【正文】 1）固定細(xì)胞外形和保護(hù)細(xì)胞免受外力損傷；2）為細(xì)胞的生長(zhǎng)、分裂和鞭毛運(yùn)動(dòng)所必需；3）滲透屏障，阻攔酶蛋白和某些抗生素等大分子物質(zhì)（分子量大于800）進(jìn)入細(xì)胞；4）細(xì)菌特定的抗原性、致病性以及對(duì)抗生素和噬菌體的敏感性的物質(zhì)基礎(chǔ)；（4）革蘭氏染色、細(xì)胞壁的化學(xué)組成與結(jié)構(gòu)：革蘭氏染色法1）結(jié)晶紫初染2）碘溶液媒染3）乙醇脫色4）沙黃復(fù)染：革蘭氏陰性細(xì)菌呈紅色，革蘭氏陽(yáng)性細(xì)菌呈深紫色G+菌：?jiǎn)螌?，厚?0~25nm），組分簡(jiǎn)單，90%肽聚糖（含量高，交聯(lián)緊密），10%磷壁酸G菌：多層，?。?0~15nm），組分復(fù)雜，內(nèi)壁層：肽聚糖（含量低,交聯(lián)疏松），外膜有脂多糖、磷脂、脂蛋白 1）G+細(xì)菌的細(xì)胞壁G+細(xì)菌的細(xì)胞壁特點(diǎn)：厚度大（20~25nm）化學(xué)組分簡(jiǎn)單，一般只含90%肽聚糖和10%磷壁酸。螺旋體：菌旋轉(zhuǎn)周數(shù)在6環(huán)以上，菌體柔軟，用于運(yùn)動(dòng)的類似鞭毛的軸絲位于細(xì)胞外鞘內(nèi)。螺旋狀（螺旋菌spirilla,spirilla）弧菌：菌體只有一個(gè)彎曲，其程度不足一圈，形似“C”字或逗號(hào)，鞭毛偏端生。它們的細(xì)胞結(jié)構(gòu)（如細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)和化學(xué)、膜脂類結(jié)構(gòu)、分子生物學(xué)及代謝）既不完全相同于原核生物，也不同于真核生物，但其結(jié)構(gòu)與真細(xì)菌更為接近。 。七、我國(guó)微生物的發(fā)展：湯飛凡：沙眼病原體的分離和確證抗生素的總產(chǎn)量已耀居世界首位兩步法生產(chǎn)維生素C的技術(shù)居世界先進(jìn)水平八、主要參考書(shū)周德慶 著：微生物學(xué)教程（第一、二版）武漢大學(xué)、復(fù)旦大學(xué)編：微生物學(xué).（第二版）沈萍 著： 微生物學(xué). 九、復(fù)習(xí)題1．簡(jiǎn)述微生物的定義和類群2．試述微生物學(xué)與人類進(jìn)步的關(guān)系3．試述微生物的共性，討論其對(duì)人類的利弊4．簡(jiǎn)述微生物的發(fā)展簡(jiǎn)史上5個(gè)時(shí)期的特點(diǎn)和代表人物5．試述微生物學(xué)的多樣性第二章原核微生物的形態(tài)、構(gòu)造與功能一、研究意義，構(gòu)造是研究的基礎(chǔ)。：1953實(shí)質(zhì)：分子生物學(xué)水平研究階段開(kāi)創(chuàng)者：,。因此，微生物學(xué)家就從“微生物獵人”而發(fā)展為“維生素獵人”、“酶獵人”、“抗生素獵人”和“基因獵人”了。：18971953實(shí)質(zhì)：生化水平研究階段開(kāi)創(chuàng)者：,生物化學(xué)奠基人特點(diǎn)：(1)進(jìn)入了微生物生化水平的研究。根本任務(wù)：、利用、改造和保護(hù)有益微生物 、消滅和改造有害微生物最終目的：為人類社會(huì)的進(jìn)步服務(wù)六、微生物學(xué)發(fā)展簡(jiǎn)史影響認(rèn)識(shí)微生物的四大障礙： （一）可分為五個(gè)時(shí)期 ：約8000年前1676實(shí)質(zhì)：朦朧階段8000年前我國(guó)就開(kāi)始出現(xiàn)了曲蘗釀酒； 4000年前埃及人已學(xué)會(huì)烘制面包和釀制果酒； 2500年前我國(guó)發(fā)明釀醬、醋，用曲治消化道疾?。?