微生物復(fù)習(xí)資料important

1、一、緒論1、微生物學(xué)奠基人：法：巴斯德 德：柯赫2、巴斯德的工作: 發(fā)現(xiàn)并證實(shí)發(fā)酵是由微生物引起的 徹底否定了“自然發(fā)生”學(xué)說 免疫學(xué)預(yù)防接種 其他貢獻(xiàn)：巴斯德消毒法等 3、柯赫的工作 (1)微生物學(xué)基本操作技術(shù)方面的貢獻(xiàn) 細(xì)菌純培養(yǎng)方法的建立 、配制培養(yǎng)基、流動蒸汽滅菌、染色觀察和顯微攝影 (2)對病原細(xì)菌的研究作出了突出的貢獻(xiàn)： 具體證實(shí)了炭疽病菌是炭疽病的病原菌發(fā)現(xiàn)了肺結(jié)核病的病原菌 證明某種微生物是否為某種疾病病原體的基本原則柯赫原則：1 在每一病例中都出現(xiàn)這種微生物；2 要從寄主分離出這樣的微生物并在培養(yǎng)基中培養(yǎng)出來；3用這種微生物的純培養(yǎng)接種健康而敏感的寄主，同樣的疾病會重復(fù)發(fā)生；

2、4從試驗(yàn)發(fā)病的寄主中能再度分離培養(yǎng)出這種微生物來。二、微生物的純培養(yǎng)1、無菌技術(shù)：在分離、轉(zhuǎn)接、培養(yǎng)微生物時防止其它微生物的污染的技術(shù)。2、菌落：單個微生物在適宜的固體培養(yǎng)基表面或內(nèi)部生長、繁殖到一定程度可以形成肉眼可見的、有一定形態(tài)結(jié)構(gòu)的子細(xì)胞生長群體，稱為。3、固體培養(yǎng)基分離純培養(yǎng)的方法：稀釋倒平板法、涂布平板法、平板劃線法、 稀釋搖管法4、單細(xì)胞分離法：采取顯微分離法從混雜群體中直接分離單個細(xì)胞或單個個體進(jìn)行培養(yǎng)以獲得純培養(yǎng)的方法。5、選擇培養(yǎng)分離：包括利用選擇培養(yǎng)基直接分離和富集培養(yǎng)6、二元培養(yǎng)物：培養(yǎng)物中只含兩種微生物，而且是有意識的保持二者之間的特定關(guān)系的培養(yǎng)。7、微生物的保藏：傳

3、代培養(yǎng)保藏、冷凍保藏、干燥保藏法8、微生物的染色觀察：染色觀察的樣品需進(jìn)行固定，目的：一是殺死細(xì)菌并使菌體黏附于玻片上，二是增加其對染料的親和力。常用方法：火焰加熱和化學(xué)固定。細(xì)菌染色法：死菌：正染色： 簡單染色法和鑒別染色法（革蘭氏染色、抗酸性染色、芽孢染色、姬姆薩染色） 負(fù)染色：莢膜染色法活菌：美藍(lán)、TTC等染色。9、微生物的類群及特點(diǎn):個體小、結(jié)構(gòu)簡、胃口大、食譜廣、繁殖快、易培養(yǎng)、數(shù)量大、分布廣、種類多、級界寬、變異易、抗性強(qiáng)、休眠長、起源早、發(fā)現(xiàn)晚。10、面積/體積比：這樣大的比表面積特別有利于它們和周圍環(huán)境進(jìn)行物質(zhì)、能量、信息的交換。微生物的其它很多屬性都和這一特點(diǎn)密切相關(guān)。三、微

4、生物細(xì)胞結(jié)構(gòu)與功能：細(xì)胞結(jié)構(gòu)：1、細(xì)胞壁（cell wall）是位于細(xì)胞表面，內(nèi)側(cè)緊貼細(xì)胞膜的一層較為堅(jiān)韌，略具彈性的細(xì)胞結(jié)構(gòu)。功能：（1）固定細(xì)胞外形和提高機(jī)械強(qiáng)度；（2）為細(xì)胞的生長、分裂和鞭毛運(yùn)動所必需；（3）滲透屏障，阻攔酶蛋白和某些抗生素等大分子物質(zhì)（分子量大于800）進(jìn)入細(xì)胞，保護(hù)細(xì)胞免受溶菌酶、消化酶和青霉素等有害物質(zhì)的損傷；（4）細(xì)菌特定的抗原性、致病性以及對抗生素和噬菌體的敏感性的物質(zhì)基礎(chǔ)；革蘭氏染色：1、用堿性染料結(jié)晶紫對菌液涂片進(jìn)行初染2、用碘溶液進(jìn)行媒染，其作用是提高染料和細(xì)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(jìn)行脫色。在經(jīng)歷脫色后仍將結(jié)晶紫保留在

