微生物学最完整经典课件

2011/1微生物学王睿勇南京大学生命科学学院wangrynju.edu2011/1绪论微生物一切肉眼看不见或难以看清、必须借助显微镜来观察和研究的微小生物的总称，包括形体微小的单细胞、个体结构简单的多细胞以及无细胞结构的低等生物少数成员肉眼可见大型真菌纳米比亚硫磺珍珠菌：直径100-750微米2011/1微生物类群十分庞杂，形态大小、结构差异巨大主要类群有：细胞结构细胞核微生物类群无细胞结构无病毒亚病毒拟病毒类病毒朊病毒有细胞结构原核古细菌（真）细菌真核真菌酵母菌霉菌蕈菌藻类原生动物2011/1下列各项中属于原核生物的是＿＿。A、蓝藻，支原体B、衣原体，噬菌体C、衣藻，金鱼藻D、放线菌，霉菌真菌通常是指＿＿。A、所有的真核微生物B、具有丝状体的微生物C、霉菌、酵母菌和蕈菌D、霉菌和酵母菌下列物种之间相似程度最大的一组是＿＿。A、疟原虫，血吸虫，蚊子B、痢疾杆菌，酵母菌，青霉菌C、蓝藻，硝化细菌，硫细菌D、水稻，水蛭，水绵2011/1微生物分布微生物无处不在，我们无时不生活在“微生物的海洋”中细菌数亿/g土壤每张纸币带细菌：900万个人体体表及体内存在大量的微生物口腔：细菌种类超过500种肠道：微生物总量达100万亿皮肤表面：平均10万个细菌/cm2粪便干重的1/3是细菌，每克粪便的细菌总数为：1000亿个提示：与人体相关的一些基本微生物学数据要记住2011/1微生物是人类的朋友微生物是自然界物质循环的关键环节体内的正常菌群是人及动物健康的基本保证帮助消化提供必需的营养物质组成生理屏障微生物可以为我们提供很多有用的物质有机酸、酶、各种药物、疫苗、面包、奶酪、啤酒、酱油等建立在微生物学基础上的现代生物技术2011/1少数微生物也是人类的敌人14世纪，鼠疫耶森氏菌引起的鼠疫导致欧洲1/3总人数（2500万）死亡目前，肺结核、霍乱等卷土重来；艾滋病大规模传播；新的疾病不断出现：疯牛病、军团菌病、埃博拉病毒病、大肠杆菌O157新致病株、SARS（2019）、禽流感（2019)、甲型H1N1流感（2009），对人类造成巨大威胁提示：重要疾病的病原微生物大的类型一定要记住，还包括有乙肝、结核病、梅毒、疟疾2011/1以下哪些病是由病毒引起的?A、结核，脚气B、禽流感，乙型肝炎C、地中海贫血，流感D、艾滋病，梅毒下列哪几项是病毒引起的疾病？A、脊髓灰质炎、腮腺炎B、流感、艾滋病、肝炎C、灰指甲、脚癣、肺结核D、鸡瘟、狂犬病、烟草花叶病2011/1微生物学研究微生物在一定条件下的形态结构、生理生化、遗传变异以及微生物的进化、分类、生态等生命活动规律及其应用的一门学科微生物学的界定研究对象个体微小研究技术具有共性（无菌技术、培养基应用、分离技术、纯培养等），显著区别于动、植物研究2011/1微生物学发展历史微生物的发现列文虎克：荷兰人1676年，首次观察到了细菌制作了419架显微镜或放大镜，放大倍数：50-266倍微生物的奠基巴斯德科赫提示：列文虎克、巴斯德、科赫贡献要记住2011/1巴斯德的贡献发现并证实发酵是由微生物引起的彻底否定了“自然发生”学说：曲颈瓶试验免疫学——预防接种：狂犬疫苗巴斯德消毒法：60-65℃作短时间加热处理，杀死有害微生物2011/1科赫的贡献微生物学基本操作技术方面的贡献细菌纯培养方法的建立设计了各种培养基，实现了在实验室内对各种微生物的培养流动蒸汽灭菌染色观察和显微摄影对病原细菌的研究作出了突出的贡献证实了炭疽杆菌是炭疽病的病原菌发现了肺结核病的病原菌（获诺贝尔奖）提出了证明某种微生物是否为病原体的基本原则——科赫法则提示：巴斯德、科赫贡献及其实验设计是这部分重点2011/1首创用明胶固体培养基分离细菌的科学家是＿＿。