【正文】 1）固定細胞外形和保護細胞免受外力損傷；2）為細胞的生長、分裂和鞭毛運動所必需；3）滲透屏障，阻攔酶蛋白和某些抗生素等大分子物質（分子量大于800）進入細胞；4）細菌特定的抗原性、致病性以及對抗生素和噬菌體的敏感性的物質基礎；（4）革蘭氏染色、細胞壁的化學組成與結構：革蘭氏染色法1）結晶紫初染2）碘溶液媒染3）乙醇脫色4）沙黃復染：革蘭氏陰性細菌呈紅色，革蘭氏陽性細菌呈深紫色G+菌：單層，厚（20~25nm），組分簡單，90%肽聚糖（含量高，交聯(lián)緊密），10%磷壁酸G菌：多層，薄（10~15nm），組分復雜，內壁層：肽聚糖（含量低,交聯(lián)疏松），外膜有脂多糖、磷脂、脂蛋白 1）G+細菌的細胞壁G+細菌的細胞壁特點：厚度大（20~25nm）化學組分簡單，一般只含90%肽聚糖和10%磷壁酸。螺旋體：菌旋轉周數(shù)在6環(huán)以上，菌體柔軟，用于運動的類似鞭毛的軸絲位于細胞外鞘內。螺旋狀（螺旋菌spirilla,spirilla）弧菌：菌體只有一個彎曲，其程度不足一圈，形似“C”字或逗號，鞭毛偏端生。它們的細胞結構（如細胞壁結構和化學、膜脂類結構、分子生物學及代謝）既不完全相同于原核生物，也不同于真核生物，但其結構與真細菌更為接近。 。七、我國微生物的發(fā)展：湯飛凡：沙眼病原體的分離和確證抗生素的總產量已耀居世界首位兩步法生產維生素C的技術居世界先進水平八、主要參考書周德慶 著：微生物學教程（第一、二版）武漢大學、復旦大學編：微生物學.（第二版）沈萍 著： 微生物學. 九、復習題1．簡述微生物的定義和類群2．試述微生物學與人類進步的關系3．試述微生物的共性，討論其對人類的利弊4．簡述微生物的發(fā)展簡史上5個時期的特點和代表人物5．試述微生物學的多樣性第二章原核微生物的形態(tài)、構造與功能一、研究意義，構造是研究的基礎。：1953實質：分子生物學水平研究階段開創(chuàng)者：,。因此，微生物學家就從“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實質：生化水平研究階段開創(chuàng)者：,生物化學奠基人特點：(1)進入了微生物生化水平的研究。根本任務：、利用、改造和保護有益微生物 、消滅和改造有害微生物最終目的：為人類社會的進步服務六、微生物學發(fā)展簡史影響認識微生物的四大障礙： （一）可分為五個時期 ：約8000年前1676實質：朦朧階段8000年前我國就開始出現(xiàn)了曲蘗釀酒； 4000年前埃及人已學會烘制面包和釀制果酒； 2500年前我國發(fā)明釀醬、醋，用曲治消化道疾?。?公元六世紀(北魏時期)賈思勰的巨著“齊民要術”詳細地記載了制曲、釀酒、制醬和釀醋等； 公元九世紀到十世紀我國已發(fā)明用鼻苗法種痘；16世紀，：疾病是由肉眼看不見的生物(living creatures)引起的； 1641年，我國明末醫(yī)生吳又可也提出“戾氣”學說，認為傳染病的病因是一種看不見的“戾氣”，其傳播途徑以口、鼻為主。 消耗自身重量2000倍食物的時間： 大腸桿菌：1小時 人：500年（按400斤/年計算） （發(fā)酵乳糖的細菌1小時內可以分解其自身重100010000倍的乳糖） 產阮假絲酵母（Candida utilis）合成蛋白質的能力比大豆強100倍，比食用公牛強10萬倍。 禍：鼠疫 艾滋病(AIDS) 癌癥 肺結核 虐疾 霍亂 埃博拉病毒 瘋牛病 SARS 禽流感三、微生物學與人類進步的關系（一）微生物與醫(yī)療保?。ㄔ卺t(yī)療保健戰(zhàn)線上的六大“戰(zhàn)役”） 1．外科消毒術的建立 2．尋找人畜病原菌 3．免疫防治法的應用 4．化學治療劑的發(fā)明5．抗生素治療的興起 6．用遺傳工程和生物工程技術使微生物生產生化藥物（二）微生物與工業(yè)發(fā)展（微生物在工業(yè)發(fā)展過程中的六個里程碑）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4．深層液體通氣攪拌培養(yǎng) 5．代謝調控理論在發(fā)酵工業(yè)上的應用 6．生物工程的興起（三）微生物學促進了農業(yè)進步（四）微生物與能源、生態(tài)和環(huán)境保護 （五）微生物學對生物學基礎理論研究的貢獻1．