【正文】 用途：細(xì)菌殺蟲(chóng)劑本節(jié)重點(diǎn)一、細(xì)菌的形態(tài)與大小二、細(xì)菌的細(xì)胞結(jié)構(gòu)與功能細(xì)胞壁的結(jié)構(gòu)圖示G+和G菌細(xì)胞壁的主要構(gòu)造，并簡(jiǎn)要說(shuō)明其異同。比較：鞭毛 菌毛 性菌毛粗長(zhǎng)，柔，少 細(xì)短，硬直，多 比菌毛長(zhǎng)， 1~數(shù)根運(yùn)動(dòng) 附著 傳遞遺傳物質(zhì)G+，G都有 G較多 G雄性菌株相同點(diǎn)：菌體表面的中空、絲狀蛋白質(zhì)類附屬物二、 細(xì)菌的繁殖方式：裂殖為主（絕大多數(shù)為二等分裂）分裂過(guò)程（1）核的分裂和隔膜的形成 （2）橫隔壁的形成 （3）子細(xì)胞的分離三、細(xì)菌的群體形態(tài)（一）固體培養(yǎng)基上（內(nèi)）的群體形態(tài) 1.、菌落的定義（p36）： 將微生物的單個(gè)細(xì)胞或少量同種細(xì)胞接種到固體培養(yǎng)基表面（內(nèi)部），在適宜的條件下培養(yǎng)一定時(shí)間后，在培養(yǎng)基表面（或內(nèi)部）形成的有一定形態(tài)和構(gòu)造、肉眼可見(jiàn)的細(xì)胞集團(tuán)。每個(gè)細(xì)菌約有250～300條菌毛。細(xì)菌的趨避運(yùn)動(dòng)：鞭毛的功能是運(yùn)動(dòng)，這是原核生物實(shí)現(xiàn)其趨性（taxis）即趨向性的最有效方式。鞭毛推動(dòng)細(xì)菌運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)速度：一般速度在每秒20～80μm范圍，最高可達(dá)每秒100μm（每分鐘達(dá)到3000倍體長(zhǎng)），超過(guò)了陸上跑得最快的動(dòng)物——獵豹的速度（每分鐘1500倍體長(zhǎng)或每小時(shí)110公里）。鞭毛的有無(wú)和著生方式具有十分重要的分類學(xué)意義。5）功能（1）保護(hù)作用（保護(hù)菌體免受干旱損傷；防止噬菌體的吸附和裂解；保護(hù)致病菌免受宿主白細(xì)胞吞噬。4）特性（1）對(duì)染料親和力低。伴孢晶體→鱗翅目幼蟲(chóng)口服→伴孢晶體在腸道迅速溶解（中腸 pH ）→吸附于上皮細(xì)胞，引起滲透性喪失，腸道穿孔→腸道中的堿性溶液進(jìn)入血液，后者 pH升高，昆蟲(chóng)全身麻痹而死亡9）細(xì)菌的其他休眠構(gòu)造 (參見(jiàn)周德慶P26)孢囊(cyst)：營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞外壁加厚、細(xì)胞失水形成抗干旱、紫外線和電離輻射，但不抗熱的圓形休眠體。）④有些產(chǎn)芽孢細(xì)菌可伴隨產(chǎn)生有用的產(chǎn)物，如抗生素（短桿菌肽、桿菌肽等）。⑥與所含的一些酶有關(guān)。3）形成條件A. 由菌種的遺傳特性決定B. 所需條件因種而異必需的養(yǎng)料（碳源和/或氮源）耗盡而停止生長(zhǎng)時(shí)（既進(jìn)入穩(wěn)定期時(shí)）形成；富含有機(jī)氮的培養(yǎng)基（蘇云金芽孢桿菌）；培養(yǎng)基中加入Mn2+溫度改變 各種細(xì)菌有其形成芽孢的最適條件，包括pH、供氧情況、溫度、營(yíng)養(yǎng)、培養(yǎng)基中的離子濃度和種類等。，不是繁殖體。其固定在蛋白質(zhì)膜的核心或支架上，而此核心或支架又與內(nèi)膜系統(tǒng)中的間體相連，起著阻止DNA旋轉(zhuǎn)的屏障作用，以確保結(jié)構(gòu)域在拓?fù)鋵W(xué)上相互獨(dú)立。