第一章 细菌
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第一章 细菌
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第一章:细 菌( bacteria)
? 细菌是原核生物界中一种具有细胞壁的单细胞微生
物。
?原核微生物细菌的主要特点是:①细胞内没有核膜
和核仁,故叫核区或核体;核区内含有一条双链 DNA构
成的细菌染色体;②无线粒体和内质网,能量代谢和
氧化还原反应均在细胞膜上进行;③ 70S核糖体分布
在细胞质中 ;④ 二分裂法繁殖。
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第一节、细菌的形态结构
? 细菌的外形与排列
? 细菌的大小
? 观察细菌的方法
? 细菌的细胞结构
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一、细菌的形态与排列
细菌的繁殖方式是简单的 二分裂法裂殖,有的
细菌分裂后彼此分离,单个存在 ;另一些细菌则分
裂后彼此仍有 原浆带 相连,形成一定的排列。各种
细菌的个体外形和排列方式,在正常情况下是相
对稳定而有特征的,可以作为细菌分类和鉴定的
依据。
细菌的外形有球形,杆形和螺旋形,分别被称
为,
① 球菌 (Coccus)
② 杆菌 (Bacillus)
③ 螺旋菌 (Spirlla)
螺旋菌
杆菌
球菌
第一章 细菌
第一章 细菌
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1.球菌 (coccus)按球菌分裂的方向,及分
裂后的排列,分为 6种球菌
单球菌
双球菌
四联球菌
八叠球菌
葡萄球菌
链球菌
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球菌的分裂方向及分裂后的排列
第一章 细菌
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......................................,...
...
单球菌(显微镜下示意图)
单球菌 (single coccus)
尿素小球菌
第一章 细菌
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.....,..........
....
..........
.....
双球菌(显微镜下示意图)
双球菌 (double coccus)
向一个平面分裂,
分裂后两两相连存在,
菌体为肾状或矛头状。
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肺炎双球菌,瓜
子状,尖端向外,
背端相连
第一章 细菌
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上:示意图效果
下:电 镜 照 片
四联球菌
( tetracoccus )
先后向两个互相垂直的平
面分裂,分裂后四个球菌连
在一起,排列成方形。
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第一章 细菌
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先后向三个互
相垂直的平面
分裂,分裂后
八个球菌立体
的叠在一起,
似包裹状。
八叠球菌 (Sarcina )
八叠球菌(显微镜下示意图)
八叠球菌
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显微镜下的金黄色葡萄球菌
葡萄球菌 (Staphylococcus aureus)
向多个平
面分裂,
分裂后若
干球菌不
规则的堆
在一起,
形成葡萄
串状。
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葡萄球菌 (streptococcus)
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电镜下的葡萄球菌
很像新疆的马奶葡萄
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链球菌 (streptococcus)
链球菌(显微镜下示意图)
向一个平面
连续分裂,
分裂后连成
三个以上的
长或短链。
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马腺疫链球菌
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链球菌 (肉汤培养物,革蓝氏染色 )
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2.杆菌 (bacillus)杆菌只有一个分裂方向,
即与菌体长轴垂直分裂,分裂后有不同的
排列:
单杆菌:大多数杆菌
双杆菌:肺炎双杆菌
链杆菌:炭疽杆菌
球杆菌:布氏杆菌
大肠杆菌
分枝杆菌:结核分枝杆菌
棒状杆菌:化脓棒状杆菌
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不同杆菌的大小、长短、粗细很不一致。
炭疽芽胞杆菌 3-10 μ m
大 中
大肠杆菌 2-3 μ m

布氏杆菌 0.6-1.5 μ m
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杆菌的形态多样
两端齐平
炭疽芽胞杆菌
两端尖细
白喉棒状杆菌
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分枝杆菌 双歧杆菌
杆菌的形态多样
电子显微镜细菌照片
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?菌体呈弯曲呈螺旋状的细菌统称螺旋菌或螺
菌 。根据弯曲螺旋的程度不同,可再分为 弧菌
与螺旋菌 两种状态。
