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三,微生物的生物学特点与作用
微生物除具有生物的共性外,也有其独特的特点,正因为其具有这些特点,才使得这样微不可见灶历散的生物类群引起人们的高度重视.
(一)种类繁多,分布广泛
(二)生长繁殖快,代谢能力强
(三)遗传稳定性差,容易发生变异
(一)种类繁多,分布广泛
种类极其繁多——已发现的微生物达10万种以上,新种不断发现.
分布非常广泛——可以说微生物无处不有,无处不在.
极端环境:冰川,温泉,火山口等极端环境;
土 壤:土壤是微生物的大本营,一克沃土中含菌量高达几亿甚至几十亿;
空 气:空气中也含有大量微生物,越是人员聚集的公共场所,微生物含量越高;
水:水中以江,湖,河,海中含量高,井水次之;
动植物体表及某些内部器官:如皮肤及消化道等.
微生物的多样性已在全球范围内对人类产生巨大影响.
土壤中微生物的种类繁多,几乎所有的微生物都能从土壤中分离筛选得到,要分离筛选某中微生物,多数情况都是从土壤采取样品.
首先微生物为人类创造了巨大的物质财富,目前所使用的抗生素药物,绝大多数是微生物发酵产生的,以微生物为劳动者的发酵工业,为工,农烂做,医等领域提供各种产品.
另外微生物也为人类带来巨大危害,如疫病的传播,并且引起疫病传播的新微生物种类总不断出现.
(二)生长繁殖快,代谢能力强
大肠杆菌(Escherichia coli)在适宜的条件下,每20分钟即繁殖一代,24小时即可繁殖72代,由一个菌细胞可繁殖到47×1022个,如果将这些新生菌体排列起来,可绕地球一周有余;
生理基础:因为微生物的代谢能力很强, 由于微生物个体微小,单位体积的表面积相对很大,有利于细胞内外的物质交换,细胞内的代谢反应较快.
极大的物质资源:正因为微生物具有生长快,代谢能力强的特点,才使得微生物能够成为发酵工业的产业大军,在工,农,医等战线上发挥巨大作用;
在物质转化中的作用:如果没有微生物,自古以来的动,植物尸体不能分解腐烂,早已是动,植物尸体堆积如山,布满全球.
(三)遗传稳定性差,容易发生变异
微生物个体微小,对外界环境很敏感,抗逆性较差,很容易受到各种不良外界环境的影响;另外,微生物的结构简单,缺乏免疫监控, 很容易变异.
微生物的遗传不稳定性,是相对高等生物而言的,实际上在自然条件下,微生物的自发突变频率为10-6左右.
微生物的遗传稳定性差,给微生物菌种保藏工作带来一定不便.
另一方面,正因为微生物的遗传稳定性差,其遗传的保守性低,使得微生物菌种培育相对容易得多.通过育种工作,可大幅度地提高菌种的生产性能,其产量性状提高幅度是高等动,植物隐氏所难以实现的.
微生物学及其分支学科
一,微生物学及其研究对象
二,微生物学的分支学科
一,微生物学及其研究对象
微生物学概念:概括地讲,微生物学(Microbiology)是研究微生物及其生命活动规律的学科.
研究对象:研究的主要内容涉及微生物的形态结构,营养特点,生理生化,生长繁殖,遗传变异,分类鉴定,生态分布以及微生物在工业,农业,医疗卫生,环境保护等各方面的应用.研究微生物及其生命活动规律之目的在于充分利用有益微生物,控制有害微生物,使这些微小生物更好地贡献于人类文明.
二,微生物学的分支学科
(一)根据基础理论研究内容不同,形成的分支学科
微生物生理学(Microbiol Physiology)
微生物遗传学(Microbiol Genetics)
微生物生物化学(Microbiol Biochemistry)
微生物分类学(Microbiol Taxonomy)
微生物生态学等(Microbiol Ecology).
(二)根据微生物类群不同,形成的分支学科
细菌学(Bacteriology)
病毒学(Virology)
真菌学(Fungi)
放线菌学(Actinomycetes)等.
(三)根据微生物的应用领域不同,形成的分支学科
工业微生物学(Intustrial Microbiology)
农业微生物学(Agricultural Microbiology)
医学微生物学(Medical Microbiology)
药用微生物学(Patherological Microbiology)
食品微生物学(Food Microbiology)
兽医微生物学(Viterinary Microbiology)等.
(四)根据微生物的生态环境不同,形成的分支学科
土壤微生物学(Soil Microbiology)
海洋微生物学(Marine Microbiology)等.
