《微生物学与免疫学》2原核微生物课件.ppt

1、原核微生物原核微生物王莹王莹 微生物教研室微生物教研室蓝细菌蓝细菌 微藻微藻 原生动物原生动物 病毒病毒 细菌细菌 真菌真菌 原核微生物的类群原核微生物的类群细菌（真细菌）细菌（真细菌）细菌的形态和大小细菌的形态和大小细菌细胞的结构与功能细菌细胞的结构与功能细菌的繁殖细菌的繁殖放线菌放线菌放线菌的形态、大小和结构放线菌的形态、大小和结构放线菌的繁殖放线菌的繁殖放线菌的菌落放线菌的菌落古生菌古生菌蓝细菌蓝细菌其它几种原核微生物其它几种原核微生物立克次体立克次体衣原体衣原体支原体支原体螺旋体螺旋体细菌的致病性细菌的致病性放线菌的细胞结构放线菌的细胞结构n细菌（细菌（bacteria）是一类）是一类

2、具有细胞壁具有细胞壁，以，以无无性二分裂性二分裂方式进行繁殖的方式进行繁殖的原核细胞型原核细胞型微生微生物。物。一、细菌的形态和大小一、细菌的形态和大小 使用目镜测微尺和镜台测微尺在显微镜下测量使用目镜测微尺和镜台测微尺在显微镜下测量 1.细菌的大小细菌的大小球菌：直径；球菌：直径；杆菌：宽杆菌：宽 长长 螺旋菌：宽螺旋菌：宽 长长 菌名菌名 直径或宽直径或宽长长/（m m m m）乳链球菌乳链球菌金黄色葡萄球菌金黄色葡萄球菌大肠杆菌大肠杆菌枯草芽胞杆菌枯草芽胞杆菌霍乱弧菌霍乱弧菌 0.5 0.5 1 1 0.8 0.8 1 1 0.5 0.5 (1 (1 3)3)(0.8(0.8 1.2)1

3、.2)(1.21.2 3 3)(0.2(0.2 0.6)0.6)(1(1 3)3)细菌细胞的大小细菌细胞的大小n球状：球菌球状：球菌n杆状：杆菌杆状：杆菌n螺旋状：螺形菌螺旋状：螺形菌2.细菌的形态细菌的形态(1).球菌球菌(coccus）n菌体呈球形或近似球形菌体呈球形或近似球形,以典型的二均分裂方式繁以典型的二均分裂方式繁殖殖,分裂后产生的新细胞常保持一定的空间排列方分裂后产生的新细胞常保持一定的空间排列方式式.根据细胞分裂的方向及分裂后的各子细胞的空根据细胞分裂的方向及分裂后的各子细胞的空间排列状态不同间排列状态不同,可将球菌分为以下几种可将球菌分为以下几种:n单球菌、双球菌、链球菌、四

4、联球菌、八叠球菌、单球菌、双球菌、链球菌、四联球菌、八叠球菌、葡萄球菌等。葡萄球菌等。a.a.单球菌（单球菌（single coccussingle coccus)分裂后的细胞分散而单独存在分裂后的细胞分散而单独存在的球菌的球菌.如尿素微球菌如尿素微球菌(Micrococcus Micrococcus ureaeureae)b.b.双球菌双球菌(Diplococcus(Diplococcus)分裂后两个球菌成对排列分裂后两个球菌成对排列的为双球菌的为双球菌.如肺炎双球菌如肺炎双球菌 (Diplococcus pneumoniaeDiplococcus pneumoniae)c.c.链球菌链球菌

5、(Streptococcus)分裂是沿一个平面进行，分裂是沿一个平面进行，分裂后细胞排列成链状分裂后细胞排列成链状.如乳链球菌如乳链球菌 （Streptococcus lactisStreptococcus lactis）d.d.四联球菌四联球菌 分裂是沿两个相垂直的分裂是沿两个相垂直的平面进行，分裂，分裂后每平面进行，分裂，分裂后每四个细胞在一起呈田字形四个细胞在一起呈田字形.如四联微球菌如四联微球菌 （Micrococcus tetragenusMicrococcus tetragenus）e.e.八叠球菌八叠球菌 按三个互相垂直的平按三个互相垂直的平面进行分裂后，每八个面进行分裂后，每八

6、个球菌在一起成立方体形球菌在一起成立方体形.如藤黄八叠球菌如藤黄八叠球菌 （Sarcina ureaeSarcina ureae)f.f.葡萄球菌葡萄球菌(staphylococcus)分裂面不规则，多个球菌分裂面不规则，多个球菌聚在一起，像一串串葡萄。聚在一起，像一串串葡萄。如金黄色葡萄球菌如金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureusStaphylococcus aureus)(2).杆菌（杆菌（bacillus）n杆菌是细菌中种类最多的类型，因菌种不同，菌体细胞的长短、粗细杆菌是细菌中种类最多的类型，因菌种不同，菌体细胞的长短、粗细等都有所差异。等都有所差异。n短杆菌、长杆

7、菌、棒杆菌、梭状、梭杆状、月亮状、分支状、竹节状短杆菌、长杆菌、棒杆菌、梭状、梭杆状、月亮状、分支状、竹节状等。等。短杆菌短杆菌长杆菌长杆菌梭状芽胞杆菌梭状芽胞杆菌n一般情况下一般情况下,同一种杆菌的宽度比较稳定同一种杆菌的宽度比较稳定,但它的但它的长度经常随培养时间、培养条件的不同而有较大长度经常随培养时间、培养条件的不同而有较大的变化。的变化。n杆菌举例杆菌举例：n大肠杆菌（大肠杆菌（Escherichia coli）n枯草芽胞杆菌（枯草芽胞杆菌（Bacillus subtilis）n北京棒杆菌（北京棒杆菌（Corynebacteriun Pekinensis）n苏云金芽胞杆菌（苏云金芽胞

