原核微生物形态结构

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1、第二章：原核微生物形态结构Cncnc-micro细菌（bacteria）放线菌(actinomycetes）蓝细菌(cyanobacteria)其他几种原核微生物(others)1. 细菌的形态和染色2. 观察细菌的方法3. 细菌细胞的大小4. 细菌的细胞构造5. 细菌的繁殖方式6. 细菌的群体形态Cncnc-micro第一节 细菌（Bacteria）一、细菌的形态构造及其功能一、细菌的形态构造及其功能1. 1. 细菌细胞的形态细菌细胞的形态Cncnc-microa)球菌(Coccus)b)杆菌(Bacillus)c)螺旋菌(Spirlla)d)其他形状的细菌（一）细菌细胞的形态与染色（一）细

2、菌细胞的形态与染色a.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.单球菌和双球菌（显微镜下示意图）单球菌单球菌(single coccus)(single coccus). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .上：显微镜效下：电镜照片 四联球菌四联球菌(Micrococcus lactis)(Micrococcus lactis)八叠球菌八叠球菌(Sarcina ureae)(Sarcina ureae)八叠球菌（显微镜下示意图）链球菌链球菌链球菌（显

3、微镜下示意图）链球菌（电镜照片）显微镜下的杆菌b.b.杆菌杆菌(bacillus)(bacillus) c.c.螺旋菌（螺旋菌（Spirlla)Spirlla) 弧菌 (vibrio) 螺菌(spirllum） 螺旋体(spirochaeta)显微镜下的螺旋菌显微镜下的螺旋菌 d. d.幽门螺旋菌幽门螺旋菌左：显微数码摄像右：结构示意图2.2.观察细菌的方法观察细菌的方法(1) 观察工具观察工具(2) 观察方法观察方法(1)(1)观察工具（观察工具（toolstools）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M9gfpM9gfpM22gfpM22gfp绿色和红色荧光菌(2)(

4、2)观察方法观察方法活体观察活体观察染色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3.3.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4.4.细菌细胞的结构细菌细胞的结构 （二） 细菌细胞的结构细胞壁细胞壁细胞膜细胞膜细胞质和内含物细胞质和内含物核区核区Cncnc-micro 1. 1. 细菌细胞的基本结构

5、细菌细胞的基本结构细胞壁（细胞壁（cell wall)cell wall)Cncnc-microa.细胞壁的化学组成b.细胞壁的结构c.细胞壁与革兰氏染色d.细胞壁的功能e.无壁细胞与原生质体 a.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 细菌细菌肽聚糖N N乙酰葡萄糖胺乙酰葡萄糖胺N N乙酰胞壁酸乙酰胞壁酸短肽短肽脂多糖Cncnc-micro磷壁酸peptide chains vary among speciesM: N乙酰胞壁酸乙酰胞壁酸G: N乙酰葡萄糖胺乙酰葡萄糖胺-1,4糖苷键糖苷键肽聚糖肽聚糖磷壁酸磷壁酸 磷壁酸是结合在磷壁酸是结合在G+细菌细胞壁上的一种

6、酸细菌细胞壁上的一种酸性多糖，主要成分为甘油磷壁酸或核糖醇磷壁性多糖，主要成分为甘油磷壁酸或核糖醇磷壁酸。酸。1. 浓缩细胞周围的浓缩细胞周围的Mg2+离子，提高细胞膜上一些离子，提高细胞膜上一些酶的活力；酶的活力；2. 贮藏元素；贮藏元素；3. 调节细胞内自溶素的活力，防治细胞因自溶调节细胞内自溶素的活力，防治细胞因自溶死亡；死亡；4. 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；5. 赋予赋予G+细菌特异的表面抗原，可用于细菌细菌特异的表面抗原，可用于细菌鉴定；鉴定；6. 增强某些致病菌对宿主细胞的粘连避免被白增强某些致病菌对宿主细胞的粘连避免被白细胞吞噬，有抗补体的作用。细胞

7、吞噬，有抗补体的作用。磷壁酸的功能磷壁酸的功能假肽聚糖假肽聚糖 (Pseudopeptidoglycan)古生菌古生菌 (Archaeal)N乙酰葡糖胺乙酰葡糖胺N乙酰塔罗糖胺糖醛酸乙酰塔罗糖胺糖醛酸脂多糖脂多糖 Lipopolysaccharide (LPS) O-特异侧链 核心多糖 类脂A 脂多糖功能：脂多糖功能：具有控制细胞的透性、提高具有控制细胞的透性、提高Mg2+Mg2+浓浓度、决定细胞壁抗原多样性等作用度、决定细胞壁抗原多样性等作用Peptidoglycan is found only in bacteriaKeeps cells from lysing, due to turgo

