磷壁酸組成

磷壁酸:占40%。G+菌所特有,其主鏈由數(shù)十個磷酸甘油或磷酸核糖醇組成,有的還有由D—Ala和還原糖組成的側(cè)鏈。

肽聚糖:占30~70%,不同菌種中肽聚糖(肽鏈)組分不同。細菌細胞壁的結(jié)構(gòu)革蘭氏陰性菌細胞壁:分內(nèi)壁層和外壁層。

內(nèi)壁層:緊貼胞膜,僅由1—2層肽聚糖分子構(gòu)成,占細胞壁干重5—10%,無磷壁酸。外壁層:位于肽聚糖層的外部。脂多糖;脂蛋白、

包括:蛋白質(zhì)層:基質(zhì)蛋白、

外壁蛋白;磷脂.革蘭氏染色的原理革蘭氏染色原理:第一步:結(jié)晶紫使菌體著上紫色第二步:碘和結(jié)晶紫形成大分子復(fù)合物,分子大,能被細胞壁阻留在細胞內(nèi)。第三步:酒精脫色,細胞壁成分和構(gòu)造不同,出現(xiàn)不同的反應(yīng)。G+菌:細胞壁厚,肽聚糖含量高,交聯(lián)度大,當乙醇脫色時,肽聚糖因脫水而孔徑縮小,故結(jié)晶紫-碘復(fù)合物被阻留在細胞內(nèi),細胞不能被酒精脫色,仍呈紫色。Gˉ菌:肽聚糖層薄,交聯(lián)松散,乙醇脫色不能使其結(jié)構(gòu)收縮,因其含脂量高,乙醇將脂溶解,縫隙加大,結(jié)晶紫-碘復(fù)合物溶出細胞壁,酒精將細胞脫色,細胞無色,沙黃復(fù)染后呈紅色。青霉素的作用

作用于肽聚糖肽橋的聯(lián)結(jié),即抑制肽聚糖的合成,故僅對生長著的菌有效,主要是G+菌。2、細胞膜

細胞膜是緊貼細胞壁內(nèi)側(cè)包圍細胞質(zhì)的一層柔軟、富有彈性的半透明薄膜。

①細胞膜的化學(xué)組成

蛋白質(zhì)主要包括磷脂糖類少量核酸②細胞膜的結(jié)構(gòu)

1972年Singer和Nicolson提出的細胞膜液態(tài)鑲嵌模型。

認為:膜是由球形蛋白與磷脂按照二維排列方式構(gòu)成的流體鑲嵌式,流動的脂類雙分子層構(gòu)成了膜的連續(xù)體,而蛋白質(zhì)象孤島一樣無規(guī)則地漂流在磷脂類的海洋當中。細胞膜液態(tài)鑲嵌模型③細胞膜的功能

*細胞內(nèi)外物質(zhì)交換和運送。

*在原核微生物中,參與生物氧化和能量產(chǎn)生。

*與細胞壁及莢膜的合成有關(guān)。

*是鞭毛著生的位點。

間體:由細胞膜內(nèi)褶形成的一種管狀、層狀或串狀物,一般位于細胞分裂的部位或附近。間體間體的功能:參與隔膜形成與核分裂有關(guān)類線粒體功能3、擬核(或核質(zhì)體、核區(qū))擬核:由大型環(huán)狀雙鏈DNA纖絲不規(guī)則地折疊或纏繞而構(gòu)成的無核膜、核仁的區(qū)域。

細菌DNA:

長度:一般為:1—3mm

例:大腸桿菌的DNA長約1mm。

生長迅速的細菌在核分裂之后細胞往往來不及分裂,所以細胞中常有2—4個核,而生長緩慢的細菌細胞中一般只有1—2個核,不在染色體復(fù)制時期一般是單倍體。

功能:負載遺傳信息。擬核

質(zhì)粒:細菌染色體外的遺傳物質(zhì),由共價閉合環(huán)狀雙鏈DNA分子組成.分子量約為2—100×106D.攜帶1—100個基因,一個菌細胞可有一至數(shù)個質(zhì)粒。

質(zhì)粒的特點:可自我復(fù)制,穩(wěn)定遺傳。對生存不是必要的。復(fù)制與染色體分開,但同步進行。不同質(zhì)粒攜帶不同遺傳信息。無質(zhì)粒細菌可通過接合、轉(zhuǎn)化、轉(zhuǎn)導(dǎo)等方式獲得,不能自發(fā)產(chǎn)生。例:細菌抗藥性因子、大腸桿菌的F因子。質(zhì)粒應(yīng)用:基因工程,體外重組.4、核糖體:是分散在細胞質(zhì)中的顆粒狀結(jié)構(gòu),由核糖體核酸(占60%)和蛋白質(zhì)(占40%)組成。細菌的核糖體沉降系數(shù)為:70s,由50s大亞基和30s小亞基構(gòu)成。功能:是細胞合成蛋白質(zhì)的機構(gòu)。5、細胞質(zhì)及其內(nèi)含物細胞質(zhì):是在細胞膜內(nèi)除核區(qū)以外的細胞物質(zhì)。細胞質(zhì)是無色、透明、粘稠狀物質(zhì)。主要成分為水,蛋白質(zhì),核酸,脂類、少量糖和無機鹽。

細胞質(zhì)功能:細胞質(zhì)中含有豐富的酶系,是營養(yǎng)物質(zhì)合成、轉(zhuǎn)化、代謝的場所。細胞質(zhì)中的內(nèi)含物:①氣泡:由蛋白質(zhì)膜構(gòu)成的充滿氣體的泡狀物。有些細菌細胞質(zhì)中含有幾個或多個氣泡。氣泡的功能:調(diào)節(jié)細胞比重,以使其漂浮在合適的水層中。氣泡吸收空氣,空氣中的氧氣可供代謝需要。例:許多光合細菌和水生細菌、鹽桿菌常含有氣泡。②顆粒狀內(nèi)含物:細菌細胞質(zhì)中含有各種顆粒狀內(nèi)含物,它們大多數(shù)為細胞貯藏物,顆粒狀內(nèi)含物的多少因細菌的種類、菌齡及培養(yǎng)條件不同而改變。主要有:異染粒、聚β-羥丁酸、肝糖粒、淀粉粒、脂肪粒、硫粒和液泡等等。細胞質(zhì)中的內(nèi)含物異染粒:是普遍存在的貯藏物,主要成分是多聚偏磷酸鹽。異染粒大小和結(jié)構(gòu):大小為0.5—1μm

,是多聚偏磷酸鹽的聚合物,分子呈線狀。功能:貯存磷元素和能量,降低滲透壓。多聚偏磷酸鹽對某些染料有特殊反應(yīng),產(chǎn)生與所用染料不同的顏色,因此得名異染顆粒.例:異染粒遇甲基胺藍變紫紅色.含異染粒的細菌種類:棒狀桿菌和某些芽孢桿菌等.聚β-羥丁酸顆粒(PHB)聚β-羥丁酸顆粒是許多細菌細胞質(zhì)內(nèi)常含有的碳源類儲藏物.PHB不溶于水,易被脂溶性染料(如蘇丹黑)著色。功能:貯存碳源、能源和降低滲透壓。許多好氧菌和光合厭氧菌都含有聚β-羥丁酸顆粒。硫粒:是硫元素的貯藏體。形成:取決于環(huán)境硫化物含

量,當環(huán)境中S含量高時,在體內(nèi)積累;當缺S時,氧化成硫酸被菌利用。功能:a.好氧硫細菌的能源b.厭氧硫細菌的電子供體肝糖粒和淀粉粒:都是α-1,4或α-1,6糖苷鍵的葡萄糖聚合物。這些貯藏物通常較均勻地分布在細胞質(zhì)內(nèi),顆粒較小。若這類貯藏物大量存在時,用碘使對其染色,肝糖粒能被碘液染成紅色,淀粉粒被碘成藍色。脂肪粒:脂肪粒的折光性較強,它可被脂溶性染料染色;細胞生長旺盛時,脂肪粒增多,細胞遭破壞后,脂肪??捎坞x出來。液泡:許多活細菌細胞內(nèi)有液泡,液泡主要成分是水和可溶性鹽類,被一層脂蛋白的膜包圍??捎弥行约t染色使之顯現(xiàn)出來。液泡具有調(diào)節(jié)滲透壓的功能,還可與細胞質(zhì)進行物質(zhì)交換。(二)細菌細胞的特殊結(jié)構(gòu)1、莢膜:某些細菌細胞壁外的一層粘液性物質(zhì)。