8、杆菌（Bacillus thuringiensis）Single bacillusDiplobacillistreptobacilliCoccobacillusTwobacillitogether-DiplobacilliChainsofbacilliarecalledStreptobacilliPalisades-RodssidebysideorinX,VorYfigures杆菌排列状态杆菌排列状态杆菌端部特征杆菌端部特征 螺旋状的细菌称为螺旋菌。螺旋状的细菌称为螺旋菌。根据其弯曲情况分为：根据其弯曲情况分为：弧菌弧菌(vibrio)：螺旋不满一圈，菌体呈弧形或逗号螺旋不满一圈，菌体呈弧形或

9、逗号形形;例：霍乱弧菌、逗号弧菌例：霍乱弧菌、逗号弧菌螺旋菌螺旋菌(spirillum)：螺旋满螺旋满26环，螺旋状环，螺旋状;例：干酪螺菌例：干酪螺菌 比较：比较：螺旋体螺旋体(spirochaeta)：旋转周数在旋转周数在6环以上，环以上，菌体柔软。菌体柔软。例：梅毒密螺旋体例：梅毒密螺旋体(3).螺旋菌（螺旋菌（spirillum）螺旋菌螺旋菌弧菌弧菌螺旋体螺旋体柄细菌、肾形菌、臂微菌、网格硫细菌、贝日柄细菌、肾形菌、臂微菌、网格硫细菌、贝日阿托氏菌阿托氏菌(丝状丝状)、具有子实体的粘细菌等是特、具有子实体的粘细菌等是特殊形态的细菌。殊形态的细菌。细菌特殊形态细菌特殊形态丝状的亮发菌长有

10、附属丝的红微菌二、细菌细胞的结构二、细菌细胞的结构n基本结构基本结构（所有细菌细胞（所有细菌细胞 都具有）都具有）n特殊结构特殊结构（部分细菌细胞（部分细菌细胞 所特有）所特有）1.细胞壁细胞壁2.细胞膜细胞膜3.细胞质及内含物细胞质及内含物4.核物质核物质1.荚膜荚膜2.芽孢芽孢3.鞭毛鞭毛4.菌毛菌毛原生质体原生质体1.细胞壁（细胞壁（cell wall）除支原体外，所有原核生物都有细胞壁，是细胞膜外具有一定除支原体外，所有原核生物都有细胞壁，是细胞膜外具有一定硬度和韧性的壁套。硬度和韧性的壁套。(1)作用作用 维持菌体固有形态，对细胞起保护作用。维持菌体固有形态，对细胞起保护作用。作为细

11、胞内外物质交换的第一屏障。作为细胞内外物质交换的第一屏障。能阻止胞外大分子物质或颗粒状物质的通过，而不妨碍溶能阻止胞外大分子物质或颗粒状物质的通过，而不妨碍溶液和小分子或小颗粒的进入。液和小分子或小颗粒的进入。决定细菌的抗原性、致病性和对噬菌体的特异敏感性。决定细菌的抗原性、致病性和对噬菌体的特异敏感性。对具有鞭毛的细菌来说，细胞壁的存在是鞭毛运动的对具有鞭毛的细菌来说，细胞壁的存在是鞭毛运动的 必要条件，即细胞壁对鞭毛的运动起着力学支点的作用。必要条件，即细胞壁对鞭毛的运动起着力学支点的作用。正常的细胞分裂所必需。正常的细胞分裂所必需。(2)基本结构基本结构细胞壁主要是由细胞壁主要是由肽聚糖

12、肽聚糖（peptidoglycan）组成，）组成，此外还含有此外还含有磷壁酸磷壁酸、脂多糖脂多糖等特殊成分。等特殊成分。依据细胞壁的结构与化学组成不同，革兰氏染色法依据细胞壁的结构与化学组成不同，革兰氏染色法将细菌分为革兰氏阳性细菌（将细菌分为革兰氏阳性细菌（G+）和革兰氏阴性）和革兰氏阴性细菌（细菌（G-）N-乙酰葡萄糖胺乙酰葡萄糖胺(NAG,简为简为G)肽聚糖肽聚糖 N-乙酰胞壁酸乙酰胞壁酸(NAM,简为简为M)短肽短肽 聚合而成多聚合而成多层网状结构层网状结构的大分子化的大分子化合物合物 （1）双糖单位：双糖单位：GM重复交联构成骨架重复交联构成骨架 （2）短肽侧链：短肽侧链：4个个aa

13、组成组成 L-丙氨酸丙氨酸(Ala)D-谷氨酸谷氨酸(Glu)L-赖氨酸赖氨酸(Lys)二氨基庚二酸二氨基庚二酸 D-丙氨酸丙氨酸(Ala)短肽连接在短肽连接在N-乙酰胞壁酸上乙酰胞壁酸上 （3）肽桥：肽桥：金黄色葡萄球菌金黄色葡萄球菌(S.aureus)G+：5个甘氨酸个甘氨酸(Gly)构成的短肽构成的短肽 大肠杆菌大肠杆菌(E.coli)G-:无，短肽直接相联无，短肽直接相联 革兰氏阳性细菌肽聚糖单体革兰氏阳性细菌肽聚糖单体革兰氏阴性细菌肽聚糖单体革兰氏阴性细菌肽聚糖单体细胞壁的基本骨架细胞壁的基本骨架肽聚糖肽聚糖G G+和和G G-肽聚糖肽聚糖G+(S.aureus)G-(E.coli)

