微生物学教程(周德庆第三版)重点1-7章

绪论 微生物与人类

微生物是一切肉眼看不见或看不清的微小生物的总称。个体微小（一般小于0.1nm）、构造简单。

微生物种类：①原核类：细菌（真细菌，古生菌），放线菌，蓝细菌，枝原体，立克次氏体，衣原体。②真核类：真菌（酵母菌，霉菌，蕈[xun]菌），原生动物，显微藻类。③非细胞类：病毒，亚病毒（类病毒，拟病毒，朊病毒）。

微生物五大共性：体积小，面积大；吸收多，转化快；生长旺，繁殖快；适应强，易变异；分布广，种类多。

第一章 原核生物的形态、构造和功能

一般构造：细胞壁，细胞膜，细胞质，核区。特殊构造：鞭毛，菌毛，性菌毛，糖被（包括荚膜和粘液层）和芽孢，伴孢晶体。

细胞壁是细胞的外被，主要成分肽聚糖。功能：①固定细胞外形和提高机械强度②为细胞生长、分裂和鞭毛运动所必需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⑤与革兰氏染色反应密切相关

革兰氏阳性细菌细胞壁：磷壁酸，脂磷壁酸，肽聚糖。厚度大（20层），90%肽聚糖和10%磷壁酸。

革兰氏阴性细菌细胞壁：肽聚糖，脂蛋白，磷脂，脂多糖，孔蛋白，外膜蛋白。壁薄，层次多，成分复杂，机械强度较弱。

革兰氏染色法：涂片固定→结晶紫初染→碘液媒染→乙醇脱色→番红覆染 阳性菌：紫色。阴性菌：红色。 缺壁细菌1.实验室中形成：①自发缺壁突变：L型细菌。②人工方法去壁：彻底除尽（原生质体）、部分去除（球状体）2.自然界长期进化中形成：枝原体。

L型细菌：专指稳定的L型即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。

芽孢形成：①DNA浓缩，形成束状染色体；②细胞膜内陷，细胞发生不对称分裂，其中小体积部分即为前芽孢；③前芽孢的双层隔膜形成，这时芽孢的抗热性提高；④在上述两层隔膜间充填芽孢肽聚糖后，合成DPA-Ca(吡啶2，6-二羟酸钙)，开始形成皮层，再经脱水，使折光率提高；芽孢衣合成结束；⑥皮层合成完成，芽孢成熟，抗热性出现；⑦芽孢囊裂解，芽孢游离外出。

渗透调节皮层膨胀学说：芽孢的耐热性在于芽孢衣对多价阳离子和水分的透性很差以及皮层的离子强度很高，这就使皮层产生了极高的渗透压去夺取芽孢核心中的水分，其结果造成皮层的充分膨胀和核心的高度失水，正是这种失水的核心才赋予了芽孢极强的耐热性。

放线菌：是一类主要呈菌丝状生长和一孢子繁殖的陆生性较强的原核生物。也可以将其定义为一类主要呈丝状生长和以孢子繁殖的革兰氏阳性细菌。

枝原体，立克次氏体，衣原体寄生性逐步增强，是介于细菌和病毒间的一类原核生物。 枝原体的特点：①细胞很小，光镜下勉强可见；②细胞膜含甾[zai]醇，比其他原核生物的膜更坚韧；③因无细胞壁，故呈革兰氏阴性细菌且形态易变，对渗透压较敏感，对抑制细胞壁合成的抗生素不敏感；④菌落小（0.1~1.0mm），在固体培养基表面呈特有的“油煎蛋”状；⑤以二分裂和出芽等方式繁殖；⑥能在含血清、酵母菌和甾醇等营养丰富的培养基上生

长；⑦多数能以糖类作能源，能在有氧或无氧条件下进行氧化型或发酵型产能代谢；⑧基因组很小，仅为0.6~1.1Mb；⑨对能抑制蛋白质生物合成的抗生素（四环素，红霉素等）和破坏含甾醇的细胞膜结构的抗生素（两性霉素、制霉菌素等）都很敏感。

