【正文】 微生物基礎(chǔ)知識(shí)微生物概論 2微生物的類(lèi)群和形態(tài)結(jié)構(gòu) 2細(xì)菌 2放線(xiàn)菌 4霉菌 5酵母菌 10病毒 12微生物的營(yíng)養(yǎng) 12微生物的生長(zhǎng)和繁殖 14微生物概論一、什么是微生物　　微生物（microorganism, microbe）是一些肉眼看不見(jiàn)的微小生物的總稱(chēng)。包括屬于原核類(lèi)的細(xì)菌、放線(xiàn)菌、支原體、立克次氏體、衣原體和藍(lán)細(xì)菌（過(guò)去稱(chēng)藍(lán)藻或藍(lán)綠藻），屬于真核類(lèi)的真菌（酵母菌和霉菌）、原生動(dòng)物和顯微藻類(lèi)，以及屬于非細(xì)胞類(lèi)的病毒、類(lèi)病毒和朊病毒等?！　∥⑸锴ё税賾B(tài)，有些是腐敗性的，即引起食品氣味和組織結(jié)構(gòu)發(fā)生不良變化。當(dāng)然有些微生物是有益的，它們可用來(lái)生產(chǎn)如奶酪，面包，泡菜，啤酒和葡萄酒。微生物非常小，必須通過(guò)顯微鏡放大約1000 倍才能看到。比如中等大小的細(xì)菌，1000個(gè)疊加在一起只有句號(hào)那么大。想像一下一滴牛奶，每毫升腐敗的牛奶中約有5千萬(wàn)個(gè)細(xì)菌，或者講每夸脫牛奶中細(xì)菌總數(shù)約為50億。也就是一滴牛奶中可有含有50 億個(gè)細(xì)菌。二、微生物學(xué)的發(fā)展：微生物的類(lèi)群和形態(tài)結(jié)構(gòu) 　　微生物種類(lèi)繁多，人們研究得最多、也較深入的主要有細(xì)菌、放線(xiàn)菌、藍(lán)細(xì)菌、枝原體、立克次氏體、古菌、真菌、顯微藻類(lèi)、原生動(dòng)物、病毒、類(lèi)病毒和朊病毒等。現(xiàn)擇要介紹如下：細(xì)菌　　細(xì)菌是一類(lèi)細(xì)胞細(xì)而短（,）、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、細(xì)胞壁堅(jiān)韌以二等分裂方式繁殖和水生性較強(qiáng)的原核微生物，分布廣泛。一、細(xì)菌的形態(tài)：　　細(xì)菌的形態(tài)分：　　球菌coccus：包括雙球菌Diplococcus、鏈球菌Streptococcus、四聯(lián)球菌Tetracoccus、八疊球菌Sarcina、葡萄球菌Staphylococcus　　桿菌bacillus或bacterium　　螺旋菌spiral form bacteria。 二、細(xì)菌的結(jié)構(gòu)：　　細(xì)菌的基本結(jié)構(gòu)包括：細(xì)胞壁cell wall、 胞漿膜、間體、細(xì)胞漿、核糖體、核質(zhì)。 　　革蘭氏陽(yáng)性菌（G+）的細(xì)胞壁，其化學(xué)組成主要是肽聚糖和磷壁酸等革蘭氏陰性菌（G）細(xì)胞壁最外面是脂多糖LPS，即內(nèi)毒素?！　型細(xì)菌，是細(xì)胞壁缺失的細(xì)菌，具有多形性?！　?　細(xì)菌的附屬結(jié)構(gòu)包括：質(zhì)粒plasmid、莢膜capsule、鞭毛flagellum、菌毛pillus和芽胞?！　