第三节 食品微生物学及其研究内容
食品微生物学:食品微生物学是专门研究与食品有关的微生物的种类,特点及其在一定条件下与食品工业关系的一门学科.
尽管人类对食品微生物研究的历史很长,但作为微生物学的一门独立的分支学科——食品微生物学,其仍属一门新兴学科.尤其在我国,人们对食品科学的重视仅是改革开放以来,人们解决了温饱问题之后的事情;食品微生物学是随着食品科学的发展而产生的一个重要的学科.
食品微生物研究的主要内容包括三个方面:
一,在食品工业中有益的微生物及其应用;
二,在食品保藏过程中引起食品变质的微生物及其控制;
三,与食品卫生有关的微生物.
第四节 微生物学的发展简史
我们把这个过程分成以下四个阶段加以阐述.
一,微生物学的史前时期
二,微生物的发现与微生物学的启蒙时期
三,微生物学的形成时期
四,微生物学的发展时期
一,微生物学的史前时期
盲目应用时期.
人类已经在很多方面利用了微生物,世界各国人民在自己的生产实践中都积累了很多利用有益微生物和防治有害微生物的经验.北魏的贾思勰《齐民要术》一书中,就详细记载了制醋的方法.我国古代劳动人民就利用了盐腌,糖渍,烟熏,风干等.
二,微生物发现与微生物学启蒙时期
十七世纪,荷兰人吕文虎克(Antony van Leeuwenhock)发明了第一台简易显微镜(200～300倍).
于1669年出版了《安东.列文虎克所发现的自然界秘密》.
随后在近200年的时期,随着显微镜的不断改进,分辨率的提高,人们对微生物的认识由粗略的形态描述逐步发展到对微生物进行详细的观察和根据形态进行分类研究,形成了启蒙的微生物学.
三,微生物学的形成时期
由研究微生物形态的启蒙时期到对微生物的生理生化水平研究时期.
巴斯德(Louis Pasteur, 1822～1895)通过对酒曲的研究,证明了酒曲发酵是其中的酵母菌代谢作用,这一研究结果把对微生物的研究由形态转向生理生化研究水平,为微生物学的形成和发展奠定了基础.巴斯德还通过大量实验证明了食品的腐败变质是遭受微生物污染后,微生物生长繁殖而引起的,从根本上否定了"微生物自然发生说".
微生物学的另一位奠基人是一位德国医生柯赫(Robert Koch, 1843～1910),他为疾病的病原学说建立了基础.
首先从患病动物的病变脏器中分离纯化得到病原菌,通过将病原菌接种回到动物体内,能引起相同症状的疾病,证明了传染病是由某些特定的病原菌传播的.
由于巴斯德和柯赫对微生物学的形成作出了极大的贡献,普遍认为,他们两位是微生物学的奠基人.
四,微生物学的发展时期
本世纪是微生物学的全面发展时期:
细胞的结构与功能,细菌的代谢等;
微生物在工农业生产上发挥巨大作用;
微生物成为生物学研究的主要研究材料;
50年代DNA双螺旋解密后,微生物又成了分子生物学的主要研究材料.微生物学,遗传学和生物化学的相互渗透与作用导致了现代分子遗传学的诞生与发展;
进入70年代,在微生物的研究基础上,导致了DNA重组技术和基因工程的发展.
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第一章
1. 巴斯德的工作
(1) 发现并证实发酵是由微生物引起的? (2) 彻底否定了“自然发生”学说?
