第一章第一章 原核生物的形态、构造和功能原核生物的形态、构造和功能本章的学习目的与要求：本章的学习目的与要求： 理解原核微生物的定义、类群及特点；熟理解原核微生物的定义、类群及特点；熟练握细菌的一般构造、特殊构造和功能及细菌练握细菌的一般构造、特殊构造和功能及细菌的菌落特征；的菌落特征；熟练掌握革兰氏染色的原理和一熟练掌握革兰氏染色的原理和一般实验操作方法和步骤；掌握真细菌、古生菌般实验操作方法和步骤；掌握真细菌、古生菌与真核生物细胞的主要特征区别；比较细菌、与真核生物细胞的主要特征区别；比较细菌、支原体、立克次氏体、衣原体与病毒的主要特支原体、立克次氏体、衣原体与病毒的主要特征；掌握放线菌的形态构造、繁殖方式以及菌征；掌握放线菌的形态构造、繁殖方式以及菌落特征第一节第一节 细菌细菌第二节第二节 放线菌放线菌第三节第三节 其它几类原核微生物其它几类原核微生物原核生物原核生物：即：即广义的细菌广义的细菌，指一大类细胞核无核膜包裹，只存在，指一大类细胞核无核膜包裹，只存在称作核区的裸露称作核区的裸露DNADNA的原始的原始单细胞生物单细胞生物，包括，包括真细菌真细菌和和古生菌古生菌两大类群。
两大类群第一节第一节 细菌细菌 BacteriaBacteria一、概述：一、概述：细菌细菌是一类细胞细短、结构简单、胞壁坚韧、多以二是一类细胞细短、结构简单、胞壁坚韧、多以二分裂方式繁殖和水生性较强的原核生物分裂方式繁殖和水生性较强的原核生物1 1、生境：温暖、潮湿、富含有机质的地方生境：温暖、潮湿、富含有机质的地方2 2、细菌对人类的危害：、细菌对人类的危害：(1)(1)有些细菌能引起传染病；有些细菌能引起传染病；(2)(2)不少腐败菌能引起工农业产品的腐败变质不少腐败菌能引起工农业产品的腐败变质3 3、细菌对人类的贡献：、细菌对人类的贡献：(1) (1) 工业上：利用细菌生产氨基酸、核苷酸、酶制剂、乙醇、丙工业上：利用细菌生产氨基酸、核苷酸、酶制剂、乙醇、丙酮、丁醇、有机酸、抗生素等酮、丁醇、有机酸、抗生素等(2) (2) 农业上：生产生物杀虫剂、细菌肥料农业上：生产生物杀虫剂、细菌肥料3) (3) 医药上：生产各种疫苗、类毒素、代血浆医药上：生产各种疫苗、类毒素、代血浆4) (4) 在环保、国防上：在环保、国防上：二、细菌的形态和大小二、细菌的形态和大小（一）（一）基本形态基本形态：球状、杆状、螺旋状。
球状、杆状、螺旋状1 1、球菌球菌 CoccusCoccus：细胞呈球形或近似球形细胞呈球形或近似球形 单球菌单球菌: :分裂后的细胞分散而单独存在的为单球菌分裂后的细胞分散而单独存在的为单球菌 双球菌双球菌: :分裂后两个球菌成对排列分裂后两个球菌成对排列 链球菌链球菌分裂是沿一个平面进行，分裂后细胞排列成链状分裂是沿一个平面进行，分裂后细胞排列成链状四联球菌四联球菌沿两个相垂直的平面分裂，分裂后每四沿两个相垂直的平面分裂，分裂后每四个细胞在一起呈田字形个细胞在一起呈田字形八叠球菌八叠球菌按按3 3个互相垂直的平面进行分裂后，每个互相垂直的平面进行分裂后，每8 8个球菌在一起成立方形个球菌在一起成立方形 葡萄球菌：分裂面不规则，多个球菌聚在一起，像一串串葡萄球菌：分裂面不规则，多个球菌聚在一起，像一串串葡萄 2 2、杆菌杆菌 Bacillus (Bacterium)Bacillus (Bacterium)： (1) (1) 形态：短杆状、纺锤状、棒状、梭状、月亮状、分枝状、形态：短杆状、纺锤状、棒状、梭状、月亮状、分枝状、竹节状等竹节状等(2) (2) 排列方式：链状、栅状、排列方式：链状、栅状、“八八”字状及有鞘衣的丝状等。
