1、 第一章第一章 原核微生物的结构与功能原核微生物的结构与功能原核细胞原核细胞第一节第一节 细菌细菌 本节提要：|细菌的形态和染色|细菌细胞的一般结构|细菌细胞的特殊结构|细菌的繁殖和培养一一、细菌的形态和染色、细菌的形态和染色(一)细菌的正常形态:细菌的形态和染色球球菌菌杆菌杆菌螺旋菌螺旋菌细菌的形态和染色1.球菌(coccus)单球菌单球菌双球菌双球菌八叠球菌八叠球菌四联球菌四联球菌链球菌链球菌葡萄球菌葡萄球菌2.杆菌杆菌(bacillus)细菌的形态和染色梭状芽孢杆菌梭状芽孢杆菌短杆菌短杆菌长杆菌长杆菌3.螺旋菌（spirilla):螺旋状的细菌。螺旋不满一圈称为弧菌(vibrio)，满2
2、6环称为螺旋菌(spirllum)，旋转周数在6环以上的称为螺旋体(spirochaeta)。细菌的形态和染色螺旋菌螺旋菌弧菌弧菌螺旋体螺旋体4.细菌的特殊形态：细菌的形态和染色柄细菌、肾形菌、臂微菌、网格硫细柄细菌、肾形菌、臂微菌、网格硫细菌、贝日阿托氏菌菌、贝日阿托氏菌(丝状丝状)、具有子实、具有子实体的粘细菌等是特殊形态的细菌。体的粘细菌等是特殊形态的细菌。(二)细菌的异常形态：.畸形：理化刺激 细菌的形态和染色结核杆菌的异常形态结核杆菌的异常形态:结核杆菌的正常形态结核杆菌的正常形态:.衰退型：菌细胞衰老、养分缺乏细菌的形态和染色(三)细菌的大小：细菌的形态和染色(1)测量：测量：测微
3、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：直径球菌：直径 杆菌：杆菌：宽宽长长 螺菌：螺菌：宽、长、宽、长、螺距螺距真核微生物真核微生物 原核微生物原核微生物肉眼肉眼光学显微镜光学显微镜电子显微镜电子显微镜病毒病毒(四)染色细菌的形态和染色细菌的形态和染色细菌染色法细菌染色法死菌死菌活菌活菌:用美蓝或用美蓝或TTC(氯化三苯基四氮唑氯化三苯基四氮唑)等等正染色正染色负染色负染色:荚膜染色法等荚膜染色法等简单染色法简单染色法鉴别染色法鉴别染色法革兰氏染色法革兰氏染色法抗酸染色法抗酸染色法芽孢染色法芽孢染色法姬姆萨姬姆萨(Giemsa)染色法染色法最常用染色法单染法复
4、染法负染法革兰氏染色细菌的形态和染色用一种染料进行染色，较未染色的样本易于观察。用一种染料进行染色，较未染色的样本易于观察。单染色：细菌的形态和染色 背景着色，菌体背景着色，菌体不着色，多用于荚膜不着色，多用于荚膜的观察。的观察。二种以上染料进行染色，有鉴定价值。二种以上染料进行染色，有鉴定价值。如革兰氏染色、抗酸染色等。如革兰氏染色、抗酸染色等。复染法：细菌的鉴别染色法革兰氏染色法C.GramC.Gram 丹麦医生丹麦医生步骤：步骤：涂片固定；涂片固定；结晶紫初染结晶紫初染1min；碘液媒染碘液媒染1min；95%乙醇脱色乙醇脱色0.5min；番红复染番红复染1min。结果结果:阳性菌阳性菌
5、紫色紫色；阴性菌阴性菌红色红色。细菌的形态和染色细菌的形态和染色一紫二碘三脱色四复染一紫二碘三脱色四复染紫为阳紫为阳,红为阴红为阴抗酸染色法步骤：步骤：涂片固定；涂片固定；酸性复红初染；酸性复红初染；3%醋酸酒精脱色醋酸酒精脱色 美蓝复染。美蓝复染。结果结果:抗酸菌抗酸菌红色红色；非抗酸菌非抗酸菌蓝色蓝色。细菌的形态和染色 二、细菌细胞的基本结构二、细菌细胞的基本结构细菌细胞的基本结构细菌细胞的结构：细菌细胞的基本结构包括：细菌细胞的基本结构包括：细胞壁、细胞质膜、细胞壁、细胞质膜、间体、细胞质、核糖体、气间体、细胞质、核糖体、气泡、细胞核、质粒和储藏物。泡、细胞核、质粒和储藏物。特殊结构包括
6、：特殊结构包括：荚膜、鞭毛、菌毛、荚膜、鞭毛、菌毛、芽孢和伴孢晶体。芽孢和伴孢晶体。鞭毛菌毛性菌毛芽孢微荚膜荚膜粘液层糖被特殊构造细胞壁细胞膜间体核区内含物一般构造核糖体细菌细胞的基本结构1.1.概念：细胞壁是位概念：细胞壁是位于胞外紧贴胞膜的一于胞外紧贴胞膜的一层无色透明，坚韧而层无色透明，坚韧而有弹性的结构。有弹性的结构。(一)细胞壁（cell wall)：细菌细胞的基本结构分离：超声波、机械破碎、溶菌消化、分离：超声波、机械破碎、溶菌消化、差速离心差速离心观察：染色、质壁分离、原生质体观察：染色、质壁分离、原生质体、电子显微镜电子显微镜 。2.细胞壁的分离与观察细菌细胞的基本结构重点提示
