绪论的次生代谢产物就有16500种，且每年还在以500种新化合物的数日增长着。（4)遗传基因的多样性从基因水平看微牛物的多样性，内容更为丰富，这是近年求分子微生物学家正在积极探索的热点领域，在全球性的“人类基因组计划（HGP)的有力推动下，微生物基因组测序工作正在迅速开展，并取得了巨大的成就：截止2000年5月，已发表的微生物基因组有31个，即将发衣的15个，正在进行的106个。在已发表的31个中，细菌占22个，包括E.coli、Bacillussubilis（枯草芽孢杆菌）、Mycobacteriumtuberculosis（结核分枝杆菌）和Helicobacterpylori（幽门螺杆菌）等；古生菌（Archaea，或称“古细菌”Archaebacteria）5个，如Methanococcusjarnaschii（詹氏中烷球菌等）：真核微生物4种，如S.cereuisiae和Leishmania major（大利什曼虫）等。此外，另有572株病毒早已搞清了基因组的序列（1998年）。从而充分显示了微生物基因组种类的多样性和基因库资源的丰富性（见第七章表7-2）。（5）生态类型的多样性微生物广泛分布于地球表层的生物圈（包括十壤圈、水圈、大气圈、岩石圈和冰雪圈）；对于那些极端微生物即嗜极菌（extremophiles）而言，则更易生活在极热、极冷、极酸、极碱、极盐、极压和极早等的极端环境中；此外，微生物与微生物或与其他生物间还存在着众多的相互依存关系，如互生、共生、寄生、抗生和猎食等（详见第八章），如此众多的生态系统类型就会产生出各种相应生态型的微生物。微生物的分布广、种类多这一特点，为人类在新世纪中进一步开发利用微生物资源提供了无限广阔的前景，五、微生物学及其分科微生物学（Micmbiology）是一门在细胞、分子或群体水平上研究微生物的形态构造、生理代谢、遗传变异、生态分布和分类进化等生命活动基本规律，并将其应用于工业发酵、医药卫生、生物工程和环境保护等实践领域的科学，其根本任务是发掘、利用、改善和保护有益微生物，控制、消灭或改造有害微生物，为人类社会的进步服务。微生物学经历了-·个多世纪的发展，已分化出大量的分支学科，据不完全统计（1990年），已达181门之多。现根据其性质简单归纳成下列6类：（1)按研究微生物的基本生命活动规律为目的来分总学科称普通微生物学（GeneralMicrobiology），分科如微生物分类学，微生物生理学，微生物遗传学，徽生物生态学和分子微生物学等。(2)按微生物应用领域来分总学科称应用微生物学（AppliedMicrobiology），分科如.工业微生物学，农业微生物学，医学微生物学，药用微生物学，诊断微生物学，抗生素学，食品微生物学等(3)按研究的微生物对象分如细菌学，真菌学（菌物学），病毒学，原核生物学，自养菌生物学和厌氧菌生物学等。（4)按微生物所处的生态环境分如土壤微生物学，微生态学，海洋微生物学，环境微生物学，水微生物学和宇宙微生物学等。（5)按学科间的交叉、融合分如化学微生物学，分析微生物学，微生物生物工程学，微生物化学分类学，微生物数值分类学，微生物地球化学和微生物信息学等
1[复习思考题81（6）按实验方法，技术分如实验微生物学，微生物研究方法等11本章小结1微生物是一切微小生物的总称，其特点是“小简、低”，成员主要包括“三菌”和“三体”共6个大类，1由于微生物具有个体微小和杂居混生等特点，因此人类迟至19世纪中叶才真正揭开1其本质。微生物学发展史可分5期，即史前期、初创期、奠基期、发展期和成熟期。我国人1民在史前期曾有过重大贡献（制曲酿酒技术）。微生物学的发展促进了人类的进步，包括对生命科学基础理论研究的贡献，以及对医1疗保健、工业发酵、农业生产和环境保护等生产实践的推进。