UID10043
阅读权限5
专业分
贡献分
爱医币
鲜花
注册时间2004-12-1
|
3节:工业微生物...
3节:工业微生物简介
1、酿酒工业
白酒:四大名酒,五大香型
啤酒、黄酒、葡萄酒(威士忌、白兰地、伏特加、朗姆、金酒)
2、酒精工业
3、溶剂工业(丙酮、丁醇)
4、有机酸工业: 乳酸、柠檬酸、衣康酸、延胡索酸、琥珀酸、苹果酸、酒石酸等。
5、抗生素工业
6、酶制剂工业
7、氨基酸工业
8、酵母工业
9、多糖工业:黄原胶、右旋糖苷、等等
10、石油发酵
11、生物活性物质:核酸类、维生素等
12、其它:微生物农药、沼气发酵、生物制品(菌苗、疫苗)
4节:微生物分类 Microbial taxonomy
分类主要是探索生物之间的亲缘关系,把它们归纳为互相联系的不同类群。
具体任务就是分类、鉴定和命名。
一、分类单位与命名
(一)分类单位:
界,门,纲,目,科,属,种
种是最基本的分类单位,它是一大群表型特征高度相似,亲缘关系极其相近,与同属内其它种有着明显差异的菌株的总称。
种以下又分亚种(变种),型,类群,菌株(品系)
菌株(品系)(strain): 表示任何由一个***分离的单细胞繁殖成的纯种群体及其一切后代。
(二)命名
命名按照《国际细菌命名法规》,采用林奈氏双名法。
属名 + 种名 +命名人
如大肠杆菌: Escherichia coli (Migula) Castellani & Chalmers 1919
属名:名词,大写首字母,一般描绘主要形态或生理特征。
种名:形容词,小写,代表一个种次要特征。
未确定种名或不指特定的种时,可在属名后加sp.表示。
举例
真菌界 Fungi
真菌门 Eumycophyta
子囊菌纲 Ascomycetes
原子囊亚纲 Protoascomycetes
内孢霉目 Endomycetales
内孢霉科 Endomycetaceae
酵母亚科 Sacchromycetoideae
酵母属 Sacchromyces
酿酒酵母 S. cerevisiae Hansen
二、分类依据
1、形态特征(个体和群体)
细胞形态:形状、大小、排列、染色反应等。
培养:固体— 菌落,半固体— 穿刺,液体。
2、生理生化反应
营养要求:碳源、氮源、营养类型
代谢产物:种类、产量、显色反应
酶:产酶种类、反应特性
3、生态学特征
相互关系、宿主种类、与氧关系等。
4、生活史
5、血清学反应
近年又发展了红外光谱,GC含量,DNA杂交等。
三、分类方法
(一)经典分类法
随机地和不系统地根据一些特征进行分类。主要是形态、生理生化特征。
(二)数值分类法
根据较多特征分类,每一特征地位相同。
1、每一菌株为一操作单位,确定很多特征(50—60 个)
2、比较菌株间的最大相似性
阳性和阴性符合的总和
---------------------------------× 100%
总的测定数 --- 无效测定数
>85%为同种,>65%为同属
3、据数值绘出矩阵图并转换成树状谱。
(三)分子与遗传方法
1、DNA碱基组成:GC%
相同不能说明是同种,但不同则肯定不是同种。
差别>10%不是同种,<10%可能是同种。
2、核酸分子杂交
比较碱基顺序的同源性
3、16s rRNA寡核苷酸编目分析
水解rRNA产生一系列寡核苷酸片段,顺序分析。
近年来,采用红外、核磁、电镜等新技术越来越广泛。
四、分类系统
原核生物:
《伯杰氏细菌鉴定手册》第8版,1973
《伯杰氏系统细菌学手册》第9版,1984
真菌:Ainsworth (1973)系统
酵母:Lodder分类系统
菌种鉴定工作三部曲
1、获得该微生物的纯培养
2、测定一系列必要的鉴定指标
3、查找权威性鉴定手册
一章:微生物类群与形态结构
非细胞型:病毒
细胞型:原核微生物:细菌、放线菌等,
无明显核,也无核膜、核仁。
真核微生物:酵母菌、霉菌,
有明显核,有核膜、核仁。
1节:细菌 Bacteria
是微生物一大类群,主要研究对象。
细菌是单细胞的,大小在1um左右,1000倍以上显微镜才能看到其形状。
一、细菌的形态和大小
(一)基本形态
1、球菌
Coccus:球形或近球形,根据空间排列方式不同又分为单、双、链、四联、八叠、葡萄球菌。不同的排列方式是由于细胞分裂方向及分裂后情况不同造成的。
2、杆菌 Bacillus (Bacterium):杆状或圆柱形,径长比不同,短粗或细长。是细菌中种类最多的。
3、螺旋菌
Spirillum:是细胞呈弯曲杆状细菌统称,一般分散存在。根据其长度、螺旋数目和螺距等差别,分为弧菌Vibrio(菌体只有一个弯曲,形似C字)和螺旋菌(螺旋状,超过1圈)。
