三、微生物类群与形态
古生菌在进化谱系上与真细菌及真核生物相互并列，且与后者关系更近，而其细胞构造却与真细菌较为接近，同属于原核生物。
球菌细胞个体呈球形或椭圆形，不同种的球菌在细胞分裂时会形成不同的空间排列方式，常被作为分类依据。
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。
弧菌：菌体只有一个弯曲，其程度不足一圈，形似“C”字或逗号，鞭毛偏端生。
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。
螺旋体菌：菌体柔软，用于运动的类似鞭毛的轴丝位于细胞外鞘内。 柄杆菌：细胞上有柄（stalk）、菌丝（hyphae）、附器（appendages）等细胞质伸出物，细胞呈杆状或梭状，并有特征性的细柄。一般生活在淡水中固形物的表面，其异常形态使得菌体的表面积与体积之比增加，能有效地吸收有限的营养物；
德国科学家H. N. Schulz等1999年在纳米比亚海岸的海底沉积物中发现的一种硫磺细菌（sulfur bacterium），其大小可达0.75 mm，Thiomargarita namibiensis，---------“纳米比亚硫磺珍珠”。其体积比E . fishelsoni还大100倍。该菌细胞内约98％的空间都被一个胞液内富含硝酸盐的液泡所占据，而厚度在0.5-2.0 mm、充满硫粒的细胞质层则环绕在液泡的周围。该细胞质层非常薄，其厚度类同于大多数细菌，足以保证适当的扩散速率。液泡中的硝酸盐则被用作硫氧化的电子受体，以产生能量。
一种真核微生物Nanochlorumeukaryotum，直径仅有1 ～ 2 mm，但它却是真正的真核生物，拥有一个核，一个叶绿体和一个线粒体。
证实（研究）细胞壁存在的方法： （1）细菌超薄切片的电镜直接观察；
（2）适当的质、壁染色，可以在光学显微镜下看到细胞壁；
（3）机械法破裂细胞后，分离得到纯的细胞壁； （4）制备原生质体，观察细胞形态的变化；
脂多糖的主要功能：
1）LPS结构的多变，决定了革兰氏阴性细菌细胞表面抗原决定簇的多样性； 根据LPS抗原性的测定，沙门氏菌属(Salmonella)的抗原型多达2107种。这种O-特异侧链种类的变化，一方面可使细菌躲避宿主免疫系统攻击，保持感染成功。另一方面，也使我们可以用灵敏的血清学方法对病原菌进行鉴定，在传染病的诊断中有其重要意义。
2）LPS负电荷较强，与磷壁酸相似，也有吸附Mg2+、Ca2+等阳离子以提高其在细胞表面浓度的作用，对细胞膜结构起稳定作用。
3）类脂A是革兰氏阴性细菌致病物质——内毒素的物质基础； 4）具有控制某些物质进出细胞的部分选择性屏障功能； 5）许多噬菌体在细胞表面的吸附受体；
周质空间是进出细胞的物质的重要中转站和反应场所。在周质空间中，存在着多种周质蛋白（periplasmic proteins），包括水解酶类、合成酶类、结合蛋白和受体蛋白 特殊细胞壁的细菌：
某些分枝杆菌和诺卡氏菌的细胞壁主要由一类被称为霉菌酸（Mycolic acid）的枝链羟基脂质组成，后者被认为与这些细菌感染能力有关。 由磷脂分子形成的双分子膜中加入甾醇类物质可以提高膜的稳定性： 真核生物细胞膜中一般含有胆固醇等甾醇，含量为5%-25%。
原核生物与真核生物的最大区别就是其细胞膜中一般不含胆固醇，而是含有hopanoid（藿烷类化合物）。
单由磷脂分子形成的膜是不稳定的，但如果在其中加入甾醇类物质就可以提高膜的稳定性（已有实验室证据），而真核生物细胞膜中就含有胆固醇，其含量在5%-25%。而原核生物与真核生物的最大区别就是其细胞膜中一般不含胆固醇等甾醇，而是含有hopanoid类甾醇，其作用被认为也是稳定细胞膜的结构。而这种含有hopanoid类甾醇被认为与地球上化石燃料的形成有很大关联。
