第一章原核生物的形态构造和功能
周德庆版-微生物学笔记
第一章原核生物的形态、构造和功能原核生物即广义的细菌，指一大类细胞核无核膜包裹，只存在称作核区的裸露DNA的原始单细胞生物，包括真细菌和古生菌两大类群。
细菌：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。
细菌细胞的构造1）细胞壁（主要成分：肽聚糖）主要功能：1.固定细胞外形和提高机械强度，使其免受渗透压等外力的损伤；2.为细胞的生长、分裂、和鞭毛运动所必须；3.阻挡大分子有害物质（某些抗生素和水解酶）进入细胞；4．赋予细菌特定的抗原性以及对抗生素和噬菌体的敏感性。
G+、G-和古生菌的区别G+细菌特点（代表：金黄葡萄球菌）：细胞壁的特点是厚度大和化学组分简单，一般含90%肽聚糖和10%磷壁酸。
肽聚糖分子由双糖单位、四肽尾、肽桥（决定了肽聚糖的多样性）组成。
磷壁酸主要成分为甘油磷酸或核糖醇磷酸。
G-细菌特点（代表：E.coli）：细胞壁的特点是厚度较G+细菌薄，层次较多，成分较复杂，肽聚糖层（与G+的不一样）很薄，故机械程度比较弱。
外膜（脂多糖LPS、磷脂、若干外膜蛋白）是G-细菌细胞壁所特有的结构。
古生菌:特点：与真细菌具有功能类似的细胞壁，但细胞壁的成分是假肽聚糖。
自发缺壁突变：L型细菌（通过自发突变而形成的遗传性稳定的细胞壁缺损菌株）实验室中形成彻底除尽：原生质体人工方法去壁缺壁细菌部分去除：球状体自然界长期进化中形成：支原体（细胞膜中含有一般原核生物所没有的甾醇，故即使缺乏细胞壁，其细胞膜仍有较高的机械强度。
）革兰氏染色的机制（证明了G+和G-主要由于起细胞壁化学成分的差异而引起了物理特性的不同而使染色反应不同。
）：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。
第一章 原核生物
蓝细菌
巨大芽孢杆菌
大肠杆菌 肺炎球菌 嗜血流感菌
nanobacteria 50nm
纳米细菌
How to comprehend bacterial size?
A、芝麻（3毫米）= ？ 个E.coli 长度。 1500个
B、头发直径（60微米）= ？ 个E.coli “肩并肩”紧挨在一块。 120
3、螺旋菌（spirilla）
弧菌 螺菌 螺旋体菌
弧菌：
蛭 弧 菌
菌体只有一个弯曲，其程度不足一圈， 形似“C”字或逗号，鞭毛偏端生。
霍乱弧菌
螺菌
菌体回转如螺旋，螺
旋数目和螺距大小因
（a）具有可见的双极生鞭毛的迂回螺菌（×4种50）而异。鞭毛二端生
（b）迂回螺菌；相差显微镜（ ×550）
细胞壁坚韧，菌体较 硬。
蜡样芽胞杆菌L型的镜下形态（多形性）
细菌L型生长缓慢，营养要求高，对渗透压敏感，普通营养基上 不能生长，培养时必须用高渗的含血清的培养基。
细菌L型在高渗的含血清的培养基上生长后形成三种类型的菌落
油煎蛋样菌落 （典型L型菌落）
颗粒型菌落
丝状菌落
原生质体（protoplast)：是指在人为条件 下，用溶菌酶除尽原有细胞壁或用青霉素 抑制新生细胞壁合成后，所得到的仅有一 层细胞膜包裹着的圆球状渗透敏感细胞， 一般由革兰氏阳性细菌形成。
革兰阴性菌细胞壁特殊组分
周质空间（periplasmic space）
在革兰氏阴性细菌中，一般指其外膜与细胞膜之 间的狭窄空间（宽约12~15nm），呈胶状。
在周质空间中，存在着多种周质蛋白 （periplasmic proteins），包括： ①水解酶类，例如蛋白酶、核酸酶等； ②合成酶类，例如肽聚糖合成酶； ③结合蛋白（具有运送营养物质的作用）； ④受体蛋白（与细胞的趋化性相关）。
原核微生物的形态结构和功能
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。
原核生物的形态、构造及功能
D. 菌胶团
菌胶团是指包裹在
细胞群体上的透明胶状
物质，即有多个细菌的
荚膜互相连在一起。
4类糖被特点
种类
荚膜
外形
厚度
与细胞壁 包裹细胞数 量 结合情况 牢固 较牢固 松散 松散 单个细胞 单个细胞 单个细胞 细胞群
多 糖 类 贮 藏 物
Ⅲ. 异染粒（metachromatic granule）
颗粒大小为0.5～1.0 m，是无机偏磷酸的聚合
物，一般在含磷丰富的环境下形成。
功能：贮存磷元素和能量，降低渗透压。
用美蓝染色成红色
在暗视野显微镜下看到的 迂回螺菌(Spirillum volutans)
异染粒（迂回体）
分子组成。相对分子质量为
（2～100）×106 。携带1～ 100个基因，一个细菌细胞 可有 一至数个质粒。
质粒的特点：
