现代普通光学显微镜利用目镜和物镜两组透镜系统来放大成像,故又常被称为复式显微 镜。它们由机械装置和光学系统两大部分组成。机械装置包括镜座、支架、载物台、调焦螺 旋等部件,是显微镜的基本组成单位,主要是保证光学系统的准确配制和灵活调控,在一般 情况下是固定不变的。而光学系统由物镜、目镜、聚光器等组成,直接影响着显微镜的性能, 是显微镜的核心。一般的显微镜都可配置多种可互换的光学组件,通过这些组件的变换可改 变显微镜的功能,如明视野、暗视野、相差等 对任何显微镜来说,分辨率是决定其观察效果的最重要指标。从物理学角度看,光学显 微镜的分辨率受光的干涉现象及所用物镜性能的限制,可表示为 分辨率(最小可分辨距离)= 0.5A nsin e 式中λ为所用光源波长;θ为物镜镜口角的半数,它取决于物镜的直径和工作距离(图 2-8);n为玻片与物镜间介质的折射率,显微观察时可根据物镜的特性而选用不同的介质, 例如空气(n=1.0)、水(n=1.33)、香柏油(n=1.52)等。 n sine也被表示为数值孔径值( Numerical Aperture,NA),它是决定物镜性能的最重要指标。光学显微镜在使用最短波长的可见光 (=450m)作为光源时在油镜下可以达到其最大分辨率,0.8μm(表2-1)。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 00~-1,500倍,在此基础上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 2.暗视野显黴镜 明视野显微镜的的照明光线直接进入视野,属透射照明。生活的细菌在明视野显微镜下 观察是透明的,不易看清。而暗视野显微镜则利用特殊的聚光器实现斜射照明,给样品照明 的光不直接穿过物镜,而是由样品反射或折射后再进入物镜(图2-9),因此,整个视野是 暗的,而样品是明亮的。正如我们在白天看不到的星辰却可在黑暗的夜空中清楚地显现一样 在暗视野显微镜中由于样品与背景之间的反差増大,可以清晰地观察到在明视野显微镜中不 易看清的活菌体等透明的微小颗粒。而且,即使所观察微粒的尺寸小于显微镜的分辨率,依 然可以通过它们散射的光而发现其存在。因此,暗视野法主要用于观察生活细菌的运动性 3.相差显微镜 光线通过比较透明的标本时,光的波长(颜色)和振幅(亮度)都没有明显的变化,因 此,用普通光学显微镜观察未经染色的标本(如活的细胞)时,其形态和内部结构往往难以 分辨。然而,由于细胞各部分的折射率和厚度的不同,光线通过这种标本时,直射光和衍射 光的光程就会有差别。随着光程的增加或减少,加快或落后的光波的相位会发生改变(产生 相位差)。光的相位差人肉眼感觉不到,但相差显微镜配备有特殊的光学装置一一环状光阑 和相差板,利用光的干涉现象,能将光的相位差转变为人眼可以察觉的振幅差(明暗差), 从而使原来透明的物体表现出明显的明暗差异,对比度增强。正由于样品的这种反差是以不 同部位的密度差别为基础形成的,因此,相差显微镜使人们能在不染色的情况下比较清楚地 观察到在普通光学显微镜和暗视野显微镜下都看不到或看不清的活细胞及细胞内的某些细 微结构,是显微技术的一大突破,为此,其发明人F. Zernike获得了1953年的诺贝尔奖 4.荧光显微镜