以微生物作為研究對象解決了生物學上的許多重大爭論問題 2．是分子生物學的三大來源和三大支柱之一 3．遺傳學研究對象的微生物化促使經典遺傳學發(fā)展為分子遺傳學 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．微生物學中的一套獨特實驗技術迅速擴散到生命科學的各研究領域 四、微生物的共性(五大共性), 結構簡單，表面積/體積比值大 桿菌的平均長度：2 微米； 1500個桿菌首尾相連= 一粒芝麻的長度；10100億個細菌加起來重量 = 1毫克大的比表面積特別有利于它們和周圍環(huán)境進行物質、能量、信息的交換。 非細胞類：病毒，亞病毒（類病毒，擬病毒，朊病毒）1mm=103 181。（二）類群：：細菌（真細菌，古生菌），放線菌，藍細菌，支原體，立克次氏體，衣原體等。微 生 物 學第一章緒論一、什么是微生物（一）定義：傳統(tǒng)定義：微生物（microorganism,microbe）是一切肉眼看不見或看不清的微小生物的總稱。：真菌（酵母菌，霉菌，蕈菌），原生動物，顯微藻類：病毒，亞病毒（類病毒，擬病毒，朊病毒）（三）特點： ?。▊€體微小） 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密切相關。, 繁殖快大腸桿菌一個細胞重約10 –12 克，平均20分鐘繁殖一代， 24小時后，就有了72代，其子代數(shù)量可達4722366500萬億個，重量達到4722噸； 48小時后： 1043個后代， 10 25噸，相當于4000個地球重量實際上，由于各種原因，細菌的指數(shù)分裂速度只能維持幾個小時，液體培養(yǎng)基中，細菌細胞的數(shù)量一般僅能達到108109個/ml生產效率高，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，動植物體內和體表，萬米高空，萬米海底，強酸、強堿、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, 易變異微生物對極端惡劣的環(huán)境的適應能力，堪稱“世界之最”。 ：16761861實質：形態(tài)描述階段開創(chuàng)者：列文虎克（Robert Hooke）1664年，英國人虎克（Robert Hooke）曾用原始的顯微鏡對生長在皮革表面及薔薇枯葉上的霉菌進行觀察。并發(fā)現(xiàn)代謝途徑的同一性。(2)應用微生物的分支學科更為擴大，出現(xiàn)了抗生素等新學科。分子生物學奠基人特點：(1)微生物學從一門在生命科學中較為孤立的以應用為主的學科，迅速成長為一門十分熱門的前沿基礎學。 。微生物分為三大類群（根據(jù)進化地位、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：指一大類細胞核無核膜包裹，只存在稱作核區(qū)的裸露DNA的原始單細胞生物。3．原核生物6種類群 細菌 化能營養(yǎng) “三菌” 放線菌 光能營養(yǎng)：藍細菌 人工培養(yǎng) ：支原體 “三體” 立克次氏體 專行細胞寄生 衣原體第一節(jié) 細菌（bacteria，bacterium 單數(shù)）細菌：細胞細短（,~5um）；結構簡單；胞壁堅韌；二分裂繁殖；水生性強；單細胞原核生物生活特性：喜溫暖、潮濕、富含有機物；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)內容一、 細胞的形態(tài)、構造及功能（一）個體形態(tài)和排列基本形狀：球狀、桿狀、螺旋狀球狀(球菌coccus， cocci)細胞個體呈球形或橢圓形，不同種的球菌在細胞分裂時會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）細胞上有柄（stalk）、菌絲（hyphae）、附器（appendages）等細胞質伸出物，細胞呈桿狀或梭狀，并有特征性的細柄。 