1微生物的五大共性十分重要，它是微生物对自然界和人类发挥一切重要作用的基础。微生物学至今已分化出一系列基础性和应用性分科。微生物学与数、理、化、信息科/学和技术科学进一步的交叉，渗透和融合，既是它的发展趋势，义是它旺盛生命力的所在。1复习思考题1.什么是微生物？它包括哪些类群？2.人类迟至19世纪才真正认识微生物，其中主要克服了哪些重大障碍？3.简述微生物学发展史上5个时期的特点和代表人物。4.试述微生物与当代人类实践的重要关系。5.微生物对生命科学基础理论的研究有何重大贡献？为什么能发挥这种作用？6.微生物有哪五大共性？其中最基本的是哪一个？为什么？7.试讨论五大共性对人类的利弊。8.试述微生物的多样性。9.什么是微生物学？学习微生物学的任务是什么？10.试讨论本章对微生物学所排列的分科体系有何合理性与不足之处
第一章原核生物的形态、构造和功能根据微生物的进化水平和各种性状上的明显差别，可把它分为原核生物（prokaryotes，包括真细菌和古生菌），真核微生物（eukaryoticmicroorganisms）和非细胞微生物（acellulalmicrorganisms）三大类群。从本章起，将分3章分别介绍它们的形态，构造和功能。原核生物即广义的细菌，指一大类细胞核无核膜包裹，只存在称作核区（nuclearregion）的裸露DNA的原始单细胞生物，包括真细菌（eubacteria）和古生菌（archaea）两大类群。其中除少数属古生菌外，多数的原核生物都是真细菌。在本章的介绍中，我们先根据外表特征把原核生物粗分为6种类型，即细菌（狭义的）、放线菌、蓝细菌、支原体、立克次氏体和衣原体。第一节细 菌细菌（bacteria）是--类细胞细短（直径约0.5um，长度约0.5~5um）、结构简单、胞壁坚韧、多以二分裂方式繁殖和水生性较强的原核生物在人体内外部和我们的四周，到处都有大量的细菌集居着。凡在温暖、潮漩和富含有机物质的地方，都是各种细菌活动之处，在那里常会散发出一股特殊的臭味或酸败味。在夏天，固体食品表面时而会出现一些水珠状、鼻递状、浆糊状等色彩多样的小突起，这就是细菌的集团，称作菌落（单独的）或菌苔（成片的）。如果用小棒去挑动一下，往往会拉出丝状物来；用手去抚摸一下，常有粘、滑的感觉。如果在液体中出现混浊、沉淀或液面飘浮“白花”，并伴有小气泡冒出，也说明其中可能长有大量细菌。当人类还未研究和认识细菌时，少数病原菌曾猎癫一时，夺走无数生灵；不少腐败菌也常常引起各种食物和工、农业产品魔烂变质；另有一些细菌还会引起作物病害。随着人类对细菌的研究和对它们认识的深入，情况发生了根本的变化。目前，由细菌引起的人类和动、植物传染病已得到较好的控制。越来越多的有益细菌被发橱和利用于工、农、医、药和环保等生产实践中，给人类带来极其巨大的经济效益、社会效益和生态效益，例如，在工
第一章原核生物的形态、构造和功能:10业上，各种氨基酸、核苷酸、酶制剂、丙酮、丁醇、有机酸和抗生素等重要产品的发酵生产；在农业上，杀虫菌剂、细菌肥料的生产，沼气发酵，污水处理，饲料的青贮加工；在医药上，各种菌苗、类毒素、代血浆，微生态制剂和医用酶类的生产等；在冶金领域的细菌浸矿、探矿、金属富集：在石油开采中钻井液添加剂（黄原胶）的牛产：此外，在许多重大基础研究领域中，细菌还被用作重要的研究对象（或称模式生物），其中被誉为“生物界超级明星”的Escherichiacoli（大肠杆菌）所作出的特殊贡献，更是生命科学研究中的突出例证。一、细胞的形态构造及其功能（一）形态和染色细菌细胞的外表特征可从形态、大小和细胞间排列方式3方面加以描述。细菌的形态极其简单，基本上只有球状、杆状和螺旋状三大类，仅少数为其他形状，如丝状、三角形、方形和圆盘形等。