第二章原核微生物-细菌课件.ppt

1、1：w形态是入门向导，构造是研究基础w提高定向筛选效率w掌握发酵进程、及时探测杂菌污染w分类鉴定中应用 光能：蓝细菌“三菌”化能：细菌 放线菌“三体”人工培养基：支原体 专门寄生：立克次氏体 衣原体2 体小而细 形简而短(球、杆、弧)是一类 壁坚而韧 单细胞原核生物 二等分裂 分布很广泛 细菌是单细胞原核微生物，个细菌是单细胞原核微生物，个体微小，形态简单，以二等分裂体微小，形态简单，以二等分裂方式繁殖。在自然界中，细菌分方式繁殖。在自然界中，细菌分布最广、数量最多。布最广、数量最多。3Contents细菌的形态和大小细菌的形态和大小1细菌的细胞结构细菌的细胞结构2细菌的繁殖与群体形态细菌的繁

2、殖与群体形态3细菌的物理化学性质细菌的物理化学性质44一、一、细菌的形态和大小细菌的形态和大小 不同细菌的形态可以说是千差万别，丰富多不同细菌的形态可以说是千差万别，丰富多彩，但就单个有机体而言，其基本形态可分为球状、彩，但就单个有机体而言，其基本形态可分为球状、杆状与螺旋状三种杆状与螺旋状三种.除了球菌、杆菌、除了球菌、杆菌、螺旋螺旋菌三种菌三种基本形态外，还有许多具其他形态的细基本形态外，还有许多具其他形态的细菌菌。例如柄。例如柄杆菌细胞上有柄、菌丝、附器等细胞质伸出物，细杆菌细胞上有柄、菌丝、附器等细胞质伸出物，细胞呈杆状或梭状，并有特征性的细柄；球衣菌能形胞呈杆状或梭状，并有特征性的细

3、柄；球衣菌能形成衣峭，杆状的细胞呈链状排列在衣鞘内而成为丝成衣峭，杆状的细胞呈链状排列在衣鞘内而成为丝状状,而支原体由于只有细胞膜，没有纫胞壁，故细胞而支原体由于只有细胞膜，没有纫胞壁，故细胞柔软，形态多变，具有高度多形性。另外，人们还柔软，形态多变，具有高度多形性。另外，人们还发现了细胞呈星形和方形的细菌发现了细胞呈星形和方形的细菌.5（一）（一）细菌的形态细菌的形态6细菌的外形与大小细菌的外形与大小w细菌细胞，通常用适当染料后显微镜观察图图1-1 常见的三种细菌典型形态常见的三种细菌典型形态A.球菌球菌 B.杆菌杆菌 C.弧菌弧菌7培养时间、培养温度、培养基成分、浓度、培养时间、培养温度、

4、培养基成分、浓度、pH值值等环等环境条件对细菌形态都有明显的影响。境条件对细菌形态都有明显的影响。一般处于幼龄阶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。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梨形，有的产生分枝，有时菌体显著伸长以至呈丝状等异常形态。等异常形态。有的细菌则是多形态的，有周期性的生活史，如粘细有的细菌则是

5、多形态的，有周期性的生活史，如粘细菌可形成无细胞壁的营养细胞和子实体。菌可形成无细胞壁的营养细胞和子实体。影响细菌形态的因素：影响细菌形态的因素：8（二）细菌的大小（二）细菌的大小细菌大小的测定：细菌大小的测定：(1)测量：测量：测微尺测微尺(2)长度单位：长度单位：微米微米(m)(3)表示：表示：球菌：球菌：直径直径 杆菌：杆菌：宽宽长长 螺菌：螺菌：宽、长、螺距宽、长、螺距9（二）细菌的大小（二）细菌的大小10 通常通常球菌直径球菌直径：0.2 0.2 1.51.5 mm，杆菌杆菌:长长1 1 5 m,5 m,宽宽0.50.5 1 m 1 m。例如：例如：大肠杆菌：平均长度：大肠杆菌：平均

