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生物小课堂No10微生物学怎么学

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新型冠状病毒引起的肺炎疫情来势汹汹,在督促同学们做好防护措施的同时,党员们也充分发挥了模范作用,以身作则。而生命学院第三党支部的党员和预备党员们也在疫情期间自发为低年级同学整理起了部分课程的重点知识,借此鼓励和督促同学们利用好假期的时间,提升自我。

张豪飞学长:

我是生命学院生工班班长张豪飞,目前是一名预备党员。“在疫情防控一线,鲜红的党旗高高飘扬,一个个战斗堡垒巍然矗立,一名名共产党员挺身而出,用自己的实际行动书写着对党和人民的忠诚。”我作为一名大学生党员,必将拥护党中央的决策部署,与党中央统一思想和行动,坚定信心,尽己所能,担起抗击疫情的责任。在党的领导下,全国人民的支持下,疫情定将早日结束。

与此同时,张豪飞学长还贴心地为我们整理了微生物学课程的部分知识。希望大家在特殊时期,即使宅在家中,也要认真学习,有所收获呀!

01

绪论

1.什么是微生物?

微生物:微生物是形体微小、单细胞或个体结构简单的多细胞、甚或无细胞结构,用肉眼看不见或看不清的低等生物的总称。

2.微生物学五个发展历史时期及其代表人物:

科赫法则:判定某种微生物引起特定疾病,必须同时满足相关性(这种微生物必须在所有患该疾病的生物体内都存在,但在健康生物体内不存在)、可分离培养(必须将该微生物分离出来,做纯种培养)、可人工感染(用分理出的微生物接种于健康宿主时,必须能够引起同样程度的疾病)、可再分离(从接种感染的生物体内可再次分离得到该微生物)。

3.微生物的五大共性:

1:体积小,面积大;

2:吸收多,转化快;

3:生长旺,繁殖快;

4:适应强,易变异;

5:分布广,种类多。

其中最基本的特性是体积小,面积大。

02

第一章:原核生物的形态、构造和功能

原核生物:即广义的细菌,指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。

根据外表特征把原核生物粗分为六种类型,即细菌(狭义的)、放线菌、蓝细菌、支原体、立克次氏体和衣原体。可简记为“三菌三体”。

第一节:细菌

1.细菌:是一类细胞细短、结构简单、胞壁坚韧、多以二分裂方式繁殖和水生性较强的原核生物。

2.基本形态:

球菌:根据空间排列方式不同,又分为单、双、链、四联、八叠、葡萄球菌。

杆菌:杆状或圆柱形。

螺旋菌:细胞呈曲杆状。

3.细胞壁:是位于细胞最外的一层厚实、坚韧的外被,只要成分为肽聚糖,具有固定细胞外形和保护细胞不受损伤等多种生理功能主要功能:

①固定细胞外形和提高机械强度

②为细胞的生长、分裂和鞭毛运动所必须

③阻拦大分子有害物质(某些抗生素和水解酶)进入细胞

④赋予细菌特定的抗原性以及对抗生素和噬菌体的敏感性。

4.革兰氏染色法:用于区分革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌的一种复染法,主要步骤包括初染、媒染、脱色、复染。

阳性菌呈紫色,阴性菌呈红色。

原理:通过结晶紫初染和碘液媒染后,在细胞壁内形成了不溶于水的结晶紫与碘的复合物,革兰氏阳性菌由于其细胞壁较厚、肽聚糖网层次较多且交联致密,故遇乙醇脱色处理时,因失水反而使网孔缩小,再加上它不含类脂,故乙醇处理不会出现缝隙,因此能把结晶紫与碘复合物牢牢留在壁内,使其仍呈紫色;而革兰氏阴性菌因其细胞壁薄、外膜层类脂含量高、肽聚糖层薄且交联度差,在遇脱色剂后,以类脂为主的外膜迅速溶解,薄而松散的肽聚糖网不能阻挡结晶紫与碘复合物的溶出,因此通过乙醇脱色后仍呈无色,再经沙黄等红色染料复染,就使革兰氏阴性菌呈红色。

5.革兰氏阳性菌的细胞壁,是一层厚而致密的肽聚糖和磷壁酸组成。肽聚糖的肽链之间通过5个甘氨酸交联着。

革兰氏阴性菌的细胞壁则是多层结构,从内到外依次是:薄薄的肽聚糖层,脂蛋白层/周质层,磷脂层和脂多糖层。革兰氏阴性菌的肽聚糖结构也和革兰氏阳性菌的有所不同,肽链是直接交联在一起的。

6.四种缺壁细胞:

