1、11一、微生物的概念及其在生物分类中的地位(一)微生物的概念1、定义：微生物是指肉眼难以看清、需要借助光学显微镜或电子显微镜才能观察到的一切微小生物（0.1mm）的总称。它们大多为单细胞，少数为多细胞，还包括一些没有细胞结构的生物。 2、种类 根据其是否有细胞结构分为两大类：非细胞型【病毒、亚病毒（类病毒、拟病毒、朊病毒） 】 细胞型【原核细胞型：真细菌、放线菌、古生菌;真核细胞型：酵母菌、霉菌、蕈菌（多细胞） 】(二)微生物在生物分类中的地位1、五界系统：1969年魏塔克提出，把所有生物分为原核生物界、原生生物界、真菌界、植物界、动物界。2、六界系统：我国学者陈世骧把生物分为六界，即病毒界、
2、原核生物界、真核原生生物界、真菌界、植物界、动物界。 微生物分别属于病毒界、原核生物界、真核原生生物界、真菌界的四个界。3、三域学说：1978年伍斯等提出了生命起源的三原界系统，现称为三域学说。将整个生物界分为3个域，即古生菌域、细菌域和真核生物域，把域放在门和界水平之上。把传统的界分别放在这3个域中，这个学说已基本被各同学者所接受。在六界系统中微生物占有4界，既有原核生物，又有真核生物，还有非细胞结构的生物。在三域学说中微生物分布于3个域。这显示了微生物分布的广泛性及其在自然界的重要地位。微生物在生态系统中的地位：消费者，部分生产者二、微生物的生物学特性形态微小、结构简单。病毒：nm，细菌：
3、几个m，霉菌：几十个m。 代谢旺盛、繁殖快速。几乎所有的有机质都可以被微生物分解，还可以产生多种产品：酒精、抗生素、有机酸、酶制剂、维生素、核酸等。 代谢类型多、代谢能力强：表面积与体积比值大，可迅速进行物质交换，所以代谢强度高于动、植物，高几千几万倍。繁殖速度极快，一个细胞分裂一次就是二个个体。如：大肠杆菌（E.coli）条件适宜、2030分钟一代，24小时72代、菌体数4.71021个，45天体积与地球相仿。适应性强、易变异。生存条件温和，可在常温、常压下生长、培养基中的（原料）营养物质容易获得。微生物形体微小、易受环境的影响，而产生变异，而这种变异通常可稳定遗传，形成新种。实际工作中这种
4、变异常导致菌种的退化。 种类繁多、分布广泛。1.2万米高空、1万米海底、江、河、湖、海中，到处可见微生物。土壤中、冰雪中、温泉中（90以上）等（-12100），目前有10万种以上。 三、微生物学及其主要分科微生物学是研究微生物及其生命活动规律的学科。是研究微生物在一定条件下的形态、构造、分类、遗传变异、生理生化、生长繁殖、生态及其与人类、动物、植物、自然界之间相互作用等生命活动规律的一门学科。1、内容：形态、构造、分类、遗传变异、生理、生化、生长繁殖、生态和在工业、农业、医学、和环保等方面的应用。2、分支：基本理论：普通微生物学、微生物分类学、微生物生理学、微生物生态学及微生物遗传学等。应用方
5、面：工业微生物学、农业微生物学、医学微生物学、兽医微生物学、食品微生物学、乳品微生物学、石油微生物学、海洋微生物学、土壤微生物学、环境微生物学等。 3、微生物与人类的关系微生物的有益之处利用微生物制作食品、饮料和酒类利用微生物生产许多种抗生素等药品参加自然界的物质循环利用微生物处理污水净化环境以微生物作为科研材料进行基因工程等微生物的危害使人类和各种动植物感染各种疾病等如：人类：鼠疫、艾滋病、肺结核、流行性脑炎等;动物：疯牛病、鸡、猪的瘟疫等（人畜共患）;植物：苹果等水果的腐烂病、一些植物的软腐病;其它物品：使食物或皮革制品腐烂霉变。非典是由某种冠状病毒引起的，中间的病毒粒子具有复杂的形态，遗
6、传物质是单链的RNA。目前所知，冠状病毒科,只感染脊椎动物，与人和动物的许多疾病有关四、微生物学的形成与发展（一）我国古代人民对微生物的认识和利用（二）微生物的发现和发展221、发展简史（形态学时期）1674年：荷兰人列文虎克（Antony Van Leeuwen hock）观察到原生动物。1676年：列文虎克观察到了细菌。2、生物学的先驱及其贡献奠基（生理学时期）巴斯德（曲颈瓶实验）：1、否定了生命“自然发生”学说；2、解决了当时工、农、医方面提的许多难题，推动了生产的发展：3、奠定了微生物学的理论基础，4、创造了一些微生物学实验方法，柯赫：1、发现了许多病原菌，如炭疽杆菌、结核杆菌、霍乱弧
