微生物学1教案微生物学Ⅰ教案

微生物学I教案

课程名

微生物学I

称授课专

药物制剂

课程编业

生-0401-制

号

课程类必修课校级公共课（）;基础或专业基础课（M）;专业课（）

型选修课限选课（）；任选课（）

授课方课堂讲授（M）；

考核方式考试（M）；考查（）

式实践课（M）

课程教

学学分

52学时2.5学分

总学时数

数

学时分

课堂讲授32学时；实践课18学时；自学2学时

酉己

出版社

微生物学与

教材名作及人民卫生出版社

免疫学（第五沈关心，

称者出版时2003年出版

版），

间

指定参考医学微生物作陆德源出版社人民卫生出版社

书学者周德庆及2002年

微生物学教沈萍出版时高等教育出版社

程间2002年

微生物学高等教育出版社

2000年

授课教职微生物与细胞生物

蔡苏兰讲师单位

师称学教研室

微生物学I教案

周次第1次课

-W-

早T

第1章绪论

名称

授课理论课（4）；实践课（）；教学

2学时

方式实习（）时数

教学

目的掌握微生物的概念、特点、命名及分类。

及了解微生物学的研究范围及其发展简史。

要求

教学主要内容

微生物与微生物学

1.微生物的概念

2.微生物的类群及特点

3.微生物的作用

4.微生物的分类及细菌的命名

5.微生物学

二、微生物学的发展简史

1.经验时期(一1676年)

2.发现时期(1676—1861)

3.黄金时期(1861—1897)

4.生理学时期、奠基(1897—1953)

5.发展时期(1953—)

三、其他

教学微生物的概念，微生物的类群及特点

重点微生物的分类及细菌的命名

与微生物学发展过程中典型人物及其贡献

难点

举例说明微生物是人类的朋友

启发提问

少数微生物也是人类的敌人

自学内容微生物学发展过程中典型人物及其贡献

教学手段多媒体课件教学

《微生物学与免疫学》沈关心，高等教育出版社2003

参考资料

《微生物学》沈萍，高等教育出版社2002

第1章绪论

第一节微生物与微生物学

一、微生物的概念

微生物：指在自然界广泛分布的个体微小，结构简单，肉眼不能

看到，需借助光学显微镜或电子显微镜放大几百倍，几千倍，甚至几

万倍才能看到的微小生物的统称。

二、微生物的类群及特点

1.微生物类群

r原接生物—轴曲古•菌

I真核领—真礼单制例联.原生动物

*匕网触物—病率"毒

2微生物类群的特点

令个体小，结构简单：

大小以um计，但比表面积（表面积/体积）大.。

结构：无细胞结构（病毒）

单细胞（细菌，放线菌）

简单多细胞（真菌）

令新陈代谢能力强，生长繁殖速度快。

令数量大，分布广，种类多；

$•分布：

人迹可到之处，微生物的分布必然很多，

而人迹不到的地方，也有大量的微生物存在！

上种类：

微生物的生理代谢类型多；

代谢产物种类多；

微生物的种数“多”；

4数量：

在自然界中（土壤、水体、空气，动物体内和体表）

都生存有大量的微生物！

◊易变异，抗性强，适应性强。

三、微生物的作用：既是人类的敌人，更是人类的朋友！

1、自然界的物质循环和环境保护

2、医药领域

3、食品行业

4、生物工程制药

5、基因工程研究

四、微生物的分类及细菌的命名

1、微生物的分类

令分类依据：是否有完整的细胞结构，是否有分化完整的细胞核

共分为三类：非细胞型微生物、原核细胞型微生物、真核细

胞型微生物

令微生物在生物界的分类地位

1969年，Whittaker提出五界系统学说，我国学者在此基础上

提出六界系统学说：动物界、植物界、真菌界、原

生生物界、原核生物界、病毒界

2、细菌命名法

令采用生物学的林奈“拉丁双名法”

工属名（名词，大写字母开头）+种名（形容词，小写）+（命

名者的姓）

上属名+sp.表示某一属种的某一种菌

*属名+spp.表示某一属种的几种菌为species

缩写的单复数）

五、微生物学及其研究内容

微生物学是研究微生物生命活动规律的学科。它的基本内容

是：①微生物细胞的结构和功能，研究细胞的构建及其能量、物质、

信息的运转；②微生物的进化和多样性，研究微生物的种类，它们之

间的相似性和区别，以及微生物的起源；③生态学规律，研究不同微

生物之间以及它们同环境之间的相互作用；④微生物同人类的关系。

第二节微生物学的发展简史

微生物学的发展历史可分为五个时期

一、感性认识阶段（史前期）——1676年前

令我国8000年前就开始出现了酿酒;

