第二章 微生物的形态与构造

1. 第二章 微生物的形态与构造

2. 第一节 细 菌 第二节 放线菌 第三节 霉 菌 第四节 酵母菌 第五节 病 毒

3. 一、细菌的形态构造及其功能 （一）形态 （二）个体大小 （三）构造 二、细菌群体（菌落）的形态 三、细菌的繁殖 第一节 细 菌

4. 定义：细菌是以横二分裂方式繁殖，个体微小具有细胞壁的单细胞原核生物，在自然界分布广、种类多、而且数量大。定义：细菌是以横二分裂方式繁殖，个体微小具有细胞壁的单细胞原核生物，在自然界分布广、种类多、而且数量大。

5. （一）形态 • 1）一般形态： • 细菌的形态十分简单，基本上只有球状、杆状和螺旋状三大类。 • 在自然界所存在的细菌中，杆菌最为常见，球菌次之，而螺旋状的最少。

6. 正常形态 4）异常形态 环境条件恢复正常 环境条件的变化： 物理、化学因子的刺激 阻碍细胞正常发育 异常形态 培养时间过长 细胞衰老 营养缺乏 自身代谢产物积累过多 2）异常形态：

7. 3）具体形态介绍： a.球菌 单球菌：分裂沿一个平面进行，新个体分散单独存在。 双球菌：分裂沿一个平面进行，菌体成对排列。 链球菌：分裂沿一个平面进行，菌体三个以上连成链状。 四链球菌：分裂沿两个相互垂直平面进行，分裂后四个菌 体连在一起，呈田字形。 八叠球菌：分裂沿三个相互垂直平面进行，分裂后八个菌 体分层排列成立方形捆扎包囊物。 葡萄球菌：分裂面不规则，在多个面上进行，分裂后多个球 菌紧密在一起，呈葡萄串状。

8. b.杆菌 长杆菌 短杆菌 球状杆菌 梭状杆菌 分枝杆菌 杆状细菌的排列方式常因生长阶段和培养条件而发生变化，一般不作为分类依据。

9. 弧菌：菌体只有一个弯曲，其弯曲度不是一圈呈C形或逗点状， 有偏端单生，丛生鞭毛。 螺菌：菌体回转大于一周而呈现螺旋状。螺旋数目和螺距大小因 菌种而异，有两端生鞭毛。 c.螺旋菌 菌体回转如螺旋，螺旋数目和螺距大小因种而异。鞭毛二端生。细胞壁坚韧，菌体较硬。

10. （二）细菌个体大小 ①个体一般十分微小，必须借助光学显微镜才能看到。大小通常以微米表示。 ②球菌个体大小以其直径表示，杆菌、螺旋菌个体大小则以宽度×长度表示。 其中螺旋菌长度是以菌体两端间直线距离来计算。 ③ 利用显微镜测量菌体大小通常需对菌体进行固定和染色，但固定程度和染色 方法对菌体大小均有一定程度的影响。 ④细菌个体大小是以多个菌体平均值或变化范围来表示。 ⑤影响细菌形态大小的因素同样也影响细菌个体大小，一般幼龄菌体比成熟 或老龄菌大。 ⑥细菌细胞重量为1×10-9~1×10-10mg 即每克细菌含1万亿~10万亿个菌体细胞。

11. （三）构造 1、细胞壁 2、细胞质膜 3、间体 4、载色体 5、细胞核 6、核糖体 7、横隔壁 8、淀粉粒 9、脂肪粒 10、异染粒 11、聚β-羟基丁酸颗粒 12、荚膜 13、鞭毛 14、菌毛

12. 缺壁突变—L型细菌 实验室或宿主体内形成 基本去尽—原生质体（G+） 缺壁细菌人工去壁 部分去除—球状体（G-） 在自然界长期进化中形成—支原体 细菌细胞的一般构造： 1.细胞壁 细胞壁是细菌外表面的一种坚韧而弹性的结构层。厚度为10-80nm。约占细胞干重10-25%。 定义： 功能：

13. 原生质体

14. 化学组成与结构 肽聚糖和少量脂肪。肽聚糖是原核微生物细胞壁所特有一类大分子复合物。它是由若干个N-乙酰葡萄糖胺和N-乙酰胞壁酸与氨基酸短肽组成的亚单位聚合而成。 通过革兰染色方法，可将所有细菌分为革兰氏阳性G+和革兰氏阴性G-两大类。其细胞壁化学组成与结构有很大差异。