7、菌等；2、发明了固体培养基，提出了纯培养的概念和方法；3、创造了细菌染色的方法.（三）工业微生物学的发展分子生物学阶段19世纪后期，微生物已成为一门独立科学20世纪，微生物与生化、遗传结合使微生物学发展迅速。分子生物学是由微生物学，生化和遗传学三门学科组成。生物工程是微生物学的重要内容。生物工程包括：基因工程，细胞工程，酶工程和微生物工程。生物工程的内容：有机酸，AA，抗生素，维生素，核苷酸，酿造，E制剂，食用菌，农药，菌肥等。五、食品微生物学研究的内容与任务1、食品微生物学 食品微生物学是微生物学的一个分支学科。它是在普通微生物学与相关微生物学的基础理论与基本技术的基础上，专门研究食品中微生
8、物的生态分布、生物学特性、食品在贮藏和加工过程中有益微生物的作用以及食品中有害微生物的污染、控制及卫生学检测，从而为人类提供营养丰富、品种多样、安全卫生的食品而发展起来的一门新学科。食品微生物学就是研究微生物与食品之间相互关系的一门科学。2 、食品微生物学的研究内容 研究与食品有关的微生物及其生命活动规律。如乳酸菌、双歧杆菌的生物学特性（包括形态、营养代谢、 生长繁殖、生态、遗传变异等）。 研究如何利用有益微生物为人类制造食品。如利用细菌来生产食醋、味精等调味品，酸乳、干酪、酸性奶油等发酵乳制品；利用酵母菌来生产馒头、面包、酿酒及食用蛋白等；利用霉菌生产腐乳、豆豉、酱、酱油、柠檬酸等食品或添加
9、剂。研究如何控制有害微生物，防止食品发生腐败变质和引起人类的食物中毒。如微生物引起面包、粮食的发霉，米饭变酸、变臭，水果腐烂，牛奶凝固以及金黄色葡萄球菌、肉毒杆菌、沙门氏菌等引起食物中毒等。金黄色葡萄球菌在37好氧条件下可以迅速繁殖并产生肠毒素，最终导致人类的食物中毒。研究检测食品中微生物的方法，制定食品中的微生物指标（如国标，部标及企业标准），从而为判定食品的卫生质量提供科学依据。食品卫生微生物学标准主要包括有细菌总数、大肠菌群和致病菌等。3、食品微生物学的主要任务食品微生物学是食品科学与工程专业的一门重要的专业基础课。其中主要任务是：研究食品中存在的微生物种类、分布及其特点；掌握食品微生物
10、学的基本知识、基础理论和基本实验技能，辨别有益的、腐败的和病原的微生物。从而，在食品制造 和保藏中，充分利用有益的微生物资源，为提高产品的数量和质量服务；控制腐败微生物和病原微生物的活动，以防止食品变质和杜绝因食品引起的病害，提高食品的卫生质量，保证人类健康。第二章微生物主要类群与结构第一节 原核微生物与真核微生物的概念与主要区别微生物世界包含了相当多样化的类群。按照现代生物学的观点，微生物可分为细胞型微生物和非细胞型微生物，凡具有细胞形态的微生物统称为细胞型微生物。细胞型微生物又根据细胞的结构不同分为原核微生物和真核微生物。一、原核微生物是指一大类仅含一个DNA分子的原始核区而无核膜包裹的原
11、始单细胞微生物，与真核微生物不同。由于真细菌细胞的结构在原核微生物中颇具代表性，并且对其研究也较深入，所以本章以细菌为代表介绍原核微生物细胞的结构和功能。二、真核微生物是一大类具有真正细胞核，具有核膜与核仁分化的较高等的微生物。其细胞质中有线粒体等细胞器和内质网等内膜结构。第二节 原核微生物的形态、结构及其生理功能原核微生物主要包括细菌、放线菌、蓝细菌以及形态结构比较特殊的立克次氏体、支原体、衣原体、螺旋体等。一、细菌细菌是一大类群结构简单、种类繁多、主要以二分分裂法繁殖和水生性较强的单细胞原核微生物。(一一 )细菌细胞的形态细菌细胞的形态1、细胞的形状与排列方式三种基本形态：球状、杆状、螺旋
12、状。其中以杆状为最常见，球状次之，螺旋状较为少见。33杆菌：细胞呈杆状或圆柱状（短的：近似球形。长的：呈丝状。 球菌：球菌：细胞呈球状或椭圆形。根据细胞分裂后新细胞所保持的空间排列方式，分为以下几种情形： 单球菌尿素微球菌 双球菌肺炎双球菌 链球菌溶血链球菌 四联球菌四联微球菌 八叠球菌尿素八叠球菌 葡萄球菌金黄色葡萄球菌螺旋菌： 螺旋状的细菌称为螺旋菌。螺旋状的细菌称为螺旋菌。2、细菌的大小、细菌的大小 长度单位：常用度量单位是：微米（长度单位：常用度量单位是：微米（ m ），在显微镜下用测微尺测量。），在显微镜下用测微尺测量。 表示方法：球菌：直径（球菌直径表示方法：球菌：直径（球菌直径
