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沈萍《微生物学》（第8版）笔记和课后习题（含考研真题）详解试读：
第1章 绪 论
1.1 复习笔记
一、微生物和你
微生物是一把双刃剑，它们在给人类带来大量利益的同时也带来许多“残忍”的破坏。
1有利方面（1）微生物为人类生活提供了许多的有用产品，例如：面包、奶酪、啤酒、抗生素、疫苗、维生素和酶等。（2）微生物参与地球的物质循环，使得地球上的生命生生不息。（3）微生物推动了以基因工程为代表的生物技术的蓬勃发展。
2有害方面
微生物引起的疾病，如鼠疫、艾滋病、结核病、禽流感等给人类的健康和生命造成巨大威胁。
二、微生物学
1微生物学定义
微生物学是研究肉眼难以看清的称之为微生物的生命活动的科学。
2微生物定义
微生物是指一切肉眼看不见或看不清的微小生物。
3微生物的主要特征
①体积小，面积大；②吸收多，转化快；③生长旺，繁殖快；④适应强，易变异；⑤分布广，种类多。
4微生物的分类
三、微生物的发现和微生物学的发展
1微生物的发现
第一个真正看见并描述出微生物的是荷兰商人列文虎克（对比记忆奠基人巴斯德和科赫），他用自制的显微镜（放大倍数为50～300倍）发现了微生物世界。
2微生物学发展过程中的重大事件
列文虎克发现了美妙的微生物世界，吸引了全世界的学者不断地研究、探索，推动了微生物学的发展与进步，表1-1列出了微生物发展过程中部分重大事件。表1-1 微生物学发展中部分重大事件
3微生物学发展的奠基者
巴斯德和柯赫是微生物学的奠基人。（1）巴斯德的贡献
①完全否定“自生说”“自生说”认为一切生物都是自然发生的。巴斯德通过著名的曲颈瓶实验从根本上否定了“自生说”，并由此创立了病原学说，推动微生物学向前发展。
②免疫学的预防接种
狂犬病疫苗制成，为人类对抗疾病做出重大贡献。
③证实微生物引起发酵
分离得到许多能够引起发酵的微生物，并且证实了乙醇的发酵是由酵母菌引起的。
④其他贡献
提出了著名的巴斯德消毒法（通过在60～65℃温度下作短时间的加热处理，来杀死有害微生物）和解决家蚕软化病问题。（2）柯赫的贡献
①证实了炭疽病的病原菌是炭疽病菌。
②发现了引起肺结核病的病原菌。
③提出了柯赫法则
a．病原微生物仅出现在患病个体，而在健康的个体中不存在；
b．病原微生物可以从寄主体内分离出来，并能够得到纯培养；
c．将分离得到的微生物再接回到健康的寄主身上，可以使其产生相同的疾病；
d．从同一个患病的寄主身上可以重新分离得到相同的微生物。
④提出了用固体培养基分离纯化微生物的技术。
⑤提出了配制培养基的方法。
1.2 课后习题详解
一、复习题
1用具体事例说明人类与微生物的关系。
答：（1）人类与微生物既是朋友又是敌人。微生物的存在及其生命活动关系到人类和其他高等生物在地球上的生存，微生物使得地球上的物质进行循环，是人类生存环境中必不可少的成员。没有微生物也就没有高等生物的繁衍，但是相反，如果没有高等生物，大多数微生物则照样可以繁衍子孙。（2）微生物是一把双刃剑，在给人类带来巨大利益的同时也可能带来极大的危害。生活上用酵母菌酿造酒和醋、制造面包和馒头；双歧杆菌、乳酸杆菌等有益菌在肠道内生长繁殖能阻挡病原体的侵入等。而有的微生物却对人有害，如结核杆菌引发结核病，流行感冒病毒引发感冒，微生物引起食品腐败等。所以说微生物既是我们的朋友也是我们的敌人。
2为什么微生物学比动物学、植物学起步晚，但却发展迅速？并成为生命科学研究的“明星”？
答：（1）微生物发展迅速的原因有以下几方面
①微生物具有其他生物不具备的生物学特性；
②微生物具有其他生物共有的基本生物学特性；
③微生物具有个体小、结构简单、生长周期短、易大量培养、易变异、重复性强等优势，十分易于操作，动、植物由于结构的复杂性及技术方法的限制而相对发展缓慢；
④微生物的广泛的应用性，能迅速地符合现代学科、社会和经济发展的需求。（2）微生物学成为生命科学研究的“明星”的原因
微生物学在现代生命科学研究中一直处于前沿地位。
①生命活动的基本规律，大多数是在研究微生物的过程中首先被阐明的。例如，利用酵母菌的无细胞制剂进行酒精发酵的研究，阐明了生物体内糖酵解的途径。
②微生物学为分子遗传学和分子生物学的创立、发展提供了基础和依据，而且是它们进一步发展的必要工具。举例来说，DNA双螺旋结构的确定，遗传密码的揭露，中心法则的建立，RNA逆转录酶的发现以及基因工程的诞生，都是利用微生物做实验材料的，其实验方法和指导思想也都与微生物学密切相关。再如，基因工程中的第一个限制性内切酶是从大肠杆菌中发现的，人们获得的第一个基因，乳糖操纵子的部分DNA，是从大肠杆菌中分离出来的。如今，微生物学已成为分子生物学的三大支柱（微生物学、生物化学、遗传学）之一，可以说没有对微生物的深入研究也就没有今天的分子生物学。
③微生物学是基因工程乃至生物工程的主角。基因工程实质上是体外切割和重组DNA片段的过程，而其中所需的供体、受体、载体及工具酶，大都要由微生物来承担和完成。生物工程包括基因工程、发酵工程等四大工程，要使生物工程转化为生产力，发挥出巨大的经济效益和社会效益，微生物是主角。这主要是因为微生物不仅可以在工厂化的条件下进行大规模生产，极大地提高了生产效率，而且还具有节约能源和资源、减少环境污染等优越性。
④微生物的多样性为人类了解生命起源和生物进化提供了依据。微生物的多样性，归根到底是基因的多样性，它为研究生命科学提供了丰富的基因库。通过比较研究真核生物和原核生物的线粒体DNA，人们意外发现它们的遗传密码不同，从而对生物进化的共生学说提出了挑战。通过对16SrRNA的研究，人们发现了古细菌，并提出了生命起源的三原界系统，即古细菌原界、真细菌原界和真核生物原界。这说明微生物在生物的界级分类研究中占有特殊地位。
