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分期史前期初创期奠基期发展期成熟期时间/年约800年前-16761676-18611861-18971897-19531953-至今实质朦胧阶段形态描述阶段生理水平研究阶段生化水平研究阶段分子生物学水平研究阶段开创者各国劳动人民列文.虎克①巴斯德②科赫E.BUCHNER-生物化学奠基人J.WATSON和F.CRICK-分子生物学奠基人特点①未见微生物个体②凭经验利用微生物①观察微生物个体②形态描述①微生物学建立②创立微生物学方法③实践-理论-实践④建立分支学科⑤寻找病原菌①酵母菌②代谢系统③普通微生物学④寻找有益代谢产物⑤微生物工业化培养技术①微生物生命活动规律②发酵工程③分支学科的发展④基础理论和实验技术⑤微生物基因组第一章绪论1.微生物特点：①体积小，面积大;②吸收多，转化快;③生长旺，繁殖快;④适应强，易变异;⑤分布广，种类多.2.历史人物：3.微生物命名：微生物的名字有俗名（commonname）和学名（scientificname）两种。双名法：双名法指一个物种的学名由前面一个属名（genericname）和后面一个种名（specificepithet）两部分组成。属名的词首须大写，种名加词的字首须小写（包括由人名或地名等专用名词衍生的）。若所分离的菌株只鉴定到属，而未鉴定种可用sp来表示。例如，Bacillussp三名法：学名＝属名+种名+符号subsp或var+亚种或变种名.如果是新种，则要在新种学名之后加“sp.nov.”若为新亚种，则在亚种名称后加subsp.nov4.名词解释：①微生物是所有形体微小的单细胞或个体结构较简单的多细胞，以及没有细胞结构的低等生物的通称。②微生物分类学：是指根据微生物的亲缘关系把它们排列成一个有规律的分类系统的科学。③分类单元：是指某一个具体的分类群。微生物分类的基本单元也是种。④微生物种：是显示高度相似性、亲缘关系极其接近、与其他种有明显差异的一群菌株的总称。⑤亚种（subspecies,subsp.,ssp.)在一个种内，根据少数几个稳定的变异特征或根据遗传性状区分成小群，从而把一个种分成两个或多个小群，这些小的分类单位称为亚种。⑥型:是同一细菌种内显示很小生物化学与生物学差异的菌株，常用于细菌（尤其是致病菌）中紧密相关菌株的区分⑦菌株:又称品系（在病毒中则称毒株或株）。表示任何由一个独立分离的单细胞（或单个病毒粒子）繁殖而成的纯种群体及其一切后代。菌株常用字母或编号来表示。⑧类群（group）:是一个在分类上没有地位的普通名词，它可非正式地指定一组具有某些共同性状的生物。⑨态（state）:通常指微生物的菌落变异状态，如粗糙、光滑或粘液状等。第二章微生物的形态与分类1.细胞壁:细胞壁是细胞最外一层坚韧并富有弹性的外被，主要成分为肽聚糖，细胞壁约占细胞干重的10-25%。作用:固定细胞外形和提高机械强度；为细胞的生长、分裂和鞭毛运动所必需；渗透屏障，阻拦酶蛋白和某些抗生素等大分子物质（分子量大于800）进入细胞，保护细胞免受溶菌酶、消化酶和青霉素等有害物质的损伤；细菌特定的抗原性、致病性以及对抗生素和噬菌体的敏感性的物质基础。2.肽聚糖:也叫粘肽、葡萄糖胺肽、胞壁质或粘质复合物。少数细菌不含肽聚糖，如属于古细菌类的嗜细菌，产甲烷菌和硫化细菌。革兰氏阳性菌肽聚糖的结构每一个肽聚糖单体含有三个组分①双糖单位：由一个N-乙酰葡糖胺通过β–1，4-糖苷键与另一个N-乙酰胞壁酸相连，后者为原核生物所特有的己糖。②四肽尾或四肽侧链：是由四个氨基酸分子按L型与D型交替方式连接而成。在金黄色葡萄球菌中，接在N-乙酰胞壁酸上的四肽尾为L-Ala→D-Glu→L-Lys→D-Ala,其中两种D型氨基酸在细菌细胞壁之外很少出现。③肽桥或肽间桥：在金黄色葡萄球菌中，肽桥为甘氨酸五肽，它起着连接前后两个四肽尾分子的“桥梁”作用。肽聚糖的多样性主要发生在肽桥上。革兰氏阴性细菌的细胞壁肽聚糖（Eg.