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1、微生物第一章 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life, there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望微生物微生物古生菌（古生菌（Archaea）细菌（细菌（Bacteria）真菌（真菌（酵母、霉菌、蕈菌等酵母、霉菌、蕈菌等）、）、 单细胞藻类、单细胞藻类、 原生动物等原生动物等非细胞型：病毒非细胞型：病毒细胞型细胞型原核微生物原核微生物真核微生物真核微生物古生菌在进化谱系上与真细菌及真核生物相互并列，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且与后者关
2、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。近，同属于原核生物。第一节第一节 细菌（细菌（bacteria）一、细胞的形态构造及其功能一、细胞的形态构造及其功能（一）形态和染色（一）形态和染色球状球状杆状杆状螺旋状螺旋状基基本本形形态态一、细胞的形态构造及其功能一、细胞的形态构造及其功能（一）形态和染色（一）形态和染色1、球状、球状 细胞个体呈球形或椭圆形，不同种的球菌在细胞分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。裂时会形成不同的空间排列方式，常被作为分类依据。一、细胞的形态构造及其功能一、细胞的形态构造及其功能（一）形态和染色
3、（一）形态和染色2、杆状、杆状 细胞呈杆状或圆柱形，一般其粗细（直径）比较细胞呈杆状或圆柱形，一般其粗细（直径）比较稳定，而长度则常因培养时间、培养条件不同而有较稳定，而长度则常因培养时间、培养条件不同而有较大变化。大变化。枯草芽孢杆菌枯草芽孢杆菌地衣芽孢杆菌地衣芽孢杆菌铜绿假单胞菌铜绿假单胞菌（绿脓杆菌）（绿脓杆菌）结核分枝杆菌结核分枝杆菌炭疽病的病原菌炭疽病的病原菌 -炭疽杆菌炭疽杆菌破伤风梭菌破伤风梭菌一、细胞的形态构造及其功能一、细胞的形态构造及其功能（一）形态和染色（一）形态和染色3、螺旋状、螺旋状弧菌弧菌螺旋菌螺旋菌螺旋体菌螺旋体菌弧菌：弧菌：菌体只有一个弯曲，其程度不足一圈，菌体
4、只有一个弯曲，其程度不足一圈，形似形似“C”字或逗号，鞭毛偏端生。字或逗号，鞭毛偏端生。蛭蛭弧弧菌菌霍乱弧菌霍乱弧菌螺旋菌：螺旋菌：菌体回转如螺旋，螺菌体回转如螺旋，螺旋数目和螺距大小因旋数目和螺距大小因种而异。鞭毛二端生种而异。鞭毛二端生细胞壁坚韧，菌体较细胞壁坚韧，菌体较硬。硬。螺旋体菌：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。菌体柔软，用于运动的类似鞭毛的轴丝位于细胞外鞘内。梅毒密螺旋体梅毒密螺旋体4、大小与重量、大小与重量细菌的大小测量单位是细菌的大小测量单位是um大小的测量方法大小的测量方法显微镜测微尺显微镜测微尺显微照相后根据放大倍数进行测算显微照相后根据放大倍
5、数进行测算5、染色、染色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革兰氏染色法革兰氏染色法细菌染色细菌染色鉴别染色法鉴别染色法简单染色法简单染色法负染色：负染色：正染色正染色死菌死菌活菌活菌抗酸性染色法抗酸性染色法芽孢染色法芽孢染色法姬姆萨染色法姬姆萨染色法荚膜染色法荚膜染色法用美蓝或用美蓝或TTC等作活菌染色等作活菌染色（二（二）细胞的结构细胞的结构一一般般结结构构：一一般般细细菌菌都都有有的的构构造造特特殊殊结结构构：部部分分细细菌菌具具有有的的或或一一般般细细菌菌在在特特殊殊环环境境下下才才有有的的1 1、细菌细胞的一般构
6、造、细菌细胞的一般构造 细胞壁（细胞壁（cell wall）是位于细胞表面，内侧紧贴细是位于细胞表面，内侧紧贴细胞膜的一层较为坚韧，略具弹性的细胞结构。约占干胞膜的一层较为坚韧，略具弹性的细胞结构。约占干重的重的1025%1）细胞壁（细胞壁（cellcellwall)wall)不同细菌细胞壁的化学组成和结构不同，通过革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兰氏染色法可将所有的细菌分为革兰氏阳性（革兰氏阳性（G+）和和革兰氏阴性（革兰氏阴性（G-）。 (1)(1)革兰氏阳性的细胞壁成分革兰氏阳性的细胞壁成分 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(p
