周德庆《微生物教程》考研考点讲义.pdf
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概要信息:
目 录
课程内容概述 (1)
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第一章 原核生物的形态、构造和功能 (19)
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第二章 真核微生物的形态、构造和功能 (40)
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第三章 病毒和亚病毒 (54)
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第四章 微生物的营养和培养基 (69)
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第五章 微生物的新陈代谢 (81)
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第六章 微生物的生长及其控制 (112)
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第七章 微生物的遗传变异和育种 (137)
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第八章 微生物的生态 (179)
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第九章 传染与免疫 (197)
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第十章 微生物的分类和鉴定 (226)
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周德庆《微生物学教程》考点精讲
课程内容概述
考点精讲说明
一、学习目标
1.认识微生物在生物界的地位
2.掌握微生物学的基础知识和基本实验技能
3.了解微生物在自然界以及人类生产实践中的作用
4.把握微生物学课程的考研复习重点和考试要点
二、课程简介
本课程依据的教材为《微生物学教程》(第二版)(高等教育出版社;作者:周德庆)。该教材为许
多理、工、农、医和师范类高等院校微生物学的教学用书(如:……),全书共分为11章(含绪论)。本
“考点精讲”课程按照教材固有的章节系统安排教学内容,分为11章进行考点讲解,主要目的是帮助
广大考生在深入理解基础上,准确把握和各章的考试要点,提高复习效率,取得优异的考试成绩。
绪论章:介绍微生物的概念、基本特征及其与人类的关系;介绍微生物学的概念、分科、发展历史
及其在科学和社会发展过程中的地位和作用等内容,通过本章的学习,对微生物学这门课程有一个总
体认识。
第1章~第3章:讲解原核生物、真核微生物、病毒和亚病毒这三大微生物类群的形态、构造、类
群及繁殖特征等内容。
第4章~第6章:属于微生物生理学范畴。讲解微生物的营养、代谢和生长的相关的基础理论和
应用知识。营养是基础,代谢是核心,生长繁殖是结果。
第7章:属于微生物遗传学的内容范畴,其内容既包括遗传学的基础知识,由反映了微生物学对
生命科学的重大贡献及其与其它学科之间的相互促进关系。
第8章:为微生物生态学内容。介绍微生物生态学的基础知识,及其在人类生存环境保护中的
作用。
第9章:属于免疫学的内容范畴,其本质是微生物与人体健康之间的关系。其内容包括了免疫学
的基础知识和理论。
第10章:为微生物分类学的内容。介绍微生物的分类、鉴定和命名等基础理论知识。
三、学习建议
准确掌握每一章节的考试要点,提高复习的针对性。
全面准确地理解相关概念和原理,了解微生物学知识的实际应用。理解第一,记忆第二,以不变
—1—
应万变。
拓展知识的广度和深度,在全面把握各章节间脉络关系基础上,抓重点,顾细节,以适应对不同院
校命题的学科倾向。
改善学习方法。把握微生物学课程的结构主线,注意微生物结构与功能的关联,学会图示表解比
较学习;注重理论联系实际,加强理解,巩固记忆,多做习题,提高学习效率。
绪论
复习要点( 为重点)
一、什么是微生物
二、人类对微生物世界的认识
三、微生物学的发展促进了人类的进步
四、微生物的五大共性
五、微生物学及其分科
考点
1.微生物的概念、特点、类群及分类地位
2.微生物的五大共性
3.微生物与人类的密切关系
4.微生物学及其发展史
5.微生物学形成发展过程中的重要人物及其贡献
6.微生物学的发展对人类进步的促进作用
7.微生物学在生命科学发展中的地位和作用
常见题型
题型:名词解释题
题例:微生物、微生物的主要特征。
题型:填空题
题例:
1.依据细胞形态和结构的不同可以把微生物分为 、 和
三大类。
2.微生物的五大共性分别为 、 、 、 和
,其中 是其他共性的基础 。
题型:判断题
题例:
1.所有细菌都是肉眼看不见的。( )
—2—
周德庆《微生物学教程》考点精讲
题型:选择题
题例:
1.以下( )不属于五界分类系统。
A.原核生物界 B.原生生物界 C.植物界 D.真核生物界
题型:问答题
题例:
1.何谓微生物?简述其特点。
2.微生物的“生长旺,繁殖快”特征对微生物学基础理论的 研究有何意义?
3.举例说明微生物与人类的密切关系。
注意事项
注意对有关名词、专业术语及重要科学家外文名称的识记。(以下同)。
问答题主要分为简答题、计算题和论述题等三类,三类的分值和答题要求有所不同,注意审题(以
下同)。
第一章 原核生物的形态、构造和功能
复习要点( 为重点)
第一章 原核生物的形态、构造和功能
第一节 细菌
一、细胞的形态构造及其功能
二、细菌的群体形态
第二节 放线菌
一、放线菌的形态构造
二、放线菌的繁殖
三、放线菌的群体特征
第三节 蓝细菌
第四节 支原体、立克次氏体和衣原体
一、支原体
二、立克次氏体
三、衣原体
考点
1.原核微生物的一般特征
2.细菌的形态特征
3.细菌的一般构造
—3—
4.细菌的特殊构造
5.细菌聚落及其特征
6.细菌的繁殖特征
7.放线菌的主要特征
8.蓝细菌的主要特征
9.支原体、立克次氏体和衣原体的主要特征
常见题型
题型:名词解释题
题例:芽孢(endospore)、外膜、性菌毛(pilus)、荚膜、细菌鞭毛(flagela)、伴胞晶体
题型:填空题
题例:
1.原核生物核糖体类型为 ,而真核微生物核糖体类型为 。
4.细菌的基本形态分为 、 和 三种。
5.细菌的测量单位常为 ,病毒的测量单位常为 。
题型:判断题
题例:
1.细菌染色体含有组蛋白。( )
2.细菌细胞不含线粒体,而真菌的细胞含有。( )
3.所有的原核生物都是微生物。( )
题型:选择题
题例:
1.用溶菌酶水解G-细菌的细胞壁通常可获得一种称为( )的缺壁细菌。
A.支原体 B.L型细菌 C.原生质体 D.球状体
2.下述细菌能通过细菌过滤器的是( )。
A.大肠杆菌 B.立克次氏体 C.支原体 D.分支杆菌。
题型:问答题
题例:
1.细菌细胞壁的组成结构及革兰氏染色的机制。
2.详述细菌细胞膜的结构特征和功能。
第二章 真核微生物的形态、构造和功能
复习要点( 为重点)
第一节 真核微生物概述
一、真核生物与原核生物的比较
—4—
周德庆《微生物学教程》考点精讲
二、真核微生物的主要类群
三、真核微生物的细胞构造
第二节 酵母菌
一、酵母菌分布及与人类的关系
二、酵母菌细胞的形态和构造
三、酵母菌的繁殖方式和生活史
四、酵母菌的菌落
第三节 丝状真菌-霉菌
一、霉菌分布及与人类的关系
二、霉菌细胞的形态和构造
三、霉菌的孢子
四、霉菌的菌落
第四节 产大型子实体的真菌———蕈菌
考点
1.真核微生物概念、类群及特征
2.酵母菌的特征
3.霉菌的特征
常见题型
题型:名词解释题
题例:芽痕、蒂痕、菌丝球、闭囊壳。
题型:填空题
题例:
1.各类真核微生物细胞壁主要成分分别是:酵母菌 ,高等真菌为 ,低
等真菌 ,藻类为 。
2.细菌在一般情况下是 套基因,真菌通常是有 套基因。
题型:判断题
题例:
1.酵母菌染色体含有组蛋白( )。
2.细菌染色体含有组蛋白( )。
3.细菌细胞不含线粒体,而真菌的细胞含有( )。
题型:选择题
题例:
1.大多数霉菌细胞壁的主要成份是( )。
A.肽聚糖 B.纤维素 C.几丁质 D.磷壁酸。
—5—
考
2.制备酵母菌的原生质体可用( )处理。
A.溶菌酶 B.纤维素酶 C.几丁质酶 D.蜗牛消化酶
3.Saccharomycescerevisiae(酿酒酵母)无性繁殖是( )。
A.裂殖 B.芽殖
C.假菌丝繁殖 D.子囊孢子繁殖
第三章 病毒和亚病毒
复习要点( 为重点)
第一节 病毒
一、病毒的形态、构造和化学成分
二、病毒的分类
三、4类病毒及其繁殖方式
第二节 亚病毒因子
一、类病毒
二、拟病毒
三、卫星病毒
四、卫星RNA
五、朊病毒
第三节 病毒与实践
一、噬菌体与发酵工业
二、昆虫病毒用于生物防治
三、病毒在基因工程中的应用
考点
1.病毒的概念、特征及宿主范围
2.病毒的形态结构和化学组成
3.病毒的繁殖
4.亚病毒及病毒举例
常见题型
题型:名词解释题
题例:病毒粒、核(衣)壳(nucleocapsid)、溶源转变、前(原)噬菌体、温和噬菌体、HIV、类病毒、朊
病毒
题型:填空题
题例:
—6—
周德庆《微生物学教程》考点精讲
1.病毒衣壳是由 组成。
2.结构上病毒粒子主要有 、 和复合对称等三种对称机制。
3.1935年,美国学者 Stanley首次提纯并结晶的植物病毒是 ,它属于
对称,核酸类型是 。
题型:判断题
题例:
1.噬菌体是具有细胞结构的微生物( )。
2.病毒具有独立的代谢能力( )。
题型:选择题
题例:
1.病毒含有的核酸通常是( )。
A.DNA和RNA B.DNA或RNA C.DNA D.RNA
2.噬菌体属于病毒类别中的( )。
A.微生物病毒 B.昆虫病毒 C.植物病毒 D.动物病毒
题型:问答题
题例:
1.病毒区别于其他生物的主要特点是什么?
