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微生物学复习
第二章 纯培养和显微技术
第一节 微生物的分离和纯培养
一、无菌技术(在分离、转接及培养纯培养物时防止其被微生物污染，其自身也不污染操作环境的技术)
o 用于分离、培养微生物的器具事先不含任何微生物；
o 在转接、培养微生物时防止其它微生物的污染，其自身也不污染环境；
1. 微生物培养的常用器具（试管 玻璃烧瓶 培养皿）及其灭菌（高压蒸汽灭菌可杀死微生物休眠体：芽孢 高压干热灭菌）
2. 接种操作：在无菌条件下，用接种针或接种环挑取微生物，把它有一个培养皿转接到另一个培养皿进行的操作。是微生物最常用的基本操作。
二、用固体培养基分离纯培养
菌落：分散的微生物在适宜的固体培养基表面或内部生长、繁殖到一定程度形成肉眼可见的、有一定形态结构的子细胞生长群体。
菌苔：在还固体培养基表面众多菌落连成一片时便成为菌苔。
不同微生物在特定的固体培养基上生长形成菌落和菌苔都具有稳定的特征，可成为对该菌落进行分类鉴定的重要依据。
培养平板：被用于微生物纯培养的最常用固体培养基形式它是冷却凝固后的培养基在无菌培养皿中形成的固体培养平面，简称平板。
以下各方法具体内容参见复印资料第10页
1. 稀释倒平板法：操作较麻烦，对好氧菌、热敏感菌效果不好！
2、涂布平板法：使用较多的常规方法，但有时涂布不均匀！
3. 平板划线法
4.稀释摇管法
三、用液体培养基分离纯培养
1、稀释法
2、富集培养
四、单细胞（孢子）分离
单细胞分离法：采取显微分离法从混杂群体中直接分离单细胞或单个个体进行培养以获得纯培养。
五、选择培养分离
选择培养分离：
1）、抑制大多数其它微生物的生长；
2）、使待分离的微生物生长更快；使待分离的微生物在群落中的数量上升，方便用稀释法对其进行纯化。
3）、使待分离的微生物生长"突出"；直接挑取待分离的微生物的菌落获得纯培养。
1、利用选择平板进行直接分离:根据待分离微生物的特点选择不同的培养条件（抗生素平板 牛奶平板 高温培养）
2、富集培养：利用不同微生物间生命活动特点的不同，制定特定的环境条件，使仅适应该条件的微生物旺盛生长，从而使其在菌落中的数量大量增加，是人们更容易从自然界中分离到这种所需的特定的微生物。
六、二元培养物
由于微生物体积微小，在绝大数情况下对微生物的研究、利用都是使用其群体，成为培养物。
只有一种微生物的培养物称为纯培养物。
含有两种以上微生物的培养物称为混合培养物
如果培养物中只含有两种微生物，而且是有意识的保持两者间的特定关系的培养物称为二元培养物。

第二节 显微镜和显微技术（具体内容参见复印资料第11页）
一、显微镜的种类及原理
放大倍数：被观察物越小，放大倍数应该越大，否则难以看清。
分辨率：能分辨除两点间最小距离的能力。最小可分辨距离=
反差：被观察物区别于背景的程度。
1. 普通光学显微镜
2. 暗视野显微镜 生活细菌的运动性
3. 相差显微镜
4. 荧光显微镜
5. 透射电子显微镜
6. 扫描电子显微镜
7. 扫描隧道显微镜
二，显微观察样品的制备（略）
思考题：
1、为什么说Koch等建立的微生物纯培养技术是微生物学建立与发展的基石？一般可用哪些方法获得微生物的纯培养？
2、微生物的最显著特征就是个体微小，通常只能通过 显微镜进行观察。试列举在显微观察（光镜和电镜）中通过改变样
品的反差以改善观察效果的技术及方法。
3、试利用表格形式对各类显微镜在原理、样品制备和观察方面的异、同进行概括、比较。
4、 试找到一篇使用微生物照片的文献，分析该文为什么要使用微生物照片，采用的是何种显微观察技术？依你之见，该文作者的这张照片还可以用哪些技术获得？

第三章 微生物类群与形态结构
第一节 真细菌
一、一般形态及细胞结构
（一）个体形态与排列
球菌细胞个体呈球形或椭圆形，不同种的球菌在细胞分裂时会形成不同的空间排列方式，常被作为分类依据。
杆状细菌的排列方式常因生长阶段和培养条件而发生变化，一般不作为分类依据。
弧菌：菌体只有一个弯曲，其程度不足一圈，形似"C"字或逗号，鞭毛偏端生。
螺旋菌：菌体回转如螺旋，螺旋数目和螺距大小因种而异。鞭毛二端生。细胞壁坚韧，菌体较硬。