7、eptidoglycan)为主。这是原核微生物所特有的成份，占细胞壁物质为主。这是原核微生物所特有的成份，占细胞壁物质总量的总量的40-90%。磷壁酸又名垣酸，是大多数磷壁酸又名垣酸，是大多数G+菌所特有菌所特有的成分，的成分，约占细胞壁成分的约占细胞壁成分的10%。 (2)(2)革兰氏阴性的细胞壁成分革兰氏阴性的细胞壁成分 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：更复杂。主要成份为：脂多糖脂多糖、磷脂、脂蛋白、肽聚糖。磷脂、脂蛋白、肽聚糖。 G-有肽聚糖，仅占细胞壁干重的有肽聚糖，仅占细胞壁干重的5-10%。肽聚糖结构。肽聚糖结构与与G+相同，但短肽尾中的号位上相
8、同，但短肽尾中的号位上L-Lys往往被其他往往被其他二氨酸取代二氨酸取代 外壁层是外壁层是G细菌细胞壁所特有的结构它位于壁的细菌细胞壁所特有的结构它位于壁的最外层，化学成分为脂多糖、磷脂和若干种外蛋白。最外层，化学成分为脂多糖、磷脂和若干种外蛋白。(3)G+ 细菌与细菌与G -细菌细胞壁的比较细菌细胞壁的比较(4)革兰氏染色革兰氏染色C.Gram（革兰）于革兰）于1884年发明的一种鉴别不同类年发明的一种鉴别不同类型细菌的染色方法。型细菌的染色方法。用碱性染料结晶紫对菌液涂片进行初染用碱性染料结晶紫对菌液涂片进行初染用碘溶液进行媒染，其作用是提高染料和细用碘溶液进行媒染，其作用是提高染料和细
9、胞间的相互作用从而使二者结合得更牢固。胞间的相互作用从而使二者结合得更牢固。用乙醇或丙酮冲洗进行脱色。在经历脱色后用乙醇或丙酮冲洗进行脱色。在经历脱色后 仍将结晶紫保留在细胞内的为革兰氏阳性细仍将结晶紫保留在细胞内的为革兰氏阳性细 菌，而革兰氏阴性细菌的结晶紫被洗掉，细菌，而革兰氏阴性细菌的结晶紫被洗掉，细 胞呈无色。胞呈无色。用一种与结晶紫具有不同颜色的碱性染料对用一种与结晶紫具有不同颜色的碱性染料对 涂片进行复染。例如沙黄，它使原来无色的涂片进行复染。例如沙黄，它使原来无色的 革兰氏阴性细菌最后呈现桃红到红色，而革革兰氏阴性细菌最后呈现桃红到红色，而革 兰氏阳性细菌继续保持深紫色兰氏阳性细
10、菌继续保持深紫色(5)古生菌的细胞壁古生菌的细胞壁These Archaea species live in extreme heat near deep sea vents. 大多为嗜极菌大多为嗜极菌 除热原菌属没有细胞壁以外，其余都具有与真细除热原菌属没有细胞壁以外，其余都具有与真细 菌功能相似的细胞壁菌功能相似的细胞壁 细胞壁中含有假肽聚糖、糖蛋白或蛋白质细胞壁中含有假肽聚糖、糖蛋白或蛋白质-1,3糖苷键不被溶菌酶水解糖苷键不被溶菌酶水解N-乙酰葡糖胺和乙酰葡糖胺和N-乙酰塔罗糖胺糖醛酸交乙酰塔罗糖胺糖醛酸交替连接而成，连在后一氨基糖上的肽尾由替连接而成，连在后一氨基糖上的肽尾由L-gl
11、u、L-ala和和L-lys三个三个L型氨基酸组成，型氨基酸组成，肽桥则由肽桥则由L-glu一个氨基酸组成。一个氨基酸组成。(6)细胞壁缺陷细菌：细胞壁缺陷细菌： 缺壁突变缺壁突变L型细菌型细菌 实验室或宿实验室或宿 主体内形成主体内形成 基本去尽基本去尽原生质体（原生质体（G+）缺缺壁壁 人工去壁人工去壁细细菌菌 部分去除部分去除球状体（球状体（G-） 在自然界长期进化中形成在自然界长期进化中形成枝原体枝原体a.L型细菌（型细菌（L-form of bacteria） 细菌在某些环境条件下（实验室或宿主体内）通过自细菌在某些环境条件下（实验室或宿主体内）通过自发突变而形成的遗传性稳定的细胞壁
12、缺陷变异型。发突变而形成的遗传性稳定的细胞壁缺陷变异型。 因英国李斯德（因英国李斯德（Lister）预防研究所首先发现而得名预防研究所首先发现而得名（1935年，念珠状链杆菌年，念珠状链杆菌 Streptobacillus moniliformis）大肠杆菌、变形杆菌、葡萄球菌、链球菌、分枝杆菌和霍乱弧菌等大肠杆菌、变形杆菌、葡萄球菌、链球菌、分枝杆菌和霍乱弧菌等20多种细菌中均有发现，被认为可能与针对细胞壁的抗菌治疗有关。多种细菌中均有发现，被认为可能与针对细胞壁的抗菌治疗有关。特点：特点：没有完整而坚韧的细胞壁，细胞呈多形态；没有完整而坚韧的细胞壁，细胞呈多形态；有些能通过细菌滤器，故又称
