第二章 原核生物形态结构与功能3

第二章微生物类群形态、结构和功能原核微生物：不具有真正细胞核的微生物。

主要包括细菌、放线菌、立克次氏体、支原体、衣原体、蓝细菌（有人将属于螺旋状细菌的螺旋体单独列出）。

第一节细菌细菌（bacteria,单数为bacterium）是一大类群结构简单、种类繁多、主要以二分裂繁殖和水生性较强的单细胞原核微生物。

不少细菌对人类有害，可使人和动物致病，使食品和物品腐烂变质；很多细菌对人类有益，如能生产味精等。

所以细菌与人类关系密切。

一、细菌细胞的形态（一）细菌的基本形状细菌有三种常见形状：球状、杆状和螺旋状。

分别称为球菌、杆菌和螺旋菌；杆菌最多，球菌次之，螺旋状细菌最少。

1.球菌（coccus,复数为cocci）:球状的细菌。

据细胞的分裂面和子细胞分离与否有不同的排列状态：单球菌（尿素微球菌）双球菌（肺炎双球菌）链球菌（酿脓链球菌、溶血链球菌）四联球菌（玫瑰色微球菌、四联微球菌）八叠球菌（藤黄八叠球菌）葡萄球菌（金黄色葡萄球菌）2.杆菌（bacillus,复数为bacilli）：杆状的细菌。

形态多样：短杆状：短杆菌或球杆菌（甲烷短杆菌属）长杆或棒杆状：长宽差别较大（枯草杆菌、北京棒杆菌、白喉棒杆菌）梭状：两端稍尖，（梭菌属：鼠疫巴斯德氏菌）分支杆状：有分支（结核分支杆菌）平截杆状：两端平截（炭疽芽孢杆菌）3.螺旋状细菌（有人称为螺菌，spirillum,复数为spirilla）:螺旋状的细菌。

弧菌（vibrio）：螺旋不到一周，菌体呈弧形或逗号状，霍乱弧菌。

螺菌：螺旋1-6周，外形坚挺的螺旋状细菌，红螺菌。

螺旋体(spirochaete)：螺旋6周以上，由原生质柱、轴丝、外鞘组成，柔软易曲的螺旋状菌体。

钩端螺旋体，梅毒密螺旋体。

4.特殊形状的细菌菌体分叉：双歧杆菌菌体末端有柄：柄杆菌菌体有附器：臂微菌（二）细菌的大小细菌大小一般用显微测微尺测量，单位为微米（μm）1μm＝10-3mm＝10-6m病毒多用纳米（nm）为单位，1μm＝103nm细菌的大小不一，球菌直径0.5-2μm,杆菌1-5×0.5-1μm螺旋菌大小差别较大，大肠杆菌平均长2μm，直径0.5μm，150个大肠杆菌细胞头尾相接等于3mm长的一粒芝麻；120个大肠杆菌捆在一起才有一根头发粗细（人发平均直径60μm），109个大肠杆菌才有1mg重（1个大肠杆菌10-12g）。

第一章原核微生物的形态结构与功能第一节细菌细菌（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（Micrococcus urea）e。

（2）双球菌如肺炎双球菌（Diplococcus pneumoniae）。

（3）链球菌如乳链球菌（Streptococcus lactis）。

（4）四链球菌如四链微球菌（Micrococcus tetragehus）。

（5）八叠球菌如尿素八叠球菌（Sarcina ureae）。

（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）包括：弧菌、螺菌、螺旋体。

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。

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（ m）（3）表示：球菌：直径杆菌：宽义长螺菌：宽、长、螺距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义10 -9〜1X10—10mg,即每克细菌约含1〜10万亿个菌体细胞三、细菌的细胞结构与功能（一）细菌细胞的基本结构1、细胞壁细胞壁（cell wall）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）实细胞壁存在的方法：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。