⑤微生物学是整个生物学科中第一门具有自己独特实验技术的学科，如无菌操作技术、消毒灭菌技术、纯种分离和克隆化技术、原生质体制备和融合技术及深层液体培养技术等。这些技术已逐步扩散到生命科学各个领域的研究中，成为研究生命科学的必要手段，从而为整个生命科学的发展，做出了方法学上的贡献。
微生物学对生命科学的贡献将会不断延续。例如，1982年，美国微生物学家普鲁西纳发现了一种病原体，是一种毒蛋白，有人称之为朊病毒。虽然朊病毒只有蛋白质而无核酸，但由它引起的疾病可以遗传、传染。关于许多生命之谜的探索很可能在微生物的研究中获得突破，因此微生物学成为生命科学研究的“明星”。
3简述微生物学在生命科学发展中的地位，并描绘其前景。
答：（1）微生物学在生命科学发展中的地位
①生命科学在由整体或细胞研究水平进入分子水平中，微生物促进许多重大理论问题的突破，特别是对分子遗传学和分子生物学的影响最大。
②对生命科学研究技术贡献大。微生物学的许多重大发现，导致DNA重组技术和遗传工程的出现，使生命科学翻开新的一页。
③由于微生物基因组作图和测序方法的不断改进，加快了人类基因组计划的进展。（2）微生物学的发展前景
①微生物基因组学研究将全面展开；
②微生物生态、环境微生物的研究将进入最好时期；
③对重大传染病的病理、病因及抗药性的研究将备受重视；
④与其他学科实现更广泛的交叉，获得新的发展；
⑤嗜极细菌和古菌成为新的研究亮点；
⑥微生物产业将呈现新的局面；
⑦合成微生物学将促进微生物学的发展；
⑧不断挖掘和发现微生物新的特性将继续推动生命科学的发展。
4为什么说巴斯德和柯赫是微生物学的奠基人？
答：巴德斯和柯赫使得微生物的研究从形态描述阶段推进到生理学研究阶段，揭示了微生物在造成腐败发酵和人畜疾病中的影响，并通过建立分离、培养、接种、灭菌等一系列独特的微生物技术，为微生物学的发展打下了坚实基础，因此说巴斯德和科赫是微生物学的奠基人。（1）巴斯德的贡献
①完全否定了“自生说”“自生说”认为一切生物都是自然发生的，巴斯德通过著名的曲颈瓶实验从根本上否定了“自生说”，并由此建立了病原学说，并推进了微生物学的发展。
②免疫学的预防接种
首次制成狂犬疫苗，证明了其免疫学说，为人类疾病的防御、治疗做出了重大贡献。
③证实微生物引起发酵
分离到一系列能够引起发酵的微生物，并且证实了酵母菌引起乙醇发酵。
④其他贡献
提出了著名的巴斯德消毒法（通过在60～65℃温度下作短时间的加热处理，来杀死有害微生物）和解决家蚕软化病问题。（2）柯赫的贡献
①证实了炭疽病的病原菌是炭疽病菌；
②发现了引起肺结核病的病原菌；
③提出了柯赫法则
a．病原微生物仅出现在患病个体，而在健康的个体中不存在；
b．病原微生物可以从从寄主体内分离出来，并能够得到纯培养；
c．将分离得到的微生物再接回到健康的寄主身上，可以使其产生相同的疾病；
d．从同一个患病的寄主身上可以重新分离得到相同的微生物。
④提出了用固体培养基分离纯化微生物的技术；
⑤提出了配制培养基的方法。
5简述下列科学家对微生物学发展的主要贡献：Lister，Griffith，Fleming，Avery，Lederberg，Waksman，Jacob&Monod，Ames，Woese，汤飞凡，何大一。
答：下列科学家对微生物学发展的主要贡献如表1-2所示。表1-2 部分科学家对微生物学发展的主要贡献
二、思考题
许多生物科学研究者喜欢用微生物作为模式系统来揭示生命过程，你认为其原因何在？你能列举几个现代微生物学发展的例子吗？
答：（1）用微生物作为模式系统来揭示生命过程的主要原因
①微生物具有其他生物不具备的生物学特性；
②微生物具有其他生物共有的基本生物学特性；
③微生物具有个体小、结构简单、生长周期短、易大量培养、易变异、重复性强等优势，十分易于操作，动、植物由于结构的复杂性及技术方法的限制而相对发展缓慢；
④微生物的广泛的应用性，能迅速地符合现代学科、社会和经济发展的需求。（2）现代微生物学发展的例子
①利用微生物治理环境；②利用微生物制备抗生素；③利用微生物制备单克隆抗体；④人类微生物组计划。
1.3 考研真题详解
一、填空题
1“人畜共患病”的例子有______、______、和______。[四川大学2007研]【答案】狂犬病；禽流感；艾滋病
219世纪中期，以法国的______和德国的______为代表的科学家，揭示了微生物是造成腐败发酵和人畜疾病的原因，并建立了分离、培养、接种和灭菌等一系列独特的微生物技术，从而奠定了微生物学的基础，同时开辟了医学和工业微生物学等分支学科。[南开大学2009研]【答案】巴斯德；科赫
二、判断题
1巴斯德和柯赫被认为是微生物学的奠基人，是因为他们最先发现了微生物。（ ）[中科院2004研]【答案】错【解析】最早发现微生物的人是荷兰商人安东·列文虎克，他用自制的、放大倍数为50～300倍的显微镜发现了微生物世界。巴德斯和柯赫为微生物的建立和发展作出了卓越的贡献，是微生物学的奠基人，使微生物学作为一门独立的学科开始形成。
2我国科学家汤飞凡等最先分离培养成功的是螺旋体。（ ）[华中农业大学2017研]【答案】错【解析】我国科学家汤飞凡等最先分离培养成功的是沙眼病原体。
三、名词解释
1JoshuaLederberg[南京大学2006研]
答：JoshuaLederberg即乔舒亚·莱德伯格，是细菌遗传重组的发现者，在1958年，因为发现细菌遗传物质重组的现象及阐明机制，而获得了诺贝尔生理医学奖。
2Microbialecology[南开大学2009研]
答：Microbialecology的中文名称是微生物生态学，是指从生态系统的整体出发，研究微生物群体（微生物区系或正常菌群）与其周围的生物和非生物环境条件间相互作用规律的学科。
四、简答题
1阐述“uncultured microorganism”的发现过程，结合科赫的工作谈谈其对微生物学的意义。[武汉大学2014研]
