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1、第一章第一章 细菌的形态和结构细菌的形态和结构第一节细菌的外形和大小w细菌是微小的、单细胞的单细胞的、没有真正细胞核的原核生物。w细菌只有几个微米微米大小。w只有通过放大千倍千倍以上的显微镜才可以观察。w细菌本身无色半透明，只有通过染色染色才可以看清楚。细菌的外形与大小细菌的外形与大小图图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.弧菌弧菌球菌球菌w球球菌菌就就是是球球形形的的细细菌菌，它它是是这这类类细细菌菌的的总总称称，细胞呈球形或椭圆形细胞呈球形或椭圆形。wl 单球菌单球菌w2 双球菌双球菌w3链球菌链球菌w4 四联球菌四联球菌w5八叠球菌八叠球菌
2、w6 葡萄球菌葡萄球菌图图1-2产甲烷球菌产甲烷球菌斯氏甲烷球菌斯氏甲烷球菌产甲烷八叠球菌产甲烷八叠球菌产甲烷丝菌产甲烷丝菌弧菌弧菌 弧菌细胞呈弧形弧形弧形弧形，其中若菌体多于一个弯曲，其程其程其程其程度超过一圈，又称为度超过一圈，又称为度超过一圈，又称为度超过一圈，又称为螺旋菌螺旋菌螺旋菌螺旋菌。直径在0.50.55 5umum，长度不等。 弧菌弧菌弧菌弧菌 螺旋菌螺旋菌螺旋菌螺旋菌w 细菌细胞由外向里依次有鞭毛鞭毛鞭毛鞭毛、菌菌（纤）毛纤）毛纤）毛纤）毛、荚膜荚膜荚膜荚膜、细胞壁细胞壁细胞壁细胞壁、细胞膜、细胞膜、细胞膜、细胞膜、细胞质细胞质细胞质细胞质，细胞质中细胞质中细胞质中细胞质中又
3、有液泡、储存性又有液泡、储存性又有液泡、储存性又有液泡、储存性颗粒、核质等颗粒、核质等颗粒、核质等颗粒、核质等。第二节 细菌细胞的结构图图图图1-3 1-3 细菌的结构细菌的结构细菌的结构细菌的结构细菌细胞的结构细菌细菌细胞细胞的结的结构构基基本本结结构构细胞壁细胞壁原生质体原生质体细胞膜细胞膜细胞质细胞质核质核质内含物内含物特特殊殊结结构构荚膜荚膜芽孢芽孢鞭毛鞭毛下一节下一节细胞壁细胞壁w细胞壁是包围在细菌细胞最外面的一层富有弹性的细胞壁是包围在细菌细胞最外面的一层富有弹性的结构，是细胞中很重要的结构单元，也是细菌分类结构，是细胞中很重要的结构单元，也是细菌分类的重要的依据之一。的重要的依据
4、之一。w提问：提问：哪些功能？哪些功能？w固定固定固定固定细胞外形；细胞外形；细胞外形；细胞外形；w w 保护保护保护保护细胞免受外力的损伤；细胞免受外力的损伤；细胞免受外力的损伤；细胞免受外力的损伤；w w 阻拦阻拦阻拦阻拦大分子物质进人细胞；大分子物质进人细胞；大分子物质进人细胞；大分子物质进人细胞；w w 使某些细菌具有致病性及使某些细菌具有致病性及使某些细菌具有致病性及使某些细菌具有致病性及对噬菌体的敏感性对噬菌体的敏感性对噬菌体的敏感性对噬菌体的敏感性。伤寒伤寒杆菌杆菌细胞细胞壁中壁中含毒含毒素素w w 作为鞭毛的支点，实现鞭作为鞭毛的支点，实现鞭作为鞭毛的支点，实现鞭作为鞭毛的支点
5、，实现鞭毛的运动毛的运动毛的运动毛的运动。w 两种最常见的细两种最常见的细菌细胞壁结构菌细胞壁结构革兰氏染色革兰氏染色时差异显著18841884年年丹麦医师丹麦医师GramGram所发明所发明 w 较厚较厚20-80nmw 较薄较薄8-10nm革革兰兰氏氏染染色色法法w1.涂片固定涂片固定w2.单染单染结晶紫结晶紫结晶紫结晶紫染液第一染液第一染液第一染液第一次次次次染色染色 1min 3.媒染媒染碘碘碘碘-碘化钾碘化钾碘化钾碘化钾溶液浸湿溶液浸湿30S4. 脱色脱色95%95%乙醇溶乙醇溶乙醇溶乙醇溶液液液液进行颜色洗脱进行颜色洗脱5.复复染染红色红色红色红色的藩的藩的藩的藩红染红染红染红染液
