三大類群：原核微生物、真核微生物、非細胞微生物。

原核微生物是單細胞生物，細胞核無核膜包裹。

三菌：細菌、放線菌、藍細菌

三體：立克次氏體、支原體、衣原體

 

第一節(jié)  細 菌

細菌：是一類細胞細短（直徑約0.5μm，長度約0.5~5μm）、結(jié)構(gòu)簡單、細胞壁堅韌，多以二分裂方式繁殖和水生性較強的原核生物。

分布：自然界中分布最廣，數(shù)量最多的M.B。

絕大多數(shù)是有益菌。工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、冶金、科研等方面。

只有少數(shù)是病原菌或致病菌。

一、細菌的形態(tài)構(gòu)造及其功能

     ▲基本形態(tài)：球狀、桿狀、螺旋狀三大類，分別稱為球菌、桿菌、螺旋菌。

      僅少數(shù)為其它形狀，如絲狀、三角形、方形等。

（1）球菌

球菌：細胞呈球形或近似球形。根據(jù)球菌間的相互聯(lián)結(jié)形式又可分為單球菌、雙球菌、四聯(lián)球菌、八疊球菌、鏈球菌和葡萄球菌。

 

 

① 單球菌

        細胞分裂沿一個平面進行，分裂后的細胞分散而單獨存在。

② 雙球菌

        細胞沿一個平面分裂，新個體成對排列。如肺炎雙球菌（Diplococcus pneumoniae）。

③ 四聯(lián)球菌

        細胞分裂沿二個相互垂直的平面進行，分裂后每四個細胞在一起呈田字形。

④ 八疊球菌

        細胞分裂沿3個相互垂直的平面進行，分裂后每8個球菌疊在一起成一立方形。如藤黃八疊球菌。

⑤ 葡萄球菌

        細胞分裂無定向，多個新個體堆積成葡萄狀。如金黃色葡萄球菌。

⑥ 鏈球菌

        細胞沿一個平面分裂，新個體排列成鏈狀。如乳酸鏈球菌（Streptococcus agalactiae）。（2）桿菌

桿菌：細胞呈桿狀或圓筒狀，是細菌中種類最多的。

工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用桿菌：枯草桿菌、北京棒狀桿菌（谷氨酸）、蘇云金桿菌（殺蟲劑）、根瘤菌（細菌肥料）、甲烷桿菌等。

致病桿菌：傷寒沙門氏菌，痢疾志賀氏菌以及炭疽桿菌等。

（3）螺旋菌（spirilla）

螺旋菌：大多是病原菌。不同種的菌體，在長度、彎曲度、螺旋數(shù)、螺旋形式和螺距等方面有顯著差別，可分為弧菌、螺旋菌。

       螺旋體也是一類原核微生物，但不是細菌 。

不滿1環(huán)         2~6環(huán)           6環(huán)以上

細菌的大?。?/p>

（1）細菌大小以微米（μm ）計，正常情況下：

        球菌的大?。ㄖ睆剑?.5~2.0μm ；

        桿菌的大?。▽挕灵L）：(0.5~1.0)μm × (1~5) μm

        螺旋菌的大小： (0.25~1.0)μm ×(2~60)μm 。

（2）細菌體積雖小，比表面積很大。

（3）細菌的大小與以下因素有關(guān)： 菌齡、代謝產(chǎn)物的積累、滲透壓等。

(二)  細菌的細胞結(jié)構(gòu)