第二章原核生物的形态、构造和功能P12-41第一节细菌细菌：是一类细胞细短（直径约0.5um,长0.5~5um）、结构简单、胞壁坚韧、二分裂繁殖、水生性强的单细胞原核生物(周德庆版P13)生活特性：喜温暖、潮湿、富含有机物微碱环境（大多数）腐生或寄生，好氧或厌氧，自养或异养一、细菌的形态与大小P121、基木形态：3种（球状杆状、螺旋状）在自然界中，杆菌最常见，球菌次之，而螺旋状的最少。

2、大小：度量细菌大小的单位是微米级（um）球状：0.5~1mm（直径)光学显微镜、油镜观察）杆状：0.2~1mm（直径）X1~80mm（长度）螺旋状：0.3~1mm（直径）X1~50mm（长度）(长度是菌体两端点之间的距离，而非实际长度）3、测定方法：显微镜测微定:显微照相后根据放大倍数进行测算4、细菌大小测量结果的影响因素1)个体差异；2)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；3)染色方法的影响，一般用负染色法观察的菌体较大；4)幼龄细菌一般比成熟的或老龄的细菌大；5)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。

简单染色法正染色革兰氏染色法鉴别染色法抗酸性染色法芽孢染色法死菌姬姆萨染色法负染色：荚膜染色法等细菌染色法周德庆版P15活菌：用美蓝或TTC（氧化三苯基四氮唑）等作活菌染色二、细菌的细胞结构与功能P14一般构造（一）细胞壁概念：是紧贴细胞质膜外侧的一层厚实、坚韧的外被。

主要成分：肽聚糖构成细胞壁的功能：1）固定细胞外形和提高机械强度，保护细胞免受渗透压等外力损伤2）为细胞的生长、分裂和鞭毛运动所必需；3）渗透屏障，阻拦大分子有害物质（水解酶和某些抗生素）进入细胞；4）赋予细菌特定的抗原性、致病性和对抗生素和噬菌体的敏感性。

1、革兰氏阳性细菌细胞壁特点：厚度大（20-80nm）化学组分简单，一般只含90%肽聚糖和10%磷壁酸。

（1）肽聚糖（peptidoglycan，金黄色葡萄球菌为例）特点：由25-40层左右的网格状分子，交联度75%，厚20~80nm。

第一章：原核生物的形态、构造和功能1．名词解释：革兰氏染色、肽聚糖、磷壁酸、外膜、脂多糖、古生菌、假肽聚糖、L型细菌、球状体、异染颗粒、磁小体、羧酶体、菌胶团、栓菌试验、渗透调节皮层膨胀学说、孢囊、伴胞晶体、支原体、MLO、LPS、PHB、异形胞、立克次氏体、衣原体、放线菌。

2．比较革兰氏阳性菌与阴性菌细胞壁结构和化学组分的异同点。

3．试述革兰氏染色的机制以及影响染色结果的主要技术要点。

4．渗透调节皮层膨胀学说是如何解释芽孢耐热的机制？如何区别芽孢杆菌和梭状芽孢杆菌?5．简述4类缺壁细菌的形成机制以及与生产实践的关系。

6．以细菌细胞壁为例，说明基础研究与生产应用的关系。

7．比较支原体、立克次氏体和衣原体三种特殊细菌形态特征和生物学特点的异同点。

8．比较G+与G－菌生物学特性的不同，并解释可能的机制。

9．比较真细菌和古细菌细胞壁结构和组分的主要差异。

10．试解释G+与G-菌对溶菌酶、青霉素、链霉素、碱性染料敏感性不同的原因。

11.为什么某些细菌的细胞周期中存在二套或多套的核质体？12.简述放线菌形态多样性以及与人类的关系。

13.有一不产孢的放线菌菌株，如何证明该菌株是放线菌而非细菌？14．放线菌的孢子的生物学特性与一般细菌的细胞有何不同？有哪些生态学意义？15.菌毛和性纤毛有何不同,主要功能分别是什么?16.简述细菌鞭毛的运动机制。