14、双糖单体双糖单体一致（一致（M-GM-G）四肽侧链四肽侧链L-AlaL-AlaD-gluD-gluL-LysL-LysD-AlaD-AlaL-AlaL-AlaD-gluD-gluMesoMeso-DAP-DAPD-AlaD-Ala交联方式交联方式有肽桥（有肽桥（5Gly5Gly）无肽桥，四肽侧链无肽桥，四肽侧链直接相连直接相连结构结构结构紧密，交联度结构紧密，交联度大，三维立体结构大，三维立体结构结构松散，交联度结构松散，交联度小，小，二维平面结构二维平面结构v青霉素对细胞壁的作用青霉素对细胞壁的作用与与转肽酶转肽酶结合，使该酶结合，使该酶失活，抑制了侧链末端失活，抑制了侧链末端的的丙氨酸丙氨

15、酸与五肽桥的连与五肽桥的连接，破坏了细菌细胞壁接，破坏了细菌细胞壁的完整性（即抑制肽聚的完整性（即抑制肽聚糖合成最后阶段的交联糖合成最后阶段的交联作用作用转肽反应转肽反应，对，对G+G+和和G-G-都一样）都一样），故仅对，故仅对生生长着的菌长着的菌有效，主要是有效，主要是G G+菌菌。青霉素作用位点青霉素作用位点v溶菌酶对细胞壁的作用溶菌酶对细胞壁的作用n可切断可切断NAMNAM和和NAGNAG之间之间的的-1-1，4-4-糖苷键糖苷键，引引起细菌裂解。起细菌裂解。n对对GG菌，在菌，在EDTAEDTA存存在下，受溶菌酶作用。在下，受溶菌酶作用。n溶菌酶处理后的菌细溶菌酶处理后的菌细胞应保存

16、在弱高渗胞应保存在弱高渗（0.1-0.2M0.1-0.2M）蔗糖液中。）蔗糖液中。溶菌酶作用位点溶菌酶作用位点细菌细胞壁的结构细菌细胞壁的结构v革兰氏阳性菌细胞壁：革兰氏阳性菌细胞壁：由肽聚糖和磷壁酸组成由肽聚糖和磷壁酸组成 磷壁酸：磷壁酸：占占40%40%。G+G+菌所菌所特有特有,其主链由数十个磷其主链由数十个磷酸甘油或磷酸核糖醇组酸甘油或磷酸核糖醇组成成,有的还有由有的还有由D DAlaAla和和还原糖组成的侧链。还原糖组成的侧链。肽聚糖肽聚糖:占占30-70%,30-70%,不同菌种中不同菌种中肽聚糖肽聚糖(肽链肽链)组分不同。组分不同。G G+细胞壁特有成分细胞壁特有成分n磷壁酸（磷

17、壁酸（teichoicteichoic acid acid）结合环境中的某些阳离子，如结合环境中的某些阳离子，如MgMg+，CaCa+，提高细胞膜表面酶活性提高细胞膜表面酶活性构成细胞壁的表面抗原成分构成细胞壁的表面抗原成分噬菌体吸附的特异性受体噬菌体吸附的特异性受体调节细胞自溶调节细胞自溶与细菌致病性有关：黏附性与细菌致病性有关：黏附性细菌细胞壁的结构细菌细胞壁的结构v革兰氏阴性菌细胞壁：革兰氏阴性菌细胞壁：分内壁层和外壁层。分内壁层和外壁层。内壁层：内壁层：紧贴胞膜紧贴胞膜,仅由仅由1 12 2层肽聚糖分子构成层肽聚糖分子构成,占细占细胞壁干重胞壁干重5-10%,5-10%,无磷壁酸。无磷

18、壁酸。外壁层：外壁层：位于肽聚糖层的外位于肽聚糖层的外部。部。脂多糖脂多糖;脂蛋白、脂蛋白、包括包括:蛋白质层蛋白质层:基质蛋白、基质蛋白、外壁蛋白外壁蛋白;磷脂磷脂.G G-细胞壁特有成分细胞壁特有成分n脂多糖（脂多糖（lipopolysaccharidelipopolysaccharide,LPS,LPS）：）：n多糖部分多糖部分:核心多糖核心多糖n O-多糖多糖(抗原成分抗原成分,O抗原抗原)n类脂部分类脂部分:类脂类脂A(内毒素成分内毒素成分)结合环境中的某些阳离子，如结合环境中的某些阳离子，如MgMg+，CaCa+，提高，提高细胞膜表面酶活性细胞膜表面酶活性与细菌致病性有关（内毒素）

19、：类脂与细菌致病性有关（内毒素）：类脂A A的致热的致热作用作用o-o-抗原构成细胞壁的表面抗原成分抗原构成细胞壁的表面抗原成分噬菌体吸附的特异性受体噬菌体吸附的特异性受体细菌的染色法细菌的染色法活菌染色活菌染色简单染色法简单染色法抗酸染色抗酸染色普通染色普通染色特殊染色特殊染色正染色正染色负染色负染色死菌染色死菌染色细菌染色细菌染色复杂染色法复杂染色法芽孢染色法芽孢染色法细胞壁染色法细胞壁染色法鞭毛染色法鞭毛染色法革兰氏染色革兰氏染色丹麦学者丹麦学者C.Gram（革兰）（革兰）于于1884年发明了一种鉴别年发明了一种鉴别不同类型细菌的染色方法。不同类型细菌的染色方法。革兰氏染色革兰氏染色革兰

