1、Chapter绪论1总共2学分，32学时，共16次课教学内容1 绪论12 微生物的形态与结构33 微生物的营养与生长24 微生物的代谢25 微生物与食品酿造16 微生物生态27 微生物的分类与鉴定18 微生物与食品安全性39 食品腐败与食品保藏1201020304CONTENTS微生物的概念微生物的特点食品微生物学的历史课程考核绪论3生物：生物：organisms微生物：微生物：Micro-organisms,Microbes微生物学：微生物学：Microbiology提问提问:Your Background？-Anything related tomicroorganisms in your
2、 daily life.Example 1,2,3 and more 41.泡菜（Pickle）和酸奶为什麽是酸的？2.馒头和面包为什麽能够蓬松？3.“五粮五粮”为什麽能酿成为什麽能酿成“五粮液五粮液”？4.为什麽有些东西会长霉而且霉色不同？5.为什麽稀饭会变酸，肉汤会变臭？5疯牛病6疯牛病7禽流感81 疯牛病疯牛病2 禽流感禽流感3 黄曲霉毒素黄曲霉毒素4 肝炎肝炎 鼠疫鼠疫天花天花艾滋病艾滋病埃博拉埃博拉SARS。9微生物既是人类的敌人，更是人类的朋友！微生物既是人类的敌人，更是人类的朋友！10我们的目的正确使用微生物这把双刃剑，利用有利于人类的微生物，控制不利于人类的微生物造福于人类。微
3、生物与人类111 微生物的概念微生物是微小生物的总称，一般只有借助显微镜才能进行其观察。定义：定义：微生物原核生物：真细菌、古生菌真核生物：真菌（酵母、霉菌、蕈菌等）、单细胞藻类、原生动物等非细胞类：病毒、亚病毒122 微生物的特点起源早、发现晚个体小、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、代谢旺、休眠长、133 食品微生物学的历史3.1 发现和认识微生物以前的历史143.2 微生物的发现和微生物发展的奠基者（一）解决了认识微生物世界的第一个障碍。1664年，英国人年，英国人虎克（RobertHooke）曾用原）曾用原始的显微镜对生长在皮革表面
4、及蔷薇枯叶上的霉菌进行观察。151676年，微生物学的先驱荷兰人列年，微生物学的先驱荷兰人列文虎克（Antony vanleeuwenhoek）首次观察到了细）首次观察到了细菌。利用业余时间制造利用业余时间制造过过400多架单式显微多架单式显微镜和放大镜，放大镜和放大镜，放大率一般为率一般为50300倍倍1617（二）微生物学的奠基（从形态描述进入生理学研究阶段）法国人巴斯德（Louis Pasteur）（18221895）德国人柯赫（Robert Koch）（18431910）181.巴斯德 （Louis Pasteur）：(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
5、说；(3)免疫学预防接种(4)其他贡献（二）微生物学的奠基证实了酒精发酵是由酵母引起的著名的曲颈瓶试验无可辩驳地证实，空气内确实含有微生物，是它们引起有机质的腐败。首次制成狂犬疫苗巴斯德消毒法：6065作短时间加热处理，杀死有害微生物19著名的“曲颈瓶试验曲颈瓶试验”彻底否定了“自生说”结束了几百年的争论。20著名的“曲颈瓶试验曲颈瓶试验”21（二）微生物学的奠基柯赫（Robert Koch）的主要贡献：（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）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c）流动蒸汽灭菌d）染色观察和显微摄影22（二）微生物学的奠基柯赫（Robe
6、rt Koch）的主要贡献：（2）对病原细菌的研究作出了突出的贡献：a）具体证实了炭疽杆菌是炭疽病的病原菌；b）发现了肺结核病的病原菌c）提出了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柯赫原则2324柯赫原则柯赫原则实验动物分离纯化-活性验证对照证明某种微生物是否为某种疾病病原体（三）微生物学发展史中的重大事件25（四）微生物在(食品)工业发展过程中的应用（1）自然发酵与食品、饮料的酿造；（2）罐头保存；（3）厌氧纯种发酵技术；（4）深层液体通气搅拌发酵培养；（5）代谢调控理论在发酵业中的应用；26微生物从发现到现在：300多年。微生物学作为一门实验性科学：100年多点。抗生素的发