5、細(xì)胞內(nèi)的為革蘭氏陽性細(xì)菌，而革蘭氏陰性細(xì)菌的結(jié)晶紫被洗掉，細(xì)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(jìn)行復(fù)染。例如沙黃，它使原來無色的革蘭氏陰性細(xì)菌最后呈現(xiàn)桃紅到紅色，而革蘭氏陽性細(xì)菌繼續(xù)保持深紫色肽聚糖(peptidoglycan)：又稱粘肽(mucopeptide)、胞壁質(zhì)(murein)或粘質(zhì)復(fù)合物，是真細(xì)菌細(xì)胞壁中的特有成分。結(jié)合在革蘭氏陽性細(xì)菌細(xì)胞壁上的一種酸性多糖磷壁酸：革蘭氏陽性細(xì)菌細(xì)胞壁上特有的化學(xué)成分，主要成分為甘油磷酸或核糖醇磷酸。主要生理功能：細(xì)胞壁形成負(fù)電荷環(huán)境，增強(qiáng)細(xì)胞膜對二價陽離子的吸收；貯藏磷元素；增強(qiáng)某些致病菌對宿主細(xì)胞的粘連、避免被白細(xì)胞吞噬以

6、及抗補(bǔ)體的作用；能調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)自溶素(autolysin)的活力，防止細(xì)胞因自溶而死亡。缺壁細(xì)菌:L型細(xì)菌 自發(fā)突變而形成的遺傳性穩(wěn)定的細(xì)胞壁缺陷菌株原生質(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(xì)胞壁合成而形成的僅由一層細(xì)胞膜包裹的，圓球形、對滲透壓變化敏感的細(xì)胞，一般由革蘭氏陽性細(xì)菌形成。球狀體 指還殘留了部分細(xì)胞壁 革蘭氏染色陰性菌 其共同特點(diǎn)是：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(yùn)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(xì)胞

7、壁的正常結(jié)構(gòu)。比正常有細(xì)胞壁的細(xì)菌更易導(dǎo)入外源遺傳物質(zhì)，是研究遺傳規(guī)律和進(jìn)行原生質(zhì)體育種的良好實(shí)驗(yàn)材料。支原體(Mycoplasma)：在長期進(jìn)化過程中形成的、適應(yīng)自然生活條件的無細(xì)胞壁的原核生物。因它的細(xì)胞膜中含有一般原核生物所沒有的甾醇，所以即使缺乏細(xì)胞壁，其細(xì)胞膜仍有較高的機(jī)械強(qiáng)度。5）間體（mesosome，或中體）：細(xì)胞質(zhì)膜內(nèi)褶而形成的囊狀構(gòu)造，其中充滿著層狀或管狀的泡囊。多見于革蘭氏陽性細(xì)菌。貯藏物是一類由不同化學(xué)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。包括：聚-羥丁酸（PHB）：具有貯藏碳源和能源，降低細(xì)胞內(nèi)滲透壓作用。多糖貯藏物異染粒：貯藏磷元素，降低滲透壓。藻青素

8、：內(nèi)源性氮源貯藏物。一種內(nèi)源性氮源貯藏物，同時還兼有貯存能源的作用。通常存在于藍(lán)細(xì)菌中。磁小體(megnetosome)：趨磁細(xì)菌細(xì)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(dǎo)向作用，即借鞭毛游向?qū)υ摼钣欣哪?、水界面微氧環(huán)境處生活。羧酶體(carboxysome) ：在自養(yǎng)細(xì)菌的CO2固定中起著關(guān)鍵作用氣泡（gas vocuoles）：調(diào)節(jié)細(xì)胞比重以使細(xì)胞漂浮在最適水層中獲取光能、O2和營養(yǎng)物質(zhì)芽孢：某些細(xì)菌在其生長發(fā)育后期，在細(xì)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(qiáng)的休眠體，稱為芽孢（endospore或spore，偶譯“內(nèi)生孢

9、子”）。芽孢的特點(diǎn)整個生物界中抗逆性最強(qiáng)的生命體，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(biāo)。芽孢是細(xì)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(xì)胞；產(chǎn)芽孢細(xì)菌的保藏多用其芽孢。產(chǎn)芽孢的細(xì)菌多為桿菌，也有一些球菌。芽孢的有無、形態(tài)、大小和著生位置是細(xì)菌分類和鑒定中的重要指標(biāo)。芽孢與營養(yǎng)細(xì)胞相比化學(xué)組成存在較大差異，容易在光學(xué)顯微鏡下觀察。（相差顯微鏡直接觀察；芽孢染色）芽孢的耐熱機(jī)制：（滲透調(diào)節(jié)皮層膨脹學(xué)說）芽孢衣對多價陽離子和水分的透性很差皮層的離子強(qiáng)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(xì)胞質(zhì)卻變得高度失水，是抗熱機(jī)制的核心。為什么芽孢

