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第三章微生物细胞的结构与功能第一节原核微生物一大类细胞微小、细胞核无核膜包裹的原始单细胞生物。
与真核微生物的区别：基因组由无核膜包裹的双链环状DNA组成；缺乏由单位膜分割包围的细胞器；核糖体为70S。
原核微生物分为：细菌域：细菌、放线菌、蓝细菌、支原体、立克次氏体、衣原体。
共同点：细胞壁含肽聚糖；细胞膜含有由酯键连接的脂质，DNA一般无内含子。
古生菌域。
一、细胞壁位于细胞最外的一层厚实、坚韧的外被，主要由肽聚糖构成。
主要功能：固定细胞外形和提高机械强度，免受外力损伤；为细胞的生长、分裂、鞭毛运动所需；阻拦酶蛋白和某些抗生素等大分子物质进入细胞，保护细胞免受溶菌酶、消化酶和青霉素等有害物质的损伤；赋予细胞特定抗原性、致病性、对抗生素和噬菌体的敏感性。
1、革兰氏阳性菌的细胞壁厚度大、化学组分简单。
90%肽聚糖、10%磷壁酸。
（1）肽聚糖（粘肽、胞壁质、粘质复合物）由肽和聚糖两部分组成，肽有四肽尾和肽桥，聚糖由N-乙酰葡糖胺和N-乙酰胞壁酸相互间隔连接而成，呈长链骨架状。
1)双糖单位由N-乙酰葡糖胺通过β-1,4-糖苷键与N-乙酰胞壁酸相连。
β-1,4-糖苷键容易被溶菌酶水解。
2)四肽尾或四肽侧链由4个氨基酸分子按L型与D型交替方式连接而成。
L-Ala D-Glu L-Lys D-Ala3)肽桥或肽间桥肽聚糖的多样性主要变化发生在肽桥上。
（2）磷壁酸酸性多糖，主要成分甘油磷酸或核糖醇磷酸。
分类：壁磷壁酸，与肽聚糖分子间进行共价结合。
膜磷壁酸，由甘油磷酸链分子与细胞膜上的磷脂进行共价结合。
主要生理功能：其磷酸分子较多负电荷可提高周围Mg2+浓度，可保证一些需要Mg2+的合成酶提高活性；储藏磷元素；增强某些致病菌对宿主细胞的粘连、避免被白细胞吞噬和补抗体作用；特定抗原；作为噬菌体特异性吸附受体；调节自溶素的活力，借以防止细胞因自溶而死亡。
2、革兰氏阴性菌细胞壁（1）肽聚糖与革兰氏阳性菌的差别：四肽尾的第三个氨基酸不是L-Lys，而是m-DAP；没有特殊的肽桥，两个单体间只通过甲四肽尾的第四个氨基酸D-Ala的羧基与乙四肽尾的第三个氨基酸m-DAP的氨基直接相连。
第二章生物细胞的结构和功能第一节原核微生物一、原核微生物是指一大类细胞微小、细胞无核膜包裹（只有称作核区的裸露DNA）的原始单细胞生物。
他们与真核微生物的主要区别有：a.基因组由无核膜包裹的双链环状DNA组成；b.缺乏由单位膜分隔、包裹的细胞器；c核糖体为70S型。
二、原核微生物分为两个域：细菌域、古生菌域。
细菌和古生菌1、细菌的基本形态：球菌、杆菌、螺旋菌A.球菌：细胞个体呈球状或椭球状。
不同的球菌在细胞分裂时会形成不同的空间排列，但常被作为分类的依据。
分为单球菌、双球菌、链球菌、四联球菌、八叠球菌、葡萄球菌。
B. 杆菌：一般粗细（直径）比较稳定，而长度则常因培养时间、条件不同有很大的差异。
杆菌有的笔直有的弯曲，杆菌两端的形状在分类上是比较重要的依据，而杆菌杆状的排列方式不作为分类依据。
C. 螺旋菌：螺菌、螺旋体除过上述3种基本形态外，还有许多具有其他形态细菌，如柄杆菌（细胞上有柄、菌丝、附器，细胞呈杆状或梭状），球衣菌，支原体2、古生菌：具有比较独特的个体形态，比如能在高盐、高热的环境中生存。
3、支原体：由于只有细胞膜，没有细胞壁，故细胞柔软，形态多变，具有高度多形性。