7、现、生产、发酵工业的兴起到现在：50多年。分子生物学阶段，20世纪70年代，基因工程的发展，工程菌的构建更促进了微生物学的发展：30年.微生物基因组，1990年正式启动，近20年。微生物学历史这部永远没有没终点的书，要靠你们书写！（五）微生物产业将呈现全新的局面274 课程考核28新年快乐！THANKYOU29Chapter微生物的形态与结构30010203CONTENTS细菌真菌病毒311 细菌321.1 细菌的形态、大小和排列细菌的形态、大小和排列基本形态球状杆状螺旋状331、球状；2、杆状；3、螺旋状；4、其他形状。球菌（coccus):细胞个体呈球形或椭圆形。不同种的球菌在细胞分裂时会
8、形成不同的空间排列方式，常被作为分类依据。1.1 细菌的形态、大小和排列细菌的形态、大小和排列3435杆菌（bacillus):杆状、圆柱形，一般其粗细（直径）比较稳定，可作为分类依据。杆细菌的排列方式和长度常因培养时间、生长阶段和培养条件而变化，一般不作为分类依据。1、球状；2、杆状；3、螺旋状；4、其他形状。1.1 细菌的形态、大小和排列细菌的形态、大小和排列36杆状37弧菌螺旋菌螺旋体菌1、球状；2、杆状；3、螺旋状；4、其他形状。1.1 细菌的形态、大小和排列细菌的形态、大小和排列38螺旋体菌螺旋菌弧菌39霍乱弧菌蛭弧菌弧菌（vibrio)：菌体只有一个弯曲，其程度不足一圈，形似“C”
9、字或逗号，鞭毛偏端生。40螺旋菌(Spirillum螺旋体菌（spirochete)411）柄杆菌 （prosthecate bacteria）2）星形细菌（star-shaped bacteria）3）方形细菌（square-shaped bacteria）4）异常形态 （abnormity）1、球状；2、杆状；3、螺旋状；4、其他形状。1.1 细菌的形态、大小和排列细菌的形态、大小和排列4243一种硫磺细菌,Thiomargarita namibiensis(纳米比亚硫磺珍珠)大小可达0.75 mm细菌的大小4445461.2 细菌细胞的结构与功能细菌细胞的结构与功能47细胞壁（cell
10、wall）是位于细胞表面，内侧紧贴）是位于细胞表面，内侧紧贴细胞膜的一层较为坚韧，略具弹性的细胞结构。革兰氏染色与细胞壁C.Gram（革（革兰）于1884年发明的一种鉴别不同类型细菌的染色方法。1）细胞壁）细胞壁48革兰氏阳性菌与革兰氏阴性菌细胞壁比较491.2.G+菌细胞壁特点：厚度大（20-80nm）；化学组分简单，一般只含 90%肽聚糖 和 10%磷壁酸。50A、肽聚糖厚约2080nm，由40层左右的网格状分子织成的网套覆盖在整个细胞上。G+菌细胞壁5152或G+菌细胞壁B、磷壁酸：G+菌细胞壁上特有的化学成分，主要成分为：甘油磷壁酸核糖醇磷壁酸53B、磷壁酸：主要生理功能：细胞壁形成负
11、电荷环境，增强细胞膜对二价阳离子的吸收；贮藏磷元素；增强某些致病菌对宿主细胞的粘连、避免被白细胞吞噬以及抗补体的作用；革兰氏阳性细菌特异表面抗原的物质基础；噬菌体的特异性吸附受体；可作为细菌分类、鉴定的依据能调节细胞内自溶素的活力，防止细胞因自溶而死亡。自溶素在细胞分裂时可适度水解旧壁，促使新壁的插入。54G-菌细胞壁特点：肽聚糖层薄(2-3nm)；层次多；化学组分复杂；厚度薄；强度低。55A、内膜、内膜:厚厚2-3nm，占壁干，占壁干重的重的5-20%，少数几层肽聚，少数几层肽聚糖。又称内壁层糖。又称内壁层5657G-菌细胞壁B、外膜:位于革兰氏阴性细菌细胞壁外层，由脂多糖、磷脂和脂蛋白等若
12、干种蛋白质组成的膜，有时也称为外壁层。58脂多糖：（lipopolysaccharide,LPS）:位于革兰氏阴性细菌细胞壁最外层的一层较厚的（8-10nm）的类脂多糖类物，由类脂A、核心多糖和O-特异侧链（或称O-多糖或O-抗原）三部分组成。59G-菌细胞壁脂多糖的主要功能：1.根据测定，沙门氏菌属的抗原型多达2107种，一般都源自O-特异侧链种类的变化。O-特异侧链糖种类的变化，决定了G-细菌细胞表面抗原决定簇的多样性。此多变性是G-细菌躲避宿主免疫系统攻击，保持感染成功的重要手段。依此用灵敏的血清学方法对病原菌鉴定，在传染病的诊断中有其重要意义。60G-菌细胞壁脂多糖的主要功能：2.核心