可自我复制，稳定遗传。复制与染色体分开，但同步进行。
对生存不是必要的。
不同质粒携带不同遗传信息。 无质粒细菌可通过接合等方式获得，不能自发产生。
质粒（plasmid）
脂肪酸的结构和相对含量。
膜上长链脂肪酸的链长和饱和度因细菌种 类和生长温度而异，通常生长温度要求越高的 种，其饱和度也越高，反之则低。
固醇类物质
在磷脂双分子膜中加入固醇类物质可提高膜的稳定性。
固醇的一般结构
真核生物细胞膜中一般含有胆固 醇等固醇，含量为5%～25%。
原核生物细胞膜中一般不含胆 固醇，而是含有类固醇(藿烷类
PHB不溶于水，
易被脂溶性染料
（如苏丹黑）着色。
PHB于1929年被发现，
至今已发现60属以上 的细菌能合成并贮藏。
第一章原核生物的形态构造和功能
第一章原核生物的形态、构造和功能选择题（每题1分，共60题，60分）1.放线菌中可以和植物共生固氮的属是（D ）正确A.链霉菌属B.诺卡氏菌属C.小单孢菌属D.弗兰克氏菌属2.芽孢细菌的繁殖是依靠（B ）正确A. 芽孢B. 裂殖C. 出芽D. 藻殖段3.放线菌的菌体呈分枝丝状体, 因此它是一种（C ）正确A. 多细胞的真核微生物B. 单细胞真核微生物C. 多核的原核微生物D. 无壁的原核微生物4.自养细菌中固定CO2的场所是（B ）正确A. 类囊体B. 羧酶体C. 异染粒D. 淀粉粒5.原核生物（D ）。
正确A. 有细胞核B. 有有丝分裂C. 有线粒体D. 有细胞壁6.没有细胞壁的原核微生物是（B ）。
正确A. 立克次氏体B. 支原体C. 衣原体D. 螺旋体7.对制霉菌素、两性霉素等多烯类抗生素不敏感的是（D ）正确A.支原体B.霉菌C.酵母D.衣原体8.溶菌酶破坏的是（A ）正确A.G—M之间的β-1，4-糖苷键B.短肽之间的连接C.A、B 都可以D.A、B都不破坏9.中介体是由细菌哪种结构衍生的（B ）正确A.细胞壁B.细胞膜C.细胞浆D.核质10.属于细菌细胞基本结构的为（B ）正确A.荚膜B.细胞壁C.芽孢D.鞭毛11.微生物在固体斜面上生长的群体称（B ）正确A.菌落B.菌苔C.菌膜D.凝絮12.在放线菌发育过程中,吸收水分和营养的器官为（A ）正确A.基内菌丝B.气生菌丝C.孢子丝D.孢子13.大肠杆菌经革兰氏染色后,菌体应呈（B ）正确A.无色B.红色C.黑色D.紫色14.下列耐热能力最强的是（D ）正确A.营养细胞B.菌丝C.孢子D.芽孢15.细菌的细胞核是：（A ）正确A. 裸露的DNA分子B. DNA 与组蛋白结合的无核膜包围的染色体C. RNA与组蛋白结合的无核膜包围的染色体D. 有核膜包围的染色体16.Bacillus subtilis在生长发育的一定时期能形成：（B ）正确A. 孢囊B. 芽孢C. 伴孢晶体D. 子实体17.细菌的繁殖主要靠：（A ）正确A. 二分分裂B. 纵裂C. 出芽D.孢子18.下列微生物属于原核微生物的是：（A ）正确A. 细菌B. 霉菌C. 酵母菌D. 单细胞藻类19.自然界中分离到的细菌，形态各种各样，其中种类最多的是：（ D ）正确A. 球菌B. 螺旋菌C. 放线菌D. 杆菌20.原核细胞中特有的C源贮藏颗粒是：（D ）正确A. 异染粒B. 肝糖粒C. 淀粉粒D. 聚-β-羟基丁酸21.在细菌细胞中能量代谢场所是：（A ）正确A. 细胞膜B. 线粒体C. 核蛋白体D. 质粒22.细菌芽孢抗热性强是因为含有：（B ）正确A. 聚–ß-羟基丁酸B. 2,6-吡啶二羧酸C. 氨基酸D. 胞壁酸23.Bacillus thuringiensis在形成芽孢同时，还能形成一种菱形或正方形的物质，称之为：（ B ）正确A. 孢囊B. 伴孢晶体C. 核蛋白质24.苏云金杆菌为生产上应用最多的昆虫病原（A ）正确A．细菌B．放线菌C．真菌D．病毒25.革兰氏染色结果中，革兰氏阳性菌应为（C ）正确A.无色B.红色C.紫色D.黄色26.细菌主要繁殖方式为（C ）正确A.增殖B.芽殖C.裂殖D.孢子生殖27.革兰氏染色的关键步骤是（C ）正确A.结晶紫(初染)B.碘液(媒染)C.酒精(脱色)D.蕃红(复染)28.G－菌细胞壁内不具备的成分是（B ）正确A.粘肽B.磷壁酸C.脂蛋白D.脂多糖29.（C ）不是鉴别染色。
原核生物的形态、构造及功能
原核生物在生态系统中的作用
生产者：原核生物通过光合作用、化能 合成等方式制造有机物，为生态系统提 供能量和物质基础。
消费者：部分原核生物如细菌、原生动 物等可作为消费者，参与生态系统的食 物链。
分解者：原核生物中的某些种类如细菌、 放线菌等可以分解动植物遗体和有机物， 为生态系统提供物质循环和能量流动。
在农业上的应用
