微生物第二章
微生物学第二章真核微生物
细胞膜
酵母菌的细胞膜与原核生 物的基本相同。但有的 酵母菌如酿酒酵母中含 有固醇类（甾醇）、麦 角固醇，这在原核生物 是罕见的。
微生物学第二章真核微生物
细胞质
细胞质主要是溶胶状物质, 在细胞质中含有各种功能 不同的结构——细胞器： 核糖体、线粒体、内质网、 微体等。
核糖体
酵母菌的核糖体为80S， 由60S和40S大小亚基构 成。它游离在细胞质中或 附着在内质网上。如图
微生物学第二章真核微生物
一.概述
酵母菌是一类单细胞真菌的俗 称，分类学上分属于 ：
子囊菌亚门、担子菌亚门和半知菌 亚门。
特征: 1.个体一般以单细胞状态存在； 2.多数营出芽生殖，有的裂殖； 3.能发酵糖类产能； 4.细胞壁常含有甘露聚糖； 5.喜在含糖量较高、酸度较大的水生环境中生长。
微生物学第二章真核微生物
真核微生物特点：
凡是细胞核具有核膜、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细胞器的微小生物， 都称为真核微生物(Eucarvotic microbes)
微生物学第二章真核微生物
原核生物与真核生物的区别
（ 1 ）原核生物的遗传物质主要是以双螺旋 DNA 构成的一条染色体，仅形成一个核区， 没有核膜包围，无核仁，称为原核 (nucleoid) 或拟核，无组蛋白与之相结合。真核生物的遗 传物质以双螺旋 DNA 构成一条或一条以上的 多条染色体群，形成一个真核 (nucleolus) ， 有一核膜包围，膜上有孔，有核仁，明显有别 于周围的细胞质，并有组蛋白与之相结合。而 且各种细胞器如线粒体、叶绿体携带有自己的 DNA ，可自主复制。
微生物学第二章真核微生物
二.酵母菌的形态和大小
细胞直径比细菌粗10倍左右，如啤酒酵母细胞的 宽度为2.5～10μm，长度为4.5～21μm。因此在光学显 微镜下可以模糊地看到它们细胞内的各种结构分化。 酵母菌细胞的形态通常有球状、卵圆状、椭圆状、柱 状或香肠状等多种。
第二章微生物纯培养
毛细管法：用毛细管提取微生物个体，适合于较大微 生物。
显微操作仪：用显微针、钩、环等挑取单个细胞或孢 子以获得纯培养。
小液滴法：将经过适当稀释后的样品制成小液滴，在
显微镜下选取只含一个细胞的液滴来进行纯培养物的
分离。
第二章微生物纯培养
五、选择培养
为了从混杂的微生物群体中分离出某种 微生物，可以根据该微生物的特点，包括营 养、生理、生长条件等，采用选择培养的方 法进行分离。
1、涂布平板法（Spread Plate method）
步骤： 制板 稀释 加菌液 涂布 特点：简单易行，但易造成机械损伤
培养 挑菌落
第二章微生物纯培养
2、稀释倒平板法
步骤： 稀释 加菌液 浇培养基 培养
挑菌落
第二章微生物纯培养
1.取样
25g或25ml 检样
稀释样品的取样和倾注平皿
1mL
1mL
第二章微生物纯培养
2、富集培养
主要是指利用不同微生物间生命活动特点的不同， 制定特定的环境条件，使仅适应于该条件的微生物 旺盛生长，从而使其在群落中的数量大大增加，更 容易从混杂的群体中分离到特定的微生物。
富集条件可从多方面选择，如温度、pH、紫外 线、高压、光照、氧气、营养等等。
例如：分离产芽孢细菌，可以对样品进行高温处 理，然后再进行培养。
第二章微生物纯培养
第二章微生物纯培养
六、微生物的保藏技术
基本要求：
保证菌种经过较长时间后仍保持生活能力，防止被 杂菌污染，形态特征和生理形状尽可能不发生变异。
用于长期保藏的原始菌种称为
保藏菌种或原种（stoch culture）。
第二章微生物纯培养
第二章 微生物的形态、结构与功能
（一）细菌细胞的基本结构
（1）细胞壁的结构
1）革兰氏阳性菌的细胞壁 G+菌细胞壁是一层，厚约 20～80nm ，由肽聚糖网架 结构填充磷壁质和少量脂类 组成。其中肽聚糖含量高， 约占细胞壁重的40%～90%， 且网状结构致密。 肽聚糖（peptidoglycan）： 由N-乙酰葡萄糖胺(NAG)、 N-乙酰胞壁酸(NAM)和短肽 聚合而成的多层网状结构的 大分子化合物。
真正的核，有核膜、核仁 1至数条，与RNA、组蛋白合 80S(细胞质中),70S(细胞器中) 有丝分裂,减数分裂 有 线粒体、高基体、内质网等 线粒体上 多聚糖,几丁质 10～100μ m
第二章 微生物的形态、结构和功能
原核微生物 “三菌”、“三体”和古生菌 真核微生物 真菌、原生动物和单细胞藻类 非细胞生物 病毒、类病毒、朊病毒等
原核微生物与真核微生物 在细胞结构上的区别
原核微生物与真核微生物 在细胞结构上的根本区别
Table2-1
原核微生物
拟核，无核膜、核仁 1条 70S 二分裂 无 无 细胞膜上 肽聚糖、磷壁质 1～10μ m
生物性状
核 DNA 核糖体 细胞分裂 有性生殖 细胞器 呼吸链 细胞壁成分 大小