令4000年前埃及人已学会酿制果酒；

令2500年前发明酿酱、醋，用曲治消化道疾病；

令公元九世纪痘浆法、痘衣法预防天花；

令16世纪，古罗巴医生G.Fracastoro:疾病是由肉眼看不

见

令的生物（livingcreatures）引起的；

令1641年，明末医生吴又可也提出“戾气”学说；

二、形态学发展阶段（初创期）——1676-1861

17世纪中叶荷兰人吕文虎克（AntonivanLeeuwenhoek）用

自制的简单显微镜观察并发现了许多微生物。

三、生理学发展阶段（奠基期）——1861-1897

巴斯德：彻底否定了“自然发生”学说；免疫学——预防接

种；发现并证实发酵是由微生物引起的；其他贡献

科赫：微生物学基本操作技术方面的贡献；对病原细菌的研

究作出了突出的贡献。

四、生化学发展阶段（发展期）——1897-1953

令进入微生物生化水平的研究

令分支学科更为扩大，出现了抗生素等新学科

令开始寻找有益微生物代谢产物

令普通微生物学科开始形成

令各相关学科和技术的相互渗透和促进，加速了微生物的

发展

五、分子生物学发展阶段（成熟期）——1953-至今

令J.D.Waston,H.F.C.Crick发现DNA双螺旋模型

令迅速成长为十分热门的前言学科；

令进入到分子水平的研究，成为分子生物学的研究对象

令向着更自觉、更有效和可人为控制的方向发展

其它：微生物学发展过程中的重大事件

周次第2次课

早-fe-下-4-?-

第2章细菌（1）

名称

授课理论课（4）；实践课（）；教学

2学时

方式实习（）时数

熟悉细菌的大小与基本形态

教学掌握细菌基本结构中细菌细胞壁结构和化学组成与功

目的能

及掌握革兰染色的原理、方法、意义及革兰阳性菌和革

要求兰阴性菌细胞壁的异同点

了解细胞壁缺陷细菌特性及意义。

教学主要内容

一、细菌的大小和形态

1.细菌的大小

2.细菌的形态

二、细菌细胞壁的结构和化学组成以及生理功能

教学

重点G,和G「细胞壁的结构、革兰氏染色的原理，细菌的特

与殊结构

难点

启发提问细菌细胞壁的共能功能

教学手段多媒体课件教学

《微生物学与免疫学》沈关心，高等教育出版社2003

参考资料

《微生物学》沈萍，，高等教育出版社2002

第2章细菌（1）

细菌（bacteria）的细胞结构在原核生物中具有代表性，是微生

物的一大类群，在自然界分布广、种类多，与人类生产和生活的关系

也十分密切，是微生物学的主要研究对象。

第一节细菌的形态、结构

一、细菌的大小和形态

1.细菌的大小

令球菌大小以其直径表示，杆菌和螺旋菌以其长度与宽

度表示。

令微米是测量细菌大小的常用单位。

2.细菌的形态

尽管细菌种类繁多，就单个有机体而言，其基本形

态可分为球状、杆状与螺旋状三种：分别被称为球菌、

杆菌和螺旋菌。

令球菌细胞呈球形或椭圆形。在分裂后产生的新细胞常保持一

定的空间排列方式，在分类鉴定上有重要意义。

4单球菌细胞单个，分散。

上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。

工链球菌细胞沿一个平面分裂，新个体不但可保持成对的样

子，并可连成链状。如溶血链球菌、乳链球菌。链的长短

往往具特征性，例如乳链菌每2-3个细胞形成一串，而无

乳链球菌则形成很长的链。

*四联球菌细胞分裂沿两个互相垂直的平面进行，分裂后四

个细胞特征性地连在一起，呈田字形。如四联微球菌。

4-八叠球菌细胞沿着三个互相垂直的方面进行分裂，分裂后

每八个细胞特征性地叠在一起呈一立方体。

上葡萄球菌细胞无定向分裂，多个新个体形成一个不规则的

群集，犹如一串葡萄。如金黄色葡萄球菌、白色葡萄球菌。

令杆菌细胞呈杆状或圆柱形。

上弧菌菌体只有一个弯曲，其程度不足一圈，犹如"C"