13、多糖：具有带电荷的糖基和磷酸基团。是细胞表面负电荷来源，与磷壁酸相似，也有吸附Mg2+、Ca2+等阳离子以提高其在细胞表面浓度的作用，对细胞膜结构起稳定作用。61G-菌细胞壁脂多糖的主要功能：3.革兰氏阴性细菌致病物质内毒素的物质基础。62G-菌细胞壁脂多糖的主要功能：4.许多噬菌体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；可透过若干种较小的分子（嘌呤、嘧啶、双糖、肽类和氨基酸等），但能阻拦溶菌酶、抗生素（青霉素等）、去污剂和某些染料等较大分子进入细胞膜。63G-菌细胞壁外壁蛋白(outer membrane protein)64G-菌细胞壁2.孔蛋白（porin
14、s）:是由三个相同分子量的蛋白亚基组成的一种三聚体跨膜蛋白，中间有一直径约1nm的孔道，通过孔的开、闭，可对进入外膜层的物质进行选择。（基质蛋白）65G-菌细胞壁外膜蛋白(outer membrane protein)3.脂蛋白(lipoprotein):是一种通过共价键使外膜层牢固地连接在肽聚糖内壁层上的蛋白，分子量约为7200。66G-菌细胞壁C、周质空间(periplasmic space,periplasm)又称壁膜间隙。位置歧义：在革兰氏阴性细菌中，一般指其外膜与细胞膜之间的狭窄空间（宽约12-15nm）或者肽聚糖层与细胞膜之间的空间，呈胶状。672.G-菌细胞壁C、周质空间(per
15、iplasmic space,periplasm)周质空间是进出细胞的物质的重要中转站和反应场所在周质空间中，存在着多种周质蛋白，誉为“酶口袋”：水解酶类合成酶类结合蛋白受体蛋白6869A、肽聚糖、肽聚糖埋藏在外膜层之内，是仅由12层肽聚糖网状分子组成的薄层(23nm)，含量约占细胞壁总重的10%，故对机械强度的抵抗力较革兰氏阳性菌弱。B、外膜、外膜位于革兰氏阴性细菌细胞壁外层，由脂多糖、磷脂和脂蛋白等若干种蛋白质组成的膜，有时也称为外壁。C、周质空间、周质空间(periplasmic space,periplasm)又称壁膜间隙。在革兰氏阴性细菌中，一般指其外膜与细胞膜之间的狭窄空间（宽约1
16、215nm），呈胶状。G-结构简述结构简述70G+/G-结构对比结构对比71革兰氏阳性细菌与革兰氏阴性细菌细胞壁的比较（模型图比较）72革兰氏阳性和阴性细菌的比较机械抗性强肽聚糖层次多、厚对溶菌酶、青霉素敏感不含类脂和脂蛋白不形成内毒素革兰氏阳性菌73革兰氏阳性和阴性细菌的比较机械抗性差肽聚糖层次少、薄对溶菌酶、青霉素不敏感类脂、脂蛋白组成外膜内毒素革兰氏阴性菌74G+和 G-细菌细胞壁的比较75细胞壁细胞壁的功能（1）固定细胞外形和提高机械强度，使其免受渗透压等外力的影响；（2）为细胞的生长、分裂和鞭毛运动所必需，失去了细胞壁的原生质体，也就丧失了这些重要功能；（3）渗透屏障，阻拦酶蛋白和某
17、些抗生素等大分子物质（分子量大于800）进入细胞，保护细胞免受消化酶和青霉素等有害物质的损伤；（4）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；76革兰氏染色程序：简单染色程序涂片干燥固定染色水洗干燥观察鉴别染色程序初染脱色复染革兰氏染色结晶紫初染碘液媒染酒精脱色番红复染77革兰氏染色步骤1、用碱性染料结晶紫对菌液涂片进行初染2、用碘液进行媒染，其作用是提高染料和细胞间的相互作用，使二者结合得更牢固。3、用乙醇或丙酮冲洗进行脱色。在经历脱色后仍将结晶紫保留在细胞内的为革兰氏阳性细菌，而革兰氏阴性细菌的结晶紫被洗掉，细胞呈无色。4、用一种与结晶紫具有不同颜色的碱性染料对涂片进
18、行复染。例如沙黄，它使原来无色的革兰氏阴性细菌最后呈现桃红到红色，而革兰氏阳性细菌继续保持深紫色78革兰氏染色结果1.影响革兰氏染色结果的主要因素：(1).菌龄影响；(2).脱色时间的长短。2.如何保证染色结果的可靠性？在同一视野中正确设立阳性和阴性对照。79细胞壁缺陷细菌缺壁突变L-型细菌型细菌实验室或宿主体内形成基本去尽-原生质体（G+）缺壁细菌人工去壁部分去除球状体（G-）在自然界长期进化中形成支原体80细胞壁缺陷细菌（1）L-型细菌(L-form of bacteria)-形成及特点细菌在某些环境条件下（实验室或宿主体内）通过自发突变而形成的遗传性稳定的细胞壁缺陷变异型.因英国李斯特（
