第一章：原核微生物形态、构造和功能Cncnc-micro1111细菌（bacteria）放线菌(actinomycetes）)蓝细菌(cyanobacteria)其他几种原核微生物(others)细菌的形态观察细菌的方法细菌细胞的大小细菌的细胞构造细菌的繁殖方式Cncnc-micro细菌（Bacteria）细菌的群体形态细菌的形态构造及其功能细菌细胞形态Cncnc-micro球菌(Coccus)杆菌(Bacillus)螺旋菌(Spirlla)其他形状的细菌球菌(coccus)Cncnc-micro单球菌双球菌四联球菌八叠球菌葡萄球菌链球菌.单球菌（显微镜下示意图）单球菌(singlecoccus).双球菌（显微镜下示意图）双球菌(doublecoccus)上：显微镜效果下：电镜照片四联球菌(Micrococcuslactis)八叠球菌(Sarcinaureae)八叠球菌（显微镜下示意图）葡萄球菌左：电镜照片右：显微镜下的金黄色葡萄球菌葡萄球菌(Staphylococcusaureus)链球菌链球菌（显微镜下示意图）链球菌（电镜照片）显微镜下的杆菌杆菌(bacillus)电子显微镜下的结核菌（绿色的就是结核杆菌）杆菌动物宿主细胞感染杆菌濒临死亡电镜照片链杆菌链显微镜下的链杆菌螺旋菌（Spirlla)弧菌(vibrio)螺菌（spirllum）螺旋体(spirochaeta)显微镜下的螺旋菌幽门螺旋菌左：显微数码摄像右：结构示意图柄细菌其他形状的细菌柄细菌(Caulobacterbacterroides)变形菌DifferentShapesFig.4.11DifferentShapesFig.4.11观察细菌的方法观察工具观察方法Cncnc-micro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 microorganisms can be observed using a microscopeCncnc-micro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（氯化三苯基四唑）等作活菌染色姬姆萨染色法染色观察Cncnc-micro甲菌乙菌初染结晶紫媒染碘液脱色乙醇复染沙黄紫色（G）红色（G-）革兰氏染色步骤示意图细胞壁与革兰氏染色细菌电子显微镜照片细菌细胞的大小普通光学显微镜下用测微尺测细菌大小细菌细胞的大小细菌细胞的大小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细胞大小的测量结果只是近似值或平均值2。
12细菌细胞的结构 细菌细胞的结构细胞壁细胞壁以内的构造原生质体细胞壁以外的构造Cncnc-micro细胞壁（cellwall)Cncnc-micro细胞壁的结构细胞壁的功能细胞壁的化学组成细胞壁与革兰氏染色无壁细胞与原生质体细菌细胞壁（cellwall）的结构细胞的表面纹理（革兰氏阳性菌）G+细胞表面纹理细菌的表面纹理（革兰氏阴性菌）G细胞表面纹理肽聚糖细胞质膜外壁层Grampositivebacteria,G+Gramnegativebacteria,G细菌的细胞壁(粉红色以外的部分)CellWallsofBacteriaPeptidoglycanisfoundonlyinbacteriaKeepscellsfromlysing,duetoturgorpressure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抛面结构细胞壁的功能固定细胞外形协助鞭毛运动保护细胞免受外力的损伤为正常细胞分裂所必需阻拦有害物质进入细胞与细菌的抗原性、致病性和对噬菌体的敏感性密切相关Cncnc-micro细胞壁化学组成高等植物纤维素霉菌几丁质酵母甘露聚糖，葡聚糖细菌肽聚糖N乙酰葡萄糖胺N乙酰胞壁酸短肽脂多糖Cncnc-micro磷壁酸Structure of peptidoglycan N-acetyl glucosamineN-acetylmuramic acidb-(1,4)linkagesL-alanineD-glutamic acidmeso-diaminopimelic acidD-alaninepeptide bondCH3-CH-C=0 CH2OHOCH2OHOOHONH HC-C-CH3 C=0 nNH COOH-C-H (CH2)2 C=0 NH H-C-(CH2)-NH2 NH C=0 CH3-C-H COOH L-AlaD-GluL-LysD-AlaG+细胞壁肽聚糖单体结构MGDPA革兰氏阴性菌细胞壁肽聚糖的一个重复单位肽聚糖（Peptidoglycan)结构中短肽的连接形式E.coli(左）与C.poinsettiae(右）肽聚糖中的肽桥类型甲肽尾上连接点肽桥乙肽尾上连接点实例第4氨基酸第4氨基酸第4氨基酸第4氨基酸-CONH-(Gly)5-(肽尾）12-D-Lys-第3氨基酸第3氨基酸第3氨基酸第2氨基酸E.coli(G-)S.aureus(G+)M.luteus(G+)C.poinsettiae(G+)肽聚糖分子中的4种主要肽桥类型GG肽聚糖的组成不同肽尾第三氨基酸不同G赖氨酸G二氨基庚二酸G，M都是1，4糖苷键连接肽桥G：5个赖氨酸G：肽键Cncnc-microGG细胞壁成分的区别Cncnc-micro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