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1、第二节第二节 细菌细胞结构与功能细菌细胞结构与功能l l一、细胞壁一、细胞壁l l二、细胞膜二、细胞膜l l三、细胞质三、细胞质l l四、核区与质粒四、核区与质粒l l五、壁外结构五、壁外结构l l六、细菌的芽孢六、细菌的芽孢二、细胞膜二、细胞膜1 1、概、概 念念2 2、成分与结构、成分与结构 3 3、功、功 能能 1 1、细胞质膜的概念、细胞质膜的概念 细胞质膜细胞质膜细胞质膜细胞质膜（cytoplasmiccytoplasmic membrane membrane），又称细胞膜，简称），又称细胞膜，简称），又称细胞膜，简称），又称细胞膜，简称原质膜（原质膜（原质膜（原质膜（plasma
2、membraneplasma membrane），是围绕细胞质外的），是围绕细胞质外的），是围绕细胞质外的），是围绕细胞质外的双层膜结构双层膜结构双层膜结构双层膜结构，使细胞具有选择吸收性能，控制物质的吸收与排放，也是许多使细胞具有选择吸收性能，控制物质的吸收与排放，也是许多使细胞具有选择吸收性能，控制物质的吸收与排放，也是许多使细胞具有选择吸收性能，控制物质的吸收与排放，也是许多生化反应的重要部位。生化反应的重要部位。生化反应的重要部位。生化反应的重要部位。 细胞膜是细胞膜是细胞膜是细胞膜是磷脂磷脂磷脂磷脂及及及及蛋白质蛋白质蛋白质蛋白质2 2 2 2类物质所组成的双分子层：类物质所组成的双
3、分子层：类物质所组成的双分子层：类物质所组成的双分子层： 2 2 2 2、成分与结构、成分与结构、成分与结构、成分与结构 1 1 1 1）磷脂）磷脂）磷脂）磷脂 细胞膜分为内、外两层，是主要由磷脂排列而成的细胞膜分为内、外两层，是主要由磷脂排列而成的细胞膜分为内、外两层，是主要由磷脂排列而成的细胞膜分为内、外两层，是主要由磷脂排列而成的双分双分双分双分子层子层子层子层。组成细胞膜的磷脂分子分为组成细胞膜的磷脂分子分为组成细胞膜的磷脂分子分为组成细胞膜的磷脂分子分为亲水（极性）亲水（极性）亲水（极性）亲水（极性）和和和和疏水（非极疏水（非极疏水（非极疏水（非极性）性）性）性）两个部分。两个部分。
4、两个部分。两个部分。 极性部分排于膜的表面，非极必性部分排于膜的内层，从极性部分排于膜的表面，非极必性部分排于膜的内层，从极性部分排于膜的表面，非极必性部分排于膜的内层，从极性部分排于膜的表面，非极必性部分排于膜的内层，从而使膜对于而使膜对于而使膜对于而使膜对于大分子大分子大分子大分子或或或或高电荷高电荷高电荷高电荷的分子成为一个的分子成为一个的分子成为一个的分子成为一个选择渗透屏障选择渗透屏障选择渗透屏障选择渗透屏障，它，它，它，它们不易通过磷脂双分子的疏水性内层。们不易通过磷脂双分子的疏水性内层。们不易通过磷脂双分子的疏水性内层。们不易通过磷脂双分子的疏水性内层。双双双双极极极极性性性性膜
5、膜膜膜脂脂脂脂分分分分子子子子乙醇胺乙醇胺乙醇胺乙醇胺甘油甘油甘油甘油脂肪酸脂肪酸脂肪酸脂肪酸极性、亲水端极性、亲水端极性、亲水端极性、亲水端长、非极性、长、非极性、长、非极性、长、非极性、疏水脂肪酸链疏水脂肪酸链疏水脂肪酸链疏水脂肪酸链 2 2）蛋白质）蛋白质）蛋白质）蛋白质 构成细胞膜的原生质，根据与膜的相对位置分为：构成细胞膜的原生质，根据与膜的相对位置分为：构成细胞膜的原生质，根据与膜的相对位置分为：构成细胞膜的原生质，根据与膜的相对位置分为： 整合蛋白整合蛋白整合蛋白整合蛋白 是埋藏于膜内或贯穿膜的两则，是与膜结合紧是埋藏于膜内或贯穿膜的两则，是与膜结合紧是埋藏于膜内或贯穿膜的两则，
6、是与膜结合紧是埋藏于膜内或贯穿膜的两则，是与膜结合紧密、并与密、并与密、并与密、并与物质运输物质运输物质运输物质运输、能量代谢能量代谢能量代谢能量代谢和和和和信号接收信号接收信号接收信号接收有关的蛋白质。有关的蛋白质。有关的蛋白质。有关的蛋白质。 外周蛋白外周蛋白外周蛋白外周蛋白 是通过电荷相互作用，疏松附着于膜表面的一是通过电荷相互作用，疏松附着于膜表面的一是通过电荷相互作用，疏松附着于膜表面的一是通过电荷相互作用，疏松附着于膜表面的一类蛋白质，膜中的脂类和蛋白质互相相对运动。类蛋白质，膜中的脂类和蛋白质互相相对运动。类蛋白质，膜中的脂类和蛋白质互相相对运动。类蛋白质，膜中的脂类和蛋白质互相
7、相对运动。磷脂磷脂磷脂磷脂糖脂糖脂糖脂糖脂寡聚糖寡聚糖寡聚糖寡聚糖整合蛋白整合蛋白整合蛋白整合蛋白整合蛋白整合蛋白整合蛋白整合蛋白周缘蛋白周缘蛋白周缘蛋白周缘蛋白疏水性疏水性疏水性疏水性 螺旋螺旋螺旋螺旋3 3、细胞膜的功能、细胞膜的功能、细胞膜的功能、细胞膜的功能 1 1）能选择性地控制细胞内、外营养物质和代谢产物质的）能选择性地控制细胞内、外营养物质和代谢产物质的）能选择性地控制细胞内、外营养物质和代谢产物质的）能选择性地控制细胞内、外营养物质和代谢产物质的运输运输运输运输； 2 2）是维持细胞内正常的）是维持细胞内正常的）是维持细胞内正常的）是维持细胞内正常的渗透压渗透压渗透压渗透压屏障
8、；屏障；屏障；屏障； 3 3）是合成是合成是合成是合成细胞壁和糖被有关成分的重要场所；细胞壁和糖被有关成分的重要场所；细胞壁和糖被有关成分的重要场所；细胞壁和糖被有关成分的重要场所； 4 4）参与）参与）参与）参与产能代谢产能代谢产能代谢产能代谢，细菌中的电子传递链和，细菌中的电子传递链和，细菌中的电子传递链和，细菌中的电子传递链和ATPATP合成酶均位合成酶均位合成酶均位合成酶均位于细胞膜；于细胞膜；于细胞膜；于细胞膜； 5 5）提供）提供）提供）提供鞭毛鞭毛鞭毛鞭毛的着生位点，并可为鞭毛转动提供能量。的着生位点，并可为鞭毛转动提供能量。的着生位点，并可为鞭毛转动提供能量。的着生位点，并可为
9、鞭毛转动提供能量。 间体间体间体间体间体间体（mesosomemesosome）是是是是质膜向内质膜向内质膜向内质膜向内伸展伸展伸展伸展至细胞质中主要的至细胞质中主要的至细胞质中主要的至细胞质中主要的单位膜单位膜单位膜单位膜结构结构结构结构，常常同核质相联系，常常同核质相联系，常常同核质相联系，常常同核质相联系，位位位位于细胞分裂处于细胞分裂处于细胞分裂处于细胞分裂处。间体的功能间体的功能间体的功能间体的功能可能参与呼吸作用、可能参与呼吸作用、可能参与呼吸作用、可能参与呼吸作用、同同同同DNADNA的复制和细胞的分裂的复制和细胞的分裂的复制和细胞的分裂的复制和细胞的分裂有关。有关。有关。有关。
10、也可能与也可能与也可能与也可能与青霉素酶青霉素酶青霉素酶青霉素酶等某些酶的等某些酶的等某些酶的等某些酶的分泌有关。分泌有关。分泌有关。分泌有关。间体间体间体间体1 1、细胞质概念、细胞质概念 2 2、细胞质的主要成分、细胞质的主要成分3 3、核糖体、核糖体4 4、贮、贮藏性颗粒藏性颗粒三、细胞质及其内含物三、细胞质及其内含物1 1、概概 念念 细胞质细胞质细胞质细胞质 指除核以外，质膜以内的原生质。是细胞膜包围的除核区指除核以外，质膜以内的原生质。是细胞膜包围的除核区指除核以外，质膜以内的原生质。是细胞膜包围的除核区指除核以外，质膜以内的原生质。是细胞膜包围的除核区外的一切半透明、胶状、颗粒状
11、物质的总称外的一切半透明、胶状、颗粒状物质的总称外的一切半透明、胶状、颗粒状物质的总称外的一切半透明、胶状、颗粒状物质的总称 。含水量约。含水量约。含水量约。含水量约80%80%。 细胞内含物细胞内含物细胞内含物细胞内含物 是指细胞质内所有形态较大的是指细胞质内所有形态较大的是指细胞质内所有形态较大的是指细胞质内所有形态较大的颗粒状结构颗粒状结构颗粒状结构颗粒状结构，称为细胞内含，称为细胞内含，称为细胞内含，称为细胞内含物。物。物。物。 2、细胞质的主要成分 细菌细胞质是含水的、含有细胞功能所需的各细菌细胞质是含水的、含有细胞功能所需的各细菌细胞质是含水的、含有细胞功能所需的各细菌细胞质是含水
12、的、含有细胞功能所需的各种分子、种分子、种分子、种分子、RNARNARNARNA和蛋白质的混合物。细胞质的和蛋白质的混合物。细胞质的和蛋白质的混合物。细胞质的和蛋白质的混合物。细胞质的主要成主要成主要成主要成分分分分是是是是核糖体核糖体核糖体核糖体。3 3、核糖体、核糖体、核糖体、核糖体(ribosome)(ribosome) 细菌核糖体为细菌核糖体为细菌核糖体为细菌核糖体为70S70S核糖体核糖体核糖体核糖体，由，由，由，由30S30S和和和和50S50S两个亚单位构成大两个亚单位构成大两个亚单位构成大两个亚单位构成大的亚基组成，核糖体的亚基是由的亚基组成，核糖体的亚基是由的亚基组成，核糖体
13、的亚基是由的亚基组成，核糖体的亚基是由蛋白质和蛋白质和蛋白质和蛋白质和RNAsRNAs组成的复合物，组成的复合物，组成的复合物，组成的复合物，是细胞中是细胞中是细胞中是细胞中合成蛋白质合成蛋白质合成蛋白质合成蛋白质的场所。的场所。的场所。的场所。 原核微生物核糖体的结构原核微生物核糖体的结构原核微生物核糖体的结构原核微生物核糖体的结构 细细菌菌核核糖糖体体的的结结构构模模型型 70S Ribosome During Translation 细菌细菌细菌细菌80%-90%80%-90%的核糖体串连在的核糖体串连在的核糖体串连在的核糖体串连在mRNAmRNA上以上以上以上以多聚核糖体多聚核糖体多聚
14、核糖体多聚核糖体的形的形的形的形式存在，是合成蛋白质的场所式存在，是合成蛋白质的场所式存在，是合成蛋白质的场所式存在，是合成蛋白质的场所 已证明抗生素对人类是非常有用的，因为抑制细菌蛋白质已证明抗生素对人类是非常有用的，因为抑制细菌蛋白质已证明抗生素对人类是非常有用的，因为抑制细菌蛋白质已证明抗生素对人类是非常有用的，因为抑制细菌蛋白质合成的抗生素，对真核生物蛋白质合成无效果，这样就有了合成的抗生素，对真核生物蛋白质合成无效果，这样就有了合成的抗生素，对真核生物蛋白质合成无效果，这样就有了合成的抗生素，对真核生物蛋白质合成无效果，这样就有了选选选选择毒性。择毒性。择毒性。择毒性。All All