基本結(jié)構(gòu)包括：細胞壁、細胞(質(zhì))膜、細胞質(zhì)（包括核糖體、內(nèi)含物、貯藏物等）、細胞核、間體等。

特殊結(jié)構(gòu)包括： ①糖被（莢膜、黏液層、菌膠團）；② 鞭毛、菌毛、性毛；③芽孢。

1、細胞壁（cell  wall）

位于細胞膜外，厚約10~80 nm，質(zhì)量約占細胞干重10~25%。

細胞壁的主要功能：

① 固定細胞外形（保護原生質(zhì)體免受滲透壓引起破裂）；

② 保護細胞免受外力損傷；

③ 為正常細胞生長、分裂和鞭毛運動（細胞壁為鞭毛提供支點，使鞭毛運動）所必需；

④ 阻攔大分子有害物質(zhì)（如抗生素）進入細胞。

⑤ 賦予細胞特定的抗原性和對抗生素和噬菌體的敏感性。

細胞壁的觀察與分離：

          觀察：染色、質(zhì)壁分離、光學(xué)顯微鏡；

          分離：超聲波、機械破碎、溶菌消化、差速離心。

細胞壁的化學(xué)組成：細胞壁的主要成分是肽聚糖、脂類和蛋白質(zhì)，其中肽聚糖是基本骨架。

    肽聚糖：由肽和聚糖兩部分組成。

   聚糖是由N-乙酰胞壁酸（NAM）、N-乙酰葡糖胺（NAG）相互間隔連接（通過β-1,4-糖苷鍵）成的長鏈。

  肽包括四肽尾和肽橋兩種。

肽聚糖呈多層網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。 p13圖1-3，1-4 。

   NAM：N-乙酰胞壁酸  NAG：N-乙酰葡糖胺

肽聚糖單體的3個組成部分：

① 雙糖單位

        N-乙酰胞壁酸和N-乙酰葡糖胺，它們通過β-1,4-糖苷鍵相連。

▲溶菌酶(lysozyme)的作用：水解β-1,4-糖苷鍵，從而使細菌因為細胞壁中肽聚糖             的“散架”而死亡。

② 四肽尾或四肽側(cè)鏈

        由四個氨基酸連接而成： L-Ala—D-Glu—L-Lys—D-Ala

③ 肽橋

        作為連接前后兩個四肽尾分子的“橋梁” 。

青霉素(penicillium)的作用：作用于肽聚糖肽橋的聯(lián)結(jié)，即抑制肽聚糖的合成，故僅對處于生長的菌有效，主要是G⁺菌。  后詳。

     根據(jù)細菌對結(jié)晶紫著色能力的不同，細菌可分為革蘭氏陽性菌（G⁺）和革蘭氏陰性菌（G^-）。 G⁺和G^-在細胞壁結(jié)構(gòu)和組成上有顯著差別。

G⁺：細胞壁厚，主要成分是肽聚糖。G^-：細胞壁薄，主要成分是脂多糖和蛋白質(zhì)，且覆蓋在肽聚糖的外面。

（1）革蘭氏陽性菌（G⁺）的細胞壁

特點：壁厚，化學(xué)組分簡單，一般含90%肽聚糖和10%磷壁酸。

肽聚糖：G⁺細胞壁具有較厚（30 ~ 40 nm）而致密的肽聚糖層，多達20層，它同細胞膜的外層緊密相連(見圖)。

磷壁酸：占10%，G⁺菌所特有。結(jié)合在G⁺細胞壁上的一種酸性多糖，其主鏈由數(shù)十個磷酸甘油或磷酸核糖醇組成。       壁磷壁酸、膜/脂磷壁酸2類。 p12圖1-2

（2）革蘭氏陰性菌（G^-）的細胞壁

特點：較薄，層次多（分內(nèi)壁層和外壁層）、成分較復(fù)雜、肽聚糖層很?。▋H2~3 nm），所以機械強度較G⁺弱。

內(nèi)壁層（又稱內(nèi)膜）：緊貼細胞膜，僅由1~2層肽聚糖分子構(gòu)成，占細胞壁干重的5~10%，無磷壁酸。

外壁層（又稱外膜）：位于肽聚糖層的外部，G^-菌所特有。包括脂多糖、磷脂和蛋白質(zhì)層。

             p12圖1-2

表1-1  G⁺與G^－菌細胞壁的特征比較

G^- 與G⁺的肽聚糖單體結(jié)構(gòu)基本相同，差別僅在于：

    ① G^-中四肽尾的第3個氨基酸L-Lys被m-DAP（二氨基庚二酸）所取代；

    ② G^-中兩個單體是通過m-DAP和D-Ala連接的（沒有肽橋），因此形成的肽聚糖網(wǎng)套比較稀疏、機械強度較差。

             p15圖1-6   和  p13圖1-4  比較

（3）染色

問題：觀察細菌的形態(tài)和結(jié)構(gòu)為什么需要染色？

染色的基本原理：物理和化學(xué)因素的作用。

物理因素包括：細胞物質(zhì)對染料的毛細現(xiàn)象、滲透、吸附、吸收作用。

化學(xué)因素包括：細胞物質(zhì)與染料發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)。

負染色法原理：因為莢膜和染料的親和力低，不容易被染色，所以若將菌體染色，又使背景著色，這樣就可將莢膜襯托出來。

用美藍染色區(qū)別活菌原理：美藍進入活細胞后，可被還原脫色；死細胞及代謝緩慢的老細胞，無還原能力可被著色，借此可區(qū)分活菌和死菌。結(jié)果：活菌無色，死菌藍色。

① 簡單染色法（只用一種染色液）：涂片、固定、染色

固定方式：加熱固定、化學(xué)固定。

固定的作用：

a.殺死M.B，固定細胞結(jié)構(gòu)；

b.保證菌體能牢固地粘附在載玻片上，以免水洗時沖掉；

c.改變菌體對染料的通透性（一般死細胞容易上色）

② 鑒別染色法（又稱復(fù)染色法，兩種以上染料）：初染、媒染、脫色、復(fù)染等過程。

          常用的有革蘭氏染色和芽孢染色。

單染色法：僅用一種染料使菌體著色，目的是增加反差，便于觀察形態(tài)；

復(fù)染色法：用兩種染料分別對細菌染色，目的是為了鑒別細菌，使菌體和其中某一結(jié)構(gòu)染成不同顏色，便于其結(jié)構(gòu)的觀察。比如革蘭氏染色。

染 料：

酸性染料：離子帶負電荷，如伊紅、剛果紅等；

堿性染料：離子帶正電荷，如美蘭、結(jié)晶紫、復(fù)紅等；

中性染料：前兩者的結(jié)合物，即復(fù)合染料，如伊紅、美蘭        

細菌表面帶電性：

問題：為什么細菌表面帶負電？

細菌體內(nèi)蛋白質(zhì)含量50%以上；

細菌的等電點pI一般在2~5之間，其中G+細菌的pI在2~3之間，G-細菌的pI在4~5之間。而細菌的生活pH一般為中性或偏堿性或弱酸性，均高于pI值，因此細菌表面總是帶負電。

