高中生物竞赛课件【知识精研+拓展提升】 微生物学

微生物学绪论微生物一切肉眼看不见或难以看清、必须借助显微镜来观察和研究的微小生物的总称，包括形体微小的单细胞、个体结构简单的多细胞以及无细胞结构的低等生物少数成员肉眼可见大型真菌纳米比亚硫磺珍珠菌：

直径100-750微米微生物类群十分庞杂，形态大小、结构差异巨大主要类群有：细胞结构细胞核微生物类群无细胞结构无病毒亚病毒拟病毒类病毒朊病毒有细胞结构原核古细菌（真）细菌真核真菌酵母菌霉菌蕈菌藻类原生动物

1.下列各项中属于原核生物的是＿＿。

A、蓝藻，支原体B、衣原体，噬菌体

C、衣藻，金鱼藻D、放线菌，霉菌

2.真菌通常是指＿＿。

A、所有的真核微生物B、具有丝状体的微生物

C、霉菌、酵母菌和蕈菌D、霉菌和酵母菌

3.下列物种之间相似程度最大的一组是＿＿。

A、疟原虫，血吸虫，蚊子

B、痢疾杆菌，酵母菌，青霉菌

C、蓝藻，硝化细菌，硫细菌

D、水稻，水蛭，水绵原生动物环节动物微生物分布微生物无处不在，我们无时不生活在“微生物的海洋”中细菌数亿/g土壤每张纸币带细菌：900万个人体体表及体内存在大量的微生物口腔：细菌种类超过500种肠道：微生物总量达100万亿皮肤表面：平均10万个细菌/cm2粪便干重的1/3是细菌，每克粪便的细菌总数为：1000亿个提示：与人体相关的一些基本微生物学数据要记住每平方厘米驻扎的细菌约有12万个微生物是人类的朋友微生物是自然界物质循环的关键环节体内的正常菌群是人及动物健康的基本保证帮助消化提供必需的营养物质组成生理屏障微生物可以为我们提供很多有用的物质有机酸、酶、各种药物、疫苗、面包、奶酪、啤酒、酱油等建立在微生物学基础上的现代生物技术少数微生物也是人类的敌人14世纪，鼠疫耶森氏菌引起的鼠疫导致欧洲1/3总人数（2500万）死亡目前，肺结核、霍乱等卷土重来；艾滋病大规模传播；新的疾病不断出现：疯牛病、军团菌病、埃博拉病毒病、大肠杆菌O157新致病株、SARS（2003）、禽流感（2004)、甲型H1N1流感（2009），对人类造成巨大威胁提示：重要疾病的病原微生物大的类型一定要记住，还包括有乙肝、结核病、梅毒、疟疾天花埃及法老，死于公元前1151年木乃伊的黄金面具——图像资料“人类史上最大的(灭)族屠杀”的事件，不是靠枪炮实现的，而是靠天花实现的中国满清兴起——天花大流行天花埃及法老，死于公元前1151年木乃伊的黄金面具——图像资料中国满清兴起——天花大流行18世纪70年代，英国医生爱德华.琴纳发现了牛痘，人类终于能够抵御天花病毒“人类史上最大的(灭)族屠杀”的事件，不是靠枪炮实现的，而是靠天花实现的欧洲黑死病(1347-1353)由鼠疫杆菌(Yersiniapestis)引起，患者的皮肤上会出现许多黑斑，所以这种特殊瘟疫被人们叫做“黑死病”，几乎摧毁了整个欧洲，有1/3的人(约2500万人)死于这场灾难，在此后的80年间，这种疾病一再肆虐，实际上夺去了大约75%的欧洲人的生命(人类历史上最恐怖的疾病)明末的瘟疫“东死鼠、西死鼠，人见死鼠如见虎”，一只来自山西北部荒凉山野的染病老鼠，如同穿越心脏的致命一剑杀死了庞大的明帝国，也彻底杀死了中国历史的进程艾滋病(AIDS)HIV-1病毒GaetanDugas(加拿大人)PatientZero1984年死亡疯牛病朊病毒引起1976年在埃博拉河地区发现2014年大爆发埃博拉病毒最恐怖2003年爆发非典型肺炎(严重急性呼吸综合征，SARS)“陆军”禽流感病毒(AIV)RNA病毒“空军”新冠病毒(SARS-CoV-2)2019年爆发奥密克戎

1.以下哪些病是由病毒引起的?A、结核，脚气B、禽流感，乙型肝炎

C、地中海贫血，流感D、艾滋病，梅毒

2.下列哪几项是病毒引起的疾病？

A、脊髓灰质炎、腮腺炎

B、流感、艾滋病、肝炎

C、灰指甲、脚癣、肺结核

D、鸡瘟、狂犬病、烟草花叶病遗传病螺旋体微生物学研究微生物在一定条件下的形态结构、生理生化、遗传变异以及微生物的进化、分类、生态等生命活动规律及其应用的一门学科微生物学的界定研究对象个体微小研究技术具有共性（无菌技术、培养基应用、分离技术、纯培养等），显著区别于动、植物研究微生物学发展历史微生物的发现列文虎克：荷兰人1676年，首次观察到了细菌制作了419架显微镜或放大镜，放大倍数：50-266倍微生物的奠基巴斯德科赫提示：列文虎克、巴斯德、科赫贡献要记住巴斯德的贡献发现并证实发酵是由微生物引起的彻底否定了“自然发生”学说：曲颈瓶试验免疫学——预防接种：

狂犬疫苗巴斯德消毒法：60-65℃作短时间加热处理，杀死有害微生物

千百年来，普遍流行着一种所谓“自然发生说”。该学说认为，不洁的衣物会自生蚤虱，肮脏的垃圾会自生虫蚁，粪便和腐败的尸体会自生蝇蛆。

巴斯德在圆瓶里灌进一些酵母汤，把瓶颈焊封，煮沸几分钟后搁置适当时间。结果表明，瓶里并没有微生物生长。这一试验并不能彻底驳倒自生论者。他们坐在巴斯德的书房里吵吵闹闹：“你在煮沸酵母汤时，把瓶里的空气加热了。酵母汤产生小动物所需要的是自然的空气。