根據(jù)莢膜的形狀和厚度的不同,將莢膜分為四類:莢膜或大莢膜:粘液狀物質(zhì)具有一定外形,相對穩(wěn)定地附著在細胞壁外,厚度:>0.2μm。微莢膜:粘液狀物質(zhì)較薄,厚度:<0.2μm,與細胞表面牢固結(jié)合。粘液層:粘液物質(zhì)沒有明顯的邊緣,比莢膜松散,可向周圍環(huán)境中擴散,增大黏性。菌膠團:多個細菌共有一個莢膜。莢膜的組成:因種而異,除水外,主要是多糖(包括同型多糖和異型多糖),此外還有多肽,蛋白質(zhì),糖蛋白等。莢膜的生理功能:保護細胞,抗干燥。貯藏養(yǎng)料,是細胞外碳源和能源的儲備物質(zhì)。莢膜可以抵御外界細胞對菌體的吞噬作用。莢膜具有抗原性。與致病力有關(guān)。2、鞭毛:某些細菌表面由細胞內(nèi)生出的細長、波曲、毛發(fā)狀的結(jié)構(gòu)。鞭毛具有運動功能,一般認為鞭毛靠鞭毛絲旋轉(zhuǎn)而動,它們是細菌的“運動器官”。鞭毛的長度:一般為15—20μm,最長可達70μm。鞭毛的直徑:為0.01—0.02μm.不同細菌的鞭毛數(shù)目和著生位置不同,鞭毛數(shù)目一般一至數(shù)十條。鞭毛的著生方式:周生鞭毛的化學(xué)組成:主要由鞭毛蛋白構(gòu)成,還含有少量的多糖、脂類和核酸等。鞭毛起源于細胞質(zhì)膜內(nèi)側(cè)的基粒。細胞質(zhì)區(qū)內(nèi)有一個顆粒狀小體,此小體為基粒,鞭毛自基粒長出穿過細胞壁延伸到細胞外部。鞭毛的結(jié)構(gòu):

鞭毛絲鞭毛鞭毛鉤基體鞭毛的觀察:電鏡特殊鞭毛染色,在光學(xué)顯微鏡下觀察半固體穿刺培養(yǎng)從固體培養(yǎng)基上的菌落形態(tài)判斷一般情況下:菌落形狀大,薄且不規(guī)則,邊緣極不平整,可能有鞭毛。菌落十分圓滑,邊緣平整且相對較厚,可能沒有鞭毛。3、纖毛(或線毛、菌毛、傘毛)某些菌體表面存在的短而多的附屬物。纖毛比鞭毛更短、更細,且又直又硬。數(shù)量很多,不具有運動功能,但與菌的致病性.吸附等有關(guān)。4、芽孢概念:某些菌生長到一定階段,細胞內(nèi)形成一個圓形、橢圓形或卵圓形的內(nèi)生孢子,是對不良環(huán)境有較強抵抗力的休眠體。芽孢能形成芽孢的細菌種類:在桿菌中能形成芽孢的種類較多,在球菌和螺旋菌中只有少數(shù)菌種可形成芽孢。產(chǎn)生芽孢的幾個屬:芽孢桿菌屬梭狀芽孢桿菌屬芽孢乳桿菌屬生孢八疊球菌屬(其中的一個種)芽孢的形態(tài)及其在細胞中的位置:

A近中央

B末端

C中央

細菌芽孢的各種類型芽孢的組成和結(jié)構(gòu)芽孢有多層結(jié)構(gòu),主要包括孢外壁、芽孢衣、皮層和核心.芽孢的結(jié)構(gòu)芽孢的外壁層厚而致密,主要成分為脂蛋白,通透性差,不易著色。核心含有大量的DNA、RNA、蛋白質(zhì)酶等物質(zhì),還含有2,6—吡啶二羧酸(DPA),DPA是芽孢特有的成分。一般以DPA—Ca的形式存在。皮層主要含芽孢肽聚糖、DPA—Ca,皮層體積大,比較致密。芽孢平均含水量低,約40%.芽孢的特性:具有很強的抗熱、抗干燥、抗輻射、抗化學(xué)藥物能力。含水量低、壁厚而致密,通透性差,不易著色。新陳代謝幾乎停止,處于休眠狀態(tài)。一個芽孢萌發(fā)產(chǎn)生一個個體。芽孢的抗熱機制:目前尚不清楚,但可能與以下因素有關(guān),如含水量低、壁厚而致密,芽孢中的酶分子量小,比較耐熱。過去認為芽孢抗熱與DPA有關(guān),現(xiàn)在已否認了這種假設(shè)。四、細菌的繁殖和培養(yǎng)(一)繁殖一般為無性繁殖,二分裂法。同形裂殖:裂殖后形成的子細胞大小相等。異形裂殖:分裂產(chǎn)生兩個大小不等的子細胞。細菌分裂過程:①核分裂②形成橫隔壁③子細胞分離(二)群體形態(tài)1.固體培養(yǎng)菌落:在固體培養(yǎng)基上,由單個細胞繁殖形成的肉眼可見的子細胞群體。菌苔:大量細胞密集生長,結(jié)果長成的各“菌落”連接成一片。

(1)平板培養(yǎng)不同的微生物種類,其菌落特征不同。同一種菌在不同培養(yǎng)條件下菌落特征也不盡相同。菌落的特征:包括大小、形狀、顏色、邊緣、質(zhì)地、透明度、光澤、表面、濕潤度等。見書上21頁圖1—19(2)固體斜面培養(yǎng)2.液體培養(yǎng)基

3.半固體培養(yǎng)常見的主要的幾個細菌屬:見書26頁1、假單胞桿菌屬2、醋酸桿菌屬3、埃希氏桿菌屬4、沙門氏菌5、變形桿菌6、乳桿菌屬7、雙歧桿菌屬8、芽孢桿菌屬9、梭狀芽孢桿菌屬10、葡萄球菌屬11、其它五、食品中常見的細菌復(fù)習(xí)題