8、r pressure23nm810nm2080nmb.b.细胞壁的结构细胞壁的结构G+ G-Gram Positive Cell Wall磷壁酸肽聚糖细胞膜Gram Negative Outer MembranePorins - proteins that allow small molecules to cross membrane - specific and non-specific周质空间c.c.细胞壁与革兰氏染色细胞壁与革兰氏染色甲菌乙菌媒染媒染碘液碘液脱色脱色乙醇乙醇复染复染沙黄紫色（紫色（G G）红色红色(G(G- -) )初染初染结晶紫结晶紫d.d.细胞壁的功能细胞壁的功能1.

9、固定细胞外形固定细胞外形2.协助鞭毛运动协助鞭毛运动3.保护细胞免受外力的损伤保护细胞免受外力的损伤4.为正常细胞分裂所必需为正常细胞分裂所必需5.阻拦有害物质进入细胞阻拦有害物质进入细胞6.与细菌的抗原性、致病性和对噬菌体的与细菌的抗原性、致病性和对噬菌体的敏感性密切相关敏感性密切相关原生质体（左侧为大肠杆菌的原生质体，右侧为杆状的大肠菌）e.无壁细胞细胞与原生质体无壁细胞细胞与原生质体缺壁缺壁细菌细菌 实验室中形成实验室中形成自然界长期进化中形成：支原体自然界长期进化中形成：支原体自发缺壁突变：自发缺壁突变：L型细菌型细菌人工方法去壁人工方法去壁彻底除尽：原生质体彻底除尽：原生质体部分去除

10、：球状体部分去除：球状体细胞壁以内的构造细胞壁以内的构造原生质体原生质体1.1.细胞膜细胞膜（cell membranecell membrane）2.2.细胞质和内含物细胞质和内含物(cytoplasm andinclusion (cytoplasm andinclusion body)body) 3.3.核区核区(nuclear region or area)(nuclear region or area)4.4.特殊的休眠构造特殊的休眠构造芽孢芽孢(endospore,spore)(endospore,spore)细胞膜定义细胞膜定义 细胞膜是一层紧贴在细胞壁内侧，包围着细胞细胞膜是一层

11、紧贴在细胞壁内侧，包围着细胞质的柔软、脆弱、富有弹性的半透性膜，由磷脂质的柔软、脆弱、富有弹性的半透性膜，由磷脂（202030%30%）和蛋白质（）和蛋白质（505070%70%）组成，厚约）组成，厚约7 78nm8nm。 细胞膜（细胞膜（cell membrane)cell membrane)abcdefa:a:内嵌蛋白内嵌蛋白; b; b、c:c:内嵌蛋白或整合蛋白内嵌蛋白或整合蛋白d:d:外周蛋白外周蛋白; e:; e:多酶复合体多酶复合体; f:; f:脂双分子层脂双分子层fabcde细胞膜结构细胞膜结构细菌染色体DNA的复制模式Structure of Cytoplasmic Mem

12、brane细胞膜的功能细胞膜的功能1. 能选择性地控制细胞内外的营养物质和代谢产物能选择性地控制细胞内外的营养物质和代谢产物 的运送的运送2. 是维持细胞内正常渗透压的屏障；是维持细胞内正常渗透压的屏障；3. 合成细胞壁各种组分和荚膜等大分子的场所；合成细胞壁各种组分和荚膜等大分子的场所；4. 进行氧化磷酸化或光合磷酸化的产能基地；进行氧化磷酸化或光合磷酸化的产能基地；5. 许多酶和电子传递链组分的所在部位；许多酶和电子传递链组分的所在部位；6. 鞭毛着生点和提供其运动所需的能量等。鞭毛着生点和提供其运动所需的能量等。间体（间体（Mesosome)Mesosome)的功能的功能相当于真核细胞的