真核微生物
三、细菌细胞结构及其功能
细菌的结构可分为一般 结构和特殊结构两部分 基本结构： 细胞壁 细胞膜 拟核 细胞质 内含物 特殊结构： 荚膜、芽孢、鞭毛和纤毛 等部分。
（一）细菌细胞的基本结构
1．细胞壁（cell wall） 细胞壁是位于细胞最外层的一层坚韧而略具弹性 的结构。约占细胞干重的10%～25%；在一般光学显微 镜下不易观察到。
（二）杆菌(Bacillus)
微生物第二章_
磷酸盐
4) 海藻糖
非还原性双糖
酵母细胞储存的第二种
碳水化合物
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（6） 2 m质粒
1967年，酿酒酵母中发现，确切作用不清 为cccDNA，可作为外源DNA的载体，通过转
化可完成“工程菌”的组建 。
30
7) 出芽痕、诞生痕（Bud scars, Birth scars） 出芽痕：出芽生殖时，在母细胞的细胞壁上，
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酵母菌的芽殖
35
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假菌丝
假菌丝：芽殖后的子细胞与母细胞相连继续 出芽。反复进行，形成有分枝的假菌丝。假 菌丝形成与否：酵母分类有意义
酵母菌的假菌丝
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(2)裂殖
裂殖 少数种类的酵母菌裂殖，如：酵母属
（Schizosaccharomyces)与细菌一样，借细胞横分
裂而繁殖。
(3)无性孢子
作为基因工程中的受体菌和基因表达系统
酿酒酵母（S.cerevisiae）、巴斯德毕赤酵母（Pichia
pastoris 蛋白含量按菌体干重计酵母菌40~60%，霉菌30%，细菌
70%，藻类60~70%。目前世界SCP年产量已超过3000 万吨
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酵母菌的危害
食物、纺织品灯原料腐败变质： 腐生型酵母菌：如鲁氏酵母（Saccharomyces
定义：两个具有性差异的细胞相互接合，形成新个 体的繁殖方式
形成子囊孢子：在合适的条件下接合子经减 数分裂，双倍体核分裂为4~8个单倍体核， 其外包以细胞质逐渐形成。包含在由酵母菌 细胞壁演变成的子囊中。子囊孢子又可萌发 成单倍体营养细胞。
41
42
酵母菌（Saccharomyces cerevisiae） 的子囊和子囊孢子
第二章微生物的形态构造汇总
6. 细菌及与之相近的原核微生物细胞
壁中所特有的一些成分:
胞壁酸
磷壁酸
二氨基庚二酸 D-氨基酸
细胞膜
为单位膜结构，半透性膜。由磷脂双分子层和蛋白质 构成。
内膜系统: 由细胞膜向内凹陷和折叠形成的特殊结构,
它们大多数在结构上与细胞膜没有完全分开, 因而不同于 细胞器.
内 膜 系 统
间体 类囊体 载色体 羧酶体
(1)保护作用
(2)屏障作用
(3)鞭毛运动的支点
(4)与细菌的抗原性、致病性及对噬菌体
的敏感性有关
5. 细胞壁缺陷型细菌
在某些时候, 通过人为处理或自然变异,细菌可
失去完整的细胞壁,成为细胞壁缺陷型细菌.
(1)原生质体:细菌完全失去细胞壁. (2)原生质球:革兰氏阴性菌失去内壁层, 保留外壁层. (3)L-型细菌:是某些细菌在特定的环境下基因突变 而产生的, 无完整而坚韧的细胞壁,一般呈多形态.
磷脂
蛋白质 极性基
脂肪酸链
细胞膜模式图
原 核 细 胞 部 分 结 构 模 式 图
质粒
间体
核
核糖体
间体: 又称中体或中间体, 由细胞膜向内凹陷形 成的层状、管状或囊状结构。
间体的功能：
1. 相当于高等生物的线粒体, “拟线粒体” 2.具有合成细胞壁特别是横隔壁所需酶类. 3.与核分裂有关. 4.与真核生物的内质网相似. 5.与芽孢的形成有关.
1.营养细胞
2. 轴丝形成
3.隔膜形成
5.皮层形成
4.前芽胞逐渐形成
6.胞子衣形成
7.芽胞成熟
8.芽胞的释放
芽胞的作用
有助于抵抗不良环境，尤其对干燥、高温有 很强的抗性。
芽胞耐热的机制：
微生物学第二章原核微生物2
芽孢有多层结构，主要包括孢外壁、芽孢衣、皮层和核
•
(二)细胞膜
• 细胞膜是紧贴细胞壁内侧包围细胞质的一
层柔软、富有弹性的半透明薄膜。 ①细胞膜的化学组成
蛋白质
主要包括 磷脂
糖类
少量核酸
•
②细胞膜的结构
•
1972年Singer和Nicolson提出的细胞膜液态镶嵌模型。
细胞膜液态镶嵌模型
认为：膜是由球形蛋白 与磷脂按照二维排列方 式构成的流体镶嵌式， 流动的脂类双分子层构 成了膜的连续体，而蛋 白质象孤岛一样无规则 地漂流在磷脂类的海洋 当中。
•采用免疫电镜技术观察蓝细菌 •中的羧酶体.