衣原体特点：①有细胞构造；②细胞内同时含有DNA和RNA两种核酸；③有细胞壁（但缺肽聚糖），革兰氏阴性；④有核糖体；⑤缺乏产生能量的酶系，须严格细胞内寄生；⑥以二分裂方式繁殖；⑦对抑制细菌的抗生素和药物敏感；⑧只能使用鸡胚卵黄囊膜、小白鼠腹腔或HeLa细胞组织培养物等活体进行培养。

第二章 真核微生物的形态，构造和功能

真核生物是一大类细胞核具有核膜，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多种细胞器的生物。真菌、显微藻类和原生动物等是属于真核生物类的微生物，故称为真核微生物。 比较项目 核膜 DNA含量 组蛋白 细胞核 核仁 染色体数 有丝分裂 减数分裂 生理特征

氧化磷酸化部位 真核生物 有 有 有 一般＞1 有 有 线粒体 原核生物 无 无 无 一般为1 无 无 细胞膜 低（约5%） 高（约10%）

真菌特点：①无叶绿素，不能进行光合作用；②一般具有发达的菌丝体；③细胞壁多含几丁质；④营养方式为异养吸收性；⑤以产生大量无性和有性孢子的方式进行繁殖；⑥陆生性较强。

酵母菌特点：①一般以单细胞非菌丝状态存在；②多数营出芽繁殖；③能发酵糖类产能；④细胞壁常含甘露聚糖；⑤常生活在含糖较高、酸度较大的水生环境中。

酵母菌细胞壁外层为甘露聚糖，内层为葡聚糖。细胞膜由三层结构组成：球状蛋白，磷脂，甾醇。（成分：蛋白质，脂质，糖类）

酵母菌繁殖方式：无性——芽殖、裂殖、产无性孢子。有性（产子囊孢子）。

营养菌丝体：密布在固体培养基质内部，主要执行吸取营养物功能的菌丝体。伸展到空间的菌丝体称为气生菌丝体。

第三章 病毒和亚病毒因子

非细胞生物：①真病毒；②亚病毒因子：类病毒、拟病毒、卫星病毒、卫星RNA、朊病毒。

病毒是一类由核酸和蛋白质等少数几种成分组成的超显微“非细胞类生物”，其本质是一类含DNA或RNA的特殊遗传因子。以感染态和非感染态存在。离体条件下，以生物大分子状态长期保持其感染活性。

病毒特性：①形体极其微小，一般都能通过细菌滤器，故必须电镜下观察；②没有细胞结构，主要成分为核酸和蛋白质，故称“生物分子”； ③每种病毒只含一种核酸，不是DNA就是RNA；④既无产能酶系，也无蛋白质和核酸合成酶系，只能利用宿主生活细胞内现成代谢系统合成自身蛋白质与核酸；⑤以核酸和蛋白质为“元件”的装配实现其大量繁殖；⑥离体条件下以生物大分子状态存在，并可长期保持其侵染活力；⑦对一般抗生素不敏感，对干扰素敏感；⑧有些病毒的核酸还能整合到宿主基因中，并诱发潜伏性感染。

典型病毒的构造：衣壳粒，核衣壳（衣壳与核酸），包膜。 无包膜 螺旋对称 有包膜 对称体制 二十面体对称 无包膜 有包膜 复合对称 无包膜 有包膜 杆状：烟草花叶病毒（TMV）等 丝状：大肠杆菌的fl、fd、M13噬菌体等 卷曲状：流感病毒等 弹状：狂犬病毒等 小型：脊髓灰质炎病毒等 大型：腺病毒等 疱疹病毒等 大肠杆菌的T偶数噬菌体等 痘苗病毒 噬菌体的繁殖：吸附，侵入，增殖（复制与生物合成），成熟（装配），裂解（释放）。 噬菌体的增殖：以核酸的遗传信息向宿主细胞发出指令并提供“蓝图”，使宿主细胞的代谢系统适度改造，合成噬菌体所特有的组分和“部件”，所需原料可通过宿主细胞原有核酸等或从外界环境中取得。