三、原核生物的细胞大小小型原核微生物：支原体：0.3um . 与痘病毒差不多纳米细菌（超微细菌）：0.2nm .有的小于0.05nm最大的细菌：纳米比亚硫珍珠菌；最小的细菌：纳米细菌四、原核微生物构造：1、细胞壁：通过染色、质壁分离、制备原生质体以及用电子显微镜观察细菌超薄切片等方法，可证实细胞壁的存在。
细胞壁主要功能：固定外形、提高机械强度、支持细胞生长和运动、阻拦有害物质进细胞。
A、革兰氏阳性菌的细胞壁：其最大的特点是厚度大和化学成分简单，一般只含有90%肽聚糖和10%的磷壁酸，从而与层次多、厚度低、成分复杂的革兰氏阴性菌的细胞壁有明显的差别。
1）、肽聚糖：又称黏肽、胞壁质或黏质复合物，是真细菌类细胞壁中的特有成分。
（注意了解双糖单位、四肽尾或四肽侧链、肽桥或太间桥）2）、磷壁酸：是结合在革兰氏阳性菌细胞壁上的一种酸性多糖，主要成分为甘油磷酸或核糖醇磷酸。
微生物细胞壁结构及其生物学功能分析微生物，是指尺寸较小、单细胞或多细胞，能够在自然环境中独立生存和繁殖的微生物体，主要包括细菌、真菌、病毒、原生动物、藻类等。
众所周知，微生物是自然界中不可或缺的生物类群之一，其功能广泛，包括维持自然界的生态平衡、参与土壤、水体和大气的营养转化，以及对人类的医疗、生物技术等方面的贡献都不可忽视。
而微生物体内的细胞壁结构，则是掌握微生物特点的重要内容之一。
一、微生物细胞壁的作用细胞壁是细胞的主要保护屏障，细菌、真菌、藻类等微生物所具有的细胞壁结构，对于其功能起到举足轻重的影响。
1. 保护细胞：微生物外部环境易受到干扰和变化的影响，细胞壁对微生物保护作用非常重要。
例如在细胞壁结构不完好或缺少时，微生物对抗环境因素就会受到大大的限制，包括大量死亡和繁殖受阻，因此细胞壁对于微生物的保护非常重要；2. 维持细胞型态：细胞壁具有机械稳定性，能够保持和固定微生物的细胞形态和细胞大小，从而对细胞的生物学特性产生影响，如细胞传递信号、合成代谢物等，使细胞有很好的功能表现；3. 参与代谢：微生物细胞壁是很重要的能量贮备处所，含有的可溶性糖、氨基酸等物质，是细胞代谢中的重要物质来源，也能够在细胞外分泌，环境有调节作用；4. 呈现抗原：细菌表面具有一系列的抗原决定簇，其有利于细菌从宿主中逃脱，减小免疫攻击等，保障其合法存在。
二、不同微生物体细胞壁形态及结构差异1. 细菌细胞壁细菌是微生物体中细胞壁最为简单的一类，其细胞壁结构主要由多糖、蛋白质（特别是附着的或可变异的表面抗原）以及一些小分子物质构成。
细菌细胞壁可分为革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌，两者的结构和组成成分均有差异。
革兰氏阳性菌：细胞壁外表面有较厚的多糖层，其内层则由厚的一层肽聚糖组成，聚糖的交错成分是乙酰葡萄糖醛酸多聚糖，呈现搅拌性质。
革兰氏阴性菌：细胞壁为较厚的两层结构，主要由外层的唾液酸、多糖和脂多糖组成，内层的肽聚糖和交错层主要是残基（L-乳糖、L-脯氨酸）。
第一章微生物的细胞结构与功能真菌细胞的质膜中具有甾醇，原核生物的质膜中很少或没有甾醇。
载色体亦称色素体或叫光合膜：是光合细菌进行光合作用的场所羧酶体又称多角体是自养细菌特有的内膜结构，由3.5nm厚的蛋白质单层膜包围，是自养细菌固定CO2的场所类囊体（th ylakoid）是蓝细菌进行光合作用的场所内质网指细胞质中一个与细胞基质相隔离、但彼此相通的囊腔和细管系统，由脂质双分子层围成高尔基体是一种内膜结构，由许多小盘状的扁平双层膜和小泡组成，与细胞的分泌活动和溶酶体的形成等有关是合成、分泌糖蛋白和脂蛋白以及进行酶切加工的重要场所。
