南京农业大学《微生物学》全册课件

北京医科大学【优质课件】专家讲解全国特级教师江新欢博士教授《微生物学》全册课件目录第一章绪论第二章原核微生物第三章真核微生物第四章病毒第五章微生物的营养第六章微生物的代谢第七章微生物的生长及其控制第八章微生物的遗传变异与育种第九章微生物的生态第十章微生物的多样性与分类鉴定第十一章微生物与食品第一章绪论微生物学发展简史微生物的特点微生物与人类的关系微生物学及其分科微生物的概念及其包括的类群12345Microbe:anextremelysmalllivingthingthatyoucanonlyseeunderamicroscopeandthatmaycausedisease.

牛津高阶英汉词典（第6版）一、什么是“微生物”？微生物是一切微小生物的总称。是一些个体微小、构造简单的低等生物，包括属于原核类的细菌、放线菌、蓝细菌、枝原体、衣原体和立克次氏体，属于真核类的真菌（酵母菌，霉菌，蕈菌）、原生动物和显微藻类，以及属于非细胞类的病毒和亚病毒等生物。

定义在整个生物界中，体形大小差距十分悬殊。体形大小上的量变达到某一限度，就会引起一系列其他性状的质变。微生物界的小体积、大面积的生存体制，由此演现出一系列有别于高等生物的特征，从而使微生物获得了许多“生命界之最”的桂冠。概念

微生物的概念生物界的组成生物界宏生物动物、植物微生物真核微生物、原核微生物非细胞型病毒微生物定义图解微米级(

m10-6m)光镜下能见(细胞)纳米级(nm10-9m)电镜下可见(亚细胞)原核类：“二域”或“三菌三体”真核类：真菌、原生动物与显微藻类非细菌类：病毒、亚病毒单细胞(各个细胞独立生存)多细胞(一类细胞联合生存)非细胞(细胞内生存与胞外非生命态)小简

低个体微小构造简单进化地位低

二、微生物的特征吸收多转化快2生长旺繁殖快3适应强易变异4体积小面积大1分布广种类多51、体积小、面积大Kmmmm

mnm

动、植物界

微生物界(包括动、植物的单细胞培养株)动、植物界与微生物界个体大小的比较最基本特点杆菌的平均长度：2μm

；

1500个杆菌首尾相连=

一粒芝麻的长度；10-100亿个细菌加起来重量=

1mg；

面积/体积比（比面值）：人=1，大肠杆菌=30万。

个体小:测量单位：μm或nm火星陨石中发现的细菌化石（Φ=10nm）扩大交换面比面积大则扩大了微生物群体对外界营养物质的吸收、产物和废物的释放面、信息和能量的交换面单细胞培养启发了动植物研究中的单细胞培养（发酵）共性的基础微生物体积小、面积大是微生物五大共性基础和关键之所在。小个体、大表面积的意义（Escherichiacoli）大肠埃希氏菌（大肠杆菌）耗乳糖2000倍自重/h，（约为人类的3,000,000倍）（Candiadautilis）产朊假丝酵母合成蛋白质的能力为大豆的100倍、公牛的100,000倍2.吸收多、转化快实例为微生物快速生长繁殖提供了物质基础。

更好地利用这一点，发挥微生物“活的催化化工厂”之功能为物质转化、累积代谢产物提供条件意义（VibrioNatriegens

）需钠弧菌

9.8min/代（E.coli）大肠杆菌12.5~20.0

min/代3.

生长旺、繁殖快实例若干微生物的代时及每日增殖率

微生物名称代时每日分裂次数温度（℃）每日增殖率细菌乳酸菌38分38252.7×1011大肠杆菌18分80371.2×1024根瘤菌110分13258.2×103枯草杆菌31分46307.0×1013光合细菌144分10301.0×103酿酒酵母120分12304.1×103藻类小球藻7小时3.42510.6念珠藻*23小时1.04252.1硅藻17小时1.4202.64草履虫10.4小时2.326492体现于发酵工业，周转快，效率高；运用于科学研究，是生化、遗传的良好材料；适用于农业方面，成为缓解粮食危机的好帮手。积极作用使病原菌蔓延快，危害大。

消极作用意义个体微小，提供了微生物极其灵活的适应性为适应多变的进化环境，微生物产生了许多灵活代谢调控机制。适应性极端环境中的微生物，为人类探索宇宙微生物拓展了新思路。4.适应强、易变异适应范围

常温环境

即动、植物生长环境。

极端环境

热250~300℃寒-69~-196℃盐饱和盐水（32%NaCl）干可保存几千年压1400atm 辐射

碱pH

9~11 酸5~10%H2SO4

抗毒、抗缺氧（养料）从永冻冰层分离微生物南极Vostok湖冰芯样品中的微生物淹盐环境中都能找到嗜盐性微生物，这些嗜盐菌有其重要实用价值。如:盐生盐杆菌所含的视觉物质——细菌视紫红质（bacteriorhodopsin）是开发生物芯片的重要材料之一。另一方面，这种嗜盐古细菌对研究地球生命起源有重要价值。嗜盐菌有重要实用价值每个喷嚏的飞沫含4500-150000个细菌，重感冒患者为8500万；每张纸币带细菌：900万个；每克土壤含细菌数以亿计，土壤中的细菌总重量估计为：1.0×1012t；微生物与人类的关系人体体表及体内存在大量的微生物：

皮肤表面：平均10万个细菌/cm2；

口腔：细菌种类超过500种；肠道：微生物总量达100万亿，粪便干重的1/3是细菌，每克粪便的细菌总数为：1000亿个；变异惊人生物界的变异率相同(10-5-10–10)微生物界的优势在于个体数惊人，因此其产生突变数量同样惊人。青霉素的生产：20U/mL（1943）10000U/mL青霉素的用量：最高：105U/d（40年代）数百万-千万单位/次变异变异为生物圈的开拓者和永久居民实例1：肠道正常菌群-种类100~400种-总量1013个-占排泄物干重的1/3-厌氧菌数量是好氧菌的几百至上千倍5.

分布广、种类多（1）有毒和有用物质分布广5.

