第二章 原核微生物的形态、构造和功能

第二章 原核微生物的形态、构造和功能(图未显示)
第二章  原核微生物的形态、构造和功能
三大类群：原核微生物、真核微生物、非细胞微生物。
原核微生物是单细胞生物，细胞核无核膜包裹。
三菌：细菌、放线菌、蓝细菌
三体：立克次氏体、支原体、衣原体
第一节  细 菌
细菌：是一类细胞细短（直径约0.5μm，长度约0.5~5μm）、结构简单、细胞壁坚韧，多以二分裂方式繁殖和水生性较强的原核生物。
分布：自然界中分布最广，数量最多的M.B。
绝大多数是有益菌。工业、农业、医药、冶金、科研等方面。
只有少数是病原菌或致病菌。
一、细菌的形态构造及其功能
▲基本形态：球状、杆状、螺旋状三大类，分别称为球菌、杆菌、螺旋菌。
仅少数为其它形状，如丝状、三角形、方形等。
（1）球菌
球菌：细胞呈球形或近似球形。根据球菌间的相互联结形式又可分为单球菌、双球菌、四联球菌、八叠球菌、链球菌和葡萄球菌。
① 单球菌
细胞分裂沿一个平面进行，分裂后的细胞分散而单独存在。
② 双球菌
细胞沿一个平面分裂，新个体成对排列。如肺炎双球菌（Diplococcus pneumoniae）。
③ 四联球菌
细胞分裂沿二个相互垂直的平面进行，分裂后每四个细胞在一起呈田字形。
④ 八叠球菌
细胞分裂沿3个相互垂直的平面进行，分裂后每8个球菌叠在一起成一立方形。如藤黄八叠球菌。
⑤ 葡萄球菌
细胞分裂无定向，多个新个体堆积成葡萄状。如金黄色葡萄球菌。
⑥ 链球菌
细胞沿一个平面分裂，新个体排列成链状。如乳酸链球菌（Streptococcus agalactiae）。（2）杆菌
杆菌：细胞呈杆状或圆筒状，是细菌中种类最多的。
工农业生产用杆菌：枯草杆菌、北京棒状杆菌（谷氨酸）、苏云金杆菌（杀虫剂）、根瘤菌（细菌肥料）、甲烷杆菌等。
致病杆菌：伤寒沙门氏菌，痢疾志贺氏菌以及炭疽杆菌等。
（3）螺旋菌（spirilla）
螺旋菌：大多是病原菌。不同种的菌体，在长度、弯曲度、螺旋数、螺旋形式和螺距等方面有显著差别，可分为弧菌、螺旋菌。
螺旋体也是一类原核微生物，但不是细菌 。
不满1环         2~6环           6环以上
细菌的大小：
（1）细菌大小以微米（μm ）计，正常情况下：
球菌的大小（直径）：0.5~2.0μm ；
杆菌的大小（宽×长）：(0.5~1.0)μm × (1~5) μm
螺旋菌的大小： (0.25~1.0)μm ×(2~60)μm 。
（2）细菌体积虽小，比表面积很大。
（3）细菌的大小与以下因素有关： 菌龄、代谢产物的积累、渗透压等。
(二)  细菌的细胞结构
基本结构包括：细胞壁、细胞(质)膜、细胞质（包括核糖体、内含物、贮藏物等）、细胞核、间体等。
特殊结构包括： ①糖被（荚膜、黏液层、菌胶团）；② 鞭毛、菌毛、性毛；③芽孢。
1、细胞壁（cell  wall）
位于细胞膜外，厚约10~80 nm，质量约占细胞干重10~25%。
细胞壁的主要功能：
① 固定细胞外形（保护原生质体免受渗透压引起破裂）；
② 保护细胞免受外力损伤；
③ 为正常细胞生长、分裂和鞭毛运动（细胞壁为鞭毛提供支点，使鞭毛运动）所必需；
④ 阻拦大分子有害物质（如抗生素）进入细胞。
⑤ 赋予细胞特定的抗原性和对抗生素和噬菌体的敏感性。
细胞壁的观察与分离：
观察：染色、质壁分离、光学显微镜；
分离：超声波、机械破碎、溶菌消化、差速离心。
细胞壁的化学组成：细胞壁的主要成分是肽聚糖、脂类和蛋白质，其中肽聚糖是基本骨架。
肽聚糖：由肽和聚糖两部分组成。
聚糖是由N-乙酰胞壁酸（NAM）、N-乙酰葡糖胺（NAG）相互间隔连接（通过β-1,4-糖苷键）成的长链。