6、长度：2 m 2 m；宽度宽度0 0.5.5mm 15001500个大肠杆菌头尾相接等于个大肠杆菌头尾相接等于3 3mm;mm;10 109 9个大肠杆菌重个大肠杆菌重1 1 mg.mg.由于菌种不同，细菌的大小存在很大的差异；对于同由于菌种不同，细菌的大小存在很大的差异；对于同一个菌种，细胞的大小也常随着菌龄变化。另外，对于同一个菌种，细胞的大小也常随着菌龄变化。另外，对于同一个菌种染色前后其细胞大小都有所不同。所以，有关细一个菌种染色前后其细胞大小都有所不同。所以，有关细菌大小的记载，常是平均值或代表性数值。菌大小的记载，常是平均值或代表性数值。（二）细菌的大小（二）细菌的大小11 菌名菌

7、名 直径或宽直径或宽长长/（mm mm）乳链球菌乳链球菌金黄色葡萄球菌金黄色葡萄球菌大肠杆菌大肠杆菌枯草芽孢杆菌枯草芽孢杆菌霍乱弧菌霍乱弧菌 0.5 0.5 1 1 0.8 0.8 1 1 0.5 0.5 (1 (1 3)3)(0.8(0.8 1.2)1.2)(1.21.23 3)(0.2(0.2 0.6)0.6)(1(1 3 3)细菌细胞的大小细菌细胞的大小12二、细菌的细胞结构二、细菌的细胞结构基本结构包括：基本结构包括：细胞壁、细胞膜、细胞质、核区、细胞壁、细胞膜、细胞质、核区、间体、核糖体、气泡和储藏物。间体、核糖体、气泡和储藏物。特殊结构包括：特殊结构包括：荚膜、鞭毛、纤毛、芽孢。荚

8、膜、鞭毛、纤毛、芽孢。13w 细菌细胞由外向里依次有、菌菌（、，。141.细胞壁细胞壁w15v革兰氏染色法革兰氏染色法v细胞壁细胞壁化学组成与结构化学组成与结构v革兰氏染色的机理革兰氏染色的机理v青霉素的作用及应用青霉素的作用及应用2）细胞壁的化学组成与结构）细胞壁的化学组成与结构16 革兰氏染色法是细菌细胞的复合染色法，革兰氏染色法是细菌细胞的复合染色法，由丹麦医生由丹麦医生Hans Christian GramHans Christian Gram于于18841884年年创立创立。基本步骤：基本步骤：涂片固定涂片固定 结晶紫初染结晶紫初染1min1min 碘液碘液媒染媒染1min1min9

9、5%95%乙醇脱色乙醇脱色0.5min0.5min 番红复番红复染染min min 结果结果:革兰氏革兰氏阳性菌阳性菌紫色紫色；革兰氏革兰氏阴性菌阴性菌红色红色。革兰氏染色法：革兰氏染色法：17 成分 占细胞壁干重的%革兰氏阳性细菌革兰氏阴性细菌 肽聚糖 磷壁酸 类脂质 蛋白质含量很高（3095）含量较高（50）一般无（2）无含量很低（520）无含量较高（20）含量较高革兰氏阳性细菌与革兰氏阴性细菌细胞壁成分比较细胞壁的化学组成与结构细胞壁的化学组成与结构18青霉素的作用青霉素的作用 作用于肽聚糖肽作用于肽聚糖肽桥的联结，即抑制桥的联结，即抑制肽聚糖的合成，故肽聚糖的合成，故仅对生长着的菌有仅

10、对生长着的菌有效，主要是效，主要是G+G+菌。菌。细菌可作为重金属吸附剂使用？与细菌细菌可作为重金属吸附剂使用？与细菌细胞壁的哪些性质有关？开发与应用情况细胞壁的哪些性质有关？开发与应用情况如何？如何？19细胞膜细胞膜是紧贴细胞壁内侧包围细胞质的一层柔软、是紧贴细胞壁内侧包围细胞质的一层柔软、富有弹性的半透明薄膜。富有弹性的半透明薄膜。细胞膜的化学组成细胞膜的化学组成 蛋白质蛋白质主要包括主要包括 磷脂磷脂 糖类糖类 少量核酸少量核酸2、细胞膜、细胞膜201972年Singer和Nicolson提出的细胞膜液态镶嵌模型。认为：膜是由球形蛋白认为：膜是由球形蛋白与磷脂按照二维排列方与磷脂按照二维