13、线粒体相当于真核细胞的内质网与细胞壁合成有关可能与核分裂有关 有学者认为间体是一种赝象细胞质定义细胞质定义 细胞质是指被细胞膜包围的除核区以外的一切半细胞质是指被细胞膜包围的除核区以外的一切半透明、胶状体、颗粒状物质的总称。透明、胶状体、颗粒状物质的总称。 细胞质细胞质(cytoplasm )(cytoplasm )和内和内含物含物( inclusion body)( inclusion body) 细胞内含物定义细胞内含物定义 是细胞质内一些是细胞质内一些 形状较大的颗粒状构造。形状较大的颗粒状构造。细胞内含物包括：细胞内含物包括：贮藏物(reserve granule磁小体(megneto

14、some)羧酶体(carboxysome)气泡(gas vocuoles)核糖体(ribosome)质粒(circular covalently closed DNA)糖原：糖原：大肠杆菌、克雷伯氏菌、大肠杆菌、克雷伯氏菌、 蓝细菌芽孢杆菌等蓝细菌芽孢杆菌等聚聚 羟丁酸：羟丁酸： 固氮菌、产碱菌、肠杆菌固氮菌、产碱菌、肠杆菌氮源类氮源类藻青素：藻青素：蓝细菌蓝细菌藻青蛋白：藻青蛋白：蓝细菌蓝细菌磷源（异染粒）：磷源（异染粒）：迂回螺菌、白喉棒杆菌和分枝杆菌含有迂回螺菌、白喉棒杆菌和分枝杆菌含有硫源：硫源：紫硫细菌、丝硫细菌、贝日阿托氏菌等紫硫细菌、丝硫细菌、贝日阿托氏菌等碳碳源源及及能能源源类

15、类贮藏物贮藏物(reserve granule)(reserve granule)磁小体磁小体(megnetosome)(megnetosome)19751975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主要成分是主要成分是FeFe3 3O O4 4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, ,是单是单磁畴晶体磁畴晶体, ,无毒无毒, ,大小大小20-100nm,20-100nm,每个细胞有每个细胞有2-202-20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实用前景：生产磁性定向药物

16、或抗体，以及制造生物实用前景：生产磁性定向药物或抗体，以及制造生物传感器传感器羧酶体（羧酶体（carboxysomecarboxysome）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10nm10nm（与噬菌体相仿）（与噬菌体相仿）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在自养细菌的在自养细菌的COCO2 2固定中起关键作用固定中起关键作用气泡（气泡（gas vocuolesgas vocuoles）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大小为0.21.0um75

17、nm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2nm厚的蛋白膜包裹厚的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、O2，和营养物质，和营养物质核糖体（Ribosome)核糖体核糖体亚基连在核糖体（Ribosome)、质粒染色体质粒(circular covalently closed DNA )质粒功能R R因子：与抗药性有关因子：与抗药性有关F F因子：与有性接合有关因子：与有性接合有关其他质粒：与抗生素，色素合成有关其他质粒：与抗生素，色素合成有关基因

18、工程中作为目的基因载体基因工程中作为目的基因载体 核区核区（nuclear region or area）又称核质体、原核、拟核、核基因组又称核质体、原核、拟核、核基因组(genome(genome）是一个大型环状是一个大型环状DNADNA分子。长度为分子。长度为每个细胞所含的核区数一般每个细胞所含的核区数一般1 14 4个个细菌除在染色体复制时间内呈双倍体外细菌除在染色体复制时间内呈双倍体外, ,一般均一般均为单倍体为单倍体2. 细菌细胞的特殊构造芽孢和伴孢晶体芽孢和伴孢晶体糖被糖被鞭毛鞭毛菌毛和性毛菌毛和性毛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某些细菌在其

19、生长发育后期 ， 在细胞内形成一在细胞内形成一个圆形或椭圆形、厚壁、含水量极低、抗逆性极强个圆形或椭圆形、厚壁、含水量极低、抗逆性极强的休眠体的休眠体 由于一个营养细胞内仅生成一个芽孢，无繁殖由于一个营养细胞内仅生成一个芽孢，无繁殖功能功能 芽孢在普通条件下可保持几年至几十年的生活力芽孢在普通条件下可保持几年至几十年的生活力 芽孢是生物界中抗性最强的生命体。芽孢是生物界中抗性最强的生命体。 芽孢芽孢(endospore/spore)(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

20、芽孢细菌的种类菌体 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质膜内陷前芽孢双前芽孢双层膜形成层膜形成合成合成DPADPA皮层皮层合成合成芽孢芽孢裂解裂解DNADNA浓缩浓缩形成束状形成束状孢衣孢衣合成合成SporulationInitiated when nutrients limiting Stages determined by mutational analysis200 genes involvedSASP = small acid-soluble spore proteinsCortex is composed of pepti

