2.1 原核微生物和真核微生物主要差别

2.2 细菌、古菌

2.2.1 细胞形状与大小

2.2.2 细胞结构与功能

细胞壁、细胞膜、内含物（各类贮存物，气泡）、

芽孢、鞭毛、菌毛、性毛、荚膜

2.2.3 细菌、古菌培养特征

2.3 酵母、霉菌

2.3.1 酵母 个体形态 培养特征

2.3.2 霉菌 个体形态 培养特征

2.4 病毒

2.4.1 病毒

2.4.2 亚病毒因子

第2章：微生物的主要类群 2.1 原核微生物和真核微生物概念

原核生物：指细胞核无核膜包裹，只存在由裸露DNA组

成的核区（nuclear region) 的原始单细胞生物

真核生物：凡是细胞核具有核膜，能进行有丝分裂、细

胞质中存在线粒体或者同时存在叶绿体等多种细胞器的生物

2.1 原核微生物和真核微生物概念

类核 或 拟核

原核微生物细胞模式图

细胞核

核仁

核膜

真核生物细胞模式图

2.1 原核微生物和真核微生物概念

项目 原核生物 真核生物细胞核

无核膜包裹，只由裸露

DNA组成

有核膜包裹的细胞核

DNA环状

线性

组蛋白组蛋白类似蛋白

有

细胞器无

细胞核、线粒体、叶绿体等多种

核糖体 70S 80S

生长二分分裂

有丝分裂

类群细菌、古菌 动物、植物、真菌

2.2 细菌、古菌

细菌：又称真细菌，包括普通细菌、放线菌、蓝细

菌、支原体、立克次氏体和衣原体等 (三菌三体）

古菌：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

1977年 Woese 三原界分类系统Three major domains of living organisms

2.2.1 2.2.1 细胞形状与大小细胞形状与大小Coccus

金黄色葡萄球菌Staphylococcus aureus

淋病奈瑟氏球菌Neisseria gonorrhoeae

肺炎链球菌Streptococcus pneumoniae

Rod

结核分枝杆菌Mycobacterium tuberculosis

梭状芽孢杆菌Clostridium

铜绿假单胞菌（绿脓杆菌）Pseudomonas aeruginosa

炭疽病的病原菌------炭疽杆菌

Bacillus anthracis

Spirilla弧菌

螺菌

螺旋体菌

螺旋状

Vibrio（弧菌）：

(寄生性弧菌-----蛭弧菌)Bdellovibrio

霍乱弧菌Vibrio cholerae

Spirillum (螺菌): Spirochaete (螺旋体菌）：

Filamentous 丝状菌体 具有附属物细菌（appendaged bacteria)

星形细菌（star-shaped bacteria ）

方形细菌（square-shaped bacteria）细胞大小细胞大小

the largest known prokaryote. A single coccus-shaped cell is about 400 µm wide

Flagella

Fimbriae

PiliEndospore

Glycocalyx

Inclusions

Nuclear area

Cytoplasm

Mesosome

2.2.2 细胞结构与功能

细胞壁：

2.2.2 细胞结构与功能

G+ 细胞壁

G- 细胞壁

抗酸细菌的细胞壁

古菌细胞壁

缺壁细菌

Fig 4.27

G+ 、G- 细胞壁

肽聚糖

外膜 外膜蛋白

周质空间

G+ 、G- 细胞壁 G+ 细胞壁

G- 细胞壁 抗酸细菌的细胞壁

结核分枝杆菌 (Mycobacterium tuberculosis)

抗酸细菌的细胞壁 麻风分枝杆菌(M. leprae)Hansen‘s disease 麻风病

Pseudopeptidoglycan (假肽聚糖)

Polysaccharides(多糖)

Glycoprotein(糖蛋白) or protein(蛋白质)

古菌细胞壁细胞壁缺陷细菌_L-型细菌

因英国李斯特（Lister）预防研究所首先发现而得名.