10、具有較強(qiáng)的抗逆性：1、 構(gòu)造：芽孢衣對多價陽離子和水分的透性很差皮層的離子強(qiáng)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(xì)胞質(zhì)卻變得高度失水，因此，具極強(qiáng)的耐熱性。2、 形成：DNA濃縮，保護(hù)遺傳物質(zhì)不受傷害前芽孢的雙層隔膜形成，使芽孢抗輻射性提高細(xì)菌細(xì)胞壁以外的構(gòu)造 糖被（glycocalyx）特點(diǎn)（1）主要成分是多糖、多肽或蛋白質(zhì)，尤以多糖居多。（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(xué)反應(yīng)是是細(xì)菌分類鑒定的指標(biāo)之一。（3）莢膜等并非細(xì)胞生活的必要結(jié)構(gòu)，但它對細(xì)菌在環(huán)境中的生存有利。（4）細(xì)菌糖被與人類的科學(xué)研究和生產(chǎn)實(shí)踐有密切的關(guān)系。鞭毛的

11、功能是運(yùn)動，這是原核生物實(shí)現(xiàn)其趨性（taxis）化學(xué)趨避運(yùn)動或趨化作用（chemotaxis）：細(xì)菌對某化學(xué)物質(zhì)敏感，通過運(yùn)動聚集于該物質(zhì)的高濃度區(qū)域或低濃度區(qū)域。光趨避運(yùn)動或趨光性（phototaxis）：有的細(xì)菌能區(qū)別不同波長的光而集中在一定波長光區(qū)內(nèi)。趨磁運(yùn)動或趨磁性（magnetotaxis），趨磁細(xì)菌根據(jù)磁場方向進(jìn)行分布。菌毛：具有使菌體附著于物體表面的功能。性毛一般見于革蘭氏陰性細(xì)菌的雄性菌株（即供體菌）中，其功能是向雌性菌株（即受體菌）傳遞遺傳物質(zhì)。有的性毛還是RNA噬菌體的特異性吸附受體。放線菌：放線菌是具有菌絲、以孢子進(jìn)行繁殖、革蘭氏染色陽性的一類原核微生物，屬于真細(xì)菌范疇。

12、立克次氏體（Rickettsia）是大小介于通常的細(xì)菌與病毒之間，在許多方面類似細(xì)菌，專性活細(xì)胞內(nèi)寄生的原核微生物。均不能在人工培養(yǎng)基上生長繁殖支原體（Mycoplasma）：又稱類菌質(zhì)體，是介于一般細(xì)菌與立克次氏體之間的原核微生物。特性：1）無細(xì)胞壁，只有細(xì)胞膜，細(xì)胞形態(tài)多變；2）個體很小，能通過細(xì)菌過濾器，曾被認(rèn)為是最小的可獨(dú)立生活的細(xì)胞型生物。3）可進(jìn)行人工培養(yǎng)，但營養(yǎng)要求苛刻，菌落微小，呈典型的 “油煎荷包蛋”形狀；4）一些支原體能引起人類、牲畜、家禽和作物的病害疾病5）應(yīng)用活組織細(xì)胞培養(yǎng)病毒或體外組織細(xì)胞培養(yǎng)時，常被支原體污染；衣原體（Chlamydia）：介于立克次氏體與病毒之間，

13、能通過細(xì)菌濾器，專性活細(xì)胞內(nèi)寄生的一類原核微生物。特性：1）細(xì)胞結(jié)構(gòu)與細(xì)菌類似；2）細(xì)胞呈球形或橢圓形，直徑0.2-0.3 mm，能通過細(xì)菌濾器；3）專性活細(xì)胞內(nèi)寄生；4）在宿主細(xì)胞內(nèi)生長繁殖具有獨(dú)特的生活周期，即存在原體和始體兩種形態(tài)。原體具感染性，原體逐漸增大成為始體。始體無感染性，但能在空泡中以二分裂方式反復(fù)繁殖，形成大量新的原體，積聚于細(xì)胞質(zhì)內(nèi)成為各種形狀的包涵體。5）衣原體廣泛寄生于人類、哺乳動物及鳥類，少數(shù)致病；6）衣原體不耐熱，60度10分鐘即被滅活，但它不怕低溫，冷凍干燥可保藏多年。對紅霉素、氯霉素、四環(huán)素敏感。真菌是一類低等真核生物，特點(diǎn)：1、具有細(xì)胞核，進(jìn)行有絲分裂；2、細(xì)