球状的细菌称为球菌（coccus），根据其分裂的方向及随后相互间的连接方式又可分为单球菌、双球菌、四联球菌、八叠球、链球菌和葡萄球菌等。杆状的细菌称为杆菌（bacillus），其细胞外形较球菌复杂，常有短杆（球杆）状、棒杆状、梭状、梭杆状，分枝状、螺杆状、竹节状（两端平截）和弯月状等；按杆菌细胞的排列方式则有链状、栅状、“八"字状以及由鞘衣包裹在起的丝状等。螺旋状的细菌称螺旋菌（spirilla），若螺旋不足一环者则称为弧菌（vibrio），满2~6环的小型、坚硬的螺旋状细菌可称为螺菌（spirillum），而旋转周数多（通常超过6环）、体长而柔软的螺旋状细菌则专称螺旋体（spirochaeta）。在自然界所存在的细菌中，以杆菌为最常见，球菌次之，而螺旋状的则最少。量度细菌大小的单位是um（微米，即10=m），面而量度其亚细胞构造则要用nm（纳米，即10-m)作单位。一个典型细菌的大小可用E.coli作代表。它的细胞平均长度约2um，宽度约0.5μm。形象地说，若把1500个细胞的长径相连，仅等于--颗芝麻的长度（3mm）；如把120个细胞横向紧挨在一起，其总宽度才抵得上根人发的粗细（60μm）。至于它的重量则更是微乎其微，若以每个细胞湿重约10-12g计，则大约109个E.coli细胞才达1mg重。当然，近年来也发现了个别大型细菌的实例，例如，1985年以来，科学家先后在红海和澳大利亚海域生活的刺尾鱼肠道中，发现了一种巨形的共生细菌，称Epulopisciumfishelsoni（费氏刺尾鱼菌）其细胞长度竞达200~500μum，其体积是典型E.coli细胞的106倍：1997年，德国等国的科学家又在非洲西部大陆架土壤中发现了一种迄今为止的最大细菌——Thiomargarita namibiensis（纳米比亚嗜硫珠菌），它的细胞直径为0.32~1.00mm，肉眼清楚可见，它们以海底散发的硫化氢为生，属于硫细菌类。此后，芬兰学者E.0.Kajander等又在1998年报道了一种最小细菌一—纳米细菌（nanobacteria）。据悉，这是一种可引起尿结石的细菌，其细胞直径仅为E.coli的1/10（50nm或0.05μum）。由于细菌细胞既微小又透明，故一般先要经过染色才能作显微镜观察。染色的方法很多、这里仅把一些主要类型作一表解
第一节细菌简单染色法苯兰氏染色法正染色抗酸性染色法鉴别染色法死蘭芽孢染色法姬姆萨（Giemsa）染色法等细菌染色法负染色：荚膜染色法等活菌：用美蓝或TTC（氯化三苯基四氮唑）等作活菌染色在上述各种染色法中，尤以革兰氏染色法（Gramstain）最为重要（此法由丹麦医生C.Gram于1884年发明，故名）。各种细菌经苹兰氏染色法染色后，能区分成两大类，一类最终染成紫色，称革兰氏阳性细菌（Grampositivebacteria，G*），另一类被染成红色，称革兰氏阴性细菌（Gram negative bacteria，G"）。有关革兰氏染色法的机制和此法的重要意义将在介绍细胞壁构造后予以阐明。(二)构造细菌细胞的模式构造可见图1-1。图中把般细菌都具有的构造称一般构造，包括细胞壁、细胞膜、细胞质和核区等，而把仅在部分细菌中才有的或在特殊环境条件下才形成的构造称为特殊构造，主要是鞭毛、菌毛、性菌毛、糖被（包括荚膜和粘液层）和芽孢等。鞭毛细胞壁细胞膜一菌毛内含物性菌毛核区芽孢间体一微英膜英膜细胞质糖被粘液层内含物一般构造特殊构造图1-1细菌细胞的模式构造1.细菌细胞的一般构造（1)细胞壁（cellwall）是位于细胞最外的层厚实、坚韧的外被，主要成分为肽聚糖，具有固定细胞外形和保护细胞不受损伤等多种生理功能。通过染色、质壁分离