第____课时
绪 论
教学目标:
了解微生物的基本内容,明确微生物学研究的目的、意义和课程学习的主要任务。 教学的重点和难点:
微生物的概念和微生物学的发展简史。 教学方法: 多媒体教学 教学内容:
一、微生物简介 (一)什么是微生物
微生物是形体微小,结构简单,绝大多数是肉眼看不到的,必须借助显微镜才能观察到的一类低等生物的总称。从广义上讲:它包括单细胞的细菌、放线菌、立克次氏体、支原体、酵母菌、藻类(蓝绿藻)、原生动物等;多细胞的霉菌;以及不具细胞结构的病毒(动物、植物、昆虫病毒,噬菌体)。 (二)微生物的特点
微生物与动、植物相比,除了具有新陈代谢、生长发育、衰老死亡等共同属性外,还具有以下特点:
1. 种类多分布广 2. 繁殖快 3. 代谢旺盛 4. 容易培养 5. 容易变异 二、微生学的研究对象
三、食品微生物学研究的任务与目的 (一)研究的任务 (二)研究目的
四、微生物学的发展简史
(一)感性认识时期 (二)形态学描素时期 (三)生理学发展时期 (四)近代微生物学的发展 复习题:
1. 什么是微生物?
2. 为什么说巴斯德和柯赫是微生物学的奠基人?
3. 简述微生物学在生命科学发展中的地位,并描绘其前景。
第____课时 教学目标:
1. 掌握细菌、酵母菌、霉菌、放线菌这四大类微生物的基本形态。 2. 了解四大类微生物的繁殖方式 3. 初步了解病毒及噬菌体 教学的重点和难点:
1. 细菌细胞壁的构造和革兰氏染色的原理、方法。 2. 芽胞和荚膜的概念及其特点。 教学内容:
第一章 微生物的形态结构
微生物与其它生物一样都是从简单到复杂,从低级到高级发展进化。目前,微生物种类繁多,与动植物食品有关的微生物有细菌、真菌、放线菌和噬菌体等,研究这些微生物的形态和结构,是食品微生物学的重要内容之一。
第一节 细 菌
细菌是以横二分裂方式繁殖,单细胞的原核生物。或者说细菌是一类细胞细而短、结构简单、细胞壁坚韧、以二等分裂方式繁殖和水生性较强的原核微生物。
细菌的大小 细菌的基本形态 一、球菌(Coccus) 二、杆菌(Bacillus)
三、螺旋菌(Spirillar bacterium) 细菌的结构 一、细菌的基本结构 细胞构造模式图
细菌的基本结构是指各种菌都具有的细胞结构。它包括细胞壁、细胞膜、细胞浆(细胞质)、核体、核蛋白体亦称核糖体和内含物等。
(一)细胞壁(Cell Wall) 1.细胞壁的主要功能 2. 细胞壁的化学组成
(1)G(+)菌细胞壁化学组成:
①肽聚糖:真细菌细胞壁的特有成分。其含量占细胞壁物质的40~60%,多达90%。多层网状结构。
双糖单位:N-乙酰葡萄糖胺和N-乙酰胞壁酸,它们交替通过β—1,4苷键连接成的多糖骨架,
四短肽:由L—丙氨酸、D—谷氨酸、L—赖氨酸,D—丙氨酸形成的小短肽,与胞壁酸相连
交联桥:存在于相邻的两个短肽之间,连接一个短肽的L—赖氨酸与另一短肽的D—丙氨酸,例如金黄色葡萄球菌的交联桥由5个甘氨酸形成的小短肽。
从而使G(+)菌的细胞壁形成多层的空间网状、坚固致密结构。 ②磷壁酸(垣酸):占细胞壁干重的50%。分为甘油磷壁酸和核醇磷壁酸 ③脂类:其含量占细胞壁物质的2%。除此之外,还有少量10%蛋白质。 (2)G(-)菌细胞壁的化学组成:G(-)菌比G(+)菌细胞壁的结构与化学组成要复杂些,为多层结构。
①外膜(外壁层):它位于肽聚糖层的外表面,呈不规则的波浪形,主要由脂多糖、脂蛋白、脂质构成。这些成分常与细菌的抗原性、毒性,以及对噬菌体的敏感性有关。
②肽聚糖:仅占细胞壁干重的10~20%。机械强度抵抗力比G(+)菌弱,双糖单位与G(+)菌相同。差别在于:
四短肽:由L—丙氨酸、D—谷氨酸、m—二氨基庚二酸、D—丙氨酸构成。 没有交联桥。两肽尾的连接通过甲肽尾的D—丙氨酸与乙肽尾的m—二氨基庚二酸之间直接交联;并且不是所有短肽都连接,有许多游离的短肽。
③脂类:其含量占细胞壁物质的20%,脂类含量多少与细菌对某些抗菌药物的抗性有关,脂类能防碍药物的穿透。除此之外,还含有60%蛋白质,但G(-)菌不含有磷壁酸。
表1-2 G(-)菌与G(+)菌细胞壁的比较
菌型
肽聚糖
脂类 2% 20%
蛋白质 磷壁酸 二氨基庚二酸 10% 60% 层数
+ - 外膜
- + 机械强度
G(+)菌 40~60% G(-)菌 10~20% 菌型
细胞壁 交联桥
G(+)菌 G(-)菌
厚 薄
+ -
单层 多层
- +
大 小
3.细胞壁与革兰氏染色
原理:细菌细胞壁的结构及其化学组成决定了革兰氏染色反应。现知G(+)菌由于细胞壁肽聚糖含量高,脂类含量低,乙醇处理中被脱水引起细胞壁肽聚糖层中孔径变小,通透性降低,结晶紫——碘复合物被保留在细胞内,细胞不被脱色,再用沙黄复染仍呈紫色;对于G(-)菌细胞壁中脂类含量高,肽聚糖含量低,因而经脂溶剂乙醇的处理,溶解了脂类物质,导致G(-)菌细胞壁肽聚糖层中孔径变大,通透性增加,结晶紫——碘复合物亦被乙醇抽提出,再用沙黄复染菌体呈红色。
4. 细胞壁与溶菌酶的溶菌作用 (二)细胞膜(Cell Membrane)
细胞膜的功能为:①控制细胞内、外的物质(营养物质和代谢废物)的运送、交换;营养物质的选择性渗透和转运必须通过细胞膜。②维持细胞内正常渗透压的屏障作用;③合成细胞壁各种组分(LP、肽聚糖、磷壁酸)和荚膜等大分子的场所;与生物合成作用有关。④进行氧化磷酸化或光合磷酸化的产能基地;⑤许多酶(β-半乳糖苷酶、有关细胞壁和荚膜的合成酶、ATP酶)和电子传递链组分的所在部位;与细菌的呼吸作用有关。⑥鞭毛的着生点和提供其运动所需的能量等。⑦与物质的分解作用有关。
间体(mesosome) (3)细胞质(cytoplasm)
质粒(Plasmid)是染色体以外的遗传物质,为环状闭合的双股DNA,携带有遗传信息,控制细菌某些特定的遗传性状,能在胞浆中自我复制,可维持许多代,细菌分裂时质粒可转移到子代细胞中。
核蛋白体(Ribosome) (4)核质体(nuclear body)