微生物的基本特征(课堂报告)

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1、微生物的基本特征一、 知识背景1、微生物随着社会的进步越发受到重视，而今后食品安全问题主要是由微生物引发的，作为食品质量与安全专业的学生更应该了解食品微生物的历史与未来。2、微生物的分类：原核微生物（细菌、放线菌、螺旋体、支原体）、真核微生物（真菌、藻类、原生动物）、非细胞类（病毒、亚病毒）。一般地，在中国大陆地区的教科书，均将微生物划分为以下8大类：细菌、病毒、真菌、放线菌、立克次氏体、支原体、衣原体、螺旋体。3、 原核微生物的形态、结构与功能，如细菌、古细菌、放线菌、蓝细菌、其他原核微生物以及原核微生物的分类和鉴定。4、 真核微生物的形态与结构，如酵母菌、丝线真菌。5、 非细胞型微生物的形

2、态、结构和分类，如病毒的形态、结构、功能、复制、培养、分类以及防治措施。二、 报告目的了解食品微生物的历史以及学科的发展历程，熟练掌握微生物的形态、结构与功能，为今后掌握食品微生物学技术打下良好的基础！三、 报告思路微生物微生物的分类原核微生物真核微生物非细胞型微生物食品微生物的历史与发展食品微生物的未来四、 报告正文1、微生物的介绍：（1）概念：微生物是指借助显微镜才能观察到的一群微小生物的总称。（2）特点：a.繁殖快，个体长不大； b.体积微小，分布广泛； c.观察和研究手段特殊； d.物种多，食谱杂； e.适应性强，易变异；2、食品微生物：（1）历史与发展：荷兰商人安东*列文虎克用自制放

3、大50-300倍的显微镜，观察到不同的细菌，并加以描述，打开了一个崭新的微生物世界 法国的路易斯巴斯德和德国的柯赫将生物学的研究从形态发展到生理学研究，他们是微生物学的奠基人，也是食品微生物学的奠基人，其中巴斯德创立的巴氏消毒一直沿用至今 微生物学作为一门独立的学科开始形成。 （2）未来：微生物作为一类资源进行开发和利用潜力很大，前景广阔。因为微生物物种资源极其丰富，未知者甚多，开发微生物资源不像动植物有珍稀、濒临之说，微生物繁殖快，属可再生资源，取之不尽。3、原核微生物的形态、结构与功能 （1） 定义：细菌是一类个体微小、有细胞壁的单细胞原核微生物 球状：单球菌、双球菌、链球菌、四联球菌、八

4、叠球菌、葡糖球菌 杆状：杆菌是细菌中种类最多的类型 细菌 形态 螺旋状：弧菌、螺菌（螺菌最不常见） 细菌的形态受环境条件的影响，如培养温度、时间、培养基的成分与浓度。形态分为正常形态与异常形态，异常形态分为畸形（化学和物理因子阻碍细胞的发育）与衰颓 个体大小：通常用微米和纳米表示 细胞壁 是细菌外表面的一种坚韧而具弹性的结构层，主要成分是肽聚糖和少量的脂类；采用质壁分离和适当的染色方法可在光学显微镜下观察到；起到保护细胞等功能。 细菌 结构与功能 细胞膜 是细胞壁以内包围着细胞质的一层柔软而具有弹性的半透性薄膜；组成成分有磷脂、蛋白质、糖类、微量的金属离子和核酸；可通过质壁分离、选择性染色、原

5、生质体破裂或显微镜观察等方法证明细胞膜的存在 间体 一类由细胞质膜内陷折叠形成的不规则层状、管状。或囊状结构 核区 一巨大紧密缠绕的环状双链DNA丝状结构，只有少量蛋白质与之结合，无核膜包囊，分布在细胞质的一定区域，携带细菌绝大多数的遗传信息，是细菌生长发育、新陈代谢和遗传变异的控制中心。 质粒 在许多细菌细胞中还存在有原核DNA以外的共价闭合环状DNA，一个菌体可有一个或多个质粒 核糖体 是细胞中核糖核蛋白的颗粒状结构，由RNA和蛋白质组成。 细胞质及其内含物 细胞质是细胞膜内除核区外的无色、透明、粘稠的胶状物质和一些颗粒状物质 结构与功能 特殊结构 鞭毛-波浪状的丝状物，运动器官 菌毛-使