A、L.PasteurB、R.KochC、A.FlemingD、J.Lister巴斯德采用曲颈瓶试验来验证下列哪种学说?A、驳斥自然发生说B、证明微生物致病C、认识到微生物的化学结构D、提出自然发生说2011/120世纪微生物发展重要事件1928Griffith发现细菌转化1929Fleming发现青霉素1944Avery等证实转化过程中DNA是遗传信息的载体1953Watson和Crick提出DNA双螺旋结构1961Jacob和Monad提出操纵子学说1977Woese提出古生菌是不同于细菌和真核生物的特殊类群1982-1983Prusiner发现朊病毒2019第一个独立生活的细菌(流感嗜血杆菌)全基团组序列测定完成提示：整个微生物学发展过程中重要事件很多，以上这些必须记住2011/1我国微生物学的发展与贡献1950年代，汤飞凡：沙眼病原体（衣原体）的分离和确证1970年代，维生素C二步发酵法第一步：采用生黑葡萄糖杆菌或弱氧化醋杆菌，将D-山梨醇转化为L-山梨糖第二步：采用氧化葡萄糖杆菌和芽孢杆菌混合发酵，将L-山梨糖转化为1-酮基-L-古龙酸，再经化学转化为维生素C2019年，泉生热孢菌全基因组序列测定2011/1微生物特点个体微小杆菌的平均长度：2微米面积/体积比：人=1，大肠杆菌=30万这样大的比表面积特别有利于它们和周围环境进行物质、能量、信息的交换。微生物的其它很多属性都和这一特点密切相关结构简单无细胞单细胞简单多细胞2011/1代谢快速消耗自身重量2000倍食物的时间大肠杆菌：1小时人：500年繁殖快速大肠杆菌代时：20分钟一头500kg的食用公牛，24小时生产0.5kg蛋白质；同样重量的酵母菌，24小时可以生产50000kg优质蛋白质2011/1食物广泛纤维素、木质素、几丁质、角蛋白、石油、甲醇、甲烷、天然气、塑料、酚类、氰化物、各种有机物易于培养分布广泛几千米的地下数十公里的高空极端环境：强酸、强碱、高热、常年封冻的冰川提示：围绕降解特定化合物的菌株筛选可能作为实验设计题目2011/1种类繁多微生物种数多微生物的生理代谢类型多代谢产物种类多抗逆性强抗热：某些芽孢，加热煮沸8小时才被杀死抗寒：-12℃~-30℃的低温生长抗酸碱：细菌能耐受并生长的pH范围：pH0.5-13耐渗透压：蜜饯、腌制品、饱和盐水中都有微生物生长抗压力：有些细菌可在1400个大气压下生长2011/1细菌芽孢在普通条件下最长可存活＿＿。A、几小时B、几天C、12个月D、几年及至几十年2011/1容易变异休眠长：最古老芽孢——2.5亿年起源早38亿年前，生命在海洋中出现26亿年前，陆地上就可能存在微生物2011/1微生物形态结构与主要类群特征特征内容培养特征菌落特征：形状、大小、颜色、隆起、质地、光泽、色素细胞形态形状球形、杆状、螺旋形、丝状、分枝、特殊形状大小细胞直径、宽度排列单个、成对、成链、特殊排列方式特殊细胞结构芽孢有无芽孢、芽孢形状、位置、孢囊是否膨大鞭毛有无鞭毛、着生位置、数量孢子形状、着生位置、数量、排列其他糖被、细胞附属物、超微结构细胞壁、内膜系统、孢子表面特征细胞内含物异染颗粒、PHB、硫粒、伴胞晶体、气泡等染色反应革兰氏染色、抗酸性染色2011/1原核生物与真核生物比较遗传物质原核生物：双螺旋DNA构成一条染色体，仅形成一个核区，没有核膜包被，无核仁，无组蛋白与之结合，存在质粒真核生物：双螺旋DNA构成一条或一条以上的多条染色体，形成一个真核，有核膜包被，有核仁，有组蛋白与之结合；细胞器如线粒体、叶绿体携带有自身的DNA，可自主复制有性生殖原核生物：无减数分裂，只有染色体的一部分遗传重组真核生物：减数分裂，全部染色体参与遗传重组原核生物细胞质有细胞膜包围，细胞膜大量褶皱内陷于细胞质中形成内膜系统，不含其他分化明显的细胞器；真核生物细胞质有细胞膜包围，细胞膜不内陷，内含多种细胞器，细胞器有各自膜包围，细胞器膜与细胞膜之间无直接关系蛋白质合成原核生物：在核糖体进行，核糖体为70S，由50S和30S两个亚单位构成真核生物：在核糖体进行，核糖体为80S，由60S和40S两个亚单位构成，细胞器的核糖体为70S提示：很重要的部分，要牢记2011/1原核细胞与真核细胞的不同，表现在：A.