巴斯德冥思苦想，决心设计一种只让天然空气进入而不许其中的微生物进入的仪器。在老教授巴拉的指导下，巴斯德终于设计、制作出了符合这一要求的仪器，即著名的曲颈瓶。科赫的贡献微生物学基本操作技术方面的贡献细菌纯培养方法的建立设计了各种培养基，实现了在实验室内对各种微生物的培养流动蒸汽灭菌染色观察和显微摄影对病原细菌的研究作出了突出的贡献证实了炭疽杆菌是炭疽病的病原菌发现了肺结核病的病原菌（获诺贝尔奖）提出了证明某种微生物是否为病原体的基本原则——科赫法则提示：巴斯德、科赫贡献及其实验设计是这部分重点划线法获得单菌落科赫法则从患病的寄主身上可以重新分离出相同的微生物分离得到的微生物回接到健康的寄主身上可使其产生相同的疾病从寄主体内分离病原微生物病原微生物只出现于患病的个体，健康的个体中不存在满足以上原则才能确定引起某种疾病的病原体，其关键是病原体必须是可培养的1.首创用明胶固体培养基分离细菌的科学家是＿＿。

A、L.PasteurB、R.KochC、A.FlemingD、J.Lister2.巴斯德采用曲颈瓶试验来验证下列哪种学说?A、驳斥自然发生说

B、证明微生物致病

C、认识到微生物的化学结构

D、提出自然发生说20世纪微生物发展重要事件1928Griffith发现细菌转化1929Fleming发现青霉素1944Avery等证实转化过程中DNA是遗传信息的载体1953Watson和Crick提出DNA双螺旋结构1961Jacob和Monad(雅各布和莫诺德)提出操纵子学说1977Woese(乌斯)提出古生菌是不同于细菌和真核生物的特殊类群1982-1983Prusiner(普鲁辛纳)发现朊病毒1995第一个独立生活的细菌(流感嗜血杆菌)全基团组序列测定完成提示：整个微生物学发展过程中重要事件很多，以上这些必须记住我国微生物学的发展与贡献1950年代，汤飞凡：沙眼病原体（衣原体）的分离和确证1970年代，维生素C二步发酵法第一步：采用生黑葡萄糖杆菌或弱氧化醋杆菌，将D-山梨醇转化为L-山梨糖第二步：采用氧化葡萄糖杆菌和芽孢杆菌混合发酵，将L-山梨糖转化为1-酮基-L-古龙酸，再经化学转化为维生素C1999年，泉生热孢菌全基因组序列测定我国微生物学的发展伍连德20年代东北鼠疫，卫生防疫机构第一支预防鼠疫的专业队伍汤飞凡沙眼病原体的分离和确证魏岩寿工业微生物戴芳澜（左）和俞大绂fú（右）真菌学和植物病理学奠基人30年代开始在高等学校设立酿造科目和农产品制造系，以酿造为主要课程，创建了一批与应用微生物学有关的研究机构第一个在Science上发表论文的中国微生物学家我国微生物学的发展张宪武和陈华癸guǐ根瘤菌固氮作用的研究开创了我国农业微生物学高尚荫创建了我国病毒学的基础理论研究和第一个微生物学专业我国微生物学的发展微生物特点个体微小杆菌的平均长度：2微米1500个杆菌首尾相连=一粒芝麻的长度；面积/体积比：人=1，大肠杆菌=30万10-100亿个细菌加起来重量=1毫克；这样大的比表面积特别有利于它们和周围环境进行物质、能量、信息的交换。微生物的其它很多属性都和这一特点密切相关。结构简单无细胞√单细胞简单多细胞代谢快速消耗自身重量2000倍食物的时间大肠杆菌：1小时人：500年繁殖快速大肠杆菌代时：20分钟一头500kg的食用公牛，24小时生产0.5kg蛋白质；同样重量的酵母菌，24小时可以生产50000kg优质蛋白质食物广泛纤维素、木质素、几丁质、角蛋白、石油、甲醇、甲烷、天然气、塑料、酚类、氰化物、各种有机物易于培养分布广泛几千米的地下数十公里的高空极端环境：强酸、强碱、高热、常年封冻的冰川南极Vostok湖冰芯样品中的微生物种类繁多微生物种数多微生物的生理代谢类型多代谢产物种类多抗逆性强抗热：某些芽孢，加热煮沸8小时才被杀死抗寒：-12℃~-30℃的低温生长抗酸碱：细菌能耐受并生长的pH范围：pH0.5-13耐渗透压：蜜饯、腌制品、饱和盐水中都有微生物生长抗压力：有些细菌可在1400个大气压下生长虽然目前已定种的微生物只有大约10万种，远较动植物为少，但一般认为目前为人类所发现的微生物还不到自然界中微生物总数的1%科学家发现一种食铁微生物可在121度高温下繁殖

《科学》杂志发表的一篇论文表明，研究人员发现了一种能够在121度高温下生存繁殖的食铁微生物。如果微生物会嘲弄别人的话，这种微生物一定会嘲笑那些在上周的欧洲热浪中有诸多抱怨的人们。来自阿姆赫斯特马萨诸塞大学的研究人员KazemKashefi和DerekLovley发现这种微生物并将之成为“121株”，目前该微生物还没科学名称。科学家在太平洋深海海床火山口发现这种微生物，该地的温度可以高达400摄氏度。两位研究人员将121株放在121摄氏度的烤箱中，结果发现这种微生物竟然很适合这一温度，菌落大小很快就增大到原来的两倍。这比以前报告的微生物最高生存温度高出8摄氏度。