分布广、种类多实例2：万米海底耐高温>100℃耐高压>1140atm实例3：几万米高空8.5万米处发现微生物实例4:地层下的岩石球菌，杆菌和真菌种类多动物约为150万种植物约为50万种动植物种类

20万种→50~600万种微生物种类意义自然界是菌种资源库；微生物是人类的朋友与伙伴；微生物善于做，也乐于做任何事情；若你能善待它们，它们将会加倍报答你；若你武断处置它们，它们将会疯狂地报复于人类……

体积小，面积大；吸收多，转化快；生长旺，繁殖快；适应强，易变异；分布广，种类多。微生物的特点：三、微生物学发展简史

史前期约8000年前~1676

初创期1676~1861

奠基期1861~1897

发展期1897~1953

成熟期1953~至今1.史前期（朦胧阶段）特点开创者：各国劳动人民特点--个体未见（特指细菌细胞）--应用凭经验，即通过不断地实践。--应用方面：酒类的酿造（果酒，啤酒）；乳品类发酵；胆水浸铜法；霉菌治疗疾病；农业上采用积肥、沤粪、压青。独创制曲酿酒工艺的四大特点历史悠久：有8000余年的历史，使用酵母菌。

这是人类最古老的家养微生物之一。工艺独特：经验丰富：制曲技术，如红曲。品种多样：有几百种普通酒和药酒。

2.初创期（形态描述阶段）

（1676年～1861年）开创者：

Leeuwenhoek列文·虎克微生物学先驱者

能工巧匠：一生中制作419架单式显微镜。

敏锐的观察家

多产的业余科学家：一生发表400余篇论文，

375篇在英国皇家学会发表。1664年，英国人虎克（RobertHooke）曾用原始的显微镜对生长在皮革表面及蔷薇枯叶上的霉菌进行观察。Leeuwenhoek列文·虎克1676年，微生物学的先驱荷兰人列文·虎克（Antonyvanleeuwenhoek）首次观察到了细菌。他没有上过大学，是一个只会荷兰语的小商人，但却在1680年被选为英国皇家学会的会员。列文虎克利用业余时间制造过400多架单式显微镜和放大镜，放大率一般为50~200倍，列文·虎克的显微镜3.奠基期（生理水平研究阶段）

（1861～1897年）

标志：Pasteur巴斯徳

曲颈瓶试验推翻生命自然发生说，建立胚种学说（GermTheory）。微生物学的奠基人物微生物学奠基人：L.Pasteur巴斯徳（1822~1895）细菌学奠基人：R.Koch柯赫（1843~1910）1）微生物学奠基人：巴斯德（LouisPasteur，1822－1895）法国的化学家，后对发酵感兴趣发现好酒中有一种微生物，就是今天知道的酵母（发酵是由微生物引起的）而酸败的酒中带有一类比酵母小的多的微生物，现在我们知道是细菌首先发明在加入酵母前先将葡萄提取液短暂加热，来减少细菌引起的酸败巴斯德消毒法肉汤放置于室温会很快变浑微生物是何处来的？两种学说自然发生说：自发产生胚种学说：由“种子”引起LazzaroSpallanzani的实验：将装有肉汤的烧瓶完全封闭，便没有微生物生长但有人提出这是由于没有了空气巴斯德的实验：棉花塞实验曲颈瓶实验肉汤为什么会变馊?巴斯德的曲颈瓶试验巴斯德的实验：棉花塞实验曲颈瓶实验巴斯德的实验奠定了“胚种”学说的基础Pasteur的功绩--生命只能来自生命的胚种学说，即曲颈瓶试验。--酒病由腐败细菌所致，即巴氏消毒法。--

蚕病、禽病、兽病、人病的病因是微生物。--

免疫学：预防接种，首次制成狂犬疫苗。2）细菌学之父：柯赫（RobertKoch）（1843～1910）发现了许多人类疾病的病原菌德国医生炭疽杆菌与炭疽病分枝杆菌与肺结核霍乱弧菌与霍乱提出科赫法则科赫法则判定某种微生物引起特定疾病，必须同时满足：相关性：这种微生物必须在所有患该种疾病的生物体内都存在，但在健康生物中不存在可分离培养：必须将这种微生物分离出来，作纯种培养可人工感染：当用这种分离出来的微生物接种到一个健康寄主时，必须能够引起同样的疾病可再分离：必须能够从接种感染的生物体内再次分离得到这种微生物科赫的观点和方法取得巨大的成功发现病原—细菌 炭疽病 炭疽芽孢杆菌 科赫 化脓 葡萄球菌 科赫 淋病 淋病奈瑟氏球菌 Neisser

伤寒热 伤寒沙门氏菌 Eberth

化脓 链球菌 Ogston

结核病 结核分枝杆菌 科赫 霍乱 霍乱弧菌 科赫 白喉 白喉棒杆菌 Klebs

破伤风 破伤风梭菌 Nicolaier

腹泻 大肠杆菌 Escherich

肺炎 肺炎球菌 Fraenkel

脑膜炎 脑膜炎奈瑟氏球菌 Weicheselbaum

食物中毒 肠炎沙门氏菌 Gaertner

产气坏疽 产气荚膜梭菌 Welch

鼠疫 鼠疫耶尔森氏菌 Kitasato,Yersin

肉毒 肉毒梭菌 vanErmengem

痢疾 痢疾志贺氏菌 Shiga

副伤寒 副伤寒沙门氏菌 Schottmuller

梅毒 梅毒螺旋体 Schaudinn,Hoffman1906 白日咳 白日咳博德特氏菌 Bordet,GengouKoch的功绩微生物分离纯化：菌体培养技术的创立与改进显微镜技术：悬滴培养与观察细菌涂片染色技术显微镜摄影技术捉拿传染病的病原菌：炭疽1877、结核1882、霍乱1883等Koch’sPostulate(法则)：

病原菌存在于病体；病原菌能分离提纯；接触健康体导致相同疾病； 仍能分离出同一病原物。李斯特：外科手术器械消毒奠基人约瑟夫·李斯特英国医生以巴斯德在酿酒中的研究为基础提出微生物是外科手术感染的主要原因（1867）发明用石炭酸消毒手术器械、衣物和手术环境，可大大降低感染的机会照片特点：时间短1861~1897学科奠基，发展迅猛贡献大研究的独特技术和方法创立，包括：显微镜技术，无菌技术，分离纯化技术等。

理论联系实践开创了寻找病原菌的“黄金时期”。各应用性分支学科诞生。4.发展期（生化水平研究阶段）

（1897～1953年）代表者：Buchner特点：开创微生物生化研究新时代由微生物猎人时代转向维生素猎人、酶猎人、抗生素猎人、基因猎人时代分支新学科（抗生素学、普通微生物学等）诞生各相关学科和技术相互渗透和促进，加速微生物学的发展。

无细胞酵母菌汁

即酒化酶Zymase乙醇即酒精葡萄糖5.成熟期（分子生物学水平研究阶段）

（1953～至今）Watson、Crick发现的DNA结构的双螺旋模型特点微生物学步入分子生物学时代，成为热门学科，研究的主角和宠儿。成为分子生物学的三大主干学科之一。为生物工程或生物技术学科的发展奠定了基础。我国微生物界轨迹我国微生物界在各阶段的地位与作用我国微生物界在现阶段需努力赶上，扎实基础求创新。四、微生物与人类的关系微生物学是一门对人类福利贡献最大的学科。1.医疗保健（六大成就）外科消毒术的建立寻找人畜病原菌的淘菌热（19世纪70年代、20世纪30年代）免疫法治疗的应用化疗剂的发明抗生素的兴起（1929、1943）工程药物（当前国际竞争的热点与制高点）天花病毒(Smallpoxvirus)3000年起源于印度或埃及病症：发热、大量水泡性红肿死亡率：30％以上；幸存者常伴随失明等严重残疾历史上微生物疾病引起的灾难墨西哥人口随着西班牙殖民者的到来而急剧下降死于天花的帝王：中国清世祖爱新觉罗·福临（1661）日本天皇Gokomyo（1654）和Higashiyama（1709）;英国女皇玛丽二世（1694）俄国沙皇彼德二世（1730）法国国王路易十五（1774）……天花对历史的影响EdwardJenner(1749－1823)