肽包括四肽尾和肽桥两种。
肽聚糖呈多层网状结构。 p13图1-3，1-4 。
NAM：N-乙酰胞壁酸  NAG：N-乙酰葡糖胺
肽聚糖单体的3个组成部分：
① 双糖单位
N-乙酰胞壁酸和N-乙酰葡糖胺，它们通过β-1,4-糖苷键相连。
▲溶菌酶(lysozyme)的作用：水解β-1,4-糖苷键，从而使细菌因为细胞壁中肽聚糖             的“散架”而死亡。
② 四肽尾或四肽侧链
由四个氨基酸连接而成： L-Ala—D-Glu—L-Lys—D-Ala
③ 肽桥
作为连接前后两个四肽尾分子的“桥梁” 。
青霉素(penicillium)的作用：作用于肽聚糖肽桥的联结，即抑制肽聚糖的合成，故仅对处于生长的菌有效，主要是G+菌。  后详。
根据细菌对结晶紫着色能力的不同，细菌可分为革兰氏阳性菌（G+）和革兰氏阴性菌（G-）。 G+和G-在细胞壁结构和组成上有显著差别。
G+：细胞壁厚，主要成分是肽聚糖。G-：细胞壁薄，主要成分是脂多糖和蛋白质，且覆盖在肽聚糖的外面。
（1）革兰氏阳性菌（G+）的细胞壁
特点：壁厚，化学组分简单，一般含90%肽聚糖和10%磷壁酸。
肽聚糖：G+细胞壁具有较厚（30 ~ 40 nm）而致密的肽聚糖层，多达20层，它同细胞膜的外层紧密相连(见图)。
磷壁酸：占10%，G+菌所特有。结合在G+细胞壁上的一种酸性多糖，其主链由数十个磷酸甘油或磷酸核糖醇组成。       壁磷壁酸、膜/脂磷壁酸2类。 p12图1-2
（2）革兰氏阴性菌（G-）的细胞壁
特点：较薄，层次多（分内壁层和外壁层）、成分较复杂、肽聚糖层很薄（仅2~3 nm），所以机械强度较G+弱。
内壁层（又称内膜）：紧贴细胞膜，仅由1~2层肽聚糖分子构成，占细胞壁干重的5~10%，无磷壁酸。
外壁层（又称外膜）：位于肽聚糖层的外部，G-菌所特有。包括脂多糖、磷脂和蛋白质层。
p12图1-2
表1-1  G+与G－菌细胞壁的特征比较
G- 与G+的肽聚糖单体结构基本相同，差别仅在于：
① G-中四肽尾的第3个氨基酸L-Lys被m-DAP（二氨基庚二酸）所取代；
② G-中两个单体是通过m-DAP和D-Ala连接的（没有肽桥），因此形成的肽聚糖网套比较稀疏、机械强度较差。
p15图1-6   和  p13图1-4  比较
（3）染色
问题：观察细菌的形态和结构为什么需要染色？
染色的基本原理：物理和化学因素的作用。
物理因素包括：细胞物质对染料的毛细现象、渗透、吸附、吸收作用。
化学因素包括：细胞物质与染料发生的化学反应。
负染色法原理：因为荚膜和染料的亲和力低，不容易被染色，所以若将菌体染色，又使背景着色，这样就可将荚膜衬托出来。
用美蓝染色区别活菌原理：美蓝进入活细胞后，可被还原脱色；死细胞及代谢缓慢的老细胞，无还原能力可被着色，借此可区分活菌和死菌。结果：活菌无色，死菌蓝色。
① 简单染色法（只用一种染色液）：涂片、固定、染色
固定方式：加热固定、化学固定。
固定的作用：
a.杀死M.B，固定细胞结构；
b.保证菌体能牢固地粘附在载玻片上，以免水洗时冲掉；
c.改变菌体对染料的通透性（一般死细胞容易上色）
② 鉴别染色法（又称复染色法，两种以上染料）：初染、媒染、脱色、复染等过程。
常用的有革兰氏染色和芽孢染色。
单染色法：仅用一种染料使菌体着色，目的是增加反差，便于观察形态；
复染色法：用两种染料分别对细菌染色，目的是为了鉴别细菌，使菌体和其中某一结构染成不同颜色，便于其结构的观察。比如革兰氏染色。
染 料：
酸性染料：离子带负电荷，如伊红、刚果红等；
碱性染料：离子带正电荷，如美兰、结晶紫、复红等；