•
（五）拟核（核区）和质粒
•拟核：由大型环状双链DNA纤丝不规则地折
叠或缠绕而构成的无核膜、核仁的区域。
•
拟核
•细菌DNA：
长度：一般为：1—3mm 例：大肠杆菌的DNA长约1mm 。 生长迅速的细菌在核分裂之后细 胞往往来不及分裂,所以细胞中常 有2—4个核，而生长缓慢的细菌 细胞中一般只有1—2个核，不在 染色体复制时期一般是单倍体。
•
（三）间体
•由细胞膜内褶形成的一种管状、层状或串状物， 一般位于细胞分裂的部位或附近。
间体
间体的功能:
▪参与隔膜形成 ▪与核分裂有关 ▪分泌胞外酶的地点
•
（四）细胞质及其内含物
•细胞质：是在细胞膜内除核区以外的细胞物质。
•主要成分： •
•细胞质功能： •细胞质中含有丰富的酶系 ，是营养物质合成、转化 、代谢的场所。
•
①核糖体
• 是分散在细胞质中的颗粒状结构，由核糖体核 酸（占60%）和蛋白质（占40%）组成。
基础微生物学：第二章 真核微生物
• 厚约100~250nm，占细胞干物质的30% • 主要成分为己糖或氨基己糖构成的多糖链，如几丁质、纤维素、
葡聚糖、甘露聚糖，还有蛋白质、类脂等化学成分 多糖：β-1,4单糖聚合物
真核微生物的“9+2”型鞭毛构造
组成:
1微鞭)管鞭杆、杆“微9：管＋二中2”连央型，2为中央微管，9为微管二联体，外包
体；C动M力。蛋白臂； 微微管管连二丝联、体放：射 AB两条中空亚纤维组成，A是完全微管， 辐13条个微管蛋白亚基组成，B是10个，与A共用3个亚基。
2A解)上基酶伸体水出解两AT条P动供力运蛋动白。臂，可为Ca2+、Mg2+激活的ATP水 3基)过体渡是“区9＋0”，9个三联体，中间没有微管和鞘。
结构简单的子实体：分生孢子头、分生孢子梗、分生孢子囊 结构复杂的子实体：分生孢子器，分生孢子座，分生孢子盘
• 低等真菌：纤维素 • 酵母菌：葡聚糖，甘露聚糖 • 高等陆生真菌：几丁质
– 不同生长阶段和外界环境因素，细胞壁化学成分明显不同。 – 在衰老的菌丝和孢子表面常出现一些附加物，最常见的是黑
色素和脂肪。 • 功能：固定细胞外形，保护细胞免受外界不良因子的损伤
真菌细胞壁成分
真菌原生质膜
• 与原核生物相似，由蛋白质和脂类组成 • 但真菌细胞膜中具有甾醇，在原核生物细胞膜
细胞形态和构造 • 菌丝（Hypha）:由细胞壁包被的一种管状细丝,无色透明,直
径3-10微米; ❖菌丝体(Mycelium) :分枝的菌丝相互交错而成的群体称为菌丝体.
P.170
菌丝中没有横隔膜，整个菌丝就是一个单细胞。
沈萍微生物学第二章
放线菌形态
放线菌生活史
放线菌孢子丝
2、古细菌
3. 原核生物的细胞大：纳米（nm10－9m） 细胞大小的形象比较
大肠杆菌：0.5×2um 芝麻：3mm
常见细菌的大小
球菌：直径 0.5×2um 杆菌：宽×长 0.5～1×1～5um 螺形菌：宽×长 0.5～1×1～50um
六，微生物的保藏技术 1.保藏的目的 2.保藏的原理 3.保藏的方法 传代培养 4℃ 冷冻保藏 -196℃， - 70℃ ， -20~-30℃ 干燥保藏 沙土管，安瓿管 其他方法
第三节
显微镜下的微生物
一， 细菌
细菌的定义： 以二分裂为主要繁殖方式的单细胞原核 微 生物。 1.细菌的形态和排列 三种基本形态：
杆菌
杆菌的基本形态
短杆状、长杆状、棒杆状、梭状杆状、月亮状、竹节状 等；按杆菌细胞繁殖后的排列方式则有链状、栅状、 “八”字状等
杆菌细胞的排列方式
链杆、栅状、八字状、鞘衣包裹的丝状等
短杆菌
长杆菌
梭状芽孢杆菌
Scanning electron micrographs illustrating external features of the rodshaped bacterium E. coli.
球状
一个分裂面 二个分裂面 三个分裂面 无定向分裂面
单杆，链杆，栅状 ，八字 弧菌，螺旋菌
杆状， 螺旋状
单球菌
细胞分裂沿一个平面进行， 新个体分散而单独存在. 如尿素微球菌
显微镜下示意图
双球菌
细胞沿一个平面分裂， 新个体成对排列. 如肺炎双球菌
四联球菌
细胞分裂是沿两个相垂直的平 面进行，分裂后每四个细胞特 征性地连在一起，呈田字形. 如四联微球菌
微生物 第二章 原核微生物的形态、构造与功能-2
第 二 章 原 核 微 生 物 形 态
肽聚糖的交联及其局部放大
四肽之间有一甘氨酸五肽桥
第 二 章 原 核 微 生 物 形 态
细胞壁肽聚糖肽桥连接细节 纵向：四肽链，横向：五肽桥
肽桥的氨基端与前一肽聚糖单体肽尾中的第 四氨基酸—D-丙氨酸的羧基相连接，而它的羧基端 则与后一肽聚糖单体肽尾中的第三个氨基酸碱性氨 基酸L-赖氨酸的氨基相连接，从而使前后两个肽聚 糖单体交联起来。 目前所知的肽聚糖已超过100种，在这一“肽 聚糖的多样性”中，主要的变化发生在肽桥上。
完全地与膜连接而且贯穿全膜的蛋白， 所以这些蛋白在此区域中有疏水性氨基 酸埋藏在脂中。
第 二 章 原 核 微 生 物 形 态