1980年5月，WHO宣布消灭了天花！微生物疾病的现实威胁原来的病原微生物并没有消失鼠疫：在我国许多地区依然时有发生结核病：在得到有效控制后，近年再度猖獗病毒性肝炎：仍然是我国危害最广的疾病之一疟疾：热带地区的多发病……新的病原微生物改变地理分布的病原微生物西尼罗病毒改变感染对象的病原微生物Nipah病毒1999年，马来西亚，暴发了一场严重的流行病269人染病，死亡108人，死亡率高达40％患者均与养猪业或屠宰业有关，经屠宰上百万头猪才终止了流行新出现的病毒：Nipah病毒病原是一种全新的病毒，命名为Nipah病毒。原是一种蝙蝠的病毒，对人无害，但经猪这一中间寄主，发生变异，成为对人高度毒性的了。人畜共患病：可能成为新病毒的重要来源。Nipah病毒：蝙蝠传播的病毒微生物疾病的现实威胁越来越多的原来的非传染性疾病，现在发现也与微生物密切相关胃溃疡：幽门螺旋体结石：细菌感染？多种心血管疾病、糖尿病，乃至行为疾病肿瘤：多种细菌、病毒等引起肿瘤的病毒约有16％的肿瘤是由感染引起的已经确认的引起肿瘤的病毒有：EpsteinBarr病毒：引起鼻咽癌，伯杰氏淋巴瘤等乙肝病毒：肝癌丙肝病毒：肝癌人乳头瘤病毒（16，18型）：子宫颈癌人8型疱疹病毒：卡玻西肉瘤（艾滋病人）人T细胞白血病病毒：白血病2.工业微生物（六大方面）自然发酵与酿造业方兴未艾食品保藏业的蓬勃发展厌氧纯种发酵技术深层液体通气搅拌发酵的贡献代谢调控理论的应用生物工程的大发展前景光明3.微生物在农业的应用以菌治虫以菌治草以菌促长以菌当饲料以菌产沼气以菌治病以菌增肥以菌当蔬菜以菌当药物4.微生物是环保生态的主角生态食物链中的主角污水处理中的主角物质循环中的主角5.微生物对生物学基础理论研究的贡献重大争论（自然发生说、突变本质）分子生物学中三大支柱和来源之一生物学研究中的微生物化方兴未艾独特研究技术横向扩散独特的研究技术

——生物学科中第一门有如此独特技术训练显微镜与制片染色技术无菌操作技术消毒灭菌技术纯种分离与克隆技术菌种保藏技术原生质体制备和融合技术DNA重组技术基因组测序技术五、微生物学及其分科微生物学：是一门在细胞、分子或群体水平上研究微生物的形态构造、生理代谢、遗传变异、生态分布和分类进化等生命活动基本规律，并将其应用于工业发酵、医药卫生、生物工程和环境保护等实践领域的科学，其根本任务是发掘、利用、改善和保护有益微生物，控制、消灭或改造有害微生物，为人类社会的进步服务。1.按生命活动规律分科2.按应用领域分科3.按研究对象分科4.按生态分布分科5.按学科间的交叉、融合分科6.按实验技术操作分科微生物学分科微生物学微生物学的主要分支学科基础微生物学应用微生物学按微生物种类分按过程或功能分按与疾病的关系分微生物分类学细菌学真菌学病毒学菌物学原生动物学藻类学微生物生理学微生物遗传学微生物生态学分子微生物学细胞微生物学微生物基因组学免疫学医学微生物学流行病学按生态环境分按技术与工艺分按应用范围分土壤微生物学海洋微生物学环境微生物学水微生物学宇宙微生物学分析微生物学微生物技术学发酵微生物学遗传工程工业微生物学农业微生物学医学微生物学药学微生物学兽医微生物学食品微生物学预防微生物学总结１.微生物是一切肉眼看不见或看不清楚的微小生物的总称，与人类生活密切相关．２.微生物具有体积小、面积大；吸收多、转化快；生长旺、繁殖快；易变异、适应强，分布广、种类多等特点。３.微生物学在发展过程中经历了史前期、初创期、奠基期、发展期和成熟期五个时期，期间荷兰列文虎克、法国的巴斯德和德国的柯赫为微生物学的发展作出了巨大贡献。４.微生物学在未来将发挥更重要的作用。

微生物（microorganism）包括细菌、支原体、衣原体、螺旋体、放线菌、立克次体、病毒及真菌。微生物的生物学性状包括：形态结构、染色特性、生长繁殖与培养、理化性状、分类等。第二章微生物的生物学性状第一节细菌

细菌(bacterium)

广义——所有原核细胞型微生物（细菌、支原体、

衣原体、立克次体、螺旋体、放线菌

共性：原始核质、二分裂、对抗生素敏感

狭义——专指其中的细菌一、细菌的大小与形态观察细菌常用光学显微镜，其大小用测微尺在显微镜下进行测量，以微米(μm)为单位。不同种类的细菌大小不一，同一种细菌也因菌龄和环境因素的影响而有差异。细菌按其外形，主要有球菌（coccus）杆菌（bacillus）

螺形菌（spiralbacterium）1、球菌(coccus)脑膜炎奈瑟菌双球菌(diplococcus)肺炎链球菌链球菌(streptococcus)球菌(coccus)球菌(coccus)葡萄球菌(straphylococcus)球菌(coccus)四联球菌(tetrad)球菌(coccus)八叠球菌(sarcina)2、杆菌(bacillus)不同杆菌的大小、长短、粗细很不一致。炭疽芽胞杆菌3-10μm大中大肠埃希菌2-3μm小布鲁菌0.6-1.5μm杆菌的形态多样杆菌(bacillus)炭疽芽胞杆菌白喉棒状杆菌杆菌(bacillus)杆菌的形态多样分枝杆菌双歧杆菌3、螺形菌(spiralbacterium)弧菌螺菌螺杆菌二、细菌的结构基本结构细胞壁、细胞膜、细胞质、核质特殊结构荚膜、鞭毛、菌毛、芽胞（一）细胞壁(cellwall)

是位于细菌细胞最外层，包绕在细胞膜周围，无色透明、坚韧而富有弹性的膜状结构。平均厚度为12——30nm，组成较复杂，并随不同菌种而异。基本结构革兰阳性菌革兰阴性菌革兰染色两类细菌细胞壁的共同组分为肽聚糖，但各有其特殊组分。革兰染色法（GramStain）：涂片风干固定结晶紫碘液95%乙醇复红1min1min脱色1、革兰阳性菌肽聚糖(peptidoglycan)—聚糖骨架、四肽侧链、五肽交联桥（三维立体结构）青霉素作用点溶菌酶作用点N-乙酰葡糖胺N-乙酰胞壁酸革兰阳性菌细胞壁肽聚糖经这样的三级链接，构成了交叉的、机械强度相当大的空间框架结构，交联率为75%，坚固而致密。这种三维立体结构的肽聚糖在革兰阳性菌中高达50层，为其细胞壁主要成分。2、革兰阴性菌肽聚糖(peptidoglycan)—聚糖骨架、四肽侧链（二维平面结构）革兰阴性菌细胞壁肽聚糖由于缺乏交联桥，只能形成二维平面结构，而且交联率低，只有25%，故多数侧链呈游离状。这种二维平面的肽聚糖在革兰阴性菌中只有1——2层，只作为其细胞壁的组成成分之一。3、革兰阳性菌细胞壁特殊组分——磷壁酸(teichoicacid)壁磷壁酸膜磷壁酸

