第二章原核微生物.doc

第二章：原核微生物真核微生物：有细胞核，有核膜，核仁，有染色体（DNA）原核微生物：是指一大类仅含有一个DNA分子的原始核区,而无核膜包裹的原始单细胞微生物。无核膜、核仁，无染色体。属于原核微生物的有：细菌，放线菌，立克次氏体，支原体，衣原体，兰细菌。古细菌：20世纪70年代发现，在极端环境下的古老微生物。古核细胞（古核生物、古细菌、原细菌）是20世纪80年代出现的名称。古细菌：是一些生长在极端特殊环境中的细菌，过去归属于原核细胞。归属原因：（1）形态、结构、DNA结构和基本生活方式与原核细胞相似。 （2）其16S rRNA 与原核生物相差很远。（产甲烷细菌） 种类：100多种，在特殊环境中生活与人类关系不大。（高温、高盐）第一节：细菌是一大类群结构简单、种类繁多、主要以二分分裂法繁殖和水生性较强的单细胞原核微生物。一、 细菌的形态与结构（一） 细菌细胞形态1、细菌的大小：在显微镜下用测微尺测量，单位是：m1）球菌：测量直径，一般为：=0.5-2m2）杆菌：测长度和宽度，一般为：长1-5m，宽0.5-1m表示方法：长宽，即：1-50.5-1m3） 旋菌：测量长度及宽度，在一定条件培养大小比较稳定。细菌形态及大小受培养温度、时间、培养基组成及浓度的影响，也受染色方法等影响，所以同一菌种在不同时期、形态、大小不同。所以，同一菌种在同时期、不同培养条件其形态、大小不同。2.细菌细胞的基本形态和排列方式形状（细菌的基本形态）1）杆菌：细胞呈杆状或圆柱状（短的：近似球形。长的：呈丝状。） 数量：细菌中种类最多。 长短：短的近似球形，长的呈丝状。 两端：平齐（如：炭疸芽孔杆菌），稍尖（如：鼠疫巴斯德菌） 菌体：有的直，有的弯排列方式：单个，链状，栅栏状，八字形。多数分散存在。如：E。coli，少特殊形态：链状链杆菌。 2）球菌：菌体呈球形或扁球形（近似球形）单球菌：只有一个分裂面，分裂后细胞分散独立存在。如：尿素球菌。双球菌：只有一个分裂面，分裂后细胞两两成对存在。如：肺炎双球菌。链球菌：只有一个分裂面，分裂后细胞排成链状。如乳链球菌。四联球菌：有二个相互垂直的分裂面，分裂后四个细胞联在一起。如：四联小球菌。八叠球菌：有三个相垂直的分裂面，分裂后八个细胞联在一起。如：八叠球菌。葡萄球菌：分裂面不规则，无定向分裂，细胞不规则，聚在一起，似一串葡萄。如：金黄色葡萄球菌。3、 菌或弧菌：菌体弯曲呈螺旋状，分为弧菌和螺旋菌。i. 弧菌：弯曲不足一周，呈方形或逗号形。如霍乱弧菌。ii. 螺旋菌：弯曲超过一圈而呈螺旋状，（二）细菌细胞的结构细菌细胞具有细胞壁，细胞膜、细胞质、细胞核、核糖体、内含物。有的还有特殊结构：荚膜、鞭毛、微毛、芽孢等。细菌细胞的基本结构1、 细胞壁：是细菌细胞最外一层坚韧并富有弹性的外被（除支原体外）。 位置（概念）：15-30nm，占菌体干重10-25%。位于细菌表面的一层坚韧而具有弹性的结构。 功能：i、保护细菌细胞。维持细胞外形、渗透压。如：大肠杆菌的膨压：2.03*105Pa,机械力。ii、屏障保护：阻挡大分子物质出细胞。iii、为细胞生长、分裂、运动、鞭毛着生（是鞭毛支点）必须。V、与菌体抗原性，致病性有关，与对抗生素（噬）等敏感性有关。（1）革兰氏染色方法：1884年由丹麦病理学家革兰（Christian Gram）创立的，通过染色将细菌分为二类。G-，G+。步骤：动染（草酸铵结晶紫）媒染（I2液）脱色（乙醇，95%）复染（沙黄）紫色G+，红色G-。