?弧菌,菌体只有一个弯曲,其程度不足一圈,
犹如,C” 字 (霍乱弧菌 )。
?螺旋菌, 菌体有两个以上的弯曲,捻转呈螺旋
状 (鼠咬热螺菌 )。
3.螺旋菌( Spirlla)
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霍乱弧菌,副溶血弧菌
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猪痢疾螺旋体
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螺菌
鼠咬热螺菌
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幽 门 螺 旋 菌
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不同形态的细菌( Dif f erent S hape s )不同形态的细菌( )
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? 衰老型和多形性 在正常情况下,细菌
的个体形状和排列是规则和一致的,在
老龄培养物中,会出现和正常形状不一
样的个体,这就是衰老型和退化性。当
这些衰老型的培养物,重新处于正常的
培养环境中,可恢复正常形状(慢性猪
丹毒杆菌)。但有些细菌,即使在正常
环境中生长,起形状也很不一致,这种
现象称多形性(溶血巴氏杆菌,支原体,L
型细菌)。
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二、细菌细胞的大小
光学显微镜下用目镜测微
尺测细菌大小
?细菌个体很小,一般需用显微镜
放大几百倍乃至上千倍才能看到。
通常以微米 (um)作为测量单位,1
微米 (um)=1/1000毫米 (mm) ; 1微
米 =1000纳米( nm),nm为病毒的
测量单位。
? 球菌平均直径为 1um,小杆菌 0、
2~ 0,4um× 0,7~ 1,5um;大杆
菌为 1~ 1,25um× 3~ 8um;螺形
菌一般为 0,4~ 2um× 2~ 20um 。
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细菌细胞的大小的意义
细胞的大小是细菌分类特征
不同细菌细胞大小不同
同一细菌的不同菌龄细胞大小不同
细菌细胞大小还与营养等因素相关
掌握细菌大小的特点,便于去鉴定它们
?测微尺是由目镜测微尺和镜台上物镜测微尺组成的,先算出
目镜测微尺和物镜测微尺长度比例,然后,拿走物镜测微尺,换上
细菌染色片,即可进行测量。例如,显微镜放大 1000倍,目镜测
微尺一格相当于物镜测微尺 0.5um,那么,看到染色片上球菌占
目镜测微尺 2格,这个球菌直径就是 1um。
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1,观察工具( tools)
普通光学显微镜
暗视野显微镜
相差显微镜
荧光显微镜
电子显微镜
三、观察细菌的方法
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2.用显微镜观察细菌的方法
活体观察
染色观察
压滴法
悬滴法
菌丝埋片法
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细菌染色法
死菌
正染色
负染色:
简单染色法
鉴别染色法
革兰氏染色法
抗酸性染色法
芽 孢 染 色 法
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
姬姆萨染色法
染色观察
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四、细菌细胞的结构
?一般结构:
细胞壁 细胞膜
细胞质 核体
?特殊结构:
荚膜 鞭毛
芽胞 菌毛
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细菌细胞的结构示意图
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细菌细胞
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① 细胞壁( cell wall) 是在细菌细胞膜的外面一
层无色透明、坚韧而有弹性的膜;细胞壁折光性强、对染
料亲和力低,故在显微镜下很难看到。
A、细胞壁的结构
B、细胞壁的化学组成
C、细胞壁与革兰氏染色
D、细胞壁的功能
E、无壁细胞与原生质体
1.一般结构:
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肽聚 糖
质 膜
外壁层
周质空间革兰氏阳性 革兰氏阴性
细胞壁剖面结构
电镜观察和化学分析,G+菌和 G— 菌细胞壁不同。
A、细胞壁的结构
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细菌细胞壁示意图( Cell Walls of Bacteria)
G+菌 G-菌
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B、






成 细菌
肽聚糖
N-乙酰葡萄糖胺
N-乙酰胞壁酸
短肽
脂多糖
磷壁酸
高等植物,纤维素
霉菌,几丁质
酵母,甘露聚糖,葡聚糖
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G+ ` G- 细胞壁成分的区别
成 分
肽聚糖
磷壁酸
类脂质
蛋白质
占细胞壁干重的 %
含量很高( 30-95)
含量较高( <50)
一般无( <2)
0
含量很低( 5-20)
0
含量较高( 10-20)
含量较高
G+ G-
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肽聚糖 (peptidoglycan) 是由 N-乙酰葡糖胺 和 N-乙
酰胞壁酸 以 β -1,4糖苷键相连,然后再与 四肽链 和
五肽桥 连接成三维空间网格结构,故细胞壁坚韧。
