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1、 第一章 微生物的基本知识微生物并非是分类学上的名词，它是一群微小、庞杂的生物的总称，这群庞杂的微小的生物包括有：单细胞 原核 包括：1真细菌 2古细菌 真核 包括：1 酵母菌 2藻类，原生动物多细胞，结构简单：霉菌 不具细胞结构：病毒，亚病毒（四）微生物的分类与命名1.分类 微生物分类：是把看起来是杂乱无章的各种各样的微生物，按照亲缘关系分群归类、命名，并顺序地排列成为一个系统。A亚种以上分类单元含义：种（species）：微生物分类的基本单位；它是一大群表型种（species）：微生物分类的基本单位；它是一大群表型特征高度相似，亲缘关系极其接近，与同属内其它种有明显差异的菌株的总称。 亚种
2、(subspecies) 或变种（variety）：当某一种内的不同菌株存在明显、稳定的变异特征或遗传性状而又不足以区分成为种时，就分为亚种B亚种以下类群划分含义：培养物（culture）：指一定时间，一定空间内微生物的细胞群或生长物。菌株(strain)：自然界分离得到的任一种微生物的纯培养物就称为一个菌株或指来源不同的菌。型（form或type）：同一种或同亚种不同菌株间的性状差异，不足以分为新的亚种时，可分为不同型。三.微生物的特点个体小、结构简、胃口大、食谱广、繁殖快、易培养、数量大、分布广、种类多、级界宽、变异易、抗性强、休眠长、起源早、发现晚。1 微生物与其他生物的共性和特性共性：
3、微生物具有其他生物共有的基本生物学特性：生长、繁殖、代谢、共用一套遗传密码等，甚至其基因组含有与高等生物同源的基因，充分反映了生物高度的统一性。 特性：微生物具有其它生物不具备的生物学特性，例如可在其他生物无法生存的极端环境下生存和繁殖，具有其他生物不具备的代谢途径和功能，反映了微生物极其丰富的多样性。 第二章 原核微生物的细胞形态与结构古生菌（Archaea）细菌原核微生物放线菌蓝细菌 真细菌（Eubacteria）支原体衣原体 立克次氏体 蛭弧菌细菌(bacteria) 一类具有细胞壁的原核单细胞微生物。.细菌细胞的一般结构1. 细胞壁(cell wall)细胞壁是位于细胞表面，紧贴细胞膜
4、的一层较为坚韧，略具弹性的结构。用特殊的方法可以观察到细胞壁 （细胞超薄切片电镜观察；特殊染色；质壁分离）（1）细胞壁的功能： a. 决定细菌的基本形态;b. 保护细胞免受机械性或渗透压的破坏;c. 决定细菌鞭毛运动;d. 对细胞内外的一些物质交换起着屏障作用; e. 赋予细菌抗原; f. 是正常细胞分裂所必须的。革兰氏染色法：结晶紫（初染）碘液（媒染）乙醇脱色 番红（复染） 阳性 （蓝色） 阴性（红色） 例如 在革兰氏染色之后 金黄色葡萄球菌（蓝色） 大肠杆菌 （红色）(3)细胞细胞壁的结构与化学组成化学组成：肽聚糖、磷壁酸、脂多糖、磷脂质、脂蛋白等。细胞壁结构：A. G菌细胞壁结构 肽聚糖
5、结构 由很多个肽聚糖单体聚合成40层左右的网格状分子交织成的网套覆盖在整个细胞上磷壁酸革兰氏阳性细菌细胞壁上特有的化学成分，主要成分为甘油磷酸或核糖醇磷酸。磷壁酸与肽聚糖分子中的N乙酰胞壁酸共价结合的为壁磷壁酸；与质膜上磷脂共价结合为膜磷壁酸磷壁酸的主要生理功能：细胞壁形成负电荷环境，增强细胞膜对二价阳离子的吸收；贮藏磷元素；增强某些致病菌对宿主细胞的粘连、避免被白细胞吞噬以及抗补体的作用；革兰氏阳性细菌特异表面抗原的物质基础；噬菌体的特异性吸附受体；可作为细菌分类鉴别的依据能调节细胞内自溶素(autolysin)的活力，防止细胞因自溶而死亡。 G- 细胞壁的结构肽聚糖结构埋藏在外膜层之内，是
6、仅由12层肽聚糖网状分子组成的薄层(23nm)，含量约占细胞壁总重的10%，故对机械强度的抵抗力较革兰氏阳性菌弱。注：类脂A是革兰氏阴性细菌致病物质内毒素的物质基础；外壁层的主要生理功能： 具有控制某些物质进出细胞的部分选择性屏障功能； 许多噬菌体在细胞表面的吸附受体； LPS负电荷较强，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； 决定了革兰氏阴性细菌细胞表面抗原决定簇的多样性； 对细胞有一定的保护作用。 青霉素溶菌酶对细菌细胞的作用溶菌酶作用于肽聚糖中N乙酰胞壁酸相连的肽桥的形成，抑制细胞壁合成，导致细胞溶解。-1,4-糖苷键，使细胞壁结构被破坏。
7、青霉素主要阻止肽聚糖单体之间起交联作用的 细胞壁缺陷的细胞 实验室或宿主体内形成缺壁突变L型细菌 基本去尽原生质体（G+） 缺壁细菌 人工去壁 去除球状体（G-） 在自然界长期进化中形成枝原体2. 细胞质膜（cytoplasmic membrane）是紧贴在细胞壁内侧、包围着细胞质的一层柔软、脆弱、富有弹性的半透性薄膜。具运输功能的整合蛋白（integral protein）或内嵌蛋白（intrinsic protein）膜蛋白 具有酶促作用的周边蛋白（peripheral protein）或膜外蛋白(extrinsic protein) 原核生物的质膜一般不含固醇类（2）细胞膜的生理功能：
