生物奧賽培訓教程微生物學部分第1頁，共44頁，2023年，2月20日，星期一一、微生物細胞的結(jié)構(gòu)與功能微生物的類型細胞型微生物非細胞型微生物——病毒原核微生物真核微生物(真)細菌古生菌細菌藍藻原綠藻放線菌衣原體支原體立克次氏體等G+

G-酵母菌霉菌真核藻類（綠藻、硅藻等）蘑菇原生動物真病毒亞病毒因子第2頁，共44頁，2023年，2月20日，星期一一、微生物細胞的結(jié)構(gòu)與功能細菌的形態(tài)學分類

球菌桿菌螺旋菌（包括弧菌）淋病球菌大腸桿菌弧形霍亂菌第3頁，共44頁，2023年，2月20日，星期一一、微生物細胞的結(jié)構(gòu)與功能細胞壁細胞壁外結(jié)構(gòu)原生質(zhì)體第4頁，共44頁，2023年，2月20日，星期一第一節(jié)原核微生物原核微生物的種類:真細菌、放線菌、藍細菌、支原體、衣原體、立克次氏體、古細菌

一、真細菌一）一般形態(tài)基本形態(tài)：球狀，桿狀，螺旋狀。1、球狀細胞個體呈球形或橢圓形2、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)。如：枯草芽孢桿菌，地衣芽孢桿菌，銅綠假單胞菌，炭疽桿菌，破傷風梭菌3、螺旋狀弧菌螺旋菌螺旋體菌弧菌：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。第5頁，共44頁，2023年，2月20日，星期一1．青霉素直接影響細菌的結(jié)構(gòu)是：（）A．細胞壁B．細胞膜C．線粒體D．核酸

A2．原核生物都有：()

A．細胞核B．核糖體C．線粒體D．葉綠體E．中心體B第6頁，共44頁，2023年，2月20日，星期一細胞膜的功能①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；②是維持細胞內(nèi)正常滲透壓的屏障；③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；④膜上含有氧化磷酸化或光合磷酸化等能量代謝的酶系，是細胞的產(chǎn)能場所；⑤是鞭毛基體的著生部位和鞭毛旋轉(zhuǎn)的供能部位；第7頁，共44頁，2023年，2月20日，星期一3、細胞質(zhì)和內(nèi)含物1)概念:細胞是細胞質(zhì)膜包圍的除核區(qū)外的一切半透明、膠狀、顆粒狀物質(zhì)的總稱。含水量約80%。細胞質(zhì)的主要成分為核糖體、貯藏物、多種酶類和中間代謝物、質(zhì)粒、各種營養(yǎng)物和大分子的單體等，少數(shù)細菌還有類囊體、羧酶體、氣泡或伴孢晶體等。2）顆粒狀貯藏物：貯藏物是一類由不同化學成分累積而成的不溶性沉淀顆粒，主要功能是貯存營養(yǎng)物。貯藏物：碳源及能源類；糖原；聚β-羥丁酸（PHB）；硫粒；藻青素；藻青蛋白；磷源（異染粒）；淀粉粒第8頁，共44頁，2023年，2月20日，星期一3）磁小體趨磁細菌細胞中含有的大小均勻、數(shù)目不等的Fe3O4顆粒，外有一層磷脂、蛋白或糖蛋白膜包裹。功能是導向作用，即借鞭毛游向?qū)υ摼钣欣哪唷⑺缑嫖⒀醐h(huán)境處生活