1、

概念:肽聚糖、間體、質(zhì)粒、異染粒、莢膜、

菌膠團、鞭毛、芽孢、菌落、菌苔2、問答題(1)原核細胞與真核細胞有什么區(qū)別?(2)細菌的基本結(jié)構(gòu)和特殊結(jié)構(gòu)都包括那些?(3)試繪出細菌細胞構(gòu)造模式圖,并注明一般結(jié)構(gòu)和特殊結(jié)構(gòu)。(4)試述細菌的三種基本形態(tài)(5)什么是革蘭氏染色法?它的主要步驟是什么?哪一步是關(guān)鍵?(6)試述革蘭氏染色的機理(7)莢膜的化學(xué)成分如何?有何生理功能?(8)鞭毛的化學(xué)組成及在細胞中的起源?(9)試述芽孢的結(jié)構(gòu)及芽孢的特性?(10)食品中常見的幾個細菌屬的特性?第四節(jié)霉菌一、霉菌的形態(tài)和結(jié)構(gòu)二、霉菌的菌落特征三、霉菌的繁殖四、霉菌的代表屬霉菌和酵母同屬于真菌。霉菌:為絲狀真菌的統(tǒng)稱。凡是在營養(yǎng)基質(zhì)上能形成絨毛狀、網(wǎng)狀或絮狀菌絲體的真菌(除少數(shù)外),統(tǒng)稱為霉菌。按Smith分類系統(tǒng),霉菌分屬于真菌界的藻狀菌綱、子囊菌綱和半知菌類。霉菌的分布:在自然界分布相當廣泛,無所不在,而且種類和數(shù)量驚人。在自然界中,霉菌是各種復(fù)雜有機物,尤其是數(shù)量最大的纖維素、半纖維素和木質(zhì)素的主要分解菌。一般情況下,霉菌在潮濕的環(huán)境下易于生長,特別是偏酸性的基質(zhì)當中。霉菌的應(yīng)用:生產(chǎn)各種傳統(tǒng)食品:如釀制醬、醬油、干酪等。工業(yè)應(yīng)用:生產(chǎn)有機酸(如檸檬酸、葡萄糖酸)、酶制劑(如淀粉酶、蛋白酶和纖維素酶)、抗生素(如青霉素、頭孢霉素)、維生素、生物堿、真菌多糖、植物生長刺激素(如赤霉素)、生產(chǎn)甾體激素類藥物和釀造食品等,另外在生物防治、污水處理和生物測定等方面都有應(yīng)用?;纠碚撗芯浚好咕诨纠碚撗芯恐袘?yīng)用很廣,最著名的是利用粗糙脈胞菌進行生化遺傳學(xué)方面的研究。霉菌的危害:引起霉變:可造成食品、生活用品以及一些工具、儀器和工業(yè)原料等的霉變。引起植物病害:真菌大約可引起3萬種植物病害。如水果、蔬菜、糧食等植物的病害。例如馬鈴薯晚疫病、小麥的麥銹病和水稻的稻瘟病等等。引起動物疾?。翰簧僦虏≌婢梢鹑梭w和動物病變。淺部病變?nèi)缙つw蘚菌引起的各種蘚癥,深部病變?nèi)缂瓤汕趾ζつw、粘膜,又可侵犯肌肉、骨骼和內(nèi)臟的各種致病真菌,在當前已知道的約5萬種真菌中,被國際確認的人、畜致病菌或條件致病菌已有200余種(包括酵母菌在內(nèi))。產(chǎn)生毒素,引起食物中毒:霉菌能產(chǎn)生多種毒素,目前已知有100種以上。例如:黃曲霉毒素,毒性極強,可引起食物中毒及癌癥。霉菌的菌體由分枝或不分枝的菌絲構(gòu)成。許多分枝菌絲相互交織在一起構(gòu)成菌絲體。菌絲是中空管狀結(jié)構(gòu),直徑約2-10μm。霉菌菌絲類型:按形態(tài)分:無隔菌絲:為長管狀單細胞,細胞質(zhì)內(nèi)含多個核。其生長表現(xiàn)為菌絲的延長和細胞核的增多。這是低等真菌所具有的菌絲類型。一、霉菌的形態(tài)和結(jié)構(gòu)有隔菌絲菌絲中有隔膜,被隔膜隔開的一段菌絲就是一個細胞,菌絲由多個細胞組成,每個細胞內(nèi)有一至多個核。隔膜上有單孔或多孔,細胞質(zhì)和細胞核可自由流通,每個細胞功能相同。這是高等真菌所具有的類型。(一)、霉菌的形態(tài)按分化程度分:營養(yǎng)菌絲(基內(nèi)菌絲):伸入到培養(yǎng)基內(nèi)部,以吸收養(yǎng)分為主的菌絲。氣生菌絲:向空中生長的菌絲.氣生菌絲發(fā)育到一定階段可分化成繁殖菌絲.霉菌(青霉)的菌絲、(二)、霉菌的細胞結(jié)構(gòu)由細胞壁、細胞膜、細胞質(zhì)、細胞核、線粒體、核糖體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)及各種內(nèi)含物(肝糖、脂肪滴、異染粒等)等組成。幼齡菌往往液泡小而少,老齡菌具有較大的液泡。細胞膜液泡內(nèi)質(zhì)網(wǎng)細胞壁線粒體細胞核核糖體細胞壁:除少數(shù)低等水生霉菌細胞壁含纖維素外,大部分霉菌細胞壁主要由幾丁質(zhì)組成.幾丁質(zhì)是由數(shù)百個N-乙酰葡萄糖胺分子以β-1,4糖苷鍵連接而成的。幾丁質(zhì)和纖維素分別構(gòu)成高等和低等霉菌細胞壁的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)—微纖絲。微纖絲使細胞壁具有堅韌的機械性能。組成真菌細胞壁的另一類成分為無定型物質(zhì),主要是一些蛋白質(zhì)、甘露聚糖和葡聚糖,它們填充于上述纖維狀物質(zhì)構(gòu)成的網(wǎng)內(nèi)或網(wǎng)外,充實細胞壁的結(jié)構(gòu)。霉菌的細胞膜、細胞核、線粒體、核糖體等結(jié)構(gòu)與其他真核生物(如酵母)基本相同。菌落特征:霉菌的菌落大、疏松、干燥、不透明,有的呈絨毛狀或絮狀或網(wǎng)狀等,菌體可沿培養(yǎng)基表面蔓延生長,由于不同的真菌孢子含有不同的色素,所以菌落可呈現(xiàn)紅、黃、綠、青綠、青灰、黑、白、灰等多種顏色。二、霉菌的菌落特征液體培養(yǎng)時的特征:如果是靜止培養(yǎng),霉菌往往在表面上生長,液面上形成菌膜。如果是震蕩培養(yǎng),菌絲有時相互纏繞在一起形成菌絲球,菌絲球可能均勻地懸浮在培養(yǎng)液中或沉于培養(yǎng)液底部。三、霉菌的繁殖繁殖方式菌絲片段無性孢子有性孢子孢囊孢子分生孢子節(jié)孢子厚垣孢子卵孢子接合孢子子囊孢子擔孢子孢子無性繁殖:不經(jīng)過兩個性細胞的結(jié)合,只是由營養(yǎng)細胞分裂或分化而形成同種新個體的過程。霉菌的無性繁殖主要通過產(chǎn)生以下四種類型的無性孢子來實現(xiàn)。1、孢囊孢子由于生于孢子囊內(nèi),又叫內(nèi)生孢子。它是由氣生菌絲頂端膨大形成特殊囊狀結(jié)構(gòu)—孢子囊,孢子囊逐漸長大,在囊中形成許多核,每一個核外包以原生質(zhì)并產(chǎn)生細胞壁,形成孢囊孢子。帶有孢子囊的梗稱孢子囊梗,孢子囊梗伸入到孢子囊中的部分叫囊軸或中軸。孢子囊成熟后釋放出孢子。例藻狀菌綱毛霉目及水霉目一些屬以這種方式繁殖.(一)霉菌的無性繁殖孢囊孢子2、分生孢子:是霉菌中常見的一類無性孢子,生于細胞外,所以又叫外生孢子.是大多數(shù)子囊菌綱及全部半知菌的無性繁殖方式.分生孢子是由菌絲頂端細胞,或由分生孢子梗頂端細胞經(jīng)過分割或縮縊而形成的單個或成簇的孢子。分生孢子的形狀、大小、結(jié)構(gòu)、著生方式、顏色、因種而異。例:曲霉屬分生孢子梗的頂端膨大成球形的頂囊,孢子著生于頂囊的小梗之上。青霉屬:分生孢子著生在帚狀的多分支的小梗上。還有些霉菌的分生孢子著生在分生孢子墊或分生孢子器等特殊構(gòu)造上。3、節(jié)孢子(又稱粉孢子)它是由菌絲斷裂形成的外生孢子。當菌絲長到一定階段,出現(xiàn)許多橫膈膜,然后從橫膈膜處斷裂,產(chǎn)生許多孢子。孢子是成串的短柱狀、筒狀或兩端鈍圓的細胞。例:白地霉節(jié)孢子4、厚垣孢子這類孢子具有很厚的壁,又叫厚壁孢子。菌絲頂端或中間的個別細胞膨大、原生質(zhì)濃縮、變圓,然后細胞壁加厚形成圓形、紡錘形或長方形的厚壁孢子。厚垣孢子也是霉菌的休眠體,對熱、干燥等不良環(huán)境抵抗力很強。厚垣孢子有性繁殖:經(jīng)過兩個性細胞結(jié)合而產(chǎn)生新個體的過程。有性繁殖一般包括三個階段:質(zhì)配:兩個性細胞的核共存于一個細胞中,形成雙核細胞,每個核的染色體數(shù)目都是單倍的(即n+n)。核配:形成二倍體接合子,核的染色體數(shù)目是雙倍的(即2n)。減數(shù)分裂:形成單倍體有性孢子。核的染色體數(shù)目是單倍的(即n)(二)霉菌的有性繁殖大多數(shù)霉菌是單倍體,二倍體僅限于接合子。在霉菌中,有性繁殖不如無性繁殖普遍,有性繁殖多發(fā)生在特定的條件下,往往在自然條件下較多,在一般培養(yǎng)基上不常出現(xiàn)。不同的霉菌有性繁殖的方式不同。多數(shù)霉菌是由菌絲分化形成特殊的性細胞(器官)——配子囊或由配子囊產(chǎn)生的配子(雄器和雌器)相互交配,形成有性孢子。常見的有性孢子有卵孢子、接合孢子、子囊孢子和擔孢子。1、卵孢子由大小不同的配子囊結(jié)合后發(fā)育而成。2n小型的配子囊稱雄器,大型的配子囊稱藏卵器,藏卵器內(nèi)有一個或數(shù)個稱為卵球的原生質(zhì)團,它相當于高等生物的卵。當雄器與藏卵器配合時,雄器中的細胞質(zhì)和細胞核通過受精管進入藏卵器,并與卵球結(jié)合,受精卵球生出外壁,發(fā)育成卵孢子。