15、 eucaryoticeucaryotic and and procaryoticprocaryotic cells cells contain contain ribosomesribosomes, which function , which function as the sites of as the sites of protein synthesisprotein synthesis. . RibosomesRibosomes are composed of are composed of two two subunitssubunits ProcaryoticProcaryoti
16、c ribosomesribosomes are called are called 70S70S ribosomesribosomes, and those of , and those of eucaryoticeucaryotic cells are known as cells are known as 80S80S ribosomesribosomes RibosomesThe letterThe letter S S refers to Svedberg units, which refers to Svedberg units, which indicate the relati
17、ve rate of sedimentation indicate the relative rate of sedimentation during ultra-high-speed centrifugationduring ultra-high-speed centrifugation 4 4、 细胞内含物细胞内含物细胞内含物细胞内含物 1 1）贮藏物）贮藏物）贮藏物）贮藏物 是外围由单层膜所包围的是外围由单层膜所包围的是外围由单层膜所包围的是外围由单层膜所包围的、通常较大的、经染色后可在光、通常较大的、经染色后可在光、通常较大的、经染色后可在光、通常较大的、经染色后可在光学显微镜下观察到
18、的颗粒。学显微镜下观察到的颗粒。学显微镜下观察到的颗粒。学显微镜下观察到的颗粒。 作用作用作用作用是在营养物质过剩时积累，而营养物质不足供生长的是在营养物质过剩时积累，而营养物质不足供生长的是在营养物质过剩时积累，而营养物质不足供生长的是在营养物质过剩时积累，而营养物质不足供生长的需要，因而称为贮藏物。贮藏物根据其内所存贮的物质不同，需要，因而称为贮藏物。贮藏物根据其内所存贮的物质不同，需要，因而称为贮藏物。贮藏物根据其内所存贮的物质不同，需要，因而称为贮藏物。贮藏物根据其内所存贮的物质不同，相应的名称各异。主要有以下几种：相应的名称各异。主要有以下几种：相应的名称各异。主要有以下几种：相应的
19、名称各异。主要有以下几种：聚聚聚聚- - - - - - -羟基羟基羟基羟基丁酸颗粒丁酸颗粒丁酸颗粒丁酸颗粒核糖体核糖体核糖体核糖体间间体体体体原生原生原生原生质质膜膜膜膜核区核区核区核区胞壁胞壁胞壁胞壁 （1 1） 聚聚聚聚 - -羟羟羟羟丁酸丁酸丁酸丁酸（PHBPHB）颗颗颗颗粒粒粒粒 这这是一种是一种是一种是一种细细菌所特有的菌所特有的菌所特有的菌所特有的折射的、折射的、折射的、折射的、单层单层膜包膜包膜包膜包围围的、的、的、的、大小大小大小大小变变化很大的化很大的化很大的化很大的类类脂脂脂脂颗颗粒，粒，粒，粒，用用用用亲亲脂染料脂染料脂染料脂染料苏苏丹黑染色丹黑染色丹黑染色丹黑染色后，
20、后，后，后，在在在在显显微微微微镜镜下清晰可下清晰可下清晰可下清晰可见见。细细菌在菌在菌在菌在C C多、多、多、多、N N缺的缺的缺的缺的时时候形成，候形成，候形成，候形成，相反相反相反相反则则降解降解降解降解为为生生生生长长提供提供提供提供C C源。源。源。源。 （2 2）异染粒异染粒异染粒异染粒( (metachromaticmetachromatic granule) granule) 细菌细胞内能由碱性染料染色后发生颜色改变的一种颗细菌细胞内能由碱性染料染色后发生颜色改变的一种颗细菌细胞内能由碱性染料染色后发生颜色改变的一种颗细菌细胞内能由碱性染料染色后发生颜色改变的一种颗粒，为一种粒
21、，为一种粒，为一种粒，为一种多聚磷酸盐颗粒多聚磷酸盐颗粒多聚磷酸盐颗粒多聚磷酸盐颗粒，与脂类和蛋白质相结合的多聚，与脂类和蛋白质相结合的多聚，与脂类和蛋白质相结合的多聚，与脂类和蛋白质相结合的多聚磷酸偏盐。具有贮藏磷元素的作用，常在核酸合成受阻时产磷酸偏盐。具有贮藏磷元素的作用，常在核酸合成受阻时产磷酸偏盐。具有贮藏磷元素的作用，常在核酸合成受阻时产磷酸偏盐。具有贮藏磷元素的作用，常在核酸合成受阻时产生、累积。生、累积。生、累积。生、累积。 （3 3）元素硫颗粒元素硫颗粒元素硫颗粒元素硫颗粒(sulfur granule )(sulfur granule ) 是硫细菌在环境中的是硫细菌在环境中
22、的是硫细菌在环境中的是硫细菌在环境中的HH2 2S S过量时的颗粒状的硫存贮物。过量时的颗粒状的硫存贮物。过量时的颗粒状的硫存贮物。过量时的颗粒状的硫存贮物。当环境中的当环境中的当环境中的当环境中的HH2 2S S不足时硫颗粒又被氧化成硫酸，同时放出能不足时硫颗粒又被氧化成硫酸，同时放出能不足时硫颗粒又被氧化成硫酸，同时放出能不足时硫颗粒又被氧化成硫酸，同时放出能量，这是硫源与能源的贮藏物。量，这是硫源与能源的贮藏物。量，这是硫源与能源的贮藏物。量，这是硫源与能源的贮藏物。胞内元素硫颗粒胞内元素硫颗粒胞内元素硫颗粒胞内元素硫颗粒( (一种紫色硫细菌一种紫色硫细菌一种紫色硫细菌一种紫色硫细菌)
23、)多角体多角体多角体多角体多聚磷酸盐颗粒多聚磷酸盐颗粒多聚磷酸盐颗粒多聚磷酸盐颗粒（异染粒）（异染粒）（异染粒）（异染粒）类囊体类囊体类囊体类囊体（4 4）多糖（淀粉或糖原，）多糖（淀粉或糖原，）多糖（淀粉或糖原，）多糖（淀粉或糖原，glycogen granuleglycogen granule） 多糖颗粒可用碘处理后，在显微镜下观察到红棕色的颗多糖颗粒可用碘处理后，在显微镜下观察到红棕色的颗多糖颗粒可用碘处理后，在显微镜下观察到红棕色的颗多糖颗粒可用碘处理后，在显微镜下观察到红棕色的颗粒。是一些细菌体内在粒。是一些细菌体内在粒。是一些细菌体内在粒。是一些细菌体内在C C过多、过多、过多、过
24、多、N N不足时形成的类似支链淀粉的不足时形成的类似支链淀粉的不足时形成的类似支链淀粉的不足时形成的类似支链淀粉的细菌淀粉，为细菌淀粉，为细菌淀粉，为细菌淀粉，为C C源的贮存物源的贮存物源的贮存物源的贮存物 2 2 2 2）磁小体）磁小体）磁小体）磁小体( ( ( (megnetosomemegnetosomemegnetosomemegnetosome) ) ) )19751975年由年由年由年由R P Blakemore R P Blakemore 在趋磁细菌中发现在趋磁细菌中发现在趋磁细菌中发现在趋磁细菌中发现主要成分是主要成分是主要成分是主要成分是FeFe3 3OO4 4外被一层磷脂
25、、蛋白或糖蛋白膜外被一层磷脂、蛋白或糖蛋白膜外被一层磷脂、蛋白或糖蛋白膜外被一层磷脂、蛋白或糖蛋白膜, ,是是是是单磁畴晶体单磁畴晶体单磁畴晶体单磁畴晶体, ,无毒无毒无毒无毒, ,大小大小大小大小20-20-100nm,100nm,每个细胞有每个细胞有每个细胞有每个细胞有2-202-20颗颗颗颗形状为平截八面体、平行六面体或六棱柱体等形状为平截八面体、平行六面体或六棱柱体等形状为平截八面体、平行六面体或六棱柱体等形状为平截八面体、平行六面体或六棱柱体等实用前景：生产磁性定向药物或抗体，以及制造生物实用前景：生产磁性定向药物或抗体，以及制造生物实用前景：生产磁性定向药物或抗体，以及制造生物实用
26、前景：生产磁性定向药物或抗体，以及制造生物传感器传感器传感器传感器3 3 3 3）羧酶体（）羧酶体（）羧酶体（）羧酶体（carboxysomecarboxysomecarboxysomecarboxysome）存在于一些自养细菌内的多角形或六角形内含物存在于一些自养细菌内的多角形或六角形内含物存在于一些自养细菌内的多角形或六角形内含物存在于一些自养细菌内的多角形或六角形内含物大小约大小约大小约大小约10nm10nm（与噬菌体相仿）与噬菌体相仿）与噬菌体相仿）与噬菌体相仿）内含内含内含内含1 1，5 5二磷酸核酮糖羧化酶二磷酸核酮糖羧化酶二磷酸核酮糖羧化酶二磷酸核酮糖羧化酶在自养在自养在自养在自
27、养细菌的细菌的细菌的细菌的CO2CO2固定中起关键作用固定中起关键作用固定中起关键作用固定中起关键作用4 4 4 4）气泡（）气泡（）气泡（）气泡（gas gas gas gas vocuolesvocuolesvocuolesvocuoles）是许多光合型、无鞭毛水生菌中充满气体的泡囊状是许多光合型、无鞭毛水生菌中充满气体的泡囊状是许多光合型、无鞭毛水生菌中充满气体的泡囊状是许多光合型、无鞭毛水生菌中充满气体的泡囊状内含物内含物内含物内含物大小为大小为大小为大小为0.20.21.0um75nm1.0um75nm内由数排柱形小空泡组成，外有内由数排柱形小空泡组成，外有内由数排柱形小空泡组成，外
28、有内由数排柱形小空泡组成，外有2 2nmnm厚的厚的厚的厚的蛋白膜包裹蛋白膜包裹蛋白膜包裹蛋白膜包裹每个细胞中含几个或数百个气泡每个细胞中含几个或数百个气泡每个细胞中含几个或数百个气泡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功能：调节细胞比重以使细菌漂浮在最适水层中获功能：调节细胞比重以使细菌漂浮在最适水层中获功能：调节细胞比重以使细菌漂浮在最适水层中获取光能、取光能、取光能、取光能、O2O2，和营养物质和营养物质和营养物质和营养物质蓝细菌细胞结构图蓝细菌细胞结构图蓝细菌细胞结构图蓝细菌细胞结构图多糖颗粒多糖颗粒多糖颗粒多糖颗粒藻胆藻胆藻胆藻胆 蛋白蛋白蛋白蛋白