21、doglycanExosporium is a thin protein covering8 h for entire process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研究芽孢的意义研究芽孢的意义细菌分类、鉴定中的重要形态学指标细菌分类、鉴定中的重要形态学指标指导菌种保藏指导菌种保藏制定

22、灭菌参数制定灭菌参数苏云金芽孢杆菌和伴孢晶体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其他休眠构造细菌的休眠构造除上述芽孢外，还有孢囊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。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。孢囊也是在逆境中产生的休眠体。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。和芽孢一样没有繁殖功能。Cncnc-micro 项目项目 芽孢芽孢 孢囊孢囊形成方式形成方式外壁层次外壁层次外壁成分外

23、壁成分抗抗 性性贮贮 藏藏 物物代代 表表 菌菌细胞内浓缩并外包细胞内浓缩并外包多多（4 41010余余层层）蛋蛋白白质质、肽肽聚聚糖糖（近（近G G菌）菌）抗抗热热、辐辐射射及及药药物物等等无特殊贮藏物无特殊贮藏物芽芽孢孢杆杆菌菌属属、梭梭菌菌属属细胞壁外层加厚细胞壁外层加厚少（少（3 3层左右）层左右）磷磷脂脂、脂脂多多糖糖（近（近G G菌）菌）抗抗干干旱旱为为主主，不不抗热抗热聚聚 羟羟 丁丁 酸酸（PHBPHB）固氮菌属固氮菌属芽孢与孢囊的比较芽孢与孢囊的比较细胞壁以外的构造糖被糖被（glycocalyx）鞭毛鞭毛 (flage，复，复flaglla)菌毛菌毛（fimbria，复，复f

24、imbriae ）性毛性毛（pili，单数，单数pilus）鞭毛菌毛性毛糖被 糖被糖被(glycocalyx)(glycocalyx)某些细菌细胞壁外的一层粘液性胶状某些细菌细胞壁外的一层粘液性胶状物质。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，将荚荚膜分为四类：膜分为四类： ( (大）荚膜大）荚膜：粘液状物质具有一定外形，相对稳定地附粘液状物质具有一定外形，相对稳定地附着在细胞壁外，厚度着在细胞壁外，厚度：m m。v微荚膜（微荚膜（microcopsule)microcopsule)：粘液状物质较薄，厚度：粘液状物质较薄，厚度：m m，与细胞表面牢固结合。，与细胞表面牢

25、固结合。v粘液层粘液层(slime layer)(slime layer)：粘液物质没有明显的边缘，粘液物质没有明显的边缘，比荚膜松散比荚膜松散, ,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。v菌胶团菌胶团(zoogloea):(zoogloea):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。荚膜成分荚膜成分多糖多糖纯多糖纯多糖杂多糖杂多糖多肽多肽蛋白质：蛋白质：鼠疫耶尔森氏菌鼠疫耶尔森氏菌葡聚糖：葡聚糖：肠膜状明串珠菌肠膜状明串珠菌纤维素：纤维素：木醋杆菌木醋杆菌果聚糖：果聚糖：变异链球菌变异链球菌多肽和多糖：多肽和多糖：巨大芽孢杆菌巨大芽孢杆菌海藻酸：海藻酸

26、：棕色固氮菌棕色固氮菌透明质酸：透明质酸：若干链球菌若干链球菌聚聚-D-谷氨酸：谷氨酸：炭疽杆菌炭疽杆菌聚谷氨酰胺：聚谷氨酰胺：若干黄单胞菌若干黄单胞菌荚膜的观察：荚膜的观察：荧光显微镜荧光显微镜 负染色负染色 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 BacteriumCapsule compositionStructural subunitsGram-positive BacteriaBacillus anthracispolypeptide (polyglutamic acid)D-glutamic acidBacillus megateriumpolypeptide and

27、 polysaccharideD-glutamic acid, amino sugars, sugarsStreptococcus mutanspolysaccharide(dextran) glucoseStreptococcus pneumoniaepolysaccharidessugars, amino sugars, uronic acidsStreptococcus pyogenespolysaccharide (hyaluronic acid)N-acetyl-glucosamine and glucuronic acidGram-negative BacteriaAcetobac