2、接合孢子是由菌絲生出的結(jié)構(gòu)基本相似、形態(tài)相同或略有不同兩個配子囊接合而成。接合孢子的形態(tài):厚壁、粗糙、黑殼。接合過程:兩個相鄰的菌絲相遇,各自向?qū)Ψ缴鰳O短的側(cè)枝,稱原配子囊。原配子囊接觸后,頂端各自膨大并形成橫隔,分隔形成兩個配子囊細胞,配子囊下的部分稱配子囊柄。然后相接觸的兩個配子囊之間的橫隔消失,發(fā)生質(zhì)配、核配,同時外部形成厚壁,即成接合孢子。接合孢子接合孢子形成過程:根據(jù)產(chǎn)生接合孢子的菌絲來源或親和力不同可分為:同宗配合:菌體自身可孕,不需要別的菌體幫助而能獨立進行有性生殖。當同一菌體的兩根菌絲甚至同一菌絲的分枝相互接觸時,便可產(chǎn)生接合孢子。異宗配合:菌體自身不孕,需要借助別的可親和菌體的不同交配型來進行有性生殖。即它需要兩種不同菌系的菌絲相遇才能形成接合孢子。這兩種不同菌系的菌體在形態(tài)、大小上一般無區(qū)別,但生理上有差別,常用“+”和“-”來表示。如果一種菌系或配子囊為“+”,那么。凡是能與之接合而形成接合孢子的另一菌系或配子囊為“-”。3、子囊孢子在子囊內(nèi)形成的有性孢子。形成子囊孢子是子囊菌綱的主要特征。子囊:兩性細胞接觸以后形成的囊狀結(jié)構(gòu)。子囊有球形、棒形、圓筒形、長方形等,因種而異。子囊內(nèi)孢子通常是1—8個。子囊孢子的形狀、大小、顏色也各不相同。不同的子囊菌形成子囊的方式不同最簡單的是兩個營養(yǎng)細胞結(jié)合形成子囊,細胞核分裂形成子核,每一子核形成一個子囊孢子。例:釀酒酵母。子囊形成的方式、形狀、大小子囊孢子霉菌不同性別的菌絲,分化出雄器(?。┖彤a(chǎn)囊器(大),兩個性器官接觸后,雄器的內(nèi)含物通過受精絲進入產(chǎn)囊器,進行質(zhì)配。質(zhì)配后,產(chǎn)囊器生出許多短菌絲(稱產(chǎn)囊絲),產(chǎn)囊絲頂端的細胞是雙核的,在頂端細胞內(nèi)發(fā)生核配,成子囊母細胞。再經(jīng)有絲分裂和減數(shù)分裂產(chǎn)生1-8個子囊孢子。子囊果:在子囊和子囊孢子發(fā)育過程中,雄器和雌器下面的細胞生出許多菌絲,形成保護組織,整個結(jié)構(gòu)成為一子實體。這種有性的子實體稱為子囊果,子囊包在其中。子囊果主要有三種類型:一種為完全封閉式,稱閉囊殼。瓶形有孔口的稱子囊殼。開口呈盤狀的稱子囊盤。子囊果的形狀閉囊殼子囊殼子囊盤4、擔孢子擔子菌所特有,經(jīng)兩性細胞核配合后產(chǎn)生的外生孢子。因著生在擔子上而得名。四、霉菌的代表屬(一)毛霉屬(Mucor)在分類系統(tǒng)中屬于接合菌綱、毛霉目。分布:廣泛分布于土壤、空氣中,也常見于水果、蔬菜、各類淀粉食物、谷物上,引起霉腐變質(zhì)。特征:低等真菌,菌絲發(fā)達、繁密,為白色、無隔多核菌絲,為單細胞真菌。菌落蔓延性強,多呈棉絮狀。代表種:高大毛霉、總狀毛霉和梨形毛霉。繁殖:無性繁殖:產(chǎn)孢囊孢子。有性繁殖:產(chǎn)生接合孢子。無性繁殖:孢子囊梗直接從菌絲體上發(fā)出,單生或分枝,頂端產(chǎn)生膨大的孢子囊,孢子囊為球形,囊壁上常有針狀的草酸鈣結(jié)晶。在囊軸與孢子囊梗相連處無囊托,但孢子囊壁破裂時,留有殘跡—囊領(lǐng)。毛霉的孢子囊梗有單生的,也有分枝的。分枝有單軸、假軸兩種類型。毛霉的菌絲多為白色,孢子囊黑色或褐色,孢子囊孢子大部分無色或淺蘭色,因種而異。毛霉的應(yīng)用:能產(chǎn)生蛋白酶,具有很強的蛋白質(zhì)分解能力,多用于制作腐乳、豆豉。有的可產(chǎn)生淀粉酶,把淀粉轉(zhuǎn)化為糖。在工業(yè)上常用作糖化菌或生產(chǎn)淀粉酶。有些毛霉還能產(chǎn)生檸檬酸、草酸等有機酸,有的也可用于甾體轉(zhuǎn)化。(二)根霉(Rhizopus):與毛霉同屬接合菌綱毛霉目。分布:分布于土壤、空氣中,常見于淀粉食品上,可引起霉腐變質(zhì)和水果、蔬菜的腐爛。形態(tài)特征:很多特征與毛霉相似,菌絲也為白色、無隔多核的單細胞真菌,多呈絮狀。主要區(qū)別在于根霉有假根和匍匐枝,與假根相對處向上生出孢囊梗。孢子囊梗與囊軸相連處有囊托,無囊領(lǐng)。繁殖:無性繁殖產(chǎn)孢囊孢子,有性繁殖產(chǎn)生接合孢子。根霉的孢子囊和孢囊孢子多為黑色或褐色,有的顏色較淺。代表種:米根霉(R.oryzae)黑根霉(R.nigrican)等。應(yīng)用:①根霉能產(chǎn)生一些酶類,如淀粉酶、果膠酶、脂肪酶等,是生產(chǎn)這些酶類的菌種。在釀酒工業(yè)上常用做糖化菌。②有些根霉還能產(chǎn)生乳酸、延胡索酸等有機酸。③有的也可用于甾體轉(zhuǎn)化。(三)曲霉(Aspergillus):多數(shù)屬于子囊菌亞門,少數(shù)屬于半知菌亞門。分布:廣泛分布于土壤、空氣和谷物上,可引起食物、谷物和果蔬的霉腐變質(zhì),有的可產(chǎn)生致癌性的黃曲霉毒素。形態(tài)特征:菌絲發(fā)達多分枝,有隔多核的多細胞真菌。分生孢子梗由特化了的厚壁而膨大的菌絲細胞(足細胞)上垂直生出;分生孢子頭狀如“菊花”。曲霉土曲霉菌落黑曲霉菌落繁殖:無性繁殖產(chǎn)分生孢子;大多數(shù)有性階段不明,歸為半知菌類。少數(shù)種可形成子囊孢子,歸為子囊菌亞門。曲霉的菌絲、孢子常呈現(xiàn)各種顏色,黑、棕、綠、黃、橙、褐等,菌種不同,顏色各異。代表種:黑曲霉(Asp.Niger)、黃曲霉(Asp.flavus)應(yīng)用:①是制醬、釀酒、制醋的主要菌種。②是生產(chǎn)酶制劑(蛋白酶、淀粉酶、果膠酶)的菌種。③生產(chǎn)有機酸(如檸檬酸、葡萄糖酸等)④農(nóng)業(yè)上用作生產(chǎn)糖化飼料的菌種。(四)青霉(Penicillum):多數(shù)屬于子囊菌亞門,少數(shù)屬于半知菌亞門。分布:廣泛分布于土壤、空氣、糧食和水果上,可引起病害或霉腐變質(zhì)。形態(tài)特征:與曲霉類似,菌絲也是由有隔多核的多細胞構(gòu)成。但青霉無足細胞,分生孢子梗從基內(nèi)菌絲或氣生菌絲上生出,有橫隔,頂端生有掃帚狀的分生孢子頭。分生孢子多呈藍綠色。掃帚枝有單輪、雙輪和多輪,對稱或不對稱。單輪生對稱二輪生非對稱型繁殖:無性繁殖產(chǎn)分生孢子;大多數(shù)有性階段不明,歸為半知菌類。少數(shù)種可形成子囊孢子,歸為子囊菌亞門。代表種:產(chǎn)黃青霉(Pen.citrinum)展青霉(Pen.patulum)應(yīng)用:是生產(chǎn)抗生素的重要菌種,如產(chǎn)黃青霉和點青霉都能生產(chǎn)青霉素。生產(chǎn)有機酸,如葡萄糖酸、檸檬酸。點青霉菌落第二章、微生物的形態(tài)和構(gòu)造真核微生物部分凡是細胞核具有核膜、能進行有絲分裂、細胞質(zhì)中存在線粒體或同時存在葉綠體等細胞器的微小生物,都稱為真核微生物。真核微生物真菌酵母菌絲狀真菌—霉菌擔子菌顯微藻類原生動物真菌屬于真核微生物,其細胞結(jié)構(gòu)由細胞壁、細胞膜、細胞質(zhì)、細胞核、細胞器(線粒體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、核糖體)等組成。第三節(jié)酵母菌酵母菌(yeast)是一通俗名稱,沒有確切定義。一般認為酵母菌具有以下五個特點:個體一般以單細胞狀態(tài)存在多數(shù)出芽繁殖,也有的裂殖能發(fā)酵糖類產(chǎn)能細胞壁常含有甘露聚糖喜在含糖量較高、酸度較大的環(huán)境中生長酵母菌種類較多,目前已知有500多種。分布廣,在水果、蔬菜、花蜜和植物葉子表面以及果園的土壤里。在牛奶、動物的排泄物以及空氣中也有酵母存在。大多數(shù)腐生,少數(shù)寄生。與人類關(guān)系密切第三節(jié)酵母菌酵母的應(yīng)用酵母菌是人類應(yīng)用比較早的微生物。在食品方面——釀酒、制作面包、生產(chǎn)調(diào)味品等。在醫(yī)藥方面——生產(chǎn)酵母片、核糖核酸、核黃素、細胞色素C、B族維生素、乳糖酶、脂肪酶、氨基酸等。在化工方面——使石油脫臘、以石油為原料生產(chǎn)檸檬酸等。在農(nóng)業(yè)方面——生產(chǎn)飼料(例如SCP)。在生物工程方面——作為基因工程的受體菌。第三節(jié)酵母菌酵母菌的危害:腐生性酵母菌能使食物、紡織品和其他原料腐敗變質(zhì);少數(shù)耐高滲的酵母菌和魯氏酵母、蜂蜜酵母可使蜂蜜和果醬等敗壞;有的酵母菌是發(fā)酵工業(yè)的污染菌,影響發(fā)酵的產(chǎn)量和質(zhì)量;某些酵母菌會引起人和植物的病害,例如白假絲酵母可引起皮膚、粘膜、呼吸道、消化道等多種疾病.第三節(jié)酵母菌酵母菌的形態(tài)和大小酵母菌的細胞結(jié)構(gòu)酵母菌的繁殖和生活史酵母菌的代表屬