固氮作用：原核 生物能够将空气 中的氮气转化为 植物能够利用的 氮素，促进植物
生长
生物防治：一些 原核生物能够产 生具有抗菌、抗 病毒作用的物质， 用于防治植物病
害
促进植物生长： 一些原核生物 能够产生生长 素等植物激素， 促进植物生长
生物固碳：原核 生物能够吸收大 气中的二氧化碳， 并将其固定在生 物体内或土壤中， 有助于减缓气候
蓝藻的构造
细胞壁：由肽聚 糖构成，具有保 护作用
细胞膜：由磷脂 和蛋白质组成， 具有选择透过性
细胞质：含有核糖 体、叶绿素等细胞 器，进行蛋白质合 成和光合作用
细胞核：由DNA 和蛋白质组成，控 制细胞生长和分裂
原核生物的构造特点
细胞壁：由肽聚糖构成，具有保 护作用
细胞膜：由磷脂双分子层构成， 具有通透性
原核生物的应用
在医学上的应用
疫苗生产：利用原核生物表达系统生产疫苗，如大肠杆菌表达的流感疫苗 基因治疗：通过原核生物载体将目的基因导入人体，治疗遗传性疾病和癌症 生物制药：利用原核生物表达系统生产具有生物活性的蛋白质药物，如胰岛素 诊断试剂：利用原核生物表达系统生产诊断试剂，用于检测疾病和病原微生物
功能上的区别
细胞壁成分：原 核生物细胞壁成 分主要是肽聚糖， 而真核生物细胞 壁成分主要是纤
维素。
细胞膜成分：原 核生物细胞膜成 分主要是磷脂和 蛋白质，而真核 生物细胞膜成分 主要是磷脂、蛋 白质和胆固醇。
第一章-原核生物的形态、构造和功能
暗视野显微镜
相差显微镜
荧光显微镜
电子显微镜
❖ 观察方法
压滴法
活体观察 悬滴法
染色观察 菌丝埋片法
染色观察
简单染色法
正染色 死菌
鉴别染色法
革兰氏染色法 抗酸性染色法
芽孢染色法 姬姆萨染色法
细菌染色法
负染色：荚膜染色法等
活菌: 用美蓝或TTC（氯化三苯基四唑）等 作活菌染色
6、细菌细胞的大小
细菌电子显微镜照片
短杆菌
长杆菌 梭状芽孢杆菌
动物宿主细胞感染杆菌濒临死亡
电子显微镜下的结核菌 （绿色的就是结核杆菌）
3、螺旋菌（Spirlla)
螺旋状的细菌称为螺旋菌。 根据其弯曲情况分为：
弧菌：螺旋不满一圈，菌体呈弧形 或逗号形
例：霍乱弧菌、逗号弧菌 螺旋菌：螺旋满2-6环，螺旋状
例：干酪螺菌 螺旋体：旋转周数在6环以上，菌体 柔软。
磷壁酸：约占10%。G+ 菌所特有,其主链由数十 个磷酸甘油或磷酸核糖 醇组成,有的还有由D— Ala和还原糖组成的侧链。
肽聚糖: 占90% ,不同菌种中肽 聚糖(肽链)组分不同。
②细菌细胞壁的结构
❖革兰氏阴性菌细胞壁：分内壁层和外壁层。 外壁层：位于壁的最外部。
脂多糖
化
学 成
蛋白质层
分
磷脂
脂蛋白、 基质蛋白、 外壁蛋白;
第一章 原核生物的形态、
构造和功能
第一节 细菌（Bacteria） 第二节 放线菌(Actinomycetes） 第三节 蓝细菌(Cyanobacteria) 第四节 其他几种原核生物(others)
第一节 细菌（Bacteria）
一、细菌细胞的形态构造及其功能
原核生物的形态构造及功能
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。
第一章原核生物的形态、构造和功能课后题
第一章原核生物的形态、构造和功能一、名词解释1.原核生物：即广义的细菌，指一大类细胞核无核膜包裹，只存在称作核区的裸露DNA的原始单细胞生物，包括真细菌和古生菌两大类。
2.细菌：狭义的细菌是指一类细胞细短、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；广义的细菌是指所有原核生物。
3.革兰氏染色法：细菌先经碱性染料结晶紫染色，经碘液媒染后，用酒精脱色，在一定条件下有的细菌被染成紫色，称革兰氏阳性细菌(G+)，有的被染成红色，称革兰氏阴性细菌(G-)。
4.（细菌）细胞壁：是位于细胞最外的一层厚实、坚韧的外被，主要成分为肽聚糖，具有固定细胞外形和保护细胞不受损伤等多种生理功能。
5.肽聚糖：是真细菌细胞壁的特有成分，是由乙酰氨基葡萄糖、乙酰胞壁酸与四到五个氨基酸短肽聚合而成的多层网状大分子结构。
6.磷壁酸：是结合在G+细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。
7.脂多糖：是G—细菌细胞壁最外层的一层较厚的类脂多糖类物质，由类脂A、核心多糖、O-特异侧链3部分组成。
8.古生菌：是一类在进化途径上很早就与真细菌和真核生物相互独立的生物类群，主要包括一些独特生态类型的原核生物。
9.假肽聚糖：成分和结构与肽聚糖类似，但其多糖骨架是由N一乙酰塔罗糖胺糖醛酸和N 一乙酰葡萄糖胺以β—1，3糖苷键连接而成。
