《微生物學(xué)教程(周德慶)》各章復(fù)習(xí)重點(diǎn)-(1)

1、第一章 原核生物的形態(tài)、構(gòu)造和功能學(xué)習(xí)要點(diǎn) 1.1. 細(xì)菌 Bacteria 一、細(xì)菌的形態(tài)和大小 1. 基本形態(tài) （1）球菌（Coccus）：球形或近球形，根據(jù)空間排列方式不同又分為單、雙、鏈、四聯(lián)、八疊、葡萄球菌。不同的排列方式是由于細(xì)胞分裂方向及分裂后情況不同造成的。 （2）桿菌（Bacillus）：桿狀或圓柱形，徑長(zhǎng)比不同，短粗或細(xì)長(zhǎng)。是細(xì)菌中種類最多的。 （3）螺旋菌（Spirillum）：是細(xì)胞呈彎曲桿狀細(xì)菌的統(tǒng)稱，一般分散存在。根據(jù)其長(zhǎng)度、螺旋數(shù)目和螺距等差別，分為弧菌Vibrio（菌體只有一個(gè)彎曲，形似C字）和螺旋菌（螺旋狀，超過(guò)1圈）。 細(xì)菌的形態(tài)不是一成不變的，受環(huán)境條件影

2、響（如溫度、培養(yǎng)基濃度及組成、菌齡等 ）。一般在幼齡和生長(zhǎng)條件適宜時(shí)，形狀正常、整齊。而在老齡和不正常生長(zhǎng)條件下會(huì)表現(xiàn)出畸形、衰頹形等異常形態(tài)?；问怯捎诶砘蛩卮碳?，阻礙細(xì)胞發(fā)育引起；衰頹形是由于培養(yǎng)時(shí)間長(zhǎng)，細(xì)胞衰老，營(yíng)養(yǎng)缺乏，或排泄物積累過(guò)多引起的。 2. 細(xì)菌大小 細(xì)菌是單細(xì)胞的，大小在1m左右，在顯微鏡下才能看到其形狀?？捎蔑@微測(cè)微尺測(cè)量細(xì)菌大小，不同細(xì)菌大小不同，一般球菌直徑0.5-1m；桿菌直徑0.5-1m ，長(zhǎng)為直徑1-幾倍；螺旋菌直徑0.3-1m，長(zhǎng)1-50m。細(xì)菌大小也不是一成不變的。 二、細(xì)菌細(xì)胞結(jié)構(gòu) 細(xì)菌是單細(xì)胞的微生物，其細(xì)胞結(jié)構(gòu)分為基本結(jié)構(gòu)和特殊結(jié)構(gòu)?；窘Y(jié)構(gòu)是細(xì)胞不

3、變部分或一般結(jié)構(gòu)，如細(xì)胞壁、細(xì)胞膜、細(xì)胞核、核糖體等為全部細(xì)菌細(xì)胞所共有。特殊結(jié)構(gòu)是細(xì)胞可變部分或特殊結(jié)構(gòu)，如鞭毛、纖毛、莢膜、芽孢、氣泡等，只在部分細(xì)菌中發(fā)現(xiàn)。 （一）細(xì)菌細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu) 1. 細(xì)胞壁(cell wall)：位于細(xì)胞表面，較堅(jiān)硬，略具彈性的結(jié)構(gòu)。 （1）細(xì)胞壁的功能 保護(hù)細(xì)胞免受機(jī)械損傷和滲透壓的破壞，維持細(xì)胞形狀；鞭毛運(yùn)動(dòng)支點(diǎn)；正常細(xì)胞分裂必需；一定的屏障作用；噬菌體受體位點(diǎn)所在。另外與細(xì)菌的抗原性、致病性有關(guān)。 （2）革蘭氏染色 Cristein Gram于1884年發(fā)明的一種細(xì)菌染色方法。不同的細(xì)菌，細(xì)胞壁的化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)不同，通過(guò)革蘭氏染色法可將所有細(xì)菌分為革蘭氏陽(yáng)性

4、（G）與革蘭氏陰性（G）兩大類，兩者在細(xì)胞壁組成上具有明顯差異。凡是不能被乙醇脫色，呈藍(lán)紫色，稱為革蘭氏陽(yáng)性菌(G)；凡是經(jīng)乙醇脫色，呈復(fù)染劑顏色，稱為革蘭氏陰性菌(G) 革蘭氏染色的過(guò)程： 初染：結(jié)晶紫使菌體著上紫色；媒染：碘和結(jié)晶紫形成脂溶性大分子復(fù)合物，分子大，能被細(xì)胞壁阻留在細(xì)胞內(nèi)；脫色：酒精脫色，細(xì)胞壁成分和構(gòu)造不同，出現(xiàn)不同的反應(yīng)；復(fù)染：沙黃復(fù)染，增加脫色菌與背景的反差并區(qū)別于未脫色菌。 （3）革蘭氏陽(yáng)性菌 以金黃色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）為例： G細(xì)胞壁：是連續(xù)層，厚20-80nm，由微纖絲組成的網(wǎng)狀骨架和基質(zhì)兩部分構(gòu)成，其化學(xué)組成主要是肽聚糖和磷壁

5、酸。 肽聚糖（peptidoglycan）：是由許多亞單位交聯(lián)而成的大分子復(fù)合體，由雙糖單位、短肽、肽橋組成。 雙糖單位是N-乙酰胞壁酸（NAM）和N-乙酰葡萄糖胺（NAG）通過(guò)-1，4糖苷鍵相連而成；短肽為L(zhǎng)-Ala-D-Glu-L-Lys-D-Ala；肽橋由5個(gè)甘氨酸組成，連接相鄰的短肽。短肽全部或部分連至NAM上，短肽之間也有連接，組成一網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。肽聚糖是細(xì)菌細(xì)胞壁特有的成分，也是原核微生物的特有成分（古生菌沒(méi)有）。 溶菌酶使肽糖中的糖苷鏈斷裂，而青霉素是干擾短肽之間肽鍵的形成。 磷壁酸（teichoic acid）：是大多數(shù)G的特有成分。通過(guò)磷酸二酯鍵與NAM相連，它是多元醇和磷酸的聚

6、合物，能溶于水。其主要功能是：使壁形成負(fù)電荷環(huán)境，吸附二價(jià)金屬離子，調(diào)節(jié)酶的活性；維持壁硬度；在細(xì)胞表面形成噬菌體吸附的受體位點(diǎn)；也是細(xì)胞壁深層的一種抗原物質(zhì)。 （4）革蘭氏陰性菌 以大腸桿菌（E.coli）為例： G細(xì)胞壁的構(gòu)成是非連續(xù)層，包括外壁層和內(nèi)壁層；外壁層又稱為外膜，8-10 nm，由脂多糖層、磷脂層和脂蛋白層組成，以脂類部分與肽聚糖相連；其中脂多糖（lipopolysaccharide，LPS）是其主要成分，也是G細(xì)菌的特有成分，它由類脂A、核心多糖和O-側(cè)鏈組成。 脂多糖層的功能：是革蘭氏陰性細(xì)菌致病物質(zhì)內(nèi)毒素的物質(zhì)基礎(chǔ)；吸附鎂、鈣離子；決定G-表面抗原；噬菌體受體位點(diǎn)。內(nèi)壁層

7、緊貼細(xì)胞膜，厚2-3 nm，由肽聚糖組成。與G區(qū)別在于：交聯(lián)低，肽鏈中的L-Lys往往被二氨庚二酸取代（DAP），無(wú)特殊肽橋。 （5）G與G細(xì)菌細(xì)胞壁的比較： 革蘭氏陽(yáng)性菌革蘭氏陰性菌細(xì)胞壁厚度 較厚，2080nm較薄1015nm細(xì)胞壁分層不分層分層，包括外膜和內(nèi)壁層 肽聚糖含量含量高（30-70）只占組分的5-10% 肽聚糖層數(shù)層數(shù)多低，一般1-2層 交聯(lián)度高較低磷壁酸有無(wú)脂多糖無(wú)有（在外膜層）DAP無(wú)有（6）革蘭氏染色機(jī)制 G細(xì)胞壁厚，網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)致密，肽聚糖含量高，分子交聯(lián)度緊密，用乙醇處理后，肽聚糖網(wǎng)孔會(huì)因脫水而明顯收縮，透性降低，故細(xì)菌仍保留結(jié)晶紫-碘復(fù)合物在細(xì)胞膜內(nèi)使其呈現(xiàn)紫色。G肽聚