螺旋体菌：菌体柔软，用于运动的类似鞭毛的轴丝位于细胞外鞘内。
柄杆菌：细胞上有柄（stalk）、菌丝（hyphae）、附器（appendages）等细胞质伸出物，细胞呈杆状或梭状，并有特征性的细柄。一般生活在淡水中固形物的表面，其异常形态使得菌体的表面积与体积之比增加，能有效地吸收有限的营养物；
（二）大小
硫磺细菌 最大
纳米细菌 最小
（三）细胞的结构
原核微生物是指一类细胞微小，细胞核无核膜包裹的原始单细胞生物。
与真核微生物的主要区别1、基因组由无核膜包裹的双链环状DNA组成
2、缺乏由单位膜分隔、包裹的细胞器
3、核糖体为70S型
A、细胞壁
位于细胞膜外一层厚实坚韧的外壁，主要由肽聚糖组成，具有固定细胞外形，保护等多种生理功能。
证实（研究）细胞壁存在的方法：
（1）细菌超薄切片的电镜直接观察；
（2）适当的质、壁染色，可以在光学显微镜下看到细胞壁；
（3）机械法破裂细胞后，分离得到纯的细胞壁；
（4）制备原生质体，观察细胞形态的变化；
细胞壁功能
1、固定细胞外形提高机械强度，从而使其免受渗透压等外力损伤。
2、细胞生长、分裂和鞭毛运动所必需，失去了细胞不必的原生质体也就丧失了这些重要功能。
3、阻拦酶蛋白和抗生素等大分子物质进入细胞，保护细胞免受溶菌酶、消化酶、抗生素等有害物质的伤害。
4、赋予细胞一定的抗原性、致病性和对抗生素和噬菌体的敏感性。
革兰氏染色机制
通过结晶紫初染和碘液复染后。在细胞膜内形成了不溶于水的结晶紫与碘的复合物。革兰氏阳性菌由于其细胞壁较厚、肽聚糖网络多和交联致密。故遇乙醇或丙酮脱色处理时。因失水反而使网孔缩小。再加上其不含类脂。乙醇处理不会使其溶出缝隙。因此能把结晶紫与碘液复合物牢牢留在壁内。使其仍呈紫色。反之革兰氏阴性菌因其细胞壁薄、外层膜类脂含量高、肽聚糖层薄和交联度差。在遇脱色剂后以类脂为主的外膜迅速溶解。薄而疏松的肽聚糖网不能阻挡结晶紫与碘复合物的溶出。因此。经过乙醇的脱色后细胞退成无色。这时在经过沙黄等红色染料复染后，是革兰氏阴性菌呈红色。革兰氏阳性菌则仍保留紫色。
革兰氏阳性菌细胞壁（厚度大 化学组分简单）：
肽聚糖（90%）由双糖单位 四肽尾或四肽链 肽桥或肽键桥 （40层 有桥肽）
磷壁酸（10%）结合在革兰氏阳性菌细胞壁上的一种酸性多糖，主要分为甘油磷酸和核糖醇磷酸。
一、壁磷壁酸：与肽聚糖共价结合
二、膜磷壁酸跨越肽聚糖层并与细胞膜相交连。
磷壁酸主要功能：
1、形成负电荷环境，增强膜对二价阳离子的吸收。
2、贮藏磷元素
3、增强某些致病菌对宿主细胞的粘连，避免被白细胞吞噬和抗补体作用。
4、革兰氏阳性菌特异的表面抗原基础
5、噬菌体特异性吸附受体
6、调节细胞自溶素活性性，防止细胞自溶性死亡

革兰氏阴性菌细胞壁
1、肽聚糖：1~2层，藏于外膜内层，无特殊的桥肽，疏松、机械强度较差的肽聚糖网套。
2、外膜：革兰氏阴性菌细胞壁外层，有脂多糖、磷脂和脂蛋白等若干种蛋白质组成的膜。外膜是革兰氏阴性菌的一层保护性屏障，何以组织或减缓胆汁酸、抗体及其他有害物质的进入，也可防止周质酶和细胞成分的外流。
脂多糖：类脂A 核心多糖 o-特异性侧链
脂多糖的主要功能：
1）LPS结构的多变，决定了革兰氏阴性细菌细胞表面抗原决定簇的多样性；
2）LPS负电荷较强，与磷壁酸相似，也有吸附Mg2+、Ca2+等阳离子以提高其在细胞表面浓度的作用，对细胞膜结构起稳定作用。
3）类脂A是革兰氏阴性细菌致病物质--内毒素的物质基础；
4）具有控制某些物质进出细胞的部分选择性屏障功能；
5）许多噬菌体在细胞表面的吸附受体；
3、外膜蛋白
镶嵌在外膜磷脂层外的膜上的蛋白质
孔蛋白通过孔德开合对进入外膜层的蛋白进行筛选
非特异性孔蛋白：通过分子量小于800~900的任何亲水性分子
特异性能孔蛋白：只容许一种或几种物质通过
4、周质空间
周质空间：外膜与细胞膜间狭小的空间，是进出细胞的物质的重要中转站和反应场所。在周质空间中，存在着多种周质蛋白（periplasmic proteins），包括水解酶类、合成酶类、结合蛋白和受体蛋白
5、外膜与内膜间的黏合位点
在革兰氏阳性菌的细胞壁的许多部位上，存在着外膜与内膜直接接触点称为外膜与内膜的黏合位点。促进营养物质直接进入细胞。

特殊的细胞壁
