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微生物複習總結

作者:紫檀兄

微生物:是各種形式的微小單細胞的常用術語,或具有更簡單細胞結構的多細胞,或沒有細胞結構的低級生物。

微生物組:

無細胞結構:病毒、病毒、朊病毒

單細胞祖細胞生物:細菌、品系細菌、瑞克氏菌、支原體、衣原體、藍色菌等。

真菌:酵母,黴菌,鑷子等

單細胞原生生物:藻類、原始動物等

微生物特點:比表面積大,吸收大,轉化迅速,生長繁殖,适應強,變異快,分布廣,品種多

微生物主要分類機關:邊界、門、輪廓、主體、分支、屬、種

菌株:菌株代表任何純遺傳群體及其所有後代,這些後代由獨立分離的單個細胞繁殖。是以,每種不同來源的純培養微生物都可以稱為菌株。

物種命名原則:雙名法,屬于物種名稱。屬名指定了微生物的主要特征,如形态特征、生理特征等,名稱增加了微生物的次要特征,如顔色、形狀、用途等。

微生物創始人:Levin Hooker,Pasteur,Koch;青黴素發現者:弗萊明

生命的三個領域:古細菌,細菌,真核生物質。根據 16 或 18s rRNA 分類。

微生物在生物界的地位:

原始核生物學:細菌,線細菌,藍色細菌,古細菌

原生生物方塊:藻類、原始動物

真菌世界:酵母,黴菌,蘑菇

植物;動物;病毒

細菌的細胞形态:球形、棒狀、螺旋狀

細菌的異常形式:

(1)畸形:刺激阻礙細胞發育并導緻異常形式的化學或實體因素。

(2)腐爛:由于培養時間長,營養缺乏,代謝抑制劑濃度積累過高,使細胞衰老形成異常形式。

細菌細胞結構:

一般結構:細胞壁、細胞膜、異體間質、細胞質、核小體、核糖體、顆粒包涵體

特殊結構:鞭打,傘毛,覆寫物,孢子

細胞壁:化學成分:肽多糖;磷酸:一種特定于G-plus細胞壁的酸性多糖;脂質多糖:G-細菌細胞壁特異性脂質多糖

革蘭氏染色:結晶紫初染、碘液煤染色、乙醇脫色(關鍵步驟)、紅染色。染色後,G-plus為藍紫色,

幼體間:最常見于 G-plus 細菌

鞭打:與細菌的運動密切相關。一端在細胞質中誕生的基質上,另一端通過細胞膜的細胞壁延伸到外部,成為自由端。

傘狀毛發:誕生于細胞膜上,通過細胞壁延伸到身體表。它通常存在于G菌中,是一種遺傳特征。有性傘毛(F傘毛)僅适用于男性細菌,它們在參與時會轉移DNA。

二羟基酸(DPA):孢子所特有,主要存在于孢子的核中心(孢子壁,孢子膜,孢子,核區域/核體)

孢子晶體:在少量孢子孢子囊中形成的菱形、方形或不規則可溶性蛋白質晶體,伴有孢子。

孢子屬:芽孢杆菌(Bacillus)和艱難梭菌(C lostridium)

細菌繁殖方式:一般為無性繁殖,即。還有性紐帶。

由一個或幾個細胞在固體媒體表面繁殖的一組可見的亞細胞。

細菌苔藓:在傾斜的培養基上接種細菌後培養後肉眼可見的一組亞細胞。

線細菌:它們中的大多數呈絲狀生長,菌落具有放射性。是産生抗生素的主要微生物。大多數品系細菌由菌絲體組成,但它仍然是單細胞,革蘭氏染色陽性。菌絲體分為堿内菌絲體(營養物質的吸收),氣态菌絲體,孢子絲。以無性方式繁殖,主要在孢子的形成中,如衍生孢子(鍊黴素),孢子孢子,也可以通過菌絲體碎片(液體培養時)繁殖