当噬菌体的dsDNA注入宿主细胞后，首先是设法利用宿主细胞内原有的RNA聚合酶转录出噬菌体的mRNA，再由这些mRNA进行翻译，以合成噬菌体特有的蛋白质。这一过程为早起转录，由此产生的mRNA称早起mRNA，其后的翻译称早期翻译，而产生的蛋白质则称早期蛋白。早期蛋白种类很多，最重要的是一种只能转录噬菌体次早期基友的次早期mRNA聚合酶；而在T4等噬菌体中，起早期蛋白则称更改蛋白，特点是它本身并无RNA聚合酶的功能，却可与宿主细胞内原有的RNA聚合酶结合以改变后者的性质，把它改造成只能转录噬菌体次早期基因的酶。至此，噬菌体已能大量合成其自身所需的mRNA了。利用早期蛋白中新合成的或更改后的RNA聚合酶来转录噬菌体的次早期基因，借以产生早期mRNA的过程，称为次早期转录，由此合成的mRNA称为次早期mRNA，进一步翻译即为此早期翻译，其结果产生了多种次早期蛋白，例如分解宿主细胞DNA的DNA酶，复制噬菌体DNA和DNA聚合酶，HMC（5-羟甲基胞嘧啶）合成酶，以及供晚期基因转录的晚期mRNA聚合酶等。晚期转录是指在新的噬菌体DNA复制完成后对晚期基因所进行的转录作用，其结果产生了晚期mRNA，由它再经晚期翻译后，就产生了一大批可用于子代噬菌体配装用的“部件”——晚期蛋白，包括头部蛋白，尾部蛋白，各种装配蛋白和溶菌酶等。

噬菌斑：在涂布有敏感宿主细胞的固体培养基表面，若接种上相应噬菌体的稀释液，其中每一噬菌体粒子由于先侵染和裂解一个细胞，然后以此为中心，再反复侵染和裂解周围大量的细胞，结果就会在菌苔上形成一个具有一定形状、大小、边缘和透明度的噬菌斑。

定量描述烈性噬菌体生长规律的实验曲线，称做一步生长曲线。（1）潜伏期：隐晦期和

包内积累期；（2）裂解期；（3）平稳期。

温和噬菌体侵入相应的宿主细胞后，由于前者的基因整合到后者的基因组上，并随后者的复制而进行同步复制。这种温和噬菌体的侵入不引起宿主细胞裂解，即为溶源性。宿主成为溶源菌。

噬菌体的侵入和增殖之间分为裂解性周期和溶源性周期。 植物病毒大多数为ssRNA百病毒。 凡在核酸和蛋白质两种成分中，只含其中之一的分子病原体或是由缺陷病毒构成的功能不完整的病原体称为亚病毒因子。

类病毒是一类只含RNA一种成分、专性寄生在活细胞内的分子病原体。

拟病毒又称类类病毒或壳内类病毒，是指一类包裹在真病毒粒中的有缺陷的类病毒。 朊病毒又称“普利昂”或蛋白侵染子，是一类不含核酸的传染性蛋白质分子。

朊病毒与真病毒的主要区别：①呈淀粉样颗粒状；②无免疫原性；③无核酸成分；④由宿主细胞内的基因编码；⑤抗逆性强，能耐紫外线辐射，杀菌剂和高温。

第四章 微生物的营养和培养基

微生物的六类营养要素：碳源、氮源、能源、生长因子、无机盐、水。 一切能满足微生物生长繁殖所需碳元素的营养源称为碳源。 凡能提供微生物生长繁殖所需氮元素的营养源称为氮源，氮是构成重要生命物质蛋白质和核酸的主要元素，一般不提供能量。

能为微生物生命活动提供最初能量来源的营养物或辐射能称为能源。 生长因子是一类对调节微生物正常代谢所必须，但不能用简单的碳、氮自行合成的微量有机物。狭义的生长因子指维生素。除此之外，还包括碱基、卟啉及其衍生物、甾醇、胺类、C4~C6的分支或直链脂肪酸，有时还包括氨基酸营养缺陷突变株所需的氨基酸。