字状及有鞘衣的丝状等 3 3、螺旋菌螺旋菌 SpirillumSpirillum：是细胞呈弯曲杆状细菌统称，一般分是细胞呈弯曲杆状细菌统称，一般分散存在根据其长度、螺旋数目和螺距等差别，分为弧菌、螺散存在根据其长度、螺旋数目和螺距等差别，分为弧菌、螺菌和螺旋体菌和螺旋体弧菌：菌体弯曲呈弧形或逗号形，螺旋不足一环弧菌：菌体弯曲呈弧形或逗号形，螺旋不足一环 螺菌螺菌：菌体回转如螺旋，螺旋为菌体回转如螺旋，螺旋为2-62-6环螺旋体：螺旋超过螺旋体：螺旋超过6 6环异常形态异常形态 一般，幼龄，生长条件适宜，形状正常、整齐老龄，不一般，幼龄，生长条件适宜，形状正常、整齐老龄，不正常，异常形态正常，异常形态 畸形：畸形：由于理化因素刺激，阻碍细胞发育引起由于理化因素刺激，阻碍细胞发育引起 衰颓形：衰颓形：由于培养时间长，细胞衰老，营养缺乏，或排泄物积由于培养时间长，细胞衰老，营养缺乏，或排泄物积累过多引起累过多引起 （二）（二）细菌大小细菌大小 1 1、单位：、单位：umum，亚细胞构造单位亚细胞构造单位nmnm2 2、表示：、表示： 细菌细胞的大小一般用细菌细胞的大小一般用显微测微尺显微测微尺测量，并以多个菌体的测量，并以多个菌体的平均值或变化范围表示。
平均值或变化范围表示 球菌球菌大小以直径表示；大小以直径表示；杆菌杆菌以宽以宽长表示；长表示；螺旋菌螺旋菌以宽以宽弯曲长度表示弯曲长度表示三）常用的细菌染色法：（三）常用的细菌染色法：三、三、细菌细胞结构细菌细胞结构（一）基本结构：一般细菌都具有的构造一）基本结构：一般细菌都具有的构造1 1、细胞壁、细胞壁 cell wallcell wall： 细胞壁在细菌菌体的最外层为坚韧、略具有弹性的结构细胞壁在细菌菌体的最外层为坚韧、略具有弹性的结构1 1）功能：）功能：1 1）维持细胞外形；）维持细胞外形；2 2）保护细胞免受机械损伤和渗透压危害；）保护细胞免受机械损伤和渗透压危害；3 3）鞭毛运动支点；）鞭毛运动支点；4 4）正常细胞分裂必需；）正常细胞分裂必需；5 5）一定的屏障作用；）一定的屏障作用； 6 6）噬菌体受体位点所在噬菌体受体位点所在7) 7) 与细菌的抗原性、致病性有关与细菌的抗原性、致病性有关 （2 2）形态特征形态特征 1 1）光镜下观察：通过染色、质壁分离、制成原生质体光镜下观察：通过染色、质壁分离、制成原生质体 2 2）电镜观察电镜观察3) (3) 细胞壁的构成：细胞壁的构成：革兰氏阳性细菌与阴性细菌的细胞壁成分革兰氏阳性细菌与阴性细菌的细胞壁成分( (占细胞壁干重的占细胞壁干重的%)%)成成 分分革兰氏阳性细菌革兰氏阳性细菌革兰氏阴性细菌革兰氏阴性细菌肽聚糖肽聚糖磷壁酸磷壁酸类脂质类脂质蛋白质蛋白质含量很高（含量很高（30-9530-95）含量较高（含量较高（5050）一般无（一般无（22）0 0含量很低（含量很低（520520）0 0含量较高（约含量较高（约2020）含量较高含量较高革兰氏染色革兰氏染色：革兰氏染色程序和结果革兰氏染色程序和结果步步骤骤试试剂剂结结果果阳性（阳性（G+）阴性（阴性（G-）初初染染结晶紫结晶紫紫紫色色紫紫色色媒染媒染碘液碘液仍为紫色仍为紫色仍为紫色仍为紫色脱脱色色95%乙醇乙醇保持紫色保持紫色脱去紫色脱去紫色复复染染蕃红（或复红）蕃红（或复红）仍显紫色仍显紫色红红色色革兰氏染色中最关键的一步是脱色，如果脱色过度，会革兰氏染色中最关键的一步是脱色，如果脱色过度，会将将G+误认为误认为G-；如果脱色不足，会将如果脱色不足，会将G-误认为误认为G+。