现代普通光学显微镜利用目镜和物镜两组透镜系统来放大成像，故又常被称为复式显微 镜。它们由机械装置和光学系统两大部分组成。机械装置包括镜座、支架、载物台、调焦螺 旋等部件，是显微镜的基本组成单位，主要是保证光学系统的准确配制和灵活调控，在一般 情况下是固定不变的。而光学系统由物镜、目镜、聚光器等组成，直接影响着显微镜的性能， 是显微镜的核心。一般的显微镜都可配置多种可互换的光学组件，通过这些组件的变换可改 变显微镜的功能，如明视野、暗视野、相差等。 对任何显微镜来说，分辨率是决定其观察效果的最重要指标。从物理学角度看，光学显 微镜的分辨率受光的干涉现象及所用物镜性能的限制，可表示为： 式中为所用光源波长；为物镜镜口角的半数，它取决于物镜的直径和工作距离（图 2-8）；n 为玻片与物镜间介质的折射率，显微观察时可根据物镜的特性而选用不同的介质， 例如空气（n=1.0）、水（n=1.33）、香柏油（n=1.52）等。n sin也被表示为数值孔径值（Numerical Aperture，NA），它是决定物镜性能的最重要指标。光学显微镜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其最大分辨率，0.18 m（表 2-1）。由于肉眼的 正常分辨能力一般为 0.25 mm 左右，因此光学显微镜有效的最高总放大倍数只能达到 1,000~1,500 倍，在此基础上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。 2. 暗视野显微镜 明视野显微镜的的照明光线直接进入视野，属透射照明。生活的细菌在明视野显微镜下 观察是透明的，不易看清。而暗视野显微镜则利用特殊的聚光器实现斜射照明，给样品照明 的光不直接穿过物镜，而是由样品反射或折射后再进入物镜（图 2-9），因此，整个视野是 暗的，而样品是明亮的。正如我们在白天看不到的星辰却可在黑暗的夜空中清楚地显现一样， 在暗视野显微镜中由于样品与背景之间的反差增大，可以清晰地观察到在明视野显微镜中不 易看清的活菌体等透明的微小颗粒。而且，即使所观察微粒的尺寸小于显微镜的分辨率，依 然可以通过它们散射的光而发现其存在。因此，暗视野法主要用于观察生活细菌的运动性。 3. 相差显微镜 光线通过比较透明的标本时，光的波长（颜色）和振幅（亮度）都没有明显的变化，因 此，用普通光学显微镜观察未经染色的标本（如活的细胞）时，其形态和内部结构往往难以 分辨。然而，由于细胞各部分的折射率和厚度的不同，光线通过这种标本时，直射光和衍射 光的光程就会有差别。随着光程的增加或减少，加快或落后的光波的相位会发生改变（产生 相位差）。光的相位差人肉眼感觉不到，但相差显微镜配备有特殊的光学装置——环状光阑 和相差板，利用光的干涉现象，能将光的相位差转变为人眼可以察觉的振幅差（明暗差）， 从而使原来透明的物体表现出明显的明暗差异，对比度增强。正由于样品的这种反差是以不 同部位的密度差别为基础形成的，因此，相差显微镜使人们能在不染色的情况下比较清楚地 观察到在普通光学显微镜和暗视野显微镜下都看不到或看不清的活细胞及细胞内的某些细 微结构，是显微技术的一大突破，为此，其发明人 F. Zernike 获得了 1953 年的诺贝尔奖。 4. 荧光显微镜
有些化合物(荧光素)可以吸收紫外线并转放出一部分为光波较长的可见光,这种现象 称为荧光。因此,在紫外线的照射下,发荧光的物体会在黑暗的背景下表现为光亮的有色物 体,这就是荧光显微技术的原理。由于不同荧光素的激发波长范围不同,因此同一样品可以 同时用二种以上的荧光素标记,它们在荧光显微镜下经过一定波长的光激发发射出不同颜色 的光。荧光显微技术在免疫学、环境微生物学、分子生物学中应用十分普遍。 5.透射电子显微镜 由于显微镜的分辨率取决于所用光的波长,人们从本世纪初开始就尝试用波长更短的电 磁波取代可见光来放大成像,以制造分辨本领更高的显微镜。1933年,德国人E. Ruska制 成了世界上第一台以电子作为“光源”的显微镜——电子显微镜。其理论依据是:电子束通 过电磁场时会产生复杂的螺旋式运动,但最终的结果是正如光线通过玻璃透镜时一样,产生 偏转、汇聚或发散,并同样可以聚集成像。