磷壁酸为革兰阳性菌特有成分，是由核糖醇或甘油残基经磷酸二酯键互相连接而成的多聚物。按结合部位不同分为壁磷壁酸和膜磷壁酸两种。4、革兰阴性菌细胞壁特殊组分——外膜(outermembrane)革兰阴性菌细胞壁特殊组分外膜外膜位于肽聚糖外侧，由内向外由脂蛋白、脂质双层和脂多糖三部分组成。外膜

脂蛋白连接肽聚糖与脂质双层脂质双层结构类似细胞膜，有选择性通透作用，也可作为噬菌体、性菌毛、或细菌素的受体脂多糖（LPS）即革兰阴性菌内毒素

脂多糖（由内向外）脂质A一种糖磷脂，是内毒素的毒性成分，无种属特异性脂多糖由三部分组成核心多糖有种属特异性，同一菌属细菌核心多糖相同特异多糖即革兰阴性菌的菌体抗原（O抗原），具有种的特异性，此糖如果缺失，细菌菌落将发生S—R变异脂多糖(lipopolysaccharid,LPS)革兰阳性菌与阴性菌细胞壁结构比较细胞壁革兰阳性菌革兰阴性菌强度较坚韧较疏松厚度20-80nm10-15nm肽聚糖层数可多达50层1-2层肽聚糖含量占细胞壁干重50%-80%占细胞壁干重5%-20%磷壁酸+—脂质双层—+脂蛋白—+脂多糖—+维持菌体固有的形态保护细菌抵抗低渗环境参与菌体内外的物质交换菌体表面带有多种抗原分子，可诱发机体的免疫应答。

细胞壁的功能细菌细胞壁缺陷型或L型(bacterialLform)：细胞壁受损后仍能生长和分裂的细菌。在一般环境中不能耐受菌体内的高渗透压而将会涨破死亡。在高渗环境下，仍可存活。革兰阳性菌细胞壁缺失后，原生质仅被一层细胞膜包住——原生质体(protoplast)。革兰阴性菌肽聚糖层受损后尚有外膜保护——原生质球(spheroplast)。某些L型仍有一定的致病力，通常引起慢性感染。细菌细胞壁缺陷型（细菌L型）

细菌L型呈高度多形性，大小不一。着色不匀，无论其原为革兰阳性或阴性菌，形成L型大多染成革兰阴性。(1)细菌L型的形态和染色性蜡样芽胞杆菌L型的镜下形态（多形性）细菌L型生长缓慢，营养要求高，对渗透压敏感，普通营养基上不能生长，培养时必须用高渗的含血清的培养基。细菌L型在高渗的含血清的培养基上生长后形成三种类型的菌落。（2）细菌L型的培养特性和菌落形态

丝状菌落

颗粒型菌落

油煎蛋样菌落典型的L型菌落细菌细胞膜的结构与真核细胞者基本相同，由磷脂和多种蛋白质组成，但不含胆固醇。细菌细胞膜的功能与真核细胞者类似，主要有物质转运、生物合成、分泌和呼吸等作用。细菌细胞膜可形成一种特有的结构，称为中介体。（二）细胞膜(cellmembrane)

中介体：是部分细胞膜内陷、折叠、卷曲形成的囊状物，多见于革兰阳性菌。其功能类似于真核细胞的线粒体，故亦称为拟线粒体(chondroid)。中介体(mesosome)中介体核糖体(ribosome)：细菌合成蛋白质的场所，游离存在于蛋白质中。质粒(plasmid)：染色体外的遗传物质，存在于细胞质中。为闭合环状的双链DNA，控制细菌某些特定的遗传特性。细菌细胞质中含有多种颗粒，大多为贮藏的营养物质。其中有一种主要成分是RNA和多偏磷酸盐的颗粒，其嗜碱性强，用亚甲蓝染色时着色较深呈紫色，称为异染颗粒(metachromaticgranule)。常见于白喉棒状杆菌，位于菌体两端，故又称极体(polarbody)，有助于鉴定。（三）细胞质(cytoplasm)（四）核质(nuclearmaterial)核质由单一密闭环状DNA分子反复回旋卷曲盘绕组成松散网状结构。细菌是原核细胞，不具有成形的核。细菌的遗传物质称为核质或拟核，无核膜、核仁和有丝分裂器。功能与真核细胞的染色体相似——决定细菌各种遗传性状。二.特殊结构（一）荚膜(capsule)

荚膜：某些细菌在其细胞壁外包绕一层粘液性物质，当其厚度>=0.2µm，边界明显，光镜下可见时，称为荚膜。厚度<0.2µm者称为微荚膜。其成分为疏水性多糖或蛋白质的多聚体，用理化方法去除后并不影响细胞的生命活动。肺炎链球菌荚膜荚膜成分是多糖或多肽。具有抗原性，用荚膜肿胀试验将细菌定型。荚膜的形成与环境条件有密切关系。一般在动物体内或含营养丰富的培养基中易形成荚膜，在普通培养基上或连续传代则易消失。荚膜对一般碱性染料亲和力低，不易着色。普通染色——菌体周围未着色的透明圈特殊染色——染上与菌体不同的颜色。1.荚膜的化学组成抗吞噬作用粘附作用抗有害物质的损伤作用