字，或似逗号。

4螺旋菌菌体回转如螺旋状。螺旋数目和螺距大小因种

而异。。

4-弧菌与螺旋菌的显著特征，前者往往为偏端单生鞭毛或

丛生鞭毛，后者两端都有鞭毛。

二、细菌的细胞结构

其结构可分为两部分：一是不变部分或基本结构，如细胞壁、细

胞膜、细胞核和核糖体，为全部细菌细胞所共有；二是可变部分或特

殊结构，如鞭毛、菌毛、荚膜、芽花和气泡等。

1.基本结构

令细胞壁

4概念：细胞壁是位于细胞表面，内侧紧贴细胞膜的一层

较为坚韧，略具弹性的细胞结构。

上证实细胞壁存在的方法：

(1)细菌超薄切片的电镜直接观察；

(2)质、壁分离与适当的染色，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；

土细胞壁的功能

(1)保护细胞，使其免受由于渗透压的变化而引起的

细胞破裂

(2)维持细菌的基本形态；

(3)为细胞的生长、分裂和鞭毛运动所必需；

(4)细胞壁是多孔性的，水和直径小于Inni的物质可

以自由通过，故有一定的通透性和机械阻挡作用；

（5）细菌的细胞壁还与细菌的致病性、抗原性和对某

些药物及噬菌体的敏感性有关。

4-革兰染色与细胞壁：

C.Gram（革兰）于1884年发明的一种鉴别不同类型

细菌的染色方法。其染色要点：先用结晶紫染液染色，

再加媒染剂一碘液处理，使菌体着色，然后用乙醇脱色，

最后用复染液（沙黄或番红）复染。显微镜下菌体呈红色

者为革兰氏染色阴性细菌（常以丁表示），呈深紫色者为

革兰氏染色阳性反应细菌（常以G,表示）。G*菌与G菌细胞

壁的化学组成结构具有明显差异。

（1）革兰阳性细菌

细胞壁的化学组成以肽聚糖为主，另外还结合磷壁

（酸）质。肽聚糖是由若干个N-乙酰葡萄胺和N-乙酰胞

壁酸以及少数氨基酸短肽链组成的亚单位聚合而成。

以61,4葡萄糖昔键连接，形成肽聚糖多糖链。以肽

键连接的氨基短肽，形成了肽聚糖的肽链，其氨基酸

的组成和排列顺序，通常为L-丙氨酸、D-谷氨酸、L-

赖氨酸和D-丙氨酸。相邻的短肽通过一定的方式将肽

聚糖亚单位交叉联结成重复结构。

磷壁（酸）质又名垣酸，可分为甘油型和核糖醇型两

种。

(2)革兰氏阴性细菌

革兰氏阴性细菌细胞壁分为内壁层和外壁层。

内壁层由肽聚糖组成。肽聚糖多糖链结构与革兰氏

阳性细菌相同，但肽链中的L-赖氨酸往往被其他二氨基

酸取代。由于它们只有30%的肽聚糖亚单位彼此交织联

结，故其网状结构不及革兰氏阳性细菌的坚固，显得比

较疏松。外壁层再分为内、中、外三层。最外层为脂多

糖层，中间为磷脂层，内层为脂蛋白层

4-细胞壁缺陷细菌

(1)原生质体(protoplast)在革兰氏阳性细菌培

养物中加溶菌酶或在含青霉素等的培养基里培养阳性细

菌，便可破坏或抑制细胞壁的合成。细菌除去细胞壁后

剩下的部分叫做原生质体。特点：均呈球形、对环境条

件很敏感，、有的原生质体还保留着鞭毛，但不能运动，

也不能被相应的噬菌体感染。

(2)球形体(spheroplast)多用革兰氏阴性细菌，以

上述同样方法处理便可获得。球形体较之原生质体外界

环境具一定抗性，并能在普通培养基上生长。

(3)L-型细菌(bacterialL-form)是细菌在某些环境

条件下所形成的变异型。没有完整而坚韧的细胞壁，细

胞呈多形态，有的能通过滤器，故又称"滤过型菌'在

低渗条件下生长缓慢，在固体培养基上形成一种直径约

0.1mm的微小菌落，

周次第3次课

早-fe-下-4-?-

第2章细菌（2）

名称

授课理论课（4）；实践课（）；教学

2学时

方式实习（）时数

教学

掌握细菌细胞膜、细胞质、核质的结构和化学组成以

目的

及生理功能

及

要求

教学主要内容

一、细胞膜

定义、结构、组成、功能

二、细胞质

定义、结构、组成、功能

三、核质

定义、结构、组成、功能

教学

重点

细菌基本结构的结构与功能

与

难点

启发提问细菌基本结构包括哪几部分？

教学手段多媒体课件教学

《微生物学与免疫学》沈关心，高等教育出版社2003

参考资料

《微生物学》沈萍，高等教育出版社2002

第2章细菌(2)

一、细菌的基本结构

1.细胞膜

令概述

工细胞膜(celImembrace)又称原生质膜或质膜

(plasmalemma),是外侧紧贴于细胞壁而内侧包围细胞质

的一层柔软而富有弹性的半透性薄膜。间体

4用电子显微镜观察细菌细胞的超薄切片，在细胞质中可见

一个或数个较大的、不规则的层状、管状或囊状物，称为

间体(mesosome)。它是细菌细胞质中主要的、典型的单位

膜结构，与细胞膜连接。对间体的生理功能还不完全了解。

2.细胞核

令概述

4为细菌的核比较原始，故称为原始形态的核或拟核

(nucleoid),它实际上是DNA性质的、与高等生物细胞核

功能相似的核物质，所以又称染色质体或细菌染色体。

1在静止期的细菌，核多呈球形、棒状或哑铃状。正常情况

下，一个菌体内具体一个核；而细菌处于活跃生长时，由

于DNA的复制先于细胞分裂，一个菌体内往往有2-4个核;

质粒(plasmid)

工很多细菌细胞质中，除染色体外还有质粒。它是存在于细

菌染色体外或附加于染色体上的遗传物质，绝大多数由共

价闭合环状双螺旋DNA分子所构成。

3.细胞质及其内含物

令细胞质是细胞膜内的物质，除细胞核外，皆为细胞质。它无

色透明，呈粘液状，主要成分为水、蛋白质、核酸、脂类，

并有少量糖及无机盐。此外还有气泡和颗粒状内含物。

令颗粒状内含物在许多细菌细胞中，常含有各种较大的颗粒，

大多系细胞贮藏物，如异染颗粒、聚B-羟基丁酸、肝糖、硫

滴等。这些内含物常因菌种而异，即使同一种菌，颗粒的多

少也随菌龄和培养条件不同而有很大变化。往往在某些营养

物质过剩时，细菌就将其聚合成各种贮藏颗粒，当营养缺乏

时，它们又被分解利用。

令核糖体由65%的核糖酸和35%的蛋白质组成。沉降系数均为

70S;真核微生物细胞器核糖体变为70S,而细胞质中的却为

80S.

二、细菌的特殊结构

1.糖被

令糖被(glycocalyx)某些细菌在生活过程中，能够向其细胞

壁外分泌一层疏松、透明的粘液状物质，称为糖被。

令糖被按其有无固定层次、层次厚薄又可细分为：荚膜(capsule

或macrocapsule,大荚膜):工0.2um;微荚月莫(microcapsule):

<0.2um;粘液层(s1imelayer):边界不明显；菌胶团

(zoogloea):细菌群体共用一个荚膜

令荚膜的化学组成因菌种而异，主要是多糖，有的也含有多肽、

蛋白、脂以及由它们组成的复合物一脂多糖、脂蛋白等.