19、Lister）预防研究所首先发现而得名（1935年，念珠状链杆菌 Streptobacillus moniliformis）81特点细胞壁缺陷细菌（1）L-型细菌(L-form of bacteria)-形成及特点大肠杆菌、变形杆菌、葡萄球菌、链球菌、分枝杆菌和霍乱弧菌等20多种细菌中均有发现，被认为可能与针对细胞壁的抗菌治疗有关。没有完整而坚韧的细胞壁，细胞呈多形态；有些能通过细菌滤器，故又称“滤过型细菌”；对渗透敏感，在固体培养基上形成“油煎蛋”似的小菌落（直径在0.1mm左右）。821）概念：细胞质（cytoplasm）:是细胞质膜包围的除核区外的一切半透明、胶状、颗粒状物质的总称。原核
20、生物的原生质含水80%，但不流动！细胞质的主要成分：核糖体、贮藏物、多种酶类和中间代谢物、质粒、各种营养物和大分子的单体等，少数细菌还有类囊体、羧酶体、气泡或伴孢晶体等。1.3 细胞质和内含物细胞质和内含物831）概念：内含物（inclusion body)指胞质内较大的颗粒状构造，包括各种贮藏物、羧酶体和气泡等。贮藏物是一类由不同化学成分累积而成的不溶性沉淀颗粒。主要功能是贮存营养物。1.3 细胞质和内含物细胞质和内含物842）颗粒状贮藏物(reserve materials)：糖原：碳源及能源类聚-羟丁酸（PHB）硫粒：贮藏物氮源类藻青素：藻青蛋白：磷源（异染颗粒）1.3 细胞质和内含物细
21、胞质和内含物85储藏物的特点及生理功能：不同微生物其储藏性内含物不同微生物合理利用营养物质的一种调节方式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。储藏物在细菌细胞中大量积累，还可以被人们利用。如PHAor PHB863）磁小体(megnetosome)1975年年 R P Blakemore发现发现趋磁细菌细胞中含有的大小均匀、数目不等的Fe3O4颗粒，外有一层磷脂、蛋白或糖蛋白膜包裹。1.3 细胞质和内含物细胞质和内含物873）磁小体(megnetosome)885）气泡（gas vocuoles）许多光合营养型、无鞭毛运动的水生细菌中存在的充满
22、气体的泡囊状内含物，由数排柱形小空泡组成，外有2nm厚的蛋白质膜包裹。895）气泡（gas vocuoles）生理功能：调节细胞比重以使细胞漂浮在最适水层中,获取光能、O2 和营养物质专性好氧的盐杆菌属（Halobacterium）的细菌，却生活在含氧极少的饱和盐水中，它们细胞中气泡显著，其作用被认为是使菌体浮于盐水表面，以保证细胞更接近空气。有些厌氧性光合细菌利用气泡集中在水下10-30米深处，这样既能吸收适宜的光线和营养进行光和作用，又可以避免直接与氧接触。蓝细菌生长时依靠细胞内的气泡而漂浮于湖水表面，并随风聚集成块，常使湖内出现“水花”。906)核区（nuclear region or
23、area）91927)特殊的休眠构造芽孢1）概念某些细菌在其生长发育后期，在细胞内形成一个圆形或椭圆形、厚壁、含水量极低、折光性极强、抗逆性极强的休眠体，称为芽孢（endospore 或 spore）。932）细菌芽孢的特点和意义: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。产芽孢的细菌多为杆菌，也有一些球菌。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。芽孢的耐热性，为加热样品从自然界中筛选产芽孢菌提供了基础。942）细菌芽孢的特点和意义:芽孢的有
24、无、形态、大小和着生位置是细菌分类和鉴定中的重要指标。95芽孢特殊染色结果9696营养细胞内生成芽孢，休眠体，在适宜的条件下可以重新转变成为营养态细胞Endospores细菌芽孢的特点97Endospore structure and properties9898Endospores(3).Endospore formation出现在营养物质耗尽细胞停止生长时，整个过程8h,200多个基因参与多个基因参与 轴丝形成轴丝形成隔膜形成隔膜形成吞没的芽孢前体吞没的芽孢前体皮层形成皮层形成芽孢衣合成芽孢衣合成芽孢衣形成芽孢衣形成芽孢释放芽孢释放9999Endospores(4).Germination
25、由休眠状态的芽孢变成营养状态细菌的过程，称为芽孢的萌发活化(activation)：自然人为出芽(germination)：仅需几分钟生长(outgrowth)：芽孢核心部分开始迅速合成新的DNA、RNA和蛋白质，于是出现了发芽并很快变成新的营养细胞。100芽孢的耐热机制渗透调节皮层膨胀学说芽孢衣对多价阳离子和水分的透性很差皮层的离子强度很高，产生极高的渗透压夺取芽孢核心的水分，结果造成皮层的充分膨胀。核心部分的细胞质却变得高度失水（10-25%），因此，具极强的耐热性。核心部分含有酸溶性小分子蛋白稳定DNA结构，防止损伤。101芽孢的耐热机制渗透调节皮层膨胀学说另：芽孢皮层和孢质中含有特殊的