而一束电子具有波长很短的电磁波的性质,其波 长与运动速度成反比,速度越快,波长越短。在理论上,电子波的波长最短可达到0.005nm, 所以电子显微镜的分辨能力要远高于光学显微镜(图2-10)。几十年来,电子显微技术发 展很快,应用也日益广泛,对包括微生物学在内的许多学科的进步都起了巨大的推动作用。 6.扫描电子显微镜 扫描电子显微镜( Scanning Electron Microscope SEM)与光学显微镜和透射电镜不同, 它的工作原理类似于电视或电传真照片。电子枪发出的电子東被磁透镜汇聚成极细的电子 “探针”,在样品表面进行“扫描”,电子束扫到的地方就可激发样品表面放出二次电子(同 时也有一些其它信号)。二次电子产生的多少与电子束入射角度有关,也即是与样品表面的 立体形貌有关。与此同时,在观察用的荧光屏上另一个电子束也做同步的扫描。二次电子由 探测器收集,并在那里被闪烁器变成光信号,再经光电倍增管和放大器又变成电压信号来控 制荧光屏上电子束的强度。这样,样品上产生二次电子多的地方,在荧光屏上相应的部位就 越亮,我们就能得到一幅放大的样品立体图像。 7.扫描隧道显微镜 在光学显微镜和电子显微镜的结构和性能得到不断完善的同时,基于其它各种原理的显 微镜也不断问世,使人们认识微观世界的能力和手段得到不断提高,其中80年代才出现的 扫描隧道显微镜( Scanning Tunneling microscope,STM)是显微镜领域的新成员,主要原 理是利用了量子力学中的隧道效应。 近年来,在SIM的基础上又发展出了另一种扫描探针式显微镜,原子力显微镜( Force Microscope,AM)。AFM也是利用细小的探针对样品表面进行恒定高度的扫描来对 样品进行“观察”,但它不是通过隧道电流,而是通过一个激光装置来监测探针随样品表面 的升降变化来获取样品表面形貌的信息,因此,与STM不同,AFM可以用于对不具导电性, 或导电能力较差的样品进行观察 二、显微观察样品的制备 样品制备是显微技术的一个重要环节,直接影响着显微观察效果的好坏。一般来说,在 利用显微镜观察、研究生物样品时,除要根据所用显微镜使用的特点采用合适的制样方法外, 还应考虑生物样品的特点,尽可能地使被观察样品的生理结构保持稳定,并通过各种手段提 高其反差
有些化合物（荧光素）可以吸收紫外线并转放出一部分为光波较长的可见光，这种现象 称为荧光。因此，在紫外线的照射下，发荧光的物体会在黑暗的背景下表现为光亮的有色物 体，这就是荧光显微技术的原理。由于不同荧光素的激发波长范围不同，因此同一样品可以 同时用二种以上的荧光素标记，它们在荧光显微镜下经过一定波长的光激发发射出不同颜色 的光。荧光显微技术在免疫学、环境微生物学、分子生物学中应用十分普遍。 5. 透射电子显微镜 由于显微镜的分辨率取决于所用光的波长，人们从本世纪初开始就尝试用波长更短的电 磁波取代可见光来放大成像，以制造分辨本领更高的显微镜。1933 年，德国人 E. Ruska 制 成了世界上第一台以电子作为“光源”的显微镜----电子显微镜。其理论依据是：电子束通 过电磁场时会产生复杂的螺旋式运动，但最终的结果是正如光线通过玻璃透镜时一样，产生 偏转、汇聚或发散，并同样可以聚集成像。而一束电子具有波长很短的电磁波的性质，其波 长与运动速度成反比，速度越快，波长越短。在理论上，电子波的波长最短可达到 0.005 nm， 所以电子显微镜的分辨能力要远高于光学显微镜（图 2-10）。几十年来，电子显微技术发 展很快，应用也日益广泛，对包括微生物学在内的许多学科的进步都起了巨大的推动作用。 6. 扫描电子显微镜 扫描电子显微镜（Scanning Electron Microscope SEM）与光学显微镜和透射电镜不同， 它的工作原理类似于电视或电传真照片。