7、：重点提示：细胞壁的基本骨架细胞壁的基本骨架肽聚糖肽聚糖革兰氏阳性菌的细胞壁革兰氏阳性菌的细胞壁 革兰氏阴性菌的细胞壁革兰氏阴性菌的细胞壁革兰氏染色的机理革兰氏染色的机理 溶菌酶与青霉素的作用溶菌酶与青霉素的作用3.细胞壁的化学组成与结构细菌细胞的基本结构概念：肽聚糖是由概念：肽聚糖是由 N乙酰胞壁酸乙酰胞壁酸(NAM)和和N乙酰葡糖胺乙酰葡糖胺(NAG)以及以及少数氨基酸短肽链组成的少数氨基酸短肽链组成的亚单位聚合而成的大分子亚单位聚合而成的大分子复合体复合体（1）细胞壁的基本骨架肽聚糖G和和M以以 b b-1,4-糖苷键糖苷键 连接连接肽聚糖单体细菌细胞的基本结构由由NAG、NAM、肽尾肽
8、尾、肽桥构成肽桥构成肽聚糖网格状结构:细菌细胞的基本结构肽聚糖的特点:1)为原核生物所特有(古细菌例外)2)D-Glu,D-Ala,M-DAP在自然界蛋白质中不存在3)肽桥的变化甚多，由此形成了肽聚糖的多样性4)个别菌中两肽尾可直接由肽键连接细菌细胞的基本结构肽聚糖分子中的四种主要肽桥类型肽聚糖分子中的四种主要肽桥类型藤黄微球菌藤黄微球菌(溶壁微球菌溶壁微球菌)星星木棒杆菌星星木棒杆菌E.coliC.poinsettiae第第I种和第种和第IV种肽桥的比较种肽桥的比较细菌细胞的基本结构（2）革兰氏阳性菌的细胞壁:占占3070%,不同不同菌种中肽聚糖菌种中肽聚糖(肽链肽链)组分不同组分不同,具重
9、要分具重要分类意义。类意义。肽聚糖肽聚糖:由肽聚糖和磷壁酸组成由肽聚糖和磷壁酸组成磷壁酸(teichoic acid):细菌细胞的基本结构 占占40%。G+菌所菌所特有特有,其主链由数十个其主链由数十个磷酸甘油或磷酸核糖磷酸甘油或磷酸核糖醇组成醇组成,有的还有由有的还有由DAla和还原糖组成和还原糖组成的侧链。的侧链。磷壁酸的分类:细菌细胞的基本结构(1)按与壁的连接方式分按与壁的连接方式分:壁磷壁酸壁磷壁酸:与肽聚糖分子共与肽聚糖分子共 价结合价结合,并延伸到肽并延伸到肽 聚糖分子表面聚糖分子表面,带带 有负电荷。有负电荷。膜磷壁酸膜磷壁酸:与原生质膜的脂与原生质膜的脂 类共价结合。类共价结
10、合。磷壁酸的功能：细菌细胞的基本结构使细胞壁形成负电荷环境使细胞壁形成负电荷环境,以利于吸附以利于吸附镁离子镁离子,维持酶活。维持酶活。贮藏贮藏磷元素磷元素增强致病菌对宿主的的粘连、避免被白细胞吞噬及抗补体增强致病菌对宿主的的粘连、避免被白细胞吞噬及抗补体作用作用赋予革兰氏阳性细菌以特异的赋予革兰氏阳性细菌以特异的表面抗原表面抗原可作为可作为噬菌体的特异性吸附受体噬菌体的特异性吸附受体能调节细胞内自溶素的活力，借以能调节细胞内自溶素的活力，借以防止防止细胞因自溶死亡细胞因自溶死亡（3）革兰氏阴性菌的细胞壁细菌细胞的基本结构 革兰氏阴性菌革兰氏阴性菌的细胞壁结构较的细胞壁结构较复杂复杂,分内壁层
11、和分内壁层和外壁层。外壁层。内壁层:细菌细胞的基本结构 紧贴胞膜紧贴胞膜,仅仅由由12层肽聚糖分层肽聚糖分子构成子构成,占细胞壁占细胞壁干重干重5 10%,无磷无磷壁酸。壁酸。细菌细胞的基本结构脂多糖脂多糖 蛋白质层蛋白质层:脂蛋白脂蛋白、基质蛋白基质蛋白、外壁蛋白外壁蛋白;磷脂磷脂外壁层:位于肽聚糖层的位于肽聚糖层的外部。包括外部。包括:细菌细胞的基本结构埋嵌在外壁层中埋嵌在外壁层中,如孔蛋白如孔蛋白,三聚体构成三聚体构成的疏水孔道贯穿外壁的疏水孔道贯穿外壁层层,使小于使小于800-900D的的分子可通过分子可通过,起分子筛起分子筛作用。作用。基质蛋白：细菌细胞的基本结构 为特异性载体为特异
12、性载体,可将可将Vit B12这类较这类较大分子送入细胞内大分子送入细胞内外壁蛋白：细菌细胞的基本结构与肽聚糖层共与肽聚糖层共价结合价结合,并埋置在外并埋置在外壁层壁层,使外壁层牢固使外壁层牢固的与内壁层连接。的与内壁层连接。脂蛋白：细菌细胞的基本结构类脂类脂A:两个葡糖胺连接多两个葡糖胺连接多 个脂肪酸个脂肪酸,为内毒素为内毒素 的中心。的中心。核心多糖核心多糖:与脂质与脂质A相连相连,由由 糖及其衍生物组成。糖及其衍生物组成。O-侧链侧链:短多糖链短多糖链,其顺序有其顺序有 菌种特异性菌种特异性,具有诊断具有诊断 细菌学意义。细菌学意义。脂多糖(LPS,lipopolysaccharide