26、砒啶二羧酸钙盐。但也有实验证明砒啶二羧酸钙缺陷株仍保持抗热性。1028）伴孢晶体（parasporal crystal）如苏云金芽孢杆菌(Bacillus thuringiensis，BT杀虫剂)在其形成芽孢的同时，会在芽孢旁形成一颗菱形或双锥形的碱溶性蛋白晶体内毒素，称为伴孢晶体。芽孢7）伴孢晶体1038）伴孢晶体（parasporal crystal）（参见P59）特点：不溶于水，对蛋白酶类不敏感；容易溶于碱性溶剂。伴孢晶体对200多种昆虫尤其是鳞翅目的幼虫有毒杀作用，因而可将这类产伴孢晶体的细菌制成有利于环境保护的生物农药细菌杀虫剂。1048）伴孢晶体（parasporal crysta
27、l）（参见P59）伴孢晶体鳞翅目幼虫口服伴孢晶体在肠道迅速溶解（中肠 pH 为9.0-10.5）吸附于上皮细胞，引起渗透性丧失，肠道穿孔肠道中的碱性溶液进入血液，后者 pH升高，昆虫全身麻痹而死亡1051.4 细胞壁以外的构造:1、糖被（glycocalyx）1)概念:包被于某些细菌细胞壁外的一层厚度不定的胶状物质。糖被按其有无固定层次、层次厚薄又可细分为荚膜（capsule或macrocapsule，大荚膜）、微荚膜(microcapsule)、粘液层(slime layer)和菌胶团(zoogloea)。1061、糖被（glycocalyx）1)概念1071、糖被（glycocalyx）1
28、)概念(课本，p60)粘液层荚膜108菌胶团1091、糖被（glycocalyx）1)概念2）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。（4）细菌糖被与人类的科学研究和生产实践有密切的关系。110Function of Capsule1.Protect：Anti-phagocytosis(抗吞噬作用),Anti-dry,heavy metal pr
29、otection2.adhesion3.Nutrition4.metabolic product5.Recognition between bacteria111细菌糖被的研究意义细菌糖被的研究意义糖被的有无及其性质的不同可用于菌种鉴定应用(抗癌医药品、食品工业、石油开采、印染等、污水微生物处理)有些细菌的糖被也可对人类带来不利的影响1121121.Flagella（flagellum，单数）光学显微镜电子显微镜1.5 鞭毛及菌毛113113鞭毛的有无和着生方式对某些微生物具有十分重要的分类学意义114114(2)观察和判断细菌鞭毛的方法t电子显微镜直接观察fig 4.391.Flagella
30、（flagellum，单数）1151151.Flagella（flagellum，单数）(2)观察和判断细菌鞭毛的方法t光学显微镜下观察1161161.Flagella（flagellum，单数）(2)观察和判断细菌鞭毛的方法t根据培养特征判断1171171.Flagella（flagellum，单数）(2)观察和判断细菌鞭毛的方法t根据培养特征判断118相同：三部分结构；不同：基部的差异。鞭毛丝鞭毛钩基体：L,P和S-M环基体：S-M革兰氏阴性菌鞭毛革兰氏阳性菌鞭毛119西佛曼（M.Silverman）和西蒙（M.Simon）的“拴菌拴菌”试验试验(tethered-cell experim
31、ent)1201.5 细胞壁以外的构造鞭毛4）鞭毛的运动机制和特点革兰氏阴性菌的鞭毛构造121鞭毛蛋白Fli蛋白，开关作用，控制鞭毛正转或者逆转122鞭毛蛋白Mot蛋白，通过消耗能量，驱动S-M环的快速旋转Mot蛋白，通过消耗能量，驱动S-M环的快速旋转123马达能量来源：细胞膜上的质子势1244）鞭毛的运动机制和特点速度：一般速度在每秒2080m范围，最高可达每秒100m（每分钟达到3000倍体长），超过了陆上跑得最快的动物猎豹的速度（每分钟1500倍体长或每小时110公里）。1255）细菌的趋避运动1261271281.5 细胞壁以外的构造:4.菌毛(fimbria）129每个细菌约有25
