微生物学教程 复习资料 周德庆1

微生物：是指一大类形体微小、结构简单的低等生物的总称。包括原核微生物，真核微生物，非细胞类微生物。

微生物的种类：

一、原核细胞型微生物：无核膜、核仁、染色体，仅有裸露的DNA链形成的核区域，称核质体；无细胞器

      细菌、放线菌、衣原体

支原体、立克次氏体、 蓝细菌

二、真核细胞型微生物：有核膜，核仁，染色体；有细胞器;

核糖体为80S

      真菌（霉菌、酵母菌等）、

      原生动物、单细胞藻类

三、非细胞型微生物：个体极小；不具细胞结构；只有一种核酸类型；严格活细胞内寄生；复制的方式繁殖；对抗生素不敏感

病毒 、亚病毒等

      病毒、类病毒、拟病毒、朊病毒等

生理水平研究阶段（巴斯德、科赫）

    1、微生物学开始建立

    2、创立了一整套独特的微生物学基本研究方法

    3、开始运用“实践－理论－实践的思想方法开展研究

    4、 建立了许多应用性分支学科

5、进入寻找人类和动物病原菌的黄金时代

Louis Pasteur：1、解决了当时工、农、医方面提出的许多难题，推动了生产的发展：

2、彻底否定了生命“自然发生”学说；

3、奠定了微生物学的理论基础；

4、创造了一些微生物学实验方法；

5、证实发酵是由微生物引起的；

6、免疫学—预防接种；

7、发明巴氏消毒法（ Pasteurization）

柯赫原则：1) 在每一病例中都出现这种微生物； 

          2) 要从寄主分离出这样的微生物并在培养基中培养出来；

          3) 用这种微生物的纯培养接种健康而敏感的寄主，同样的疾病会重复发生；

          4) 从试验发病的寄主中能再度分离培养出这种微生物来。

微生物的五大共性：1、体积小，面积大   2、吸收多，转化快   3、生长旺，繁殖快   4、适应强，易变异   5、分布广，种类多

第一章原核生物

细菌的三种基本形态：球菌，杆菌，螺旋菌

细菌的结构

                         细胞壁

       基本结构          细胞膜

                         细胞质

                         核    区

                          鞭   毛

       特殊结构           菌   毛

                          糖    被（荚    膜等）

                          性毛

                          芽    孢

一般结构

（一）细胞壁：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。约占干重的10－25%。

功能：抗压、固形

阻止大分子有害物质的侵入

与细胞生长、及运动有关

与细菌抗原性、噬菌体吸附有关

革兰氏阳性菌的细胞壁成分

G+细菌的细胞壁肽聚糖：由N-乙酰葡糖胺和N-乙酰胞壁酸经β-1,4糖苷键交替连接成聚糖骨架链，在N-乙酰胞壁酸上连接一四肽侧链，并通过肽桥与另一聚糖骨架链上的四肽侧链相连，形成致密的三维网状立体结构。在细胞壁中含量高（90%），层数多。

磷壁酸 : G+细菌特有，主要为甘油磷酸或核糖醇磷酸

革兰氏阴性菌的细胞壁成分

G-细菌的细胞壁肽聚糖：聚糖骨架链与G+细菌基本相同，四肽侧链的组成不同，无特殊肽桥，聚糖骨架链上的四肽侧链直接相连，形成较为疏松的二维平面结构。

G-有肽聚糖，仅占细胞壁干重的5-10%。肽聚糖结构与G+相同，但短肽尾中的３号位上L-Lys往往被其他二氨酸取代

脂多糖（LPS）：革兰氏阴性菌细胞壁组成成分，由脂质A、核心多糖和O抗原三部分组成。脂多糖对宿主是有毒性的。

古生菌的细胞壁：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

L型细菌：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缺陷变异型。对渗透敏感，在固体培养基上形成“油煎蛋”似的小菌落（直径在0.1mm左右）