抗酸细胞的细胞壁 (分枝菌酸 索状因子 染色反应上属于革兰氏阳性菌，但从从其类脂外壁层与肽聚糖层来看有与革兰氏阴性菌相似)
抗酸细菌；一类细胞壁中含有大量分枝菌酸等蜡质的特殊革兰氏阳性菌。因为被酸性复红染色后，就不能被盐酸乙醇脱色，顾称抗酸细菌。
索状因子；是分枝菌酸表层的一种糖脂（结核杆菌链状生长与致病性）
古生菌的细胞壁（多糖（假肽聚糖） 糖蛋白 蛋白质 革兰氏阴阳不一定）
缺壁细胞
实验室或宿主体内形成
缺壁突变--L型细菌（在实验室或宿主细胞中自发突变形成的遗传性稳定的细胞壁缺陷菌株）
人工去壁 基本去尽--原生质体（在人为条件下，用溶菌酶除尽原有细胞壁或用青霉 素抑制新生细胞壁合成后得到的仅由一层细胞膜包裹的圆球状渗透压敏感细胞。一般由革兰 氏阳性菌形成）
部分去掉--球状体（又称原生质球。一般由革兰氏阴性菌形成）
在自然界长期进化中形成--支原体（在长期进化过程中形成的、适应自然生活条件的雾细胞壁的原核微生物。细胞壁中含一般原核微生物没有的甾醇。细胞膜有较高机械强度）
比较：原生质体和球状体相同点 无完整的细胞壁、细胞呈球状、对渗透压敏感、对相应噬菌体不敏感、革兰氏染色阴性、细胞不分裂、即使有鞭毛也不运动等。
原生质体和球状体无生殖能力，L型细菌和支原体有。
原生质体
原核生物去掉细胞壁后留下的由细胞膜包裹的柔软的活细胞，成为原生质体，由细胞质膜、细胞质和核区组成

B、细胞质膜（又称质膜）
紧贴在细胞壁内侧的。包围着细胞质的一层柔软、脆弱、富有弹性的半透性薄膜。
原核生物与真核生物细胞膜的主要区别是蛋白质含量特别高。一般不含甾醇（支原体除外）。后者蛋白质含量低并普遍含有甾醇。
细胞质膜功能的解释--液态镶嵌模型
1、膜的主体是脂质双分子层
2、脂质双分子层具有流动性
3、占膜蛋白总量的70%~80%的整合蛋白（跨膜蛋白）因其表面呈疏水性，故可溶入脂质双分子层的疏水性内层中。且不易把他们抽提出来
4、占膜含量20%~30%、与膜结合的较疏松的周边蛋白（外膜蛋白），因其表面的亲水基团而通过表面的静电引力与脂质双分子层表面的极性基团相连。
5、脂质分子间或脂质分子与蛋白质分子间无共价结合
6、脂质双分子层犹如一海洋，周边蛋白可在其上做漂浮运动，而整合蛋白则似冰山状沉浸在其中做横向运动。
不同种类细菌的膜在其结构和功能方面存在很大差异。这种差异非常巨大且具有特征性，因此膜化学可被用于对细菌进行鉴定。
细胞膜的功能
1、 选择性地控制细胞内、外的营养物质和代谢产物的运送；
2、 维持细胞内正常渗透压的屏障；
3、 合成细胞壁和糖被的各种组分（肽聚糖、磷壁酸、LPS、荚膜多糖等）的重要基地；
4、 膜上含有氧化磷酸化或光和磷酸化等能量代谢的酶系，是细胞的产能场所；
5、 是鞭毛基体的着生部位和鞭毛旋转的供能部位；
6、 膜上某些蛋白受体与趋化性有关。
真核生物与原核生物细胞膜的区别:
原核生物：细胞膜蛋白质含量特别高，一般无甾醇（但缺乏细胞壁的支原体例外，其细胞膜上含有类何帕烷甾醇因而增强了坚韧性。）此外，原核细胞的质膜上还含有与呼吸作用和光合作用有关的蛋白，而真核细胞则没有。
真核细胞：细胞膜蛋白质含量低，普遍含有甾醇。
C、细胞质和内含物
概念：细胞质（细胞质基质）：细胞质膜包围的除核区以外一切半透明、胶状、颗粒状物质的总称。（原核生物的细胞质不流动，与真核不同）
1. 贮藏物
1） PHB
2） 多糖类贮藏物
3） 异染粒
4） 藻青素
5） 硫粒
2. 磁小体
3. 羧酶体
4. 气泡：气泡的膜只含蛋白质而无磷脂。二种蛋白质相互交连，形成一个坚硬的结构，可耐受一定的压力。膜的外表面亲水，而内侧绝对疏水，故气泡只能透气而不能透过水和溶质。
微生物储藏物的特点及生理功能：
• 不同微生物其储藏性内含物不同。例如厌气性梭状芽孢杆菌只含PHB，大肠杆菌只储藏糖原，但有些光合细菌二者兼有。
• 微生物合理利用营养物质的一种调节方式。当环境中缺乏能源而碳源丰富时，细胞内就储藏较多的碳源类内含物，甚至达到细胞干重的50%，如果把这样的细胞移入有氮的培养基时，这些储藏物将被作为碳源和能源而用于合成反应。
• 储藏物以多聚体的形式存在，有利于维持细胞内环境的平衡，避免不适合的pH，渗透压等的危害。例如羟基丁酸分子呈酸性，而当其聚合成聚-β-羟丁酸（ PHB）就成为中性脂肪酸了，这样便能维持细胞内中性环境，避免菌体内酸性增高。