电子枪发出的电子束被磁透镜汇聚成极细的电子 “探针”，在样品表面进行“扫描”，电子束扫到的地方就可激发样品表面放出二次电子（同 时也有一些其它信号）。二次电子产生的多少与电子束入射角度有关，也即是与样品表面的 立体形貌有关。与此同时，在观察用的荧光屏上另一个电子束也做同步的扫描。二次电子由 探测器收集，并在那里被闪烁器变成光信号，再经光电倍增管和放大器又变成电压信号来控 制荧光屏上电子束的强度。这样，样品上产生二次电子多的地方，在荧光屏上相应的部位就 越亮，我们就能得到一幅放大的样品立体图像。 7. 扫描隧道显微镜 在光学显微镜和电子显微镜的结构和性能得到不断完善的同时，基于其它各种原理的显 微镜也不断问世，使人们认识微观世界的能力和手段得到不断提高，其中 80 年代才出现的 扫描隧道显微镜（Scanning Tunneling Microscope，STM）是显微镜领域的新成员，主要原 理是利用了量子力学中的隧道效应。 近年来,在 STM 的基础上又发展出了另一种扫描探针式显微镜，原子力显微镜（Atomic Force Microscope，AFM）。AFM 也是利用细小的探针对样品表面进行恒定高度的扫描来对 样品进行“观察”，但它不是通过隧道电流，而是通过一个激光装置来监测探针随样品表面 的升降变化来获取样品表面形貌的信息，因此，与 STM 不同，AFM 可以用于对不具导电性， 或导电能力较差的样品进行观察。 二、显微观察样品的制备 样品制备是显微技术的一个重要环节，直接影响着显微观察效果的好坏。一般来说，在 利用显微镜观察、研究生物样品时，除要根据所用显微镜使用的特点采用合适的制样方法外， 还应考虑生物样品的特点，尽可能地使被观察样品的生理结构保持稳定，并通过各种手段提 高其反差
1.光学显微镜的制样 光学显微镜是微生物学研究的最常用工具,有活体直接观察和染色观察二种基本使用方 (1)活体观察 可采用压滴法、悬滴法及菌丝埋片法等在明视野、暗视野或相差显微镜下对微生物活 体进行直接观察。其特点是可以避免一般染色制样时的固定作用对微生物细胞结构的破坏, 并可用于专门研究微生物的运动能力、摄食特性、及生长过程中的形态变化如细胞分裂、芽 孢萌发等动态过程 ①压滴法:将菌悬液滴于载玻片上,加盖盖玻片后立即进行显微镜观察; ②悬滴法:在盖玻片中央加一小滴菌悬液后反转置于特制的凹玻载片上后进行显微镜观 察。为防止液滴蒸发变干,一般还应在盖玻片四周加封凡士林 ③菌丝埋片法:将无菌小块玻璃纸铺于平板表面,涂布放线菌或霉菌孢子悬液,经培养, 取下玻璃纸置于载玻片上,用显微镜对菌丝的形态进行观察。 (2)染色观察 一般微生物菌体小而无色透明,在光学显微镜下,细胞体液及结构的折光率与其背景相 差很小,因此用压滴法或悬滴法进行观察时,只能看到其大体形态和运动情况。若要在光学 显微镜下观察其细致形态和主要结构,一般都需要对它们进行染色,从而借助颜色的反衬作 用提高观察样品不同部位的反差 染色前必须先对涂在载玻片上的样品进行固定,其目的有二:一是杀死细菌并使菌体粘 附于玻片上,二是增加其对染料的亲和力。常用酒精灯火焰加热和化学固定二种方法。固定 时应注意尽量保持细胞原有形态,防止细胞膨胀和收缩。而染色则根据方法和染料等的不同 可分为很多种类,如细菌的染色,可简单概括如下: 简单染色法 正染色 革兰氏染色法 鉴别染色法抗酸性染色法 死菌 芽孢染色法 姬姆萨染色法 细菌染色法 负染色:荚膜染色法等 活菌:用美蓝或TTC(氧化三苯基四氮唑)等作活菌染色 第三节显微镜下的微生物 计划学时:7学时 重点:细菌、酵母菌、放线菌、霉菌的形态结构与功能 微生物类群庞杂,种类繁多,包括细胞型和非细胞型两类。凡具有细胞形态的微生物称 为细胞型微生物,按系统发育和细胞结构它们分属于细菌( Bacteria)、古生菌( Archaea) 和真核生物( Eukarya)。而不具细胞结构的病毒、类病毒,行寄生生活,它们的许多生活