答：uncultured microorganism的中文名称是不可培养的微生物。（1）发现过程
Colwell实验室在1982年，发现将霍乱弧菌和大肠杆菌转到不含营养物质的盐水中，经常长时间的低温保存，细菌会进入一种数量不减、有代谢活力、但在正常试验室培养条件下不能生长产生菌落的状态，从而提出活的但不可培养微生物的概念。其后对多种属细菌进行试验证明，这种不可培养状态是普遍存在的。自然界中也广泛存在着这种活的但不可培养微生物，在各种生境中仅有小部分的微生物可用实验室方法分离培养，而未被培养的种类却代表了巨大的多样性。（2）其对微生物的意义
①柯赫的工作
柯赫除了在病原菌研究方面的伟大成就外，在微生物基本操作技术方面的贡献更是为微生物学的发展奠定了技术基础，这些技术包括用固体培养基分离纯化微生物的技术和配制培养基技术。
②未培养微生物对微生物学的意义
可以利用特异性rRNA探针进行荧光原位杂交（FISH），或进行原位PCR后再进行荧光原位杂交的技术，对环境中的未培养微生物进行定位、计数和形态观察。这表明，生物多样性的研究，尤其是微生物物种多样性的揭示，与研究方法、研究技术的发展和创新紧密相关。未培养微生物的研究工作进一步推动了微生物学的研究和微生物技术的发展。
2从有益和有害两个方面各列举两个例子说明微生物和人类的关系。[中科院2004研]
答：（1）微生物对人类的有益关系
①微生物为人类生活提供许多有用产品，例如：面包、奶酪、啤酒、抗生素、疫苗、维生素和酶等。
②微生物参与地球的物质循环，使地球上的生命生生不息。
③微生物推动以基因工程为代表的生物技术的发展。（2）微生物对人类的有害关系
微生物引起的疾病，如鼠疫、艾滋病，结核病、禽流感等给人类的健康和生命造成巨大威胁。
32002年底至2003年春，在我国部分地区爆发非典型性肺炎，一开始对引起该病的病原颇有争议，经过科技工作者的努力，最终弄清了引起非典型性肺炎的病原是一种冠状病毒。请你设想科研人员是怎样确定该病是由病毒引起的（说明证据要点）？[中科院2004研]
答：科研人员是运用科赫法则和根据病毒共有的特性确定该病是由病毒引起的。（1）科赫法则的要点
①病原微生物仅出现于患病个体中，而在健康的个体中不存在；
②可以从寄主体内分离出病原微生物，并能够得到纯培养；
③将分离得到的微生物再接回到健康的寄主身上，可使其产生相同的疾病；
④从某个患病的寄主身上可以重新分离出相同的微生物。（2）病毒的特性
①能够通过滤菌器；
②能检测到针对病毒发生的特异性免疫反应。
4为什么说微生物是现代生命科学发展的前沿学科？[北京科技大学2014研]
答：微生物是现代生命科学发展的前沿学科主要有以下几点原因。（1）生命活动的基本规律，大多数是在研究微生物的过程中首先被阐明的。例如，利用酵母菌的无细胞制剂进行酒精发酵的研究，阐明了生物体内糖酵解的途径。（2）微生物学为分子遗传学和分子生物学的创立、发展提供了基础和依据，是它们进一步发展的必要工具。如DNA双螺旋结构的确定，遗传密码的揭露，中心法则的建立，RNA逆转录酶的发现等。（3）微生物学是基因工程乃至生物工程的主要内容。基因工程中DNA的体外切割和重组，所需的载体和酶类，均由微生物提供。生物工程包括的基因工程、发酵工程等四大工程，微生物都是使其转化为生产力，发挥巨大经济效益的主角。（4）微生物的多样性为人类了解生命起源和生物进化提供了依据。基因的多样性为人类提供了丰富的基因库。如1977年伍斯通过对16SrRNA的研究，发现了古细菌，并提出了生命起源的三原界系统。（5）微生物学是整个生物学科中第一门具有自己独特实验技术的学科，如无菌操作技术、消毒灭菌技术、纯种分离和克隆化技术、原生质体制备和融合技术及深层液体培养技术等。微生物学对生命科学的发展已经产生了深远的影响，这种影响将会不断延续。
第2章 微生物的纯培养和显微技术
2.1 复习笔记
一、微生物的分离和纯培养
1无菌技术
无菌技术的关键是培养物既不被其他微生物污染，其本身也不污染环境。（1）微生物培养的常用器具及其灭菌
常用器具使用前都需要灭菌，如试管、培养皿等。（2）灭菌方法
①高压蒸汽灭菌
最常用的灭菌方法，杀灭微生物的同时不破坏培养基的营养成分。
②高温干热灭菌（3）接种操作
接种操作是指利用接种环或接种针来分离微生物，或在无菌条件下将微生物由一个培养器皿转接到另一个培养器皿中进行培养的操作，是微生物学中最常用的基本操作。
①操作要点
微生物学的所有实验操作都应在煤气灯（或酒精灯）火焰附近、无菌操作箱或操作室内进行。操作箱或操作室在使用前需要用紫外灯或化学药剂进行灭菌。有的操作箱可以通无菌空气维持无菌状态。
②操作步骤
a．把接种环放在火焰上进行灼烧灭菌；
b．烧红的接种环需要在空气中冷却片刻，与此同时打开装有培养物的试管；
c．用接种环蘸取一环培养物将其转移到一个装有无菌培养基的试管中，并将试管重新盖好；
d．再次将接种环置于火焰上进行灼烧，以杀灭残留的培养物。
2用固体培养基获得纯培养（1）相关术语或名词
①固体培养基：是指一类外观呈固体状态的培养基。
②菌落（colony）：是指分散的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，可以形成肉眼可见的、有一定形态结构的子细胞生长群体。
③菌苔（1awn）：当固体培养基表面众多菌落连成一片时便可称为菌苔。
④培养平板（cultureplate）：获得微生物纯培养的最常用的固体培养基形式，它是冷却凝固后的固体培养基在无菌培养皿中形成的培养基固体平面，常称为平板。（2）固体培养基纯培养的几种常用方法（表2-1）表2-1 固体培养基纯培养的几种常用方法
3液体培养基获得纯培养（1）适用对象
对那些不能或不易在固体培养基上生长的微生物（如一些个体较大的细菌、许多原生动物以及藻类）进行纯培养分离或计数。（2）液体培养基分离纯化法
通常采用稀释法在液体培养基中进行分离纯化。