20、氏染色与细胞壁：革兰氏染色与细胞壁：1、用碱性染料结晶紫对菌液涂片进行初染、用碱性染料结晶紫对菌液涂片进行初染2、用碘溶液进行媒染，其作用是提高染料和细、用碘溶液进行媒染，其作用是提高染料和细 胞间的相互作用从而使二者结合得更牢固。胞间的相互作用从而使二者结合得更牢固。3、用乙醇或丙酮冲洗进行脱色。在经历脱色后、用乙醇或丙酮冲洗进行脱色。在经历脱色后 仍将结晶紫保留在细胞内的为革兰氏阳性细仍将结晶紫保留在细胞内的为革兰氏阳性细 菌，而革兰氏阴性细菌的结晶紫被洗掉，细菌，而革兰氏阴性细菌的结晶紫被洗掉，细 胞呈无色。胞呈无色。4、用一种与结晶紫具有不同颜色的碱性染料对、用一种与结晶紫具有不同颜色

21、的碱性染料对 涂片进行复染。例如沙黄，它使原来无色的涂片进行复染。例如沙黄，它使原来无色的 革兰氏阴性细菌最后呈现桃红到红色，而革革兰氏阴性细菌最后呈现桃红到红色，而革 兰氏阳性细菌继续保持深紫色兰氏阳性细菌继续保持深紫色G+菌和菌和 G-菌细胞壁的结构和化学组成菌细胞壁的结构和化学组成 结构结构 化学组成化学组成 G+菌菌 厚厚(3080nm)、肽聚糖肽聚糖，占胞壁重量的，占胞壁重量的60-90%结构致密均匀结构致密均匀 磷壁酸磷壁酸 细胞壁与细胞膜外层紧密相连细胞壁与细胞膜外层紧密相连 G-菌菌 薄薄(1520nm)，结构复杂，结构复杂 分为两层分为两层 外膜外膜 双层类脂双层类脂 脂多糖

22、脂多糖(LPS)、多糖、蛋白质、多糖、蛋白质 内层内层 肽聚糖肽聚糖，无磷壁酸，无磷壁酸 细胞壁的外膜与细胞膜细胞壁的外膜与细胞膜 水解酶；结合蛋白；化学受体水解酶；结合蛋白；化学受体 之间存在明显的壁膜间隙之间存在明显的壁膜间隙 革兰氏染色的机制革兰氏染色的机制 细菌的不同显色反应是由于细菌细胞壁细菌的不同显色反应是由于细菌细胞壁对乙醇的通透性对乙醇的通透性和抗脱色能力和抗脱色能力的差异，主要在于细胞壁的结构和特殊化学组成。的差异，主要在于细胞壁的结构和特殊化学组成。G+菌菌 G-菌菌 结晶紫结晶紫(CV)初染初染 紫色紫色 紫色紫色 碘液碘液(I)媒染媒染 紫色紫色 紫色紫色 形成不溶性复

23、合物形成不溶性复合物 (CV-I复合物）复合物）(CV-I复合物）复合物）酒精酒精 脱色脱色 保持紫色保持紫色 脱去紫色脱去紫色 （乙醇使厚的（乙醇使厚的肽聚糖层脱水肽聚糖层脱水，（乙醇处理不但破坏了胞壁外（乙醇处理不但破坏了胞壁外 导致孔径变小，由于导致孔径变小，由于 CV-I 膜，还可能损伤肽聚糖层和膜，还可能损伤肽聚糖层和 复合物分子太大，不能通过复合物分子太大，不能通过 溶解脂质溶解脂质，被乙醇溶解，被乙醇溶解 CV-I 细胞壁。）细胞壁。）复合物从细胞中渗漏出来，）复合物从细胞中渗漏出来，）番红番红 复染复染 紫色紫色 红色红色Gram StainGram StainFigure 1

24、-A Gram stain of Gram+Staphylococcus cells.Figure 2-Gram stain of Gram-E.coli cells细胞壁缺陷型细菌细胞壁缺陷型细菌实验室或宿主实验室或宿主体内形成体内形成在自然界长期进化中形成在自然界长期进化中形成支原体支原体缺壁突变缺壁突变L型细菌型细菌人工去壁人工去壁基本去尽基本去尽原生质体原生质体(G)部分去除部分去除圆球体圆球体(G)共同点共同点：细菌呈球形、对渗透压敏感、对噬菌体不敏感、即：细菌呈球形、对渗透压敏感、对噬菌体不敏感、即使有鞭毛，也不能运动。使有鞭毛，也不能运动。（1）L型细菌（型细菌（L-form b

25、acteria）细菌在某些环境条件下（实验室或宿主体内）通过自发突变细菌在某些环境条件下（实验室或宿主体内）通过自发突变而形成的遗传性稳定的细胞壁缺陷变异型。而形成的遗传性稳定的细胞壁缺陷变异型。1935年，因英国李斯年，因英国李斯德（德（Lister）预防研究所首先发现而得名。）预防研究所首先发现而得名。最早发现的最早发现的L型细菌是念珠状链杆菌（型细菌是念珠状链杆菌（Streptobacillus moniliformis），随后，在大肠杆菌、变形杆菌、葡萄球菌、链随后，在大肠杆菌、变形杆菌、葡萄球菌、链球菌、分枝杆菌和霍乱弧菌等球菌、分枝杆菌和霍乱弧菌等20多种细菌中均有发现。多种细菌中