化石燃料之所以形成，是由于有机物沉积到底下深处后被微生物所作用而氧化成二氧化碳，然后在高温和厌氧的条件下，形成石油和煤炭。据认为，地下沉积物中碳的总量为1016吨。现在已有越来越多的证据表明，这些沉积到地下形成化石燃料的有机物有90%以上都是来自细菌。其实验证据是90%的石油等的前体物质是kerogen（油原，或称油母岩质），而研究表明，从kerogen主要是由细菌特有的hopanoid类甾醇所组成。显然是微生物活动分解动植物的遗体后的结果。目前估计，在地下沉积物中细菌特有的hopanoid类甾醇的含量高达1011-12吨，与目前地球上存在的活的生物（living organisms）体内含有的有机碳的含量相当（也是1011-12吨）。因此，hopanoid被认为是地球上含量最丰富的有机分子。
硫粒：很多化能自养菌在进行产能代谢或生物合成时，常涉及对还原性的硫化物如H2S，硫代硫酸盐等的氧化。
在环境中还原性硫素丰富时，常在细胞内以折光性很强的硫粒的形式积累硫元素。当环境中环境中还原性硫缺乏时，可被细菌重新利用。
不同种类细菌的膜在其结构和功能方面存在很大差异。这种差异非常巨大且具有特征性，因此膜化学可被用于对细菌进行鉴定。 微生物储藏物的特点及生理功能：
不同微生物其储藏性内含物不同。例如厌气性梭状芽孢杆菌只含PHB，大肠杆菌只储藏糖原，但有些光合细菌二者兼有。
? 微生物合理利用营养物质的一种调节方式。当环境中缺乏能源而碳源丰
富时，细胞内就储藏较多的碳源类内含物，甚至达到细胞干重的50%，如果把这样的细胞移入有氮的培养基时，这些储藏物将被作为碳源和能源而用于合成反应。
? 储藏物以多聚体的形式存在，有利于维持细胞内环境的平衡，避免不适
合的pH，渗透压等的危害。例如羟基丁酸分子呈酸性，而当其聚合成聚-β-羟丁酸（ PHB）就成为中性脂肪酸了，这样便能维持细胞内中性环境，避免菌体内酸性增高。
? 储藏物在细菌细胞中大量积累，是重要的自然资源。
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气泡的膜只含蛋白质而无磷脂。二种蛋白质相互交连，形成一个坚硬的结构，可耐受一定的压力。膜的外表面亲水，而内侧绝对疏水，故气泡只能透气而不能透过水和溶质。
将蓝细菌培养在一个严密地塞紧瓶塞的瓶子里，细菌会在水面漂浮。但如果用锤子敲击瓶塞，则原来漂浮的细菌就会沉到瓶底。通过对实验前后细菌的检测表明，突然增加的压力破坏了气泡，从而使微生物失去了浮力。
细菌芽孢的特点：
整个生物界中抗逆性最强的生命体，是否能消灭芽孢是衡量各种消毒灭菌手段的最重要的指标。
芽孢是细菌的休眠体，在适宜的条件下可以重新转变成为营养态细胞；产芽孢细菌的保藏多用其芽孢。
芽孢的有无、形态、大小和着生位置是细菌分类和鉴定中的重要指标。 芽孢与营养细胞相比化学组成存在较大差异，容易在光学显微镜下观察。（相差显微镜直接观察；芽孢染色）
细菌糖被的特点：
（1）主要成分是多糖、多肽或蛋白质，尤以多糖居多。经特殊的荚膜染色，特别是负染色（又称背景染色）后 可在光学显微镜清楚地观察到它的存在。 （2）产生糖被是微生物的一种遗传特性，其菌落特征及血清学反应是是细菌分类鉴定的指标之一。
（3）荚膜等并非细胞生活的必要结构，但它对细菌在环境中的生存有利。（详见P 57-58）
（4）细菌糖被与人类的科学研究和生产实践有密切的关系。（详见P58）
细菌的趋避运动：
鞭毛的功能是运动，这是原核生物实现其趋性（taxis）即趋向性的最有效方式。（参见P60）
化学趋避运动或趋化作用（chemotaxis）：细菌对某化学物质敏感，通过运动聚集于该物质的高浓度区域或低浓度区域。
光趋避运动或趋光性（phototaxis）：有的细菌能区别不同波长的光而集中在一定波长光区内。
趋磁运动或趋磁性（magnetotaxis），趋磁细菌根据磁场方向进行分布。
放线菌的形态与结构：
单细胞，大多由分枝发达的菌丝组成；
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