①要求
采用液体培养基稀释法时，获得纯培养必须是在同一稀释度的许多平行试管中，大多数试管表现为没有微生物生长。
②稀释法的缺点
工作量大，是否获得纯培养物需依靠统计学的推测，且只能分离出混杂微生物群体中数量占优势的种类。
4单细胞（或单孢子）分离（1）定义
单细胞（或单孢子）分离法是指利用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的分离方法。（2）优点
分离过程直观、可靠。（3）缺点
①单细胞分离法的难度与细胞或个体的大小成反比。
②对仪器和操作技术要求较高，多限于高度专业化的科学研究。
③挑取的微生物单细胞或孢子需经固体或液体培养基培养后才能够获得其纯培养物。（4）应用
从样品中直接分离所需的微生物细胞或孢子，获得其纯培养物。
5选择培养分离
选择培养分离是指通过选择培养进行微生物纯种培养分离的技术。（1）选择平板培养
选择平板培养可以根据待分离微生物的特点不同进行不同的分离培养方法。
①从土壤中筛选蛋白酶产生菌时，通常会在培养基中加入牛奶或酪素，由于在微生物生长过程中会产生水解牛奶或酪素的蛋白酶，因此会在平板上形成透明蛋白质水解圈，从而可以对产酶菌株进行筛选。
②在分离某种抗生素的抗性菌株时，可以利用加有抗生素的平板进行分离。（2）富集培养
①定义
富集培养是指利用不同微生物自身生命活动特点的不同，来设定特定的环境条件，使得适应于该条件的微生物能够旺盛生长，从而使目标微生物在群落中的数量大大增加，使人们能够更加容易地从自然界中分离得到这种所需的目标微生物的培养方法。
②富集条件的选择
可以根据目标微生物的特点并综合分析物理、化学、生物等因素，例如温度、pH、紫外线、高压、光照、氧气、营养等方面进行富集条件的选择。
③富集培养的优势
a．是筛选微生物学强有力的技术手段，营养和生理条件的多种组合形式几乎可以筛选出自然界中的任何微生物。
b．富集培养法仅需要了解目标微生物的特定需求就可以按照意愿从自然界中分离出目标微生物。
c．富集培养法可以分离科学家设定的特定环境下能生长的未知微生物。
6微生物的保藏技术（1）技术原理
微生物的生长通常都需要一定量的水分、适宜的温度以及合适的营养条件。菌种保藏就是根据菌种特性以及保藏目的的不同，给微生物菌株特定的条件，使其存活而得以延续。例如，通过利用培养基或宿主对微生物菌株进行连续移种，或改变其所处的条件，例如干燥、低温、缺氧、避光及缺乏营养等，令菌株代谢水平降低，甚至完全停止，达到半休眠或完全休眠的状态，从而在一定时间内得到保存。（2）常用的保藏方法（表2-2）表2-2 几种常见的保藏方法
二、显微镜和显微技术
1显微镜的种类、原理、特点及应用表2-3 显微镜的种类、原理、特点及应用
2显微观察样品的制备（1）光学显微镜的制样方法表2-4 光学显微镜的制样方法
①染色观察中对样品进行固定的目的
a．杀死细菌并使菌体粘附于玻片上；
b．增加其对染料的亲和力。
②样品固定的方法
a．酒精灯火焰加热；b．化学固定。
注意事项：固定时应保持细胞原有形态，防止细胞膨胀和收缩。
③细菌染色法
a．活菌：通常用美蓝或者TTC染色
b．死菌：革兰氏染色、抗酸性染色、芽孢染色等。（2）电子显微镜的制样方法表2-5 光学显微镜的制样方法
三、显微镜下的微生物
1细菌和古菌（1）细菌
①细菌基本形态有球状、杆状与螺旋状3种。
②常见细菌的结构和特点如表2-6所示。表2-6 常见细菌的结构和特点（2）古菌
古菌与细菌具有类似的个体形态，它们多生活在高温、高盐、高酸等一些极端环境中。（3）原核生物的细胞大小
①细胞的大小与种类
不同种类原核生物的细胞大小差别很大。小的与最大的病毒粒子大小相近，在光学显微镜下勉强可见；大的与藻类细胞差不多，几乎肉眼就可辨认，但多数居于二者之间。
②细胞大小的表示
球菌的大小以其直径表示，杆菌和螺旋菌按长度和宽度表示，螺旋菌的实际长度是其两端点之间的距离，按其螺旋的直径和距离计算。
2真菌（1）霉菌
霉菌是一些“丝状真菌”的统称。霉菌菌体由的菌丝构成，菌丝交织形成菌丝体。菌丝在光学显微镜下呈管状，直径为2～10μm。
①菌丝的分类表2-7 菌丝的分类
②菌丝在培养基上的种类表2-8 菌丝在培养基上的种类
③霉菌的应用
酒精发酵、生产抗生素、酶制剂、发酵饲料等。
④霉菌的危害
是造成许多食品霉变变质的主要原因。（2）酵母菌表2-9 酵母菌相关知识
3藻类
藻类绝大多数有叶绿素，真核生物。（1）藻类的形态
有单细胞、有单细胞群体。（2）藻类的应用
藻类可以进行光合作用，起到净化水质的作用。（3）藻类的危害
造成自来水的怪味。藻类的大量繁殖会大量消耗水中的氧气而使鱼类和海洋生物的窒息、死亡、即赤潮现象。
4原生动物
原生动物是指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。原生动物与植物、动物可以在不同组织水平上形成共同体，有的对宿主有害，有的对宿主有利。
2.2 课后习题详解
一、复习题
1试结合微生物学实验课列举属于无菌技术范围的具体实验操作环节及注意事项。
答：（1）无菌技术是指在微生物的研究及应用中，不仅需要通过分离纯化技术从混杂的天然微生物群中分离出特定的微生物，而且还必须随时注意保持微生物纯培养物的“纯洁”，防止其他微生物的混入，所操作的微生物培养物也不应对环境造成污染。在分离、转接及培养纯培养物时防止其被其他微生物污染，其自身也不污染操作环境的技术。（2）实验操作环节及注意事项如下
①接种环使用前需要在火焰上灼烧灭菌；
②注意烧红的接种一定要在空气中冷却，防止烫死活菌；
③实验操作全程应在火焰旁完成，防止杂菌的污染；
④移取液体时使用无菌吸管或者移液枪。
2何为富集培养技术？它对从自然界中分离、筛选微生物资源意义重大？
答：（1）富集培养技术