實用前景，包括生產(chǎn)磁性定向藥物或抗體，以及制造生物傳感器等4）羧酶體一些自養(yǎng)細菌細胞內(nèi)的多角形或六角形內(nèi)含物，其大小與噬菌體相仿，約10nm，內(nèi)含1,5-二磷酸核酮糖羧化酶，在自養(yǎng)細菌的CO2固定中起著關(guān)鍵作用。第9頁，共44頁，2023年，2月20日，星期一（單選）酵母菌屬于（）微生物。A、好氧菌B、厭氧菌C、兼性厭氧菌D、微厭氧型C第10頁，共44頁，2023年，2月20日，星期一(單選)最小的細胞是(C)A．細菌B．類病毒C．支原體D．病毒(單選)下列何種病原菌與胃潰瘍的發(fā)生有關(guān)(C)A．大腸桿菌B．霍亂弧菌C．幽門桿菌D．肉毒桿菌第11頁，共44頁，2023年，2月20日，星期一一、微生物細胞的結(jié)構(gòu)與功能特征細菌支原體立克次氏體衣原體直徑0.5-2.0um0.2-0.25um0.3-0.8um0.2-0.3um過濾性不能過濾能過濾不能過濾能過濾G染色G+或G-G-G-G-培養(yǎng)法人工培養(yǎng)基人工培養(yǎng)基宿主細胞宿主細胞產(chǎn)ATP有有有無第12頁，共44頁，2023年，2月20日，星期一5)氣泡許多光合營養(yǎng)型、無鞭毛運動的水生細菌中存在的充滿氣體的泡囊狀內(nèi)含物，大小為0.2～1.0μm×75nm，內(nèi)由數(shù)排柱形小空泡組成，外有2nm厚的蛋白質(zhì)膜包裹。功能：調(diào)節(jié)細胞比重以使細胞漂浮在最適水層中獲取光能、O2和營養(yǎng)物質(zhì)6）載色體光合細菌進行光和作用的部位相當于綠色植物的葉綠體。第13頁，共44頁，2023年，2月20日，星期一4·核區(qū)

原核生物所特有的無核膜結(jié)構(gòu)、無固定形態(tài)的原始細胞核第14頁，共44頁，2023年，2月20日，星期一5、特殊的休眠構(gòu)造——芽孢1）概念某些細菌在其生長發(fā)育后期，在細胞內(nèi)形成一個圓形或橢圓形、厚壁、含水量極低、抗逆性極強的休眠體，稱為芽孢。2）細菌芽孢的特點

①整個生物界中抗逆性最強的生命體，耐高溫，抗紫外；②芽孢是細菌的休眠體，在適宜的條件下可以重新轉(zhuǎn)變成為營養(yǎng)態(tài)細胞；③無繁殖功能，一個營養(yǎng)細胞僅形成一個芽孢；3）芽孢的形成與芽孢的萌發(fā)過程4）芽孢的耐熱機制滲透調(diào)節(jié)皮層膨脹學說

芽孢衣對多價陽離子和水分的透性很差，皮層的離子強度很高，產(chǎn)生極高的滲透壓奪取芽孢核心的水分，結(jié)果造成皮層的充分膨脹。核心部分的細胞質(zhì)卻變得高度失水，因此，具極強的耐熱性。第15頁，共44頁，2023年，2月20日，星期一）研究芽孢的意義①是否能消滅芽孢是衡量各種消毒滅菌手段的最重要的指標。②產(chǎn)芽孢細菌的保藏多用其芽孢。③芽孢的有無、形態(tài)、大小和著生位置是細菌分類和鑒定中的重要指標。6）伴孢晶體少數(shù)芽孢桿菌，例如蘇云金芽孢桿菌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——δ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。伴孢晶體對200多種昆蟲尤其是鱗翅目的幼蟲有毒殺作用，因而可將這類產(chǎn)伴孢晶體的細菌制成有利于環(huán)——細菌殺蟲劑。第16頁，共44頁，2023年，2月20日，星期一6·糖被1)概念：包被于某些細菌細胞壁外的一層厚度不定的膠狀物質(zhì)。糖被分為：莢膜（大莢膜）微莢膜粘液層