28、ter xylinumpolysaccharide(cellulose) glucoseEscherichia colipolysaccharide (colonic acid)glucose, galactose, fucose glucuronic acidPseudomonas aeruginosapolysaccharidemannuronic acidAzotobacter vinelandiipolysaccharideglucuronic acidAgrobacterium tumefacienspolysaccharide(glucan) glucoseChemical com

29、position 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）的侵、能保护菌体免受噬菌体和其他物质（溶菌酶和补体）的侵害；害；5、是某些病原菌必须的粘附因子；、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

30、关系荚膜与生产实践的关系应应用用：荚荚膜膜也也可可以以成成为为有有价价值值的的材材料料。如如：Leucomostoc Leucomostoc mesenteroides mesenteroides 的的葡葡聚聚糖糖荚荚膜膜已已用用于于生生产产代代血血浆浆的的主主要要成分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； 从从野野菜菜黄黄单单胞胞菌菌（Xanthomonas Xanthomonas campestriscampestris）荚荚膜膜提提取取黄黄原原胶胶，它它是是优优良良的的食食品品添添加加剂剂，又又是是石石油油开开采采中中优优良良的压浆剂；的压浆剂； 用产菌胶团的菌进行污水

31、处理等；用产菌胶团的菌进行污水处理等； 通过荚膜的血清学反应进行细菌鉴定（荚膜膨胀试验）。通过荚膜的血清学反应进行细菌鉴定（荚膜膨胀试验）。危害：危害：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。荚膜与菌落形态荚膜与菌落形态光滑（光滑（Smooth,S-)型菌落型菌落产荚膜的细菌在固体培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，称养基上形成的菌落表面湿润、有光泽、呈粘液状，称S-型菌落。型菌落。粗糙（粗糙（Rough,R-)型菌落型菌落不产荚膜的细菌形成的菌不产荚膜的细菌形成的菌落表面干燥、粗糙、称落表面干燥、粗糙、称R-型菌落。型

32、菌落。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“种种”的特征。但不是细菌的必要结构，失去荚膜的特征。但不是细菌的必要结构，失去荚膜的菌株照样能够生活。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）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）。条件的影响（与环境密切相关）。 如肠膜明串珠菌如肠膜明串珠菌(Leuconosto mesenterondes)(Leuconosto mesenterondes)以以蔗糖为碳源时合成葡聚糖成分的荚膜蔗糖为碳源时合成葡聚糖成分的荚膜 。

33、鞭毛鞭毛（Flagellum)Flagellum)1. 概念：概念：生长在某些细菌体生长在某些细菌体表的长丝状蛋白质附属物，表的长丝状蛋白质附属物，称为鞭毛，其数目为一至数称为鞭毛，其数目为一至数条，具有运动功能。鞭毛一条，具有运动功能。鞭毛一般长度为般长度为151520um20um直径为直径为2. 2. 细菌鞭毛有无的判断方法细菌鞭毛有无的判断方法 电镜观察 鞭毛染色，光学显微镜观察 在暗视野中，通过对细菌的悬滴标本或水浸片的观察，视其中的细菌是否做有规律的运动，来判断是否具有鞭毛； 通过琼脂平板培养基上的菌落形态或在半固体直立柱穿刺线上群体扩散的情况，也可推测某菌是否长有鞭毛。 鞭毛的着生

34、方式鞭毛的着生方式细菌鞭毛的类型两端单生单端从生单端单生周生两端丛生鞭毛的类型鞭毛的类型鞭毛染色观察照片：蜡样芽孢杆菌（周生鞭毛）；假单胞菌（偏端单生鞭毛）鞭毛染色观察照片：蜡样芽孢杆菌（周生鞭毛）；假单胞菌（偏端单生鞭毛）透射电镜照片鞭毛的化学组成鞭毛的化学组成 鞭毛蛋白：鞭毛蛋白：3 3万万6 6万万DoltonDolton，不同种由不，不同种由不同球蛋白分子亚基构成，有些含多糖、类脂同球蛋白分子亚基构成，有些含多糖、类脂等，为极好抗原。等，为极好抗原。 鞭毛的结构鞭毛的结构由鞭毛丝、鞭毛钩、基体三部分组成：由鞭毛丝、鞭毛钩、基体三部分组成：鞭毛丝：鞭毛丝：中空螺旋状、丝状结构，中空螺旋状