微荚膜与荚膜具有相同的功能2.荚膜的功能——与细菌的致病性有关（二）鞭毛(flagellum)许多细菌在菌体上附有细长并呈波状弯曲的丝状物，称为鞭毛，是细菌的运动器官。鞭毛需用电子显微镜观察，或经特殊染色法使鞭毛增粗后才能在光镜下看到。鞭毛菌分类单毛菌双毛菌丛毛菌周毛菌鞭毛的结构鞭毛是运动器官。有鞭毛的细菌能主动运动，可通过动力试验进行细菌鉴定；鞭毛有抗原性。鞭毛的成分为鞭毛蛋白，并且具有高度的特异性，称为鞭毛抗原（H抗原），可作为细菌分类、分型的依据；有的细菌其鞭毛与致病性有关。鞭毛的功能细菌的运动菌毛：许多革兰阴性菌和少数革兰阳性菌菌体表面存在着一种比鞭毛更细、更短而直硬的丝状物，与细菌的运动无关。菌毛蛋白具有抗原性。根据功能不同，菌毛可分为普通菌毛和性菌毛两类。菌毛在普通光学显微镜下看不到，必须用电子显微镜观察。（三）菌毛(filus/fimbriae)普通菌毛遍布菌细胞表面，每菌可达数百根。这类菌毛是细菌的粘附结构，能与宿主细胞表面的特异性受体结合，是细菌感染的第一步。菌毛的受体常为糖蛋白或糖脂，与菌毛结合的特异性决定的宿主的易感部位。1.普通菌毛(ordinarypilus)仅见于少数革兰阴性菌。数量少，1-4根。比普通菌毛长而粗，中空呈管状。性菌毛由致育因子F质粒编码，故又称F菌毛。带有性菌毛的F+菌与无性菌毛的F-菌相遇时，性菌毛与其相应受体结合，F+菌内的质粒或DNA可通过性菌毛进入F-菌体内，此过程——接合(conjugation)。性菌毛是某些噬菌体吸附于菌细胞的受体。2.性菌毛(sexpilus)芽胞：某些细菌在一定的环境条件下，能在菌体内部形成一个圆形或卵圆形小体，是细菌的休眠形式。芽胞形成后细菌即失去繁殖能力。产生芽胞的都是革兰阳性菌。芽孢折光性强、壁厚、不易着色，经特殊染色光镜下可见（四）芽胞(spore)细菌形成芽胞的能力是由菌体内的芽胞基因决定的。其形成条件因菌种而异。当营养物质缺乏时易形成芽孢，即为细菌维持生命的特殊形式；芽孢由多层膜结构组成，带有完整的核质、酶系统和合成菌体组分的结构，能保存细菌的全部生命活动的物质。芽孢形成后，细菌即失去繁殖能力，菌体崩解，芽孢游离；环境适宜时，芽孢则以发芽的形式发育成细菌的繁殖体；一个细菌只形成一个芽胞，一个芽胞发芽也只生成一个菌体，细菌数量并未增加，因而芽胞不是细菌的繁殖方式。与芽胞相比，未形成芽胞而具有繁殖能力的菌体可称为繁殖体(vegetativeform)。1.芽胞的形成与发芽芽胞的结构芽胞的大小、形状、位置等随菌种而异，有重要的鉴别意义。炭疽芽胞杆菌肉毒梭菌破伤风梭菌芽孢的意义芽胞的抵抗力强，可在自然界中存在多年，是重要的传染源。但芽胞并不直接引起疾病，只有发芽成为繁殖体后，才能迅速大量繁殖而致病。芽胞抵抗力强，故应以杀灭芽胞作为可靠的灭菌指标。高压蒸汽灭菌法是杀灭芽孢最有效的方法。芽胞抵抗力强的原因：(1)芽胞含水量少，蛋白质受热后不易变性。(2)芽胞具有多层致密的厚膜，理化因素不易透入。(3)含有的DAP与钙结合的盐能提高芽胞中各种酶的稳定性。芽胞的意义

三、细菌的理化性状与新陈代谢细菌的营养类型根据细菌所利用的能源和碳源的不同，将细菌分为两大营养类型——自养菌和异养菌。自养菌(autotroph)：以简单的无机物为原料，合成菌体成分。异养菌(heterotroph)：以多种有机物为原料，合成菌体成分并获得能量。异养菌包括腐生菌(saprophyte)和寄生菌(parasite)。所有的病原菌都是异养菌，大部分属寄生菌。（一）细菌的理化性状光学性质——细菌为半透明体。表面积——细菌体积微小，相对表面积大。带电现象——均带负电。其带电现象与染色反应、凝集反应、抑菌和杀菌作用等密切相关。半透性——细菌的细胞壁和细胞膜都有半透性。渗透压——菌体内为高渗透压。细菌的物理性状：细菌的化学组成：

水、无机盐、蛋白质、糖类、脂质和核酸一.细菌的能量代谢发酵需氧呼吸厌氧呼吸（二）细菌的新陈代谢与能量转换二.细菌的代谢产物（一）分解代谢产物和细菌的生化反应细菌种类不同——细菌酶不同——分解物质能力不同——代谢产物不同——鉴别作用细菌生化反应——检测细菌对各种基质的代谢作用及代谢产物以鉴别细菌种类的生化试验。糖发酵试验VP试验甲基红试验枸橼酸盐利用试验吲哚试验硫化氢试验尿素酶试验自动化仪器分析糖发酵试验细菌分解糖发酵产酸+发酵产酸产气+不发酵糖发酵试验VP试验与甲基红实验产气杆菌丙酮酸脱羧乙酰甲基甲醇KOH二乙酰+胍基红色（VP阳性）产气杆菌生成酸类减少pH大于5.4甲基红橘黄色（阴性）大肠杆菌pH小于4.5甲基红红色（阳性）VP试验阴性阳性大肠杆菌：—产气杆菌：+甲基红试验阳性阴性对照大肠杆菌：+产气杆菌：—枸橼酸利用试验产气杆菌分解枸橼酸盐碳酸盐产碱深兰色（阳性）枸橼酸利用试验大肠杆菌：—产气杆菌：+吲哚试验色氨酸色氨酸酶吲哚（无色）+对二甲氨基苯甲醛（黄色）玫瑰吲哚（红色阳性）阳性吲哚试验大肠杆菌：+产气杆菌：—H2S试验细菌分解含S氨基酸H2S↑+FeSO4FeS↓（黑色阳性）H2S试验尿素酶试验细菌分解尿素产氨酚红红色（阳性）尿素酶试验对照阳性阴性热原质(pyrogen)：或称致热原。是细菌合成的一种注入人体或动物体内能引起发热反应物质。产生热原质的细菌大多是革兰阴性菌，热原质即其细胞壁的脂多糖。毒素与侵袭性酶：细菌产生外毒素和内毒素两类毒素。外毒素(exotoxin)是多数革兰阳性菌和少数革兰阴性菌在生长繁殖过程中释放到菌体外的蛋白质；内毒素(endotoxin)是革兰阴性菌的脂多糖。色素：细菌的色素有两类——水溶性色素，能弥散到培养基或周围组织。脂溶性色素，不溶于水，只存在于菌体，使菌落显色而培养基颜色不变。抗生素：某些微生物代谢过程中产生的一类能抑制或杀死某些其他微生物或肿瘤细胞的物质。细菌素：某些菌株产生的一类具有抗菌作用的蛋白质。维生素：细菌能合成某些维生素除供自身需要外，还能分泌至周围环境中。（二）合成代谢产物营养物质水、碳源、氮源、无机盐及生长因子为细菌的代谢及生长繁殖提供必需的原料和充足的能量酸碱度(pH)