令产生荚膜是微生物的一种遗传特性，种的特征，但并非细胞

绝对必要的结构，失去荚膜的变异株同样正常生长。

令荚膜的形成与环境条件密切相关。

令荚膜虽不是细胞的重要结构，但它是细胞外碳源和能源性贮

藏物质，并能保护细胞免受干燥的影响，同时能增加某些病

原菌的致病能力，使之抵御宿主吞噬细胞的吞噬。

令产荚膜细菌，常常给生产带来麻烦。

令在一定条件下，有害的东西可变为有益的物质。

2.单便毛

令运动性微生物细胞的表面，着生有一根或数根由细胞内伸出

的细长、波曲、毛发状的丝状体结构即为鞭毛(flagellum)。

它是细菌的"运动器官

令鞭毛着生的位置和数目是种的特征，具有分类鉴定的意义。

上偏端单生鞭毛菌在菌体的一端只生一根鞭毛，如霍乱弧

菌、荧光假单胞菌。

工两端单生鞭毛菌在菌体两端各具一根鞭毛，如鼠兄咬热

螺旋体。

工偏端丛生鞭毛菌菌体-端生-束鞭毛，如铜绿假单胞菌、

产碱杆菌。

1周生鞭毛菌周身都生有鞭毛，如大肠杆菌、枯草杆菌等。

令鞭毛抗原又叫H（H）抗原，各种细菌的鞭毛蛋白质由于氨基酸

组成不同导致H抗原性质上的差别，帮可通过血清学反应，

进行细菌分类鉴定。近代科学技术的发展和应用，对鞭毛的

结构也有了比较清楚的认识。例如大肠杆菌，一根完整的鞭

毛，从形态上可分为三个部分：细胞最外面的是螺旋形鞭毛

丝，靠近细胞表面的是鞭毛钩，埋在细胞膜里的基体。

3.菌毛

令很多革兰氏阴性细菌，尤其是肠道细菌和某些假单胞菌属的

菌株以及少数革兰氏阳性细菌的细胞表面，有一些比鞭毛更

细、较短而直硬的丝状体结构叫上菌毛（fimbria）。菌毛不是

细菌的"运动器官"。某不具鞭毛的细菌生有菌毛，有的细菌

二者兼有。

令菌毛的类型很多，肠道菌就有性毛和普通菌毛两种。

令性菌毛（sexpili）是在性质粒（F因子）控制下形成的，故又

称F-菌毛（F-pili）。它比普通菌毛粗而长，数目较少，通过

性菌毛，雄性株就可将遗传物质传递给不具性质粒的雌性菌

株，使之也能产生性菌毛。至于遗传物质到底怎样传递的，

有待进一步研究。

令菌毛亦由蛋白质组成。

4.芽抱

令某些细菌，在其生长的一定阶段，在细胞内形成一个圆形，椭

圆形的结构，对不良环境条件具有较强的抗性，这种休眠体即

称芽抱(spore)或抱子。

令能否形成芽抱是细菌种的特征。

令芽抱形成的位置、形状、大小因菌种而异，在分类鉴定上有一

定意义。

令芽抱具有厚而致密的壁，不易着色，在相差显微镜下呈现折光

性很强的小体；用芽花染色法染色后，普通光学显微镜下也可

看见。

令芽抱的形成是一个非常复杂的过程，绝非细胞质的简单浓缩和

核物质的简单分配。芽抱形成的机制，有待进一步研究。

令芽抱一旦形成，对恶劣环境条件具有很强的抗抵能力。目前有

一种较新的解释芽抱抗热性的理论，被称为“渗透调节皮层膨

胀学说"。

令应该注意的是一个营养细胞内只能形成一个芽抱，而一个芽抱

也只产生一个营养体。芽抱，仅仅是芽抱细菌生活史中的一环,

是细菌的休眠体，而不是一种繁殖方式。

令伴抱晶体：芽抱杆菌属中有些种，如苏云金芽抱杆菌等，形成

芽抱的同时，在细胞内产生一种日体状多肽类内含物，称为

伴抱晶体。伴抱晶体由蛋白质组成，是一种毒性晶体，对100

种以上的鳞翅目昆虫有毒性。

周次第4次课

-fe--4-?-

早下

第2章细菌（3）

名称

授课理论课（4）；实践课（）；教学

2学时

方式实习（）时数

掌握细菌生长的必要条件、繁殖方式，细菌群体生长

教学的四个时期及意义。

目的掌握细菌在培养基中的生长情况，细菌培养的用途。

及熟悉细菌的营养分型、营养物质与营养物质的吸收方

要求式。

了解培养细菌的方法和条件，培养基的种类和作用，

教学主要内容

细菌的营养与生长繁殖

1.细菌细胞的化学组成

2.细菌需要的营养物质及生理功能

3.吸收营养物质的方式

4.细菌的营养类型

5.细菌的生长繁殖

6.细菌的人工培养

教学营养物质的吸收、营养类型

重点细菌的生长繁殖的条件

与细菌的人工培养、培养基、菌落、生长曲线

难点

启发提问微生物如何吃“食物”？

教学手段多媒体课件教学

《微生物学与免疫学》沈关心，高等教育出版社2003

参考资料

《微生物学》沈萍，高等教育出版社2002

第2章细菌(3)