• 储藏物在细菌细胞中大量积累，是重要的自然资源。
5. 载色体
6. 核糖体
7. 质粒
D、核区（nuclear region or area）
概念：又称核质体、原核、拟核或原核生物核基因组。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。是一个大型环状双链DNA分子，只有少量蛋白质与之结合。细菌的核区一般为单倍体。核区是细菌负载遗传信息的主要物质基础。其结构和功能见第八章。
E、特殊的休眠构造——;芽孢（芽孢的有无、形态、大小和着生位置是细菌分类和鉴定中的重要指标。）
概念：某些细菌在其生长发育后期，在细胞内形成一个圆形或椭圆形、厚壁、含水量极低、抗逆性极强的休眠体，称为芽孢（内生孢子）。
1）细菌芽孢的特点：
整个生物界中抗逆性最强的生命体，是否能消灭芽孢是衡量各种消毒灭菌手段的最重要的指标。
芽孢是细菌的休眠体，在适宜的条件下可以重新转变成为营养态细胞；产芽孢细菌的保藏多用其芽孢。
产芽孢的细菌最主要的是属于革兰氏阳性杆菌的两个属：好氧性的芽孢杆菌属和厌氧性的梭菌属。
芽孢与营养细胞相比化学组成存在较大差异，容易在光学显微镜下观察。（相差显微镜直接观察；芽孢染色）
3） 芽孢的形成与芽孢的萌发过程:
芽孢萌发；由休眠状态的芽孢变成营养状态细菌的过程。包括活化、出芽、生长。
4）芽孢的耐热机制:渗透调节皮层膨胀学说。芽孢衣（细菌芽胞构造由外到内：孢外壁、芽孢衣、皮层、芽孢壁、芽孢质膜、芽孢质、芽孢核区、孢外壁）对多价阳离子和水分的透性很差，皮层的离子强度很高，从而皮层产生极高的渗透压去夺取芽孢核心中的水分，其结果造成皮层的充分膨胀，而核心部分（芽孢的有生命部位）的细胞质却变得高度失水，导致核心极强的耐热性。
5）芽孢杆菌（Bacillus）芽孢形成的生理调控
6）伴孢晶体：少数芽孢杆菌，例如苏云金芽孢杆菌在其形成芽孢的同时，会在芽孢旁形成一颗菱形或双锥形的碱溶性蛋白晶体——δ内毒素，称为伴孢晶体。对鳞翅目昆虫的幼虫有毒杀作用，因而将这类细菌制成细菌杀虫剂。
7）细菌的其他休眠构造
F：糖被（产生糖被是微生物的一种遗传特性，其菌落特征及血清学反应是是细菌分类鉴定的指标之一。）
概念：包被于某些细菌细胞壁外的一层厚度不定的胶状物质，称为糖被。
糖被分类：
1. 包裹在单个细胞上：1).在壁上有固定层：a.层次厚：荚膜
b.层次薄：微荚膜
2).松散，未固定在壁上：黏液层
2. 包裹在细胞群上：菌胶团
荚膜的功能
细菌糖被的特点：
（1）主要成分是多糖、多肽或蛋白质，尤以多糖居多。经特殊的荚膜染色，特别是负染色（又称背景染色）后　　可在光学显微镜清楚地观察到它的存在。
（2）产生糖被是微生物的一种遗传特性，其菌落特征及血清学反应是是细菌分类鉴定的指标之一。
（3）荚膜等并非细胞生活的必要结构，但它对细菌在环境中的生存有利。（详见P 57-58）
（4）细菌糖被与人类的科学研究和生产实践有密切的关系。（详见P58）
7、鞭毛（鞭毛的有无和着生方式在细菌的分类和鉴定工作中，是一项十分重要的形态学指标）
1）概念：生长在某些细菌体表的长丝状、波曲形的蛋白质附属物，称为鞭毛。（着生于细胞膜上，可由细胞膜直接供能——，但运动支点由细胞壁提供）
2）观察和判断细菌鞭毛的方法：直接用电子显微镜；特殊的鞭毛染色法使染料沉积在鞭毛上，加粗后的鞭毛也可用光学显微镜观察；在暗视野中，对水浸片或悬滴标本中运动着的细菌，也可根据其运动方式判断其是否有鞭毛；在半固体直立柱中用穿刺法接种某一细菌，经培养后若在穿刺线周围有呈混浊的扩散区，说明该菌有运动能力，并可推测其长有菌毛，反之则无；根据某菌在平板培养基上的菌落外形也可推断它有无鞭毛，如果菌落形状大、薄且不规则，边缘极不圆整，说明该菌运动能力很强，反之说明是无菌毛的细菌。
3）鞭毛的结构及其运动机制：原核生物鞭毛的构造基体、钩形鞘和鞭毛丝。鞭毛的生长——顶部延伸机制。运动特点：由“栓菌”实验确定其为“旋转轮”。
4）鞭毛推动细菌运动的特点：
细菌的趋避运动：
鞭毛的功能是运动，这是原核生物实现其趋性（taxis）即趋向性的最有效方式。（参见P60）
化学趋避运动或趋化作用（chemotaxis）：细菌对某化学物质敏感，通过运动聚集于该物质的高浓度区域或低浓度区域。