所以，細菌一般用   堿     性染料進行染色。

★革蘭氏染色

染色方法很多，以革蘭氏染色法為重要，該法由丹麥醫(yī)生Gram于1884年首創(chuàng)。此法大致過程如下：

操作步驟：分初染、媒染、脫色和復(fù)染四步。

結(jié)果：革蘭氏陽性菌（G^＋）—— 紫色

      革蘭氏陰性菌（G^－）—— 紅色

   根據(jù)革蘭氏染色法，可以把幾乎所有的細菌都分成G^＋、G^－兩大類，是分類鑒定時的重要指標(biāo)。

革蘭氏染色原理：革蘭氏染色是基于細菌細胞壁特殊化學(xué)組分基礎(chǔ)上的一種物理原因，初染和媒染操作后，細胞內(nèi)形成了深紫色的結(jié)晶紫―碘的復(fù)合物，這種復(fù)合物可被酒精浸出。G⁺胞內(nèi)的復(fù)合物難以被浸出，這是由于陽性細菌的細胞壁較厚，尤其肽聚糖含量較高，網(wǎng)格結(jié)構(gòu)緊密，含脂量又低，當(dāng)用酒精脫色時，引起肽聚糖層網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的孔徑縮小以至關(guān)閉，從而阻止了上述大分子復(fù)合物的逸出，使菌體呈深紫色。而G^-肽聚糖層較薄，含量少，脂類的含量很高，當(dāng)用酒精脫色時，脂類物質(zhì)溶解，細胞壁透性增大，上述大分子復(fù)合物也隨之被抽提出來，故菌體呈復(fù)染液紅色。

表1-2     革蘭氏染色步驟和結(jié)果

（4）古細菌的細胞壁

又稱古生菌。  如產(chǎn)甲烷菌、大多數(shù)嗜極菌。

假肽聚糖：結(jié)構(gòu)與肽聚糖相似，不同之處包括：

多糖骨架：N-乙酰葡糖胺（β-1,3-糖苷鍵）N-乙酰 塔羅糖胺糖醛酸

多肽尾：由L-Glu、L-Ala、L-Lys組成

肽橋：只有L-Glu一個氨基酸組成

（5）缺壁細菌的細胞壁

在自然界長期進化中、在實驗室菌種的自發(fā)突變中以及人工去壁時都會產(chǎn)生少數(shù)缺細胞壁的種類，主要有4種：

     Ｌ型細菌：指那些實驗室或宿主體內(nèi)通過自發(fā)突變形成的遺傳性穩(wěn)定的細胞壁缺陷株。

    ▲原生質(zhì)體（protoplast）：在人為條件下，用溶菌酶去除細菌現(xiàn)有細胞壁或用青霉素抑制正在生長繁殖的新生細胞壁的合成，由此得到的僅有一層細胞膜包裹的圓球狀細胞。一般由G⁺菌形成。

     原生質(zhì)體柔軟、脆弱，對滲透壓敏感，無繁殖能力，在合適的條件下可再生出新細胞壁，并恢復(fù)其繁殖能力。

球狀體（spheroplast）：或稱原生質(zhì)球，指殘留了部分細胞壁的原生質(zhì)體。

G^-細菌因細胞壁成分復(fù)雜，故一般只形成球狀體。

支原體（Mycoplasma）：長期進化過程中形成的，適應(yīng)自然生活條件的無細胞壁的原核生物，細胞膜中含一般原核生物所沒有的甾醇，故其膜具較高的機械強度。后詳。

2、細胞膜(cell membrane)

細胞（質(zhì)）膜：是緊貼細胞壁內(nèi)側(cè)，包圍著細胞質(zhì)的一層柔軟、富有彈性的半透性薄膜。

    細胞膜厚約7~8 nm，其質(zhì)量約占菌體干重的10%，主要成分是磷脂（20%~30%）、蛋白質(zhì)（50%~70%），還有少量多糖和微量核酸。

（1）細胞膜的化學(xué)組成與結(jié)構(gòu)

▲ 結(jié)構(gòu)：磷脂雙分子層              常溫時，呈液態(tài)