（106OHPOHnHOO异染粒（metachromaticgranule）n=2106藻青素（cyanophycin）CO2AspCOH3N+nAspAspCOCONHNHNHArgArgArg磁小体(megnetosome)Cncnc-micro1975年由RPBlakemoreD在趋磁细菌中发现主要成分是Fe3O4外被一层磷脂、蛋白或糖蛋白膜,是单磁畴晶体,无毒,大小20100nm,每个细胞有220颗形状为平截八面体、平行六面体或六棱柱体等功能导向作用，即借助鞭毛游向泥、水界面微氧我环境处生活实用前景：生产磁性定向药物或抗体，以及制造生物传感器羧酶体（carboxysome）Cncnc-micro存在于一些自养细菌内的多角形或六角形内含物大小约10nm（与噬菌体相仿）内含1，5二磷酸核酮糖羧化酶在自养细菌的CO2固定中起关键作用气泡（gasvocuoles）Cncnc-micro是许多光合型、无鞭毛水生菌中充满气体的泡囊状内含物大小为0.21.0um75nm内由数排柱形小空泡组成，外有2nm厚的蛋白膜包裹每个细胞中含几个或数百个气泡功能：调节细胞比重以使细菌漂浮在最适水层中获取光能O2，和营养物质核糖体（Ribosome)核糖体核糖体亚基连在核糖体（Ribosome)多聚核糖体、核糖体亚基释放质粒染色体(Chromosomes)质粒(circularcovalentlyclosedDNA)质粒功能Cncnc-microR因子：与抗药性有关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核区（nuclearregionorarea）Cncnc-micro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14个细菌除在染色体复制时间内呈双倍体外,一般均为单倍体细菌芽孢在光学显微镜下的形态及其在胞内的位置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孢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DNA浓缩形成束状孢衣合成芽孢萌发萌发过程中的芽孢Life cycle of an endospore-forming bacteriumvegetative cellvegetative cellsporulating cellsporeoutgrowthspore germination成熟芽孢的电镜照片含有吡啶含有吡啶2，6二羧酸（二羧酸（DPA-Ca）含有芽孢特有的芽孢肽聚糖含有芽孢特有的芽孢肽聚糖芽孢平均含水芽孢平均含水40，皮层含水，皮层含水70芽孢耐热机制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芽孢萌发过程中的形态细胞芽孢的表面结构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项目芽孢孢囊形成方式外壁层次外壁成分抗性贮藏物代表菌细胞内浓缩并外包多（410余层）蛋白质、肽聚糖（近G菌）抗热、辐射及药物等无特殊贮藏物芽孢杆菌属、梭菌属细胞壁外层加厚少（3层左右）磷脂、脂多糖（近G菌）抗干旱为主，不抗热聚 羟 丁 酸（PHB）固氮菌属芽孢与孢囊的比较细胞壁以外的构造糖被（glycocalyx）鞭毛(flage,复flaglla)菌毛（fimbria,复fimbriae）性毛（pili,单数pilus）鞭毛菌毛性毛糖被糖被(glycocalyx)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（示荚膜）荚膜成分多糖纯多糖杂多糖多肽和多糖蛋白质葡聚糖纤维素果聚糖多肽海藻酸透明质酸聚-D-谷氨酸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突破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Cncnc-micro细菌糖被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1520um直径为0.010.02um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细菌鞭毛显微镜照片细菌鞭毛显微镜照片鞭毛的类型鞭毛的结构Pseudomdnasfluorescens的电镜照片鞭毛细菌线毛与鞭毛的电子显微镜图片电镜下的大肠杆菌（示鞭毛）细菌鞭毛的类型两端单生单端丛生单端单生周生两端丛生鞭毛丝结构图解：鞭毛蛋白亚基每周为8-10个亚基鞭毛蛋白亚基是一种球状蛋白，分子量3-6万鞭毛丝由直径4.5nm的鞭毛蛋白亚基沿央孔道（直径为20nm）螺旋状缭绕而成鞭毛丝S-M环L环P环鞭毛杆钩形鞘外壁层肽聚糖层周质空间G细菌鞭毛基体和钩形鞘结构细胞膜Fli蛋白Mot蛋白运动的鞭毛菌毛（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鞭毛菌毛性毛糖被项目鞭毛菌毛成分大小结构数目功能着 生处菌种鞭毛蛋白0.010.02270um一般由3股鞭毛蛋白链紧密绞1数百根成绳状运动通过钩形鞘与细胞壁内的鞭毛基体连接许多杆菌和少。