L型细胞:专指那些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损菌株。

原生质体:指在人为条件下,用溶菌酶除尽原有细胞壁或用青霉素抑制新生细胞壁后合成,所得到的仅有一层细胞膜包裹的圆球状渗透敏感细胞。

球状体:又称原生质球,指还残留了部分细胞壁(尤其是革兰氏阴性细菌外膜层)的原生质体。

支原体:是长期进化过程中形成的、适应自然生活条件的无细胞壁的原核生物。

7.细胞膜的生理功能:

①能选择性的控制细胞内、外的营养物质和代谢产物的运送

②是维持细胞内正常渗透压的结构屏障

③是合成细胞壁和糖被有关成分(如肽聚糖、磷壁酸、脂多糖和荚膜多糖等)的重要场所

④膜上含有与氧化磷酸化或光合磷酸化等能量代谢有关的酶系,故是细胞的产能基地

⑤是鞭毛基体的着生部位,并可提供鞭毛旋转运动所需的能量

8.核区特点:

①无核膜、核仁,无固定的形状。(球、哑铃、带状、网状等)

②无拟真核生物的染色结构。在细胞质的中心或边缘区,一个紧密缠迭在一起的微细DNA细教区,称核体。或环状、双链、闭合(共价)大型DNA分子,称拟核。

9.糖被概念:包被在某些细菌细胞壁外的一层厚度不定的透明胶状物质。

功能:①保护作用②贮藏养料③作为透性屏障和离子交换系统④表而附着作用⑤细菌间的信息识别作用。

鉴别:细菌菌落,产荚膜,表面湿润有光泽,粘液状(S型)

不产荚膜,表面粗糙干燥(R型)

10.鞭毛结构

原核:有基体、钩形鞘和鞭毛丝三部分组成

真核:"9+2”型:中间1对微管,外围9个微管二联体。

11.芽孢概念:某些细菌在其生长发育后期,在细胞内形成的一个圆形或椭圆形、厚壁、含水量低、抗逆性强的休眠结构,称为芽孢。

12.细菌繁殖:主要为裂殖,只有少数种类进行芽殖

(1)裂殖:一个细胞通过分裂形成两个子细胞的过程。

①二分裂:一个细胞在其对称中心形成一隔膜,进而分裂成两个形态、大小和构造完全相同的子细胞(典型二分裂)不等二分裂其结果产生两个在外形、构造上有明显差别的子细胞

②三分裂

③复分裂:(蛙弧菌的生殖方式)

(2)芽殖:在母细胞表面(尤其在其一端)先形成一个小突起,待其长大到与母细胞相仿后再相互分离并独自生活的一种繁殖方式。凡以这种方式生殖的细菌,统称芽生细菌。

13.细菌菌落特点:一般呈现湿润、较光滑、较透明、较粘稠、易挑取、质地均匀以及菌落正反面或边缘与中央部位的颜色一致等。

第二节:放线菌

1.放线菌:是一类呈丝状生长、菌落呈放射状、以孢子繁殖的陆生性较强的革兰氏阳性菌。

2.形态构造:分为基质菌丝又称为基内菌丝体、营养菌丝或一级菌丝;气生菌丝又称二级菌丝;气生菌丝成熟分化为孢子丝,并通过横割分裂产生成串的分生孢子。

3.繁殖方式:①分生孢子:放线菌长到一定阶段,一部分气生菌丝形成孢子丝,孢子丝成熟便分化形成许多孢子,称为分生孢子。孢子的产生通过两种横隔分裂方式。

②孢囊孢子:有的放线菌由菌丝盘卷形成孢囊,其间产生横隔,产生孢子。孢囊成熟后,释放出孢囊子。孢囊可以在气生菌丝上,也可在基内菌丝上形成。

③基内菌丝断裂:诺卡氏菌属当营养菌丝成熟后,会以横割分裂方式突然产生形状、大小较一致的杆菌状、球状或分枝状的分生孢子。

④任何菌丝片段:放线菌也可借菌丝断裂的片段,形成新菌丝体,这种现象常见于液体培养。工业发酵生产抗生素时,放线菌就以此方式大量繁殖。如果静置培养,培养物表面往往形成菌膜,膜上也可生出孢子。

第三节:蓝细菌

1.蓝细菌:又名蓝藻,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。

2.细胞几种特化形式:①异形胞,是存在于丝状体蓝细菌中的较营养细胞稍大、色浅、壁厚、位于细胞链中间或末端、且数目少而不定的特化细胞。异形胞是固氮蓝细菌的固氮部位。