13、有些能通过细菌滤器，故又称“滤过型细菌滤过型细菌”；对渗透敏感，在固体培养基上形成对渗透敏感，在固体培养基上形成“油煎蛋油煎蛋”似似的小菌落（直径在的小菌落（直径在0.1mm左右）；左右）；b.原生质体（原生质体（protoplast）在人为条件下，用溶菌酶处理或在含青霉素的培养基中培养而在人为条件下，用溶菌酶处理或在含青霉素的培养基中培养而抑制新生细胞壁合成而形成的仅由一层细胞膜包裹的，圆球形、抑制新生细胞壁合成而形成的仅由一层细胞膜包裹的，圆球形、对渗透压变化敏感的细胞，一般由革兰氏阳性细菌形成。对渗透压变化敏感的细胞，一般由革兰氏阳性细菌形成。特点：特点：对环境条件变化敏感，低渗透压、振
14、荡、离心甚至对环境条件变化敏感，低渗透压、振荡、离心甚至通气等都易引起其破裂；通气等都易引起其破裂；有的原生质体具有鞭毛，但不能运动，也不被相应有的原生质体具有鞭毛，但不能运动，也不被相应噬菌体所感染；噬菌体所感染；在适宜条件（如高渗培养基）可生长繁殖、形成菌在适宜条件（如高渗培养基）可生长繁殖、形成菌落，形成芽孢。及恢复成有细胞壁的正常结构。落，形成芽孢。及恢复成有细胞壁的正常结构。比正常有细胞壁的细菌更易导入外源遗传物质，是比正常有细胞壁的细菌更易导入外源遗传物质，是研究遗传规律和进行原生质体育种的良好实验材料。研究遗传规律和进行原生质体育种的良好实验材料。c.球状体球状体(sphaero
15、plast)采用上述同样方法，针对革兰氏阴性细菌处理后而获采用上述同样方法，针对革兰氏阴性细菌处理后而获得的残留部分细胞壁（外壁层）的球形体。与原生质得的残留部分细胞壁（外壁层）的球形体。与原生质体相比，它对外界环境具有一定的抗性，可在普通培体相比，它对外界环境具有一定的抗性，可在普通培养基上生长。养基上生长。2 2）、细胞膜与间体）、细胞膜与间体（1）细胞概念：）细胞概念： 细胞质膜（细胞质膜（cytoplasmic membrane），），又称质膜又称质膜（plasma membrane）、）、细胞膜（细胞膜（cell membrane）或内膜或内膜（inner membrane），），是
16、紧贴在细胞壁内侧、包围着细胞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，厚约质的一层柔软、脆弱、富有弹性的半透性薄膜，厚约78nm，由磷脂（占由磷脂（占20%30%）和蛋白质（占）和蛋白质（占50%70%）组成。组成。（2）细胞膜的化学组成与结构模型：）细胞膜的化学组成与结构模型：a. 磷脂磷脂亲水的极性端亲水的极性端疏水的非极性端疏水的非极性端b. 液态镶嵌模型液态镶嵌模型(fluid mosaic model)膜的主体是脂质双分子层；膜的主体是脂质双分子层；脂质双分子层具有流动性；脂质双分子层具有流动性；整合蛋白因其表面呈疏水性，故可整合蛋白因其表面呈疏水性，故
17、可“溶溶”于脂质双分子层于脂质双分子层 的疏水性内层中；的疏水性内层中；周边蛋白表面含有亲水基团，故可通过静电引力与脂质周边蛋白表面含有亲水基团，故可通过静电引力与脂质 双分子层表面的极性头相连；双分子层表面的极性头相连；脂质分子间或脂质与蛋白质分子间无共价结合；脂质分子间或脂质与蛋白质分子间无共价结合；脂质双分子层犹如一脂质双分子层犹如一“海洋海洋”，周边蛋白可在其上作，周边蛋白可在其上作“漂浮漂浮” 运动，而整合蛋白则似运动，而整合蛋白则似“冰山冰山”状沉浸在其中作横向移动。状沉浸在其中作横向移动。1972年，辛格（年，辛格（J.S.Singer）和尼科尔森（和尼科尔森（G.L.Nicol
18、son）（3）细胞膜的生理功能：）细胞膜的生理功能：选择性地控制细胞内、外的营养物质和代谢产物的运送；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；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、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；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，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；是鞭毛基体的着生部位和鞭毛旋转的供能部位；（4）间体（）间体（me
19、sosome，或中体）：或中体）：细胞质膜内褶而形成的囊状构造，细胞质膜内褶而形成的囊状构造，其中充满着层状或管状的泡囊。其中充满着层状或管状的泡囊。多见于革兰氏阳性细菌。多见于革兰氏阳性细菌。青霉素酶分泌、青霉素酶分泌、DNA复制、分配以及细胞分裂有关复制、分配以及细胞分裂有关“间体间体”仅是电镜制片时因脱水操作而引起的一种赝像仅是电镜制片时因脱水操作而引起的一种赝像细胞质的主要成分为核糖体、贮藏物、多种酶类和中间代细胞质的主要成分为核糖体、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