富集培养技术是指利用不同微生物间生命活动特点的不同，制定特定的环境条件，使仅适于该条件的微生物旺盛生长，从而使其在群落中的数量大大增加，使人们能够更加容易的从自然界中分离到特定微生物的培养技术。（2）富集培养技术对从自然界中分离、筛选微生物资源的重大意义
①富集培养技术是微生物学最强有力的技术手段之一，营养和生理条件的几乎无穷尽的组合形式可以筛选出自然界任何的微生物。
②富集培养法仅需要了解特定微生物的特定需求即可按照意愿从自然界分离出目标微生物种类。
③富集培养法可以分离科学家设定的特定环境下能生长的未知微生物。
3在何种情况下你会选择使用液体分离法或单孢子（细胞）分离法来获得微生物的纯培养？
答：（1）对于不能或不易在固体培养基上生长的微生物比如一些个体大的细菌、许多原生动物和藻类等，选择用液体分离法获得纯培养。（2）从样品中直接分离所需要的微生物细胞或孢子的纯培养物时，采取单细胞分离法。
4为什么说菌种保藏技术对于微生物学的研究和应用都具有重要意义？你认为哪些菌种保藏技术可被用于保藏大肠杆菌及枯草芽孢杆菌菌株？
答：（1）菌种保藏技术对于微生物学的研究和应用都具有重要意义，主要有以下几点原因。
①菌株的保藏技术能够使分离得到的纯培养物在一定时间内不死亡。
②菌株的保藏技术能够使分离得到的纯培养物不会被其他污染物污染，不会因发生变异而丢失重要的生物学性状。
③菌株的保藏技术使微生物研究和应用工作顺利进行。（2）冷冻保藏和干燥保藏可以用于保藏大肠杆菌及枯草芽孢杆菌菌株。
5使用油镜时为何要滴加香柏油？我们是否应该进一步寻找介质折射率更大的其他物质去替香柏油，以进一步提高显微镜的分辨率？
答：（1）使用油镜时要滴加香柏油是因为油镜的放大倍数高，而透镜很小，光线通过不同密度的介质时，会发生散射，因此进入镜筒的光线少，视野暗，当加上香柏油后，进入视野的光线增多，物象清晰。（2）我们不需要进一步寻找介质折射率更大的其他物质取替香柏油，提高显微镜的分辨率，因为人眼的分辨率是有限的。
6试述电子显微镜在进行生物样品制备与观察时应注意的问题。
答：电子显微镜在进行生物样品制备与观察时应注意以下两点问题。（1）生物样品在进行电镜观察前必须进行固定和干燥，否则镜筒中的高真空会导致其严重脱水，失去样品原有的空间构型。（2）由于构成生物样品的主要元素对电子的散射和吸收能力均较弱，制样时需要重金属盐染色或喷镀，以提高其在电镜下的反差，形成明暗清晰的电子图像。
7哪些因素会影响显微测定的细菌细胞大小？如果在实验中偶然发现某菌具有特异的细胞形态，你该如何对待？
答：（1）影响显微测定细菌细胞大小的因素有染色因素和菌的生长时期。
①染色因素：比如干燥固定后的菌体比活的菌体的长度要缩短1/3～1/4，若用衬托菌体的负染色法，其菌体往往大于普通染色法，甚至比活菌体还大，具有荚膜的细菌中最易出现这种现象。
②生长时期：除少数例外，一般幼龄细菌比成熟的或老龄的细菌大得多。（2）偶然发现有特异形态的细菌，应该对该菌进行鉴定。首先是进行平板划线分离、纯化该细菌；其次是提取基因组，对16S rRNA进行测序。
二、思考题
1一般说来，严格的无菌操作是一切微生物学工作的基本要求，但在分离与培养极端嗜盐菌时，常在没有点酒精灯的普通实验台上倾倒培养平板、在日常环境中直接打开皿盖观察和挑取菌落，而其研究结果并没有因此受到影响，你知道这是为什么吗？
答：这是因为培养极端嗜盐菌的培养平板需要添加很高浓度的氯化钠（例如25%），实验室环境中的一般微生物都不能在这种选择培养基上生长，因此在实验过程中即使不采取无菌操作技术，实验结果也不会受到影响。
2如果希望从环境中分离得到厌氧固氮菌，你该如何设计实验？
答：从环境中分离得到厌氧固氮菌，实验设计如下。（1）根据选择分离的原理设计不含氮的培养基，在这种培养基上生长的细菌，其氮素应来自固氮作用。（2）将环境样品（例如土样）稀释涂布到选择平板上，放置于厌氧罐中；对厌氧罐采用物理、化学方法除去氧气，保留氮气。培养后在平板上生长出来的细菌应是厌氧固氮菌或兼性厌氧固氮菌。（3）挑取一定数量的菌落，对应点种到两块缺氮的选择平板上，分别放置于厌氧罐内、外保温培养。在厌氧罐内外均能生长的为兼性厌氧固氮菌，而在厌氧罐外的平板上不生长，在厌氧罐内的平板上生长的可能为厌氧固氮菌。（4）对分离得到的厌氧固氮菌菌落样品进行系列稀释，涂布于相应的选择平板，重复上述步骤直到获得厌氧固氮菌的纯培养物。
3为什么光学显微镜的目镜通常都是15×？是否可以采用更大放大倍率的目镜（如30×）来进一步提高显微镜的总放大倍数？
答：（1）光学显微镜的目镜通常都是15×，是因为光学显微镜的分辨率受到光源波长及物镜性能的限制，在使用最短波长的可见光（450nm）作为光源时在油镜下可以达到的最大分辨率为0.18μm。由于肉眼的正常分辨能力一般为0.25mm左右，因此光学显微镜有效的最高总放大倍数只能达到1000～1500倍。油镜的放大倍数是100×，因此显微镜配置的目镜通常都是15×。（2）不可以采用更大放大倍率的目镜（如30×）来进一步提高显微镜的总放大倍数，因为进一步提高显微镜的放大能力对观察效果的改善并无帮助。
4为什么透射电镜和扫描电镜对样品厚度与大小的要求有如此大的差异？能否用扫描电镜来观察样品的内部结构，而用透射电镜来观察样品的表面结构？
答：（1）这种差异是因为透射电子显微镜的成像原理类似于普通光学显微镜，作为光源的电子束在成像时要穿透样品，由于电子束的穿透力有限，因此在进行透射电镜观察时要求样品一定要薄。而扫描电镜的成像原理类似于电视或电传真照片，图像是通过收集样品表面被激发的二次电子形成的，因此对样品的厚度并无特别的要求。（2）能用扫描电镜来观察样品的内部结构，用透射电镜来观察样品的表面结构。
①扫描电镜一般被用于观察样品的表面结构，但通过样品制备过程中的冰冻蚀刻技术，用扫描电镜也可观察到样品的内部结构，获得立体的图像。