≠|(zhì)粒是某些細(xì)菌除染色體外的遺傳因子。特點(diǎn)是能自我復(fù)制、可轉(zhuǎn)移性、相溶與不相溶、大小不等、控制次要性狀。　　莢膜是部分細(xì)菌在生活過(guò)程中，在細(xì)胞壁外產(chǎn)生的一種疏松透明的粘液層。內(nèi)含多個(gè)細(xì)菌時(shí)稱(chēng)為菌膠團(tuán)。莢膜按厚度分大莢膜、微莢膜、粘液層。其形成與菌種和營(yíng)養(yǎng)條件有關(guān)。功能主要是保護(hù)、抗吞噬、抗干燥。 　　鞭毛是桿菌、弧菌、螺菌和少數(shù)球菌在菌體上附有的細(xì)長(zhǎng)呈波狀彎曲的具有運(yùn)動(dòng)功能的絲狀毛?！　【?，細(xì)絲狀物，數(shù)量極多，周身排列，無(wú)運(yùn)動(dòng)功能，化學(xué)本質(zhì)為菌毛蛋白亞單位。分為普通菌毛和性菌毛。功能可能是黏附和傳遞遺傳物質(zhì)。　　芽胞是細(xì)菌的休眠體，能夠抵抗惡劣環(huán)境因素。因不同細(xì)菌芽胞的形態(tài)不同，因此可作為鑒別的依據(jù)。三、細(xì)菌的繁殖：　　二分分裂繁殖是細(xì)菌最普遍、最主要的繁殖方式。在分裂前先延長(zhǎng)菌體，染色體復(fù)制為二，然后垂直于長(zhǎng)軸分裂，細(xì)胞赤道附近的細(xì)胞質(zhì)膜凹陷生長(zhǎng)，直至形成橫隔膜，同時(shí)形成橫隔壁，這樣便產(chǎn)生兩個(gè)子細(xì)胞。 　 ==細(xì)菌細(xì)胞分裂的電鏡超薄切片圖　　　　桿菌二分裂過(guò)程模式圖四、細(xì)菌的菌落： 　　單個(gè)或少數(shù)細(xì)菌細(xì)胞生長(zhǎng)繁殖后，會(huì)形成以母細(xì)胞為中心的一堆肉眼可見(jiàn)、有一定形態(tài)構(gòu)造的子細(xì)胞集團(tuán)，這就是菌落。細(xì)菌菌落常表現(xiàn)為濕潤(rùn)、粘稠、光滑、較透明、易挑取、質(zhì)地均勻以及菌落正反面或邊緣與中央部位顏色一致等。細(xì)菌的菌落特征因種而異。 可作為鑒定細(xì)菌種的依據(jù)。 粘質(zhì)沙雷氏菌的菌落特征沙門(mén)氏菌的菌落特征銅綠假單孢菌的菌落特征弗氏志賀氏菌的菌落特征粘質(zhì)沙雷氏菌的菌落特征放線(xiàn)菌一、放線(xiàn)菌的形態(tài)、大小和結(jié)構(gòu)　　放線(xiàn)菌的形態(tài)比細(xì)菌復(fù)雜些，但仍屬于單細(xì)胞。在顯微鏡下，放線(xiàn)菌呈分枝絲狀，我們把這些細(xì)絲一樣的結(jié)構(gòu)叫做菌絲，菌絲直徑與細(xì)菌相似，小于1微米。菌絲細(xì)胞的結(jié)構(gòu)與細(xì)菌基本相同。 　　放線(xiàn)菌的菌絲（見(jiàn)右圖）　　根據(jù)菌絲形態(tài)和功能的不同，放線(xiàn)菌菌絲可分為基內(nèi)菌絲、氣生菌絲和孢子絲三種。鏈霉菌屬是放線(xiàn)菌中種類(lèi)最多、分布最廣、形態(tài)特征最典型的類(lèi)群，其形態(tài)如下圖所示?！　