磷脂分子：每個磷脂分子的極性頭部親水區(qū)(帶正電荷，磷酸端)指向膜的（內(nèi)外）表面，非極性疏水尾（不帶電荷、烴/脂肪酸端）指向膜的內(nèi)層。

磷脂的分子結(jié)構(gòu)：

頭部：極性、親水、磷酸端、膜的（內(nèi)外）表面。

尾部：非極性、疏水、烴/脂肪酸端、膜的內(nèi)層。

頭部：甘油-3-磷酸（3- P -甘油）

尾部：脂肪酸

R基團：因 M.B 種類而異。

嗜冷微生物：細胞膜中脂肪酸飽和度低。p255

脂肪酸鏈的長度和飽和度因細菌種類和生長溫度而異。

常溫時，磷脂雙分子層呈液態(tài)，具有流動性。

蛋白質(zhì)：根據(jù)所在部位不同分為內(nèi)嵌蛋白和外周蛋白，這就是細胞膜的液態(tài)鑲嵌模型。

p19  圖1-9

整合蛋白 / 內(nèi)嵌蛋白：“沉浸”      運輸通道

周邊蛋白 / 膜外蛋白：“漂浮”       酶促

能較好地解釋細胞膜的結(jié)構(gòu)和功能的是：液態(tài)鑲嵌模型

（2）細胞膜的觀察分離方法

a.  質(zhì)壁分離；b.  選擇性染色；c.  電鏡技術(shù)；d.  溶菌酶處理。

▲（3）細胞膜的主要功能

① 負責(zé)細胞內(nèi)外物質(zhì)的運送、交換（轉(zhuǎn)運）作用，選擇性控制營養(yǎng)物、代謝產(chǎn)物進出細胞。

② 維持細胞內(nèi)正常滲透壓的屏障作用：細胞質(zhì)膜是半滲透膜，具有選擇性滲透作用，能阻止高分子通過，并選擇性地逆濃度梯度吸收某些低分子進入細胞。

③生物合成場所：是合成細胞壁和糖等有關(guān)成分如肽聚糖、磷壁酸等的場所。

④產(chǎn)能基地（生物氧化作用）：細胞膜上存在有琥珀酸脫氫酶、NADH脫氫酶、細胞色素氧化酶、電子傳遞系統(tǒng)、氧化磷酸化酶及腺苷三磷酸酶(ATPase)，參與能量的產(chǎn)生。

⑤鞭毛的著生點并提供其運動所需的能量：細胞膜上有鞭毛基粒，鞭毛由此長出，為鞭毛提供附著點。

（4）間體（mesosome）

      細胞質(zhì)中主要的膜狀結(jié)構(gòu)，由細胞膜以最大量的折皺內(nèi)陷而形成層狀、管狀或囊狀物。間體的存在增加了細胞膜的面積。間體與細菌分裂形成的橫隔有關(guān)。

間體的功能可能參與呼吸作用、同DNA的復(fù)制和細胞的分裂有關(guān)。間體多見于G⁺菌

3、細胞質(zhì)和內(nèi)含物

（1）細胞質(zhì)

    被細胞膜包圍著的除細胞核區(qū)以外的一切透明、膠狀、顆粒狀物質(zhì)，總稱為細胞質(zhì)。

      原核生物的細胞質(zhì)是不流動的。而真核生物相反。

主要成分：水（80%）、蛋白質(zhì)、核糖體、貯藏物、各種酶類、中間代謝產(chǎn)物、無機鹽、載色體和質(zhì)粒等，少數(shù)細菌還存在羧酶化體，伴孢晶體或氣泡等構(gòu)造。

細胞質(zhì)的功能：提供新陳代謝的場所。

（2）細胞內(nèi)含物

細胞內(nèi)含物：指細胞內(nèi)一些形狀較大的顆粒構(gòu)造。

①  貯藏物

        一些不溶性顆粒，主要功能是貯藏營養(yǎng)物。

 

②  磁小體

        存在于少數(shù)趨磁細菌中。        趨性（p24）

③  羧酶體（羧化體）

        存在于化能、光能自養(yǎng)菌中。

④  氣泡

        由蛋白質(zhì)膜構(gòu)成的泡狀物，加大菌體的浮力，便于菌體吸收水中的氧氣。  藍細菌

4、核區(qū)和質(zhì)粒 

（1）核區(qū)

      指原核生物所特有的無核膜包裹、無固定形態(tài)的原始細胞核。其成分是一個大型環(huán)狀雙鏈DNA分子，具有負載細菌遺傳信息的功能。又稱類核、核質(zhì)體或擬核。

      核區(qū)數(shù)目：一般1~4個。

擬核的觀察：

    a. 光鏡下特殊染色，相差顯微鏡，電鏡均可見。

    b. 在細胞分裂時可見多個。

（2）質(zhì)粒(plasmids)        

     細菌核區(qū)內(nèi)、染色體外的遺傳物質(zhì)，由共價閉合環(huán)狀雙鏈DNA分子組成。

     分子量約2~100×10⁶ D，一個細菌細胞可有一至數(shù)個質(zhì)粒。 質(zhì)粒的應(yīng)用：基因工程，體外重組等。后詳

  

5、糖被（Glycocalyx） 

（1）概念：包被于某些細菌細胞壁外一層厚度不定的透明膠狀物質(zhì)。

（2）組成：除水外，主要是多糖，還有多肽，蛋白質(zhì)，糖蛋白等。

（3） 糖被的觀察：光鏡、負染色、特殊染色

（4）種類：         ▲分為莢膜、微莢膜、粘液層和菌膠團。

微莢膜：＜0.2μm   與細胞表面牢固結(jié)合。

莢膜：＞0.2μm     與菌表面結(jié)合不太緊，震蕩離心可得。

粘液層：未固定在細胞壁上，可向菌周圍擴散，增大黏性。

菌膠團：多個細菌共有一個莢膜（包裹在細胞群上）。

（5）糖被的生理功能

① 保護作用：保護細菌免受干燥的影響，保護致病菌免受宿主白細胞的吞噬；

② 貯藏養(yǎng)料，供營養(yǎng)缺乏時重新利用；

③ 表面附著作用：齲齒；

④具有致病性，抗原性：具有糖被的細菌毒力強，失去糖被后毒力低，可見糖被有助于細菌的侵染力；

⑤ 廢水生物處理時，糖被有吸附有機物的能力；

⑥ 堆積某些代謝廢物。

（6）糖被在科研和實踐上的應(yīng)用

① 用于菌種鑒定；② 用作藥物和生化試劑；③ 用作工業(yè)原料；④ 用于污水的生物處理

5、鞭毛（flagellum）  

（1）概念：某些微生物表面由細胞內(nèi)生出的細長、波曲的結(jié)構(gòu)。      是附屬物，數(shù)目一到數(shù)十根。

        ▲鞭毛使細菌具有運動性。

能運動的細菌一定具有鞭毛？      錯

在各類細菌中，球菌一般無鞭毛、桿菌部分有鞭毛、弧菌和螺旋菌普遍有鞭毛。

（2）鞭毛的結(jié)構(gòu)       