多数病原菌最适PH为7.27.6温度病原菌最适温度为37度气体渗透压四、细菌的生长繁殖与培养（一）生长繁殖的条件

O2：根据细菌代谢时对氧气的需要与否分四类：

专性需氧菌：具有完善的呼吸酶系统，需要分子氧作为受氢体以完成需氧呼吸，仅能在有氧环境下生长。

微需氧菌：在低氧压（5%-6%）生长最好。

兼性厌氧菌：兼有有氧呼吸和无氧发酵两种功能，在有氧、无氧环境中均能生长，但以有氧时生长较好。大多数病原菌属于此。

专性厌氧菌：缺乏完善的呼吸酶系统，只能进行无氧发酵，必须在无氧环境中生长。有氧环境不能生长的原因1.缺乏细胞色素及细胞色素氧化酶2.缺乏超氧化物歧化酶

气体——CO2

：

对细菌生长也很重要，大部分细菌在代谢中产生的

C

O2可满足需要，个别细菌初次分离时需人工供给5-10%C

O2（二）生长方式与速度细菌个体的生长繁殖繁殖方式细菌以简单的二分裂方式进行繁殖。繁殖速度繁殖一代所需时间（代时）约20-30min。

但少数细菌代时较长，如结核分枝杆菌代时为18小时。细菌群体的生长繁殖

繁殖规律生长曲线（growthcurve)迟缓期(lagphase)，对数期(logarithmicphase)稳定期(stationaryphase)，衰退期(declinephase)

细菌群体的生长繁殖（三）细菌的人工培养厌氧罐培养基(culturemedium)培养基：是由人工方法培配置而成的，专供微生物生长繁殖使用的混合营养物制品。按其营养组成和用途分类：基础培养基、增菌培养基、选择培养基、鉴别培养基、厌氧培养基。按其物理状态分类：固体培养基、液体培养基、半固体培养基。按其成分分类：合成培养基、天然培养基。（一）细菌在液体培养基中的生长情况菌膜菌沉淀均匀浑浊对照（二）细菌在固体培养基中的生长情况：

菌落——在固体培养基表面，经划线分离，由一个细菌经18—24h繁殖后形成的单个的、肉眼可见的细菌集团。光滑型菌落(S型）粗糙型菌落（R型）粘液型菌落（M型）（三）细菌在半固体培养基中的生长情况——动力试验1、3：有动力2：无动力根据不同标本及不同培养目的，可选用不同的接种和培养方法。常用的有分离培养和纯培养两种方法。病原菌的人工培养一般采用35-37℃，培养时间多数为18-24h，但有时需根据菌种及培养目的作最佳选择。培养细菌的方法应用传染病的诊断与防治细菌的鉴定与研究生物制品的制备病原学诊断通过药敏实验选择抗生素细菌的分类层次：界、门、纲、目、科、属、种。在细菌常用属和种。

种（species）——生物学性状基本相同的细菌群体，是细菌分类的基本单位。同一菌种的各个细菌，虽性状基本相同，但在某些方面仍有一定差异。

差异明显——亚种（变种）；

差异小——型（血清型、噬菌体型、细菌素型等）；

属（genus)——性状相近、关系密切的若干菌种组成一个菌属。

株（strain)——对不同来源的同一菌种的细菌称为该菌的不同菌株。标准菌株：具有某种细菌典型特征的菌株。五、细菌的分类与命名细菌的命名：采用拉丁双名法，每个菌名由两个拉丁字组成。前一字为属名，用名词，大写；后一字为种名，用形容词，小写。中文的命名次序与拉丁相反，种名在前，属名在后。

Staphylococcusaureus金黄色葡萄球菌第二节病毒的生物学性状病毒（virus）：最微小的、结构最简单的非细胞型微生物。特征

1体积微小；

2非细胞结构，结构简单“一包基因”而且仅一种核酸；

3严格的胞内寄生（分子水平寄生；）

4以复制方式繁殖；

5抵抗力特殊；

6在医学微生物中占重要地位①病毒感染占75%②轰动效应③传染性强，传播快，流行广，诊治困难，病死率高，后遗症严重④与肿瘤相关⑤分子生物学研究的重要工具。

病毒体（virion）：完整成熟的病毒颗粒。1大小nm2形态球形、杆形（丝形）、弹性、砖形、蝌蚪状3观察及测量①电镜②滤过③超速离心④X线衍射一、病毒的大小与形态二、病毒的结构与化学组成

（一）病毒的结构

基本结构核衣壳（nucleocapsid）（病毒体）病毒核心（core）衣壳（capsid）辅助结构包膜（envelope）病毒核心：成分为核酸，病毒基因组病毒衣壳：包绕在核酸外面的蛋白质外壳衣壳由壳粒（capsomere）组成形态亚单位壳粒由多肽分子组成结构亚单位根据壳粒排列方式不同，病毒有三种对称型螺旋对称二十面体立体对称复合对称核衣壳病毒体基本功能单位感染单位包膜：病毒出芽释放时获得

成分

对脂溶剂敏感宿主细胞膜、核膜成分病毒基因编码的病毒特异抗原有的有刺突(spike)或包膜子粒包膜有无：包膜病毒（enveloped

virus）裸病毒（nakedvirus）（二）病毒的化学组成与功能

核酸：仅含一种核酸，DNA或RNA

形状不同（单一线性、双股环状）完整性不同（完整的、分节段的）功能：决定病毒的复制、感染及遗传变异感染性核酸：失去衣壳裸露的仍具有感染性的病毒的核酸1.蛋白质保护核酸结构蛋白：参与感染具有抗原性非结构蛋白：病毒酶类（病毒复制，抑制宿主相应功能）2.脂类和糖主要存在于包膜中维护病毒体结构完整性与宿主细胞有亲和及融合的性能表现病毒种、型抗原性与病毒引起机体中毒症状有关三、病毒的增殖病毒的增殖方式——自我复制（selfreplication），即以病毒核酸为模板进行复制的方式。

（一）病毒的复制周期（replicationcycle吸附穿入脱壳生物合成组装成熟释放

1、吸附（adsorption）亲嗜性病毒表面吸附位点宿主细胞表面受体

易感性特异性、不可逆的结合2、穿入（penetration）吸附后进入细胞内3、脱壳（uncoating）脱去衣壳、核酸裸露

4、生物合成（biosynthesis）

合成大量病毒核酸和结构蛋白（1）DNA病毒早期mRNA转录早期蛋白质转译（功能蛋白）复制子代核酸晚期mRNA转录晚期蛋白质转译（结构蛋白）病毒RNA逆转录酶RNA：DNA杂交中间体RNA酶H水解负单链DNADNA聚合酶双链DNA整合酶整合到细胞染色体上（前病毒）转录子代RNAmRNA翻译结构蛋白子代病毒释放（2）逆转录病毒（retrovirus）非结构蛋白装配5、装配与释放（assemblyandrelease）组装成成熟的子代病毒，并从细胞游离出来（二）病毒的异常增殖和干扰现象1、病毒的异常增殖顿挫感染（abortiveinfection）在病毒增殖过程中，虽可合成部分或全部病毒成分，但不能正常组装成完整的病毒体，既不能产生有感染性的子代病毒。依赖细胞的顿挫感染非容纳细胞（non-permissivecell）依赖病毒的顿挫感染缺陷病毒（defectivevirus）指病毒基因组不完整或严重改变