8、糖層較薄，肽聚糖含量低，交聯(lián)度松散，且含較多類脂質(zhì)，故用乙醇處理后，類脂質(zhì)被溶解，細(xì)胞壁孔徑變大，通透性增加，使初染的結(jié)晶紫和碘的復(fù)合物易于滲出，細(xì)胞被脫色，經(jīng)沙黃復(fù)染后呈紅色。 （7）古生菌 古生菌是一群具有獨(dú)特基因結(jié)構(gòu)或系統(tǒng)發(fā)育生物大分子序列的單細(xì)胞生物，主要包括一些獨(dú)特生態(tài)類型的原核生物。除熱源體屬Thermoplasma外，均有與真細(xì)菌類似細(xì)胞壁， 但化學(xué)成分差別很大，不含肽聚糖，而含假肽聚糖、糖蛋白或蛋白質(zhì)。 （8）細(xì)胞壁缺陷細(xì)菌 原生質(zhì)體protoplast：人工條件下用溶菌酶除去細(xì)胞壁或用青霉素抑制細(xì)胞壁合成后形成的球形結(jié)構(gòu)。一般由G形成。 球形體spheroplast：殘留部分

9、細(xì)胞壁的球形結(jié)構(gòu)，一般由G形成。具有對(duì)滲透壓敏感；有鞭毛也不運(yùn)動(dòng)；對(duì)噬菌體不敏感；細(xì)胞不能分裂等特點(diǎn)。 細(xì)菌 L型：一種由自發(fā)突變形成無(wú)完整細(xì)胞壁的變異型，在固體培養(yǎng)基表面形成 “油煎蛋 ”狀小菌落。 支原體：長(zhǎng)期進(jìn)化形成的無(wú)細(xì)胞壁、形態(tài)多變的G細(xì)菌。 2. 細(xì)胞膜（cell membrane） 細(xì)胞膜是存在于細(xì)胞壁與細(xì)胞質(zhì)之間的一層柔軟而富有彈性的半透性膜。厚510nm。由蛋白和磷脂組成，蛋白質(zhì)含量高達(dá)75%，種類也多。 （1）膜結(jié)構(gòu)假說(shuō)：磷脂雙分子層構(gòu)成了膜基本骨架；磷脂分子在細(xì)胞膜中以多種形式不斷運(yùn)動(dòng)，從而使膜具有流動(dòng)性；膜蛋白無(wú)規(guī)則的，以不同深度分布于膜的磷脂層中。 （2）細(xì)胞膜的功能

10、：高度選擇透性膜，參與物質(zhì)運(yùn)輸；滲透屏障，維持正常滲透壓；重要代謝活動(dòng)中心，生物氧化和合成作用；與壁、莢膜合成有關(guān)；鞭毛著生點(diǎn)，提供運(yùn)動(dòng)能量。 3. 間體（mesosome） 間體是細(xì)胞膜內(nèi)陷形成。其功能是呼吸酶系發(fā)達(dá)，擬線粒體結(jié)構(gòu)；與壁合成、核分裂、芽孢形成有關(guān)。 4. 細(xì)胞質(zhì)及內(nèi)含物 細(xì)胞質(zhì)是位于細(xì)胞膜與擬核之間的無(wú)色透明膠狀物，原核與真核的細(xì)胞質(zhì)組成不同。原核細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)主要由水、蛋白、核酸、脂類及少量糖和無(wú)機(jī)鹽組成。不同細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)，含不同內(nèi)含物，是細(xì)胞的貯藏物質(zhì)或代謝產(chǎn)物。 貯藏物：異染粒是普通貯藏物聚羥丁酸顆粒是許多細(xì)菌細(xì)胞質(zhì)內(nèi)常含有的碳源類儲(chǔ)藏物。此外，還有肝糖粒和淀粉粒、硫滴等儲(chǔ)

11、存碳源和硫元素的貯藏物顆粒。磁小體：在水生螺菌屬和嗜膽球菌屬等趨磁細(xì)菌中發(fā)現(xiàn)，其功能是導(dǎo)向作用。磁小體可用來(lái)生產(chǎn)磁性定向藥物或抗體，以及制造生物傳感器。 羧酶體：自養(yǎng)生物（如固氮菌）所特有，可能是固定CO2的場(chǎng)所。 氣泡：是存在于許多光能營(yíng)養(yǎng)型、無(wú)鞭毛運(yùn)動(dòng)水生細(xì)菌中的泡囊狀內(nèi)含物，其內(nèi)充滿氣體。許多漂浮于湖水、海水表面的細(xì)菌如藍(lán)細(xì)菌都具有氣泡。 核糖體（ribosome）：是一種無(wú)膜包裹的顆粒狀細(xì)胞器，具有合成蛋白質(zhì)的功能。每個(gè)細(xì)胞含大量的核糖體。原核生物具有70S的核糖體，游離存在；真核生物具有70、80S的核糖體，游離存在或結(jié)合于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)等細(xì)胞器中。 5. 細(xì)胞核（nuclear body）

12、 原核細(xì)胞由于其核構(gòu)造簡(jiǎn)單故稱原核，擬核，核物質(zhì)等，原核無(wú)明顯核，僅有一核區(qū)。 其細(xì)胞核的特點(diǎn)是：無(wú)核膜、核仁、固定形態(tài)；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；細(xì)胞分裂前核分裂。一般為單倍體。主要成分為環(huán)狀雙鏈、超線圈結(jié)構(gòu)的DNA。 6. 質(zhì)粒（plasmid） 質(zhì)粒是細(xì)菌染色體外的遺傳物質(zhì)，為環(huán)狀DNA分子。它可以獨(dú)立復(fù)制，穩(wěn)定遺傳。質(zhì)粒分子比染色體小的多，僅有50100個(gè)基因。一個(gè)細(xì)胞內(nèi)可有一至數(shù)個(gè)質(zhì)粒。質(zhì)?？梢钥刂瓶股氐漠a(chǎn)生，在遺傳工程中質(zhì)?？勺髂康幕蜉d體。 （二）細(xì)菌細(xì)胞的特殊結(jié)構(gòu) 1. 莢膜（capsule） 莢膜是某些細(xì)菌細(xì)胞壁外面覆蓋的一層透明粘性物質(zhì)。根據(jù)厚度和形態(tài)的不同可以分為大莢膜、微莢膜和粘液層

13、。莢膜由90%以上的水和多糖或多肽的聚合物組成。折光率低，可用負(fù)染法觀察。它具有抵抗干燥；加強(qiáng)致病力，免受吞噬；堆積某些代謝廢物；貯存營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)等功能。 2. 鞭毛和菌毛 鞭毛（flagellum）是某些細(xì)菌表面一種纖細(xì)呈波狀的絲狀物，是細(xì)菌運(yùn)動(dòng)器官。鞭毛的直徑是20-25nm，長(zhǎng)超過(guò)菌體若干倍?？赏ㄟ^(guò)電鏡或特殊染色法觀察鞭毛。鞭毛由鞭毛絲、鞭毛鉤和基體三部分組成，其主要成分為蛋白質(zhì)。鞭毛的運(yùn)動(dòng)具有趨光性和趨化性。鞭毛的著生位置與數(shù)目，可作為分類依據(jù)。 菌毛（fimbria，pilus）又稱纖毛，是某些菌體表面存在的短而多的附屬物。纖毛比鞭毛更短、更細(xì)，且直而硬，數(shù)量很多，不具有運(yùn)動(dòng)功能，其作用

14、是作為附著到哺乳動(dòng)物細(xì)胞或其他物體的工具。 性菌毛（F菌毛）的構(gòu)造和成分與菌毛相同，但比菌毛長(zhǎng)。數(shù)量?jī)H一至少數(shù)幾根。性菌毛一般見(jiàn)于革蘭氏陰性細(xì)菌的雄性菌株中。性菌毛的功能和雌性菌株的有性接合有關(guān)，在接合中傳遞遺傳物質(zhì)。 3. 芽孢（spore, endospore） 某些細(xì)菌在其生長(zhǎng)發(fā)育后期，在營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞內(nèi)形成圓形或橢圓形、壁厚、含水量極低、抗逆性極強(qiáng)的休眠體，稱為芽孢。芽孢位于菌體的中央或末端。每一細(xì)胞僅形成一個(gè)芽孢，反之，一個(gè)芽孢經(jīng)萌發(fā)后也只能生成一個(gè)菌體，所以芽孢沒(méi)有繁殖功能，是細(xì)菌度過(guò)不良環(huán)境的一種方式。 （1）芽孢的結(jié)構(gòu)：有多層，主要包括芽孢外壁、芽孢衣、皮層和核心。 （2）芽孢的形成