②透射电镜一般通过超薄切片技术观察样品的内部结构，但通过样品制备过程中的复型技术，用透射电镜也可对样品的表面结构进行观察。
5培养条件对微生物个体的大小有哪些影响？你是否能很快地在显微镜下区分同为单细胞的细菌、酵母菌和原生动物？
答：（1）细菌的形态大小明显地受环境条件的影响，如培养时间、培养温度、培养基的组成与浓度等的变化均能引起细菌形态大小的改变。一般处于幼龄阶段和生长条件适宜时，细菌形态大小正常、整齐，表现出特定的形态。在较老的培养物中，或不正常的条件下，细胞常表现出不正常的形态，尤其是杆菌，有的细胞膨大，有的出现梨形，有的产生分支，有时菌体显著伸长以至呈丝状等。例如，枯草芽孢杆菌，培养4h的比培养24h的细胞长5～7倍，但宽度变化不明显。细菌的大小随菌龄而变化，这与代谢废物积累有关，另外，培养基中渗透压增加也会导致细胞变小。（2）可从大小和形态上对细菌、酵母菌和原生动物进行区分。酵母菌、原生动物个体较大，一般可用低倍镜观察，酵母菌细胞一般呈卵圆形、圆形、网柱形或柠檬形，不具运动性。原生动物细胞形态多变，能够运动。相比较而言，细菌细胞一般较小，需用高倍镜或油镜才能看清。
2.3 考研真题详解
一、填空题
1纯培养是指，在微生物实验室可通过______、______、______和______方法获得。[上海交通大学2003研]【答案】单细胞挑取法；稀释涂布平板法；稀释混合平板法；平板划线法
2在菌种保藏工作中，为使微生物处于休眠状态，人为地造成______、______、______、______的环境，其中______被认为是目前较好的长期保藏方法。[上海交通大学2003研]【答案】干燥；低温；缺氧；避光；冷冻干燥保藏
二、判断题
1要获得一抗药性突变菌株，可用相应的药物对出发菌株进行诱变处理。（ ）[上海交通大学2003研]【答案】错【解析】药物并不是突变的主要原因。突变的发生与环境因子无对应性，即抗药性突变并非由于接触了药物所引起，突变在接触它们之前就已经自发地随机地产生了，药物只是起选择作用。
2用油镜镜检时应将聚光器升至最高。（ ）[华中农业大学2017研]【答案】错【解析】油镜的放大倍数较高，而透镜很小，光线通过不同密度的介质物体时，部分油镜光线会发生折射而散失，进入镜筒的光线少，视野较暗，物体观察不清。如在透镜与玻片之间滴加和玻璃折射率相仿的香柏油则使进入油镜的光线增多，视野亮度增强，物象清晰，所以聚光器不应该升至最高。
3稀释平板测数时，无论是用混菌法，还是用涂抹法，每个平皿中的菌液加入量都是0.1ml。（ ）[华中农业大学2017研]【答案】错【解析】混菌法菌液加入量都是1ml，涂抹法菌液加入量都是0.1ml。
三、名词解释题
1Colony[南开大学2007研]
答：Colony的中文名称是菌落，是指分散的微 生物在适宜的固体培养基表面或者内部生长、繁殖到一定程度可以形成肉眼可见的、有一定形态结构的子细胞生长群体。不同微生物在特定培养基上生长形成的菌落一般都具有稳定的特征，可以成为对微生物分类、鉴定的重要依据。
2Aseptictechnique[中科院2004研]
答：Aseptictechnique的中文名称是无菌技术，是指在分离、转接及培养纯培养物时防止其被其他微生物污染，其自身也不污染操作环境的技术，它是保证微生物学研究正常进行的关键。
3pure culture[武汉大学2015研]
答：pure culture的中文名称是纯培养，是指形成便于观察和移植的单个微生物活体细胞生长、繁殖的孤立菌落的过程。实验室用固体培养基获得微生物纯培养的几种常用方法包括涂布平板法、稀释倒平板法、平板划线法和稀释摇管法；通常采用的液体培养基分离纯化法是稀释法。
4灭菌[扬州大学2015研]
答：灭菌是指用物理或化学的方法杀灭全部微生物，包括致病和非致病微生物以及芽孢，使之达到无菌保障水平的方法。灭菌常用的方法有化学试剂灭菌、射线灭菌、干热灭菌、湿热灭菌和过滤除菌等，可根据不同的需求，采用不同的方法。
5消毒[扬州大学2015研]
答：消毒是指杀死病原微生物，但不一定能杀死细菌芽孢的方法。通常用化学的方法来达到消毒的作用。用于消毒的化学药物叫做消毒剂。根据消毒水平的高低，分为高水平消毒、中水平消毒与低水平消毒。
四、问答题
1如何从土壤中分离得到一个微生物的纯培养体？[四川大学2007研]
答：从土壤中分离得到一个微生物的纯培养体有以下几个基本步骤。（1）采集菌样
选择好适当采样地点后，用小铲子除去表土，取5～20cm处的土样几十克，盛入事先灭过菌的防水纸袋内，并在纸袋上记录采土时间、地点和植被等情况。（2）富集培养
利用选择性培养基的原理，在所采集的土壤等含菌样品中加入某些特殊营养物，并创造一些有利于待分离对象生长的条件，使样品中少数能分解利用这类营养物的微生物乘机大量繁殖，从而有利于分离它们。（3）纯种分离
常用的分离纯化的方法很多，大体上可将它们归纳成两类，一类较粗放，一般只能达到“菌落纯”的水平，即从种的水平来说是纯的，例如在琼脂平板上进行划线分离、表面涂布或与尚未凝固的琼脂培养基混匀后再浇注并铺成平板等方法以获得单菌落；另一类是较精细的单细胞或单孢子分离方法，它可以达到细胞纯即“菌株纯”的水平。这类方法的具体操作种类很多，既有简便的利用培养皿或凹玻片等作分离小室的方法，也有利用复杂的显微操作装置进行分离的方法。如果遇到不长孢子的丝状真菌，则可用无菌小刀切取菌落边缘疏稀的菌丝尖端进行分离移植，也可用无菌毛细管插入菌丝尖端，以截取单细胞而进行纯种分离。（4）性能测定
根据所需要的性状再次验证所筛选的菌株是否符合要求。
2高压蒸汽灭菌的关键为什么是高温而不是高压？高压蒸汽灭菌前为什么要将灭菌锅内的冷空气排尽？灭菌后什么情况下才能打开锅盖取出灭菌物品？[北京科技大学2014研]