6、菌体附着与物体表面 性毛-向雌性菌株传递遗传物质细菌 糖被-荚膜、粘液层、微荚膜 芽孢-通常每个细胞只有一个芽孢 无性繁殖 以裂植方式为主要形式，分为同形分裂和异形分裂。过程如下细胞核及细胞质分裂横隔壁形成子细胞分离繁殖 少数细胞可进行芽殖 有性结合频率很低(2) 形态 球形、裂状片、螺旋形、片状、或杆状，也存在单细胞、多细胞的丝状体和聚集体 颜色 红色、紫色、粉红色、棕褐色、黄、绿、绿黑、灰色、和白色 结构 1、古细菌独有特征是细胞膜存在聚异戊二烯甘油醚类脂 2、细胞壁骨架为蛋白质或假肽聚糖，且缺乏胞壁酸，不像细菌那样都有共同的细胞壁多聚体-胞壁质，而是衍生出多样化的细胞被膜，故古细菌中胞壁

7、质的缺乏和多种类型细胞壁和细胞外膜多聚体的存在。成为两个原核生物域之间最早的生物化学区分指标之一 3、有特殊的辅酶，代谢途径单纯，在CO2的固定上，未发现卡尔文循环 4、许多故细菌有内含子，否定了“原核生物无内含子”古细菌繁殖-二分裂、芽殖、缢裂、断裂和未名的机制古菌域-嗜泉古菌界、广域古菌界、初生古菌界分类 产甲烷故细菌群、还原硫酸盐古细菌群、极端 特征 嗜盐古细菌群、无细胞壁古细菌群、极端嗜热及嗜热代谢元素硫的古细菌群呼吸类型-好氧菌、厌氧菌和兼厌氧菌，其中厌氧是古细菌的主要呼吸类型营养方式-化能自养型、化能异养型或兼性营养型喜高温（嗜热菌），但也有温菌(3)定义-是原核生物中一类能形成分

8、枝菌丝和分生孢子的特殊类群，因发现其菌落呈放射状而得名土壤中最多，可用来产生抗生素、维生素和酶制剂等菌丝分类-营养菌丝（又称基内菌丝或一级菌丝）、气生菌丝（又称二级菌丝）、孢子丝放线菌 菌体是由分枝菌丝组成，菌丝大多无隔膜，故通常被认为是单细胞多核（原核）的微生物呈辐射状，菌落周缘有辐射菌丝菌落特征介于霉菌落形态菌和细菌之间，形成的菌落质地致密、干燥、多皱；菌落较小而不广泛延伸放线菌主要通过无性孢子进行无性繁殖，也可借菌丝断裂片断形成新的菌体繁殖 放线菌形成孢子的方式 凝聚分裂形成凝聚孢子（大部分的孢子按此方式）横隔分裂形成横隔孢子（孢子常为杆状）产生孢子囊在营养菌丝上做单轴分枝，从而形成分生

9、孢子链霉菌属（发育良好的菌丝体，菌丝无隔膜）、诺卡代表属 氏菌属（有隔膜）、放线菌属（有横隔）、小单孢菌属（无隔膜、不断裂）、链孢囊菌属（多分枝、横隔少）(4)定义-是一类含有叶绿素，可进行放氧型光合作用（部位是类囊体）的生物，俗称蓝藻或蓝绿藻个体形态-分为球状或杆状的单细胞和细胞链丝状体结构与功能-无鞭毛，但能借助黏液在固体基质表面滑行，并表现出趋光性和趋化性蓝细菌 繁殖-裂殖、丝状类群课通过两个或多个细胞的连锁体脱离母体后形成新的丝状体、少数种类能在细胞内形成许多球形或三角形的内孢子，并以释放成熟的内孢子的方式繁殖属于光能自养型生物，多数还有固氮能力(5) 黏细菌-细胞呈单细胞、杆状，生活