20、晶体等。有类囊体、羧酶体、气泡或伴孢晶体等。3 3）、）、细胞质和内含物细胞质和内含物（1）概念：）概念： 细胞质（细胞质（cytoplasm）是细胞质膜包围的除核区外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。含水量约的一切半透明、胶状、颗粒状物质的总称。含水量约80%。核糖体是细胞质中的一种核糖核蛋白的颗粒状物质，核糖体是细胞质中的一种核糖核蛋白的颗粒状物质，由核糖核酸由核糖核酸(60%)和蛋白质和蛋白质(40%)组成，常以游离状组成，常以游离状态或多聚核糖状态分布于细胞质中。其沉降系数均态或多聚核糖状态分布于细胞质中。其沉降系数均为为70s。它是蛋白质的合成场所。它是蛋
21、白质的合成场所。(2)(2)核糖体核糖体( (ribosomes)ribosomes)（3）贮藏物）贮藏物(reserve materials)：聚聚-羟丁酸羟丁酸(poly-hydroxybutyrate, PHB)巨大芽孢杆菌（巨大芽孢杆菌（Bacillus megaterium）在含乙酸或在含乙酸或丁酸的培养基中生长时，丁酸的培养基中生长时，细胞内贮藏的细胞内贮藏的PHB可达其可达其干重的干重的60%。类脂性质的碳源类贮藏物类脂性质的碳源类贮藏物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，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。主要功能是贮存营养
22、物。多糖类贮藏物多糖类贮藏物在真细菌中以糖原为多在真细菌中以糖原为多糖原粒较小，不染色需用电镜观察，糖原粒较小，不染色需用电镜观察，用碘液染成褐色，可在光学显微镜下看到。用碘液染成褐色，可在光学显微镜下看到。糖原粒糖原粒淀粉粒淀粉粒有的细菌积累淀粉粒，用碘液染成深兰色。有的细菌积累淀粉粒，用碘液染成深兰色。异染粒异染粒(metachromatic granules)颗粒大小为颗粒大小为0.51.0m，是无机偏磷酸的聚合物，是无机偏磷酸的聚合物，一般在含磷丰富的环境下形成。一般在含磷丰富的环境下形成。功能是贮藏磷元素和能量，并可降低细胞的渗透压。功能是贮藏磷元素和能量，并可降低细胞的渗透压。在暗
23、视野显微镜下看到的在暗视野显微镜下看到的迂回螺菌迂回螺菌(Spirillum volutans)异染粒（迂回体）异染粒（迂回体）藻青素（藻青素（cyanophycin）一种内源性氮源贮藏物，同时还兼有贮存能源的作用。一种内源性氮源贮藏物，同时还兼有贮存能源的作用。通常存在于蓝细菌中。通常存在于蓝细菌中。由含精氨酸和天冬氨由含精氨酸和天冬氨酸残基（酸残基（1:1）的分枝）的分枝多肽所构成，分子量多肽所构成，分子量在在25000125000。硫粒（硫粒（sulfur globules） 很多真细菌在进行产能很多真细菌在进行产能代谢或生物合成时代谢或生物合成时,常涉及对常涉及对还原性的硫化物如还原性
24、的硫化物如H2S, 硫代硫代硫酸盐等的氧化。硫酸盐等的氧化。 在环境中还原性硫素丰富在环境中还原性硫素丰富时时,常在细胞内以常在细胞内以折光性很强折光性很强的硫粒的形式积累的硫粒的形式积累硫元素硫元素。 当环境中环境中还原性硫当环境中环境中还原性硫缺乏时缺乏时,可被细菌重新利用。可被细菌重新利用。（4）气泡（）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，外有内由数排柱形小空泡组成，外有2nm厚的蛋白质膜包厚的蛋
25、白质膜包裹。裹。功能：调节细胞功能：调节细胞比重以使细胞漂比重以使细胞漂浮在最适水层中浮在最适水层中获取光能、获取光能、O2和和营养物质营养物质4）、核区（）、核区（nuclear region or area）原核原核生物生物所特所特有的有的无核无核膜结膜结构、构、无固无固定形定形态的态的原始原始细胞细胞核核2、细菌细胞的特殊结构、细菌细胞的特殊结构1）、糖被（）、糖被（glycocalyx）（1) 概念概念 包被于某些细菌细胞壁外的一层厚度不定的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、层次厚薄又可胶状物质。糖被按其有无固定层次、层次厚薄又可细分为荚膜（细分为荚
