微生物总复习资料

一、什么是微生物微生物（microorganism，microbe）：是形体微小，结构简单，肉眼看不见或看不清，必须借助光学显微镜或电子显微镜才能看清的低等微小生物的总称。

（一）一个难以认识的微生物世界四个障碍：★个体过于微小；★群体外貌不显；★种间杂居混生★形态与其作用的后果之间很难被人认识（二）微生物学发展史（5个阶段）1、史前期时间：约8000年前—— 1676实质：朦胧阶段开创者：各国劳动人民，尤以我国的制曲、酿酒技术著名。

特点：未见其存在，但却在应用。

2、初创期时间：1676 —— 1861实质：形态描述阶段开创者：列文虎克——微生物的先驱者特点：用自制的显微镜观察了细菌、原生动物，并对其形态进行描述。

3、奠基期（黄金时期）时间：1861 —— 1897实质：生理水平研究阶段开创者：巴斯德——微生物学奠基人科赫——细菌学奠基人特点：建立微生物学及其许多应用分支学科；创立了微生物学的研究方法。

4、发展期时间：1897 —— 1953实质：生化水平研究阶段开创者：布赫纳E. Büchner ——生物化学奠基人特点：对无细胞酵母菌“酒化酶”进行生化研究；发现微生物代谢统一性；普通微生物开始形成；寻找微生物有益代谢产物；青霉素发现。

5、成熟期时间：1953 ——至今实质：分子生物学水平研究开创者：J. Watson 和 F. Crick ——分子生物学奠基人特点：运用分子生物学理论和技术揭示微生物生命活动和规律；将传统的工业发酵发展为发酵工程；微生物学与相关学科相互交融，推动生命科学发展。

四、微生物的五大共性（一）体积小，面积大比面值：把某一物体单位体积所占有的表面积称为比面值。

（二）吸收多，转化快（三）生长旺，繁殖快（四）适应强，易变异有益的变异——产生巨大的经济效益和社会效益。

不利的变异——微生物的耐药性、菌种退化等。

（五）分布广，种类多▲物种的多样性▲生理代谢类型的多样性▲代谢产物的多样性▲遗传基因的多样性▲生态类型的多样性原核生物（procaryotes ）：细菌，放线菌，蓝细菌，立克次氏体，支原体和衣原体。

真核微生物（eucaryotic microorganisims ）：真菌：酵母菌、丝状真菌——霉菌、大型真菌——蕈菌；显微藻类；原生动物。

非细胞微生物（acellular microorgnisims ）：病毒，亚病毒：类病毒、拟病毒及朊病毒。

原核生物：是指一大类细胞核无核膜包裹，只存在称作核区（核子的区域）的裸露DNA 的原始单细胞生物，包括真细菌和古生菌。

细菌（bacteria）：是一类细胞细短（直径约0.5 μm ，长0.5－5μm ），结构简单,细胞壁坚韧，多以二分裂方式繁殖和水生性较强的原核微生物。

1、细菌的形态球菌杆菌螺旋菌2、细菌的大小度量单位：表述细菌大小常用微米（μm ），而表述其他亚细胞构造常用纳米（nm）。

测量方法：显微测微尺：包括物镜测微尺和目镜测微尺。

球菌：直径表示大小。

杆菌：长和宽表示大小。

螺旋菌：长度是菌体两端点的距离，而不是真正的长度。

二）细菌的细胞构造基本结构：细胞壁、细胞膜、细胞质、核质体等。

特殊结构：鞭毛、菌毛、荚膜、芽孢等。

⑴细胞壁的功能●固定细胞外形。

●保护细胞免受外力的损伤和渗透压的破坏。

●协助鞭毛运动。

●正常细胞分裂所必需。

●具一定的屏障作用。

●细胞壁的化学成分使机体具一定的抗原性、致病性（如内毒素）和对噬菌体的敏感性。

①革兰氏阳性菌（G＋）细胞壁结构◆主要成分为肽聚糖，约占细胞壁干重的50－80 ％，较厚，约40 层。

多糖链：G – M – G –M……肽聚糖：短肽:L-Ala －D-Glu －L-Lys －D-Ala肽“桥”：5个Gly◆磷壁酸（又称垣酸）：是G＋菌细胞壁所特有的成分。