青霉素作用点
溶菌酶作用点
N-乙酰葡糖胺
N-乙酰胞壁酸
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革兰阳性菌细胞壁特殊组分
壁磷壁酸膜磷壁酸
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革兰阴性菌细胞壁特殊组分
脂蛋白
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结晶紫初染 碘液媒染 乙醇脱色 沙黄复染
C、细胞壁与革兰氏染色
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革兰氏染色及 G+菌和 G-菌
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G+菌 ----紫色
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G-菌 ----淡红色
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革兰氏染色反应的原理和意义
? 原理,G+菌细胞壁较厚, 肽聚糖含量较高, 网格结构紧密,
含脂量低, 当它被酒精脱色时, 引起了细胞壁肽聚糖层网状结
构的孔径缩小以至关闭, 从而阻止了不溶性结晶紫 -碘复合物
的逸出, 还是原来的颜色; Gˉ细菌的细胞壁肽聚糖层较薄, 含
量较少, 而脂类含量高, 当酒精脱色时, 脂类物质溶解, 细胞
壁透性增大, 结晶紫 -碘复合物也随之被抽提出来, 故 Gˉ细菌
细菌菌体呈复染液的红色 。 染色关键步骤 -酒精脱色时间长短 。
其次, 染色结果与菌龄也有关系, 老龄 G+菌易被染成 Gˉ细菌的
颜色 。
? 意义,革兰氏染色意义在于, 缩小了鉴别细菌的范围
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D、细胞壁的功能
?维持细菌外形
?调节胞内外物质交换
?影响细菌的染色特性
?对抗生素药物的敏感性不一样
?是菌体抗原成分,称 O抗原
?决定 G- 菌的内毒素(脂多糖)
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E,细胞壁缺陷型( L型细菌)
? 细胞壁缺陷型或 L型 (bacterial L form):细胞壁
缺损后仍能生长和分裂的细菌为 L型细菌。特点是
耐高渗透压、多形性和革兰氏阴性。青霉素或溶菌
酶可使细菌失去细胞壁。
? 原生质体 (protoplast):革兰阳性菌细胞壁缺失后,
原生质仅被一层细胞膜包围。
? 原球体 (spheroplast):革兰阴性菌肽聚糖层受损
后尚有外膜保护。
? 某些 L型仍有一定的致病力,通常引起慢性感染。
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左侧为大肠杆菌的原球体,右侧为有胞壁的大肠杆菌
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细菌 L型的形态和染色性
细菌 L型呈高度多形性,大小不一。着色不匀,无论
其原为革兰阳性或阴性菌,形成 L型大多染成革兰阴性。
蜡样芽胞杆菌 L型的镜下形态(多形性)
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实验室中形成
自然界长期进化中形成:支原体
自发缺壁突变,L型细菌
人工方法去壁
彻底除尽:原生质体
部分去除:球状体
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② 细胞膜的结构 (Structure of Cytoplasmic
Membrane)
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细胞膜的功能
控制细胞内、外的物质的交换;
维持细胞内正常渗透压屏障作用;
合成细胞壁、荚膜等大分子的场所;
与细菌能量的产生有关,产能基地;
许多酶类,参与细菌的氧化还原反应。
鞭毛着生点和提供其运动的能量等;
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间体( Mesosome)的功能 (细胞膜内陷成管状、囊状的结构 )
相当于真核细胞的线
粒体、内质网;
与细胞壁合成有关
可能与核分裂有关
间体
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③ 细胞质 (cytoplasm )和内含物 ( inclusion body)
?核区 ( nuclear region)
?质粒 (circular covalently closed DNA)
?核糖体 (ribosome) granule)
?内含物( inclusion body)(异染颗 粒
气泡等)
是胞膜包围的胶体物质,其主要成分是水、蛋
白质、核酸、脂类,糖、无机盐。
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A、核区( nuclear region or area)
核区 又称核质体、原核、拟核、核基因组
(genome),是一个大型环状 DNA分子。长度为
0.25-3.00mm,每个细胞所含的核区数一般 1—
4个,细菌除在染色体复制时间内呈双倍体外,
一般均为单倍体。
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B、质粒 (circular covalently closed DNA )
细菌细胞质中,除染色体外还有一段环状 DNA
物质,叫质粒或附加体
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质粒功能
R因子,与抗药性有关
COL因子,大肠杆菌素因子
F因子:与有性接合有关
其他质粒:与抗生素,色素合成有关
基因工程中作为目的基因载体
第一章 细菌