　　光趋避运动或趋光性（phototaxis）：有的细菌能区别不同波长的光而集中在一定波长光区内。
　　趋磁运动或趋磁性（magnetotaxis），趋磁细菌根据磁场方向进行分布。
8、 菌毛
概念：是一种长在细菌体表的纤细、中空、短直、数量较多的蛋白质类附属物，具有使菌体附着于物体表面的功能。
有菌毛的细菌一般以革兰氏阴性致病菌居多，借助菌毛可把它们牢固地粘附于宿主的呼吸道、消化道、泌尿生殖道等的粘膜上，进一步定植和致病。
9、 性毛
概念：又称性菌毛或接合性毛。一般见于革兰氏阴性菌的雄性菌株（即供体菌）中，其功能是向雌性菌株（即受体菌）传递营养物质。有的性菌毛还是RNA噬菌体的特异性吸附受体。
二、 放线菌（P372）（孢子丝的形状和排列方式可以作为分类依据）
概念：具有菌丝、以孢子进行繁殖、革兰氏染色阳性的一类原核生物。
属于细菌范围，只是形态为分支状菌丝，而非传统的球状、杆状、螺旋状。除青霉素外的大多抗生素均由放线菌产生。
放线菌的形态与结构：
单细胞，大多由分枝发达的菌丝组成；菌丝直径与杆菌类似，约1微米；细胞壁组成与细菌类似，革兰氏染色阳性（少数阴性）；细胞的结构与细菌基本相同，按形态和功能可分为营养菌丝、气生菌丝和孢子丝三种。
1、营养菌丝：匍匐生长于培养基内，吸收营养，也称基内菌丝。
2、气生菌丝：营养菌丝发育到一定阶段，伸向空间形成气生菌丝，
3、孢子丝：气生菌丝发育到一定阶段，其上可分化出形成孢子的菌丝，即孢子丝，又称产孢丝或繁殖菌丝。其形状和排列方式因种而异，常被作为对放线菌进行分类的依据。
放线菌与丝状真菌结构的比较：
放线菌：单细胞，原核，细胞壁组成与细菌类似，细胞结构与细菌基本相同，繁殖方式为无性孢子方式或菌丝断裂。
丝状真菌：直径约为2-10微米，比放线菌大几到几十倍。分为无隔膜菌丝和有隔膜菌丝，其无隔膜菌丝整个菌丝为单细胞但含有多个核。
（三） 生长与繁殖：
1. 无性孢子方式：存在多种孢子形成方式：凝聚、孢囊、分生、横隔、厚壁。
2. 菌丝断裂：液体培养时。
（四）菌落形态
（五）分布特点及与人类的关系
三、支原体、立克次氏体和衣原体（均为G-，大小：细菌>支原体>立克次氏体>衣原体>病毒。仅支原体无细胞壁）
（一）立克次氏体
1、概念：一类严格的活细胞内寄生（从一个宿主到另一个宿主的生活方式，主要以节肢动物为媒介）的原核微生物。
特性：
1）某些性质与病毒相近
　　a 、专性活细胞寄生物，除五日热（战壕热）立克次氏体（Rickettsia wolhynica）外均不能在人工培基上生长繁殖。这是因为它们体内酶系不完全，一些必需的养料需从宿主细胞获得；细胞膜比一般细菌的膜疏松，营养物质较易通过，细胞内物质也容易漏出。这种可透性膜，一方面使它们有可能容易从宿主细胞获得大分子物质，另一方面也决定了它们一旦离开宿主细胞则易死亡）
　　b、大小介于病毒与一般细菌之间，除伯氏立克次氏体（Rickettsia burneti）外，均不能通过细菌过滤器（球状体：0.2-0.5 mm；杆状体：0.3-0.5 x 0.3-2 mm；）
2）由于长期适应的结果，立克次氏体形成了一种必须从一种宿主传至另一宿主的特殊生活方式，它们几乎都有自己的天然动物宿主，主要以节肢动物（虱、蜱、螨等）为媒介，寄生在它们的消化道表皮细胞中，然后通过节肢动物叮咬和排泄物传播给人和其他动物。有的立克次氏体能引起人类的流行性斑疹伤寒、恙虫热、Q热等严重疾病，而且立克次氏体大多是人兽共患病原体。对热、干燥、光照、脱水及普通化学试剂的抗性均差，离开宿主仅能存活数小时至数日，但如随节肢动物粪便排出，在空气中自然干燥后，其抗性变得相当强。有的可在室温保持毒力二年左右。
（二）支原体
1、概念：又称类菌质体，是介于一般细菌和立克次氏体之间的原核微生物。
2、特性：
1）无细胞壁，只有细胞膜，细胞形态多变；
2）个体很小，能通过细菌过滤器，曾被认为是最小的可独立生活的细胞型生物。
3）可进行人工培养，但营养要求苛刻，菌落微小，呈典型的“油煎荷包蛋”；
4）一些支原体能引起人类、牲畜、家禽和作物的病害疾病，如肺炎支原体；
　　 应用活组织细胞培养病毒或体外组织细胞培养时，常被支原体污染。
（三）衣原体