②革兰氏阴性菌（G－）细胞壁的构造G－较G＋细胞壁复杂，可分两层：◆内壁层：由肽聚糖组成，较薄，约1－2 层，占细胞干重不到10 ％。

紧贴细胞膜，其肽聚糖组成仅具多糖链和短肽。

肽聚糖：多糖链: G – M – G –M…..短肽: L-Ala －D-Glu －DAP－D-Ala★没有肽“桥”，直接由Ala－DAP连接。

◆外壁层：由脂多糖（LPS）构成，是G－所特有的，位于细胞壁最外层的类脂多糖类物质。

⑶细胞壁与革兰氏染色①革兰氏染色的步骤结晶紫染色30秒，水冲洗2秒碘液媒染1分钟，水冲洗用95％乙醇脱色10-30秒，水洗番红复染30秒，水冲洗和吸干结果：革兰氏阳性菌（金黄色葡萄球菌）——紫色革兰氏阴性菌（大肠杆菌）——红色②革兰氏染色的机理G＋菌：由于细胞壁较厚，肽聚糖含量较高，其分子交联紧密，故在乙醇洗脱时，肽聚糖网孔因脱水而明显收缩，再加上它基本上不含类脂，故乙醇处理不能在壁上溶出缝隙，因此，结晶紫与碘的复合物仍牢牢阻留在细胞壁内，使其呈紫色。

G－菌：因其壁薄，肽聚糖含量低，交联松散，故遇乙醇后，肽聚糖网孔不易收缩，加上它的类脂含量高，所以当乙醇将类脂溶解后，在细胞壁上会出现较大的缝隙，结晶紫与碘的复合物就极易被溶出细胞壁，因此，乙醇脱色后，细胞呈无色。

再经番红或沙黄等红色染料进行复染，使G－菌获得了一层新的颜色——红色，而G＋菌仍呈紫色⑷细胞壁缺陷细菌①原生质体：是溶菌酶或青霉素处理G＋菌所得到的，是细菌除去细胞壁后剩余的部分。

溶菌酶——是使肽聚糖中的糖苷键断裂。

即切断NAG与NAM 间的β-1,4 糖苷键，破坏了肽聚糖的骨架，引起细菌裂解。

青霉素——是干扰短肽间的肽键形成。

即干扰甘氨酸肽桥与短肽的D－Ala 的联结，使细菌不能合成完整的细胞壁而导致死亡。

②球形体：溶菌酶或青霉素处理G－菌，只部分去掉细胞壁，称为球形体。

它较原生质体较外界具一定的抗性，并且能在普通培养基上生长。

2、细胞膜（cell membrane）细胞膜：是紧贴细胞壁内侧的一层由磷脂和蛋白质组成的柔软、富有弹性的半透性薄膜。

化学组成：主要为脂质和蛋白质，还有少量糖类。

结构：与其他生物一样，为单位膜。

细胞膜的功能：①渗透屏障，维持细胞内正常的渗透压；②物质运输；③参与膜质，细胞壁各种组分等的生物合成；④参与产能代谢；⑤分泌细胞壁和荚膜的成分，胞外蛋白质以及胞外酶；⑥参与DNA 复制与子细菌分离；⑦提供鞭毛的着生位点。

3、内膜系统◆间体（mesosome ）：由细胞膜内褶形成的一种管状,层状或囊状结构，在G＋中明显。

◆载色体（chromatophore）：有时称类囊体，光合作用的场所。

◆羧酶体（carboxysome ）：某些硫杆菌细胞内散布着单层膜（非单位膜）围成的多角体，内含1,5 －二磷酸核酮糖羧酶体，在自养细菌CO2固定中起作用。

4、细胞质及其内含物细胞质是细胞膜包围，除核区之外的物质。

由流体部分和颗粒部分组成。

◆核糖体（ribosome）：为70s核糖体，由30s和50s两个亚基组成，是蛋白质合成的场所。

◆储藏性颗粒：颗粒通常较大，以单层膜包围。

5、核区与质粒（plasmid ）⑴核区（nuclear rigion）细菌无真正的细胞核，在菌体中央有一个大量遗传物质所在的核区，无核膜，核区由一个环状DNA 分子高度缠绕而成，中央部分还有RNA 与支架蛋白。