26、均有发现。一般认为一般认为L型细菌可能与针对细胞壁的抗菌治疗有关。型细菌可能与针对细胞壁的抗菌治疗有关。J Int Med Res 2005;33(1):1-20特点特点没有完整而坚韧的细胞壁，没有完整而坚韧的细胞壁，细胞呈多形态细胞呈多形态；有些能通过细菌滤器，故又称有些能通过细菌滤器，故又称“滤过型细菌滤过型细菌”；对渗透压敏感对渗透压敏感，在固体培养基上形成，在固体培养基上形成“油煎蛋油煎蛋”似的似的小菌落（直径在小菌落（直径在0.1mm左右）。左右）。（2）原生质体（）原生质体（protoplast）用溶菌酶处理或在含青霉素的培养基中培养细菌，抑制用溶菌酶处理或在含青霉素的培养基中培养

27、细菌，抑制新生细胞壁合成而形成的新生细胞壁合成而形成的仅由一层细胞膜包裹的仅由一层细胞膜包裹的、圆球形、圆球形、对渗透压变化敏感的细胞，一般由对渗透压变化敏感的细胞，一般由G细菌细菌形成。形成。对环境条件变化敏感对环境条件变化敏感，低渗透压、振荡、离心甚至通，低渗透压、振荡、离心甚至通气等都易引起其破裂；气等都易引起其破裂；有的原生质体具有鞭毛，但不能运动，也不被相应噬有的原生质体具有鞭毛，但不能运动，也不被相应噬菌体所感染；菌体所感染；在适宜条件（如在适宜条件（如高渗培养基高渗培养基）可生长繁殖、形成菌落，）可生长繁殖、形成菌落，形成芽胞及恢复成有细胞壁的正常结构；形成芽胞及恢复成有细胞壁的

28、正常结构；比正常有细胞壁的细菌更易导入外源遗传物质，是研比正常有细胞壁的细菌更易导入外源遗传物质，是研究遗传育种及细胞融合的良好实验材料。究遗传育种及细胞融合的良好实验材料。特点特点（3）圆球体（）圆球体（spheroplast）又称原生质球。采用上述同样方法，对又称原生质球。采用上述同样方法，对G细菌细菌处理后而处理后而获得的获得的残留部分细胞壁残留部分细胞壁（外膜层）的球形体。与原生质体相比（外膜层）的球形体。与原生质体相比，它对外界环境具有一定的抗性，可在普通培养基上生长。，它对外界环境具有一定的抗性，可在普通培养基上生长。lysozymeCell membranespheroplast

29、protoplast特点特点同原生质体，对环境因素敏感。同原生质体，对环境因素敏感。不同于原生质体，不同于原生质体，溶菌酶加溶菌酶加EDTA处理处理后残留部分细胞壁，因而对环境有一定后残留部分细胞壁，因而对环境有一定抗性。抗性。不同于原生质体，一般是不同于原生质体，一般是G细菌细菌在在高高渗环境渗环境中形成。中形成。2.细胞质膜（细胞质膜（cytoplasmic membrane）n紧贴在细胞壁内侧，包围着细胞质的柔软且具一紧贴在细胞壁内侧，包围着细胞质的柔软且具一定弹性的半透性薄膜。定弹性的半透性薄膜。（1）作用）作用 细胞内外物质交换细胞内外物质交换和运送和运送 在原核微生物中在原核微生物

30、中,参与生物氧化和能量产生参与生物氧化和能量产生 与细胞壁及荚膜的合成有关与细胞壁及荚膜的合成有关 鞭毛着生的位点鞭毛着生的位点维持细胞内正常渗透压的屏障作用维持细胞内正常渗透压的屏障作用（2）化学构成）化学构成 磷脂双分子层，磷脂双分子层，脂肪酸脂肪酸和和甘油甘油通过通过酯键酯键相连相连 蛋白质（约蛋白质（约60-70%）磷脂（骨架，约磷脂（骨架，约20-30%）少量糖少量糖1972年年Singer和和Nicolson提出的提出的细胞膜液态镶细胞膜液态镶嵌模型。嵌模型。认为：膜是由球形蛋白认为：膜是由球形蛋白与磷脂按照二维排列方与磷脂按照二维排列方式构成的流体镶嵌式，式构成的流体镶嵌式，流动

31、的脂类双分子层构流动的脂类双分子层构成了膜的连续体，而蛋成了膜的连续体，而蛋白质象孤岛一样无规则白质象孤岛一样无规则地漂流在磷脂类的海洋地漂流在磷脂类的海洋当中。当中。内膜系统内膜系统中介体，间体中介体，间体（mesosome）：由细胞膜内褶形成的一种管状、层状或串状物，由细胞膜内褶形成的一种管状、层状或串状物，一般位于细胞分裂的部位或附近。一般位于细胞分裂的部位或附近。功能功能:参与隔膜形成参与隔膜形成与核分裂有关与核分裂有关类线粒体功能：参类线粒体功能：参与呼吸、提供能量与呼吸、提供能量3.细胞质及内含物细胞质及内含物(cytoplasm)细胞膜内除核质体外的一切半透明、胶状、颗粒状细胞膜