外周蛋白(peripheral proteins)是由于磷脂带正电荷 极性头，只是通过电荷作用与膜松散连接的一类， 用盐溶液洗涤可以从纯化的膜上除去，这些蛋白 往往具有酶促作用。 脂类和蛋白质均在运动，而且是彼此之间相对运 动。这就是液态镶嵌模式的细胞膜结构模型。 脂双分子层：细胞膜由含有亲水区域的和疏水区 域的两亲性分子磷脂组成。在膜中磷脂以双分子 层排列，极性头部亲水区指向膜的外表面，而其 疏水区脂肪酸的尾部指向膜的内层。结果，膜对 于大分子或电荷高的分子成为一个选择渗透屏障， 它们不易通过磷脂双分子的疏水性内层。
（2）参与细胞壁、糖被合成
细胞质膜上有合成细胞壁和形成横隔膜组分的酶。
第 二 章 原 核 微 生 物 形 态
（3）参与呼吸作用等
膜内陷形成的中间体含有细胞色素，中间体 与染色体和细胞的分裂有关，还为DNA提供 附着点。
(4)参与物质代谢和能量代谢
细胞质膜上有琥珀酸脱氢酶、NADH脱氢酶、 细胞色素氧化酶、电子传递系统、氧化磷酸 化酶及腺苷三磷酸酶(ATPase)。
第二章--微生物的纯培养和显微技术
第二节 显微镜和显微技术
一、显微镜的种类及其原理 二、显微观察样品的制备 三、显微镜下的微生物
几个基本概念：
一、显微镜的种类及原理
1.普通光学显微镜（复式显微镜）
机械装置: 镜座、支架、载物台、调焦螺旋等 光学系统: 物镜、目镜、聚光镜等
使用油镜时加镜油的目的: (1)增加照明亮度 (2)增加显微镜的分辨率
细胞中有些物质，如叶绿素等，受紫外线 照射后可激发荧光；另有一些物质本身虽 不能发荧光，但如果用荧光染料或荧光抗 体染色后，经紫外线照射亦可发荧光，荧 光显微镜就是对这类物质进行定性和定量 研究的工具之一
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荧 光 显 微 镜 观 察
5、 透射电子显微镜（transmission electron microscope, TEM)
原理：用一束电子作为它的能源，电子的波长很短，能够 检测极细微的物体，如病毒和分子。
应用：通过细胞超薄切片，观察细胞内部的详细结构如细 胞膜、细胞核等。（可放大几万倍）
6、 扫描电子显微镜（scanning electron microscope, SEM)
原理：类似于电视或电传真照片。即利用电子“探针”，在 样品表面进行“扫描”，激发样品表面放出二次电子，二次电子由 探测器收集，并转变为光信号。
光学显微镜
光学理论依据
德国理学家Ernst Abbe，在19世纪70年代建立的 在Abbe的公式中，两物体之间的最小可分辨距 离被称为最小距离（d）
最小距离=0.5/nsin= 0.5/NA
分辨率（R) ∝ 1/d
分辨率(最小可分辨距离)=0.5λ∕ n sinθ = λ∕2NA
波长与分辨率
高压蒸汽灭菌锅
2、接种操作
接种工具： 白金or镍铬合金接种针/环
微生物学 第二章 原核微生物
度是菌体两端间的距离，而不是真正的长度）。
细菌细胞大小的重要生物学意义
细菌菌体微小，大小随种类不同差别很大，有的与最大的病毒 粒大小相近，在光学显微镜下勉强可见，有的与藻类细胞差不 多，几乎肉眼就可辩认，但多数细菌属于二者之间。测量细菌 大小的常用单位是微米(micrometer μm) 。
细菌电子显微镜照片
普通光学显微镜下用测 微尺测细菌大小
不同细菌大小的比较
最小的细菌只有50nm，最大的 可长达200~500μm，但一般不超过 几微米。
引自Gregory N.Stephanopoulos ，2003
肺炎链球菌 Streptococcus pneumoniae
杆菌(bacillus)
杆状的细菌称为杆菌。
引自Gregory N.Stephanopoulos ，2003
杆状细菌的排列方式 常因生长阶段和培养 条件而发生变化，一 般不作为分类依据。
概述
细菌细胞（个体）的形态构造 及其功能
细菌的群体形态
〖概述〗
1、细菌（bacteria） 指真细菌。一类细胞细短（φ约0.5μm，长度约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生物。
2、细菌在自然界的分布 细菌是微生物的一大类群，在自然界分布广、种类多。 到处寄生和腐生，尤其温暖潮湿、富含有机物的地方。 大量细菌活动、生长繁殖形成肉眼可见菌落、菌苔， 粘稠，具臭、酸败等气味；液体中生长会使液体变混 浊、或产生沉淀、或液面漂浮头白发色和气手沫指上。的细菌
其他形状的细菌
球菌(coccus)
微生物遗传学 第二章
抗噬菌体细菌的出现是自发突变还是后天获 得的遗传免疫性？？ S.E.Luria通过周密的实验设计、严格的推理 获得毫不含糊的结论：细菌抗噬菌体突变是 基因突变的结果，可以发生在细菌接触噬菌 体之前。 波动实验借助于统计学原理设计。见实验过 程图示：
波动实验原理
适应学说预期：噬菌体的存在诱发了抗性细菌的出 现。把正生长的、对T1敏感的细菌（tons）培养物 与T1接触后，所出现的抗T1细菌（tonr）的数量在 任何生长条件下都应该是常数，既平均数＝方差。