细胞壁缺陷细菌_支原体

油煎蛋菌落

热原体:一种无细胞壁的古菌

支原体与首例人造生命

Flagella

Fimbriae

PiliEndospore

Glycocalyx

Inclusions

Nuclear area

Cytoplasm

Mesosome

2.2.2 细胞结构与功能

细胞膜： 古菌细胞膜脂层多样化

真核生物细胞膜中一般含有胆固醇(cholesterol)等甾醇，含量为5%-25%

原核生物（Mycoplasma 除外）

细胞膜中一般不含甾醇，而是含有hopanoids（类何帕烷）。

古菌不含此类物质

甾醇(sterol)的一般结构

甾醇(sterol)甾醇在细胞膜中起到固定作用

原核细胞细胞膜中一般不含甾醇，而是含有hopanoids（类何帕烷），同样起到固定作用

透性屏障

蛋白质锚

能量转换

细胞膜功能

Flagella

Fimbriae

PiliEndospore

Glycocalyx

Inclusions

Nuclear area

Cytoplasm

Mesosome

2.2.2 细胞结构与功能

拟核：无核膜包裹，只由裸露DNA组成的

核区Flagella

Fimbriae

PiliEndospore

Glycocalyx

Inclusions

Nuclear area

Cytoplasm

Mesosome

2.2.2 细胞结构与功能

内含物：指胞质内较大的颗粒状构造，包括各种贮藏物、羧酶体和气泡等

内含物：贮藏物

2.2.2 细胞结构与功能

Poly-β-hydroxybutyric acid (PHB) 聚-β-羟基丁酸

2.2.2 细胞结构与功能

其他内含物 磁小体

2.2.2 细胞结构与功能

气泡其他内含物

2.2.2 细胞结构与功能

Flagella

Fimbriae

PiliEndospore

Glycocalyx

Inclusions

Nuclear area

Cytoplasm

Mesosome

2.2.2 细胞结构与功能 鞭毛:

鞭毛：细菌的“运动器官”2.2.2 细胞结构与功能

Flagella

Fimbriae

PiliEndospore

Glycocalyx

Inclusions

Nuclear area

Cytoplasm

Mesosome

2.2.2 细胞结构与功能

Fimbriae, 单数fimbria，菌毛

2.2.2 细胞结构与功能

Fimbriae, 单数 fimbria，菌毛

2.2.2 细胞结构与功能

Pili, 单数 pilus，性毛

2.2.2 细胞结构与功能

Flagella

Fimbriae

PiliEndospore

Glycocalyx

Inclusions

Nuclear area

Cytoplasm

Mesosome

2.2.2 细胞结构与功能

糖被：

2.2.2 细胞结构与功能

糖被功能

① 保护作用

②表面附着作用(attachment of microorganisms to solid surfaces)③ 细菌间的信息识别作用，如根瘤菌属(Rhizobium)

2.2.2 细胞结构与功能

糖被应用意义

抗癌医药品

食品工业

石油开采 、印染等

活性污泥、微生物絮凝剂

2.2.2 细胞结构与功能

Flagella

Fimbriae

PiliEndospore

Glycocalyx

Inclusions

Nuclear area

Cytoplasm

Mesosome

2.2.2 细胞结构与功能

芽孢 （endospores）2.2.2 细胞结构与功能

芽孢的萌发

2.2.2 细胞结构与功能

活化(activation) → 出芽(germination) → 生长(outgrowth)

伴孢晶体（parasporal body）2.2.2 细胞结构与功能

细菌分类、鉴定中的重要形态学指标

提高芽孢产生菌的筛选效率

芽孢菌的长期保藏

各种消毒灭菌手段的最重要的指标

Clostridium botulinum

C. tetani

芽孢研究意义

2.2.2 细胞结构与功能

Bacillus anthracis B. subtilis

Flagella

Fimbriae

PiliEndospore

Glycocalyx

Inclusions

Nuclear area

Cytoplasm

Mesosome

2.2.2 细胞结构与功能 2.2.2 细菌、古菌培养特征

菌落特征：

2.2.2 细菌、古菌培养特征

酵母菌 ( Yeasts )：单细胞真菌 ( unicellular fungi )

霉菌 ( Molds ) ：丝状真菌 ( filamentous fungi )

2.3 酵母、霉菌

单细胞的真核微生物。无性繁殖芽殖或裂殖，大多数属于子

囊菌（可产生子囊孢子进行有性繁殖）

多分布在含糖的偏酸性环境，也称为“糖菌”

有些酵母菌致病

2.3.1 酵母个体形态

2.3.1 酵母

•菌落形态：

2.3.1 酵母

无性繁殖: 芽殖(budding)裂殖(fission)