32、内除核质体外的一切半透明、胶状、颗粒状物质可总称为物质可总称为细胞质细胞质。细胞质主要成分：水、蛋白质、核酸、脂类，少量细胞质主要成分：水、蛋白质、核酸、脂类，少量糖和无机盐。糖和无机盐。细胞质功能细胞质功能：含丰富的酶类，是细菌合成和分解代：含丰富的酶类，是细菌合成和分解代谢的主要场所。谢的主要场所。n核糖体核糖体n颗粒状内含物颗粒状内含物n其它其它核糖体核糖体是分散在细胞质中的颗粒状结构，由核糖体是分散在细胞质中的颗粒状结构，由核糖体核酸（占核酸（占60%）和蛋白质（占）和蛋白质（占40%）组成。）组成。细菌的核糖体细菌的核糖体沉降系数为：沉降系数为：70 s，由，由50 s大亚基和大亚基

33、和 30 s 小亚小亚基构成。基构成。功能：功能：是细胞合成蛋是细胞合成蛋白质的机构。白质的机构。肝糖粒和淀粉粒肝糖粒和淀粉粒：大肠杆菌、芽胞杆菌和蓝细菌等：大肠杆菌、芽胞杆菌和蓝细菌等 碳源及能源类碳源及能源类 脂肪粒脂肪粒：聚：聚-羟丁酸（羟丁酸（PHB）：固氮菌、肠杆菌等）：固氮菌、肠杆菌等 硫粒硫粒：紫硫细菌、丝硫细菌、贝氏硫杆菌等：紫硫细菌、丝硫细菌、贝氏硫杆菌等内含物内含物 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 磷源磷源 异染粒异染粒：迂回螺菌、白喉棒杆菌、结核分枝杆菌：迂回螺菌、白喉棒杆菌、结核分枝杆菌 简称内含物（简称内含物（inclusion），是一

34、类由不同化学成分累积而成的不），是一类由不同化学成分累积而成的不溶性沉淀颗粒，主要功能是溶性沉淀颗粒，主要功能是贮存营养物贮存营养物。氮源类氮源类 颗粒状内含物颗粒状内含物肝糖肝糖粒和淀粉粒粒和淀粉粒:葡萄糖聚合物葡萄糖聚合物n较均匀地分布在细胞质内，颗粒较小。较均匀地分布在细胞质内，颗粒较小。n若这类贮藏物大量存在时，用碘使对其染若这类贮藏物大量存在时，用碘使对其染色，色，肝糖肝糖粒能被碘液染成红色，淀粉粒被粒能被碘液染成红色，淀粉粒被碘成蓝色。碘成蓝色。脂肪粒：类脂性碳源贮藏体脂肪粒：类脂性碳源贮藏体n聚聚羟丁酸颗粒是许羟丁酸颗粒是许多细菌细胞质内常含有多细菌细胞质内常含有的碳源类储藏物的

35、碳源类储藏物.PHB.PHB不不溶于水溶于水,易被脂溶性染料易被脂溶性染料(如苏丹黑如苏丹黑)着色。着色。n功能功能:贮存碳源、能源和贮存碳源、能源和降低渗透压。降低渗透压。n许多好氧菌和光合厌氧许多好氧菌和光合厌氧菌都含有聚菌都含有聚羟丁酸羟丁酸颗粒。颗粒。CH3CHOHCH2COOHH-OCCH2CO-OH(n6)nCH3硫粒：硫元素的贮藏体硫粒：硫元素的贮藏体n形成：形成：取决于环境硫化物含量取决于环境硫化物含量,当当环境中环境中S含量高时，在体内含量高时，在体内积累；当缺积累；当缺S时时,氧化成硫酸氧化成硫酸被菌利用。被菌利用。n功能：功能：a.好氧硫细菌的能源好氧硫细菌的能源 b.厌

36、氧硫细菌的电子供体厌氧硫细菌的电子供体异染粒：异染粒：是普遍存在的贮藏物，主要成分是普遍存在的贮藏物，主要成分是多聚偏磷酸盐。是多聚偏磷酸盐。异染粒大小和结构异染粒大小和结构:大小为大小为0.51m，是多聚偏磷酸盐的聚合物，是多聚偏磷酸盐的聚合物，分子呈线状。分子呈线状。功能：功能：贮存磷元素和能量，降低贮存磷元素和能量，降低渗透压。渗透压。多聚偏磷酸盐对某些染料有特殊多聚偏磷酸盐对某些染料有特殊反应反应,产生与所用染料不同的颜色产生与所用染料不同的颜色,因此得名因此得名异染颗粒。异染颗粒。例例:异染粒遇甲基胺蓝变紫红色异染粒遇甲基胺蓝变紫红色.气泡气泡n由蛋白质膜构成的充满气由蛋白质膜构成的

37、充满气体的泡状物。体的泡状物。n有些细菌细胞质中含有几有些细菌细胞质中含有几个或多个气泡。个或多个气泡。n功能：功能：a.调节细胞比重，使其漂调节细胞比重，使其漂浮在合适的水层中。浮在合适的水层中。b.吸收空气，空气中的氧吸收空气，空气中的氧气可供代谢需要。气可供代谢需要。n例：例：许多许多光合细菌和水生光合细菌和水生细菌、盐杆菌常含有气泡。细菌、盐杆菌常含有气泡。液泡：液泡：许多活细菌细胞内有液泡，液泡主要成分是水和许多活细菌细胞内有液泡，液泡主要成分是水和可溶性盐类，被一层脂蛋白的膜包围。可用中性红染可溶性盐类，被一层脂蛋白的膜包围。可用中性红染色使之显现出来。液泡具有色使之显现出来。液泡