26、膜（capsule或或macrocapsule，大荚膜）、大荚膜）、微荚膜微荚膜(microcapsule)、粘液层粘液层(slimelayer)和菌胶团和菌胶团(zoogloea)。荚膜荚膜粘液层粘液层菌胶团菌胶团（2）特点）特点a.主要成分是多糖、多肽或蛋白质，尤以多糖居多。主要成分是多糖、多肽或蛋白质，尤以多糖居多。b. 经特殊的荚膜染色，特别是负染色（又称背景染色）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。后可在光学显微镜清楚地观察到它的存在。b. 产生糖被是微生物的一种遗传特性，其菌落特征及血产生糖被是微生物的一种遗传特性，其菌落特征及血
27、清学反应是是细菌分类鉴定的指标之一。清学反应是是细菌分类鉴定的指标之一。c. 荚膜等并非细胞生活的必要结构，但它对细菌在环境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。中的生存有利。d. 细菌糖被与人类的科学研究和生产实践有密切的关系。细菌糖被与人类的科学研究和生产实践有密切的关系。（3）功能）功能保护细菌免受干燥的影响；保护细菌免受干燥的影响；贮藏养料，以备营养缺乏时重新利用；贮藏养料，以备营养缺乏时重新利用；与病原菌的毒性密切相关；与病原菌的毒性密切相关；能抵抗吞噬细胞的吞噬能抵抗吞噬细胞的吞噬 2）、）、 鞭毛鞭毛(flagellum,复复flagella)（1) 概念
28、概念某些细菌细胞表面着生的一至数十条长丝状、螺旋形的附属物，某些细菌细胞表面着生的一至数十条长丝状、螺旋形的附属物，具有推动细菌运动功能，为细菌的具有推动细菌运动功能，为细菌的“运动器官运动器官”。 鞭鞭毛毛的的有有无无和和着着生生方方式式单端鞭毛单端鞭毛端生丛毛端生丛毛两两端端生生鞭鞭毛毛周生鞭毛周生鞭毛（2）观察和判断细菌鞭毛的方法）观察和判断细菌鞭毛的方法t电子显微镜直接观察电子显微镜直接观察鞭毛长度：鞭毛长度：1520m；直径：直径：0.010.02mt光学显微镜下观察：鞭毛染色和暗视野显微镜光学显微镜下观察：鞭毛染色和暗视野显微镜t根据培养特征判断：半固体穿刺、菌落（菌苔）形态根据培
29、养特征判断：半固体穿刺、菌落（菌苔）形态3）、菌毛）、菌毛(fimbria，复数复数fimbriae)长在细菌体表的纤细、中空、短直、数量较多的蛋白质类附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。属物，具有使菌体附着于物体表面的功能。每个细菌约有每个细菌约有250300条菌毛。条菌毛。有菌毛的细菌一般以革兰氏阴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它们牢固地粘附于宿主的呼吸道、消化道、泌尿生殖道等的道、消化道、泌尿生殖道等的粘膜上，进一步定植和致病。粘膜上，进一步定植和致病。4）、
30、性毛）、性毛(pili,单数单数pilus)构造和成分与菌毛相同，但比菌毛长，数量仅一至少数几根。构造和成分与菌毛相同，但比菌毛长，数量仅一至少数几根。性毛一般见于革兰氏阴性细菌的雄性菌株（即供体菌）中，其功能性毛一般见于革兰氏阴性细菌的雄性菌株（即供体菌）中，其功能是向雌性菌株（即受体菌）传递遗传物质。有的性毛还是是向雌性菌株（即受体菌）传递遗传物质。有的性毛还是RNA噬菌噬菌体的特异性吸附受体。体的特异性吸附受体。5）、特殊的休眠构造）、特殊的休眠构造芽孢芽孢（1）概念）概念 某些细菌在其某些细菌在其生长发育后期，在细生长发育后期，在细胞内形成一个圆形或胞内形成一个圆形或椭圆形、厚壁、含水
31、椭圆形、厚壁、含水量极低、抗逆性极强量极低、抗逆性极强的休眠体，称为芽孢的休眠体，称为芽孢（endospore或或spore，偶译偶译“内生孢子内生孢子”）。）。（2）细菌芽孢的特点）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。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。养态细胞；产芽孢细菌的保藏多用其芽孢。产芽孢的细菌多为杆菌，也有一些球菌。芽孢的有无、形态、
32、产芽孢的细菌多为杆菌，也有一些球菌。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。大小和着生位置是细菌分类和鉴定中的重要指标。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）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）芽孢的形成与芽孢的萌发过程（4）芽孢的耐热机制）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（表（表3-3）渗透调节皮层膨胀学说渗透调
