非细胞生物——病毒
病毒是一类比细菌更微小,能通过细菌滤器,只含一种类型的核酸,仅能寄生在活细胞内生长繁殖的非细胞形态的微生物。
病毒性疾病的重要特点:传染性高,流行面广,有效高的死亡率
病毒只能在活细胞中增殖,到宿主细胞核染色体的基因组中,并随细胞DNA的复制而复制,也能抵抗多种抗生素,但对干扰素敏感
在电子显微镜下观察到的病毒粒子一般为球状,棒杆状,蝌蚪状和线状 用纳米(nm)来衡量,直径在10~300nm
病毒粒子:一个结构完整,功能齐全而有感染性的成熟病毒颗粒。 病毒主要由衣壳体和核酸(核心)两部分构成 病毒粒子:核衣壳(基本构造),包膜和刺突(非基本构造) 壳粒在壳体上的不同排列:螺旋对称(杆状),二十面体对称(球状),复合对称(蝌蚪状) 病毒增殖过程:吸附,侵入,脱壳,复制合成,装配成熟,释放
病毒的主要类群:
1微生物病毒:侵染细菌等原核微生物的病毒,噬菌体在E.coli中 2植物病毒:大多数单链RNA,无包膜,专一性差 脊椎动物病毒
4昆虫病毒:常见的鳞翅目害虫的病原体
噬菌体:(6种类型)头部:六角晶柱形,二十面体的结构 尾部:中空的管状体尾随,可收缩的蛋白质尾随。具有六角状基状
1可收缩的尾部。2不可收缩尾部。 3不能收缩的短尾 。4 DNA单链 。5 RNA单链 。6如丝。
一步生长曲线:三个重要的特征参数:潜伏期,裂解期,裂解量,意义:把病毒控制在潜伏期,延长病毒的潜伏期
毒性(烈性)噬菌体:不长菌的透明圈
噬菌体的增殖:吸附,侵入,脱壳,复制,粒子成熟,寄主细胞的裂解(释放) 温和噬菌体:他们的核酸和寄主细胞同步复制,寄主细胞不裂解,
含有温和噬菌体的寄主细胞称为溶源细胞,在溶源细胞内的噬菌体核酸称为原噬菌体
微生物细胞平均含水分80%,其他20%左右为干物质;(有机物:90~97% 无机物:3~10%) 营养物质:水分,碳源,氮源,(能源),无机盐,生长因子
结合不具有一般水的特性,不能流动,不易蒸发,不冻结,不能作为溶剂,也不能渗透。微生物细胞游离态水:结合态水=4:1 碳源物质:凡能构成微生物细胞或代谢产物中碳架的骨架。所有有机碳源物质及提供碳素营养,同时又是能源物质。 氮源物质:为微生物提供合成细胞物质代谢产物的原料,一般不提供能量,(空气中分子态氮,无机氮化合物,有机氮化合物)
无机元素:微生物细胞结构不可缺少的组成成分和微生物生长不可缺少的营养物质。具有调节细胞的渗透压,调节PH和氧化还原电位以及能量的转移,利用无机元素作为能量。钾钠镁是细胞中某些酶的活性集团。在培养基含有0.1mg/L。微量元素,加自来水就能满足。 培养微生物室适量添加生物素(纤维素)
生长因子:主要指一些维生素,氨基酸,嘌呤,嘧啶等特殊有机营养物(革兰氏阴性菌合成能力>阳性菌) 营养缺陷型:突变性菌种 原样型:相应的野生型菌种
十一.微生物的营养类型的分类?