38、具有调节渗透压调节渗透压的功能，还可的功能，还可与细胞质进行物质交换。与细胞质进行物质交换。羧酶体：羧酶体：含有固定含有固定CO2所需的所需的1,5-二磷酸核酮糖羧化酶二磷酸核酮糖羧化酶和和5-磷酸核酮糖激酶，可能是磷酸核酮糖激酶，可能是合成合成CO2的场所的场所。磁小体：磁小体：趋磁细菌细胞中含有的大小均匀、数目不等的趋磁细菌细胞中含有的大小均匀、数目不等的Fe3O4颗粒，外有一层磷脂、蛋白或糖蛋白膜包裹。颗粒，外有一层磷脂、蛋白或糖蛋白膜包裹。功能是功能是导向作用导向作用，即借鞭毛游向对该菌最有利的泥、，即借鞭毛游向对该菌最有利的泥、水界面微氧环境处生活。水界面微氧环境处生活。4.核质核质

39、(nuclear material)，拟核，拟核核质体：核质体：由大型环状双链由大型环状双链DNA纤丝不规则地折叠或缠绕而纤丝不规则地折叠或缠绕而构成的无核膜、核仁的区域。构成的无核膜、核仁的区域。细菌细菌DNADNA长度长度：一般为：一般为：1 13mm3mm例：大肠杆菌的例：大肠杆菌的DNADNA长约长约1 1mmmm。生长迅速的细菌在核分裂之生长迅速的细菌在核分裂之后细胞往往来不及分裂后细胞往往来不及分裂,所所以细胞中常有以细胞中常有2 24 4个核，而个核，而生长缓慢的细菌细胞中一般生长缓慢的细菌细胞中一般只有只有1 12 2个核，不在染色体个核，不在染色体复制时期一般是单倍体。复制时

40、期一般是单倍体。功能功能：负载遗传信息。负载遗传信息。质粒质粒（Plasmids）：细菌染色体外的遗传物质，由共价细菌染色体外的遗传物质，由共价闭合环状双链闭合环状双链DNA分子组成。分子量约为分子组成。分子量约为2-100 10 D。携带携带1-100个基因个基因,一个菌细胞可有一至数个质粒。一个菌细胞可有一至数个质粒。6种类：接合质粒、抗性种类：接合质粒、抗性质粒、降解质粒、细菌质粒、降解质粒、细菌素质粒、致瘤质粒素质粒、致瘤质粒例：例：细菌抗药性因子、细菌抗药性因子、大肠杆菌的大肠杆菌的F F因子。因子。质粒质粒应用应用:基因工程，体基因工程，体外重组外重组.1.荚膜（荚膜（capsul

41、e）n某些细菌细胞壁外的一层粘液性物质。某些细菌细胞壁外的一层粘液性物质。n根据荚膜的形状和厚度的不同，将根据荚膜的形状和厚度的不同，将荚膜分为四类：荚膜分为四类：n荚膜或大荚膜荚膜或大荚膜：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：0.2m。n微荚膜微荚膜：粘液状物质较薄，厚度：粘液状物质较薄，厚度：0.2m ，与细胞表面牢固结合。与细胞表面牢固结合。n粘液层：粘液物质没有明显的边缘，比荚膜松散粘液层：粘液物质没有明显的边缘，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。n菌胶团：菌胶团：多个细菌共有

42、一个荚膜。多个细菌共有一个荚膜。n荚膜的组成：荚膜的组成：因种而异，除因种而异，除水水外，主要是外，主要是多糖多糖（包括同型多糖和异型多糖），此外还有（包括同型多糖和异型多糖），此外还有多肽多肽，蛋白质，蛋白质，糖蛋白糖蛋白等。等。n荚膜的生理功能：荚膜的生理功能：1.保护细胞，抗干燥。保护细胞，抗干燥。2.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。3.荚膜可以抵御外界细胞对菌体的吞噬作用。荚膜可以抵御外界细胞对菌体的吞噬作用。4.荚膜具有抗原性荚膜具有抗原性(M抗原抗原)；与致病力有关。与致病力有关。5.堆积代谢废物。堆积代谢废物。粗糙型菌落粗糙型菌落荚

43、膜与菌落形态荚膜与菌落形态n光滑（光滑（Smooth,S-)型菌落型菌落产荚膜的细菌在固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、呈粘体培养基上形成的菌落表面湿润、有光泽、呈粘液状，称液状，称S-型菌落。型菌落。n粗糙（粗糙（Rough,R-)型菌落型菌落不产荚膜的细菌形不产荚膜的细菌形成的菌落表面干燥、粗糙、称成的菌落表面干燥、粗糙、称R-型菌落。型菌落。光滑型菌落光滑型菌落2.芽孢（芽孢（spore）n某些细菌，特别是某些细菌，特别是G G+杆菌，生长到杆菌，生长到稳定期后稳定期后，在细胞内形成一个圆形或椭圆形的、由在细胞内形成一个圆形或椭圆形的、由多多层壁膜包围层壁膜包围、对

44、不良环境具有抗性对不良环境具有抗性的特殊的特殊结构称为芽胞结构称为芽胞n注意：芽胞是注意：芽胞是休眠体不是繁殖体休眠体不是繁殖体（一个细（一个细菌只有一个芽胞，一个芽胞只能萌发成一菌只有一个芽胞，一个芽胞只能萌发成一个细菌细胞）个细菌细胞）芽孢形态及结构芽孢形态及结构细菌分类鉴定细菌分类鉴定重要指标重要指标形状：形状：圆形、椭圆形圆形、椭圆形大小：大小：直径直径菌体横径菌体横径 直径直径菌体横径菌体横径位置：位置：一端、中央一端、中央芽胞的组成芽胞的组成和结构和结构，主要包括胞外壁、芽胞衣、皮层和核心，主要包括胞外壁、芽胞衣、皮层和核心.芽胞的结构芽胞的结构芽胞的外壁层厚而致密，主要成芽胞的外

