微生物分三型八大类
真核细胞型微生物（eukaryote)——细胞核分化程度高，有核膜和核仁，细胞器完整。如真菌。 原核细胞型微生物(prokaryote)——细胞核的分化较低，仅有原始核，无核膜、核仁。细胞器很不完善。DNA和RNA同时存在。这类微生物众多，有细菌、放线菌、支原体、衣原体、立克次体、螺旋体。
非细胞型微生物(none cell)——是最小的一类微生物。无典型的细胞结构，只有核心和蛋白衣壳，核酸类型为DNA或RNA。只能在活细胞内生长繁殖。病毒属之。
第一章 细菌的形态和结构 第一节 细菌的大小和形态
细菌(bacterium)
广义——所有原核细胞型微生物（细菌、支原体衣原体、立克次体、螺旋体、放线菌） 共性：有细胞壁、原始核质、二分裂、对抗 生素敏感
狭义——专指其中的细菌
观察细菌常用光学显微镜，其大小用测微尺在显微镜下进行测量，以微米(μm)为单位。不同种类的细菌大小不一，同一种细菌也因菌龄和环境因素的影响而有差异。 细菌按其外形，主要有球菌（coccus）、杆菌（bacillus） 、螺形菌（spiral bacterium）。 球菌 根据细菌分裂的平面和菌体之间的排列方式分双球菌、链球菌和葡萄球菌等。
杆菌 不同杆菌的大小、长短、粗细很不一致：链杆菌、棒状杆菌、球杆菌、分枝杆菌、双歧杆菌 螺形菌 根据菌体的弯曲分为弧菌、螺菌、螺杆菌
第二节 细菌的结构
一、细菌的基本结构
包括：细胞壁、细胞膜、细胞质、核质 1、细胞壁 是位于细菌细胞最外层，包绕在细胞膜周围，无色透明、坚韧而富有弹性的膜状结构。平均厚度为12——30nm，组成较复杂，并随不同菌种而异。主要成分是肽聚糖。
不同细菌细胞壁的组成不同，根据革兰染色法将细菌分为两大类：革兰阳性菌和革兰阴性菌。 革兰阳性菌：肽聚糖(peptidoglycan)—聚糖骨架、四肽侧链、五肽交联桥（三维立体结构）。聚糖骨架是由N-乙酰葡萄糖胺和N-乙酰胞壁酸经β-1，4糖苷键连接，在N-乙酰胞壁酸分子上连接四肽侧链，四肽侧链再由五肽交联桥组成。在革兰阳性菌中高达50层，为其细胞壁主要成分。
溶菌酶能切断β-1，4糖苷键，引起细菌裂解。青霉素能干扰四肽侧链和五肽交联桥的连接，使细菌不能合成完成的细胞壁，可导致细菌死亡。
革兰阳性菌细胞壁特殊组分——磷壁酸(teichoic acid) 磷壁酸为革兰阳性菌特有成分，分为壁磷壁酸和膜磷壁酸两种。壁磷壁酸结合在细胞壁的肽聚糖的胞壁酸上，另一端游离于细胞外； 膜磷壁酸结合在细胞膜上。另一端游离。
磷壁酸的主要生理功能为：
①通过分子上的大量负电荷浓缩细胞周围的Mg2＋，以提高细胞膜上一些合成酶的活力； ②贮藏元素；
③调节细胞内自溶素的活力，借以防止细胞因自溶而死亡； ④作为噬菌体的特异性吸附受体；
⑤赋予G＋细菌特异的表面抗原，因而可用于菌种鉴定；
⑥增强某些致病菌对宿主细胞的粘连，避免被白细胞吞噬，并有抗补体的作用。
革兰阴性菌：肽聚糖(peptidoglycan)—聚糖骨架、四肽侧链（二维平面结构）。聚糖骨架组成与阳性菌相同，也是由N-乙酰葡萄糖胺和N-乙酰胞壁酸经β-1，4糖苷键连接，但是缺乏交联桥，只能形成二维平面结构，而且交联率低，只有25%，故多数侧链呈游离状。这种二维平面的肽聚糖在革兰阴性菌中只有1——2层，只作为其细胞壁的组成成分之一。
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革兰阴性菌细胞壁特殊组分——外膜(outer membrane) 外膜位于肽聚糖外侧，由内向外由脂蛋白、脂质双层和脂多糖三部分组成。