公元六世紀(jì)(北魏時(shí)期)賈思勰的巨著“齊民要術(shù)”詳細(xì)地記載了制曲、釀酒、制醬和釀醋等； 公元九世紀(jì)到十世紀(jì)我國(guó)已發(fā)明用鼻苗法種痘；16世紀(jì)，：疾病是由肉眼看不見(jiàn)的生物(living creatures)引起的； 1641年，我國(guó)明末醫(yī)生吳又可也提出“戾氣”學(xué)說(shuō)，認(rèn)為傳染病的病因是一種看不見(jiàn)的“戾氣”，其傳播途徑以口、鼻為主。 消耗自身重量2000倍食物的時(shí)間： 大腸桿菌：1小時(shí) 人：500年（按400斤/年計(jì)算） （發(fā)酵乳糖的細(xì)菌1小時(shí)內(nèi)可以分解其自身重100010000倍的乳糖） 產(chǎn)阮假絲酵母（Candida utilis）合成蛋白質(zhì)的能力比大豆強(qiáng)100倍，比食用公牛強(qiáng)10萬(wàn)倍。 禍：鼠疫 艾滋病(AIDS) 癌癥 肺結(jié)核 虐疾 霍亂 埃博拉病毒 瘋牛病 SARS 禽流感三、微生物學(xué)與人類進(jìn)步的關(guān)系（一）微生物與醫(yī)療保健（在醫(yī)療保健戰(zhàn)線上的六大“戰(zhàn)役”） 1．外科消毒術(shù)的建立 2．尋找人畜病原菌 3．免疫防治法的應(yīng)用 4．化學(xué)治療劑的發(fā)明5．抗生素治療的興起 6．用遺傳工程和生物工程技術(shù)使微生物生產(chǎn)生化藥物（二）微生物與工業(yè)發(fā)展（微生物在工業(yè)發(fā)展過(guò)程中的六個(gè)里程碑）1．自然發(fā)酵與食品、飲料的釀造 2．罐頭保藏 3．厭氧純種發(fā)酵技術(shù)4．深層液體通氣攪拌培養(yǎng) 5．代謝調(diào)控理論在發(fā)酵工業(yè)上的應(yīng)用 6．生物工程的興起（三）微生物學(xué)促進(jìn)了農(nóng)業(yè)進(jìn)步（四）微生物與能源、生態(tài)和環(huán)境保護(hù) （五）微生物學(xué)對(duì)生物學(xué)基礎(chǔ)理論研究的貢獻(xiàn)1．以微生物作為研究對(duì)象解決了生物學(xué)上的許多重大爭(zhēng)論問(wèn)題 2．是分子生物學(xué)的三大來(lái)源和三大支柱之一 3．遺傳學(xué)研究對(duì)象的微生物化促使經(jīng)典遺傳學(xué)發(fā)展為分子遺傳學(xué) 4．微生物與基因工程 5．高等生物研究和利用中的微生物化趨向方興末艾 6．微生物學(xué)中的一套獨(dú)特實(shí)驗(yàn)技術(shù)迅速擴(kuò)散到生命科學(xué)的各研究領(lǐng)域 四、微生物的共性(五大共性), 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，表面積/體積比值大 桿菌的平均長(zhǎng)度：2 微米； 1500個(gè)桿菌首尾相連= 一粒芝麻的長(zhǎng)度；10100億個(gè)細(xì)菌加起來(lái)重量 = 1毫克大的比表面積特別有利于它們和周圍環(huán)境進(jìn)行物質(zhì)、能量、信息的交換。 非細(xì)胞類：病毒，亞病毒（類病毒，擬病毒，朊病毒）1mm=103 181。