无机盐有大量元素和微量元素。 营养类型 光能自养型 光能异养型 化能自养型 化能异养型 能源 光 光 无机物 有机物 氢供体 无机物 有机物 无机物 有机物 基本碳源 CO2 CO2及简单有机物 CO2 有机物 紫色非硫细菌 硝化细菌，硫化细菌、铁细菌、硫细菌、硫磺细菌等 绝大多数原核生物、全部真菌和原生动物 实例 蓝细菌、紫硫细菌、绿硫细菌、藻类 （按它们对能源、氢供体和基本碳源的需要来区分） 基因移位指一类既需要特异性载体蛋白的参与，又需耗能的一种物质运送方式，其特点是溶质在运送前后还会发生分子结构的变化，因此不同于一般的主动运输。其运送机制主要靠磷酸转移酶系统。

第五章 微生物的新陈代谢

生物氧化就是发生在活细胞内的一系列产能性氧化反应的总称。 生物氧化的形式包括某物质与氧结合、脱氢和失去电子三种：生物氧化的过程可分为脱氢、递氢和受氢（或电子）三个阶段；生物氧化的功能有产能（ATP）、产还原力[H]和产小分子中间代谢产物三种；而其类型包括呼吸、无氧呼吸和发酵三种。

EMP途径的生理功能：①供应ATP形式的能量和NADH2形式的还原力；②是链接其他几个重要代谢产物途径的桥梁；③为生物合成提供多种中间代谢产物；④通过逆向反应可进行多糖合成。

HMP途径意义：①供应合成原料，为核酸、核苷酸、NAD（P）+、FAD（FMN）和CoA等的生物合成提供戊糖磷酸，赤藓糖-4-磷酸是合成芳香族；②产还原力，不仅可供脂肪酸、固醇等生物合成之需，还可供通过呼吸链产生大量能量之需；③作为固定二氧化碳的中介；④扩大碳源利用范围；⑤连接EMP途径。

TCA循环的特点（意义）：①氧气不直接参与其中反应，但必须在有氧条件下运转；②每分子丙酮酸可产4个NADH+H+、一个FADH2和一个GTP，总共相当于15个ATP，因此产能效率极高；③TCA位于一切分解代谢和合成代谢中的枢纽地位，不仅可为微生物的生物合成提供各种碳架原料，而且还与人类的发酵生产紧密相关。

呼吸又称好氧呼吸，是一种最普遍又最重要的生物氧化或产能方式。 呼吸链是指位于原核生物细胞膜上或真核生物线粒体膜上的、由一系列氧化还原电势呈梯度差的。链状排列的一组氢（或电子）传递体。

氧化磷酸化又称电子链磷酸化，是指呼吸链的递氢（或电子）和受氢过程与磷酸化反应相偶联并产生ATP的作用。

无氧呼吸又称厌氧呼吸，指一类呼吸链末端的氢受体为外源无机氧化物（少数为有机氧化物）的生物氧化。

发酵：指在无氧等外源氢受体的条件下，底物脱氢后所产生的还原力[H]未经呼吸链传递而直接交某一内源性中间代谢物接受，以实现底物水平磷酸化产能的一类生物氧化反应。

底物水平磷酸化：指高能化合物的放能水解作用与基团转移相偶联的ATP合成作用，不包括光合磷酸化或呼吸链中氧化磷酸化的ATP生成过程。

凡在分解代谢和合成代谢中具有功能的代谢途径称为两用代谢途径。 代谢物回补顺序又称代谢物补偿途径或添补途径，指能用两种代谢途径中因合成代谢而消耗的中间代谢产物的那些反应。通过这种机制，一旦制药产能途径中某种关键中间代谢产物必须被大量用作生物合成原料而抽走时，仍可保证能量代谢的正常进行。

经常以较高浓度存在的“常规部队”叫组成酶，只有当其分解底物或有关诱导物存在时才会合成的“机动部队”叫诱导酶。

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