酵母繁殖:無性繁殖:芽(酒酵母),裂解,裂性生殖:囊孢子(單倍體)

黴菌:菌絲體細胞壁主要是少數丁基

黴菌繁殖:無性繁殖:孢子孢子、遊動孢子、節流孢子、孢子、孢子、厚孢子 有性繁殖:卵孢子(II)、連接配接孢子(II)、囊孢子(單一)

分囊果實類型:封閉式囊殼、分袋殼、分袋闆

棕褐色:是進化程度最高的真菌。它具有雙核菌絲體,通過鎖狀結合生長,外源外源活性孢子----負擔孢子,許多拼寫錯誤可以形成肉眼可見的亞實體。

沙棘球菌的繁殖:無性繁殖:芽,裂解,孢子,粉末孢子有性繁殖:孢子(單一)

藍色細菌:原核菌藻類,可光合作用,無鞭打

噬菌體生長繁殖過程:吸附、侵襲、增殖、成熟(組裝)、釋放

強效噬菌體:侵入宿主細胞後,改變宿主細胞的性質,産生大量新的噬菌體,最終導緻細菌裂解死亡。

輕度噬菌體:根據生長條件的不同,宿主細胞可引起裂解死亡,其核酸可整合到細菌的染色體中,使細菌細胞繼續生長繁殖,并溶解。

原代噬菌體:核酸附着在宿主細胞的DNA分子上或整合到宿主細胞的DNA分子中。

溶解源:輕度噬菌體侵入宿主細胞後,基因被整合到宿主的染色體中,并與宿主細胞的複制同步複制,不會導緻宿主細胞破裂。

噬菌體斑點:在細菌苔藓闆上,肉眼因噬菌體感染而形成的空斑,使宿主細胞不會破裂和溶解。

微生物生長所需的營養物質:水、碳源、氮源、無機鹽、生長因子、能量

水:細胞的重要組成部分,微生物代謝活性的媒體,參與部分生化反應,調節和控制細胞溫度

碳源:提供元素C;

氮源:一種重要元素,構成細胞中的核酸和蛋白質,僅向少數細菌提供能量

無機鹽:參與細胞結構物質的組成,參與酶的組成和酶的活性調節,參與能量轉移,調節和維持細胞滲透壓力的平衡,作為某些微生物的能量材料

生長因子:生長是必要的,隻需要很少

能量:為微生物生命活動提供初始能量

營養物質的跨膜運輸:被動吸收 - 簡單的擴散和促進擴散;

簡單擴散:沒有載流子蛋白參與,僅依靠實體擴散來運輸營養物質。下調濃度梯度,不消耗能量。輸送水、氣體、脂溶性物質、低極性分子等物質

促進擴散:一種擴散運輸方式,在特定載體蛋白的幫助下不消耗能量。下調濃度梯度。運輸物質:極性分子,真核吸收糖。

主動轉運:在消耗能量的同時,溶質在細胞内濃縮,在轉運機制中不會發生任何化學變化。濃度梯度反比,需要載體蛋白。輸送氨基酸、某些糖、Na、K 等物質。

群移:轉運的基質分子在膜中經曆共價變化,并以修飾的形式進入細胞質轉運機制。需要反濃度梯度,能量和載體。運輸物質如:一些糖、堿、核苷和短鍊脂肪酸。

天然媒體:由化學成分不明确或不恒定的天然有機物制成的媒體。例如,中等小麥汁

合成媒體:由高純度的化學試劑制成的媒體,通過化學成分完全了解。例如:用于黴菌培養的 Tsa 培養基

半合成媒體:由一些天然有機物和一些化學試劑制成的媒體。例如,LB 媒體

加富媒體:專門設計用于分離微生物,添加有助于該微生物的營養培養基。

選擇培養基:添加化學物質以抑制有害細菌的生長,或添加促進目标細菌生長的營養物質,進而促進目标細菌的生長。

培養基鑒定:添加試劑或化學物質以鑒定特定微生物的培養基。

細菌生長曲線:在微生物批量培養過程中,将少量細菌接種到體積恒定的新鮮液體培養基中,在合适的條件下培養,定時采樣确定細胞密度,曲線通過對數到活細胞數量的培養時間制成。可分為延遲期、可比期、平衡期和衰變期

