第一章 微生物的特点:
1. 小（个体微小） ?m 级：普通细菌（光镜，电镜） nm 级：病毒（电镜） 少数较大，肉眼可见 2. 简（结构简单）单细胞 简单多细胞 非细胞
3. 低（进化地位低）(1)非细胞：病毒，类病毒，朊病毒 (2)原核类：普通细菌，放线菌，蓝细菌 ，支原体，立克次氏体，衣原体 (3) 真核类：真菌（酵母菌，霉菌，蕈菌） 单细胞藻类，原生动物 4. 比表面积大5. 分布广，种类多6. 代谢类型多样7. 生长和繁殖快8. 易变异 微生物在生物界中的地位:
1969年Whittaker五界系统： 原核生物界、原生生物界、菌物界、植物界和动物界 1977年-1990年 Woese
细胞生命三域学说： 细菌域 古菌域 真核生物域
微生物学的研究内容:微生物的形态结构、生理生化、遗传变异、进化、分类、生态、应用 微生物学的分支学科 : 基础微生物学 应用微生物学 一. 我国古代对微生物的利用
饮食：8000年前，制曲酿酒工艺 2500年前，制酱、酿醋 农业：春秋战国，有机肥制作 医药：种痘防天花；中药
二. 微生物的发现:1676年，荷兰 Leeuwenhoek 自制显微镜，微生物世界 三. 微生物学的奠基时期
1. Pasteur (1822-1895)法国微生物学家、化学家 近代微生物学的奠基人 法兰西学院院士“进入科学王国的最完美无缺的人” 主要贡献 :
（1）否定 “自生说” ，证实发酵由微生物引起（2）传染病——是微菌在生物体内发展的结果 免疫学——预防接种（3）建立“巴氏消毒法” Pasteur的曲颈瓶试验 2. Koch
1）确定了炭疽病、结核病等传染病的病原菌2）提出了柯赫氏法则3）建立和改进了微生物学的研究技术和方法 Koch的助手Petri 设计玻璃培养皿 Koch的助手Hesse用洋菜作固体培养基的支撑物 五. 现代微生物学
微生物学、生物化学、遗传学、分子生物学、计算机科学的综合?现代微生物学 重大理论问题的突破：
1. 1941年，Beadle 和Tatum研究粗糙脉孢霉的营养缺陷株，提出了“一基因一酶”假说。 2. 1944年Avery在研究细菌的转化因子时发现了DNA的作用，揭露了遗传基因的化学本质。 3. 1953年，Watson 和Crick 发现了DNA的双螺旋结构，大大促进分子遗传学的发展。 4.1961年Jacob和Monod提出了大肠杆菌乳糖代谢调控的操纵子学说→微生物代谢调控方式。 5. 1965年，Nirenberg破译DNA碱基组成的三联密码，揭示了生物同一性的本质。 6. 1973年，Cohen等，不同的质粒DNA体外重组，转化大肠杆菌成功（基因工程）
7.人干扰素、人白介素2、人集落刺激因子、重组人乙型肝炎疫苗、基因工程幼畜腹泻疫苗等多种基因工程药物和疫苗进入生产或临床试用阶段。
8. DNA序列分析，DNA分子杂交，Pr生物合成，PCR技术迅速发展 9. “生命三域学说”的提出 10. 微生物基因组的研究
1995年，美国，流感嗜血杆菌（Haemophilus influenzae）的全基因组序列。。。。 第二章 微生物的纯培养和显微技术
培养物：在人为规定的条件下培养、繁殖得到的微生物群体。 纯培养物：只有一种微生物的培养物。
B：显微技术： 包括显微标本的制作、观察、测定、记录及分析等方面的内容。
无菌技术：在分离、转接及培养纯培养(物)时防止其被其他微生物污染同时也不污染周围环境的技术。 常用的无菌技术 ：高压蒸气灭菌、高温干热灭菌、超净工作台、棉塞 二、用固体培养基分离纯培养
菌落：单个微生物在适宜的固体培养基表面或内部生长、繁殖到一定程度形成的肉眼可见、有一定形态结构的子细胞生长群体。
菌苔：当固体培养基表面众多菌落连成一片时，便成为菌苔。 菌落或菌苔是对微生物进行分类和鉴定的重要依据。
用固体培养基分离纯培养技术 ：稀释倒平板法 、涂布平板法 、平板划线分离法 、稀释摇管法 （用于分离严格厌氧菌。）