本節(jié)內(nèi)容第三節(jié)酵母菌一、酵母菌的形態(tài)和大小1、酵母菌形態(tài):酵母菌是一群單細胞的真核微生物,其形態(tài)因種而異.通常為圓形、卵圓形或橢圓形。也有特殊形態(tài),如檸檬形、三角形、藕節(jié)狀、臘腸形,假菌絲等。酵母菌假菌絲:酵母菌在一定條件下培養(yǎng),產(chǎn)生的芽體與母細胞不分離形成的特殊形態(tài)。2、酵母菌大?。?/p>

酵母菌比細菌粗約10倍,其直徑一般為2—5μm,長度為5—30μm,最長可達100μm。例如:釀酒酵母(S.cerevisiae)寬度:2.5—10μm長度:4.5—21μm酵母的大小、形態(tài)與菌齡、環(huán)境有關(guān)。一般成熟的細胞大于幼齡的細胞,液體培養(yǎng)的細胞大于固體培養(yǎng)的細胞。有些種的細胞大小、形態(tài)極不均勻,而有些種的酵母則較為均勻。二、酵母菌的細胞結(jié)構(gòu)一般具有:細胞壁、細胞膜、細胞核、液泡、線粒體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、微體、微絲、及內(nèi)含物等,有的菌體還有出芽痕、誕生痕。釀酒酵母細胞結(jié)構(gòu)1、細胞壁酵母細胞壁厚度0.1—0.3μm,重量占細胞干重的18%—25%?;瘜W(xué)組成:葡聚糖、甘露聚糖、蛋白質(zhì)、脂類、幾丁質(zhì)。幾丁質(zhì)并不是所有的酵母菌中都有,其含量也因種而異。裂殖酵母一般不含幾丁質(zhì),釀酒酵母含1~2%,有的假菌絲酵母含量超過了2%。二、酵母菌的細胞結(jié)構(gòu)細胞壁結(jié)構(gòu):酵母細胞壁呈“三明治”結(jié)構(gòu):

酵母細胞壁結(jié)構(gòu)外層:主要為甘露聚糖內(nèi)層:主要為葡聚糖中間層:主要是蛋白質(zhì)細胞壁1、細胞壁葡聚糖和甘露聚糖都是復(fù)雜的分枝狀聚合物,維持細胞壁強度的物質(zhì)主要是位于內(nèi)層的葡聚糖,此外,細胞壁上還含有少量的幾丁質(zhì)、脂類和無機鹽。幾丁質(zhì)并不是所有的酵母菌中都有,其含量也因種而異。裂殖酵母一般不含幾丁質(zhì),釀酒酵母含1~2%,有的假菌絲酵母含量超過了2%。壁外成分:有些菌壁外含有由多糖構(gòu)成的類似莢膜的結(jié)構(gòu)。如異多糖和淀粉類物質(zhì)。出芽痕和誕生痕:酵母出芽繁殖時,子細胞與母細胞分離,在子、母細胞壁上都會留下痕跡。在母細胞的細胞壁上出芽并與子細胞分開的位點稱出芽痕,子細胞細胞壁上的位點稱誕生痕。由于多重出芽,致使酵母細胞表面有多個小突起。根據(jù)酵母細胞表面留下芽痕的數(shù)目,就可確定某細胞產(chǎn)生過的芽體數(shù),因而可估計該細胞的菌齡。

2、細胞膜

酵母細胞膜是雙磷脂層構(gòu)造,其間鑲嵌著蛋白質(zhì)和甾醇。酵母菌的細胞膜與原核生物的基本相同。但有的酵母菌如釀酒酵母中含有固醇類(甾醇),這在原核生物是罕見的。酵母細胞膜構(gòu)造酵母細胞膜的功能:調(diào)節(jié)細胞外溶質(zhì)運送到細胞內(nèi)的滲透屏障細胞壁等大分子的生物合成和裝配基地部分酶的合成和作用場所3、細胞核酵母具有由多孔核膜包裹著的細胞核,核膜是一種雙層單位膜,上面有大量的核孔。(核膜包裹,輪廓分明)。酵母菌細胞核核膜:核孔40~70nm,透性比任何生物膜都大。染色體:由DNA和組蛋白牢固結(jié)合而成,呈線狀,