(3) 免疫学——预防接种 (4) 其他贡献：巴斯德消毒法等
2. 柯赫的工作
(1) 微生物学基本操作技术方面的贡献
a） 细菌纯培养方法的建立 b） 配制培养基
c） 流动蒸汽灭菌d） 染色观察和显微摄影
（2） 对病原细菌的研究作出了突出的贡献：
a） 具体证实了炭疽病菌是炭疽病的病原菌。b） 发现了肺结核病的病原菌
c） 证明某种微生物是否为某种疾病病原体的基本原则——柯赫原则
1 在每一病例中都出现这种微生物； 2 要从寄主分离出这样的微生物并在培养基中培养出来；
3用这种微生物的纯培养接种健康而敏感的寄主，同样的疾病会重复发生；
4 从试验发病的寄主中能再度分离培养出这种微生物来。
微生物的类群及特点：个体小、结构简、胃口大、食谱广、繁殖快、易培养、数量大、分布广、种类多、级界宽、变异易、抗性强、休眠长、起源早、发现晚、。
第三章
特殊细胞壁的细菌：某些分枝杆菌和诺卡氏菌的细胞壁主要由一类被称为霉菌酸
（Mycolic acid）的枝链羟基脂质组成，后者被认为与这些细菌感染能力有关。
由磷脂分子形成的双分子膜中加入甾醇类物质可以提高膜的稳定性：
真核生物细胞膜中一般含有胆固醇等甾醇，含量为5%-25%。
原核生物与真核生物的最大区别就是其细胞膜中一般不含胆固旦迟醇，而是含有hopanoid（藿烷类化合物 ）。
硫粒：很多化能自养菌在进行产能代谢或生物合成时，常涉及对还原性的硫化物如H2S，硫代硫酸盐等的氧化。
在环境中还原性硫素丰富时，常在细胞内以折光性很强的硫粒的形式积累硫元素。当环境中环境中还原性硫缺乏时，可被细菌重新利用。
微生物储藏物的特点及生理功能：
1） 不同微生物其储藏性内含物不同。例如厌气性梭状芽孢杆菌只含PHB，大肠杆菌只模旦李储藏糖原，但有些光合细菌二者兼有。
2） 微生物合理利用营养物质的一种调节方式。当环境中缺乏能源而碳源丰富时，细胞内就储藏较多的碳源类内含物，甚至达到细胞干重的50%，如果把这样的细胞移入有氮的培养基时，这些储藏物将被作为碳源和能源而用于合成反应。
3） 储藏物以多聚体的形式存在，有利于维持细胞内环境的平衡，避免不适合的pH，渗透压等的危害。例如羟基丁酸分子呈酸性，而当其聚合成聚-β-羟丁酸（ PHB）就成为中性脂肪酸了，这样便能维持细胞内中性环境，避免菌体内酸性增高。
4） 储藏物在细菌细胞中大量积累，是重要的自然资源。
气泡的膜只含蛋白质而无磷脂。二种蛋白质相互交连，形成一个坚硬的结构，可耐受一定的压力。膜的外表面亲水，而内侧绝对疏水，故气泡只能透气而不能透过水和溶质。
细菌芽孢的特点：
整个生物界中抗逆性最强的生命体，是否能消灭芽孢是衡量各种消毒灭菌手段的最重要的指标。
芽孢是细菌的休眠体，在适宜的条件下可以重新转变成为营养态细胞；产芽孢细菌的保藏多用其芽孢。
芽孢的有无、形态、大小和着生位置是细菌分类和鉴定中的重要指标。
芽孢与营养细胞相比化学组成存在较大差异，容易在光学显微镜下观察。（相差显微镜直接观察；芽孢染色）
细菌糖被的特点
（1）主要成分是多糖、多肽或蛋白质，尤以多糖居多。经特殊的荚膜染色，特别是负染色（又称背景染色）后可在光学显微镜清楚地观察到它的存在。
（2）产生糖被是微生物的一种遗传特性，其菌落特征及血清学反应是是细菌分类鉴定的指标之一。
（3）荚膜等并非细胞生活的必要结构，但它对细菌在环境中的生存有利。（详见P 57-58）
（4）细菌糖被与人类的科学研究和生产实践有密切的关系。（详见P58）
细菌的趋避运动：鞭毛的功能是运动，这是原核生物实现其趋性（taxis）即趋向性的最有效方式。（参见P60）
化学趋避运动或趋化作用（chemotaxis）：细菌对某化学物质敏感，通过运动聚集于该物质的高浓度区域或低浓度区域。
光趋避运动或趋光性（phototaxis）：有的细菌迟亩能区别不同波长的光而集中在一定波长光区内。
趋磁运动或趋磁性（magnetotaxis），趋磁细菌根据磁场方向进行分布。
放线菌的形态与结构
t单细胞，大多由分枝发达的菌丝组成；
t菌丝直径与杆菌类似，约1mm；t细胞壁组成与细菌类似，革兰氏染色阳性（少数阴性）；
t细胞的结构与细菌基本相同，
按形态和功能可分为营养菌丝、气生菌丝和孢子丝三种。
1、养菌丝：匍匐生长于培养基内，吸收营养，也称基内菌丝。
2、气生菌丝：营养菌丝发育到一定阶段，伸向空间形成气生菌丝，
3、孢子丝：气生菌丝发育到一定阶段，其上可分化出形成孢子的菌丝，即孢子丝，又称产孢丝或繁殖菌丝。其形状和排列方式因种而异，常被作为对放线菌进行分类的依据。