2.试述病毒的一般特性。
3.烈性噬菌体与温和噬菌体生活史有何区别。
第四章 微生物的营养和培养基
复习要点( 为重点)
第一节 微生物的 6类营养要素
一、碳源
二、氮源
三、能源
四、生长因子
五、无机盐
六、水
第二节 微生物的营养类型
第三节 营养物质进入细胞的方式
一、单纯扩散
二、促进扩散
三、主动运送
—7—
四、基团移位
第四节 培养基
一、选用和设计培养基的原则和方法
二、培养基的种类
考点
1.微生物的营养物质
2.微生物的营养类型
3.营养物质运输方式
4.培养基的配制及其类型
常见题型
题型:名词解释题
题例:生长因子、营养、氮源、氨基酸自养型、营养缺陷型、化能自养型、主动运输、基团转位。
题型:填空题
题例:
1.微生物的6大营养要素包括 、 、 、 、水和能源。
2. 是单功能营养物,NH3是兼有 和 的双功能营养物;而
氨基酸则是兼有 、 和 三功能营养物。
题型:判断题
题例:
1.蓝细菌为光能有机异养微生物。( )
2.光合细菌为化能自养微生物。( )
题型:选择题
题例:
1.培养基中使用酵母膏主要为微生物提供( )。
A.生长因子 B.C源 C.N源 D.矿质元素
2.下列物质可用作生长因子的是( )。
A.葡萄糖 B.纤维素 C.氯化钠 D.叶酸
3.硝化细菌属于( )型的微生物。
A.光能无机自养 B.光能有机异养
C.化能无机自养 D.化能有机异养
题型:问答题
题例:
1.试列表比较微生物扩散、促进扩散、主动运输和基团转位的营养物质运输差异。
2.微生物从周边环境中摄取营养物质用于生长和繁殖,现以 E.coli为例,说明(1)培养液中的葡
—8—
周德庆《微生物学教程》考点精讲
萄糖进入大肠杆菌细胞的主要方式及其特点;(2)葡萄糖进入细胞后,如何进行产能代谢?(!本题考
核E.coli葡萄糖的运输方式和代谢方式)
第五章 微生物的新陈代谢
复习要点( 为重点)
第一节 微生物的能量代谢
一、化能异养微生物的生物氧化和产能
二、自养微生物产ATP和产还原力
第二节 分解代谢和合成代谢的联系
一、两用代谢途径
二、代谢物回补顺序
第三节 微生物独特合成代谢途径举例
一、自养微生物的CO2固定
二、生物固氮
三、微生物结构大分子———肽聚糖的生物合成
四、微生物次生代谢物的合成
第四节 微生物的代谢调节与发酵生产
一、微生物的代谢调节
二、代谢调节在发酵工业中的应用
考点
1.新陈代谢的概念
2.异养微生物生物氧化
3.自养微生物生物氧化
4.能量转换
5.微生物的耗能代谢
6.微生物的代谢调节
7.次级代谢与次级代谢产物
常见题型
题型:名词解释题
题例:合成代谢、产能代谢、fermentation(发酵)、无氧呼吸。
题型:填空题
题例:
1.EMP代表 途径。
—9—
考
2.微生物的糖酵解包括 、 、 和 4种途径。
3.在反硝化作用中,硝酸盐将以 释放到大气中。
题型:判断题
题例:
1.EMP途径可以为微生物提供ATP和NADH。( )
2.“鬼火”现象,其实是某些微生物在无氧条件下发酵埋葬尸体产生易燃气体造成的。( )
题型:选择题
题例:
1.酵母菌和运动发酵单胞菌乙醇发酵的区别是( )。
A.糖酵解途径不同 B.发酵底物不同
C.生成乙醛的机制不同 D.乙醛生成乙醇的机制不同
题型:问答题
题例:
1.图示分解代谢与合成代谢的联系与差别。
2.可用那些技术来判断细菌的呼吸类型和运动型,如何判断?
3.微生物从周围环境中摄取营养物质用于生长和繁殖,现以 E.coli为例,说明:1)培养液中的葡
萄糖进入大肠杆菌细胞的主要方式及特点;2)葡萄糖进入细胞后,如何进行产能代谢?
第六章 微生物的生长及其控制
复习要点( 为重点)
第一节 测定生长繁殖的方法
一、测生长量
二、计繁殖数
第二节 微生物的生长规律
一、微生物的个体生长和同步生长
二、单细胞微生物的典型生长曲线
三、微生物的连续培养
四、微生物的高密度培养
第三节 影响微生物生长的主要因素
一、温度
二、氧气
三、pH
第四节 微生物培养法概论
一、实验室培养法
—01—
周德庆《微生物学教程》考点精讲
二、生产实践中培养微生物的装置
第五节 有害微生物的控制
一、几个基本概念
二、物理灭菌因素的代表———高温
三、化学杀菌剂、消毒剂和治疗剂
考点
1.微生物的生长规律
2.微生物生长的测定
3.环境对微生物生长的影响
4.微生物生长繁殖的控制
5.微生物的培养方法的一些术语
常见题型
题型:名词解释题
题例:分批培养、恒浊培养、同步培养、二次生长。
题型:填空题
题例:
1.在微生物的生产实践中,为获得优良接种体,多取用 期的培养物;为获得大量菌
体,多取用 期的培养物。
2.稀释平板计数法按接种方式不同,有 和 。
题型:判断题
题例:
1.稀释平板计数法测到的是活菌的数量( )。
题型:选择题
题例:
1.用比浊法测定生物量的特点是( )。
A.只能用于测定活细胞。
B.易于操作且能精确测定少量的细胞。
C.难于操作但很精确 。
D.简单快速,但需要大量的细胞。
2.显微直接计数法不能用来测定下面哪些微生物( )。
A.病毒 B.霉菌孢子 C.细菌 D.酵母菌
题型:问答题
题例:
1.有一支培养好的酵母菌的斜面,加入9ml无菌水制成菌悬液后:
—11—
A.进行200倍稀释后,用血球计数板(共16个大方格)对该菌悬液进行计数,统计4个大方格中
的菌数分别为126、98、107和111,试计算酵母菌样品中每毫升所含菌数。(要求:写明计算公式和计
算步骤)。
B.当用稀释平皿涂布计数法计数时,测得稀释度为10-6的三套平皿菌落数分别为45、48和56,
求使用该方法测得的每毫升含菌数。(要求:写明计算公式和计算步骤)。
C.为什么两种方法的结果存在如此大的误差?分析原因。
第七章 微生物的遗传变异和育种
复习要点( 为重点)
第一节 遗传变异的物质基础
一、3个经典实验
二、遗传物质在微生物细胞内存在的部位和形式
第二节 基因突变和诱变育种
一、基因突变
二、突变与育种
第三节 基因重组和杂交育种
一、原核生物的基因重组
二、真核微生物的基因重组
第四节 基因工程
一、基因工程定义
二、基因工程的基本操作
三、基因工程的应用
第五节 菌种的衰退、复壮和保藏
一、菌种的衰退与复壮
二、菌种的保藏
考点
1.DNA和RNA是遗传物质的经典实验
2.微生物的基因组结构
3.质粒和转座因子
4.基因突变及修复
5.细菌基因转移和重组
6.真核微生物的遗传学特性
7.微生物育种
8.基因工程
—21—
周德庆《微生物学教程》考点精讲
9.菌种的衰退、复壮和保藏
常见题型
题型:名词解释题
题例:内含子、启动子、操纵子、转座因子、质粒、Hfr、营养缺陷型、nonsensemutation。
题型:填空题
题例:
1.证 明 核 酸 是 遗 传 物 质 的 三 经 典 实 验 是 、
和 。
2.细菌的转座因子有 、 和 三种类型。
题型:判断题
题例:
1.X射线具有高效的诱变效应,故有 “超诱变剂”之称。( )
2.某一基因的突变率,会明显影响其邻近基因的突变率。( )
题型:选择题
题例:
1.对大肠杆菌进行噬菌体感染试验,证实核酸是遗传物质基础的科学家是( )。
A.Grifith B.Hershey等
C.Avery等 D.Fraenkei-Conrat
2.已知DNA的碱基序列为CATCATCAT,( )类型的突变可产生如下碱基序列的改变:CACCAT
CAT。
A.缺失 B.插入 C.颠换 D.转换
题型:问答题
题例:
1.大肠杆菌与啤酒酵母基因组特征有何不同。
2.从基因组特征说明古生菌的发现是一个“里程碑式的”研究成果。
3.依据你所知的诱发突变的知识。你认为能否找到一种仅对某一种具有特异性诱变的化学诱变
剂?为什么?
4.什么是三致作用?试述用艾姆氏实验(Amestest)检测潜在化学致癌物的理论依据、方法概要
和优点?
第八章 微生物的生态
复习要点( 为重点)
第一节 微生物在自然界中的分布与菌种资源的开发
一、微生物在自然界中的分布
—31—
二、菌种资源的开发
第二节 微生物与生物环境间的关系
一、互生
二、共生
三、寄生
四、拮抗
五、捕食
第三节 微生物与自然界物质循环
一、碳素循环
二、氮素循环
三、硫素循环与细菌沥滤
四、磷素循环
第四节 微生物与环境保护
一、水体的污染————富营养化
二、用微生物治理污染
三、沼气发酵与环境保护
四、用微生物监测环境污染
考点
1.微生物生态学概述
2.微生物在环境中的分布与菌种资源的开发
3.微生物与生物环境间的关系
4.微生物与生物地球化学循环
5.微生物在环境保护中的作用
常见题型
题型:名词解释题
题例:生态系统、微生物群落、微生物生态学、大肠菌群、BOD、COD、活性污泥、生物降解
题型:填空题
题例:
1.生态系统是由 、消费者、 和无机环境组成,微生物在生态系统中主
要起 作用。
2.饮用水的微生物污染可以用 为指示菌。
3.废水生物处理分为 级,其中第 级主要涉及生物处理。
题型:判断题
题例:
—41—
周德庆《微生物学教程》考点精讲
1.我国饮用水的标准为:饮用水每 ml中细菌总数不能超过100个;每升水中大肠菌群的数量不
能超过3个。( )
2.细菌沥滤又称细菌浸出或细菌冶金,在铜矿的细菌沥滤中包括了溶矿、置换和再生浸矿剂三个
环节( )
题型:问答题
题例:
1.简述微生物在生态系统中的地位和作用。
2.微生物生态学研究的意义。
3.简述微生物的六种种群间关系
4.微生物在自然界氮元素循环中有何作用?
第九章 传染与免疫
复习要点( 为重点)
第一节 传染
一、传染与传染病
二、决定传染结局的三大因素
三、传染的3种可能结局
第二节 非特异性免疫
一、表皮和屏障结构
二、吞噬细胞及其吞噬作用
三、炎症反应
四、正常体液或组织中的抗菌物质
第三节 特异性免疫
一、免疫器官
二、免疫细胞及其在细胞免疫中的作用
三、免疫分子及其在体液免疫中的作用
第四节 免疫学方法及其应用
一、抗原、抗体反应的一般规律
二、抗原、抗体间的主要反应
三、免疫标记技术
第五节 生物制品及其应用
一、人工自动免疫类生物制品
二、人工被动免疫类生物制品
—51—
考点
1.传染
2.非特异性免疫
3.特异性免疫
4.免疫学技术及预防接种
常见题型
题型:名词解释题
题例:外毒素、类毒素、免疫力、非特异性免疫、补体、第一道防线、特异性免疫(获得性免疫)、单克
隆抗体、抗抗体、疫苗、免疫标记技术、自然免疫。
题型:填空题
题例:
1.病原菌侵入宿主后,按病原菌、宿主与环境三方面力量的对比或影响的大小,传染的结局有
、 和 三种。
2.补体激活的三条途径分别是 、 和 。
题型:判断题
题例:
1.炎症反应既是一个病理过程,又是一种防御病原体的积极方式。( )
2.胃蛋白酶可把IgG水解,形成两个相同的抗原结合片段(Fab)和一个可结晶片段(Fc)。( )
3.半抗原是一类只有免疫反应性而无免疫原性的物质,当他与适当蛋白载体结合后,也可组成一
个完全抗原。( )
题型:选择题
题例:
1.婴儿出生前从母体中获得的抗体是( )。
A.IgA B.IgE C.IgG D.IgM
2.浆细胞是( )。
A.有吞噬功能的细胞 B.由T细胞分化而来
C.产生抗体的细胞 D.抗原提呈细胞
3.在进行抗原和抗体的血清学反应前,一般应先稀释抗体的反应是( )。
A.凝集反应 B.沉淀反应
C.中和反应 D.补体结合反应
题型:问答题
题例:
1.简述感染的三种可能结局。
2.比较外毒素与内毒素。
—61—
周德庆《微生物学教程》考点精讲
3.何为抗体?简述免疫球蛋白的基本结构。
第十章 微生物的分类和鉴定
复习要点( 为重点)
第一节 通用分类单元
一、种以上的系统分类单元
二、学名
三、亚种以下的几个分类名词
第二节 微生物在生物界的地位
一、生物的界级分类学说
二、三域学说及其发展
第三节 各大类微生物的分类系统纲要
一、Bergey氏原核生物分类系统纲要
二、Ainsworth等人的菌物分类系统纲要
第四节 微生物分类鉴定的方法
一、微生物分类鉴定中的经典方法
二、微生物分类鉴定中的现代方法
考点
1.微生物分类学及其通用分类单元
2.微生物在生物界的地位
3.微生物分类系统纲要
4.微生物分类鉴定的方法
常见题型
题型:名词解释题
题例:模式菌株、菌株、三名法、三域学说、API细菌数值鉴定系统、蛋白质指纹图谱、核酸探针、(G
+C)mol%、解链温度(meltingtemprature)
题型:填空题
题例:
1.种的学名由属名+ 两部分组合而成。
2. 的三域理论,是采用寡核苷酸编目分析法对大量的微生物 进行分
析比较后提出来的。
3.Woese对60多株细菌16SrRNA序列比较后提出了生命的第三种形式- 。
4.《伯杰氏手册》是国际上通用的 生物分类鉴定的工具书。
—71—
题型:判断题
题例:
1.微生物系统分类单元从高到低依次为界、门、纲、科、目、属、种。( )
题型:问答题
题例:
1.微生物的哪些表型特征可作为其分类鉴定的依据?