连在后一氨基糖上的肽尾由L—Glu、L—Ala 和L—Lys 3个L型氨基酸组成的肽尾，肽桥由L—Glu一个氨基酸组成。
10.抗酸细菌：是一类细胞壁中含大量分枝菌酸等蜡质的特殊G+细菌，因其被酸性复红染上色后，不能像其他G+细菌那样被盐酸乙醇脱色，故称抗酸细菌。
11.（细菌）原生质体：指在人为条件下，用溶菌酶除尽原有细胞壁或用青霉素抑制新生细胞壁合成后，所得到的仅有一层细胞膜包裹的圆球状渗透敏感细胞，它们只能用等渗或高渗培养液保存或维持生长。
12.荚膜：某些细菌表面的特殊结构，是包被于细胞壁外的一层较厚的透明胶状物质，是糖被的一种。
第一章 原核生物的形态、构造和功能1
古生菌（ Archaea）的细胞壁
•古生菌又称古细菌（ Archaebacteria）或称古菌，是一类在进化途径上 很早就与真细菌和真核生物相互独立的生物类群，主要包括一些独特
生态类型的原核生物。
在古生菌中，除 Thermoplasma没有细胞壁外，其余都具有与真细菌功 能相似的细胞壁。然而，从化学成分来看，真细菌与古生菌的差别甚大。 据已被研究过的一些古生菌而言，其细胞壁中都不含真正的肽聚糖， 有些含假肽聚糖。
(2)细胞膜（cell membrane）
又称细胞质膜（ cytoplasmic membrane）、质膜（plcell membrane （ inner membrane），是一层紧贴在细胞壁内侧，包围着细胞质的柔软、 脆弱、富有弹性的半透性薄膜，厚7～8nm，由磷脂（占20％～－30％）和 蛋白质（占50％－70％）组成。
原生质体（ protoplast）
指在人为条件下，用溶菌酶除尽原有细胞壁或用青霉素抑制新生细胞壁
合成后，所得到的仅有一层细胞膜包裹的圆球状渗透敏感细胞，它们只能用
等渗或高渗培养液保存或维持生长。 G+细菌最易形成原生质体，这种原生质体除对相应的噬菌体缺乏敏感 性，不能进行正常的鞭毛运动和细胞不能分裂外，仍保留着正常细胞所具
细菌的染色
细菌细胞既微小又透明，故需经过染色才能作显微观察，常用的为革兰
氏染色法 简单染色法 正染色 鉴别染色法 死菌 细菌染色法 负染色：荚膜染色法等 活菌：用美蓝（即亚甲蓝）或 TTC（氯化三苯基四氮唑） 等作活菌染色 革兰氏染色法 抗酸性染色法 芽孢染色法 吉姆萨染色法
革兰氏染色（Gram stain）
南京工业大学微生物题库(袁丽红)
目录绪论 (2)第一章原核微生物的形态、构造和功能 (3)第二章真核微生物形态、构造和功能 (6)第三章病毒和亚病毒 (10)第四章微生物的营养和培养基 (14)第五章微生物的新陈代谢 (17)第六章微生物的生长及其控制 (20)第七章微生物的遗传变异与育种 (25)第八章微生物的生态 (29)第九章传染与免疫 (33)第十章微生物的分类和鉴定 (37)绪论一、选择题（）1、微生物的先驱者是A. Louis PasyeurB. 列文虎克C. F.H.CrickD.巴斯德（）2、下列选项按微生物研究的对象分，不正确的是A.细菌学B.病毒学C.原核生物学D.抗生素学（）3、1993年______等开创的核酸疫苗被誉为疫苗学的新纪元，具有广阔的发展前景。
A. Walter ReedB. MontagnierC. PrusinerD. Ulmer（）4、安东•列文虎克对微生物学的最大贡献在于A. 建立了细菌纯培养技术B.证实发酵是由微生物引起的C. 发明了显微镜D. 提出了柯赫法则二、判断题（）1、路易·巴斯德年轻时完成的实验证实了肉变酸的缘由。
（）2、病原菌学说最初是由科学家柯赫提出来的。
（）3、微生物的比面值很小，所以其代谢能力很旺盛。
（）4、沃森和克里克是分子生物学的奠基人，把传统的工业发酵提高到了发酵工程的新水平。
（）5、麻疹、流行性腮腺炎和鼠疫都是由病毒造成的疾病。
（）6、细菌是缺少真正细胞核的原核生物。
三、名词解释1、生物工程学2、微生物3、模式生物4、微生物学四、填空题1、第一个用自制显微镜观察到微生物的学者是______，被称为微生物学研究的先驱者，而法国学者______和德国学者______则是微生物生理学和病原菌学研究的开创者。
2、微生物学是研究______的科学。
研究内容包括______、______、______、______以及______、______、______、______等。
第一章 原核生物的形态
第一章原核生物的形态、构造和功能习题一、名词解释H抗原:细菌的鞭毛具有抗原性成为抗原鞭毛或H鞭毛LPS:位于革兰氏阴性菌细胞壁最外层的一层较厚的类脂多糖物质，由类脂A核心多糖和O-特异侧链三部分组成。
L型细菌:指实验室或宿主体内自发突变形成的遗传性稳定的细胞壁缺损(部分或全部) 菌株,具多形性。