2.3.1 酵母

有性繁殖：酵母菌以形成子囊和子

囊孢子的形式进行有性繁殖

2.3.1 酵母 2.3.2 霉菌

霉菌：是 “丝状真菌”的统称

营养菌丝substrate hyphae

气生菌丝aeria hyphae菌丝形态:

2.3.2 霉菌

菌丝的特化

2.3.2 霉菌

菌丝的特化

2.3.2 霉菌

菌丝的特化

2.3.2 霉菌

菌丝的特化

2.3.2 霉菌

菌丝的特化

2.3.2 霉菌

菌丝的特化

2.3.2 霉菌

菌丝的特化

2.3.2 霉菌

菌丝的特化

2.3.2 霉菌

菌丝的特化

2.3.2 霉菌

无性孢子

节孢子

后垣孢子

孢囊孢子

分生孢子

芽孢子

子实体：菌丝交织成垫状、壳状的子座, 在子座外或内可形成孢子

2.3.2 霉菌

无性孢子

sporangium

2.3.2 霉菌

无性孢子

有性孢子

2.3.2 霉菌

子囊盘

2.3.2 霉菌

有性孢子

变态的子囊盘

2.3.2 霉菌

有性孢子 担子

2.3.2 霉菌

有性孢子

担子果的三种发育类型：裸果型

担子果的三种发育类型：–裸果型

–半被果型

毒伞菌或毒蘑菇

担子果的三种发育类有：–裸果型–半被果型

–被果型

2.3.2 霉菌

专性好氧菌，在自然界分布极广，种类和数量惊人，是自然

界分解植物残体的重要力量

霉菌同人类的生产、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

有用物品的生产

2.3.2 霉菌

真菌杀虫剂

冬虫夏草

2.3.2 霉菌

专性好氧菌，在自然界分布极广，种类和数量惊人，是自然

界分解植物残体的重要力量

霉菌同人类的生产、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

有用物品的生产

食物、工农业制品的霉变

黄曲霉毒素是黄曲霉菌产生的活性物质

2.3.2 霉菌

专性好氧菌，在自然界分布极广，种类和数量惊人，是自然

界分解植物残体的重要力量

霉菌同人类的生产、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

有用物品的生产

食物、工农业制品的霉变

引起动植物疾病

2.3.2 霉菌

灰指甲皮癣

口腔霉菌感染皮肤深度感染

脚气

草莓白粉病

茴香白粉病

西瓜白粉病

小麦白粉病

丝瓜白粉病 烟草白粉病

西瓜白粉病

霉菌的菌落

2.3.2 霉菌3.2.4 霉菌的菌落

3.2 Filamentous Fungi: Molds

微生物

细菌

古生菌

真菌（酵母、霉菌等）

单细胞藻类

原生动物等

非细胞型生物--病毒

细胞型

原核微生物

真核微生物

真病毒

亚病毒

2.4.1 病毒

病毒是一种感染因子，必须依赖一种细胞(宿主)进行

增殖

具有特征性的细胞外感染形式

是一种独立于细胞染色体而依赖于细胞进行复制

的遗传因子

2.4.1 病毒

核酸 蛋白质外壳 包膜

毒粒：病毒的感染性形式, 核酸外被蛋白质围绕，或

还含有其他大分子组分

2.4.1 病毒

裸露病毒 包膜病毒

病毒几乎可以感染所有的细胞生物，但具有宿主特异性

噬菌体、动物病毒、植物病毒

2.4.1 病毒

病毒大小

不同病毒的毒粒大小差别很大, 0.02-0.3um个体小，必需在电镜下观察，

脊髓灰质炎病毒

腺病毒

2.4.1 病毒

毒粒的形状大致可分四种：

球形颗粒,或称拟球形颗粒

杆状颗粒

复杂形状颗粒,如蝌蚪状,

多形性颗粒（杆状↔拟球状）

病毒形状

2.4.1 病毒

痘病毒 400×250nm副粘病毒(流行性腮腺炎)