与螺旋体 Spirochaeta 区别:无鞭毛。
细菌形态不是一成不变的,受环境条件影响(如温度、培养基浓度及组成、菌龄等)
异常形态
一般,幼龄,生长条件适宜,形状正常、整齐。老龄,不正常,异常形态。
畸形:由于理化因素**,阻碍细胞发育引起。
衰颓形:由于培养时间长,细胞衰老,营养缺乏,或排泄物积累过多引起。
(二)细菌大小
如何测量:显微测微尺
球菌直径0.5-1um
杆菌直径0.5-1um ,长为直径1-几倍
螺旋菌直径03-1um,长1-50um
细菌大小也不是一成不变的。
细胞重量10-13-10-12g ,每g细菌
二、细菌细胞结构
研究细菌细胞结构是分子生物学重要内容之一,有了电子显微镜才有可能。
其结构分为基本结构和特殊结构。
基本结构是细胞不变部分,每个细胞都有,如细胞壁、膜、核。
特殊结构是细胞可变部分,不是每个都有,如鞭毛、荚膜、芽孢。
(一)基本结构
1、细胞壁 cell wall:位于细胞表面,较坚硬,略具弹性结构。
功能:1)维持细胞外形;2)保护细胞免受机械损伤和渗透压危害;3)鞭毛运动支点;4)正常细胞分裂必需;5)一定的屏障作用;6)噬菌体受**点所在。另外与细菌的抗原性、致病性有关。
革兰氏染色
Cristein Gram,1884发明(Koch实验室)
染色过程:(插入)
凡是不能被乙醇脱色,呈蓝紫色,称为革兰氏阳性菌 G+
凡是经乙醇脱色,呈复染剂颜色,称为革兰氏阴性菌 G-
结果不同主要是细胞壁组成及结构差异造成的。
(1)革兰氏阳性菌 Gram positive
以金黄色葡萄球菌为例,Staphylococcus aureus
细胞壁构成:一连续层,厚20-80nm
两部分:网状骨架:微纤丝组成
基质:骨架埋于基质中
化学组成:主要是肽聚糖和磷壁酸
肽聚糖 peptidoglycan (粘肽、胞壁质)
大分子复合体,许多亚单位交联而成。
亚单位
1)双糖单位:N-乙酰胞壁酸(NAM)和N-乙酰葡萄糖胺(NAG)通过â-1,4糖苷键相连而成。
2)短肽:L-Ala-D-Glu-L-Lys-D-Ala
3) 肽桥:短肽之间连接。
短肽全部或部分连至NAM上,短肽之间也有连接,组成一网状结构。
肽聚糖是细菌细胞壁特有成分,也是原核微生物特有成分(古生菌没有)
磷壁酸 teichoic acid (垣酸)
G+特有成分。
多元醇与磷酸复合物,通过磷酸二酯键与NAM相连。
根据多元醇不同,有甘油型、核糖醇型等5种类型。
主要功能:使壁形成负电荷环境,吸附二价金属离子,维持壁硬度和一些酶活性。还可提供噬菌**点。
(2)革兰氏阴性菌 Gram negative
以大肠杆菌为例:
内壁层:厚2-3 nm,单(双)分子层,由肽聚糖构成。
与G+区别:交联低;DAP取代 L-Lys;肽桥。
外壁层:内层:脂蛋白层,以脂类部分与肽聚糖相连。中层:磷脂层。外层:脂多糖层,外壁重要成分,8-10 nm。
脂多糖 lipopolysaccharide LPS
G-特有成分。
结构:类脂A + 核心多糖 + O-侧链
功能:1)内毒素物质基础;2)吸附镁、钙离子;3)决定G-表面抗原;4)噬菌体受**点。
钙离子是维持LPS稳定性所必需的。
D-AA存在优点
G+与G-比较
革兰氏染色机制
在细胞壁与细胞膜之间,有周质空间(隙),含水解酶、载体蛋白等。
(3)细胞壁缺陷细菌
1、原生质体protoplast:人工条件下用溶菌酶除去细胞壁或用青霉素抑制细胞壁合成后,所留下的部分。一般由G+形成。
2、球形体spheroplast:残留部分细胞壁,一般由G-形成。有一定抗性。
特点:对渗透压敏感;长鞭毛也不运动;对噬菌体不敏感;细胞不能分裂等。
3、细菌 L型:一种由自发突变形成的变异型,无完整细胞壁,在固体培养基表面形成 “油煎蛋 ”状小菌落。
4、支原体:长期进化形成。
2、细胞膜 cell membrane
在细胞壁与细胞质之间的一层柔软而富有弹性的半透性膜。厚7-8nm。
化学组成:蛋白和磷脂,蛋白含量高达75%,种类也多。膜不含甾醇类。
膜结构(插入)
功能:1)高度选择透性膜,物质运输:2)渗透屏障,维持正常渗透压;3)重要代谢活动中心;4)与壁、荚膜合成有关;5)鞭毛着生点,供运动能量。
3、间体 mesosome(中质体)
细胞膜内陷形成。
功能:1)拟线粒体,呼吸酶系发达。
2)与壁合成,核分裂,芽孢形成有关。
4、细胞核 nuclear body
核质体
原核无明显核,一反差弱的核区。
特点:无核膜、核仁、固定形态,结构简单,细胞分裂前核分裂。一般单倍体。
成分:DNA:环状双链,超线圈结构,负电荷被镁离子、有机碱(精胺、腐胺)所中和。
与真核区别:
|
|