—81—
周德庆《微生物学教程》考点精讲
第一章 原核生物的形态、构造和功能
本章主要考点
1.原核微生物的一般特征
2.细菌的形态特征
3.细菌的一般构造
4.细菌的特殊构造
5.细菌聚落及其特征
6.细菌的繁殖特征
7.放线菌的主要特征
8.蓝细菌的主要特征
9.支原体、立克次氏体和衣原体的主要特征
考点1:原核微生物的一般特征
一、原核微生物的定义
原核(微)生物是一大类细胞核无核膜包裹,只存在称作核区的裸露 DNA的原始单细胞生物,包
括真细菌和古生菌两大类群。
原核生物都是微生物。
粗分为六类,即细菌(狭义)、放线菌、蓝细菌、支原体、立克次氏体和衣原体。
二、原核微生物的一般特征
细胞大小:细胞直径很小,单细胞生物。
细胞核:称为核区(拟核),无核膜包裹,为裸露的大型环状双链DNA分子。
代谢部位:能量代谢与许多合成代谢在质膜上进行。
细胞器:无细胞器
核糖体:70S,存在于细胞之中。
细胞分裂:无丝分裂。
繁殖方式:多为无性繁殖。
四、常见题型
题型:填空题
题例:
1.原核生物核糖体类型为( ),而真核微生物核糖体类型为( )。
—91—
题型:判断题
题例:
1.细菌染色体含有组蛋白。( )
2.细菌细胞不含线粒体,而真菌的细胞含有。( )
3.所有的原核生物都是微生物。( )
考点2:细菌的形态特征
一、细菌的定义
是一类细胞体积短小(直径0.5μm,长度0.5~5μm),结构简单,种类繁多,二分裂繁殖,水生性
较强单细胞原核微生物。
二、细菌的形态和大小
1.细菌的基本形态
三种基本形态
球菌
杆菌{
螺旋菌
(1)球菌
分裂后产生的新细胞常保持一定的排列方式,具有分类鉴定意义。
分为单球菌(如尿素小球菌)、链球菌(如溶血链球菌)、双球菌(如肺炎球菌)、四联球菌、八叠球
菌和葡萄球菌(如金黄色葡萄球菌)等。
(2)杆菌
是细菌中种类最多的。同一种杆菌其宽度比较稳定,而长度随着培养条件、培养时间等的不同而
有较大变化。
其排列方式具有分类鉴定意义。
(3)螺旋菌
细胞呈弯曲状。分为:弧菌菌体弯曲呈弧状(螺旋不足1环,如霍乱弧菌),螺旋菌菌体旋转如螺
旋(螺旋2~6环,如幽门螺旋菌),螺旋体 (螺旋周数多,常超6环,体长而柔软,如梅毒密螺旋体)。
螺旋数的多少及螺距随菌种不同而异,具分类意义。
2.细菌的大小
球菌:直径约 0.5~2μm。
杆菌:一般长 1~5μm,宽 0.5~1μm。
!细菌非常小,衡量它的单位为微米(μm),
1m =103mm =106μm =109nm
!最小的细菌叫纳米细菌(约50nm),最大的细菌肉眼可见(纳米比亚硫磺细菌,约0.75mm)。
!细菌的大小可以用测微尺在显微镜上测量。染色和固定会使细菌细胞收缩,由于不同个体大
—02—
周德庆《微生物学教程》考点精讲
小间的差异,测定结果常是平均值。
三、常见题型
题型:填空题
题例:
细菌的基本形态分为 、 和 三种。
细菌的测量单位常为 ,病毒的测量单位常为 。
题型:判断题
题例:
1.所有的细菌都是肉眼无法看到的。( )
考点3:细菌的一般构造
一、细菌的一般构造与特殊构造
细菌的构造
一般构造
细胞壁
细胞质膜
细胞质
核区
特殊构造
糖被
鞭毛
菌毛
性菌毛
芽孢
1.一般构造
指细菌均有的构造。包括细胞壁(支原体例外)、细胞质膜、细胞质、核区和若干种内含物等。
2.特殊结构
个别类群或特殊情况下才出现的构造。包括糖被(荚膜、微荚膜、粘液层和菌胶团)、鞭毛、菌毛、
性菌毛和芽孢等。
二、细菌的细胞壁的组成和结构
1.细菌的革兰氏染色现象
正染色
简单染色法
鉴别染色法
革兰氏染色法
抗酸性染色法
芽孢染色法
{
……
—12—
2.革兰氏阳性细菌细胞壁的结构组成
(1)肽聚糖的组成和结构(以金黄色葡萄球菌为例)
肽聚糖是由无数肽聚糖单体以网状分子形式交联而成。
!注意掌握肽聚糖单体的结构组成。
!不同种类的 G+细菌肽桥有所不同,决定了肽聚糖的多样性。金黄色葡萄球菌肽桥为甘氨酸
五肽。
—22—
周德庆《微生物学教程》考点精讲
N-乙酰胞壁酸(M)和N-乙酰葡糖胺(G)以β-1,4糖苷键交联成长链状的聚糖;G+细菌四肽
尾之间通过肽桥共价相连。金黄色葡萄球菌有40层左右的肽聚糖网状分子,组成20~80nm的肽聚
糖层。
(2)磷壁酸的类别、组成结构和功能
为G+细菌所特有的一种酸性多糖。是磷酸甘油或磷酸核糖醇的线性聚合物。分壁磷壁酸和膜
磷壁酸两种,前者与肽聚糖分子共价结合,后者与细胞膜交联。
磷壁酸类别
存在位置
壁磷壁酸{膜磷壁酸
化学结构
甘油磷壁酸{{
核糖醇磷壁酸
磷壁酸结构
磷壁酸的功能
提高细胞周围Mg2+的浓度(磷酸分子上的负电荷可吸引环境中的Mg2+,提高细胞膜上需Mg2+合
成酶的活性)。
贮藏P元素
抗宿主免疫(增强某些致病菌与宿主细胞的粘连性,避免被白细胞吞噬并抗补体)。
作为表面抗原(赋予革兰氏阳性细菌以特异的表面抗原)。
作为噬菌体的特异性吸附受体
防止细胞自溶(调节细胞内自溶素的活力)。
!注意该类内容常以多项选择和判断考核。
—32—
3.革兰氏阴性细菌细胞壁的结构组成
G-细菌的细胞壁
内壁层—肽聚糖
外壁层
脂多糖
磷脂{{
蛋白质
!结构:复杂、内外2层、厚度小。
!成分:肽聚糖、脂多糖、磷脂和蛋白质。
(1)内壁层
由肽聚糖构成,与G+菌的不同点在于:肽聚糖的厚度、层数、含量及以下三点。
·四肽尾的第3个氨基酸不是L-赖氨酸,而是m-DAP(内消旋二氨基庚二酸)。
·没有肽桥,仅通过甲的四肽尾的第四个D-丙氨酸的羟基与乙的m-DAP氨基直接相连。
·肽聚糖层的机械强度较差于G+细菌。
(2)外壁层
外壁层由脂多糖(LPS)、磷脂和蛋白质构成
!注意脂多糖(LPS)的组成。
脂多糖的功能
O-侧链:糖的种类、顺序、空间构型菌株特异,形成O-抗原,在传染病诊断中有意义。
核心多糖:外连O-侧链,内连类脂A。
类脂A:是细菌内毒素的主要成分。
!类脂A是细菌内毒素的主要成分;O-侧链形成O-抗原。
外膜蛋白
指嵌合在G-细菌细胞壁外膜上的多种蛋白质,如脂蛋白和孔蛋白等20余种蛋白质。
指G-细菌细胞壁外膜与细胞膜之间的空间。胶状,内含各种周质蛋白如各种酶类和受体蛋白
—42—
周德庆《微生物学教程》考点精讲
等。G+与G-细菌均有。
4.G+和G-细菌细胞壁组成结构比较
成分
占细胞壁干重的%
革兰氏阳性细菌 革兰氏阴性细菌
肽聚糖 含量很(50~90) 含量很低(~10)
磷壁酸 含量较高(<50) 无
类脂质 一般无(<2) 含量较高(~20)
蛋白质 无 含量较高
!G+:1层,厚20~80nm,化学成分为肽聚糖和磷壁酸。
!G-:2层,内壁层厚2~3nm,化学成分为肽聚糖,外壁层厚8nm,化学成分脂多糖、磷脂和蛋
白质。
5.革兰氏染色的原理机制
!革兰氏染色的结果取决于细胞壁中肽聚糖和脂类的含量。
革兰氏染色的原理机制
·革兰氏染色的二种结果反映了细菌细胞壁化学成分和结构的差别。
·通过结晶紫初染和碘液媒染,在任何细菌的细胞壁内都可形成不溶于水的结晶紫-碘复合物。
·G+细菌因壁厚,肽聚糖网层次多、交联致密以 及不含类脂等原因,用脱色剂(乙醇)处理后,结
晶紫-碘复合物仍被阻拦在细胞内,故染色结果呈紫色。
·G-细菌因壁薄,肽聚糖网层次少,交联疏松,外膜层类脂含量高(脂多糖、脂蛋白),用脱色剂
(乙醇)处理后,类脂和结晶紫碘复合物溶出细胞,这种无色的细胞再经沙黄(番红)复染,呈现红色。
!革兰氏染色的关键步骤是乙醇脱色。
6.古生菌的细胞壁
无细胞壁 热原体
假肽聚糖细胞壁 甲烷杆菌
独特多糖细胞壁 甲烷八叠球菌
硫酸化多糖细胞壁 盐球菌
糖蛋白细胞壁 盐杆菌
蛋白质细胞壁 甲烷球菌
—52—
!古生菌与细菌细胞壁功能类似,但化学成份差别很大,主要是不含有真细菌所特有的肽聚糖。
7.缺壁细菌
缺壁细菌是细胞壁缺乏或缺损的各种细菌的统称。缺壁细菌是在自然或人为培养条件下,通过
自然进化、自发突变或人为去除等方式形成。
(1)支原体 -天然无壁
长期进化过程中形成的天然无壁细菌。是最小的能独立生活的原核生物,呈多形性形态。(细胞
膜中含有一般原核生物所没有的甾醇,所以即使缺乏细胞壁,其细胞膜仍有较高的机械强度)。
(2)L型细菌 -突变无壁
指在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菌株。
(3)原生质体 -人工去壁完全
细菌原生质体是利用溶菌酶人工除尽原有细胞壁,或用青霉素抑制新生细胞壁合成后,得到的仅
由细胞膜包裹着的球状细胞。一般由G+细菌形成。原生质体对渗透压敏感,无繁殖能力,在合适条
件下,细胞壁可再生,恢复繁殖能力。
!真菌原生质体制备一般可用蜗牛酶除细胞壁。
(4)球状体 -人工去壁不全
又称原生质球,指残留有部分细胞壁的原生质体。G-细菌一般只形成球状体。
项目 支原体 L型细菌 原生质体 球状体
形成原因 自然进化 实验室中
自发突变 人工除壁 人工除壁
制备方法 — —
溶菌酶去壁或青霉
素抑制肽聚糖合成
溶菌酶去壁或青霉素抑制肽聚
糖合成