鞭毛的分布有几种类型，分别各指一种细菌为代表来加以说明。

17．糖被的成分有几种代表类型？简述糖被的主要生理功能。

18．在自然界中普遍存在着抑制G＋细菌的微生物次生代谢产物，但抗G－的却较少存在，这是为什么？第二章:真核微生物的形态、构造和功能1．名词解释假菌、“9＋2”型鞭毛结构、微体、膜边体、几丁质酶体、氢化酶体、芽体、单细胞蛋白、2μm质粒、节孢子、掷孢子、厚垣孢子、芽孢子、假菌丝、子囊、子囊孢子、菌丝体、假根、匍匐菌丝、吸器、菌核、子座、子实体、担子、担孢子、分生孢子器、分生孢子盘、分生孢子座、子囊果、闭囊壳、游动孢子、孢囊孢子、卵孢子、接合孢子、锁状联合2．细菌、放线菌、酵母菌和霉菌四大类微生物菌落特征有何不同，为什么？3．细菌、放线菌、酵母菌和霉菌四大类微生物液体培养特征主要有哪些不同？4．真菌主要的有性孢子有哪些？简述其发生过程及生态意义。

第二章真核微生物的形态构造和功能真核微生物（eukaryotic micro-organisms）:是一大类细胞核具有核膜，能进行有丝分裂，细胞质中存在线粒体或同时存在叶绿体等多种细胞器的微生物。

真菌、显微藻类和原生动物等是属于真核微生物。

我们的重点是真菌，真菌包括酵母、霉菌和蕈菌。

真核生物与原核生物的比较：第一节酵母菌（Yeast）酵母菌：泛指能发酵糖类的各种单细胞的真菌。

5个特点：（1）个体一般以单细胞状态存在（2）多数营出芽繁殖（3）能发酵糖类产能（4）细胞壁常含甘露聚糖（5）常生活在含糖量较高、酸度较大的水生环境中一、分布及与人类的关系1. 多分布在含糖的偏酸性环境，也称为“糖菌”如水果、蔬菜、叶子、树皮等处，及葡萄园和果园土壤中等。

有的酵母菌可利用烃类物质如：假丝酵母、毕赤式酵母是正烷烃发酵生产二羧酸的高产微生物。

为石油化工开发出许多崭新的工艺过程和生产出许多用化学合成所不能生产的新产品。

2. 重要的微生物资源酵母菌是人类的第一种“家养微生物”酿造工业：酒类的生产、果汁发酵食品工业：面包、馒头的制作医药工业：核苷酸、CoA、细胞色素C、凝血质和维生素等生化药物和试剂饲料工业：单细胞蛋白（SCP）－－－“人造肉”化学工业：有机酸、酒精、脂肪酸和甘油等3. 重要的科研模式微生物啤酒酵母（Saccharomyces cerevisae）第一个完成全基因组序列测定的真核生物（1996）表达外源蛋白功能的优良“工程菌”－－－真核微生物4. 有些酵母菌具有危害性有些酵母菌能引起皮肤、呼吸道、消化道、泌尿生殖道疾病。

白假丝酵母（Candida albicans）白色念珠菌新型隐球菌（Cryptococcus neoformans）引起鹅口疮、阴道炎或肺炎等疾病二、酵母菌的形态和大小酵母菌细胞的形态通常有球形、卵圆形、圆柱、梨形、腊肠形、椭圆形、柠檬形或藕节形等。

