一、全國及國際奧賽綱要對微生物學理論部分的要求
原核生物
細菌門藍藻門原綠藻門
真核生物
綠藻門結合菌門子囊菌門擔子菌門
病毒原核細胞的組成：形態學
光養和化養
生物技術：發酵
免疫二、微生物學的知識體系
1、概念：微生物是一群形體細小，構造簡單的微小生物的總稱。少數微生物種屬對人體有害，而絕大多數微生物對人類是有益的。有些甚至是必需的。
2、微生物學是研究微生物在一定條件下的形態、結構、生命活動和規律，研究微生物進化、分類以及人類、動植物、自然界、相互關係等問題的一門科學。
微生物基礎認識
三、微生物的型別
（1）原核細胞型微生物：這類微生物包括細菌、衣原體、立克次體、支原體、螺旋體和放線菌。（由於細菌形體太小及菌體細胞大多數較為透明，為方便觀察將細菌進行染色，過程：
草酸銨結晶紫初染，碘液媒染，95%乙醇脫色，沙黃等紅色染料復染。被染成籃紫色的細菌稱革蘭氏陽性菌g+，被染成淺紅色的稱革蘭氏陰性菌g-。）
（2）真核細胞型微生物：真菌、顯微藻類、原生動物等。
（3）非細胞型微生物：病毒屬於此類。體積微小，能通過濾菌器。而且只能在活細胞內生長繁殖。
四、原核細胞型微生物的結構和功能
㈠、細菌（根瘤菌）
1、形態（個體微小、形態多樣）
⑴、球菌（單球菌、雙球菌、鏈球菌、葡萄球菌）
⑵、桿菌
⑶、螺旋菌
2、結構
⑴、常規結構：由細胞壁（肽聚醣）、細胞膜、細胞質（核醣體）、核區（dna裸露）
⑵、特殊結構：莢膜（多醣或多肽，有保護作用）、鞭毛（蛋白質，協助運動）、芽孢（細菌生長一定階段後形成的休眠體，含水量低、耐熱性強，對不良環境有極強的抗性）
3、各結構的功能
(1) 細胞壁：成分：肽聚醣
功能：保護、屏障、機械保護；是細胞生長、**和運動所必須的；賦予細胞抗原性、致病性和對噬菌體的敏感性等
（2）原生質
細胞膜：控制運輸、維持滲透壓、合成細胞壁、著生鞭毛等
核區（擬核）
特殊的休眠結構——芽孢（內生孢子）
4、營養方式
同化作用方面
⑴、多數為異養
①腐生細菌（枯草桿菌）
②寄生細菌（痢疾桿菌）
⑵、少數自養
①光合細菌
綠硫細菌：6co2+12h2s→c6h12o6+6h2o+12s（光能+細菌葉綠素）
②化能合成細菌（利用無機物氧化提供的能量，將co2合成有機物）
硝化細菌（氨→亞硝酸）
硫細菌（硫化物→硫→硫酸）
鐵細菌（亞鐵→高鐵）
⑶、兼性自養（氫細菌：氫→水）
異化作用方面
⑴、多數為好氧細菌
⑵、厭氧細菌（乳酸菌發酵）
⑶、兼性厭氧細菌：硝酸鹽還原細菌
⑷、微量好氧細菌：擬桿菌屬中的個別種
㈡、藍藻（最早的原核藍藻出現於35—33億年前）[念珠藻（地木耳、髮菜）、色球藻]
1、形態結構
⑴、單細胞、群體。
⑵、與細菌常規結構相似（細胞壁外有膠質鞘）
2、營養方式（光合作用）
⑴、色素（葉綠素a、類胡蘿蔔素、藻藍素和藻紅素），外部顏色不一。
⑵、載色體
3、**生殖
㈢、放線菌[介於細菌和真菌之間、引發土壤的泥腥味]
1、形態結構
⑴、單細胞、呈放射狀的菌絲體。
⑵、菌絲分為營養菌絲（吸收養料）和氣生菌絲
2、營養方式
多數為需氧呼吸，營腐生生活。
3、生殖方式（孢子生殖）
⑴、氣生菌絲形成孢子絲
⑵、孢子絲成熟形成分生孢子
⑶、孢子萌發形成新菌絲體
4、特殊作用：產生抗生素。
㈣、其它原核生物（細菌——枝原體——立克次氏體——衣原體——病毒）