1、概念：是介于立克次氏体与病毒之间，能通过细菌滤器，专性活细胞内寄生的一类原核微生物。
2、特性：
1）细胞结构与细菌类似；具有类似的细胞壁，细胞壁内也含有胞壁酸、二氨基庚二酸等。核糖体也是由30S和50S二个亚基组成。
2）细胞呈球形或椭圆形，直径为0.2-0.3 mm，能通过细菌滤器；
3）专性活细胞内寄生；衣原体有一定的代谢活性，能进行有限的大分子合成，但缺乏产生能量的系统，必须依赖宿主获得ATP，因此又被称为“能量寄生型生物”
4）在宿主细胞内生长繁殖具有独特的生活周期，即存在原体和始体两种形态。具有感染性的原体通过胞饮作用进入宿主细胞，被宿主细胞膜包围形成空泡，原体逐渐增大成为始体。始体无感染性，但能在空泡中以二分裂方式反复繁殖，形成大量新的原体，积聚于细胞质内成为各种形状的包涵体（inclusion body），宿主细胞破裂，释放出的原体则感染新的细胞。5）衣原体广泛寄生于人类、哺乳动物及鸟类，少数致病，如沙眼衣原体是类砂眼的病原体，甚至引起结膜炎、角膜炎、角膜血管翳等临床症状，成为致盲的重要原因。1956年，我国微生物学家汤飞凡等应用鸡胚卵黄囊接种法，在国际上首先成功地分离培养出沙眼衣原体。现衣原体可用多种细胞培养。
• 衣原体不耐热，60度10分钟即被灭活，但它不怕低温，冷冻干燥可保藏多年。对红霉素、氯霉素、四环素敏感。

四、粘细菌（myxobacteria）
（一）概念
（二）粘细菌生活史（孢子——营养细胞——滑动形成细胞团——子实体——孢子）：
1、营养细胞：杆状、柔软、缺乏坚硬的细胞壁，无鞭毛，产生粘液，可在固体表面作“滑行”运动，以分类方式进行繁殖。
2、子实体：营养细胞发育到一定阶段，在适宜的条件下彼此向对方移动，在一定位置聚集成团，形成形态各，肉眼可见的子实体。单个子实体中可能含有109个或更多由某些营养细胞转变而成的休眠结构，称为拈孢子（mycospore）。能形成子实体是粘细菌区别于其它原核微生物的最主要标志。而在营养生长阶段如果有足够的养料就不形成子实体，当营养耗尽时，营养细胞群就开始形成子实体。子实体干燥后，可借助风力、水力等到处传播，遇到适宜的环境又萌发成为营养细胞。

五、蛭弧菌（Bdellovibrio）
（一）概念
（二）特点
（三）寄生方式
蛭弧菌特性：
1、鞭毛多为偏端单生；
2、生活方式多样：寄生、兼性寄生，极少数腐生。一般认为后者为突变株；
3、可能成为防治有害细菌的一种有力武器。

六、蓝细菌（Cyanobacteria）
（一）概念
（二）特点
蓝细菌特性：
1）分布极广；
2）形态差异极大；有球状、杆状和丝状体，个体直径一般为3-10 mm，有的可达60 mm。当许多个体聚集在一起，可形成肉眼可见的、很大的群体。若繁茂生长，可使水的颜色随菌体颜色而变化。
3）细胞中含有叶绿素a，进行产氧型光合作用。它被认为是地球上生命进化过程中第一个产氧的光合生物，对地球上从无氧到有氧的转变、真核生物的进化起着里程碑式的作用。
4）具有原核生物的典型细胞结构：细胞核无核膜，也不进行有丝分裂，细胞壁含胞壁酸和二氨基庚二酸，革兰氏染色阴性。
5）营养极为简单，不需要维生素，以硝酸盐或氨作为氮源，多数能固氮，其异形细胞（heterocyst）是进行固氮的场所。
6）分泌粘液层、荚膜或形成鞘衣，因此具有强的抗干旱能力。
7）无鞭毛，但能在固体表面滑行，进行光趋避运动。
8）许多种类细胞质中有气泡，使菌体漂浮，保持在光线最充足的地方，以利光合作用。
细菌、支原体、衣原体的比较

第二节 古生菌
一、概念的提出
古生菌在进化谱系上与真细菌及真核生物相互并列，且与后者关系更近，而其细胞构造却与真细菌较为接近，同属于原核生物。
细胞膜（P52页表格）：本质也由磷脂构成，但比原核和真核生物的细胞膜有更大的多样性。单层膜或单、双分子层混合膜，而真细菌或真核生物的都是双分子层（与其抗逆性有关）。
概念的提出：
　　1977年，Carl Woese以16S rRNA序列比较为依据，提出的独立于真细菌和真核生物之外的生命的第三种形式。在分类地位上与真细菌和真核生物并列为三域（Domain），并且在进化谱系上更接近真核生物。在细胞构造上与真细菌较为接近，同属原核生物。
多生活于一些生存条件十分恶劣的极端环境中，例如高温、高盐、高酸等。
