【正文】 的比較（參見周德慶P16）3）革蘭氏染色原理革蘭氏染色的陽性或陰性，與細(xì)胞的物理結(jié)構(gòu)有關(guān)。有20余種，但多數(shù)功能尚不清楚。革蘭氏陽性菌與陰性菌肽聚糖結(jié)構(gòu)的差別：沒有特殊的肽橋，只形成較為疏稀、機(jī)械強(qiáng)度較差的肽聚糖網(wǎng)套內(nèi)消旋二氨基庚二酸（mDAP)（只在原核微生物細(xì)胞壁上發(fā)現(xiàn)）肽聚糖只存在于真細(xì)菌中，古生菌和真核生物細(xì)胞壁中沒有肽聚糖。的存在，對于保持膜的硬度，提高細(xì)胞膜上需Mg2+的合成酶的活性極為重要。大部分革蘭氏陰性菌中的肽橋不需要短肽而直接通過D丙氨酸和堿性氨基酸的氨基相連而成。（2）證實(shí)細(xì)胞壁存在的方法：1）細(xì)菌超薄切片的電鏡直接觀察；2）質(zhì)、壁分離與適當(dāng)?shù)娜旧梢栽诠鈱W(xué)顯微鏡下看到細(xì)胞壁；3）機(jī)械法破裂細(xì)胞后，分離得到純的細(xì)胞壁；4）制備原生質(zhì)體，觀察細(xì)胞形態(tài)的變化；（3）細(xì)胞壁的功能：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、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，革蘭氏陽性細(xì)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，?。?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)組分簡單，一般只含90%肽聚糖和10%磷壁酸。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，鞭毛偏端生。 。：1953實(shí)質(zhì)：分子生物學(xué)水平研究階段開創(chuàng)者：,。：18971953實(shí)質(zhì)：生化水平研究階段開創(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。 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)10萬倍。 非細(xì)胞類：病毒，亞病毒（類病毒，擬病毒，朊病毒）1mm=103 181。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）是一切肉眼看不見或看不清的微小生物的總稱。 m=106 nm=107 ? 分辨率：肉眼:；顯微鏡: 181。, 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，萬米高空，萬米海底，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, 易變異微生物對極端惡劣的環(huán)境的適應(yīng)能力，堪稱“世界之最”。并發(fā)現(xiàn)代謝途徑的同一性。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。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。 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。 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。貯藏磷元素；增強(qiáng)某些致病菌對宿主細(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，防止細(xì)胞因自溶而死亡。D谷氨酸、D丙氨酸、mDAP在蛋白質(zhì)中未出現(xiàn)過?？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，通過孔的開、閉，可對進(jìn)入外膜層的物質(zhì)進(jìn)行選擇。細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)與革蘭氏染色的關(guān)系 3）球狀體(sphaeroplast) ，又稱原生質(zhì)球采用上述同樣方法，針對革蘭氏陰性細(xì)菌處理后而獲得的殘留部分細(xì)胞壁（外壁層）的球形體。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。不飽和脂肪酸的雙鍵可導(dǎo)致膜結(jié)構(gòu)的變形。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P 24）①物質(zhì)運(yùn)輸,選擇性地控制營養(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。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。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。功能：導(dǎo)向作用。二種蛋白質(zhì)相互交連，形成一個(gè)堅(jiān)硬的結(jié)構(gòu)，可耐受一定的壓力。2）芽孢的特點(diǎn) P25（熱、干燥、輻射等）。核心部分的細(xì)胞質(zhì)卻變得高度失水，因此，具極強(qiáng)的耐熱性。特點(diǎn)：不溶于水，對蛋白酶類不敏感；容易溶于堿性溶劑。（2）在固體培養(yǎng)基上形成表面濕潤、粘液狀的光滑型菌落，即S型菌落。其過程“是一個(gè)比我們?nèi)魏稳艘郧八胂蟮亩家鼜?fù)雜的過”。趨光性（phototaxis）：有的細(xì)菌能區(qū)別不同波長的光而集中在一定波長光區(qū)內(nèi)趨磁性（magnetotaxis）：趨磁細(xì)菌根據(jù)磁場方向進(jìn)行分布。