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三,微生物的生物學特點與作用
微生物除具有生物的共性外,也有其獨特的特點,正因為其具有這些特點,才使得這樣微不可見灶歷散的生物類群引起人們的高度重視.
(一)種類繁多,分布廣泛
(二)生長繁殖快,代謝能力強
(三)遺傳穩定性差,容易發生變異
(一)種類繁多,分布廣泛
種類極其繁多——已發現的微生物達10萬種以上,新種不斷發現.
分布非常廣泛——可以說微生物無處不有,無處不在.
極端環境:冰川,溫泉,火山口等極端環境;
土 壤:土壤是微生物的大本營,一克沃土中含菌量高達幾億甚至幾十億;
空 氣:空氣中也含有大量微生物,越是人員聚集的公共場所,微生物含量越高;
水:水中以江,湖,河,海中含量高,井水次之;
動植物體表及某些內部器官:如皮膚及消化道等.
微生物的多樣性已在全球范圍內對人類產生巨大影響.
土壤中微生物的種類繁多,幾乎所有的微生物都能從土壤中分離篩選得到,要分離篩選某中微生物,多數情況都是從土壤采取樣品.
首先微生物為人類創造了巨大的物質財富,目前所使用的抗生素藥物,絕大多數是微生物發酵產生的,以微生物為勞動者的發酵工業,為工,農爛做,醫等領域提供各種產品.
另外微生物也為人類帶來巨大危害,如疫病的傳播,并且引起疫病傳播的新微生物種類總不斷出現.
(二)生長繁殖快,代謝能力強
大腸桿菌(Escherichia coli)在適宜的條件下,每20分鐘即繁殖一代,24小時即可繁殖72代,由一個菌細胞可繁殖到47×1022個,如果將這些新生菌體排列起來,可繞地球一周有余;
生理基礎:因為微生物的代謝能力很強, 由于微生物個體微小,單位體積的表面積相對很大,有利于細胞內外的物質交換,細胞內的代謝反應較快.
極大的物質資源:正因為微生物具有生長快,代謝能力強的特點,才使得微生物能夠成為發酵工業的產業大軍,在工,農,醫等戰線上發揮巨大作用;
在物質轉化中的作用:如果沒有微生物,自古以來的動,植物尸體不能分解腐爛,早已是動,植物尸體堆積如山,布滿全球.
(三)遺傳穩定性差,容易發生變異
微生物個體微小,對外界環境很敏感,抗逆性較差,很容易受到各種不良外界環境的影響;另外,微生物的結構簡單,缺乏免疫監控, 很容易變異.
微生物的遺傳不穩定性,是相對高等生物而言的,實際上在自然條件下,微生物的自發突變頻率為10-6左右.
微生物的遺傳穩定性差,給微生物菌種保藏工作帶來一定不便.
另一方面,正因為微生物的遺傳穩定性差,其遺傳的保守性低,使得微生物菌種培育相對容易得多.通過育種工作,可大幅度地提高菌種的生產性能,其產量性狀提高幅度是高等動,植物隱氏所難以實現的.
微生物學及其分支學科
一,微生物學及其研究對象
二,微生物學的分支學科
一,微生物學及其研究對象
微生物學概念:概括地講,微生物學(Microbiology)是研究微生物及其生命活動規律的學科.
研究對象:研究的主要內容涉及微生物的形態結構,營養特點,生理生化,生長繁殖,遺傳變異,分類鑒定,生態分布以及微生物在工業,農業,醫療衛生,環境保護等各方面的應用.研究微生物及其生命活動規律之目的在于充分利用有益微生物,控制有害微生物,使這些微小生物更好地貢獻于人類文明.
二,微生物學的分支學科
(一)根據基礎理論研究內容不同,形成的分支學科
微生物生理學(Microbiol Physiology)
微生物遺傳學(Microbiol Genetics)
微生物生物化學(Microbiol Biochemistry)
微生物分類學(Microbiol Taxonomy)
微生物生態學等(Microbiol Ecology).
(二)根據微生物類群不同,形成的分支學科
細菌學(Bacteriology)
病毒學(Virology)
真菌學(Fungi)
放線菌學(Actinomycetes)等.
(三)根據微生物的應用領域不同,形成的分支學科
工業微生物學(Intustrial Microbiology)
農業微生物學(Agricultural Microbiology)
醫學微生物學(Medical Microbiology)
藥用微生物學(Patherological Microbiology)
食品微生物學(Food Microbiology)
獸醫微生物學(Viterinary Microbiology)等.
(四)根據微生物的生態環境不同,形成的分支學科
土壤微生物學(Soil Microbiology)
海洋微生物學(Marine Microbiology)等.
第三節 食品微生物學及其研究內容
食品微生物學:食品微生物學是專門研究與食品有關的微生物的種類,特點及其在一定條件下與食品工業關系的一門學科.