缺壁程度 完全无壁 无壁 基本无壁 部分缺壁
繁殖能力 有 有 无 无
实例 各种支原体 念珠状链
杆菌等 多数G+细菌 多数G-细菌
待细胞壁再生后即可恢复其繁殖能力
三、细菌的细胞膜与间体
1.细胞膜的结构 -液态镶嵌模型
·脂质双分子层构成膜主体,具有流动性。
·整合蛋白表面呈疏水性,可“溶”于脂质双分子层的疏水性内层中。
·周边蛋白含亲水基团,通过静电引力与脂质双分子层表面的极性头相连。
·脂质分子间或脂质与蛋白质分子间无共价结合。
·脂质双分子层犹如一“海洋”,周边蛋白可在其上“漂浮”运动,而整合蛋白似“冰山”状,沉浸在
—62—
周德庆《微生物学教程》考点精讲
其中作横向移动。
!原核生物仅支原体的细胞膜上含甾醇,类似真核细胞膜。
2.细胞膜的生理功能
·选择性屏障。
·维持细胞内正常渗透压。
·合成细胞壁和糖被各种组分的地方。
·细胞的产能场所。
·鞭毛旋转的供能部位。
3.间体
一般认为是细菌质膜内褶形成的囊状结构,其中充满泡囊;多见于G+细菌;每个细胞含1~几个;
与DNA的复制、分配,细胞分裂和酶的分泌有关。
四、细菌的细胞质与内含物
细胞质
可溶性成分 水、营养物、酶类、{ 中间代谢物和大分子的单位等
有形成分
核糖体、质粒
细菌内含物
异染粒
PHB颗粒
多糖颗粒
藻青素
硫粒
贮藏颗粒
气泡
磁小体
羧酶体
1.核糖体
蛋白质合成的场所。
沉降系数70S,由30S和50S两个亚基组成。
多串连在mRNA上以多聚核糖体形式存在。
原核生物只存在游离核糖体。
2.质粒
独立于细菌DNA以外,或附加在其上的,能自主复制的共价闭合环状 DNA分子,存在于各种微
—72—
生物细胞。
3.细菌内含物的种类及分布
名称 实例
贮
藏
物
碳源或能源类
聚β-羟丁酸(PHB):固氮菌和产产碱菌等
糖原:(大肠杆菌和芽孢杆菌等)
硫粒:(紫硫细菌和丝硫细菌)
氮源类 藻青素或藻青蛋白:蓝细菌等
磷源类 异染粒:迂回螺菌、棒杆菌和分支杆菌等
磁小体 在水生螺菌和嗜胆螺菌中存在
羧酶体 在硫杆菌和蓝细菌等自养细菌中存在
气泡 在蓝细胞、红单细胞和盐杆菌等水生细菌中存在
!贮藏性颗粒是由不同化学成分累积而成的不溶性沉淀颗粒;种类很多,主要功能是贮存营
养物。
五、细菌的核区
1.核区的定义
核区(拟核、原核、核质体、核基因组和细菌染色体)是原核生物所特有的、无核膜结构、无固定形
态的原始细胞核。其成分是一个大型环状双链DNA分子,是细菌负载遗传信息的主要物质基础。
2.结构组成
(1)观察
用富尔根(Feulgen)染色法(微生物拟核染色法)染色后,可见呈紫色的形态不定的核区。
(2)结构组成
大型共价闭合环状双链DNA分子。
DNA分子长度约0.25~3.00mm,反复折叠成致密的超螺旋结构,仅少量蛋白质(非组蛋白)与之
结合。
细菌的核区一般均为单倍体(复制时短暂的呈双倍体)。
3.功能
核区是细菌负载遗传信息的主要物质基础。
—82—
周德庆《微生物学教程》考点精讲
六、常见题型
题型:填空题
题例:
1.肽聚糖中的聚糖是由N-乙酰葡萄糖胺和 组成。
2.大肠杆菌为革兰氏染色反应 。
3.革兰氏阴性细菌细胞壁最外层的脂多糖(LPS)由 、 和 三部分
组成。
4.革兰氏阳性细菌的四肽尾是由 L-Ala、 、 和 D-Ala四种氨基酸连接而成,
革兰氏阴性细菌的四肽尾是由L-Ala、 、 和D-Ala四种氨基酸连接而成。
5.肽聚糖中的双糖是由 键连接的,它可被 水解,从而形成无细胞壁的原生
质体。
6. 是革兰氏阳性细菌细胞壁所特有的成分。
题型:判断题
题例:
1.磷壁酸是革兰氏阳性菌细胞壁的特有成分( )。
2.支原体是一类不具有细胞壁的原核微生物( )。
3.真核生物的细胞膜上都含有甾醇,而原核生物的细胞膜上都不含甾醇( )。
题型:选择题
题例:
1.用溶菌酶水解G-细菌的细胞壁通常可获得一种称 为( )的缺壁细菌。
A.支原体 B.L型细菌 C.原生质体 D.球状体
2.下述不是磷壁酸的功能的是( )。
A.内毒素 B.细胞壁抗原特异性
C.噬菌体的吸附位点 D.调节阳离子进出细胞
3.下述细菌能通过细菌过滤器的是( )。
A.大肠杆菌 B.立克次氏体 C.支原体 D.分支杆菌
4.G+细菌细胞壁中不含有的成分是( )。
A.类脂 B.磷酸壁 C.肽聚糖 D.蛋白质
5.肽聚糖种类的多样性主要反映在( )结构的多样性上。
A.肽桥 B.黏肽 C.双糖单位 D.四肽尾
6.在细菌细胞中能量代谢场所是( )。
A.细胞膜 B.线粒体 C.核蛋白质 D.质粒
7.细菌细胞中的P素贮藏颗粒是( )。
A.羧酶体 B.Glycogen C.PHB D.异染粒
—92—
题型:问答题
题例:
1.细菌细胞壁的组成结构及革兰氏染色的机制。
2.详述细菌细胞膜的结构特征和功能。
考点4:细菌的特殊构造
细菌的特殊构造
糖被
鞭毛
菌毛
性菌毛
芽孢
一、芽孢
1.芽孢的定义
某些细菌生长的后期,在细胞内形成的一个卵圆形或椭圆形、厚壁、含水量极低、抗逆性极强(抗
热、化学药物、辐射等)的休眠体。
2.产芽孢的细菌种类
产芽孢的细菌类群
真细菌
革兰氏阳性细菌{
产芽孢的革兰氏阳性杆菌和球菌
↓
!主要是好氧性的芽孢杆菌属(Bacilus)和厌氧性的梭状芽孢杆菌属(Clostridium)。
3.芽孢的形状、位置、大小和数目
形状:一般为卵圆或椭圆形,圆球形较少。
位置:芽孢杆菌属,多位于菌体中央;梭状芽孢杆菌属,多近端生或端生。
大小:芽孢杆菌属,芽孢直径
"
菌体宽度;梭状芽孢杆菌属,芽孢直径 >菌体宽度。
数目:一个细胞只产生一个芽孢
!芽孢不是繁殖体,而是休眠体。
4.芽孢的结构和功能
—03—
周德庆《微生物学教程》考点精讲
芽孢的构造和功能
主要成分 生理功能
孢外壁 脂蛋白 阻止内外物质渗透
芽孢衣 疏水性角蛋白 抗酶解 ,抗药物 ,组织多价阳离子渗透
皮层 芽孢肽聚糖,DPA-Ca 渗透压高,可使芽孢核心保持平衡
核心
芽孢壁 肽聚糖 可发展成新细胞的细胞壁
芽孢质膜 磷脂,蛋白质 可发展成新细胞的细胞质膜
芽孢质 DPA-Ca,核糖体,RNA,酶类 可发展成新细胞的细胞质
芽孢核区 DNA 遗传信息的载体
!芽孢皮层主成分:芽孢肽聚糖与吡啶二羧酸钙盐(DPA-Ca)
5.芽孢的特性 -抗逆性
芽孢的抗逆性
抗热
抗化学药物
抗辐射
抗静水压
抗干燥
……
!芽孢是整个生物界中抗逆性最强的生命体。
6.芽孢的耐热机制-渗透调节皮层膨胀学说
芽孢耐热机制的关键
!核心部位含水量的稀少(10% ~25%)是芽孢耐热机制的关键所在。
↓原因
·皮层含水量高,则因水的比热大,能吸收更多的热量,保护了核心。
·细胞内蛋白质的凝固性与其本身的含水量有关,含水量大,凝固快,反之则慢。
渗透调节皮层膨胀学说-解释芽孢的耐热性机制
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,导致皮层产生极高的渗透压,并
—13—
且只能去夺取芽孢核心中的水分,结果导致皮层的充分膨胀,而作为芽孢的生命部分—芽孢核心的细
胞质却发生高度失水,并由此变得高度耐热。
7.芽孢的萌发
芽孢萌发指休眠态的芽孢变成营养态的细菌的过程,包括活化、出芽和生长三个阶段。
↓
芽孢萌发的总体过程
芽孢吸收水分、无机盐及营养物质。
芽孢膨大、变长、出芽。
发育成新的营养细胞。
8.伴孢晶体
少数芽孢杆菌在芽孢形成的同时,会在芽孢旁形成一颗菱形或双锥形的碱溶性蛋白晶体(δ内毒
素),称为伴孢晶体。伴孢晶体对许多种昆虫(尤其是鳞翅目)的幼虫有毒杀作用,故可制成细菌杀虫
剂,如苏云金芽孢杆菌的伴孢晶体(bt)。
二、糖被
1.定义
包被于某些细菌细胞壁外的一层厚度不定的胶状物质。常由多糖组成,有时也由其他物质构成
(多肽、蛋白质等),随细菌种类而有所差别。
2.种类
糖被
包裹在单个细胞上
外沿界限明显
厚(荚膜)
薄(微荚膜{ )
外沿界限不明显,可扩散到周围环境中(粘液层
{
)
包裹在细胞群体上(菌胶团
{
)
!荚膜,形态固定;
微荚膜,形态固定;
粘液层,形态不固定、结构松散。
(1)荚膜
较厚(约200nm),较紧密地结合在细胞壁外,不易洗脱,有明显的外沿和形状。将墨汁负染的标
本置光镜下观察,黑背景与菌体细胞壁之间的透明区即荚膜。
(2)微荚膜
较薄(<200nm),紧密地结合在细胞壁外,光镜下无法看到。可用血清学方法鉴定(如大肠杆菌
的K抗原就是微荚膜)。
(3)粘液层
与细胞壁表面结合松散,容易洗脱,无明显的边界,常扩散到培养基中。在液体培养基中会使培
养基粘度增加。
—23—
周德庆《微生物学教程》考点精讲
(4)菌胶团
通常荚膜中包含一个细菌,但有些细菌荚膜融合到一起,包含多个细菌,称菌胶团,即细菌群体的
共同荚膜。
(5)相关概念
光滑型菌落(S型菌落):表面光滑、湿润、边缘整齐。如产荚膜细菌。
粗糙型菌落(R型菌落):表面粗糙、干燥、呈皱纹或颗粒状,边缘不整齐的菌落。如无荚膜细菌。
粘液型菌落(M型菌落):粘稠、有光泽、似水珠样的菌落。多见于有厚荚膜或丰富粘液层的细菌。