一、突变类型
2. 遗传信息的改变 1）同义突变（samesense mutation） 2）错义突变（misssense mutation） 3）无义突变（nonsense mutation）
3. 遗传物质结构的改变 1）遗传物质结构微小的改变（转换、颠换、移码） 2）遗传物质结构较大的改变（缺失、重复、倒位、 易位）
适应突变的分子机制是什么？
而早期出现的lac+ 回复突变子被认为是自发 突变所产生，情况比较复杂，有缺失碱基、 有添加碱基还有重复，无论是哪一种，最终 都是恢复原来的读码框架，而表型为lac+。 发现与细胞中的重组蛋白有关，如 recA,B,C,D四个基因。初步认为与甲基指导 的DNA错配修复系统有关,更广泛深入的研究 尚在进行中。
平均致死剂量
平均每一细胞被击中一次的辐射剂量，此剂 量的存活率为37％ 。 依据: 波松分布公式 P0 = e－m 假定一次击中就能致死，则 m = 1 P0 = e－1 = 1 / 2.71 = 0.37
四、移码突变
移码突变多发生在碱基重复的DNA序列 图示
五、生物因子的诱变作用
2微生物第二章 真核微生物
第二章真核微生物第一节真核微生物概述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。
典型真核细胞的构造可见图2-1。
由图可知，真核细胞与原核细胞相比，其形态更大、结构更为复杂、细胞器的功能更为专一。
真核生物已发展出许多由膜包围着的细胞器，如内质网、高尔基体、溶酶体、微体、线粒体和叶绿体等，更重要的是，它们已进化出有核膜包裹着的完整的细胞核，其中存在着构造极其精巧的染色体，它的双链DNA长链已与组蛋白和其他蛋白密切结合，以更完善地执行生物的遗传功能。
（a）（b）图2-1 真核细胞结构（a）-典型的动物细胞（b）-典型的植物细胞真核微生物主要包括真菌(fungi)、显微藻类(algae)和原生动物(protozoa)，其中真菌又分为酵母菌、丝状真菌(霉菌)和大型真菌(蕈菌)三类。
本章重点介绍真菌中的酵母菌和霉菌。
一、真菌的特点真菌在自然界中分布广泛，类群庞大，约有十几万种，形态差异极大。
菌体小至显微镜下才能看见的单细胞酵母菌，大至肉眼可见的分化程度较高的灵芝等蕈菌的子实体。
生殖方式为无性或有性，同宗或异宗配合。
真菌是一类低等真核微生物，主要有4个特点：①有边缘清楚的核膜包围着细胞核，而且在一个细胞内有时可以包含多个核，其他真核生物很少出现这种现象；②不含叶绿素，不能进行光合作用，营养方式为异养吸收型，即通过细胞表面自周围环境中吸收可溶性营养物质，不同于植物(光合作用)和动物(吞噬作用)；③以产生大量无性和有性孢子进行繁殖；④除酵母菌为单细胞外，一般具有发达分枝的菌丝体。
真菌与人类的关系非常密切。
它们可以作为食品的来源，为人类提供美味食品和蛋白质、维生素等资源，同时还可为人类提供真菌多糖、低聚糖等提高免疫力、抗肿瘤的生物活性物质。
有些真菌还可产生抗生素、酒精、有机酸、酶制剂、脂肪、促生长素等。
用作名贵药材的灵芝、茯苓等也是真菌的菌体。
真菌还可以将环境中的各种有机物降解为简单的复合物和无机小分子，在自然界的物质转化中起着不容忽视的作用。
微生物第二章真核微生物的形态
微⽣物第⼆章真核微⽣物的形态第⼆章真核微⽣物的形态、构造和功能习题⼀、名词解释。
半知菌：是⼀群只有⽆性阶段或有性阶段未发现的真菌。
孢囊孢⼦：孢⼦囊中继核融合和有丝分裂之后在分裂过程中形成的孢⼦。
孢⼦囊：是植物或真菌制造并容纳孢⼦的组织。
闭囊壳：是⼦囊菌门、不整囊菌纲的⼦囊果（产⽣⼦囊孢⼦的结构），呈球形，⽆孔⼝的封闭状。
膜边体：是⼀种位于菌丝细胞四周的质膜与细胞壁间、由单层膜包裹的细胞器。
初⽣菌丝：是担⼦菌中由担孢⼦发芽所⽣的单倍体（n）菌丝。
蒂痕：在⼦细胞上相应地留下的⼀个痕迹。
分⽣孢⼦：常指由真菌产⽣的⼀种形⼩、量⼤、外⽣的⽆性繁殖体。
厚垣孢⼦：各类真菌均可形成的⽆性孢⼦，由断裂⽅式产⽣，壁厚，寿命长，能抗御不良外界环境。
⼏丁质酶体：⼀种活跃于各种真菌菌丝体顶端细胞中的微⼩泡囊。
假根：有些真菌的菌丝体长出的根状结构，具有吸取养和固着菌体的作⽤。
假酵母：只进⾏⽆性繁殖的酵母菌。
假菌丝：当进⾏芽殖后，长⼤的⼦细胞与母细胞不马上分离，以狭⼩的⾯积连接，形成藕节状的细胞全，称为假菌丝。
酵母菌：酵母菌范指能发酵的各种单细胞真菌。
接合孢⼦：两个形态相似的配⼦或菌丝体融合产⽣的合⼦。
节孢⼦：菌丝依靠隔膜裂断⽽产⽣的孢⼦菌核：是⼀种形状、⼤⼩不⼀的休眠菌丝组织。
菌丝：霉菌营养体的基本单位。
菌丝变态：为适应不同的环境条件和更有效的摄取营养满⾜⽣长发育的需要，许多霉菌的菌丝可以分化成⼀些特殊的形态和组织，这种特化的形态称为菌丝变态菌丝球：在机械搅拌罐中，霉菌或放线菌的菌丝体有时会缠绕在⼀起，形成紧密的⼩球，俗称菌丝球。
菌丝体：许多菌丝相互交织形成的菌丝集团称为菌丝体。
