微生物学
    一、纯培养和显微技术
    无菌技术
    ? 用于分离、培养微生物的器具事先不含任何微生物；
    ? 在转接、培养微生物时防止其它微生物的污染，其自身也不污染环境；
    稀释倒平板法：操作较麻烦，对好氧菌、热敏感菌效果不好！
    涂布平板法：使用较多的常规方法，但有时涂布不均匀！
    选择培养分离：
    1、抑制大多数其它微生物的生长；
    2、使待分离的微生物生长更快；使待分离的微生物在群落中的数量上升，方便用稀释法对其进行纯化。
    3、使待分离的微生物生长“突出”；直接挑取待分离的微生物的菌落获得纯培养。
    二、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。
    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；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。
    1、养菌丝：匍匐生长于培养基内，吸收营养，也称基内菌丝。
    2、气生菌丝：营养菌丝发育到一定阶段，伸向空间形成气生菌丝，
    3、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。
    立克次氏体：
    1）某些性质与病毒相近
    a 、专性活细胞寄生物，除五日热（战壕热）立克次氏体（Rickettsia
    wolhynica）外均不能在人工培基上生长繁殖。这是因为它们体内酶系不完全，一些必需的养料需从宿主细胞获得；细胞膜比一般细菌的膜疏松，营养物质较易通过，细胞内物质也容易漏出。这种可透性膜，一方面使它们有可能容易从宿主细胞获得大分子物质，另一方面也决定了它们一旦离开宿主细胞则易死亡）
    b、大小介于病毒与一般细菌之间，除伯氏立克次氏体（Rickettsia
    burneti）外，均不能通过细菌过滤器（球状体：0.2-0.5 mm；杆状体：0.3-0.5 x 0.3-2 mm；）
    2）由于长期适应的结果，立克次氏体形成了一种必须从一种宿主传至另一宿主的特殊生活方式，它们几乎都有自己的天然动物宿主，主要以节肢动物（虱、蜱、螨等）为媒介，寄生在它们的消化道表皮细胞中，然后通过节肢动物叮咬和排泄物传播给人和其他动物。有的立克次氏体能引起人类的流行性斑疹伤寒、恙虫热、Q热等严重疾病，而且立克次氏体大多是人兽共患病原体。对热、干燥、光照、脱水及普通化学试剂的抗性均差，离开宿主仅能存活数小时至数日，但如随节肢动物粪便排出，在空气中自然干燥后，其抗性变得相当强。有的可在室温保持毒力二年左右。
    支原体：
    1）无细胞壁，只有细胞膜，细胞形态多变；
    2）个体很小，能通过细菌过滤器，曾被认为是最小的可独立生活的细胞型生物。
    3）可进行人工培养，但营养要求苛刻，菌落微小，呈典型的“油煎荷包蛋”；
    4）一些支原体能引起人类、牲畜、家禽和作物的病害疾病，如肺炎支原体；
    应用活组织细胞培养病毒或体外组织细胞培养时，常被支原体污染。
    衣原体：
    1）细胞结构与细菌类似；具有类似的细胞壁，细胞壁内也含有胞壁酸、二氨基庚二酸等。核糖体也是由30S和50S二个亚基组成。
    2）细胞呈球形或椭圆形，直径为0.2-0.3 mm，能通过细菌滤器；
    3）专性活细胞内寄生；衣原体有一定的代谢活性，能进行有限的大分子合成，但缺乏产生能量的系统，必须依赖宿主获得ATP，因此又被称为“能量寄生型生物”
    4）在宿主细胞内生长繁殖具有独特的生活周期，即存在原体和始体两种形态。具有感染性的原体通过胞饮作用进入宿主细胞，被宿主细胞膜包围形成空泡，原体逐渐增大成为始体。始体无感染性，但能在空泡中以二分裂方式反复繁殖，形成大量新的原体，积聚于细胞质内成为各种形状的包涵体（inclusion