15、過(guò)程：營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞中的DNA濃縮形成束狀質(zhì)膜內(nèi)陷前芽孢雙層膜形成合成DPA 皮層合成芽孢衣合成芽孢囊裂解。 芽孢是細(xì)菌分類、鑒定中的重要形態(tài)指標(biāo)及滅菌標(biāo)準(zhǔn)的重要參數(shù)。 4. 伴孢晶體 少數(shù)芽孢桿菌，如Bacillus thuringiensis（蘇云金芽孢桿菌）在形成芽孢的同時(shí)，會(huì)在芽孢旁形成一個(gè)菱形或雙錐形的堿溶性蛋白晶體（即內(nèi)毒素）稱為伴胞晶體。它對(duì)昆蟲(chóng)，尤其是鱗翅目昆蟲(chóng)的幼蟲(chóng)有毒殺作用，故可制成細(xì)菌殺蟲(chóng)劑。三、細(xì)菌繁殖與群體形態(tài) 1. 細(xì)菌的繁殖方式 細(xì)菌的繁殖方式以裂殖為主，少數(shù)有性接合。細(xì)菌分裂過(guò)程：菌體伸長(zhǎng)，核質(zhì)體分裂形成橫隔壁子細(xì)胞分離。 2. 菌落形態(tài) hainan2016_888

16、菌落（colony）是由單個(gè)或少數(shù)幾個(gè)細(xì)胞在適宜的固體培養(yǎng)基表面或內(nèi)部生長(zhǎng)繁殖到一定程度形成肉眼可見(jiàn)的有一定形態(tài)結(jié)構(gòu)的子細(xì)胞群體。若多個(gè)菌落連成一片則稱為菌苔（lawn）。 菌落形態(tài)包括大小、形狀、隆起、邊緣、表面狀態(tài)、表面光澤、質(zhì)地、顏色等等。 3. 細(xì)菌菌落的特征 一般都較小，菌落與培養(yǎng)基結(jié)合不緊密，用接種針容易挑起，多數(shù)表面較光滑、濕潤(rùn)、較粘稠，易挑取，質(zhì)地均勻，色澤多樣。 1. 2. 放線菌（Actinomycetes） 放線菌為細(xì)菌中的一個(gè)特殊類群。因其在固體培養(yǎng)基上呈輻射狀生長(zhǎng)而得名,是絲狀分枝細(xì)胞的細(xì)菌。細(xì)胞核屬于原核，直徑在0.51.5m、長(zhǎng)度在50600 m之間，細(xì)胞壁的化學(xué)

17、成份與細(xì)菌相仿，G，行無(wú)性繁殖,是細(xì)菌類中進(jìn)化較高級(jí)的類群。一般分布在含水量低、有機(jī)質(zhì)豐富的中性偏堿性土壤中，有特殊土腥味。大多數(shù)是腐生菌，少數(shù)寄生；多數(shù)異養(yǎng)，好氧。突出特性是產(chǎn)各種抗生素。 1. 形態(tài)與結(jié)構(gòu) 由菌絲構(gòu)成，直徑0.2-1.2m，無(wú)橫隔，仍是單細(xì)胞。菌絲由于形態(tài)與功能不同分為營(yíng)養(yǎng)菌絲、氣生菌絲與孢子絲。營(yíng)養(yǎng)菌絲又稱基內(nèi)菌絲，長(zhǎng)在培養(yǎng)基內(nèi)，主要功能為吸收營(yíng)養(yǎng)物；氣生菌絲是由營(yíng)養(yǎng)菌長(zhǎng)出到培養(yǎng)基外,伸向空中的菌絲，其功能是分化產(chǎn)生孢子絲;孢子絲是放線菌生長(zhǎng)發(fā)育到一定階段，在其氣生菌絲上分化出可以形成孢子的菌絲，孢子絲的形態(tài)多樣，孢子絲發(fā)育到一定階段，其頂端形成分生孢子。不同放線菌的基內(nèi)

18、菌絲、氣生菌絲的顏色可不同，孢子絲和孢子的形狀各異，是分類依據(jù)之一。 2. 繁殖 放線菌通過(guò)無(wú)性孢子及菌絲片斷等進(jìn)行繁殖，其中以無(wú)性孢子為主。大多數(shù)放線菌通過(guò)產(chǎn)生橫隔膜的方式使孢子絲分裂成為一串分生孢子。少數(shù)放線菌在菌絲上產(chǎn)生孢子囊，孢子囊成熟后破裂，釋放出大量的孢囊孢子。放線菌可通過(guò)菌絲斷裂而繁殖。 3. 放線菌的菌落特征 放線菌的菌落介于霉菌與細(xì)菌菌落之間，質(zhì)地致密、堅(jiān)實(shí)干燥、多皺，菌落較小，與培養(yǎng)基結(jié)合緊密，由于菌絲及孢子含色素，菌落呈一定色澤。 1. 3 藍(lán)細(xì)菌 藍(lán)細(xì)菌（Cyanobacteria）：是一類含葉綠素、進(jìn)行產(chǎn)氧性光合作用的大型原核生物。有些種類的細(xì)胞特化為異形胞，具固氮功

19、能。由于具有含水量豐富和儲(chǔ)存有營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的莢膜、能進(jìn)行光合作用的類囊體、固定CO2抵的羧酶體，以及抗干燥的厚垣孢子，可在貧瘠沙灘荒巖上生長(zhǎng)，故被稱為“先鋒生物”。 1. 4 立克次氏體、支原體和衣原體 立克次氏體（Rickettsia） 立克次氏體是介于細(xì)菌和病毒之間、專性真核活細(xì)胞內(nèi)寄生的G原核生物。多數(shù)無(wú)濾過(guò)性，細(xì)胞形態(tài)多變，不運(yùn)動(dòng)。有不完整的產(chǎn)能代謝途徑，抵抗性差。 支原體（Mycoplasma） 支原體是介于細(xì)菌和立克次氏體之間、無(wú)細(xì)胞壁的原核生物，柔軟，可通過(guò)濾器，細(xì)胞膜含甾醇類。已知的可獨(dú)立生活的、最小的細(xì)胞型生物?？扇斯づ囵B(yǎng)，形成“油煎蛋”狀菌落。 衣原體（Chlamydia） 衣

20、原體是介于立克次氏體和病毒之間、專性活細(xì)胞的能量寄生性的G原核生物。具濾過(guò)性，有不完整的酶系統(tǒng)。在其生活史中有原體、始體、包涵體等形態(tài)。 第二章 真核微生物的形態(tài)、構(gòu)造和功能學(xué)習(xí)要點(diǎn) 2.1 真核微生物概述 真核生物是大類細(xì)胞核具有核膜，能進(jìn)行有絲分裂，細(xì)胞質(zhì)中存在線粒體或同時(shí)存在葉綠體等多種細(xì)胞器的生物。真菌、顯微藻類和原生動(dòng)物等是屬于真核生物類的微生物，故稱為真核微生物。真核微生物主要包括屬于植物界的顯微藻類、屬于動(dòng)物界的原生動(dòng)物和屬于“菌物界”的真菌等微生物。 真核生物細(xì)胞與原核生物細(xì)胞相比，有顯著的差異：真核生物細(xì)胞中存在著許多由膜包圍著的細(xì)胞器和有核膜包裹的完整細(xì)胞核。 “菌物界”這

21、個(gè)名詞是我國(guó)學(xué)者裘維著等于1990年提出的，是指與動(dòng)物界、植物界相并列的一大群無(wú)葉綠素、依靠細(xì)胞表面吸收有機(jī)養(yǎng)料、細(xì)胞壁一般含有幾丁質(zhì)的真核微生物。一般包括真菌、粘菌和假菌（卵菌等）3類。 真菌是最重要的真核微生物，其特點(diǎn)是：無(wú)葉綠素，不能進(jìn)行光合作用；一般具有發(fā)達(dá)的菌絲體；細(xì)胞壁多數(shù)含幾丁質(zhì)；營(yíng)養(yǎng)方式為異養(yǎng)吸收型；以產(chǎn)生大量無(wú)性和（或）有性孢子的方式進(jìn)行繁殖；陸生性較強(qiáng)。真菌按其形態(tài)特征可分為酵母菌、霉菌和蕈菌3類。 2.2 真核微生物的細(xì)胞構(gòu)造 真核微生物的細(xì)胞主要構(gòu)造有細(xì)胞質(zhì)膜、細(xì)胞質(zhì)、細(xì)胞核（真核）和許多執(zhí)行特殊生理功能的細(xì)胞器，有的種類還有細(xì)胞壁、鞭毛和纖毛等特殊構(gòu)造。水生真菌能產(chǎn)生