（5）核糖體（ribosome）原核生物核糖體的沉降系數(shù)是70S 50S大亞基 30S小亞基在細(xì)菌中，80%~90%核糖體串連在mRNA上，以多聚體的形式存在。藍(lán)細(xì)菌生長(zhǎng)時(shí)依靠細(xì)胞內(nèi)的氣泡而漂浮于湖水表面，并隨風(fēng)聚集成塊，常使湖內(nèi)出現(xiàn)“水花”。實(shí)用前景：生產(chǎn)磁性定向藥物或抗體，制造生物傳感器等。（2）磁小體(megnetosome) P26趨磁細(xì)菌細(xì)胞中含有的大小均勻、數(shù)目不等的Fe3O4顆粒，外有一層膜包裹。微生物儲(chǔ)藏物的特點(diǎn)及生理功能：①不同微生物其儲(chǔ)藏性內(nèi)含物不同（例如厭氣性梭狀芽孢桿菌只含PHB，大腸桿菌只儲(chǔ)藏糖原，但有些光和細(xì)菌二者兼有）②微生物合理利用營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的一種調(diào)節(jié)方式：當(dāng)環(huán)境中缺乏能源而碳源豐富時(shí)，細(xì)胞內(nèi)就儲(chǔ)藏較多的碳源類內(nèi)含物，甚至達(dá)到細(xì)胞干重的50%，如果把這樣的細(xì)胞移入有氮的培養(yǎng)基時(shí)，這些儲(chǔ)藏物將被作為碳源和能源而用于合成反應(yīng)。C. 異染粒(metachromatic granules)，又稱迂回體或捩轉(zhuǎn)菌素（參見(jiàn)P26）用蘭色染料染色后呈紅紫色組成：無(wú)機(jī)偏磷酸的聚合物（一般在含磷豐富的環(huán)境下形成。巨大芽孢桿菌（Bacillus megaterium）在含乙酸或丁酸的培養(yǎng)基中生長(zhǎng)時(shí)，細(xì)胞內(nèi)貯藏PHB可達(dá)其干重的60%。內(nèi)含物膜在組成上各不相同，有些為蛋白質(zhì)，而另一些則包含脂類。不同看法：青霉素酶分泌、DNA復(fù)制、分配以及細(xì)胞分裂有關(guān)；“間體”僅是電鏡制片時(shí)因脫水操作而引起的一種贗像（5）古生菌細(xì)胞膜的獨(dú)特性和多樣性 參見(jiàn)周德慶p20① 古生菌與真細(xì)菌細(xì)胞膜中的磷脂有明顯差異真細(xì)菌：磷酸甘油酯古生菌：異戊二烯甘油醚② 古生菌細(xì)胞膜中存在著獨(dú)特的單分子層或單、雙分子層混合膜細(xì)胞質(zhì)和內(nèi)含物P25細(xì)胞質(zhì)（cytoplasm）是細(xì)胞質(zhì)膜包圍的除核區(qū)外的一切半透明、膠狀、顆粒狀物質(zhì)的總稱。根據(jù)作用 功能蛋白：擔(dān)負(fù)生理機(jī)能（轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白、電子傳遞蛋白、ATP合成酶、合成細(xì)胞壁及糖被的酶） 結(jié)構(gòu)蛋白：維持膜結(jié)構(gòu)根據(jù)分布 整合蛋白（integral protein）或內(nèi)嵌蛋白（intrinsic protein） 周邊蛋白（peripheral protein）或膜外蛋白(extrinsic protein)（２）結(jié)構(gòu)液態(tài)鑲嵌模型(fluid mosaic model) P24①膜的主體是脂質(zhì)雙分子層；②脂質(zhì)雙分子層具有流動(dòng)性；③整合蛋白因其表面呈疏水性，故可“溶”于脂質(zhì)雙分子層的疏水性內(nèi)層中；④周邊蛋白表面含有親水基團(tuán)，故可通過(guò)靜電引力與脂質(zhì)雙分子層表面的極性頭相連；⑤脂質(zhì)分子間或脂質(zhì)與蛋白質(zhì)分子間無(wú)共價(jià)結(jié)合；⑥脂質(zhì)雙分子層猶如一“海洋”，周邊蛋白可在其上作“漂浮”運(yùn)動(dòng)，整合蛋白則似“冰山”狀沉浸在其中作橫向移動(dòng)。