13、)：G+细菌与G细菌细胞壁构造的比较G+G肽聚糖层肽聚糖层肽聚糖层壁膜间隙外膜细胞质膜细胞质膜细胞质膜细胞壁的结构（G+细菌与G细菌细胞壁构造的比较）革兰氏阳性细菌（G+）革兰氏阴性细菌（G）肽聚糖肽聚糖外膜细菌细胞的基本结构（4）革兰氏染色的原理 G G菌：细胞壁厚，肽聚糖网菌：细胞壁厚，肽聚糖网状分子形成一种透性屏障，当状分子形成一种透性屏障，当乙醇脱色时，肽聚糖脱水而孔乙醇脱色时，肽聚糖脱水而孔障缩小，故保留结晶紫障缩小，故保留结晶紫-碘复碘复合物在细胞膜上。呈紫色。合物在细胞膜上。呈紫色。G菌：肽聚糖层薄，交联松菌：肽聚糖层薄，交联松散，乙醇脱色不能使其结构收散，乙醇脱色不能使其结构收
14、缩，其脂含量高缩，其脂含量高,乙醇将脂溶乙醇将脂溶解，缝隙加大，结晶紫解，缝隙加大，结晶紫-碘复碘复合物溶出细胞壁，沙黄复染后合物溶出细胞壁，沙黄复染后呈红色。呈红色。细菌细胞的基本结构G+和和G-细胞壁细胞壁的对比的对比4.溶菌酶与青霉素的作用细菌细胞的基本结构溶菌酶溶菌酶(lysozyme):作用于作用于NAMNAM的的G1和和NAGNAG的的C1-C4之间的糖苷键，之间的糖苷键，所以又称乙酰胞壁质酶。所以又称乙酰胞壁质酶。对对G-菌，在菌，在EDTA存存在下，受溶菌酶作用。在下，受溶菌酶作用。细菌细胞的基本结构 溶菌酶处理后溶菌酶处理后的菌细胞应保存在的菌细胞应保存在弱高渗弱高渗(0.1
15、-0.2 M)(0.1-0.2 M)蔗糖液中。蔗糖液中。青霉素(penicillium):细菌细胞的基本结构 作用于肽聚糖肽桥作用于肽聚糖肽桥的联结，即抑制肽聚的联结，即抑制肽聚糖的合成，故糖的合成，故仅对生仅对生长着的菌有效，长着的菌有效，主要主要是是G+菌。菌。青霉素作用位点青霉素作用位点 在溶菌酶或青霉素作用下产生细胞壁缺陷或无细胞壁的细菌。细菌细胞的基本结构缺壁细菌缺壁细菌实验室或宿实验室或宿主体内形成主体内形成在自然界长期进化中形成在自然界长期进化中形成支原体支原体缺壁突变缺壁突变L型细菌型细菌人工去壁人工去壁基本去尽基本去尽-原生质体原生质体G+部分去尽部分去尽-球状体球状体G-人
16、为条件下，细菌除去细胞壁剩下由细胞膜包裹的部分。多为G+菌。细菌细胞的基本结构a.原生质体(protoplast)：原生质体的特点：细菌细胞的基本结构1)为圆球形为圆球形2)对环境敏感：渗透压，震荡，离心，易溶菌对环境敏感：渗透压，震荡，离心，易溶菌3)有鞭毛，而不能运动有鞭毛，而不能运动4)不被噬菌体感染（因为没有吸附位点）不被噬菌体感染（因为没有吸附位点）5)生物学特性依旧生物学特性依旧原生质体的应用：基础研究，作为新的子实体,培育新种,可用于杂交育种。细菌细胞的基本结构b.球状体(spheroplast)：还保留有部分细胞壁的菌体细胞,多见于G菌。细菌细胞的基本结构特点：特点：除具原生质
17、体特点外除具原生质体特点外a)a)可有一定抗性，可培养可有一定抗性，可培养b)b)可重新合成细胞壁可重新合成细胞壁c.L型细菌(L-form of bacteria)：自发突变形成的细胞壁缺陷(部分或全部),具多形性。可以生长繁殖,在培养基上形成油煎蛋菌落。有些可重新合成细胞壁。严格地说,L型细菌专指那些在实验室或宿主体内通过自发突变而形成的遗传性稳定的细胞壁缺陷菌株细菌细胞的基本结构d.支原体(Mycoplasma)：自然进化自然进化长期进化长期进化而成而成,无细胞壁，细无细胞壁，细胞膜有甾醇胞膜有甾醇,耐机械耐机械压力压力5.细胞壁的功能:1)保护细胞,维持菌形2)具有抗原性致病性对噬菌体
18、的敏感性3)与胞膜一起完成细胞内外物质交换4)为正常细胞分裂所必需 5)鞭毛运动的支点细菌细胞的基本结构6.周质空间(periplasmic space;periplasm)(1)概念:位于细胞壁与细胞膜之间的狭窄空隙细菌细胞的基本结构(2)周质空间的特点:a.充满松散的网状肽聚糖b.含水解酶类c.含与营养吸收有关的蛋白质细菌细胞的基本结构7.古生菌的细胞壁古生菌的细胞壁蛋白质细胞壁蛋白质细胞壁 少数甲烷菌少数甲烷菌假肽聚糖细胞壁假肽聚糖细胞壁 甲烷杆菌菌甲烷杆菌菌独特多糖细胞壁独特多糖细胞壁 甲烷八叠球菌属甲烷八叠球菌属硫酸化多糖细胞壁硫酸化多糖细胞壁 盐球菌属盐球菌属糖蛋白细胞壁糖蛋白细胞