MLO:O-抗原:PHB:伴孢晶体:在芽孢形成的旁边形成的菱形、方形或不规则的碱溶性蛋白质，称为伴胞晶体（δ内毒素）、孢囊链霉菌、鞭毛；、磁小体、放线菌、革兰氏染色法、古生菌、横割分裂、基内菌丝、荚膜、假肽聚糖、菌胶团、立克次氏体、磷壁酸、球状体（原生质球）、渗透调节皮层膨胀学说、栓菌试验、羧酶体、肽聚糖、糖被、外膜、菌苔、芽孢和孢囊、衣原体、异染颗粒、异形胞、原生质体、原体与始体。
、支原体、脂多糖、质粒二、填空题1.根据外表特征，原核微生物可以分为6种类型：即__球菌_____、___杆菌____、____螺旋菌___、__弧菌_____、__螺菌_____和__螺旋体___，在自然界中存在的细菌以____杆菌___最为常见，__球菌_____次之，___螺旋状___最少。
2.细菌形态简单，基本只有___球状____、__杆状_____和__螺旋状_____三大类，也有少数其他形状如__丝状_____、___三角形____、___方形____和___圆盘形____等。
3.球状的细菌称为球菌，根据其分裂的方向和细胞间的连接方式又可以分为_单球菌___、__双球菌_____、__四联球菌_____、___八叠球菌____、__链球菌_____和__葡萄球菌_____等。
4.螺旋状的细菌称为螺旋菌，根据螺旋的环数可以将其分为三类__弧菌_____、___螺菌____和___螺旋体____。
5.目前报道的最小的细菌称为____纳米细菌___。
6.细菌的一般构造包括___细胞壁____、___细胞膜____和___细胞质和核区____，特殊构造主要有____鞭毛___、___菌毛____、__性菌毛_____、__糖被_____和___芽孢____等。
原核生物的形态、构造和功能
第一章原核生物的形态、构造和功能1. 蓝细菌又叫和，是核微生物。
答案：蓝藻蓝绿藻原2. G+菌经过革兰氏染色后呈色，G-菌经过革兰氏染色后呈色。
答案：蓝紫红3. 细菌的一般构造包括：、、、。
答案：细胞壁细胞膜细胞质内含物4.细菌细胞中最主要的部分是，占细胞的。
答案：水70%~90%5.革兰氏阳性菌细胞壁主要由构成，还有少量。
答案：肽聚糖磷壁酸6.名词解释：芽孢答：是细胞生长中用于抵御不良环境的一个特定阶段，使细胞质和核质凝聚而成一个圆形或椭圆形壁厚含水量低抵抗性强结构。
在适宜的生活环境下可重新发育成一个新的营养体，一般为G+菌7.名词解释：伴胞晶体答：细胞在形成芽孢的同时，在体内形成一个菱形或六边形的碱性蛋白质晶体8.名词解释：发光细菌答：是一类G-性菌，生有极长的鞭毛，兼性厌氧的杆菌和弧菌，在有氧的条件下可发出波长为450~499mm的荧光。
多数为海生，主要含有两种特殊成分：虫荧光素酶和长链脂肪醛9.介绍革兰氏染色法的机理答：通过结晶紫初染和碘液复染细胞以后，在细胞壁及膜上结合力不溶于水的结晶紫和碘的大分子复合物，酒精脱色时，G+菌的细胞壁较厚，肽聚糖的含量较高，且分子交联度紧密。
在酒精脱色时，肽聚糖网孔会因为脱色发生明显收缩，而且不含脂类，故酒精不能在细胞壁上溶成大的空洞或缝隙。
所以结晶紫和碘的大分子化合物被阻留在细胞壁，所以细胞保持原来的蓝紫色。
而G-性菌，细胞壁较薄，肽聚糖位于内层，且含量较低和交联松散，所以酒精脱水时不会发生收缩，而外层结构脂类含量较高，所以酒精能在细胞壁上溶成大的空洞或者缝隙，从而使结晶紫和碘的大分子化合物被溶出体外，而带上复染中沙黄的红色。
10.何谓立克次氏体？它与支原体、衣原体主要区别是什么？它与人类的关系是什么？答：立克次氏体是一类专门寄生在真核细胞内的G-原核微生物。
它与支原体的区别是立克次氏体有细胞壁但是不能独立生活；与衣原体的区别是立克次氏体细胞较大，无滤过性，合成能力较强，且不形成包涵体。
原核微生物的形态、构造和功能要求重点掌握细菌的概念
三、细菌细胞结构 （一）基本结构：一般细菌都具有的构造。 1、细胞壁 cell wall： 细胞壁在细菌菌体的最外层。为坚韧、略具有弹性的结构。 （1）功能： 1）维持细胞外形； 2）保护细胞免受机械损伤和渗透压危害； 3）鞭毛运动支点； 4）正常细胞分裂必需； 5）一定的屏障作用； 6）噬菌体受体位点所在。 7) 与细菌的抗原性、致病性有关。
2、杆菌 Bacillus (Bacterium)： (1) 形态：短杆状、纺锤状、棒状、梭状、月亮状、分枝状、竹节状等 (2) 排列方式：链状、栅状、“八”字状及有鞘衣的丝状等。 3、螺旋菌 Spirillum：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、螺菌和螺旋体。 ①弧菌：菌体弯曲呈弧形或逗号形，螺旋不足一环。 ②螺菌：菌体回转如螺旋，螺旋为2-6环。 ③螺旋体：螺旋超过6环。