29、 体体体体（侧面观）（侧面观）（侧面观）（侧面观）藻胆藻胆藻胆藻胆 蛋白蛋白蛋白蛋白 体体体体（正面观）（正面观）（正面观）（正面观）蓝藻颗粒体蓝藻颗粒体蓝藻颗粒体蓝藻颗粒体核区核区核区核区细胞壁细胞壁细胞壁细胞壁原生质膜原生质膜原生质膜原生质膜多聚磷酸多聚磷酸多聚磷酸多聚磷酸盐颗粒盐颗粒盐颗粒盐颗粒脂肪滴脂肪滴脂肪滴脂肪滴羧酶体羧酶体羧酶体羧酶体核糖体核糖体核糖体核糖体气泡气泡气泡气泡类囊体类囊体类囊体类囊体多个雪茄状的汽泡形多个雪茄状的汽泡形多个雪茄状的汽泡形多个雪茄状的汽泡形成泡囊。成泡囊。成泡囊。成泡囊。图上可见横、纵切面图上可见横、纵切面图上可见横、纵切面图上可见横、纵切面蓝细菌冰冻
30、蚀蓝细菌冰冻蚀蓝细菌冰冻蚀蓝细菌冰冻蚀刻切片图刻切片图刻切片图刻切片图内含物内含物内含物内含物存在于存在于存在于存在于组成组成组成组成功能；功能；功能；功能；非单位膜被包裹的非单位膜被包裹的非单位膜被包裹的非单位膜被包裹的聚聚聚聚 - -经基丁酸经基丁酸经基丁酸经基丁酸许多细菌许多细菌许多细菌许多细菌主要是主要是主要是主要是PHBPHB贮备碳和能源贮备碳和能源贮备碳和能源贮备碳和能源硫滴硫滴硫滴硫滴HH2 2S S氧化细菌和紫硫氧化细菌和紫硫氧化细菌和紫硫氧化细菌和紫硫光合细菌光合细菌光合细菌光合细菌液状硫液状硫液状硫液状硫能源能源能源能源气泡气泡气泡气泡许多水生细菌许多水生细菌许多水生细菌许
31、多水生细菌罗纹蛋白膜罗纹蛋白膜罗纹蛋白膜罗纹蛋白膜浮力浮力浮力浮力羧基化体羧基化体羧基化体羧基化体自养细菌自养细菌自养细菌自养细菌COCO2 2固定酶固定酶固定酶固定酶固定固定固定固定COCO2 2的部位的部位的部位的部位绿色体绿色体绿色体绿色体绿色光合细菌绿色光合细菌绿色光合细菌绿色光合细菌类脂、蛋白、菌绿素类脂、蛋白、菌绿素类脂、蛋白、菌绿素类脂、蛋白、菌绿素捕光中心捕光中心捕光中心捕光中心碳氢内含物碳氢内含物碳氢内含物碳氢内含物许多利用碳氢化合许多利用碳氢化合许多利用碳氢化合许多利用碳氢化合物的细菌物的细菌物的细菌物的细菌包裹在蛋白质壳中内含包裹在蛋白质壳中内含包裹在蛋白质壳中内含包裹在
32、蛋白质壳中内含物物物物能源能源能源能源磁小体磁小体磁小体磁小体许多水生细菌许多水生细菌许多水生细菌许多水生细菌磁铁颗粒磁铁颗粒磁铁颗粒磁铁颗粒趋磁性趋磁性趋磁性趋磁性无膜包裹的无膜包裹的无膜包裹的无膜包裹的多聚葡糖苷多聚葡糖苷多聚葡糖苷多聚葡糖苷许多细菌许多细菌许多细菌许多细菌高分子葡萄糖聚合物高分子葡萄糖聚合物高分子葡萄糖聚合物高分子葡萄糖聚合物碳源和能源碳源和能源碳源和能源碳源和能源多聚磷酸盐多聚磷酸盐多聚磷酸盐多聚磷酸盐许多细菌许多细菌许多细菌许多细菌高分子磷酸盐聚合物高分子磷酸盐聚合物高分子磷酸盐聚合物高分子磷酸盐聚合物磷酸盐贮藏物磷酸盐贮藏物磷酸盐贮藏物磷酸盐贮藏物藻青素藻青素藻青素
33、藻青素(cyanophycin)(cyanophycin)许多蓝细菌许多蓝细菌许多蓝细菌许多蓝细菌精氨酸和天冬氨酸的多精氨酸和天冬氨酸的多精氨酸和天冬氨酸的多精氨酸和天冬氨酸的多肽肽肽肽氮源氮源氮源氮源藻胆蛋白体藻胆蛋白体藻胆蛋白体藻胆蛋白体许多蓝细菌许多蓝细菌许多蓝细菌许多蓝细菌捕光色素和蛋白质捕光色素和蛋白质捕光色素和蛋白质捕光色素和蛋白质捕捉光能捕捉光能捕捉光能捕捉光能细菌细胞质中的内含物细菌细胞质中的内含物四、核区与质粒四、核区与质粒1、核区、核区(nucleoid) 2、质粒质粒 (p1asmids)1、核区、核区(nuclear region) 核区核区核区核区 是细菌细胞中央遗传
34、物质分布的区域，相当于真是细菌细胞中央遗传物质分布的区域，相当于真是细菌细胞中央遗传物质分布的区域，相当于真是细菌细胞中央遗传物质分布的区域，相当于真核生物的细胞核。别名核生物的细胞核。别名核生物的细胞核。别名核生物的细胞核。别名类核类核类核类核( (nucleoidnucleoid) ,) ,核当体核当体核当体核当体(nuclear (nuclear equivalentequivalent）, ,染色质体染色质体染色质体染色质体（chromatinicchromatinic body) body)，核质体核质体核质体核质体(nuclear (nuclear body)body)，也称为细菌
35、染色体也称为细菌染色体也称为细菌染色体也称为细菌染色体（bacterial chromosomebacterial chromosome）。）。）。）。 核区无核膜和核仁，是一个核区无核膜和核仁，是一个核区无核膜和核仁，是一个核区无核膜和核仁，是一个共价闭合环状的共价闭合环状的共价闭合环状的共价闭合环状的、高度缠绕的高度缠绕的高度缠绕的高度缠绕的DNADNA分子分子分子分子，中央还有，中央还有，中央还有，中央还有RNARNA及类似组蛋白的支架蛋白质。细菌及类似组蛋白的支架蛋白质。细菌及类似组蛋白的支架蛋白质。细菌及类似组蛋白的支架蛋白质。细菌无典型的染色体结构，无典型的染色体结构，无典型的染色
36、体结构，无典型的染色体结构，核区中的核区中的核区中的核区中的DNADNA常称为染色体常称为染色体常称为染色体常称为染色体DNADNA。 Prokaryotic Cell (Bacillus megaterium) Electron Micrograph of Nucleoid DNA 细菌细菌细菌细菌DNADNA的特点：的特点：的特点：的特点： 1 1、是一个很长的共价闭合环状的的双链，经反复折叠形、是一个很长的共价闭合环状的的双链，经反复折叠形、是一个很长的共价闭合环状的的双链，经反复折叠形、是一个很长的共价闭合环状的的双链，经反复折叠形成高度缠绕的致密结构，称为超螺旋结构；成高度缠绕的致密
37、结构，称为超螺旋结构；成高度缠绕的致密结构，称为超螺旋结构；成高度缠绕的致密结构，称为超螺旋结构； 2 2、与一些非真正的组蛋白的碱性蛋白质结合；、与一些非真正的组蛋白的碱性蛋白质结合；、与一些非真正的组蛋白的碱性蛋白质结合；、与一些非真正的组蛋白的碱性蛋白质结合； 3 3、约有、约有、约有、约有1%1%的碱基被甲基化，甲基化的碱基中最多是腺嘌的碱基被甲基化，甲基化的碱基中最多是腺嘌的碱基被甲基化，甲基化的碱基中最多是腺嘌的碱基被甲基化，甲基化的碱基中最多是腺嘌呤，胞嘧啶次之，甲基化可保护呤，胞嘧啶次之，甲基化可保护呤，胞嘧啶次之，甲基化可保护呤，胞嘧啶次之，甲基化可保护DNADNA不受自身的
38、限制性内切不受自身的限制性内切不受自身的限制性内切不受自身的限制性内切酶的作用。酶的作用。酶的作用。酶的作用。 功能：功能：功能：功能： 核区是细菌的遗传物质，排列于核区是细菌的遗传物质，排列于核区是细菌的遗传物质，排列于核区是细菌的遗传物质，排列于DNADNA上的基因，先转录为上的基因，先转录为上的基因，先转录为上的基因，先转录为mRNAmRNA，再在核糖体上合成蛋白质与酶。，再在核糖体上合成蛋白质与酶。，再在核糖体上合成蛋白质与酶。，再在核糖体上合成蛋白质与酶。 2、质粒、质粒(plasmid） 1 1 1 1）概念）概念）概念）概念 某些细菌的细胞内含有除某些细菌的细胞内含有除某些细菌的
39、细胞内含有除某些细菌的细胞内含有除染色体外染色体外染色体外染色体外的小分子的小分子的小分子的小分子环状环状环状环状DNADNADNADNA，称称称称作作作作质粒质粒质粒质粒。其上携带的基因对细菌正常生活并非必需，但在某些。其上携带的基因对细菌正常生活并非必需，但在某些。其上携带的基因对细菌正常生活并非必需，但在某些。其上携带的基因对细菌正常生活并非必需，但在某些情况下对细胞有利，如抗生素抗性质粒。情况下对细胞有利，如抗生素抗性质粒。情况下对细胞有利，如抗生素抗性质粒。情况下对细胞有利，如抗生素抗性质粒。 质粒常以不同大小的质粒常以不同大小的质粒常以不同大小的质粒常以不同大小的环状环状环状环状双
40、螺旋存在，它可以双螺旋存在，它可以双螺旋存在，它可以双螺旋存在，它可以独立存在独立存在独立存在独立存在与复制与复制与复制与复制，也可，也可，也可，也可整合到染色体整合到染色体整合到染色体整合到染色体上。上。上。上。 2 2）质粒的特性与生理功能）质粒的特性与生理功能）质粒的特性与生理功能）质粒的特性与生理功能 （1 1 1 1）能独立于染色体存在并复制；很多能在细胞之间传递；能独立于染色体存在并复制；很多能在细胞之间传递；能独立于染色体存在并复制；很多能在细胞之间传递；能独立于染色体存在并复制；很多能在细胞之间传递；多数会自行或经特定处理后消失；有的能整合到染色体中，与多数会自行或经特定处理后
41、消失；有的能整合到染色体中，与多数会自行或经特定处理后消失；有的能整合到染色体中，与多数会自行或经特定处理后消失；有的能整合到染色体中，与其一起复制。其一起复制。其一起复制。其一起复制。 （2 2 2 2）质粒携带着决定细菌某些遗传特性的基因，如接合或）质粒携带着决定细菌某些遗传特性的基因，如接合或）质粒携带着决定细菌某些遗传特性的基因，如接合或）质粒携带着决定细菌某些遗传特性的基因，如接合或致育、抗药、产毒、致病、降解樟脑和二甲苯等毒物、固氮、致育、抗药、产毒、致病、降解樟脑和二甲苯等毒物、固氮、致育、抗药、产毒、致病、降解樟脑和二甲苯等毒物、固氮、致育、抗药、产毒、致病、降解樟脑和二甲苯等
42、毒物、固氮、产生抗菌素和色素等次生代谢产物和芽孢等方面发挥作用；产生抗菌素和色素等次生代谢产物和芽孢等方面发挥作用；产生抗菌素和色素等次生代谢产物和芽孢等方面发挥作用；产生抗菌素和色素等次生代谢产物和芽孢等方面发挥作用； （3 3 3 3）质粒是很好的基因载体，基因工程中已广泛应用）质粒是很好的基因载体，基因工程中已广泛应用）质粒是很好的基因载体，基因工程中已广泛应用）质粒是很好的基因载体，基因工程中已广泛应用 3 3）质粒的类型）质粒的类型（了解）（了解） （1 1）致育因子）致育因子）致育因子）致育因子(fertility factor, F(fertility factor, F因子因子