16. 2、细胞膜与间体 （1）细胞膜 A.概念 细胞膜又称细胞质膜，质膜、或内膜，是紧贴在细胞壁内侧、包围着细胞质的一层柔软、脆弱、富有弹性的半透性薄膜，厚约7～8nm，由磷脂（占20%～30%）和蛋白质（占50%～70%）组成。

17. B.观察方法 • 质壁分离后结合鉴别性染色在光学显微镜下观察； • 原生质体破裂； • 超薄切片电镜观察；

18. 疏水的非极性端 亲水的极性端 B.细胞膜的化学组成与结构模型 a.磷脂：每一个磷脂分子由一个带正电荷且能溶于水的极性端和一个不带电荷、不溶于水的非极性端所构成。

19. C.细胞膜的生理功能 • 选择性地控制细胞内、外的营养物质和代谢产物的运送。 • 是维持细胞内正常渗透压。 • 合成细胞壁和荚膜的基地（肽聚糖、磷壁酸、脂多糖、荚膜 多糖等）。 细菌的细胞膜相当于真核细胞的线粒体内膜。 • 是细菌产生代谢能量的主要场所。 • 许多酶（-半乳糖苷酶、有关细胞壁和荚膜的合成酶、ATP 酶）和电子传递链组分的所在部位。 • 与鞭毛的运动有关。

20. （2）间体（或中体） A.概念 细胞质膜内褶而形成的一种管状、层状或囊状结构，其结构多与细胞质膜完全脱开。一般位于细胞分裂部位或其邻近。在G+中，间体较为明显。

21. B.功能 促进细胞间隔的形成并与遗传物质的复制及其相互分离有关。 青霉素酶分泌、DNA复制、分配以及细胞分裂有关 “间体”仅是电镜制片时因脱水操作而引起的一种赝像

22. 3.细胞质和内含物 A.细胞质概念： 细胞质是被细胞质膜包围的除核区外的一切半 透明、胶状、颗粒状物质的总称。含水量80%。 主要成分： 为核糖体、贮藏物、多种酶类和中间代谢物、质粒、各种营养物和大分子的单体等，少数细菌还有类囊体、羧酶体、气泡或伴孢晶体等。

23. B.内含物：（核糖体、各种贮藏物、质粒等） 贮藏物是一类由不同化学成分累积而成的不溶性沉淀颗粒，主要功能是贮存营养物。 糖原：大肠杆菌、克雷伯氏菌、芽孢杆菌和蓝细菌等 聚β-羟丁酸（PHB）：固氮菌、产碱菌和肠杆菌等 藻青素：蓝细菌 藻青蛋白：蓝细菌 多聚磷酸类（异染粒）：迂回螺菌、白喉棒杆菌、结核分枝杆菌 硫粒：紫硫细菌、丝硫细菌、贝氏硫杆菌等 碳源及能源 有机物 氮源类 贮藏物 核糖体（70S）：重量约占细胞干重的40%（每个细 胞含5千~5万个） 无机物

24. 原核生物所特有的无核膜结构、无固定形态的原始细胞核。原核生物所特有的无核膜结构、无固定形态的原始细胞核。 4、核质体（核体） 电镜观察细菌的细胞核为一巨大紧密缠绕环状双链DNA丝状结构，只有少量蛋白质与之结合，无核膜包裹，分布在细胞质一定区域内，多呈球形、棒状或哑铃状。正常情况，一个细胞只有1个核。细菌除在DNA复制短时间呈双倍体外，一般均为单倍体。原核携带着细胞绝大多数遗传信息，是细菌生长发育、新陈代谢和遗传变异的控制中心。

25. 细菌细胞的特殊构造 1.糖被 概念 存在于某些细菌细胞壁外的一层厚度不定的胶状物质。按其厚度的不同又可细分为荚膜、微荚膜、黏液层和菌胶团。

26. 2.鞭毛（flegellum） A. 概念

27. 3.菌毛(fimbria或pilus） A.概念 长在细菌体表的纤细、中空、短直、数量较多的蛋白质类附属物。 每个细菌约有250～300条菌毛。有菌毛的细菌一般以革兰氏阴性致病菌居多，借助菌毛可把它们牢固地粘附于宿主的呼吸道、消化道、泌尿生殖道等的粘膜上，进一步定植和致病。