革兰氏染色：阳性菌——紫色；     阴性菌——红色。

机制：通过结晶紫初染和碘液媒染后，在细胞壁内形成了不溶于水的结晶紫与碘的复合物，革兰氏阳性菌由于其细胞壁较厚、肽聚糖网层次较多且交联致密，故遇乙醇或丙酮脱色处理时，因失水反而使网孔缩小，再加上它不含类脂，故乙醇处理不会出现缝隙，因此能把结晶紫与碘复合物牢牢留在壁内，使其仍呈紫色；而革兰氏阴性菌因其细胞壁薄、外膜层类脂含量高、肽聚糖层薄且交联度差，在遇脱色剂后，以类脂为主的外膜迅速溶解，薄而松散的肽聚糖网不能阻挡结晶紫与碘复合物的溶出，因此通过乙醇脱色后仍呈无色，再经沙黄等红色染料复染，就使革兰氏阴性菌呈红色。

（二）细胞膜：细胞壁内侧，液态，半透膜性质，由磷脂和蛋白质组成

磷脂：形成双层膜骨架结构，磷脂分子的形式因细菌不同                  而异，与细菌的生长温度有关。

       蛋白：整合蛋白，周边蛋白，膜外蛋白

古细菌细胞膜的独特性：磷脂分子结构不同；具有单、双分子层混合膜等特点。

（三）细胞质：细胞膜包围的除核区以外的一半透明，胶体状，颗粒状物质的总称。

细菌赖以生存的内环境，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。

聚-β-羟丁酸(PHB)：类脂性质的碳源类贮藏物，具有储藏能量，碳源和降低细胞内渗透压等作用，生产可降解塑料

异染粒：是无机偏磷酸的聚合物,一般在含磷丰富的环境下形成。贮藏磷元素和能量，并可降低细胞的渗透压。迂回螺菌、白喉棒状杆菌和分枝杆菌等含有异染粒

（四）核区：原核生物所特有的无核膜结构、无固定形态的原始细胞核，为环状双链DNA分子，一般不含蛋白质，遗传信息中心。

特殊结构

（一）糖被：包被于某些细菌细胞壁外的一层粘液状物质

成分：多糖或多肽

观察方法：负染法

荚   膜  （有固定层次、厚） 有致病性

分类       微荚膜   （有固定层次、薄）

           粘液层    （无固定层次、松散）

           菌胶团    （包裹在细胞群上）

（二）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”。

                  电镜观察

     观察方法     光学显微镜---鞭毛染色法

                  暗视野观察法（悬滴法）

                  培养特征----半固体穿刺接种，菌落或菌苔特征

（三）菌毛：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。

成分：蛋白质   功能：粘附因子，与致病性相关   观察方法：电镜

（四）、性毛：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噬菌体的特异性吸附受体。

（四）芽孢：某些细菌在特定条件下（主要是逆境），在细胞内形成结构致密的椭圆形、厚壁、含水量低、抗逆性强的休眠构造。

遗传因素

形成条件     

              特定条件（逆境条件较多）

芽孢的特点：1）无繁殖功能：一个芽孢萌发为一个营养体

            2）抗外界理化因素的不利影响

            3）高度耐热

            4）的芽孢形态、大小和着生位置因细菌而异  

观察方法：  芽孢染色法

细菌的繁殖：细菌主要是通过无性繁殖产生后代。其繁殖的主要方式是二，简称裂殖。

细菌的繁殖过程分为三个连续步骤：

① 核的和隔膜的形成；

② 横隔壁形成；

③ 子细胞。

　 另外有的细菌还存在：三和复。

细菌的群体形态

菌落（clone）：由单个细菌细胞繁殖起来的、肉眼可见的，具有一定形态特征的细菌集落，是细菌鉴定的形态学指标之一。

菌落特征的描述：菌落特征包括大小，形状，隆起形状，边缘情况，表面状态，表面光泽，质地，颜色，透明度等    

应用：微生物分离、纯化、鉴定、计数以及菌种选育等。

液体培养基上的群体形态：

       几种表现：混浊、沉淀、形成菌膜等

       应用：富集培养、生化反应等

在半固体培养基上的群体形态

       不同细菌沿穿刺线接种后的生长特点不同

       用于鉴定某些细菌：如检测鞭毛的有无；某些生化反应

放线菌：（p29）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原核微生物，属于真细菌范畴。

在形态上有分枝状菌丝、菌落形态与霉菌相似，以孢子进行繁殖。

生物学特点：单细胞，大多由分枝发达的菌丝组成；

菌丝直径与杆菌类似，约1mm；

细胞壁组成与细菌类似，革兰氏染色阳性（少数阴性）；

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。

蓝细菌：（p33）也称蓝藻或蓝绿藻（blue-green algae），是一类含有叶绿素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、同化CO2为有机物质的光合细菌。革兰氏阴性，无鞭毛。