细菌的营养和繁殖

微生物的特点：食谱广、胃口大。营养物质(nutrient):那些

能够满足微生物机体生长、繁殖和完成各种生理活动所需的物质。营

养(nutrition):微生物获得和利用营养物质的过程。

一、微生物的六大营养要素

1.碳源

凡是可以被微生物用来构成细胞物质或代谢产物中碳素来源的

物质通称碳源(carbonsource)o碳源通过机体内一系列复杂的化学

变化被用来构成细胞物质和(或)为机体提供完成整个生理活动所需

要的能量。因此，碳源通常也是机体生长的能源。

2.氮源

凡是能被微生物用来构成细胞物质中或代谢产物中氮素来源的营养

物质通常称为氮源(nitrogensource)o

3.能源

能为微生物生命活动提供能量来源的营养物或辐射能称为能源

(energysource)o根据来源不同可以把能源分为两类：一是化学物

质，化能有机异养型微生物的能源为有机物，与它们的碳源相同。化

能无机自养型微生物的能源为无机物，与它们的能源物质不同。二是

辐射能，是光能自养型和光能异养型微生物的能源。

4.无机盐

无机盐(mineralsalts)是微生物生长必不可少的一类营养物

质，它们为机体生长提供必需的金属元素。这些金属元素在机体中的

生理作用有参与酶的组成、控制细胞的氧化还原电位和作为某些微生

物生长的能源物质等。

5.生长因子某些微生物在一般含有碳源、氮源、无机盐的培养基

里培养时还不能生长或生长极差，但当在这种培养基里加进某种组织

(或细胞)提取液时，这些微生物能生长得很好。说明这种组织(或

细胞)里含有某些微生物生长所需要的因子。生长因子(growth

factor)通常指那些微生物生长所必需而且需要量很小，但微生物自

身不能合成或合成量不足以满足机体需要的有机化合物。可将它们分

成维生素(vitamin)、氨基酸与口票吟(或喀噫)碱基三大类。

6.水水是微生物生长所需要的另外一种重要物质，它在微生物的

生存中起着重要的作用。水在机体中的生理作用主要有：1.起到溶剂

与运输介质的作用；2.参与细胞内一系列化学反应；3.维持蛋白质、

核酸等生物大分子稳定的天然构象；4.能有效地吸收代谢过程中放

出的热并将吸收的热迅速地散发出去，从而有效地控制细胞内温度变

化；5.水是维持细胞正常形态的重要因素；6.微生物通过水合作用与

脱水作用控制由多亚基组成的结构，。

二、微生物的营养类型

1.光能无机自养型微生物这是一类能以C02作为唯一碳源或主要

碳源并利用光能进行生长的微生物，它们能以无机物如硫化氢、硫代

硫酸钠或其它无机硫化物作为供氢体，使C02还原成细胞物质，并且

伴随有元素硫的放出。

2.光能有机异养型微生物这类微生物不能以C02作为主要碳源或

唯一碳源，而必须以有机物作为供氢体，利用光能将C02还原成细胞

物质，光能异养型细菌在生长时大多数需要外源的生长因子。

3.化能无机自养型微生物这类微生物与光能自养型微生物相比，它

们生长所需要的能量来自无机物氧化过程中放出的化学能。它们在以

C02或碳酸盐作为唯一或主要碳源进行生长时，利用电子供体如氢气、

硫化氢、二价铁离子或亚硝酸盐等使C02还原成细胞物质。

4.化能有机异养型微生物目前在已知的微生物中大多数属于化能

异养型。它们生长所需要的能量均来自有机物氧化过程中放出的化学

能，生长所需要的碳源主要是一些有机化合物，如淀粉、糖类、纤维

素、有机酸等。因此，在化能异养型微生物里有机物通常即是它们生

长的碳源物质又是能源物质。

在化能异养型微生物中，根据它们利用的有机物的特性，又可分

为腐生型(metatrophy)与寄生型(paratrophy)两种类型。

上述四大类型微生物的划分不是绝对的。它们在不同的条件下生长

时，往往可以互相转变。三、营养物质进入细胞的方式

1.扩散

扩散(diffusion)是一种简单的吸收方式。不规则运动溶质(如

营养物质)通过细胞膜中的含水小孔，由高浓度的胞外环境向低浓度

的胞内扩散，这种扩散是非特异性的，但膜上的含水小孔的大小和形

状对被扩散的营养物质的分子大小有一定的选择性。

2.促进扩散

促进扩散(facilitateddiffusion)也是一种物质运输方式，它

与扩散的方式相类似，例如物质在运输过程中不需要代谢能，物质本

身在分子结构上也不会发生变化，不能进行逆浓度运输，运输的速率

随着细胞内外该物质的浓度差的缩小而降低，直至膜内外的浓度差消

失，从而达到动态平衡。但是促进扩散与扩散的重要不同点是物质在

运输过程中，需要借助位于膜上的一种载体蛋白参与物质的运输，并

且每种载体蛋白只运输相应的物质。因此，这种运输的第二个特点是

对被运输的物质有高度的立体专一性。

3.主动运输

主动运输(activetransport)是物质运输的过程中要消耗代谢

能，运输的速率不依赖于细胞膜内外被运输物质的浓度差，而是可以

逆浓度运输的运输方式。另外主动运输也需要载体蛋白参与运输过

程，因而这种运输方式对被运输的物质有高度的立体专一性，被运输

的物质与相应的载体蛋白之间存在着亲和力，并且这种亲和力在膜内

外大小不同。

4.基团转位

基团转位(grouptranslocation)除了在运输过程中，物质分子

发生化学变化这一特点以外，其它的特点都与主动运输方式相同。

除以上四种运输方式外，在原生动物特别是变形虫中存在着膜泡

运输(membranevesicletransport)o

四、细菌的生长繁殖

生长：细菌进行营养活动，体积增大，表现为生长。

繁殖：生长到一定程度，细胞开始分裂，形成两个基本相似的子细胞

每个子细胞又重复此过程，称为繁殖。

1.细菌生长与繁殖的条件

令充足的营养物质

令适宜的酸碱度(pH)

令适宜的温度

令气体条件

2.细菌的繁殖方式和繁殖速度

令繁殖方式：无性二分裂

令繁殖速度：一般为20―30分钟

五、细菌的人工培养

培养基(medium)是人工配制的，适合微生物生长繁殖或产生代

谢产物的营养基质。无论是以微生物为材料的研究,还是利用微生物

生产生物制品，都必须进行培养基的配制，它是微生物学研究和微生

物发酵工业的基础。

1.配制培养基的原则

令选择适宜的营养物质

令营养物质浓度及配比合适

令控制pH条件、氧化还原电位

令灭菌处理

2.培养基的类型及应用

令培养基种类繁多，根据其成分、物理状态和用途可将培养基分

成多种类型。

按成份不同划分

工天然培养基(complexmedium):以化学成分还不清楚或化学

成分不恒定的天然有机物组成,牛肉膏蛋白陈培养基和麦芽

汁培养基就属于此类。

4-合成培养基(syntheticmedium):由化学成分完全了解的物

质配制而成的培养基，也称化学限定培养基(chemically

definedmedium)o

令根据培养基中凝固剂的有无及含量的多少，可将培养基划分为

固体培养基、半固体培养基和液体培养基三种类型。

［固体培养基(solidmedium)

在液体培养基中加入一定量凝固剂即为固体培养基。常用的凝固

剂有琼脂(agar)、明胶(gelatin)和硅胶(silicagel)。在实验室中，

固体培养基一般是加入平皿或试管中，制成培养微生物的平板或斜

面。固体培养基为微生物提供一个营养表面，单个微生物细胞在这个

营养表面进行生长繁殖,可以形成单个菌落。固体培养基常用来进行

微生物的分离、鉴定、活菌计数及菌种保藏等。

上半固体培养基(semisolidmedium)