13、:0.21.5m ）杆菌：长宽（杆菌）杆菌：长宽（杆菌 :长长 15m 宽宽 0.51m ）螺旋菌：宽、长、螺距）螺旋菌：宽、长、螺距(二)细菌细胞的基本结构一般构造：如细胞壁、细胞膜、细胞质、核质体、核糖体等，是所有细菌都具有的构造。一般构造：如细胞壁、细胞膜、细胞质、核质体、核糖体等，是所有细菌都具有的构造。特殊构造：主要有鞭毛、菌毛、性菌毛、荚膜和芽孢等，并非所有细菌都有的构造。特殊构造：主要有鞭毛、菌毛、性菌毛、荚膜和芽孢等，并非所有细菌都有的构造。细菌细胞结构的模式构造见下图。1、细胞壁所有细菌都有细胞壁（支原体除外）。它是细菌细胞最外一层坚韧并富有弹性的外被，主要成分为肽聚糖。它赋
14、于细菌细胞以强度和形状。 细菌的革兰氏染色法细菌的革兰氏染色法由于细菌细胞微小又透明，一般先要经过染色才能作显微观察。由于细菌细胞微小又透明，一般先要经过染色才能作显微观察。细菌的革兰氏染色法是在细菌的革兰氏染色法是在 1884年，丹麦医生年，丹麦医生 C.Gram发明。其根据不同细菌细胞壁的化学组成和结构不同，通过革兰氏染色发明。其根据不同细菌细胞壁的化学组成和结构不同，通过革兰氏染色法可将所有的细菌分为革兰氏阳性（法可将所有的细菌分为革兰氏阳性（ G+）和革兰氏阴性（）和革兰氏阴性（ G-）。）。程序：（程序：（ 1）初染（结晶紫）初染（结晶紫 30S）（ 2）媒染剂（碘液）媒染剂（碘液
15、30S）（ 3）脱色（）脱色（ 95%乙醇乙醇 10-20S）（ 4）复染（蕃红）复染（蕃红 30-60S）结果判断：菌体呈紫色的为革兰氏阳性菌（结果判断：菌体呈紫色的为革兰氏阳性菌（ G+）菌体呈红色的为革兰氏阴性菌（菌体呈红色的为革兰氏阴性菌（ G-）细菌细胞壁的构造和化学组成：具有多样性的特征，它们不仅具有很多的共性。而且在革兰氏阳性菌、革兰氏阴性茵和古生菌中还存在各自的特性。革兰氏阳性菌（G +）：细胞壁较厚(20-25nm)，构造简单，其化学组分为肽聚糖和磷壁酸；革兰氏阴性菌（G -）：细胞壁较薄(10-15nm)，有多层构造(肽聚糖和脂多糖层等)。其化学组分为肽聚糖和一定量的类脂质
16、和蛋白质等成分。肽聚糖：组成革兰氏阳性菌与革兰氏阴性菌细胞壁的主要化学成分。也称胞壁质、粘肽或粘肽复合物。其由三部分组成：双糖：N-乙酰胞壁酸（G）、N-乙酰葡萄糖胺（M）肽尾：4肽 ，是由4个氨基酸分子连接而成的短肽。肽桥：相邻“肽尾”互相交联形成高强度的网状结构。不同细菌的肽桥类型是不同的，肽桥类型的不同是“肽聚糖的多样性”的又一体现。NAG与NAM之间通过-1,4糖苷键相连，构成主链骨架NAM与AA之间通过肽键相连接于聚糖骨架链的N-乙酰胞壁酸的乳酰基上。 磷壁酸：又称垣酸，为大多数革兰氏阳性菌所特有。磷壁酸：又称垣酸，为大多数革兰氏阳性菌所特有。成分：由多个成分：由多个 (850个个
17、)核糖醇或甘油以磷酸二酯键连接而成的一种酸性多糖。分类：根据结合部位不同，分为壁磷壁酸核糖醇或甘油以磷酸二酯键连接而成的一种酸性多糖。分类：根据结合部位不同，分为壁磷壁酸和膜磷壁酸和膜磷壁酸 (也称脂磷壁酸也称脂磷壁酸 )两种类型。两种类型。功能：加固细胞壁；增强膜稳定性，调节膜结合酶活性；贮藏磷元素；调节细胞壁的增长；形成表面抗原；构成噬菌体吸功能：加固细胞壁；增强膜稳定性，调节膜结合酶活性；贮藏磷元素；调节细胞壁的增长；形成表面抗原；构成噬菌体吸附的受体。附的受体。G+菌细胞壁化学组成以肽聚糖菌细胞壁化学组成以肽聚糖 (peptidoglycan)为主。这是原核微生物所特有的成份，占细胞壁
18、物质总量的为主。这是原核微生物所特有的成份，占细胞壁物质总量的 40-90%。G-细胞壁的组成和结构比细胞壁的组成和结构比 G+更复杂。主要成份为：脂多糖、磷脂、脂蛋白、肽聚糖。更复杂。主要成份为：脂多糖、磷脂、脂蛋白、肽聚糖。 脂多糖脂多糖 （ LPS） 的功能的功能 构成革兰氏阴性细菌致病物质构成革兰氏阴性细菌致病物质 肉毒素的物质基础；肉毒素的物质基础； 起保护作用，它可以阻止溶菌酶、抗生素和染料等侵入菌体，也可以阻止周质空间中的酶外漏；起保护作用，它可以阻止溶菌酶、抗生素和染料等侵入菌体，也可以阻止周质空间中的酶外漏； 吸附吸附 Mg2+、 Ca 2+等离子而提高细胞壁的稳定性；等离子