答：（1）高压蒸汽灭菌的关键是灭菌，是因为细菌只有在高温下才能被杀死。产生高温的一部分条件在于产生相对应的高压。（2）在使用高压蒸汽灭菌锅灭菌时，灭菌锅内冷空气的排除是否完全极为重要，因为空气的膨胀压大于水蒸汽的膨胀压，所以，当水蒸汽中含有空气时，在同一压力下，含空气蒸汽的温度低于饱和蒸汽的温度，冷空气不排尽，实际灭菌的温度比要求的温度偏低，会对后续实验产生影响。（3）在灭菌温度降到适宜温度为止，过高时不宜打开锅盖取出灭菌物品，以免烫伤。
3常用的菌种保藏方法有哪些，简述各自的原理和优缺点。[武汉大学2014研]
答：常用的菌种保藏方法的原理及优、缺点如表2-10所示。表2-10 常用的菌种保藏方法的原理及优、缺点
4设计实验分离抗六氯苯的微生物，使用两种方法提高该菌对六氯苯的分解能力。[武汉大学2015研]
答：（1）分离抗六氯苯的微生物的实验设计
①设计思路
以大肠杆菌为实验材料，通过影印培养法来分离抗性微生物。
②原理
普通大肠杆菌在含有六氯苯的培养皿中不能生存，然而抗六氯苯的大肠杆菌则可以在此培养基中生存。依据此原理，可设置对照试验。
③主要步骤
a．制作LB固体培养基，倒三个平板，分别编号A、B和C。A平板不含六氯苯，作对照；B、C平板均含有六氯苯。
b．将正常且健康的大肠杆菌接种到编号为A的培养基中，然后用影印板将A号培养基中的接种到B号培养基的对应位置上，37℃下培养8～10h。
c．将培养好的B号培养基中对应A号培养基中存活下来的大肠杆菌，接种到C号培养基中，继续培养，挑选存活菌种，即可分离出抗六氯苯的微生物。（2）提高该菌对六氯苯的分解能力的方法
①增加培养基中六氯苯的浓度。让该菌在含有更高浓度的六氯苯的培养基中生存，存活下来的细菌则对六氯苯有更高的分解能力。
②在已含有抗六氯苯抗性基因的细菌上插入一段更强的启动子。插入了强启动子的细菌的抗性基因的表达能力会增强，这样在含有相同浓度六氯苯的培养基中，含有强抗六氯苯抗性基因启动子的细菌对六氯苯的分解能力会大大提高，分解速度会大大增加。
第3章 微生物细胞的结构与功能
3.1 复习笔记
一、原核微生物
1定义
原核微生物是指一大类细胞微小、细胞核无核膜包裹（只有称作核区的裸露DNA）的原始单细胞生物。
2原核生物和真核生物的区别（1）原核生物基因组由无核膜包裹的双链环状DNA组成；（2）原核生物缺乏由单位膜分隔、包围的细胞器；（3）原核生物核糖体为70S。
3原核生物的分类（1）细菌域
包括细菌（狭义）、放线菌、蓝细菌、支原体、立克次氏体和衣原体等，它们的共同点是细胞壁中含有独特的肽聚糖（无壁的支原体例外），细胞膜含有由酯键连接的脂质，DNA序列中一般没有内含子。（2）古菌域
古细菌的生化反应和进化上与真核生物关系密切，但其细胞构造属于原核类型。
4细胞壁（1）定义
细胞壁是指是位于细胞最外的一层厚实、坚韧的外被，主要由肽聚糖构成，有固定细胞外形和保护细胞等多种生理功能。（2）细胞壁的功能
①固定细胞外形和提高机械强度，使其免受渗透压等外力的损伤；
②细胞的生长、分裂和鞭毛运动都需要细胞壁；
③阻拦酶和某些抗生素等大分子物质进入细胞，保护细胞免受溶菌酶、消化酶和青霉素等有害物质的损伤。
④赋予细菌特定的抗原性、致病性以及对抗生素和噬菌体的敏感性。
5细胞壁的分类＋（1）革兰氏阳性菌（G）的细胞壁
①特点
细胞壁厚度大（20～80nm），化学组分简单，一般只含90%肽聚糖和10%磷壁酸。
②肽聚糖
a．定义
肽聚糖又称胞壁质，是真细菌细胞壁中特有成分，是指由肽聚糖单体聚合而成。肽聚糖分子是由肽与聚糖两部分组成，其中的肽有四肽尾和肽桥两种，聚糖则由N-乙酰葡糖胺和N-乙酰胞壁酸相互间隔连接而成，呈长链骨架状。
b．组成
每一个肽聚糖单体都由三部分组成，即双糖单位、四肽尾和肽桥。各组成部分的结构特点如表3-1所示。表3-1 肽聚糖单体的组成和特点
③磷壁酸
磷壁酸是结合在革兰氏阳性菌细胞壁上的一种酸性多糖，主要成分为甘油磷酸或核糖醇磷酸，其分类及其特点如表3-2所示。表3-2 磷壁酸的分类，特点及其功能－（2）革兰氏阴性菌（G）菌的细胞壁
①特点
细胞壁层次多、厚度低以及成分复杂。
②肽聚糖－＋
G菌肽聚糖以为代表，结构单体与G菌基本相同，差别仅在于：
a．四肽尾的第3个氨基酸不是L-Lys，而是被一种只有在原核微生物细胞壁上才有的内消旋二氨基庚二酸（m-DAP）所代替；
b．没有特殊的肽桥，前后两个单体间的通过甲四肽尾的第4个氨基酸（D-Ala）的羧基与乙四肽尾的第3个氨基酸（m-DAP）的氨基直接相连。
③外膜
a．位置及组成－
外膜位于G菌细胞壁外层，由脂多糖、磷脂和脂蛋白等蛋白质组成，也称为外壁。
b．外膜的功能
作为一层保护性屏障，可阻止或减缓胆汁酸、抗体及其他有害物质的进入；防止周质酶和细胞成分的外流。
④脂多糖（LPS）－
脂多糖是指位于G菌细胞壁最外层的一层较厚的类脂多糖类物质，由类脂A、核心多糖和O-特异侧链3部分组成，其组成及功能如表3-3所示。表3-3脂多糖的组成及功能
⑤外膜蛋白
外膜蛋白有两类典型的代表，即脂蛋白和孔蛋白。
a．脂蛋白
一端嵌入外膜的内层，另一端通过共价键连到肽聚糖，使外膜牢固地连接到细胞壁。
b．孔蛋白
主要控制物质的进出，有特异性和非特异性两种。非特异性的孔蛋白可通过质量较小的亲水性分子；而特异性孔蛋白有专一的结合位点，允许一种或多种相关物质通过。
⑥周质空间
周质空间又称周质或壁膜间隙，在革兰氏阴性菌中，一般指其外膜与细胞膜之间的狭窄空间，呈胶状，肽聚糖层夹在其中，而且在周质空间中还存在着多种周质蛋白。＋－
⑦G菌与G菌的主要特性比较（表3-4）＋－表3-4 G菌与G菌的主要特性的比较（3）古生菌的细胞壁
在古生菌中，除了热原体属没有细胞壁外，其余都具有与细菌类似功能的细胞壁。古菌细胞壁没有真正的肽聚糖，而是由多糖（假肽聚糖）、糖蛋白或蛋白质构成。（4）缺壁细菌
①常见缺壁细菌的类型、定义和特点如表3-5所示。表3-5 常见缺壁细菌的类型、定义和特点（5）革兰氏染色的机制（图3-1）