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C,核糖体( Ribosome)
核糖体
核糖体 (ribosome):细菌合成蛋白质的场所,游离存在
于细胞质中。原核细胞 70S( 30S,50S)真核细胞的
是 80S( 40S,60S)。
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第一章 细菌
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糖原:大肠杆菌、克雷伯氏菌,蓝细菌芽胞杆菌等
聚- ?-羟丁酸,固氮菌、产碱菌,肠 杆菌
氮源类
藻青素:蓝细菌含有
藻青蛋白:蓝细菌含有
磷源(异染粒),迂回螺菌、白喉棒杆菌和分枝杆菌含有
硫源:迂回螺菌菌、白喉棒杆菌、结核分枝杆菌






D,内含物 ( inclusion body)
第一章 细菌
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红色螺菌的电子显微镜图片
异染颗粒,某些细菌细胞内的一种酸性小颗粒,为多聚
偏磷酸盐,用美蓝染色时,颗粒为红色,菌体是兰色。
第一章 细菌
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气泡( gas vocuoles)
?在成熟或老龄细菌细胞浆内,可见有空泡,内有
液体的叫液泡,可以溶解营养物质,调节渗透压 ;
有的细菌有气泡,可使细菌浮于培养基的表面,
获取氧气和光能,
第一章 细菌
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荚膜 ( capsule)
鞭毛 (flage,复 flaglla)
菌毛 ( fimbria,复 fimbriae )
性毛 ( pili,单数 pilus)
2.特殊结构:
芽胞 (endospore/spore)
第一章 细菌
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? 某些细菌在其生长发育后期, 在细胞内形
成一个 圆形或椭圆形、厚壁、含水量极低、抗
逆性极强的休眠体。
? 由于一个营养细胞内仅生成一个 芽胞,无繁
殖功能 。
? 芽胞是生物界中抗性最强的生命体。
? 芽胞在普通条件下可保持几年至几十年的生
活力。
A、芽 胞 (endospore/spore)
第一章 细菌
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细菌芽胞在光学显微镜下的形态及其在胞内的位置
第一章 细菌
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破伤风杆菌 肉毒梭菌
炭疽杆菌
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第一章 细菌
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枯草芽胞杆菌
?产 芽胞细菌的种类
?芽胞的构造
?芽胞形成
?芽胞萌发
?芽胞的耐热机制
?研究芽胞的意义
?伴胞晶体
芽胞 spores
第一章 细菌
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芽胞
产芽胞细菌的种类
菌体
(营养细胞)
第一章 细菌
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细菌芽胞构造的模式图
胞外壁
芽胞衣
皮 层
芽胞质
芽胞核区
芽胞膜
芽胞壁
核心
第一章 细菌
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芽胞的形成过程
质膜内陷
前芽胞双
层膜形成
合成 DPA
皮层
合成
芽胞
裂解
DNA浓缩
形成束状
胞衣
合成
第一章 细菌
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芽胞萌发过程
营养体
营养体
胞子细胞
芽胞释放
萌发
芽胞
第一章 细菌
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成熟芽胞的电镜照片
芽胞耐热机制 是由芽胞化学组成的,
特点决定的含有吡啶
- 2,6二羧酸( DPA-
Ca),含有芽胞特有
的芽胞肽聚糖,芽胞
平均含水 40%,皮层
含水 70%,芽胞中酶
的分子量较营养细胞

第一章 细菌
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研究芽胞的意义
细菌分类、鉴
定中的重要形
态学指标
指导菌种保藏
制定灭菌参数
中央芽胞
第一章 细菌
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苏云金 芽胞 杆菌和伴胞晶体
少数芽胞 杆菌在形成 芽
胞的同时,会在芽胞旁
形成一颗菱形或双锥形
的碱溶性蛋白晶体 — δ
内毒素,称为伴胞晶体。
实用意义:
细菌杀虫剂 — 生物
农药。
伴胞晶体
第一章 细菌
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B、荚膜 (capsule)
包被于某些细菌细胞壁
外的一层厚度不定的胶
状物质,称为糖被。糖
被的有无、厚薄与菌种
遗传性有关,还与环境
条件(特别是营养)密
切相关。糖被按其有无
固定层次、层次薄厚又
可分为荚膜、微荚膜,粘
液层,和菌胶团。
细菌负染后相差显微镜图片
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电镜下荚膜
第一章 细菌
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炭疽杆菌荚膜,菌体外阴影(组织片)
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显微镜下的荚膜
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荚膜成分