33、节皮层膨胀学说芽孢衣对多价阳离子和水分的透性很差芽孢衣对多价阳离子和水分的透性很差皮层的离子强度很高，产生极高的渗透压夺取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。芽孢核心的水分，结果造成皮层的充分膨胀。核心部分的细胞质却变得高度失水，核心部分的细胞质却变得高度失水，因此，具极强的耐热性。因此，具极强的耐热性。（6）伴孢晶体（）伴孢晶体（parasporal crystal） 少数芽孢杆菌，例如苏云金芽孢杆菌少数芽孢杆菌，例如苏云金芽孢杆菌(Bacillus thuringiensis)在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其形成芽孢的
34、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性蛋白晶体内毒素，称为伴孢晶体。内毒素，称为伴孢晶体。伴孢晶体对伴孢晶体对200多种昆虫尤其是鳞翅目的幼虫有毒杀作用，多种昆虫尤其是鳞翅目的幼虫有毒杀作用，因而可将这类产伴孢晶体的细菌制成有利于环境保护的生因而可将这类产伴孢晶体的细菌制成有利于环境保护的生物农药物农药细菌杀虫剂。细菌杀虫剂。特点：不溶于水，对蛋白酶类不敏感；容易溶于碱性溶剂。特点：不溶于水，对蛋白酶类不敏感；容易溶于碱性溶剂。（6）伴孢晶体（）伴孢晶体（parasporal crystal） 伴孢晶体伴孢晶体鳞翅目幼虫口服鳞翅目幼虫口服伴孢晶体在肠道迅速溶解（中肠伴孢晶体在肠
35、道迅速溶解（中肠 pH 为为9.0-10.5）吸附于上皮细胞，引起渗透性丧失，肠道穿孔吸附于上皮细胞，引起渗透性丧失，肠道穿孔肠道中的碱性溶液进入血液，后者肠道中的碱性溶液进入血液，后者 pH升高，昆虫全身麻痹而死亡升高，昆虫全身麻痹而死亡 细细菌菌主主要要是是通通过过无无性性繁繁殖殖产产生生后后代代。其其繁繁殖殖方式是方式是二分裂二分裂，简称，简称裂殖裂殖。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。 另外有的细菌还存在：另外有的细菌还存在：三分裂三分裂和和复分裂复分裂。 二
36、、细菌的分裂二、细菌的分裂（三（三）细菌的繁殖细菌的繁殖1、裂殖、裂殖 （fission）1）、二分裂（）、二分裂（binary fission）三、细菌的群体形态三、细菌的群体形态（一）、在固体培养基上（内）的群体形态（一）、在固体培养基上（内）的群体形态（二）、在半固体培养基上（内）的群体形态（二）、在半固体培养基上（内）的群体形态 根据明胶液化层中呈现的不同形状判断某细菌是否产根据明胶液化层中呈现的不同形状判断某细菌是否产 蛋白酶蛋白酶 根据半固体直立柱表面和穿刺线上细菌群体的生长状根据半固体直立柱表面和穿刺线上细菌群体的生长状 态和有否扩散现象判断该菌的运动能力态和有否扩散现象判断该菌
37、的运动能力（三）、在液体培养基上（内）的群体形态（三）、在液体培养基上（内）的群体形态（一）概念（一）概念在形态上具有分枝状菌丝、菌落形态与霉菌相似，以孢子进行繁殖。在形态上具有分枝状菌丝、菌落形态与霉菌相似，以孢子进行繁殖。“介于细菌与丝状真菌之间又接近细菌的一类丝状原核生物介于细菌与丝状真菌之间又接近细菌的一类丝状原核生物”近代生物学技术近代生物学技术放线菌实际上是属于细菌范畴内的原核微生物，放线菌实际上是属于细菌范畴内的原核微生物，只不过其细胞形态为分枝状菌丝。只不过其细胞形态为分枝状菌丝。放线菌是具有菌丝、以孢子进行繁殖、革兰氏染色阳性的一类放线菌是具有菌丝、以孢子进行繁殖、革兰氏染色
38、阳性的一类原核微生物，属于真细菌范畴。原核微生物，属于真细菌范畴。第二节第二节 放线菌（放线菌（Actinomyces）（二）形态与结构（二）形态与结构t单细胞，大多由分枝发达的菌丝组成；单细胞，大多由分枝发达的菌丝组成；t菌丝直径与杆菌类似，约菌丝直径与杆菌类似，约1m mm；t细胞壁组成与细菌类似，革兰氏染色阳性（少数阴性）；细胞壁组成与细菌类似，革兰氏染色阳性（少数阴性）；t细胞的结构与细菌基本相同，细胞的结构与细菌基本相同， 按形态和功能可分为营养、气生和孢子丝三种。按形态和功能可分为营养、气生和孢子丝三种。1、营养菌丝、营养菌丝匍匐生长于培养基内，吸收营养，也称基内菌丝。一般无隔膜，