22、“ 9+2 ”結(jié)構(gòu)的鞭毛。 一、細(xì)胞壁 真菌細(xì)胞壁的主要成分是多糖，另有少量的蛋白質(zhì)和脂類。低等真菌的細(xì)胞壁成分以纖維素為主，酵母菌以葡聚糖為主，而高等陸生真菌則以幾丁質(zhì)為主。其功能是具有固定細(xì)胞外形和保護(hù)細(xì)胞免受外界不良因子的損傷等功能。 二、鞭毛與纖毛 某些真核微生物細(xì)胞表面長(zhǎng)有或長(zhǎng)或短的毛發(fā)狀、具有運(yùn)動(dòng)功能的細(xì)胞器，其中形態(tài)較長(zhǎng)（150-200 m）、數(shù)量較少者稱鞭毛，而形態(tài)較短（5-10 m）、數(shù)量較多者則稱纖毛。它們?cè)谶\(yùn)動(dòng)功能上雖與原核生物的鞭毛相同，但在構(gòu)造、運(yùn)動(dòng)機(jī)制等方面卻差別極大。鞭毛與纖毛的構(gòu)造基本相同，都由伸出細(xì)胞外的鞭桿、嵌埋在細(xì)胞質(zhì)膜上的基體以及把這兩者相連的過(guò)渡區(qū)共3

23、部分組成。鞭桿的橫切面呈“9+2”型，即中心有一對(duì)包在中央鞘中的相互平行的中央微管，其外被9個(gè)微管二聯(lián)體圍繞一圈，整個(gè)微管由細(xì)胞質(zhì)膜包裹。每條微管二聯(lián)體由A、B兩條中空的亞纖維組成，其中A亞纖維是一完全微管，即每條由13個(gè)球形微管蛋白亞基環(huán)繞而成，而B(niǎo)亞纖維則是由10個(gè)亞基圍成。所缺的3個(gè)亞基與A亞纖維共用。A亞纖維上伸出內(nèi)外2條動(dòng)力蛋白臂，它是一種能被Ca2+和Mg2+激活 的ATP酶可水解ATP以釋放供鞭毛運(yùn)動(dòng)的能量。通過(guò)動(dòng)力蛋白臂與相鄰的微管二聯(lián)體的作用，可使鞭毛作彎曲運(yùn)動(dòng)。在相鄰的微管二聯(lián)體間有微管連絲蛋白相連。此外，在每條微管二聯(lián)體上還有伸向中央微管的放射輻條?；w的結(jié)構(gòu)與鞭桿接近，

24、直徑約120-170 m，長(zhǎng)約200-500 m，但在電鏡下其橫切面卻呈“9+0”型，且其外圍是9個(gè)三聯(lián)體，中央則沒(méi)有微管和鞘。 三、細(xì)胞質(zhì)膜 細(xì)胞質(zhì)膜是一個(gè)分隔細(xì)胞內(nèi)和外的半透明屏障，與原核生物相似。 四、細(xì)胞核 細(xì)胞核由核被膜、染色質(zhì)、核仁和核基質(zhì)等構(gòu)成。是細(xì)胞內(nèi)遺傳信息（DNA）的儲(chǔ)存、復(fù)制和轉(zhuǎn)錄的主要場(chǎng)所。每個(gè)細(xì)胞通常只含個(gè)核，有的含兩至多個(gè)。 五、細(xì)胞質(zhì) 細(xì)胞質(zhì)位于細(xì)胞質(zhì)膜和細(xì)胞核間的透明、粘稠、不斷流動(dòng)并充滿各種細(xì)胞器的溶膠。組成真核生物細(xì)胞質(zhì)的細(xì)胞基質(zhì)、細(xì)胞骨架和各種細(xì)胞器。在真核細(xì)胞中，除細(xì)胞器以外的膠狀溶液，稱細(xì)胞基質(zhì)或細(xì)胞溶膠，內(nèi)含賦予細(xì)胞以一定機(jī)械強(qiáng)度的細(xì)胞骨架和豐富的酶

25、等蛋白質(zhì)、各種內(nèi)含物以及中間代謝物等，是細(xì)胞代謝活動(dòng)的重要基地。細(xì)胞骨架是由微管、肌動(dòng)蛋白絲（微絲）和中間絲3種蛋白質(zhì)纖維構(gòu)成的細(xì)胞支架，具有支持、運(yùn)輸和運(yùn)動(dòng)等功能。 六、細(xì)胞器 細(xì)胞質(zhì)中含有多種細(xì)胞器，主要有：內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、核糖體、高爾基體、溶酶體、微體、線粒體、葉綠體、液泡、膜邊體、幾丁質(zhì)酶體、氫化酶體等。 2.3 酵母菌 酵母菌是非分類名詞，一般泛指能發(fā)酵糖類的各種單細(xì)胞真菌，是第一種“家養(yǎng)微生物”，與人類關(guān)系密切。主要分布在含糖較高、偏酸性環(huán)境中，又稱 “糖真菌 ”。可用于單細(xì)胞蛋白（SCP）的生產(chǎn)。 一、酵母菌的特點(diǎn)： 個(gè)體一般以單細(xì)胞狀態(tài)存在； 多數(shù)營(yíng)出芽繁殖； 能發(fā)酵糖類產(chǎn)能； 細(xì)胞壁

26、常含甘露聚糖； 常生活在含糖量較高、酸度較大的水生環(huán)境中。 二、酵母菌的細(xì)胞結(jié)構(gòu) 1細(xì)胞壁：呈三明治狀，外層為甘露聚糖，內(nèi)層為葡聚糖（機(jī)械強(qiáng)度），中間夾著一層蛋白質(zhì)（包括多種酶，如葡聚糖酶，甘露聚糖酶等）?？杀晃伵Ｏ杆?。 2細(xì)胞膜：含蛋白質(zhì)（約占干重50%）、類脂（約40%）、少量糖類。 3細(xì)胞核：由多孔雙層單位膜包裹。除細(xì)胞核含DNA外，在酵母菌線粒體、“2m質(zhì)粒”及少數(shù)酵母菌線狀質(zhì)粒中，也含有DNA。 三、繁殖方式：無(wú)性繁殖包括芽殖（最普遍方式）、裂殖（少數(shù)）、產(chǎn)無(wú)性孢子（節(jié)孢子、擲孢子、厚垣孢子）；有性繁殖（產(chǎn)子囊孢子）。 四、生活史 生活史指上一代生物個(gè)體經(jīng)一系列生長(zhǎng)發(fā)育階段而產(chǎn)

27、生下一代個(gè)體的全部過(guò)程。酵母菌的生活史可分為3類：營(yíng)養(yǎng)體既能以單倍體也能以雙倍體形式存在（釀酒酵母）；營(yíng)養(yǎng)體只能以單倍體形式存在（八孢裂殖酵母）；營(yíng)養(yǎng)體只能以二倍體形式存在（路德類酵母）。 五、菌落特征：與細(xì)菌相似，但大且厚。 2.4 絲狀真菌霉菌 霉菌是非分類名詞，為絲狀真菌的統(tǒng)稱，通常指菌絲體發(fā)達(dá)而又不產(chǎn)生大型子實(shí)體的真菌。 一、 霉菌的形態(tài)和構(gòu)造 霉菌營(yíng)養(yǎng)體的基本單位是菌絲，直徑3-10m，許多菌絲相互交織而形成的一個(gè)菌絲集團(tuán)稱為菌絲體。菌絲體分兩類：密布在固體營(yíng)養(yǎng)基質(zhì)內(nèi)部，主要執(zhí)行吸取營(yíng)養(yǎng)物功能的菌絲體稱營(yíng)養(yǎng)菌絲體；而伸展到空間的菌絲體則稱氣生菌絲體。營(yíng)養(yǎng)菌絲體的特化形態(tài)主要包括：假根

28、和吸器（吸取養(yǎng)料）、附著胞和附著枝（附著）、菌核和菌索（休眠或蔓延）、匍匐菌絲（延伸）、菌環(huán)和菌網(wǎng)（捕食）；氣生菌絲體主要特化成各種形態(tài)的子實(shí)體，如：分生孢子頭、孢子囊、分生孢子器、分生孢子座、分生孢子盤(pán)、子囊果等。真菌在液體培養(yǎng)基中進(jìn)行通氣攪拌或振蕩培養(yǎng)時(shí)，往往會(huì)產(chǎn)生菌絲球的特殊構(gòu)造。 二、 霉菌的繁殖 真菌的繁殖能力極強(qiáng)，主要通過(guò)產(chǎn)生大量的無(wú)性孢子或有性孢子來(lái)完成。 無(wú)性孢子：游動(dòng)孢子（內(nèi)生孢子。壺菌）、孢囊孢子（內(nèi)生孢子。毛霉，根霉）、分生孢子（外生孢子。曲霉，青霉）、節(jié)孢子（外生孢子。白地霉）、厚垣孢子（外生孢子。總狀毛霉）、芽孢子（外生孢子。假絲酵母）、擲孢子（外生孢子。擲孢酵母）。