多糖
纯多糖
杂多糖
多肽和多糖蛋白质
葡聚糖果聚糖纤维素
多肽
海藻酸透明质酸
聚 -D-谷氨酸
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荚膜功能
保护作用
贮藏养料
堆积代谢 废物
附着作用
保护细菌免受干旱损坏
防止噬菌体的吸附和裂解
使致病菌免受宿主白细胞吞噬
作为透性屏障或离子交换系介质
细菌间的信息识别作用
第一章 细菌
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细菌荚膜实用意义
鉴定菌种
提取葡聚糖 —“代血浆”
胞外多糖, 黄原胶用于石油开采
菌胶团用于处理污水
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C、鞭毛
( Flagellum)
生长在某些细菌体
表的长丝状蛋白质附
属物,称为鞭毛,其
数目为一至数条,具
有运动功能。鞭毛一
般长度为 15— 20um直
径为 0.01 — 0.02um,
观察鞭毛的方法,染料
沉积使之加粗后用显
微镜观察,常用电镜观
察,判断鞭毛有无的
方法,半固体培养基、
平板培养菌落边缘,
鞭毛的类型,鞭毛的
结构。细菌鞭毛显微镜照片
第一章 细菌
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细菌线毛与鞭毛的电子显微镜图片
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电镜下的大肠杆菌(示鞭毛)
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第一章 细菌
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运动的细菌 运动的细菌
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D、菌毛( Pilus)
(伞毛, 纤毛, 线毛)
功能:
作为噬菌体的吸附位点
作为附着到哺乳动物细胞或其他
物体的工具
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第一章 细菌
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E、性毛 ( pili,单数 pilus)
构造和成分与菌毛相同,但比菌毛长。 数量仅一
至少数几根。性毛一般见于革兰氏阴性细菌的雄
性菌珠中。其功能是向雌性菌珠(受体菌)传递
遗传物质。
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性纤毛 ----细菌接合
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第二节,细菌生理
一、细菌的物理形状
?细菌的比面积
?细菌的比重
?细菌的光学性质
?多相胶体性质
?渗透压
?细菌的带电现象
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二、细菌的营养与代谢
?氮源( nitrogen source)
?碳源 ( carbon source)
?无机盐( mineral salts)
?生长因子( growth factor)
?水( water)
(一)细菌的营养要求
第一章 细菌
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凡能构成微生物细胞或代谢产物中碳元素来源
的营养物质都称为碳 源 。
1、碳源 (carbon source)
碳源功能,碳素构成细胞及代谢产物的骨架 碳素
是大多数微生物代谢所需的能量来源
碳源种类,无机 C源,CO2、碳酸盐,只能被自养
微生物利用
有机 C源:各种糖类,其次是有机酸、
醇类,脂类和烃类化合物
第一章 细菌
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? 凡是可以构成微生物细胞和代谢产物中氮素来源的营养物
质都称为氮源。
? 氮源功能,为微生物提供合成细胞物质代谢产物的原料,
氮源一般不做能源,只有硝化细菌利用铵盐,亚硝酸盐
作氮源,同时也作能源。同时也做能源。
? 氮源种类,分子态氮:固氮微生物以分子氮为唯一氮源
? 无机态氮:硝酸盐、铵盐几乎所有微生物能利用
? 有机态氮:蛋白质及其降解产物
? a、速性氮源:实验常用牛肉膏、蛋白质、酵母膏做氮源
? b、迟速性氮源:生产用玉米浆、豆饼、葵花饼、花生饼
等。
2、氮源 (nitrogin source)
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? 构成微生物细胞的组成成分,
? 调解微生物细胞的渗透压,pH值和氧化还
原电位,
? 有些无机盐如 S,Fe还可做为自养微生物
的能源,
? 构成酶活性基的组成成分, 维持酶活性 。
Mg,Ca,K是多种酶的激活剂,
3、无机盐( mineral salts)
第一章 细菌
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? 构成微生物细胞以 C,H,O,N,P,S六
种元素为主, 约占细胞干重的 95% 以上;
? Ca,K, Mg,Fe为大量元素, 以无机盐
阳离子形式被吸收, 配培养基进要加磷
酸盐, 硫酸盐 。
? Zn,Ca,Mn,Co,Mo等微量元素, 在微
生物培养中有 0.1PPM就可以了, 自来水
原料中以够用, 不需另加 。
无机盐种类
第一章 细菌
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?微生物生长不可缺少的微量有机物质叫生
长因素。
?维生素,有的微生物自己不能合成维生素,需
要外加,主要是 B族维生素、硫胺素、叶酸、泛
酸、核黄素等,如生产味精需加生物素(是 B族
中的一种即 VH)。
?氨基酸
?碱 基
4、生长因素( growth factor)
第一章 细菌