其细胞直径一般是细菌的10倍左右。

酵母菌无鞭毛，不能游动。

原核生物的形态构造及功能原核生物是一类单细胞生物，其形态构造相对简单，但在其细胞结构和功能上有许多独特之处。

首先，原核生物的细胞结构较为简单，由细胞质、细胞壁和细胞核组成。

细胞质是细胞内的胞质基质，包含有机分子、无机盐和许多细胞器。

细胞壁是位于细胞质外侧的一层坚硬的壁，为细胞提供保护和稳定的支持。

相对于真核生物，原核生物的细胞壁构造较为简单，一般分为两类：细菌的细胞壁主要由肽聚糖和肽聚肽构成，而蓝藻细菌的细胞壁则由多糖构成。

细胞核是原核生物的遗传物质DNA的储存和复制中心，通常位于细胞质的一侧，并未有膜包围，称为核区。

其次，原核生物的功能和真核生物有很大的差异。

原核生物的细胞呼吸和糖酵解等能力相对较弱，因此它们通常采取靠周围环境中的有机物或无机盐进行代谢的方式。

另外，原核生物的光合作用也存在一定差异。

光合作用在许多细菌中存在，但与植物细胞的光合作用相比较，原核生物的光合作用通常较为简单，仅具备基本的光合色素和单位的光合酶等。

这些特性导致原核生物的菌落、数量和代谢多样性较低。

此外，原核生物的染色体结构也不同于真核生物。

原核生物的染色体通常为环状，不与蛋白质进行关联，而真核生物的染色体为线性，与蛋白质形成染色质复合物。

最后，原核生物还通过一些特殊的结构来完成其他的功能需求。

例如，一些细菌利用纤毛或鞭毛来进行运动，这些结构由蛋白质组成并通过细胞膜延伸到细胞外。

纤毛和鞭毛能够有效地推动细菌前进或使其趋向化学物质。

此外，一些原核生物如细菌通过草酰乙酸、草酸盐或氮酸盐等在环境中获取能量和碳源，并通过化学过程进行代谢。

综上所述，原核生物在细胞结构和功能上与真核生物有很大的差异。

虽然形态构造相对简单，但原核生物通过其特殊的细胞结构和功能适应了各种环境并完成了多样的生物功能。

微生物学课后习题（周德庆）第一章原核生物的形态、构造和功能复习思考题1．试设计一张表格，比较一下6个大类原核生物的主要特性。

2．典型细菌的大小和重量是多少？试设想几种形象化的比喻并加以说明。

3．试图示G+和G-细菌细胞壁的主要构造，并简要说明其异同。

4．试图示肽聚糖的模式构造，并指出G+和G-细菌肽聚糖结构的差别。

5．什么是缺壁细菌？试列表比较4类缺壁细菌的形成、特点和实际应用。

6．试述革兰氏染色法的机制并说明此法的重要性。

7．何谓“拴菌试验”？它何以能证明鞭毛的运气机制？8．渗透调节皮层膨胀学说是如何解释芽孢耐热机制的？9．什么是菌落？试讨论细菌的细胞形态与菌落形态间的相关性。

10．名词解释：磷壁酸，LPS，假肽聚糖，PHB，伴胞晶体，基内菌丝，孢囊链霉菌，横割分裂，异形胞，原体与始体，类支原体，羧酶体，孢囊，磁小体。

第二章真核微生物的形态、构造和功能复习思考题1．试解释菌物、真菌、酵母菌、霉菌和蕈菌。

2．试图示并说明真核微生物“9+2”型鞭毛的构造和生理功能。

3．试简介真菌所特有的几种细胞器――膜边体、几丁质酶体和氢化酶体。

4．什么是单细胞蛋白（SCP）？为什么酵母菌是一种优良的单细胞蛋白？5．试图示 Saccharomyces cerevisiae 的生活史，并说明其各阶段的特点。