用液体培养基分离纯培养：
稀释法：经高度稀释后，同一个稀释度的试管中大多数（95%以上）表现不生长，很可能得到的是纯培养。 单细胞（单孢子）分离 ：
单细胞分离：采取显微分离法从混杂群体中直接分离单个细胞或单个个体进行培养以获得纯培养。 选择培养、富集培养：富集条件：物理、化学和生物等。
菌种保藏：就是根据菌种特性及保藏目的的不同，给微生物菌株以特定的条件，使其存活而得以延续。 菌种保藏方法：连续转接、改变条件（干燥、低温、缺氧、缺乏营养等） 在需要时再通过提供适宜的生长条件使保藏物恢复活力。
1、传代培养保藏 是微生物保存的基本方法。 琼脂斜面、半固体琼脂柱和液体培养等。 橡皮塞封口或用石蜡覆盖。 放置低温保存。 2、冷冻保藏 代谢作用停止。
会有损伤：低温会使细胞内水分形成冰晶，从而引起细胞（尤其是细胞膜）的损伤。
速冻及快速解冻可减少损伤；还可加一些保护剂，如0.5%左右的甘油或二甲亚砜可透入细胞，并通过降低强烈的脱水作用而保护细胞。 3、干燥保藏法
沙土管保存和冷冻真空干燥保藏是最常用的二种微生物干燥保藏技术。
沙土管保存 ：将菌种接种至斜面，培养至长出大量的孢子后，洗下孢子制备孢子悬浮液，加入无菌沙土试管中，减压干燥，直至将水分抽干，最后用石蜡、橡胶塞等封闭管口，置冰箱保存。 此法主要适用于产孢子的微生物，如芽孢杆菌、放线菌等，保藏时间相对较长。 冷冻真空干燥保藏
将加有保护剂的细胞样品预先冷冻，使其冻结，然后在真空下通过水的升华作用除去水分。达到干燥的样品可在真空或惰性气体的密闭环境中置低温保存，从而使微生物处于干燥、缺氧及低温的状态，生命活动处于休眠，可以达到长期保藏的目的。 微生物的保藏
保藏期间微生物不死亡、不污染、不会因变异而丢失重要的生物学性状。
许多国家都设有相应的菌种保藏机构：中国微生物菌种保藏委员会 、 美国典型菌种保藏中心 、 世界菌种保藏联合会等 。 一、显微镜的种类及原理
普通光学显微镜、暗视野显微镜、相差显微镜、荧光显微镜、透射电子显微镜、扫描电子显微镜、扫描隧道显微镜
分辨率：重要性能参数。
显微镜物象是否清楚不仅决定于放大倍数，还与显微镜的分辨率（resolution）有关。 分辨率是指显微镜（或人的眼睛距目标25cm处）能分辨物体最小间隔的能力。 分辨率的大小决定于光的波长和镜口角以及介质的折射率。
1、活体观察
（1）压滴法：将菌悬液滴于载玻片上，加盖盖玻片后立即进行显微镜观察。
（2）悬滴法：在盖玻片中央加一小滴菌悬液后反转置于特制的凹载玻片上后进行显微镜观察，为防止液滴蒸发变干，一般还应在盖玻片四周加封凡士林。
（3）菌丝埋片法：将无菌的小块玻璃纸铺于平板表面，涂布放线菌或霉菌孢子悬液，经培养，取下玻璃纸置于载玻片上，用显微镜对菌丝的形态进行观察。
2、染色观察 固定的目的：杀死细菌。使菌体粘附于坡片上。增加细菌对染料的亲和力。 常用的方法有酒精灯火焰加热和化学固定二种。
细菌菌落：菌落较小，圆形，光滑，较湿润，透明、半透明或不透明，质地均匀，大多易挑取。 孢子丝： 当气生菌丝生长发育到一定阶段，气生菌丝上分化出的可形成孢子的菌丝。 孢子丝的形状及在气生菌丝上排列的方式随种而异。
放线菌的菌落：菌落质地硬而致密，菌落小而不广泛延伸。菌落表面呈紧密的绒状或坚实、干燥多皱。接种针难以挑取，有时可挑碎，有时可将整个菌落挑起。
1、霉菌即丝状真菌，指菌丝发达而不产生大型肉质子实体的真菌。
菌丝有分枝与不分枝、无隔菌丝（根霉、毛霉）与有隔菌丝（青霉、曲霉）之分。
霉菌菌落：菌落通常较大，干燥，不透明，质地疏松，呈绒毛状、蛛网状、棉絮状或毡毯状，由于不同的真菌孢子含有不同的色素，所以菌落表面可呈不同的颜色，且菌落中央与边缘、正面与反面的颜色、构造常不同 。
霉菌作用：在发酵工业上广泛用来生产酒精、抗生素（青霉素、灰黄霉素）、有机酸（柠檬酸、葡萄糖酸）、维生素等。
在农业上用于饲料发酵、植物生长激素（赤霉素）、杀虫农药（白僵菌剂）等。 另外，霉菌也是造成物品霉变的主要原因。 2、酵母菌
