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1食品微生物学课程内容精简版第一章绪论第一节一、微生物：微生物是指所有形体微小，具有单细胞或简单的多细胞结构，或没有细胞结构的一群最低等的生物。二、微生物的特点1.种类多2.分布广3.繁殖快4.容易培养5.代谢强6.易变异第二节食品微生物学发展巴斯德的突出贡献：1．彻底否定了自然发生说(鹅颈瓶实验)2．证明发酵是由微生物引起的3.创立了巴氏消毒法（60～65℃，30min）4．预防接种提高机体免疫功能柯赫的功绩：1．第一个发明了微生物的纯培养。2．创立了某一微生物是否为相应疾病的病原基本原则－柯赫法则。第三节微生物的命名与分类一、微生物的命名“双名法”（binomialnomenclature）1.双名法的组成：拉丁文属名＋种名（＋命名人及发表年）名词形容词属名首字母大写SacchatomycescerebisiaeHansen汉逊啤酒酵母属名种名人名斜体斜体正体2.属名的确定微生物的主要形态、生理特征、研究者的人名等。3.种名的确定微生物的颜色、形状、用途、地名、人名等。4.不用种名时的表示法属名＋sp.(单数)属名＋spp.（复数）二、微生物的分类（1）种(species)：代表一群在形态和生理方面彼此非常相似或性状间差别微小的个体。伯杰氏定义：凡是与典型培养菌(typeculture)密切相同的其它培养菌统一起来区分成为细菌的一个种。伯杰氏分类系统：是针对原核生物界的，把许多具有细胞形态，但核结构极不完整细胞结构也与真核生物的细胞不相同的低等有机体都归属于这一界。菌株（strain）又称品系：表示任何由一个独立分离的单细胞（或单个病毒粒）繁殖而成的纯遗传型群体及其一切后代。一种微生物的每一不同来源的纯培养物（pureculture）或纯分离物（pureisolate）均可称为某菌种的一个株。三、微生物的分类依据形态特征、培养特征、生理特性、血清反应、噬菌体敏感性、细胞壁成分、核酸含量。第二章原核微生物的形态、结构与功能1、原核生物（prokaryotes，包括真细菌和古生菌）：细胞的细胞核不具核膜、核物质裸露，不进行有丝分裂。如细菌、放线菌、立克次氏体、蓝细菌。22、真核生物（eukaryoticmicroorganism）：细胞的细胞核有核膜，进行有丝分裂。真菌、大多数藻类、原生动物以及高等动、植物均为真核生物。3、非细胞型生物(acellularmicroorganism)：没有细胞结构，指的是各种病毒。第一节细菌一、细菌的个体形态和染色细菌的个体形态球菌、杆菌、螺旋菌1.球菌（Coccus）(1)单球菌(2)双球菌(3)链球菌(4)四联球菌(5)八叠球菌(6)葡萄球菌2.杆菌（Bacillus）杆菌的细胞形态比球菌复杂，有直杆状、弯杆状、短杆状、长杆状、棒杆状、梭杆状和分支状等。3.螺旋菌（Spirilla）螺旋菌大多是病原菌，细胞呈螺旋状，但不同的菌体，在长度、弯曲度、螺旋度、螺旋形式和螺距等方面有显著差别，可细分为3种形态：1.弧菌2.螺旋菌3.螺旋体细菌的形态明显地受环境条件的影响，如培养温度、时间，培养基的组成与浓度等发生改变，均会引起形态的改变。一般幼龄较正常、整齐，在不正常条件下，细胞常出现不正常形态，如梨形、分枝、丝状等异常形态，条件适宜可恢复原状。畸形：由物化因素引起，如温度、时间等。异常形态衰颓形：由衰老、营养缺乏等引起。二、细菌的个体大小量度细菌大小的单位是μm（微米，即10-6m），而量度其亚细胞结构则要用nm（纳米，即10-9m）作单位。三、细菌细胞的结构与功能基本结构：所有的细菌细胞共同具有的结构，包括细胞壁、细胞膜、细胞质和核质体（类核体，拟核）。特殊结构：某些种类的细菌所特有的结构，如芽孢、荚膜、鞭毛和菌毛等。1.细菌细胞的基本结构（1）细胞壁（cellwall）主要功能是：①维持细胞外形，保护细胞免受外力（机械性外力或渗透压）的损伤；②作为鞭毛鞭毛运动的支点；③为细胞的正常分裂增殖所必须；④具有一定屏障作用；⑤与细胞的抗原性、致病性及对噬菌体的敏感性密切相关；⑥与细菌的革兰氏染色反应密切相关。