其它原核生物

一、支原体：一类无细胞壁、介于生活和细胞内寄生生活间的最小型原核生物

二、立克次氏体：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。

三、衣原体：是一类在真核细胞内营养转性能量寄生的小型G￣原核生物。

原体：小球状，致密，不生长，抵抗力强，有传染性

  始体：又称网状体，大球形，疏松，细胞壁薄，易变形，生长快，无传染性

真核微生物：细胞核具有核膜；能进行有丝；细胞质中存在线粒体或同时存在叶绿体等细胞器

（一）、细胞壁：真菌细胞壁主要成分是多糖，另有少量的蛋白质和脂类

               低等真菌的细胞壁的主要成分以纤维素为主

               酵母的细胞壁的主要成分以葡聚糖为主

               高等真菌的细胞壁的主要成分以几丁质为主

（二）、鞭毛与纤毛：9+2模型，即中心有一对包在鞘中的相互平行的微管，其外被9个微管二联体围绕一圈，整个微管由细胞质膜包裹。

（三）、细胞质膜：p43

（四）细胞核：p43

（五）细胞质和细胞器：核糖体：由60S和40S的2个小亚基组成，其它的细胞器见p44

酵母菌 

定义：酵母菌一般泛指能发酵糖类的各种单细胞真菌

特点：个体一般以单细胞状态存在

多数营出芽繁殖

能发酵糖类产能

细胞壁常含甘露聚糖

常生活在含糖量较高、酸度较大的水生环境中

细胞的形态和构造

（一）、细胞壁

厚约25nm，主要成分为酵母纤维素，它呈三明治状——

外层为甘露聚糖，内层为葡聚糖，都是分枝状聚合物，中

间夹着一层蛋白质。

（二）、细胞膜：p48

（三）、细胞核：p49

酵母菌的繁殖方式和生活史

无性繁殖

1、芽殖：芽殖是酵母菌最常见的一种繁殖方式

2、裂殖：少数酵母具有与细菌相似的二繁殖方式

3、产生无性孢子：少数酵母菌可在卵圆形营养细胞上长出小梗，其上产生

肾形的掷孢子

有性繁殖

酵母菌是以形成子囊和子囊孢子的方式进行有性繁殖的

酵母菌的生活史（生活史又称生命周期，指上一代生物个体经一系列生长、

发育阶段而产生下一代的全部过程）

1、营养体既能以单倍体也能以二倍体形式存在（p50）

   特点： 一般情况下都以营养体状态进行出芽繁殖。例：S.cerevisiae(酿酒酵母)的生活史

2、营养体只能以单倍体形式存在

   特点：营养细胞为单倍体；无性繁殖为裂殖；.  二倍体细胞不能生活，此期极短。例：Schizosaccharomces  octosporus（八孢裂殖酵母）的生活史（p51）

4、营养体只能以二倍体形式存在

特点：营养体为二倍体不断进行芽殖，此阶段较长；单倍体的子囊孢子在子囊内发生接合；单倍体阶段仅以子囊孢子的形式存在，不能进行生活。例：Saccharomycodes ludwigii(路德氏酵母)的生活史（p52）