43、因子因子) ) 又称又称又称又称F F质粒质粒质粒质粒，一种与大肠杆菌的有性生殖现象（接合作用），一种与大肠杆菌的有性生殖现象（接合作用），一种与大肠杆菌的有性生殖现象（接合作用），一种与大肠杆菌的有性生殖现象（接合作用）有关的质粒。有关的质粒。有关的质粒。有关的质粒。 携带携带携带携带F F F F质粒的菌株称为质粒的菌株称为质粒的菌株称为质粒的菌株称为F F+ +菌株菌株菌株菌株（相当于雄性），（相当于雄性），（相当于雄性），（相当于雄性）， 无无无无F F F F质粒质粒质粒质粒的菌株称为的菌株称为的菌株称为的菌株称为F F F F- - - -菌株菌株菌株菌株( ( ( (相当于雌性相
44、当于雌性相当于雌性相当于雌性) ) ) )。 F F F F质粒整合到宿主细胞染色体上的菌株称为质粒整合到宿主细胞染色体上的菌株称为质粒整合到宿主细胞染色体上的菌株称为质粒整合到宿主细胞染色体上的菌株称为高频重组菌株高频重组菌株高频重组菌株高频重组菌株（high high frequencefrequence recombination, recombination, 简称简称简称简称HfrHfr) ) 由于由于由于由于F F F F因子能以因子能以因子能以因子能以游离状态游离状态游离状态游离状态(F(F(F(F+ + + +) ) ) )和以和以和以和以与染色体相结合与染色体相结合与染色体相
45、结合与染色体相结合的状态的状态的状态的状态( ( ( (HfrHfrHfrHfr) ) ) )存在于细胞中，所以又称之为存在于细胞中，所以又称之为存在于细胞中，所以又称之为存在于细胞中，所以又称之为附加体附加体附加体附加体( ( ( (episomeepisomeepisomeepisome) ) ) )。 F F F F质粒在大肠杆菌的质粒在大肠杆菌的质粒在大肠杆菌的质粒在大肠杆菌的接合作用接合作用接合作用接合作用( ( ( (conjugationconjugationconjugationconjugation) ) ) )中起中起中起中起主要作用主要作用主要作用主要作用。 当当当当Hf
46、rHfrHfrHfr菌株上的菌株上的菌株上的菌株上的F F F F因子通过因子通过因子通过因子通过重组重组重组重组回复成回复成回复成回复成自主状态自主状态自主状态自主状态时，有时可时，有时可时，有时可时，有时可将其相邻的染色体基因一起切割下来，而成为将其相邻的染色体基因一起切割下来，而成为将其相邻的染色体基因一起切割下来，而成为将其相邻的染色体基因一起切割下来，而成为携带某一染色体携带某一染色体携带某一染色体携带某一染色体基因基因基因基因的的的的F F F F因子，例如因子，例如因子，例如因子，例如F-F-F-F-laclaclaclac、F-galF-galF-galF-gal、F-proF
47、-proF-proF-pro等。因此将这些携带等。因此将这些携带等。因此将这些携带等。因此将这些携带不同基因的不同基因的不同基因的不同基因的F F F F因子统称为因子统称为因子统称为因子统称为F F F F，带有这些，带有这些，带有这些，带有这些F F F F因子的菌株也常用因子的菌株也常用因子的菌株也常用因子的菌株也常用F F F F表示。表示。表示。表示。 （2 2）抗性因子）抗性因子）抗性因子）抗性因子( (resistancefactorresistancefactor，R R因子因子因子因子) ) 另一类另一类另一类另一类普遍而重要普遍而重要普遍而重要普遍而重要的质粒，主要包括的质
48、粒，主要包括的质粒，主要包括的质粒，主要包括抗药性和抗重金属抗药性和抗重金属抗药性和抗重金属抗药性和抗重金属二大二大二大二大类，简称类，简称类，简称类，简称R R质粒质粒质粒质粒。带有抗药性因子的细菌有时对于几种抗生素或。带有抗药性因子的细菌有时对于几种抗生素或。带有抗药性因子的细菌有时对于几种抗生素或。带有抗药性因子的细菌有时对于几种抗生素或其它药物呈现抗性。其它药物呈现抗性。其它药物呈现抗性。其它药物呈现抗性。 例如例如例如例如R1R1质粒质粒质粒质粒(94kb)(94kb)可使宿主对下列五种药物具有抗性：可使宿主对下列五种药物具有抗性：可使宿主对下列五种药物具有抗性：可使宿主对下列五种药
49、物具有抗性： 氯霉素氯霉素氯霉素氯霉素( (ChlorampenicolChlorampenicol，Cm)Cm)、 链霉素链霉素链霉素链霉素(Streptomycin(Streptomycin，SmSm) )、 磺胺磺胺磺胺磺胺(Sulfonamide(Sulfonamide，Su)Su)、 氨苄青霉素氨苄青霉素氨苄青霉素氨苄青霉素( (AmpicillinAmpicillin，ApAp) )、 卡那霉素卡那霉素卡那霉素卡那霉素( (KanamycinKanamycin，Km)Km)。 并且负责这些抗性的基因是成簇地存在于并且负责这些抗性的基因是成簇地存在于并且负责这些抗性的基因是成簇地存在
50、于并且负责这些抗性的基因是成簇地存在于R1R1抗性质粒上抗性质粒上抗性质粒上抗性质粒上。 许多许多许多许多R R质粒能使质粒能使质粒能使质粒能使宿主细胞宿主细胞宿主细胞宿主细胞对许多对许多对许多对许多金属离子呈现抗性金属离子呈现抗性金属离子呈现抗性金属离子呈现抗性，包，包，包，包括碲括碲括碲括碲(Te(Te6+6+) )、砷、砷、砷、砷(As(As3+3+) )、汞、汞、汞、汞(Hg(Hg2+2+) )、镍、镍、镍、镍(Ni(Ni2+2+) )、钴、钴、钴、钴(Co(Co2+2+) )、银、银、银、银(Ag(Ag+ +) )、镉、镉、镉、镉(Cd(Cd2+2+) )等。在肠道细菌中发现的等。在
51、肠道细菌中发现的等。在肠道细菌中发现的等。在肠道细菌中发现的R R质粒，约有质粒，约有质粒，约有质粒，约有2525是抗汞离子的，而铜绿假单胞菌中约占是抗汞离子的，而铜绿假单胞菌中约占是抗汞离子的，而铜绿假单胞菌中约占是抗汞离子的，而铜绿假单胞菌中约占7575。 （3 3）ColCol质粒质粒质粒质粒（4 4）毒性质粒）毒性质粒）毒性质粒）毒性质粒(virulence plasmid)(virulence plasmid)（5 5）代谢质粒）代谢质粒）代谢质粒）代谢质粒(metabolic plasmid) (metabolic plasmid) （6 6）隐秘质粒）隐秘质粒）隐秘质粒）隐秘质粒
52、(cryptic plasmid) (cryptic plasmid) 1、糖被、糖被(capsule) 2、鞭毛、鞭毛(flagellum)3、菌毛、菌毛(pili) 4、性丝或性菌毛、性丝或性菌毛(sex pili)5、菌鞘菌鞘6、芽孢、芽孢7、伴孢晶体、伴孢晶体五、特殊结构（壁外结构）五、特殊结构（壁外结构）1、糖被糖被(glycocalyx)及其类型及其类型1）糖被的概念）糖被的概念2）荚膜的类型）荚膜的类型3）荚膜的功能）荚膜的功能 糖被糖被糖被糖被某些细菌细胞壁外的一层含有水的多糖粘液性胶某些细菌细胞壁外的一层含有水的多糖粘液性胶某些细菌细胞壁外的一层含有水的多糖粘液性胶某些细菌细
53、胞壁外的一层含有水的多糖粘液性胶状物质。状物质。状物质。状物质。 根据糖被的形状和厚度的不同，将根据糖被的形状和厚度的不同，将根据糖被的形状和厚度的不同，将根据糖被的形状和厚度的不同，将荚膜分为四类：荚膜分为四类：荚膜分为四类：荚膜分为四类： （大）荚膜（大）荚膜（大）荚膜（大）荚膜（capsulecapsule）：）：）：）：粘液状物质具有一定外形，相对粘液状物质具有一定外形，相对粘液状物质具有一定外形，相对粘液状物质具有一定外形，相对稳定地附着在细胞壁外，厚度稳定地附着在细胞壁外，厚度稳定地附着在细胞壁外，厚度稳定地附着在细胞壁外，厚度：0.2m0.2m。 微荚膜（微荚膜（微荚膜（微荚膜（
54、microcopsulemicrocopsule) )：粘液状物质较薄，厚度：粘液状物质较薄，厚度：粘液状物质较薄，厚度：粘液状物质较薄，厚度：0.2m 0.2m ， 与细胞表面牢固结合。与细胞表面牢固结合。与细胞表面牢固结合。与细胞表面牢固结合。 粘液层粘液层粘液层粘液层(slime layer)(slime layer)：粘液物质没有明显的边缘，比荚膜粘液物质没有明显的边缘，比荚膜粘液物质没有明显的边缘，比荚膜粘液物质没有明显的边缘，比荚膜松散松散松散松散, ,可向周围环境中扩散可向周围环境中扩散可向周围环境中扩散可向周围环境中扩散, ,增大黏性。增大黏性。增大黏性。增大黏性。 菌胶团菌胶
55、团菌胶团菌胶团( (zoogloeazoogloea) )：包裹在细胞群体上的胶状物质。包裹在细胞群体上的胶状物质。包裹在细胞群体上的胶状物质。包裹在细胞群体上的胶状物质。 荚膜的观察：荚膜的观察：荧光显微镜荧光显微镜 特殊染色特殊染色荧光显微镜下的荚膜荧光显微镜下的荚膜 负染色负染色 荚膜与菌落形态荚膜与菌落形态荚膜与菌落形态荚膜与菌落形态 光滑（光滑（光滑（光滑（Smooth,SSmooth,S-) -)型菌落型菌落型菌落型菌落产荚膜的细菌在固体培养基产荚膜的细菌在固体培养基产荚膜的细菌在固体培养基产荚膜的细菌在固体培养基上形成的菌落表面湿润、有光泽、呈粘液状，称上形成的菌落表面湿润、有光
56、泽、呈粘液状，称上形成的菌落表面湿润、有光泽、呈粘液状，称上形成的菌落表面湿润、有光泽、呈粘液状，称S-S-型菌落。型菌落。型菌落。型菌落。 粗糙（粗糙（粗糙（粗糙（Rough,RRough,R-) -)型菌落型菌落型菌落型菌落不产荚膜的细菌形成的菌落不产荚膜的细菌形成的菌落不产荚膜的细菌形成的菌落不产荚膜的细菌形成的菌落表面干燥、粗糙、称表面干燥、粗糙、称表面干燥、粗糙、称表面干燥、粗糙、称R-R-型菌落。型菌落。型菌落。型菌落。 荚膜的形成条件荚膜的形成条件荚膜的形成条件荚膜的形成条件 （1 1）荚膜的形成是微生物的遗传特征之一，是）荚膜的形成是微生物的遗传特征之一，是）荚膜的形成是微生物