肽聚糖（peptidoglycan）：又稱粘肽(mucopeptide)、胞壁質(murein)或粘質復合物G+細菌的細胞壁 （mucoplex），是真細菌細胞壁中的特有成分。D型氨基酸和DAP可保護肽聚糖免受肽酶的水解。 目前所知的肽聚糖已超過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)條件關系不大。貯藏磷元素；增強某些致病菌對宿主細胞的粘連、避免被白細胞吞噬以及抗補體的作用；革蘭氏陽性細菌特異表面抗原的物質基礎； 可作為細菌分類、鑒定的依據(jù)噬菌體的特異性吸附受體；能調節(jié)細胞內自溶素(autolysin)的活力而調節(jié)細胞壁的增長，防止細胞因自溶而死亡。用抗酸性染色（一種鑒別染色技術）對宿主體內的分枝桿菌病原體（紅色，非抗酸性細菌呈蘭色）進行檢測A族鏈球菌細胞壁中有特異性的M蛋白，它有抗吞噬作用。D谷氨酸、D丙氨酸、mDAP在蛋白質中未出現(xiàn)過。也可依此用靈敏的血清學方法對病原菌進行鑒定，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，通過孔的開、閉，可對進入外膜層的物質進行選擇。周質空間是進出細胞的物質的重要中轉站和反應場所。細胞壁結構與革蘭氏染色的關系 因英國李斯德（Lister）預防研究所首先發(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多種細菌中均有發(fā)現(xiàn)，被認為可能與針對細胞壁的抗菌治療有關。3）球狀體(sphaeroplast) ，又稱原生質球采用上述同樣方法，針對革蘭氏陰性細菌處理后而獲得的殘留部分細胞壁（外壁層）的球形體。青霉素的殺菌作用作用原理：β內酰胺環(huán)的結構與肽聚糖單體五肽尾末端DAla DAla二肽結構相近，因而可競爭性地抑制轉肽酶的活性，抑制肽聚糖單體間的交聯(lián)，形成缺損的細胞壁。在低滲溶液中，原生質體或球狀體因吸水膨脹并最終導致破裂而死亡；在等滲蔗糖溶液中，能得到原生質體或球狀體。觀察方法：質壁分離后結合鑒別性染色在光學顯微鏡下觀察；原生質體破裂；超薄切片電鏡觀察；電鏡觀察到的細胞質膜，是在上下兩暗色層之間夾著一淺色中間層的雙層膜結構，這與細胞膜的化學組成有關。不飽和脂肪酸的雙鍵可導致膜結構的變形。甾醇類物質由磷脂分子形成的雙分子膜中加入甾醇類物質可以提高膜的穩(wěn)定性B. 膜蛋白約占細菌細胞膜的50%～70%，比任何一種生物膜都高，而且種類也多。流動性：1）膜經受一定程度變形而不被破壞 2）膜中各種成分按需要調整分布，表現(xiàn)出膜的多種功能不對稱性：保證膜的方向性功能 如：能量轉換中質子梯度產生物質的傳遞（３）細胞膜的生理功能（參見P 24）①物質運輸,選擇性地控制營養(yǎng)物質和代謝產物的運送；②滲透屏障,維持細胞內正常的滲透壓；③合成細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，是細胞的產能場所；⑤鞭毛基體的著生部位和鞭毛旋轉的供能部位；（４）間體（mesosome）：細胞質膜內褶而形成的泡囊狀、管狀或層狀的構造。細胞質的主要成分為核糖體、貯藏物、酶類、中間代謝物、各種營養(yǎng)物和大分子的單體等，少數(shù)細菌還有類囊體、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、芽孢桿菌和藍細菌等 碳源及能源類 聚β羥丁酸（PHB）：固氮菌、產堿菌和腸桿菌等 硫粒：紫硫細菌、絲硫細菌、貝氏硫桿菌等貯藏物 氮源類 藻青素：藍細菌 藻青蛋白：藍細菌 磷源（異染粒）：迂回螺菌、白喉棒桿菌、結核分枝桿菌A. 聚β羥丁酸 ( polyβhydroxybutyrate, PHB) （P26）細菌特有的一種類脂性質的碳源類貯藏物。B. 多糖類貯藏物（糖原粒和淀粉粒）在真細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，可在光學顯微鏡下看到。功能：硫元素儲藏物；參與產能代謝和生物合成E. 藻青素（cyanophycin）氮源貯藏物，同時還兼有貯存能源的作用。（例如羥基丁酸分子呈酸性，而當其聚合成聚β羥丁酸（ PHB）就成為中性脂肪酸了，這樣便能維持細