中性染料：前两者的结合物，即复合染料，如伊红、美兰
细菌表面带电性：
问题：为什么细菌表面带负电？
细菌体内蛋白质含量50%以上；
细菌的等电点pI一般在2~5之间，其中G+细菌的pI在2~3之间，G-细菌的pI在4~5之间。而细菌的生活pH一般为中性或偏碱性或弱酸性，均高于pI值，因此细菌表面总是带负电。
所以，细菌一般用   碱     性染料进行染色。
★革兰氏染色
染色方法很多，以革兰氏染色法为重要，该法由丹麦医生Gram于1884年首创。此法大致过程如下：
操作步骤：分初染、媒染、脱色和复染四步。
结果：革兰氏阳性菌（G＋）—— 紫色
革兰氏阴性菌（G－）—— 红色
根据革兰氏染色法，可以把几乎所有的细菌都分成G＋、G－两大类，是分类鉴定时的重要指标。
革兰氏染色原理：革兰氏染色是基于细菌细胞壁特殊化学组分基础上的一种物理原因，初染和媒染操作后，细胞内形成了深紫色的结晶紫―碘的复合物，这种复合物可被酒精浸出。G+胞内的复合物难以被浸出，这是由于阳性细菌的细胞壁较厚，尤其肽聚糖含量较高，网格结构紧密，含脂量又低，当用酒精脱色时，引起肽聚糖层网状结构的孔径缩小以至关闭，从而阻止了上述大分子复合物的逸出，使菌体呈深紫色。而G-肽聚糖层较薄，含量少，脂类的含量很高，当用酒精脱色时，脂类物质溶解，细胞壁透性增大，上述大分子复合物也随之被抽提出来，故菌体呈复染液红色。
表1-2     革兰氏染色步骤和结果
步骤
方法
结果
阳性(G+)
阴性(G-)
初染
结晶紫 1min
紫色
紫色
媒染
碘液 1min
仍为紫色
仍为紫色
脱色
95%乙醇 30s
保持紫色
无色
复染
番红 1min
仍显紫色
红色
（4）古细菌的细胞壁
又称古生菌。  如产甲烷菌、大多数嗜极菌。
假肽聚糖：结构与肽聚糖相似，不同之处包括：
多糖骨架：N-乙酰葡糖胺（β-1,3-糖苷键）N-乙酰 塔罗糖胺糖醛酸
多肽尾：由L-Glu、L-Ala、L-Lys组成
肽桥：只有L-Glu一个氨基酸组成
（5）缺壁细菌的细胞壁
在自然界长期进化中、在实验室菌种的自发突变中以及人工去壁时都会产生少数缺细胞壁的种类，主要有4种：
Ｌ型细菌：指那些实验室或宿主体内通过自发突变形成的遗传性稳定的细胞壁缺陷株。
▲原生质体（protoplast）：在人为条件下，用溶菌酶去除细菌现有细胞壁或用青霉素抑制正在生长繁殖的新生细胞壁的合成，由此得到的仅有一层细胞膜包裹的圆球状细胞。一般由G+菌形成。
原生质体柔软、脆弱，对渗透压敏感，无繁殖能力，在合适的条件下可再生出新细胞壁，并恢复其繁殖能力。
球状体（spheroplast）：或称原生质球，指残留了部分细胞壁的原生质体。
G-细菌因细胞壁成分复杂，故一般只形成球状体。
支原体（Mycoplasma）：长期进化过程中形成的，适应自然生活条件的无细胞壁的原核生物，细胞膜中含一般原核生物所没有的甾醇，故其膜具较高的机械强度。后详。
2、细胞膜(cell membrane)
细胞（质）膜：是紧贴细胞壁内侧，包围着细胞质的一层柔软、富有弹性的半透性薄膜。
细胞膜厚约7~8 nm，其质量约占菌体干重的10%，主要成分是磷脂（20%~30%）、蛋白质（50%~70%），还有少量多糖和微量核酸。
（1）细胞膜的化学组成与结构
▲ 结构：磷脂双分子层              常温时，呈液态
磷脂分子：每个磷脂分子的极性头部亲水区(带正电荷，磷酸端)指向膜的（内外）表面，非极性疏水尾（不带电荷、烃/脂肪酸端）指向膜的内层。
磷脂的分子结构：
头部：极性、亲水、磷酸端、膜的（内外）表面。
尾部：非极性、疏水、烃/脂肪酸端、膜的内层。