半固体培养基中凝固剂的含量比固体培养基少，培养基中琼脂量

一般为0.2~0.7%。半固体培养基常用来观察微生物的运动特征、分

类鉴定及噬菌体效价滴定等。

4-液体培养基(liquidmedium)

液体培养基中未加任何凝固剂。在用液体培养基培养微生物时，

通过振荡或搅拌可以增加培养基的通气量，同时使营养物质分布均

匀。液体培养基常用于大规模工业生产以及在实验室进行微生物的基

础理论和应用方面的研究。

令按用途划分

4-基础培养基(minimummedium)

基础培养基是含有一般微生物生长繁殖所需的基本营养物质的

培养基。牛肉膏蛋白陈培养基是最常用的基础培养基。基础培养基也

可以作为一些特殊培养基的基础成分,再根据某种微生物的特殊营养

需求,在基础培养基中加入所需营养物质。

』加富培养基(enrichmentmedium)

加富培养基也称营养培养基,即在基础培养基中加入某些特殊营养物

质制成的一类营养丰富的培养基,这些特殊营养物质包括血液、血清、

酵母浸膏、动植物组织液等。加富培养基一般用来培养营养要求比较

苛刻的异养型微生物。

4-选择培养基(selectivemedium)

选择培养基是用来将某种或某类微生物从混杂的微生物群体中

分离出来的培养基。根据不同种类微生物的特殊营养需求或对某种化

学物质的敏感性不同，在培养基中加入相应的特殊营养物质或化学物

质，抑制不需要的微生物的生长,有利于所需微生物的生长。

4-鉴别培养基(differentialmedium)

鉴别培养基是用于鉴别不同类型微生物的培养基。在培养基中加

入某种特殊化学物质，某种微生物在培养基中生长后能产生某种代谢

产物，而这种代谢产物可以与培养基中的特殊化学物质发生特定的化

学反应，产生明显的特征性变化,根据这种特征性变化,可将该种微生

物与其他微生物区分开来。鉴别培养基主要用于微生物的快速分类鉴

定，以及分离和筛选产生某种代谢产物的微生物菌种。

六、细菌培养方法及其生长现象

1.固体培养法

令菌落(colony):在固体培养基表面或内部由单个微生物细胞

殖形成的肉眼可见的细胞集团。又称纯种细胞群或克隆

(clone)。

令用途：微生物分离、纯化、活菌计数、保存、鉴别菌种等。

众多菌落连成一片称菌苔。使微生物在固体培养基平板上形

成单个菌落的基本原理是稀释。

令基本方法平板划线法、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！

2.半固体培养法

令用途：细菌的运动能力、菌种保藏或某些生化反应等。

3.液体培养法

令用途：观察生长状况，检测生化反应及代谢产物等。

令方法：

4-静止培养(stationaryculture):浑浊、菌膜、沉淀。

4-摇瓶培养(shakingculture):促进生长繁殖。

土罐培养法(tankculture):放大实验，实验室或工业生

产。

4.生长曲线(GrowthCurve):

