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1第一章、绪论巴斯得的贡献：1、彻底否定了“自生说”2、免疫学—预防接种3、证实发酵是由微生物引起的3、巴斯德消毒法柯赫贡献：1、证实炭疽病菌是炭疽病的病原菌2、发现了肺结核病的病原菌3、提出了证明某种微生物是否为某种疾病病原体的病原菌——柯赫原则4、固体培养基分离纯化微生物的技术5、配制培养基微生物的5大共性：1、体积小、面积大2、吸收多、转化快3生长旺、繁殖快4、分布广、种类多5、适应性强、易变异第二章、微生物的纯培养和显微技术一、涂布平板法作用：用于纯种分离、筛选菌落、得到单菌落，对一些细菌进行计数五区划线发作用：纯化菌种、得到单菌落摇瓶实验作用：菌种筛选、发酵实验、种子培养等穿刺法的作用：保藏厌氧菌种、研究微生物的动力之字划线法的作用：保藏菌种、单菌落的获取二、斜面菌种保藏法：保藏期限3个月以内，沙土管保藏法：保藏期限1~10年主要适用于产孢子的，如芽孢杆菌、放线菌石蜡油封藏法：保藏期限1~2年真空冷冻干燥法：保藏期限5~10年，液氮超低温病结法：保藏期限5~10年第三章一、细胞壁：根据细胞壁将原核生物分为革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌两种。1、革兰氏阳性菌细胞壁的特点：厚度大（20~80nm）和化学组分简单，一般只含90%肽聚糖和10%磷壁酸。革兰氏阳性菌的机械阻拦与保护作用有肽聚糖完成。磷壁酸：是结合在革兰氏阳性菌细胞壁上的一种酸性多糖，主要成分为甘油磷酸或核糖醇磷酸。磷壁酸为革兰氏阳性菌所特有。对于革兰氏阳性菌而言，抗原性由磷壁酸完成。磷壁酸的主要生理功能：1）、其磷酸分子上较多的负电荷可提高细胞周围镁离子的浓度进入细胞后就可以保证细胞膜上一些需镁离子的合成提高活性2）储藏磷元素3）、增强某些致病菌如A族链球菌对宿主细胞的黏连、避免被白细胞吞噬以及补抗体的作用4）赋予革兰氏阳性菌以特异的表面抗原5）可作为噬菌体的特异性吸附受体6）调节细胞自溶素的活力，借以防止细胞自溶而死亡2、革兰氏阴性菌：由肽聚糖和外膜组成，外膜中的脂多糖是革兰氏阴性菌所特有的外壁层可分为3层：外层为脂多糖层，中层为磷脂层，内层为脂蛋白革兰氏阴性菌外膜的作用：1）控制细胞透性2）提高镁离子浓度3）决定2细胞的抗原性4）类脂A是类毒素的主要成分脂多糖：是位于革兰氏阴性菌细胞壁最外层的一层较厚的类脂多糖物质，由类脂A、核心多糖和O-特异侧链脂多糖的功能：1）其中类脂A是革兰氏阴性菌致病物质——内毒素的物质基础2）因其负电荷较强，有吸附镁离子、钙离子等阳离子以提高其在细胞表面的浓度作用3)由于LPS结构多变，决定了革兰氏阴性菌细胞表面抗原决定族4）是许多噬菌体在在细胞表面的吸附受体5）具有控制某些物质进出细胞的部分选择性屏障功能3、革兰氏染色机制：通过结晶紫初染和碘液媒染后，在细胞膜内形成了不溶于水的结晶紫与碘的复合物。革兰氏阳性菌由于其细胞壁较厚，肽聚糖网层次多和交联致密，故与乙醇与丙酮作脱色处理时因失水反而使网孔缩小，再加上它不含类脂，故乙醇处理不会溶出缝隙，因此能把结晶紫与碘的复合物牢牢留在壁内，使其任呈紫色。反之革兰氏阴性菌因其细胞壁薄、外膜层的类脂含量高、肽聚糖层薄和交联度差，遇脱色剂后，以类脂为主的外膜迅速溶解，薄而松散的肽聚糖网不能阻挡结晶紫与碘的复合物的溶出，因此，通过乙醇脱色后细胞退成无色。这时，再经沙黄等红色染料进行复染，就使革兰氏阴性菌呈现红色，而革兰氏阳性则保留紫色。二、芽孢芽孢：某些细胞在生长发育后期，在细胞内形成一个圆形或椭圆形、厚壁、含水量极低、抗逆性极强的休眠体芽孢的特点：1）芽孢内新陈代谢几乎停止，处于休眠状态，但保持潜在萌发力2）芽孢不具生殖能力，仅只是一种休眠体3）抗逆性最强的生命体之一，有抗热、抗化学药物、抗辐射和抗静水压能力4）含水量低，壁厚而致密，通透性差，不易着色，折光性强5）一个孢子萌发只产生一个营养状态的细胞芽孢的耐热机制：芽孢的耐热性在于芽孢衣对多价阳离子和水分的透性很差和皮层的离子强度很高，从而是皮层产生极高的渗透压去夺取芽孢核心中的水分，其结果造成皮层的充分膨胀，而核心部分的细胞质却变得高度失水，因此，导致核心具极强的耐热性。