头部：甘油-3-磷酸（3- P -甘油）
尾部：脂肪酸
R基团：因 M.B 种类而异。
嗜冷微生物：细胞膜中脂肪酸饱和度低。p255
脂肪酸链的长度和饱和度因细菌种类和生长温度而异。
常温时，磷脂双分子层呈液态，具有流动性。
蛋白质：根据所在部位不同分为内嵌蛋白和外周蛋白，这就是细胞膜的液态镶嵌模型。
p19  图1-9
整合蛋白 / 内嵌蛋白：“沉浸”      运输通道
周边蛋白 / 膜外蛋白：“漂浮”       酶促
能较好地解释细胞膜的结构和功能的是：液态镶嵌模型
（2）细胞膜的观察分离方法
a.  质壁分离；b.  选择性染色；c.  电镜技术；d.  溶菌酶处理。
▲（3）细胞膜的主要功能
① 负责细胞内外物质的运送、交换（转运）作用，选择性控制营养物、代谢产物进出细胞。
② 维持细胞内正常渗透压的屏障作用：细胞质膜是半渗透膜，具有选择性渗透作用，能阻止高分子通过，并选择性地逆浓度梯度吸收某些低分子进入细胞。
③生物合成场所：是合成细胞壁和糖等有关成分如肽聚糖、磷壁酸等的场所。
④产能基地（生物氧化作用）：细胞膜上存在有琥珀酸脱氢酶、NADH脱氢酶、细胞色素氧化酶、电子传递系统、氧化磷酸化酶及腺苷三磷酸酶(ATPase)，参与能量的产生。
⑤鞭毛的着生点并提供其运动所需的能量：细胞膜上有鞭毛基粒，鞭毛由此长出，为鞭毛提供附着点。
（4）间体（mesosome）
细胞质中主要的膜状结构，由细胞膜以最大量的折皱内陷而形成层状、管状或囊状物。间体的存在增加了细胞膜的面积。间体与细菌分裂形成的横隔有关。
间体的功能可能参与呼吸作用、同DNA的复制和细胞的分裂有关。间体多见于G+菌
3、细胞质和内含物
（1）细胞质
被细胞膜包围着的除细胞核区以外的一切透明、胶状、颗粒状物质，总称为细胞质。
原核生物的细胞质是不流动的。而真核生物相反。
主要成分：水（80%）、蛋白质、核糖体、贮藏物、各种酶类、中间代谢产物、无机盐、载色体和质粒等，少数细菌还存在羧酶化体，伴孢晶体或气泡等构造。
细胞质的功能：提供新陈代谢的场所。
（2）细胞内含物
细胞内含物：指细胞内一些形状较大的颗粒构造。
①  贮藏物
一些不溶性颗粒，主要功能是贮藏营养物。
②  磁小体
存在于少数趋磁细菌中。        趋性（p24）
③  羧酶体（羧化体）
存在于化能、光能自养菌中。
④  气泡
由蛋白质膜构成的泡状物，加大菌体的浮力，便于菌体吸收水中的氧气。  蓝细菌
4、核区和质粒
（1）核区
指原核生物所特有的无核膜包裹、无固定形态的原始细胞核。其成分是一个大型环状双链DNA分子，具有负载细菌遗传信息的功能。又称类核、核质体或拟核。
核区数目：一般1~4个。
拟核的观察：
a. 光镜下特殊染色，相差显微镜，电镜均可见。
b. 在细胞分裂时可见多个。
（2）质粒(plasmids)
细菌核区内、染色体外的遗传物质，由共价闭合环状双链DNA分子组成。
分子量约2~100×106 D，一个细菌细胞可有一至数个质粒。 质粒的应用：基因工程，体外重组等。后详
5、糖被（Glycocalyx）
（1）概念：包被于某些细菌细胞壁外一层厚度不定的透明胶状物质。
（2）组成：除水外，主要是多糖，还有多肽，蛋白质，糖蛋白等。
（3） 糖被的观察：光镜、负染色、特殊染色
（4）种类：         ▲分为荚膜、微荚膜、粘液层和菌胶团。
微荚膜：＜0.2µm   与细胞表面牢固结合。
荚膜：＞0.2µm     与菌表面结合不太紧，震荡离心可得。
粘液层：未固定在细胞壁上，可向菌周围扩散，增大黏性。
菌胶团：多个细菌共有一个荚膜（包裹在细胞群上）。