菌物：是菌类的⼀种，包括真菌、黏菌、卵菌和丝壶菌，它们在形态、营养⽅式与⽣态上有许多相似之处，从⽽构成了⼀个关系⼗分密切的⽣物类群。
菌褶：指担⼦菌类伞菌⼦实体（担⼦果）地菌盖内侧地皱褶部分,或由菌褶原发育成的结构。
霉菌：菌丝体较发达⼜不产⽣⼤型⾁质⼦实体结构的真菌。
微生物学---第二章 显微镜下微生物
（4）其它形状
2） 星形细菌（star-shaped bacteria ） 3） 方形细菌（square-ahaped bacteria）
（Haloarcula）
（Stella）
1、 霉菌
在自然界分布极广； 霉菌同人类的生产、生活关系密切，是人类实践活动中最早 认食识物和、利工用农的业一制类品微的生霉物变。； 全有世用界物平品均的每生年产由；于霉变而不能食（饲）用的谷物约占2%。 风有引味机起食酸动品（植、柠物酒檬疾精酸病、、；抗葡生萄素糖（酸青、霉延素胡、索灰酸黄等霉）素、）酶、制剂（淀粉 酶药在我水、（腐农国稻果白生业在分胶僵型上别1酶 菌霉9用5减、剂0菌于年产纤）在饲发了维等自料生6素。然0发的亿酶界酵麦公等物、锈斤）质植病。、转物和化生维19中长生74也刺素年有激、发十素甾生分（体的重赤激稻要霉素瘟的素等病作）。，用、使；小杀麦虫和农
2、放线菌
在形态上具有分枝状菌丝、菌落形态与霉菌相似，以孢子进行繁殖 “介于细菌与丝状真菌之间又接近细菌的一类丝状原核生物” 近代生物学技术 放线菌实际上是属于细菌范畴内的原核微生物， 只不过其细胞形态为分枝状菌丝。
2、放线菌
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。
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。
二、放线菌
1、营养菌丝
匍匐生长于培养基内，吸收营养，也称基内菌丝。一般无隔膜， 直径0.2-0.8 mm，长度差别很大，有的可产生色素。
2024版环境工程微生物学第二章完整版
contents •微生物基本概念与特点•微生物代谢与遗传基础•微生物在环境污染治理中应用•微生物实验室检测方法与评价指标•微生物资源开发与利用策略•环境工程领域其他相关知识点拓展目录01微生物基本概念与特点微生物定义及分类微生物定义微生物分类微生物在环境工程中作用降解有机污染物01处理废水废气02生物修复03微生物生长繁殖条件营养物质温度pH值氧气细菌广泛存在于自然环境中，能够降解多种有机污染物，如假单胞菌、芽孢杆菌等。
真菌在废水处理、土壤修复等方面有广泛应用，如霉菌、酵母菌等。
病毒在环境工程中主要用于生物治理和生物修复，如噬菌体等。
原生动物在活性污泥法等废水处理工艺中起到重要作用，如钟虫、轮虫等。
常见微生物种类及其功能02微生物代谢与遗传基础微生物代谢类型及特点发酵01呼吸02光合作用和化能合成031 2 3DNA结构RNA结构遗传物质功能遗传物质DNA与RNA结构功能转录水平调控通过调控转录因子的活性和数量，控制特定基因的转录速率和转录产物的数量。
翻译水平调控通过调控mRNA的稳定性和翻译效率，控制特定蛋白质的合成速率和数量。
表观遗传调控通过DNA甲基化、组蛋白修饰等表观遗传机制，调控基因的表达模式和细胞命运。
基因表达调控机制突变与选择压力对遗传变异影响突变类型包括点突变、插入突变、缺失突变和倒位突变等，导致遗传信息的改变和基因功能的丧失或获得。
选择压力环境因素对微生物种群中不同基因型的选择作用，使得适应环境的基因型得以保留和传递。
遗传变异与进化突变和选择压力共同作用，推动微生物种群的遗传变异和进化过程。
03微生物在环境污染治理中应用废水处理中活性污泥法原理及操作条件优化活性污泥法原理操作条件优化微生物种群调控固体废物堆肥化过程中微生物作用分析堆肥化过程微生物作用影响因素大气污染治理中生物过滤技术应用生物过滤技术生物滤池构造影响因素土壤修复中微生物接种和强化技术微生物接种技术强化技术应用范围04微生物实验室检测方法与评价指标常见微生物实验室检测方法介绍显微镜检测法利用显微镜观察微生物的形态、结构和运动方式，包括光学显微镜和电子显微镜两种。
微生物第二章 细菌的生理学
细菌类型 生长范围 最适生长温度 嗜冷菌 -5~30℃ 10~20℃ 嗜温菌 10~45℃ 20~40℃ 嗜热菌 25~95℃ 50~60℃
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3．氢离子浓度（pH）
H+影响代谢过程酶活性，从而影响营养物质吸收。多 数细菌最适pH7.2-7.6。 每种细菌都有一个可生长的pH范围,以及最适生长pH。 嗜中性细菌生长的pH范围是6.0～8.0 嗜酸性细菌最适生长pH可低至3.0 嗜碱性细菌最适生长pH可高达10.5。 多数病原菌最适pH为7.2～7.6,在宿主体内极易生存； 个别细菌如霍乱弧菌在 pH8.4-9.2 生长最好 , 结核分枝 杆菌生长的最适pH为6.5-6.8.