丝状真菌——霉菌

霉菌（mold）是丝状真菌的一个俗称，通常指那些菌丝体较为发达又不产生大型肉质子实体结构的真菌。

菌丝：霉菌营养体得基本单位是菌丝。

菌丝体及其各种分化形式：由许多菌丝相互交织而成的一个菌丝集团称菌丝体

营养菌丝体——密布在固体营养基质内部，主要

              执行吸收营养物功能的菌丝体

              气生菌丝体——伸展到空间的菌丝体

菌丝的特化形式

真菌的孢子

1）无性孢子：游动孢子、孢囊孢子、分生孢子、厚垣孢子、掷孢子、芽孢子、节孢子

2）有性孢子：卵孢子、接合孢子、子囊孢子、担孢子

第 三 章  病毒和亚病毒

病   毒

特点：无细胞结构，专性活细胞内寄生；

      只含一种核酸,RNA或DNA

      没有酶或酶系统极不完全，不能进行代谢活动；

      个体极小，能通过细菌滤器；

      对抗生素不敏感，对干扰素敏感。

典型病毒粒的构造

核酸——位于中心，称为核心

基本成分

蛋白质——包围在核心周围，形成衣壳

病毒粒子：专指成熟的、结构完整的和有感染性的单个病毒

病毒粒的对称

病毒按核酸类型分类：将RNA和DNA分子区分为正链、负链，以此为根据将病毒分为6种类型，即： dsDNA病毒、ssDNA病毒、dsRNA病毒、+ssRNA病毒、-ssRNA病毒、反转病毒。

病毒的繁殖

原核生物的病毒——噬菌体

病毒粒子并无个体的生长过程，而只有其两种基本成分的合成和装配，即：核酸复制+蛋白质合成    核蛋白（病毒粒子）

噬菌体的繁殖一般可分五个阶段，即：

吸附：尾丝尖端与宿主细胞表面的特异性受体接触，可触发尾丝散开，附着在受体上，随之把刺突、基板固定

侵入：尾部的酶水解细胞壁的肽聚糖，使细胞壁产生小孔；尾鞘收缩，核酸通过中空的尾管压入胞内，蛋白质外壳留在胞外；

增殖（复制与生物合成）：病毒利用宿主的生物合成机构和场所，使病毒核酸表达和复制，产生大量的病毒蛋白质和核酸。

成熟（装配）：噬菌体的成熟过程事实上就是把已合成的各种“部件”进行自装配的过程

裂解（释放）：当宿主细胞内的大量子代噬菌体成熟后，由于水解细胞膜的脂肪酶和水解细胞壁的溶菌酶等的作用，促进了细胞的裂解，从而完成了子代噬菌体的释放。

噬菌体效价的测定

效价——表示每毫升试样中所含有的具侵染性的噬菌体粒子数。又称噬菌斑形成单位（pfu）或感染中心

测定的方法——双层平板法

用双层平板法测出的效价比用电镜直接记数得到的效价低。

前者是计有感染力的噬菌体粒子，后者是计噬菌体的总数。

一步生长曲线：定量描述烈性噬菌体生长规律的实验曲线称作一步生长曲线

一步生长曲线可分为三个时期：

①潜伏期是指菌体的核酸侵入宿主细胞后至第一个噬菌体粒子装配前的一段时间。

②裂解期是指溶液中噬菌体粒子急剧增多的一段时间。

③稳定期溶液中噬菌体总数达到最高点后的时期。

溶源性

温和噬菌体或称溶源性噬菌体：一类感染宿主细菌后不引起细菌裂解而与宿主细胞建立共生关系并随细菌繁殖传给细菌后代的噬菌体。这一现象称做溶源性（lysogeny）现象

前噬菌体：附着或融合在溶源性细菌染色体上的温和噬菌体的核酸称为原噬菌体或前噬菌体。

亚病毒

一、类病毒：是裸露的，仅含一个单链环状低相对分子质量RNA分子的病原体。能侵染寄主，能自我复制，不需要辅助病毒。

二、拟病毒：类被包裹在植物病毒粒体内部的类病毒，被称为拟病毒。只有核酸, 这种类似类病毒的RNA称之拟病毒（Virusoid）。 依赖于辅助病毒而复制----如卫星RNA，可用于生物防治。

三、朊病毒：又称蛋白质侵染因子。朊病毒是一类能侵染动物并在宿主细胞内复制的小分子无免疫性疏水蛋白质。