Lovley表示，研究这种食铁的121株微生物可以为我们揭示35亿年前第一种生命形式演化所处的环境

1.细菌芽孢在普通条件下最长可存活＿＿。

A、几小时B、几天

C、12个月D、几年及至几十年容易变异休眠长：最古老芽孢——2.5亿年起源早38亿年前，生命在海洋中出现26亿年前，陆地上就可能存在

微生物原核生物与真核生物比较遗传物质原核生物：仅形成一个核区，没有核膜包被，无核仁，无组蛋白与之结合，存在质粒真核生物：双螺旋DNA构成一条或一条以上的多条染色体，形成一个真核，有核膜包被，有核仁，有组蛋白与之结合；细胞器如线粒体、叶绿体携带有自身的DNA，可自主复制蛋白质合成原核生物：在核糖体进行，核糖体为70S，由50S和30S两个亚单位构成真核生物：在核糖体进行，核糖体为80S，由60S和40S两个亚单位构成，细胞器的核糖体为70S提示：很重要的部分，要牢记

原核生物

A．具有细胞器，但不具有细胞核

B．能产生ATP，能独立进行生命过程

C．细胞壁含几丁质

D．大多具有环状DNAE．都是厌氧生物原核细胞的特点是＿＿。A、没有核膜，遗传物质集中在一个没有明确界限的低电子密度区，称为拟核。B、DNA为裸露的环状分子，通常没有结合蛋白。C、没有恒定的内膜系统。D、核糖体为70S型，和真核细胞叶绿体、线粒体的相似。细菌形态基本形态：球形、杆状、螺旋形杆菌最常见，其次球菌不同球菌细胞分裂时，会形成不同空间排列方式，可作为分类依据杆菌的排列方式常因生长阶段和培养条件发生变化，不作为分类依据其他形态：柄细菌、支原体、球衣菌、星形菌、方形菌提示：注意球菌和杆菌排列方式作为分类依据方面的不同双球菌链球菌四联球菌八叠球菌葡萄球菌细菌的大小一般细菌大小范围球菌：直径0.5-1μm杆菌：0.5-1μm（直径）×1-3μm螺旋菌：0.3-1μm（直径）×1-50μm最小细菌：尿结石纳米细菌，直径50nm，与病毒大小类似，3天分裂1次最大细菌：纳米比亚硫磺珍珠菌：直径100-750微米提示：微生物大小的计量单位一般是微米；最大、最小细菌特例要记住绝大多数细菌的直径为＿＿。

A、1～10毫米B、1～10微米

C、1-10纳米D、10毫米以上细菌的测量单位是＿＿。

A、nm

B、μm

C、mm

D、cm细菌细胞结构基本构造：细胞壁、细胞膜、间体、细胞质和核区，为所有细菌细胞共有特殊构造：糖被、鞭毛、芽孢、孢囊、菌毛等，只在某些种类细菌中出现，具有特定功能提示：细胞壁结构要重点掌握，其他结构要了解基本特征细菌细胞壁以外的构造———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、层次厚薄又可细分为荚膜、微荚膜、粘液层和菌胶团。荚膜菌胶团荚膜的生理功能1、荚膜富含水分，可保护细胞免于干燥；2、能抵御吞噬细胞的吞噬；3、为主要表面抗原（K抗原），是有些病原菌的毒力因子；4、能保护菌体免受噬菌体和其他物质（溶菌酶和补体）的侵害；5、是某些病原菌必须的粘附因子；6、贮藏养料，是细胞外碳源和能源的

储备物质细胞壁包围在细胞表面，内侧紧贴细胞膜的一层较为坚韧、略具弹性的结构，占细胞干重10%-25%，可通过质壁分离、电镜观察、制备原生质体后细胞形态的变化，加以确定功能固定细胞外形和提高机械强度细胞的生长、分裂和鞭毛运动所必需渗透屏障，阻拦酶蛋白和某些抗生素等大分子物质进入细胞，保护细胞免受溶菌酶、消化酶和青霉素等有害物质的损伤细菌特定的抗原性、致病性以及对抗生素和噬菌体的敏感性的物质基础细菌细胞壁具有多样性细胞壁革兰氏染色细菌学研究中最重要的染色方法。根据革兰氏染色，细菌分为两大类:革兰氏阳性（G+）和革兰氏阴性（G-）G+和G-细菌在细胞结构、成分、形态、生理、生化、遗传、免疫和药物敏感性等方面都呈现明显差异革兰氏染色法C.Gram(革兰)1884年发明的一种鉴别不同类型细菌的染色方法1、碱性染料结晶紫对菌液涂片初染2、碘溶液进行媒染(提高染料和细胞间的相互作用，使二者结合得更牢固)3、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菌，而革兰氏阴性细菌的结晶紫被洗掉，细胞呈无色4、沙黄染料对涂片进行复染，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水清洗水清洗革兰氏染色流程提示：革兰氏染色基本步骤及关键点应掌握革兰氏染色法G+G-壁厚，结构简单，主要由肽聚糖(90%)和磷壁酸(10%)组成壁薄，结构复杂，肽聚糖含量低，无磷壁酸，类脂质含量高，含蛋白质磷壁酸肽聚糖G+G-细胞壁的差别革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌的比较肽聚糖层次多、厚机械抗性强对溶菌酶、青霉素敏感不含类脂和脂蛋白不形成内毒素G+肽聚糖层次少、薄机械抗性弱对溶菌酶、青霉素不如G+敏感类脂和脂蛋白组成外膜形成内毒素G-紫色红色葡萄球菌、链球菌、肺炎双球菌大肠杆菌、霍乱弧菌细胞膜主要特征与真核生物细胞膜相似原核生物与真核生物细胞膜最大区别就是细胞膜中一般不包含胆固醇，而是含有藿醇膜的流动性很大程度上取决于不饱和脂肪酸的结构和相对含量。细胞膜上长链脂肪酸的链长和饱和度因细菌种类和生长温度而异，通常生长温度要求越高的种，其饱和度也越高，反之则低嗜冷菌在低温下能保持膜的流动性，是因为其细胞内含有大量的＿＿＿。