29、 有性孢子：卵孢子（厚壁，休眠。德氏腐霉）、接合孢子（厚壁，休眠，大，深色。毛霉，根霉）、子囊孢子（形態(tài)多樣。脈孢菌，紅曲）、擔(dān)孢子（擔(dān)子上。蘑菇，香菇）。 霉菌生活史是指從一種孢子開(kāi)始，經(jīng)過(guò)一定的生長(zhǎng)和發(fā)育，最后又形成同一種孢子為止。 三、 霉菌的菌落 霉菌的菌落形態(tài)較大，質(zhì)地硫松，外觀干燥不透明，呈現(xiàn)或松或緊的蛛網(wǎng)狀、絨毛狀、棉絮狀或氈狀；菌落與培養(yǎng)基間的連接緊密，不易挑取，菌落正面與反面的顏色、構(gòu)造，以及邊緣與中心的顏色、構(gòu)造常不一致等。 四、與人類關(guān)系密切的幾種霉菌： 1根霉屬（Rhizopus）：在培養(yǎng)基上或自然基物上生長(zhǎng)時(shí)，營(yíng)養(yǎng)菌絲體上產(chǎn)生匍匐枝，匍匐枝的節(jié)間形成特有的假根，在有假

30、根處的匍匐枝上著生成群的孢囊梗，梗的頂端膨大形成孢子囊，囊內(nèi)產(chǎn)生孢子。孢子囊內(nèi)囊軸明顯，球形或近球形，囊軸基部與梗相連處有囊托。孢囊孢子球形、卵形或不規(guī)則。根霉的用途很廣，其淀粉酶活力很強(qiáng)，釀酒工業(yè)上多用來(lái)作淀粉質(zhì)原料釀酒的糖化菌。我國(guó)最早利用根霉糖化淀粉(即阿明諾法)生產(chǎn)酒精。根霉能產(chǎn)生有機(jī)酸（反丁烯二酸、乳酸、琥 珀酸等），還能產(chǎn)生芳香性的酯類物質(zhì)，轉(zhuǎn)化甾族化合物。 2. 毛霉屬（Mucor）：菌絲體在基質(zhì)上或基質(zhì)內(nèi)能廣泛蔓延，無(wú)假根和匍匐枝，孢囊梗直接由菌絲體生出 ，一般單生，分枝較少或不分枝。分枝有兩種類型：一為單軸式即總狀分枝，一為假軸狀分枝。分枝頂端都有膨大的孢子囊，孢子囊球形。囊

31、壁上常帶有針狀的草酸鈣結(jié)晶，囊軸與孢囊梗相連處無(wú)囊托。毛霉用途很廣，能糖化淀粉并能生成少量乙醇，產(chǎn)生蛋白酶，有分解大豆蛋白的能力，我國(guó)多用來(lái)做豆腐乳、豆豉。許多毛霉能產(chǎn)生草酸，有些毛霉能產(chǎn)生乳酸、琥珀酸及甘油等，有的毛霉能產(chǎn)生脂肪酶、果膠酶、凝乳酶。對(duì)甾族化合物有轉(zhuǎn)化作用。 3曲霉屬（Aspergillus）：菌絲體由具有橫隔的分枝菌絲構(gòu)成，通常無(wú)色，老熟時(shí)漸變?yōu)闇\黃色至褐色。從特化了的菌絲細(xì)胞上（足細(xì)胞）形成分生孢子梗，頂端膨大形成頂囊，頂囊有棍棒形、橢圓形、半球形或球形。頂囊表面生輻射狀小梗，小梗單層或雙層，小梗頂端分生孢子串生。分生孢子具各種形狀、顏色和紋飾。由頂囊、小梗以及分生孢子構(gòu)成

32、分生孢子頭，分生孢子頭具各種不同顏色和形狀，如球形、棍棒形或圓柱形等。曲霉菌在發(fā)酵工業(yè)、醫(yī)藥工業(yè)、食品工業(yè)及糧食貯藏等方面均有重要作用。 4.青霉屬（Penicillium）：營(yíng)養(yǎng)菌絲體無(wú)色、淡色或具鮮明顏色。有橫隔，分生孢子梗亦有橫隔，光滑或粗糙，基部無(wú)足細(xì)胞，頂端不形成膨大的頂囊，而是形成掃帚狀的分枝，稱帚狀枝。小梗頂端串生分生孢子，分生孢子球形、橢圓形或短柱形，光滑或粗糙。大部分生長(zhǎng)時(shí)呈藍(lán)綠色。有少數(shù)種產(chǎn)生閉囊殼，內(nèi)形成子囊和子囊孢子，亦有少數(shù)菌種產(chǎn)生菌核。根據(jù)帚狀體分枝方式不同，將青霉分為4個(gè)類群：?jiǎn)屋喩嗝谷?、?duì)稱二輪生青霉群、多輪生青霉群、帚狀枝多次分枝且對(duì)稱、不對(duì)稱生青霉群。在工

33、業(yè)上有很高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，例如青霉素生產(chǎn)、干酪加工及有機(jī)酸的制造等。但也有不少青霉是水果、食品及工業(yè)產(chǎn)品的有害菌。 2.5產(chǎn)大型子實(shí)體的真菌蕈菌 蕈菌也稱傘菌，指能產(chǎn)生大型肉質(zhì)子實(shí)體的真菌，主要屬于擔(dān)子菌類。 一、 蕈菌的形態(tài)特征 蕈菌可形成形狀、大小顏色各異的大型肉質(zhì)子實(shí)體。典型的子實(shí)體是由頂部的菌蓋(包括表皮、菌肉和菌褶)、中部的菌柄（常有菌環(huán)和菌托）和基部的菌絲體3部分組成。 二、 蕈菌的菌絲分化 蕈菌的菌絲有三種：一級(jí)菌絲（擔(dān)孢子萌發(fā)形成的單核細(xì)胞構(gòu)成的菌絲）；二級(jí)菌絲（一級(jí)菌絲接合，通過(guò)質(zhì)配形成了由雙核細(xì)胞構(gòu)成的二級(jí)菌絲，通過(guò)“鎖狀聯(lián)合”，形成喙?fàn)钔黄鸲?lián)合兩個(gè)細(xì)胞的方式不斷使雙核細(xì)胞分

34、裂，從而使菌絲尖端不斷向前延伸）；三級(jí)菌絲；子實(shí)體；擔(dān)孢子（由擔(dān)子細(xì)胞頂端形成的4個(gè)有性孢子）。 三、 鎖狀聯(lián)合 蕈菌的發(fā)育過(guò)程有5個(gè)明顯的階段，其中雙核菌絲細(xì)胞的增殖方式十分特殊，稱為鎖狀聯(lián)合。其過(guò)程為：雙核菌絲的頂端細(xì)胞開(kāi)始分裂時(shí)，在其兩個(gè)細(xì)胞核間的菌絲壁向外側(cè)生一喙?fàn)钔黄?，并逐步伸長(zhǎng)和向下彎曲；兩核之一進(jìn)入突起中；兩核同時(shí)進(jìn)行一次有絲分裂，結(jié)果產(chǎn)生4個(gè)子核；在4個(gè)子核中，來(lái)自突起中的兩核，其一仍留在突起中，另一則進(jìn)入菌絲尖端；在喙?fàn)钔黄鸬暮蟛颗c菌絲細(xì)胞交界處形成一個(gè)橫隔，在第二、三核間也形成一橫隔，于是形成了3個(gè)細(xì)胞-一個(gè)位于菌絲頂端的雙核細(xì)胞，接著它的另一個(gè)單核細(xì)胞和由喙?fàn)钔黄鹦纬傻牡?/p>

35、三個(gè)單核細(xì)胞；喙?fàn)钔黄鸺?xì)胞的前端與另一單核細(xì)胞接觸，進(jìn)而發(fā)生融合，接著喙?fàn)钔黄鸺?xì)胞內(nèi)的一個(gè)單核順道進(jìn)入，最終在菌絲上就增加了一個(gè)雙核細(xì)胞。 第三章 病毒和亞病毒學(xué)習(xí)要點(diǎn) 病毒是一類由核酸和蛋白質(zhì)等少數(shù)幾種成分組成的超顯微“非細(xì)胞生物”，其本質(zhì)是一種只含DNA或RNA的遺傳因子，它們能以感染態(tài)和非感染態(tài)兩種狀態(tài)存在。病毒的特點(diǎn)：形體極其微小；沒(méi)有細(xì)胞構(gòu)造，主要成分為核酸和蛋白質(zhì)兩種；每種病毒只含有一種核酸；缺少完整的酶系統(tǒng)和能量合成系統(tǒng)；繁殖方式特殊；絕對(duì)的細(xì)胞內(nèi)寄生；對(duì)一般抗生素不敏感，對(duì)干擾素敏感；有些病毒的核酸還能整合到宿主的基因組中，并誘發(fā)潛伏性感染。 病毒的大小以納米為單位，直徑在20