而不能复制出完整的子代病毒的病毒2、干扰现象（interference）两种病毒同时感染同一细胞时，可发生一种病毒抑制另一种病毒增殖的现象。

干扰类型（异种、同种、自身、灭活病毒干扰活病毒）干扰素作用

干扰机理竟争干扰改变宿主细胞代谢途径缺陷病毒干扰同种正常病毒中止感染

干扰现象的意义预防感染鉴定病毒

四、理化因素对病毒的影响灭活（inactivation）——病毒受理化因素作用后失去感染性失去——增殖能力；保留——抗原性、红细胞吸附、血凝及细胞融合等特性；

机制——破坏包膜、蛋白变性、损伤核酸。

物理因素：温度、PH、射线

化学因素：甘油、脂溶剂、化学消毒剂、抗生素与中草药、其他五、病毒的分类

分类原则

核酸的性质与结构病毒大小与形态衣壳对称性和壳粒数目有无包膜对理化因素的敏感性抗原性生物学特性（繁殖方式、宿主范围、传播途径和致病性）常用核酸类型分类DNAvirusRNAvirus依传播方式和感染部位分类

呼吸道病毒肠道病毒肝炎病毒痘类病毒疱疹病毒虫媒病毒狂犬病毒逆转录病毒亚病毒1类病毒（viroids）仅为单股环状RNA分子，由250~400个核苷酸组成，可直接在宿主细胞内增殖，引起植物疾病。

2卫星病毒（satellites）单股环状RNA，由300~400个核苷酸组成，不能直接在宿主细胞内增殖，而需相应的、特异的“辅助病毒”即病毒的“病毒”，故称卫星病毒，引起植物疾病。

3朊粒（prion）为蛋白质，用侵染子蛋白（prionproteinPrP）来表示，可在细胞内进行复制，病变部位无炎症及免疫反应，但均有脑组织的海绵状淀粉样病变。主要引起人和动物疾病，以慢性进行性退化性致死性中枢神经系统疾病为特征。羊瘙痒病、牛海绵状脑病（疯牛病）、库鲁病、克-雅病、老年痴呆等。第三节真菌真菌（fungus）是一类具有细胞器和典型细胞核，不含叶绿素，不分根、茎、叶的真核细胞型微生物。1.细胞核高级分化，有核膜核仁，胞质内有完整细胞器，能进行有丝分裂。2.细胞器由几丁质或纤维素组成，无肽聚糖。3.少数为单细胞，大部分为多细胞并有发达的菌丝体4.不含叶绿素，不分根、茎、叶。5.以无性和有性方式进行繁殖。6.种类多，数目大，分类广。特点：一、真菌的形态与结构真菌大小不一，比细菌大几倍至几十倍，光镜可见，形态多样，按形态结构可分为单细胞真菌和多细胞真菌。单细胞真菌（酵母菌）呈圆形或椭圆形。酵母型：不产生菌丝，由母细胞芽生方式繁殖，芽体脱离母细胞，其菌落与细菌菌落相似。类酵母型：芽生方式繁殖，芽体不脱离母细胞并延长伸进培养基中—假菌丝，菌落与前者相似，但在培养基内可见假菌丝体。多细胞真菌（真菌），由菌丝和孢子组成孢子菌丝（hypha）生出嫩芽芽管延长成丝状菌丝不断生长分支、交织菌丝体菌丝为管状结构，内充满细胞浆分类单纯菌丝球拍状菌丝梳状菌丝结节状菌丝鹿角状菌丝螺旋状菌丝按功能营养菌丝气中菌丝/生殖菌丝按结构隔膜有无无隔菌丝有隔菌丝（大多数病原性真菌）按形态孢子（spore）是真菌的生殖结构，通过产生孢子进行繁殖，孢子由特化的菌丝—生殖菌丝产生。孢子也是其鉴定和分离的依据。分类：叶状孢子、分生孢子、孢子囊孢子。酵母菌的出芽繁殖YEAST二、真菌的繁殖与培养真菌的繁殖方式有性繁殖同一菌体或不同菌体上雌雄两种细胞融合产生新个体的繁殖过程无性繁殖由菌丝上的细胞直接分化形成孢子的过程。简单、快速、产生新个体数目多。大多数病原性真菌以此方式繁殖。具体表现：芽生裂殖萌管隔殖真菌较常见的繁殖方式二分裂芽管延伸后形成菌丝先形成隔膜，再浓缩成新的孢子真菌的培养培养条件培养基：沙保弱培养基pH4-6温度22~28℃（深部真菌37℃）时间：病原性真菌多为1-4W。加抗生素抑菌。菌落特征酵母型菌落类酵母型菌落丝状菌落三、变异性和抵抗力真菌易变异，多次传代或培养时间过长，可出现形态、结构、菌落形状等变异。

真菌和孢子均不耐热，60~70℃1h被杀死，而对干燥、阳光、紫外线及常用消毒剂抵抗力强，对抗生素不敏感。

第三章

原核微生物的形态结构与功能

第一节细菌1第二节放线菌2原核细胞真核细胞原核细胞和真核细胞的区别原核细胞真核细胞细胞核有明显核区，无核膜、核仁有核膜，核仁细胞器无线粒体，能量代谢和许多物质代谢在质膜上进行有线粒体，能量代谢和许多合成代谢在线粒体中进行核糖体分布在细胞质中，沉降系数为70S分布在内质网膜上，沉降系数为80S特征原核微生物真核微生物核核膜核仁拟核－－完整的核++核糖体70S，在细胞质中80S，胞质中；70S，胞器中繁殖方式多数二分裂无性有性或无性有性生殖通常没有或有+中体+－细胞器－线粒体、高尔基体、叶绿体、内质网等细胞膜中甾醇－（除极个别外）+呼吸链位置细胞膜线粒体与氧的关系好氧、兼性好氧、厌氧好氧、少数兼性厌氧细胞壁组成肽聚糖几丁质或纤维素运动器官较细的鞭毛（中空管状结构）较粗的鞭毛（9+2结构）细胞大小较小（0.25～10μm）较大（10～100μm）原核微生物与真核微生物区别

原核微生物细胞大小比较

第一节

细

菌

细菌（Bacteria）是一类个体微小、具有细胞壁的单细胞原核微生物一、细菌的个体形态球状杆状螺旋状基本形态一、细菌的个体形态1、球菌（Coccus）

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。（1）单球菌如尿素微球菌（Micrococcusureae）。（2）双球菌如肺炎双球菌（Diplococcus

pneumoniae）。（3）链球菌如乳链球菌（Streptococcuslactis）。（4）四链球菌如四链微球菌（Micrococcustetragehus）。（5）八叠球菌如尿素八叠球菌（Sarcinaureae）。（6）葡萄球菌

如金黄色葡萄球菌（Staphylococcusaureus）。2、杆菌（Bacillus）

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大变化。3、螺旋菌（Spirilla）螺旋菌弧菌螺菌螺旋体弧菌（Vibriocholerae,×4800）