    body），宿主细胞破裂，释放出的原体则感染新的细胞。5）衣原体广泛寄生于人类、哺乳动物及鸟类，少数致病，如沙眼衣原体是类砂眼的病原体，甚至引起结膜炎、角膜炎、角膜血管翳等临床症状，成为致盲的重要原因。1956年，我国微生物学家汤飞凡等应用鸡胚卵黄囊接种法，在国际上首先成功地分离培养出沙眼衣原体。现衣原体可用多种细胞培养。
    ? 衣原体不耐热，60度10分钟即被灭活，但它不怕低温，冷冻干燥可保藏多年。对红霉素、氯霉素、四环素敏感。
    粘细菌生活史：
    1、营养细胞：杆状、柔软、缺乏坚硬的细胞壁，无鞭毛，产生粘液，可在固体表面作“滑行”运动，以分类方式进行繁殖。
    2、子实体：营养细胞发育到一定阶段，在适宜的条件下彼此向对方移动，在一定位置聚集成团，形成形态各，肉眼可见的子实体。单个子实体中可能含有109个或更多由某些营养细胞转变而成的休眠结构，称为拈孢子（mycospore）。能形成子实体是粘细菌区别于其它原核微生物的最主要标志。而在营养生长阶段如果有足够的养料就不形成子实体，当营养耗尽时，营养细胞群就开始形成子实体。子实体干燥后，可借助风力、水力等到处传播，遇到适宜的环境又萌发成为营养细胞。
    蛭弧菌特性：
    1、鞭毛多为偏端单生；
    2、生活方式多样：寄生、兼性寄生，极少数腐生。一般认为后者为突变株；
    3、可能成为防治有害细菌的一种有力武器。
    蓝细菌特性：
    1）分布极广；
    2）形态差异极大；有球状、杆状和丝状体，个体直径一般为3-10 mm，有的可达60
    mm。当许多个体聚集在一起，可形成肉眼可见的、很大的群体。若繁茂生长，可使水的颜色随菌体颜色而变化。
    3）细胞中含有叶绿素a，进行产氧型光合作用。它被认为是地球上生命进化过程中第一个产氧的光合生物，对地球上从无氧到有氧的转变、真核生物的进化起着里程碑式的作用。
    4）具有原核生物的典型细胞结构：细胞核无核膜，也不进行有丝分裂，细胞壁含胞壁酸和二氨基庚二酸，革兰氏染色阴性。
    5）营养极为简单，不需要维生素，以硝酸盐或氨作为氮源，多数能固氮，其异形细胞（heterocyst）是进行固氮的场所。
    6）分泌粘液层、荚膜或形成鞘衣，因此具有强的抗干旱能力。
    7）无鞭毛，但能在固体表面滑行，进行光趋避运动。
    8）许多种类细胞质中有气泡，使菌体漂浮，保持在光线最充足的地方，以利光合作用。
    与君初相识，忽如故人归。
    2008-12-1 19:432
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    古生菌：
    1977年，Carl Woese以16S
    rRNA序列比较为依据，提出的独立于真细菌和真核生物之外的生命的第三种形式。在分类地位上与真细菌和真核生物并列为三域（Domain），并且在进化谱系上更接近真核生物。在细胞构造上与真细菌较为接近，同属原核生物。
    多生活于一些生存条件十分恶劣的极端环境中，例如高温、高盐、高酸等。
    真菌：一类低等真核生物
    1、具有细胞核，进行有丝分裂；
    2、细胞质中含有线粒体但没有叶绿体，不进行光合作用，无根、茎、叶的分化；
    3、以产生有性孢子和无性孢子二种形式进行繁殖；
    4、营养方式为化能有机营养（异养）、好氧；
    5、不运动（仅少数种类的游动孢子有1-2根鞭毛）；
    6、种类繁多，形态各异、大小悬殊，细胞结构多样；
    霉菌：
    “丝状真菌”的统称，不是分类学上的名词。霉菌菌体均由分枝或不分枝的菌丝（hypha）构成。许多菌丝交织在一起，称为菌丝体（mycelium）。