14、胞質(zhì)中含有線粒體但沒有葉綠體，不進(jìn)行光合作用，無根、莖、葉的分化；3、以產(chǎn)生有性孢子和無性孢子二種形式進(jìn)行繁殖；4、營養(yǎng)方式為化能有機(jī)營養(yǎng)（異養(yǎng)）、好氧；5、不運(yùn)動（僅少數(shù)種類的游動孢子有1-2根鞭毛）；6、種類繁多，形態(tài)各異、大小懸殊，細(xì)胞結(jié)構(gòu)多樣；菌絲的特化：營養(yǎng)菌絲和氣生菌絲對于不同的真菌來說，在它們的長期進(jìn)化過程中，對于相應(yīng)的環(huán)境條件已有了高度的適應(yīng)性，并明顯地表現(xiàn)在產(chǎn)生各種形態(tài)和功能不同的特化結(jié)構(gòu)上。也稱菌絲的變態(tài)。霉菌有性孢子繁殖的特點(diǎn)：a）霉菌的有性繁殖不如無性繁殖那么經(jīng)常與普遍，多發(fā)生在特定條件下，往往在自然條件下較多，在一般培養(yǎng)基上不常見。b）有性繁殖方式因菌種不同而異，有的

15、兩條營養(yǎng)菌絲就可以直接結(jié)合，有的則由特殊的性細(xì)胞（性器官）-配子囊或由配子囊產(chǎn)生的配子來相互交配，形成有性孢子。c）核配后一般立即進(jìn)行減數(shù)分裂，因此菌體染色體數(shù)目為單倍，雙倍體只限于接合子。d）霉菌的有性繁殖存在同宗配合和異宗配合兩種情況。e）霉菌的有性孢子包括接合孢子、卵孢子、子囊孢子等。四、微生物的營養(yǎng)1、營養(yǎng)缺陷型：某些菌株發(fā)生突變(自然突變或人工誘變)后，失去合成某種(或某些)對該菌株生長必不可少的物質(zhì)(通常是生長因子如氨基酸、維生素)的能力，必須從外界環(huán)境獲得該物質(zhì)才能生長繁殖，這種突變型菌株稱為營養(yǎng)缺陷型(auxotroph)，相應(yīng)的野生型菌株稱為原養(yǎng)型(prototroph)。2

16、、培養(yǎng)基（medium）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)。六大營養(yǎng)要素：碳源、氮源、無機(jī)鹽、能源、生長因子、水物理化學(xué)條件適宜：pH；水活度；氧化還原電位；3、培養(yǎng)基的類型及應(yīng)用：按成份不同劃分：天然培養(yǎng)基(complex medium)合成培養(yǎng)基(synthetic medium)根據(jù)物理狀態(tài)劃分：固體培養(yǎng)基；半固體培養(yǎng)基；液體培養(yǎng)基；按用途劃分：基礎(chǔ)培養(yǎng)基(minimum medium)完全培養(yǎng)基(complete medium)加富培養(yǎng)基和富集培養(yǎng)基(enrichment medium)：在普通培養(yǎng)基（如肉湯蛋白胨培養(yǎng)基）中加入某些特殊營養(yǎng)物質(zhì)制成的一類營養(yǎng)豐富的

17、培養(yǎng)基。這些特殊營養(yǎng)物質(zhì)包括血液、血清、酵母浸膏、動植物組織液等。鑒別培養(yǎng)基(differential medium)、選擇培養(yǎng)基(selective medium)4、營養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞擴(kuò)散(diffusion)促進(jìn)擴(kuò)散(facilitated diffusion)主動運(yùn)輸(active transport)：1、初級主動運(yùn)輸(primary active transport)2、次級主動運(yùn)輸(secondary active transport) 3、基團(tuán)轉(zhuǎn)位(group translocation)：PTS（磷酸轉(zhuǎn)移酶系統(tǒng)，大腸桿菌細(xì)胞中PEP提供磷酸基團(tuán)，使糖在運(yùn)輸過程中發(fā)生了磷酸化作用

18、，這些基團(tuán)轉(zhuǎn)位稱為磷酸烯醇式丙酮酸-磷酸糖轉(zhuǎn)移酶運(yùn)輸系統(tǒng)）4、Na+,K+-ATP酶(Na+,K+-ATPase)系統(tǒng)膜泡運(yùn)輸(memberane vesicle transport) 主要存在于原生動物中五、微生物的代謝1、能量代謝的中心任務(wù)，是生物體如何把外界環(huán)境中的多種形式的最初能源轉(zhuǎn)換成對一切生命活動都能使用的通用能源-ATP。這就是產(chǎn)能代謝。2、生物氧化就是發(fā)生在細(xì)胞內(nèi)的一切產(chǎn)能性氧化反應(yīng)的總稱3、發(fā)酵(fermentation)：有機(jī)物氧化釋放的電子直接交給本身未完全氧化的某種中間產(chǎn)物，同時釋放能量并產(chǎn)生各種不同的代謝產(chǎn)物。糖酵解（glycolysis）是發(fā)酵的基礎(chǔ)。主要有四種途徑