45、壁层厚而致密，主要成分为脂蛋白，通透性差分为脂蛋白，通透性差,不易着色。不易着色。核心含有大量的核心含有大量的DNADNA、RNARNA、蛋白蛋白质酶等物质，还含有质酶等物质，还含有2,62,6吡啶吡啶二羧酸二羧酸（DPADPA）,DPA,DPA是芽胞特有是芽胞特有的成分。一般以的成分。一般以 DPADPACaCa的形式的形式存在存在皮层主要含芽胞肽聚糖、皮层主要含芽胞肽聚糖、DPADPACaCa，皮层体积大，比较致密。皮层体积大，比较致密。芽胞平均含水量低芽胞平均含水量低,约约40%.40%.n芽胞的特性芽胞的特性:1.具有很强的具有很强的抗热、抗干燥、抗辐射、抗化学药物能力。抗热、抗干燥、

46、抗辐射、抗化学药物能力。2.含水量低、壁厚而致密，通透性差含水量低、壁厚而致密，通透性差,不易着色。不易着色。3.新陈代谢几乎停止，处于休眠状态。新陈代谢几乎停止，处于休眠状态。4.一个芽胞萌发产生一个个体。一个芽胞萌发产生一个个体。n芽胞的抗热机制：芽胞的抗热机制：n可能与以下因素有关，如可能与以下因素有关，如含水量低、壁厚而致密，芽胞中含水量低、壁厚而致密，芽胞中的酶分子量小，比较耐热。的酶分子量小，比较耐热。过去认为芽胞抗热与过去认为芽胞抗热与DPA有关，有关，现在已否认了这种假设现在已否认了这种假设。伴孢晶体（伴孢晶体（SporeSporecompanioned crystalcomp

47、anioned crystal）：生物农药：生物农药 苏云金芽胞杆菌属中的细菌在形成芽胞时，一个细胞内只苏云金芽胞杆菌属中的细菌在形成芽胞时，一个细胞内只能形成能形成一个一个菱形、方形或不规则形的蛋白毒性晶体。菱形、方形或不规则形的蛋白毒性晶体。3.鞭毛（鞭毛（flagellum）n某些细菌表面一根或数根细长波状弯曲的丝状物，是细菌的某些细菌表面一根或数根细长波状弯曲的丝状物，是细菌的运动器官。运动器官。鞭毛的化学组成：鞭毛的化学组成：n主要：鞭毛蛋白，还有少量的多糖、脂类和核酸等。主要：鞭毛蛋白，还有少量的多糖、脂类和核酸等。鞭毛起源于细胞质膜内侧的基粒。鞭毛起源于细胞质膜内侧的基粒。n细胞

48、质区内有一个颗粒状小体（基粒），鞭毛自基粒长出穿细胞质区内有一个颗粒状小体（基粒），鞭毛自基粒长出穿过细胞壁延伸到细胞外部。过细胞壁延伸到细胞外部。鞭毛的观察：鞭毛的观察：1)从固体培养基上的菌落形态判断从固体培养基上的菌落形态判断 2)光学显微镜光学显微镜 悬滴法、暗视野映光法悬滴法、暗视野映光法 3)光学显微镜光学显微镜 特殊鞭毛染色特殊鞭毛染色 4)电镜电镜 5)半固体穿刺培养半固体穿刺培养鞭毛着生方式鞭毛着生方式周周 生生鞭毛结构与功能鞭毛结构与功能n鞭毛的结构鞭毛的结构：鞭毛丝鞭毛丝n鞭毛鞭毛 鞭毛钩鞭毛钩 基础小体基础小体功能：功能：a.a.细菌的运动器官细菌的运动器官；b.b.细

49、菌鉴定的指标细菌鉴定的指标；c.c.鞭毛蛋白具有很强鞭毛蛋白具有很强的抗原性。的抗原性。4.菌毛（菌毛（pilus）n某些细菌表面纤细中空、短而多的丝状物某些细菌表面纤细中空、短而多的丝状物n纤毛比鞭毛更短、更细，且又直又硬。数量很多，不具有纤毛比鞭毛更短、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等有关。运动功能，但与菌的致病性吸附等有关。生长繁殖条件：生长繁殖条件：n充足的营养物质（碳源、氮源、无机盐、充足的营养物质（碳源、氮源、无机盐、生长因子、水）生长因子、水）n适宜的酸碱度：大多数适宜的酸碱度：大多数pH6.8-7.4pH6.8-7.4n适宜的温度：适宜的温度：2

50、5-3725-37n气体条件：需氧、微需氧、耐氧、专性厌气体条件：需氧、微需氧、耐氧、专性厌氧、兼性厌氧氧、兼性厌氧三、细菌的繁殖三、细菌的繁殖n繁殖方式：繁殖方式：裂殖裂殖为主，少数有性为主，少数有性接合接合n过程：染色体复过程：染色体复制制-细胞质膜内陷细胞质膜内陷-横隔横隔/壁的形成壁的形成-同同时染色体分裂时染色体分裂-子子细胞分裂（成子细胞分裂（成子代细胞）代细胞）不同的微生物种类，其菌落特征不同。同一种菌在不同不同的微生物种类，其菌落特征不同。同一种菌在不同培养条件下菌落特征也不尽相同。培养条件下菌落特征也不尽相同。菌落的特征：菌落的特征：包括大小、形状、颜色、边缘、质地、透明度、