36、-200 nm,能通過(guò)細(xì)菌過(guò)濾器；必須在電鏡下才能觀察。病毒的化學(xué)組成為蛋白質(zhì)、DNA 或RNA、脂類和糖蛋白。病毒粒由衣殼(capsid) (由衣殼粒capsomere組成的蛋白質(zhì)外殼)和核心(core) (DNA 或RNA)構(gòu)成，衣殼和核心也稱為核衣殼，核衣殼是所有真病毒都具有的結(jié)構(gòu)。蛋白質(zhì)構(gòu)成病毒粒子外殼，起保護(hù)病毒核酸的作用。核心貯存病毒的遺傳信息，控制病毒的遺傳變異、增殖及對(duì)宿主的感染性。在各類病毒中，植物病毒以ssRNA為主；動(dòng)物病毒以線狀的dsDNA和ssRNA為多；噬菌體以線狀的dsDNA居多。復(fù)雜的病毒在核衣殼外還有包膜，包膜成分為類脂或脂蛋白，是病毒以出芽方式成熟時(shí)，由細(xì)胞

37、膜衍生而來(lái)的；有的包膜上還長(zhǎng)有刺突。包膜的功能除具有保護(hù)作用外，還與病毒的宿主專一性和侵入有關(guān)。 病毒的基本形態(tài)：球形（多為動(dòng)物病毒）、桿形（多為植物病毒）、復(fù)雜形狀（T偶數(shù)噬菌體）。病毒粒的對(duì)稱體制有三種：螺旋對(duì)稱（如煙草花葉病毒）、二十面體對(duì)稱（如腺病毒）以及復(fù)合對(duì)稱（如E. coli的T偶數(shù)噬菌體）。煙草花葉病毒為螺旋對(duì)稱的桿狀病毒，其衣殼蛋白亞基和ssRNA核心都圍繞一個(gè)中心軸進(jìn)行螺旋排列。腺病毒為雙鏈DNA病毒，無(wú)包膜，由252個(gè)球形的殼粒排列成的二十面的對(duì)稱體。大腸桿菌的T4噬菌體由頭、頸和尾三部分組成。頭部為二十面體對(duì)稱，內(nèi)含dsDNA構(gòu)成的核心；尾部長(zhǎng)由尾管、尾鞘、基板、刺突與

38、尾絲等5部分組成；頸部位于頭尾相連處，由頸環(huán)和頸須構(gòu)成。病毒的群體形態(tài)有包涵體(動(dòng)、植物病毒) 、噬菌斑（噬菌體）、空斑(動(dòng)物病毒)以及枯斑(植物病毒)。 噬菌體為原核生物的病毒，多為蝌蚪狀，包括烈性噬菌體和溫和噬菌體。烈性噬菌體的繁殖過(guò)程包括五個(gè)階段：吸附；侵入；增殖；成熟（裝配）；裂解（釋放）。噬菌體效價(jià)（titre）表示每毫升試樣中所含有的具侵染性的噬菌體粒子數(shù)，又稱為噬菌斑形成單位數(shù)（pfu）。常用于測(cè)定效價(jià)的方法為雙層平板法。一步生長(zhǎng)曲線(one-step growth curve)是定量描述烈性噬菌體生長(zhǎng)規(guī)律的實(shí)驗(yàn)曲線，包括潛伏期(latent phase)，裂解期(rise ph

39、ase)和平穩(wěn)期(burst size)三個(gè)階段。溫和噬菌體（temperate phage）侵入宿主細(xì)胞后，其基因組整合到宿主的基因組上，并隨宿主基因組的復(fù)制而同步，而不引起宿主細(xì)胞的裂解。受溫和噬菌體感染的宿主稱之為溶原菌；溫和噬菌體的三種存在形式：游離態(tài)、整合態(tài)（前噬菌體prophage）、營(yíng)養(yǎng)態(tài)。溫和噬菌體也能發(fā)生自發(fā)和誘導(dǎo)裂解。 植物病毒大多為ssRNA病毒，一般無(wú)包膜，無(wú)特殊吸附結(jié)構(gòu)，只能靠昆蟲(chóng)媒介或創(chuàng)口等方式被動(dòng)侵入。植物病毒感染植物的癥狀為花葉或葉片發(fā)黃、植株矮化或畸形、形成枯斑或壞死。多數(shù)昆蟲(chóng)病毒可在宿主細(xì)胞內(nèi)形成多角體，多角體的功能是保護(hù)病毒粒免受外界不良環(huán)境的影響。昆蟲(chóng)病

40、毒主要有核型多角體病毒、質(zhì)型多角體病毒和顆粒體病毒等。 凡在核酸和蛋白質(zhì)兩種成分中，只含其中一種的分子病原體，稱為亞病毒，包括類病毒、擬病毒和朊病毒3類。類病毒（Viroids）是一類只含RNA成分、專性寄生在活細(xì)胞內(nèi)的分子病原體，其代表為馬鈴薯紡錘形塊莖類病毒（PSTD）。擬病毒virusoids，又稱類類病毒、病毒衛(wèi)星，是一類包裹在植物病毒粒子中的類病毒，擬病毒的基因組也為RNA，但不具有獨(dú)立侵染性；朊病毒（prion）是在研究羊瘙癢病是發(fā)現(xiàn)的，是一類不含核酸的傳染性蛋白質(zhì)分子。 病毒與人類實(shí)踐的關(guān)系極為密切。噬菌體對(duì)發(fā)酵工業(yè)的危害很大，因此應(yīng)加以控制；昆蟲(chóng)病毒可以用于生物防治；而病毒在基

41、因工程中的應(yīng)用主要有：噬菌體作為原核生物基因工程的載體；動(dòng)物DNA病毒作為動(dòng)物基因工程的載體；植物DNA病毒作為植物基因工程的載體；昆蟲(chóng)DNA病毒作為真核生物基因工程的載體。 第四章 微生物的營(yíng)養(yǎng)和培養(yǎng)基學(xué)習(xí)要點(diǎn) 4.1 微生物的六類營(yíng)養(yǎng)要素 一、碳源 凡是被用來(lái)構(gòu)成細(xì)胞物質(zhì)或代謝產(chǎn)物中碳素來(lái)源的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)均可作碳源。其主要功能是；構(gòu)成細(xì)胞及代謝產(chǎn)物的骨架；是大多數(shù)微生物代謝所需的能量來(lái)源。碳源的種類包括：無(wú)機(jī)含碳化合物，如CO2和碳酸鹽等；有機(jī)含碳化合物：糖類、脂類、有機(jī)酸以及各種含氮的化合物。二、氮源 氮源是用來(lái)構(gòu)成菌體物質(zhì)或代謝產(chǎn)物中氮素來(lái)源的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。其主要功能有：提供合成細(xì)胞中含氮物，

42、如蛋白質(zhì)、核酸以及含氮代謝物等的原料；少數(shù)細(xì)菌可以銨鹽、硝酸鹽等氮源作為能源。如，硝化細(xì)菌。氮源的種類包括：分子態(tài)氮，只有固氮微生物以分子態(tài)氮作為唯一氮源；無(wú)機(jī)態(tài)氮，包括硝酸鹽、銨鹽等，幾乎所有的微生物都能利用；有機(jī)態(tài)氮，主要是蛋白質(zhì)及其降解產(chǎn)物。 三、能源 能源為微生物生命活動(dòng)提供最初的能量來(lái)源的物質(zhì)。微生物的能源種類包括化學(xué)能和光能，如，化能異養(yǎng)微生物利用有機(jī)物，化能自養(yǎng)微生物利用無(wú)機(jī)物，光能營(yíng)養(yǎng)微生物利用光能作為能源。 四、生長(zhǎng)因子 生長(zhǎng)因子是一類調(diào)節(jié)微生物正常代謝必不可少，但又不能自行合成的極微量的有機(jī)物。主要包括維生素、AA、堿基等。其主要功能是參與合成核酸和輔酶，如嘌呤和嘧啶。提供