35、、丝状结构，球蛋白亚基螺旋排列。球蛋白亚基螺旋排列。鞭毛钩：鞭毛钩：又称钩形鞘，是连接鞭又称钩形鞘，是连接鞭毛丝和基体的一个弯曲筒状部分，毛丝和基体的一个弯曲筒状部分，蛋白质亚基组成。蛋白质亚基组成。在在G-G-菌和菌和G+G+菌中基体部分结构有差异：菌中基体部分结构有差异：G G菌：菌：L L环、环、P P环、环、S S环、环、M M环环 G G+ +菌：菌：S S环，环，M M环环基体：基体：由若干个盘状物即环组由若干个盘状物即环组成。成。The Flagellum1000 H+ / rotation 40 genes involvedFlagella Structure鞭毛丝结构图解鞭毛

36、丝结构图解：鞭毛蛋白亚基：鞭毛蛋白亚基鞭毛丝由直径鞭毛丝由直径 4.5nm 4.5nm 的鞭毛的鞭毛蛋白亚基沿央孔道（直径为蛋白亚基沿央孔道（直径为20nm20nm）螺旋状缭绕而成。螺旋状缭绕而成。每周为每周为8-108-10个亚基个亚基鞭毛蛋白亚基是一种球状蛋白鞭毛蛋白亚基是一种球状蛋白分子量分子量3-63-6万万 鞭毛运动与细菌的趋避性运动鞭毛运动与细菌的趋避性运动趋避性运动趋避性运动化学趋避性运动化学趋避性运动氧趋避性运动氧趋避性运动光趋避性运动光趋避性运动Steps in Biosynthesis of Flagella某些菌体表面存在的短而多的附属物。某些菌体表面存在的短而多的附属物

37、。纤毛比鞭毛更短、更细，且又直又硬。数量很纤毛比鞭毛更短、更细，且又直又硬。数量很多，不具有运动功能，但与菌的致病性吸附多，不具有运动功能，但与菌的致病性吸附等有关等有关纤毛纤毛(pilus)(pilus)与菌毛与菌毛(fimbria(fimbria）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n定义：一种长在细菌体表的纤细、中空、短直、数量较多的蛋白质类附属物，直径为310nm 。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成绳状1-数百根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数球菌菌毛

38、蛋白由菌毛蛋白亚基卷成中1-数百根空螺旋附着，接合细胞质许多G杆菌和球菌 细菌的鞭毛和菌毛的比较 性毛（性毛（pili,pili,单数单数piluspilus）构造和成分与菌毛相同，构造和成分与菌毛相同，但比菌毛长。但比菌毛长。数量仅一至少数几根。数量仅一至少数几根。性毛一般见于革兰氏阴性细菌的雄性菌珠中。性毛一般见于革兰氏阴性细菌的雄性菌珠中。其功能是向雌性菌珠（受体菌）传递遗传物质。其功能是向雌性菌珠（受体菌）传递遗传物质。鞭毛DNA结合位点 （三）细菌的繁殖（三）细菌的繁殖细菌细胞壁合成模式：细菌细胞壁合成模式：(a) G+球菌和某些G-杆菌(b) 杆状细菌蓝绿色为新生长区蓝绿色为新生长

39、区缓慢生长的细菌，在分裂前，染色体被复制了一次缓慢生长的细菌，在分裂前，染色体被复制了一次O是复制起始点，是复制起始点，T是复制终止区是复制终止区迅速生长中的细菌的迅速生长中的细菌的DNA复制更复杂，在原来的复制更复杂，在原来的细胞分裂前新的一轮细胞分裂前新的一轮DNA复制即开始了复制即开始了（四）细菌的群体形态细菌的菌落特征细菌的菌落特征细菌的其它培养特征细菌的其它培养特征细菌的菌落特征固体培养基表面细菌菌落（照片）细菌菌落特征正面图细菌在琼脂培养基中穿刺培养的生长特征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细菌在肉汤培养基中的表面生长特征絮状絮状环状环状浮膜状浮膜状

40、膜状膜状第二节 放线菌(actinomyces)什么是放线菌放线菌的形态构造放线菌的繁殖放线菌的菌落特征放线菌的生理放线菌与人类生活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, ,其鞭毛类型与细菌其鞭毛类型与细菌相同，菌丝直径与细菌相仿相同，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