19、壁 盐杆菌属盐杆菌属N-乙酰葡糖胺和乙酰葡糖胺和N-乙酰塔罗胺糖醛酸以乙酰塔罗胺糖醛酸以1,3糖苷键形成；肽尾糖苷键形成；肽尾由由L-Glu、L-Ala和和L-Lys组成，肽桥由组成，肽桥由L-Glu组成组成G+，多含半乳糖胺、葡糖醛酸、葡萄糖和乙酸，无磷酸和硫酸，多含半乳糖胺、葡糖醛酸、葡萄糖和乙酸，无磷酸和硫酸含葡萄糖、甘露糖、半乳糖和它们的氨基糖及糖醛酸和乙酸含葡萄糖、甘露糖、半乳糖和它们的氨基糖及糖醛酸和乙酸CV糖蛋白组成，包括葡萄糖、葡糖胺、甘露糖、核糖和阿拉伯糖；糖蛋白组成，包括葡萄糖、葡糖胺、甘露糖、核糖和阿拉伯糖；蛋白部分由酸性氨基酸组成如蛋白部分由酸性氨基酸组成如Asp，可平
20、衡，可平衡Na+不同蛋白质或同种蛋白的许多亚基组成不同蛋白质或同种蛋白的许多亚基组成（二）细胞膜(cell membrane)细菌细胞的基本结构1.1.概念概念:细胞膜是细胞膜是紧贴细胞壁内紧贴细胞壁内侧包围细胞质侧包围细胞质的一层柔软，的一层柔软，富有弹性的半富有弹性的半透薄膜。透薄膜。2.观察分离方法细菌细胞的基本结构(1)(1)质壁分离质壁分离(2)(2)选择性染色选择性染色(3)(3)电镜技术电镜技术(4)(4)溶菌酶处理溶菌酶处理3.细胞膜的化学组成4.细胞膜的结构细菌细胞的基本结构1972年年Singer和和Nicolson提提出的细胞膜液态出的细胞膜液态镶嵌模型。镶嵌模型。5.细
21、胞膜的功能：(1)细胞内外物质交换和运送(2)维持细胞内正常渗透压的屏障(3)在原核微生物中,参与生物氧化和 能量产生(3)与细胞壁及荚膜的合成有关(4)是鞭毛着生的位点细菌细胞的基本结构6.内膜系统：膜内陷并延伸到细胞质内，在繁殖和代谢多种过程中起作用细菌细胞的基本结构间体间体(mesosome)：细胞膜内褶形成的一细胞膜内褶形成的一种管状、层状或串状种管状、层状或串状物，一般位于细胞分物，一般位于细胞分裂的部位或附近。多裂的部位或附近。多见于见于G+菌菌间体的功能：（1）参与隔膜形成（2）与核分裂有关（3）类线粒体功能细菌细胞的基本结构表层表层:与酶如青霉素的分泌有关与酶如青霉素的分泌有关
22、深层深层:与与DNA的复制、分配以及细胞分裂有关的复制、分配以及细胞分裂有关载色体：载色体：光合细菌光合作用部位，单层与细胞膜相连的内膜环绕，含色素、光合磷酸化所需酶系和电子递体。细菌细胞的基本结构（三）核质体(nuclear body;nucleoid)1.概念：概念：由大型环状双由大型环状双DNA纤丝构成的纤丝构成的无核膜核仁的区无核膜核仁的区域，故又称类核域，故又称类核或拟核。或拟核。细菌细胞的基本结构2.核质体的观察：(1)光镜下特殊染色(福尔根染色法),相差显微镜，电镜均可见。(2)在细胞分裂时可见多个。细菌细胞的基本结构3.核质体的功能：控制遗传变异细菌DNA：细菌细胞的基本结构
23、放射自显影下，放射自显影下，24m长长的的E.coli 其其DNA长长11.4m。无。无组蛋白，与精胺、亚精胺结合，组蛋白，与精胺、亚精胺结合，故有稳定性和柔软性。故有稳定性和柔软性。4.质粒(plasmids)细菌细胞的基本结构 细菌染色体外的遗传细菌染色体外的遗传物质，由共价闭合环状双物质，由共价闭合环状双链链DNA分子组成分子量分子组成分子量约为约为100 106 D.携带携带1100个基因个基因,一个菌细胞一个菌细胞可有一至数个质粒。可有一至数个质粒。质粒的特点：(1)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。(2)不同质粒携带不同遗传信息。(3)无质粒细
24、菌可通过接合、转化、转导等方式获得，不能自发产生。细菌细胞的基本结构质粒的应用：细菌细胞的基本结构基因工程，体外重组。基因工程，体外重组。（四）核糖体细菌细胞的基本结构细菌的核糖细菌的核糖体其沉降系数为体其沉降系数为70s，由，由50s大亚大亚基和基和 30s 小亚基小亚基构成，是细胞合构成，是细胞合成蛋白质的机构。成蛋白质的机构。(五)细胞质及其内含物细菌细胞的基本结构1.成分：成分：细菌的细胞质细菌的细胞质是由水，蛋白质，是由水，蛋白质，核酸，脂类和少量核酸，脂类和少量糖，无机盐组成的糖，无机盐组成的无色透明粘稠状透无色透明粘稠状透明物质。明物质。2.颗粒状内含物细菌细胞的基本结构 颗粒状