外膜－（具有控制细胞的透性、提高Mg2＋浓度、决定细胞壁抗原多样性等作用）脂多糖(LPS)类脂A核心多糖O—特异侧链外膜蛋白－脂蛋白：具有使外膜层与内壁肽聚糖层紧密连接的功能；孔蛋白：控制某些物质进入外膜的三聚体跨膜蛋白周质空间－存在着多种周质蛋白，包括水解酶类、合成酶类和运输蛋白等。磷脂肽聚糖
革兰阴性菌与革兰阳性菌细胞壁结构比较 细胞壁 强度 厚度 肽聚糖层数 肽聚糖含量 磷壁酸 脂质双层 脂蛋白 脂多糖 革兰阳性菌 较坚韧 20-80nm 可多达50层 占细胞壁干重50%-80% + — — — 革兰阴性菌 较疏松 10-15nm 1-2层 占细胞壁干重5%-20% — + + +
（2）细胞壁的功能：
①维持菌体固有的形态：细菌一旦失去细胞壁，就变得多形。
②保护细菌抵抗低渗环境：菌体内的大气压是外界的5~25倍，没有细胞壁，必将涨破。
③参与菌体内外的物质交换：与细胞膜一起参与物质交换，细胞壁上有很多小孔，容许小分子物质通过
④菌体表面带有多种抗原分子，可诱发机体的免疫应答。
（3）细菌细胞壁缺陷型或L型(bacterial L form)：细胞壁的肽聚糖结构受到理化或生物因素的直接破坏或合成被抑制，受损后的细菌在高渗环境下仍可存活的细菌。
某些L型仍有一定的致病力，通常引起慢性感染。
细菌L型呈高度多形性，大小不一。着色不匀，无论其原为革兰阳性或阴性菌，形成L型大多染成革兰阴性。细菌L型生长缓慢，营养要求高，对渗透压敏感，普通营养基上不能生长，培养时
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必须用高渗的含血清的培养基。
细菌L型在高渗的含血清的培养基上生长后形成三种类型的菌落 （荷包蛋样） 2、细胞膜
细菌细胞膜的结构与真核细胞者基本相同，由磷脂和多种蛋白质组成，但不含胆固醇。 细菌细胞膜的功能与真核细胞者类似，主要有物质转运、生物合成、分泌和呼吸等作用。 细菌细胞膜可形成一种特有的结构，称为中介体。中介体：是部分细胞膜内陷、折叠、卷曲形成的囊状物，多见于革兰阳性菌。其功能类似于真核细胞的线粒体，故亦称为拟线粒体。 3、细胞质
（1）核糖体(ribosome)：细菌合成蛋白质的场所，游离存在于蛋白质中。
（2）质粒(plasmid)：染色体外的遗传物质，存在于细胞质中。为闭合环状的双链DNA，控制细菌某些特定的遗传特性。
（3）胞质颗粒：细菌细胞质中含有多种颗粒，大多为贮藏的营养物质。其中有一种主要成分是RNA和多偏磷酸盐的颗粒，其嗜碱性强，用亚甲蓝染色时着色较深呈紫色，称为异染颗粒(metachromatic granule)。常见于白喉棒状杆菌，位于菌体两端，故又称极体(polar body)，有助于鉴定。 4、核质
核质由单一密闭环状DNA分子反复回旋卷曲盘绕组成松散网状结构。细菌是原核细胞，不具有成形的核。细菌的遗传物质称为核质或拟核，无核膜、核仁和有丝分裂器。功能与真核细胞的染色体相似——决定细菌各种遗传性状。 二、特殊结构
1、荚膜：某些细菌在其细胞壁外包绕一层粘液性物质，厚度>=0.2μm，边界明显，光镜下可见时，称为荚膜。厚度< 0.2μm者称为微荚膜。其成分为疏水性多糖或蛋白质的多聚体，用理化方法去除后并不影响细胞的生命活动。
荚膜的功能—与细菌的致病性有关，抗吞噬作用；；粘附作用；抗有害物质的损伤作用。
2、鞭毛：许多细菌在菌体上附有细长并呈波状弯曲的丝状物，称为鞭毛，是细菌的运动器官。 鞭毛需用电子显微镜观察，或经特殊染色法使鞭毛增粗后才能在光镜下看到。由：基础小体、钩状体、丝状体组成。（单毛菌、双毛菌、丛毛菌、周毛菌） 3、菌毛：许多革兰阴性菌和少数革兰阳性菌菌体表面存在着一种比鞭毛更细、更短而直硬的丝状物。分为普通菌毛和性菌毛（G-）两类。普通菌毛是细菌的黏附结构，性菌毛参与F质粒的接合传递。菌毛在普通光学显微镜下看不到，必须用电子显微镜观察。