*定义：将一定量的细菌接种到定量适宜的液体培养基中培养,

定时取样测定细胞数量，以培养时间为横座标，以菌数的对

数为纵座标作图，得到的一条反映细菌在整个培养期间菌数

变化规律的曲线。

上根据细菌生长繁殖速率的不同，可将生长曲线大致分为延迟

期、对数期、调整期或滞留适应期。

(1)延迟期处于延迟期细菌细胞的特点可概括为8个

字：分裂迟缓、代谢活跃。

延迟期出现的原因，可能是为了调整代谢。

延迟期的长短与菌种的遗传性、菌龄以及移种前后所处

的环境条件等因素有关，短的只需几分钟，长的可达几小时。

在生产实践中，通常采取的措施有增加接种量，在种子培养

中加入发酵培养基的某些营养成分，采用最适种龄(即处于对

数期的菌种)的健壮菌种接种以及选用繁殖快的菌种等措施，

以缩短延迟期，加速发酵周期，提高设备利用率。

(2)对数期(logphase)对数期又称指数期

(exponentialphase)o在此期中，细胞代谢活性最强，组成

新细胞物质最快，所有分裂形成的新细胞都生活旺盛。这一

阶段的突出特点是细菌数以几何级数增加，代时稳定，细菌

数目的增加与原生质总量的增加，与菌液混浊度的增加均呈

正相关性。

处于对数期的微生物，其个体形态、化学组成和生理特

性等均较一致，代谢旺盛，生长迅速，代时稳定，所以是研

究基本代谢的良好材料，也是发酵生产的良好种子，如果用

作菌种，往往延迟期很短以至检查不出，这样可在短时间内

得到大量微生物，以缩短发酵周期。

(3)稳定期(stationaryphase)又称恒定期或最高生

长期。处于稳定期的微生物，新增殖的细胞数与老细胞的死

亡数几乎相等，整个培养物中二者处于动态平衡，此时生长

速度，又逐渐趋向零。

稳定期的细胞内开始积累贮藏物，如肝糖、异染颗粒、

脂肪粒等，大多数芽抱细菌也在此阶段形成芽抱。如果为了

获得大量菌体，就应在此阶段收获，因这时细胞总数量最高；

这一时期也是发酵过程积累代谢产物的重要阶段，某些放线

菌抗生素的大量形成也在此时期。

(4)衰亡期(deciinehpase)稳定期后如再继续培养，

细菌死亡率逐渐增加，以致死亡数大大超过新生数，群体中

活菌数目急剧下降，出现了"负生长"，此阶段叫衰亡期。

4-不同的微生物或同一种微生物对不同物质的利用能力是不

同的。有的物质可直接被利用（例如葡萄糖或NH+4等）；有

的需要经过一定的适应期后才能获得利用能力（例如乳糖或

N03-等）。前者通常称为速效碳源（或氮源），后者称为迟效

碳源（或氮源）。当培养基中同时含有这两类碳源（或氮源）

时，微生物在生长过程中会形成二次生长现象。

上微生物生长的测定

微生物生长：单位时间里微生物数量或生物量

（Biomass）的变化。微生物生长的测定：个体计数；群体

重量测定；群体生理指标测定。

周次第5次课

-fe--4-?-

早下

第2章细菌（4）

名称

授课理论课（4）；实践课（）；教学

2学时

方式实习（）时数

教学

目的掌握细菌分解代谢产物及其生化反应的原理、意义

及掌握细菌合成代谢产物及其在医学上的意义。

要求

教学主要内容

一、细菌的代谢

细菌的重要代谢产物：糖发酵试验、IMVC

二、细菌的感染与致病性

毒素

教学糖发酵试验、IMVC实验的原理与意义

重点内毒素与外毒素

与

难点

启发提问

热原质的物质基础是什么？

自学内容细菌的致病性

教学手段多媒体课件教学

《微生物学与免疫学》沈关心，高等教育出版社2003

参考资料

《微生物学》沈萍，高等教育出版社2002

第2章细菌(4)

细菌的新陈代谢

新陈代谢(metabolism)是细胞内发生的各种化学反应的总称，

它主要由分解代谢(catabolism)和合成代谢(anabolism)两个过程组

成。

分解代谢是指细胞将大分子物质降解成小分子物质，合成代谢是

指细胞利用简单的小分子物质合成复杂大分子的过程。

一、细菌的酶

1.按存在部位可将细菌的酶划分为胞内酶和胞外酶。

2.按产生方式可将细菌的酶分为组成酶和诱导酶。

3.按专属性可将细菌的酶分为共有酶和特有酶。

4.限制与修饰系统近年来，在基因工程研究中，发现细菌体

内含有与防御作用有关的限制酶(restrictionenzyme)和修饰酶

(modificationenzyme),称为限制与修饰系统(R-M系统)。

二、细菌的代谢产物

1.分解代谢产物和相关的生化反应试验

由于不同细菌细胞内的酶系统不完全相同，对同一营养物质的代

谢途径和代谢产物也不相同，因此可以通过检测不同的代谢产物对细

菌进行鉴定，称为细菌的生化反应，其中以细菌分解糖和氨基酸产物

的生化反应类型为主。

令糖发酵试验(carbohydratetermentationtest)不同种

类的细菌对糖的分解利用能力不同，对同种糖分解的途径也

不尽相同：有的只产酸，有的可同时产生酸和气体，借此可

以鉴别细菌。

令甲基红试验(methylredtest)大肠埃希菌和产气肠杆菌

均属5短杆菌，并且都能分解葡萄糖、乳糖产酸产气，二者

不易区别。但两者所产生的酸类和总酸量不一：大肠埃希茵

可产生甲酸、乙酸、乳酸、琥珀酸和乙醇，而产气肠杆菌只

产生甲酸以及乙醇和乙酰甲基乙醇。从而大肠埃希菌培养液

酸性强，pH在4.5以下，加入甲基红指示剂呈红色，为甲基

红试验阳性；产气肠杆菌将分解葡萄糖产生的两分子丙酮酸

转变成1分子中性的乙酰甲基甲醇，故生成的酸类少，培养

液最终pH在5.4以上，加入甲基红指示剂呈桔黄色，甲基红

试验阴性。

令VP试验(Voges-Proskauertest)产气肠杆菌在含有葡萄

糖的培养基中，可分解葡萄糖产生丙酮酸，丙酮酸进一步脱

疑生成乙酰甲基甲醇，在碱性溶液中能被空气中的氧氧化成

二乙酰，二乙酰可与蛋白陈中精氨酸的胭基发生反应，生成

红色的化合物，此为VP反应阳性。大肠埃希菌分解葡萄糖不

能产生乙酰甲基甲醇，最终培养液的颜色不能变红，故其VP

反应为阴性。

令枸檬酸盐利用试验(citrateuti1izationtest)产气肠

杆菌能利用拘橡酸盐为碳源，在仅含有枸檬酸盐为唯一碳源

的培养基中能生长，分解枸檬酸盐产生co2,再转变为碳酸盐,

使培养基由中性变为碱性，导致含有淡麝香草酚蓝(BTB)指

示剂的培养基由中性时的绿色变为蓝色，此为枸檬酸盐利用

试验阳性。大肠埃希菌不能利用枸檬酸盐，在上述培养基上

不能生长，结果为阴性。

令叫味试验(indoletest)有些细菌体内含有色氨酸酶，能

分解色氨酸生成呻味，在培养液中加入对-二甲基氨基苯甲醛

试剂，可生成红色的玫瑰叫味，称为叫味试验阳性。大肠埃

希菌、霍乱弧菌等叫味试验为阳性；产气肠杆菌、伤寒沙门

菌等为阴性。

2.合成性代谢产物

令毒素(toxin)

细菌毒素按其来源、性质和作用的不同分为外毒素和内毒素。

金外毒素(exotoxin)

病原细菌，主要是一些革兰氏阳性菌，在生长过程中合

成并分泌到胞外的毒素，化学本质是蛋白质。特点：通常为

蛋白质，抗原性强，可选择作用于各自特定的组织器官，不

同病原菌产生的外毒素不同，所引起的症状也不同。其毒性

作用强，但毒性不稳定，对热和某些化学物质敏感。

类毒素(toxoid)和抗毒素(antitoxin):因外毒素对

热和某些化学物质敏感，可以脱毒形成类毒素。用0.3-0.4%

甲醛处理外毒素，使其毒性完全丧失，但仍保持抗原性，

这种经处理的外毒素为类毒素，常用来预防注射。也可用类

毒素注射动物(如马、兔子等)，以制备外毒素的抗体，称为

抗毒素，作治疗用。

土内毒素(endotoxin)