∠聢D：鏈霉菌的一般形態(tài)和構(gòu)造（模式圖） 　 二、放線(xiàn)菌的繁殖 　　放線(xiàn)菌沒(méi)有有性繁殖，主要通過(guò)形成無(wú)性孢子方式進(jìn)行無(wú)性繁殖，成熟的分生孢子或孢囊孢子散落在適宜環(huán)境里發(fā)芽形成新的菌絲體；另一種方式是菌絲體的無(wú)限伸長(zhǎng)和分枝，在液體振蕩培養(yǎng)（或工業(yè)發(fā)酵）中，放線(xiàn)菌每一個(gè)脫落的菌絲片段，在適宜條件下都能長(zhǎng)成新的菌絲體，也是一種無(wú)性繁殖方式。 三、放線(xiàn)菌的菌落 　　放線(xiàn)菌在固體培養(yǎng)基上形成與細(xì)菌不同的菌落特征，放線(xiàn)菌菌絲相互交錯(cuò)纏繞形成質(zhì)地致密的小菌落，干燥、不透明、難以挑取，當(dāng)大量孢子覆蓋于菌落表面時(shí)，就形成表面為粉末狀或顆粒狀的典型放線(xiàn)菌菌落，由于基內(nèi)菌絲和孢子常有顏色，使得菌落的正反面呈現(xiàn)出不同的色澤。 放線(xiàn)菌的菌落特征 A：諾爾斯氏鏈霉菌；B：皮疽諾卡氏菌；C：酒紅指孢囊菌；D：游動(dòng)放線(xiàn)菌；E：小單胞菌； F：皺雙孢馬杜拉放線(xiàn)菌　　產(chǎn)抗菌素的放線(xiàn)菌的菌落特征　　A：卡特利鏈霉菌；B：弗氏鏈霉菌；C：吸水鏈霉菌金淚亞種；D：卡那霉素鏈霉菌；E：除蟲(chóng)鏈霉菌；F：生磺酸鏈霉菌霉菌 　　真菌在微生物世界中可以稱(chēng)得上是個(gè)巨人家族，真菌的個(gè)頭較大，其中的許多成員對(duì)我們來(lái)說(shuō)都是很熟悉的。例如，在潮濕的天氣里，常常發(fā)現(xiàn)糧食、衣服、皮鞋上長(zhǎng)了霉，我們做醬、醬油、豆腐乳用的曲霉和毛霉等霉菌；發(fā)面、釀酒用的酵母菌等都是真菌，就連人們愛(ài)吃的蘑菇、木耳等蕈子，也都是真菌大家族的成員。真菌是微生物中的一大類(lèi)群，屬于真核微生物，與人類(lèi)關(guān)系非常密切。真菌是抗生素（如青霉素、頭孢霉素）、有機(jī)酸等多種發(fā)酵工業(yè)的基礎(chǔ)，在自然界中則扮演著各種復(fù)雜有機(jī)物分解者的角色。然而有些真菌是病原菌，引起人類(lèi)和動(dòng)植物病害，有些真菌產(chǎn)生毒素，使人、畜中毒，嚴(yán)重者引起癌癥。如黃曲霉產(chǎn)生的黃曲霉毒素毒害肝臟，易引發(fā)肝癌?！　∶咕墙z狀真菌的俗稱(chēng)，意即發(fā)霉的真菌，它們往往能形成分枝繁茂的菌絲體，但又不象蘑菇那樣產(chǎn)生大型的子實(shí)體。在潮濕溫暖的地方，很多物品上長(zhǎng)出一些肉眼可見(jiàn)的絨毛狀、絮狀或蛛網(wǎng)狀的菌落，那就是霉菌。 一、 霉菌的形態(tài)、大小和結(jié)構(gòu)　　霉菌的菌絲 構(gòu)成霉菌營(yíng)養(yǎng)體的基本單位是菌絲。　　菌絲是一種管狀的細(xì)絲，把它放在顯微鏡下觀察，很像一根透明膠管，它的直徑一般為3~10微米，比細(xì)菌和放線(xiàn)菌的細(xì)胞約粗幾倍到幾十倍。菌絲可伸長(zhǎng)并產(chǎn)生分枝，許多分枝的菌絲相互交織在一起，就叫菌絲體?！　「鶕?jù)菌絲中是否存在隔膜，可把霉菌菌絲分成兩種類(lèi)型：　　無(wú)隔膜菌絲：菌絲中無(wú)隔膜，整團(tuán)菌絲體就是一個(gè)單細(xì)胞，其中含有多個(gè)細(xì)胞核。