11、排列方式构成的流体镶嵌式，式构成的流体镶嵌式，流动的脂类双分子层构流动的脂类双分子层构成了膜的连续体，而蛋成了膜的连续体，而蛋白质象孤岛一样无规则白质象孤岛一样无规则地漂流在磷脂类的海洋地漂流在磷脂类的海洋当中。当中。细胞膜液态镶嵌模型细胞膜的结构细胞膜的结构21细胞内外物质交换细胞内外物质交换和运送。和运送。在原核微生物中在原核微生物中,参与生物氧化和能量产生。参与生物氧化和能量产生。与细胞壁及荚膜的合成有关（酶）。与细胞壁及荚膜的合成有关（酶）。是鞭毛着生的位点。是鞭毛着生的位点。间体的形成间体的形成细胞膜的功能：细胞膜的功能：22间体：间体：由细胞膜内褶形成的一种管状、层状或串状物，由细

12、胞膜内褶形成的一种管状、层状或串状物，一般位于细胞分裂的部位或附近。一般位于细胞分裂的部位或附近。间体间体间体的功能间体的功能:参与隔膜形成参与隔膜形成与核分裂有关与核分裂有关类线粒体功能类线粒体功能23拟核：由大型环状双链DNA纤丝不规则地折叠或缠绕而构成的无核膜、核仁的区域。这是原核生物与真核生物一个主要的区别之处。细菌细菌DNADNA：长度：一般为：长度：一般为：1 13 3mmmm例例：大肠杆菌的：大肠杆菌的DNADNA长约长约1 1mmmm。生长迅速的细菌在核分裂之后细生长迅速的细菌在核分裂之后细胞往往来不及分裂胞往往来不及分裂,所以细胞中常所以细胞中常有有2 24 4个核，而生长缓

13、慢的细菌个核，而生长缓慢的细菌细胞中一般只有细胞中一般只有1 12 2个核，不在个核，不在染色体复制时期一般是单倍体。染色体复制时期一般是单倍体。功能：功能：负载遗传信息。负载遗传信息。拟核拟核 3、拟核、拟核nucleoid（或核质体、核区）或核质体、核区）24质粒：质粒：细菌染色体外的遗传物质，由共价闭合环细菌染色体外的遗传物质，由共价闭合环状双链状双链DNADNA分子组成分子组成分子量约为分子量约为100 100 10 106 6 D.D.携带携带1 1100100个基因个基因,一个菌细胞可有一至数个质粒。一个菌细胞可有一至数个质粒。质粒的特点：质粒的特点：q可自我复制，稳定遗传。对生存

14、不是必要可自我复制，稳定遗传。对生存不是必要的。复制与染色体分开，但同步进行。的。复制与染色体分开，但同步进行。q不同质粒携带不同遗传信息。不同质粒携带不同遗传信息。q无质粒细菌可通过接合、转化、转导等方无质粒细菌可通过接合、转化、转导等方式获得，不能自发产生。式获得，不能自发产生。例：例：细菌抗药性因子、大肠杆菌的细菌抗药性因子、大肠杆菌的F F因子。因子。质粒质粒应用应用:基因工程，体外重组基因工程，体外重组.254 4、核糖体核糖体：是分散在细胞质中的颗粒状结构，由核糖是分散在细胞质中的颗粒状结构，由核糖体核酸（占体核酸（占60%60%）和蛋白质（占）和蛋白质（占40%40%）组成。）组