磁小体是趋磁细菌细胞中含有的大小均匀、数目不等的Fe3O4 / Fe3S4颗粒，外有一层磷脂、蛋白或糖蛋白膜包裹芽孢某些细菌在其生长发育后期，在细胞内形成一个圆形或椭圆形、厚壁、含水量极低、抗逆性极强的休眠体溶酶体是胞质中一类包着多种水解酶的小泡溶酶体的标志酶是酸性水解酶微体是一种单层膜包裹的、与溶酶体相似的小球形细胞器，但其所含的酶与溶酶体所含的不同一．什么是原核生物与真核生物？原核微生物是细胞内有明显核区，但没有核膜包围；核区内含有一条双链DNA 构成的细菌染色体；能量代谢和很多合成代谢均在质膜上进行；蛋白质合成“车间”--核糖体分布在细胞质中。
真核微生物是细胞核具有核膜、核仁，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一类微生物。
二．比较原核生物和真核生物的异同点？相同点：不论是原核生物还是真核生物，它们的遗传物质的本质相同；在它们的细胞中同时具有DNA 和RNA ；一般都有产生能量与合成细胞物质的完整的酶系统；ATP 是生物用来进行能量转换的物质之一；细胞的元素组成，糖代谢，核苷酸与氨基（除赖氨酸以外）生物合成途径基本相同；蛋白质和核酸生物合成的方式也基本相同比较项目 原核生物 真核生物细胞大小 较小（通常直径小于2um ） 较大（通常直径大于2um ）细胞壁主要成分 多数为肽聚糖 纤维素、几丁质等细胞器 无 有鞭毛结构 如有，则细而简单如有，则粗而复杂鞭毛运动方式 旋转马达式 挥鞭式繁殖方式 无性繁殖 有性、无性等多种细 胞 核 核膜 无 有组蛋白 无 有DNA 含量 高（约10％） 低（约5％）核仁 无 有有丝分裂 无 有细 胞 质 线粒体 无 有叶绿体 无 光合自养生物中有高尔基体 无 有核糖体 70S 80S(指细胞质核糖体)贮藏物 PHB 等间体 部分有 无三．何谓鞭毛？原核与真核微生物鞭毛结构有何特点？原核微生物鞭毛：有些细菌细胞的表面，着生有一根或数根由细胞内伸出的细长、波曲、毛发状的丝状体结构即为鞭毛。
是细菌的运动器官。
真核微生物鞭毛：在有些真核微生物的表面长有或长或短的长发状细胞器，具有运动功能，较长者称为鞭毛，较短者则称纤毛。
生长在某些细菌体表的长丝状蛋白质附属物，称为鞭毛，其数目为一至数条，具四．荚膜有何生理作用？（一）保护作用：①保护细菌免受干旱损坏 ② 防止噬菌体的吸附和裂解 ③免受细胞吞噬（二）贮藏养料（三）作为透性屏障或离子交换系介质（四）附着作用（五）细菌间的信息识别作用（六）堆积代谢废物五．何谓细胞壁？细菌细胞壁有什么物质组成的？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；约占细胞干重的 10-25% 。
细菌：肽聚糖磷壁酸脂多糖 六．革兰氏阳性和革兰氏阴性细菌细胞壁有什么区别？七．磷壁酸的主要作用是什么？① 因带负电荷，故可与环境中的Mg ＋等阳离子结合，提高这些离子的浓度，以保证细胞膜上一些合成酶维持高活性的需要。
② 保证革兰氏阳性致病菌与其宿主间的粘连③ 赋于革兰氏阳性细菌以特异的表面抗原④ 提供某些噬菌体以特异的吸附受体⑤ 贮藏磷原素⑥ 调节细胞内自溶素的活力防止细胞死亡八．细胞壁的生理作用是什么？①固定细胞外形和提高机械强度，从而使其免受渗透压等外力的损伤。