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氨基酸, 有些微生物自己不能合成某种 AA,必须
给予补充,如赖 AA发酵所用的黄色短杆菌不能合
成环丝 AA,为环丝 AA缺陷型菌株,在培养基中必
须添加含环丝 AA的氮源。如豆饼水解液或毛发水
解液等。各种菌合成 AA的能力有很大差别,一般 G
- 菌强于 G+,大肠杆菌自己能合成全部 AA,沙门
氏菌能合成大部分 AA,有的菌合成 AA能力极弱,
如肠道串珠菌需从外界补充 19种 AA。
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碱基,嘧啶和嘌呤是核酸和辅 E的重要组
分,是许多微生物必须的生长因素。
有些微生物不仅不能合成嘧啶和嘌
呤,而且不能将补充的嘧啶和嘌呤结合
在核苷酸上,还必须供给核苷酸,有的
菌需补充卟啉或其衍生物,还有的菌需
供给(低碳)脂肪酸等。
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5、水
?微生物细胞含水约占细胞鲜重的 70- 90%,
水作用是多方面的。
?水的功能,是细胞中生化反应的良好介质;营
养物质和代谢产物都必须溶解在水里,才能被
吸收或排出体(细胞)外;水的比热高,能有
效的吸收代谢过程中放出的 热量,不致使细
胞的温度骤然上升;维持细胞的膨压(控制细
胞形态)。
?水活度的表示方法
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? 微生物可利用的水用水活度来表示 ( Aw), Aw是
指在相同的温度和压力下, 溶液中水的蒸气压和
纯水的蒸气压的比, 即 Aw =P溶液 /P纯水 。 微生物
生长所需的水活度通常在 0.63- 0.99之间, 细菌
水活度较高为 0.8,酵母菌次之, 耐旱的微生物
水活度为 0.6,水中溶质越高水活度越低 。
水活度的表示方法
第一章 细菌
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?自养微生物
光能自养微生物 ( 光能无机营养型 )
化能自养微生物 ( 化能无机营养型 )
?异养微生物
光能异养微生物 ( 光能有机营养型 )
化能异养微生物 ( 化能有机营养型 )
(二)、细菌的营养类型
第一章 细菌
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完全在无机环中生存,以 CO2、碳酸盐
为碳源,以铵盐和硝酸盐为氮源来合成细
胞质的微生物称为自养微生物。
自养微生物 (无机营养型)
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? 光能自养微生物(光能无机营养型)
可在完全无机的环境中生长,以 CO2为碳源,光做
能源,无机物为供 H体还原 CO2合成细胞有机物质的微生
物叫光能自养微生物。
? 化能自养微生物(化能无机营养型)
在完全无机的环境中生长发育, 以无机化合物氧化
为时释放的能量为能源, 以 CO2或碳盐为碳源, 合成细
胞物质的微生物叫化能自养微生物 。
这类细菌包括硫细菌, 硝化细菌, H细菌, 铁细菌
等, 硫细菌和硝化细菌与生产密切相关 。
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?异养微生物 (有机营养型)
在完全有机环境中生长繁殖,以含碳有
机物为碳源,含氮有机物或无机物为氮源,
合成细胞物质,称为异养微生物。
?光能异养微生物 (光能有机营养型)
这类微生物具有光合色素。能利用光
做能源以有机化合物为供 H体,还原 CO2,合成
细胞物质的微生物,称光能异养微生物,
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?化能异养微生物 (化能有机营养型)
这类微生物以有机化合物为碳源,利用有
机化合物氧化过程中产生的能量为能源,以有
机或无机含氮化合物为氮源,合成细胞物质。
这类微生物称为化能异养微生物。
由于栖息场所和摄取养料不同,可将异养
微生物分为腐生型和寄生型两大类。
? 腐生型:利用无生命的有机物获得营养物质。
? 寄生型:从活的寄生体内获取营养物质。
?中间类型(兼性腐生或兼性寄生)如大肠杆菌 。
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四种微生物的营养类型比较
以上 四种营养类型划分不是绝对的
红螺菌既可利用光能,也可利用化能。
氢单胞菌是异养和自养的过渡型(称
兼性自养型) 。
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微生物的营养类型区别
营养类型 主要碳源 能源 代表菌
光能自养型 二氧化碳 光能 蓝细菌
光能异养型 有机物 光能 红螺细菌
化能自养型 二氧化碳 无机物 硫杆菌
化能异养型 有机物 有机物 大肠杆菌
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?单纯扩散( simple diffusion)
?促进扩散( facilitated
diffusion)
?主动运输 (active transport)
?基团移位 (group translocation)
(三)、细菌体内外物质的运送
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自由扩散
细胞膜构造
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? 物质进入细胞的动力是细胞内外的浓度差。
? 这种运输方式不消耗能量。
? 没有特异性,被运输物质不与膜上物质发生任何
反应,物质不发生化学变化。
单纯扩散 (simple diffusion)特点
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促进扩散 (facilitated diffusion)
膜载体(载体蛋白)特点
有很强的特异性
在运输过程中,本身不发生化。