32、0300条菌毛。有菌毛的细菌一般以革兰氏阴性致病菌居多，借助菌毛可把它们牢固地粘附于宿主的呼吸道、消化道、泌尿生殖道等的粘膜上，进一步定植和致病。1305）性毛(pili,单数pilus)构造和成分与菌毛相同，但比菌毛长，数量仅一至少数几根。性毛一般见于革兰氏阴性细菌的雄性菌株（即供体菌）中，其功能是向雌性菌株（即受体菌）传递遗传物质。有的性毛还是RNA噬菌体的特异性吸附受体。Plasmid(质体，质粒)vExtra-chromosomal(染色体的)genetic material circlevDouble chains DNAvReplicated(复制)independentlyvCa
33、rry genetic information1.6 质粒131也发现有线型双链DNA质粒和RNA质粒134提取所有胞内DNA后电镜观察135一、质粒的分子结构二、质粒的主要类型（课本，P137）根据质粒所编码的功能和赋予宿主的表型效应分类致育因子（Fertility factor，F因子）抗性因子（Resistance factor，R因子）产细菌素质粒（Bacteriocin production plasmid）毒性质粒（virulence plasmid）代谢质粒（Metabolic plasmid）隐秘质粒（cryptic plasmid）二、质粒的主要类型（课本，P137）1、致育
34、因子(Fertility factor，F因子)又称F质粒，其大小约100kb，这是最早发现的一种与大肠杆菌的有性生殖现象（接合作用）有关的质粒。F质粒的存在会赋予宿主细胞生成性菌毛。编码性菌毛合成与接合所需的蛋白滚环复制的起始和接合中基因转移的位点rep genes:编码DNA复制相关蛋白oriV:环状DNA复制的起始位点F-F+FF因子在细胞中的形式F-菌株，不含F因子，没有性菌毛。F+菌株，F因子独立存在，细胞表面有性菌毛。HfrHfr菌株，F因子插入到染色体DNA上，细胞表面有性菌毛。F菌株，F因子是游离的，但游离的F因子上携带一小段宿主染色体基因，这种F因子称为F因子，菌株称为F菌株
35、，细胞表面同样有性菌毛。原核生物基因重组二、质粒的主要类型2、抗性因子（Resistance factor，R因子）包括抗药性和抗重金属二大类，简称R质粒。抗性质粒在细菌间的传递是细菌产生抗药性的重要原因之一。R100质粒(89kb)可使宿主对下列药物及重金属具有抗性：汞（mercuric ion ，mer）四环素（Tetracycline，Tet ）链霉素(Streptomycin,Str)、磺胺(Sulfonamide,Sul)、氯霉素(Chlorampenicol,Cm)夫西地酸（fusidic acid，fus）Plasmid R100并且负责这些抗性的基因是成簇地存在于抗性质粒上。二
36、、质粒的主要类型3、产细菌素的质粒细菌素一般根据产生菌的种类进行命名：大肠杆菌（E.coli）产生的细菌素为colicins（大肠杆菌素），而相应的质粒被称为Col质粒。由G+细菌产生的细菌素或与细菌素类似的因子与colicins有所不同，但通常也是由质粒基因编码，有些甚至有商业价值，例如一种乳酸细菌产生的细菌素NisinA能强烈抑制某些G+细菌的生长，而被用于食品工业的保藏。二、质粒的主要类型4、毒性质粒许多致病菌的致病性是由其所携带的质粒引起的，这些质粒具有编码毒素的基因，其产物对宿主（动物、植物）造成伤害。产毒素大肠杆菌是引起人类和动物腹泻的主要病原菌之一，其中许多菌株含有为一种或多种肠
37、毒素编码的质粒。苏云金杆菌含有编码内毒素(伴孢晶体中)的质粒根癌土壤杆菌所含Ti质粒是引起双子叶植物冠瘿瘤的致病因子二、质粒的主要类型5、代谢质粒质粒上携带有有利于微生物生存的基因，如能降解某些基质的酶，进行共生固氮，或产生抗生素（某些放线菌）等。降解质粒：将复杂的有机化合物降解成能被其作为碳源和能源利用的简单形式，环境保护方面具有重要的意义。如假单胞菌：具有降解一些有毒化合物，如芳香簇化合物(苯)、农药(2,4-dichlorophenoxyacetic acid)、辛烷和樟脑等的能力。二、质粒的主要类型6、隐秘质粒隐秘质粒不显示任何表型效应，它们的存在只有通过物理的方法，例如用凝胶电泳检测