3.糖被的功能
·保护作用:
保护菌体免受干旱损伤或被宿主免疫活性细胞吞噬。
·贮存营养:
营养缺乏时,可作为C源及能源 。
·表面抗原:
是某些致病菌的毒力因子(如S性肺炎球菌的荚膜致病)
·粘附因子:
是某些病原菌必须的粘附因子(如变异链球菌靠荚膜粘附在牙表面,引起龋齿)。
三、鞭毛
1.定义
某些细菌体表生长出1至数十条长丝状、波浪状、可旋转的、具有运动功能的蛋白质附属物。
2.鞭毛的观察方法
(1)半固体琼脂柱穿刺接种培养后观察推断:穿刺线 周围若有混浊的扩散区,说明该菌具有运动
能力,推测其长有鞭毛,反之,则无。
(2)平板培养基上菌落外形推断:产鞭毛菌运动能力很强,其菌落大、薄、不规则、边缘极不圆整。
相反,无鞭毛菌菌落外形圆整、边缘光滑、厚度较大。
(3)光学显微镜下观察-鞭毛染色:
(4)电子显微镜直接观察:
3.鞭毛的构造(G-细菌为例)
鞭毛构造
鞭毛丝
伸展在细胞壁之外的波浪形细丝,
由许多鞭毛蛋白亚基沿着中央孔道螺旋状缠绕而成。
钩形鞘
近细胞表面,连接鞭毛丝和基体的结构。
短而弯曲,由单一蛋白质构成。
基体
由四个同心环(盘状物)及穿过这个环系
中央的鞭毛杆构成,成分为蛋白质
。
—33—
G-细菌鞭毛基体组成
L环:连在细胞外壁层LPS部位
P环:连在肽聚糖层
S环:与周质空间相连
M环:嵌入细胞膜上
鞭毛杆:
埋在细胞壁与细胞膜中
!G-细菌的鞭毛结构比G+细菌复杂。
4.产鞭毛菌的种类
鞭毛着生方式
端生
一端生
一根:
霍乱孤菌(Vibriocholerae),蛭孤菌(Bdelovibrio)缺陷
假单胞菌(Pseudomonasdiminuta)
一束:荧光假单细胞菌(P.fluorescens)
{
等
两端生
一根:鼠咬热螺旋体 (Spirochaetamorsusmuris)等
一束:红色螺菌(Spirilumrubrum)、蔓延螺菌(S.serpens{{
)
周生
肠杆菌科:
大肠杆菌,伤寒沙门氏菌(Salmonelatyphi)、
奇异变形杆菌(Proteusmirabilis)等
芽孢杆菌科:枯草杆菌、丙酮丁醇梭菌(Clostridiumacetobutylicum
{
)
侧生:反刍月形单胞菌(Selenomonasruminantium
)
!鞭毛的有无和着生方式具有十分重要的分类学意义。
5.鞭毛的运动机制
细菌鞭毛的运动方式为“旋转式”。鞭毛基体实为一精致的超微型马达,其能量来自细胞膜上的
质子动势。
四、菌毛(纤毛)
生于细菌体表,中空柱状,较鞭毛短、细、直,数目较多,周身分布的一类蛋白质附属物。结构较鞭
毛简单,无基体等复杂构造。多属G-致病细菌。
五、性菌毛(性毛)
构造成分与菌毛相同,但比菌毛长、粗。每个细菌一般仅着生一至少数几条。多见于 G-细菌的
雄性菌株上。主要功能是向雌性菌株传递遗传物质。
六、常见题型
题型:名词解释题
题例:芽孢(endospore)、外膜、性菌毛(pilus)、荚膜、细菌鞭毛(flagela)、伴胞晶体、芽孢萌发。
题型:填空题
题例:
1.性毛一般多见于革兰氏阴性细菌的 菌株中。
2.伴孢晶体的成分为 。
—43—
周德庆《微生物学教程》考点精讲
题型:判断题
题例:
1.荚膜是所有细菌共有的结构( )。
2.细菌芽胞生成是细菌繁殖的表现( )。
题型:选择题
题例:
1.鞭毛的化学组成主要是( )。
A.多糖 B.脂类 C.蛋白质 D.核酸
2.E.coli鞭毛着生位置是( )。
A.偏端单生 B.两端单生 C.偏端丛生 D.周生鞭毛
3.在芽孢的各层结构中,含DPA-Ca量最高的层次是( )。
A.孢外壁 B.芽孢衣 C.皮层 D.芽孢核心
4.通常遇到的产芽孢细菌,多数是好氧性( )属的种。
A.Sporolactobacilus B.Bacilus C.Clostridium D.Sporosarcina
题型:问答题
题例:
1.什么是芽孢?解释芽孢的结构和功能。请用多个实验证明某细菌是否具有芽孢。
考点5:细菌菌落及其特征
一、菌落的概念
指单个微生物细胞(或菌落形成单位)在固体培养基表面或内部生长繁殖,形成肉眼可见的、分散
的并且有一定形态结构的子细胞生长群体。
!固体培养基表面众多菌落连成一片时所形成的微生物生长群体叫做菌苔。
二、细菌菌落的特征
在一定条件下,细菌的菌落特征具有一定的稳定性和专一性。这是衡量菌种纯度,鉴定菌种的重
要依据。
·菌落大小:
·菌落形状:圆形、假根形、不规则形等。
·菌落质地:油脂状、膜状、粘质等。
·菌落颜色:
·隆起特点:
·边缘特点:整齐、波状、锯齿状等。
·表面状态:光滑、皱褶、颗粒状等。
·表面光泽:金属光泽、无光泽等。
—53—
考
·透明程度:
三、常见题型
题型:名词解释题
题例:菌落、菌落形成单位、菌苔。
题型:问答题
题例:
1.细菌菌落的主要特征有哪些?
考点6:细菌的繁殖特征
一、细菌的繁殖
细菌在合适的生长条件下,细胞体积和重量不断增加,最终导致繁殖,大多数细菌以简单的裂殖
方式进行繁殖,少数种类进行芽殖。
!二分裂(裂殖、横分裂)是细菌最普遍、最主要的繁殖方式。
二、细菌的繁殖方式
1.裂殖
·细菌最普遍、最主要的繁殖方式,通常为横分裂。
·杆菌和螺旋菌分列前先延长菌体,然后垂直于长轴分裂。
·同型分裂:分裂后两个子细胞大小基本相同,大多数情况。
·异型分裂:分裂后两个子细胞大小明显不同,偶尔出现在陈旧培养基上。
2.芽殖
少数细菌与酵母菌一样行出芽繁殖。一个细胞形成许多小的节孢子。
三、常见题型
题型:名词解释题
题例:细菌的同型分裂
题型:判断题
题例:
1.裂殖是细菌最普遍、最主要的繁殖方式。( )
考点7:放线菌的主要特征
一、放线菌的形态特征
1.放线菌的概念
放线菌是一类菌体单细胞、丝状、主要以孢子繁殖、革兰氏染色阳性的陆生性较强的原核微
生物。
—63—
周德庆《微生物学教程》考点精讲
放线菌的粗细与杆菌差不多。
放线菌广泛分布在含水量低、有机质丰富、微碱性的土壤中。
2.放线菌的形态特征
放线菌菌丝体
基内菌丝(营养菌丝):直径0.2~0.8μm,长度差别很大;
长在培养基内,或附着培养基表面;主要功能为吸收营养。
气生菌丝:直径1~1.4μm,长度差别很大;光镜下色较深;在培养基外,伸向空间。
孢子丝:由气生菌丝分化形成,形态多样,产生孢子
{
。
二、放线菌的菌落特征
放线菌的菌落由菌丝体组成。一般呈圆形、光平或有许多皱褶,光镜下观察菌落周围具有辐射状
菌丝。总的特征介于霉菌与细菌之间。
三、放线菌的繁殖方式
放线菌主要行无性孢子繁殖,也可借菌丝断片繁殖。
四、常见题型
题型:填空题
题例:
1.放线菌的菌丝体主要由 、 和 三种菌丝组成。
题型:问答题
题例:
1.何为放线菌?简述其主要特征。
考点8:蓝细菌的主要特征
一、蓝细菌的主要特征
旧名蓝藻或蓝绿藻,是一类进化历史悠久、革兰氏染色阴性、无鞭毛、含叶绿素 a(但不形成叶绿
体)、能进行产氧性光合作用的大型原核生物。
蓝细菌分布广泛。各种水体、土壤和生物体内外,以及许多极端环境,起源较早,被誉为“先锋生
物”。
形态多样,体积大于细菌,通常直径3~10μm,最大60μm。
构造类似G-菌细胞壁双层,含肽聚糖。具含光合色素的类囊体,有具固氮功能的异形胞。
蓝细菌是N、P等元素污染引起的淡水水体的“水华”和海水的“赤潮”现象的主要元凶。
二、常见题型
题型:问答题
题例:
1.简述蓝细菌的主要特征。
—73—
考点9:支原体、立克次氏体和衣原体的主要特征
一、支原体、立克次氏体和衣原体的一般概念
支原体、立克次氏体和衣原体是三类 G-、营细胞内寄生的小型原核微生物。由支原体→立克次
氏体→衣原体,其寄生性逐步增强,被认为是介于细菌与病毒间的一类原核生物。
二、支原体的主要特征
介于独立生活与细胞内寄生生活之间的最小型原核生物。
无细胞壁,对渗透压敏感,对抗生素敏感(青霉素例外)。
能通过细菌滤器。
细胞膜含有甾醇,较坚硬。
能在人工培养基上培养,在固体培养基上形成“油煎蛋”状小菌落。
如支原体肺炎的病原体。
三、立克次氏体的主要特征
细胞较大。
有细胞壁,对抗生素敏感。
不能通过细菌滤器。
细胞膜无甾醇。
真核细胞内专性寄生。
斑疹伤寒、羌虫热和Q热等严重传染病的病原体。
!立克次氏体由美国医生H.T.Rickets首次发现。
四、衣原体的主要特征
细胞小于立克次氏体。
有细胞壁(但缺肽聚糖),对抗生素敏感。
能通过细菌滤器。
细胞膜无甾醇。
真核细胞内专性寄生。
人类沙眼病、鹦鹉热等的病原体。
!1956年我国微生物学家汤飞凡自沙眼中首次分离出(沙眼)衣原体。
五、常见题型
题型:填空题
题例:
1.美国医生 H.T.Rickets首次发现了 ;我国微生物学家 自沙眼中首次分离
出 。
—83—
周德庆《微生物学教程》考点精讲
题型:问答题
题例:
列表比较支原体、立克次氏体、衣原体和病毒的主要特征。
—93—
第二章 真核微生物的形态、构造和功能
本章主要考点
1.真核微生物概念、类群及特征