（二）類群：：細(xì)菌（真細(xì)菌，古生菌），放線菌，藍(lán)細(xì)菌，支原體，立克次氏體，衣原體等。微 生 物 學(xué)第一章緒論一、什么是微生物（一）定義：傳統(tǒng)定義：微生物（microorganism,microbe）是一切肉眼看不見(jiàn)或看不清的微小生物的總稱。：真菌（酵母菌，霉菌，蕈菌），原生動(dòng)物，顯微藻類：病毒，亞病毒（類病毒，擬病毒，朊病毒）（三）特點(diǎn)： ?。▊€(gè)體微?。? 181。 m=106 nm=107 ? 分辨率：肉眼:；顯微鏡: 181。微生物的其它很多屬性都和這一特點(diǎn)密切相關(guān)。, 繁殖快大腸桿菌一個(gè)細(xì)胞重約10 –12 克，平均20分鐘繁殖一代， 24小時(shí)后，就有了72代，其子代數(shù)量可達(dá)4722366500萬(wàn)億個(gè)，重量達(dá)到4722噸； 48小時(shí)后： 1043個(gè)后代， 10 25噸，相當(dāng)于4000個(gè)地球重量實(shí)際上，由于各種原因，細(xì)菌的指數(shù)分裂速度只能維持幾個(gè)小時(shí)，液體培養(yǎng)基中，細(xì)菌細(xì)胞的數(shù)量一般僅能達(dá)到108109個(gè)/ml生產(chǎn)效率高，發(fā)酵周期短，種類多（多樣性）在各種自然環(huán)境界中（土壤、水體、空氣，動(dòng)植物體內(nèi)和體表，萬(wàn)米高空，萬(wàn)米海底，強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、高熱的極端環(huán)境，常年封凍的冰川等）都生存有大量的微生物微生物的種類多主要體現(xiàn)在下列5個(gè)方面：物種的多樣性；微生物的生理代謝類型的多樣性；代謝產(chǎn)物的多樣性；遺傳基因的多樣性；生態(tài)類型的多樣性, 易變異微生物對(duì)極端惡劣的環(huán)境的適應(yīng)能力，堪稱“世界之最”。 ：16761861實(shí)質(zhì)：形態(tài)描述階段開(kāi)創(chuàng)者：列文虎克（Robert Hooke）1664年，英國(guó)人虎克（Robert Hooke）曾用原始的顯微鏡對(duì)生長(zhǎng)在皮革表面及薔薇枯葉上的霉菌進(jìn)行觀察。并發(fā)現(xiàn)代謝途徑的同一性。(2)應(yīng)用微生物的分支學(xué)科更為擴(kuò)大，出現(xiàn)了抗生素等新學(xué)科。分子生物學(xué)奠基人特點(diǎn)：(1)微生物學(xué)從一門在生命科學(xué)中較為孤立的以應(yīng)用為主的學(xué)科，迅速成長(zhǎng)為一門十分熱門的前沿基礎(chǔ)學(xué)。 。微生物分為三大類群（根據(jù)進(jìn)化地位、性狀上明顯差別）(prokaryotes) （eukaryotic microorganisms）(acellular microorganisms)原核微生物與真核微生物屬于細(xì)胞型微生物二、原核生物的定義及種類1．原核生物：指一大類細(xì)胞核無(wú)核膜包裹，只存在稱作核區(qū)的裸露DNA的原始單細(xì)胞生物。3．