大肠杆菌）肽聚糖埋藏在外膜层之内，是由1-2层肽聚糖网状分子组成的薄层（2-3nm)，含量约占细胞壁总重的10%，故对机械强度的抵抗力较G+细菌弱。细菌细胞壁成分的总结肽聚糖结构只出现在原核生物中，胞壁酸、磷壁酸（垣酸）、D-型氨基酸及二氨基庚二酸都是细菌以及与细菌相近的原核生物细胞壁中特有的成分。具有两种D型的氨基酸，即D-Ala和D-Glu。在蛋白质中，这些氨基酸总是L-构型，D-氨基酸的存在有助于抵抗普通蛋白酶和肽酶的水解作用。革兰氏阳性和阴性菌主要由于细胞壁化学成分的差异而引起了物理特性（脱色能力）的不同，从而决定了染色结果的不同。3.革兰氏染色机理：①革兰氏阳性细菌由于其细胞壁较厚、肽聚糖网层多和交联致密，故遇乙醇或丙酮作脱色剂处理时，因失水反而使网孔缩小，再加上它不含类脂，故乙醇处理不会溶出缝隙，因此能把结晶紫与碘复合物牢牢留在壁内，使其仍呈紫色。②革兰氏阴性细菌因其细胞壁薄、外壁层的类脂含量高、肽聚糖层薄和交联度差，以类脂为主的外膜迅速溶解，薄而松散的肽聚糖网不能阻挡结晶紫与碘复合物的溶出，因此通过乙醇脱色后细胞退成无色。再经番红等红色染料进行复染，就使革兰氏阴性细菌呈红色，而革兰氏阳性细菌仍保留紫色。4.细菌结构：鞭毛生长在某些细菌体表的长丝状、螺旋的蛋白质附属物，称为鞭毛，其数目为一至数条。鞭毛的结构。。。（课本）G+的鞭毛结构较为简单，例如枯草芽孢杆菌鞭毛的基体仅有S和M两个环，而鞭毛和钩形鞘与G-相同。G+和G-环系上的差别说明鞭毛的运动只和S环和M环有关，与L环和P环无关。鞭毛虽然是细菌的“运动器官”，但并非生命活动所必需，它极易脱落，也会因变异而丧失。伞毛（Pilus)（菌毛、纤毛、线毛）功能：作为噬菌体的吸附位点；作为附着到哺乳动物细胞或其他物体的工具。伞毛是一种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，具有使菌体附着于物体表面的功能。以革兰氏阴性细菌居多。性伞毛（pili,单数pilus）（又称性菌毛）构造和成分与菌毛相同，但比菌毛长。数量仅一至少数几根。性毛一般见于革兰氏阴性细菌的雄性菌珠中。其功能是向雌性菌珠（受体菌）传递遗传物质。荚膜(glycocalyx)包被于某些细菌细胞壁外的一层厚度不定的胶状物质，称为糖被。糖被的有无、厚薄与菌种遗传性有关，还与环境条件（特别是营养）密切相关。糖被按其有无固定层次、层次薄厚又可分为荚膜、微荚膜,粘液层,和菌胶团。有明显的外缘和一定的形状，厚约200nm，较紧密地结合于细胞壁外，又称的荚膜或“真”荚膜，通过液体震荡培养或离心便可得到荚膜物质。荚膜功能：①保护作用：保护细菌免受干旱损坏；防止噬菌体的吸附和裂解；使致病菌免受宿主白细胞吞噬。②贮藏养料③作为透性屏障或离子交换系介质④附着作用⑤细菌间的信息识别作用⑥堆积代谢废物芽孢(endospore/spore)某些细菌在其生长发育后期，在细胞内形成一个圆形或椭圆形、厚壁、含水量极低、抗逆性极强的休眠体。由于一个营养细胞内仅生成一个芽孢，故芽孢无繁殖功能。芽孢是生物界中抗性最强的生命体。一般的芽孢在普通条件下可保持几年至几十年的生活力。休眠期间的芽孢不能检查出任何代谢活力，称为稳生态。一般的芽孢在普通的条件下可保持几年至几十年的生活力。芽孢的抗紫外线能力一般是其营养细胞的一倍。巨大芽孢杆菌芽孢的抗辐射能力要比大肠杆菌的营养细胞强36倍。产芽孢细菌的种类：G+杆菌：好气性芽孢杆菌属，厌氧性芽孢杆菌属；球菌：芽孢八叠球菌；螺旋菌：孢螺菌属芽孢的类型。。芽孢的构造芽孢特有的化学物质芽孢耐热机制①是由芽孢化学组成的特点决定的②含有吡啶－2，6二羧酸（DPA）③含有芽孢特有的芽孢肽聚糖④芽孢平均含40％，皮层70％，多为结合水⑤芽孢中酶的分子量较营养细胞小渗透调节皮层膨胀学说：芽孢的耐热性在于芽孢衣对多价阳离子和水分的透性很差和皮层的离子强度很高，从而使皮层产生极高的渗透压去夺取芽孢核心的水分，其结果造成皮层的充分膨胀，而核心部分的细胞质却变得高度失水，因此具有极强耐热性。