38、细胞抽提液等方法才能发现。它们存在的生物学意义，目前几乎不了解。在应用上，很多隐秘质粒被加以改造作为基因工程的载体（一般加上抗性基因）二、质粒的主要类型高拷贝数质粒：每个宿主细胞中可以有10-100个拷贝松弛型质粒松弛型质粒(relaxed plasmid )低拷贝数质粒：每个宿主细胞中可以有1-4个拷贝严谨型质粒严谨型质粒(stringent plasmid )窄宿主范围质粒：只能在一种特定的宿主细胞中复制广泛宿主范围质粒：可以在许多种细菌中复制一、质粒的分子结构二、质粒的主要类型三、质粒的不亲和性（incompatibility)质粒之间的亲和性:可以共存于同一个宿主中稳定遗传的质粒特性质
39、粒之间的不亲和性：不能稳定地共存于宿主中的质粒特性。在同一个宿主菌中不能并存的质粒属于同一个不亲和群。能够共存于同一个宿主中的质粒属于不同的不亲和群。2 真菌1483 病毒3.11494谢谢大家YOURNAMEChapter微生物的形态与结构152010203CONTENTS细菌真菌病毒1532 真菌1542.1 概念真菌在营养生长阶段中，用于吸收水分和养料并进行营养增值的菌体称为营养体。营养体。真菌营养生长阶段的结构称为营养体营养体。在固体培养基上，部分菌丝伸入培养基内吸收养料，称为营养菌丝营养菌丝；另一部分则向空中生长，称为气生菌丝气生菌丝；有的气生菌丝发育到一定阶段，分化成繁殖菌丝繁殖菌
40、丝。155真核生物(eukaryotes)156本章主要内容-真菌：真菌是一类低等真核生物，特点：1、具有细胞核，进行有丝分裂。2、细胞质中含有线粒体但没有叶绿体，不进行光合作用。3、无根、茎、叶的分化。4、以产生有性孢子和无性孢子二种形式进行繁殖。5、营养方式为化能有机营养（异养）、好氧或者厌氧。6、多数不运动（仅少数种类的游动孢子有1-2根鞭毛）。7、种类繁多，形态各异、大小悬殊，细胞结构多样。157目前认识的真核微生物的种类约占微生物总数的95%以上。从个体形态、群体形态、营养吸收、代谢类型、代谢产物、遗传特性、和生态分布诸方面，真核微生物都展现出一幅多样化的画面。1583:真菌（Fun
41、gi）主要类群：1:2:酵母 (Yeasts )霉菌 (Molds )蕈菌 (Mushrooms )1592.2 酵母形态结构1）个体形态1602.2 酵母形态结构1）个体形态1612）细胞壁结构1623）菌落特征2.2 酵母菌与细菌菌落类似，但一般较细菌菌落大且厚，表面湿润，粘稠，易被挑起，多为乳白色，少数呈红色。一般有悦人的香味。163（1）无性繁殖）无性繁殖(1)芽殖芽殖(2)裂殖裂殖(3)无性孢子无性孢子4）酵母的生长繁殖164代表：八孢裂殖酵母特点：无性繁殖为裂殖；（2）有性繁殖）有性繁殖子囊和子囊孢子165霉菌（mold）是一些“丝状真菌”的统称，不是分类学上的名词。霉菌菌体均由分
42、枝或不分枝的菌丝（hypha）构成。许多菌丝交织在一起，称为菌丝体（mycelium）。在自然界分布极广，种类和数量惊人霉菌同人类的生产、生活关系密切，是人类实践活动中最早认识和利用的一类微生物有用物品的生产风味食品、酒精、抗生素、有机酸、酶制剂、维生素、甾体激素等。在农业上用于饲料发酵、植物生长刺激素、杀虫农药等。食物、工农业制品的霉变引起动植物疾病2.3 霉菌的形态结构霉菌的形态结构1661、细胞壁、细胞壁2.3 霉菌的形态结构霉菌的形态结构细胞膜细胞膜几丁质几丁质蛋白层蛋白层糖蛋白层糖蛋白层葡聚糖层葡聚糖层1672、菌丝形态、菌丝形态无隔膜菌丝有隔膜菌丝2.3 霉菌的形态结构霉菌的形态结
43、构168营养菌丝气生菌丝繁殖菌丝霉菌菌丝直径约为210um，比一般细菌和放线菌菌丝大几到几十倍。2、菌丝形态、菌丝形态2.3 霉菌的形态结构霉菌的形态结构1693、菌丝、菌丝的特化的特化2.3 霉菌的形态结构霉菌的形态结构170(1)特化的营养菌丝特化的营养菌丝假根,匍匐菌丝Rhizopus3、菌丝的特化：2.3 霉菌的形态结构霉菌的形态结构171(1)特化的营养菌丝特化的营养菌丝吸器3、菌丝的特化：2.3 霉菌的形态结构霉菌的形态结构(1)特化的营养菌丝特化的营养菌丝附着胞3、菌丝的特化：2.3 霉菌的形态结构霉菌的形态结构(1)特化的营养菌丝特化的营养菌丝附着枝3、菌丝的特化：2.3 霉菌
44、的形态结构霉菌的形态结构(1)特化的营养菌丝特化的营养菌丝菌核茯苓真菌生长到一定阶段，菌丝体不断地分化，相互纠结在一起形成一个颜色较深而坚硬的菌丝体组织颗粒。3、菌丝的特化：2.3 霉菌的形态结构霉菌的形态结构1753、菌丝的特化菌核：假菌核，是寄生性真菌与宿主共同形成，例如冬虫夏草，真菌寄生于鳞翅目昆虫，使虫体转变为假菌核，当孢子萌发，虫体死亡，菌自虫体内生长出子实体。含有虫草酸，是名贵中药。2.3 霉菌的形态结构霉菌的形态结构(1)特化的营养菌丝特化的营养菌丝有些高等真菌的菌丝体平行排列组成长条状似绳索，称为菌索。菌索周围有外皮，尖端是生长点，多生在树皮下或地下，根状，白色或其他各种颜色。