數(shù)目因種而異。核仁:核內(nèi)有一或幾個區(qū)域rRNA含量很高,這一區(qū)域為核仁,是合成核糖體的場所。中心體:

在核膜外,由蛋白質(zhì)亞基組成的細絲狀結(jié)構(gòu),在細胞繁殖分裂中起作用。細胞核的功能:攜帶遺傳信息,控制細胞的增殖和代謝。4.細胞器細胞質(zhì)主要是溶膠狀物質(zhì),在細胞質(zhì)中含有各種功能不同的結(jié)構(gòu)——細胞器細胞器:核糖體、線粒體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體等。(1)核糖體酵母菌的核糖體為80S,由60S和40S大小亞基構(gòu)成。它游離在細胞質(zhì)中或附著在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上。核糖體(2)線粒體:1.雙層單位膜包圍的

細胞器;其中含脂

類、蛋白質(zhì)、少量

RNA和環(huán)狀DNA。2.其DNA可自主復(fù)制,

不受核DNA控制。決

定線粒體的某些遺

傳性狀。3.生物氧化中心。(3)內(nèi)質(zhì)網(wǎng):是分布在整個細胞中的由膜構(gòu)成的管道和網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。在細胞中和核膜或細胞膜相連在一起。根據(jù)表面結(jié)構(gòu)分為:粗糙型內(nèi)質(zhì)網(wǎng):膜外附著有核糖體。光滑型內(nèi)質(zhì)網(wǎng):表面沒有附著的顆粒。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)功能:起物質(zhì)傳遞的作用,另外還有合成脂類和脂蛋白內(nèi)質(zhì)網(wǎng)結(jié)構(gòu)示意圖(4)高爾基體也是一種內(nèi)膜結(jié)構(gòu)。它是由扁平雙層膜和小泡所構(gòu)成。膜都是光滑的。功能:為細胞提供一個內(nèi)部的運輸系統(tǒng)。5、液泡由單層膜包裹的囊泡物,液泡中含水、有機酸、鹽類、和水解酶類,還有一些貯藏顆粒(如肝糖粒、脂肪粒、異染顆粒等)。液泡常在細胞發(fā)育后期出現(xiàn),它的大小可做為衡量細胞成熟的標志。功能:儲藏營養(yǎng)物和水解酶類,與細胞質(zhì)進行物質(zhì)交換;調(diào)節(jié)滲透壓二、酵母菌培養(yǎng)的特征固體培養(yǎng)菌落特征:菌落大而厚,圓形,光滑濕潤,粘性,顏色單調(diào)。常見白色、土黃色、紅色。啤酒酵母菌落2.液體培養(yǎng)在液體培養(yǎng)基上,不同的酵母菌生長的情況不同。好氣性生長的酵母可在培養(yǎng)基表面上形成菌膜或菌醭,其厚度因種而異。有的酵母菌在生長過程中始終沉淀在培養(yǎng)基底部。有的酵母菌在培養(yǎng)基中均勻生長,使培養(yǎng)基呈渾濁狀態(tài)。三、繁殖方式和生活史(一)繁殖方式:

分無性繁殖和有性繁殖兩大類,主要是無性繁殖。無性繁殖:包括芽殖、裂殖、芽裂繁殖和產(chǎn)生無性孢子有性繁殖:主要是產(chǎn)生子囊孢子。假酵母:只有無性繁殖過程。真酵母:既有無性繁殖,又有有性繁殖

過程。無性繁殖:1、芽殖是酵母菌無性繁殖的主要方式。一個酵母能形成的芽數(shù)是有限的。(平均24個)出芽方式:多邊出芽、兩端出芽、三邊出芽、單邊出芽。環(huán)境適宜時,可出現(xiàn)假菌絲。芽殖過程:母細胞形成小突起(A—D)核裂(E—G)原生質(zhì)分配(H—I)新膜形成(J—K)形成新細胞壁(L)2、裂殖:借細胞橫分裂法繁殖,與細菌類似.如裂殖酵母。進行裂殖的酵母菌種類很少.3.芽裂為芽殖、芽裂的中間類型,母細胞在出芽的同時產(chǎn)生橫隔膜。裂殖芽殖(二)有性生殖酵母菌以形成子囊和子囊孢子的方式進行有性繁殖。1、子囊和子囊孢子的形成:一般通過鄰近的兩個性別不同的細胞各自伸出一根管狀的原生質(zhì)突起,隨即相互接觸、局部融合并形成一個通道,再經(jīng)過質(zhì)配、核配形成雙倍體細胞——接合子。接合子進行減數(shù)分裂,形成4個或8個子核,每一個子核和周圍的細胞質(zhì)一起,在其表面形成孢子壁后就形成子囊孢子,形成子囊孢子的細胞稱為子囊。一般一個子囊可產(chǎn)生4-8個子囊孢子。孢子數(shù)目、大小、形狀因種而異。(見書上59頁圖2—37)酵母的二倍體營養(yǎng)體細胞減數(shù)分裂后產(chǎn)生四個單倍體的核原細胞發(fā)育成子囊,里面有四個子囊孢子,將來發(fā)育成單倍體營養(yǎng)體細胞子囊孢子的形成2、實驗室子囊孢子的獲得酵母菌在一定條件下才能形成子囊孢子。供實驗的酵母須營養(yǎng)好,活力旺盛。用營養(yǎng)充足的培養(yǎng)基和強壯的幼齡細胞連續(xù)傳代三次。培養(yǎng)時,溫度:25~30℃。須接觸大量空氣,促進細胞氧化作用。選擇適當?shù)纳咦优囵B(yǎng)基(營養(yǎng)貧瘠的培養(yǎng)基),使細胞處于饑餓狀態(tài)。常用石膏塊或醋酸鈉瓊脂斜面等。(二)、酵母菌的生活史上代個體經(jīng)一系列生長、發(fā)育階段而產(chǎn)生下一代個體的全部過程,稱為該生物的生活史或生命周期。各種酵母的生活史可分為三種類型:1.單倍體型2.雙倍體型3.單雙倍體型單倍體型以八孢裂殖酵母為代表特點:營養(yǎng)細胞是單倍體;無性繁殖以裂殖方式進行;雙倍體細胞不能獨立生活,故雙倍體階段短,一經(jīng)生成立即減數(shù)分裂。(二)、酵母菌的生活史2、雙倍體型以路德類酵母為代表特點:營養(yǎng)體為雙倍體,不斷進行芽殖,雙倍體營養(yǎng)階段長,單倍體的子囊孢子在子囊內(nèi)發(fā)生接合。單倍體階段僅以子囊孢子形式存在,故不能獨立生活。(二)、酵母菌的生活史3、單雙倍體型以啤酒酵母為代表特點:單倍體營養(yǎng)細胞和雙倍體營養(yǎng)細胞均可進行芽殖。營養(yǎng)體既可以單倍體形式也可以雙倍體形式存在;在特定條件下進行有性生殖。單倍體和雙倍體兩個階段同等重要,形成世代交替。(二)、酵母菌的生活史四、酵母菌的代表屬1、酵母菌屬例:啤酒酵母和葡萄汁酵母2、裂殖酵母屬3、假絲酵母屬例:熱帶假絲酵母、解脂假絲酵母和產(chǎn)朊假絲酵母4、球擬酵母屬5、紅酵母屬6、擲孢酵母屬放線菌的概念:

放線菌(Actinomycetes)是一類具有絲狀分枝細胞和無性孢子的G+原核微生物,由于菌落呈放射狀而得名。第二節(jié)放線菌放線菌是一類介于細菌和真菌之間的單細胞生物.一方面,放線菌的細胞構(gòu)造和細胞壁的化學(xué)組成與細菌相似,與細菌同屬原核生物;另一方面,放線菌菌體呈纖細的菌絲狀,而且分枝,又以外生孢子的形式繁殖,這些特征又與霉菌相似.放線菌菌落中的菌絲常從一個中心向四周輻射狀生長,因此叫放線菌.放線菌分布:主要存在于含有機質(zhì)豐富的中性或偏堿性的土壤中,在空氣、淡水和海水等處也有一定的分布。放線菌的生活類型:腐生(多數(shù))寄生(少數(shù))放線菌的應(yīng)用:1、能產(chǎn)生大量的、種類繁多的抗生素,到目前為止,已分離得到的放線菌產(chǎn)生的抗生素達4000種以上。2、生產(chǎn)維生素和酶3、進行甾體轉(zhuǎn)化、烴類發(fā)酵和污水處理放線菌的危害:1、有的放線菌能引起人和動植物病害,如人類的皮膚病等。2、有的放線菌能使水和食品變味,或破壞棉毛織品和紙張等。本節(jié)提要:放線菌的形態(tài)構(gòu)造放線菌的繁殖放線菌的菌落特征放線菌的主要屬

一、放線菌的形態(tài)構(gòu)造大部分放線菌由分枝狀的菌絲組成,菌絲大多無隔膜,屬單細胞。菌絲的粗細與細菌中的桿菌寬度相近(1μm左右)。細胞壁含胞壁酸、二氨基庚二酸,不含幾丁質(zhì)、纖維素;革蘭氏陽性。(一)菌絲:根據(jù)形態(tài)和功能不同可分為:

基內(nèi)菌絲(營養(yǎng)菌絲)氣生菌絲孢子絲。一、放線菌的形態(tài)構(gòu)造1.基內(nèi)菌絲培養(yǎng)基內(nèi)匍匐生長的菌絲,無隔,約0.2-0.8μm。通常會產(chǎn)生水溶性或脂溶性色素.功能:吸收營養(yǎng),所以又稱營養(yǎng)菌絲。(一)菌絲

2.氣生菌絲2.氣生菌絲由營養(yǎng)菌絲長出培養(yǎng)基外,伸向空間的菌絲。略粗于基絲0.5-1.2μm,也有色素產(chǎn)生。功能:氣生菌絲生長到一定階段可分化出繁殖結(jié)構(gòu),即孢子絲。3.孢子絲概念:可以形成孢子的菌絲(具分類價值),功能:繁殖。形態(tài):直、波曲、螺旋著生方式:叢生、輪生放線菌孢子絲類型:垂直單輪(無螺旋)彎曲叢生松環(huán)、初級螺旋鉤狀松螺旋緊螺旋單輪(有螺旋)雙輪(無螺旋)雙輪(有螺旋)單輪生螺旋狀放線菌孢子絲的光學(xué)顯微鏡圖片孢子形態(tài):有圓、卵圓、柱狀等。表面:或光滑或粗糙;有的還帶有毛刺、鞭毛。

色素:因種而異。放線菌主要通過形成無性孢子的方式進行繁殖,也可借菌絲斷片(液體培養(yǎng)時)進行繁殖。無性孢子主要有以下三種:分生孢子、孢囊孢子和橫隔孢子。二、放線菌的繁殖1.分生孢子(conidiospores):在氣生菌絲頂端形成成串或單個孢子,菌絲分裂形成。

在氣生菌絲頂端或基內(nèi)菌絲頂端膨大或盤卷纏繞形成孢子囊,在孢子囊內(nèi)形成孢囊孢子。孢囊:菌絲細胞在不同平面反復(fù)分裂,形成孢囊孢子.有的孢囊孢子可以叢毛運動。2、孢囊孢子3、橫隔孢子

基內(nèi)菌絲或氣生菌絲橫隔分裂形成,孢子常為球桿狀,體積大小相似,又稱節(jié)孢子或粉孢子。放線菌的生活史(三)放線菌的菌落特征1.液體靜止培養(yǎng)

表面常形成一層膜2、固體培養(yǎng)基培養(yǎng)

菌落特征:質(zhì)地致密、干燥、多皺、小而不蔓延、不易挑起,表面有放射狀溝紋。菌落形狀:隨菌種不同可有兩類:(1)產(chǎn)生大量分枝狀菌絲的菌種:

如鏈霉菌屬(Strptomyces),菌絲發(fā)達、細、分枝多而且相互纏繞,和培養(yǎng)基結(jié)合緊密牢固,形成的菌落質(zhì)地致密,表面呈絨狀,堅實、干燥、多皺,菌落小而不蔓延,不易挑起或整個挑起。但當氣生菌絲形成孢子絲、產(chǎn)生孢子后,菌落表面會發(fā)生變化,菌落呈絮狀、粉狀或顆粒狀。(2)不產(chǎn)生大量菌絲的菌種:

如諾卡氏菌屬(Nocardia)形成的菌落,菌絲不發(fā)達,形成的菌落不致密,粘著力差,干燥,一般呈粉質(zhì),不易挑起,挑之易碎。四、放線菌的主要屬1、鏈霉菌屬(Streptomyces)產(chǎn)生許多著名的抗生素,如鏈霉素、紅霉素、四環(huán)素等。2、諾卡氏菌屬(Nocardia)烴類發(fā)酵,污水處理,產(chǎn)生抗生素(如萬古霉素、頭孢菌等)3、小單孢菌屬(Micromonospora)可產(chǎn)生多種抗生素,如慶大霉素、利福霉素等。4、放線菌屬(Actinomyces)多為致病菌。復(fù)習(xí)題:1、什么是放線菌?放線菌有哪些應(yīng)用?2、什么叫基內(nèi)菌絲、氣生菌絲和孢子絲?它們之間有何聯(lián)系?3、放線菌如何繁殖?4、放線菌的菌落有何特點?第五節(jié)病毒一、病毒的一般特性二、噬菌體一、病毒的一般特性1、病毒的概念:病毒:是一類超顯微的非細胞生物,每一種病毒只含有一種核酸;它們只能在活細胞內(nèi)營專性寄生;在離體條件下,它們以無生命的化學(xué)大分子狀態(tài)存在.病毒粒子:完整的、具有感染性的病毒顆粒。2、病毒的基本特點個體極小(以nm計),能通過濾菌器,形態(tài)多樣,有球狀、桿狀、復(fù)合型。無細胞結(jié)構(gòu),主要由蛋白質(zhì)、核酸構(gòu)成,一個病毒體內(nèi)僅含一種核酸,核酸以單鏈或雙鏈形式存在。生活方式為專性活細胞內(nèi)寄生,病毒酶系不全,離開活體后無生命特征。病毒以復(fù)制的方式增殖,包括核酸復(fù)制、核酸蛋白質(zhì)裝配,是在分子水平上進行的。對抗生素不敏感,對干擾素敏感。3、病毒的形態(tài)構(gòu)造及化學(xué)組成(1)、形態(tài)(2)化學(xué)組成主要由核酸和蛋白質(zhì)組成。較復(fù)雜的病毒還含有脂類、多糖等。(3)結(jié)構(gòu)

核衣殼(基本構(gòu)造)核心:由DNA或RNA構(gòu)成病衣殼:由許多衣殼粒蛋白構(gòu)成毒包膜(非基本結(jié)構(gòu)):由類脂或脂蛋白構(gòu)成刺突(非基本結(jié)構(gòu))衣殼粒是由一種或幾種多肽鏈折疊而成的蛋白質(zhì)亞單位,衣殼粒的排列組合方式不同,使病毒表現(xiàn)出不同的構(gòu)型和形狀。衣殼核酸包膜刺突核衣殼病毒的基本結(jié)構(gòu):三類典型形態(tài)的病毒:廿面體對稱的結(jié)構(gòu)(球狀)螺旋對稱的結(jié)構(gòu)(桿狀)復(fù)合對稱的結(jié)構(gòu)(蝌蚪狀)

大腸桿菌的T4噬菌體是由橢圓形的二十面體頭部和螺旋對稱的尾部組合而成,是病毒中復(fù)合對稱的代表。二、噬菌體病毒種類很多,根據(jù)病毒寄生的對象來分,有植物病毒、動物病毒和微生物病毒。噬菌體:是病毒中的一種,一般把侵染細菌、放線菌的病毒叫噬菌體。(把侵染真菌的病毒叫噬真菌體)噬菌體在自然界廣泛存在,在1995年發(fā)表的ICTV的病毒分類與命名第六次報告中共報道了4000余種,分別劃歸為49個病毒科.據(jù)Bradley(1967)歸納,噬菌體共有六類形態(tài)。1、組成:主要由蛋白質(zhì)和核酸組成。2、基本形態(tài):蝌蚪形、微球形和纖絲形。(一)噬菌體的形態(tài)結(jié)構(gòu)與組成以大腸桿菌T4噬菌體為例頭部:廿面體對稱結(jié)構(gòu),由蛋白質(zhì)衣殼構(gòu)成,內(nèi)含一條DNA。頸部:薄盤狀,附頸須。尾鞘:長95nm,衣殼粒螺旋對稱;可伸縮。尾髓:中空,DNA可由此進入細胞?;?