疱疹病毒

口疮病毒

腺病毒

流感病毒棒状病毒

管状病毒

有弯曲尾噬菌体

多瘤病毒 小核糖核酸病毒

T-偶数噬菌体

Capsid 壳体

壳体结构类型

helical symmetry螺旋对称

icosahedral symmetry二十面体对称

Rod shapes

Spherical shapes

2.4.1 病毒

螺旋对称壳体

二十面体对称壳体

双对称结构

六角形基片endplate尾钉

颈环

尾丝

核心简单核心：只有核酸

复杂核心：核酸 + 某些结构蛋白质

病毒核酸

嗜肝DNA病毒逆转录病毒

2.4.1 病毒

包膜

包膜病毒Enveloped virus

2.4.1 病毒

包膜

2.4.1 病毒

Spike（刺突）：包膜或核衣壳上的糖蛋白突起

唾液酸酶

红血球凝集素

四种主要结构类型

裸露的二十面体毒粒

裸露的螺旋毒粒

有包膜的二十面体毒粒

有包膜的螺旋毒粒

结构类型

2.4.1 病毒

裸露的二十面体毒粒

有包膜的二十面体毒粒；

裸露的螺旋毒粒

有包膜的螺旋毒粒

吸附

侵入

病毒大分子的合成

装配

释放

病毒的复制周期

2.4.1 病毒 (1) 吸附

有尾噬菌体：

(2) 侵入

动物病毒：

(2) 侵入

(2) 侵入

装配

(3)病毒大分子合成

复制周期

(4) 装配

无尾丝的尾部装配

头部的装配

尾部与头部自发结合

单独装配的尾丝与前已装配好的颗粒相连

(4) 装配

(5)病毒的释放标志病毒

复制周期结束

(5)病毒的释放

(5)病毒的释放 (5)病毒的释放

吸附

侵入

病毒大分子的合成

装配

释放

病毒的复制周期

2.4.1 病毒 HIV

HIV攻击T4 淋巴细胞（CD4类型）

2.4.1 病毒

艾滋病主要传播方式：

• 性接触• 静脉吸毒人群• 极少数血液和母婴传播

2.4.1 病毒

卫星病毒

卫星RNA

类病毒

朊病毒独立复制

依赖辅助病毒进行复制亚病毒因子

比病毒更简单的感染因子

2.4.2 亚病毒因子（1）卫星病毒

卫星病毒，是寄生于与之无关的辅助病毒的基因产物的病

毒，具有毒粒结构

2.4.2 亚病毒因子

小分子单链RNA，被包装在辅助病毒的壳体中，必须依赖辅

助病毒进行复制。它们本身对于辅助病毒的复制不是必需的，

且它们与辅助病毒的基因组无明显的同源性

（2）卫星RNA

为单链闭合环状的RNA分子，仅含246～399核苷酸，自我复

制，不需要辅助病毒，是已知的最小病原体

（3）类病毒

2.4.2 亚病毒因子

一种蛋白质侵染颗粒，称为朊病毒蛋白 (prion protein) ,简称

为PrP，代表着亚病毒因子的另外一种极端

（4）朊病毒

2.4.2 亚病毒因子

（4）朊病毒

2.4.2 亚病毒因子

PrPScPrPc

PrPc ：动物细胞组成型基因表

达的产物,大多数存在于神经元中

PrPsc ：prpsc 对prpc进行修

饰，导致prpc构型发生改变，转

变为prpsc

所有已知的朊病毒感染均是致命的。由于动物的免疫

系统不识别朊病毒为外来入侵，不发生身体的自然抵

御。羊瘙痒病是第一个被发现的朊病毒致病，貂、

猫、牛（牛绵状脑病）都发现的该类疾病

2.4.2 亚病毒因子

（4）朊病毒

大脑皮层丧失记忆

丘脑失眠

小脑运动障碍

脑干海绵状

FFI，致死性睡眠综合症

CJD，克-雅氏病，人类海绵状脑病

GSS，吉斯综合征, 又称脑软化病

BSE （牛海绵状脑病）

Kuru库鲁氏病,又称新几内亚震颤症）

2.4.2 亚病毒因子

（4）朊病毒

1. 水平传播

2. 垂直传播，遗传

3. 自发突变

牛饲料中添加已感染朊病毒的羊碎屑

牛感染

人食用感染牛肉

人感染

2.4.2 亚病毒因子

（4）朊病毒

2.4.2 亚病毒因子

Kuru，库鲁氏病,新几内亚震颤症） BSE （牛海绵状脑病）

CJD，克-雅氏病，

人类海绵状脑病

（4）朊病毒

The single biggest threat to man’s continued dominance on the planet is the virus.

------Joshua Lederberg, Ph.DThe Nobel Prize in Physiology or Medicine，1958