膜的流動(dòng)性很大程度上取決于不飽和脂肪酸的結(jié)構(gòu)和相對(duì)含量。非極性尾則由長(zhǎng)鏈脂肪酸通過(guò)酯鍵連接在甘油的C1和C2位上組成，其鏈長(zhǎng)和飽和度因細(xì)菌種類和生長(zhǎng)溫度而異。古生菌細(xì)胞壁中沒(méi)有真正的肽聚糖，而是由假肽聚糖、糖蛋白或蛋白質(zhì)構(gòu)成。青霉素b內(nèi)酰胺環(huán)結(jié)構(gòu)與D丙氨酸末端結(jié)構(gòu)相似，從而能占據(jù)D丙氨酸的位置與轉(zhuǎn)肽酶結(jié)合，并將酶滅活，肽鏈之間無(wú)法彼此連接，抑制了細(xì)胞壁的合成。4）支原體(Mycoplasma)在長(zhǎng)期進(jìn)化過(guò)程中形成的、適應(yīng)自然生活條件的無(wú)細(xì)胞壁的原核生物。特點(diǎn)：對(duì)環(huán)境條件變化敏感，低滲透壓、振蕩、離心甚至通氣等都易引起其破裂；有的原生質(zhì)體具有鞭毛，但不能運(yùn)動(dòng)，也不被相應(yīng)噬菌體所感染；在適宜條件（如高滲培養(yǎng)基）可生長(zhǎng)繁殖、形成菌落，形成芽孢?？讖娇s小，結(jié)構(gòu)更緊密孔徑增大，結(jié)構(gòu)變得疏松 有人認(rèn)為物質(zhì)可通過(guò)粘合位點(diǎn)進(jìn)入細(xì)胞而不必穿越周周空間。脂蛋白(lipoprotein)是一種通過(guò)共價(jià)鍵使外膜層牢固地連接在肽聚糖內(nèi)壁層上的蛋白，分子量約為7200。3）類脂A是革蘭氏陰性細(xì)菌致病物質(zhì)——內(nèi)毒素的物質(zhì)基礎(chǔ)；4）具有控制某些物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的部分選擇性屏障功能；5）許多噬菌體在細(xì)胞表面的吸附受體；外膜蛋白(outer membrane protein) 嵌合在LPS和磷脂層外膜上的蛋白。脂多糖（lipopolysaccharide，LPS）位于細(xì)胞壁最外層的一層較厚的類脂多糖類物質(zhì)(相對(duì)分子質(zhì)量在1 0000以上)由三部分組成：類脂A（內(nèi)毒素的主要成分）、核心多糖、O特異側(cè)鏈（O多糖，O抗原）O特異側(cè)鏈糖的種類、順序和空間構(gòu)型是菌株特異的，是抗原特異性的物質(zhì)基礎(chǔ)KDO：2酮3脫氧辛糖酸；Hep：L甘油D甘露庚糖；Man：甘露糖；Rha：鼠李糖；Gal：半乳糖；Abe：阿可比糖LPS層的主要功能：1）LPS結(jié)構(gòu)的多變，決定了革蘭氏陰性細(xì)菌細(xì)胞表面抗原決定簇的多樣性；根據(jù)LPS抗原性的測(cè)定，沙門氏菌(Salmonella)的抗原型多達(dá)2107種，一般都源自O(shè)特異側(cè)鏈種類的變化。2）革蘭氏陰性細(xì)菌的細(xì)胞壁A、肽聚糖（參見(jiàn)P16）埋藏在外膜層之內(nèi)，是僅由1~2層肽聚糖網(wǎng)狀分子組成的薄層(2~3nm)，含量約占細(xì)胞壁總重的10%，故對(duì)機(jī)械強(qiáng)度的抵抗力較革蘭氏陽(yáng)性菌弱。分支桿菌具有抗酸染色的特性，是由于細(xì)胞壁中含分支菌酸的緣故。磷壁酸的主要生理功能（自學(xué)）：p19細(xì)胞壁形成負(fù)電荷環(huán)境，增強(qiáng)細(xì)胞膜對(duì)二價(jià)陽(yáng)離子的吸收，提高膜結(jié)合酶的活力；二價(jià)陽(yáng)離子，特別是高濃度的Mg2+。