②为细胞的生长、分裂、和鞭毛运动所必需。
失去了细胞壁的原生质体，也就没有了这些重要的功能。
③阻拦酶蛋白和某些抗生素等大分子物质（相对分子质量大于800）进入细胞，保护细胞免受溶菌酶、消化酶等有害物质的损伤。
④赋予细菌具有特定的抗原性、致病性以及对抗生素和噬菌体的敏感性。
九．什么是细胞膜？简述其生理作用及组成。
细胞膜是外侧紧贴细胞壁而内侧包围原生质的一层柔软而富有弹性的半透性膜。
脂类：占20～30%细胞膜的化学组成主要：蛋白质：占60～70%hopanoid（藿烷类化合物）真核细胞与原核细胞在其质膜的构造和功能上十分相似，在化学组成中，真菌细胞的质膜中具有甾醇，而在原核生物的质膜中很少或没有甾醇。
作用：1、控制内外物质的运送、交换；2、维持细胞内正常渗透压的屏障；3、合成细胞壁各种组分（LPS，肽聚糖，磷壁酸）和荚膜大分子的场所；4、进行氧化磷酸化和光合磷酸化的产能基地；5、许多酶和电子传递链的所在部位；6、鞭毛着生点并为其运动提供能量。
十．何谓间体，间体的主要功能？间体是细菌细胞内唯一的“细胞器”，由细胞膜内陷而成的一种层状、管状或囊状物，其结构和化学组成与细胞膜相同。
一般位于细胞分裂部位或其邻近部位。
常见于G+菌, 在有些G-细菌中不明显。
功能：1) 呼吸作用电子传递系统的中心，相当于高等生物的线粒体，间体上有细胞色素氧化酶，玻珀酸脱氢酶等呼吸酶系。
2) 与合成细胞壁，特别是横隔壁有关，因间体常出现于细胞分裂时新形成的横隔壁处。
3) 参与遗传物质的复制与核分裂有关，因DNA的复制点和间体结合在一起。
4) 间体一边和膜相连，另一侧和核物质紧密接触，起着向核运送营养物质和能量的作用。
5) 芽孢的形成也与间体有关。
十一．何为质粒？质粒有何特点和功能？质粒是独立存在于细菌染色体外或附加在染色体上的遗传物质。
特点：1、不亲和性：可以共存于同一细胞中的不同质粒彼此是亲和的，而不能共存于同一细胞的质粒彼此不亲和，质粒的这种特性称为不亲和性。
2、可消除性3、能自我复制，稳定的遗传4、没有质粒的细菌不能自发产生质粒,但可以通过转化转导或接合作用获得质粒5、质粒可以携带供体细胞的DNA转移。
功能：1、质粒控制细菌的某一遗传性状；2、可作为基因转移的载体。
第二章微生物营养●营养物质（nutrient)：能够满足微生物机体生长、繁殖和完成各种生理活动所需的物质。
●营养：微生物获得和利用营养物质的过程称为营养六大营养要素碳源、氮源、能源、水生长因子、无机盐●光能自养型，亦称光能无机自养型，是一类能以CO2作为惟一碳源或主要碳源、并利用光能进行生长的细菌。
●光能异养型此类细菌不能以CO2作为主要碳源或惟一碳源，需以简单的有机物（如有机酸、醇等）作为供氢体，利用光能将CO2还原为细胞物质。
●化能无机自养型是一类能从无机物氧化过程中获得能量，并以CO2作为惟一碳源或主要碳源进行生长的细菌。
由于无机物氧化时产能有限，以致此类细菌的生长较迟缓。
●化能有机异养型一类以有机物作为能源和碳源的细菌，大多数细菌均属此类，已知的所有致病菌均属此种类型的●单纯扩散是物质运输的一种最简单的形式。
这种形式不需要能量，是以物质在细胞内外的浓度差为动力，即基于分子的热运动而进行的物质运输过程●促进扩散顺浓度梯度，将外界物质运入细胞内，不需要能量。
需要一种存在于膜上的载体蛋白参与运输。
有较高的特异性，一般每种载体只帮助一类物质运输。