    霉菌在自然界分布极广，土壤、水域、空气、动植物体内外均有它们的踪迹。常在潮湿的气候下大量生长繁殖，长出肉眼可见的丝状、绒状或蛛网状的菌丝体，有较强的陆生（可能因为好氧，在液体中生活不好）。它们同人类的生产、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（据统计全世界平均每年由于霉变而不能食（饲）用的谷物约占2%，这是一笔相当惊人的经济损失。
    有用物品的生产（如风味食品、酒精、抗生素（青霉素、灰黄霉素）、有机酸（柠檬酸、葡萄糖酸、延胡索酸等）、酶制剂（淀粉酶、果胶酶、纤维素酶等）、维生素、甾体激素等。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，可引起约3万种植物病害，是植物传染性病害的主要病原微生物，例如，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；
    霉菌可引起多种人及动物的皮肤疾病及其他一些深层病变，如既可侵害皮肤、粘膜，又可侵害肌肉、骨骼、内脏，如可引起肺炎，此外，一些被霉菌感染的食品也可使人得病，如大米、花生中黄曲霉素、黄米毒素等均可引起动物致癌）
    腐生型霉菌在自然界物质转化中也有十分重要的作用；
    菌丝的特化：
    1）菌环：菌丝交织成套状
    2）菌网：菌丝交织成网状
    捕虫菌目（Zoopagales）
    这是在长期的自然进化中形成的特化结构，主要功能是用于吸收营养物质。这些生长在土壤中真菌是捕食者，形成的特异菌丝构成巧妙的网，可以捕捉小型原生动物或无脊椎动物，捕获物死后，菌丝伸入体内吸收营养。
    3）附枝：匍匐菌丝、假根（类似树根，吸收营养），功能是固着和吸收营养，例如根霉（Rhizopus）匍匐枝和基质接触处分化出来的根状结构。
    4）附着枝：若干寄生真菌由菌丝细胞生出1-2个细胞的短枝，以将菌丝附着于宿主上，这种特殊的结构即附着。
    5）吸器：一些专性寄生真菌从菌丝上分化出来的旁枝，侵入细胞内分化成指状、球状或丝状，用以吸收细胞内的营养。为吸收菌丝，进入藻类或植物细胞，二者共生。
    6）附着胞，许多植物寄生真菌在其芽管或老菌丝顶端发生膨大，并分泌粘性物，借以牢固地粘附在宿主的表面，这一结构就是附着胞，附着胞上再形成纤细的针状感染菌丝，以侵入宿主的角质层而吸取营养。
    7）菌核：是一种休眠的菌丝组织。由菌丝密集地交织在一起，其外层教坚硬、色深，内层疏松，大多呈白色。有些寄生性真菌与宿主共同形成假菌核。
    例如冬虫夏草。
    8）子座：菌丝交织成垫状、壳状等，在子座外或内可形成繁殖器官。
    霉菌菌落的特点：
    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。
    霉菌的繁殖方式：
    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、节孢子、分生孢子、孢囊孢子等。
    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）。
    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。
    霉菌有性孢子繁殖的特点：
    a）不如无性繁殖那么经常与普遍，在自然条件下较多，在一般培养基上不常见。
    b）方式因菌种不同而异，有的两条营养菌丝就可以直接结合，有的则由特殊的性细胞（性器官）相互交配，形成有性孢子。
    c）核配后一般立即进行减数分裂，因此菌体染色体数目为单倍，双倍体只限于接合子。
    d）霉菌的有性繁殖存在同宗配合和异宗配合两种情况。
    e）霉菌的有性孢子包括接合孢子、卵孢子、子囊孢子等。
    霉菌的生活史：
    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。
    霉菌孢子的特点：