19、而提高细胞壁的稳定性； 作为重要的抗原因子决定了革兰氏阴性细菌抗原表位的多样性；作为重要的抗原因子决定了革兰氏阴性细菌抗原表位的多样性； 是许多噬茵体吸附的受体。是许多噬茵体吸附的受体。外膜蛋白：指嵌合在LPS和磷脂层外膜上的蛋白，包括脂蛋白、孔蛋白等。周质空间（壁膜空间）：位于细胞壁与细胞膜间的狭小间隙，呈胶状，内中含有多周质蛋白蛋白质：水解酶（如蛋白质酶，核酸酶）合成酶（肽聚糖合成酶）结合蛋白(具有运送营养物质的作用)受体蛋白（与细胞的趋化性有关）44古生细菌细胞壁：多有细胞壁，少无（热原体属）。细胞壁中没有肽聚糖，由拟胞壁质、糖蛋白或蛋白质构成。有四种类型：类型I：最普遍。多为G +古生
20、菌，细胞膜外10-20nm均一电子致密层，主要成分为坚硬的拟胞壁质或杂多糖。类型II：只存在于炽热甲烷嗜热菌中（G +），在坚硬的拟胞壁质外有蛋白质表层。 类型III：G -中，存在于嗜热嗜酸菌、嗜盐古生菌和产甲烷中，细胞膜外只有一个由蛋白质或糖蛋白构成的表层。类型IV：最复杂。见于甲烷螺菌属和甲烷丝菌属，细胞膜外除有电子致密的弹性层外（10nm），还有蛋白原纤维鞘。拟胞壁质：拟胞壁质的聚糖由N-乙酰葡萄糖胺（或N-乙酰半乳糖胺）和N-乙酰氨基塔罗糖醛酸以-1.3糖苷键连接，G +菌中无磷壁醛酸或磷壁酸。细胞壁缺损型：有原生质体、球形体、细菌L型三种。 原生质体：在等渗蔗糖液中用溶菌酶处理G
21、+，可得到无细胞壁的原生质体。 球形体：用溶菌酶处理G -（EDTA），可得到除去部分细胞壁的细菌-球形体。 原生质体和球形体尚有完整的细胞膜和原生质结构，所以依然有生物活性，照样能够代谢，而且还能在适宜条件下再生。原生质体为外源DNA的进入提供了方便，所以是研究遗传物质交换和重组的一种理想材料。原生质体还有助于DNA的提取和质粒的寻找，所以在遗传工程中常用到它。细菌L型（L型-细菌）:没有细胞壁的细菌。有些细菌经某些诱导因子（如低浓度青霉素）作用，在一定条件下（如高渗溶液，培养基琼脂含量较低和加有血清或血浆）会变为多形性的细胞缺损型 L型。细菌L型较柔软，有球形、杆形、丝状，可通过细菌滤器，
22、直径在0.05-5um。分为：原生小体：直径在0.05-0.5um。圆球体：直径在1um左右。巨形体：直径在1.5-5um。细菌L型在无青霉素等的培养基中可恢复产生细胞壁而变为原来的细菌，这称为L型回复，不易回复的叫稳定L型，易回复的叫不稳定L型。(5)细菌的革兰氏染色机制 长期的微生物研究实践表明，细菌对革兰氏染色的反应主要与其细胞壁的通透性有关。G+：细胞壁厚，肽聚糖含量高，网孔小，经乙醇脱水后，使网孔更小，结晶紫、碘不能被抽提出来，而呈紫色。 G-：细胞壁薄，肽聚糖含量少，交联程度低，网孔大。又由于类脂质含量高，乙醇溶解了脂类后，网孔更大。所以结晶紫和碘易被从细胞中抽提出来，而呈复染沙黄
23、的颜色-红色。2、细胞质膜又称质膜或细胞膜，是紧贴细胞壁内侧、包围着细胞质的一层柔软、脆弱、富有弹性的半透性膜，厚约又称质膜或细胞膜，是紧贴细胞壁内侧、包围着细胞质的一层柔软、脆弱、富有弹性的半透性膜，厚约 78nm，由磷脂，由磷脂（占（占 2030%）、蛋白质（占）、蛋白质（占 5070% ）和少量的糖类组成。通过质壁分离、鉴别性染色或原生质体破裂等方法可在光学显）和少量的糖类组成。通过质壁分离、鉴别性染色或原生质体破裂等方法可在光学显微镜下观察到。微镜下观察到。 细菌的膜蛋白已不单纯起结构作用，很多膜蛋白在物质转运和代谢细菌的膜蛋白已不单纯起结构作用，很多膜蛋白在物质转运和代谢 (尤其是能
24、量代谢尤其是能量代谢 )中起重要作用，如转中起重要作用，如转运蛋白、电子传递蛋自以及运蛋白、电子传递蛋自以及 ATP合成酶等。有时还是合成膜脂和细胞壁各种组分以及合成糖被的酶。合成酶等。有时还是合成膜脂和细胞壁各种组分以及合成糖被的酶。膜的脂质主要是双分子磷脂层，细菌主要是磷酸甘油酯（不同的G +和G -不同，见P19表2-2），古细菌为异戊烯甘油醚， 3、内膜系统细菌不含线粒体与叶绿体之类的细胞器。但许多革兰氏阳性细菌、光合细菌、硝化细菌、甲烷氧化细菌以及固氮菌等的细胞膜内凹延伸或折叠成为形式多样的内膜系统，如间体、载色体和羧酶体，以提供为某种功能所需要的更大的表面积。细胞质膜的功能：渗透屏