●主动运输是营养物质逆浓度差和膜电位差运送到细胞膜内的过程。
需要载体蛋白，而且还需要能量●基团转移某些物质在通过细胞膜的转移过程中发生化学变化，如加上一个磷酸基团，此运输方式称为基团转移。
需要能量，类似主动运输。
一．C源对微生物生物生长有何作用？微生物的主要碳源、次要碳源物质都有哪些？作用:供给微生物碳素，可以构成微生物结构或代谢产物中碳架来源的营养物质。
次要碳源：脂质主要碳源糖类二．何谓 N 源物质？ N 源物质分为那两类？各是什么？凡是提供微生物细胞物质或代谢产物中氮元素来源的营养物质，称为氮源。
无机氮化物和有机氮源三．何谓生长因子？生长因子必需之原因是什么？生长因子分那三类？生长因子的生理作用及其特点是什么？微生物生长所必需且需要量很少，微生物自身不能合成或合成量不足以满足机体生长需要的有机化合物。
三类：维生素，氨基酸以及嘌呤和嘧啶碱基。
维生素:它们组成各种酶的活性基的成分，缺乏酶，便没有活性，代谢活动将无法进行，生命将终止。
维生素需要量一般都很低，浓度在1-50ng/ml。
氨基酸：氨基酸是组成蛋白质和酶的结构物质，需要量一般在20-50μg/ml之间。
嘌呤、嘧啶及其衍生物：某些微生物需要核酸降解物来维持生长，乳酸菌需要嘌呤和嘧啶用以合成核苷酸，所需浓度10-20μg/ml。
四．向培养基中加入牛肉膏、酵母膏及植物汁液有何作用？培养基中无前体物质，不同微生物对生长因子的需求种类不同，当对微生物生长所需的生长因子的本质还不了解时，加入牛肉膏、酵母膏及植物汁液以满足其需要。
六什么叫自养菌、异养菌？自养型生物以无机碳（CO2）为碳源，还原细胞物质。
异养型以有机碳为碳源。
七．微生物的营养类型按能量与营养物质划分时各分为那几类？各有何特点？营养类型主要碳源能源举例光能蓝细菌，绿硫细菌，藻类光能自养型CO2光能异养型有机物光能红螺细菌无机物氢细菌，铁细菌，硝化细菌化能自养型CO2等化能异养型有机物有机物绝大多数细菌，全部真核微生物八．影响微生物营养物质进入细胞的环境因素有那些？各种因素是如何影响营养物质运输的？1.温度：温度通过影响营养物质的溶解度、细胞膜的流动性及运输系统的生理活性来影响微生物的吸收能力。
2.pH：pH通过影响营养物质的电离程度来影响其进入细胞的能力。
3.代谢和呼吸的抑制剂和解偶联剂：代谢和呼吸的抑制剂和解偶联剂影响ATP 的浓度。
4.通透性诱导物与被运输物质的结构类似物：存在通透性诱导物，有利于吸收营养物质，有结构类似物时降低吸收率。
九．营养物质进入细胞的方式有哪几种？各有何特点？三章微生物的生物氧化分解代谢是指营养物质在分解酶类催化下，由结构复杂的大分子变成简单的小分子物质的反应合成代谢在合成酶催化下，不同的小分子结构的物质被合成为大分子物质的过程称为合成代谢发酵是指微生物在无外源电子受体时，以底物水平磷酸化方式产生ATP 的生物学过程有氧呼吸是以分子氧为最终电子受体的基质生物氧化，产生ATP 的过程。
在有氧条件下，好氧微生物或兼性厌氧微生物可将葡萄糖彻底氧化一．生物氧化放出的能量途径有哪几条？1. 葡萄糖酵解途径2. 发酵作用3. 呼吸作用4. 天然多聚物的氧化分解二．微生物糖酵解的途径有哪几种？各有何特点？1.EMP 途径EMP 途径的特点是：①葡萄糖的分解是从1,6 －二磷酸果糖开始的②整个途径仅在第1、3、10步反应是不可逆的③EMP 途径中的特征酶是1,6-二磷酸果糖醛缩酶④整个途径不消耗分子氧，⑤EMP 途径的有关酶系位于细胞质中。