這是低等真菌（即鞭毛菌亞門(mén)和接合菌亞門(mén)中的霉菌）所具有的菌絲類(lèi)型?！　∮懈裟ぞz：菌絲中有隔膜，被隔膜隔開(kāi)的一段菌絲就是一個(gè)細(xì)胞，菌絲體由很多個(gè)細(xì)胞組成，每個(gè)細(xì)胞內(nèi)有1個(gè)或多個(gè)細(xì)胞核。在隔膜上有1至多個(gè)小孔，使細(xì)胞之間的細(xì)胞質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)可以相互溝通。這是高等真菌（即子囊菌亞門(mén)和半知菌亞門(mén)中的霉菌）所具有的菌絲類(lèi)型。 霉菌的菌絲 上：無(wú)隔膜菌絲； 下：有隔膜菌絲　　霉菌菌絲的變態(tài) 為適應(yīng)不同的環(huán)境條件和更有效地?cái)z取營(yíng)養(yǎng)滿(mǎn)足生長(zhǎng)發(fā)育的需要，許多霉菌的菌絲可以分化成一些特殊的形態(tài)和組織，這種特化的形態(tài)稱(chēng)為菌絲變態(tài)?！　∥鳎河蓪?zhuān)性寄生霉菌如銹菌、霜霉菌和白粉菌等產(chǎn)生的菌絲變態(tài)，它們是從菌絲上產(chǎn)生出來(lái)的旁枝，侵入細(xì)胞內(nèi)分化成根狀、指狀、球狀和佛手狀等，用以吸收寄主細(xì)胞內(nèi)的養(yǎng)料?！　〖俑焊箤倜咕木z與營(yíng)養(yǎng)基質(zhì)接觸處分化出的根狀結(jié)構(gòu)，有固著和吸收養(yǎng)料的功能。 　　菌網(wǎng)和菌環(huán)：某些捕食性霉菌的菌絲變態(tài)成環(huán)狀或網(wǎng)狀，用于捕捉其它小生物如線(xiàn)蟲(chóng)、草履蟲(chóng)等。 霉菌的菌環(huán)和菌網(wǎng) ；；　　菌核：大量菌絲集聚成的緊密組織，是一種休眠體，可抵抗不良的環(huán)境條件。其外層組織堅(jiān)硬，顏色較深；內(nèi)層疏松，大多呈白色。如藥用的茯苓、麥角都是菌核。 麥角菌的菌核　　子實(shí)體：是由大量氣生菌絲體特化而成，子實(shí)體是指在里面或上面可產(chǎn)生孢子的、有一定形狀的任何構(gòu)造。例如有三類(lèi)能產(chǎn)有性孢子的結(jié)構(gòu)復(fù)雜的子實(shí)體，分別稱(chēng)為閉囊殼、子囊殼和子囊盤(pán)。 二、霉菌的繁殖　　霉菌有著極強(qiáng)的繁殖能力，而且繁殖方式也是多種多樣的。雖然霉菌菌絲體上任一片段在適宜條件下都能發(fā)展成新個(gè)體，但在自然界中，霉菌主要依靠產(chǎn)生形形色色的無(wú)性或有性孢子進(jìn)行繁殖。孢子有點(diǎn)像植物的種子，不過(guò)數(shù)量特別多，特別小。 　 　　霉菌的無(wú)性孢子直接由生殖菌絲的分化而形成，常見(jiàn)的有節(jié)孢子、厚垣孢子、孢囊孢子和分生孢子?！　」?jié)孢子：菌絲生長(zhǎng)到一定階段時(shí)出現(xiàn)橫隔膜，然后從隔膜處斷裂而形成的細(xì)胞稱(chēng)為節(jié)孢子。如白地霉產(chǎn)生的節(jié)孢子。 　　