10、周期分为营养细胞和休眠体（字实体）两个阶段支原体-又名类菌质体，介于细菌与病毒之间的一类无细壁的，也是已知最小的可以独立生活的细胞生物其他原核 衣原体-一类在真核细胞内营专性能量寄生的小型革兰微生物氏阴性原核生物，具有感染力立克次氏体-是一类只能寄生在真核细胞的革兰氏阴性原核生物。寄生过程：先寄生于啮齿动物或节肢动物中，然后再通过这些介质动物的叮咬或排泄物感染人和其他动物蛭弧菌-是寄生于革兰氏阴性细菌细胞中，并能导致其裂解的一类细菌4、真核微生物的形态与结构 定义：真核生物即真菌，包括酵母菌和霉菌。凡是细胞核具有核膜、能进行有丝分裂、细胞质中存在线粒体或同时存在叶绿体等细胞器的微小生物，就称为

11、真核微生物。(1) 是人类文明史中被应用得最早的微生物，主要生长在偏酸性 的含糖环境中形态-球状、卵圆状、柠檬状和柱状或香肠状等多种，比细菌大1、酵母菌大多数是腐生菌，少数是寄生菌。结构有细胞壁、细胞质膜、细胞质、细胞核及内含物等。2、细胞质膜具有半渗透性，营养物质的吸收与废物结构的排除都靠此膜来完成。与功能 3、细胞质为胶体状水溶液，内含质粒、核糖体、线粒体和中心体等酵母菌4、有细胞核，这是酵母菌与细菌一个重大的区别，细胞核的位置一般位于细胞中央，但由于液泡的扩 大，把细胞核挤在一旁，常变为肾形5、大多数酵母菌只有一个液泡，位于细胞的两端，液泡中有液体，含有盐类和有机酸等物质6、细胞中的颗粒

12、是酵母菌的贮藏物质，包括肝粒、脂肪粒等保持细胞的形态、韧性；细胞壁 分三层：外层为甘露聚糖（电子密度高）， 内层为葡聚糖（电子密度低），中 间夹有一层蛋白质分子结构与碱可溶性葡聚糖功能组成葡聚糖 碱不溶、热醋酸可溶性成分碱不溶、热醋酸不溶性 甘露聚糖酵母菌 几丁质-在裂殖酵母中为发现 蛋白质 脂质1、细胞膜在细胞生长、分裂、接合、分化和离子、低分子与高分子物质的输送等多细胞膜种细胞活动中起着重要作用2、细胞膜是一种三层结构，组要成分为蛋白质，类脂和少量糖类，由上下两层磷脂分子以及镶嵌在其间的甾醇和蛋白质分子组成 3、功能：细胞壁的合成、起电泵、输送系统 酵母细胞核 1、酵母核分裂时核膜不会消失

13、与DNA2、核的分离是由细胞破碎和离心分离两个主要步骤组成。在这过程中一定要加蛋白酶抑制剂，因为酵母细胞中有多种活性很强的蛋白酶。细胞破碎方法-高压均质、超声波和酵母菌玻璃珠等直接破碎法以及用溶菌酶先制成原生质体，再用低渗溶液和均浆破碎的两步法。离心分离-采用蔗糖、Ficoll和Percoll的梯度离心，其中Percoll梯度离心最佳3、DNA的复制与出芽是同时进行的出芽生殖除裂殖酵母菌外几乎所有的酵母菌的繁殖方式裂殖-少数裂殖酵母菌的繁殖方法条件：从营养丰富的培养基中取出幼龄细繁殖 胞，充分的空气、足够的湿度、较高的温度产生孢 无性繁殖的孢子子繁殖有性繁殖的孢子（质配 核配方式减速分裂 有丝