延遲期:活細胞的數量基本保持不變。分裂緩慢,新陳代謝活躍。選擇合适的細菌年齡的種子、培養基和培養條件可以縮短延遲期

創世期:活細胞的數量呈幾何級數增加。細胞生長速度最大,細胞生長均衡,酶系統活躍,新陳代謝強

平衡期:活細菌數量基本保持穩定。分裂速度降低,活細胞數量達到最大,儲存材料積累,發酵産物積累,孢子細菌産生孢子。及時補充營養物質并排出生理毒性代謝物,恒定适宜的生長環境可延長平衡期

衰變期:活細胞的數量逐漸減少。細胞内顆粒更明顯,出現液體氣泡,細胞出現異常形狀,細胞死亡伴有自溶性

間歇培養:将微生物置于一定體積的培養基中,培養生長後,最後收獲的培養方法。

連續培養:當微生物分批培養到對數期時,新鮮營養物質不斷補充到培養器中,培養物以相同的速度排出,使微生物的增殖速率和培養基中的細菌總量保持不變。

同步培養:同時,所有細胞都處于細胞周期的同一階段。獲得同步培養的方法有機械法、感應法等。

微生物代謝特點:多樣性、适應性、可控性

初級代謝:微生物從外部世界吸收營養并通過分解代謝和合成代謝産生維持生命的物質和能量的過程。産品:包括與細胞合成相關的所有物質,如氨基酸、核苷酸、乙醇、有機酸、酶

次級代謝:以初級代謝物為前體的微生物合成對微生物在一定生長期的生命活動沒有明顯确切功能的物質的過程。産品:抗生素,激素,生物堿,顔色,維生素等

酵母發酵:酸性條件下的主要産品是乙醇,弱堿性條件下的主要産品是甘油,堿性條件下的主要産品是甘油、乙醇、乙酸

微生物酶的調節:

粗調控:酶合成的調控是在基因水準上發生的調控。誘導:促進酶的生物合成;

精細調節:酶活性的調節,細胞中現有酶分子活性的調節,是酶化學水準的調節。特點:直接,響應和可逆

成分酶:是一類對環境不敏感的酶,這些酶在細胞内的合成相對穩定。

适應性酶:一類環境敏感的酶,響應環境條件開始或終止合成。例如誘導酶、抑制劑酶

乳糖操縱者:與乳糖降解利用相關的DNA片段,由活化基因、操縱基因和三個結構基因z、y和a組成。

代謝調節育種:P267-271

營養缺陷突變:控制培養條件以緩解回報調節

營養缺陷突變的洩漏:釋放回報調節

營養缺陷反應突變:回報調節的遺傳基本釋放

結構類似物抗性突變:回報調控從根本上從遺傳中移除

環境因素對微生物的影響:

适宜環境:微生物可以進行正常的生活活動

不適合環境:微生物的正常生命活動受到抑制或被迫暫時改變一些原有的特徵。

惡劣環境:微生物死亡或遺傳變化。

溫度對微生物的影響:

溫度通過影響液晶結構、膜中的酶和蛋白質、RNA結構、轉錄等的合成和活性來影響微生物的生命活動。

生長溫度範圍:最低生長溫度;

極端溫度:極低溫度:代謝緩慢,生長停止,細菌儲存,物品,冷凍:機械損傷微生物細胞脫水和冰晶導緻微生物死亡,極端高溫:蛋白質熱變性,殺死細胞,用于滅菌

愛寒微生物:細胞膜含有大量的不飽和脂肪酸,使膜在低溫下保持半流動;