4、芽胞：某些细菌在一定的环境条件下，能在菌体内部形成一个圆形或卵圆形小体，是细菌的休眠形式。芽胞形成后细菌即失去繁殖能力，不能再进行二分裂繁殖。产生芽胞的都是革兰阳性菌。芽孢折光性强、壁厚、不易着色，经特殊染色光镜下可见。芽胞的抵抗力强，可在自然界中存在多年，是重要的传染源。但芽胞并不直接引起疾病，只有发芽成为繁殖体后，才能迅速大量繁殖而致病。芽胞抵抗力强，故应以杀灭芽胞作为可靠的灭菌指标。高压蒸汽灭菌法是杀灭芽孢最有效的方法。（一个细菌只形成一个芽胞，一个芽胞发芽也只生成一个菌体）
第二章 细菌的生理
第二节 细菌的营养与生长繁殖
一、细菌的营养类型
? 自养菌(autotroph)：以简单的无机物为原料，合成菌体成分。
? 异养菌(heterotroph)：以多种有机物为原料，合成菌体成分并获得能量。异养菌包括腐生
菌(saprophyte)和寄生菌(parasite)。所有的病原菌都是异养菌，大部分属寄生菌。
二、细菌的营养物质
营养物质：水、碳源、氮源、无机盐及生长因子为细菌的代谢及生长繁殖提供必需的原料和充足的能量。
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三、细菌摄取营养物质的机制 被动扩散: 顺浓度梯度, 不需能量 主动转运: 逆浓度梯度, 需要能量 四、影响细菌生长的环境因素
1、营养物质：水、碳源、氮源、无机盐及生长因子为细菌的代谢及生长繁殖提供必需的原料和充足的能量
2、酸碱度(pH)：多数病原菌最适PH为7.2----7.6 3、温度：病原菌最适温度为37度
4、气体：专性需氧菌：具有完善的呼吸酶系统，需要分子氧作为受氢体以完成需氧呼吸，仅能在有
氧环境下生长。
微需氧菌：在低氧压（5%-6%）生长最好。
兼性厌氧菌：兼有有氧呼吸和无氧发酵两种功能，在有氧、无氧环境中均能生长，但以有
氧时 生长较好。大多数病原菌属于此。
专性厌氧菌：缺乏完善的呼吸酶系统，只能进行无氧发酵，必须在无氧环境中生长。 C O2 ：对细菌生长也很重要，大部分细菌在代谢中产生的 C O2可满足需要，个别细菌初次分离
时需人工供给5-10%C O2
5、渗透压
五、细菌的生长繁殖 1、细菌个体的生长繁殖
繁殖方式----细菌以简单的二分裂方式进行繁殖。
繁殖速度----繁殖一代所需时间（代时）约20-30min。但少数细菌代时较长，如结核分枝杆菌代时为18小时。
2、 细菌群体的生长繁殖 迟缓期(lag phase)：细菌被接种培养基的最初一段时间，主要是适应新环境，同时为分裂繁殖作物
质准备，此时细菌体积比较大，含有丰富的酶和中间代谢产物。
对数期(logarithmic phase)：细菌分裂繁殖最快的时期，菌数以几何级数增长，研究细菌的最佳时
期
稳定期(stationary phase)：由于营养物质的消耗，代谢产物的堆积，繁殖数与死亡数几乎相等。
活菌数保持稳定。
衰退期(decline phase)：繁殖变慢，死菌数超过活菌数。细菌形态发生改变，生理活动趋于停滞。
第三节 细菌的新陈代谢和能量转换
一、细菌的能量代谢
? 发酵：无氧时, 以有机物(lactate, ethanol)为受氢体。1Glucose?2ethanol+2CO2+2ATP ? 呼吸：以无机物为受氢体。
? 有氧呼吸：以氧为受氢体。1Glucose+6O2? 6CO2+6H2O+38ATP