由此可知,芽孢整体的含水量少，并不说明其各层次的含水量是均一的,其中皮层与核心间含水量的差别是极其明显的。芽孢有生命部位─核心部位含水量的稀少(10％-25％),才是其耐热机制的关键所在.芽孢的形成过程①束状染色质形成（轴丝形成）；②细胞膜内陷，细胞发生不对称分裂，其中小体积部分为前芽孢；③前芽孢的双层隔壁形成，这时抗辐射性提高；④两层隔壁之间充填芽孢肽聚糖后，合成DPA，累积钙离子，开始形成皮层；⑤芽孢衣合成结束；⑥皮层合成完成，芽孢成熟，抗热性出现；⑦芽孢囊裂解芽孢的萌发由休眠状态的芽孢变成营养状态细菌的过程称为芽孢萌发。①活化（activation)在人为条件下，活化作用可由短期热处理或用低pH、强氧化剂的处理而引起。活化作用是可逆的，故处理后必须及时将芽孢接种到合适的培养基中去。②生长germination)发芽时富含半胱氨酸的蛋白质的三维空间结构发生可逆性变化，从而使芽孢透性增加，随之促进与其有关的蛋白酶的活动。外界的水分不断进入芽孢的核心部位，使核心膨胀、各种酶类活化，并开始合成细胞壁。DPA-Ca、氨基酸和多肽逐步释放。芽孢核心部分开始迅速合成DNA、RNA和蛋白质，于是出现了发芽并很快变成新营养细胞。伴孢晶体少数芽孢杆菌在形成芽孢的同时，会在芽孢旁形成一颗菱形或双锥形的碱溶性蛋白晶体—δ内毒素，称为伴孢晶体。5.细菌的繁殖细菌一般进行无性繁殖，即细胞的横分裂，称为裂殖。同形裂殖；异形裂殖菌落：将单个微生物细胞或一小堆同种细胞接种在固体培养基中，当它占有一定的发展空间并给予适宜的培养条件时，该细胞就迅速进行生长繁殖。结果会形成以母细胞为中心的一堆肉眼可见、有一定形态结构的子细胞团，这就是菌落。各种细菌在一定条件下形成的菌落特征具有一定的稳定性和专一性，这是衡量菌的纯度，辨认和鉴定菌的重要依据。◎如果菌落是由一个单细胞发展而来，则它就是一个纯种的细胞群或克隆（clone)。◎如果将某一纯种的大量细胞密集地接种到培养基表面，结果长成的各菌落相互连成一片，这就是菌苔。菌落特征包括菌落大小、形状、光泽、颜色、硬度、透明度等。6.放线菌放线菌的形态构造：链霉菌的细胞呈丝状分枝，菌丝直径很小，与细菌相似。其菌体由分枝的菌丝组成，由于菌丝的连续生长和分枝形成网络状结构，在营养生长阶段，菌丝内无隔，内含许多核质体，故一般成单细胞状态。基内菌丝（Substratemycelium)：向基质的四周表面和内部伸展的菌丝，较细，颜色较淡，具吸收营养排泄代谢废物功能。菌丝大小为直径0.2-1.2um长度100－600um，可产生不同颜色的色素，水溶性色素可使培养基着色，非水容性色素可使菌落呈现相应颜色。气生菌丝（Aerialmycelium)：又称二级菌丝，生长到一定时期，在基内菌丝上不断向空间分化出较粗、颜色较深的菌丝，直径1－1.4μm，长度不一，直形或弯曲分枝，有的可产生色素，气生菌丝生长致密，覆盖整个菌落表面，菌丝呈放射状。孢子丝(Reproductivemycelium)及孢子：当气生菌丝生长发育到一定阶段，其上分化出的可形成孢子的菌丝,即孢子丝,并通过横割分裂的方式产生成串的分生孢子。孢子的形状及在气生菌丝上排列的方式随种而异。放线菌的繁殖放线菌的发育周期是一个连续的过程，以链霉菌为例：①孢子在适宜条件下萌发，长出1-3个芽管；②芽管伸长，长出分枝，分枝越来越多，形成营养菌丝体；③营养菌丝体发育到一定阶段，向培养基外部空间生长成为气生菌丝体；④气生菌丝体发育到一定程度，在它的上面形成孢子丝；⑤孢子丝以一定的方式形成孢子。放线菌孢子的形成横割分裂通常有两种形式：①细胞膜内陷：孢子丝的细胞膜由外向内逐渐收缩形成完整的横隔膜，使孢子丝形成许多分生孢子。②细胞壁和细胞膜同时内陷：孢子丝的细胞壁和细胞膜同时内陷，向内缢缩，使孢子丝缢裂成一串分生孢子。。7.酵母菌特点：①个体一般以单细胞状态存在；②多数营出芽繁殖，也有的裂殖；③能发酵糖类产能；④细胞壁常含甘露聚糖；⑤喜含糖量高、酸性的水生环境生长形态和大小——酵