      鞭毛纖細而具有剛韌性，直徑僅0.01~0.02 mm ，長度達15~20mm，分為三部分：基體、鉤形鞘和鞭毛絲。 p24圖1-11

  基體：“馬達”         鞭毛生長：頂部延伸

（3）鞭毛的觀察

          1）暗視野顯微鏡（活菌）；          2）相差顯微鏡；

          3）光學(xué)顯微鏡（懸滴法）；          4）光學(xué)顯微鏡（特殊鞭毛染色）；

          5）電鏡；                         6）半固體穿刺培養(yǎng)。

（4）鞭毛的著生方式：一端生、兩端生、側(cè)生、周生

a. 偏端單生鞭毛 ；b. 偏端叢生鞭毛 ；c. 兩端單生鞭毛；d. 兩端叢生鞭毛 ；e. 周生鞭毛 ；            f. 側(cè)生鞭毛。

  ▲ 鞭毛使細菌具有運動性。

（5）鞭毛的運動

拴菌試驗：

      為證明細菌鞭毛的運動機制而設(shè)計的一個著名實驗。先把單毛菌鞭毛的游離端用相應(yīng)抗體牢固地“栓”在載玻片上，然后在光學(xué)顯微鏡下觀察該活細菌的行為。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，該菌會在載玻片上快速旋轉(zhuǎn)，而不是伸縮運動，由此證明細菌的鞭毛是作旋轉(zhuǎn)運動而非“揮鞭”運動（伸縮揮動），其動力來自質(zhì)子動力，由細胞膜內(nèi)外質(zhì)子濃度差和電勢差決定。

圖  鞭毛旋轉(zhuǎn)與細菌運動的關(guān)系

（a）和（b）描述的是極生鞭毛菌的運動

（c）和（d）描述的是具有周生鞭毛的生物體的運動

6、菌毛和性毛  

菌毛：某些菌體表面存在的纖細、中空、短而多的附屬物。功能是使細菌較牢固地粘連在呼吸道、消化道、泌尿生殖道的粘膜表面上，與菌的致病性、吸附有關(guān)。多見于G-致病細菌上。

性（菌）毛：性狀介于菌毛與鞭毛之間，功能是在不同菌株間傳遞DNA片段，有的性菌毛還是RNA噬菌體的吸附受體。多見于G-細菌雄性菌株上。

7、芽孢（spore）  

▲（1）概念

     某些細菌生長在其生長發(fā)育后期，在細胞內(nèi)形成的一個圓形或橢圓形、厚壁、含水量低、抗逆性（抗干燥、抗熱、抗藥物、抗輻射等）極強的休眠構(gòu)造體稱為芽孢。

    每一個細胞僅形成一個芽孢。

     產(chǎn)芽孢細菌的種類并不多。能產(chǎn)生芽孢是種的屬性，能產(chǎn)生芽孢的大多數(shù)為桿菌。

可根據(jù)芽孢在胞內(nèi)的位置作為菌種鑒定。

（2）形態(tài)與結(jié)構(gòu)

 

（5）芽孢的生理特性

① 芽孢的出現(xiàn)是細胞生長發(fā)育，細胞形態(tài)的分化，是細胞由一種功能轉(zhuǎn)變成另一種功能的表現(xiàn)，對外界環(huán)境（尤其是熱）有很強的抗性。

② 能夠產(chǎn)生芽孢的菌體，當(dāng)它處于對數(shù)生長期時，一般不形成芽孢，一旦轉(zhuǎn)入穩(wěn)定期或進入衰亡期初期，營養(yǎng)細胞內(nèi)會形成一個新型細胞即芽孢。

③ 能產(chǎn)生芽孢是種的屬性，能產(chǎn)生芽孢的大多數(shù)為桿菌。

④ 形成的芽孢在胞內(nèi)位置是不同的，以此作為菌體鑒定。

⑤ 芽孢形成需要一定的外界環(huán)境，不同菌體所需環(huán)境不同。

⑥ 芽孢在適宜條件下又能萌發(fā)成營養(yǎng)體，但它不是繁殖器官，因一個芽孢只能形成一個營養(yǎng)體，細胞數(shù)目無增多，僅是細菌生活史中的休眠體。