A、饱和脂肪酸

B、不饱和脂肪酸

C、磷脂

D、脂多糖细菌内膜系统间体：细胞膜内褶而形成的囊状构造，其中充满着层状或管状的泡囊，多见于革兰氏阳性细菌间体与细胞壁合成、核质分裂、细胞呼吸、芽孢形成有关由于具有类似于真核生物线粒体功能，间体又称为拟线粒体细胞质和内含物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。含水量约80%。细胞质的主要成分：核糖体、颗粒状贮藏物、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、气泡或伴孢晶体等贮藏物：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贮藏物糖原：大肠杆菌、克雷伯氏菌、芽胞杆菌和蓝细菌等聚-β-羟丁酸(PHB)：固氮菌、产碱菌和肠杆菌等硫粒：紫硫细菌、丝硫细菌、贝氏硫杆菌等藻青素：蓝细菌藻青蛋白：蓝细菌磷源(异染粒)：迂回螺菌、白喉棒杆菌、结核分枝杆菌碳源及能源类氮源类颗粒状贮藏物①聚-β-羟丁酸(poly-β-hydroxybutyrate,PHB)巨大芽胞杆菌(Bacillusmegaterium)在含乙酸或丁酸的培养基中生长时，细胞内贮藏的PHB可达其干重的60%1929年发现类脂性质的碳源类贮藏物作用：贮藏能量、碳源和降低细胞内渗透压应用：无毒、可塑、易降解，是生产医用塑料、生物降解塑料的良好原料(产碱菌、固氮菌和假单胞菌)颗粒状贮藏物②硫粒硫元素的贮藏体功能：

a.好氧硫细菌的能源

b.厌氧硫细菌的电子供体形成：当环境中H2S含量高时，在体内积累S；当H2S不足时，S氧化成硫酸盐，以提供细菌细胞生命活动所需能量：H2S→S→SO4-2颗粒状贮藏物在暗视野显微镜下看到的迂回螺菌(Spirillum

volutans)异染粒（迂回体）概念：是普遍存在的贮藏物，大小为0.5—1μm，主要成分是多聚偏磷酸盐的聚合物，分子呈线状，嗜碱性强，用美兰染色时着色较深，呈紫红色，与菌体其他部位不同，故称异染粒。功能：贮存磷元素和能量，降低渗透压。含异染粒的细菌种类：棒状杆菌和某些芽孢杆菌等.

③异染粒（metachromaticgranule）颗粒状贮藏物淀粉粒和肝糖：都是α-1,4或α-1,6糖苷键的葡萄糖聚合物。这些贮藏物通常较均匀地分布在细胞质内，颗粒较小。若这类贮藏物大量存在时，用碘使对其染色，肝糖粒能被碘液染成红色，淀粉粒被碘成蓝色。脂肪粒：脂肪粒的折光性较强，它可被脂溶性染料染色；细胞生长旺盛时，脂肪粒增多，细胞遭破坏后，脂肪粒可游离出来。④肝糖、淀粉粒、脂肪滴颗粒状贮藏物⑤气泡

由蛋白质膜构成的充满气体的泡状物。有些细菌细胞质中含有几个或多个气泡。常见于光合细菌和水生细菌。气泡的功能：■调节细胞比重，加大菌体的浮力，借气泡漂浮能力，以使其漂浮在合适的水层中，使无鞭毛菌在合适的环境中生长。■气泡吸收空气，空气中的氧气可供代谢需要。例：许多光合细菌和水生细菌、盐杆菌常含有气泡。颗粒状贮藏物⑥质粒(plasmids)

细菌染色体外的共价闭合环状双链DNA分子。携带1-100个基因，

一个菌细胞可有一至数十个质粒。颗粒状贮藏物质粒的特点1、可以在细胞质中独立于染色体之外（即以游离状态）存在，也可以插入到染色体上以附加体的形式存在；2、在细胞分裂时，可以不依赖于细菌染色体而独立进行自我复制，也可以插入到细菌染色体中与染色体一道进行复制；3、质粒可以通过转化、转导、或接合作用而由一个细胞转移到另一个细胞，使两个细胞都成为带有质粒的细胞；4、质粒对于细胞生存并不是必要的。某些细菌在其生活史一定阶段，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，称为芽孢芽孢都在菌体内形成，又称内生孢子。含有芽孢的菌体细胞又称孢子囊芽孢成熟后可脱落生成芽孢的细菌主要是杆菌芽孢主要发现于土壤中，任何

土壤样品可认为都含有芽孢菌产芽孢细菌主要有：

杆菌中好氧的芽孢杆菌属，

厌氧的梭菌属；球菌中只有芽孢八叠球菌；螺菌有孢螺菌属枯草芽胞杆菌Bacillussubtilis特殊休眠结构——芽孢提示：芽孢特征要重点掌握芽孢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抗性包括抗热、抗辐射、抗化学药物、抗静水压等肉毒梭菌：100℃，5-9.5小时杀灭；121℃，10分钟杀灭芽孢不是繁殖体，只是细菌的休眠体，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

1.在细菌中与抗热、抗紫外线和抗化学物质有关的结构是

。

A、芽孢B、荚膜C、细胞壁D、包含体

2.某些细菌生长到某个阶段，细胞形成1个芽孢，芽孢的作用是

A、繁殖B、抵抗不良环境

C、储备营养D、吸收伴孢晶体少数芽孢杆菌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200多种昆虫尤其是鳞翅目的幼虫有毒杀作用，对人畜毒性很低，故国内外均以工业化方式大量生产菌剂，作为生物农药伴孢晶体鳞翅目幼虫口服伴孢晶体在肠道迅速溶解（中肠pH为9.0-10.5）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pH升高，昆虫全身麻痹而死亡伴孢晶体杀虫机理细菌细胞壁以外的构造——鞭毛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“运动器官”速度：每秒20-80μm，每分钟达到3000倍体长方式：以推进方式做直线运动，以翻腾形式做短促转向运动鞭毛的功能是运动，是原核生物实现其趋向性的最有效方式趋光性趋化性趋磁性