15、成。细菌的核糖体沉降系数为：70s，由50s大亚基和 30s 小亚基构成。功能：是细胞合成蛋白质的机构。26细胞质：细胞质：是在细胞膜内除核区以外的细胞物质。细胞质是无色、透明、粘稠状物质。主要成分为水，蛋白质，核酸，脂类、少量糖和无机盐。细胞质功能：细胞质中含有丰富的酶系，是营养物质合成、转化、代谢的场所。5、细胞质及其内含物、细胞质及其内含物27颗粒状贮藏物颗粒状贮藏物(reserve materials)reserve materials)：贮藏物是一类由不同化学成分累积而成的贮藏物是一类由不同化学成分累积而成的不溶性沉淀颗粒，主要功能是贮存营养物。不溶性沉淀颗粒，主要功能是贮存营养物。

16、贮藏物的种类很多贮藏物的种类很多,表解如下表解如下:28贮藏物贮藏物碳源及能源类碳源及能源类氮源类氮源类磷源磷源(异染粒异染粒)糖原糖原:大肠杆菌、克雷伯氏菌、芽孢大肠杆菌、克雷伯氏菌、芽孢 杆菌和蓝细菌等杆菌和蓝细菌等 聚聚-羟丁酸羟丁酸(PHB):固氮菌、产碱菌固氮菌、产碱菌 和肠杆菌等和肠杆菌等 硫粒硫粒:紫硫细菌、丝硫细菌、贝氏硫紫硫细菌、丝硫细菌、贝氏硫 杆菌等杆菌等藻青素：蓝细菌藻青素：蓝细菌藻青蛋白：蓝细菌藻青蛋白：蓝细菌迂回螺菌、迂回螺菌、白喉棒杆菌、结核分枝杆菌白喉棒杆菌、结核分枝杆菌296.荚膜荚膜w 是某些细菌在新陈是某些细菌在新陈代谢过程中形成的，代谢过程中形成的，。多

17、出现在多出现在“中老年细菌中老年细菌”外围外围功能：功能：储备粮储备粮；w 、水生生物的共性含水率在含水率在极难染色极难染色；单染单染后后墨汁背景墨汁背景衬衬托法观察托法观察301)主要成分是多糖、多肽或蛋白质主要成分是多糖、多肽或蛋白质,尤以多糖居多尤以多糖居多.经特殊的荚膜染色，特别是负染色经特殊的荚膜染色，特别是负染色(又称背景染又称背景染色色)后可在光学显微镜清楚地观察到它的存在。后可在光学显微镜清楚地观察到它的存在。2)产生糖被是微生物的一种遗传特性产生糖被是微生物的一种遗传特性,其菌落特征其菌落特征及血清学反应是是细菌分类鉴定的指标之一。及血清学反应是是细菌分类鉴定的指标之一。31

18、w往往长度超过菌体若往往长度超过菌体若干倍，干倍，但直径很细直径很细。w化学成分主要是化学成分主要是32纤毛（或线毛、菌毛、伞毛）纤毛（或线毛、菌毛、伞毛）、（250根300根），如兔毛、狗毛、鸭毛等等，故称为菌毛。33鸡毛掸子的作用鸡毛掸子的作用w提问：功能？功能？w主主w或称，每一个有性细菌有1根4根，。菌毛菌毛性菌毛性菌毛34w由内至外，依次为w w 一层或几层 w 主要成分是角蛋白，非常致密，通透性差，能能够阻止各类化学物质包够阻止各类化学物质包括杀菌剂的进入；括杀菌剂的进入；由蛋白质、脂类和糖组成35w 很厚，主要成分为芽孢特有的肽聚糖，其中含有一种特殊的物质二者形成了一种极为耐热的

19、凝胶状物质，在沸水中芽孢也可存活数小时。w 中含水量极低，细胞内代谢极为缓慢，处于休眠状态。36w能形成芽孢的细菌种类不多，（Bacillus）和（Cletridium），它们都是w很多都是强致病菌强致病菌，如如肉毒梭菌、破伤风梭菌，肉毒梭菌、破伤风梭菌，有些形成的芽孢膨大，有些形成的芽孢膨大，宽度明显超过菌体。宽度明显超过菌体。芽孢宽度超过菌体，使细胞呈梭状37w 芽孢的形成对于产芽孢菌度过困境有着极芽孢的形成对于产芽孢菌度过困境有着极为重要的意义，芽孢可在普通条件下保存为重要的意义，芽孢可在普通条件下保存几年甚至几十年都依然可以复活。几年甚至几十年都依然可以复活。38w研究表明各类各类细菌