（2）（细菌）细胞壁的构造和化学组成：主要成分是：肽聚糖，脂多糖，脂Pr和垣酸。肽聚糖：双糖：由二种氨基糖（N-乙酰胞壁酸、N-乙酰葡萄糖胺）肽尾：4肽 -Ala，D-Glu，L-lys（M-DAP），D-Ala肽桥：5个Gly。NAG与NAM之间通过-1.4糖苷键相连，构成主链骨架NAM与AA之间通过肽键相连接。P14垣酸磷壁酸，是革兰氏阳性菌特有，G+.成分：是丙三醇磷酸或核糖醇磷酸为亚基的聚合物(8-50个)。.结构：金黄色葡萄球菌的细胞壁中是以核糖醇磷酸为亚基。.作用：a加固细胞壁，b垣酸与Mg2+等阳离子结合，增强膜稳定性，调节膜结合酶活性。C贮藏磷元素D调节细胞壁的增长E形成表面抗原F构成噬菌体吸附的受体。是G+重要的表面按原及噬菌体的受体。脂多糖（LPS）：P16。是革兰氏阴性菌特有成分（G-）。成分是由脂类A。核心多糖及0侧链组成。（P17）。作用：a 构成肉毒素的基础物质。B 保护作用：防止溶菌酶、抗生素等侵入菌体。C 吸附Mg、Ca等离子，增强细胞壁稳定性。D 重要的抗原E 吸附的受体。脂蛋白：E.coli脂Pr由58个AA组成，占细胞总Pr的5-7%。G-特有脂蛋白，G+没有脂蛋白。AA中无His.Trp.Gly.The.Pro。c-端：Lys的-NH2连列短肽的DAP羧基上。N-端：Lys的氨基与脂肪酸相连。Lys的-SH连一个3-d-甘油二脂。（3）古生细菌细胞壁：多有细胞壁，少无（热原体属）。 细胞壁中没有肽聚糖，由拟胞壁质、糖蛋白或蛋白质构成。有四种类型：类型I：最普遍。多为G+古生菌，细胞膜外10-20nm均一电子致密层，主要成分为坚硬的拟胞壁质或杂多糖。类型II：只存在于炽热甲烷嗜热菌中（G+），在坚硬的拟胞壁质外有蛋白质表层。类型III：G中，存在于嗜热嗜酸菌、嗜盐古生菌和产甲烷中，细胞膜外只有一个由蛋白质或糖蛋白构成的表层。类型IV：最复杂。见于甲烷螺菌属和甲烷丝菌属，细胞膜外除有电子致密的弹性层外（10nm），还有蛋白原 纤维鞘。拟胞壁质：拟胞壁质的聚糖由N-乙酰葡萄糖胺（或N乙酰半乳糖胺）和N乙酰氨基塔罗糖醛酸以1.3糖苷键连接，G+菌中无磷壁醛酸或磷壁酸（垣酸）。（4）细胞壁缺损型：有原生质体、球形体、细菌L型三种。1） 原生质体：用溶菌酶处理G+（在等渗蔗糖aq中），可得到无细胞壁的原生质体。2） 球形体：用溶菌酶处理G-（EDTA），可得到除去部分细胞壁的细菌-球形体。球形体和原生质体有生物流行性，可再生，是生物工程、DNA提取中的材料。3） 细菌L型（L型-细菌）:没有细胞壁的细菌.有些细菌在低浓度表霉素或高渗溶液中,失去合成肽聚糖的能力,而没有细胞壁.细菌L型较柔软,有球形、杆形、丝状。可通过细菌滤器。直径在0.05-5um。分为：原生小体：直径在0.05-0.5um。圆球体：直径在1um左右。巨形体：直径在1.5-5um。细菌L型在无青霉素等的培养基中可恢复正常的为L型回复，不易回复的叫稳定L型，易回复的叫不稳定L型。G+与G-细菌细胞壁的差异：G+G-细胞壁厚度20-80nm10-13nm肽聚糖多40-90%,20-80nm少5-4-15%2-3nm组成成分蛋白质少10%多60%脂类少2%多20%脂多糖无有垣酸有无对溶菌酶反应可除去细胞壁得到原生质体可除去部分细胞壁得到球形体对青霉素敏感性高低碱性染料抑制性高低对物理因素抗性强弱营养多数复杂较简单(4)革兰氏染色机理.G-:细胞壁薄,肽聚糖含量少,交连程度低,网孔大.