鞭毛的有无和着生方式具有十分重要的分类学意义单端鞭毛端生丛毛两端生鞭毛周生鞭毛鞭毛的着生方式鞭毛的结构由鞭毛丝．鞭毛钩．基体三部分组成：鞭毛丝：中空螺旋状、丝状结构，球蛋白亚基螺旋排列。鞭毛钩：又称钩形鞘，是连接鞭毛丝和基体的一个弯曲筒状部分，蛋白质亚基组成。G–菌：L环、P环、S环、M环G+菌：S环，M环基体：由若干个盘状物即环组成。细菌细胞壁以外的构造——菌毛细菌体表的纤细、中空、短直、数量较多（通常200-300根）的蛋白质类附属物，具有使菌体附着于物体表面的功能，常见于革兰氏阴性致病菌菌毛不具运动功能根据功能，可分为两类普通菌毛：吸附性菌毛：接合一般为无性繁殖，二分裂法。同形裂殖：裂殖后形成的子细胞大小相等。异形裂殖：分裂产生两个大小不等的子细胞。细菌分裂过程：①菌体伸长，核质体分裂②形成横隔壁③子细胞分离☆少数有菌毛的菌可进行有性繁殖无性繁殖有性繁殖方式细菌的繁殖细菌的群体形态▲固体培养时的群体形态：①菌落（colony)②单菌落（clone)③菌苔(lawn)平板培养的群体形态液体培养时的群体形态（1）种类：斜面群体形态

不同的微生物种类，其菌落特征不同。同一种菌在不同培养条件下菌落特征也不尽相同。菌落的特征包括：（２）菌落形态1、大小2、颜色3、透明度4、表面状态5、质地6、边缘形态7、隆起形状（正面观）（３）影响菌落形态的因素各种微生物在一定条件下形成的菌落，其形态特征有一定的稳定性和专一性，因而可以作为识别、鉴定菌种的一个依据，但也受某些因素的影响，观察时应加以注意。1、邻近菌落2、培养时间3、培养基成分4、培养温度细菌菌落的特征一般都较小，菌落与培养基结合不紧密，用接种针容易挑起，多数表面较光滑、湿润、较粘稠，易挑取，质地均匀，色泽多样。放线菌具有分枝状菌丝、以孢子进行繁殖、革兰氏阳性的一类原核生物菌丝按形态和功能可分为营养、气生和孢子丝三种营养菌丝：匍匐生长于培养基内，吸收营养，也称基内菌丝。一般无隔膜，直径0.2-0.8μm，有的可产生色素气生菌丝：营养菌丝发育到一定阶段，伸向空间形成气生菌丝，叠生于营养菌丝上，可覆盖整个菌落表面。直径较粗（1-1.4μm），有的产色素孢子丝：气生菌丝发育到一定阶段，其上可分化出形成孢子的菌丝，又称繁殖菌丝提示：了解放线菌基本特征立克次氏体大小介于通常的细菌与病毒之间，专性活细胞内寄生的原核微生物，形态呈球形、杆状细胞壁由脂多糖和蛋白质组成，类似于革兰氏阴性菌，细胞含DNA和RNA，以及蛋白质、脂肪、磷脂、多糖及某些酶类。某些种中有核糖体。支原体介于一般细菌与立克次氏体之间的原核微生物特性无细胞壁，只有细胞膜，个体很小，能通过细菌过滤器可进行人工培养，但营养要求苛刻，菌落微小，呈典型的“油煎荷包蛋”形状一些支原体能引起人类、牲畜、家禽和作物的病害疾病细胞膜为三层结构。内、外层，为蛋白质和糖类组成，中层为类脂和胆固醇。细胞膜中含有甾醇，所以即使缺乏细胞壁，其细胞膜仍有较高的机械强度细胞结构与细菌类似，具有类似的细胞壁（革兰氏阴性）专性活细胞内寄生：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在宿主细胞内生长繁殖具有独特的生活周期，即存在原体（也叫网状体）和始体两种形态衣原体不耐热，60℃10分钟即被灭活衣原体沙眼衣原体细菌古生菌（Archaea）病毒古生菌（Archaea）细菌（Bacteria）非细胞型细胞型原核微生物真核微生物微生物真菌单细胞藻类原生动物