核区的DNA 称为染色体DNA 。

细菌的DNA为共价、闭合、环状、双链。

⑵质粒（plasmid）质粒：是存在于细胞质中的一种染色体以外的遗传成分，为小型环状DNA 。

特点：①可独立复制并稳定遗传；②可整合到染色体上，在染色体的控制下与染色体一起复制；③质粒可自发消失或经理化处理而消失，对细菌的生存无影响；④没有质粒的细菌可通过人工方法从其他菌体中获得质粒；⑤每个细胞可有1－几个质粒，不同质粒间的基因可相互重组；⑥质粒可单独转移，也可与染色体一道转移。

所以，质粒已成为基因工程的重要工具。

6、荚膜（capsule）（1）荚膜：某些细菌细胞壁外存在一层厚度不定的胶状物质，称为荚膜。

⑵化学组成由水、多糖、多肽或多糖和多肽的复合物。

⑶荚膜的功能◆防止细菌变干。

◆能抵御吞噬细胞的吞噬。

◆保护菌体免受噬菌体和其他物质（如溶菌酶和补体等）的侵害。

◆荚膜的主要表面抗原，是有些病原菌的毒力因子。

◆是某些病原菌必须的黏附因子。

◆是细菌的一种储藏物质，营养缺乏时动用。

7、鞭毛（flagellum）和菌毛（pilus ）⑴鞭毛鞭毛：是某些细菌表面着生一根至数根细长、波曲、毛发状的丝状体结构，称为鞭毛。

鞭毛结构：由三部分组成。

鞭毛丝鞭毛钩基体：G－和G＋有区别。

G－：由L 和P 、S 和M 两对环组成。

L 和P 环分别位于细胞壁的脂多糖层和肽聚糖层；S 和M 环分别位于细胞膜表面和细胞膜内。

G＋：仅由S 和M 一对环组成。

⑵菌毛（pilus,fimbria ）：曾有纤毛、伞毛、线毛或须毛等译名。

菌毛：是长在细菌体表的一种纤细（7－9nm）、中空（直径2－2.5nm）、短直、数量较多（250－300 根）的蛋白质附属物。

菌毛的功能：◆使细菌牢固地黏附在物体表面，尤其对致病菌。

◆使细菌缠集在一起，在液体培养基上形成菌膜以获取充分的氧气。

◆是某些细菌的抗原——菌毛抗原。

性菌毛（sex pilus, F-pilus 或sex fimbria ）：是性状介于鞭毛和菌毛之间，较菌毛稍长的丝状附属物。

8、芽孢（endospore，spore）⑴芽孢：某些细菌在生长发育后期，可在细胞内形成一个圆形或椭圆形的抗逆性休眠体，称为芽孢。

⑵芽孢的构造：成熟的芽孢有多层构造，由外到内依次为：⑶伴孢晶体（parasporal crystal）少数芽孢杆菌，如苏云金芽孢杆菌（Bacillus thuringiensis）在其形成芽孢的同时，会在芽孢旁形成一颗菱形或双椎形的碱溶性蛋白质（δ－内毒素），称为伴孢晶体杀虫机理：当晶体毒素到达肠道时，立即溶解并吸附于肠道上皮细胞上，引起渗透压丧失，肠道穿孔，肠中的碱性液体随之进入血液，使pH 由 6.8 上升至8 以上，导致昆虫全身麻痹死亡。

二、细菌的繁殖1、二分裂（binary fission）：是细菌最普遍,最主要的繁殖方式。

产生的两个子细胞几乎是同样大。

2、不等二分裂（unequal binary fission）：如柄细菌的分裂。

3、复分裂（multiple fission）：寄生在细菌细胞中的蛭弧菌繁殖方式。

4、此外，还有三分裂、多分裂等。

5、出芽繁殖（budding）：此方式较复杂。

1、菌落（colony）菌落：细菌在固体培养基上生长繁殖时，形成肉眼可见的,具一定形态结构的子细胞群，称为菌落。

菌苔（bacterial lawn）：许多菌落连在一起，称菌苔。

克隆（clone）：如果菌落是由一个单细胞发展而来的，它就是一个纯种细胞群或克隆。

2、在固体培养基上的特征细菌菌落的共同特征：湿润、粘稠、易挑起（菌落与培养基结合不紧密），质地均匀，菌落各部位的颜色一致等。