微生物学 · 考点版(4 节课合并)

一节课的干货压成一页。来源:微生物-第3次课-定义分类与人类利害关系 🚩 = 老师明确说的考点

一、名词解释(必背原话)

微生物是一类低等生物的总称,特点是个体微小、结构简单。

🚩 老师说会以名词解释形式考,必须一字不差写出”一类低等生物的总称”。

二、分类:按有无细胞结构(重点)

有细胞结构 ┬ 真核型 → 真核微生物(真菌、酵母、霉菌、藻类、原生动物)
           └ 原核型 → 原核微生物(细菌、放线菌、蓝细菌、支原体等)
无细胞结构 → 非细胞型 ┬ 真病毒
                      └ 亚病毒(1970s 后发现,比病毒更小更简单)

分类学那套(界门纲目科属种)不用记,老师明说太繁杂、实际不采用。

三域六界(易错)

  • 六界:所有生物归入六界,六界之上是三域(细菌域、古菌域、真核生物域)
  • 🚩 三域系统里没有病毒——病毒算不算生物仍有争议(不能独立生存、必须寄生,有人认为只是大分子)
  • 但六界系统里设了病毒界,这本身就是体系矛盾

三、五大特点

特点关键点
① 体积小,比表面积大🚩 比表面积 = 表面积 ÷ 体积。比值越大,接触面积相对越大 → 越容易吸收营养、排出废物 → 代谢越旺盛
② 吸收多,转化快代谢能力强
③ 生长繁殖快营养面积大 → 长得快
④ 适应性强极端环境的叫嗜极菌(在古菌域);靠变异(如抗药性突变)适应,“适者生存”
⑤ 容易培养要求不高,但对外界变化敏感,可能大量死亡

四、有益作用(四大方面)

1. 生态系统的分解者(最重要) 植物=生产者,动物=消费者,微生物=分解者:把动植物遗体、排泄物分解成 CO₂、水和无机盐,还给植物再用。 🚩 没有微生物,物质循环就停,所有生物最终都活不成。

2. 生产生活

  • 食品:酸奶、酒(啤酒/果酒/米酒/白酒)、馒头面包、酱油醋、豆豉腐乳、味精(谷氨酸钠)
  • 医药:抗生素(青霉素来自青霉菌;红霉素、庆大霉素、链霉素、四环素)、疫苗、酶制剂
  • 工业:有机酸(醋酸)、皮革处理(蛋白酶、脂酶)
  • 农业:生物肥料、生物农药

3. 正常菌群 定义:正常人体表体内存在的、对人有利无害的微生物。特点是种类多、数量大,但不同部位种类相对稳定(肠道:双歧杆菌、粪肠球菌;口腔:口腔链球菌)。 三个好处:

  • 生理屏障:有益菌占住生态位,“山头被好朋友占了”,有害菌定植不了
  • 帮助消化 + 合成维生素:合成维生素 K 和 B12(人体自己不能合成)
  • 提高免疫力:外来微生物作为抗原刺激免疫系统,让免疫细胞保持活跃

4. 科研材料 🚩 证明 DNA 是遗传物质的三个经典实验都用微生物:

  1. 肺炎双球菌转化实验
  2. 噬菌体侵染大肠杆菌实验
  3. 烟草花叶病毒重建实验

选它当材料的理由:来源广、取材容易、成本低、易培养、繁殖快。 应用举例:把合成胰岛素的基因转进大肠杆菌,高效生产胰岛素(解决动物胰腺来源不足)。

五、有害作用

  • 致病:新冠病毒、链球菌(扁桃体炎、猩红热)、真菌(棉花枯萎病、稻瘟病、小麦叶锈病)
  • 腐败变质:食品腐烂、字画被毁

→ 全课落脚点:趋利避害。

六、益生菌为什么能抑制有害菌(三大机制)

  1. 竞争性抑制:抢肠壁附着位点和营养,把有害菌挤出去
  2. 产生乳酸:降低肠腔 pH,有害菌偏爱碱性环境 → 被人为压制(人疲劳时肠道 pH 升高,更易生病)
  3. 增强基础免疫:释放信号物质激活巨噬细胞,让它识别并吞噬有害菌

🚩 免疫细胞能分清有害菌和有益菌,是因为有害菌带可识别的特殊标志;肿瘤细胞则是改变或去掉标志来实现”免疫逃逸”——这两个是配套考点。

七、活菌制剂(老师举的例子)

药含的菌特点
整肠生地衣芽孢杆菌🚩 每粒含活菌 2 亿个;机制是补好菌、跟坏菌抢地盘,不是直接杀菌
妈咪爱地衣芽孢杆菌 + 肠球菌适合婴幼儿
蒙脱石散——也治腹泻,机制下学期药理学讲