伴孢晶体：少数芽孢杆菌在形成芽孢的同时，会在芽孢旁形成一颗菱形、方形或不规则形的碱溶性蛋白质晶体，称为伴孢晶体（即ð内毒素）。 质粒：
蕃红（或复红）30～60s
仍显紫色
红 色
革兰氏染色中最关键的一步是脱色，如果脱色过度，会将G+误认为G-；如果脱色不足，会将G-误认为G+。
1）革兰氏阳性菌 Gram positive 以金黄色葡萄球菌为例 （i）细胞壁构成：一连续层，厚20-80nm 两部分： 网状骨架：微纤丝组成 基质：骨架埋于基质中 (ii) 化学组成：主要是肽聚糖（网状骨架）和磷壁酸（基质） i）肽聚糖 peptidoglycan (粘肽、胞壁质)：是真细菌细胞壁中的特有成分。是呈多层网状结构的大分子复合体，由许多亚单位（肽聚糖单体）交联而成。 亚单位 a. 双糖单位：N-乙酰胞壁酸（NAM）和N-乙酰葡萄糖胺（NAG）通过β-1，4糖苷键相连而成。M和G交替连接，从而形成了肽聚糖层的骨架 ——聚糖。
微生物学-第一章
第一节 细菌 第二节 放线菌 第三节 蓝细菌 第四节 支原体、衣原体和立克次氏体
第一章 原核微生物的形态、构造和功能
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。
细菌的DNA为共价、闭合、环状、双链。
第一节 细 菌
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 。 质粒已成为基因工程的重要工具。
第一节 细 菌
6、荚膜（capsule）：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。
◆ 大荚膜 ：较厚，约 200nm，与细胞壁结合紧 密。
第一节 细 菌
第一节 细 菌
◆ 磷壁酸（又称垣酸）：是 G＋菌细胞壁所特有的成分。
G＋细菌细胞壁构造
第一节 细 菌
（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。
第一节 细 菌
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。
第一章 原核生物的形态结构和功能
二、细胞膜
61
62
磷脂分子结构
63
细胞膜构造模式图
64
液态镶嵌模型(fluid mosaic model)
膜的主体是脂质双分子层 脂质双分子层具有流动性 整合蛋白疏水端溶于脂质双分子层疏水内层 外周蛋白含亲水基团-极性头端，侧向运动， 完成功能 脂质分子间或脂质与蛋白质间无共价结合 海洋—冰山 不同生活时期，蛋白种类、数量不同
37
（二）G-的细胞壁
壁薄、层次多、成分复杂、肽聚糖层薄 E coli中，四肽尾的第三个氨基酸不是LLys, 而是二氨基庚二酸（m-DAP） 没有特殊肽桥，通过甲四肽尾的第四个 D-Ala的羧基与乙四肽尾的第三个氨基酸 m-DAP相连，形成稀疏、机械强度较差 的肽聚糖网套。
39
1. G-细菌——E.coli肽聚糖结构
3
放线菌
霍乱弧菌
4
原核生物分为
细菌 放线菌 蓝细菌 支原体 立克次氏体 衣原体
5
6
第一节 细菌
细菌：是一类细胞细而短（细胞直径约
0.5um,长度约0.5~5um)、结构简单、细胞 壁坚韧、以二等分裂方式繁殖和水生性较 强的原核微生物。
7
细菌的菌落 及菌苔
微生物的种类
•
双糖单位 由一个N-乙酰葡糖胺
•
•
与一个N-乙酰胞壁酸分子通过1,4-糖苷键连接而成； 短肽尾 由四个氨基酸连在N-乙 酰胞壁酸上，即L-丙氨酸 D谷氨酸 L-赖氨酸 D- 丙氨酸； 肽桥 氨基端与前肽聚糖肽尾的 第4氨基酸—D-丙氨酸的羧基相 连，它的羧基端与后一肽聚糖肽 尾的第3氨基酸—L-赖氨酸的氨 基相连，使两个肽聚糖交联。
第一章 原核微生物的形态结构1_PPT幻灯片
成分
占细胞壁干重的%
G＋
G－
肽聚糖 含量很高（30-95） 含量很低（5-20）
磷壁酸 含量较高（<50） 0
类脂质 一般无（<2） 蛋白质 0
含量较高（-20） 含量较高
1)革兰氏阳性的细胞壁
1）G+细菌 的细胞壁
图1-3 G+细菌肽聚 糖立体结构示意图
图1-4 G+细菌肽聚 糖的单体图解
G
如何观察细菌？
(1) 观察工具 (2) 观察方法
(1)观察工具（tools）
普通光学显微镜 暗视野显微镜 相差显微镜 荧光显微镜 电子显微镜
(2)观察方法
活体观察 染色观察
压滴法 悬滴法 菌丝埋片法
染色观察
简单染色法 正染色
鉴别染色法
革兰氏染色法