1. 光学显微镜的制样 光学显微镜是微生物学研究的最常用工具，有活体直接观察和染色观察二种基本使用方 法。 (1) 活体观察 可采用压滴法、悬滴法及菌丝埋片法等在明视野、暗视野或相差显微镜下对微生物活 体进行直接观察。其特点是可以避免一般染色制样时的固定作用对微生物细胞结构的破坏， 并可用于专门研究微生物的运动能力、摄食特性、及生长过程中的形态变化如细胞分裂、芽 孢萌发等动态过程。 ①压滴法：将菌悬液滴于载玻片上，加盖盖玻片后立即进行显微镜观察； ②悬滴法：在盖玻片中央加一小滴菌悬液后反转置于特制的凹玻载片上后进行显微镜观 察。为防止液滴蒸发变干，一般还应在盖玻片四周加封凡士林； ③菌丝埋片法：将无菌小块玻璃纸铺于平板表面，涂布放线菌或霉菌孢子悬液，经培养， 取下玻璃纸置于载玻片上，用显微镜对菌丝的形态进行观察。 (2) 染色观察 一般微生物菌体小而无色透明，在光学显微镜下，细胞体液及结构的折光率与其背景相 差很小，因此用压滴法或悬滴法进行观察时，只能看到其大体形态和运动情况。若要在光学 显微镜下观察其细致形态和主要结构，一般都需要对它们进行染色，从而借助颜色的反衬作 用提高观察样品不同部位的反差。 染色前必须先对涂在载玻片上的样品进行固定，其目的有二：一是杀死细菌并使菌体粘 附于玻片上，二是增加其对染料的亲和力。常用酒精灯火焰加热和化学固定二种方法。固定 时应注意尽量保持细胞原有形态，防止细胞膨胀和收缩。而染色则根据方法和染料等的不同 可分为很多种类，如细菌的染色，可简单概括如下： 第三节 显微镜下的微生物 计划学时：7 学时 重点：细菌、酵母菌、放线菌、霉菌的形态结构与功能 微生物类群庞杂，种类繁多，包括细胞型和非细胞型两类。凡具有细胞形态的微生物称 为细胞型微生物，按系统发育和细胞结构它们分属于细菌（Bacteria）、古生菌（Archaea） 和真核生物（Eukarya）。而不具细胞结构的病毒、类病毒，行寄生生活，它们的许多生活
特性类同于寄主生物。本节将主要介绍在显微镜下细胞型微生物的一般形态和细胞大小,对 丰富多彩的微生物世界有一个初步的认识。 细菌和古生菌 虽然从系统发育来看,细菌和古生菌是二种完全不同的生物类群,但它们的细胞结构却 基本一致,同属原核生物( Prokaryote),在显微镜下的形态也十分类似。 1.细菌的形态和排列 在显微镜下不同细菌的形态可以说是千差万别,丰富多采,但就单个有机体而言,其基 本形态可分为球状、杆状与螺旋状三种(图2-14)。尽管是单细胞生物,许多细菌也常以 成对、成链、成簇的形式生长,例如双球菌(图2-15—-肺炎球菌,旧称肺炎双球菌)、链 球菌(图2-16)、四联球菌、八叠球菌、葡萄球菌等。 除了球菌、杆菌、螺旋菌三种基本形态外,还有许多具其它形态的细菌。例如柄杆菌 prosthecate bacteria)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(图2-17);球衣菌( Sphaerotilus), 能形成衣鞘( sheath),杆状的细胞呈链状排列在衣鞘内而成为丝状(图2-18):而支原 体( Mycoplasma)由于只有细胞膜,没有细胞壁,故细胞柔软,形态多变,具有高度多形性 即使在同一培养基中,细胞也常出现不同大小的球状、环状、长短不一的丝状、杆状及不规 则的多边形态。(图2-19)等。另外,人们还发现了细胞呈星形和方形的细菌(图2-20) 有些细菌具有特定的生活周期,在不同的生长阶段具有不同的形态,例如放线菌、粘细 菌等。