20、普遍具有细菌普遍具有有性生殖能力有性生殖能力 雌雌雄雄39，大约只占。但这却有着十分重要的生物学意义。w 提问：提问：有性生殖意义何在呢？有性生殖意义何在呢？w 特有的抗性基因可以传递给另一些种类的细菌传递给另一些种类的细菌；40固体状态的培养细菌的基质w有的是天然物质，如土豆、馒头及其他各种固体食物，微生物学有的是天然物质，如土豆、馒头及其他各种固体食物，微生物学研究中多使用人工制作的固体琼脂培养基。研究中多使用人工制作的固体琼脂培养基。w 向向“营养汤营养汤”中加入中加入琼脂琼脂(约约2)加热到加热到100，然后，然后再冷却就制成了再冷却就制成了人工固体培养基人工固体培养基。常用的固体培养

21、基容器称为常用的固体培养基容器称为培养皿培养皿。41w细菌在培养基上生长，会形成各种颜色和外观的菌落。单菌落（纯菌落）单菌落（纯菌落）42w当固定培养基成分及培养条件相同时，不同种类微生当固定培养基成分及培养条件相同时，不同种类微生物形成的菌落特征是固定的，物形成的菌落特征是固定的，可作为微生物鉴定的重可作为微生物鉴定的重要依据。要依据。43没有鞭毛不运动的细菌没有鞭毛不运动的细菌，特别是球菌，常形，特别是球菌，常形成成较小、较厚较小、较厚、边缘较整齐的菌落；有鞭毛、边缘较整齐的菌落；有鞭毛的细菌则较大而扁平，边缘波状、锯齿状等的细菌则较大而扁平，边缘波状、锯齿状等；有荚膜有荚膜的细菌菌落较大

22、并且表面的细菌菌落较大并且表面光滑光滑，而没，而没有荚膜的则表面较粗糙；有荚膜的则表面较粗糙；具有芽孢具有芽孢的细菌菌落表面的细菌菌落表面常有褶皱常有褶皱并且并且不透不透明明。44。4546四、细菌的物理化学性质四、细菌的物理化学性质1、细菌表面电荷和等电点、细菌表面电荷和等电点:细菌体含有细菌体含有50以上的蛋白质以上的蛋白质 氨基酸的等电点氨基酸的等电点 两性电解质的性质两性电解质的性质 细菌的等电点在细菌的等电点在pH为：为：25 G+:23 G-:45 培养条件，使细菌表面总是带负电（细胞壁培养条件，使细菌表面总是带负电（细胞壁的磷酸壁含有大量酸性较强的磷酸基，更加导的磷酸壁含有大量酸

23、性较强的磷酸基，更加导致细菌表面带负电）。致细菌表面带负电）。472、细菌的染色原理和方法、细菌的染色原理和方法483、细菌悬液的稳定性、细菌悬液的稳定性wS型（稳定型）型（稳定型）wR型（不稳定型）：强电解质，容易型（不稳定型）：强电解质，容易发生凝聚而沉淀发生凝聚而沉淀w应用在水应用在水 处理工艺中，尤其是在污水、处理工艺中，尤其是在污水、废水生物处理中的二次沉淀池。废水生物处理中的二次沉淀池。R型型更有效。更有效。49w细菌悬液的浑浊度；w细菌的多相胶体性质；w细菌的比表面积、密度、重量50w1、概念概念wMesosome、Capsule、Zoogloea、Spore、Colonyw2、问答题、问答题 w（1）细菌的基本结构和特殊结构都包括那些？）细菌的基本结构和特殊结构都包括那些？w（2）什么是革兰氏染色法？它的主要步骤是什么？）什么是革兰氏染色法？它的主要步骤是什么？哪一步是关键？哪一步是关键？w（3）荚膜的化学成分如何？有何生理功能？）荚膜的化学成分如何？有何生理功能？