28. B.功能 是使细菌较牢固地粘连在物体表面上。 另一种特殊的菌毛称作性菌毛，它的性状介于鞭毛和上述的普通菌毛之间，功能是在不同性别的菌株间传递DNA片段。

29. 4.芽胞 A.概念 带有芽孢的菌体称为芽胞体，能形成芽胞而未形成芽胞的菌体称为营养体或繁殖体。

30. B.芽胞的化学组成特性 ①芽胞的最明显的化学天特性是含水量低，约40％，并且这 种水不是游离水，而是结合水。 ②芽胞另一独特之处是含有2.6－吡啶二羧酸，占细胞干重 的5～15％ 。 ③芽胞形成时能形成抗热性的特殊酶类，而且这些酶的活性 和代谢活动较低，有利于芽胞处于休眠状态。

31. 芽孢囊：是产芽孢母细胞的外壳 芽孢的构造 孢外壁：有的芽孢无次层。重要含脂蛋白，透性差 芽孢衣：主要含疏水性角蛋白，抗酶解、抗药物、多价阳离子不易透过 芽孢 皮层：主要含芽孢肽聚糖及DPA-Ca，体积大，渗透压高 芽孢壁：含肽聚糖，可发展成新细胞的壁 芽孢膜：含磷脂、蛋白质，可发展成新细胞的壁 核心 芽孢质：含DPA-Ca、核糖体、RNA和酶类 核区：含DNA C.芽胞的构造

32. 一、概念 二、放线菌的形态与结构 三、放线菌的生长与繁殖 四、放线菌的菌落形态 五、分布特点及与人类的关系 第二节 放线菌

33. 在形态上具有分枝状菌丝、菌落形态与霉菌相似，以孢子进行繁殖。在形态上具有分枝状菌丝、菌落形态与霉菌相似，以孢子进行繁殖。 介于细菌与丝状真菌之间又接近细菌的一类丝状原核生物 近代生物学技术 放线菌实际上是属于细菌范畴内的原核微生物， 只不过其细胞形态为分枝状菌丝。

34. 一、概念 放线菌是具有菌丝、以孢子进行繁殖、革兰氏染色阳性的一类原核微生物，属于真细菌范畴。（泥土“泥腥味”，生产抗生素） 二、放线菌的形态与结构 • 单细胞，大多由分枝发达的菌丝组成； • 菌丝直径与杆菌类似，约1mm； • 细胞壁组成与细菌类似，革兰氏染色阳性（少数阴性）； • 细胞的结构与细菌基本相同， 按形态和功能可分为营养菌丝、气生菌丝 和孢子丝三种。

35. 1.营养菌丝

36. （二）气生菌丝

37. （三）孢子丝 气生菌丝发育到一定阶段，其上可分化出形成孢子的菌丝，即孢子丝，又称产孢丝或繁殖菌丝。其形状和排列方式因种而异，常被作为对放线菌进行分类的依据。

38. 第三节 霉 菌 一、概念 二、分布特点及与人类的关系 三、形态结构 四、霉菌的菌落

39. 一、概念 霉菌是在营养基质上形成绒毛状、棉絮状、蜘蛛网状或地毯状的一些丝状真菌的通称。其分属于藻状菌纲、子囊菌纲和半知菌类。

40. 二、分布特点及与人类的关系 • 在自然界分布极广； 霉菌同人类的生产、生活关系密切，是人类实践活动中最早认识和利用的一类微生物。 • 食物、工农业制品的霉变； 全世界平均每年由于霉变而不能食（饲）用的谷物约占2%。 • 基础理论的研究； 霉菌作为基因工程的受体菌，如粗糙脉孢霉。

41. 有用物品的生产； 生产各种传统食品，如酱油、食醋等。在农业上用于饲料发酵、植物生长刺激素（赤霉素）、杀虫农药（白僵菌剂）等。 • 引起动植物疾病； 我国在1950年发生的麦锈病和1974年发生的稻瘟病，使小麦和水稻分别减产了60亿公斤，皮肤癣菌引起各种癣症。 • 腐生型霉菌在自然界物质转化中也有十分重要的作用； 分解环境中各种复杂有机物（纤维素、半纤维素和木素），污水处理方面的应用。