⑦ 細菌一旦形成芽孢，對外界惡劣環(huán)境（熱、化學(xué)藥物、輻射）具有很強的抵抗性。

因為：

   a. 芽孢內(nèi)含有大量DPA-Ca（2,6-吡啶二羧酸，占芽孢干重的5~15%）復(fù)合物，使細胞體積減小到最小；

   b. 由芽孢自身的特點決定：含水量少，代謝慢；

   c. 芽孢壁厚、質(zhì)密，所以熱量不容易透入；

   d. 芽孢內(nèi)的蛋白質(zhì)和酶比營養(yǎng)細胞中的耐熱。

（6） 芽孢研究的意義

           a.  細菌鑒定指標(biāo)；

           b. 有利于這類細菌的篩選和保藏；

           c.  作為衡量滅菌消毒措施的主要指標(biāo)。

滅菌的徹底與否：殺死芽孢的死亡率。

8、孢囊（cyst）  

也是細菌的一種休眠構(gòu)造。

概念：一些固氮菌在缺乏營養(yǎng)的條件下，細胞外壁加厚、細胞失水而形成的一種抗干旱但不抗熱的圓形休眠體。

特點：a.一個營養(yǎng)細胞只有一個孢囊，但一個孢囊可以萌發(fā)產(chǎn)生多個幼小細胞；

      b.代謝活力：孢囊>芽孢；    對熱的抵抗性：孢囊<芽孢；

      c.對光照、機械性破壞、紫外線有很強的抵抗性

9、伴孢晶體

      蘇云金桿菌等少數(shù)芽孢桿菌在芽孢形成的同時，會在芽孢旁形成一顆菱形或雙椎形堿溶性蛋白晶體，稱為伴孢晶體（即δ內(nèi)毒素）。       

    大小約0.6×2.0μm，可達細菌干重的30％左右。由于伴孢晶體對200多種昆蟲尤其鱗翅目的幼蟲有毒殺作用，因而將蘇云金芽孢桿菌制成細菌殺蟲劑（生物農(nóng)藥）。

    殺蟲原理：被吞噬      釋放出蛋白毒素      與蛋白受體特異結(jié)合      細胞膜穿孔     一方面細胞膨脹死亡，另一方面患敗血癥死亡。

   敗血癥是致病菌或條件致病菌侵入血循環(huán)中生長繁殖，

產(chǎn)生毒素和其他代謝產(chǎn)物所引起的急性全身性感染。

三、細菌的繁殖

裂殖（最普遍）和芽殖（少數(shù)）兩種

1、裂殖

對于桿菌，有橫分裂（最普遍）和縱分裂兩種形式。

有二分裂、三分裂、復(fù)分裂三種形式，絕大多數(shù)的細菌都是以二分裂的形式繁殖。

2、芽殖

   在母細胞表面先形成一個小突起，待其長到與母細胞相仿后再相互分離并獨立生活的一種繁殖方式。       與酵母菌的芽殖相似。 

四、細菌的群體形態(tài)

單個細菌用肉眼是看不見的，但是，當(dāng)單個或少數(shù)細菌在固體培養(yǎng)基上（內(nèi)）大量繁殖時，便會形成一個肉眼可見的，具有一定形態(tài)結(jié)構(gòu)的子細胞群體。

（一）在固體培養(yǎng)基上（內(nèi)）的群體形態(tài)

1、▲菌落（colony）：在固體培養(yǎng)基表面或內(nèi)層，以一個到少數(shù)幾個細胞為中心繁殖而成的一堆肉眼可見的，有一定形態(tài)構(gòu)造等特征的子細胞集團。

CFU：p152  菌落形成單位。

   金黃色葡萄球菌菌落形態(tài)

 

！當(dāng)固體培養(yǎng)基表面眾多菌落連成一片時，便成為菌苔。

2、菌落特征：各種細菌在一定條件下形成的菌落具有穩(wěn)定性和專一性，這是衡量菌種純度，辨認和鑒定菌種的重要依據(jù)。

3、如何描述菌落特征：包括大小、形狀、隆起形狀、邊緣情況、表面狀態(tài)、表面光澤、質(zhì)地、顏色、透明度等。

  

細菌的菌落特征：

?       氣味：臭味

?       外觀形態(tài)：小而突起（無鞭毛），或大而平坦（有鞭毛）

?       含水狀態(tài)：很濕或較濕

?       質(zhì)地：易挑取

?       透明度：透明或稍透明，或不透明且多皺褶（有芽孢）

?       顏色：多樣；正反面顏色一樣，邊緣與中央一樣

4、影響菌落特征的因素   

（1）組成菌落的細胞結(jié)構(gòu)和生長行為；

（2）菌落大小受鄰近菌落的影響；

（3）同一菌落中各細胞所處的空間位置；

（4）培養(yǎng)條件：主要是培養(yǎng)基的營養(yǎng)成分，其次是培養(yǎng)時間。

5、菌落的鑒定價值   

（1）不同菌的菌落不同；

（2）同種菌在不同培養(yǎng)基上菌落不同；

（3）同種菌在不同培養(yǎng)條件下菌落不同。

（二）在半固體培養(yǎng)基上（內(nèi)）的群體形態(tài)

（1）明膠半固體培養(yǎng)基

      判斷有無蛋白酶產(chǎn)生

（2）瓊脂半固體培養(yǎng)基

      判斷有無鞭毛/運動性

（三）在液體培養(yǎng)基內(nèi)（上）的群體形態(tài) 