盡管人類對食品微生物研究的歷史很長,但作為微生物學的一門獨立的分支學科——食品微生物學,其仍屬一門新興學科.尤其在我國,人們對食品科學的重視僅是改革開放以來,人們解決了溫飽問題之后的事情;食品微生物學是隨著食品科學的發展而產生的一個重要的學科.
食品微生物研究的主要內容包括三個方面:
一,在食品工業中有益的微生物及其應用;
二,在食品保藏過程中引起食品變質的微生物及其控制;
三,與食品衛生有關的微生物.
第四節 微生物學的發展簡史
我們把這個過程分成以下四個階段加以闡述.
一,微生物學的史前時期
二,微生物的發現與微生物學的啟蒙時期
三,微生物學的形成時期
四,微生物學的發展時期
一,微生物學的史前時期
盲目應用時期.
人類已經在很多方面利用了微生物,世界各國人民在自己的生產實踐中都積累了很多利用有益微生物和防治有害微生物的經驗.北魏的賈思勰《齊民要術》一書中,就詳細記載了制醋的方法.我國古代勞動人民就利用了鹽腌,糖漬,煙熏,風干等.
二,微生物發現與微生物學啟蒙時期
十七世紀,荷蘭人呂文虎克(Antony van Leeuwenhock)發明了第一臺簡易顯微鏡(200～300倍).
于1669年出版了《安東.列文虎克所發現的自然界秘密》.
隨后在近200年的時期,隨著顯微鏡的不斷改進,分辨率的提高,人們對微生物的認識由粗略的形態描述逐步發展到對微生物進行詳細的觀察和根據形態進行分類研究,形成了啟蒙的微生物學.
三,微生物學的形成時期
由研究微生物形態的啟蒙時期到對微生物的生理生化水平研究時期.
巴斯德(Louis Pasteur, 1822～1895)通過對酒曲的研究,證明了酒曲發酵是其中的酵母菌代謝作用,這一研究結果把對微生物的研究由形態轉向生理生化研究水平,為微生物學的形成和發展奠定了基礎.巴斯德還通過大量實驗證明了食品的腐敗變質是遭受微生物污染后,微生物生長繁殖而引起的,從根本上否定了"微生物自然發生說".
微生物學的另一位奠基人是一位德國醫生柯赫(Robert Koch, 1843～1910),他為疾病的病原學說建立了基礎.
首先從患病動物的病變臟器中分離純化得到病原菌,通過將病原菌接種回到動物體內,能引起相同癥狀的疾病,證明了傳染病是由某些特定的病原菌傳播的.
由于巴斯德和柯赫對微生物學的形成作出了極大的貢獻,普遍認為,他們兩位是微生物學的奠基人.
四,微生物學的發展時期
本世紀是微生物學的全面發展時期:
細胞的結構與功能,細菌的代謝等;
微生物在工農業生產上發揮巨大作用;
微生物成為生物學研究的主要研究材料;
50年代DNA雙螺旋解密后,微生物又成了分子生物學的主要研究材料.微生物學,遺傳學和生物化學的相互滲透與作用導致了現代分子遺傳學的誕生與發展;
進入70年代,在微生物的研究基礎上,導致了DNA重組技術和基因工程的發展.
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第一章
1. 巴斯德的工作
(1) 發現并證實發酵是由微生物引起的? (2) 徹底否定了“自然發生”學說?