厚垣孢子：某些霉菌種類(lèi)在菌絲中間或頂端發(fā)生局部的細(xì)胞質(zhì)濃縮和細(xì)胞壁加厚，最后形成一些厚壁的休眠孢子，稱(chēng)為厚垣孢子。如毛霉屬中的總狀毛霉。 霉菌的節(jié)孢子霉菌的厚垣孢子　　孢囊孢子：在孢子囊內(nèi)形成的孢子叫孢囊孢子。孢子囊是由菌絲頂端細(xì)胞膨大而成，膨大部分的下方形成隔膜與菌絲隔開(kāi)，膨大細(xì)胞的原生質(zhì)分化成許多小塊，每小塊可發(fā)育成一個(gè)孢子。孢囊孢子有兩種類(lèi)型，一種為生鞭毛，能游動(dòng)的叫游動(dòng)孢子，如鞭毛菌亞門(mén)中的綿霉屬；另一種是不生鞭毛，不能游動(dòng)的叫靜孢子，如接合菌亞門(mén)中的根霉屬。 霉菌的游動(dòng)孢子 霉菌的靜孢子　 左：毛霉的孢子囊；中：孢子囊壁破裂，露出靜孢子；右：囊軸 　　分生孢子：是在生殖菌絲頂端或已分化的分生孢子梗上形成的孢子，分生孢子有單生、成鏈或成簇等排列方式，是子囊菌和半知菌亞門(mén)的霉菌產(chǎn)生的一類(lèi)無(wú)性孢子。 　　霉菌分生孢子的著生和形態(tài)（青霉、曲霉、鐮刀霉） 曲霉的分生孢子梗和頂囊上的分生孢子　 鐮刀霉的鐮刀形大分生孢子 青霉的帚狀分生孢子梗和分生孢子曲霉的分生孢子頭彩圖　　霉菌的有性繁殖和有性孢子：　　經(jīng)過(guò)兩性細(xì)胞結(jié)合而形成的孢子稱(chēng)為有性孢子。霉菌的有性繁殖過(guò)程一般分為三個(gè)階段，即質(zhì)配、核配和減數(shù)分裂?！　≠|(zhì)配是兩個(gè)配偶細(xì)胞的原生質(zhì)融合在同一細(xì)胞中，而兩個(gè)細(xì)胞核并不結(jié)合，每個(gè)核的染色體數(shù)都是單倍的?！　『伺浼磧蓚€(gè)核結(jié)合成一個(gè)雙倍體的核?！　p數(shù)分裂則使細(xì)胞核中的染色體數(shù)目又恢復(fù)到原來(lái)的單倍體?！　∮行枣咦拥漠a(chǎn)生不及無(wú)性孢子那么頻繁和豐富，它們常常只在一些特殊的條件下產(chǎn)生。常見(jiàn)的有卵孢子、接合孢子、子囊孢子和擔(dān)孢子，分別由鞭毛菌亞門(mén)、接合菌亞門(mén)、子囊菌亞門(mén)和擔(dān)子菌亞門(mén)的霉菌所產(chǎn)生。　　卵孢子：菌絲分化成形狀不同的雄器和藏卵器，雄器與藏卵器結(jié)合后所形成的有性孢子叫卵孢子。 霉菌的卵孢子??；2. 藏卵器；3. 卵孢子　　接合孢子：由菌絲分化成兩個(gè)形狀相同、但性別不同的配子囊結(jié)合而形成的有性孢子叫接合孢子。 　　子囊孢子：菌絲分化成產(chǎn)囊器和雄器，兩者結(jié)合形成子囊，在子囊內(nèi)形成的有性孢子即為子囊孢子?！　?dān)孢子：菌絲經(jīng)過(guò)特殊的分化和有性結(jié)合形成擔(dān)子，在擔(dān)子上形成的有性孢子即為擔(dān)孢子。 霉菌的接合孢子　　左：毛霉的(+)和()型菌絲在交界處結(jié)合產(chǎn)生黑色的帶狀，肉眼可見(jiàn)；右：取小黑點(diǎn)用顯微鏡觀察所看到的接合孢子 　　霉菌的子囊孢子　　a．子囊果；b．子囊；c．偽側(cè)絲；d．子囊孢子 　　擔(dān)孢子的形成過(guò)程示意圖 　　a~d．雙核細(xì)胞；e．