6、液液液第第二次二次染色染色w呈现第二次染色的效果呈现第二次染色的效果红色红色红色红色；称革兰氏阴性菌革兰氏阴性菌革兰氏阴性菌革兰氏阴性菌（红阴红阴G -）细菌呈现第一次染色的细菌呈现第一次染色的效果效果紫色紫色紫色紫色，革兰氏阳革兰氏阳革兰氏阳革兰氏阳性菌（性菌（性菌（性菌（紫阳紫阳G）； G+菌细胞壁菌细胞壁G-菌细胞壁菌细胞壁细菌分类依据细菌分类依据请对照两种细菌细胞壁的不同结构，请对照两种细菌细胞壁的不同结构，说明为什么染色时会呈现不同的颜色说明为什么染色时会呈现不同的颜色？2. 原生质体-细胞（质）膜w细胞质膜是紧靠着细胞壁的内侧而包围着细胞质的一层柔软而富有弹性的薄膜（厚约78nm）
7、w细胞膜占细菌干重的10%，含有6070%的蛋白质，3040%脂类，2%的多糖w细胞膜是半渗透膜细胞膜的结构磷脂蛋白质极性基脂肪酸链细胞膜的生理功能w控制细胞内外物质（营养物质和代谢废物）的运送和交换w维持细胞内正常渗透压w合成细胞壁组分和荚膜的场所w进行氧化磷酸化或光合磷酸化的产能基地w许多代谢酶和运输酶以及电子呼吸链组分的所在地w鞭毛的着生和生长点3原生质体-细胞质w细胞质是无色透明而粘稠的胶体，主要成分是水、蛋白质、核酸、脂类、多糖、无机盐。w由于富含RNA（核糖核酸），与碱性染料结合力强。w可以根据染色特点，用来判断细菌的生长阶段：幼龄菌细胞质稠密、均质、易着色成熟细胞质有各种贮藏颗粒
8、，有的有气泡老龄菌缺乏营养，着色不均匀4核质体核质体w原核生物所特有的原原核生物所特有的原始细胞核。始细胞核。w w细菌的核质体是一个大型细菌的核质体是一个大型细菌的核质体是一个大型细菌的核质体是一个大型环状的双链环状的双链环状的双链环状的双链DNADNA分子，长分子，长分子，长分子，长度度度度0 0.25mm3mm.25mm3mm，为细菌为细菌遗传物质，卷曲折叠于核遗传物质，卷曲折叠于核区区。w w核区没有外膜核区没有外膜核区没有外膜核区没有外膜（这是原核生物与真核生物一个主要的区别之处）核质体真核生物细胞真核生物细胞细胞核细胞核核质体核质体核核核核膜膜膜膜5内含物w内含物质细菌细胞质内形状
9、较大的颗粒状构造，是细菌新陈代谢的产物，或是贮备的营养物质。w内含物的种类和量随细菌种类和培养条件的不内含物的种类和量随细菌种类和培养条件的不同而不同。同而不同。w异染颗粒：化学组分是多聚偏磷酸盐，是磷源和能源的贮藏物。生物除磷中的不动杆菌在好氧条件下，利用有机物分解产生的大量能量，可“过度摄取过度摄取”周围溶液中的磷酸盐并转化为多聚偏磷酸盐，以异染颗粒的方式贮存于细胞内。w聚-羟基丁酸盐（PHB）：是一种碳源和能源贮藏物，是有机物在厌氧代谢过程中形成的代谢产物。不动杆菌在厌氧条件下可将细胞内贮存的异染颗粒分解释放出能量促进细菌的生长和代谢，使大量有机物分解并转化为PHB颗粒贮存于细胞内。PH
10、B无毒、可塑、易降解无毒、可塑、易降解用于生产医用塑料、生物降解塑料的良好原料。w肝糖和淀粉粒：碳源和能源的贮藏物。w硫粒：元素硫的贮藏物，许多硫磺细菌都能在细胞内积累硫粒。活性污泥中的贝氏硫细菌和发硫细菌。6荚膜荚膜w 是是某某些些细细菌菌在在新新陈陈代代谢谢过过程程中中形形成成的的，分分分分泌泌泌泌于于于于细细细细胞胞胞胞壁壁壁壁外外外外的的的的粘粘粘粘液液液液状状状状物物物物质质质质。比较薄时称为粘液层，比较厚时称为荚膜。多出现在多出现在“中老年细菌中老年细菌”外围外围功能？功能？ 储备粮储备粮； 生物吸附生物吸附生物吸附生物吸附菌胶团菌胶团菌胶团菌胶团w 多糖多糖多糖多糖 、糖蛋白糖蛋
11、白糖蛋白糖蛋白水生生物的共性含水率在含水率在90909898，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荚膜的功能w保护细菌免受干燥的影响，保护致病菌免受宿主吞噬细胞的吞噬w有助于细菌的侵染力w细胞外的贮藏物质，缺乏营养时，可作为C、N源利用w有生物吸附作用，废水处理中，将有机物、无机固体吸附于细胞表面w w多多多多个个个个菌菌菌菌体体体体外外外外面面面面的的的的荚荚荚荚膜膜膜膜物物物物质质质质互互互互相相相相融融融融合合合合，连连连连为为为为一一一一体体体体，组组组组成成成成共共共共同同同同的的的的荚荚荚荚膜膜膜膜，菌菌菌菌体体体体包包包包埋埋埋埋其其其其中中中中，即