菌膠團2）特點（1）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）后可在光學顯微鏡清楚地觀察到它的存在。（2）產(chǎn)生糖被是微生物的一種遺傳特性，其菌落特征及血清學反應(yīng)是是細菌分類鑒定的指標之一。（3）莢膜等并非細胞生活的必要結(jié)構(gòu)，但它對細菌在環(huán)境中的生存有利。（4）細菌糖被與人類的科學研究和生產(chǎn)實踐有密切的關(guān)系。第17頁，共44頁，2023年，2月20日，星期一7·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“運動器官”。鞭毛長度：15～20μm；直徑：0.01～0.02μm2）觀察和判斷細菌鞭毛的方法電子顯微鏡直接觀察；光學顯微鏡下觀察：鞭毛染色和暗視野顯微鏡；根據(jù)培養(yǎng)特征判斷：半固體穿刺、菌落（菌苔）形態(tài)；3）鞭毛的結(jié)構(gòu)及其運動機制結(jié)構(gòu)：基體鉤形鞘鞭毛絲鞭毛的生長方式是在其頂部延伸著生方式：單端鞭毛，端生叢毛，周生鞭毛，兩端生鞭毛。第18頁，共44頁，2023年，2月20日，星期一．(單選)利用生物工程生產(chǎn)啤酒、味精、胰島素、酸奶的常用菌種分別是(C)A．酵母菌、枯草桿菌、大腸桿菌、乳酸菌B．酵母菌、大腸桿菌、青霉菌、乳酸菌C．酵母菌、谷氨酸棒狀桿菌、大腸桿菌、乳酸菌D．黃色短桿菌、酵母菌、大腸桿菌、乳酸菌第19頁，共44頁，2023年，2月20日，星期一細菌開始產(chǎn)生初級代謝產(chǎn)物及產(chǎn)生次級代謝產(chǎn)物的最佳時期分別是：（

）Ａ．穩(wěn)定期、調(diào)整期Ｂ．調(diào)整期、穩(wěn)定期Ｃ．對數(shù)期、衰亡期Ｄ．衰亡期、對數(shù)期BP738第20頁，共44頁，2023年，2月20日，星期一細菌的生長曲線中，總菌數(shù)和活菌數(shù)幾乎相等的是（B）。A.適應(yīng)期B.對數(shù)期C.穩(wěn)定期D衰亡期屬于細菌細胞基本結(jié)構(gòu)的為（B）A.莢膜B.細胞壁C.芽胞D.鞭毛第21頁，共44頁，2023年，2月20日，星期一革蘭氏染色1、用堿性染料結(jié)晶紫對菌懸液涂片進行初染；2、用碘溶液進行媒染，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。在經(jīng)歷脫色后仍將結(jié)晶紫保留在細胞內(nèi)的為革蘭氏陽性細菌，而革蘭氏陰性細菌的結(jié)晶紫被洗掉，細胞呈無色；4、用一種與結(jié)晶紫具有不同顏色的堿性染料對涂片進行復染。例如沙黃，它使原來無色的革蘭氏陰性細菌(G-)最后呈現(xiàn)桃紅到紅色，而革蘭氏陽性細菌(G+)繼續(xù)保持深紫色。第22頁，共44頁，2023年，2月20日，星期一大多數(shù)腸道菌多屬于革蘭氏陰性菌，它們產(chǎn)生內(nèi)毒素，靠內(nèi)毒素使人致病.常見的革蘭氏陰性菌有痢疾桿菌、傷寒桿菌、大腸桿菌、變形桿菌、綠膿桿菌、百日咳桿菌、霍亂弧菌及腦膜炎雙球菌等。革蘭氏陰性菌則對青霉素不敏感大多數(shù)化膿性球菌都屬于革蘭氏陽性菌，它們能產(chǎn)生外毒素使人致病，常見的革蘭氏陽性菌有:葡萄球菌、鏈球菌、肺炎雙球菌、炭疽桿菌、白喉桿菌、破傷風桿菌,炭疽桿菌等第23頁，共44頁，2023年，2月20日，星期一微生物的代謝調(diào)節(jié)屬于：（）Ａ．神經(jīng)調(diào)節(jié)Ｂ．激素調(diào)節(jié)Ｃ．酶的調(diào)節(jié)Ｄ．基因調(diào)節(jié)大腸桿菌經(jīng)革蘭氏染色后，菌體應(yīng)呈（）A.無色B.紅色C.黑色