放线菌是生产抗生素的重要微生物,大多由分枝发达的菌丝组成。而根据菌丝的形态 和功能又可分为营养菌丝、气生菌丝和孢子丝三种,其中孢子丝的形态特征是放线菌的重要 鉴定指标。(图2-21,2-22) 细菌的形态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 发生改变,均能引起细菌形态的改变。一般处于幼龄阶段和生长条件适宜时,细菌形态正常 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,细胞常出现不正常形态 尤其是杆菌,有的细胞膨大,有的出现梨形,有的产生分枝,有时菌体显著伸长以至呈丝状 等。这些不规则的形态统称为异常形态,若将它们转移到新鲜培养基中或适宜的培养条件下 又可恢复原来的形态 2.古生菌 在显微镜下,古生菌与细菌具有类似的个体形态,但它们多生活于一些生存条件十分恶 劣的极端环境中,例如髙温、髙盐、高酸等。图2-2所列的隐蔽热网菌( Pyrodict occultum)是迄今所发现的最耐热的生物之一,它的最适生长温度为105℃。而热原体 ( Thermoplasma)没有细胞壁,其形态也象细菌中的支原体一样呈多形性(图2-24) 3.原核生物的细胞大小 原核生物的细胞大小随种类不同差别很大。有的与最大的病毒粒子大小相近,在光学显 微镜下勉强可见,有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。 尽管细菌细胞微小,采用显微镜测微尺能较容易、较准确地测量出它们的大小;也可通 过投影法或照相制成图片,再按放大倍数测算。球菌大小以其直径表示,杆菌和螺旋菌以其
特性类同于寄主生物。本节将主要介绍在显微镜下细胞型微生物的一般形态和细胞大小，对 丰富多彩的微生物世界有一个初步的认识。 一、细菌和古生菌 虽然从系统发育来看，细菌和古生菌是二种完全不同的生物类群，但它们的细胞结构却 基本一致，同属原核生物（Prokaryote），在显微镜下的形态也十分类似。 1. 细菌的形态和排列 在显微镜下不同细菌的形态可以说是千差万别，丰富多采，但就单个有机体而言，其基 本形态可分为球状、杆状与螺旋状三种（图 2-14）。尽管是单细胞生物，许多细菌也常以 成对、成链、成簇的形式生长，例如双球菌（图 2-15---肺炎球菌，旧称肺炎双球菌）、链 球菌（图 2-16）、四联球菌、八叠球菌、葡萄球菌等。 除了球菌、杆菌、螺旋菌三种基本形态外，还有许多具其它形态的细菌。例如柄杆菌 （prosthecate bacteria）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（图 2-17）；球衣菌（Sphaerotilus）， 能形成衣鞘（sheath），杆状的细胞呈链状排列在衣鞘内而成为丝状（图 2-18）；而支原 体（Mycoplasma）由于只有细胞膜，没有细胞壁，故细胞柔软，形态多变，具有高度多形性。 即使在同一培养基中，细胞也常出现不同大小的球状、环状、长短不一的丝状、杆状及不规 则的多边形态。（图 2-19）等。另外，人们还发现了细胞呈星形和方形的细菌（图 2-20） 有些细菌具有特定的生活周期，在不同的生长阶段具有不同的形态，例如放线菌、粘细 菌等。放线菌是生产抗生素的重要微生物，大多由分枝发达的菌丝组成。而根据菌丝的形态 和功能又可分为营养菌丝、气生菌丝和孢子丝三种，其中孢子丝的形态特征是放线菌的重要 鉴定指标。（图 2-21，2-22） 细菌的形态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 发生改变，均能引起细菌形态的改变。