14、分裂） 孢子的发芽 直接发芽芽管发芽食品中常见的酵母菌，如红酵母属（代表为黏红酵母）（2） 定义：凡是在基质上长成绒毛状、棉絮状或蜘蛛网状菌丝体的真菌即是丝状真菌，统称霉菌 细胞壁成分为几丁质、纤维素、葡聚糖、甘露聚糖蛋白质、类脂、无机盐等细胞膜-流体镶嵌模型，三层结构结构 细胞核比其他真核生物细胞核小线粒体细胞的动力房，小于植物，大于动物线粒体核糖体-蛋白质合成场所，线粒体核糖体存在于内膜的嵴间内质网多于核膜相连，很少与原生质膜相连丝状边体-特殊细胞结构，真菌孢子中未发现真菌液泡-多为球形，少数为星形或不规则形除上述细胞器外，还有其他内含物，如：类脂质、淀粉、异染颗粒和肝糖粒等菌丝分类：有隔

15、膜（多数真菌）和无隔膜（少数）菌丝体两类，即隔菌丝与无隔菌丝及其功能 形态：呈管状菌丝的变态-吸器（吸胞）、菌网和菌环 菌核 菌丝的组织体 子座 菌索和菌丝束 繁殖方式 无性繁殖（主要方式）和有性繁殖 无性繁殖-不经过两性细胞的结合而直接由菌 丝分化形成孢子的过程 有性繁殖-经过不同性别的细胞的融合，经质配、 核配和减数分裂形成孢子的过程丝状真菌 节孢子菌丝断裂形成 芽孢子细胞生芽而形成真菌孢子 无性繁殖 后垣孢子休眠细胞的类型 分生孢子 产生方式：明显分化的 （最常见） 分生孢子梗、具有分化的 分生孢子梗、具有一定形状的小梗、分生孢子器、分生孢子座 卵孢子有性生殖 接合孢子 子囊孢子-子囊菌

16、的主要特征 担孢子 准性生殖过程：质配-核配-单倍体化有性生殖过程：质配-核配-减数分裂6、 非细胞型微生物的形态、结构与分类 定义：是由一个或几个RNA或DNA分子组成的传染因子，是非细胞生命体。通常由一种或几种蛋白质构成的衣壳 包裹，有些病毒还覆盖有更为复杂的包膜。形态：棒状、球形、三角形、蝌蚪形结构：由蛋白质和核酸（RNA和DNA）组成 分离鉴定最常用的技术：组织培养 1、只含有一种核酸DNA或RNA 特征 2、通过基因组复制和表达，产生子代病毒的核酸和蛋白病毒质，随后装配成完整的病毒粒子 3、病毒缺乏完整的酶系统，不具备其他生物产能所需的遗传信息，因此必须依赖宿主细胞4、一些RNA病毒

17、经反转录，合成互补DNA（cDNA），与细胞组整合，并随细胞的DNA的复制而增殖5、病毒没有细胞壁，也不进行蛋白质、糖和脂质的代谢活动 细菌病毒：吸附和侵入 复制与装配 释放复制 植物病毒：侵入 复制 装配和释放 （增殖）脊椎动物病毒：吸附 侵入 复制和装配 释放 目的：分离和鉴定病毒；制备病毒作为疫苗作用；培养技术进一步研究病毒的结构、繁殖情况、遗传和对寄主细胞的影响 方法利用活体动物接种病毒用鸡（禽）胚应用细胞（组织）培养技术杜绝各种噬菌体的来源防治措施控制活菌体的排放 病毒非细胞型类病毒微生物亚病毒拟病毒 朊病毒五、 问题讨论1、纤维素占地球动植物的一半，据报道有人已经找到一种能在70摄氏温度下，发酵直接产生酒精的高温菌，讨论其依据2、根据所学的病毒知识去猜想怎样去治疗或治愈疾病，如艾滋病