立克次氏体：
1）某些性质与病毒相近
a 、专性活细胞寄生物，除五日热（战壕热）立克次氏体（Rickettsia wolhynica）外均不能在人工培养基上生长繁殖。这是因为它们体内酶系不完全，一些必需的养料需从宿主细胞获得；细胞膜比一般细菌的膜疏松，营养物质较易通过，细胞内物质也容易漏出。这种可透性膜，一方面使它们有可能容易从宿主细胞获得大分子物质，另一方面也决定了它们一旦离开宿主细胞则易死亡）
b、大小介于病毒与一般细菌之间，除伯氏立克次氏体（Rickettsia burneti）外，均不能通过细菌过滤器（球状体：0.2-0.5 mm；杆状体：0.3-0.5 x 0.3-2 mm；）
2）由于长期适应的结果，立克次氏体形成了一种必须从一种宿主传至另一宿主的特殊生活方式，它们几乎都有自己的天然动物宿主，主要以节肢动物（虱、蜱、螨等）为媒介，寄生在它们的消化道表皮细胞中，然后通过节肢动物叮咬和排泄物传播给人和其他动物。有的立克次氏体能引起人类的流行性斑疹伤寒、恙虫热、Q热等严重疾病，而且立克次氏体大多是人兽共患病原体。对热、干燥、光照、脱水及普通化学试剂的抗性均差，离开宿主仅能存活数小时至数日，但如随节肢动物粪便排出，在空气中自然干燥后，其抗性变得相当强。有的可在室温下保持毒力二年左右。
支原体：
1）无细胞壁，只有细胞膜，细胞形态多变；
2）个体很小，能通过细菌过滤器，曾被认为是最小的可独立生活的细胞型生物。
3）可进行人工培养，但营养要求苛刻，菌落微小，呈典型的“油煎荷包蛋”；
4）一些支原体能引起人类、牲畜、家禽和作物的病害疾病，如肺炎支原体；
5） 应用活组织细胞培养病毒或体外组织细胞培养时，常被支原体污染。
衣原体：
1）细胞结构与细菌类似；具有类似的细胞壁，细胞壁内也含有胞壁酸、二氨基庚二酸等。核糖体也是由30S和50S二个亚基组成。
2）细胞呈球形或椭圆形，直径为0.2-0.3 mm，能通过细菌滤器；
3）专性活细胞内寄生；衣原体有一定的代谢活性，能进行有限的大分子合成，但缺乏产生能量的，必须依赖宿主获得ATP，因此又被称为“能量寄生型生物”
4）在宿主细胞内生长繁殖具有独特的生活周期，即存在原体和始体两种形态。具有感染性的原体通过胞饮作用进入宿主细胞，被宿主细胞膜包围形成空泡，原体逐渐增大成为始体。始体无感染性，但能在空泡中以二分裂方式反复繁殖，形成大量新的原体，积聚于细胞质内成为各种形状的包涵体（inclusion body），宿主细胞破裂，释放出的原体则感染新的细胞。
5）衣原体广泛寄生于人类、哺乳动物及鸟类，少数致病，如沙眼衣原体是人类砂眼的病原体，甚至引起结膜炎、角膜炎、角膜血管翳等临床症状，成为致盲的重要原因。1956年，我国微生物学家汤飞凡等应用鸡胚卵黄囊接种法，在国际上首先成功地分离培养出沙眼衣原体。现衣原体可用多种细胞培养。
6） 衣原体不耐热，60度10分钟即被灭活，但它不怕低温，冷冻干燥可保藏多年。对红霉素、氯霉素、四环素敏感。
粘细菌生活史：
1、营养细胞：杆状、柔软、缺乏坚硬的细胞壁，无鞭毛，产生粘液，可在固体表面作“滑行”运动，以分类方式进行繁殖。
2、子实体：营养细胞发育到一定阶段，在适宜的条件下彼此向对方移动，在一定位置聚集成团，形成形态各异，肉眼可见的子实体。单个子实体中可能含有109个或更多由某些营养细胞转变而成的休眠结构，称为拈孢子（mycospore）。能形成子实体是粘细菌区别于其它原核微生物的最主要标志。而在营养生长阶段如果有足够的养料就不形成子实体，当营养耗尽时，营养细胞群就开始形成子实体。子实体干燥后，可借助风力、水力等到处传播，遇到适宜的环境又萌发成为营养细胞。
蛭弧菌特性：
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2020年11月26日常用则猜袜疫苗介绍.ppt,疫苗性质:减毒活疫苗兆塌。 预孙激防疾病:甲肝。 规格:复溶后每瓶
微生物是一切肉眼看不见或看不清的微小生物的总称；包括①原核类的细菌（真细菌凳雀和古细菌）、放线菌、蓝细菌、绝行支原体、立克次氏体和衣原体；②真核类的真菌（酵母菌、霉菌和并粗哗蕈菌）、原生动物和显微藻类；③属于非细胞类的病毒和亚病毒（类病毒、拟病毒和朊病毒）。
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