⚠️ 抗生素杀坏菌时也杀好菌,对老人、儿童、婴幼儿损伤更大。

八、容易错的地方

  1. “乳酸菌”是个统称,不是菌种——酸奶配料表上写的是具体菌种(德氏乳杆菌、保加利亚乳杆菌、嗜热链球菌、双歧杆菌等),所以不同品牌酸奶口感不同
  2. 比表面积 = 表面积 ÷ 体积,不是”表面积大”
  3. 三域不含病毒,六界含病毒界
  4. 正常菌群是”有利无害”,不是”有益也有害”
  5. 微生物是分解者,不是生产者也不是消费者

第 1 次课补充:入门课细节

这节课和 11-03 那节内容重叠(定义/分类/特点/与人类关系),下面只记 11-03 没讲到的细节。

定义的完整版

微生物是个体微小、结构简单、肉眼难以看清,一般需要借助显微镜才能观察到的低等生物的总称。

(11-03 那句”一类低等生物的总称”是简化版,考试两种写法都能用,完整版更保险)

真核 vs 原核:不只差细胞核

真核微生物原核微生物
细胞核有完整细胞核无成型核,只有核区(拟核)
细胞器完整细胞器(线粒体、叶绿体、高尔基体等)只有核糖体一种

🚩 判断题坑:原核和真核不只是细胞核不同,细胞器组成也不同。

非细胞型:真病毒 + 亚病毒(亚病毒分三类)

  • 真病毒:蛋白质外壳包裹核酸,只含一种核酸(DNA 或 RNA),部分有囊膜和刺突
  • 亚病毒(三类):
    • 类病毒:仅含核酸
    • 拟病毒:仅含核酸
    • 朊病毒:仅含蛋白质

🚩 病毒和亚病毒无细胞结构,不存在细胞核(判断题考点)。

六界与三域(具体名字)

  • 六界:动物界、植物界、病毒界、原核生物界、原生生物界、真菌界
  • 三域:细菌域、古菌域、真核生物域
  • 🚩 病毒未被纳入三域系统(因”病毒是否属于生物”仍有争议)

类群划分(记这一张表)

原核微生物:细菌、放线菌、支原体、衣原体、立克次氏体、螺旋体、古菌 🚩 90% 的抗生素由放线菌产生 真核微生物:单细胞藻类、原生动物、真菌(酵母、霉菌、大型食用真菌) 🚩 蓝细菌(蓝藻)是唯一的原核单细胞藻类,能光合作用,是水华的主要成因

这门课重点学什么

  • 原核 → 重点细菌;真核 → 重点酵母菌和霉菌;病毒只做简单介绍
  • 原因很实际:病毒看不到(普通光学显微镜不够,学校没有电镜)
  • 普通光学显微镜每台至少 2000 元 → 按规范操作

五个特点的量化版(好记也好用)

特点数据
个体小、结构简单细菌用微米,病毒用纳米;多数是单细胞,一个细胞就是一个完整个体
种类多、数量大、分布广估计地球上有约 100 万种,已发现约 10 万种,被人类利用的仅 1000 余种;极端环境的叫嗜极菌
繁殖快、代谢旺盛适宜条件下细菌每 20 分钟繁殖一代,一昼夜 72 代;🚩 1 kg 酵母菌一天能转化 1000 kg 糖产酒精;同等重量下酵母 24 小时产蛋白是牛的 10 万倍 → 可持续蛋白来源
易培养对环境要求低
易变异青霉素最初 10 万单位就有效,到 2000 年 10 万单位效果已大打折扣(致病菌产生抗药性变异)

三个判断题坑(课上都做过)

  1. 并非所有微生物都要显微镜看——大型食用真菌(蘑菇)肉眼可见
  2. 原核与真核不只差细胞核,细胞器也不同
  3. 病毒和亚病毒无细胞结构,没有细胞核

微生物利用率为什么低

核心原因是个体微小 → 分离培养、纯种研究的技术门槛高、设备要求高。

第 4 次课:巴斯德、科赫与细菌基础

1. 微生物学发展五时期

时期代表人物干了什么
史前期古代劳动人民酿酒、制醋、制酱,但没见过微生物
形态描述时期列文虎克自制放大镜(最大约 200 倍)看水、土壤,把看到的会运动的生物叫”微动体”,写信给英国皇家学会
生理学时期巴斯德 + 科赫研究生命活动规律 → 两位奠基人
生化时期穆赫纳(德国)把酵母碾碎过滤,用不含活菌的滤液让淀粉发酵出酒精 → 提出发酵主要靠酶

🚩 两个易错点:

  • 列文虎克是”微生物学之父”,但不是”奠基人”(他没做系统比较研究)
  • 奠基人是巴斯德和科赫,多选题选这两个

2. 巴斯德(微生物学之父 + 疫苗之父)

  • 证实发酵由微生物引起(本来是研究酒为什么变质,从化学转过来的)
  • 巴氏消毒法:低温消毒,62.9℃(不到 63℃)——既杀致病菌,又尽量保留营养 (家庭煮沸消毒是 100℃,会损失营养)
  • 鹅颈瓶实验 → 推翻自然发生说,建立胚种学说(生物都有来源,不是凭空长出来)
  • 疫苗:炭疽病、狂犬病;1885 年为被狂犬咬伤的男孩接种成功