6．试简介菌丝、菌丝体、菌丝球、真酵母、假酵母、芽痕、蒂痕、真菌丝、假菌丝等名词。

7．霉菌的营养菌丝和气生菌丝各有何特点？它们分别可分化出哪些特化结构8．试以 Neurospora crassa 为例，说明菌丝尖端细胞的分化过程及其成分变化。

9．试列表比较各种真菌孢子的特点。

10．细菌、放线菌、酵母菌和霉菌四大类微生物的菌落有何不同？为什么？11．为什么说蕈菌也是真核微生物？12．什么叫锁状联合？其生理意义如何？试图示其过程。

13．试比较细菌、放线菌、酵母菌和霉菌细胞壁成分的异同，并讨论它们的原生质体制备方法。

第三章病毒和亚病毒复习思考题1．什么是真病毒？什么是亚病毒？2．病毒的一般大小如何？试图示病毒的典型构造。

厦门大学微生物考研真题绪论微生物分类及常见代表微生物？〔98、99〕从微生物代谢特点来解释微生物“分布广，种类多，数量大〞的原因？〔99〕第一章原核生物形态，构造和功能细菌和酵母菌的生态分布？〔99〕1.细胞壁构造5.磷壁酸〔04〕 3..肽聚糖单体〔06〕外膜〔08〕举例说明肽桥的类型？〔01〕分别写出细菌放线菌霉菌酵母菌细胞壁的主要成分？〔01〕1.比拟革兰氏阳性菌和阴性菌细胞壁成分及结构的异同点.(4分) 〔04〕比拟G+和G-菌细胞对机械抗性、溶菌酶、碱性染料敏感性的差异并解释其可能机制？〔08〕8．试述内毒素生产菌的细胞结构与组成，并简要说明内毒素的免疫特性及其主要检测方法。

〔8分〕〔07〕8．真细菌肽聚糖与古细菌假肽聚糖的组成与结构有何不同 6分〔06〕1．革兰氏染色关键的步骤是哪一步，为什么？ 6分〔06〕抗酸染色〔08〕LPS的毒性成分是〔〕。

类脂A 核心多糖O-侧链脂蛋白〔08〕2.缺壁细胞2．支原体〔3分〕〔03〕 12、L型细菌〔05〕5．在细菌中，专性能量寄生的为：支原体衣原体立克次氏体 MLO〔06〕2、何谓缺壁细菌？说明4种缺壁细菌形成原因及特点。

〔5分〕〔07〕3.特殊细胞构造和细胞内含物荚膜的化学成分、功能？〔98〕菌胶团〔2001〕1．龋齿的形成与某些产荚膜细菌有关吗？解释你的答案。

〔02〕内生孢子〔98〕 2、芽孢子〔05〕 1.芽孢囊〔06〕半孢晶体〔08〕1．试根据“渗透调节皮层膨胀学说〞分析芽孢的抗热机制。

〔5分〕〔03〕菌毛形态和种类？〔01〕9、细菌的菌毛的主要功能是：A、运动 B、传递遗传物质C、附着 D、致病性〔05〕1．证明某一细菌是否存在鞭毛有那些实验方法？〔7分〕〔03〕聚 beta 羟丁酸颗粒储存的营养要素是？用途及优点？〔01〕4.放线菌放线菌革兰氏染色结果？〔99〕工业发酵产抗生素放线菌主要借助哪种方式产生新的菌丝体有性孢子无性孢子菌丝体断裂有性结合〔2000〕试以链霉菌为例简述放线菌的生活史？〔01〕在显微镜下，链霉菌的气生菌丝与基内菌丝相比，颜色〔〕、直径〔〕。

微生物教程课后答案（周德庆）第一章2009-10-22 19:45第一章原核生物的形态、构造和功能1．试设计一张表格，比较以下6个大类原核生物的主要特性。

2．典型细菌的大小和重量是多少？试设想几种形象化的比喻加以说明。

答：一个典型的细菌可用E.coli作代表，它的细胞平均长度约为2um，宽度约0.5um，形象地说，若把1500个细菌的长径相连，仅等于一颗芝麻的长度，如果把120个细胞横向紧挨在一起，其总宽度才抵得上一根人发的粗细。

它的重量更是微乎其微，若以每个细胞湿重约10-2g计，则大约109个E.coli细胞才达1mg 重。

3．试图示G+和G-细菌细胞壁的主要构造，并简要说明其异同。

答：图示如下：G+细菌与G-细菌的细胞壁都含肽聚糖和磷壁酸；不同的是含量的区别：如下表4．试图示肽聚糖的模式构造，并指出G+和G-细菌肽聚糖结构的差别。

答：图示如下：G-细菌与G+细菌的肽聚糖的差别仅在于：1）四肽尾的底3个氨基酸不是L-lys，而是被一种只有在原核微生物细胞壁上才有的内消二氨基庚二酸（m-DAP）所代替；2）没有特殊的肽桥，其前后两个单体间的连接仅通过甲四肽尾的第4个氨基酸——D-Ala的羧基与乙四肽尾的第3个氨基酸——m-DAP的氨基直接相连，因而只形成较为疏稀、机械强度较差的肽聚糖网套。