1 1）革兰氏阳性菌）革兰氏阳性菌 Gram positiveGram positive 以金黄色葡萄球菌为例以金黄色葡萄球菌为例（i i）细胞壁构成：一连续层，厚细胞壁构成：一连续层，厚20-8020-80nmnm两部分：两部分： 网状骨架：微纤丝组成网状骨架：微纤丝组成 基质：骨架埋于基质中基质：骨架埋于基质中( (ii) ii) 化学组成：主要是肽聚糖（网状骨架）和磷壁酸（基质）化学组成：主要是肽聚糖（网状骨架）和磷壁酸（基质）i i）肽聚糖肽聚糖 peptidoglycanpeptidoglycan ( (粘肽、胞壁质粘肽、胞壁质) )：是真细菌细胞壁中：是真细菌细胞壁中的特有成分是呈多层网状结构的大分子复合体，由许多亚单位的特有成分是呈多层网状结构的大分子复合体，由许多亚单位（肽聚糖单体）交联而成肽聚糖单体）交联而成亚单位亚单位a. a. 双糖单位：双糖单位：N-N-乙酰胞壁酸（乙酰胞壁酸（NAMNAM）和和N-N-乙酰葡萄糖胺（乙酰葡萄糖胺（NAGNAG）通通过过-1-1，4 4糖苷键相连而成糖苷键相连而成M M和和G G交替连接，从而形成了肽聚糖层交替连接，从而形成了肽聚糖层的骨架的骨架 聚糖。
聚糖b. b. 短肽：是连接在胞壁酸分子上的、由四个氨基酸以短肽：是连接在胞壁酸分子上的、由四个氨基酸以L L、D D交替交替连接起来的短肽含连接起来的短肽含D-D-谷氨酸、谷氨酸、D-D-和和L-L-丙氨酸和二氨基庚二酸丙氨酸和二氨基庚二酸或赖氨酸或赖氨酸L-Ala-D-L-Ala-D-GluGlu-L-Lys-D-Ala-L-Lys-D-Ala c. c. 肽桥肽桥：短肽之间连接短肽之间连接 肽聚糖生理功能：是真细菌细胞壁中的特有成分，它构成了壁肽聚糖生理功能：是真细菌细胞壁中的特有成分，它构成了壁的坚硬度，决定细胞的形态，并防止渗透压引起的裂解的坚硬度，决定细胞的形态，并防止渗透压引起的裂解ii) ii) 磷壁酸磷壁酸 teichoicteichoic acid ( acid (垣酸垣酸) ) G+G+特有成分多元醇与磷酸复合物，通过磷酸二酯键与特有成分多元醇与磷酸复合物，通过磷酸二酯键与NAMNAM相连，分为壁磷壁酸和膜磷壁酸相连，分为壁磷壁酸和膜磷壁酸 生理功能：生理功能：a.a.通过分子上的大量负电荷浓缩细胞周围的通过分子上的大量负电荷浓缩细胞周围的MgMg2+2+，以提高细胞膜以提高细胞膜上一些合成酶的活力；上一些合成酶的活力；b.b.贮藏元素；贮藏元素； c.c.调节细胞内自溶素的活力，借以防止细胞因自溶而死亡；调节细胞内自溶素的活力，借以防止细胞因自溶而死亡； d.d.作为噬菌体的特异性吸附受体；作为噬菌体的特异性吸附受体； e.e.赋予赋予G+G+细菌特异的表面抗原，因而可用于菌种鉴定；细菌特异的表面抗原，因而可用于菌种鉴定；f.f.增强某些致病菌（如增强某些致病菌（如A A族链球菌）对宿主细胞的粘连，避免被白族链球菌）对宿主细胞的粘连，避免被白细胞吞噬，并有抗补体的作用。
细胞吞噬，并有抗补体的作用 2) 2) 革兰氏阴性菌革兰氏阴性菌 Gram negativeGram negative 以大肠杆菌为例：以大肠杆菌为例： （i i）细胞壁构成细胞壁构成：G G- -细菌细胞壁比细菌细胞壁比G G细菌细胞壁薄（细菌细胞壁薄（15152020nmnm）而结构较复杂而结构较复杂i i）内壁层：厚内壁层：厚2-3 2-3 nmnm，单（双）分子层，由肽聚糖构成单（双）分子层，由肽聚糖构成与与G+G+区别：交联低；区别：交联低；DAPDAP取代取代 L-LysL-Lys；无特殊肽桥无特殊肽桥ii)ii)外壁层（外膜）：由脂多糖、磷脂和外膜蛋白构成外壁层（外膜）：由脂多糖、磷脂和外膜蛋白构成内层：脂蛋白层，以脂类部分与肽聚糖相连内层：脂蛋白层，以脂类部分与肽聚糖相连中层：磷脂层中层：磷脂层外层：脂多糖层，外壁重要成分，外层：脂多糖层，外壁重要成分，8-10 8-10 nmnmiiiiii）周质空间：在周质空间：在G-G-细菌中，其外膜与细胞膜间的狭窄胶质细菌中，其外膜与细胞膜间的狭窄胶质空间 ( (ii) ii) 脂多糖脂多糖 lipopolysaccharidelipopolysaccharide LPS LPS，G-G-特有成分。
特有成分i i）结构结构：类脂：类脂A + A + 核心多糖核心多糖 + + 。