43、生長(zhǎng)因子的物質(zhì)包括酵母膏、玉米漿、麥芽汁、復(fù)合維生素等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。 五、無(wú)機(jī)鹽 為微生物細(xì)胞的生長(zhǎng)提供碳、氮源以外的多種重要的元素物質(zhì)，多以無(wú)機(jī)鹽的形式供給。其主要功能有：構(gòu)成微生物細(xì)胞的組分；調(diào)節(jié)微生物細(xì)胞的滲透壓，pH值和氧化還原電位；有些無(wú)機(jī)鹽，如S、Fe還可作為自養(yǎng)微生物的能源；構(gòu)成酶活性基的組分，維持酶活性。無(wú)機(jī)鹽的種類有大量元素 S、P、K 、Na、Ca、Mg、Fe（以無(wú)機(jī)鹽陽(yáng)離子形式被吸收，配培養(yǎng)基時(shí)要加磷酸鹽、硫酸鹽）和微量元素 Zn、Cu、Mn、Co、Mo等（在微生物培養(yǎng)中的濃度很低，自來(lái)水中的就夠用，不需另加）。 六、水 微生物細(xì)胞的含水量約占細(xì)胞鮮重的7090，水以游離態(tài)或

44、結(jié)合態(tài)存在。其作用包括：是細(xì)胞生化反應(yīng)的良好介質(zhì)；營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和代謝產(chǎn)物都必須溶解在水里，才能被吸收或排出細(xì)胞外；水的比熱高，能有效的吸收代謝過(guò)程中放出的熱量，不致使細(xì)胞的溫度驟然上升；維持細(xì)胞的膨壓（控制細(xì)胞形態(tài)）。 4. 2 微生物的營(yíng)養(yǎng)類型 微生物營(yíng)養(yǎng)類型的劃分方法很多，依碳源不同，微生物可以分為自養(yǎng)型（autotrophs）（能以CO2為主要或唯一碳源）和異養(yǎng)型（heterotrophs）（不能以CO2為主要或唯一碳源）。依能源的不同，微生物可以分為光能營(yíng)養(yǎng)型（phototrophs）（利用光反應(yīng)產(chǎn)能）和化能營(yíng)養(yǎng)型（chemotrophs）（利用物質(zhì)氧化產(chǎn)能）。較多的是按它們對(duì)能源、氫供體

45、和碳源的需要將微生物分成四種營(yíng)養(yǎng)類型： 一、光能無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)型 以C02作為唯一碳源或主要碳源，并利用光能，以無(wú)機(jī)物如水、硫化氫、硫代硫酸鈉或其他無(wú)機(jī)硫化物為供氫體，還原CO2合成細(xì)胞有機(jī)物質(zhì)的微生物叫光能自養(yǎng)微生物。光能自養(yǎng)型微生物包括藍(lán)細(xì)菌（含葉綠素）、紅硫細(xì)菌和綠硫細(xì)菌等少數(shù)微生物（含細(xì)菌葉綠素），由于它們含有光合色素，因而能使光能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能（ATP），供機(jī)體直接利用。二、化能無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)型 以CO2或碳酸鹽作為唯一或主要碳源，以氧化無(wú)機(jī)物釋放的化學(xué)能為能源，利用電子供體如氫氣、硫化氫、二價(jià)鐵離子或亞硝酸鹽等使CO2還原成細(xì)胞物質(zhì)。這類微生物主要有硫化細(xì)菌、硝化細(xì)菌、氫細(xì)菌與鐵細(xì)菌。它們?cè)谧匀?/p>

46、界物質(zhì)轉(zhuǎn)換過(guò)程中起著重要的作用。 三、光能有機(jī)營(yíng)養(yǎng)型以CO2和簡(jiǎn)單有機(jī)物為基本碳源，以有機(jī)物（如異丙醇）作為供氫體，利用光能將CO2還原成細(xì)胞物質(zhì)。紅螺菌屬中的一些細(xì)菌屬于此種營(yíng)養(yǎng)類型。四、化能有機(jī)營(yíng)養(yǎng)型 這類微生物以有機(jī)化合物為碳源，利用有機(jī)化合物氧化過(guò)程中產(chǎn)生的化學(xué)能為能源，以有機(jī)物作為供氫體進(jìn)行生長(zhǎng)的微生物，稱為化能異養(yǎng)微生物。多數(shù)微生物屬于化能異養(yǎng)型，其生長(zhǎng)所需要能源和碳源通常來(lái)自同一種有機(jī)物。其中，化能異養(yǎng)型又依據(jù)所利用的有機(jī)物特性，分為腐生型和寄生型。 營(yíng)養(yǎng)類型的劃分不是絕對(duì)的，不同生活條件下，可相互轉(zhuǎn)變。 4.3 營(yíng)養(yǎng)物進(jìn)入細(xì)胞的方式 一、單純擴(kuò)散（simple diffusio

47、n） 依靠細(xì)胞內(nèi)外溶液的濃度差，順濃度梯度運(yùn)輸；不消耗能量；不需載體蛋白；被運(yùn)輸?shù)奈镔|(zhì)無(wú)特異性。如，水、二氧化碳、氧氣、甘油、乙醇等的運(yùn)輸。 二、促進(jìn)擴(kuò)散（facilitated diffusion） 借助載體蛋白順濃度梯度運(yùn)輸；不消耗能量；被運(yùn)輸?shù)奈镔|(zhì)有特異性；載體蛋白（滲透酶）有底物的特異性，是誘導(dǎo)產(chǎn)生的。如，硫酸根、磷酸根、糖（真核）的運(yùn)輸。 三、主動(dòng)運(yùn)輸（active transport） 物質(zhì)逆濃度梯度運(yùn)輸；消耗能量；需載體蛋白；被運(yùn)輸?shù)奈镔|(zhì)有特異性。如，氨基酸、乳糖、鈉、鈣等物質(zhì)的運(yùn)輸。主動(dòng)運(yùn)輸是微生物吸收營(yíng)養(yǎng)物的主要方式。其運(yùn)輸過(guò)程是：膜載體與被運(yùn)送物質(zhì)結(jié)合成載體復(fù)合物進(jìn)入膜內(nèi)，

48、在能量的參與下，載體發(fā)生構(gòu)型變化，親合力降低，運(yùn)輸?shù)臓I(yíng)養(yǎng)物質(zhì)被釋放出來(lái)，運(yùn)輸過(guò)程中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)不發(fā)生任何變化。 在上述3種方式中，被運(yùn)輸?shù)娜苜|(zhì)分子都不發(fā)生改變。 四、基團(tuán)轉(zhuǎn)位（group translocation） 基團(tuán)轉(zhuǎn)位是一種特殊的主動(dòng)運(yùn)輸，與普通的主動(dòng)運(yùn)輸相比，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)在運(yùn)輸?shù)倪^(guò)程中發(fā)生了化學(xué)變化（如，糖在運(yùn)輸?shù)倪^(guò)程中發(fā)生了磷酸化）。主要是用于單（或雙）糖與糖的衍生物，堿基以及核苷與脂肪酸的運(yùn)輸。這種運(yùn)輸方式是微生物通過(guò)磷酸轉(zhuǎn)移酶系統(tǒng)，即磷酸烯醇式丙酮酸-己糖磷酸轉(zhuǎn)移酶系統(tǒng)，來(lái)完成的。具體的運(yùn)送分兩步進(jìn)行: 1. 熱穩(wěn)載體蛋白(HPr)的激活。HPr是一種低分子量的可溶性蛋白，結(jié)合在細(xì)胞膜

49、上，具有高能磷酸載體的作用。細(xì)胞內(nèi)高能化合物磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）的磷酸基團(tuán)通過(guò)酶1的作用把HPr激活。 2. 糖經(jīng)磷酸化后運(yùn)入細(xì)胞膜內(nèi)。膜外環(huán)境中的糖先與外膜表面的酶2結(jié)合，再被轉(zhuǎn)運(yùn)到內(nèi)膜表面。這時(shí)，糖被P-HPr上的磷酸激活，并通過(guò)酶2的作用將糖-磷酸釋放到細(xì)胞內(nèi)。酶2是一種結(jié)合于細(xì)胞膜上的蛋白，它對(duì)底物具有特異性選擇作用，因此細(xì)胞膜上可誘導(dǎo)出一系列與底物分子相應(yīng)的酶2。 4. 4培養(yǎng)基（medium） 由人工配制供微生物生長(zhǎng)繁殖或積累代謝產(chǎn)物所用的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)叫培養(yǎng)基。 一、培養(yǎng)基的類型 1. 根據(jù)對(duì)培養(yǎng)基成分的了解程度不同分 （1）天然培養(yǎng)基(complex medium)：利用化學(xué)成