（3）細(xì)胞計(jì)數(shù)（4）選種與育種（二）半固體培養(yǎng)基上（內(nèi)）群體形態(tài)穿刺接種：運(yùn)動(dòng)能力明膠液化情況（三）液體培養(yǎng)基中的群體形態(tài)渾濁，沉淀，菌膜、菌醭四、食品發(fā)酵工業(yè)、醫(yī)藥上常用的細(xì)菌枯草芽孢桿菌（Bacillus subtilis）——專性好氧菌 個(gè)體形態(tài)： G+ 桿狀,周生鞭毛，有芽孢（橢圓到柱狀，中生到近端生，芽孢囊不膨大） 菌落形態(tài)：粗糙，不透明，擴(kuò)張，污白色 用途：淀粉酶、蛋白酶；桿菌肽（bacitracin）；抗菌譜與青霉素G相似，對G +有抑制作用醋酸桿菌個(gè)體形態(tài)：G，短桿，單生、成對或鏈狀。③有的放線菌可生產(chǎn)維生素（B12）、酶制制(葡萄糖異構(gòu)酶，蛋白酶)；此外，在甾體轉(zhuǎn)化、石油脫蠟、烴類發(fā)酵、污水處理等方面也有應(yīng)用。在光學(xué)顯微鏡下觀察，顏色較深，直徑較粗（ mm），有的產(chǎn)色素。放線菌的孢子一般不耐熱。有代表性放線菌的學(xué)名與重要用途。6）分泌粘液層、莢膜或形成鞘衣，因此具有強(qiáng)的抗干旱能力。體內(nèi)酶系不完全，一些必需的養(yǎng)料需從宿主細(xì)胞獲得；細(xì)胞膜比一般細(xì)菌的膜疏松：可透性膜，使它們有可能容易從宿主細(xì)胞獲得大分子物質(zhì)，但也決定了它們一旦離開宿主細(xì)胞則易死亡大小介于病毒與一般細(xì)菌之間，其中伯氏立克次氏體（Rickettsia burneti）能通過細(xì)菌過濾器，一般個(gè)體：球狀體： mm；桿狀體： x mm；2）從一種宿主傳至另一宿主的特殊生活方式主要以節(jié)肢動(dòng)物（虱、蜱、螨等）為媒介，寄生在它們的消化道表皮細(xì)胞中，然后通過節(jié)肢動(dòng)物叮咬和排泄物傳播給人和其他動(dòng)物(蟲媒微生物) 。過去誤認(rèn)為“大病毒”，但它們的生物學(xué)特性更接近細(xì)菌而不同于病毒。1956年，我國微生物學(xué)家湯飛凡等應(yīng)用雞胚卵黃囊接種法，在國際上首先成功地分離培養(yǎng)出沙眼衣原體。對紅霉素、氯霉素、四環(huán)素敏感。4）在宿主細(xì)胞內(nèi)生長繁殖具有獨(dú)特的生活周期，即存在原體和始體兩種形態(tài)。 防治：預(yù)防為主類立克次氏：侵染植物的立克次氏二、支原體（Mycoplasma）概念（參見P41）又稱類菌質(zhì)體，是介于一般細(xì)菌與立克次氏體之間的原核微生物。8）許多種類細(xì)胞質(zhì)中有氣泡，使菌體漂浮，保持在光線最充足的地方，以利光合作用。一類進(jìn)化歷史悠久、G、無鞭毛、含葉綠素a（但不形成葉綠體）、能進(jìn)行產(chǎn)氧型光合作用的大型原核生物。三、菌落形態(tài)能產(chǎn)生大量分枝和氣生菌絲的菌種（如鏈霉菌屬）：菌落干燥，不透明，菌落質(zhì)地致密，小而不蔓延，上覆不同顏色的干粉（孢子），正反顏色常不一致。其形狀和排列方式因種而異，常被作為對放線菌進(jìn)行分類的依據(jù)。一、形態(tài)構(gòu)造放線菌的形態(tài)極為多樣。最適生長溫度：30 ℃最適pH：~用途：醋酸發(fā)酵；惡臭醋桿菌（）；巴氏醋酸菌（）保加利亞乳桿菌（Lactobacillus bulgaricus)（改名為德氏乳桿菌保加利亞亞種） 形態(tài)：G+ ，桿狀（常為長桿），成單或成鏈， 最適生長T：40~43 ℃ 用途：酸奶發(fā)酵劑嗜熱鏈球菌（Streptococcus thermophilus)形態(tài)：G+ ，球狀，成對或成鏈最適生長T：40~41 ℃用途：酸奶發(fā)酵劑北京棒桿菌（Corynebacterium pekinese）形態(tài)：G+ ，短桿或小棒狀，單個(gè)或八字排列，無芽孢最適生長溫度：30~32 ℃用途：谷氨酸發(fā)酵大腸埃希氏菌（Escherichia coli）形態(tài)：G ，短桿最適生長溫度：37 ℃用途：食品衛(wèi)生重要指示菌，作為糞便污染指標(biāo)來評價(jià)食品的衛(wèi)生質(zhì)量腸膜明串珠菌（Leuconostoc mesenteroides）G+ 球菌，常成對或鏈形排列；兼性厭氧用途：生產(chǎn)右旋糖酐（代血漿）和葡聚糖（sephadex）雙歧桿菌（Bifidobacterium）G+ 、彎曲和常分叉的桿菌，專性厭氧分離自哺乳嬰兒糞便，能在腸道定植的益生菌最適生長溫度：37℃用途：微生態(tài)調(diào)節(jié)劑蘇云金芽孢桿菌（Bacillus thuringiensis）用途：細(xì)菌殺蟲劑本節(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，并簡要說明其異同。每個(gè)細(xì)菌約有250～300條菌毛。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），超過了陸上跑得最快的動(dòng)物——獵豹的速度（每分鐘1500倍體長或每小時(shí)110公里）。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。伴孢晶體→鱗翅目幼蟲口服→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，昆蟲全身麻痹而死亡9）細(xì)菌的其他休眠構(gòu)造 (參見周德慶P26)孢囊(cyst)：營養(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。⑥與所含的一些酶有關(guān)。，不是繁殖體。（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。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。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