25、障，维持着细胞内正常的渗透压；物质运输；参与膜脂、细胞壁各种组分以及檄被等的生物合成；参与产能代谢。在细菌中，电子传递链和ATP合成酶均位于细胞膜；分泌细胞壁和糖被的成分(孔蛋白、脂蛋白、多糖)、胞外蛋白(各种毒素、细菌溶菌素)以及胞外酶(青霉素酶、蛋白酶、淀粉酶等)；参与DNA复制与子细菌的分离；提供鞭毛的着生位点。间体：是一种由细胞膜内陷而形成的囊状结构，其中充满着层状或管状的泡囊。多见于革兰氏阳性菌。间体又分隔壁间体（深层）和侧性间体（浅层），深层间体与DNA复制、分配以及细胞分裂有关；浅层侧性间体与胞外酶的分泌（如青霉素酶）有关。也有人认为间体仅是电镜制片时因脱水操作而引起的一种赝象。
26、载色体（色素体）：是光合细菌的光合作用部位，相当于高等植物的叶绿体。含有菌绿素和胡萝卜素等色素。羧酶体：某些硫杆菌细胞内散布着由单层膜(非单位膜)围成的多角体(图216)、因内含1，5二磷酸核酮糖羧化酶故称为羧酶体、它在自养细菌的CO 2固定中起作用。4、细胞质及其内含物细胞质膜包围的，除核区之外的物质总称为细胞质。核糖体 无被膜包裹的蛋白质颗粒，其沉降系数为70S（50S和30S）。是合成蛋白质的场所。有80%-90%的核糖体串联在mRNA上以多聚核糖体的形式存在。每个细菌有上万个核糖体。 链霉素、四环素、氯霉素等抗生素能选择性抑制70S核糖体蛋白合成。而对真核生物80核糖体不起作用。故可用
27、这些抗生素治疗细菌引起的疾病，而对高等动物和人类无害。注：沉降系数是指在离心场中颗粒的沉降速度。用S表示，单位是秒，10-13秒为一个沉降系数。55贮藏物：主要是贮存营养物质糖元和淀粉：是细菌的碳源和能源物质，大肠杆菌及许多芽孢杆菌含有。聚-羟丁酸（PHB）：是许多细菌特有的碳源和能源类贮藏物。它无毒、可塑、易降解，是生产医用塑料、生物降解塑料的好材料。藻青素：常存在于蓝细菌中，是一种内源性氮源、能源储藏物。异染颗粒：其主要功能是储藏磷酸盐和能量，并可降低渗透压。因此物质能把蓝色染料变为红紫色，故名异染颗粒。迂回螺菌、白喉棒杆菌、分支杆菌含有。磁小体：1975年，由勃莱克摩在一种折叠螺旋体的趋
28、磁细菌中发现，磁小体是成分是Fe 3O4，外有一层磷脂、蛋白质或糖蛋白膜包裹，其功能是导向作用，趋磁菌具有一定实用前景，比如生产磁性定向药物或抗体等。羧酶体：是自养菌所特有的内膜系统，可能是固定CO2的场所。气泡：存在于许多水生细菌中，其功能是调节细胞比重以使细胞漂浮在水上层，以便获取光能、氧气和营养物质。5、核区与质粒 核区：又称核质体、原核、拟核或基因组，是指原核生物所特有的无核膜结构、无固定形态的原始细胞核。原始细胞核没有核膜、核仁，只是由环状双链的DNA分子缠绕形成类似于核的结构，且DNA不与组蛋白结合，是一种分化不完善的原始性细胞核，故特称原核、核区、拟核或细菌染色体等。每个细菌细胞
29、一般14个核质体。并且在复制以外时期均为单倍体。功能：储存和复制遗传信息的场所。细菌染色体（质）DNA：DNA高度折叠缠绕：E.coli DNA，4700Kbp，长度1100-1400m（1-1.4mm）。而E.coli长度为1-3m。所以，DNA是高度折叠缠绕在核内的超螺旋。细菌染色体的组织结构：E.coli 染色体DNA有50-100个结构域或环（P23），环由50-100Kbp，一端固定在蛋白质-膜的核心或支架上，与中体相连。细菌染色体DNA结合蛋白：细菌DNA不与（RNA或）组蛋白结合，没有染色体时期。DNA与Hu蛋白（碱性蛋白二聚体）结合（精胺或亚精胺），结合蛋白（复制、转录、翻译、
30、调节E）、HNS单体蛋白，类组蛋白，又称细胞染色体。细胞核功能：贮存遗传信息，传递遗传信息。迅速生长，细胞中可能有四个或两个核。质粒：是细胞核外的遗传物质。可自我复制，是环状的DNA分子，分子量为2-100106D，1-300Kbp。存在：游离于细胞质中或整合到染色体上。可以自我复制，独立遗传。数量：一个或多个质粒 （通常为一个）是特定的细菌带有的。作用：可作为目的基因载体，遗传工程尤为重要。但质粒对于细菌来说并不是必不可少的，除去质粒细菌仍能正常生活，它带有一些次要性状。质粒中有插入序列或转座子，可在质粒与质粒间，质粒与染色体间，进行基因交换和重组。6、鞭毛（特殊结构） 运动性微生物表面着生
31、着一根或数根长丝状、波曲的蛋白质附属物。球菌一般无鞭毛，部分杆菌有鞭毛，螺旋菌均有鞭毛。鞭毛的结构：由基体、鞭毛丝、鞭毛钩三部分组成。基体：即环状体，是一个超微型马达。鞭毛丝：中空螺旋状、丝状结构，球蛋白亚基螺旋排列。鞭毛钩：又称钩形鞘，是连接鞭毛丝和基体的一个弯曲筒状部分，蛋白质亚基组成。(2)鞭毛的运动 鞭毛具有推动细菌运动的功能。一般认为，细菌鞭毛主要是通过旋转来推动细菌运动的，它犹如轮船的螺旋桨。鞭毛基部的基体可视作“马达”，它以细胞膜上的质子动势作为能量，在有关蛋白的共同作用下推动鞭毛旋转而使菌体运动。细菌的运动速度相当快，一般可达2080 m/s。7、菌毛（纤毛、伞毛）（ 壁外特殊