（5）糖被的生理功能
① 保护作用：保护细菌免受干燥的影响，保护致病菌免受宿主白细胞的吞噬；
② 贮藏养料，供营养缺乏时重新利用；
③ 表面附着作用：龋齿；
④具有致病性，抗原性：具有糖被的细菌毒力强，失去糖被后毒力低，可见糖被有助于细菌的侵染力；
⑤ 废水生物处理时，糖被有吸附有机物的能力；
⑥ 堆积某些代谢废物。
（6）糖被在科研和实践上的应用
① 用于菌种鉴定；② 用作药物和生化试剂；③ 用作工业原料；④ 用于污水的生物处理
5、鞭毛（flagellum）
（1）概念：某些微生物表面由细胞内生出的细长、波曲的结构。      是附属物，数目一到数十根。
▲鞭毛使细菌具有运动性。
能运动的细菌一定具有鞭毛？      错
在各类细菌中，球菌一般无鞭毛、杆菌部分有鞭毛、弧菌和螺旋菌普遍有鞭毛。
（2）鞭毛的结构
鞭毛纤细而具有刚韧性，直径仅0.01~0.02 mm ，长度达15~20mm，分为三部分：基体、钩形鞘和鞭毛丝。 p24图1-11
基体：“马达”         鞭毛生长：顶部延伸
（3）鞭毛的观察
1）暗视野显微镜（活菌）；          2）相差显微镜；
3）光学显微镜（悬滴法）；          4）光学显微镜（特殊鞭毛染色）；
5）电镜；                         6）半固体穿刺培养。
（4）鞭毛的着生方式：一端生、两端生、侧生、周生
a. 偏端单生鞭毛 ；b. 偏端丛生鞭毛 ；c. 两端单生鞭毛；d. 两端丛生鞭毛 ；e. 周生鞭毛 ；            f. 侧生鞭毛。
▲ 鞭毛使细菌具有运动性。
（5）鞭毛的运动
拴菌试验：
为证明细菌鞭毛的运动机制而设计的一个著名实验。先把单毛菌鞭毛的游离端用相应抗体牢固地“栓”在载玻片上，然后在光学显微镜下观察该活细菌的行为。结果发现，该菌会在载玻片上快速旋转，而不是伸缩运动，由此证明细菌的鞭毛是作旋转运动而非“挥鞭”运动（伸缩挥动），其动力来自质子动力，由细胞膜内外质子浓度差和电势差决定。
图  鞭毛旋转与细菌运动的关系
（a）和（b）描述的是极生鞭毛菌的运动
（c）和（d）描述的是具有周生鞭毛的生物体的运动
6、菌毛和性毛
菌毛：某些菌体表面存在的纤细、中空、短而多的附属物。功能是使细菌较牢固地粘连在呼吸道、消化道、泌尿生殖道的粘膜表面上，与菌的致病性、吸附有关。多见于G-致病细菌上。
性（菌）毛：性状介于菌毛与鞭毛之间，功能是在不同菌株间传递DNA片段，有的性菌毛还是RNA噬菌体的吸附受体。多见于G-细菌雄性菌株上。
7、芽孢（spore）
▲（1）概念
某些细菌生长在其生长发育后期，在细胞内形成的一个圆形或椭圆形、厚壁、含水量低、抗逆性（抗干燥、抗热、抗药物、抗辐射等）极强的休眠构造体称为芽孢。
每一个细胞仅形成一个芽孢。
产芽孢细菌的种类并不多。能产生芽孢是种的属性，能产生芽孢的大多数为杆菌。
可根据芽孢在胞内的位置作为菌种鉴定。
（2）形态与结构
（5）芽孢的生理特性
① 芽孢的出现是细胞生长发育，细胞形态的分化，是细胞由一种功能转变成另一种功能的表现，对外界环境（尤其是热）有很强的抗性。
② 能够产生芽孢的菌体，当它处于对数生长期时，一般不形成芽孢，一旦转入稳定期或进入衰亡期初期，营养细胞内会形成一个新型细胞即芽孢。
③ 能产生芽孢是种的属性，能产生芽孢的大多数为杆菌。
④ 形成的芽孢在胞内位置是不同的，以此作为菌体鉴定。
⑤ 芽孢形成需要一定的外界环境，不同菌体所需环境不同。
⑥ 芽孢在适宜条件下又能萌发成营养体，但它不是繁殖器官，因一个芽孢只能形成一个营养体，细胞数目无增多，仅是细菌生活史中的休眠体。