19、：EMP途徑、HMP途徑、ED途徑、磷酸解酮酶途徑。4、呼吸作用：有氧呼吸（aerobic respiration）：以分子氧作為最終電子受體；無氧呼吸（anaerobic respiration）：以氧化型化合物作為最終電子受體。5、呼吸作用與發(fā)酵作用的根本區(qū)別：呼吸作用中電子載體不是將電子直接傳遞給底物降解的中間產(chǎn)物，而是交給電子傳遞系統(tǒng)，逐步釋放出能量后再交給最終電子受體。6、硝酸鹽呼吸：以硝酸鹽作為最終電子受體的生物學(xué)過程，也稱為硝酸鹽的異化作用。有些菌（硝酸鹽還原細(xì)菌）可將NO2-進(jìn)一步將其還原成N2，這個過程稱為反硝化作用。7、能量轉(zhuǎn)換：化能營養(yǎng)型（底物水平磷酸化、氧化磷酸化）光能

20、營養(yǎng)型（通過光合磷酸化將光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能儲存于ATP中）底物水平磷酸化（substrate level phosphorylation）氧化磷酸化（oxidative phosphorylation）3、光合磷酸化（photophosphorylation）次級代謝與次級代謝產(chǎn)物：初級代謝：微生物從外界吸收各種營養(yǎng)物質(zhì)，通過分解代謝和合成代謝，生成維持生命活動所必需的物質(zhì)和能量的過程，稱為初級代謝。次級代謝：某些生物為了避免在初級代謝過程某種中間產(chǎn)物積累所造成的不利作用而產(chǎn)生的一類有利于生存的代謝類型?？梢哉J(rèn)為是某些生物在一定條件下通過突變獲得的一種適應(yīng)生存的方式。通過次級代謝合成的產(chǎn)物通常稱

21、為次級代謝產(chǎn)物，大多是分子結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的化合物。根據(jù)其作用，可將其分為抗生素、激素、生物堿、毒素及維生素等類型。初級代謝與次級代謝的關(guān)系：1、存在范圍及產(chǎn)物類型不同2、對產(chǎn)生者自身的重要性不同3、同微生物生長過程的關(guān)系明顯不同4、對環(huán)境條件變化的敏感性或遺傳穩(wěn)定性上明顯不同5、相關(guān)酶的專一性不同：催化初級代謝產(chǎn)物合成的酶專一性強(qiáng)，催化次級代謝產(chǎn)物合成的某些酶專一性不強(qiáng)。 初級代謝是次級代謝的基礎(chǔ)，它可以為次級代謝產(chǎn)物合成提供前體物和所需要的能量； 初級代謝產(chǎn)物合成中的關(guān)鍵性中間體也是次級代謝產(chǎn)物合成中的重要中間體物質(zhì)。 而次級代謝則是初級代謝在特定條件下的繼續(xù)與發(fā)展，避免初級代謝過程中某種（或

22、某些）中間體或產(chǎn)物過量積累對機(jī)體產(chǎn)生的毒害作用。六、微生物的生長繁殖以及控制第一節(jié) 微生物生長的測定（一）以數(shù)量變化對微生物生長情況進(jìn)行測定。通常用來測定細(xì)菌、酵母菌等單細(xì)胞微生物的生長情況或樣品中所含微生物個體的數(shù)量（細(xì)菌、孢子、酵母菌）1、培養(yǎng)平板計(jì)數(shù)法：一個菌落可能是多個細(xì)胞一起形成，所以在科研中一般用菌落形成單位（colony forming units， CFU）來表示，而不是直接表示為細(xì)胞數(shù)。2、膜過濾培養(yǎng)法3、The most probable number method-液體稀釋法：主要適用于只能進(jìn)行液體培養(yǎng)的微生物，或采用液體鑒別培養(yǎng)基進(jìn)行直接鑒定并計(jì)數(shù)的微生物。4、顯微鏡直

23、接計(jì)數(shù)法：缺點(diǎn)：不能區(qū)分死菌與活菌/不適于對運(yùn)動細(xì)菌的計(jì)數(shù)/需要相對高的細(xì)菌濃度/個體小的細(xì)菌在顯微鏡下難以觀察（二）以生物量為指標(biāo)測定微生物的生長1、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。2、重量法: 測定多細(xì)胞及絲狀真菌生長情況的有效方法3、 生理指標(biāo)法：常用于對微生物的快速鑒定與檢測第二節(jié) 細(xì)菌的群體生長繁殖一、遲緩期(Lag phase)：分裂遲緩、代謝活躍一般來說處于遲緩期的細(xì)菌細(xì)胞體積最大/細(xì)胞內(nèi)RNA，尤其是rRNA含量增高，合成代謝活躍，核糖體、酶類和ATP的合成加快，易產(chǎn)生誘導(dǎo)酶/對外界不良條件反應(yīng)敏感。遲