系列生化反应。
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(二)、无机盐：
占细菌重量的2%～3%; 常量营养元素:
P、 K、 Ca、 Mg、 Na、Cl、 S等 微量营养元素: Cu、 Fe、 Zn、 Mn、 Si、Al、Co等。 作用: 构成菌体成分 作为酶的组成部分,维持酶的活性 调节渗透压
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(三)、有机物
1.蛋白质和含氮化合物：
第二章 细菌生理学
细菌的生理活动包括摄取和合成营养物质, 进行新陈代谢及生长繁殖。整个生理活动 的中心是新陈代谢,细菌的代谢活动十分活 跃而且多样化,乃至繁殖迅速是其显著的特 点。
研究细菌的生理活动不仅是基础生物学科 的范畴,而且与医学、环境卫生、工农业生 产等都密切相关。
1
2
第一节 细菌的理化性状
（4）化能异养菌：能量来源于化学反应，以有机物作为碳源。
病原菌
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腐生型：利用无生命的有机物获得营养物质 寄生型：从活的寄生体内获取营养物质。
中间类型（兼性腐生或兼性寄生）如大肠杆 菌。
微生物学第二章
一．名词解释1．假根是Rhizopus(根霉属)等低等真菌匍匐菌丝与固体基质接触处分化出来的根状结构，具有固着和吸取养料等功能。
2．假菌丝当酵母菌进行一连串的芽殖后，如果长大的子细胞与母细胞不立即分离，其间仅以狭小的面积相连，则这种藕节状的细胞串就称为假菌丝3．气生菌丝伸展到空间的菌丝体，颜色较深、直径较粗的分枝菌丝，其成熟后分化成孢子丝4．子囊果能产生有性孢子的、结构复杂的子实体称为子囊果5．生活史又称生命周期，指上一代生物经一系列生长、发育阶段而产生下一代个体的全部过程为生活史6、异宗配合：指毛霉在形成接合孢子时，凡是由不同性的菌丝体上形成的性器官结合而产生有性孢子的则称异宗配合。
7、同宗配合：指毛霉在形成接合孢子时，凡是由同一个菌丝体上形成的配子囊结合而产生有性孢子的则称同宗配合。
8、锁状联合：指担子菌亚门的次生菌丝的菌丝尖端生长方式。
9Saccharomyces cerevisiae 酿酒酵母二．填空1、真菌的无性繁殖方式有裂殖、芽殖、无性孢子繁殖和菌丝体断裂。
2、酵母菌的无性繁殖方式主要有裂殖、芽殖。
3、真菌的有性孢子的种类有：卵孢子、接合孢子、子囊孢子和担孢子四种；真菌的无性孢子的种类有：游动孢子、子囊孢子、分生孢子、节孢子和厚垣孢子五种。
4、根霉的形态特征是具有假根和匍匐功丝且菌丝无隔；曲霉的形态特征是具顶囊和足细胞，菌丝有隔；青霉的形态特征是具扫帚状的分生孢子梗。
5．粘菌可分为__细胞粘菌___和_原质团粘菌__两个门.6．真核微生物细胞质核糖体类型为80S，原核微生物核糖体类型为_70S___.7．子囊果有闭囊果，_子囊壳_____ 和_____子囊盘________三种类型。
8. 同的酵母菌产生的有性孢子有子囊孢子和_担孢子9. 类酵母的营养体只能以二倍体形式存在，酿酒酵母的营养体能以单倍体和二倍体形式存在，八孢酵母的营养体能以单倍体形式存在。
10.根霉属于接合菌门，香菇属于担子菌门。
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第二章：微生物细胞的类群、形态、结构与功能------真核微生物
重点与难点剖析
1、真核生物
凡是细胞核具有核膜、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细胞器的生物，称为真核生物。
具有上述特征的微小生物，称为真核微生物。
2、真核微生物类群及特点
真核微生物包括真菌，单细胞藻类和原生动物。
真菌的主要类群有酵母、霉菌和蕈菌。
其中真菌的特点为：
1.具有细胞核，进行有丝分裂；
2.细胞质中含有线粒体但没有叶绿体，不进行光合作用，无根、茎、叶的分化；
3.以产生有性孢子和无性孢子二种形式进行繁殖；
4.营养方式为化能有机营养（异养）、好氧；
5.不运动（仅少数种类的游动孢子有1-2根鞭毛）；
6.种类繁多，形态各异、大小悬殊，细胞结构多样；
2、酵母(yeast)
酵母菌是一群单细胞的真核微生物。
通常指以芽殖或裂殖来进行无性繁殖的单细胞真菌，以区分霉菌。
有些可产生子囊孢子进行有性繁殖。
3、酵母的形态与结构
个体细胞形态：卵圆、圆、圆柱、梨形等单细胞，其细胞直径一般比细菌粗10倍左右。
有的酵母菌子代细胞连在一起成为链状，称为假丝酵母。
其细胞的模式构造见下图：
酵母的群体——菌落形态：与细菌菌落类似，但一般较细菌菌落大且厚，表面湿润，膏状，易被挑起。
菌落质地均匀，颜色一致。
多为乳白色，少数呈红色，黑色（褐色）。
一般有悦人的香味。
4、酵母细胞壁结构
酵母菌细胞壁的厚度为25～70nm，重量约占细胞干重的25%，主要成分为葡聚糖、甘露聚糖、蛋白质和少量几丁质、少量脂质。
它们在细胞壁上自外至内的分布次序是甘露聚糖、蛋
白质、葡聚糖。
蜗牛酶中含有纤维素酶，甘露聚糖酶，葡糖酸酶，几丁质酶和脂酶等30多种酶，可水解酵母菌细胞壁，制备酵母原生质体，或者水解子囊壁，释放子囊孢子。
5、酵母的液泡
液泡内含有一些水解酶代谢中间产物，金属离子，聚磷酸，类脂等物质；其功能储存营养物，如糖原和脂肪；含有多种酶类，如蛋白酶、核酸酶、纤维素酶等；持细胞渗透压。