45、有帮助真菌迅速运送物质和蔓延侵染的功能。菌索在不适宜的生长环境下呈休眠状态。视频3、菌丝的特化：2.3 霉菌的形态结构霉菌的形态结构菌索(1)特化的营养菌丝特化的营养菌丝菌环,菌网3、菌丝的特化：2.3 霉菌的形态结构霉菌的形态结构(2)特化的气生菌丝特化的气生菌丝-子实体子实体3、菌丝的特化：2.3 霉菌的形态结构霉菌的形态结构(2)特化的气生菌丝特化的气生菌丝-子实体子实体结构简单的子实体AspergillusPenicillium3、菌丝的特化：2.3 霉菌的形态结构霉菌的形态结构(2)特化的气生菌丝特化的气生菌丝-子实体子实体结构简单的子实体MucorRhizopus3、菌丝的特化：2
46、.3 霉菌的形态结构霉菌的形态结构(2)特化的气生菌丝特化的气生菌丝结构简单的子实体-子实体子实体担子3、菌丝的特化：2.3 霉菌的形态结构霉菌的形态结构锁状联合担子菌在一般的培养基上不产生子实体，但是有种特殊的构造，菌丝的分隔处形成的一个侧生的喙状结构.(2)特化的气生菌丝特化的气生菌丝结构复杂的子实体3、菌丝的特化：2.3 霉菌的形态结构霉菌的形态结构-子实体子实体(2)特化的气生菌丝特化的气生菌丝结构复杂的子实体-子实体子实体3、菌丝的特化：2.3 霉菌的形态结构霉菌的形态结构有性孢子 卵孢子；接合孢子；子囊孢子；担孢子霉菌有性孢子繁殖的特点：霉菌的有性繁殖不如无性繁殖那么经常与普遍有性
47、繁殖方式因菌种不同而异核配后进行减数分裂，因此菌体染色体数目为单倍，双倍体只限于接合子霉菌的有性繁殖存在同宗配合和异宗配合两种情况4、有性孢子 2.3 霉菌的形态结构霉菌的形态结构真菌的分类依据：有性孢子的形成机制1.卵孢子A.卵菌纲有性孢子2.接合孢子3.子囊孢子B.接合菌纲C.子囊菌纲4.担孢子未发现有性世代D.担子菌纲E.半知菌纲4、有性孢子 2.3 霉菌的形态结构霉菌的形态结构接合孢子接合孢子子囊孢子:两种形成方式:简单:2个营养细胞结合直接形成个营养细胞结合直接形成如酵母复杂:子囊果子囊孢子:子囊形状子囊孢子形状总结：繁殖方式无性孢子霉菌的繁殖方式有性孢子菌丝片断2.3 霉菌的形态结
48、构霉菌的形态结构表：霉菌孢子与细菌芽孢的比较项目霉菌孢子细菌芽孢大小大小数目一条菌丝或一个细胞产多个1个细胞只产1个形态形态、色泽多样形态简单形成部位可在细胞内或细胞外形成只在细胞内形成细胞核真核原核功能最重要的繁殖方式不是繁殖方式，是抗性构造（休眠方式）抗热性不强，在60-70下易杀死极强，一般100数十分钟才能杀死产生菌绝大多数种类可以产生少数细菌可产生2.3 霉菌的形态结构霉菌的形态结构1955、菌落根霉曲霉青霉比较其菌落特征一定培养基上的菌落大小、形状、颜色等2.3 霉菌的形态结构霉菌的形态结构5、霉菌的菌落2.3 霉菌的形态结构霉菌的形态结构5、霉菌的菌落2.3 霉菌的形态结构霉菌的
49、形态结构199不同微生物在特定培养基上生长形成的菌落或菌苔一般都具有稳定的特征（形状、颜色等），可以成为对该微生物进行分类、鉴定的重要依据。200课本p283 病毒201病毒(virus)是一类形体微小，结构简单（非细胞结构）、只含有一种类型的核酸、专性活细胞寄生、以复制方式繁殖的微生物。2021、特点1）不具有细胞结构，具有一般化学大分子的特征。2）一种病毒的毒粒内只含有一种核酸，DNA或者RNA。3）大部分病毒没有酶或酶系极不完全，不含催化能量代谢的酶，不能进行独立的代谢作用。4）严格的活细胞内寄生，没有自身的核糖体，没有个体生长，也不进行二均分裂，必须依赖宿主细胞进行自身的核酸复制，形成
50、子代。5）个体微小，在电子显微镜下才能看见。6）对大多数抗生素不敏感，对干扰素敏感。非细胞微生物：病毒203球形病毒的形态杆状（丝状）砖状弹状蝌蚪状3.2 病毒的大小与形态204205脊髓灰质炎病毒206羊痘疮病毒207病毒体核心裸露衣壳核衣壳病毒包膜（刺突）包膜病毒3.3 病毒的结构2081）病毒核酸：DNA或RNA多 样 性：双链/单链线型/环型连续/分节段主要功能：病毒复制决定病毒的特性具有感染性（感染性核酸）209感染性核酸（infectious nucleic acid）-某些病毒在除去病毒衣壳后，其游离的核酸仍可进入宿主细胞进行增殖，有感染性。DNA病毒（病毒（dsDNA,ssDN