一般处于幼龄阶段和生长条件适宜时，细菌形态正常、 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，细胞常出现不正常形态， 尤其是杆菌，有的细胞膨大，有的出现梨形，有的产生分枝，有时菌体显著伸长以至呈丝状 等。这些不规则的形态统称为异常形态，若将它们转移到新鲜培养基中或适宜的培养条件下 又可恢复原来的形态。 2. 古生菌 在显微镜下，古生菌与细菌具有类似的个体形态，但它们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。图 2-23 所列的隐蔽热网菌（Pyrodictium occultum）是迄今所发现的最耐热的生物之一，它的最适生长温度为 105℃。而热原体 （Thermoplasma）没有细胞壁，其形态也象细菌中的支原体一样呈多形性（图 2-24）。 3. 原核生物的细胞大小 原核生物的细胞大小随种类不同差别很大。有的与最大的病毒粒子大小相近，在光学显 微镜下勉强可见，有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。 尽管细菌细胞微小，采用显微镜测微尺能较容易、较准确地测量出它们的大小；也可通 过投影法或照相制成图片，再按放大倍数测算。球菌大小以其直径表示，杆菌和螺旋菌以其
长度和宽度表示。不过螺旋菌的长度是菌体两端点间的距离,而不是真正的长度,它的真正 长度应按其螺旋的直径和圈数来计算。细菌大小的比较见图2-25。 值得指出的是,在显微镜下观察到的细菌的大小与所用固定染色的方法有关。经干燥固 定的菌体比活菌体的长度,一般要缩短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。此外,影响细菌 形态变化的因素同样也影响细菌的大小。除少数例外,一般幼龄细菌比成熟的或老龄的细菌 大得多。例如枯草芽孢杆菌,培养4小时的比培养24小时的细胞长5-7倍,但宽度变化不 明显。细菌大小随菌龄而变化,这可能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 二、真菌 霉菌、酵母菌、以及大型真菌如蘑菇等皆为真菌,均属真核微生物。它们种类繁多,形 态各异、大小悬殊,细胞结构多样。由于霉菌和酵母菌在生物学特性、研究方法、以及它们 在自然界的分布和作用,对动物、植物和人类的有益、有害效应等方面均与细菌相似,故有 关真菌方面的研究霉菌和酵母菌较为详细 1.菌 霉菌(mold)是一些“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)。菌丝在光 学显微镜下呈管状,直径约为2^10?m,比一般细菌和放线菌菌丝大几到几十倍。霉菌菌丝 有两类(图2-26):1)无隔膜菌丝,整个菌丝为长管状单细胞,细胞质内含有多个核。其 生长过程只表现为菌丝的延长和细胞核的裂殖增多以及细胞质的增加。如根霉、毛霉、犁头 霉等。2)多数为有隔膜菌丝,菌丝由横隔膜分隔成成串多细胞,每个细胞内含有一个或多 个细胞核。有些菌丝,从外观看虽然像多细胞,但横隔膜上有小孔,使细胞质和细胞核可以 自由流通,而且每个细胞的功能也都相同。如青霉菌、曲霉菌、白地霉等绝大多数霉菌菌丝 均属此类 在固体培养基上,部分菌丝伸入培养基内吸收养料,称为营养菌丝;另一部分则向空中 生长,称为气生菌丝。有的气生菌丝发育到一定阶段,分化成繁殖菌丝 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。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。