24、緩期出現(xiàn)的原因：調(diào)整代謝。微生物接種到一個新的環(huán)境，暫時缺乏分解和催化有關(guān)底物的酶，或是缺乏充足的中間代謝產(chǎn)物等。為產(chǎn)生誘導(dǎo)酶或合成中間代謝產(chǎn)物，就需要一段適應(yīng)期。在生產(chǎn)實(shí)踐中縮短遲緩期的常用手段：(1)通過遺傳學(xué)方法改變種的遺傳特性使遲緩期縮短；(2)利用對數(shù)生長期的細(xì)胞作為種子；(3)盡量使接種前后所使用的培養(yǎng)基組成不要相差太大；(4)適當(dāng)擴(kuò)大接種量對數(shù)期：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(xì)菌數(shù)量呈對數(shù)增加，細(xì)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(xì)菌個體形態(tài)、化學(xué)組成和生理特性等均較一致，代

25、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(jì)效益。在細(xì)菌個體生長里，每個細(xì)菌分裂繁殖一代所需的時間為代時(Generation time)，在群體生長里細(xì)菌數(shù)量增加一倍所需的時間稱為倍增時間（Doubling time)。影響微生物增代時間（代時）的因素：1）菌種，不同的微生物及微生物的不同菌株代時不同；2）營養(yǎng)成分，在營養(yǎng)豐富的培養(yǎng)基中生長代時短。凡是處于較低濃度范圍內(nèi)，可影響生長速率的營養(yǎng)物成分，就稱為生長限制因子。3）營養(yǎng)物濃度，在一定范圍內(nèi)，生長速率與營養(yǎng)物濃度呈正比，4）溫度，在一定范圍，生長速率與培養(yǎng)溫度

26、呈正相關(guān)。穩(wěn)定生長期(Stationary phase)：由于營養(yǎng)物質(zhì)消耗，代謝產(chǎn)物積累和pH等環(huán)境變化，逐步不適宜于細(xì)菌生長，導(dǎo)致生長速率降低直至零(即細(xì)菌分裂增加的數(shù)量等于細(xì)菌死亡數(shù))。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(xì)菌死亡速率超過新生速率，整個群體呈現(xiàn)出負(fù)增長。該時期死亡的細(xì)菌以對數(shù)方式增加，但在衰亡期的后期，由于部分細(xì)菌產(chǎn)生抗性也會使細(xì)菌死亡的速率降低，仍有部分活菌存在。細(xì)菌代謝活性降低，細(xì)菌衰老并出現(xiàn)自溶，產(chǎn)生或釋放出一些產(chǎn)物，如氨基酸、轉(zhuǎn)化酶、外肽酶或抗生素等。細(xì)胞呈現(xiàn)多種形態(tài)，有時產(chǎn)生畸形，細(xì)胞大小懸殊，有些革蘭氏染色反應(yīng)

27、陽性菌變成陰性反應(yīng)等。二、同步培養(yǎng)(Synchronous culture)：使群體中的細(xì)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(xì)胞能同時進(jìn)行生長或分裂的培養(yǎng)方法。三、連續(xù)培養(yǎng)(Continous culture ）：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。培養(yǎng)過程中不斷的補(bǔ)充營養(yǎng)物質(zhì)和以同樣的速率移出培養(yǎng)物是實(shí)現(xiàn)微生物連續(xù)培養(yǎng)的基本原則。（一）恒濁連續(xù)培養(yǎng)：如果所用培養(yǎng)基中有過量的必需營養(yǎng)物，就可以使菌體維持最高的生長速率。一般用于菌體以及與菌體生長平行的代謝產(chǎn)物生產(chǎn)的發(fā)酵工業(yè).連續(xù)發(fā)酵與單批發(fā)酵相比的優(yōu)點(diǎn)：縮短發(fā)酵

28、周期，提高設(shè)備利用率/便于自動控制/降低動力消耗及體力勞動強(qiáng)度/產(chǎn)品質(zhì)量較穩(wěn)定。缺點(diǎn)：雜菌污染和菌種退化(二）恒化連續(xù)培養(yǎng)：使培養(yǎng)液流速保持不變，并使微生物始終在低于其最高生長速率下進(jìn)行生長繁殖。恒化連續(xù)培養(yǎng)中，必需將某種必需的營養(yǎng)物質(zhì)控制在較低的濃度，以作為限制性因子，而其他營養(yǎng)物均過量。細(xì)菌的生長速率取決于限制性因子的濃度，并低于最高生長速率.第三節(jié) 微生物生長繁殖的控制1、抑制(Inhibition)：生長停止，但不死亡；防腐(Antisepsis)：防止或抑制霉腐微生物在食品等物質(zhì)上的生長；化療(Chemotherapy)：殺死或抑制宿主體內(nèi)的病原微生物；死亡(Death)：生長能力不