25、内含物为颗粒状内含物为细胞储藏物质，因种细胞储藏物质，因种而异，随菌龄及培养而异，随菌龄及培养条件不同而改变。条件不同而改变。主要有糖元、异主要有糖元、异染粒、染粒、聚聚羟丁酸、羟丁酸、藻青素、藻青蛋白、藻青素、藻青蛋白、多聚磷酸盐和硫粒等多聚磷酸盐和硫粒等。(1)聚羟丁酸颗粒(PHB)概念:为碳源贮存物性质:可用尼罗蓝或苏丹黑染色功能:贮存能量，碳源，可降低渗透压。细菌细胞的基本结构(2)多糖类贮藏物 (3)异染粒(metachromatic granules)细菌细胞的基本结构概概 念：为多聚偏磷酸盐。念：为多聚偏磷酸盐。功功 能：贮存磷元素和能量，降低能：贮存磷元素和能量，降低 渗透压。
26、渗透压。鉴定意义：遇甲基胺蓝变紫红色，鉴定意义：遇甲基胺蓝变紫红色，如白喉杆菌，鼠疫杆菌、如白喉杆菌，鼠疫杆菌、结核分支杆菌。结核分支杆菌。(4)藻青素：概念：存在于蓝细菌中的藻青蛋白功能：贮氮，贮能。厌氧时可进行 鸟氨酸循环。组成：Arg和Asp残基1:1组成细菌细胞的基本结构(5)硫粒:细菌细胞的基本结构形成：取决于环境硫化物含形成：取决于环境硫化物含 量量,缺缺S S时时,氧化成硫酸氧化成硫酸 被菌利用。或为某些被菌利用。或为某些 菌的解毒产物。菌的解毒产物。功能：功能：a.a.好氧硫细菌的能源好氧硫细菌的能源 b.b.厌氧硫细菌的电子供体厌氧硫细菌的电子供体定义定义:自养细胞内多角形或
27、六角形内含物自养细胞内多角形或六角形内含物功能功能:自养细菌中固定自养细菌中固定CO2(6)多肽:如苏芸金杆菌芽孢旁的多肽称伴胞晶体，为蛋白质毒素，可作为生物杀虫剂。细菌细胞的基本结构(7)(7)肝糖粒肝糖粒,脂肪滴等脂肪滴等3.气泡细菌细胞的基本结构 由蛋白质膜构成由蛋白质膜构成的泡状物，加大菌体的泡状物，加大菌体的浮力，便于菌体吸的浮力，便于菌体吸收水中的氧气。常见收水中的氧气。常见于光合细菌和水生细于光合细菌和水生细菌，借气泡漂浮能力，菌，借气泡漂浮能力，使无鞭毛菌在适合环使无鞭毛菌在适合环境中生长境中生长。4.细胞质的功能：提供新陈代谢的场所细菌细胞的基本结构三、细菌细胞的特殊结构三、
28、细菌细胞的特殊结构（一）糖被(glycocalyx)或荚膜(capsule)细菌细胞的特殊结构1.概念：概念：某些细菌细胞壁某些细菌细胞壁外的一层外的一层厚度不定的厚度不定的粘液性物质。粘液性物质。双球菌的荚膜双球菌的荚膜菌胶团菌胶团 2.种类(按有无固定层次和层次厚薄)荚膜 ：0.2m 与菌表面结合松弛,震荡离心可得。粘液层：与菌表面结合松散,可向菌的周 围扩散,增大黏性。菌胶团：多个细菌共有一个荚膜。细菌细胞的特殊结构3.荚膜的观察：光镜负染色特殊染色细菌细胞的特殊结构荧光显微镜下的荚膜荧光显微镜下的荚膜 负染色负染色 4.荚膜的组成：因种而异，除水外，主要是多糖（包括同型多糖和异型多糖）
29、，此外还有多肽，蛋白质，糖蛋白等。细菌细胞的特殊结构5.荚膜的形成(1)荚膜的形成是由种的遗传性所决定为种的特征。(2)荚膜的形成与组成明显受培养基成 分和培养条件的影响。如肠膜明串珠菌(Leuconosto mesenterondes)以蔗糖为碳源时合成葡聚糖成分的荚膜。细菌细胞的特殊结构6.荚膜的生理功能：（1）保护作用：抗干燥，抗吞噬 （吞噬细胞、噬菌体、蛭弧菌等）（2）贮藏养料（3）具有致病性，抗原性（4）透性屏障和离子交换系统（5）细菌间信息的识别（6）堆积代谢废物细菌细胞的特殊结构（二）鞭毛(flagellum)1.概念：某些微生物表面由细胞内生出的细长、波曲的蛋白质附属物。细菌细
30、胞的特殊结构2.鞭毛的观察细菌细胞的特殊结构1)暗视野显微镜（活菌）暗视野显微镜（活菌）2)相差显微镜相差显微镜3)光学显微镜（悬滴法）光学显微镜（悬滴法）4)光学显微镜光学显微镜 特殊鞭毛染色特殊鞭毛染色5)电镜电镜6)半固体穿刺培养半固体穿刺培养3.鞭毛的着生方式细菌细胞的特殊结构4.鞭毛的化学组成 鞭毛蛋白，3万6万Dolton，不同种由不同球蛋白分子亚基构成，有些含多糖、类脂等，为极好抗原。细菌细胞的特殊结构5.鞭毛的结构细菌细胞的特殊结构鞭毛丝鞭毛丝 中空螺旋状、中空螺旋状、丝状结构，球丝状结构，球蛋白亚基螺旋蛋白亚基螺旋排列。排列。由鞭毛丝鞭毛钩基体组成。由鞭毛丝鞭毛钩基体组成。鞭