50、分還不完全清楚或不恒定的天然物質(zhì)，（如肉湯、蛋白胨、麥芽汁、酵母汁、豆芽汁、玉米粉、牛奶、血清等）制成的培養(yǎng)基，除實(shí)驗(yàn)室使用外，更適宜于在生產(chǎn)上培養(yǎng)微生物及其產(chǎn)品。 （2）合成培養(yǎng)基(synthetic medium)：由化學(xué)成分完全了解的物質(zhì)配制而成的培養(yǎng)基，該類培養(yǎng)基的組成成分精確、清楚，重復(fù)性強(qiáng)，但微生物生長(zhǎng)較慢，且價(jià)格昂貴，故一般適于在實(shí)驗(yàn)室，研究微生物營(yíng)養(yǎng)需要、代謝、分類鑒定、生物測(cè)定以及菌種選育、遺傳分析等。如高氏培養(yǎng)基、察氏培養(yǎng)基等。 （3）半合成培養(yǎng)基(semi-defined medium)：在合成培養(yǎng)基的基礎(chǔ)上添加些天然成份，以便更有效地滿足微生物對(duì)營(yíng)養(yǎng)物的需要。如馬鈴薯蔗

51、糖培養(yǎng)基。 2. 依據(jù)制備后培養(yǎng)基的物理狀態(tài)來(lái)分 （1）固體培養(yǎng)基(solid medium)：天然固體營(yíng)養(yǎng)基質(zhì)制成的培養(yǎng)基，或液體培養(yǎng)基中加入一定量凝固劑（瓊脂1.52）而呈固體狀態(tài)的培養(yǎng)基。為微生物的生長(zhǎng)提供營(yíng)養(yǎng)表面。常用于微生物的分離、純化、計(jì)數(shù)等方面的研究。可依使用目的不同而制成斜面、平板等形式。 （2）半固體培養(yǎng)基(semi-solid medium)：在液體培養(yǎng)基中加入0.2-0.7的瓊脂構(gòu)成的培養(yǎng)基。常用來(lái)觀察細(xì)菌運(yùn)動(dòng)的特征，以進(jìn)行菌種鑒定和噬菌體效價(jià)滴定等方面的實(shí)驗(yàn)工作。 （3）液體培養(yǎng)基(liquid medium)：液體培養(yǎng)基不含任何凝固劑，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)分布均勻，菌體與培養(yǎng)基充

52、分接觸，操作方便，適合積累代謝產(chǎn)物，常用于大規(guī)模的工業(yè)生產(chǎn)以及在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行微生物生理代謝等基本理論的研究工作。 3依培養(yǎng)基對(duì)微生物的功能不同作分類 （1）基礎(chǔ)培養(yǎng)基:指含有一般微生物生長(zhǎng)繁殖所需的基本營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的培養(yǎng)基。此外，基礎(chǔ)培養(yǎng)基也可作為一些特殊培養(yǎng)基的基礎(chǔ)成分。（2）選擇性培養(yǎng)基：是根據(jù)某種或某一類群微生物的特殊營(yíng)養(yǎng)需要，或?qū)δ撤N化合物的敏感性不同而設(shè)計(jì)出來(lái)的一類培養(yǎng)基。利用這種培養(yǎng)基可將某種或某類微生物從混雜的微生物群體中分離出來(lái)。 （3）加富培養(yǎng)基：在普通培養(yǎng)基中加入某些特殊的營(yíng)養(yǎng)物，如血、血清、動(dòng)、植物組織液或其他營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)（或生長(zhǎng)因子）成為一類營(yíng)養(yǎng)更為豐富的培養(yǎng)基。用來(lái)培養(yǎng)營(yíng)養(yǎng)要求

53、苛刻的微生物，或用以富集（數(shù)量上占優(yōu)勢(shì)）和分離某種微生物。（4）鑒別性培養(yǎng)基：鑒別不同類型微生物，在普通培養(yǎng)基中加入能與某種代謝產(chǎn)物發(fā)生反應(yīng)的指示劑或化學(xué)藥品，從而產(chǎn)生某種明顯的特征性變化，以區(qū)別不同的微生物。 伊紅美蘭培養(yǎng)基（Eosin Methylene Blue ，EMB）是一種鑒別培養(yǎng)基，可用于檢查乳品和飲用水中是否含有腸道致病菌。如將大腸桿菌接種在伊紅美蘭培養(yǎng)基上，長(zhǎng)出來(lái)的大腸桿菌菌落，是呈深紫色并帶有金屬光澤的小菌落，而產(chǎn)氣桿菌在這種培養(yǎng)基上長(zhǎng)出的是較大的棕色菌落。二、選用和設(shè)計(jì)培養(yǎng)基的原則和方法 1. 選用和設(shè)計(jì)培養(yǎng)基的原則 （1）目的明確：培養(yǎng)基組分應(yīng)該適合微生物的營(yíng)養(yǎng)特點(diǎn)。

54、（2）營(yíng)養(yǎng)協(xié)調(diào)：營(yíng)養(yǎng)物的濃度與比例應(yīng)恰當(dāng)，尤其是C/N比。 （3）條件適宜：物理化學(xué)條件適宜。 （4）經(jīng)濟(jì)節(jié)約：根據(jù)培養(yǎng)目的，選擇原料及其來(lái)源，以粗代精、以廢代好、以簡(jiǎn)代繁等。 2. 選用和設(shè)計(jì)培養(yǎng)基的方法 生態(tài)模擬；查閱文獻(xiàn)；精心設(shè)計(jì)；實(shí)驗(yàn)比較。 第六章 微生物的生長(zhǎng)及其控制學(xué)習(xí)要點(diǎn) 生長(zhǎng)是指生物個(gè)體物質(zhì)有規(guī)律地、不可逆增加，導(dǎo)致個(gè)體體積擴(kuò)大的生物學(xué)過(guò)程。繁殖是指生物個(gè)體生長(zhǎng)到一定階段，通過(guò)特定方式產(chǎn)生新的生命個(gè)體，即引起生命個(gè)體數(shù)量增加的生物學(xué)過(guò)程。生長(zhǎng)是一個(gè)逐步發(fā)生的量變過(guò)程，繁殖是一個(gè)產(chǎn)生新的生命個(gè)體的質(zhì)變過(guò)程。 6.1 測(cè)量生長(zhǎng)繁殖的方法 測(cè)定生長(zhǎng)量的方法適合于各種微生物，一般有稱干

55、重法、比濁法和生理指標(biāo)法（含氮量等）； 殖數(shù)法只適用于單細(xì)胞狀態(tài)或個(gè)體分明的細(xì)菌和酵母菌、放線菌和霉菌等的孢子，具體方法主要為顯微鏡下直接計(jì)數(shù)法和利用固體平板的菌落計(jì)數(shù)法。 菌的菌落計(jì)數(shù)法一般可用：高層瓊脂柱、亨蓋特滾管（Hungate）滾管技術(shù)、厭氧培養(yǎng)皿、厭氧罐、厭氧手套箱。 6.2 微生物的生長(zhǎng)規(guī)律 一、同步培養(yǎng) 同步培養(yǎng)是一種培養(yǎng)方法，它能使群體中不同步的細(xì)胞轉(zhuǎn)變成能同時(shí)進(jìn)行生長(zhǎng)或分裂的群體細(xì)胞。以同步培養(yǎng)方法使群體細(xì)胞能處于同一生長(zhǎng)階段，并同時(shí)進(jìn)行分裂的生長(zhǎng)方式稱為同步生長(zhǎng)。同步培養(yǎng)方法很多，可歸納為機(jī)械法與環(huán)境條件控制兩類。 二、單細(xì)胞微生物的典型生長(zhǎng)曲線 定量描述液體培養(yǎng)基中微生物群體生長(zhǎng)規(guī)律的實(shí)驗(yàn)曲線稱為生長(zhǎng)曲線。如以細(xì)胞數(shù)目的對(duì)數(shù)值作縱坐標(biāo)，以培養(yǎng)時(shí)間作橫坐標(biāo)，就可畫(huà)出一條有延滯期、指數(shù)期、穩(wěn)定期和衰亡期4個(gè)階段組成的曲線。四個(gè)時(shí)期是根據(jù)微生物的生長(zhǎng)速率常數(shù)，即每小時(shí)分裂次數(shù)（R）的不同劃分的。 1 延滯期 延滯期特點(diǎn)：生長(zhǎng)速率常數(shù)為0；細(xì)胞變大或變長(zhǎng)；細(xì)胞內(nèi)的RNA（特別是rRNA）含量增高，原生質(zhì)呈嗜堿性；合成代謝活躍，為以后的生長(zhǎng)準(zhǔn)備物質(zhì)條件；對(duì)外界不良條件反應(yīng)敏感。 影響延滯期長(zhǎng)短