D.紫色CB第24頁，共44頁，2023年，2月20日，星期一微生物的營養(yǎng)劃分依據(jù)營養(yǎng)類型特點碳源自養(yǎng)型以CO2為唯一或主要碳源異養(yǎng)型以有機物為碳源能源光能營養(yǎng)型以光為能源化能營養(yǎng)型通過氧化釋放的化學能為能源電子供體無機營養(yǎng)型以還原性無機物為電子供體有機營養(yǎng)型以有機物為電子供體第25頁，共44頁，2023年，2月20日，星期一微生物的營養(yǎng)營養(yǎng)類型能源電子供體碳源舉例光能無機自養(yǎng)型光能H2、H2S

S、H2OCO2藍藻、藻類紫（綠）硫細菌光能有機異養(yǎng)型光能有機物有機物紅螺細菌化能無機自養(yǎng)型化學能

(無機)H2、H2S

Fe2+、NO2-CO2氫細菌、硫桿菌

硝化細菌化能有機異養(yǎng)型化學能

(有機)有機物有機物大腸桿菌、真菌第26頁，共44頁，2023年，2月20日，星期一

微生物的生長繁殖細菌的群體生長遲緩期對數(shù)生長期穩(wěn)定生長期衰亡期第27頁，共44頁，2023年，2月20日，星期一真菌的生長繁殖裂殖和芽殖：菌絲延長和酵母繁殖的主要方式無性孢子繁殖：營養(yǎng)細胞分化出新個體（孢子）有性孢子繁殖：不同的性細胞結(jié)合而產(chǎn)生新個體P720-723第28頁，共44頁，2023年，2月20日，星期一繁殖方式無性孢子菌絲斷裂存在多種孢子形成方式常見于液體培養(yǎng)中，工業(yè)發(fā)酵生產(chǎn)抗生素時都以此法大量繁殖放線菌

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第29頁，共44頁，2023年，2月20日，星期一

病毒的特點病毒在細胞外以成熟的顆粒形式（毒粒）存在；毒粒在胞外不表現(xiàn)任何生命特征；毒粒具感染宿主細胞的能力，一旦進入細胞，毒粒便解體，并表現(xiàn)出繁殖、遺傳、變異等生命特征。對大多數(shù)抗生素不敏感，對干擾素敏感。病毒的基本特征第30頁，共44頁，2023年，2月20日，星期一病毒的復制——周期及步驟吸附侵入脫殼病毒大分子合成裝配與釋放烈性噬菌體病毒復制的一步生長曲線病毒幾乎可以感染所有的細胞生物，并具有宿主特異性第31頁，共44頁，2023年，2月20日，星期一病毒繁殖的步驟為：（1）蛋白質(zhì)合成；（2）外殼與細胞膜融合；（3）蛋白質(zhì)裝配；（4）從細胞中釋放病毒；（5）病毒DNA復制。下列程序正確的是

A、5→1→3→4→2B、2→5→1→3→4

C、2→5→4→1→3D、2→1→5→3→4B第32頁，共44頁，2023年，2月20日，星期一毒粒毒粒（病毒顆粒）：病毒的細胞外顆粒形式，也是病毒的感染性形式。1、殼體結(jié)構(gòu)：1）螺旋對稱殼體2）二十面體對稱殼體3）雙對稱殼體：第33頁，共44頁，2023年，2月20日，星期一2.包膜