41、，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，放线菌也对溶菌酶敏感；凡细菌所敏感的抗生素，放线菌也同样敏感同样敏感放线菌的分布与生活方式放线菌的分布与生活方式放线菌一般分布在含量较低；有机物丰富和呈放线菌一般分布在含量较低；有机物丰富和呈微生物碱性的土壤中。微生物碱性的土壤中。10107 7个个g g左右左右能看到：北方春季深层黑土地的白丝能看到：北方春季深层黑土地的白丝能闻到：泥土特有的能闻到：泥土特有的“泥腥味泥腥味”放线菌的形态结构（模式图）放线菌的形态结构（模式图）基内菌丝（基内菌丝（Substrate mycelium)Subs

42、trate mycelium) 又称营养菌丝，功能是吸收营养，直径又称营养菌丝，功能是吸收营养，直径 长度长度100100600um600um，色素可有可无。，色素可有可无。基内菌丝气生菌丝（气生菌丝（Aerial mycelium)Aerial mycelium)： 基内菌丝长到一定时期，长出培养基外，伸向空基内菌丝长到一定时期，长出培养基外，伸向空间的菌丝，直径间的菌丝，直径1 11.4um, 1.4um, 长短不一，形状不一，长短不一，形状不一，颜色较深。颜色较深。Cncnc-micro 气生菌丝 孢子丝孢子丝(Reproductive mycelium)(Reproductive my

43、celium)： 当气生菌丝生长发育到一定阶段，气生菌丝当气生菌丝生长发育到一定阶段，气生菌丝上分化出的可形成孢子的菌丝。上分化出的可形成孢子的菌丝。 孢子的形状及在气生菌丝上排列的方式随种孢子的形状及在气生菌丝上排列的方式随种而异。而异。Cncnc-micro放线菌孢子丝类型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。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，有时可将整接

44、种针难以挑取，有时可挑碎，有时可将整个菌落挑起。个菌落挑起。Cncnc-micro老龄菌：幼龄菌菌落与细菌难以区分。老龄菌：幼龄菌菌落与细菌难以区分。菌落周围具放射状菌丝。菌落周围具放射状菌丝。由于菌丝和孢子常具不同色素，使菌落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。正面，背面呈不同色泽。Cncnc-micro放线菌的繁殖方式分生孢子孢子囊孢子菌丝断裂菌丝断裂其他方式其他方式放线菌的生活史：孢子萌发基内菌丝气生菌丝菌丝孢子丝5 孢子丝分化形成的孢子放线菌的繁殖（2）沿横隔断裂形成孢子（3）成熟孢子（1）孢子丝中形成横隔横隔断裂形成孢子的过程横隔断裂形成孢子的过程分生孢子繁殖放线

45、菌生理放线菌生理绝大多数为异养型，能利用不同的碳水化合物。绝大多数为异养型，能利用不同的碳水化合物。氮源以氮源以Pr,Pr,蛋白胨，以及某些氨基酸最合适，蛋白胨，以及某些氨基酸最合适，硝酸盐、铵盐和尿素次之硝酸盐、铵盐和尿素次之. .一般都需要金属离子。一般都需要金属离子。大多放线菌是好气性的。大多放线菌是好气性的。最适温度最适温度2323370C370C放线菌与人类放线菌与人类绝大多数抗生素由放线菌产生绝大多数抗生素由放线菌产生用来生产纤维素、酶、维生素用来生产纤维素、酶、维生素具固氮作用，用于生产生物菌肥具固氮作用，用于生产生物菌肥少数寄生型放线菌可引起动植物病害少数寄生型放线菌可引起动植

46、物病害有的放线菌能破坏棉毛织品和纸张有的放线菌能破坏棉毛织品和纸张链杆状丝状聚合体球状（正在分裂）第三节 蓝细菌的形态蓝细菌生理蓝细菌生理是光能自养型生物：只需空气、阳光、水分、少量无是光能自养型生物：只需空气、阳光、水分、少量无机盐机盐没有有性生殖，以裂殖为之，也可芽生殖，极少数没有有性生殖，以裂殖为之，也可芽生殖，极少数有孢子有孢子已知蓝细菌有已知蓝细菌有2020多种具固氮作用。多种具固氮作用。第四节 其他几种原核微生物立克次氏体支原体衣原体1 1、立克次氏体（、立克次氏体（RickettsiaRickettsia）是落基山斑疹伤寒的病源体是落基山斑疹伤寒的病源体立克次氏体是一类专性寄生于