29、可逆喪失；消毒(Disinfection)：殺死或滅活病原微生物（營養(yǎng)體細(xì)胞）；滅菌(Sterilization)：殺死包括芽孢在內(nèi)的所有微生物；各種抗微生物化學(xué)制劑殺菌能力的比較標(biāo)準(zhǔn)：石炭酸系數(shù)：指在一定時間內(nèi)被試藥劑能殺死全部供試菌的最高稀釋度和達(dá)到同效的石炭酸的最高稀釋度的比率。抗代謝物(Antimetabolite):有些化合物在結(jié)構(gòu)上與生物體所必需的代謝物很相似，以至可以和特定的酶結(jié)合，從而阻礙了酶的功能，干擾了代謝的正常進(jìn)行，這些物質(zhì)稱為抗代謝物抗生素(Antibiotic)：是由某些生物合成或半合成的一類次級代謝產(chǎn)物或衍生物，它們在很低濃度時就能抑制或影響它種生物的生命活動，如殺

30、死微生物或抑制其生長。2、細(xì)菌抗藥性的產(chǎn)生抗性菌株特點(diǎn)： 細(xì)胞質(zhì)膜透性改變，使抗生素不進(jìn)入細(xì)胞或進(jìn)入細(xì)胞后被細(xì)胞主動排出； 藥物作用靶改變； 合成了修飾抗生素的酶； 抗性菌株發(fā)生遺傳變異，導(dǎo)致合成新的多聚體，以取代或部分取代原來的多聚體；避免出現(xiàn)細(xì)菌的耐藥性的措施：(1)第一次使用的藥物劑量要足；(2)避免在一個時期或長期多次使用同種抗生素；(3)不同的抗生素(或與其他藥物)混合使用；(4)對現(xiàn)有抗生素進(jìn)行改造；(5)篩選新的更有效的抗生素；3、控制微生物的物理因素： 濕熱比干熱滅菌更好：更易于傳遞熱量/更易破壞保持蛋白質(zhì)穩(wěn)定性的氫鍵等結(jié)構(gòu)； 輻射滅菌(Radiation Sterilizat

31、ion)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。 過濾作用 高滲、干燥、超聲波等傳染與免疫第一節(jié) 感染的一般概念免疫(immunity)：生物體能夠辯認(rèn)自我與非自我，對非我做出反應(yīng)以保持自身穩(wěn)定的功能。病原微生物(Pathogenic microorganism)，或病原體(pathogen)：感染(infection)，又稱傳染：機(jī)體與病原體在一定條件下相互作用而引起的病理過程。傳染?。河捎猩Φ牟≡w引起的疾病，與由其它致病因素引起的疾病在本質(zhì)上是有區(qū)別的。一、感染的途徑與方式外源性感染：來源于宿主體外的感染，主要來自病人、健康帶菌 (毒)者和帶菌(毒)動、植物

32、。內(nèi)源性感染：當(dāng)濫用抗生素導(dǎo)致菌群失調(diào)或某些因素致使機(jī)體免疫功能下降時，宿主體內(nèi)正常菌群引起的感染。 某些細(xì)菌、真菌、弓形體被吞噬細(xì)胞吞噬后不被殺死，反而在細(xì)胞內(nèi)增殖，稱為兼性細(xì)胞內(nèi)感染； 所有的病毒、立克次氏體、衣原體及少數(shù)細(xì)菌和原蟲只能在靶細(xì)胞內(nèi)增殖，它們必須存在于細(xì)胞內(nèi)才能引起感染，為專性細(xì)胞內(nèi)感染。病原菌致病力的強(qiáng)弱毒力（侵襲力&毒素）侵襲力(invasiveness)：病原菌突破宿主防線，并能于宿主體內(nèi)定居、繁殖、擴(kuò)散的能力。 t 吸附和侵入能力；t 繁殖與擴(kuò)散能力：通過水解性酶類，使組織疏松、通透性增加，有利于病原菌擴(kuò)散。t 對宿主防御機(jī)能的抵抗能力毒素(toxin)：（1）外毒素