57、的遗传特征之一，是）荚膜的形成是微生物的遗传特征之一，是“ “种种种种” ”的特的特的特的特征。但不是细菌的必要结构，失去荚膜的菌株照样能够生活。征。但不是细菌的必要结构，失去荚膜的菌株照样能够生活。征。但不是细菌的必要结构，失去荚膜的菌株照样能够生活。征。但不是细菌的必要结构，失去荚膜的菌株照样能够生活。 （2 2）荚膜的形成与组成明显受培养基成分和培养条件的影）荚膜的形成与组成明显受培养基成分和培养条件的影）荚膜的形成与组成明显受培养基成分和培养条件的影）荚膜的形成与组成明显受培养基成分和培养条件的影响（与环境密切相关）。响（与环境密切相关）。响（与环境密切相关）。响（与环境密切相关）。
58、如肠膜明串珠菌如肠膜明串珠菌如肠膜明串珠菌如肠膜明串珠菌( (LeuconostoLeuconosto mesenterondesmesenterondes) )以蔗糖为碳源以蔗糖为碳源以蔗糖为碳源以蔗糖为碳源时合成葡聚糖成分的荚膜。时合成葡聚糖成分的荚膜。时合成葡聚糖成分的荚膜。时合成葡聚糖成分的荚膜。 BacteriumCapsule compositionStructural subunitsGram-positive BacteriaBacillus anthracispolypeptide (polyglutamic acid)D-glutamic acidBacillus mega
59、teriumpolypeptide and polysaccharideD-glutamic acid, amino sugars, sugarsStreptococcus mutanspolysaccharide(dextran) glucoseStreptococcus pneumoniaepolysaccharidessugars, amino sugars, uronic acidsStreptococcus pyogenespolysaccharide (hyaluronic acid)N-acetyl-glucosamine and glucuronic acidGram-nega
60、tive BacteriaAcetobacter xylinumpolysaccharide(cellulose) glucoseEscherichia colipolysaccharide (colonic acid)glucose, galactose, fucose glucuronic acidPseudomonas aeruginosapolysaccharidemannuronic acidAzotobacter vinelandiipolysaccharideglucuronic acidAgrobacterium tumefacienspolysaccharide(glucan
61、) glucoseChemical composition of some bacterial capsules.Chemical composition of some bacterial capsules.荚膜的生理功能荚膜的生理功能1、荚膜富含水分，可保护细胞免于干燥；、荚膜富含水分，可保护细胞免于干燥；2、能抵御吞噬细胞的吞噬；、能抵御吞噬细胞的吞噬；3、为主要表面抗原（、为主要表面抗原（K抗原），是有些病原菌的毒力因子；抗原），是有些病原菌的毒力因子；4、能保护菌体免受噬菌体和其他物质（溶菌酶和补体）的、能保护菌体免受噬菌体和其他物质（溶菌酶和补体）的侵害；侵害；5、是某些病原菌必须
62、的粘附因子；、是某些病原菌必须的粘附因子；6、贮藏养料，是细胞外碳源和能源的储备物质、贮藏养料，是细胞外碳源和能源的储备物质 荚膜与生产实践的关系荚膜与生产实践的关系荚膜与生产实践的关系荚膜与生产实践的关系 应用应用应用应用 荚膜也可以成为有价值的材料：荚膜也可以成为有价值的材料：荚膜也可以成为有价值的材料：荚膜也可以成为有价值的材料： 1 1）代血浆）代血浆）代血浆）代血浆 LeucomostocLeucomostoc mesenteroidesmesenteroides 的葡聚糖荚膜已用于的葡聚糖荚膜已用于的葡聚糖荚膜已用于的葡聚糖荚膜已用于生产代血浆的主要成分生产代血浆的主要成分生产代血
63、浆的主要成分生产代血浆的主要成分右旋糖酐和葡聚糖凝胶制剂；右旋糖酐和葡聚糖凝胶制剂；右旋糖酐和葡聚糖凝胶制剂；右旋糖酐和葡聚糖凝胶制剂； 2 2）食品添加剂）食品添加剂）食品添加剂）食品添加剂 从野菜黄单胞菌从野菜黄单胞菌从野菜黄单胞菌从野菜黄单胞菌（XanthomonasXanthomonas campestriscampestris）荚膜提取黄原胶，它是优良的食品添加剂，又是石油开采中优荚膜提取黄原胶，它是优良的食品添加剂，又是石油开采中优荚膜提取黄原胶，它是优良的食品添加剂，又是石油开采中优荚膜提取黄原胶，它是优良的食品添加剂，又是石油开采中优良的压浆剂；良的压浆剂；良的压浆剂；良的压浆
64、剂； 3 3）细菌活性多糖）细菌活性多糖）细菌活性多糖）细菌活性多糖 药品与保健品药品与保健品药品与保健品药品与保健品 4 4）污水处理）污水处理）污水处理）污水处理 用产菌胶团的菌进行污水处理等；用产菌胶团的菌进行污水处理等；用产菌胶团的菌进行污水处理等；用产菌胶团的菌进行污水处理等； 5 5）细菌鉴定）细菌鉴定）细菌鉴定）细菌鉴定 通过荚膜的血清学反应进行细菌鉴定通过荚膜的血清学反应进行细菌鉴定通过荚膜的血清学反应进行细菌鉴定通过荚膜的血清学反应进行细菌鉴定( (荚膜膨荚膜膨荚膜膨荚膜膨胀试验胀试验胀试验胀试验) )。 危害：危害：危害：危害：食品变质发粘；增强致病力；造成严重龋齿等。食品
65、变质发粘；增强致病力；造成严重龋齿等。食品变质发粘；增强致病力；造成严重龋齿等。食品变质发粘；增强致病力；造成严重龋齿等。2 2、鞭毛、鞭毛(flagellum(flagellum) )1）概念）概念2）类型）类型3）结构）结构4）功能）功能 1）鞭毛概念（）鞭毛概念（flagellum） 鞭毛鞭毛鞭毛鞭毛 是一端生于菌体细胞壁、另一端游离的、细长的波是一端生于菌体细胞壁、另一端游离的、细长的波是一端生于菌体细胞壁、另一端游离的、细长的波是一端生于菌体细胞壁、另一端游离的、细长的波形纤丝状物。细胞壁上着生的鞭毛数量形纤丝状物。细胞壁上着生的鞭毛数量形纤丝状物。细胞壁上着生的鞭毛数量形纤丝状物。
66、细胞壁上着生的鞭毛数量1-1-数百根，鞭毛长数百根，鞭毛长数百根，鞭毛长数百根，鞭毛长3-3-2020u umm，直径，直径，直径，直径10-2010-20n nmm，鞭毛是细菌细胞的运动器官。，鞭毛是细菌细胞的运动器官。，鞭毛是细菌细胞的运动器官。，鞭毛是细菌细胞的运动器官。 Salmonella with a peritrichous arrangement of flagellaTransmission Electron Micrograph of Escherichia coli O157:H7 2）鞭毛菌类型）鞭毛菌类型（3 3）双极生（两端生）鞭毛）双极生（两端生）鞭毛）双极生（两
67、端生）鞭毛）双极生（两端生）鞭毛（4 4）周毛菌）周毛菌）周毛菌）周毛菌（1 1）单极生（一端生）鞭毛）单极生（一端生）鞭毛）单极生（一端生）鞭毛）单极生（一端生）鞭毛（2 2）丛毛菌）丛毛菌）丛毛菌）丛毛菌单生鞭毛、丛生鞭毛、对生鞭毛、周生鞭毛单生鞭毛、丛生鞭毛、对生鞭毛、周生鞭毛Bacterial Flagellar Arrangements3） 鞭鞭 毛毛 结结 构构（1 1）鞭毛丝）鞭毛丝（2 2）鞭毛钩）鞭毛钩（3 3）鞭毛基体）鞭毛基体（4 4）G G+ +和和G G- -菌基本的异同菌基本的异同有鞘的极生鞭毛鞭毛丝鞭毛丝（1 1 1 1）鞭毛丝）鞭毛丝）鞭毛丝）鞭毛丝 (fila
68、ment)(filament) 鞭毛丝鞭毛丝鞭毛丝鞭毛丝 为伸于细胞壁之外的纤丝状部分，呈波形，由数条为伸于细胞壁之外的纤丝状部分，呈波形，由数条为伸于细胞壁之外的纤丝状部分，呈波形，由数条为伸于细胞壁之外的纤丝状部分，呈波形，由数条鞭毛蛋白（鞭毛蛋白（鞭毛蛋白（鞭毛蛋白（flagellinflagellin）亚基并排螺旋状排列围成的一个中空贺）亚基并排螺旋状排列围成的一个中空贺）亚基并排螺旋状排列围成的一个中空贺）亚基并排螺旋状排列围成的一个中空贺柱体柱体柱体柱体鞭毛丝的动态形成鞭毛丝的动态形成（2 2）鞭毛钩）鞭毛钩(hook) 鞭毛钩鞭毛钩鞭毛钩鞭毛钩 鞭毛钩为靠近细胞表面的连接鞭毛丝与
69、基体的部鞭毛钩为靠近细胞表面的连接鞭毛丝与基体的部鞭毛钩为靠近细胞表面的连接鞭毛丝与基体的部鞭毛钩为靠近细胞表面的连接鞭毛丝与基体的部分，短而弯曲，由分，短而弯曲，由分，短而弯曲，由分，短而弯曲，由单一的蛋白质单一的蛋白质单一的蛋白质单一的蛋白质组成组成组成组成 基体基体基体基体 是埋在细胞壁与细胞膜中部分，由是埋在细胞壁与细胞膜中部分，由是埋在细胞壁与细胞膜中部分，由是埋在细胞壁与细胞膜中部分，由10-1310-13种不同的种不同的种不同的种不同的蛋白蛋白蛋白蛋白质亚基质亚基质亚基质亚基组成，基体包括：组成，基体包括：组成，基体包括：组成，基体包括：L L环和环和环和环和P P环环环环、S
70、S环和环和环和环和MM环环环环两对同心环及穿两对同心环及穿两对同心环及穿两对同心环及穿过环中央的过环中央的过环中央的过环中央的小杆小杆小杆小杆构成。构成。构成。构成。（3 3）鞭毛基体）鞭毛基体）鞭毛基体）鞭毛基体(basal (basal body)body) L L环环环环和和和和P P环环环环分别位于细胞壁的脂多糖层和肽聚糖层分别位于细胞壁的脂多糖层和肽聚糖层分别位于细胞壁的脂多糖层和肽聚糖层分别位于细胞壁的脂多糖层和肽聚糖层 S S环环环环与与与与MM环环环环则分别仅次于细胞膜表面和细胞膜内则分别仅次于细胞膜表面和细胞膜内则分别仅次于细胞膜表面和细胞膜内则分别仅次于细胞膜表面和细胞膜内