1根据对碳源的要求是无机碳化合物还是有机碳化合物把微生物分成自养型微生物和异养象微生物两大类。
2根据微生物生命活动中能量的来源不同,将微生物分为2种能源代谢类型:一种是利用吸收的营养物质的降解产生的化学能,称为化能型微生物;另一类是收光能来维持其生命活动,称为光能型微生物。
3将碳源物质的性质和代谢能量的来源结合可以将微生物分为光能自养型、光能异养型、化能自养型、化能异养型。
4区别见下表:(重点) 代谢特点 光能自养型 碳源 能源 供氢体 代表种 营养类型 化能自养型 光能异养型 小分子有机物 光能 化能异养型 有机物 有机物的氧化降解 有机物 大多数细菌,全部真菌、放线菌 CO 或可溶性碳酸盐 CO 或可溶性碳酸盐 光能 无机物的氧化 2+无机物(H2O、H2S等) 无机物(H2S、H2、Fe 、小分子有机物 —NH3、NO2、等) 蓝细菌、绿硫细菌 硝化细菌、硫化菌、氢细菌、铁细菌等) 红螺菌
十二.培养基应该具备微生物生长所需要的哪些营养要素?功能?实验室中常用的药品?
1培养基应具备水分,碳源物质,氮源物质,无机元素和生长因子供微生物生长,有些微生物能合成上述部分营养素,故配制培养基应视微生物种类而定。
2功能:1水分是微生物的主要组成成分,分为游离水和结合水两种形态存在。结合水为微生物细胞的组成成分,
束于原生质胶体系统中。游离态水是细胞吸收营养物质和排出代谢产物的溶剂及生化反应的介质;一定量的水分又是维持细胞渗透压的必要条件。水还能有效调节细胞内温度。
2 碳源物质通过细胞内的一系列的化学变化,被微生物用于合成各种代谢产物,有机氮同时还能提供能量。 3 氮源物质是微生物细胞蛋白质和核酸的组要成分,微生物利用它在细胞内合成氨基酸和碱基,进而合成蛋白质、核酸等细胞成分以及含氮代谢物。
4 无机元素大部分构成微生物酶的活性基团或酶的激活剂,并具有调节细胞渗透压、调节酸碱度和氧化还原电位以及能量转移等作用。
5 生长因子是指维生素,氨基酸、嘌呤、嘧啶等特殊有机营养物。被微生物吸收后一般不分解,直接参与调节或代谢反应。
3实验室常用药品:番红 碘液 美蓝染液 结晶紫染液 酒精等。
十三.选用和设计培养基的原理和方法?基本培养基?完全培养基?鉴别培养基?选择培养基?富集培养基?(考了)
1选用培养基的方法:1.选择适宜的营养物质,目的明确;2.营养物质浓度及配比合适;3.物理化学条件适宜;
4.经济节约;5.灭菌处理。
2设计培养基的方法:生态模拟、查阅文献、精心设计、试验比较。 3基本培养基:含微生物生长繁殖需要的基本营养物质。 4完全培养基:
5鉴别培养基:用以区别不同微生物种类的培养基。根据微生物的代谢特点,通过指示剂的显色反应,用以鉴别不同微生物的培养基。
6选择培养基:在培养集中加入某些化学物质或除去某些营养物质,以抑制不需要的微生物的生长,而促进某种微生物的生长。
7富集培养基:营养学成分仅适于一种或一类微生物,而对其他微生物不适合。
十四.发酵作用、有氧呼吸、无氧呼吸概念
1发酵作用:化合物氧化时脱下的氢和电子经某些辅酶和辅基传递给另外的有机物,并释放能量的过程。
2有氧呼吸:指微生物氧化底物时以分子氧作为最终电子受体进行氧化作用,将有机物彻底氧化,释放出大量热能的过程。
3无氧呼吸:厌氧微生物和兼性厌氧微生物在无氧的条件下,以无机氧化物作为最终电子受体,将有机化合物氧化
并释放能量的过程。
十五.什么叫次级代谢?
次级代谢:是指微生物合成的一些对微生物本身的生命活动没有明确功能的物质的过程。
十六.纯培养的概念。微生物纯种培养的方法?
1在微生物学中,把一个细胞或一群相同的细胞经过培养繁殖而得到的后代,称纯培养。 2微生物纯种培养的方法:平板分离法(稀释涂布平板法、稀释混合平板法、平板划线法);单细胞挑取法。
十七.如何分离到能利用甲苯为碳源和能源的细菌纯培养物?