螺菌(Campylobacterjejunl,×17000)螺旋体(Treponema,×4000)4、细菌的特殊形态

柄细菌、肾形菌、臂微菌、网格硫细菌、贝日阿托氏菌(丝状)、具有子实体的粘细菌、三角形、方形等特殊形态的细菌。

细菌的特殊形态二、细菌的个体大小细菌大小的测定：(1)测量：测微尺(2)长度单位：微米(μm)(3)表示：球菌：直径杆菌：宽×长螺菌：宽、长、螺距（二）大小1、范围细菌大小测量结果的影响因素个体差异；干燥、固定后的菌体会一般由于脱水而比活菌体缩短1/3-1/4；染色方法的影响，一般用负染色法观察的菌体较大；幼龄细菌一般比成熟的或老龄的细菌大；环境条件，如培养基中渗透压的改变也会导致细胞大小的变化。细菌细胞的重量约为1×10－9～1×10－10mg，即每克细菌约含1～10万亿个菌体细胞

（nanobacteria）（50nm）与无细胞结构的病毒相仿最大和最小细菌的个体大小悬殊（Thiomargaritanamibiensis）（0.75mm）肉眼可见德国科学家H.N.Schulz等1999年在纳米比亚海岸的海底沉积物中发现的一种硫磺细菌（sulfurbacterium），其大小可达0.75mm，Thiomargaritanamibiensis，“纳米比亚硫磺珍珠”三、细菌的细胞结构与功能特殊构造：部分细菌具有的或一般细菌在特殊环境下才有的构造一般构造：一般细菌都有的构造（一）细菌细胞的基本结构细菌细胞的基本结构细胞壁细胞膜核区细胞质和内含物

细胞壁（cellwall）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。1、细胞壁1）细菌超薄切片的电镜直接观察；2）质、壁分离与适当的染色，可以在光学显微镜下看到细胞壁；3）机械法破裂细胞后，分离得到纯的细胞壁；4）制备原生质体，观察细胞形态的变化（1）证实细胞壁存在的方法：1、细胞壁（2）细胞壁的功能：1）固定细胞外形和提高机械强度；2）为细胞的生长、分裂和鞭毛运动所必需；3）阻拦有害物质进入细胞；4）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胞壁（3）细胞壁的化学组成与结构1)革兰氏染色Christian.Gram（革兰）于1884年发明的一种鉴别不同类型细菌的染色方法。细胞壁

革兰氏阳性和阴性细菌细胞壁成分的比较

成分占细胞壁干重的%革兰氏阳性细菌革兰氏阴性细菌肽聚糖磷壁酸类脂质蛋白质含量很高（30~95）含量较高（<50）一般无（<2）无含量很低（5~20）无含量较高（~20）含量较高1)革兰氏染色革兰氏阳性细菌与革兰氏阴性细菌细胞壁模式图革兰氏染色1、结晶紫初染2、碘溶液媒染3、乙醇脱色4、沙黄复染革兰氏染色革兰氏染色

2）革兰氏阳性细菌的细胞壁特点：厚度大（20~80nm）化学组分简单，一般只含90%肽聚糖和10%磷壁酸。革兰氏阳性细菌的细胞壁A、肽聚糖厚约20~80nm，由40层左右的网格状分子交织成的网套覆盖在整个细胞上。革兰氏阳性细菌肽聚糖单体A、肽聚糖肽聚糖网格状结构革兰氏阳性细菌的细胞壁跨越肽聚糖层并与细胞膜相交联的膜磷壁酸（又称脂磷壁酸），由甘油磷酸链分子与细胞膜上的磷脂进行共价结合后形成。B、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。壁磷壁酸，它与肽聚糖分子间进行共价结合，含量会随培养基成分而改变，一般占细胞壁重量的10%，有时可接近50%。用稀酸或稀碱可以提取。革兰氏阳性细菌的细胞壁革兰氏阴性菌细胞壁分内壁层和外壁层。

内壁层：紧贴胞膜,仅由1—2层肽聚糖分子构成,占细胞壁干重5—10%,无磷壁酸。外壁层：位于肽聚糖层的外部。脂多糖;脂蛋白、

包括:蛋白质层:基质蛋白、

外壁蛋白;磷脂.3）革兰氏阴性细菌的细胞壁A、肽聚糖埋藏在外膜层之内，是仅由1~2层肽聚糖网状分子组成的薄层(2~3nm)，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。革兰氏阴性细菌肽聚糖单体革兰氏阴性细菌的细胞壁B、外膜(outermembrane)位于革兰氏阴性细菌细胞壁外层，由脂多糖、磷脂和脂蛋白等若干种蛋白质组成的膜，有时也称为外壁。革兰氏阴性细菌的细胞壁C、外膜蛋白(outermembraneprotein)嵌合在LPS和磷脂层外膜上的蛋白，有20余种。革兰氏阴性细菌的细胞壁D、周质空间(periplasmicspace,periplasm)革兰氏阴性细菌的细胞壁4）革兰氏阳性和阴性细菌的比较（4）革兰氏染色的机制第一步：结晶紫使菌体着上紫色第二步：碘和结晶紫形成大分子复合物，分子大，能被细胞壁阻留在细胞内。第三步：酒精脱色，细胞壁成分和构造不同，出现不同的反应。G+菌：细胞壁厚，肽聚糖含量高，交联度大，当乙醇脱色时，肽聚糖因脱水而孔径缩小，故结晶紫-碘复合物被阻留在细胞内，细胞不能被酒精脱色，仍呈紫色。Gˉ菌：肽聚糖层薄，交联松散，乙醇脱色不能使其结构收缩，因其含脂量高,乙醇将脂溶解，缝隙加大，结晶紫-碘复合物溶出细胞壁，酒精将细胞脱色，细胞无色，沙黄复染后呈红色。G+菌Gˉ菌

细胞质膜（cytoplasmicmembrane），又称质膜（plasmamembrane）、细胞膜（cellmembrane）或内膜（innermembrane），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。

细胞膜的组成：蛋白质（占50%～70%）磷脂（占20%～30%）多糖（占1.5%～10%）

1、细胞膜（1）观察方法：质壁分离后结合鉴别性染色在光学显微镜下观察；原生质体破裂；超薄切片电镜观察；（2）细胞膜的化学组成与结构模型：液态镶嵌模型(fluidmosaicmodel)①膜的主体是脂质双分子层；②脂质双分子层具有流动性；③整合蛋白因其表面呈疏水性，故可“溶”于脂质双分子层的疏水性内层中；④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；⑤脂质分子间或脂质与蛋白质分子间无共价结合；⑥脂质双分子层犹如一“海洋”，周边蛋白可在其上作“漂浮”运动，而整合蛋白则似“冰山”状沉浸在其中作横向移动。1972年，辛格（J.S.Singer）和尼科尔森（G.L.Nicolson）提出的细胞膜液态镶嵌模型：（3）细胞膜的生理功能：a.细胞内、外的物质交换的主要屏障和介质；b.合成细胞壁和糖被的各种组分的重要基地；c.是细胞的产能场所；e.是鞭毛基体的着生部位和鞭毛旋转的供能部位；d.传递信息；（4）间体（mesosome，或中体）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。多见于革兰氏阳性细菌。青霉素酶分泌、DNA复制、分配以及细胞分裂有关“间体”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。细胞质（cytoplasm）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。3