1、立克次氏體：具細胞結構，專性細胞內寄生，**繁殖。
2、支原體：具細胞結構，無細胞壁，是最小的原核生物；多數營腐生生活；進行**生殖或出芽生殖。
3、衣原體：有細胞結構，專性細胞內寄生；**生殖。
五、真核細胞型微生物的結構和功能
1、黴菌
⑴、絲狀真菌：菌絲體分無隔菌絲（根黴、毛黴）和有隔菌絲（青黴、麴黴）
⑵、無葉綠素、腐生生活（少數寄生）：菌絲體分營養菌絲（吸收養料）和氣生菌絲（上生孢子、與繁殖有關）
（3）、孢子生殖
2、酵母菌
⑴、卵形單細胞生物
⑵、不含葉綠素，營腐生生活
⑶、有氧時：有氧呼吸，產生二氧化碳和水
無氧時：無氧呼吸，產生二氧化碳和酒精
⑷、環境好：出芽生殖
環境差：孢子生殖
亦可進行有性生殖（子囊孢子）
六、病毒
1、概念：病毒是超顯微的、無細胞結構、專性活細胞寄生的大分子微生物。
2、種類：植物病毒、動物病毒和噬菌體（細菌病毒）
3、特性：
⑴個體極小（奈米）
⑵專性寄生：無獨立代謝活動，只在特定宿主中繁殖，在宿主體外不進行任何形式的代謝，不具備任何生命特徵。
⑶無細胞結構，化學組成與繁殖方式簡單：
①化學組成：
蛋白質+核酸
蛋白質：保護、特異親和力、抗原性
核酸（含單一型別的dna和rna）
②繁殖方式：為仰賴於宿主細胞進行複製繁殖[講解噬菌體侵染細菌實驗]
吸附—侵入—複製—合成—組裝—釋放
微生物營養和代謝
七、微生物的營養
（一）微生物的營養要求
1.碳源【醣類、脂肪、有機酸】：
主要用於合成微生物的細胞物質和一些代謝產物，有些是異養微生物的主要能源物質。
2.氮源【無機氮源：氨水、硫酸銨、尿素、硝酸鈉；有機氮源：發酵菌絲體、酒糟】：
主要用於合成蛋白質、核酸以及含氮的代謝產物。
3.無機鹽類【pb 、 mg 、 s 、 p 、 fe、co、zn等】
維持酶活力，調節滲透壓、ph值、電位等
4.特殊生長因子【生物素、硫胺素、肌醇等】：
構成輔酶的組成部分，促進生命活動
5.水：溶解營養物質和代謝產物
（二）微生物的營養型別
1．光能無機自養型（光能自養型）
以co2為主要或唯一碳源；
利用光合作用獲取生長所需要的能量；
以無機物如h2、h2s、s等作為供氫體或電子供體，還原co2為細胞物質；
如：藻類、藍細菌：以水為電子供體（供氫體），產氧型的光合作用，合成細胞物質。
紅硫細菌：以h2s為電子供體（供氫體），不產氧光合作用，合成細胞物質，並伴隨有硫元素產生。
2．光能有機異養型（光能異養型）
不以co2為主要或唯一的碳源；
以有機物作為供氫體，利用光能將co2還原為細胞物質；
生長時多數需要外源的生長因子；
例如：紅螺菌屬中的一些細菌能利用異丙醇作為供氫體，將co2還原成細胞物質，同時積累丙酮。
3．化能無機自養型（化能自養型）
以還原態無機物氧化時釋放的化學能為能源；
以co2或碳酸鹽作為唯一或主要碳源；
利用h2、h2s、fe2+、nh3或no2-等作為電子供體還原co2成細胞物質。
化能無機自養型只存在於微生物中，可在完全無機及無光的環境中生長。它們廣泛分布於土壤及水環境中,參與地球物質迴圈；
如: 硝化細菌氫細菌鐵細菌硫化細菌等
4．化能有機異養型（化能異養型）
以有機物氧化過程中釋放出的化學能作為能源；
以有機化合物為主要碳源；如澱粉、醣類、纖維素、有機酸等