(3) 免疫學——預防接種 (4) 其他貢獻：巴斯德消毒法等
2. 柯赫的工作
(1) 微生物學基本操作技術方面的貢獻
a） 細菌純培養方法的建立 b） 配制培養基
c） 流動蒸汽滅菌d） 染色觀察和顯微攝影
（2） 對病原細菌的研究作出了突出的貢獻：
a） 具體證實了炭疽病菌是炭疽病的病原菌。b） 發現了肺結核病的病原菌
c） 證明某種微生物是否為某種疾病病原體的基本原則——柯赫原則
1 在每一病例中都出現這種微生物； 2 要從寄主分離出這樣的微生物并在培養基中培養出來；
3用這種微生物的純培養接種健康而敏感的寄主，同樣的疾病會重復發生；
4 從試驗發病的寄主中能再度分離培養出這種微生物來。
微生物的類群及特點：個體小、結構簡、胃口大、食譜廣、繁殖快、易培養、數量大、分布廣、種類多、級界寬、變異易、抗性強、休眠長、起源早、發現晚、。
第三章
特殊細胞壁的細菌：某些分枝桿菌和諾卡氏菌的細胞壁主要由一類被稱為霉菌酸
（Mycolic acid）的枝鏈羥基脂質組成，后者被認為與這些細菌感染能力有關。
由磷脂分子形成的雙分子膜中加入甾醇類物質可以提高膜的穩定性：
真核生物細胞膜中一般含有膽固醇等甾醇，含量為5%-25%。
原核生物與真核生物的最大區別就是其細胞膜中一般不含膽固旦遲醇，而是含有hopanoid（藿烷類化合物 ）。
硫粒：很多化能自養菌在進行產能代謝或生物合成時，常涉及對還原性的硫化物如H2S，硫代硫酸鹽等的氧化。
在環境中還原性硫素豐富時，常在細胞內以折光性很強的硫粒的形式積累硫元素。當環境中環境中還原性硫缺乏時，可被細菌重新利用。
微生物儲藏物的特點及生理功能：
1） 不同微生物其儲藏性內含物不同。例如厭氣性梭狀芽孢桿菌只含PHB，大腸桿菌只模旦李儲藏糖原，但有些光合細菌二者兼有。
2） 微生物合理利用營養物質的一種調節方式。當環境中缺乏能源而碳源豐富時，細胞內就儲藏較多的碳源類內含物，甚至達到細胞干重的50%，如果把這樣的細胞移入有氮的培養基時，這些儲藏物將被作為碳源和能源而用于合成反應。
3） 儲藏物以多聚體的形式存在，有利于維持細胞內環境的平衡，避免不適合的pH，滲透壓等的危害。例如羥基丁酸分子呈酸性，而當其聚合成聚-β-羥丁酸（ PHB）就成為中性脂肪酸了，這樣便能維持細胞內中性環境，避免菌體內酸性增高。
4） 儲藏物在細菌細胞中大量積累，是重要的自然資源。
氣泡的膜只含蛋白質而無磷脂。二種蛋白質相互交連，形成一個堅硬的結構，可耐受一定的壓力。膜的外表面親水，而內側絕對疏水，故氣泡只能透氣而不能透過水和溶質。
細菌芽孢的特點：
整個生物界中抗逆性最強的生命體，是否能消滅芽孢是衡量各種消毒滅菌手段的最重要的指標。
芽孢是細菌的休眠體，在適宜的條件下可以重新轉變成為營養態細胞；產芽孢細菌的保藏多用其芽孢。
芽孢的有無、形態、大小和著生位置是細菌分類和鑒定中的重要指標。
芽孢與營養細胞相比化學組成存在較大差異，容易在光學顯微鏡下觀察。（相差顯微鏡直接觀察；芽孢染色）
細菌糖被的特點
（1）主要成分是多糖、多肽或蛋白質，尤以多糖居多。經特殊的莢膜染色，特別是負染色（又稱背景染色）后可在光學顯微鏡清楚地觀察到它的存在。
（2）產生糖被是微生物的一種遺傳特性，其菌落特征及血清學反應是是細菌分類鑒定的指標之一。
（3）莢膜等并非細胞生活的必要結構，但它對細菌在環境中的生存有利。（詳見P 57-58）
（4）細菌糖被與人類的科學研究和生產實踐有密切的關系。（詳見P58）
細菌的趨避運動：鞭毛的功能是運動，這是原核生物實現其趨性（taxis）即趨向性的最有效方式。（參見P60）
化學趨避運動或趨化作用（chemotaxis）：細菌對某化學物質敏感，通過運動聚集于該物質的高濃度區域或低濃度區域。
光趨避運動或趨光性（phototaxis）：有的細菌遲畝能區別不同波長的光而集中在一定波長光區內。
趨磁運動或趨磁性（magnetotaxis），趨磁細菌根據磁場方向進行分布。
放線菌的形態與結構
t單細胞，大多由分枝發達的菌絲組成；
t菌絲直徑與桿菌類似，約1mm；t細胞壁組成與細菌類似，革蘭氏染色陽性（少數陰性）；
t細胞的結構與細菌基本相同，
按形態和功能可分為營養菌絲、氣生菌絲和孢子絲三種。
1、養菌絲：匍匐生長于培養基內，吸收營養，也稱基內菌絲。
2、氣生菌絲：營養菌絲發育到一定階段，伸向空間形成氣生菌絲，
3、孢子絲：氣生菌絲發育到一定階段，其上可分化出形成孢子的菌絲，即孢子絲，又稱產孢絲或繁殖菌絲。其形狀和排列方式因種而異，常被作為對放線菌進行分類的依據。