②静息孢子,是一种着生于丝状体细胞链中间或末端的形大、色深、壁厚的休眠细胞,胞内有贮藏性物质,具有抗干旱或冷冻的能力。

③链丝段又称连锁体或藻殖段,是长细胞断裂而成的短链段,具有繁殖功能。内孢子是少数蓝细菌种类在细胞内形成许多球形或三角形的内孢子,成熟后可释放,具有繁殖功能。

第四节:枝原体、立克次氏体和衣原体

三者同属革兰氏阴性,代谢能力差、主要营细胞内寄生,小型原核生物。从枝原体、立克次氏体到衣原体,其寄生性逐步增强。

03

第二章:真核微生物形态、构造和功能

第一节:真核微生物概述

1.真核微生物:真菌、显微藻类和原生动物等属于真核生物类的微生物。

2.真核生物与原核生物的比较:

3.主要类群:

4.细胞器:

第二节:酵母菌

1.酵母菌:一般泛指能发酵糖类的各种单细胞真菌。

2.特点:①个体一般以单细胞状态存在②多数营出芽生殖③能发酵糖类产能④细胞壁常含甘露聚糖⑤常生活在含糖量较高、酸度较大的水生环境中。

3.形态结构:

细胞壁:外层为甘露糖,内层为葡聚糖(为主)(赋予细胞壁以机械强的的成分),中间夹着一层蛋白质(包括多种酶类),周围还有少量几丁质成分。

细胞膜:主要为蛋白质(约占干重50%)。类脂(约40%)和少量糖类。

细胞核:遗传信息主要贮存库。

鞭毛:"9+2”型:中间1对微管,外围9个微管二联体

其他构造:大液泡(成熟);杆状或球状线粒体(有氧条件),无嵴没有氧化磷酸化功能的线粒体(缺氧条件)。

4.繁殖方式:

无性繁殖

(1)芽殖最常见:母细胞出“芽”,每个“芽”成为一个新个体

(2)裂殖:①菌丝体的断裂片段产生新个体②营养细胞分裂产生子细胞

(3)产生无性孢子:每个孢子可萌发为新个体

有性生殖:一般通过邻近的两个形态相近而性别不同的细胞各自伸出一根管状的原生质凸起相互接触、局部融合并形成一条通道,再通过质配(两个细胞的原生质配合),核配(两个细胞里的核配合),减数分裂形成4或8个子核,然后各自与周围的原生质结合在一起,再在其表面形成一层孢子膜,这样一个个子囊孢子就成熟了。

5.菌落特点:(与细菌相仿)一般呈现较湿润、较透明、表面较光滑,容易挑起,菌落质地均匀,正面与反面以及边缘与中央部位的颜色较一致宏观较大、较厚、外观较稠和较不透明;颜色单调,多以乳白色或矿烛色为主,少数红色,个别黑色;边缘整齐或粗糙,有酒香味。

第三节:丝状真菌——霉菌

1.形态和构造:

第四节:产大型子实体的真菌——蕈菌

1.蕈菌又称为伞菌,通常是指那些能形成大型肉质子实体的真菌,包括大多数担子菌类和极少数的子囊菌类。

2.蕈菌发育的五个阶段:①形成一级菌丝:担孢子萌发,形成由许多单核细胞构成的菌丝,称一级菌丝

②形成二级菌丝:不同性别的一级菌丝发生接合后,通过质配形成了由双核细胞构成的二级菌丝,它通过独特的“锁状联合”,即形成喙状突起而连合两个细胞的方式不断使双核细胞分裂,从而使菌丝尖端不断向前延伸

③形成三级菌丝:到条件合适时,大量的二级菌丝分化为多种菌丝束,即为三级菌丝

④形成子实体:菌丝束在适宜条件下会形成菌蕾,然后再分化、膨大成大型子实体

⑤产生担孢子:子实体成熟后,双核菌丝的顶端膨大,其中的两个核融合成一个新核,此过程称核配,新核经两次分裂(其中有一次为减数分裂),产生4个单倍体子核,最后在担子细胞的顶端形成4个独特的有性抱子,即担抱子。

3.锁状联合过程:①双核菌丝的顶端细胞开始分裂时,在其两个细胞核间的菌丝壁向外侧生一喙状突起,并逐步伸长和向下弯曲

②两核之一进入突起中

③两核同时进行一次有丝分裂,结果产生4个子核

④在4个子核中,来自突起中的两核,其一仍留在突起中,另一则进入菌丝尖端

⑤在喙状突起的后部与菌丝细胞交界处形成一个横隔,在第二、三核间也形成一横隔,于是形成了3个细胞。一个位于菌丝顶端的双核细胞、接着它的另一个单核细胞和由喙状突起形成的第三个单核细胞

⑥喙状突起细胞的前端与另一单核细胞接触,进而发生融合,接着喙状突起细胞内的一个单核顺道进入,最终在菌丝上就增加了一个双核细胞。

同学们宅在家也不要忘记学习哦!

素材来源:张豪飞

网络编辑:杨佳洁

审核:李佳宁

责任编辑:陈悦




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