⑦ 细菌一旦形成芽孢，对外界恶劣环境（热、化学药物、辐射）具有很强的抵抗性。
因为：
a. 芽孢内含有大量DPA-Ca（2,6-吡啶二羧酸，占芽孢干重的5~15%）复合物，使细胞体积减小到最小；
b. 由芽孢自身的特点决定：含水量少，代谢慢；
c. 芽孢壁厚、质密，所以热量不容易透入；
d. 芽孢内的蛋白质和酶比营养细胞中的耐热。
（6） 芽孢研究的意义
a.  细菌鉴定指标；
b. 有利于这类细菌的筛选和保藏；
c.  作为衡量灭菌消毒措施的主要指标。
灭菌的彻底与否：杀死芽孢的死亡率。
8、孢囊（cyst）
也是细菌的一种休眠构造。
概念：一些固氮菌在缺乏营养的条件下，细胞外壁加厚、细胞失水而形成的一种抗干旱但不抗热的圆形休眠体。
特点：a.一个营养细胞只有一个孢囊，但一个孢囊可以萌发产生多个幼小细胞；
b.代谢活力：孢囊>芽孢；    对热的抵抗性：孢囊<芽孢；
c.对光照、机械性破坏、紫外线有很强的抵抗性
9、伴孢晶体
苏云金杆菌等少数芽孢杆菌在芽孢形成的同时，会在芽孢旁形成一颗菱形或双椎形碱溶性蛋白晶体，称为伴孢晶体（即δ内毒素）。
大小约0.6×2.0μm，可达细菌干重的30％左右。由于伴孢晶体对200多种昆虫尤其鳞翅目的幼虫有毒杀作用，因而将苏云金芽孢杆菌制成细菌杀虫剂（生物农药）。
杀虫原理：被吞噬      释放出蛋白毒素      与蛋白受体特异结合      细胞膜穿孔     一方面细胞膨胀死亡，另一方面患败血症死亡。
败血症是致病菌或条件致病菌侵入血循环中生长繁殖，
产生毒素和其他代谢产物所引起的急性全身性感染。
三、细菌的繁殖
裂殖（最普遍）和芽殖（少数）两种
1、裂殖
对于杆菌，有横分裂（最普遍）和纵分裂两种形式。
有二分裂、三分裂、复分裂三种形式，绝大多数的细菌都是以二分裂的形式繁殖。
2、芽殖
在母细胞表面先形成一个小突起，待其长到与母细胞相仿后再相互分离并独立生活的一种繁殖方式。       与酵母菌的芽殖相似。
四、细菌的群体形态
单个细菌用肉眼是看不见的，但是，当单个或少数细菌在固体培养基上（内）大量繁殖时，便会形成一个肉眼可见的，具有一定形态结构的子细胞群体。
（一）在固体培养基上（内）的群体形态
1、▲菌落（colony）：在固体培养基表面或内层，以一个到少数几个细胞为中心繁殖而成的一堆肉眼可见的，有一定形态构造等特征的子细胞集团。
CFU：p152  菌落形成单位。
金黄色葡萄球菌菌落形态
！当固体培养基表面众多菌落连成一片时，便成为菌苔。
2、菌落特征：各种细菌在一定条件下形成的菌落具有稳定性和专一性，这是衡量菌种纯度，辨认和鉴定菌种的重要依据。
3、如何描述菌落特征：包括大小、形状、隆起形状、边缘情况、表面状态、表面光泽、质地、颜色、透明度等。
细菌的菌落特征：
Ø       气味：臭味
Ø       外观形态：小而突起（无鞭毛），或大而平坦（有鞭毛）
Ø       含水状态：很湿或较湿
Ø       质地：易挑取
Ø       透明度：透明或稍透明，或不透明且多皱褶（有芽孢）
Ø       颜色：多样；正反面颜色一样，边缘与中央一样
4、影响菌落特征的因素
（1）组成菌落的细胞结构和生长行为；
（2）菌落大小受邻近菌落的影响；
（3）同一菌落中各细胞所处的空间位置；
（4）培养条件：主要是培养基的营养成分，其次是培养时间。
5、菌落的鉴定价值
（1）不同菌的菌落不同；
（2）同种菌在不同培养基上菌落不同；
（3）同种菌在不同培养条件下菌落不同。
（二）在半固体培养基上（内）的群体形态
（1）明胶半固体培养基
判断有无蛋白酶产生
（2）琼脂半固体培养基
判断有无鞭毛/运动性