1）定義：為脂雙層膜，來源于宿主細胞質(zhì)膜或核膜，其中的細胞膜蛋白被病毒的包膜糖蛋白取代。2）病毒的包膜結(jié)構(gòu)核殼：病毒的蛋白質(zhì)殼體和病毒核酸（核心）構(gòu)成的復合物，又稱核衣殼。裸露毒粒：僅由核衣殼構(gòu)成的病毒顆粒如煙草花葉病毒、脊髓灰質(zhì)炎等一些簡單的病毒的毒粒包膜：有些病毒的核衣殼包裹著一層脂蛋白膜，它是病毒以出芽方式成熟時，由細胞膜衍生而來的。病毒包膜的結(jié)構(gòu)：病毒包膜的基本結(jié)構(gòu)與生物膜相似，是脂雙層膜。在包膜形成時，細胞膜蛋白被病毒的包膜糖蛋白取代。包膜突起：凸出于包膜外的包膜糖蛋白結(jié)構(gòu)域。刺突：包膜或核衣殼上的突起。3）包膜的作用：維系毒粒結(jié)構(gòu)，保護病毒核殼：具有抗原性及多種生物學活性，與病毒感染密切相關(guān)（如包膜糖蛋白）第34頁，共44頁，2023年，2月20日，星期一病毒的核酸核酸是病毒的遺傳物質(zhì)；一種病毒的毒粒只含有一種核酸：DNA或RNA；可分為侵染性核酸和非侵染性核酸第35頁，共44頁，2023年，2月20日，星期一病毒蛋白質(zhì)1）構(gòu)成蛋白質(zhì)外殼，保護病毒核酸免受核酸酶及其它理化因子的破壞；（殼體蛋白）2）決定病毒感染的特異性，與易感細胞表面存在的受體具特異性親和力，促使病毒粒子的吸附和入侵；（殼體蛋白、包膜蛋白）3）決定病毒的抗原性，能刺激機體產(chǎn)生相應(yīng)的抗體；（殼體蛋白、包膜蛋白）4）構(gòu)成毒粒酶，參與病毒對宿主細胞的入侵（如T4噬菌體的溶菌酶等），參與病毒復制時的病毒大分子的合成（如逆轉(zhuǎn)錄酶等）。一般來說，病毒是不具酶或酶系極不完全的，所以一旦離開宿主就不能獨立進行代謝和繁殖。

第36頁，共44頁，2023年，2月20日，星期一第37頁，共44頁，2023年，2月20日，星期一吸附：病毒吸附蛋白與宿主細胞表面的特異性受體結(jié)合，使病毒吸附于宿主細胞的表面。兩者間的結(jié)合力來源于空間結(jié)構(gòu)的互補性，相互間的電荷、氫鍵、疏水性相互作用及范得華力。不同種系的細胞具有不同病毒的細胞受體，病毒受體的細胞種系特異性決定了病毒的宿主范圍。P700第38頁，共44頁，2023年，2月20日，星期一侵入：侵入又稱病毒內(nèi)化，它是一個病毒吸附后幾乎立即發(fā)生，依賴于能量的感染步驟。不同的病毒-宿主系統(tǒng)的病毒侵入機制不同植物病毒：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，主要靠有吮吸式口器的昆蟲取食將病毒帶入細胞。植物病毒一旦進入細胞后，增殖產(chǎn)生的子代病毒或病毒核酸可通過病毒編碼的運動蛋白與胞間連絲的相互作用從受染細胞進入鄰近細胞。至今仍未發(fā)現(xiàn)植物病毒的細胞受體存在。動物病毒：①完整病毒穿過細胞膜的移位方式；②細胞的內(nèi)吞功能；③毒粒包膜與細胞質(zhì)膜的融合。第39頁，共44頁，2023年，2月20日，星期一脫殼：脫殼是病毒侵入后，病毒的包膜和/或殼體除去而釋放出病毒核酸的過程。脫殼是病毒基因組進行功能表達所必需的感染事件。T-偶數(shù)噬菌體脫殼與侵入是一起發(fā)生的動物病毒存在不同的結(jié)構(gòu)類型和不同的侵入方式，其脫殼過程也較復雜。病毒的毒粒消失，失去原有的感染性，進入潛隱期。第40頁，共44頁，2023年，2月20日，星期一病毒的裝配與釋放裝配：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，亦稱成熟或形態(tài)發(fā)生

釋放：成熟的子代病毒顆粒然后依一定途徑釋放、裂解、分泌到細胞外病毒的釋放標志病毒復制周期結(jié)束。大多數(shù)噬菌體都是以裂解細胞方式釋放絲桿噬菌體（如M13或fd）不殺死細胞，子代毒粒以分泌方式不斷從受染細胞中釋放，并同時完成毒粒的組裝。有包