用稀酸或稀堿可以提取。但有些細(xì)菌的肽橋不是兩個(gè)短肽尾直接的連接，而是通過(guò)一個(gè)短肽作為肽橋連接于兩條短肽尾的氨基酸之間，例如金黃色葡萄球菌中的短肽為5個(gè)甘氨酸殘基組成。 （N—乙酰胞壁酸——原核生物所特有的已糖）肽聚糖單體由三部分組成：雙糖單位 四肽尾 肽 橋雙糖單位中的β1,4糖苷鍵很容易被溶菌酶(lysozyme)所水解，從而引起細(xì)菌因肽聚糖細(xì)胞壁的“散架”而死亡。（三）構(gòu)造一般構(gòu)造：一般細(xì)菌都有的構(gòu)造特殊構(gòu)造：部分細(xì)菌具有的或一般細(xì)菌在特殊環(huán)境下才有的構(gòu)造細(xì)胞壁（cell wall）（1）概念：是緊貼細(xì)胞質(zhì)膜外側(cè)的一層厚實(shí)、堅(jiān)韌的外被。細(xì)胞壁堅(jiān)韌,菌體較硬。桿狀細(xì)菌的排列方式常因生長(zhǎng)階段和培養(yǎng)條件而發(fā)生變化，一般不作為分類依據(jù)?！安苁鲜謨?cè)”將古生菌分為5個(gè)主要類群：產(chǎn)甲烷菌、極端嗜鹽菌、還原硫酸鹽細(xì)菌、極端嗜熱S0代謝菌、無(wú)細(xì)胞壁古生菌。 。(3)在應(yīng)用研究方面，向著更自覺(jué)、更有效和可人為控制的方向發(fā)展，至70年代初，有關(guān)發(fā)酵工程的研究已與遺傳工程、細(xì)胞工程和酶工程等緊密結(jié)合，微生物已成為新興的生物工程中的主角。(4) 一門以研究微生物基本生物學(xué)規(guī)律的綜合學(xué)科普通微生物學(xué)開(kāi)始形成，代表人物是美國(guó)加里福尼亞大學(xué)伯克利分校的M．bd roffD，(5) 各相關(guān)學(xué)科和技術(shù)方法相互滲透，相互促進(jìn)，加速了微生物學(xué)的發(fā)展。以研究微生物對(duì)維生素需要、酶的特性、尋找和研究抗生素以及逐步深入到以研究它們的遺傳變異和基因?yàn)橹鞯男码A段。 (2) 免疫學(xué)——預(yù)防接種：首次制成狂犬疫苗 (3) 發(fā)現(xiàn)并證實(shí)發(fā)酵是由微生物引起的：化學(xué)家出生的巴斯德涉足微生物學(xué)是為了治療酒病”和“蠶病” (4)其他貢獻(xiàn) 巴斯德消毒法：60～65℃作短時(shí)間加熱處理，殺死有害微生物 細(xì)菌學(xué)奠基人：德國(guó)人柯赫（1）微生物學(xué)基本操作技術(shù)方面的貢獻(xiàn) a）細(xì)菌純培養(yǎng)方法的建立 土豆切面 → 營(yíng)養(yǎng)明膠 → 營(yíng)養(yǎng)瓊脂（平皿） b）設(shè)計(jì)了各種培養(yǎng)基，實(shí)現(xiàn)了在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)對(duì)各種微生物的培養(yǎng) c）流動(dòng)蒸汽滅菌 d）染色觀察和顯微攝影 （2）對(duì)病原細(xì)菌的研究作出了突出的貢獻(xiàn)： a）具體證實(shí)了炭疽桿菌是炭疽病的病原菌b）發(fā)現(xiàn)了肺結(jié)核病的病原菌；（1905年獲諾貝爾獎(jiǎng)） c）證明某種微生物是否為某種疾病病原體的基本原則——著名的柯赫原則在每一相同病例中都出現(xiàn)這種微生物； 要從寄主分離出這樣的微生物并在培養(yǎng)基中培養(yǎng)出來(lái)； 用這種微生物的純培養(yǎng)接種健康而敏感的寄主，同樣的疾病會(huì)重復(fù)發(fā)生； 從試驗(yàn)發(fā)病的寄主中能再度分離培養(yǎng)出這種微生物來(lái)。