第四章微生物的营养要求一、营养物质：能够满足微生物机体生长、繁殖和完成各种生理条件所需的物质营养：微生物获得U和利用营养物质的过程二、1、碳源：是在微生物生长过程中为微生物提供碳素来源的物质。为微生物提供碳元素与能量2、氮源：为微生物提供氮元素来源，只有少数自养微生物能利用铵盐、硝酸盐同时作为氮源与能源（是构成细胞中核酸和蛋白质的重要元素）氮源的类型：无机氮、有机氮、气体氮3、无机盐：作用：作为酶活性中心的组成部分、维持生物大分子和细胞结构的稳定性、调节并维持细胞的渗透压、控制细胞的氧化还3原电位和作为某些微生物生长的能源物质。4、生长因子：通常是指那些微生物生长所必需的的且需量很少，但微生物自身不能合成或合成量不足以满足机体生长需要的有机化合物5、水：生理功能：1)起到溶剂与运输介质的作用2）参与细胞内一系列的化学反应3）维持蛋白质、核酸等生物大分子稳定的天然构象4）是良好的导热体，调节细胞温度微生物的营养类型分类（P84表格）三、1、培养基的配制原则：1）目标明确2）营养协调3）物理化学条件适宜4）原料来源的选择2、C多有助于次生物质分泌，N多有助于个体生长发育3、PH：细菌：7.0~8.0酵母菌：4.0~6.0放线菌：8.0~9.0霉菌：4.0~5.84、维持培养基PH的方法：1）加缓冲剂一氢和二氢磷酸盐的混合物2）备用碱：CaCO3、CaHCO33）弱酸盐：柠檬酸盐、乳酸盐4）液氨或盐酸5、原料来源：1）经济节约原则：以粗代精、以废代好、以简代繁2）原料来源要广泛3）原料药易处理、处理成本要低4）原料处理后废物、废液、废气要少6、选择和配制培养基的方法四种：生态模拟、查阅文献、精心设计、实验比较四、培养基的分类1、按成分不同划分：天然培养基：优点为取材方便，营养丰富，种了多样，配制方便合成培养基：优点：组分精确，重复性好确定：较昂贵，一般用于研究2、根据物料状态划分：固体培养基：一般用于进行微生物的分离、鉴定、活菌计数及菌种保藏半固体培养基：用于观察微生物的运动特征、分类鉴定及噬菌体效价滴定液体培养基：用于大量培养微生物，研究生理代谢3、按用途划分：基础培养基：用于培养野生型微生物和原养型微生物加富培养基（营养培养基）：在基础培养基中加入某些特殊营养物质制成的一类营养丰富的培养基作用一般为分离某种微生物而专门设计或培养营养要求严谨的异样微生物鉴别培养基：在培养可中加入某种特殊化学物质选择培养基：根据不同种类微生物的特殊营养需求或对某种化学物质的敏感性不同，在培养基中加入相应的特殊营养物质或化学物质，抑制不需要的微生物的生长，有利于所需要微生物的生长，有利于所需微生物的生长第五章、微生物代谢微生物发酵过程的三个阶段：脱氢（电子）、递氢（或电子）和受氢（或电子）发酵：是指微生物细胞将有机物氧化释放的电子直接交给底物本身未完全氧化的某些中间产物，同时释放能量并产生各种不同的代谢产物代谢：生命存在的基本特征，是微生物体内所进行的全部生化反应的总称。主要4由分解代谢和合成代谢两个过程组成。分解代谢：是指将大分子物质降解成小分子物质，并在这个过程中产生能量（都是氧化反应）合成代谢：是指细胞利用简单的小分子物质合成复杂大分子，在这个过程要消耗能量（都是还原反应）代谢途径都是有一系列连续的酶促反应构成的P102~P105EMPHMED途径的特点功能以及途径路线根据氧化还原反应电子受体的不同可将发酵和呼吸分为有氧和无氧呼吸两种P108TCA途径图TCA循环特点：1）氧虽然不直接参与其中反应，但必需在有氧条件下运行2）每个丙酮酸产生15个ATP3）位于一切分解代谢与合成代谢的枢纽地位，可为生物合成提供各种碳价原料TCA的生理意义：1）为细胞提供能量2）各种能源物质彻底氧化的共同代谢途径（对于微生物来说）3）物质转化枢纽无氧呼吸：电子受体不是氧