以有機物為電子供體。
有機物通常既是碳源也是能源；大多數細菌、 菌物、原生動物都是化能有機異養型微生物；所有致病微生物均為化能有機異養型微生物；
腐生型(metatrophy)：可利用無生命的有機物(如動植物屍體和殘體)作為碳
寄生型(paratrophy)：寄生在活的寄主機體內吸取營養物質,離開寄主就不能生存。
腐生型與寄生型之間的中間型別：兼性腐生型(facultive metatrophy)；
兼性寄生型(facultive paratrophy)；
（三）培養基的配置原則
1、選擇適宜的營養物質
培養不同的微生物必須採用不同的培養條件；培養目的不同，原料的選擇和配比不同；
2、 養物的濃度及配比合適
營養物質的濃度適宜；營養物質之間的配比適宜；
3、物理、化學條件適宜
4、滅菌處理
5、原料**選擇：經濟、方便等。
（四）培養基型別
1．按成份不同劃分
天然培養基(complex medium) ：由化學成分還不清楚或化學成分不恆定的天然有機物組成。
合成培養基(synthetic medium) ：是由化學成份完全了解的物質配製而成的培養基，也稱化學限定培養基(chemically defined medium)
2．根據物理狀態劃分
固體培養基：含1-2%的瓊脂
半固體培養基：含0.2-0.7%的瓊脂
液體培養基：不含凝固劑
凝固劑：瓊脂、明膠、矽膠。
3．按用途劃分
1） 基礎培養基：在一定條件下含有某種微生物生長繁殖所需的基本營養物質的培養基，也稱為基本培養基。
2）完全培養基)：在一定條件下含有某種微生物生長繁殖所需的所有營養物質的培養基。
牛肉膏蛋白腖培養基就是枯草芽孢桿菌等的完全培養基。
3）加富培養基和富集培養基：在普通培養基（如肉湯蛋白腖培養基）中加入某些特殊營養物質製成的一類營養豐富的培養基。
這些特殊營養物質包括血液、血清、酵母浸膏、動植物組織液等。
4）鑑別培養基(differential medium)：用於鑑別不同型別微生物的培養基；利用特定的
化學反應，產生明顯的特徵性變化，根據這種特徵性變化, 將該種微生物與其他微生
物區分開來。
5）選擇培養基(selective medium)：用於將某種或某類微生物從混雜的微生物群體中分離出來的培養基。根據不同種類微生物的特殊營養需求或對某種化學物質的敏感性不同，在培養基中加入相應的特殊營養物質或化學物質，抑制不需要的微生物的生長，有利於所需微生物的生長。
（五）營養物質進入細胞的四種方式
1、擴散(diffusion)
特點：被動的物質跨膜運輸方式，運輸速率與膜內外物質的濃度差成正比，由高濃度向低濃度運輸。
物質運輸過程中不消耗能量，不能進行逆濃度運輸。
參與運輸的物質本身的分子結構不發生變化。
非特異性的。
2、促進擴散(facilitated diffusion)
特點：被動的物質跨膜運輸方式，運輸速率與膜內外物質的濃度差成正比，由高濃度向低濃度運輸。
物質運輸過程中不消耗能量，不能進行逆濃度運輸。
參與運輸的物質本身的分子結構不發生變化。
具有專一性。
3、主動運輸(active transport)
特點：物質運輸過程中消耗能量，能進行逆濃度運輸。
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