32、结构）某些G+和G-的个别菌体表面的一种比鞭毛细、短、直、硬、中空且数量较多的蛋白质类附属物。不具运动功能。功能：促进细菌的粘附。促使某些细菌(好氧菌或兼性厌氧菌)缠集在一起而在液体表面形成茵膜(醛)以获取充分的氧气。是许多革兰氏阴性细菌的抗原菌毛抗原。8、性丝（壁外特殊结构）只存在于大肠杆菌与其他肠道细菌的雄株菌的表面。性丝的结构与菌毛相似。但一般性丝数目较少（一般为110根）、较长和较宽。其功能是转移遗传物质。9、糖被（壁外特殊结构）、糖被（壁外特殊结构） 概念：指包被于某些细胞壁外的一层厚度不定的的胶状物质。糖被的有无、厚薄除与菌种的遗传性相关外，还与环境概念：指包被于某些细胞壁外的一层
33、厚度不定的的胶状物质。糖被的有无、厚薄除与菌种的遗传性相关外，还与环境（尤其是营养）条件密切相关。（尤其是营养）条件密切相关。 特点：产糖被细菌在固体培养基上形成表面湿润、有光泽、粘液状的光滑型，即特点：产糖被细菌在固体培养基上形成表面湿润、有光泽、粘液状的光滑型，即 S型菌落。不产糖被的细菌形成表面干型菌落。不产糖被的细菌形成表面干燥、粗糙的粗糙型，即燥、粗糙的粗糙型，即 R型茵落。糖被富含水。其含糖组分依种而异，大部分细菌的糖被由多糖组成。某些细菌的糖被由型茵落。糖被富含水。其含糖组分依种而异，大部分细菌的糖被由多糖组成。某些细菌的糖被由多肽与多糖的复合物组成。多肽与多糖的复合物组成。66
34、 功能：功能： 保护作用；保护作用； 贮藏营养；贮藏营养； 致病功能。致病功能。10、芽孢、伴胞晶体与其他（特殊结构）芽孢 某些细菌（芽孢杆菌）在生活的一定阶段（生长发育的后期），在细胞内产生一个椭圆形或圆柱形、含水量极低、厚壁、折光性强、具抗逆性的休眠体（是一种抗性很强的内生孢子）。它们是由细菌的DNA和外部多层蛋白质及肽聚糖包围而构成。芽孢的属性：一个营养细胞只能形成一个芽孢，一个芽孢也只能产生一个营养体。芽孢是休眠体，而不是繁殖体。芽孢的抗逆性：芽胞是生物界抗逆性最强的生命体。具有抗热、抗干燥、抗化学药物、抗辐射和抗静水压等特性。芽孢的种类：芽孢形状、位置和大小因菌种而异，故是细菌分类的
35、形态特征之一。芽孢的形成 产芽孢细菌通常在必需的养料（碳源和或氮源）耗尽而停止生长（即过了对数期转入稳定期）时形成芽孢。各种细菌有其形成芽孢的最适条件，包括pH、供氧情况、温度、营养、培养基中的离子浓度和种类等。从形态上看芽孢的形成可以划分为7个阶段（图226）。研究芽孢的重要实践意义 芽孢是细菌分类鉴定中一项重要的形态特征；杀灭芽孢是制订灭菌标准的主要依据；许多芽孢细菌是强致病菌；部分芽孢细菌可用于生产抗生素及利用芽孢保藏菌种。伴胞晶体：有的细菌（少数）在形成芽孢的同时，常在菌体内形成一种菱形、斜方形或不规则形的晶体内含物。主要成分为蛋白质，溶于碱性溶液。一般可作为杀虫剂，通过引起鳞翅目昆虫
36、肠道麻痹、穿孔、毒素进入血液和体腔、引起败血症。细菌的其他休眠状的结构：有孢囊、外生孢子、粘孢子、蛭孢囊、孢囊样结构等。二、细菌的繁殖当细菌从周围环境中吸收了营养物质后，发生一系列的合成反应，把进入的营养物质转变成为新的营养物质DNA、RNA、蛋白质、酶及其它大分子，之后细胞开始了形成两个新细胞的过程，称为繁殖。细菌主要是通过无性繁殖产生后代。其繁殖方式是二分裂，简称裂殖。细菌主要是通过无性繁殖产生后代。其繁殖方式是二分裂，简称裂殖。细菌的繁殖过程分为三个连续步骤：细菌的繁殖过程分为三个连续步骤： 核的分裂和隔膜的形成；核的分裂和隔膜的形成； 横隔壁形成；横隔壁形成； 子细胞分裂。子细胞分裂。
37、另外有的细菌还存在三分裂、复分裂以及芽殖。另外有的细菌还存在三分裂、复分裂以及芽殖。三、细菌的菌落菌落（colony）：当细菌在固体培养基上生长、繁殖时，产生的大量细胞便以此得细胞为中心而聚集在一起，形成一个肉眼可见的、具有一定形态结构的子细胞群，称为菌落。菌苔（1awn） ：当一个固体培养基表面有许多菌落连成一片时，便称为菌苔。2、细菌菌落特征 各种细菌在一定条件下形成的菌落具有一定的稳定性和专一性特征，称为菌落特征。菌落特征是衡量菌种纯度、辨认和鉴定菌种的重要依据。菌落特征描述：菌落特征包括大小、形状、隆起形状、边缘情况、表面状态、表面光泽、质地、颜色、透明度等。细菌菌落受环境的影响而产生