原核细胞基因组的大小仅有真核生物基因组大小的一半B．原核细胞具有单链的DNA分子C．原核细胞中与DNA结合的蛋白质较少，而且没有核膜包裹D．原核细胞具有RNA而不是DNA原核生物A．具有细胞器，但不具有细胞核B．能产生ATP，能独立进行生命过程C．细胞壁含几丁质D．大多具有环状DNAE．都是厌氧生物2011/1原核细胞的特点是＿＿。A、没有核膜，遗传物质集中在一个没有明确界限的低电子密度区，称为拟核。B、DNA为裸露的环状分子，通常没有结合蛋白。C、没有恒定的内膜系统。D、核糖体为70S型，和真核细胞叶绿体、线粒体的相似。2011/1细菌形态基本形态：球形、杆状、螺旋形杆菌最常见，其次球菌不同球菌细胞分裂时，会形成不同空间排列方式，可作为分类依据杆菌的排列方式常因生长阶段和培养条件发生变化，不作为分类依据螺旋形：三类：弧菌、螺旋菌、弧菌：螺旋＜1圈，霍乱弧菌、蛭弧菌螺旋菌：螺旋2-6圈，迂回螺菌螺旋体:螺旋＞6圈，梅毒密螺旋体、钩端螺旋体其他形态：柄细菌、支原体、球衣菌、星形菌、方形菌提示：注意球菌和杆菌排列方式作为分类依据方面的不同2011/1细菌的大小一般细菌大小范围球菌：直径0.5-1μm杆菌：0.5-1μm（直径）×1-3μm螺旋菌：0.3-1μm（直径）×1-50μm最小细菌：尿结石纳米细菌，直径50nm，与病毒大小类似，3天分裂1次最大细菌：纳米比亚硫磺珍珠菌：直径100-750微米提示：微生物大小的计量单位一般是微米；最大、最小细菌特例要记住2011/1绝大多数细菌的直径为＿＿。A、1～10毫米B、1～10微米C、1-10纳米D、10毫米以上细菌的测量单位是＿＿。A、nmB、μmC、mmD、cm2011/1细菌细胞结构基本构造：细胞壁、细胞膜、间体、细胞质和核区，为所有细菌细胞共有特殊构造：糖被、鞭毛、芽孢、孢囊、菌毛等，只在某些种类细菌中出现，具有特定功能提示：细胞壁结构要重点掌握，其他结构要了解基本特征2011/1细胞壁包围在细胞表面，内侧紧贴细胞膜的一层较为坚韧、略具弹性的结构，占细胞干重10%-25%，可通过质壁分离、电镜观察、制备原生质体后细胞形态的变化，加以确定功能固定细胞外形和提高机械强度细胞的生长、分裂和鞭毛运动所必需渗透屏障，阻拦酶蛋白和某些抗生素等大分子物质进入细胞，保护细胞免受溶菌酶、消化酶和青霉素等有害物质的损伤细菌特定的抗原性、致病性以及对抗生素和噬菌体的敏感性的物质基础细菌细胞壁具有多样性2011/1革兰氏染色细菌学研究中最重要的染色方法。根据革兰氏染色，细菌分为两大类:革兰氏阳性（G+）和革兰氏阴性（G-）G+和G-细菌在细胞结构、成分、形态、生理、生化、遗传、免疫和药物敏感性等方面都呈现明显差异2011/1G+细菌、G-细菌和支原体比较G+细菌G-细菌支原体细胞壁20-80nm肽聚糖层构成2-7nm肽聚糖层和7-8nm外膜构成无细胞壁细胞形态球形、杆状、丝状，分枝球形、杆状、螺旋状、丝状形态多变；丝状，能形成分枝繁殖裂殖裂殖；某些种类出芽出芽、断片繁殖、裂殖代谢化能异养光自养、化能自养、化能异养化能异养运动性通常不运动；运动类型具周生鞭毛运动/不运动；鞭毛着生方式多样；可有过轴丝运动；滑行通常不运动附属物通常缺乏菌毛、柄缺乏内生孢子某些种类形成不形成不形成2011/1革兰氏染色流程初染媒染脱色复染提示：革兰氏染色基本步骤及关键点应掌握2011/1革兰氏染色的关键操作步骤是＿＿＿。A、结晶紫染色B、碘液固定C、乙醇脱色D、复染在细菌学中革兰氏染色法的染色过程中，下列操作不正确的是＿＿。A、制作细菌热固定涂片B、用含I2的乙醇溶液再染色后，然后用乙醇脱色C、用结晶紫染色后冲洗D、用蕃红(藏红)复染大肠杆