立克次氏體：
1）某些性質與病毒相近
a 、專性活細胞寄生物，除五日熱（戰壕熱）立克次氏體（Rickettsia wolhynica）外均不能在人工培養基上生長繁殖。這是因為它們體內酶系不完全，一些必需的養料需從宿主細胞獲得；細胞膜比一般細菌的膜疏松，營養物質較易通過，細胞內物質也容易漏出。這種可透性膜，一方面使它們有可能容易從宿主細胞獲得大分子物質，另一方面也決定了它們一旦離開宿主細胞則易死亡）
b、大小介于病毒與一般細菌之間，除伯氏立克次氏體（Rickettsia burneti）外，均不能通過細菌過濾器（球狀體：0.2-0.5 mm；桿狀體：0.3-0.5 x 0.3-2 mm；）
2）由于長期適應的結果，立克次氏體形成了一種必須從一種宿主傳至另一宿主的特殊生活方式，它們幾乎都有自己的天然動物宿主，主要以節肢動物（虱、蜱、螨等）為媒介，寄生在它們的消化道表皮細胞中，然后通過節肢動物叮咬和排泄物傳播給人和其他動物。有的立克次氏體能引起人類的流行性斑疹傷寒、恙蟲熱、Q熱等嚴重疾病，而且立克次氏體大多是人獸共患病原體。對熱、干燥、光照、脫水及普通化學試劑的抗性均差，離開宿主僅能存活數小時至數日，但如隨節肢動物糞便排出，在空氣中自然干燥后，其抗性變得相當強。有的可在室溫下保持毒力二年左右。
支原體：
1）無細胞壁，只有細胞膜，細胞形態多變；
2）個體很小，能通過細菌過濾器，曾被認為是最小的可獨立生活的細胞型生物。
3）可進行人工培養，但營養要求苛刻，菌落微小，呈典型的“油煎荷包蛋”；
4）一些支原體能引起人類、牲畜、家禽和作物的病害疾病，如肺炎支原體；
5） 應用活組織細胞培養病毒或體外組織細胞培養時，常被支原體污染。
衣原體：
1）細胞結構與細菌類似；具有類似的細胞壁，細胞壁內也含有胞壁酸、二氨基庚二酸等。核糖體也是由30S和50S二個亞基組成。
2）細胞呈球形或橢圓形，直徑為0.2-0.3 mm，能通過細菌濾器；
3）專性活細胞內寄生；衣原體有一定的代謝活性，能進行有限的大分子合成，但缺乏產生能量的，必須依賴宿主獲得ATP，因此又被稱為“能量寄生型生物”
4）在宿主細胞內生長繁殖具有獨特的生活周期，即存在原體和始體兩種形態。具有感染性的原體通過胞飲作用進入宿主細胞，被宿主細胞膜包圍形成空泡，原體逐漸增大成為始體。始體無感染性，但能在空泡中以二分裂方式反復繁殖，形成大量新的原體，積聚于細胞質內成為各種形狀的包涵體（inclusion body），宿主細胞破裂，釋放出的原體則感染新的細胞。
5）衣原體廣泛寄生于人類、哺乳動物及鳥類，少數致病，如沙眼衣原體是人類砂眼的病原體，甚至引起結膜炎、角膜炎、角膜血管翳等臨床癥狀，成為致盲的重要原因。1956年，我國微生物學家湯飛凡等應用雞胚卵黃囊接種法，在國際上首先成功地分離培養出沙眼衣原體。現衣原體可用多種細胞培養。
6） 衣原體不耐熱，60度10分鐘即被滅活，但它不怕低溫，冷凍干燥可保藏多年。對紅霉素、氯霉素、四環素敏感。
粘細菌生活史：
1、營養細胞：桿狀、柔軟、缺乏堅硬的細胞壁，無鞭毛，產生粘液，可在固體表面作“滑行”運動，以分類方式進行繁殖。
2、子實體：營養細胞發育到一定階段，在適宜的條件下彼此向對方移動，在一定位置聚集成團，形成形態各異，肉眼可見的子實體。單個子實體中可能含有109個或更多由某些營養細胞轉變而成的休眠結構，稱為拈孢子（mycospore）。能形成子實體是粘細菌區別于其它原核微生物的最主要標志。而在營養生長階段如果有足夠的養料就不形成子實體，當營養耗盡時，營養細胞群就開始形成子實體。子實體干燥后，可借助風力、水力等到處傳播，遇到適宜的環境又萌發成為營養細胞。
蛭弧菌特性：
常用疫苗介紹.ppt - 原創力文檔
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2020年11月26日常用則猜襪疫苗介紹.ppt,疫苗性質:減毒活疫苗兆塌。 預孫激防疾病:甲肝。 規格:復溶后每瓶
微生物是一切肉眼看不見或看不清的微小生物的總稱；包括①原核類的細菌（真細菌凳雀和古細菌）、放線菌、藍細菌、絕行支原體、立克次氏體和衣原體；②真核類的真菌（酵母菌、霉菌和并粗嘩蕈菌）、原生動物和顯微藻類；③屬于非細胞類的病毒和亞病毒（類病毒、擬病毒和朊病毒）。
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