抗酸性染色法 芽孢染色法
死菌
姬姆萨染色法
细菌染色法
HH COC HH Ether linkage
Figure 26.22
Unbranched fatty acid Branched fatty acid
Figure 26.22
β-1,3糖苷键不被溶菌酶水解
N-乙酰葡糖胺和N-乙酰塔罗糖胺糖醛酸交 替连接而成，连在后一氨基糖上的肽尾由 L-glu、L-ala和L-lys三个L型氨基酸组成， 肽桥则由L-glu一个氨基酸组成。
4）缺壁细菌
自发缺壁突变：L型细菌
实验室中形成
彻底除尽：原生质体
缺壁 细菌
人工方法去壁 部分去除：球状体
自然界长期进化中形成：支原体
a.L型细菌（L-form of bacteria）
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。
食品微生物学名词解释重点大题
食品微生物学名词解释重点大题食品微生物学名词解释第一章原核生物的形态结构和功能菌落：在固体培养基上，以母细胞为核心的一堆肉眼可见的，有一定形态，构造等特征的子细胞集团真菌苔藓：大量分散的纯种细胞密集生长，产生的“菌落”连接成一片肽聚糖：是由n-乙酰胞壁酸（wam）和n-乙酰葡糖按（wag）以及少数氨基酸短肽链组成的亚单位聚合而成的大分子复合体细菌胶束：粘性物质相互融合形成胶束，称为细菌胶束荚膜：细菌在细胞壁上分泌的富含水分的多糖黏胶外层，此黏胶层较原有明显的外缘和一定的形状，且紧密地结合于细胞壁外粘液：指松散粘附在细胞表面，边界不清，易于洗脱的物质芽胞：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称为芽胞原生质体：指在人工条件下，溶菌酶耗尽原细胞壁或用弓形霉素抑制新细胞壁合成后，只有一层细胞膜的球形渗透敏感细胞，革兰氏阳性菌形成L型细菌：具体指在实验室或宿主中自发突变形成的遗传稳定的细胞壁缺陷菌株。
第二章真核微生物的形态、结构和功能厚垣孢子：在菌丝的顶端或中间，部分原生质浓缩变圆，类脂物质密集，长出厚壁或原来的细胞壁加厚，形成厚垣孢子分生孢子：由菌丝或分生孢子柄的顶端细胞分裂或收缩而形成的单孢子或簇生孢子接合孢子：是由菌丝生出的结构基本相似，形态相同或略有不同两个配子囊接合而成异源生殖合作：细菌可以自己怀孕，在没有其他细菌帮助的情况下可以独立进行有性生殖同宗配合：菌体自身不孕，需要借助别的可亲和菌体的不同交配型来进行有性生殖真菌丝：如果细胞相连。
其间隔面积与细胞直径一致，则这种竹节状的细胞串称真菌丝假菌丝：酵母菌牙殖时长大的子细胞与母细胞不立即分离，期间仅以狭小的面积相连，这种藕节状的细胞串称假菌丝芽痕：酵母出芽繁殖时，子细胞与母细胞分离，在母细胞壁上留下痕迹。
在母细胞的细胞壁上发芽并与子细胞分离的部位称为芽痕蒂痕：酵母出芽繁殖时，子细胞与母细胞分离，在子母细胞壁上都会留下痕迹，在子细胞细胞壁上的位点称为蒂痕第三章病毒和亚病毒菌斑：由菌丝体上的噬菌体形成的“负菌落”病毒：一类有核酸和蛋白质等少数几种成分组成的超显微“非细胞生物”，其本质是一类含dna或rna的特殊遗传因子溶原细胞：指在细菌染色体上与原噬菌体结合的细菌，能正常生长繁殖而不被切割。
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四联球菌
分裂是沿两个相垂直 的平面进行，分裂， 分裂后每四个细胞在 一起呈田字形.
如四联微球菌 （Micrococcus tetragenus）
八叠球菌
按三个互相垂直的平 面进行分裂后，每八 个球菌在一起成立方 体形.
如藤黄八叠球菌
一般无 (<2%)
有
少 ， 占 胞 壁 干 重 520%左右 多，约20%
无
外膜
无
有
脂蛋白
无
有
脂多糖
无
有
古生菌（Archaea）的细胞壁（略）
包括产甲烷菌以及大多数嗜极菌如极端 嗜盐菌、极端嗜热菌等
复染色法：是用两种或两种以上染料，有协助 鉴别微生物的作用。故亦称鉴别染色法。
常用的复染色法有：
革兰氏染色法； 抗酸性染色法； 特殊染色法（鉴别细胞各部分结构：如芽胞、鞭毛、
荚膜、细胞核等）。
（二）构造
1、细菌细胞的一般构造——细胞壁 （cell wall）
基本成份 －肽聚糖
革兰阳性菌特 有成份 －磷壁酸
青霉素及溶菌酶的作用部位
外膜
脂多糖、磷脂、外膜蛋白。
脂多糖（lipopolysaccharide
LPS）
位于磷脂外侧，是 G－菌的内毒素， 由内向外依次由类 脂A、核心多糖和 O-特异侧链组成。
类脂A:内毒素的毒 性成分;
核心多糖:构成G菌的属特异性抗 原;
O-特异侧链:构成 G-菌的菌体抗原， 也称为O抗原.