5．什么是缺壁细菌？试列表比较4类缺壁细菌的形成、特点和实际应用。

答：在自然界长期进化中和实验室菌种的自发突变中都会产生少数缺细胞壁的种类，或是用人为的方法通过抑制新生细胞壁的合成或对现成细胞壁进行酶解而获得人工缺壁的细菌统称为缺壁细菌。

比较如下：6．试述染色法的机制并说明此法的重要性。

答：革兰氏染色的机制为：通过结晶紫初染和碘液媒染后，在细菌的细胞膜内可形成不溶于水的结晶紫与碘的复合物。

G+由于其细胞壁较厚、肽聚糖网层次多和交联致密，故遇脱色剂乙醇处理时，因失水而使网孔缩小，在加上它不含类脂，故乙醇的处理不会溶出缝隙，因此能把结晶紫与碘的复合物牢牢留在壁内，使其保持紫色。

原核生物的形态、构造和功能2细菌是一类细胞细短、结构简单，胞壁坚韧，多以二分裂方式繁殖和水生性较强的原核生物。

一、细菌的形态构造及其功能：（一）形态与染色1、基本外形：球状——球菌；杆状——杆菌；螺旋状——螺旋菌。

（1）球菌：球形或近球形，根据空间排列方式不同又分为单、双、链、四联、八叠、葡萄球菌。

不同的排列方式是由于细胞分裂方向及分裂后情况不同造成的。

细胞呈球状或椭圆形。

（2）杆菌：杆状或圆柱形，径长比不同，短粗或细长。

细菌中种类最多。

（3）螺旋菌：细胞呈弯曲杆状的细菌统称为螺旋菌。

是细胞呈弯曲杆状细菌统称，一般分散存在。

根据其长度、螺旋数目和螺距等差别，分为弧菌（菌体只有一个弯曲，形似C字）和螺旋菌（螺旋状，超过1圈）。

与螺旋体，区别：无鞭毛。

弧菌：偏端单生鞭毛或丛生鞭毛螺旋菌：两端都有鞭毛细菌形态不是一成不变的，受环境条件影响（如温度、培养基浓度及组成、菌龄等）。

异常形态：一般，幼龄，生长条件适宜，形状正常、整齐。

老龄，不正常，异常形态。

畸形：由于理化因素刺激，阻碍细胞发育引起。

衰颓形：由于培养时间长，细胞衰老，营养缺乏，或排泄物积累过多引起。

2、细菌染色法由于细菌细胞既小又透明，故一般先要经过染色才能作显微镜观察。

二、细菌的细胞构造（一）细菌细胞的一般构造基本结构是细胞不变部分，每个细胞都有，如细胞壁、细胞膜、细胞核。

1、细胞壁①概念：细胞壁：是细胞质膜外面具有一定硬度和韧性的壁套，使细胞保持一定形状，保障其在不同渗透压条件下生长，即使在不良环境中也能防止胞溶作用。

真细菌的细胞壁由肽聚糖构成，而古细菌细胞壁组成物质极为多样，从类似肽聚糖的物质、假肽聚糖，到多糖、蛋白质和糖蛋白。

真细菌细胞壁由肤聚糖构成，肤聚糖是N-乙酰氨基葡萄糖(NAG)和带有交替排列的D-型或L-型氨基酸侧链的N-乙酰胞壁酸(NAM)的多聚体。

它是高度的交联的分子，使得细胞具有刚性、强度和保护细胞抵抗渗透压的裂解。

肽聚糖有许多独特的特性，如D-型氨基酸，它可作为抗生素攻击肽聚糖的靶目标(抗生素通过抑制或干扰肽聚糖合成而使细胞壁缺损)。