2.酵母菌的特征
3.霉菌的特征
考点1:真核微生物概念、类群及特征
一、真核微生物概念
真核生物是一大类细胞核具有核膜,能进行有丝分裂,细胞之中存在线粒体或同时存在叶绿体等
多种细胞器的生物,其中真菌、显微藻类和原生动物等属于真核类的微生物,称为真核微生物。
二、真核微生物的类群
1.真核微生物的主要类群
真核微生物
植物界:显微藻类
动物界:原生动物
菌物界
粘菌
假菌
真菌
单细胞真菌:酵母菌
丝状真菌:霉菌
大型子实体真菌:
{
蕈菌
2.真菌的主要特点
无叶绿素,不能进行光合作用。
一般具有发达的菌丝体。
细胞壁多含几丁质。
营养方式为异养吸收型。
以产生大量无性或(和)有性孢子的方式进行繁殖。
陆生性较强。
—04—
周德庆《微生物学教程》考点精讲
三、真核微生物与原核微生物的一般比较
1 原核生物 真核生物
细胞大小 直径很小,常<2μm 直径较大,常>2μm
胞壁主要成分 多为肽聚糖 纤维素、儿丁质等
细胞膜中甾醇 无(支原体例外) 有
质膜含呼吸或光合组分 有 无
鞭毛 细、简单、中空管状 粗、复杂、9+2型
细胞器 无 有
间体 部分有 无
2 原核生物 真核生物
贮藏物 PHB等 淀粉、糖原等
核糖体 70S 80S
细胞质流动性 无 有
核膜 无 有
组蛋白 无 有
染色体数 一般为1 一般>1
细胞分裂 无丝分裂 有丝分裂或减数分裂
繁殖方式 多无性 有性或无性
3 原核生物 真核生物
氧化磷酸化部分 细胞膜 线粒体
光合作用部分 细胞膜 叶绿体
生物固氮能力 有些有 无
专性厌氧生活 常见 罕见
化能合成作用 有些有 无
鞭毛运动方式 旋转马达式 挥鞭式
遗传重组方式 接合、转导、转化等 有性、准性生殖等
四、原核与真核生物鞭毛的结构比较
项目 原核生物 真核生物
大小 细长(0.01~0.02)
主
要
构
造
游离端
的名称
与构造
鞭毛丝:由大量鞭毛蛋白亚基以
螺旋状排列儿围成;中空,伸长
部位在顶端
鞭杆;“9+2型”结构,即中央有中央鞘包裹的2条平行
的微管蛋白,外围有9条微管二联体围绕,每条微管二联
体上各长出多个动力蛋白臂、微管连丝蛋白和放射辐条
中部 钩形鞘 过渡区
基部
基体:由LPSM四个圆环(G-菌)
或SM2个圆环(G+菌)构成,环
的中央有鞭毛杆串着
基体:为“9+0型”结构,即外围有一圈共9条微管三联
体围绕,而中央无微管蛋白
运动方式
借基体中的圆环旋转带动鞭毛
作旋转运动
借鞭杆中微管二联体等的收缩带动鞭毛作挥鞭运动
—14—
!真核生物的“9+2型鞭毛”:鞭杆横切面的中央可见2个中央微管,周围9个微管二联体围绕
一圈。
五、真核微生物的细胞构造
1.细胞壁
真菌细胞壁主要成分:多糖+少量蛋白质+少量脂类。
低等真菌细胞壁主要成分:纤维素。
酵母菌细胞壁主要成分:甘露聚糖、葡聚糖。
高等陆生真菌细胞壁主要成分:几丁质。
藻类细胞壁主要成分:纤维素骨架+间质多糖。
2.鞭毛与纤毛
某些真核微生物具有鞭毛或纤毛。
具有鞭毛的真核微生物:鞭毛纲的原生动物(如绿眼虫)、藻类、低等水生真菌的游动孢子或配子。
具有纤毛的真核微生物:纤毛纲的原生动物(如草履虫)。
3.细胞膜
相似原核生物细胞。
4.细胞核
真核,有核膜包裹。
真核 =核膜 +染色质 +核仁 +核基质
5.细胞质和细胞器
细胞器:内质网、核糖体、高尔基体、溶酶体、微体、线粒体、叶绿体、液泡、氢化酶体、几丁质体等。
细胞质基质:细胞质内除细胞器以外的透明、粘稠、不断流动的基质,其中含细胞骨架、丰富的酶、
中间代谢产物等,是细胞重要的代谢活动场所。
六、常见题型
题型:填空题
题例:
1.各类真核微生物细胞壁主要成分分别是:酵母菌 ,高等真菌为 ,低等真菌
,藻类为 。
2.细菌在一般情况下是 套基因,真菌通常是有 套基因。
3.原核微生物核糖体类型为 ,而真核微生物核糖体类型为 。
题型:判断题
题例:
1.酵母菌染色体含有组蛋白( )。
—24—
周德庆《微生物学教程》考点精讲
2.细菌染色体含有组蛋白( )。
3.细菌细胞不含线粒体,而真菌的细胞含有( )。
题型:选择题
题例:
1.大多数霉菌细胞壁的主要成份是( )。
A.肽聚糖 B.纤维素 C.几丁质 D.磷壁酸
2.制备酵母菌的原生质体可用( )处理。
A.溶菌酶 B.纤维素酶 C.几丁质酶 D.蜗牛消化酶
3.在叶绿体各结构中,进行光合作用的实际部位是( )。
A.基粒 B.基质 C.类囊体 D.基质类囊体
考点2:酵母菌的特征
一、酵母菌的概念和特点
1.酵母菌的概念
酵母菌一般泛指能发酵糖类、以芽殖或裂殖方式进行无性繁殖的单细胞真菌。
!酵母菌也是无分类学意义的普通名称。
2.酵母菌的特点
一般为单细胞。
多数营出芽繁殖。
能发酵糖类产能。
细胞壁常含甘露聚糖。
常生活在含糖量较高、酸度较大的水生环境。
二、酵母菌的细胞形态、构造和菌落特征
1.酵母菌的形态和大小
形态:一般卵圆形,圆形,圆柱形或柠檬形,有的母细胞分裂后与其子代细胞连在一起成为链状,
称假丝酵母。
大小:大小约1~5×5~30μm,约为细菌的10倍。
2.酵母菌的细胞构造
细胞壁:呈“三明治”结构。外层为甘露聚糖;中间层为蛋白质;内层为葡聚糖。酵母菌细胞壁经
蜗牛消化酶水解后可制备成原生质体。
细胞膜:与原核生物基本相同。
细胞质:有线粒体等细胞器;含有2μm质粒;成熟细胞中有一个大型液泡
细胞核:有核膜包裹;组蛋白与DNA结合成染色体。
—34—
!蜗牛消化酶:如大蜗牛消化液中的酶,包括葡聚糖酶、几丁质酶和甘露聚糖酶等。
3.酵母菌的菌落特征
固体培养基上:通常酵母菌的菌落与细菌相似,但较细菌菌落大、厚、圆、边缘整齐、中央隆起、表
面湿润、粘稠、易被挑起。菌落颜色较为单调,多乳白色,少数红色,个别黑色。由能酒精发酵,菌落会
散发酒香味。
液体培养基:有的长在培养基底部产生沉淀,有的均匀生长,有的在表面形成菌膜。
三、酵母菌的繁殖方式和生活史
酵母菌的繁殖
无性繁殖
芽殖 主要方式
裂殖 少数
无性孢子繁殖
{
少数
→
{
有性繁殖 子囊孢子繁殖
!能行有性繁殖的称真酵母。尚未发现具有有性繁殖的称假酵母。
1.酵母菌的无性繁殖
(1)芽殖 (出芽生殖)
成熟酵母细胞向外凸起,形成一个芽,新合成的壁物质不断地在芽与母细胞间插入,芽不断长大,
同时复制的核与原生质被导入芽内,最终在芽与母细胞间形成横隔壁,并与母细胞分离,形成新的酵
母细胞。
!有些酵母与其子代细胞连在一起成链状,称假丝酵母。
!电镜下母细胞与子细胞分离后,母细胞表面会留下一个芽痕,子细胞相应位置留下一个蒂痕。
(2)裂殖 -二分裂
少数种类酵母细胞类似细菌,长到一定大小后,核分裂,细胞中产生隔膜,断裂后形成新的子细
胞,如裂殖酵母。
(3)无性孢子繁殖
少数酵母菌产生无性孢子进行繁殖,如掷孢酵母产生的掷孢子,孢子被弹射出而得以繁殖。
2.酵母菌的有性繁殖
以形成子囊和子囊孢子的方式进行有性繁殖。
形态相同、性别不同的两个单倍体酵母细胞(n)经过质配、核配、减数分裂形成子囊孢子。
包裹子囊孢子的原有营养细胞称为子囊。
3.酵母菌的生活史
(1)生活史的概念
指由上一代生物个体经一系列生长、发育阶段而产生下一代个体的全部过程。
—44—
周德庆《微生物学教程》考点精讲
(2)酵母菌的生活史过程
(3)酵母菌的生活史类型
营养体既能以单倍体形式又能以二倍体形式存在;具有明显的世代交替现象;二倍体细胞较大、
生活力强,发酵工业多采用二倍体酵母细胞进行生产。如酿酒酵母。
营养体只能以单倍体形式存在;二倍体不能独立生活。如八孢裂殖酵母。
营养体只能以二倍体形式存在;单倍体不能独立生活。如路德酵母。
三、常见题型
题型:名词解释题
题例:芽痕、蒂痕。
题型:填空题
题例:
1.酵母菌无性繁殖的主要方式为 ,有性繁殖形成 孢子;青霉菌无性繁殖产生
孢子。
2.酵母菌的无性繁殖方式主要包括 , 和 等。
题型:选择题
题例:
1.Saccharomycescerevisiae(酿酒酵母)无性繁殖是( )。
A.裂殖 B.芽殖
C.假菌丝繁殖 D.子囊孢子繁殖
2.制备酵母菌的原生质体可用( )处理。
A.溶菌酶 B.纤维素酶 C.几丁质酶 D.蜗牛消化酶
!注意常见拉丁学名的识记。
考点3:霉菌的特征
一、霉菌的概念和特点
1.霉菌的概念
霉菌是丝状真菌的通称,即能引起物品霉变的真菌。通常指那些菌丝体发达又不产生大型肉质
—54—
子实体结构的真菌。
!霉菌也不是分类学上的名词。
二、霉菌的细胞形态、构造和菌落特征
1.霉菌的形态
(1)霉菌的菌丝体
霉菌的菌丝体
营养菌丝:长在培养基内起附着和吸收营养物质作用。
气生菌丝:伸出培养基外的菌丝。
繁殖菌丝:由气生菌丝分化形成,上常产生孢子
{
。
(2)霉菌的菌丝无隔膜菌丝:菌丝无隔膜;细胞多核(菌丝生长时只有细胞核的分裂和菌丝的伸
长,没有细胞数目的增加);占霉菌少数;如毛霉、根霉。
有隔膜菌丝:菌丝有隔膜,多细胞(菌丝生长时细胞核的分裂伴随着细胞数目的增加);占霉菌多
数;如青霉、曲霉。
!有隔膜菌丝的隔膜中央有小孔,两侧细胞质可以沟通,细胞核也可以通过。