细菌革兰氏染色特性的不同是由细胞壁的化学组成与结构的差异决定的。革兰氏染色法：由丹麦医生HansChristianGram于1884年创立的用于鉴别不同种类细菌的经验染色法。先用结晶紫进行染色，然后用碘液处理，再用95%的乙醇溶液洗脱，最后用番红溶液复染。可以将细菌分为两大类：一类用乙醇处理以后，仍能保持已染上的颜色，即菌体仍呈紫色者，称为G+；另一类用乙醇处理后，能将染上的颜色洗脱，经用番红复染后，菌体呈现了红色，称为G-。上述这类反应称为革兰氏阳性反应或革兰氏阴性反应。它对细菌的分类鉴定很重要，是重要的细菌鉴别染色法。革兰氏染色的原理：G–细胞壁中，由于类脂物含量较高而肽聚糖含量太少，染色后用95%的乙醇处理时，类脂物很容易被溶解，壁的透性增加，致使结晶紫与碘形成的复合物被乙醇抽提出;G+菌由于细胞壁中肽聚糖含量较高，染色后用95%的乙醇处理时，由于乙醇的脱水作用而使细胞壁肽聚糖层中的孔径变小，通透性降低，故能阻止结晶紫与碘液组成的复合物流出，仍能保留在细胞壁中。因革兰氏染色的部位不在细胞壁，而在细胞质，所以，细胞壁性质的差别决定了脱色的难易。注意：G–的革兰氏反应比较稳定，总是呈阴性反应，而G+在某些条件下会发生变化。某些细菌则表现为阴、阳反应不定性，称为革兰氏不定性细菌。革兰氏染色重要性：革兰氏染色法是细菌学中重要的鉴别法。因为通过此法染色，可将细菌鉴别为G+和G–两大类，是鉴定菌种时的重要指标又由于这两大类细菌在细胞结构、成分、形态、生理、生化、遗传、免疫、生态和药敏性等方面都呈现明显的差异，因此，通过染色，可提供其他生物学信息。由于G+和G–在细胞壁结构方面存在的差异，进而导致这两类细菌在染色反应、抗原性、毒性以及对3溶菌酶和某些抗生素的敏感性等方面都有很大的不同。细胞壁的化学组成细菌细胞壁的主要成分有肽聚糖(peptidoglycan)、磷壁酸(teichoicacid)、脂多糖(Lipopolysaccharide，简称LPS)和外膜蛋白(outermembraneprotein)等。（2）细胞膜（cellmembrane）：细胞膜又称细胞质膜(cellmembrane)或质膜(plasmicmembrane)，是一层紧贴细胞壁内侧，包裹细胞质和细胞核的薄膜，柔弱而富有弹性的半透性薄膜。细胞膜的化学组成与结构：细菌细胞膜主要由磷脂和蛋白质组成。4）细胞膜的生理功能：①选择性地控制细胞内、外的营养物质和代谢产物的运送；②是维持细胞内正常渗透压的屏障；③合成细胞壁和糖被的各种组分（肽聚糖、磷壁酸、LPS、荚膜多糖等）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谢的酶系，是细胞的产能场所；⑤是鞭毛基体的着生部位和鞭毛旋转的供能部位；(3)细胞质(cytoplasm)及其内含物（inclusionbody）：细胞质是细胞膜内的物质，除细胞核外，均为细胞质。2.细菌细胞的特殊结构(1)荚膜：有些细菌生活在一定营养条件下，可向细胞壁表面分泌一层松散透明、粘度极大、粘液状或胶质状的物质即为荚膜。可用负染法在显微镜下看见，可分为三类。1.荚膜或大荚膜(macrocapsule)2.微荚膜3.粘液层光滑（Smooth,S-)型菌落——产荚膜的细菌在固体培养基上形成的菌落表面湿润、有光泽、呈粘液状，称S-型菌落。粗糙（Rough,R-)型菌落——不产荚膜的细菌形成的菌落表面干燥、粗糙、称R-型菌落。（2）芽孢（spore）：某些细菌，在其生活的一定阶段能在细胞内形成一个圆形，椭圆形或圆柱形的，对不良环境条件具较强抗性的休眠体，称为芽孢或孢子。因为细菌的芽孢是细胞内的，又称内生孢子，当菌体未形成芽孢即称为繁殖体或营养体。芽孢的形成：在环境不良情况（营养缺乏，有害代谢产物积累多）下形成。先是细胞物质浓缩，合成吡啶—2，6—二羧酸，再是形成致密的芽孢膜，最后释放出芽孢（芽孢游离）。