六角形盤狀物,其上有刺突、尾絲。刺突:有吸附功能。尾絲:有識別吸附功能。大腸桿菌T4噬菌體構(gòu)造2、蝌蚪形噬菌體的構(gòu)造(二)、噬菌體(phage)的繁殖噬菌體并沒有個體的生長過程,而只有其基本成分的合成和裝配,即首先將各個部件合成出來,然后裝配,所以一般將噬菌體的繁殖稱做復(fù)制。根據(jù)噬菌體與宿主的關(guān)系:烈性噬菌體:指感染宿主細胞后,能夠使宿主細胞裂解的噬菌體.溫和噬菌體(或溶源性噬菌體):噬菌體感染細胞后,將其核酸整合(附著)到宿主的核DNA上,并且可以隨宿主DNA的復(fù)制而進行同步復(fù)制,在一般情況下,不引起寄主細胞裂解的噬菌體。烈性噬菌體的繁殖過程一般分為五個階段:即吸附、侵入、復(fù)制、裝配和釋放。1、烈性噬菌體的繁殖①吸附:噬菌體和宿主細胞上的特異性吸附部位進行特異性結(jié)合,噬菌體以尾絲牢固吸附在受體上后,靠刺突“釘”在細胞表面上。②侵入:核酸注入細胞的過程。噬菌體尾部所含酶類物質(zhì)可使細胞壁產(chǎn)生一些小孔,然后尾鞘收縮,尾髓刺入細胞壁,并將核酸注入細胞內(nèi),蛋白質(zhì)外殼留在細胞外。③復(fù)制:包括核酸的復(fù)制和蛋白質(zhì)合成。噬菌體核酸進入宿主細胞后,會控制宿主細胞的合成系統(tǒng),然后以噬菌體核酸中的指令合成噬菌體所需的核酸和蛋白質(zhì)。④裝配:主要步驟有:DNA分子的縮合——通過衣殼包裹DNA而形成頭部——尾絲及尾部的其它部件獨立裝配完成——頭部與尾部相結(jié)合——最后裝上尾絲,至此,一個個成熟的形狀、大小相同的噬菌體裝配完成。⑤釋放:方式:裂解:多以裂解細胞的方式釋放。分泌:噬菌體穿出細胞,細胞并不裂解。通常情況下,一個噬菌體通過上述五個過程能合成100——300個噬菌體。烈性噬菌體的這種生長繁殖方式也稱為一步生長,

一步生長曲線實驗設(shè)計依據(jù):1個菌體被1個噬菌體感染,避免二次吸附;細菌群體被噬菌體同步感染。實驗過程:

敏感菌10mlPhage1ml

混勻,5min,使之吸附

離心或用抗phage血清處理,去除過量phage

高倍稀釋,吸附phage的菌懸液(避免多次吸附)

37℃培養(yǎng),定時取樣

取樣人為裂解處理(每5min)樣品中加入氯仿裂解細胞

24-48h裂解液加入敏感菌液中適當稀釋混合液涂布于瓊脂培養(yǎng)基上計數(shù)噬菌斑噬菌斑:概念:將少量噬菌體與大量敏感菌混合培養(yǎng)在營養(yǎng)瓊脂中,在平板表面布滿宿主細胞的菌苔上,可以用肉眼看到一個個透明的不長菌的小圓斑,稱為噬菌斑。(每個噬菌斑一般是由一個噬菌體粒子形成的。)應(yīng)用:噬菌斑可用于檢出、分離、純化噬菌體和進行噬菌體的計數(shù)。噬菌斑以培養(yǎng)時間為橫坐標,以噬菌斑數(shù)為縱坐標,繪制成的曲線為一步生長曲線。可分以下階段:潛伏期裂解期穩(wěn)定期一步生長曲線潛伏期:從噬菌體吸附細菌到細菌細胞釋放新的噬菌體之前的這段時期.曲線平行于橫軸,噬菌體數(shù)無變化.樣品中無游離的噬菌體。(潛伏期前的噬菌斑數(shù)是噬菌體數(shù),也就是感染噬菌體的細菌數(shù)).裂解期:曲線直線上升,子代噬菌體不斷釋放到培養(yǎng)基中,直到達到一個極限.穩(wěn)定期:感染細胞后復(fù)制的子代噬菌體全部釋放,噬菌斑數(shù)穩(wěn)定,一次感染結(jié)束。裂解量:每一受感染細胞所釋放的新的噬菌體的平均數(shù)。

穩(wěn)定期噬菌斑數(shù)裂解量=潛伏期噬菌斑數(shù)不同的噬菌體或同種噬菌體感染敏感菌后所釋放的噬菌體數(shù)不同,與噬菌體種類、宿主細胞菌齡以及環(huán)境因數(shù)有關(guān)。2、溫和噬菌體與溶源性細菌溫和噬菌體:噬菌體感染細胞后,將其核酸整合(附著)到宿主的核DNA上,并且可以隨宿主DNA的復(fù)制而進行同步復(fù)制,在一般情況下,不引起寄主細胞裂解的噬菌體。原噬菌體(或前噬菌體):即整合在宿主核DNA上的噬菌體的核酸。溶原性細菌:指在核染色體上整合有原噬菌體的細菌??蛇M行正常生長繁殖,而不被裂解。溶原性細菌的特點:可穩(wěn)定遺傳:子代細菌都含有原噬菌體,均具有溶原性。可自發(fā)裂解:溫和噬菌體的核酸也可從宿主DNA上脫落下來,恢復(fù)原來的狀態(tài),進行大量的復(fù)制,變成烈性噬菌體,自發(fā)裂解幾率10-2~10-5。可誘導(dǎo)裂解:用化學(xué)、物理方法誘導(dǎo)具有“免疫性”:溶原菌對其本身產(chǎn)生的噬菌體或外來的同源的噬菌體不敏感,對同源噬菌體具免疫性,對非同源噬菌體沒有免疫性??蓮?fù)愈:自然遺失前噬菌體,但不發(fā)生自發(fā)裂解和誘導(dǎo)裂解溶源轉(zhuǎn)變:由于溶原菌整合了溫和噬菌體的核酸而使自己產(chǎn)生一些新的生理特征。(三)、噬菌體的危害和應(yīng)用噬菌體的危害:主要是引起發(fā)酵中的噬菌體污染例:丙酮、丁醇發(fā)酵中的噬菌體污染抗生素發(fā)酵中的噬菌體污染食品工業(yè)上的噬菌體污染防治:控制活菌排放選育抗性生產(chǎn)菌株生產(chǎn)中輪換使用菌種藥物防治例如用金霉素、四環(huán)素等。噬菌體的應(yīng)用:1.作為分子生物學(xué)研究的工具2.用于鑒定未知菌,可到型。3.用于臨床治療傳染病4.檢驗植物病原菌5.測定輻射劑量第四章微生物營養(yǎng)第一節(jié)微生物細胞的化學(xué)組成第二節(jié)微生物的營養(yǎng)要素第三節(jié)微生物的營養(yǎng)類型第四節(jié)微生物對營養(yǎng)物質(zhì)的吸收方式第五節(jié)培養(yǎng)基第一節(jié)微生物細胞的化學(xué)組成

微生物細胞化學(xué)組成成分析表明,與其他高等動植物細胞一樣,細胞也是大量元素碳、氫、氧、氮、磷、硫(這六種元素占細菌細胞干重的97%,表4-l)和微

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