第二節(jié)  放線菌

放線菌：它以菌落呈放射狀而得名。呈菌絲狀生長，主要以孢子繁殖。它的細胞構(gòu)造、細胞壁的化學(xué)成分和對噬菌體的敏感性與細菌相同。

分布：廣泛，尤其是有機物豐富和呈微堿性的土壤環(huán)境中。陸生性較強。 ▲泥土所特有的 “泥腥味” 主要是由放線菌產(chǎn)生的。

特性：

（1）由菌絲體構(gòu)成，大部分是G+；

（2）絕大多數(shù)是腐生的，少數(shù)為寄生；

（3）▲放線菌是產(chǎn)生抗生素的主要微生物（62%以上）；

（4）深土層中有白絲,培養(yǎng)基具有土腥味。

一、放線菌的形態(tài)構(gòu)造

（一）典型放線菌——鏈霉菌的形態(tài)構(gòu)造

     分布最廣、種類最多、形態(tài)特征最典型、與人類關(guān)系最密切的放線菌是鏈霉菌屬。

1、菌體

      菌絲內(nèi)無隔        多核的單細胞

2、直徑

      菌絲很細，d < 1μm。

3、細胞結(jié)構(gòu)

      與細菌基本一致。

4、細胞壁

      大多是G⁺

5、菌絲類型

▲ 根據(jù)菌絲的形態(tài)和功能分為營養(yǎng)菌絲（基內(nèi)菌絲/一級菌絲）、氣生菌絲（二級菌絲）和孢子絲三種。

（1）營養(yǎng)菌絲

     又稱為基內(nèi)菌絲、初級菌絲或一級菌絲體。匍匐生長于培養(yǎng)基內(nèi)，主要生理功能是吸收營養(yǎng)和排泄代謝廢物。

     營養(yǎng)菌絲一般無隔膜，直徑 0.2~0.8μm，長度差別很大，短的小于100μm，長的可達600μm，有的產(chǎn)生色素。

（2）氣生菌絲

     又稱二級菌絲。指營養(yǎng)菌絲體發(fā)育到一定時期，長出培養(yǎng)基外并伸向空間的菌絲。        它疊生于營養(yǎng)菌絲之上，直徑比營養(yǎng)菌絲粗，顏色較深。

（3）孢子絲

當(dāng)氣生菌絲生長發(fā)育到一定程度，在其上分化出可形成孢子的菌絲即為孢子絲，是放線菌主要的繁殖體。孢子絲的形態(tài)多樣，有直、波曲、溝狀、螺旋狀等。

鏈霉菌的常見孢子絲形態(tài)       p31圖1-16

6、孢子

    孢子絲橫裂產(chǎn)生成串的分生孢子。

橫隔分裂：膜內(nèi)陷、壁和膜同時內(nèi)陷兩種途徑。

孢子絲分隔成孢子

孢子形態(tài)多樣，顏色豐富。

• 白、黃、淡綠、灰黃、淡紫孢子：表面光滑；
• 粉紅色孢子：少數(shù)表面有刺；
• 黑色孢子：絕大多數(shù)表面有刺和毛狀物。

孢子對不良環(huán)境有較強的抵抗力，但它只耐干旱，不耐高溫/不耐熱，這與細菌芽孢不同。

 7、其它放線菌所特有的形態(tài)構(gòu)造      p32   

有的還有鞭毛       有的有孢（子）囊

 8、放線菌生活史

孢子→營養(yǎng)菌絲→氣生菌絲→孢子絲→孢子

孢子是繁殖體     “種子”

二、放線菌的繁殖

    大多是需氧菌，最適生長溫度28~32℃。生長很緩慢，2~7天形成典型菌落。

    放線菌處于液體培養(yǎng)時很少形成孢子，但其各種菌絲片段都有繁殖功能，這一特性對于在實驗室進行搖瓶培養(yǎng)和工廠的大型發(fā)酵罐中進行深層液體攪拌培養(yǎng)來說，十分重要。

     放線菌主要是通過無性孢子進行繁殖，無性孢子主要有分生孢子和孢子囊孢子（固體培養(yǎng)時）；也可以借菌絲片斷繁殖（絕大多數(shù)是液體培養(yǎng)時）。

1、分生孢子

    在孢子絲頂端形成成串或單個孢子，由菌絲分裂形成。

橫隔分裂：膜內(nèi)陷、壁和膜同時內(nèi)陷兩種途徑。

2、孢子囊孢子

    少數(shù)放線菌在菌絲上產(chǎn)生孢子囊，孢子囊成熟后破裂，釋放出大量孢子囊孢子。

思考題：芽孢與孢子的區(qū)別？

3、菌絲片段

   可繁殖成新的菌絲，常見于液體培養(yǎng)基中。

三、放線菌的群體特征

（一）在固體培養(yǎng)基上

總菌落特征：常有泥腥味。菌落一般呈圓形，較小，干燥，不透明，表面光滑或有許多皺褶（上有一薄層彩色的干粉），質(zhì)地致密（難以挑取），菌落呈一定色澤（正反面常不一樣）。在光學(xué)顯微鏡下觀察，菌落周圍具有輻射狀菌絲?？偟奶卣鹘橛诿咕图毦g。

 

 

 

 

第三節(jié)   藍細菌

藍細菌亦名藍藻或藍綠藻，單細胞，但是很少以單一個體生活，通常形成肉眼可見的絲狀或群體。細胞壁與G^-細菌相似，有肽聚糖、二氨基庚二酸，所以把它們歸屬于原核生物中。