首先制作若干个不同的单一C源为能源的培养基,然后再组一个所有C源都包含的培养基,然后在所有的培养基上接种相同的菌种,让后再相同的外部条件下培养。一段时间后在一甲苯为C源做为能源的培养基上留下来的微生物菌落就是所要的纯培养物.
十八.请解释下列名词:菌落、菌苔,菌落特征。
1菌落:微生物细胞个体在固体培养基上不断生长繁殖形成的肉眼可见并具有一定形态特征的细胞群体,是微生物固体培养群体形态。
2菌苔:细菌在斜面培养基接种线上有母细胞繁殖长成的一片密集的、具有一定形态结构特征的细菌群落。
3各种细菌在一定培养条件下形成的菌落具一定的特征,包括菌落的大小、形状、光泽、颜色、硬度、透明程度等等。菌落的特征对菌种识别、鉴定有一定意义。
十九.微生物生长的测定方法?说明生长曲线对微生物生产有何实践意义? (一)测定单细胞微生物的数量
1.细胞总数的测定:显微镜直接计数(总菌数测定),平板菌落计数(活菌数测定),比浊法等; 2.活细菌数量的测定:稀释平皿测数法、膜过滤培养法; (二)细胞生物量的测定 1.干重法;2.生理指标法。
二十.微生物生长曲线并解释之
1 延滞期,又称停滞期、调整期和适应期:指少量单细胞微生物接种到新鲜培养基后,在开始培养的一段时间内细
胞数目不立即增加,或增加很少,生长速度接近于零的一段时期—代谢系统是正在适应新环境。 特点:细胞重量增加,体积增大,但不分裂繁殖。
时间:几分钟到几小时,据不同菌种和培养基成分及培养条件而异。同一种类,接种物所处的生长发育时期不同,
滞留适应期的长短也不一样。
2 对数生长期,又称指数生长期:指在生长曲线中,紧接着延滞期的一段细胞数以几何级数增长的时期。
特点:在这个时期中,细胞代谢活动最强,细胞旺盛生长,分裂一次所需的时间最短,单位时间内细胞数量倍比 增加。对数生长期的细菌个体形态、化学组成和生理特性等均较一致,生长迅速,所以是研究微生物基本代谢及 遗传特性的良好材料。它也常在生产上用作种子,使微生物发酵的迟缓期缩短,提高经济效益。
3 稳定期,又称恒定期或最高生长期:生长速率常数R等于0,即处于新繁殖的细胞数与衰亡的细胞数相等,或正
生长与负生长相等的动态平衡之中。
特点:环境变得不适宜菌体的高速增长,死亡的细胞数量增加,死亡和繁殖细胞的速率达到平衡,细胞总数不再
增加。细胞总数达到最高水平。开始在细胞内积累贮藏物质和次生代谢产物,芽孢细菌开始形成芽孢。
4 衰亡期:在衰亡期中,个体死亡的速度超过新生的速度,整个群体呈现负生长状态。
特点:环境条件变得更加不适宜,细胞生活力衰退,死亡率增加,以至于死亡数超过新生细胞数,活细胞总数急
剧下降。细胞常出现多形现象,甚至畸形或产生液泡,许多细菌在后期产生自溶现象,造成在工业生产上后处理(过滤)困难(自溶后粘度增加)。
21.分批培养?连续培养?
1分批培养(密闭培养):微生物置于一定容积的培养基中,经培养一段时间后,最后一次性的收获。培养基是一次性加入,不再补充,随着微生物的生长繁殖活动,营养物质逐渐消耗,有害代谢产物不断积累,细菌的对数生长期不可能长时间维持。
2连续培养(开放培养):是在研究典型生长曲线的基础上,对稳定期到来的原因已较充分地认识后,采取在培养器中不断补充新鲜营养物质,并搅拌均匀;同时,及时不断地以同样速度排出培养物(包括菌体和代谢产物),使培养物达到动态平衡,其中的微生物可长期保持在对数期的平衡生长状态和稳定的生长速率上。
3连续培养的作用:随时为生物的研究工作提供一定生理状态的实验材料,提高发酵工业的生产效益和自动化水平。 4连续培养的方法:恒浊法与恒化法。
22.控制微生物生长繁殖的主要方法及原理有哪些?