革兰氏阴性菌的细胞壁物质，主要成分是脂多糖(LPS),

当菌体裂解时释放发挥毒性，即为内毒。特点：化学成分是

脂多糖，抗原性弱，作用于白细胞、血小板、补体系统、凝

血系统等多种细胞和体液系统，引起发热、白细胞增多、血

压下降及微循环障碍，有多方面复杂作用，但相对毒性较弱。

各种革兰氏阴性菌的内毒素作用相似，且没有器官特异性。

项目外毒素内毒素

产生菌革兰氏阳性菌为主革兰氏阴性菌

化学成分蛋白质脂多糖(LPS)

释放时间|一般随时分泌菌体死亡裂解后释放

致病特异性不同外毒素各不相同不同病原菌的内毒素作用基硒司

毒性强*弱

抗原性完全抗原，抗原性强不完全抗原，抗原性弱

制成类毒素能不能

热稳定性亲耐热性强

周次第6次课

早T

第3章放线菌、第4章真菌（1）

名称

授课理论课（4）；实践课（）;教学

2学时

方式实习（）时数

教学掌握放线菌的概念、特点、生物学地位及经济价值。

了解链霉菌属及其他几个代表菌属的生物学特性。

目的

掌握真菌的定义和霉菌及酵母菌的划分方式。

及

要求

教学主要内容

一、概述

1.概念

2.分类地位

3.分布特点及与人类的关系

二、生物学特性

1.形态与结构

2.生长与繁殖

3.菌落形态：

三、放线菌的代表类型

1.小单抱菌

2.游动放线菌

3.诺卡氏菌

4.马杜拉放线菌

5.其他一些致病放线菌

四、真菌概述

1.真菌的概念、特征

2.真菌的分类

教学放线菌属于细菌范畴的生物学证据

重点

放线菌的生长繁殖

与

真菌的特征

难点

启发提问1.放线菌生物学特性与细菌有什么异同点？

2.为什么说放线菌属于细菌范畴？

教学手段多媒体课件教学

《微生物学与免疫学》沈关心，高等教育出版社2003

参考资料

《微生物学》沈萍，高等教育出版社2002

第3章放线菌

一、概述

1.概念：放线菌(actinomycetes)是一类呈分支状生长，以

花子进行繁殖，陆生性强的革兰氏染色阳性的多核单细

胞原核微生物。

2.分类地位：放线菌实际上是属于细菌范畴内的原核微生物,

只不过其细胞形态为分枝状菌丝。

3.分布特点及与人类的关系

令放线菌最喜欢生活在有机质丰富的微碱性土壤中。

令能产生大量的、种类繁多的抗生素(其中90%由链霉菌

产生)。

令土壤具有特殊的泥腥味就是因为放线菌的代谢产物

——土腥味素。

令有的放线菌可用于生产维生素、酶制制；此外，在韵体

转化、石油脱蜡、烧类发酵、污水处理等方面也有应

用。

令少数寄生型放线菌可引起人、动物（如皮肤、脑、肺和

脚部感染）、植物（如马铃薯和甜菜的疮痂病）的疾病。

二、生物学特性

1.形态与结构

令单细胞，大多由分枝发达的菌丝组成；

令菌丝直径与杆菌类似，小于lum;

令细胞壁组成与细菌类似，（含肽聚糖、磷壁酸、DAP）,

多数是阳性菌；

令细胞结构和细菌基本相同，细胞质内无细胞器的分化，

细胞核为原核。

令细胞按形态和功能可分为营养、气生和抱子丝三种。

2.生长与繁殖

令繁殖方式：无性繁殖（无性抱子、菌丝断裂）

3.菌落形态：干燥、不透明，表面呈紧密的丝绒状，上有一层

色彩鲜艳的干粉；菌落和培养基连接紧密，小而不扩散，

难以挑取；菌落的正反面颜色常常不一致，菌落边缘常有

辐射状皱褶。

三、放线菌的代表类型

1.小单抱菌

2.游动放线菌

3.诺卡氏菌

4.马杜拉放线菌

5.其他一些致病放线菌

第4章真菌（1）

概述

1.真菌的概念、特征及分类

令真菌的特征：

上细胞核具有核膜；

工能进行有丝分裂；

4.细胞质中存在线粒体等功能不同的细胞器

令真核微生物的分类

令真菌：霉菌、酵母菌、罩菌

令单细胞藻类

令原生动物

令真核微生物的种类约占微生物总数的95%以上。

从个体形态、群体形态、营养吸收、代谢类型、

代谢产物、遗传特性、和生态分布诸方面，真核

微生物都展现出一幅多样化的画面。

令真菌的特点：

令1、具有细胞核，进行有丝分裂；

令2、细胞质中含有线粒体但没有叶绿体；

令3、以产生有性抱子和无性袍子二种形式进行繁

殖；

令4、营养方式为化能有机营养（异养）、好氧;

令5、不运动（仅少数种类的游动抱子有1-2根鞭

毛）；

令6、细胞壁具几丁质或纤维素或两者兼有；

令7、种类繁多，形态各异、大小悬殊，细胞结构多

样。

令真菌的定义：真菌是真核细胞型微生物。是微生物中的一

大类群，分为单细胞和多细胞两大类。前者称为酵母菌；

后者为多细胞丝状物，俗称霉菌，在医学上两者都称为真

菌。

2.真菌的分类

菌丝有性非子无性抱子常见种类

特点

亚门名称

鞭毛菌亚门单细胞或分支菌卵抱子游动抱子水霉

丝

接合菌亚门菌丝无隔接合抱子抱囊抱子毛霉、根霉

子囊菌亚门单细胞或有隔菌子囊抱子分生把子酵母、赤霉

丝

担子菌亚门菌丝有隔担抱子不重要大型真菌

半知菌亚门菌丝有隔不知分生抱子青霉、曲霉

周次第7次课

早-fe-下-4-?-

第4章真菌（2）

名称

授课理论课（4）；实践课（）；教学

2学时

方式实习（）时数

掌握酵母