愛熱微生物:酶等蛋白質更耐熱,核酸含有較多的GC對,對熱更穩定,細胞膜中飽和脂肪酸含量高,使得膜熱穩定性好,細胞生長速度快,能快速合成生物分子,補償高溫造成的損害。

幹燥對微生物的影響:停止新陳代謝,将微生物置于冬眠狀态,在嚴重的情況下使細胞脫水,并使蛋白質退化,進而導緻死亡。應用:儲存物品,儲存細菌

滲透壓對微生物的影響:

等滲溶液:微生物正常生長

低滲透溶液:細胞吸收水分以膨脹,甚至破裂。

高滲透溶液:細胞脫水,影響代謝活動,導緻壁分離,甚至死亡。

表面張力對微生物的影響:

低表面張力,微生物在液體中均勻生長。

表面張力高,微生物在液體表面形成膜。

改變表面張力的方法:

增加表面張力:添加無機鹽

降低表面張力:添加表面活性劑

紫外線(UV)對微生物的影響:

誘導DNA形成T-T,阻礙DNA複制,使微生物易感或死亡。

空氣中的O2變成O3,O3從o中釋放出來,具有殺菌作用。

應用:消毒和誘變劑

光複活:當細胞中的光複活酶吸收可見光的能量并被激活時,T-T中的共價鍵被解開,使DNA分子恢複到正常狀态。

黑暗修複:細胞中的一些修複酶也可以在沒有光照的情況下進行有效的DNA修複。酶:DNA切口酶、DNA切除酶、DNA聚合酶和DNA連接配接酶。

pH值對微生物的影響:

改變細胞膜的帶電狀态,進而影響細胞對營養物質的吸收;

影響代謝過程中酶的活性;

改變環境中營養物質的充足性;

改變環境中有害物質的毒性。

特殊需氧細菌:必須在高濃度分子氧下生長的微生物,含有超氧化物歧化酶(SOD酶)和過氧化氫酶的細胞

厭氧菌:主要在好氧條件下生長,但也在厭氧條件下生長的微生物,細胞含有SOD酶和過氧化氫酶

微好(愛好)氧細菌:隻能在較低的氧壓下正常生長;

厭氧厭氧菌:在分子氧存在的條件下能夠過厭氧生活的厭氧菌。生長不需要氧氣,但分子氧對它們無害。細胞中存在SOD酶和過氧化物酶,但沒有過氧化氫酶

專門的厭氧菌:隻有在無氧或低Eh值時才能生長。分子氧對缺乏SOD酶的細胞有毒,大多數缺乏過氧化氫酶

最佳生長溫度:培養溫度是否對應于微生物生長速率最高或最短的代際時間。但是,最佳生長溫度并不是所有生理過程的最佳溫度,即最佳溫度不等于生長速率最高的培養溫度,也不等于發酵速率或産物積累速度最高的溫度。

滅菌:通過強烈的實體和化學因素永久剝奪物體内外所有微生物的生長和繁殖能力的措施。徹底滅菌的标志是熱脂肪孢子的孢子被完全殺死

消毒:使用較溫和的理化因素,隻殺傷身體表面或内部部位或移動、植物有害病原體,而對物體的消毒基本上是無害的措施。

幹熱殺菌方法:(1)燃燒殺菌法,适用:接種工具、受污染物品(2)幹熱殺菌法,适用于:玻璃、陶瓷器皿、金屬器具等耐高溫物品。治療:150至170攝氏度1至2小時

濕熱殺菌方法:在相同溫度和作用的同時,濕熱殺菌優于幹熱殺菌(1)熱蒸汽滲透性強;