47、真核细胞内的革立克次氏体是一类专性寄生于真核细胞内的革兰氏阴性原核生物，有着以下几方面的特点：兰氏阴性原核生物，有着以下几方面的特点：(1). 细胞较大，光镜下清晰可见；细胞较大，光镜下清晰可见；(2). 细胞形状多变，有球状、杆状、双球状、丝状等；细胞形状多变，有球状、杆状、双球状、丝状等；(3). 具细胞壁，具细胞壁，G；(4). 除除少少数数外外，均均在在真真核核细细胞胞内内营营细细胞胞内内专专性性寄寄生生，宿宿主主为为节节 肢动物和脊椎动物；肢动物和脊椎动物；(5). 以二等分裂方式繁殖；以二等分裂方式繁殖；(6). 对四环素和青霉素等抗生素敏感；对四环素和青霉素等抗生素敏感； (7)

48、. 产产能能代代谢谢途途径径不不完完整整，只只能能利利用用谷谷氨氨酸酸和和谷谷氨氨酰酰胺胺产产能能，不能利用葡萄糖或有机酸；不能利用葡萄糖或有机酸；(8). 可培养在鸡胚、敏感动物或细胞株的组织培养物上；可培养在鸡胚、敏感动物或细胞株的组织培养物上； (9). 对热敏感，对热敏感，56，30分致死；分致死；(10). 基因组很小。基因组很小。2 2、支原体（、支原体（MycoplasmaMycoplasma） 支原体是一类无细胞壁、介于支原体是一类无细胞壁、介于独立生活和细胞内寄生生活间的独立生活和细胞内寄生生活间的最小型原核生物。表现出以下几最小型原核生物。表现出以下几方面的特点：方面的特点

49、：(1).(1).细细胞胞很很小小，支支原原体体的的直直径径一一般般约约为为150150300nm300nm，光光镜镜下下勉勉强可见；强可见；(2).(2).缺缺乏乏细细胞胞壁壁，革革兰兰氏氏染染色色阴阴性性，多多形形，对对渗渗透透压压较较敏敏感感，对抑制细胞壁合成的青霉素等抗生素不敏感；对抑制细胞壁合成的青霉素等抗生素不敏感；(3).(3).细胞膜含甾醇，比其它原核生物的膜更坚韧；细胞膜含甾醇，比其它原核生物的膜更坚韧； (4).(4).菌落小，在固体培养基表面呈菌落小，在固体培养基表面呈“油煎蛋油煎蛋”状；状；(5).(5).以二分裂和出芽等方式进行繁殖；以二分裂和出芽等方式进行繁殖；(6

50、).(6).能在含血清、酵母膏或甾醇等营养丰富的培养基上生长；能在含血清、酵母膏或甾醇等营养丰富的培养基上生长；(7).(7).多多数数能能以以糖糖类类作作能能源源，能能在在有有氧氧或或无无氧氧条条件件下下进进行行氧氧化化型型或发酵型产能代谢；或发酵型产能代谢；(8).(8).对对能能抑抑制制蛋蛋白白质质生生物物合合成成的的四四环环素素、红红霉霉素素等等抗抗生生素素和和破破坏细胞膜结构的抗生素都很敏感；坏细胞膜结构的抗生素都很敏感；(9).(9).基因组很小。基因组很小。3 3、衣原体、衣原体(Chlamydia)(Chlamydia)1.1.有细胞构造，有细胞构造，2.2.细胞内同时含有细胞

51、内同时含有DNADNA和和RNARNA两种核酸两种核酸3.3.有革兰氏阴性菌特征的含肽聚糖的细胞壁有革兰氏阴性菌特征的含肽聚糖的细胞壁有核糖体有核糖体4.4.有不完整的酶系统，尤其缺乏产能代谢的酶系统有不完整的酶系统，尤其缺乏产能代谢的酶系统5.5.二等分裂繁殖；二等分裂繁殖；6.6.对抑制细菌的抗生素如青霉素和磺胺等都很敏感对抑制细菌的抗生素如青霉素和磺胺等都很敏感7.7.鸡胚卵黄囊膜、小白鼠腹腔、或鸡胚卵黄囊膜、小白鼠腹腔、或HeLaHeLa细胞培养细胞培养8.8.三珠衣原体基因组为别为三珠衣原体基因组为别为1.05Mb,1.07Mb,1.23Mb.1.05Mb,1.07Mb,1.23Mb.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