(3)霉菌菌丝体的特化形态
a.营养菌丝体的特化形态
假根}吸器
吸收养料
附着胞}附着枝
附着
菌核}菌索
休眠(或休眠及蔓延)
匍匐菌丝:延伸
菌环}菌网
扑食线虫
!毛霉目真菌常在固体基质上形成匍匐菌丝,这类真菌会随着基质的存在而四处蔓延,不能形成
有固定大小和形态的菌落。
b.气生菌丝体的特化形态(子实体)
子实体:指在其里面或上面可产生无性或有性孢子,有一定形态和构造的任何菌丝体组织。
结构简单的子实体:产生无性孢子的分生孢子头(穗)(如青霉、曲霉)、孢子囊(如根霉);产生有
性孢子的担子(如担子菌)。
结构复杂的子实体:产生无性孢子的分生孢子器、分生孢子座、分生孢子盘;产生有性孢子的子囊
果,子囊果按外形分为三种:闭囊壳、子囊壳、子囊盘。
!闭囊壳、子囊壳、子囊盘见后文。
—64—
周德庆《微生物学教程》考点精讲
2.霉菌的大小
霉菌的菌丝呈管状,直径约2~10μm,比杆菌和放线菌宽几倍到几十倍,与酵母菌直径相似。
3.霉菌的细胞构造
细胞壁:大多数为几丁质,少数水生低等霉菌为纤维素。细胞壁经蜗牛消化酶水解后可制备成原
生质体。
细胞膜:与其他真核生物类似。
细胞质:与其他真核生物类似。
细胞核:与其他真核生物类似。
4.霉菌的菌落特征
菌落较大,比细菌菌落大几倍到几十倍。有些霉菌如根霉、毛霉、链孢霉菌落没有固定大小,缘于
其生长很快,菌丝在固体培养及表面蔓延所致。
菌落表面常呈现出肉眼可见的不同结构和色泽特征,这是有孢子的不同形成的。
一般中央的的菌丝菌龄较大,边缘较幼。
质地疏松、干燥如蛛网状、绒毛状、棉絮状等。
三、霉菌的繁殖方式和生活史
丝状真菌生长繁殖
无性繁殖
断裂繁殖{无性孢子繁殖
→
{
有性繁殖 有性孢子繁殖
1.断裂繁殖
(1)菌丝的顶端生长
菌丝各部及其断片都有极性之分,顶端为幼龄端,底端为老龄端。在新鲜培养基里,幼龄端会形
成新的生长点,通过顶端生长使菌丝延长,并可产生分支菌丝。
!顶端 =幼龄端 =新生长点 → 顶端生长
(2)菌丝的群体生长状态
霉菌菌丝在固体培养基或在液体培养基中静止培养时形成菌落;在液体培养基中振荡或通气搅
拌培养时,形成球状颗粒,称为菌丝球。
2.无性孢子繁殖
(1)定义
指不经过两性细胞的结合,由营养细胞(无性孢子)的分裂而形成同种新个体的过程。
(2)特点
无隔膜菌丝一般形成孢囊孢子和厚垣孢子;有隔膜菌丝一般形成分生孢子和节孢子,少数产生厚垣孢子。
无性孢子分散、量大、具一定抗性。
工业生产、实验室研究、动植物真菌性疾病等的传播多为真菌无性孢子所为。
—74—
(3)类型
a.孢囊孢子
霉菌发育到一定阶段菌丝顶端膨大成孢子囊,囊内产生孢囊孢子。孢子成熟后,囊壁破裂,孢子
散出,常见的有毛霉和根霉。
b.厚垣孢子
在菌丝顶端或中间,部分原生质浓缩、变圆、细胞壁加厚形成球形或纺锤性的厚壁孢子如总状毛霉。
c.分生孢子
是霉菌最常见的一类无性孢子。由菌丝分支顶端细胞或分生孢子梗的顶端细胞分割而成的单个
或簇生孢子,如曲霉和青霉。
d.节孢子
菌丝生长到一定阶段,产生许多横膈膜,然后从横膈膜处断裂,产生很多单个孢子,形状为圆柱
形,如白地霉。
(4)无性孢子开始的菌丝生长
—84—
周德庆《微生物学教程》考点精讲
毛霉属 Mucor
根霉属 Rhizopus
葡枝根霉(黑根霉) Rhizopusstolonifer
脉胞菌属 Neurospora
银耳属 Tremela
伞菌属 Agaricus
香菇属 Lentinus
木耳属 Auricularia
平菇 Pleurotusostreatus
曲霉属 ZAspergilus
青霉属 Penicilium
藻类
小球藻属 Chlorela
水绵属 Spirogyra
羽纹硅藻属 Pinnularia
舟形藻属 Navicula
原生动物
眼虫属 Euglena
变形虫属 Amoeba
草履虫属 Paramecium
疟原虫属 Plasmodium
病毒
慢病毒属 Lentivirus引起HIV
核型多角体病毒属 Nucleopolyhedrovirus
烟草花叶病毒属 Tobamovirus
T4噬菌体属 T4-likeviruses
马铃薯纺锤形块茎类病毒属 Pospivioid
羊搔痒因子 Scrapieagent
四、常见题型
题型:名词解释题
题例:模式菌株、菌株、三名法。
—532—
题型:填空题
题例:
1.种的学名由属名+ 两部分组合而成。
题型:判断题
题例:
1.微生物系统分类单元从高到低依次为界、门、纲、科、目、属、种。( )
考点2:微生物在生物界的地位
一、生物的界级分类学说
二界生物:发现微生物之前,所有的生物被分为动物界和植物界。
多界生物分类系统:19世纪中期后,出现了三界、四界、五界甚至六界生物分类学说,直至最后提
出的 “三域”学说。
1977年Woese提出的三域系统
五界生物
原核生物界
原生生物界
真菌界
植物界
动物界
三域生物
古生菌
真细菌{
真核生物
!五界生物分类系统由 Whitaker于1969年提出的。三域 (界)生物分类系统由 Woese于1977
—632—
周德庆《微生物学教程》考点精讲
年提出,后者目前为更多学者所接受。
无论是多界生物分类系统,还是三域生物分类系统,微生物都在其中占据了绝大多数的“席位”,
分别为3/5和2/3强。这就是微生物在整个生物界的“分类地位”。
二、“三域学A说”及其发展
1.进化测量指征的概念
进化的测量指征是指用来测量生物进化的标尺。
进化的测量指征
作为划分类群的主要特征{确定亲缘关系远近的主要依据
2.作为进化的测量指征的条件
进化的测量指征
空间横向:普遍存在于各生物类群中,便于比较。
时间纵向:进化速率相对恒定,即指征的改变量与进化时间成正比{ 。
3.进化指征的选择
(1)表型特征作为生物进化的指征
20世纪70年代以前,生物类群间的亲缘关系主要是根据表型特征来判断。但依靠表型特征无法
解决微生物的系统发育问题,微生物进化的化石证据更是难觅
无法解决微生物的系统发育问题
↓
无法绘制科学的全生命进化系统发育树
(2)生物大分子作为生物进化的指征
大量研究表明,蛋白质、RNA和DNA序列进化的显著特点是速率相对恒定,其分子序列进化的改
变量与分子进化的时间成正比。
20世纪70年代后这些生物大分子被看作“分子计时器”或“进化钟”。
生物大分子
蛋白质
→RDA 16(18)SrRNA{
DNA
这些生物大学分子被看作分子计时器,尤其是16(18)SrRNA被公认为一把好的谱系分析的“分
子尺”。
16SrRNA作为进化指征的理由
任何原核生物、任何时间都存在,且在漫长进化历程中,功能不变。
同时含有高度保守、中度保守和高度变化的序列,适于进化距离不同的各类生物亲缘关系的
研究。
相对分子质量大小适中(约1540个 bp);含有足义广泛比较各类生物的信息量;在细胞中含量
大,易于提取。
—732—
真核生物中的同源分子是18SrRNA。
!20世纪70年代以前,生物进化研究之所以未取得突破性进展,重要原因就在于未找到一把可
测量所有生物进化关系的尺子。这把“尺子”是美国学者伍斯(CarlWoese)70年代首先发现的,他用
这把尺子对微生物系统发育进行了开拓性研究,发现了生命的第三种形式———古生菌。
4.如何以 rRNA分子尺研究进化
(1)一般过程
(2)rRNA序列测定和分析
rRNA序列测定和分析
寡核苷酸编目分析法{全序列分析法
!伍斯的三域理论,就是采用寡核苷酸编目分析法对大量的微生物 16srRNA进行分析比较后提
出来的。
(3)确立系统发育关系 -系统发育树
系统发育树:概括各类生物之间亲缘关系的树状分枝图型。
分子系统树:基于生物大分子序列差异构建的系统树。
全生命系统树
结:指系统树的末端和分枝连接点均代表生物类群,其中末端的结代表现存种类。
系统树的时间比例:两个结之间的长度表示了分子序列的差异大小。
伍斯的全生命系统树
Woese对60多株细菌16SrRNA序列比较后提出了生命的第三种形式-古细菌。
—832—
周德庆《微生物学教程》考点精讲
古细菌具有既不同细菌也不同于真核生物的序列特征,而它们之间却具有许多共同的序列特征。
生物分成为三界(后改称三域):真细菌、古细菌和真核生物。
为了避免把古细菌误作细菌的一类,1990年,又把三界(域)改称为:Bacteria(细菌)、Archaea(古
生菌)和Eukarya(真核生物),并构建了三界(域)生物的系统树。
有根系统树的意义:该系统树勾勒了生物进化的大致轮廓,不仅表示现存种类的亲疏,而且反映
出它们有共同的起源及进化方向。
树根:树根部的结代表地球上最先出现的生命,它是现有生物的共同祖先,生物最初的进化就从
这里开始。
分支:原始祖先最初先分成两支:一支发展成细菌(真细菌);另一支发展成古生菌和真核生物。
进化关系:古生菌和真核生物之间的关系较近,与细菌之间的关系较远;真核生物离共同祖先最
远,它们是进化程度最高的生物种类。
CarlWoese的 rRNA进化树完美无缺?