（三）在液体培养基内（上）的群体形态
第二节  放线菌
放线菌：它以菌落呈放射状而得名。呈菌丝状生长，主要以孢子繁殖。它的细胞构造、细胞壁的化学成分和对噬菌体的敏感性与细菌相同。
分布：广泛，尤其是有机物丰富和呈微碱性的土壤环境中。陆生性较强。 ▲泥土所特有的 “泥腥味” 主要是由放线菌产生的。
特性：
（1）由菌丝体构成，大部分是G+；
（2）绝大多数是腐生的，少数为寄生；
（3）▲放线菌是产生抗生素的主要微生物（62%以上）；
（4）深土层中有白丝,培养基具有土腥味。
一、放线菌的形态构造
（一）典型放线菌——链霉菌的形态构造
分布最广、种类最多、形态特征最典型、与人类关系最密切的放线菌是链霉菌属。
1、菌体
菌丝内无隔        多核的单细胞
2、直径
菌丝很细，d < 1μm。
3、细胞结构
与细菌基本一致。
4、细胞壁
大多是G+
5、菌丝类型
▲ 根据菌丝的形态和功能分为营养菌丝（基内菌丝/一级菌丝）、气生菌丝（二级菌丝）和孢子丝三种。
（1）营养菌丝
又称为基内菌丝、初级菌丝或一级菌丝体。匍匐生长于培养基内，主要生理功能是吸收营养和排泄代谢废物。
营养菌丝一般无隔膜，直径 0.2~0.8μm，长度差别很大，短的小于100μm，长的可达600μm，有的产生色素。
（2）气生菌丝
又称二级菌丝。指营养菌丝体发育到一定时期，长出培养基外并伸向空间的菌丝。        它叠生于营养菌丝之上，直径比营养菌丝粗，颜色较深。
（3）孢子丝
当气生菌丝生长发育到一定程度，在其上分化出可形成孢子的菌丝即为孢子丝，是放线菌主要的繁殖体。孢子丝的形态多样，有直、波曲、沟状、螺旋状等。
链霉菌的常见孢子丝形态       p31图1-16
6、孢子
孢子丝横裂产生成串的分生孢子。
横隔分裂：膜内陷、壁和膜同时内陷两种途径。
孢子丝分隔成孢子
孢子形态多样，颜色丰富。
白、黄、淡绿、灰黄、淡紫孢子：表面光滑； 粉红色孢子：少数表面有刺； 黑色孢子：绝大多数表面有刺和毛状物。
孢子对不良环境有较强的抵抗力，但它只耐干旱，不耐高温/不耐热，这与细菌芽孢不同。
7、其它放线菌所特有的形态构造      p32
有的还有鞭毛       有的有孢（子）囊
8、放线菌生活史
孢子→营养菌丝→气生菌丝→孢子丝→孢子
孢子是繁殖体     “种子”
二、放线菌的繁殖
大多是需氧菌，最适生长温度28~32℃。生长很缓慢，2~7天形成典型菌落。
放线菌处于液体培养时很少形成孢子，但其各种菌丝片段都有繁殖功能，这一特性对于在实验室进行摇瓶培养和工厂的大型发酵罐中进行深层液体搅拌培养来说，十分重要。
放线菌主要是通过无性孢子进行繁殖，无性孢子主要有分生孢子和孢子囊孢子（固体培养时）；也可以借菌丝片断繁殖（绝大多数是液体培养时）。
1、分生孢子
在孢子丝顶端形成成串或单个孢子，由菌丝分裂形成。
横隔分裂：膜内陷、壁和膜同时内陷两种途径。
2、孢子囊孢子
少数放线菌在菌丝上产生孢子囊，孢子囊成熟后破裂，释放出大量孢子囊孢子。
思考题：芽孢与孢子的区别？
3、菌丝片段
可繁殖成新的菌丝，常见于液体培养基中。
三、放线菌的群体特征
（一）在固体培养基上
总菌落特征：常有泥腥味。菌落一般呈圆形，较小，干燥，不透明，表面光滑或有许多皱褶（上有一薄层彩色的干粉），质地致密（难以挑取），菌落呈一定色泽（正反面常不一样）。在光学显微镜下观察，菌落周围具有辐射状菌丝。总的特征介于霉菌和细菌之间。
第三节   蓝细菌
蓝细菌亦名蓝藻或蓝绿藻，单细胞，但是很少以单一个体生活，通常形成肉眼可见的丝状或群体。细胞壁与G-细菌相似，有肽聚糖、二氨基庚二酸，所以把它们归属于原核生物中。