71、，GG+ +菌中只菌中只菌中只菌中只有有有有S S和和和和MM一对环组成。一对环组成。一对环组成。一对环组成。鞭毛蛋白鞭毛结构图鞭毛结构图鞭毛丝鞭毛丝鞭毛丝鞭毛丝鞭毛钩鞭毛钩鞭毛钩鞭毛钩L L环环环环P P环环环环MM环环环环S S环环环环小杆小杆小杆小杆（4 4）G G+ +和和G G- -菌基体本的异同菌基体本的异同GG+ +的的的的S S和和和和MM环环环环GG- -的的的的S S和和和和MM环环环环鞭毛丝鞭毛丝鞭毛丝鞭毛丝鞭毛钩鞭毛钩鞭毛钩鞭毛钩L L环环环环P P环环环环S S环环环环MM环环环环MM环环环环S S环环环环小杆小杆小杆小杆4）功能）功能l l（1 1）运动性）运动性l
72、 l（2 2）抗原性）抗原性l l（3 3）细菌鉴定的重要依据）细菌鉴定的重要依据（1 1）鞭毛的运动）鞭毛的运动 鞭毛具有推动细菌运动的功能，当其基体的一鞭毛具有推动细菌运动的功能，当其基体的一鞭毛具有推动细菌运动的功能，当其基体的一鞭毛具有推动细菌运动的功能，当其基体的一个个个个（或一（或一（或一（或一对对对对）环与另一环与另一环与另一环与另一个个个个（或一（或一（或一（或一对对对对）环环环环通过彼此通过彼此通过彼此通过彼此相对转动相对转动相对转动相对转动时，使鞭毛旋转而时，使鞭毛旋转而时，使鞭毛旋转而时，使鞭毛旋转而使菌体细胞运动。使菌体细胞运动。使菌体细胞运动。使菌体细胞运动。 另外，
73、有弹性的另外，有弹性的另外，有弹性的另外，有弹性的鞭毛蛋白鞭毛蛋白鞭毛蛋白鞭毛蛋白分子通过分子通过分子通过分子通过一张一弛一张一弛一张一弛一张一弛产生的波浪运产生的波浪运产生的波浪运产生的波浪运动也能使菌体运动。动也能使菌体运动。动也能使菌体运动。动也能使菌体运动。 注注意意：有有有有的的的的菌菌菌菌虽虽虽虽无无无无鞭鞭鞭鞭毛毛毛毛也也也也能能能能运运运运动动动动。鞭鞭鞭鞭毛毛毛毛反反反反时时时时针针针针转转转转动动动动时时时时，细细细细胞胞胞胞就就就就向向向向前前前前运运运运动动动动鞭鞭鞭鞭毛毛毛毛顺顺顺顺时时时时针针针针转转转转动动动动时时时时，细细细细胞胞胞胞则则则则滚滚滚滚动动动动。B
74、acterial ChemotaxisThe movement of a procaryotic flagellum results from rotation of its basal body and is similar to the movement of the shaft of an electric motor. Bacterial cells can alter the speed and direction of rotation of flagella and thus are capable of various patterns of motility. （2）抗原性）
75、抗原性 细菌的鞭毛是由多个蛋白质亚基构成，具有很强细菌的鞭毛是由多个蛋白质亚基构成，具有很强细菌的鞭毛是由多个蛋白质亚基构成，具有很强细菌的鞭毛是由多个蛋白质亚基构成，具有很强的抗原性，当侵入机体后能刺激机体产生免疫应答，的抗原性，当侵入机体后能刺激机体产生免疫应答，的抗原性，当侵入机体后能刺激机体产生免疫应答，的抗原性，当侵入机体后能刺激机体产生免疫应答，并能与应答产生物发生反应。并能与应答产生物发生反应。并能与应答产生物发生反应。并能与应答产生物发生反应。 （3）细菌鉴定的依据）细菌鉴定的依据 有鞭毛的细菌，其不同属间、同一属的不同种之有鞭毛的细菌，其不同属间、同一属的不同种之有鞭毛的细菌
76、，其不同属间、同一属的不同种之有鞭毛的细菌，其不同属间、同一属的不同种之间在鞭毛的数量、鞭毛的类型方面都存在很大的差间在鞭毛的数量、鞭毛的类型方面都存在很大的差间在鞭毛的数量、鞭毛的类型方面都存在很大的差间在鞭毛的数量、鞭毛的类型方面都存在很大的差异，是属种鉴定的重要依据。异，是属种鉴定的重要依据。异，是属种鉴定的重要依据。异，是属种鉴定的重要依据。 3 3、菌毛菌毛菌毛菌毛( (pilipili) ) 菌毛菌毛菌毛菌毛 革兰氏阳性细菌及部分革兰氏阴性菌体表面上着生的革兰氏阳性细菌及部分革兰氏阴性菌体表面上着生的革兰氏阳性细菌及部分革兰氏阴性菌体表面上着生的革兰氏阳性细菌及部分革兰氏阴性菌体表
77、面上着生的非鞭毛非鞭毛非鞭毛非鞭毛的细毛状物。它是的细毛状物。它是的细毛状物。它是的细毛状物。它是中空的管状结构中空的管状结构中空的管状结构中空的管状结构，比鞭毛，比鞭毛，比鞭毛，比鞭毛细短细短细短细短、而直而直而直而直，数量多数量多数量多数量多，周身分布。为特殊的蛋白质，长度几微米。菌毛与菌，周身分布。为特殊的蛋白质，长度几微米。菌毛与菌，周身分布。为特殊的蛋白质，长度几微米。菌毛与菌，周身分布。为特殊的蛋白质，长度几微米。菌毛与菌体的运动无关，运动与不运动的细菌均可能着生菌毛。菌毛的体的运动无关，运动与不运动的细菌均可能着生菌毛。菌毛的体的运动无关，运动与不运动的细菌均可能着生菌毛。菌毛的
78、体的运动无关，运动与不运动的细菌均可能着生菌毛。菌毛的产生受染色体基因决定的控制。产生受染色体基因决定的控制。产生受染色体基因决定的控制。产生受染色体基因决定的控制。Electron Micrograph of Escherichia coli with Pili 菌毛的功能菌毛的功能菌毛的功能菌毛的功能 1 1、实现菌体细胞的粘附能力，尤其是具致病性的病原菌，、实现菌体细胞的粘附能力，尤其是具致病性的病原菌，、实现菌体细胞的粘附能力，尤其是具致病性的病原菌，、实现菌体细胞的粘附能力，尤其是具致病性的病原菌，当其突变后不再形成菌毛时，其致病性将消失；当其突变后不再形成菌毛时，其致病性将消失；当
79、其突变后不再形成菌毛时，其致病性将消失；当其突变后不再形成菌毛时，其致病性将消失； 2 2、通过菌毛可与其它不同种类的菌体缠集在一起，在液、通过菌毛可与其它不同种类的菌体缠集在一起，在液、通过菌毛可与其它不同种类的菌体缠集在一起，在液、通过菌毛可与其它不同种类的菌体缠集在一起，在液体表面形成菌膜可能获得有利的物质；体表面形成菌膜可能获得有利的物质；体表面形成菌膜可能获得有利的物质；体表面形成菌膜可能获得有利的物质； 3 3、是某些细菌的抗原，即菌毛抗原。、是某些细菌的抗原，即菌毛抗原。、是某些细菌的抗原，即菌毛抗原。、是某些细菌的抗原，即菌毛抗原。Adhesive Tip of Bacteri
80、al Pili Binding to Host Cell Receptors Bacteria Altering the Adhesive Tips of Their PiliBy genetically altering the adhesive tips of their pili, certain bacteria are able to: 1) adhere to and colonize different cell types with different receptors, and 2) evade antibodies made against the previous pi
81、li. Bacterial Adherence with PiliBacterial species where observedTypical number on cellDistribution on cell surfaceFunctionEscherichia coli (F or sex pilus)1-4uniformmediates DNA transfer during conjugationEscherichia coli (common pili or Type 1 fimbriae )100-200uniformsurface adherence to epithelia
82、l cells of the GI tractNeisseria gonorrhoeae100-200uniformsurface adherence to epithelial cells of the urogenital tractStreptococcus pyogenes (fimbriae plus the M-protein)?uniformadherence, resistance to phagocytosis; antigenic variabilityPseudomonas aeruginosa10-20polarsurface adherenceSulfolobus a
83、cidocaldarius?attachment to sulfur particlesTable . Some properties of pili and fimbriae 4、性毛、性毛(pilus, 复数复数pili) 性丝性丝性丝性丝 是只存在于大肠杆菌等肠道杆菌雄株菌体表面的丝是只存在于大肠杆菌等肠道杆菌雄株菌体表面的丝是只存在于大肠杆菌等肠道杆菌雄株菌体表面的丝是只存在于大肠杆菌等肠道杆菌雄株菌体表面的丝状结构，数量状结构，数量状结构，数量状结构，数量1 101 10根以内，较菌毛长、而宽，性丝的产生与根以内，较菌毛长、而宽，性丝的产生与根以内，较菌毛长、而宽，性丝的产生与根以内
84、，较菌毛长、而宽，性丝的产生与菌毛的一样是为基因决定的。菌毛的一样是为基因决定的。菌毛的一样是为基因决定的。菌毛的一样是为基因决定的。 当与异性菌株相结合时，是雄的性丝末端与雌性菌株接合，当与异性菌株相结合时，是雄的性丝末端与雌性菌株接合，当与异性菌株相结合时，是雄的性丝末端与雌性菌株接合，当与异性菌株相结合时，是雄的性丝末端与雌性菌株接合，雄菌的雄菌的雄菌的雄菌的DNADNA通过性丝转移到雌菌中。抗药性和毒力等遗传特性通过性丝转移到雌菌中。抗药性和毒力等遗传特性通过性丝转移到雌菌中。抗药性和毒力等遗传特性通过性丝转移到雌菌中。抗药性和毒力等遗传特性可通过此方式转移。可通过此方式转移。可通过此