1. 低温原理:细胞体内水分转变成冰晶,引起细胞明显脱水,冰晶对细胞结构尤其是细胞质膜的物理损伤。 常用方法:低温保藏,液氮保藏微生物。
2.高温原理:大多数细菌、酵母、病毒和真菌菌丝体的致死温度为55-60℃;细菌芽孢能耐100℃以上的高温。高
于最高温度界限,引起微生物原生质体的变性,蛋白质和酶的损伤、变性、失去生活机能的协调,停止生长或出现异常形态,最终导致死亡。
常用方法:干热灭菌法(焚烧和烧灼法,干烤法),湿热灭菌法(巴氏消毒法,煮沸法,流通蒸汽灭菌法,间歇
灭菌法,高压蒸汽灭菌法,超高温瞬时灭菌(UHTST))。
3.水份:干燥会造成微生物失水代谢停止以至死亡。 常用方法:干燥法。
4.渗透压:高渗环境会使细胞原生质脱水而发生质壁分离,而能抑制大多数微生物的生长。 常用方法:腌渍法,蜜饯法。
5.pH值大小:影响细胞质膜电荷的变化从而影响了养料吸收;影响酶的活性;改变环境中养料的溶解度及可给性;
抑制杂菌生长;强酸和强碱具有很强的杀菌能力。 常用方法:酸类防腐剂,强碱消毒法。
6.O2的影响:氧对不同微生物的有不同影响。好氧菌以氧气为呼吸链的最终电子受体,缺氧时不能生存;分子氧对
厌氧菌有毒害作用。 常用方法;罐头充氮法。
7.紫外线的杀菌作用:250~280nm的波长杀菌力最强,微生物细胞经紫外线照射后,以O2为底物产生光化学反应生
成的H2O2(过氧化氢),发生强烈的氧化作用,杀死细胞。以及引起DNA变异,突变,死亡。 常用方法:紫外线照射法。
8. 化学药物:药物能抑制或杀死微生物,但有些药物在高浓度时是杀菌剂,在低浓度时可能被微生物利用作为养
料或生长刺激因子。
常用方法:重金属,强氧化剂,甲醛,乙醇、甲酚和新洁尔灭等,强酸、强碱,染料。
23.下列物品采用什么方法灭菌?说明理由
1培养基――高压蒸汽灭菌法:是在高压蒸汽锅内进行,锅有立式和卧式2种,原理相同。锅内蒸汽压力升高时,温度升高。一般采用9.8× Pa的压力,121.1℃处理的方法,也可采用较低温度(115℃)持续处理30min左右的方法。培养基在灭菌过程中,要求既达到灭菌效果,又能尽量减少营养成份的破坏,故一般采用高温短时间灭菌。
2玻璃器皿——高压蒸汽灭菌玻璃器皿耐热,热蒸汽的穿透力较热空气强,在同一温度下对芽孢杆菌或无芽孢杆菌的灭菌效果比干热法好。
3室内空气——紫外线:细胞原生质中的核酸及其碱基对紫外线吸收能力强,吸收峰为260nm,而蛋白质的吸收峰为280nm,当这些辐射能作用于核酸时,便能引起核酸的变化,破坏分子结构。其主要是对DNA起作用,最明显的是形成胸腺嘧啶二聚体,妨碍蛋白质和酶的合成,导致细胞死亡。而且,紫外线的穿透能力差,不易透过不透明的物质,即使一薄层玻璃也会滤过大部分紫外线。
4酶溶液——超高温瞬时灭菌法。可杀死微生物的营养细胞和耐热性强的芽孢细菌。
24.画出根霉、曲霉和青霉形态简图,并注明各部分的名称。
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