第1章 绪论1.1 微生物的定义及其主要特征微生物术语的提出：1878年法国外科医生西帝劳特最先提出的主要特征：形体微小，结构简单；种类繁多，分布广泛；代谢旺盛、代谢途径多；生长繁殖迅速；易发生变异定义：指所有形体微小、单细胞或多细胞，结构简单或无细胞结构，一般用肉眼无法直接观察，必须借助于显微镜才能了解其形态或结构的低等生物微生物比表面积大也是一个重要特征微生物表面积与体积的比例称比表面积1.2 微生物在生物界中的地位二界 （1753年林奈）动物和植物界三界 （1860年海克尔）动物、植物和原生生物界四界（1957年卡普兰德）动物、植物、原生生物和原核生物界五界（1969年魏塔克）动物、植物、真核原生生物界、真菌界和原核生物界 六界（1977年我国学者）动物、植物、原生生物界、真菌界、原核生物和病毒界 三域（1978年伍兹）古细菌、真细菌和真核生物界1978年，美国Woese C.R.等对大量微生物和其他生物进行16S和18SrRNA的寡核苷酸，并比较其同源性，提出三域学说（Three Domains Theory）真细菌域古细菌域真核生物域细菌化石，直径：10nm1.3 微生物学及其分定义：是研究微生物形态、结构、生理活动、遗传变异等生命活动规律的科学。
研究对象：主要研究微生物的形态结构、分类、生理代谢、生长繁殖、遗传变异、生态学、免疫学等内容1.4 微生物学发展史推测阶段：早期的酿酒、酿醋和酱油等都是不自觉地运用着微生物古罗马医生（16世纪）认为疾病是由肉眼看不到的生物引起的，但当时未受到重视；我国明末医生吴又可（1641年）认为疾病可能由看不见的“戾气”引起的，传播途径为口和鼻微生物发现：荷兰商人安东尼列文虎克利用自制的单式显微镜（50-300倍）首次观察到了细菌和原生动物（微动体），绘出了第一张微生物图片，发表了第一篇微生物学术论文1680年被选为英国皇家学会会员Antony van Leeuwenhoek (1632-1723)1.4 微生物学发展史u 微生物学创建-奠基期：法国巴斯德和德国柯赫19世纪中期将微生物学从形态描述推向了生理学研究阶段，他们揭示了微生物是造成腐败和人畜疾病的原因，并建立了微生物的分离、培养、接种和灭菌等一系列的实验技术，开辟了医学与工业微生物等分支学科，是微生物学的奠基人关于巴斯德：原本是化学家（发现了旋光异构体），后来转为微生物学研究，其贡献主要集中在以下几个方面：主要贡献:(1861) 彻底否定了生物的“自然发生说-生命来自于无母体的物质”。
亚里斯多德与巴斯德较量1881) 开创了免疫学，建立了 预防接种疫苗技术— 鸡与梅斯特的故事1857) 证明发酵是由微生物引 起的— 李比希与巴斯德打赌故事创立了巴斯德消毒法（60- 65℃）—拯救了法国葡萄酒业 关于柯赫：参加过二次世界大战，为外科军医退伍后在德国劳斯特当了乡村医生，主要从事微生物病原菌研究其贡献主要集中在：1、病原菌的分离与描述l 炭疽病菌是炭疽病的病源菌l 结核分枝杆菌是结核病的病菌获诺贝尔生理学奖l 霍乱弧菌是引起鸡瘟的病菌获10万马克奖金2、 病原微生物的确定—科赫法则 柯赫原则l 特定的微生物能引起特定的疾病l 特定的病体中可以分离纯化出特定的微生物l 纯化出的特定微生物接种给健康的机体可以引起相应的疾病l 患相应的疾病的病体中一定会又分离纯化出该种微生物3、发明了培养微生物的固体培养基（琼脂）和划线纯化接种法4、创建了显微镜观察技术（显微摄影）、鞭毛染色、悬滴培养等u 微生物学发展阶段：l 1885-1888年俄国的维诺格拉斯基研究了铁细菌与硫细菌的自养作用，被认为是土壤微生物学的奠基人l 1838年荷兰的贝杰林克发现了豆科植物的固氮现象，并成功地分离、纯化了根瘤菌，因而也被称为土壤微生物学的奠基人之一。