能加快物质运输的速度。
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?促进扩散 (facilitated diffusion)过程:
膜载体在膜外与营养物质亲合力强,与这种物质结合,
进入细胞后亲合力降低释放营养物质。像渡船一样,膜外
装货,膜内卸货,这种扩散方式比单纯扩散速度快。膜内
外亲合力的改变与载体分子构型改变有关。
?促进扩散特点
? 物质运输动力是细胞外的浓度差。
? 运输过程不消耗能量。
? 有膜载体参加,膜载体(渗透酶)有特异性。运输葡萄糖
的载体只运输葡萄糖。这种运输方式多发生在真核微生物,
原核生物少见。
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主动运输 (active transport)
ATP
ADP + Pi
恢复
原构像
膜上膜外 膜内
移位
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被运送的物质可逆浓度梯度进入细胞内
要 消耗 能量,必需有能量参加。
有膜载体参加,膜载体发生构型变化
被运送物质不发生任何变化 。
主动运输特点
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?基团移位:是在研究糖的运输时发现的
一种主动运输方式。
?运输过程中需要能量,被运输的物质发
生化学变化的运输叫基团移位。
?许多糖就是靠基团移位进行运输的。
?这种运输方式是微生物通过磷酸转移酶
系统来运输营养物质的。
基团移位 (group translocation)
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运输方式 浓度 载体 耗能 运送分子发生变化
单纯扩散 高 → 低 不需要 不耗能 不变化
促进扩散 高 → 低 需要 不耗能 不变化
主动运输 低 → 高 需要 耗能 不变化
基团转位 低 → 高 需要 耗能 变化
运输方式:
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(四) 细菌的代谢
1.细菌的酶
胞外酶;胞内酶;固有酶;诱导酶。
2.细菌的呼吸
细菌借助酶系统对物质实行分解氧化,从中获
得它 所需要的能量的 过程。
( 1)有氧氧化
( 2)无氧氧化
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3.呼吸类型
( 1)专性需氧菌
( 2)微需氧菌
( 3)兼性厌氧菌
( 4)专性厌氧菌
4.细菌的代谢产物
( 1)分解产物
糖的分解及产物:
蛋白质和氨基酸的分解及产物:
脂类的分解及其产物:
( 2)合成产物
热源质,毒素,抗生素,色 素,维生素。
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三、细菌的生长和繁殖
(一)细菌的繁殖方式和生长速度
(二)细菌的生长曲线
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DNA结合位点
细菌繁殖方式
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总菌数
活菌数
培养时间
Ⅱ,指数期 Ⅲ,稳定期 Ⅳ,衰亡期Ⅰ,延滞期细菌



个/m
l



Ⅱ Ⅲ ⅣⅠ
( 二)细菌的生长曲线
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1.延滞期特点
生长速率常数等于零
菌体粗大
代谢活力强
对不良条件抵抗能力降低
RNA含量增加
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缩短延滞期的意义和方法
可以缩短生产周期, 提高设备利用率 。
接种对数生长期的菌种,采用最适菌龄
加大接种量
用与培养菌种相同组成分的培养基
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2、指数期 (对数期 )(exponential phase)
特点
① 活菌数呈对数增加
②酶系活跃,代谢旺盛
③生长速率最大,generation time最短
④细胞的化学组成及形态,生理特性比较一致
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稳定期特点
?活菌数保持相对稳定,总菌数达最高水平。
?细菌代谢物积累达到最高峰。
?芽胞杆菌这时开始形成芽胞。
?这是生产收获时期。
3、稳定期 (stationary phase)
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4、衰亡期 (decline phase/death phase)
特点
?细菌死亡数大于增殖数,活菌数明显减少,群体衰落
?细胞出现多形态,大小不等的 畸形,变成衰退型
?细胞死亡,出现自溶现象。
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四,细菌的分离培养
(一)人工培养细菌时应给予的条件
1.供给足够营养
2.有能被细菌利用的水
3.提供适于细菌生长的 PH值
4.给予时宜于细菌生长的温度
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由人工配制供微生物 生长繁殖或积累代谢产物
所用的营养物质叫营养基,科研生产中培养微生物
都需要配制培养基。
(二)、培养基





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细菌分离培养
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( 1)适合微生物的营养特点
( 2)按微生物需要量调好营养配比
( 3)控制微生物的培养条件
A,pH值:
B、调节氧和 CO2的浓度
C、调节培养基的渗透压
1、配制培养基的原则