? 厌氧呼吸：无氧时, 以其它无机物(CO2, SO42-, NO3-)为受氢体。 1Glucose?2ATP 二、细菌的代谢产物
（一）分解代谢产物和细菌的生化反应
细菌种类不同——细菌酶不同——分解物质能力不同——代谢产物不同——鉴别作用. (二）细菌的合成代谢产物
? 热原质(pyrogen)：或称致热原。是细菌合成的一种注入人体或动物体内能引起发热反应物
质。产生热原质的细菌大多是革兰阴性菌，热原质即其细胞壁的脂多糖。
? 毒素与侵袭性酶：细菌产生外毒素和内毒素两类毒素。外毒素(exotoxin)是多数革兰阳性菌
和少数革兰阴性菌在生长繁殖过程中释放到菌体外的蛋白质；内毒素(endotoxin)是革兰阴
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性菌的脂多糖。
? 色素：细菌的色素有两类——水溶性色素，能弥散到培养基或周围组织。脂溶性色素，不溶
于水，只存在于菌体，使菌落显色而培养基颜色不变。
? 抗生素：某些微生物代谢过程中产生的一类能抑制或杀死某些其他微生物或肿瘤细胞的物
质。
? 细菌素：某些菌株产生的一类具有抗菌作用的蛋白质。
? 维生素：细菌能合成某些维生素除供自身需要外，还能分泌至周围环境中。
第三章 消毒灭菌与病原实验室生物安全
第一节 消毒灭菌的常用术语
? 消毒(disinfection)：杀死物体上病原微生物的方法，并不一定能杀死含芽胞的细菌或非病
原微生物。用以消毒的药品称为消毒剂(disinfectant)。
? 灭菌(sterilization)：杀灭物体上所有微生物的方法。灭菌比消毒要求高，包括杀灭细菌
芽胞在内的全部病原微生物和非病原微生物。
? 抑菌(bacteriostasis)：抑制体内或体外细菌的生长繁殖。常用的抑菌剂为各种抗生素。 ? 防腐(antisepsis)：防止或抑制体外细菌生长繁殖的方法。细菌一般不死亡。 ? 无菌(asepsis)：不存在活菌，多是灭菌的结果。
? 无菌操作（antiseptic technique）防止微生物进入人体或物体的操作技术。
第二节 消毒灭菌的方法
一、物理消毒灭菌法 （一）热力灭菌法
1、干热灭菌法：焚烧：废弃物、尸体
灼烧：接种环、试管口
干烤：（160~170℃，2h）玻璃器皿 红外线（0.7~1000um波长的电磁波）：医疗器械 2、湿热灭菌法
— 巴氏消毒法：61.1-62.8 ℃ 30min 或71.7℃15-30s,主要用于牛乳消毒。 — 煮沸法（100 ℃，5min）食具、注射器等消毒 — 流动蒸汽消毒法（100 ℃ 15-30min）
— 间歇蒸汽灭菌法（100 ℃ 5-30min，37 ℃24h×3天） — 高压蒸汽灭菌法
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? 压力—103.4KPa（1.05Kg/cm） ? 温度—121.3 ℃ ? 时间—15-20min ? 效果—杀灭包括芽孢在内所有微生物 ? 应用—所有耐高温、高压、耐湿的物品 同样温度下，湿热比干热灭菌效果好。原因： —蛋白含水量多时易凝固变性 —湿热穿透力比干热大 —湿热的蒸汽具有潜热 （二）辐射杀菌法 1、紫外线 ? 原理：波长200-300nm的紫外线具有杀菌作用。其中260~266nm波长UV与DNA吸收光谱一致。
其主要作用于DNA，使一条DNA链上相邻的两个胸腺嘧 啶共价结合形成二聚体，干扰DNA复制与转录，导致细菌变异和死亡，并可杀灭病毒。
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