31、毛钩细菌细胞的特殊结构又称钩形鞘，是又称钩形鞘，是连接鞭毛丝和基连接鞭毛丝和基体的一个弯曲筒体的一个弯曲筒状部分，蛋白质状部分，蛋白质亚基组成。亚基组成。基体细菌细胞的特殊结构由几个环状结构构成，由几个环状结构构成，环中央有一杆状结构环中央有一杆状结构（鞭毛杆），将鞭毛（鞭毛杆），将鞭毛固定于细胞膜与细胞固定于细胞膜与细胞壁上。壁上。G菌：菌：L环、环、P环、环、S环、环、M环环G+菌：菌：S环，环，M环环革兰氏阳性与阴性细菌鞭毛的构造对比革兰氏阳性与阴性细菌鞭毛的构造对比6.鞭毛的形成鞭毛的形成（1）基因有2030个（2）再生是自动装配(self assembly)，不需酶和其他因子，只要鞭
32、毛 蛋白丝亚基（3）顶端生长细菌细胞的特殊结构7.鞭毛的运动细菌细胞的特殊结构 靠鞭毛丝旋转靠鞭毛丝旋转而动，其动力来而动，其动力来自质子动力，由自质子动力，由细胞膜内外质子细胞膜内外质子浓度差和电势差浓度差和电势差决定。决定。运动运动方式：旋转特殊结构“栓菌”实验逆时针旋转向前运动顺时针旋转翻滚转向逆时针旋转向前游动顺时针旋转翻滚转向8.菌毛细菌细胞的特殊结构 某些菌体表面某些菌体表面存在的短而多的存在的短而多的附属物附属物。与菌的致病性、与菌的致病性、吸附有关。吸附有关。性菌毛细菌细胞的特殊结构性状介于菌毛性状介于菌毛与鞭毛之间，与鞭毛之间，传递遗传信息传递遗传信息。鞭毛鞭毛 菌毛菌毛 性
33、菌毛性菌毛 形态数目着生部位成分功能代表菌 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孢，无繁殖功能 芽孢是生物界中抗性最强的生命体。芽孢在普通条件下可保持几年至几十年的生活力。3.芽孢(endospore/spore)枯草芽孢杆菌产芽孢细菌的种类芽孢的构造芽孢形成芽孢萌发芽孢的耐热机制研究芽孢的意义伴孢晶体细菌的其他休眠构造芽孢spores芽孢产芽孢细菌的种类 菌体（营养细胞）细菌芽孢构造的模式图 孢外壁芽孢衣 皮层 芽孢质芽孢核区芽孢膜芽孢壁核心芽孢的形成过程质膜内陷前芽孢双层膜形成合成DPA皮层合成芽孢裂解D
34、NA浓缩形成束状孢衣合成芽孢的形成：芽孢的形成：细菌细胞的特殊结构轴丝形成轴丝形成形成前芽孢形成前芽孢前芽孢隔膜形成前芽孢隔膜形成前芽孢发育成熟前芽孢发育成熟芽孢形成芽孢形成芽孢囊裂解芽孢囊裂解芽孢的耐热机制芽孢的耐热机制1.1.是由芽孢化学组成的特点决定的是由芽孢化学组成的特点决定的2.2.含有吡啶含有吡啶2 2，6 6二羧酸（二羧酸（DPA-CaDPA-Ca）3.3.含有芽孢特有的芽孢肽聚糖含有芽孢特有的芽孢肽聚糖4.4.芽孢平均含水芽孢平均含水4040，皮层含水，皮层含水70705.5.芽孢中酶的分子量较营养细胞小芽孢中酶的分子量较营养细胞小产芽孢的细菌产芽孢的细菌产芽孢细菌产芽孢细菌G
35、+G-:脱硫肠状菌属脱硫肠状菌属(Desulfotomaculum)杆菌杆菌球菌球菌:脲芽孢八叠球菌脲芽孢八叠球菌(Sporosarcina ureae)正常型正常型(好氧杆菌好氧杆菌)膨大型膨大型(厌氧杆菌厌氧杆菌)无伴孢晶体无伴孢晶体:枯草杆菌等大量芽孢杆菌枯草杆菌等大量芽孢杆菌有伴孢晶体有伴孢晶体:苏云金杆菌苏云金杆菌中间型中间型:丙酮丁醇梭菌等丙酮丁醇梭菌等末端型末端型:破伤风梭菌等破伤风梭菌等研究芽孢的意义细菌分类、鉴定中的重要形态学指标指导菌种保藏制定灭菌参数苏云金芽孢杆菌和伴孢晶体少数芽孢杆菌在形成芽孢的同时，会在芽孢旁形成一颗菱形或双锥形的碱溶性蛋白晶体内毒素，称为伴孢晶体。实
36、用意义：细菌杀虫剂生物农药细菌的其他休眠构造细菌的休眠构造除上述芽孢外，还有孢囊（cyst,由固氮菌产生）等。孢囊也是在逆境中产生的休眠体。和芽孢一样没有繁殖功能。Cncnc-micro小结最常用染色法单染法复染法负染法革兰氏染色细菌的鉴别染色法革兰氏染色法C.GramC.Gram 丹麦医生丹麦医生步骤：步骤：涂片固定；涂片固定；结晶紫初染结晶紫初染1min；碘液媒染碘液媒染1min；95%乙醇脱色乙醇脱色0.5min；番红复染番红复染1min。结果结果:阳性菌阳性菌紫色紫色；阴性菌阴性菌红色红色。细菌的形态和染色细菌的形态和染色一紫二碘三脱色四复染一紫二碘三脱色四复染紫为阳紫为阳,红为阴红为