芽孢的性质：芽孢含水量低，具有厚而致密的壁，不易着色。对各种物理化学因素有强大的抵抗力。（对热、干燥、化学消毒剂、辐射等，尤其突出的是抗热性）芽孢的抗性原理：找教材看。（3）鞭毛（flagellum）运动性微生物细胞表面，着生有一根或数根由细胞内伸出的细长、波曲、毛发状的丝状体结构，即为鞭毛。细胞的“运动器官”，鞭毛由鞭毛丝、鞭毛钩、基体三部分组成。（4）菌毛（fimbria）和性毛(pilus)菌毛：又称纤毛、伞毛、线毛或须毛，多数存在于G―致病菌少数G+菌有菌毛。性毛：又称性菌毛，构造和成分与菌毛相同，但比菌毛长，且数目少，一般只有一至少数几根，一般见于G―雄性菌株。四、细菌的繁殖一般为无性繁殖，二分裂法。五、细菌的培养特征细菌的培养特征是指细菌在培养基上所表现的群体形态和生长情况,是细菌分类鉴定的依据。细菌的培养特征主要包括三个方面。（一）细菌的菌落特征菌落：将单个细菌细胞接种到适宜的固体培养基中，在适宜的条件下细菌便迅速生长繁殖，经过一定时间后，由于细胞生长受到各种因素的限制，因而可在培养基表面或里面聚集形成一个肉眼可见的，具有一定形态的子细胞群体，称作菌落(colony)；而由多个同种细胞群体则称为菌苔（lawn）。4各种细菌在一定条件下形成的菌落特征具有一定的稳定性和专一性，这是观察菌种的纯度、辨认和鉴定菌种的重要依据。菌落特征包括大小、形状、边缘、光泽、质地、透明度、颜色、隆起和表面状况等。细菌菌落形态是细胞表面状况、排列方式、代谢产物、好气性和运动性的反映，并受培养条件、尤其是培养基成分的影响；培养时间的长短也影响菌落应有特征的表现，观察时务必注意。一般细菌需要培养1～3天，应选择分布比较稀疏处的单个菌落观察。细菌的菌落特点：一般都较小，菌落与培养基结合不紧密，用接种针容易挑起，多数表面较光滑、湿润、较粘稠，易挑取，质地均匀，色泽多样。（二）细菌的斜面培养特征采用画线接种的方法，将菌种接种到试管斜面上，在适宜的条件下经过3-5d的培养后可对其进行斜面培养特征的观察。细菌的斜面培养特征包括菌苔的生长程度、形状、光泽、质地、透明度、颜色、隆起和表面状况等。（三）细菌的液体培养特征将细菌接入液体培养基中，经过1-3d的培养后即可对其进行观察。细菌的液体培养特征包括表面状况（如菌膜、菌环等）、混浊程度、沉淀状况、有无气泡和色泽等。细菌的一些培养特征。古细菌定义：产甲烷细菌的核糖体小亚基16SrRNA核苷酸序列具有独特基因结构或系统发育的单细胞生物，通常生活在地球上极端的环境（如高温、高酸度、高盐）或生命出现初期的自然环境中（如无氧状态），因此把这类生物命名为古细菌。古细菌是细菌细胞的形式，真菌的的内涵。放线菌：因其菌落呈放射状而得名。多数腐生，少数寄生。一、放线菌的形态结构与功能（一）个体形态1、基内菌丝：主要功能是吸收营养物，有的无色，有的产生色素。2、气生菌丝：由基内菌丝长出培养基外，伸向空间的菌丝为气生菌丝。较基内菌丝粗，直径1～1.2μm，直形或弯曲而分枝，有的产生色素。3、孢子丝：在气生菌丝上分化出可形成孢子的为孢子丝。孢子丝的着生情况、形态、孢子的形状及表面结构等特征，是鉴定放线菌的重要依据。六、原核微生物的分类系统《伯杰氏手册》简介《伯杰氏手册》是针对原核生物界的，把许多具有细胞形态，但核结构不完整，细胞结构也与真核生物的细胞结构不相同的低等有机体都归属于这一界。第四章真核微生物的形态与结构真核微生物：凡是细胞核具有核膜、能进行有丝分裂、细胞质中存在线粒体或同时存在叶绿体等细胞器的微小生物，统称真核微生物。第一节酵母菌（yeast）（一）个体形态和大小个体形态：单细胞，圆形、椭圆形、卵圆形、柠檬形、香肠形，不能运动。（二）结构真核生物具有典型细胞结构。1．细胞壁，功能：保持着细胞的形态、韧性；细胞壁上存在着许多种酶及雌、雄两性的识别物质。2、细胞膜，功能：调节细胞外物质运送到细胞内的渗透屏障；细胞壁等大分子成分的生物合成和装配基地；部分酶的合成和作用场所。3、细胞核与DNA。4、细