原核生物6種類群 細(xì)菌 化能營(yíng)養(yǎng) “三菌” 放線菌 光能營(yíng)養(yǎng)：藍(lán)細(xì)菌 人工培養(yǎng) ：支原體 “三體” 立克次氏體 專行細(xì)胞寄生 衣原體第一節(jié) 細(xì)菌（bacteria，bacterium 單數(shù)）細(xì)菌：細(xì)胞細(xì)短（,~5um）；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；胞壁堅(jiān)韌；二分裂繁殖；水生性強(qiáng)；單細(xì)胞原核生物生活特性：喜溫暖、潮濕、富含有機(jī)物；微堿環(huán)境（大多數(shù)）；腐生或寄生，好氧或厭氧，自養(yǎng)或異養(yǎng)本節(jié)內(nèi)容一、 細(xì)胞的形態(tài)、構(gòu)造及功能（一）個(gè)體形態(tài)和排列基本形狀：球狀、桿狀、螺旋狀球狀(球菌coccus， cocci)細(xì)胞個(gè)體呈球形或橢圓形，不同種的球菌在細(xì)胞分裂時(shí)會(huì)形成不同的空間排列方式，常被作為分類依據(jù)。螺旋菌：菌體回轉(zhuǎn)如螺旋，螺旋滿2—6環(huán)，螺旋數(shù)目和螺距大小因種而異。其它形狀1）柄桿菌（prosthecate bacteria）細(xì)胞上有柄（stalk）、菌絲（hyphae）、附器（appendages）等細(xì)胞質(zhì)伸出物，細(xì)胞呈桿狀或梭狀，并有特征性的細(xì)柄。 肽聚糖（peptidoglycan）：又稱粘肽(mucopeptide)、胞壁質(zhì)(murein)或粘質(zhì)復(fù)合物G+細(xì)菌的細(xì)胞壁 （mucoplex），是真細(xì)菌細(xì)胞壁中的特有成分。D型氨基酸和DAP可保護(hù)肽聚糖免受肽酶的水解。 目前所知的肽聚糖已超過(guò)100種，在這一“肽聚糖的多樣性”中，主要的變化發(fā)生在肽橋上。其含量與培養(yǎng)條件關(guān)系不大。貯藏磷元素；增強(qiáng)某些致病菌對(duì)宿主細(xì)胞的粘連、避免被白細(xì)胞吞噬以及抗補(bǔ)體的作用；革蘭氏陽(yáng)性細(xì)菌特異表面抗原的物質(zhì)基礎(chǔ)； 可作為細(xì)菌分類、鑒定的依據(jù)噬菌體的特異性吸附受體；能調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)自溶素(autolysin)的活力而調(diào)節(jié)細(xì)胞壁的增長(zhǎng)，防止細(xì)胞因自溶而死亡。用抗酸性染色（一種鑒別染色技術(shù)）對(duì)宿主體內(nèi)的分枝桿菌病原體（紅色，非抗酸性細(xì)菌呈蘭色）進(jìn)行檢測(cè)A族鏈球菌細(xì)胞壁中有特異性的M蛋白，它有抗吞噬作用。D谷氨酸、D丙氨酸、mDAP在蛋白質(zhì)中未出現(xiàn)過(guò)。也可依此用靈敏的血清學(xué)方法對(duì)病原菌進(jìn)行鑒定，在傳染病的診斷中有其重要意義?？椎鞍祝╬orins）是由三個(gè)相同分子量（36000）蛋白亞基組成的一種三聚體跨膜蛋白，中間有一直徑約1nm的孔道，通過(guò)孔的開(kāi)、閉，可對(duì)進(jìn)入外膜層的物質(zhì)進(jìn)行選擇。周質(zhì)空間是進(jìn)出細(xì)胞的物質(zhì)的重要中轉(zhuǎn)站和反應(yīng)場(chǎng)所。細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)與革蘭氏染色的關(guān)系 因英國(guó)李斯德（Lister）預(yù)防研究所首先發(fā)現(xiàn)而得名（1935年，念珠狀鏈桿菌 Streptobacillus moniliformis）大腸桿菌、變形桿菌、葡萄球菌、鏈球菌、分枝桿菌和霍亂弧菌等20多種細(xì)菌中均有發(fā)現(xiàn)，被認(rèn)為可能與針對(duì)細(xì)胞壁的抗菌治療有關(guān)。