39、匍匐生长于培养基内，吸收营养，也称基内菌丝。一般无隔膜，直径直径0.2-0.8 m mm，长度差别很大，有的可产生色素。长度差别很大，有的可产生色素。2、气生菌丝、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，叠生于营养营养菌丝发育到一定阶段，伸向空间形成气生菌丝，叠生于营养菌丝上，可覆盖整个菌落表面。在光学显微镜下观察，颜色较深菌丝上，可覆盖整个菌落表面。在光学显微镜下观察，颜色较深，直径较粗（，直径较粗（1-1.4 m mm），），有的产色素。有的产色素。3、孢子丝、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
40、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。被作为对放线菌进行分类的依据。（三）生长与繁殖（三）生长与繁殖繁殖方式繁殖方式无性分生孢子无性分生孢子菌丝断裂菌丝断裂 常见于液体培养中，工业发酵常见于液体培养中，工业发酵生产抗生素时都以此法大量繁生产抗生素时都以此法大量繁殖放线菌殖放线菌细菌的芽孢是休眠体，而放线菌的孢子是繁殖体细菌的芽孢是休眠体，而放线菌的孢子是繁殖体（四）菌落（四）菌落形态形态菌落形态菌落形态能产生大量分枝和气生菌丝的菌种（能产生大量分枝和气生菌丝的菌种（如链霉菌如链霉菌）不能产
41、生大量菌丝体的菌种（不能产生大量菌丝体的菌种（如诺卡氏菌如诺卡氏菌）菌落质地致密，与培养基结合紧密，小而不菌落质地致密，与培养基结合紧密，小而不蔓延，不易挑起或挑起后不易破碎。蔓延，不易挑起或挑起后不易破碎。粘着力差，粉质，针挑起易粉碎粘着力差，粉质，针挑起易粉碎（五）分布特点及与人类的关系（五）分布特点及与人类的关系放线菌常以孢子或菌丝状态极其广泛地存在于自然界，土壤放线菌常以孢子或菌丝状态极其广泛地存在于自然界，土壤中最多，其代谢产物使土壤具有特殊的泥腥味。中最多，其代谢产物使土壤具有特殊的泥腥味。能产生大量的、种类繁多的抗生素（其中能产生大量的、种类繁多的抗生素（其中90%由由链霉菌链霉
42、菌产生）产生）有的放线菌可用于生产维生素、酶制制；此外，在甾体转化、有的放线菌可用于生产维生素、酶制制；此外，在甾体转化、石油脱蜡、烃类发酵、污水处理等方面石油脱蜡、烃类发酵、污水处理等方面也有应用也有应用少数寄生型放线菌可引起人、动物少数寄生型放线菌可引起人、动物（如皮肤、脑、肺和脚部感染如皮肤、脑、肺和脚部感染）、植物植物（如马铃薯和甜菜的如马铃薯和甜菜的疮痂病疮痂病）的疾病。的疾病。第三节第三节 蓝细菌（蓝细菌（Cyanobacteria）1、概念、概念也称蓝藻或蓝绿藻（也称蓝藻或蓝绿藻（blue-green algaeblue-green algae），），是一类含有叶绿素是一类含有叶
43、绿素a a、能以水作为供氢体和电子供体、通过光合作用将光能转变成化学能以水作为供氢体和电子供体、通过光合作用将光能转变成化学能、同化能、同化COCO2 2为有机物质的光合细菌。为有机物质的光合细菌。以前曾归于藻类，因为它和高等植物一样具有光和色素以前曾归于藻类，因为它和高等植物一样具有光和色素-叶绿素叶绿素a a，能进行产氧型光合作用。能进行产氧型光合作用。2 2、特性、特性1 1）分布极广；）分布极广；2 2）形态差异极大，有球状、杆状和丝状等形态；）形态差异极大，有球状、杆状和丝状等形态；3 3）细胞中含有叶绿素）细胞中含有叶绿素a a，进行产氧型光合作用；进行产氧型光合作用；4 4）具有
44、原核生物的典型细胞结构：）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 5）营养极为简单，不需要维生素，以硝酸盐或氨作为氮源，）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（多数能固氮，其异形细胞（heterocystheterocyst）是进行固氮的场所。是进行固氮的场所。6 6）分泌粘液层、荚膜或形成鞘衣，因此具有强的抗干旱能力。）分泌粘液层、荚膜或形成鞘衣，因此具有强的抗干旱能力。7 7）无鞭毛，但能在固体表面滑行，进行光趋避运动。）无鞭毛，但能在固体表面滑行，进行光趋避运动。8 8）许多种类细
45、胞质中有气泡，使菌体漂浮，保持在光线最充足）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。的地方，以利光合作用。3.蓝细菌的分群蓝细菌的分群第一群：色球蓝细菌群第二群：厚球蓝细菌群第三群：无异形胞丝状蓝细菌群第四群：有异形胞丝状蓝细菌群第第五五群群：多多分分裂裂的的有有异异形形胞胞丝丝状状蓝蓝细细菌菌群群第四节第四节 支原体、立克次氏体和衣原体支原体、立克次氏体和衣原体支原体（支原体（Mycoplasma） 立克次氏体（立克次氏体（Rickettsia） 衣原体（衣原体（Chlamydia）革兰氏阴性细菌，其大小和特性均介于通常的细菌与病毒之间。革兰氏阴性细菌，其