85、方式转移。可通过此方式转移。Fimbriae can be evenly distributed over the entire surface of the cell. They can number anywhere from a few to several hundred per cell. Fimbriae allow a cell to adhere to surfaces including the surfaces of other cells. Pili are usually longer than fimbriae and number only one or two p
86、er cell. Pili function to join bacterial cells prior to the transfer of DNA from one cell to another. F pilusElectron Micrograph of Escherichia coli with a Conjugation Pilus 5 5、菌鞘（、菌鞘（、菌鞘（、菌鞘（sheathsheath） 菌鞘菌鞘菌鞘菌鞘 是有的水生细菌的细胞排列成丝状体，外套是有的水生细菌的细胞排列成丝状体，外套是有的水生细菌的细胞排列成丝状体，外套是有的水生细菌的细胞排列成丝状体，外套有长的管状物，称
87、为菌鞘。一般将有鞘的细菌称为鞘细有长的管状物，称为菌鞘。一般将有鞘的细菌称为鞘细有长的管状物，称为菌鞘。一般将有鞘的细菌称为鞘细有长的管状物，称为菌鞘。一般将有鞘的细菌称为鞘细菌。菌。菌。菌。 菌鞘的成分菌鞘的成分菌鞘的成分菌鞘的成分 是由菌体所是由菌体所是由菌体所是由菌体所分泌的蛋白质、多糖及脂类物分泌的蛋白质、多糖及脂类物分泌的蛋白质、多糖及脂类物分泌的蛋白质、多糖及脂类物质组成。质组成。质组成。质组成。特点是溥、透明特点是溥、透明特点是溥、透明特点是溥、透明，只，只，只，只有在细胞游出鞘空、经染色后有在细胞游出鞘空、经染色后有在细胞游出鞘空、经染色后有在细胞游出鞘空、经染色后才能通过显微
88、镜观察到。才能通过显微镜观察到。才能通过显微镜观察到。才能通过显微镜观察到。菌鞘菌鞘菌鞘菌鞘 固着器固着器固着器固着器 菌鞘的一端有固着器（菌鞘的一端有固着器（菌鞘的一端有固着器（菌鞘的一端有固着器（holdfastholdfast），它能将菌体），它能将菌体），它能将菌体），它能将菌体附附附附着于固体基质上吸取养分着于固体基质上吸取养分着于固体基质上吸取养分着于固体基质上吸取养分，在低营养的水中，可使鞘细菌附在，在低营养的水中，可使鞘细菌附在，在低营养的水中，可使鞘细菌附在，在低营养的水中，可使鞘细菌附在固体上随水漂流固体上随水漂流固体上随水漂流固体上随水漂流吸收营养吸收营养吸收营养吸收营养
89、。 菌鞘还有菌鞘还有菌鞘还有菌鞘还有保护菌体保护菌体保护菌体保护菌体的作用，的作用，的作用，的作用，能抵御能抵御能抵御能抵御原生动物等的捕食或者蛭原生动物等的捕食或者蛭原生动物等的捕食或者蛭原生动物等的捕食或者蛭弧菌等的寄生弧菌等的寄生弧菌等的寄生弧菌等的寄生。固着器固着器6、细菌的芽孢、细菌的芽孢1 1）概念）概念 2 2）形态）形态3 3）结构）结构4 4）形成过程）形成过程5 5）生理特性生理特性6 6）伴孢晶体）伴孢晶体 1 1）概念）概念 芽孢芽孢芽孢芽孢（endosporeendospore，sporespore） 是少数属（如杆菌属和梭是少数属（如杆菌属和梭是少数属（如杆菌属和梭
90、是少数属（如杆菌属和梭菌属等）的细菌到生长后期，在细胞内形成壁厚、折光性与具菌属等）的细菌到生长后期，在细胞内形成壁厚、折光性与具菌属等）的细菌到生长后期，在细胞内形成壁厚、折光性与具菌属等）的细菌到生长后期，在细胞内形成壁厚、折光性与具抗逆性强的内生孢子。抗逆性强的内生孢子。抗逆性强的内生孢子。抗逆性强的内生孢子。 芽孢内含水量仅为营养细胞的芽孢内含水量仅为营养细胞的芽孢内含水量仅为营养细胞的芽孢内含水量仅为营养细胞的10% -30%10% -30%10% -30%10% -30%，外由，外由，外由，外由细菌的细菌的细菌的细菌的DNADNADNADNA和外部和外部和外部和外部多层蛋白质多层蛋
91、白质多层蛋白质多层蛋白质及及及及肽聚糖等肽聚糖等肽聚糖等肽聚糖等包围而构成，具有很强的抗干燥、包围而构成，具有很强的抗干燥、包围而构成，具有很强的抗干燥、包围而构成，具有很强的抗干燥、抗热、抗消毒剂、抗酸及抗辐射等的能力。抗热、抗消毒剂、抗酸及抗辐射等的能力。抗热、抗消毒剂、抗酸及抗辐射等的能力。抗热、抗消毒剂、抗酸及抗辐射等的能力。产生芽胞的都是革产生芽胞的都是革产生芽胞的都是革产生芽胞的都是革兰阳性菌。兰阳性菌。兰阳性菌。兰阳性菌。芽孢着生的不同位置示意图中生芽孢中生芽孢中生芽孢中生芽孢侧生侧生侧生侧生端生端生端生端生膨大芽膨大芽膨大芽膨大芽孢端生孢端生孢端生孢端生 芽孢形状芽孢形状芽孢形
92、状芽孢形状 球形、孵圆形，只有球形、孵圆形，只有球形、孵圆形，只有球形、孵圆形，只有2 2种类型。种类型。种类型。种类型。 芽孢着生的位置芽孢着生的位置芽孢着生的位置芽孢着生的位置 细胞的中部（细胞的中部（细胞的中部（细胞的中部（中生中生中生中生）、）、）、）、 细胞的一端（细胞的一端（细胞的一端（细胞的一端（端端端端生生生生）、细胞的一侧（）、细胞的一侧（）、细胞的一侧（）、细胞的一侧（侧生侧生侧生侧生）2 2）芽孢的形态）芽孢的形态 Electron Micrograph of Electron Micrograph of Clostridium Clostridium botulinum
93、botulinum 细胞内芽孢的数量细胞内芽孢的数量细胞内芽孢的数量细胞内芽孢的数量 在一个细在一个细在一个细在一个细胞中多只为有一个芽孢，但一个细胞中多只为有一个芽孢，但一个细胞中多只为有一个芽孢，但一个细胞中多只为有一个芽孢，但一个细胞内也有的形成胞内也有的形成胞内也有的形成胞内也有的形成2 2个芽孢。个芽孢。个芽孢。个芽孢。 3 3）芽孢的结构：）芽孢的结构：）芽孢的结构：）芽孢的结构： 芽孢的结构由外向内主要分为：芽孢的结构由外向内主要分为：芽孢的结构由外向内主要分为：芽孢的结构由外向内主要分为： 1 1、芽孢外壁（、芽孢外壁（、芽孢外壁（、芽孢外壁（exosporiumexospor
94、ium) ) 是芽孢最外面的保护层，主要是芽孢最外面的保护层，主要是芽孢最外面的保护层，主要是芽孢最外面的保护层，主要由由由由蛋白质、脂类和糖类蛋白质、脂类和糖类蛋白质、脂类和糖类蛋白质、脂类和糖类组成；组成；组成；组成； 2 2、芽孢衣（、芽孢衣（、芽孢衣（、芽孢衣（spore coat)spore coat) 主要为角主要为角主要为角主要为角蛋白蛋白蛋白蛋白组成；组成；组成；组成； 、皮层（、皮层（、皮层（、皮层（cortex)cortex) 由芽孢所特有的肽聚糖组成的、非常由芽孢所特有的肽聚糖组成的、非常由芽孢所特有的肽聚糖组成的、非常由芽孢所特有的肽聚糖组成的、非常厚的一层结构。厚的一
95、层结构。厚的一层结构。厚的一层结构。 皮层中所含有的皮层中所含有的皮层中所含有的皮层中所含有的吡啶二羧酸吡啶二羧酸吡啶二羧酸吡啶二羧酸与其中的与其中的与其中的与其中的钙离子钙离子钙离子钙离子接合生成的接合生成的接合生成的接合生成的吡吡吡吡啶二羧酸钙盐啶二羧酸钙盐啶二羧酸钙盐啶二羧酸钙盐使芽孢的抗热性极度增大。芽孢核心通常由核心使芽孢的抗热性极度增大。芽孢核心通常由核心使芽孢的抗热性极度增大。芽孢核心通常由核心使芽孢的抗热性极度增大。芽孢核心通常由核心的壁、核糖体与的壁、核糖体与的壁、核糖体与的壁、核糖体与DNADNA组成，组成，组成，组成，含水量极低含水量极低含水量极低含水量极低，仅为营养细胞
96、的，仅为营养细胞的，仅为营养细胞的，仅为营养细胞的10% 10% -30%-30%，也是耐高温的重要因素之一。，也是耐高温的重要因素之一。，也是耐高温的重要因素之一。，也是耐高温的重要因素之一。 4 4、核心（、核心（、核心（、核心（core)core) 核心核心核心核心为芽孢的中心部分，含为芽孢的中心部分，含为芽孢的中心部分，含为芽孢的中心部分，含核质核质核质核质、核糖体核糖体核糖体核糖体和一些和一些和一些和一些酶类酶类酶类酶类，由核心壁所包围。，由核心壁所包围。，由核心壁所包围。，由核心壁所包围。芽孢结构图芽孢结构图芽孢结构图芽孢结构图 芽孢外壁芽孢外壁芽孢外壁芽孢外壁 芽孢衣芽孢衣芽孢衣
97、芽孢衣 皮层皮层皮层皮层 芽孢壁芽孢壁芽孢壁芽孢壁 核区核区核区核区 核糖体核糖体核糖体核糖体 4、芽孢形成过程（sporegenesissporegenesis phases phases） 细菌常在对数期不形成芽孢，只有是由于必须的营养物细菌常在对数期不形成芽孢，只有是由于必须的营养物细菌常在对数期不形成芽孢，只有是由于必须的营养物细菌常在对数期不形成芽孢，只有是由于必须的营养物质不足生长停止的情况下产生。质不足生长停止的情况下产生。质不足生长停止的情况下产生。质不足生长停止的情况下产生。芽孢杆菌芽孢杆菌芽孢杆菌芽孢杆菌是在是在是在是在C C C C与与与与N N N N源不足的源不足的源
98、不足的源不足的情况下会形成芽孢。细菌将形成芽孢，形成的过程大致分为情况下会形成芽孢。细菌将形成芽孢，形成的过程大致分为情况下会形成芽孢。细菌将形成芽孢，形成的过程大致分为情况下会形成芽孢。细菌将形成芽孢，形成的过程大致分为以下以下以下以下7 7 7 7个阶段：个阶段：个阶段：个阶段： 阶段阶段阶段阶段I I I I：轴丝形成轴丝形成轴丝形成轴丝形成 未完成分裂的两个细胞的核区中核未完成分裂的两个细胞的核区中核未完成分裂的两个细胞的核区中核未完成分裂的两个细胞的核区中核并融洽成一种丝状结构轴丝（并融洽成一种丝状结构轴丝（并融洽成一种丝状结构轴丝（并融洽成一种丝状结构轴丝（axial filame