l 1838年荷兰的贝杰林克成功地分离纯化了根瘤菌l 1928格里菲斯用肺炎双球菌感染小白鼠，发现了细菌的基因转移方式-转化现象，1944年艾弗里证明了转化因子就是DNAl 抗生素：弗莱明1929年发现青霉素能抑制细菌生长，弗洛里与柴恩进一步提纯青霉素并证实其作用Alexander Fleming (1881-1955)l 1935年斯坦莱获得烟草花叶病毒结晶，并由鲍登证实该结晶为核蛋白，1939年考雪用电子显微镜观察到了颗粒状的烟草花叶病毒生理代谢途径：斯蒂芬森和诺伊伯格以酵母菌和大肠杆菌为材料研究微生物酶学，发现了许多代谢途径；克路伊弗尔于1924年提出了微生物多种代谢的同一性—相似的酶或辅酶不同组合的结果u 成熟阶段：华生与克里克确立了DNA双螺旋模型1.5 我国微生物学：l 伍连德：研究了我国的鼠疫和霍乱病原菌，剑桥大学博士毕业，建立了我国的首个传染病预防队伍，控制了东北肺鼠疫病的传染，并发现土拨鼠是传染源，获得了诺贝尔生理学奖l 汤飞凡：第一代病毒学家，成功地分离和证实了沙眼衣原体，并建立了中国第一个防疫处l 俞大绂等开创了我国真菌学和植物病理学研究主要研究了小麦秆黑粉病菌生理特性和真菌异核现象。
第 2章 原核微生物2.1 微生物类型2.2 原核微生物l 细菌l 放线菌l 蓝细菌l 古细菌l 其它原核微生物细菌大小Cm = 10-2 metermm = 10-3 meterμm = 10-6 meternm = 10-9 meter2.3 细菌绝大多数细菌的长度在2.0 μm，宽度为0.5 μm最大细菌为0.1-0.3mm(纳米比亚发现的硫磺珍珠菌）；最小的为纳米细菌：0.05μm(荷兰，1998) 微生物大小 细胞型 病毒 0.01-0.25µm 非细胞 细菌 0.1-10µm 原核细胞 真菌 2µm->1m 真核细胞 原生动物 2-1000µm 真核细胞 藻类 1µm-几英尺 真核细胞细菌形态基本形状包括球形、杆形和螺旋形球菌的分裂方式和排列分裂方向不规则一端产孢中间产孢产孢杆菌 Page No.17WordsFromSlide2.4 细菌的结构u 细菌荚膜是细菌生长到一定阶段时在细胞表面形成的一层松散透明、粘度大、粘液或胶质状的物质。
1. 按荚膜厚度可分为：大荚膜(200nm以上，与细胞壁结合紧密，与周边环境有明显界限)、微荚膜(200nm以下，与周边环境有明显界限) 、粘液层（厚度不定，与周边环境无明显界限 ）主要成分为多糖2. 多个荚膜菌融合在一起，共用一个荚膜，这种现象称“菌胶团”3. 荚膜的功能：提供营养；抵抗干燥；抵制吞噬；利于附着；保持致病性；进行热防御4. 根据荚膜的有无可将细菌分为光滑型（S）和粗糙型（R）两种u 细菌细胞壁l 细胞壁是位于细胞表面，内侧紧贴细胞膜的一层坚韧且具有弹性的结构l 细胞壁功能：是保护细胞的机械屏障；维持细胞形状；使细胞具有一定的抗原性、致病性、对噬菌体的敏感性和为鞭毛运动提供支点l G+细菌细胞壁主要为肽聚糖层，由90%肽聚糖与10%磷壁酸组成肽聚糖的分子结构 1 肽聚糖单体由双糖单位、四肽尾和肽桥三部分组成 2 双糖单位是由N-乙酰胞壁酸（NAM）和N-乙酰葡萄糖胺（NAG）通过β-1，3 4-糖苷键连接组成 4 四肽尾由L-Ala-D-Glu-L-Lys-D-Ala组成 5 肽桥一般由甘氨酸5肽组成也有2甘氨酸或D-赖氨酸形成肽桥，如葡萄球菌。