3）球狀體(sphaeroplast) ，又稱原生質(zhì)球采用上述同樣方法，針對(duì)革蘭氏陰性細(xì)菌處理后而獲得的殘留部分細(xì)胞壁（外壁層）的球形體。青霉素的殺菌作用作用原理：β內(nèi)酰胺環(huán)的結(jié)構(gòu)與肽聚糖單體五肽尾末端DAla DAla二肽結(jié)構(gòu)相近，因而可競(jìng)爭(zhēng)性地抑制轉(zhuǎn)肽酶的活性，抑制肽聚糖單體間的交聯(lián)，形成缺損的細(xì)胞壁。在低滲溶液中，原生質(zhì)體或球狀體因吸水膨脹并最終導(dǎo)致破裂而死亡；在等滲蔗糖溶液中，能得到原生質(zhì)體或球狀體。觀察方法：質(zhì)壁分離后結(jié)合鑒別性染色在光學(xué)顯微鏡下觀察；原生質(zhì)體破裂；超薄切片電鏡觀察；電鏡觀察到的細(xì)胞質(zhì)膜，是在上下兩暗色層之間夾著一淺色中間層的雙層膜結(jié)構(gòu)，這與細(xì)胞膜的化學(xué)組成有關(guān)。不飽和脂肪酸的雙鍵可導(dǎo)致膜結(jié)構(gòu)的變形。甾醇類物質(zhì)由磷脂分子形成的雙分子膜中加入甾醇類物質(zhì)可以提高膜的穩(wěn)定性B. 膜蛋白約占細(xì)菌細(xì)胞膜的50%～70%，比任何一種生物膜都高，而且種類也多。流動(dòng)性：1）膜經(jīng)受一定程度變形而不被破壞 2）膜中各種成分按需要調(diào)整分布，表現(xiàn)出膜的多種功能不對(duì)稱性：保證膜的方向性功能 如：能量轉(zhuǎn)換中質(zhì)子梯度產(chǎn)生物質(zhì)的傳遞（３）細(xì)胞膜的生理功能（參見(jiàn)P 24）①物質(zhì)運(yùn)輸,選擇性地控制營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和代謝產(chǎn)物的運(yùn)送；②滲透屏障,維持細(xì)胞內(nèi)正常的滲透壓；③合成細(xì)胞壁和糖被的各種組分（肽聚糖、磷壁酸、LPS、莢膜多糖等）的重要基地；④膜上含有氧化磷酸化或光合磷酸化等能量代謝的酶系，是細(xì)胞的產(chǎn)能場(chǎng)所；⑤鞭毛基體的著生部位和鞭毛旋轉(zhuǎn)的供能部位；（４）間體（mesosome）：細(xì)胞質(zhì)膜內(nèi)褶而形成的泡囊狀、管狀或?qū)訝畹臉?gòu)造。細(xì)胞質(zhì)的主要成分為核糖體、貯藏物、酶類、中間代謝物、各種營(yíng)養(yǎng)物和大分子的單體等，少數(shù)細(xì)菌還有類囊體、羧酶體、氣泡或伴孢晶體等有特定功能的組分。糖原：大腸桿菌、克雷伯氏菌、芽孢桿菌和藍(lán)細(xì)菌等 碳源及能源類 聚β羥丁酸（PHB）：固氮菌、產(chǎn)堿菌和腸桿菌等 硫粒：紫硫細(xì)菌、絲硫細(xì)菌、貝氏硫桿菌等貯藏物 氮源類 藻青素：藍(lán)細(xì)菌 藻青蛋白：藍(lán)細(xì)菌 磷源（異染粒）：迂回螺菌、白喉棒桿菌、結(jié)核分枝桿菌A. 聚β羥丁酸 ( polyβhydroxybutyrate, PHB) （P26）細(xì)菌特有的一種類脂性質(zhì)的碳源類貯藏物。B. 多糖類貯藏物（糖原粒和淀粉粒）在真細(xì)菌中以糖原為多糖原粒較小，不染色需用電鏡觀察，用碘液染成紅棕色，可在光學(xué)顯微鏡下看到。功能：硫元素儲(chǔ)藏物；參與產(chǎn)能代謝和生物合成E. 藻青素（cyanophycin）氮源貯藏物，同時(shí)還兼有貯存能源的作用。（例如羥基丁酸分子呈酸性，而當(dāng)其聚合成聚β羥丁酸（ PHB）就成為中性脂肪酸了，這樣便能維持細(xì)