真菌（结构和繁殖方式）：一类低等真核生物
1、具有细胞核，进行有丝分裂；
2、细胞质中含有线粒体但没有叶绿体，不进行光合作用，无根、茎、叶的分化；
3、以产生有性孢子和无性孢子二种形式进行繁殖；
4、营养方式为化能有机营养（异养）、好氧；
5、不运动（仅少数种类的游动孢子有1-2根鞭毛）；
6、种类繁多，形态各异、大小悬殊，细胞结构多样；

第三节 真核微生物
一、 霉菌
概念：
　　“丝状真菌”的统称，不是分类学上的名词。霉菌菌体均由分枝或不分枝的菌丝（hypha）构成。许多菌丝交织在一起，称为菌丝体（mycelium）。
　　霉菌在自然界分布极广，土壤、水域、空气、动植物体内外均有它们的踪迹。常在潮湿的气候下大量生长繁殖，长出肉眼可见的丝状、绒状或蛛网状的菌丝体，有较强的陆生（可能因为好氧，在液体中生活不好）。它们同人类的生产、生活关系密切，是人类实践活动中最早认识和利用的一类微生物。
　　食物、工农业制品的霉变（据统计全世界平均每年由于霉变而不能食（饲）用的谷物约占2%，这是一笔相当惊人的经济损失。
　　有用物品的生产（如风味食品、酒精、抗生素（青霉素、灰黄霉素）、有机酸（柠檬酸、葡萄糖酸、延胡索酸等）、酶制剂（淀粉酶、果胶酶、纤维素酶等）、维生素、甾体激素等。在农业上用于饲料发酵、植物生长刺激素（赤霉素）、杀虫农药（白僵菌剂）等）
　　引起动植物疾病，可引起约3万种植物病害，是植物传染性病害的主要病原微生物，例如，我国在1950年发生的麦锈病和1974年发生的稻瘟病，使小麦和水稻分别减产了60亿公斤；
　　霉菌可引起多种人及动物的皮肤疾病及其他一些深层病变，如既可侵害皮肤、粘膜，又可侵害肌肉、骨骼、内脏，如可引起肺炎，此外，一些被霉菌感染的食品也可使人得病，如大米、花生中黄曲霉素、黄米毒素等均可引起动物致癌）
　　腐生型霉菌在自然界物质转化中也有十分重要的作用；
菌丝的特化：
1）菌环：菌丝交织成套状
2）菌网：菌丝交织成网状
　　捕虫菌目（Zoopagales）
这是在长期的自然进化中形成的特化结构，主要功能是用于吸收营养物质。这些生长在土壤中真菌是捕食者，形成的特异菌丝构成巧妙的网，可以捕捉小型原生动物或无脊椎动物，捕获物死后，菌丝伸入体内吸收营养。
3）附枝：匍匐菌丝、假根（类似树根，吸收营养），功能是固着和吸收营养，例如根霉（Rhizopus）匍匐枝和基质接触处分化出来的根状结构。
4）附着枝：若干寄生真菌由菌丝细胞生出1-2个细胞的短枝，以将菌丝附着于宿主上，这种特殊的结构即附着。
5）吸器：一些专性寄生真菌从菌丝上分化出来的旁枝，侵入细胞内分化成指状、球状或丝状，用以吸收细胞内的营养。为吸收菌丝，进入藻类或植物细胞，二者共生。
6）附着胞，许多植物寄生真菌在其芽管或老菌丝顶端发生膨大，并分泌粘性物，借以牢固地粘附在宿主的表面，这一结构就是附着胞，附着胞上再形成纤细的针状感染菌丝，以侵入宿主的角质层而吸取营养。
7）菌核：是一种休眠的菌丝组织。由菌丝密集地交织在一起，其外层教坚硬、色深，内层疏松，大多呈白色。有些寄生性真菌与宿主共同形成假菌核。
例如冬虫夏草。
8）子座：菌丝交织成垫状、壳状等，在子座外或内可形成繁殖器官。
霉菌菌落的特点：
　　由粗而长的分枝状菌丝组成，菌落疏松，呈绒毛状、絮状或蜘蛛网状，比细菌菌落大几倍到几十倍，有的没有固定大小。各种霉菌，在一定培养基上形成的菌落大小、形状、颜色等相对稳定，所以菌落特征也为分类依据之一。
霉菌的繁殖方式：
1）无性孢子繁殖
不经两性细胞配合，只是营养细胞的分裂或营养菌丝的分化（切割）而形成新个体的过程。
无性孢子有：厚垣孢子、节孢子、分生孢子、孢囊孢子等。
2）有性孢子繁殖
两个性细胞结合产生新个体的过程：
a）质配：两个性细胞结合，细胞质融合，成为双核细胞，每个核均含单倍染色体（n+n）。
b）核配：两个核融合，成为二倍体接合子核，此时核的染色体数是二倍（2n）。
c）减数分裂：具有双倍体的细胞核经过减数分裂，核中的染色体数目又恢复到单倍体状态。
霉菌有性孢子繁殖的特点：
a）不如无性繁殖那么经常与普遍，在自然条件下较多，在一般
培养基上不常见。b）方式因菌种不同而异，有的两条营养菌丝就可以直接结合，
有的则由特殊的性细胞（性器官）相互交配，形成有性孢子。