概念的提出

1977年，CarlWoese以16SrRNA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，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、高酸、高盐等原名：古细菌（Archaebacteria）；后改为：古生菌（Archaea）细胞形态在显微镜下，古生菌与细菌具有类似的个体形态真菌低等真核生物具有细胞核，进行有丝分裂细胞质中含有线粒体但没有叶绿体，不进行光合作用以产生有性孢子和无性孢子二种形式进行繁殖营养方式为化能有机营养（异养）、好氧不运动，少数种类的游动孢子有1-2根鞭毛种类繁多，形态各异、大小悬殊，细胞结构多样霉菌霉菌是一些“丝状真菌”的统称。霉菌菌体均由分枝或不分枝的菌丝构成。许多菌丝交织在一起，称为菌丝体菌丝功能营养菌丝气生菌丝繁殖菌丝霉菌菌丝直径约为2~10mm，比一般细菌和放线菌菌丝大几到几十倍酵母菌单细胞的真核微生物。以芽殖或裂殖来进行无性繁殖单细胞真菌，以与霉菌区分开。有些可产生子囊孢子进行有性繁殖分布及与人类的关系多分布在含糖的偏酸性环境，如水果、蔬菜、叶子、树皮等处，及葡萄园和果园土壤中重要的微生物资源：酵母菌是人类的第一种“家养微生物”重要的科研模式微生物：啤酒酵母：第一个完成全基因组序列测定的真核生物有些酵母菌具有危害性，能引起皮肤、呼吸道、消化道、泌尿生殖道疾病，如白色假丝酵母（白色念珠菌）病毒超显微的、没有细胞结构的、专性活细胞内寄生的实体。既具有化学大分子属性，又具有生物体基本特征；既具有细胞外的感染性颗粒形式，又具有细胞内的繁殖性基因形式的独特生物类群特点不具有细胞结构，具有一般化学大分子的特征一种病毒的毒粒内只含有一种核酸，DNA或者RNA大部分病毒没有酶或酶系极不完全，不含催化能量代谢的酶，不能进行独立的代谢作用严格的活细胞内寄生，没有自身的核糖体，没有个体生长，也不进行二均分裂，必须依赖宿主细胞进行自身的核酸复制，形成子代个体微小，能通过细菌滤器，在电子显微镜下才能看见对大多数抗生素不敏感，对干扰素敏感91病毒体核心裸露衣壳核衣壳病毒包膜（刺突）包膜病毒病毒的结构921）病毒核酸：DNA或RNA多样性：双链/单链线型/环型连续/分节段主要功能：病毒复制决定病毒的特性具有感染性（感染性核酸）932）病毒蛋白------由病毒基因组编码的蛋白结构蛋白(structuralprotein)分布：衣壳；包膜；基质。功能：保护病毒核酸（衣壳）

具有抗原性（衣壳；刺突）

参与感染过程（裸露病毒---衣壳；包膜病毒---刺突）病毒吸附蛋白(viralattachmentproteins，VAP)---能与宿主细胞表面受体结合的病毒蛋白。94

非结构蛋白(non-structuralprotein,NS)

由病毒基因组编码，但不参与病毒体

构成的病毒蛋白多肽。 分布：病毒体内；感染细胞中。功能：参与病毒复制(蛋白水解酶；逆转录酶等)。抑制（干扰）宿主细胞生物合成2）病毒蛋白------由病毒基因组编码的蛋白953）

脂类和糖分布：包膜来源：宿主细胞功能：加固病毒体的结构辅助病毒感染---细胞融合噬菌体（bacteriophage)噬菌体有严格的宿主特异性。分布极广。大多数噬菌体呈蝌蚪形结构：由头部和尾部组成；化学组成：蛋白质与核酸； 核酸类型：为DNA或RNA，

大多数DNA噬菌体的DNA

为线状双链；•噬菌体具有抗原性；•抵抗力：比一般细菌繁殖体强。97噬菌体可分为两种类型：1.毒性噬菌体(virulentphage)2.温和噬菌体(temperatephage)1.毒性噬菌体：

能在宿主菌内复制增殖，产生许多子代噬菌体，并最终裂解细菌。毒性噬菌体在宿主菌内的增殖过程（复制周期或溶菌周期）包括吸附、穿入、生物合成、成熟与释放等四个阶段。982.温和噬菌体(temperatephage):或溶原性噬菌体：噬菌体基因组整合于宿主菌染色体中，不产生子代噬菌体，也不引起细菌裂解，但噬菌体DNA随细菌基因组的复制而复制，并随细菌的分裂而分配至子代细菌的基因组中。病毒的特点是

。

A、可采用光学显微镜观察病毒的形态特征

B、病毒不能产生ATP，不能独立进行各种生命过程

C、病毒毒粒内含有DNA和RNAD、病毒能通过细菌滤器

E、没有细胞结构病毒的基因组可以由

组成。

A、蛋白质

B、多糖

C、同一病毒中既有DNA，又有RNA

D、DNA或RNA（真）病毒：至少含核酸和蛋白质二种组分亚病毒类病毒：只含具侵染性的RNA组分卫星RNA：只含有不具侵染性的RNA组分朊病毒：只含蛋白质非细胞生物亚病毒类病毒：没有蛋白质外壳，只有单链环状RNA分子，但没有编码蛋白质能力，专性寄生于高等生物的一种亚病毒，多为植物致病性病毒拟病毒：包裹在真病毒粒子中的有缺陷的亚病毒，依赖“寄生”的真病毒才能复制朊病毒：不含核酸的蛋白感染因子，能引起宿主体内合成的同类蛋白质发生构象变化，导致宿主致病其致病作用是由于动物体内正常的蛋白质PrPc改变折叠状态为PrPsc所致，而这二种蛋白质的一级结构并没有改变。朊病毒人的库鲁病、克雅氏病等羊搔痒症牛海绵状脑病引起人与动物的致死性中枢神经系统疾病微生物的基本特点：小在绝大多数情况下都是利用微生物的群体来研究其属性微生物的物种（菌株）一般也是以群体的形式进行繁衍、保存培养技术在微生物学中具有重要意义！无菌技术、分离技术、培养技术、观察技术微生物学基本实验技术培养物：在一定的条件下培养、繁殖得到的微生物群体混合培养物：含有多种微生物的培养物；纯培养物：只有一种微生物的培养物；通常情况下只有纯培养物才能提供可以重复的结果微生物的分离和纯培养从混杂的群体中分离特定的某一种微生物，是研究和利用微生物的第一步无菌技术：用于分离、培养微生物的器具事先不含任何微生物在转接、培养微生物时防止其它微生物的污染1.酒精消毒的最佳浓度为＿＿。