单球菌 双球菌 链球菌 四联球菌 八叠球菌 葡萄球菌
单球菌
分裂后的细胞分散而 单独存在的球菌.
如尿素微球菌 (Micrococcus ureae)
双球菌
分裂后两个球菌成对 排列的为双球菌.
如肺炎双球菌 (Diplococcus pneumoniae)
链球菌
分裂是沿一个平面进 行，分裂后细胞排列 成链状.
磷脂
与细胞膜化学组成类似，与物质交换有 关。
外膜蛋白
脂蛋白：
孔蛋白：
G- 细菌与G+细菌一系列生物学特性的比较
革兰氏阳性菌与革兰氏阴性菌
细胞壁结构比较
细胞壁结构
革蓝氏阳性菌
革蓝氏阴性菌
厚度
厚，15—50nm
薄，10—15nm
肽聚糖含量 脂类含量 磷壁酸
多 ， 占 胞 壁 干 重 3095%
原核生物
即广义的细菌，指一大类细胞核无核膜包裹， 只存在称作核区（nuclear region）的裸露 DNA的原始单细胞生物。（真细菌、古生菌）
根据外表特征分为6大类——三菌三体
细菌（狭义的） 放线菌 蓝细菌 支原体 立克次氏体 衣原体
第一节 细菌（Bacteria）
是一类细胞细短（直径0.5um、长度0.55um)、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。
最大细菌——Thiomargarita namibiensis（纳米比亚嗜硫珠菌）
0.32-1.00mm
最小细菌——nanobacteria(纳米细菌）
50nm (或0.05um)
细菌染色法
微生物染色方法一般分为:
单染色法、复染色法。
单染色法：用一种染料使微生物染色，但不能 鉴别微生物。
分布 作用
有害、有益
一、细菌的形态构造及其功能
（一）形态和染色 细菌的三种基本形态 细菌的大小 细菌染色法
(二）构造 1、细菌细胞的一般构造 2、细菌细胞的特殊构造
细菌的三种基本形态——球状、 杆状及螺旋状
数量：杆菌最为常见，球菌其次，螺旋菌较少。
球菌 （Coccus）
根据分裂的方向及 分裂后的排列方式 分为：
肺结核分支杆菌
沙门氏杆菌
炭疽热杆菌
螺旋菌（Spirilla）
弧菌
（vibrio )
螺菌
（spirillum）
螺旋体 bacteria
细菌的大小
测量方法：测微尺 长度单位：微米（um) 表示方法：
球菌：直径(微米) 杆菌：宽X长(微米) 螺菌：宽X长(微米)
（Sarcina ureae)
葡萄球菌
分裂面不规则，多个 球菌聚在一起，像一 串串葡萄。
如金黄色葡萄球菌 （Staphylococcus aureus)
杆菌（Bacillus）
杆菌是细菌中种类最多的类型
杆菌的形态：
短杆状、长杆状、 棒杆状、梭状杆 状、月亮状、竹 节状等；
大肠杆菌 E. coli.
革兰阴性菌特 有成份 －外膜
（1）G+细菌的细胞壁
肽聚糖 占90%
磷壁酸 占10%
G+细菌肽聚糖（peptidoglycan）
肽聚糖又称粘 肽，是真细 菌细胞壁特 有的成分。 由双糖单位、 四肽侧链、 肽桥（或肽 键）组成。
磷壁酸（teichoic acid）
是G+菌细胞壁的特有成分，分壁磷壁酸和膜磷壁酸。磷 壁酸是G+菌重要的表面抗原；膜磷壁酸可以粘附宿主 细胞，与细菌的致病性有关。
全国及国际奥赛纲要对微生物学理论部分的要求
微生物的细胞生物学：细菌的结构和繁殖、光养和化养
生物技术（生物工程学）：发酵（微生物工程）
免疫：抗原和抗体、细胞和体液免疫、免疫失调引起的疾病
生物系统学
原核： 细菌门、蓝藻门、原绿藻门、放线菌门、立克次氏体、
支原体、衣原体
真核： 红藻门、褐藻门、绿藻门、裸藻门、金藻门、粘菌门 接合菌门、子囊菌门、担子菌门、原生动物
病毒： 噬菌体、类病毒、病毒的结构和繁殖
微生物的特殊代谢途径：生物固氮、有害物质的富集
二、微生物学的知识体系
形态结构 营养代谢 生长繁殖 系统发育
基因表达调控 基因工程
分类
遗传 微生物学 发酵工业
生态与多样性 感染与免疫
食品 药物 生物制品 环保
第一章 原核生物的形态、构造和功能
第一节 细菌 第二节 放线菌 第三节 蓝细菌 第四节 支原体、立克次氏体和衣原体
（2）G-细菌的细胞壁
肽聚糖（peptidoglycan）占5-20% 外膜（outer membrane）：脂多糖、磷脂、外膜蛋白。
G-细菌肽聚糖（peptidoglycan）
由双糖单 位、四肽 侧链、肽 键组成。 大肠杆菌 E.coli
与G+细菌肽聚糖的区别
1、四肽尾的第三位氨基酸被m-DAP代替； 2、无特殊肽桥，肽尾间通过肽键直接相连； 3、交联结构较为疏松。