核融合；f~g．核分裂；h．擔(dān)孢子形成；i．擔(dān)孢子成熟并釋放 　　霉菌的孢子具有小、輕、干、多，以及形態(tài)色澤各異、休眠期長(zhǎng)和抗逆性強(qiáng)等特點(diǎn)，每個(gè)個(gè)體所產(chǎn)生的孢子數(shù)，經(jīng)常是成千上萬(wàn)的，有時(shí)竟達(dá)幾百億、幾千億甚至更多。這些特點(diǎn)有助于霉菌在自然界中隨處散播和繁殖。對(duì)人類(lèi)的實(shí)踐來(lái)說(shuō)，孢子的這些特點(diǎn)有利于接種、擴(kuò)大培養(yǎng)、菌種選育、保藏和鑒定等工作，對(duì)人類(lèi)的不利之處則是易于造成污染、霉變和易于傳播動(dòng)植物的霉菌病害。 三、霉菌的菌落　　由于霉菌的菌絲較粗而長(zhǎng)，因而霉菌的菌落較大，有的霉菌的菌絲蔓延，沒(méi)有局限性，其菌落可擴(kuò)展到整個(gè)培養(yǎng)皿，有的種則有一定的局限性，直徑1~2厘米或更小。菌落質(zhì)地一般比放線(xiàn)菌疏松，外觀干燥，不透明，呈現(xiàn)或緊或松的蛛網(wǎng)狀、絨毛狀或棉絮狀；菌落與培養(yǎng)基的連接緊密，不易挑?。痪湔疵娴念伾瓦吘壟c中心的顏色常不一致。 　　各種曲霉的菌落 各種病原真菌的菌落 青霉的菌落 青霉的菌落 酵母菌　　提起酵母菌這個(gè)名稱(chēng)，也許有人不太熟悉，但實(shí)際上人們幾乎天天都在享受著酵母菌的好處。因?yàn)槲覀兠刻斐缘拿姘宛z頭就是有酵母菌的參與制成的；我們喝的啤酒，也離不開(kāi)酵母菌的貢獻(xiàn)，酵母菌是人類(lèi)實(shí)踐中應(yīng)用比較早的一類(lèi)微生物，我國(guó)古代勞動(dòng)人民就利用酵母菌釀酒；酵母菌的細(xì)胞里含有豐富的蛋白質(zhì)和維生素，所以也可以做成高級(jí)營(yíng)養(yǎng)品添加到食品中，或用作飼養(yǎng)動(dòng)物的高級(jí)飼料?！　〗湍妇谧匀唤缰蟹植己軓V，尤其喜歡在偏酸性且含糖較多的環(huán)境中生長(zhǎng)，例如，在水果、蔬菜、花蜜的表面和在果園土壤中最為常見(jiàn)。 　 一、酵母菌的形態(tài)、大小和結(jié)構(gòu) 　　酵母菌是單細(xì)胞真核微生物。酵母菌細(xì)胞的形態(tài)通常有球形、卵圓形、臘腸形、橢圓形、檸檬形或藕節(jié)形等。比細(xì)菌的單細(xì)胞個(gè)體要大得多，一般為1~5微米′5~30微米。酵母菌無(wú)鞭毛，不能游動(dòng)。　　酵母菌具有典型的真核細(xì)胞結(jié)構(gòu),有細(xì)胞壁、細(xì)胞膜、細(xì)胞核、細(xì)胞質(zhì)、液泡、線(xiàn)粒體等，有的還具有微體。酵母菌的細(xì)胞形態(tài)酵母菌的細(xì)胞形態(tài)酵母菌細(xì)胞結(jié)構(gòu)的顯微照片二、酵母菌的菌落 　　大多數(shù)酵母菌的菌落特征與細(xì)菌相似，但比細(xì)菌菌落大而厚，菌落表面光滑、濕潤(rùn)、粘稠，容易挑起，菌落質(zhì)地均勻，正反面和邊緣、中央部位的顏色都很均一，菌落多為乳白色，少數(shù)為紅色，個(gè)別為黑色。 　　啤酒酵母的菌落 紅酵母的菌落 各種酵