🚩 多选题答案 ACD(否定自然发生说 / 发明疫苗与预防接种 / 证实发酵由微生物引起) 🚩 固体培养基不是巴斯德的贡献——那是科赫团队的

3. 科赫(细菌学奠基人,“瘟疫的克星”)

科赫法则(四条,必考多选)

  1. 病原微生物必然存在于患病动物体内,健康动物体内没有
  2. 能从患病动物身上分离出纯培养物
  3. 纯培养物人工接种敏感动物,必定出现该病特有症状
  4. 从接种动物身上能再次分离出性状相同的纯培养物

其他贡献

  • 固体培养基制备
  • 细菌纯培养技术
  • 染色技术(研究结核杆菌,试了 270 次才发现)
  • 霍乱病原学研究、卫生措施
  • 炭疽杆菌:首次用科学方法证明”微生物感染 → 特定疾病”的因果,发现杆菌—芽孢—杆菌的生活史循环

🚩 多选题答案 BCD(提出科赫法则 / 发现结核杆菌 / 创立纯培养技术) 🚩 推翻自然发生说是巴斯德干的,不是科赫

4. 类型与测量单位

  • 按有无细胞结构分:细胞型(再分原核型、真核型)与非细胞型(病毒、亚病毒)
  • 原核微生物:结构简单,核不完整——无核膜、无核仁,只有核区
  • 🚩 测量单位(多选两个):细胞型用微米(μm),病毒用纳米(nm)
  • 换算:进率都是 1000 —— 1 m = 10³ mm;1 mm = 10³ μm;1 μm = 10³ nm;1 μm = 10⁻⁶ m
  • 大小比例:真核 : 原核 : 病毒 ≈ 100 : 10 : 1
  • 多数细菌约 1 μm;球菌的 1 μm 指直径,杆菌和螺旋菌的 1 μm 指宽度

5. 细菌形态

三大形态:球菌、杆菌、螺旋菌。🚩 杆菌数量最多。

球菌六类:单球菌(尿素小球菌)、双球菌(肺炎双球菌)、链球菌(嗜热链球菌、唾液链球菌)、四联球菌(田字格)、八叠球菌(两个四联叠起来)、葡萄球菌(金黄色葡萄球菌)

杆菌

  • 单杆菌:大肠杆菌——🚩 条件致病菌(平时无害,条件变了才致病),也是基因工程用得最多的菌
  • 双杆菌、链杆菌(炭疽杆菌呈链状)、棒状杆菌(一端粗一端细,如北京棒状杆菌)
  • 梭状杆菌:破伤风梭菌、丁酸梭菌

芽孢与外形变化(易考)

  • 芽孢普通染色不着色 → 镜下是无色透明发亮区,必须做芽孢染色
  • 炭疽杆菌:芽孢宽度 ≈ 菌体 → 杆状不变
  • 破伤风梭菌:芽孢在一端且宽于菌体 → 撑成鼓槌状 / 羽毛球拍状
  • 丁酸梭菌:芽孢在中央且宽于菌体 → 撑成梭形
  • 破伤风梭菌与丁酸梭菌都是厌氧菌(一个致病,一个是发酵菌种)

其他常见杆菌

菌记法
结核杆菌肺结核;新生儿 24 小时内接种卡介苗;传染性强需隔离
幽门螺杆菌与胃癌密切相关;唾液传播(家庭共餐);碳 13/14 检测;单端丛生鞭毛
双歧杆菌Y 形,肠道有益菌
铜绿假单胞菌绿脓杆菌,引起化脓

螺旋菌:一个弯曲(像逗号)= 霍乱弧菌(致病);多个弯曲 = 螺菌 🚩 鞭毛要看,必须做鞭毛染色把它增粗;普通染色只能看菌体形态

6. 细菌的基本结构

基本结构(几乎所有细菌都有) 细胞壁(最外层)→ 细胞膜 → 细胞质(含核糖体、糖淀粉颗粒、脂类颗粒)→ 核区(拟核)

特殊结构:只有某些菌才有,作用重要,是难点(本次未讲)

🚩 细胞壁 + 革兰氏染色 = 本课重点难点,安排在学期最后一次实验课(革兰氏染色与芽孢染色)

革兰氏染色(预告)

  • 由革兰提出,把所有细菌分成革兰氏阳性菌 / 革兰氏阴性菌
  • 同一种染色方法下:大肠杆菌呈红色(G⁻)、金黄色葡萄球菌呈紫色(G⁺)
  • 颜色不同,根源是细胞壁结构不同

质粒:与核区密切相关的环状 DNA,是基因工程药物合成、转基因技术的重要工具,被叫作”火车头”。

第三讲及以后

(待补)

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