A、75%B、50%C、90%2.紫外线的波长范围是15~300nm，其中波长在＿＿左右的紫外线杀菌作用最强

A、60nmB、160nmC、260nm3.接种环常用的灭菌方法是＿＿。

A、灼烧灭菌B、干热灭菌

C、高压蒸汽灭菌D、间歇灭菌4.实验室常规高压蒸汽灭菌的条件是＿＿。

A、140℃，5-15秒B、72℃，15分钟

C、121℃，20分钟D、100℃，5分钟

107氮源及其功能速效氮源和迟效氮源实例：土霉素发酵生产过程中，添加的玉米浆和花生饼粉。玉米浆：氮源以蛋白质降解产物方式存在，易被利用（速效氮源）；花生饼粉：氮源以大分子蛋白质的方式存在，降解后可利用（迟效氮源）。发酵生产中的作用不同：前者有利于菌体生长，后者有利于代谢产物的形成。保持适当的比例，协调菌体生长期和产物形成期，提高土霉素的产量。108生长因子及其功能生长因子微生物生长代谢所必需且需要量很小，不能够由简单的碳、氮源自行合成或者合成量不足以满足机体需要的有机物。生理功能（1）主要是生物体中各种酶的辅基和辅酶；（2）生长必需物质（营养缺陷型）。109狭义的生长因子：维生素

（最早发现的生长因子的本质是维生素）广义的生长因子：碱基、氨基酸、卟啉及衍生物、甾醇等例：流感嗜血菌的生长因子：血红素

支原体的生长需要甾醇作为生长因子生长因子及其功能菌落：分散的微生物在适宜的固体培养基表面或内部生长、繁殖到一定程度可以形成肉眼可见的、有一定形态结构的子细胞生长群体菌苔：固体培养基表面众多菌落连成一片的状态众多菌落连成一片对象：个体大的细菌、原生动物和藻类方法：稀释法效果：稀释法进行液体分离必须在同一个稀释度的许多平行试管中，大多数(一般应超过95%)表现为不生长有微生物生长的试管可能是纯培养缺点：只能分离出混杂微生物群体中数量占优势的种类用液体培养基获得纯培养没有一种培养基或一种培养条件能够满足自然界中一切生物生长的要求，在一定程度上所有的培养基都是选择性的选择培养已知某种微生物的生长需要，设计一套特别适合该种微生物生长的特定环境，使得即使在混杂的微生物群体中占比很少，也能选择培养出来牛肉膏蛋白胨/LB培养基细菌高氏1号培养基放线菌马丁培养基/PDA真菌满足需要才能生长选择培养分离策略：根据微生物的特点，包括营养、生理、生长条件...目标菌在群落中的数量上升抑制其他大多数微生物生长造成有利于该菌生长的环境平板稀释等方法纯培养分离目的马丁培养基中的孟加拉红和链霉素均可抑制细菌的生长选择培养分离产蛋白酶菌添加牛奶或酪素产生蛋白酶透明的蛋白质水解圈不产生蛋白酶无水解圈高温菌高温培养抗性菌抗生素(四环素、氨苄青霉素，卡那霉素)金黄色葡萄球菌高浓度食盐固氮菌不添加氮源选择培养分离自养微生物不添加有机碳源蓝白斑筛选基因工程常用的细菌重组子的筛选方法

野生型埃希氏大肠菌(E.coli)产生的β-半乳糖苷酶可以将无色化合物X-gal切割成半乳糖和深蓝色的物质5-溴-4-靛蓝。5-溴-4-靛蓝可使整个菌落产生蓝色变化。在经人工插入外源基因后，突变型大肠杆菌的β半乳糖苷酶基因被插入的外源基因切断，无法形成完整的β半乳糖苷酶，故不能对无色化合物X-gal进行切割，菌落呈白色。选择培养分离富集培养从自然界中分离到所需的特定微生物特定的环境条件仅适应于该条件的微生物旺盛生长待分离微生物在群落中的数量大大增加从土壤中分离能降解对羟基苯甲酸的微生物以对羟基苯甲酸为唯一碳源的培养基富集培养二元培养

培养物中只含有二种微生物，而且是有意识的保持二者之间的特定关系的培养物称为二元培养物病毒和宿主细胞；纤毛虫、变形虫和粘细菌；蛭弧菌及其寄主菌；微生物生长量的测定方法细菌总数直接测定法：微生物生长的测定：计数法重量法生理指标法活菌计数膜过滤法比浊法DirectMeasurements

间接测定法：

IndirectMeasurements120细菌计数板或血球计数板细菌总数计数活菌计数——培养法稀释涂布平板法怎样测定纯净水（桶装水）中活菌的数量？膜过滤法重量法：以干重、湿重或体积直接衡量微生物群体的生物量生理指标法：①通过样品中蛋白质、核酸含量的测定间接推算微生物群体的生物量。如大多数细菌蛋白含量占干重的12.5%，酵母为7.5%，霉菌为6.0%，粗蛋白含量=含氮量（%）*6.25②如呼吸强度，耗氧量、酶活性、生物热等与其群体的规模成正相关。其他方法菌种的保藏1.斜面保藏：斜面培养基培养，4～5℃保存3～6个月2.穿刺保藏法：小管内放软琼脂培养基，穿刺接种，盖石蜡，可保藏6～12个月。3.沙土管干燥保藏：多用于丝状真菌及放线菌。细沙、土过筛、灭菌，真空抽干、封口。冰箱内一般可存两年。4.真空冷冻干燥保藏：菌液加入管内，加保护剂，冷冻、抽真空、干燥，可存放5-10年。5.液氮保存：菌液加防护剂降温后放入液氮罐。2～3年低温保藏-20℃冰箱可保存一年左右。现代工业微生物学的兴起及其发展☆19世纪末利用酵母菌、乳酸菌生产酒精、乳酸和各种发酵食品。☆