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2、培养基的类型及应用
( 1) 根据微生物的种类
( 2) 按培养基的成分
( 3) 按培养的用途
( 4) 按培养基的物理状态
第一章 细菌
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培养基根据微生物的种类分类
( 1) 细菌培养基
( 2) 放线菌培养基
( 3) 霉菌培养基
( 4) 酵母培养基
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( 1) 合成培养基:营养物质的成分及其浓度完全清楚;组
分精确;重复性强 。 但微生物生长缓慢, 所用各种物质成
本昂贵, 只在实验室里使用 。
( 2)天然培养基:采用动植物组织、微生物浸出物等,如
牛肉高蛋白质、玉米粉、麦芽汁、麸皮、马铃薯、酵母高,
等皮革厂、肉食品加工厂、淀粉厂的付产品配制成。不稳
定、不精确。微生物生长良好,培养基易得,成本低廉,
适于大生产中配制培养基。
( 3) 半合成培养基:在天然有机物基础上加入某种已知的
无机盐类或在合成培养基基础上加入某些天然有机成分 。
这种培养基能更有效的满足微生物的营养要求 。 微生物生
生长良好, 应用广泛 。
按培养基的成分
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按培养的用途
( 1)基本培养基
( 2) 加富培养基
( 3)选择培养基
( 4)鉴别不同微生物的培养基
( 5) 保藏菌种培养基
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基本培养基,按大多数微生物的营养需要配制
一种培养基称为基本培养基。
加富培养基,是在培养基中加入血、血清、动植
物组织提取。用来培养要求较苛刻的某些异养微生
物。
选择培养基,是为分离某种微生物,根据这种微
生物的特殊营养需要或含有某种抑制剂。配制出适
合它生长的。不利另外一些微生物生长的培养基,
是用于筛选菌种初筛所用培养基。
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鉴别培养基:
用于微生物分类鉴定的培养基,通过指示剂的显
色等不同的生化反应来鉴别不同的微生物。
如伊红-美兰培养基上,当大肠杆菌发酵乳糖形
成紫黑色带金属光泽的菌落,而沙门氏杆菌在这种培
养基上长出的是无色菌落。
保藏菌种培养基:
对于生产中使用的菌种保藏培养基,要求比较丰
富的氮源,以防止菌种退化变质 。
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按培养基的物理状态
( 1)固体培养基,在液体培养若加入凝固剂使培养基成
为固体状态,称为固体培养基。包括琼脂固体培养基
和明胶培养基。
( 2)半固体培养基,半固体培养基中加入少量琼脂( 0.3
- 0.6%)制成半固体状态的培养基,用穿刺接种法接种
带鞭毛的细菌,由于鞭毛细菌的运动可在穿刺线的周围
形成横向生长。
( 3)液体培养基,不加凝固剂的培养基,营养物质分布
均匀,微生物能与营养物质充分接触,利用适合积累代
谢产物。多用于生理研究和发酵工业生产中。
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粘液型菌落





第一章 细菌
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第一章 细菌
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菌膜
菌沉淀 均匀浑浊
对照





第一章 细菌
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不同细菌的菌落
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细菌菌落
第一章 细菌
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细菌菌落特征剖面图
第一章 细菌
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细菌菌落表面特征
第一章 细菌
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细菌在半固体培养上的培养特征
第一章 细菌
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细菌在半固体明胶中的生长现象
第一章 细菌
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细菌在斜面上的生长现象
第一章 细菌
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细菌在肉汤培养基中的生长特征
表面 浮膜状 沉淀 均匀混浊 中间
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(三)细菌的纯培养
?纯培养:在细菌的实验中,对单纯的一种细菌
进行的培养。
?菌落,在培养基表面出现肉眼可见的单个细菌集团称
为菌落。
?菌苔,在培养基表面,多个菌 落融合成一片叫菌苔。
第一章 细菌
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第三节 微生物的分类与命名
一,微生物在生物学中的分类地位
(一)微生物在生物学的归属
(二)微生物分类的依据
1.形态特征
2.生理生化特征
3.血清学反应
4.遗传学特征
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(三)微生物分类的方法
1.条目分类法:
2.数值分类法
第一章 细菌
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二,细菌的分类与命名
(一)细菌的分类
(二)细菌的命名
END