现在,霉菌在 发酵工业上广泛用来生产酒精、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。腐生型霉菌在自然 界物质转化中也有十分重要的作用。另外,霉菌也是造成许多食品霉变变质的主要原因。例 如,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 2.酵母菌 酵母菌( yeast)是一群单细胞的真核微生物。这个术语也是无分类学意义的普通名称 通常用于以芽殖或裂殖来进行无性繁殖的单细胞真菌,以与霉菌区分开。极少数种可产生子 囊孢子进行有性繁殖
长度和宽度表示。不过螺旋菌的长度是菌体两端点间的距离，而不是真正的长度，它的真正 长度应按其螺旋的直径和圈数来计算。细菌大小的比较见图 2-25。 值得指出的是，在显微镜下观察到的细菌的大小与所用固定染色的方法有关。经干燥固 定的菌体比活菌体的长度，一般要缩短 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。此外，影响细菌 形态变化的因素同样也影响细菌的大小。除少数例外，一般幼龄细菌比成熟的或老龄的细菌 大得多。例如枯草芽孢杆菌，培养 4 小时的比培养 24 小时的细胞长 5-7 倍，但宽度变化不 明显。细菌大小随菌龄而变化，这可能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。 二、真菌 霉菌、酵母菌、以及大型真菌如蘑菇等皆为真菌，均属真核微生物。它们种类繁多，形 态各异、大小悬殊，细胞结构多样。由于霉菌和酵母菌在生物学特性、研究方法、以及它们 在自然界的分布和作用，对动物、植物和人类的有益、有害效应等方面均与细菌相似，故有 关真菌方面的研究霉菌和酵母菌较为详细。 1. 霉菌 霉菌（mold）是一些“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）。菌丝在光 学显微镜下呈管状，直径约为 2~10?m，比一般细菌和放线菌菌丝大几到几十倍。霉菌菌丝 有两类（图 2-26）：1）无隔膜菌丝，整个菌丝为长管状单细胞，细胞质内含有多个核。其 生长过程只表现为菌丝的延长和细胞核的裂殖增多以及细胞质的增加。如根霉、毛霉、犁头 霉等。2）多数为有隔膜菌丝，菌丝由横隔膜分隔成成串多细胞，每个细胞内含有一个或多 个细胞核。有些菌丝，从外观看虽然像多细胞，但横隔膜上有小孔，使细胞质和细胞核可以 自由流通，而且每个细胞的功能也都相同。如青霉菌、曲霉菌、白地霉等绝大多数霉菌菌丝 均属此类。 在固体培养基上，部分菌丝伸入培养基内吸收养料，称为营养菌丝；另一部分则向空中 生长，称为气生菌丝。有的气生菌丝发育到一定阶段，分化成繁殖菌丝。 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。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。现在，霉菌在 发酵工业上广泛用来生产酒精、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。腐生型霉菌在自然 界物质转化中也有十分重要的作用。另外，霉菌也是造成许多食品霉变变质的主要原因。例 如，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。 2. 酵母菌 酵母菌（yeast）是一群单细胞的真核微生物。这个术语也是无分类学意义的普通名称， 通常用于以芽殖或裂殖来进行无性繁殖的单细胞真菌，以与霉菌区分开。极少数种可产生子 囊孢子进行有性繁殖