42. 三、形态结构 1、菌丝 霉菌营养体的基本单位是菌丝(hyphase) 霉菌菌丝直径约为3~10μm，比一般细菌和放线菌菌丝大几到几十倍。

43. 整个菌丝为长管状单细胞，细胞质内含有多个核。其生长过程只表现为菌丝的延长和细胞核的裂殖增多以及细胞质的增加。整个菌丝为长管状单细胞，细胞质内含有多个核。其生长过程只表现为菌丝的延长和细胞核的裂殖增多以及细胞质的增加。 无隔膜菌丝 菌丝 有隔膜菌丝 菌丝由横隔膜分隔成成串多细胞，每个细胞内含有一个或多个细胞核。有些菌丝，从外观看虽然像多细胞，但横隔膜上有小孔，使细胞质和细胞核可以自由流通，而且每个细胞的功能也都相同。

44. 2、菌丝体 菌丝体的基本类型 营养菌丝体:密布在营养基质内部主要执行吸取营养物功能的菌丝体 气生菌丝体:伸展到空气中的菌丝体。 3、菌丝的特化 营养菌丝和气生菌丝对于不同的真菌来说，在它们的长期进化过程中，对于相应的环境条件已有了高度的适应性，并明显地表现在产生各种形态和功能不同的特化结构上。也称菌丝的特化。

45. 四、霉菌的菌落 由粗而长的分枝状菌丝组成，菌落疏松，呈绒毛状、絮状或蜘蛛网状，比细菌菌落大几倍到几十倍，有的没有固定大小。 各种霉菌，在一定培养基上形成的菌落大小、形状、颜色等相对稳定，所以菌落特征也为分类依据之一。 有时真菌产生色素能扩散到培养基中，称为水溶性色素。可使培养基正面反面显示不同颜色。不能扩散到培养基内色素称为脂溶性色素。

46. 无性孢子 霉菌的繁殖方式 有性孢子 菌丝断片 无隔膜菌丝的霉菌 五、霉菌繁殖方式及生活史 1、繁殖方式 1）无性孢子繁殖 不经两性细胞配合，只是营养细胞的分裂或营养菌丝的分化（切割）而形成新个体的过程。 无性孢子有：厚垣孢子、孢囊孢子、节孢子、分生孢子等。 有隔膜菌丝的霉菌

47. 2）有性孢子繁殖 两个性细胞结合产生新个体的过程： a）质配：两个性细胞结合，细胞质融合，成为双核细胞每个 核均含单倍染色体（n+n）。两个性细胞结合产生 新个体的过程。 b）核配：两个核融合，成为二倍体接合子核，此时核的染色 体数是二倍（2n）。 c）减数分裂：具有双倍体的细胞核经过减数分裂，核中的 染色体数目又恢复到单倍体状态。

48. 2、生活史 无性繁殖阶段：菌丝体（营养体）在适宜的条件下产生无性孢子，无性孢子萌发形成新的菌丝体，多次重复。 有性繁殖阶段：在发育后期，在一定条件下，在菌丝体上分化出特殊性器官（细胞），质配、核配、减数分裂后形成单倍体孢子，再萌发形成新的菌丝体。 有一些霉菌，至尽尚未发现其生活史中有有性繁殖阶段， 这类真菌称为半知菌。

49. 第四节 酵 母 菌 一、概念 二、特点 三、形态与结构 四、菌落的特征 五、繁殖方式与生活史 六、分布及与人类的关系

50. 一、概念 酵母菌是一群以单细胞为主的，以出芽为主要繁殖方式的真核生物。它分属于子囊菌纲、担子菌纲和半知菌类。 酵母菌在自然界分布广泛，种类繁多，已发现共56个属500多种。它是人类应用较早的一类微生物，如啤酒酿造、面包发酵、制馒头等。由于酵母菌含有丰富的蛋白质和维生素B，并能发酵多种糖类，所以近年来用于饲料发酵，单细胞蛋白，石油脱蜡，有机酸和维生素的生产都有较高实用价值。