巴氏殺菌:是一種低溫消毒方法,适用于不适合高溫殺菌的液體風味食品或調味料,如牛奶,啤酒,果酒或醬油。處理:63~65°C快速冷卻後保持30min

間歇滅菌方法:适用于耐熱媒體的滅菌。原理:常壓蒸汽(100°C)處理殺傷營養細胞,殘餘孢子等耐熱孢子經夜間培養後可發芽,再加熱處理殺菌,故重複處理三次,可達到無菌狀态。

高壓蒸汽殺菌方法:利用高壓條件,對應高溫水蒸氣殺滅所有微生物。處理:0.1MPa蒸汽壓力15~30min。适用于:耐高溫物品、一般媒體、生理鹽水、緩沖液、玻璃、陶瓷器皿等

過濾殺菌方法:原理:微生物過濾去除,适用于:空氣、熱敏物質、蛋白質、酶、血清、纖維素、氨基酸等

輻射殺菌:适用于:耐熱或易受熱、變質的物品。

消毒劑:殺死微生物的化學制劑,隻能在低濃度下起到防腐劑的作用。消毒的結果不一定是無菌的

防腐劑:抑制微生物生命活動的化學制劑

碳酸系數(PC):試劑可以殺死的所有被測細菌的最大稀釋度與木炭酸的最高稀釋度在一定時間内達到相同效果的比率。是衡量化學消毒劑相對殺菌強度的常數

影響高壓滅菌器滅菌的因素:滅菌物體的含量;消毒鍋中的空氣排除程度;滅菌物體的pH值;培養基中蛋白質的含量;滅菌物體的體積;以及加熱和冷卻的速度

自然界菌株篩選:P296-309

細菌降解:

表現:

菌落和細胞形态是非典型的

生長速度慢

代謝物的生産能力下降,即陰性突變

緻病菌對宿主的侵擾減少

抵抗不利環境條件(抗噬菌體,抗低溫)的能力降低

原因:基因自發突變,因素:傳播過多;

預防措施:控制傳播次數,創造良好的培養條件,使用不易衰退的細胞,并采取有效的細菌儲存方法

菌株儲存:

目的:保持微生物菌株的原始特性和活力,不降解、死亡、污染,便于研究、交換和使用。

原理:選擇典型培養的優秀純種馬,創造最有利于睡眠的環境條件,使微生物處于代謝失常、生長抑制睡眠狀态

邊坡保鮮方法:接種适宜的斜培養基→培養→4°C保鮮。适用于:主要類别。保留期限:1至6個月

凍幹儲存方法:将培養的細菌→用保護劑懸浮→加入到防離子管中→低溫冷凍→真空→真空密封→檢查真空→儲存

措施:低溫、幹燥、缺氧、保護劑;

甘油懸浮液低溫冷凍儲存方法:細菌培養→15~30%甘油緩沖液→加入儲存管中→-70°C冰箱儲存

措施:低溫(-70°C),保護劑(15至50%甘油);

液氮保鮮方法:将菌培養→保護劑懸浮→加入液氮瓶→儲存管中;

應用:主要類别>;

土壤微生物數量:一般用菌最多,線菌第二,真菌又少,藻類和原動物少

土壤的生态條件:

水分:更充足

營養狀況:有機物、無機鹽、微量元素等

pH值:3.5至8.5,大部分為5.5至8.5。

氧:

滲透壓力:0.3~0.6MPa,适合微生物生長

溫度:

保護層:幾毫米厚的表層土

水中微生物的來源:水中的"本土"微生物;來自土壤的微生物;來自污水,有機廢物,死亡植物和動物以及糞便的微生物;空氣中的微生物

訓示性細菌作為衛生名額必須符合:

生理習性與腸道病原體相似,即外界的生存時間基本相同;

糞便中的人數多于病原體,并且沒有錯過測試;

測試技術更簡單;(易于操作)