99、nt)axial filament)axial filament)axial filament)；阶段阶段阶段阶段: 芽孢隔壁形成芽孢隔壁形成芽孢隔壁形成芽孢隔壁形成 菌体一端两侧的细胞膜凹进菌体一端两侧的细胞膜凹进菌体一端两侧的细胞膜凹进菌体一端两侧的细胞膜凹进形成隔膜形成隔膜形成隔膜形成隔膜芽孢隔壁（芽孢隔壁（芽孢隔壁（芽孢隔壁（septum);septum);septum);septum); 阶段阶段阶段阶段：前芽孢形成前芽孢形成前芽孢形成前芽孢形成 小细胞被大细胞的细胞膜包在小细胞被大细胞的细胞膜包在小细胞被大细胞的细胞膜包在小细胞被大细胞的细胞膜包在里面形成具有双膜的前芽孢（里面形成
100、具有双膜的前芽孢（里面形成具有双膜的前芽孢（里面形成具有双膜的前芽孢（foresporeforesporeforesporeforespore);););); 阶段阶段阶段阶段：原皮层形成原皮层形成原皮层形成原皮层形成 先是合成芽孢肽聚糖并沉积在双先是合成芽孢肽聚糖并沉积在双先是合成芽孢肽聚糖并沉积在双先是合成芽孢肽聚糖并沉积在双膜之间，然后膜之间，然后膜之间，然后膜之间，然后DPADPADPADPA并吸收大量钙离子，产生并吸收大量钙离子，产生并吸收大量钙离子，产生并吸收大量钙离子，产生DPA-CaDPA-CaDPA-CaDPA-Ca复合物，形成复合物，形成复合物，形成复合物，形成原皮层，此时
101、折光率提高芽孢外壁于此阶段开始出现，外膜原皮层，此时折光率提高芽孢外壁于此阶段开始出现，外膜原皮层，此时折光率提高芽孢外壁于此阶段开始出现，外膜原皮层，此时折光率提高芽孢外壁于此阶段开始出现，外膜消失。消失。消失。消失。 阶段阶段阶段阶段：芽孢外衣形成芽孢外衣形成芽孢外衣形成芽孢外衣形成 先合成半胱氨酸和疏水氨基酸先合成半胱氨酸和疏水氨基酸先合成半胱氨酸和疏水氨基酸先合成半胱氨酸和疏水氨基酸并沉积在膜外表，形成芽孢外衣；并沉积在膜外表，形成芽孢外衣；并沉积在膜外表，形成芽孢外衣；并沉积在膜外表，形成芽孢外衣； 阶段阶段阶段阶段：形成芽孢内衣形成芽孢内衣形成芽孢内衣形成芽孢内衣 芽孢内衣形成结束
102、，此时内外芽孢内衣形成结束，此时内外芽孢内衣形成结束，此时内外芽孢内衣形成结束，此时内外皮层也发育完毕，芽孢成熟并出现抗热性；皮层也发育完毕，芽孢成熟并出现抗热性；皮层也发育完毕，芽孢成熟并出现抗热性；皮层也发育完毕，芽孢成熟并出现抗热性； 阶段阶段阶段阶段：芽孢释放芽孢释放芽孢释放芽孢释放 此时菌体裂解，释放出芽孢。遇合此时菌体裂解，释放出芽孢。遇合此时菌体裂解，释放出芽孢。遇合此时菌体裂解，释放出芽孢。遇合适条件，芽孢萌发，形成营养细胞。适条件，芽孢萌发，形成营养细胞。适条件，芽孢萌发，形成营养细胞。适条件，芽孢萌发，形成营养细胞。阶段阶段阶段阶段特特特特 征征征征0 0营养细胞营养细胞营
103、养细胞营养细胞DNADNA变浓稠变浓稠变浓稠变浓稠细胞质膜内陷形成芽孢隔膜，将细胞分成大小不同的两个部分细胞质膜内陷形成芽孢隔膜，将细胞分成大小不同的两个部分细胞质膜内陷形成芽孢隔膜，将细胞分成大小不同的两个部分细胞质膜内陷形成芽孢隔膜，将细胞分成大小不同的两个部分前阶段形成的较大部分细胞膜继续沿着小的细胞部分延伸并逐步将它前阶段形成的较大部分细胞膜继续沿着小的细胞部分延伸并逐步将它前阶段形成的较大部分细胞膜继续沿着小的细胞部分延伸并逐步将它前阶段形成的较大部分细胞膜继续沿着小的细胞部分延伸并逐步将它包围，形成具有双层膜的前芽孢包围，形成具有双层膜的前芽孢包围，形成具有双层膜的前芽孢包围，形成
104、具有双层膜的前芽孢( (foresporeforespore) )初生皮层在前芽孢的双层膜之间形成，此时伴有毗啶二羧酸初生皮层在前芽孢的双层膜之间形成，此时伴有毗啶二羧酸初生皮层在前芽孢的双层膜之间形成，此时伴有毗啶二羧酸初生皮层在前芽孢的双层膜之间形成，此时伴有毗啶二羧酸(DPA)(DPA)的的的的合成与钙离子吸收。皮层主要由肽聚糖组成。同时，在初生皮层形成合成与钙离子吸收。皮层主要由肽聚糖组成。同时，在初生皮层形成合成与钙离子吸收。皮层主要由肽聚糖组成。同时，在初生皮层形成合成与钙离子吸收。皮层主要由肽聚糖组成。同时，在初生皮层形成过程中开始合成外壁。过程中开始合成外壁。过程中开始合成外壁
105、。过程中开始合成外壁。外膜形成外膜形成外膜形成外膜形成皮层形成，芽孢继续发育形成具有对热和化学药物等特殊抗性的芽皮层形成，芽孢继续发育形成具有对热和化学药物等特殊抗性的芽皮层形成，芽孢继续发育形成具有对热和化学药物等特殊抗性的芽皮层形成，芽孢继续发育形成具有对热和化学药物等特殊抗性的芽孢，芽孢成熟孢，芽孢成熟孢，芽孢成熟孢，芽孢成熟营养细胞自溶，芽孢游离而出营养细胞自溶，芽孢游离而出营养细胞自溶，芽孢游离而出营养细胞自溶，芽孢游离而出细菌芽孢形成的阶段细菌芽孢形成的阶段 F 芽孢形成过程芽孢形成过程 5 5）生理特性）生理特性 1 1）在）在）在）在光学显微镜光学显微镜光学显微镜光学显微镜下用
106、特殊的下用特殊的下用特殊的下用特殊的芽孢染色芽孢染色芽孢染色芽孢染色( (如孔雀绿染色如孔雀绿染色如孔雀绿染色如孔雀绿染色) )或或或或通过相差显微镜能够观察到芽孢。通过相差显微镜能够观察到芽孢。通过相差显微镜能够观察到芽孢。通过相差显微镜能够观察到芽孢。 2 2）芽孢杆菌属和梭菌属等产生一种）芽孢杆菌属和梭菌属等产生一种）芽孢杆菌属和梭菌属等产生一种）芽孢杆菌属和梭菌属等产生一种特化的结构特化的结构特化的结构特化的结构，它，它，它，它无繁无繁无繁无繁殖殖殖殖功能，为功能，为功能，为功能，为抗逆性休眠体抗逆性休眠体抗逆性休眠体抗逆性休眠体。由于它在条件适宜的情况下萌发只。由于它在条件适宜的情况
107、下萌发只。由于它在条件适宜的情况下萌发只。由于它在条件适宜的情况下萌发只形成一个营养细胞，只是通过芽孢形态渡过不宜的生境。形成一个营养细胞，只是通过芽孢形态渡过不宜的生境。形成一个营养细胞，只是通过芽孢形态渡过不宜的生境。形成一个营养细胞，只是通过芽孢形态渡过不宜的生境。 3 3）由于芽孢有）由于芽孢有）由于芽孢有）由于芽孢有许多层许多层许多层许多层包围细菌遗传物质的结构，使得芽包围细菌遗传物质的结构，使得芽包围细菌遗传物质的结构，使得芽包围细菌遗传物质的结构，使得芽孢具有惊人的、对多种类型环境应力的孢具有惊人的、对多种类型环境应力的孢具有惊人的、对多种类型环境应力的孢具有惊人的、对多种类型环
108、境应力的抗性抗性抗性抗性，例如热、紫外线，例如热、紫外线，例如热、紫外线，例如热、紫外线辐射、化学消毒剂和干燥。辐射、化学消毒剂和干燥。辐射、化学消毒剂和干燥。辐射、化学消毒剂和干燥。 掌握芽孢生理特性的实践意义：掌握芽孢生理特性的实践意义：掌握芽孢生理特性的实践意义：掌握芽孢生理特性的实践意义： 1 1、细菌分类鉴定中的一项重要形态特征；、细菌分类鉴定中的一项重要形态特征；、细菌分类鉴定中的一项重要形态特征；、细菌分类鉴定中的一项重要形态特征； 、制订灭菌标准的依据；一般要求温热灭菌为、制订灭菌标准的依据；一般要求温热灭菌为、制订灭菌标准的依据；一般要求温热灭菌为、制订灭菌标准的依据；一般要
109、求温热灭菌为121121度，度，度，度，2020分钟，而分钟，而分钟，而分钟，而100100度的温度下难使芽孢死亡。度的温度下难使芽孢死亡。度的温度下难使芽孢死亡。度的温度下难使芽孢死亡。 、许多产芽孢细菌是强致病菌；但芽孢本身不具有致病、许多产芽孢细菌是强致病菌；但芽孢本身不具有致病、许多产芽孢细菌是强致病菌；但芽孢本身不具有致病、许多产芽孢细菌是强致病菌；但芽孢本身不具有致病性，只当其萌发为营养细胞后才具有致病作用。性，只当其萌发为营养细胞后才具有致病作用。性，只当其萌发为营养细胞后才具有致病作用。性，只当其萌发为营养细胞后才具有致病作用。 4 4、芽孢细菌可产生抗菌素。细菌中产生抗菌素种
110、类最多的、芽孢细菌可产生抗菌素。细菌中产生抗菌素种类最多的、芽孢细菌可产生抗菌素。细菌中产生抗菌素种类最多的、芽孢细菌可产生抗菌素。细菌中产生抗菌素种类最多的是芽孢杆菌属，其它较少，对开发细菌性抗生素具有指导作用。是芽孢杆菌属，其它较少，对开发细菌性抗生素具有指导作用。是芽孢杆菌属，其它较少，对开发细菌性抗生素具有指导作用。是芽孢杆菌属，其它较少，对开发细菌性抗生素具有指导作用。Several Several BacillusBacillus species, most notably species, most notably B.popilliaeB.popilliae and and B
111、. B. thuringiensisthuringiensis, produce , produce intracellular crystals of toxic intracellular crystals of toxic glycoproteinsglycoproteins when they when they sporulatesporulate. .Parasporal Crystal(Spore-companioned crystal) (Spore-companioned crystal) Toxic crystals6 6、伴孢晶体、伴孢晶体、伴孢晶体、伴孢晶体 苏云金杆菌
112、在苏云金杆菌在苏云金杆菌在苏云金杆菌在其芽孢旁边或形成菱形的碱溶其芽孢旁边或形成菱形的碱溶其芽孢旁边或形成菱形的碱溶其芽孢旁边或形成菱形的碱溶性的蛋白晶体性的蛋白晶体性的蛋白晶体性的蛋白晶体 伴孢晶体。伴孢晶体。伴孢晶体。伴孢晶体。 伴孢晶体进入昆虫体内后，伴孢晶体进入昆虫体内后，伴孢晶体进入昆虫体内后，伴孢晶体进入昆虫体内后，先由昆虫肠液溶解成晶体蛋白先由昆虫肠液溶解成晶体蛋白先由昆虫肠液溶解成晶体蛋白先由昆虫肠液溶解成晶体蛋白片段，然后在肠液蛋白酶的作片段，然后在肠液蛋白酶的作片段，然后在肠液蛋白酶的作片段，然后在肠液蛋白酶的作用下激活毒素核心片段而杀死用下激活毒素核心片段而杀死用下激活毒素核心片段而杀死用下激活毒素核心片段而杀死昆虫。昆虫。昆虫。昆虫。END