磷壁酸及功能1 磷壁酸是G+细菌细胞壁所特有的化学成分，包括甘油型与核糖醇型两类每一类又根据其分布位置可分为壁磷壁酸和膜磷壁酸它们以磷酸二酯键连接在NAM的第六位C原子上2 磷壁酸功能：有利于细胞膜对Mg2+的吸附；是噬菌体吸附的位点；充当抗原l G-细菌细胞壁1. G-细菌细胞壁可分为外壁层和内壁层外壁层分为外中内三层，外层为脂多糖，中层为磷脂，内层为脂蛋白内壁层由肽聚糖组成2. G-细菌的肽聚糖化学组成与G+相似，但在四肽尾上以二氨基庚二酸取代了L-赖氨酸一般没有肽桥，如大肠杆菌l G-细菌细胞壁1. 脂多糖是G-细菌细胞壁特有成分，其主要由O侧链、核心链和脂类A三部分构成2. O-侧链由多个低聚糖组成， O侧链可充当抗原，所以G-细菌又以具有O-抗原为特征，在免疫学上具有重要意义3. 核心链由庚糖、半乳糖、2-酮基-3脱氧辛酸组成，在所有的G-细菌中结构保持恒定4. 脂类A由葡萄糖胺二糖通过磷酸脂键连结而成， 是G-细菌内毒素的毒性中心，但结构因种类而异5. 脂多糖作用：充当内毒素；保护作用；吸附Mg2+等；充当抗原；为噬菌体受体G+与G-细菌细胞壁的比较特性G+G-厚度（nm）20-8010-11肽聚糖层次多层，网格小而密单层，网格大而疏松与细胞膜关系松散紧密磷壁酸有无脂多糖无有脂蛋白含量低高对青霉素反应敏感不敏感 l 革兰氏染色过程及机理 革兰氏染色是由丹麦的Christian Gram于1884年发明的。
1. 对于G+细菌来说，当用乙醇脱色时，由于肽聚糖含量高，网孔小，再加上脂量低，所以乙醇脱色后，进一步地缩小了网孔，结晶紫-碘复合物无法脱出，第二次用番红染色时无法着色，进而呈紫色2. 在革兰氏染色过程中，加碘是为了在细胞内形成结晶紫-碘复合物，使染料不易散出；加酒精是为了溶解细胞壁中的脂类和脱去细胞内的染料；最后水洗是为了驱除残存染料3. 对于G-细菌来说，当用乙醇脱色时，由于肽聚糖含量低，网孔大，再加上脂量高，所以乙醇脱色后，进一步地扩大了网孔，结晶紫-碘复合物被脱出，第二次用番红染色时着色，进而呈红色l 细胞壁缺陷型1. 原生质体：在含有溶菌酶或青霉素的培养基中培养G+细菌时获得的一种球形体无细胞壁，但在适宜条件下，可正常繁殖，形成菌落可用于原生质体融合技术培育新的菌种2. 细胞壁缺陷型：指肽聚糖结构受到理化或生物因素的直接破坏或合成被抑制而导致的细胞壁缺损现象3. 球形体：在含有溶菌酶或青霉素的培养基中培养G-细菌时获得的但仍保留外壁层在适宜条件下，可正常繁殖，形成菌落4. 细菌L-型：在自然环境中自然形成的细菌变异型，是由英国Lister医学研究所发现的无完整的细胞壁，但在适宜条件下，可正常繁殖，形成中部深陷的“荷包蛋”菌落。
可发生在G+和G-细菌中在低浓度的青霉素作用下,也可以产生细菌L-型，根据能否恢复产细胞壁的能力，可将细菌L-型分为稳定型（不能恢复）与不稳定型两种（易恢复）u 细胞膜1. 结构与化学组成与其它生物膜相似2. 间体：是由细胞膜向细胞质内内陷所形成的不规则的层状、管状或囊状物其功能在于参与DNA复制、增加膜的内表面积，利于与环境进行物质交换，提高代谢活性此外自养细菌中还有载色体（也叫类囊体，紫硫细菌）等类似结构3. 羧酶体：存在于硫杆菌中，细胞内分布有单层膜包被的多角体。