c）核配后一般立即进行减数分裂，因此菌体染色体数目为单倍，
双倍体只限于接合子。
d）霉菌的有性繁殖存在同宗配合和异宗配合两种情况。
e）霉菌的有性孢子包括接合孢子、卵孢子、子囊孢子等。
霉菌的生活史：
无性繁殖阶段：菌丝体（营养体）在适宜的条件下产生无性孢子，无性孢子萌发形成新的菌丝体，多次重复。
有性繁殖阶段：在发育后期，在一定条件下，在菌丝体上分化出特殊性器官（细胞），质配、核配、减数分裂后形成单倍体孢子，再萌发形成新的菌丝体。
有一些霉菌，至尽尚未发现其生活史中有有性繁殖阶段，这类真菌称为半知菌。
霉菌孢子的特点：
　　霉菌具有极强的繁殖能力，可以通过无性繁殖或有性繁殖方式产生大量新个体。虽然其菌丝体上任一部分的菌丝碎片都能进行繁殖，但在正常自然条件下，它们还主要靠形形色色的无性或有性孢子进行繁殖。
　　霉菌的孢子具有小、轻、干、多以及形态色泽各异、休眠期长和抗逆性强等特点。但与细菌的芽孢却有很大的差别。霉菌孢子形态常有球形、卵形、椭圆形、礼帽形、土星型、肾形、线形、镰刀形等。每个个体所产生孢子数量，经常是成千上万的，有时竟然达到几百亿、几千亿，甚至更多。孢子的这些特点，都有助于真菌在自然界中随机散播和繁殖。
　　对人类的实践来说，孢子的这些特点有利于接种、扩大培养、菌种选育、保藏和鉴定等工作。对人类不利之处则是易于造成污染、霉变和易于传播动植物的真菌疾病。
真菌孢子与细菌芽孢的比较
项目
霉菌孢子
细菌芽孢
大小
大
小
数目
一条菌丝或一个细胞产多个
1个细胞只产1个
形态
形态、色泽多样
形态简单
形成部位
可在细胞内或细胞外形成
只在细胞内形成
细胞核
真核
原核
功能
最重要的繁殖方式
不是繁殖方式，是抗性构造（休眠方式）
抗热性
不强，在60-70℃下易杀死
极强，一般100℃数十分钟才能杀死
产生菌
绝大多数种类可以产生
少数细菌可产生
酵母菌的菌落：与细菌菌落类似，但一般较细菌菌落大且厚，表面湿润，粘稠，易被挑起，多为乳白色，少数呈红色。
二、酵母菌（结构和繁殖方式）
概念：单细胞真菌。
酵母菌的分布及与人类的关系：
1、多分布在含糖的偏酸性环境，也称为“糖菌”。
2、重要的微生物资源；
3、重要的科研模式微生物；
4、有些酵母菌具有危害性；
酵母菌的繁殖及生活史：
1、无性繁殖
　1）芽殖
　　主要的无性繁殖方式，成熟细胞长出一个小芽，到一定程度后脱离母体继续长成新个体。
2）裂殖
　　少数酵母菌可以象细菌一样借细胞横割分裂而繁殖，例如裂殖酵母。
2、有性繁殖
酵母菌以形成子囊和子囊孢子的形式进行有性繁殖：
1）两个性别不同的单倍体细胞靠近，相互接触；
2）接触处细胞壁消失，质配；
3）核配，形成二倍体核的接合子：
A、以二倍体方式进行营养细胞生长繁殖，独立生活；下次有性繁殖前进行减数分裂。
B、进行减数分裂，形成4个或8个子囊孢子，而原有的营养细胞就成为子囊。子囊孢子萌发形成单倍体营养细胞。
3、生活史
酵母菌单倍体和双倍体细胞均可独立存在，有三种类型：
1）营养体只能以单倍体形式存在（核配后立即进行减数分裂）
2）营养体只能以双倍体形式存在（核配后不立即进行减数分裂）
3）营养体既可以单倍体也可以双倍体形式存在，都可进行出芽繁殖。
酵母菌中尚未发现其有性阶段的被称为假酵母0
思考题：
1、试根据细菌细胞结构的特点，分析并举例说明为什么它们能在自然界中分布广泛。
2、细菌、粘细菌、放线菌、霉菌、酵母在繁殖方式上各有 什么特点？

第四章 微生物的营养
第一节 微生物的营养要求
营养物质：能够满足生物机体生长、繁殖或完成各种生理活动所需的物质
营养：生物获得和利用营养物质的过程
营养物质是生物的物质基础，营养是生物维持和延续其生命的一种生理机能。
一、微生物细胞的化学组成
微生物细胞化学物质的组成因微生物种类的不同而不同
微生物细胞化学物质的组成也随菌龄和营养条件的不同而在一定范围内变化。
主要元素 碳、氢、氧、氮、磷、硫、钾、钙、镁
微量元素 锌、锰、钠、氯、钼、硒、钴、铜、钨、镍
二、营养物质及其生理功能
三、微生物的营养类型(nutritional types)
1．光能无机自养型（光能自养型）
2．光能有机异养型（光能异养型）
3．化能无机自养型（化能自养型）
4．化能有机异养型（化能异养型）