12、称为菌胶团菌胶团。 形成菌胶团的典型细菌为形成菌胶团的典型细菌为动胶菌属的细菌动胶菌属的细菌动胶菌属的细菌动胶菌属的细菌。菌胶团吸附物（物质、其他微生物）活性污泥菌胶团吸附物（物质、其他微生物）活性污泥形成菌胶团的形成菌胶团的生物作用？生物作用？群体合作、阻挡原生动物的吞噬群体合作、阻挡原生动物的吞噬群体合作、阻挡原生动物的吞噬群体合作、阻挡原生动物的吞噬鞘w有的细菌，如硫磺细菌、铁细菌、球衣细菌的丝状体周围的粘液层或荚膜会逐渐硬质化，形成透明坚韧的空壳，叫做鞘。7芽孢芽孢w w1 1多层结构功能多层结构功能多层结构功能多层结构功能w由内至外，依次为w芽孢外壁芽孢外壁芽孢外壁芽孢外壁 某些细菌
13、某些细菌某些细菌某些细菌当环境恶劣时，细胞质浓缩凝集，逐步形成当环境恶劣时，细胞质浓缩凝集，逐步形成当环境恶劣时，细胞质浓缩凝集，逐步形成当环境恶劣时，细胞质浓缩凝集，逐步形成一个圆形、椭圆形或圆柱形的一个圆形、椭圆形或圆柱形的一个圆形、椭圆形或圆柱形的一个圆形、椭圆形或圆柱形的休眠体休眠体休眠体休眠体，称为芽孢，称为芽孢，称为芽孢，称为芽孢。w 一层或几层芽孢衣芽孢衣芽孢衣芽孢衣 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、脂类和糖组成类似于类似于“蚕结茧变蛹蚕结茧变蛹”茧茧壳壳蛹壳蛹壳w皮层皮层皮层皮层 很
14、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吡啶二羧酸以及吡啶二羧酸以及吡啶二羧酸以及吡啶二羧酸以及大量的大量的大量的大量的CaCa2+2+，二者形成了一种极为耐热的凝胶状物质，使得芽孢菌异常抗使得芽孢菌异常抗使得芽孢菌异常抗使得芽孢菌异常抗热热热热，在沸水中芽孢也可存活数小时。w 芽孢质芽孢质芽孢质芽孢质中含水量极低，细胞内代谢极为缓慢，处于休眠状态。芽孢的特点w w多层作用多层作用多层作用多层作用使芽孢对高温、干燥、辐射、酸、使芽孢对高温、干燥、辐射、酸、碱和有机溶剂等杀菌因子具有极强抵抗能力碱和有机溶剂等杀菌因子具有极强抵抗能力厚而致密的壁，不易透水含水率低40%含特殊抗热性物
15、质2，6-吡啶二羧酸和抗热性的酶，普通细菌在7080时煮10min就死亡，芽孢在120140时还能生存几小时。w芽孢芽孢“复苏复苏”合适的环境中，恢复普通的合适的环境中，恢复普通的细胞结构，失去各类抵抗功能细胞结构，失去各类抵抗功能。芽孢芽孢芽孢芽孢 孢子孢子孢子孢子或种子或种子或种子或种子w（孢子：繁殖体孢子：繁殖体（种子）（种子） 1多多）孢子孢子能否形成芽孢，芽孢的形状、大小及其在细胞内的位置（如图），是细菌种的特征，是细菌种的特征，是细菌种的特征，是细菌种的特征，在分类鉴定上有一定意义。结构致密，结构致密，染料染料不能渗入，不着色不能渗入，不着色w能形成芽孢的细菌种类不多，最主要的是最
16、主要的是最主要的是最主要的是芽孢芽孢芽孢芽孢杆菌属杆菌属杆菌属杆菌属（Bacillus）和梭梭梭梭菌属菌属菌属菌属（Cletridium），它们都是革兰氏阳性菌。革兰氏阳性菌。革兰氏阳性菌。革兰氏阳性菌。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。含芽孢的梭菌含芽孢的梭菌含芽孢的梭菌含芽孢的梭菌 芽孢宽度超过菌体，使细胞呈梭状炭疽芽孢杆菌w.生物恐怖主义者为什么生物恐怖主义者为什么会看中这种细菌呢？会看中这种细菌呢？首先因为炭疽是一种严重的疾病，分布又非常广泛。. 还还因为它几乎是一种永不死亡因为它几乎是一种永不死亡的细菌，的细菌，-它们能够形成它们能够形成芽孢芽孢，因而很不容易死亡。在环境恶劣的时候，细菌内部会有一小部分浓缩起来，在这一部分周围形成几层坚硬的壳。里面的生命活动变得非常缓慢，而壳外面那部分就死亡消失了，这就是芽孢。环境条件一变好，壳里面的部分会像“发芽”一样长出来。形成过程形成过程w w产产产产芽芽芽芽孢孢孢孢菌菌菌菌通通通通常常常常在在在在养养养养料料料料耗耗耗