37、阴4类缺壁细菌的比较表类缺壁细菌的比较表项目项目支原体支原体L型细菌型细菌原生质体原生质体球状体球状体形成原因形成原因制备方法制备方法缺壁程度缺壁程度繁殖能力繁殖能力实例实例请说出下面细菌菌体从内到外的结构鞭毛菌毛拟核细胞质细胞质膜细胞壁荚膜cytoplasm特殊构造鞭毛菌毛性菌毛芽孢微荚膜荚膜粘液层糖被一般构造细胞壁细胞膜间体核区内含物核糖体四、细菌的繁殖和培养四、细菌的繁殖和培养细菌的群体形态有一定的细菌的群体形态有一定的稳定性稳定性和和专一性专一性，是细菌细胞表面状况、排列方式、代谢产物、是细菌细胞表面状况、排列方式、代谢产物、好氧性、运动性等反映。好氧性、运动性等反映。（一）繁殖1.无
38、性繁殖（主要方式）：二分裂法 三分裂法 复分裂法细菌的繁殖和培养细菌的繁殖和培养2.芽殖（少数种类）细菌的繁殖和培养3.有性繁殖（极少数细菌种类）(二）培养1.固体培养基 2.液体培养基 3.半固体基 细菌的繁殖和培养1.固体培养基 细菌的繁殖和培养(1)平板培养平板培养菌落：菌落：单个细胞在单个细胞在固体培养固体培养基基表面经过培养形成肉表面经过培养形成肉眼可见的，有一定眼可见的，有一定形态、形态、构造等特征构造等特征的微生物集的微生物集团。团。菌落的鉴定价值：菌落的鉴定价值：不同菌的菌落不同。同种菌在不同培养基上菌落不同。同种菌在不同培养条件下菌落不同。细菌的繁殖和培养菌落的特征：包括大小
39、、形状、隆起状、颜色、边缘、光泽、表面形态（R:光滑、皱褶、颗粒状、龟裂状及同心环等）、质地（R：黏、脆、油脂状、膜状等）、湿润度、透明度等。细菌的繁殖和培养细菌菌落特征细菌菌落特征正面图菌落的大小、形状、边缘状况、质地、光泽、颜菌落的大小、形状、边缘状况、质地、光泽、颜色及透明度等是微生物分类、鉴定的重要依据。色及透明度等是微生物分类、鉴定的重要依据。细细菌菌菌菌落落菌落的形态是鉴定菌种的重要特征菌落的形态是鉴定菌种的重要特征 放线菌在固体培养基上形成与细菌不同的菌落特征，放放线菌在固体培养基上形成与细菌不同的菌落特征，放线菌菌丝相互交错缠绕形成质地致密的小菌落，干燥、不透线菌菌丝相互交错缠
40、绕形成质地致密的小菌落，干燥、不透明、难以挑取，当大量孢子覆盖于菌落表面时，就形成表面明、难以挑取，当大量孢子覆盖于菌落表面时，就形成表面为粉末状或颗粒状的典型放线菌菌落。为粉末状或颗粒状的典型放线菌菌落。二、用固体培养基分离纯培养细菌的繁殖和培养(2)斜面培养斜面培养菌苔：菌苔：微生物密集生长所微生物密集生长所形成的。其作用是可形成的。其作用是可用来用来保存菌种保存菌种。l固体培养基表面众多固体培养基表面众多菌落连成一片，呈片菌落连成一片，呈片状，这就是菌苔。状，这就是菌苔。2.液体培养基液体培养基细菌的繁殖和培养 有微生物生长的培有微生物生长的培养基是浑浊的。可分为养基是浑浊的。可分为表面
41、生长表面生长（好氧）和（好氧）和沉沉淀生长淀生长（厌氧或菌体自（厌氧或菌体自重）重）细菌在琼脂培养基中穿刺培养的生长特征细菌在半固体培养上的培养特征3.半固体培养基第二节第二节 放线菌放线菌放线菌的分布与生活方式能看到：北方春季深层黑土地的白丝能闻到：泥土特有的“泥腥味”放线菌的概念放线菌的概念 放线菌放线菌(Actinomycetes)是一类具有丝是一类具有丝状分枝细胞和无性孢子的原核微生物状分枝细胞和无性孢子的原核微生物,由于由于菌落呈放射状而得名。菌落呈放射状而得名。原核微生物放线菌 放线菌的生活类型：腐生（多数）寄生（少数）（一）放线菌的个体形态特征（一）放线菌的个体形态特征原核微生物
42、放线菌放线菌孢子丝类型直形弯曲丛生成束单轮生无螺旋 开环钩形原始螺旋形松螺旋 紧螺旋螺旋单轮生无螺旋两级轮生螺旋两级轮生（二）放线菌的菌落特征（二）放线菌的菌落特征1.液体培养液体培养 表面常形成一层膜表面常形成一层膜2.固体培养基培养固体培养基培养 质地紧密、干燥、多皱、小而质地紧密、干燥、多皱、小而向外蔓延向外蔓延、难以挑起，表面有放射状沟纹。难以挑起，表面有放射状沟纹。原核微生物放线菌放线菌的菌落形态菌落质地硬而且致密，菌落小而不广泛延伸菌落表面呈紧密的绒状或坚实、干燥多皱。接种针难以挑取，有时可挑碎，有时可将整个菌落挑起。Cncnc-micro老龄菌、幼龄菌菌落与细菌难以区分。菌落周围