33、（exotoxin）：病原細(xì)菌，主要是一些革蘭氏陽性菌，在生長過程中合成并分泌到胞外的毒素，如破傷風(fēng)痙攣毒素、白喉毒素等；也有存于胞內(nèi)當(dāng)細(xì)菌溶解后才釋放的如痢疾志賀菌的腸毒素。類毒素（toxoid）和抗毒素（antitoxin）：利用外毒素對熱和某些化學(xué)物質(zhì)敏感的特點(diǎn)，用0.3-0.4%甲醛處理，使其毒性完全喪失，但仍保持抗原性，這種經(jīng)處理的外毒素為類毒素，常用來預(yù)防注射。也可用類毒素注射動物（如馬），以制備外毒素的抗體，稱為抗毒素，作治療用。（2）內(nèi)毒素（endotoxin）：革蘭氏陰性菌的細(xì)胞壁物質(zhì)，主要成分是脂多糖(LPS)，于菌體裂解時釋放。病毒感染的特點(diǎn)：病毒在宿主細(xì)胞內(nèi)增殖，影響宿

34、主細(xì)胞的核酸及蛋白質(zhì)代謝，其后果可分為三種類型：殺細(xì)胞感染（cytocidal infection）：病毒大量繁殖，宿主細(xì)胞死亡穩(wěn)定狀態(tài)感染（steady state infection）：病毒和宿主細(xì)胞同時增殖，宿主細(xì)胞不死亡整合感染（integrated infection）：病毒基因組整合于宿主細(xì)胞染色體，病毒不增殖第二節(jié) 宿主的非特異免疫非特異免疫(nonspecific immunity)，是機(jī)體的一般生理防衛(wèi)功能，又稱天然免疫(innate immunity)；是在種系發(fā)育過程中形成的，由先天遺傳而來，防衛(wèi)任何外界異物對機(jī)體的侵入而不需要特殊的刺激或誘導(dǎo)。主要包括生理屏障、細(xì)胞因素

35、和體液因素。包括：一、生理屏障：1. 皮膚與粘膜2 共生菌群 3.生理上的屏障結(jié)構(gòu)：1）血腦屏障：可阻擋病原體及其有毒產(chǎn)物從血液透入腦組織或腦脊液，保護(hù)中樞神經(jīng)系統(tǒng)的穩(wěn)定。2）血胎屏障：能阻擋病原微生物由母體通過胎盤感染胎兒，但并不妨礙母子間的物質(zhì)交換。二、細(xì)胞因素：主要是指體內(nèi)的各種吞噬細(xì)胞吞噬病原體及其它各種異物的能力。三、體液因素：正常體液和組織中抵抗病原體的成分：1.補(bǔ)體系統(tǒng)（complement system）：存在于正常機(jī)體體液中的非特異性的殺菌物質(zhì)，通常以無活性形式存在于正常血清和體液中。當(dāng)在一定條件下可由無活性形式轉(zhuǎn)變?yōu)閷Σ≡w具有殺滅作用的活性形式，這稱補(bǔ)體激活。2.干擾素（

36、interferon，IFN）：干擾素作用于宿主細(xì)胞，使之合成抗病毒蛋白、控制病毒蛋白質(zhì)合成，影響病毒的組裝釋放，具有廣譜抗病毒功能。3.溶菌酶（lysozyme）：能水解革蘭氏陽性菌胞壁肽聚糖而使細(xì)胞裂解。溶菌酶也存在于雞蛋清，可提純并加工制成各種制劑，用于治療中耳炎、咽喉炎、副鼻竇炎等慢性疾病。四、炎癥（inflammatory）：炎癥是機(jī)體受到有害刺激時所表現(xiàn)的一系列局部和全身性 防御應(yīng)答，可以看作是非特異免疫的綜合作用結(jié)果。炎癥既是一種病理過程，又是一種防御病原體的積極方式。第三節(jié) 宿主的特異性免疫一、特異性免疫的一般概念1.特異性免疫（specific immunity）：機(jī)體在生命

37、過程中接受抗原性異物刺激，如微生物感染或接種疫苗后產(chǎn)生的，又稱獲得性免疫(acquired immunity)。特點(diǎn)：獲得性/高度特異性/記憶性2.免疫系統(tǒng)(immune system)：免疫器官/免疫細(xì)胞/免疫分子中樞免疫器官：免疫細(xì)胞發(fā)生和分化的場所，包括骨髓、胸腺等禽類的法氏囊。周圍免疫器官：免疫細(xì)胞居住和發(fā)生免疫應(yīng)答的場所，包括淋巴結(jié)、脾臟和粘膜相關(guān)淋巴組織。免疫活性細(xì)胞：一類能接受抗原刺激，并引起特異性免疫反應(yīng)的細(xì)胞。二、抗原和抗體1.抗原（Antigen，Ag）：抗原是能誘導(dǎo)機(jī)體產(chǎn)生體液抗體和細(xì)胞免疫應(yīng)答，并能與抗體和致敏淋巴細(xì)胞在體內(nèi)外發(fā)生特異結(jié)合反應(yīng)的物質(zhì)。 免疫原性（immunogenicity）