气而是外源无机物与部分简单小分子有机物发酵作用：没有外源电子受体，底物具有的能量只释放一小部分，合成少量ATP三种磷酸化：底物水平磷酸化，高能磷酸化，氧化磷酸化光合磷酸化的特点：1）光驱使下电子自菌绿素上逐出后经类似呼吸链又回到菌绿素2）产还原力[H]和产ATP分别进行，还原力来自于H2O等无机物3）不产生氧气合成代谢：微生物利用能量代谢所产生的能量、中间代谢产物以及从外界吸收的小分子合成复杂细胞物质的过程P118~P119CO2固定路线图蓝细菌孤单的抗氧化保护机制：1）分化出特殊的还原性异形胞2）非异形胞蓝细菌固氮酶的保护将固氮与光合进行时间上分隔微生物固氮反应6要素：1）ATP的供应2)还原力[H]及传递氢载体3）固氮酶4）还原底物——氮气5）镁离子6）严格厌氧微环境联合固氮菌：指必需生活在植物根茎叶，动物肠道等处才能进行固氮的微生物，不形成类似根瘤的共生结构微生物的代谢调节主要有两种类型：一是酶活性的调节，即调节已经存在的酶分子的活性，是酶在化学水平的变化。另一类是酶合成的调节，即调节酶分子的合成量，是遗传水平发生的变化第六章一、生长曲线延滞期特点：1）生长速率常数为零，细胞数目不增加或增加很小2）细胞形态变大或增长许多杆菌可长成丝状3）合成代谢十分活跃，核糖体、酶类和ATP的合成加速产生各种诱导酶4）对外界不良条件如NaCl溶液，温度和抗生素等理化因素反应敏感出现原因：1）微生物接种到一个新的环境，暂缺乏足够的能量和必需的生长因子2）“种子”老化即处于未对数期或种子未活化3）接种时损伤影响其长短的因素与实践意义：1）接种龄：对数期种子延滞期短，延滞期或衰亡期的种子延滞期较长2）接种量：接种量大，延滞期较短，接种量小，延滞期较长3）培养基成分：培养基成分丰富的延滞期较短，培养基成分5与种子培养基一致的延滞期较短二、生长曲线指数期特点：1）生长速率最快，细胞呈指数增长2）生长速率恒定3）代谢旺盛，细胞组分平衡发展4）群体的生理特性一致影响指数期的意义：1）菌种：不同菌种代时差异极大2）营养成分：营养越丰富代时越短3）营养物浓度：影响微生物的生长速率和生长总量4）培养温度：影响微生物的生长速率和生长总量指数期的实践意义：1）是代谢、生理研究的良好材料2)是增殖噬菌体的最适宿主菌龄4）革兰氏染色是采用此期微生物生长曲线稳定期特点：1）活细胞总数维持不变即新增殖的细胞数与衰亡的细胞数相等，菌体总数达到最高点2）细胞生长速率为零3）细胞生理上处于衰老，代谢活力钝化，细胞成分合成缓慢，革兰氏染色发生变化三、生长曲线衰亡期特点：细胞以指数速率死亡，有时细胞速率的降低是由于抗性细胞的积累，细胞变形退化，有的发生自溶，革兰氏染色发生变化影响衰亡期的因素及实践意义：1）与菌种的遗传特性有关：有些细菌的培养经历所有的各个生长时期，几天以后死亡，有细菌培养基个月乃至几年以后任然有一些货细胞2）与是否产芽孢有关：产芽孢的细菌更易幸存下来3）与营养物质和有毒物质有关：补充营养和能源，以及中和环境毒性，可以减缓死亡细胞的死亡速率，延长细菌培养物的存货时间四、分批培养：是指将微生物置于一定容积的的培养基中，经过生长培养，最后一次收获培养方式连续培养：在一个恒定容积的的流动系统中培养微生物，一方面以一定速率加入新的培养基，另一方面又以相同的速率流出培养物（菌体和代谢产物）连续发酵的优点：1）高效2）产品质量较稳定3）节约了大量动力、人力、水和蒸汽，且使水、汽、电的负荷均衡合理连续发酵的缺点：1）菌种易退化2）易污染杂菌3）营养物质的利用率一般同步生长：就是指在培养物中所有微生物细胞都同一生长阶段，并都能同时分裂的生长方式同步培养法包括诱导法与选择法诱导法：是采用物理、化学一男子使微生物生长到某一阶段而停下来，使所有细菌都达到这个阶段时再使其生长恒浊器：根据培养器内微生物的生长密度并借光电控制系统来控制培养液流速，以取得菌体密度高，生长速度恒定的微生物细胞的连续培养恒化器：与恒浊器相反，是一种设法使培养液流速保持不变、并使微生物始终在低于其最高生长速率条件下进行生