图3-1 革兰氏染色的机制
6细胞壁以内的构造
原核细胞壁以内主要由细胞质膜（细菌和古生菌）、细胞质和核区3部分组成。（1）细胞质膜
细胞质膜又称质膜，是紧贴在细胞壁内侧、包围着细胞质的一层柔软、脆弱、富有弹性的半透性薄膜，由磷脂和蛋白质组成。
①观察方法
细菌的细胞质膜可通过质壁分离、鉴别性染色或原生质体破裂等方法在光学显微镜下观察到。
②结构
主要成分为磷脂，由两层磷脂分子按一定规律整齐地排列而成，每一个磷脂分子由一个带正电荷、能溶于水的极性头和一个不带电荷、不溶于水的非极性尾构成；极性头朝内外两表面，呈亲水性，而非极性尾则埋入膜的内层，形成了磷脂双分子层。
③细胞质膜的液态镶嵌模型
a．膜的主体是脂质双分子层；
b．脂质双分子层具有流动性；
c．占膜蛋白总量70%～80%的整合蛋白因其表面呈疏水性，故可溶入脂质分子层的疏水性内层中，且不易把他们抽提出来；
d．占膜蛋白含量20%～30%、与膜结合得较松散的周边蛋白，因其表面的亲水基团而通过静电引力与脂质双分子层表面的极性头相连；
e．脂质分子间或脂质分子与蛋白质分子间无共价结合；
f．周边蛋白可在其上作漂浮运动，而整合蛋白在其中作横向移动。
④细胞膜的生理功能
a．选择性地控制细胞内、外的营养物质和代谢产物的运送；
b．维持细胞内正常渗透压；
c．合成细胞壁和糖被的各种组分（肽聚糖、磷壁酸、LPS、荚膜多糖等）的重要基地；
d．膜上含有氧化磷酸化或光合磷酸化等能量代谢的酶系，是细胞的产能场所；
e．是鞭毛基体的着生部位和鞭毛旋转的供能部位；
f．膜上某些蛋白受体与趋化性有关。（2）细胞质和内含物
①细胞质定义
细胞质又称细胞质基质，是指细胞质膜包围的除拟核以外一切半透明、胶状、颗粒状物质的总称。
②细胞质的主要成分及特点（表3-6）表3-6 细胞质的主要成分及特点
③芽孢的构造
图3-2 芽孢构造示意图
④芽孢的耐热机制（渗透调节皮层膨胀学说）
芽孢的耐热性在于芽孢衣对多价阳离子和水分的透性很差和皮层的离子强度很高，使皮层产生极高的渗透压从而夺取芽孢核心中的水分，造成皮层的充分膨胀，而核心部分的细胞质高度失水最终导致核心具有极强的耐热性。
⑤研究芽孢的意义
a．芽孢的存在和特点是细菌分类、鉴定中的重要形态学指标。
b．由于芽孢的耐热性，用高温处理含菌样品可提高芽孢产生菌的筛选效率。
c．芽孢的长休眠期为产芽孢菌的保藏带来了方便。
d．芽孢的高度耐热性和其他抗逆性使其成为衡量各种消毒灭菌手段的最重要的指标。
⑥伴孢晶体
伴孢晶体是指少数芽孢杆菌，例如苏云金芽孢杆菌在其形成芽孢的同时，会在芽孢旁形成一颗菱形或双锥形的碱溶性蛋白晶体-δ内毒素。
⑦细菌的其他休眠构造
固氮菌尤其是棕色固氮菌等少数细菌在营养缺乏的条件下，会产生一种抗干旱但不抗热的圆形休眠体-胞囊。
7细胞壁以外的构造
在某些原核生物的细胞壁外，会着生一些特殊的附属物，包括糖被、S层、鞭毛、菌毛和性毛等。（1）糖被
①定义
糖被是指包被于某些细菌细胞壁外的一层厚度不定的胶状物质，主要可以分为荚膜和黏液层。
②糖被的功能
a．保护作用。糖被上的大量极性基团可保护菌体免受干旱损伤；可防止噬菌体的吸附和感染；一些动物致病菌的荚膜还可以保护它们免受宿主白细胞的吞噬，如肺炎链球菌。
b．贮藏养料，当营养缺乏时可以重新利用。
c．作为透性屏障和离子交换系统，避免细菌受重金属离子的毒害。
d．表面附着作用促进生物被膜的形成，如唾液链球菌。
e．细菌间的信息识别作用，如根瘤菌属。
f．积累代谢废物。
③糖被的应用
a．菌种的鉴定。
b．用作代血浆或生化试剂，肠膜明珠串菌。
c．制备工业原料-黄原胶，野油菜黄单胞菌。
d．分解、吸附和沉降污水中的有害物。（2）S层
S层是由蛋白质或糖蛋白亚基以方块形或六角形方式排列的连续层，包围在原核微生物细胞壁外。（3）鞭毛
鞭毛是指生长在某些细菌体表的长丝状、波曲形的蛋白质附属物，其数目为一至数十根，具有运动功能。
①原核生物鞭毛的构造
原核生物（包括古生菌）鞭毛由基体、钩形鞘和鞭毛丝3部分组成，以革兰氏阴性菌大肠杆菌为例，各部分的特点如下图所示。
图3-3 原核生物鞭毛构造的组成部分及特点
②鞭毛的运动方式
鞭毛的运动方式曾有过两种猜想，即“旋转论”与“挥鞭论”，通过“拴菌实验”证明鞭毛的运动方式是“旋转论”而非“挥鞭论”。“拴菌”实验：设法把单端鞭毛菌鞭毛的游离端用相应的抗体牢牢“栓”在载玻片上，然后在光学显微镜下观察细胞的行为，结果发现，该菌是在载玻片上不断打转，而非伸缩运动，从而肯定了鞭毛的运动方式是“旋转论”而非“挥鞭论”。
③鞭毛的着生方式
鞭毛在细胞表面的着生方式主要有四种类型，即单端鞭毛菌、端生丛毛菌、两端鞭毛菌和周生菌。
④螺旋体的周质鞭毛
a．定义
螺旋体的周质鞭毛，又称周质鞭毛或轴丝，是指在螺旋体细胞（又称原生质柱）的表面的固定型鞭毛，一般每个细胞长有两条。
b．运动机制
通过鞭毛的快速旋转，使细胞表面的螺旋凸纹不断移动，推动细胞作拔塞钻状快速前进。（4）菌毛
①定义
菌毛是指一种长在细菌体表的纤细、中空、短直、数量较多的蛋白质类附属物，能使菌体附着于物体表面。
②构造特点
a．结构简单，无基体等复杂构造。
b．着生于细胞膜上，穿过细胞壁后伸展于体表（全身或仅两端）。
c．由许多菌毛蛋白亚基围绕中心作螺旋状排列，呈中空管状。（5）性毛
性毛又称性菌毛或接合性毛，构造和成分与菌毛相同，但比菌毛长，数量仅一至少数几根，一般见于革兰氏阴性菌的雄性菌株（即供体菌）中，具有向雌性菌株（即受体菌）传递遗传物质的功能。
二、真核微生物
1定义
真核生物是指细胞核具有核膜、细胞能进行有丝分裂、细胞质中存在线粒体或同时存在叶绿体等多种细胞器的生物。
2分类
真核微生物通常包括真菌（酵母菌、霉菌和蕈菌）、显微藻类和原生动物三大类。
3真核生物与原核生物的比较表3-7 真核生物和原核生物的比较
试读结束[说明：试读内容隐藏了图片]