20世纪初期，英国采用梭状芽孢杆菌生产丙酮丁醇，德国采用亚硫酸盐法生产甘油。厌氧发酵☆速酿法从乙醇生产醋酸，通气法大量繁殖酵母，用米曲霉的麸曲代替麦芽糖作糖化剂生产酒靖，用微小毛霉生产干酪。☆1933年发明了摇瓶培养法。好氧发酵第二次大战中青霉素与原子弹和雷达并驾齐驱的三大发现之一主要的技术进展：☆通气搅拌解决了液体深层培养时的供氧问题。☆抗杂菌污染的纯种培养技术：无菌空气、培养基灭菌、无污染接种、大型发酵罐的密封与抗污染设计制造。二十世纪四十年代初，第二次世界大战爆发，青霉素的发现，迅速形成工业大规摸生产。1928年由Fleming发现青霉素，1941年美国和英国合作对青霉素进行生产研究意义：☆抗生素工业的发展☆建立了一套完整的好氧发酵技术，大型搅拌发酵罐培养方法推动了整个发酵工业的深入发展☆为现代发酵工程奠定了基础现代工业微生物学的兴起及其发展大型发酵罐搅拌装置氨基酸发酵工业──谷氨酸、赖氨酸核酸发酵工业──肌苷酸、乌苷酸微生物变异株通过代谢调节──代谢控制发酵技术

20世纪70年代后细胞融合技术、基因操作技术等生物技术发展，打破了生物种间障碍，能定向地制造出新的有用的微生物;现代工业微生物学已经与基因工程、细胞工程和酶工程等紧密结合起来，在生物工程这个高科技前沿带中充分发挥其主角的作用并得到新的发展。现代工业微生物学的兴起及其发展★利用微生物的代谢机能：三废处理；冶金、炼油微生物在工业生产中的应用★直接利用微生物的菌体：菌体蛋白；生物制品；微生物农药；提取有用物质。★利用微生物的代谢产物：酿造食品；有机溶剂；发酵饮料、酒类；有机酸；抗生素；氨基酸；核苷酸；维生素。★利用微生物的酶：工业酶制剂；药用酶微生物生态生态学：研究生物系统与其所处环境条件之间的相互作用规律性的科学。微生物生态学：微生物群体与其周围生物和非生物环境条件的相互作用关系。微生物生态学的研究内容：1研究微生物的分布规律；2研究微生物间及其与它种生物间的相互关系；3研究微生物在自然界物质循环中的作用。一、微生物在自然界中的分布土壤中的微生物水体中的微生物空气中的微生物极端环境中的微生物岩石中的微生物紫硫细菌

真菌

(一)土壤中的微生物1）土壤微生物的数量和分布主要受营养物、含水量、氧、温度、pH等因子的影响，并随土壤类型的不同而有很大变化。2）土壤微生物的数量和分布受季节影响。3）微生物的数量也与土层深度有关，一般土壤表层微生物最多，随着土层的加深，微生物的数量逐步减少。

耕作层(15cm)土壤中的微生物数量和生物量微生物类群菌数(cfu/g)生物量(g/m3）细菌108160放线菌105-106160真菌105藻类104-10532原生动物10438200（二）水体中的微生物1、水是良好的溶剂，有较丰富的营养物质

2、天然水体的温度

淡水水体的温度在0-36℃之间

海洋水温100米以下在5℃以下，表层超过35℃

温泉水温在70℃以上，甚至超过100℃3、天然水体的pH值大多数湖泊，江河及池塘在6.5-8.5；海水pH在8-8.34、水中溶解氧的存在

适合于好氧性细菌生长，流动江河>静止水域，淡水>海水水中的病原微生物会对水质产生重要影响饮用水的微生物指标：总菌数：<100个/ml大肠菌群：<3个/L海水中的微生物特点：嗜盐、嗜冷、耐压、低营养。

嗜盐菌如Halobacteriumhalobuim，在12%饱和盐水中生长。嗜压菌如Pseudomoasxanthocrus，在400-500个大气压下生长。富营养化作用-----水体受到污染并使水体自身的正常生态失去平衡的结果水华（waterbloom）藻类（主要是微藻）的大量繁殖使水体出现颜色，并变得浑浊，许多藻类团块漂浮在水面上形成赤潮（redtides）在海洋中，某些甲藻类大量繁殖也可形成水花，使海水出现红色或褐色空气不具有微生物生活的良好条件主要来自：

1、土壤扬起的灰尘

2、水面吹起的水沫

3、动、植物体表主要包括：

抗逆性强的芽胞，G+球菌，霉菌和放线菌的孢子（三）空气中的微生物空气中的微生物种类和数量是大气污染程度的指标之一！

（四）极端环境中的微生物

极端环境：不利于生物生长的特殊、局部环境。包括极端温度、盐度、酸碱等结构和功能均发生了改变的特殊微生物类群:蛋白质、核酸、脂肪等分子结构、细胞膜结构与功能代谢途径等都有特点①高温环境（热泉、岩石表面）嗜热微生物(thermophile)：65-70℃极端嗜热菌Pyrodictiumbroii

最适生长温度为105℃，最高可达110℃②低温环境(深海、极地）嗜冷微生物(psychrophile)中的某些固氮微生物在1℃下还可以固氮③强酸环境（酸热泉、沼泽地）嗜酸微生物(acidophile)氧化硫硫杆菌能在pH0.9-4范围生长，最适pH为2.5左右④强碱环境pH>9(胞内中性)嗜碱菌(alkaliphiles)Bacillusrotans

能在pH11下生长⑤高盐环境 极端嗜盐菌(halophiles)，最适生长盐浓度为3.5-4.5摩尔/L⑥高压环境(海底、油井)深海中的极端嗜压菌(barophiles)Pseudomonasbathycete能在1.01×108Pa,3℃生长例：嗜热微生物的耐热机制：酶和蛋白质有更强的耐热性；细胞膜中饱和脂肪酸含量高，更易形成疏水键，以确保在高温下膜的稳定性和正常生理功能；能产生多胺、热亚胺及高温精胺，以稳定核糖体等以及保护蛋白质大分子免受高温破坏；其核酸有热稳定性的结构；生长速率快，合成大分子迅速，能及时弥补高温对大分子的破坏。二、微生物与生物环境（一）

微生物与植物的关系

互生，共生，寄生（二）微生物