8、选择性地控制细胞内、外的营养物质和代谢产物的运送； 是维持细胞内正常渗透压的屏障； 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； 膜上含有氧化磷酸化或光合磷酸化等能量代谢的酶系，是细胞的产能场所； 是鞭毛基体的着生部位和鞭毛旋转的供能部位；（3）细菌的间体(mesosome)细菌细胞膜内陷、折叠而形成的一个或数个较大的，不规则片层状、管状或囊状结构，也叫中体。间体的功能：青霉素酶分泌、DNA复制、分配以及细胞分裂有关。3. 核区（nuclear region or area）原核生物所特有的无核膜结构、无固定形态的原始细胞核，也称为拟核或原核。4. 质粒（pla
9、smids）一种独立于染色体外，能进行自主复制的细胞质遗传因子，主要存在于各种微生物细胞中。（2）功能在某些特殊条件下，质粒有时能赋予宿主细胞以特殊的机能，即控制专一性状。3）属性 质粒是专性细胞内存在的共价闭合双螺旋DNA分子，可随细胞分裂而独立复制，遗传给子代。 有些质粒可整合到细胞染色体上，这种整合状态的质粒又称基因附加体。 质粒或可携带外源DNA片断的质粒可通过转化、转导、接合传给无质粒的细胞。 质粒可从细胞中自行消失或用物理、化学手段 使其消除。4）类型致育因子（Fertility factor，F因子）抗性因子（Resistance factor，R因子 产细菌素的质粒（Bacte
10、riocin production plasmid）毒性质粒（virulence plasmid）代谢质粒（Metabolic plasmid）隐秘质粒（cryptic plasmid5. 细胞质与内含物（1）细胞质（ cytoplasm ）细胞质是细胞质膜包围的除核区外的一切半透明、胶状、颗粒状物质的总称。细菌的细胞质中无细胞器，但却有一些结构物和内含物，如核糖体、贮藏物、多种酶类和中间代谢物、质粒、各种营养物和大分子的单体等，少数细菌还有类囊体、羧酶体、气泡或伴孢晶体等。（2）细胞内含物A. 核糖体（ribosome）是分散存在于细菌细胞质中的沉降系数为70S的 核糖核蛋白颗粒状结构，是细
11、胞合成蛋白质的场所。B. 载色体(Chromatophore)光和细菌进行光和作用的部位相当于绿色植物的叶绿体C. 羧酶体(carboxysome) 一些自养细菌细胞内的多角形或六角形结构物D.气泡(gas vocuoles) 许多光合营养型、无鞭毛运动的水生细菌中存在的充满气体的泡囊状内含物，大小为0.21.0m75nm，内由数排柱形小空泡组成，外有2nm厚的蛋白质膜包裹。E. 磁小体(megnetosome)颗粒状贮藏物(reserve materials) 贮藏物是一类由不同化学成分累积而成的不溶性沉淀颗粒，主要功能是贮存营养物。.细菌细胞的特殊结构. 6芽孢（endospore或spo
12、re，偶译“内生孢子”）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。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。厌气丁酸梭状芽孢杆菌：芽孢形成于营养细胞中央，Clostridium tutyncum 大于营养体两头尖，呈梭状。破伤风芽孢杆菌：芽孢比菌体大，在末端，呈鼓槌状Clostridium tetani枯草杆菌：芽孢位于菌体中央，直径不大于营养体。Bacillus subtitis（2）芽孢的形态结构及组成 形态：圆形、椭圆形或圆柱状的休眠孢子。芽孢 芽孢核区 芽孢质 芽孢质膜 芽孢壁 皮层 芽孢衣 孢外壁 芽孢
13、囊（4）芽孢的特点a. 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。 b.芽孢抗逆性强，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。c.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) ，有强的不渗透性，特殊染色方可着色（芽孢染色）。d.芽孢不是繁殖器官，一个细胞形成一个芽孢，一个芽孢萌发、发育后仍为一个营养细胞。（5）芽孢的耐热机制芽孢与母细胞相比不论化学组成、细微结构、生理功能等方面都完全不同a芽孢衣对多价阳离子和水分的透性很差b皮层的离子强度很高，产生极高的渗透压夺取芽孢核心的水分，结果造成皮层的充分膨胀。d核心部分的细胞质却变得高度失水，因此，具极强的耐热性。6）芽孢的萌发在适宜的条件下不可逆地打破芽孢的高度休眠状态，失去抗性，出芽成为营养体。 分为三个阶段 活化 出芽 生长（7）伴孢晶体（parasporal crystal） 有些芽孢细菌在形成芽孢的同时，可在细胞中产生一种呈菱形、方形或不规则的晶体状的多肽类内含物，称为伴孢晶体。（8）细菌的其它休眠构造孢囊(cyst) 、粘液孢子(myxospore)、外生孢子等。7. 糖被（glycocalyx）包被于某些细菌细胞壁外的一层厚度不定的胶状物质。糖被按其有无固定层次、层次厚薄又