分布广：从热带到两极，从海洋到高山，土壤、岩石以及其它生物体上均能成片生长，有的在80℃以上的热泉，含盐多的湖泊或其它极端环境中也占有优势。
“先锋生物”
生理特性：
形态差异大：有单细胞和丝状体两类形态。细胞的直径从一般细菌大小（0.5～1 mm）到60 mm，丝状体的长度差异很大。
u     有些蓝细菌的细胞质中含有气泡，可使蓝藻漂浮于水中，有利于吸收阳光。
u     蓝细菌具有它所特有结构——光合器。蓝细菌可进行光合作用。
由于各色素间含量的比例不一样，因此，蓝细菌呈现出蓝色、红色、紫色、黄色或绿色等多种色彩。
水华、赤潮：当水体中含有大量的含N和P的物质后，会引起蓝细菌的过度繁殖而导致水体的富营养化，大量繁殖的蓝细菌覆盖在水面并呈现出多彩颜色，▲在淡水域称为“水华”，在海水域称为“赤潮”。形成“水华”和“赤潮”的水域往往有剧毒，能引起水生生物的中毒死亡；大量蓝细菌覆盖在水面导致水体中溶解氧的减少；另外，大量蓝细菌因死亡而腐败，致使水体缺氧而发臭。
第四节  支原体、立克次氏体和衣原体
支原体、立克次氏体和衣原体都属于革兰氏阴性的、原始而小型的原核生物。从支原体、立克次氏体到衣原体，其寄生性逐渐增强，所以，它们是界于细菌和病毒之间的一类原核生物。
一、支原体
无细胞壁，是最小的原核微生物，能通过细菌滤器，以二分裂或出芽等方式繁殖。
分布：广泛分布于土壤，污水或堆肥中。
致病性：支原体极少数才是致病菌，人的胸膜肺炎、尿道炎、关节炎、老年支气管炎等，以及家禽、家畜的呼吸道疾病等都可由支原体引起的。
支原体的特点：
a、不具有细胞壁，只有细胞膜，因此细胞形态多变；
b、个体很小，能通过细菌滤器，是已知最小的原核微生物；
c、典型的菌落呈“油煎荷包蛋”模样。
二、立克次氏体
Ø       立克次氏体介于细菌和病毒之间，细胞结构与细菌相似，有细胞壁，不能通过细菌滤器，多为杆状和球状；繁殖方式为二分裂。
Ø       立克次氏体不能独立生活，是专性活细胞寄生物，通常寄生在节肢动物如虱子、跳蚤、螨虫等的消化道表面细胞内，并以节肢动物为媒介传染给人和其它脊椎动物。
Ø       主要传染病有斑疹伤寒、恙虫热等。对抗菌素（如青霉素、四环素）和热敏感。
三、衣原体
我国微生物学家汤飞凡首先从沙眼中分离得到。
概况：介于立克次氏体与病毒之间，能通过细菌滤器，G-。二分裂方式繁殖。
生活方式：寄生性，必须从寄主活细胞得到能量。
特性：不耐热、不怕低温，冷冻干燥可保藏多年；化学药物（0.1%甲醛、乙醚及0.5%石炭酸）可引起衣原体的死亡。四环素、红霉素抑制生长。
致病性：衣原体是专性细胞内寄生物，可以直接侵入宿主细胞，能感染鸟类、哺乳动物及人类。
由衣原体引起的疾病主要有以下几种类型：沙眼及包涵体结膜炎、衣原体性肺炎、鹦鹉
热、猫抓热等。
附：螺旋体
u     螺旋体是一类细长、柔软、螺旋状、运动活泼的原核细胞型微生物。
u     基本结构与细菌相似，例如有细胞壁、原始核质，以二分裂方式繁殖，对抗生素等药物敏感等
u     螺旋体广泛分布在自然界和动物体内，种类很多，有腐生和寄生两大类。腐生型常存在于污泥和垃圾中，而寄生型种类能引起人畜疾病。
u     螺旋体分5个属：包柔螺旋体属、密螺旋体属、钩端螺旋体属、脊螺旋体属、螺旋体属。前三属中有引起人患回归热、梅毒、钩端螺旋体病的致病菌，后两属不致病。
螺旋菌与螺旋体的区别：① 螺旋不满一圈称为弧菌，满2~6环称为螺旋菌，旋转周数在6环以上的称为螺旋体； ② 螺旋菌两端有鞭毛 ，而螺旋体没有；③ 螺旋菌靠鞭毛运动，而螺旋体以轴丝为运动器官（此点与原生动相似）。