随着越来越多的微生物的全基因组序列的测定,人们发现生物在进化中存在着非常广泛的水平
基因转移现象,因此,很多科学家都认为不能仅靠对16SrRNA或18SrRNA的序列比较来确定生物之
间的亲缘关系,还必须借助各种信息对这个进化树进行改进。
三、常见题型
题型:名词解释题
题例:三域学说。
题型:填空题
题例:
1. 的三域理论,是采用寡核苷酸编目分析法对大量的微生物 进行分
析比较后提出来的。
2.Woese对60多株细菌16SrRNA序列比较后提出了生命的第三种形式- 。
考点3:微生物分类系统纲要
一、伯杰氏原核生物分类系统纲要
《伯杰氏手册》是国际上通用的原核生物分类鉴定的工具书。
《伯杰氏手册》第一版名为《伯杰氏鉴定细菌学手册》主要编者为美国美国宾夕法尼亚大学的细
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菌学教授伯杰(D.Bergey)及其同事,1994年该手册出版至第九版。
由于(G+C)mol%测定、核酸杂交、16SrRNA寡核苷酸序列测定等新技术和指标的引入原核生物
分类从表型和实用性鉴定指标为主的旧体系向鉴定遗传型的系统进化分类新体系逐渐转变,1980s初
由多国科学家合作编写了4卷本的新手册,书名改为《伯杰氏系统细菌学手册》,简称《系统手册》,并
于1984~1989年间分4卷陆续出版《系统手册》第一版未能进行真正的系统分类,但它仍然是目前国
际上进行细菌分类和鉴定的主要参考文献,还可为应用研究提供丰富的资料。
《系统手册》第二版从2000年期分5卷陆续发行。
与第一版比较,《系统手册》第二版最大的变化是:在很大程度上根据系统发育资料而不是表型特
征对分类单元进行了相当大的调整。
将原核生物分为分成古生菌界和细菌界,相当于三域学说的2个域。古生菌界共包括2门、5组、
8纲、11目、17科、63属、208种;而细菌界共包括16门、26组、27纲、62目、163科、814属、4727种。
因此至2002年,所记载过的整个原核生物共有4935种。
《伯杰氏手册》是目前进行原核生物分类、鉴定的最重要依据,其特点是描述非常详细,包括对细
菌各个属种的特征及进行鉴定所需做的实验的具体方法。
二、Ainsworth等人的菌物分类系统纲要
菌物界:由我国学者裘尾蕃等于1990年提出的,这是指与动物界、植物界相并列的一大群无叶绿
素、依靠细胞表面吸收有机养料、细胞壁一般含有几丁质的真核微生物。一般包括真菌、粘菌和假菌
(卵菌等)3类。
Ainsworth等人的菌物分类系统:AinsworthandBisby‘sDictionaryofFungi(7thEd)(《安·贝氏菌
物词典》第七版)为目前学术界较广泛采用菌物分类系统。
《安·贝氏菌物词典》第七版
菌物界
粘菌门
真菌门
鞭毛菌亚门
接合菌亚门
子囊菌亚门
担子菌亚门
半知菌亚门
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周德庆《微生物学教程》考点精讲
动物界、植物界与真菌界的比较
三、常见题型
题型:填空题
题例:
1.真菌被划分为 、 、 、 和 亚门。
2.目前学术界较广泛采用菌物分类系统为 。
3.《伯杰氏手册》是国际上通用的 生物分类鉴定的工具书。
考点4:微生物分类鉴定的方法
一、微生物分类鉴定方法发展的4个水平
分类鉴定
分类鉴定特征
表型特征{遗传型特征
能够稳定区分不同微生物类群的特征
分类鉴定技术
测定微生物分类鉴定特征的技术方法
表型特征
以实用为目的,在微生物鉴定中仍广泛应用,易于测定。
用于系统分类,建立新分类单元时,应与遗传型特征结合使用,才能作出正确分类。
遗传型特征
研究微生物之间的亲缘关系,建立分类单元的主要依据。
测定往往需要高新技术和较多耗费。
微生物分类鉴定方法发展的4个水平
细胞形态和习性水平:微生物的形态特征、运动性、酶反应、营养要求、生长条件、代谢特性、致病
性、抗原性和生态学特性等。(采用经典研究方法)。
细胞组分水平:细胞壁、脂类、醌类和光合色素等成分的分析等。(除常规技术外,采用红外光谱、
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气象色谱、高效液相色谱HPLC和质谱分析等新技术)。
蛋白质水平:蛋白质组成及结构特征。(包括氨基酸序列分析、凝胶电泳、和各种免疫标记技术等)。
核酸水平:核酸的组成和结构特征。(包括 G+Cmol%的测定、核酸分子杂交、16S或18SrRNA
寡核苷酸序列分析、重要基因序列分析和全基因组测序等)。
微生物菌种鉴定的基本步骤
获得纯培养→测定鉴定指标→查找权威性的菌种鉴定手册
二、微生物分类鉴定中的经典方法
经典的分类鉴定方法,是相对于现代分类鉴定方法而言的,通常指长期以来在常规鉴定中普遍采
用的一些形态、生理、生化、生态、生活史和血清学反应等指标,
1.经典鉴定指标
经典指标
形态
群体:菌落形态,在半固体或液体培养基中的生长状态等
个体:细胞形态,染色反应,{ 各种特殊构造等
生理、生化反应
营养要求:能源,氮源,生长因子等
酶:产酶种类和反应物性等
代谢产物:种类,产量,显色反应等
对药物的敏感性
生态特性:生长温度,对氧的需要,pH、宿主种类等
生活史,有性生殖特点
血清学反应
噬菌体的敏感性
其它
形态学特征:始终是微生物分类鉴定的重要依据之一;也是系统发育相关性的一个标志。
生化特征:微生物间生理生化特征的比较其实是对基因组的间接比较。大量原核生物的属和种,
仅仅根据形态学特征是难以区分和鉴别的,所以生理生化特征往往是细菌分类鉴定的主要特征。
抗原特征:即血清学反应特征,主要用于种内血清型的划分,在医学上有重要意义。
对噬菌体敏感性:噬菌体裂解试验特征,主要用于种内噬菌体分型,鉴定中应用相对较少。
2.微生物的微型、简便、快速或和自动化鉴定技术
微生物的鉴定除了可用常规方法外,近几十年来发展起了许多快速鉴定及自动化分析技术。较
有代表性的有:“API”系统、“Enterotube”系统和“Biolog”系统等。
API系统
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周德庆《微生物学教程》考点精讲
Enterotube系统 Biolog系统
(1)“API”系统、“Enterotube”系统(微量多项试验鉴定系统)
微量多项试验鉴定系统是生产加工并商品化销售的各种简易微量生理生化试验系统。
基于某类微生物的生理生化特征,配制各种培养基,并分别(约0.1ml)加入在同一塑料条(板或
管)上的各分隔室中,冷冻干燥脱水,制成检测卡。
优点是简便、经济,不需复杂、昂贵的实验设备和技术条件,具有推广价值。
(2)“Biolog”系统
由美国Biolog公司于1989年开发推出的Biolog系统。是基于微生物对该系统96孔板中 C源利
用的特征来鉴定微生物。该方法根据微生物群落对微平板内95种C源的利用度,获得某一纯培养的
碳源利用指纹图谱,与数据库对照,可以自动鉴定微生物。
三、微生物分类鉴定中的现代方法
经典的分类鉴定方法,是相对于现代分类鉴定方法而言的,通常指长期以来在常规鉴定中普遍采
用的一些形态、生理、生化、生态、生活史和血清学反应等指标,
1.现代分类鉴定常用的遗传型特征
(1)DNA的碱基比例的测定 :(G+C)mol%
(G+C)mol%
简称“GC比”。用DNA分子中鸟嘌呤(G)和胞嘧啶(C)占全部碱基的摩尔百分比来表示各类生
物的DNA碱基组成特征。这是目前发表任何微生物新种时所必须的重要指标。
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(G+C)mol% = G+C
A+T+G+C×100%
(G+C)mol%的分类意义
亲缘关系相近的种,其基因组的核苷酸序列相近,故两者的GC比也相近。
GC比差距很大的两种微生物,他们的亲缘关系必然较远。
GC比是建立新分类单元的可靠依据。同一种内的不同菌株(G+C)含量差别通常应在2.5% ~
4%;同一属内的不同种的差别应在5%~10%;不同属的差别应>10%。
G+C含量差别大的种类,亲缘关系一定较远;含量相似的种类,亲缘关系不一定相近。因此 G+
C含量相似只表明有亲缘关系相近的可能性,是否真正同源,还有待碱基排列顺序的分析比较或其他
特征的进一步证实。
(3)测定DNA碱基组成(G+C% )的方法
解链温度(meltingtemprature,Tm)法
浮力密度法{
高效液相色谱法
解链温度(meltingtemprature,Tm)法:
又称热变性温度法。在DNA双链的碱基对中,AT间形成2个氢键,结合较弱,GC间形成3个氢键,结
合较牢。DNA双链在一定离子强度和pH下逐步加热变性时,随着碱基对间氢键的不断打开,互补双链逐
步变为单链,导致核苷酸中碱基的陆续暴露,在260nm处紫外吸收值明显增加,这就是增色效应。当双链完
全变成单链,紫外吸收就停止增加,这种由增色效应反映出来的打开氢键的DNA热变性过程,是在一个狭
窄的温度范围内完成的。在此过程中,紫外吸收增高的中点值所对应的温度即为Tm值。
(2)核酸分子杂交法
按碱基的互补配对原理,用人工方法对两条不同来源的单链核酸进行复性(即退火),以构建新的杂合
双链核酸的技术,称为核酸杂交。包括:DNA-DNA、DNA-RNA和RNA-RNA二条单链间的杂交。
一般认为,DNA-DNA杂交同源性超过60%的菌株可以是同种,同源性超过70%者是同一亚种,
同源性60%~70%是不同亚种,而同源性在20%~60%范围内时,则属于同一个属。
DNA-DNA杂交测定核酸同源性
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周德庆《微生物学教程》考点精讲
核酸探针
能与被检测的特定核苷酸序列(靶序列)互补结合,而不与其他序列结合的,带标记的单链 DNA
或RNA分子片段。
作为探针的已知DNA或RNA片段一般为30~50核苷酸长,可用化学方法合成或者直接利用从
特定细胞中提取的mRNA。探针必须预先标记以便检出杂交分子。标记方法有多种,常用的为同位
素标记法和生物素标记法。杂交方法又可分为液相杂交和固相杂交。
固相杂交(DNA-DNA杂交)
单链DNA(待测菌株)
转硝酸纤维素膜
加入放射性标志参照菌DNA(单链)
洗去未杂交DNA
闪烁计数器计数测定放射强度
1.DNA同源性≥60%(同种)
2.DNA同源性≥70%(同亚种)
3.DNA同源性60~70%(不同亚种)
4.DNA同源性20~60%(同属)
(3)rRNA寡核苷酸编目分析
通过分析原核细胞或真核细胞中最稳定的rRNA寡核苷酸序列同源性程度,以确定不同生物间的
亲缘关系和进化谱系的方法。
基本原理:用一种RNA酶水解rRNA后,可产生一系列寡核苷酸片段,如果两种或两株微生物的
亲缘关系越近,则其所产生的寡核苷酸片段的序列也越接近,反之亦然。
(4)16srRNA核苷酸序列分析(DNA-PCR法)
提取DNA
PCR扩增16SrRNA
PCR产物纯化
16SrRNA序列测定
递交Genbank检索
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1.SAB≥95%(同种)
2.SAB=85~95%(同属)
3.SAB≤85%(不同属)
相似性 SAB结果的一般判断
(5)微生物全基因组序列的测定
对微生物全基因组序列的测定是目前国际生命科学领域掌握某微生物全部遗传信息的最佳途径。
2.氨基酸顺序
氨基酸顺序与系统发育:氨基酸顺序与编码基因密切相关。可以通过比较同源蛋白质的氨基酸
序列来分析不同生物间的系统发育关系。
氨基酸序列相似性与亲缘关系:氨基酸序列相似性越高,亲缘关系愈近。
常用测试蛋白:细胞色素蛋白、组蛋白、热休克蛋白、转录与翻译的蛋白以及许多代谢酶。
3.蛋白质指纹图谱分析
蛋白质指纹图谱:当把一个菌株所产生的系列蛋白质在标准条件下电泳,就会产生特征性的电泳
区带组成的电泳图谱,即“蛋白质指纹图谱”。
蛋白质指纹图谱与亲缘关系:亲缘关系相近的菌株应具有相似的蛋白质,它们的蛋白质指纹图谱
也应相似,反之亦然。
4.数值分类法(统计分类法)
通过广泛比较一批分类单位(操作分类单位 OUT,或称比较的实体)的大量性状(变量)特征,计
算实体间的相似性(如相关系数),根据相似性数值划分类群的一种分类方法。
数值分类法的一般过程
菌株选择(操作分类单位 OUT)
选择和测定比较特征(变量)
数字编码
计算机分析相似性
绘出树状聚类图
列出相似度矩阵(比较10个菌株间的相似性)
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周德庆《微生物学教程》考点精讲
将矩阵图转换成树状谱(比较10个菌株间的相似性)
1.S(相似值)≥85%(同种)
2.S(相似值)≥65%(同属)
3.S(相似值)≤65%(亲缘关系较远)
数值分类法与传统分类法的比较
四、常见题型
题型:名词解释题
题例:API细菌数值鉴定系统、蛋白质指纹图谱、核酸探针、(G+C)mol%、解链温度(melting
temprature)
题型:问答题
题例:
1.微生物的哪些表型特征可作为其分类鉴定的依据?
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