46、大小和特性均介于通常的细菌与病毒之间。（一）支原体（一）支原体（Mycoplasma）立克次氏体（立克次氏体（Rickettsia）是大小介于通常的细菌与病毒之间，在是大小介于通常的细菌与病毒之间，在许多方面类似细菌，专性活细胞内寄生的原核微生物。许多方面类似细菌，专性活细胞内寄生的原核微生物。（二）立克次氏体（二）立克次氏体（Rickettsia）1、概念、概念H.T.Ricketts 1909年，年，首次发现斑疹伤寒的首次发现斑疹伤寒的病原体，并因研究此病原体，并因研究此病而牺牲，病而牺牲，1916年人年人们以他的名字命名们以他的名字命名这类病原体作为纪念。这类病原体作为纪念。2、特性、特
47、性1）某些性质与病毒相近）某些性质与病毒相近专性活细胞寄生物，除五日热（战壕热）立克次氏体专性活细胞寄生物，除五日热（战壕热）立克次氏体（Rickettsia wolhynica）外均不能在人工培养基上生长繁殖。外均不能在人工培养基上生长繁殖。t体内酶系不完全，一些必需的养料需从宿主细胞获得；体内酶系不完全，一些必需的养料需从宿主细胞获得；t细胞膜比一般细菌的膜疏松；细胞膜比一般细菌的膜疏松； 可透性膜，使它们有可能容易从宿主细胞获得大分子物质，可透性膜，使它们有可能容易从宿主细胞获得大分子物质， 但也决定了它们一旦离开宿主细但也决定了它们一旦离开宿主细 胞则易死亡胞则易死亡大小介于病毒与一般
48、细菌之间，其中伯氏立克次氏体大小介于病毒与一般细菌之间，其中伯氏立克次氏体（Rickettsia burneti）能通过细菌过滤器能通过细菌过滤器一般个体：一般个体：球状体：球状体：0.2-0.5 m mm；杆状体：杆状体：0.3-0.5 x 0.3-2 m mm；2）从一种宿主传至另一宿主的特殊生活方式）从一种宿主传至另一宿主的特殊生活方式主要以节肢动主要以节肢动物（虱、蜱、物（虱、蜱、螨等）螨等）为媒介，寄生为媒介，寄生在它们的消化在它们的消化道表皮道表皮细胞中，然后细胞中，然后通过节肢动物通过节肢动物叮咬和叮咬和排泄物传播给排泄物传播给人和其他动物。人和其他动物。（三）衣原体（三）衣原体
49、（Chlamydia）1、概念、概念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。生的一类原核微生物。过去误认为过去误认为“大病毒大病毒”，但它们的生物学特性更接近细菌而不同于病毒。，但它们的生物学特性更接近细菌而不同于病毒。在宿主细胞内观察到的在宿主细胞内观察到的衣原体微菌落（衣原体微菌落（microcolony）2、特性、特性1）细胞结构与细菌类似；）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；具有类似的细胞壁，细胞壁内也含有胞壁酸、二氨基庚二酸；70S核糖体也是由核糖体也是
50、由30S和和50S二个亚基组成）二个亚基组成）2）细胞呈球形或椭圆形，直径）细胞呈球形或椭圆形，直径0.2-0.3 m mm，能通过细菌滤器；能通过细菌滤器；3）专性活细胞内寄生；）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，必须依赖宿主获得乏产生能量的系统，必须依赖宿主获得ATP，因此又被称为因此又被称为“能量寄生型生物能量寄生型生物”。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）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。始体两种形态。5）衣原体广泛寄生于人
51、类、哺乳动物及鸟类，少数致病；）衣原体广泛寄生于人类、哺乳动物及鸟类，少数致病；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。6）衣原体不耐热，）衣原体不耐热，60度度10分钟即被灭活，但它不怕低温，冷分钟即被灭活，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。冻干燥可保藏多年。对红霉素、氯霉素、四环素敏感。沙眼衣原体是人类砂眼的病原体，甚至引起结膜炎、角膜炎、沙眼衣原体是人类砂眼的病原体，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。角膜血管翳等临床症状，成为致盲的重要原因。3、生活史、生活史 支原体、立克次氏体、衣原体与细菌、病毒的比较支原体、立克次氏体、衣原体与细菌、病毒的比较