大腸杆菌基團:是一組好氧和軸向厭氧,能在37°C24h下發酵乳糖酸産生氣體,俗稱革蘭氏陰性無芽細胞菌。水中大腸杆菌的數量超過一定量,表明水源可能被糞便污染,并有可能産生腸道病原體。确定大腸杆菌基團的方法通常是發酵(MPN法)。

空氣中微生物的來源:飛塵;飛濺的飛沫;在人類和動物身體表面幹脫落;呼吸道中的微生物;和暴露的污水生物處理系統。

代際關系:當兩個可以單獨生活的微生物生活在一起時,它們通過各自的代謝活動互相受益,或者它們有利于一方的生活方式。特點:可分割,分數好;例1:産甲烷菌和氧化甲烷菌2:土壤中需氧的自給式固氮菌和纖維素分解菌

共生關系:當兩種微生物生活在一起時,它們互相依賴,互相受益,甚至形成特殊的共生體,它們在生理上表現出一定的分工,并在組織和形式上産生新的結構。特點:難以解決,組合成一體;地衣是絲狀真菌和藻類的共生體

競争關系:生活在同一環境中的兩種微生物互相競争,并根據營養物質、溶解氧和生存空間通常所需的環境因素互相影響。特點:"内讧"示例:啤酒發酵過程中培養的酵母與野生酵母的關系

拮抗作用:兩種微生物生活在一起,其中一種可以産生特定的代謝物或改變環境條件以抑制甚至殺死另一種微生物。特點:"排除外來"示例:(1)泡菜生産過程中的乳酸菌和腐敗菌:乳酸菌産生乳酸,抑制其他腐化菌的生長。(2)青黴素和金黃色葡萄球菌

寄生關系:一種互相關系,其中一種微生物生活在另一種微生物的身體或體内,通過攝入後一種細胞的營養物質并造成損害甚至殺死它們而生長和繁殖。特征:"自利"示例:噬菌體和宿主細菌

COD(化學需氧量):強氧化劑氧化水中有機物所消耗的氧氣量,機關為mg/L。

BOD(生化需氧量):在一定的時間和溫度條件下,微生物氧化水中有機物消耗的氧氣量,每毫克/升。一般采用20°C培養5天,用BOD5。一般TOD≥鳕魚≥董事會

DO(溶解氧):溶解在水中的分子氧含量,每毫克/升。它是評估水污染和自淨程度的名額。

P/H指數和BIP指數:水污染和自淨化的名額。P/H指數:光合作用喂養的微生物與水中異質培養的微生物數量的比率;

COD高的廢水不宜用好氧法處理:有機物濃度高,好氧生物代謝快,水溶氧難以立即供應,氧氣生物生長受限,難以保證處理品質。

活性污泥:由廢水中的有機物和無機固體中的活性細菌,祖細胞和其他微生物組合而成的絮狀物。在污水處理過程中具有很強的吸附和分解有機和有毒物質的能力。

好氧反應污泥法:又稱曝氣法,是利用含有好氧微生物的活性污泥,在通風條件下,使污水淨化的微生物處理。

它由英國人于1914年創立,已成為處理有機廢水的最重要方法。一般來說,污水的BOD5可以減少90%至95%。

好氧反應污泥的特點:反應性污泥具有沉降性能,具有生物活性,具有吸附氧化性有機物的能力,具有再生産能力。有氧活性污泥的結構和功能中心是由細菌形成的細菌群,可起絮凝作用

生物膜:一種薄膜,能夠分解有機物和由在固體表面上生長的各種微生物組成的毒物。

好氧生物膜法:是一種生物處理方法,在淨化土壤廢水時,依靠附着在顆粒表面的生物膜來模拟污染物的降解。如生物過濾器法

厭氧生物處理:在厭氧或缺氧條件下使用厭氧或厭氧微生物分解污水中有機物的方法,也稱為厭氧消化或厭氧發酵。沼氣發酵(或甲烷發酵)是最常用的。

氧化池法:氧化池是人工的,貼近自然生态系統,與天然水體基本相同。