38、变化，在菌种鉴定时要注意检测条件一致。一个菌落可由单个或多个细胞繁殖而来。若一个菌落是由一个细菌繁殖而来，则它就是一个纯种细胞群或称克隆菌落已被广泛应用于菌种的分离、纯化、选育等方面，在基因工程中亦得到普遍的应用。细菌在液体培养中不能形成菌落，但使培养液混浊，或在液体表面形成膜，或产生絮状沉淀。第二节第二节 放放 线线 菌菌放线菌是一类主要呈菌丝状生长和以孢子繁殖的陆生性较强的原核生物。放线菌是一类主要呈菌丝状生长和以孢子繁殖的陆生性较强的原核生物。特点：放线菌是一类介于细菌和真菌之间的单细胞微生物。特点：放线菌是一类介于细菌和真菌之间的单细胞微生物。 放线菌的细胞构造和细胞壁化学组成与细菌相
39、似，与细菌同属于原核微生物；放线菌的细胞构造和细胞壁化学组成与细菌相似，与细菌同属于原核微生物； 放线菌菌体呈纤细的菌丝，且分支，又以外生孢子的形式繁殖，这些特征又与霉菌相似。放线菌菌体呈纤细的菌丝，且分支，又以外生孢子的形式繁殖，这些特征又与霉菌相似。形态：放线菌菌落中的菌丝常从一个中心向四周辐射状生长。形态多样（杆状到丝状）、高含量形态：放线菌菌落中的菌丝常从一个中心向四周辐射状生长。形态多样（杆状到丝状）、高含量 (G+C)mol%(60-70)、多数、多数呈菌丝状生长和以孢子繁殖的。呈菌丝状生长和以孢子繁殖的。营养：大部分为腐生菌，少数为寄生菌。几乎都呈革兰氏阳性（营养：大部分为腐生菌
40、，少数为寄生菌。几乎都呈革兰氏阳性（ G+）。）。分布：放线菌在自然界分布极广。它存在于土壤、河流、湖泊、海洋、空气、食品、动植物的体表和体内，以土壤中为最分布：放线菌在自然界分布极广。它存在于土壤、河流、湖泊、海洋、空气、食品、动植物的体表和体内，以土壤中为最多。放线菌特别适宜生长在排水较好，肥沃的中性或微碱性的土壤中。多。放线菌特别适宜生长在排水较好，肥沃的中性或微碱性的土壤中。危害：寄生型放线菌会引起人和动植物的疾病，如放线菌病（皮肤、脑、肺和足部感染）和诺卡氏病，少数放线菌能引起危害：寄生型放线菌会引起人和动植物的疾病，如放线菌病（皮肤、脑、肺和足部感染）和诺卡氏病，少数放线菌能引起植
41、物病害。植物病害。 应用：能产生大量的、种类繁多的抗生素。世界上绝大多数的抗生素由放线菌产生。应用：能产生大量的、种类繁多的抗生素。世界上绝大多数的抗生素由放线菌产生。 一、放线菌形态构造一、放线菌形态构造放线菌的种类较多，以分布最广、种类最多、形态特征最典型和与人类关系最密切的链霉菌属为例。放线菌的种类较多，以分布最广、种类最多、形态特征最典型和与人类关系最密切的链霉菌属为例。链霉菌是以菌丝状态生长的原核微生物，细胞壁的主要成分是肽聚糖。放线菌菌体为单细胞，根据菌丝形态和功能分为三链霉菌是以菌丝状态生长的原核微生物，细胞壁的主要成分是肽聚糖。放线菌菌体为单细胞，根据菌丝形态和功能分为三类：类
42、： 1、基内菌丝（营养体）、基内菌丝（营养体） 2、气生菌丝（营养体）、气生菌丝（营养体） 3、孢子丝（繁殖体）、孢子丝（繁殖体）1、基内菌丝：又称基质菌丝，属于营养菌丝。长在培养基内，菌丝无分隔，、基内菌丝：又称基质菌丝，属于营养菌丝。长在培养基内，菌丝无分隔， =0.5 0.1m ，与细菌相仿，但长度不定。，与细菌相仿，但长度不定。可以产生各种水溶性、脂肪性色素，使培养基着色。可以产生各种水溶性、脂肪性色素，使培养基着色。功能：吸收营养物质和排泄废物。功能：吸收营养物质和排泄废物。2、气生菌丝：由基内营养菌丝长出培养基外，伸向空间的菌丝为气生菌丝，直生或分支丝状，较基内菌丝粗。77功能：传
43、递营养物质、繁殖（分化形成孢子丝）。3、孢子丝：生长发育到一定阶段，气生菌丝上分化出可形成孢子的菌丝。孢子丝排列方式随不同种而不同，有直形、波浪弯曲形或螺旋状，袍子丝有交替生、丛生、轮生，是分类上的依据。功能：形成孢子，起繁殖作用。二、放线菌的繁殖二、放线菌的繁殖主要是形成各种分生孢子进行繁殖。也可利用菌丝片断进行繁殖。主要是形成各种分生孢子进行繁殖。也可利用菌丝片断进行繁殖。第三节第三节 蓝蓝 细细 菌菌蓝细菌，曾称蓝藻或蓝绿藻。它是蓝细菌，曾称蓝藻或蓝绿藻。它是 大类群分布极广、异质、极大多数情况下能进行产氧光合作用的古老原核微生物。大类群分布极广、异质、极大多数情况下能进行产氧光合作用的