6、酵母的生长繁殖
（1）无性繁殖
①芽殖，是酵母主要的无性繁殖方式，成熟细胞长出一个小芽，到一定程度后脱离母体继续长成新个体。
②裂殖：少数酵母菌可以象细菌一样借细胞横割分裂而繁殖，例如裂殖酵母。
③无性孢子：某些酵母菌可以产生芽孢子(假丝酵母), 掷孢子(掷孢酵母), 厚壁孢子(假丝酵母)等无性孢子进行繁殖。
（2）有性繁殖
酵母菌以形成子囊和子囊孢子的形式进行有性繁殖，其过程为：①两个性别不同的单倍体细胞靠近，相互接触；②接触处细胞壁消失，两个细胞的细胞质融合，称为质配；③两个细胞的细胞核融合，形成二倍体核，称为核配。
二倍体核进行减数分裂时，形成4个或8个子囊孢子，而原有的营养细胞就成为子囊。
子囊孢子萌发形成单倍体营养细胞。
7、霉菌——丝状真菌
霉菌（mold）是一些“丝状真菌”的统称，不是分类学上的名词。
霉菌菌体均由分枝或不分枝的菌丝（hypha）构成。
许多菌丝交织在一起，称为菌丝体（mycelium）。
8、霉菌细胞壁结构
如图所示：
四层真菌细胞壁结构：A，细胞膜；B，几丁质（甲壳质）微纤维镶嵌在无定形的蛋白质、甘露糖和糖原组分中；C，不连续蛋白质层；D，糖蛋白层；E，不定形糖原层。
9、霉菌的鞭毛结构
鞭毛：“9+2”结构，微管二联体。
10、霉菌的菌丝类型：
如图所示：
（a）无隔膜菌丝：整个菌丝为长管状单细胞，细胞质内含有多个核。
其生长过程只表现为菌丝的延长和细胞核的裂殖增多以及细胞质的增加。
(b) 有隔膜菌丝：菌丝由横隔膜分隔成成串多细胞，每个细胞内含有一个或多个细胞核。
有些菌丝，从外观看虽然像多细胞，但横隔膜上有小孔，使细胞质和细胞核可以自由流通，而且每个细胞的功能也都相同。
11、霉菌的菌丝形态：
霉菌菌丝分为：营养菌丝，气生菌丝，繁殖菌丝。
霉菌菌丝直径约为2~10um，比一般细菌和放线菌菌丝大几到几十倍
12、菌丝的特化
营养菌丝和气生菌丝对于不同的真菌来说，在它们的长期进化过程中，对于相应的环境条件已有了高度的适应性，并明显地表现在产生各种形态和功能不同的特化结构上。
也称菌丝的变态。
（1）特化的营养菌丝
①假根,匍匐菌丝: 类似树根，吸收营养; 匍匐延伸。
②吸器：一些专性寄生真菌从菌丝上分化出来的旁枝，侵入细胞内分化成指状、球状或丝状，用以吸收细胞内的营养。
③附着枝：若干寄生真菌由菌丝细胞生出1-2个细胞的短枝，以将菌丝附着于宿主上，这种特殊的结构即附着枝。
④附着胞：许多植物寄生真菌在其芽管或老菌丝顶端发生膨大，并分泌粘性物，借以牢固地粘附在宿主的表面，这一结构就是附着胞，附着胞上再形成纤细的针状感染菌丝，以侵入宿主的角质层而吸取营养。
⑤菌环：菌丝交织成套状菌网：菌丝交织成网状
捕虫菌目（Zoopagales）在长期的自然进化中形成的特化结构，特化菌丝构成巧妙的网，可以捕捉小型原生动物或无脊椎动物，捕获物死后，菌丝伸入体内吸收营养。
⑥菌核：是一种休眠的菌丝组织。
由菌丝密集地交织在一起，其外层教坚硬、色深，内层疏松，大多呈白色。
⑦菌索：根状菌丝组织。
（2）特化的气生菌丝----子实体
子实体：菌丝交织成垫状、壳状的子座, 在子座外或内可形成孢子。
①结构简单的子实体：
锁状联合：担子菌在一般的培养基上不产生子实体，但是有种特殊的构造----锁状联合。
②结构复杂的子实体：
子囊果：在子囊和子囊孢子发育过程中，从原来的雌器和雄器下面的细胞上生出许多菌丝，有规律地将产囊菌丝包围形成了一定结构的子囊果。
子囊果的三种方式：闭囊壳，子囊壳，子囊盘。
13、霉菌的孢子
真菌的繁殖力极强, 细胞碎片可以繁殖. 但是正常自然条件下,真菌的繁殖主要是通过各种
形形色色的无性或有性孢子来进行繁殖的.
（1）无性孢子：节孢子，后垣孢子，孢囊孢子，分生孢子，芽孢子
（2）有性孢子：卵孢子，接合孢子，子囊孢子，担孢子
霉菌有性孢子繁殖的特点：
1）霉菌的有性繁殖不如无性繁殖那么经常与普遍，多发生在特定条件下，往往在自然条件下较多，在一般培养基上不常见。
2）有性繁殖方式因菌种不同而异，有的两条营养菌丝就可以直接结合，有的则由特殊的性细胞（性器官）----配子囊或由配子囊产生的配子来相互交配，形成有性孢子。
3）核配后进行减数分裂，因此菌体染色体数目为单倍，双倍体只限于接合子。
14、异核现象和准性生殖
有一些霉菌，至今尚未发现其生活史中有有性繁殖阶段，这类真菌称为半知菌.
异核现象：即不同类型的核存在于同一个体的现象。
异核现象来源：由两个不同基因型核的菌丝融合而成；或者菌丝中少数细胞核突变；或者少数单倍体核融合成二倍体核。
异核现象是许多霉菌，尤其是半知菌存在的一种普遍现象。
由于没有发现半知菌的有性生殖，所以异核现象成为这类型真菌遗传重组的一个重要机制。
一旦异核体形成，准性生殖重组就有可能发生。
准性生殖(无性重组)过程：①质配：异核现象；②核配：双倍体化；③单倍体化：一系列有丝分裂中一再发生的个别染色体的减半,直至最终形成单倍体的过程。
频率低10-5-10-7，区别于减数分裂。
15、霉菌的菌落特征
由粗而长的分枝状菌丝组成，菌落疏松，呈绒毛状、絮状或蜘蛛网状，表面有颗粒状孢子比细菌菌落大几倍到几十倍，有的没有固定大小。
各种霉菌，在一定培养基上形成的菌落大小、形状、颜色（营养菌丝和孢子堆表现出不同的颜色）等相对稳定，所以菌落特征也为分类依据之一。
根霉曲霉青霉。