酵母菌是一群以芽殖或裂殖来进行无性繁殖的单细胞真菌，以此与霉菌相区别。极少数种可产生子囊孢子进行有性繁殖。
酵母菌在酿造、食品、医药工业等方面占有重要地位。酵母菌细胞蛋白质含量高达细胞干重的50%以上，并含有人体必需的氨基酸，所以酵母菌可以成为食品和饲料的重要补充。
腐生型酵母菌能使食品和其他原料腐败变质；白假丝酵母（白色念珠菌）可引起皮肤、粘膜、呼吸道及泌尿系统等多种疾病，新型隐球酵母还能引起慢性脑膜炎、肺炎等疾病。 三、藻类
藻类是指除苔藓植物和维管束植物以外，基本上有叶绿素，可进行光合作用，并伴随放出氧气的一大类真核生物。个体大小差异很大。 水华、赤潮 四、原生动物
原生动物是一类缺少真正细胞壁，细胞通常无色，具有运动能力，并进行吞噬营养的单细胞真核生物。 原生动物在海水、淡水中大量存在，它们也与各种动植物在不同组织水平上形成共同体，有些对宿主无害，有些对宿主有利，有些对宿主有害。也有一些原生动物能引起人类疾病。
第三章
一. 细胞壁
细胞最外层厚实、坚韧而有弹性的结构，主要由肽聚糖构成。 观察方法：1）鉴别染色2）质壁分离3）切片电镜观察
细胞壁功能：1）固定外形，提高机械强度；2）阻止大分子物质（如酶、抗生素）通过； 3）协助细胞的生长、分裂和鞭毛运动；4）决定细菌的抗原性、致病性和对噬菌体的敏感性。 两种不同的细胞壁： 革兰氏染色反应
染色步骤：（1）结晶紫 初染（2 碘液 媒染 （3）乙醇 脱色 （4）复红/沙黄 复染 染色结果： G+细菌 紫红色 G- 细菌 红色
一）革兰氏阳性细菌的细胞壁 厚：20～80nm 主要成分：肽聚糖、 磷壁酸 1. 肽聚糖
1）组成：（1）双糖单位（2）四肽侧链（L-Ala、D-Glu、L-Lys、D-Ala）（3）肽桥（Gly） 作用：形成坚硬而有弹性的三维空间网络
2. 磷壁酸 G+细菌特有 分为壁磷壁酸、膜磷壁酸 1）组成： 为磷酸甘油或磷酸核糖醇多聚体的衍生物
2）作用：提高Mg 2+浓度和酶的活性；作为某些噬菌体的吸附位点；表面抗原；纵向加强肽聚糖的结构… 二）革兰氏阴性细菌的细胞壁 结构和主要成分：肽聚糖和外膜
1. 革兰氏阴性细菌肽聚糖 少数几层 有双糖单位、四肽侧链 (L-Lys3→ DAP3 ) ， 甲四肽的D-Ala4--乙四肽中的DAP3 连接 2. 外膜
1) 脂多糖 G-细菌 外膜层特有：
(1) 类脂A（lipid A） 细菌内毒素 不同G-细菌骨架一致 (2) 核心多糖 有属特异性
(3) O-特异侧链： 由3~5个单糖单位所构成的多糖链、 菌体抗原，有种特异性。 2) 脂蛋白：成分与细胞质膜上的脂蛋白相似 连接外膜层和肽聚糖 3. 外膜蛋白
孔蛋白 亲水性，低分子物质进出细胞壁的通道 分为非特异性孔蛋白、 特异性孔蛋白 4. 周质空间：G-细菌 外膜与细胞膜之间的狭窄空间
含有许多参与代谢的蛋白： 水解酶、合成酶 ，结合蛋白（运输养料），受体蛋白（趋化性） G+与G-细菌细胞壁的主要区别 区别点 结构层次 厚度/nm 肽聚糖 磷壁酸 脂多糖 脂蛋白 蛋白质 青霉素作用 溶菌酶作用 G+细菌 单层 20～80 40％～90％交联高 + - - +或- 敏感 敏感 G-细菌 内壁层 1～8 5％～10％交联低 - - +或- - 外壁层 8～10 - - + + + 不敏感 不敏感 革兰氏染色反应的机制： 细胞壁化学成分的差异
G+细菌：壁厚、肽聚糖层次多、交联紧密、无类脂
脱色时失水网孔缩小，初染的结晶紫-碘复合物留在壁内（紫色），复染后呈紫红色。 G- 细菌：壁薄、肽聚糖层次少、交联疏松，有类脂外膜
脱色时类脂外膜迅速溶解，薄而松散的肽聚糖层不能阻挡结晶紫-碘复合物的溶出，脱色后退为无色，复染后呈现红色。 三）古菌细胞壁 1. 假肽聚糖细胞壁
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