福：抗生素效價(jià)提高，酶活性提高，代謝產(chǎn)物產(chǎn)量提高等禍：耐藥性的產(chǎn)生五、微生物學(xué)及其研究?jī)?nèi)容與分科微生物學(xué)(Microbiology)定義：是一門在細(xì)胞、分子或群體水平上研究微生物的形態(tài)構(gòu)造、生理代謝、遺傳變異、生態(tài)分布和分類進(jìn)化等生命活動(dòng)基本規(guī)律，并將其應(yīng)用于工業(yè)發(fā)酵、醫(yī)藥衛(wèi)生、生物工程和環(huán)境保護(hù)等實(shí)踐領(lǐng)域的科學(xué)。從單位重量來(lái)看，微生物的代謝強(qiáng)度比高等生物大幾千倍到幾萬(wàn)倍。因此，發(fā)掘、利用、改造和保護(hù)有益微生物；控制、消滅和改造有害微生物3．最終目的:為人類社會(huì)的進(jìn)步服務(wù)細(xì)菌數(shù)億/g土壤，土壤中的細(xì)菌總重量估計(jì)為： 10034 10 12 噸每張紙幣帶細(xì)菌：900萬(wàn)個(gè) 人體體表及體內(nèi)存在大量的微生物：皮膚表面：均10萬(wàn)個(gè) 細(xì)菌/平方厘米 口腔：細(xì)菌種類超過(guò)500種 腸道： 微生物總量達(dá)100萬(wàn)億 糞便干重的1/3是細(xì)菌， 每克糞便的細(xì)菌總數(shù)為：1000 億個(gè) 每個(gè)噴嚏的飛沫含4500150000個(gè)細(xì)菌福：微生物在許多重要產(chǎn)品中所起的不可替代的作用，例如：面包、奶酪、啤酒、抗生素、疫苗、維生素、酶等重要產(chǎn)品的生產(chǎn). 體內(nèi)的正常菌群是人及動(dòng)物健康的基本保證；幫助消化、提供必需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、組成生理屏障是人類生存環(huán)境中必不可少的成員，有了它們才使得地球上的物質(zhì)進(jìn)行循環(huán). 以基因工程為代表的現(xiàn)代生物技術(shù)的發(fā)展及其美妙的前景也是微生物對(duì)人類作出的又一重大貢獻(xiàn)。 真核類：真菌（酵母菌，霉菌，蕈菌），原生動(dòng)物，顯微藻類?，F(xiàn)代定義：一般是指絕大多數(shù)憑肉眼看不見(jiàn)或看不清，必須借助顯微鏡才能看見(jiàn)或看清，以及少數(shù)能直接通過(guò)肉眼看見(jiàn)的單細(xì)胞、多細(xì)胞和無(wú)細(xì)胞結(jié)構(gòu)的微小生物的總稱。它們是一些個(gè)體微小（）、構(gòu)造簡(jiǎn)單的低等生物。 m（微米）級(jí)：光學(xué)顯微鏡下可見(jiàn)（細(xì)胞） n m（納米）級(jí)：電子顯微鏡下可見(jiàn)（細(xì)胞器，病毒）簡(jiǎn)（構(gòu)造簡(jiǎn)單） 單細(xì)胞微生物 簡(jiǎn)單多細(xì)胞 非細(xì)胞（即“分子生物”） 低（進(jìn)化地位低） 原核類：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。 m；電子顯微鏡:10 ? 二、為什么要學(xué)習(xí)微生物1．微生物無(wú)處不在2．微生物對(duì)人類有利也有害。, 吸收多, 轉(zhuǎn)化快吸收營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和排出廢物，有最大的代謝速率。個(gè)體小，數(shù)量多，單細(xì)胞（大多數(shù)），繁殖快，分布廣泛，與外界環(huán)境直接接觸，即使自發(fā)變異的