     分布廣：從熱帶到兩極，從海洋到高山，土壤、巖石以及其它生物體上均能成片生長，有的在80℃以上的熱泉，含鹽多的湖泊或其它極端環(huán)境中也占有優(yōu)勢。

        “先鋒生物”

生理特性：

形態(tài)差異大：有單細胞和絲狀體兩類形態(tài)。細胞的直徑從一般細菌大小（0.5～1 mm）到60 mm，絲狀體的長度差異很大。              

u     有些藍細菌的細胞質(zhì)中含有氣泡，可使藍藻漂浮于水中，有利于吸收陽光。

u     藍細菌具有它所特有結(jié)構(gòu)——光合器。藍細菌可進行光合作用。

由于各色素間含量的比例不一樣，因此，藍細菌呈現(xiàn)出藍色、紅色、紫色、黃色或綠色等多種色彩。

水華、赤潮：當(dāng)水體中含有大量的含N和P的物質(zhì)后，會引起藍細菌的過度繁殖而導(dǎo)致水體的富營養(yǎng)化，大量繁殖的藍細菌覆蓋在水面并呈現(xiàn)出多彩顏色，▲在淡水域稱為“水華”，在海水域稱為“赤潮”。形成“水華”和“赤潮”的水域往往有劇毒，能引起水生生物的中毒死亡；大量藍細菌覆蓋在水面導(dǎo)致水體中溶解氧的減少；另外，大量藍細菌因死亡而腐敗，致使水體缺氧而發(fā)臭。

 

第四節(jié)  支原體、立克次氏體和衣原體

支原體、立克次氏體和衣原體都屬于革蘭氏陰性的、原始而小型的原核生物。從支原體、立克次氏體到衣原體，其寄生性逐漸增強，所以，它們是界于細菌和病毒之間的一類原核生物。

一、支原體

無細胞壁，是最小的原核微生物，能通過細菌濾器，以二分裂或出芽等方式繁殖。

分布：廣泛分布于土壤，污水或堆肥中。

致病性：支原體極少數(shù)才是致病菌，人的胸膜肺炎、尿道炎、關(guān)節(jié)炎、老年支氣管炎等，以及家禽、家畜的呼吸道疾病等都可由支原體引起的。

支原體的特點：

a、不具有細胞壁，只有細胞膜，因此細胞形態(tài)多變；

b、個體很小，能通過細菌濾器，是已知最小的原核微生物；

c、典型的菌落呈“油煎荷包蛋”模樣。     

二、立克次氏體

?       立克次氏體介于細菌和病毒之間，細胞結(jié)構(gòu)與細菌相似，有細胞壁，不能通過細菌濾器，多為桿狀和球狀；繁殖方式為二分裂。

?       立克次氏體不能獨立生活，是專性活細胞寄生物，通常寄生在節(jié)肢動物如虱子、跳蚤、螨蟲等的消化道表面細胞內(nèi)，并以節(jié)肢動物為媒介傳染給人和其它脊椎動物。

?       主要傳染病有斑疹傷寒、恙蟲熱等。對抗菌素（如青霉素、四環(huán)素）和熱敏感。

三、衣原體

我國微生物學(xué)家湯飛凡首先從沙眼中分離得到。

概況：介于立克次氏體與病毒之間，能通過細菌濾器，G-。二分裂方式繁殖。

生活方式：寄生性，必須從寄主活細胞得到能量。

特性：不耐熱、不怕低溫，冷凍干燥可保藏多年；化學(xué)藥物（0.1%甲醛、乙醚及0.5%石炭酸）可引起衣原體的死亡。四環(huán)素、紅霉素抑制生長。

致病性：衣原體是專性細胞內(nèi)寄生物，可以直接侵入宿主細胞，能感染鳥類、哺乳動物及人類。 

   由衣原體引起的疾病主要有以下幾種類型：沙眼及包涵體結(jié)膜炎、衣原體性肺炎、鸚鵡

熱、貓抓熱等。

附：螺旋體

u     螺旋體是一類細長、柔軟、螺旋狀、運動活潑的原核細胞型微生物。

u     基本結(jié)構(gòu)與細菌相似，例如有細胞壁、原始核質(zhì)，以二分裂方式繁殖，對抗生素等藥物敏感等

u     螺旋體廣泛分布在自然界和動物體內(nèi)，種類很多，有腐生和寄生兩大類。腐生型常存在于污泥和垃圾中，而寄生型種類能引起人畜疾病。

u     螺旋體分5個屬：包柔螺旋體屬、密螺旋體屬、鉤端螺旋體屬、脊螺旋體屬、螺旋體屬。前三屬中有引起人患回歸熱、梅毒、鉤端螺旋體病的致病菌，后兩屬不致病。

螺旋菌與螺旋體的區(qū)別：① 螺旋不滿一圈稱為弧菌，滿2~6環(huán)稱為螺旋菌，旋轉(zhuǎn)周數(shù)在6環(huán)以上的稱為螺旋體； ② 螺旋菌兩端有鞭毛 ，而螺旋體沒有；③ 螺旋菌靠鞭毛運動，而螺旋體以軸絲為運動器官（此點與原生動相似）。