43、具放射状菌丝。由于菌丝和孢子常具不同色素，使菌落正面，背面呈不同色泽。Cncnc-micro二、放线菌的繁殖二、放线菌的繁殖主要形式：无性孢子主要形式：无性孢子 孢子形成形式孢子形成形式 孢子类型孢子类型 凝聚分裂凝聚分裂 凝聚孢子凝聚孢子 横隔分裂横隔分裂 横隔孢子横隔孢子 液体培养时也可借菌丝断片进行繁殖液体培养时也可借菌丝断片进行繁殖原核微生物放线菌1.凝聚分裂凝聚分裂 原核微生物放线菌细胞质细胞质分段围绕核物质逐渐凝聚分段围绕核物质逐渐凝聚小段小段孢壁形成孢壁形成成熟释放成熟释放2.横隔分裂横隔分裂 基内菌丝或基内菌丝或气生菌丝横隔分气生菌丝横隔分裂形成，孢子常裂形成，孢子常为杆状或柱
44、状。为杆状或柱状。原核微生物放线菌放线菌的特点放线菌的特点1.1.一类介于细菌和真菌之间的单细胞生物一类介于细菌和真菌之间的单细胞生物原核微生物放线菌细胞构造和细胞壁的化学组成与细菌相似细胞构造和细胞壁的化学组成与细菌相似,与细菌同属原核生物；与细菌同属原核生物；放线菌菌体呈纤细的菌丝状放线菌菌体呈纤细的菌丝状,而且分枝而且分枝,又又以外生孢子的形式繁殖以外生孢子的形式繁殖,这些特征又与霉菌这些特征又与霉菌相似。相似。2.放线菌菌落中的菌丝常从一个中心向四周辐 射状生长放线菌是一类具有丝状与枝细胞的细菌放线菌是一类具有丝状与枝细胞的细菌1.1.有原核有原核2.2.细胞壁的主要成分是肽聚糖细胞壁
45、的主要成分是肽聚糖3.3.有的放线菌产生有鞭毛的孢子有的放线菌产生有鞭毛的孢子,其鞭毛类型与其鞭毛类型与细菌相同，菌丝直径与细菌相仿细菌相同，菌丝直径与细菌相仿4.4.放线菌噬菌体的形状与细菌的相似放线菌噬菌体的形状与细菌的相似5.5.最适生长最适生长PHPH相近，一般呈微碱性相近，一般呈微碱性6.6.DNADNA重组的方式与细菌的相同，核糖体同为重组的方式与细菌的相同，核糖体同为70S70S7.7.对溶菌酶敏感；凡细菌所敏感的抗生素，放线对溶菌酶敏感；凡细菌所敏感的抗生素，放线菌也同样敏感菌也同样敏感放线菌的应用与危害放线菌的应用与危害1 1、能产生大量的、种类繁多的抗生素，到目、能产生大量
46、的、种类繁多的抗生素，到目 前为止，已分离得到的放线菌产生的抗生前为止，已分离得到的放线菌产生的抗生 素达素达40004000种以上。种以上。2 2、生产维生素和酶、生产维生素和酶3 3、进行烃类发酵和污水处理、进行烃类发酵和污水处理1 1、有的放线菌能引起人和动植物病害，如人、有的放线菌能引起人和动植物病害，如人 类的皮肤病等。类的皮肤病等。2 2、有的放线菌能使水和食品变味，或破坏棉、有的放线菌能使水和食品变味，或破坏棉 毛织品和纸张等。毛织品和纸张等。原核微生物放线菌链杆状丝状聚合体球状（正在分裂）蓝细菌的形态蓝细菌蓝细菌蓝细菌曾被称为蓝藻或蓝绿藻，是一类蓝细菌曾被称为蓝藻或蓝绿藻，是一
47、类分布很广分布很广，含有含有叶绿素叶绿素a，能够在，能够在光合作用光合作用时释放氧气的原核时释放氧气的原核微生物。微生物。蓝细菌主要以二分裂或多分裂方式进行繁殖，少数蓝细菌主要以二分裂或多分裂方式进行繁殖，少数蓝细菌可形成孢子，孢子壁厚，能抵抗不良环境。蓝细菌可形成孢子，孢子壁厚，能抵抗不良环境。由成串细胞连成丝状的蓝细菌，在细胞链断裂时形由成串细胞连成丝状的蓝细菌，在细胞链断裂时形成的片段，称之为链丝段，具有繁殖功能。成的片段，称之为链丝段，具有繁殖功能。蓝细菌生理其他几种原核微生物立克次氏体支原体衣原体立克次氏体（Rickettsia）是落基山斑疹伤寒的病源体原核，G-只能寄生于真核细胞体
48、内（多用鸡胚培养）无滤过性(o.3-o.6o.8-2um)细胞形态多变有不够完整的产能代谢途径基因组1.1Mb,834个基因（98年11月公布）支原体（Mycoplasma）支原体的直径约为150300nm缺乏细胞壁“油煎蛋”状菌落（0.1-1.0mm）二等分裂能在人工培养基上独立生长具有氧化型或发酵型的产能代谢,在好氧或厌氧条件下生长对能与核糖体、细胞膜结合的表面活性剂、抗生素敏感 基因组很小，0.6-1.1Mb衣原体（Chlamydia psittaci)在寄主细胞质中的形态始体中间体寄主细胞膜正分裂的网状体包涵体衣原体衣原体(Chlamydia)1.有细胞构造，2.细胞内同时含有DNA和RNA两种核酸3.有革兰氏阴性菌特征的含肽聚糖的细胞壁有核糖体4.有不完整的酶系统，尤其缺乏产能代谢的酶系统5.二等分裂繁殖；6.对抑制细菌的抗生素如青霉素和磺胺等都很敏感7.鸡胚卵黄囊膜、小白鼠腹腔、或HeLa细胞培养8.三珠衣原体基因组为别为1.05Mb,1.07Mb,1.23Mb.比较一下6大类原核生物的主要特征名词解释