44、古老原核微生物。蓝细菌广泛存在于淡水、海水和土壤中，抗逆境能力较强，在一些极端环境中也能生活。蓝细菌广泛存在于淡水、海水和土壤中，抗逆境能力较强，在一些极端环境中也能生活。 在富营养的湖泊或水库中的水华；在富营养的湖泊或水库中的水华； 在温泉在温泉 (70-80) 和盐湖中生长；和盐湖中生长； 在沙漠中和岩石上生长着能固氮的蓝细菌，是岩石分解和土壤形成的在沙漠中和岩石上生长着能固氮的蓝细菌，是岩石分解和土壤形成的 “先躯生物先躯生物 ”； 与真菌、苔类、蕨类、苏铁科植物、珊瑚甚至与真菌、苔类、蕨类、苏铁科植物、珊瑚甚至 些无脊椎动物共生。些无脊椎动物共生。一、蓝细菌的结构与形态细胞大小（直径）
45、一般为0.51 m，也有大到6m，是已知原核微生物中较大的细胞。菌体结构与革兰氏阴性细菌结构相似。包括有：细胞壁：壁外层是外膜，内膜是肽聚糖胞壁。细脑膜：在壁内，单层，很少有间体。细胞核：原核。细胞质：含有色素的原生质部分。包括类囊体、叶绿素A及辅助色素、藻胆蛋白、核蛋白体（70S）、气泡、颗粒等。蓝细菌具有特殊结构光合器，可进行光合作用；有的蓝细菌有异形胞，异形胞内有固氮酶系统，它可利用ATP和还原性物质来还原自由态的氮成为氨，进行固氮作用。二、蓝细菌的繁殖蓝细菌通过无性方式繁殖。以分裂繁殖为主，极少种类有孢子。有的利用藻殖段繁殖。第四节第四节 其他原核微生物其他原核微生物一、立克次氏体：1
46、、概念是一类形微小的杆状或球状G -、绝大多数只能生活在宿主细胞内繁殖（寄生）的原核微生物。介于细菌与病毒之间，而又接近于细菌的一类专性细胞内寄生的原核微生物。2、生物学特性形态：球形或双球形；杆形；丝状。特点：不能透过细菌滤器；无芽孢，不运动；G -；二分分裂方式繁殖。9-12小时/代结构：与细菌相似细胞壁：含有肽聚糖，DAP，脂多糖。细胞核：原核，丝状，双链DNA，含RNA。细胞膜：磷脂，Pr。膜疏松，渗透性大（NAD +等可通过）。细胞质：含有70S的核糖体。生理：细胞内专性寄生，酶系不完整，不能离开寄主而独立生活，离开寄主立即死亡；对磺胺，抗菌素敏感；四环素，氯霉素，红霉素可抑制生长；
47、只能氧化谷氨酸，不能氧化葡萄糖,6-磷酸葡萄糖或有机酸。3、致病性立克氏体常寄生在虱、蚤、蜱、螨等的消化道。表皮细胞内（不致病），可通过节肢动物叮咬传给人或其他动物。如人类的落基山斑点热、流行性斑疹伤寒、地方性斑疹伤寒、恙虫热和Q热等。 二、支原体（类菌质体，菌形体）1、概念 缺少细胞壁、可独立生活的原核微生物。介于细菌与立克次氏体之间的微生物。2、生物学特性形态：球形：=0.20.3m。丝状体：12150m。特征：最小可独立生活的原核微生物。无细胞壁、细胞柔软，形态多变如球、丝、分枝等。不产生芽孢、无鞭毛。G-，可通过细菌滤器。好氧或厌氧（腐生）。结构：结构简单，无细胞壁，有细胞膜，细胞质，
48、细胞核（原核）等。细胞膜中含有固醇或类胡萝卜素等。繁殖：多数为二分分裂方式，少数以出芽方式。菌落形态：在固体培养基上呈“油煎蛋”形。中央厚，周围薄而透明。菌落小，：250600m。培养基中需加入动物血清、牛心浸出汁、固醇等。88生理：生长不受青霉素等抑制细胞壁形成的抗生素抑制，但对四环素、卡那霉素，红霉素，土霉素等敏感。分布：分布广，土嚷、污水、动植物体内外。3、致病性：少数能引起人和畜禽呼吸道、肺部、尿道以及生殖系统（输卵管和附睾）的炎症。植物原体是黄化病、矮缩病等植物病的病原体。三、衣原体：1、概念 是介于立克次氏体与病毒之间的一类专性活细胞内寄生的单细胞原核微生物。2、生物学特征形态：衣原体生活史中有二种形态。小细胞（原体）：体积小，圆形颗粒状=0. 20.4m。细胞壁坚韧，对外界环境有抵抗力，具有感染性，小细胞侵入寄主体，发育成大细胞。大细胞（始体）：细胞大，圆形颗粒状，=11.5m。细胞壁失去坚韧性，以裂殖方式繁殖产生小细胞，寄主解体后，小细胞释放可感染其他细胞。特点：与细菌细胞结构相似。缺乏能量代谢系统，必须生活在活细胞内从寄主获得能量，故有“能量寄生物”之称。G-，可通过细菌滤器。有典型细胞壁和DNA、RNA，但不是病毒。不经媒介可直接侵入寄主，能感染鸟类、哺乳类。生理：对青霉素、磺胺等敏感。对热、乙醇、福尔马林敏感。3、致病