又由于有类物质含量高,乙醇溶解了脂类后,网孔更大.所以:结晶紫和碘易被从细胞中抽提出来,速度快,而呈复染沙黄的颜色-红色.G+:细胞壁厚,肽聚糖含量高,网孔小,经乙醇脱水后,使网孔更小,结晶紫,碘不能被抽提出来,速度慢,而呈紫色.2、 细胞质膜：“单位膜”.位置：是在细胞壁内侧（在细胞壁与细胞质之间）的一层柔软而富有弹性的具高度选择透过性的膜。.厚度：约为7.5nm，占干重的10%30%，成分：由蛋白质（6070%）和磷脂（2030%）构成。少量：糖（蛋白、脂）类，核酸。，结构：与真核生物相同，3层。即：由磷类构成骨架和蛋白质。脂类：主要是双分子磷脂层，细菌主要是磷酸甘油酯（不同细菌G+G不同，表P19，温度高，饱和脂肪酸高），古细菌为异戊烯甘油醚，P20。蛋白质：蛋白质镶嵌，贯穿或覆盖在磷脂分子层之中或表面。（整合蛋白、跨膜蛋白、周缘蛋白），转运蛋白、酶（200种）等。，功能：渗透屏障作用。维持正常渗透压。物质运输：起着物质运输作用。生物合成：细胞壁、膜脂、糖被、荚膜等的大分子物质。参与代谢：是代谢的活性中心参与能量的产生（ATPE）。在细胞膜上进行电子传递及氧化磷酸化等。 分泌物质：细胞壁、糖被、蛋白质、胞外酶等。（同3） 与DNA的复制和细胞分离有关。 与细胞运动有关：是鞭毛着生位点（ATP）。鞭毛基粒位于细胞膜上。，细菌细胞膜上与真核生物细胞膜的区别： 细菌细胞膜不含固醇，而真核生物膜含有固醇。 细菌细胞膜上含有电子传递系统，相当于真核细胞的线粒体，而真核细胞没有电子传递系统。3、内膜系统：包括：间体，载色体，羧酶体，类囊体等。 间体（中体）（mesosome）：由细胞膜向内凹陷而形成的一个或几个片层状、管状、或囊状的膜性结构。作用：a.呼吸酶系发达，相当于真核细胞的线粒体。b.与细胞分裂、核分裂时隔壁的形成有关隔壁间体。c.与胞外酶的分泌（向外运输）有关侧性间体。 载色体（chromatophore）：在紫色光合细菌中，由细胞膜向内凹陷而形成的一个或几个片层状、管状、或囊状的膜性结构。含有菌绿素、胡萝卜素等色素，是光合细菌光合作用的部位。光合作用膜。 羧酶体：是自养细菌特有的内膜系统（硫杆菌），是固定CO2的场所，内含（5-磷酸核酮糖激酶和）1.5-二磷酸核酮糖羧化酶（RUBP羧化酶）。 类囊体（thylnkoid）：是兰细菌（绿色光合细菌中）光合作用的场所。4、细胞质及内含物：细胞质：是细菌细胞的基础物质，为无色透明的粘稠的胶状物。成分：水80%、蛋白质、核酸、脂类、糖、无机盐、质粒DNA等。细胞质中有RNA。幼龄RNA多易被碱性染料着色，且均匀。老龄RNA减少，着色浅。可溶性、颗粒性成分。（1） 核糖体：是核糖核蛋白构成的颗粒状结构内含物。功能：是合成蛋白质的场所。成分：蛋白质40%，RNA60%，70S。结构：大、小亚基，大亚基50S，小亚基30S，核糖体70S，真核生物核糖80S，大亚基60S，小亚基40S。抗生素（链霉素，四环素，氯霉素）作用于70S，不作用于80S。数量：一个细菌约有几万个核糖体。（2） 贮藏性颗粒（颗粒状内含物）：不同细菌，含有不同种类和数的颗粒状内含物。作用：是细胞的贮藏物质或代谢产物。种类：因细菌种类、生存环境不同而不同。 聚-羟丁酸（PHB）：是-羟丁酸的聚合物，是细菌特有的贮存物。观察方法：易被脂溶性染料着公。如：苏丹染色。作用：作为碳源及能量的贮藏物。代表菌：假单胞菌等。 异染（颗）粒：是一种同ATP转化而来的聚磷酸盐颗粒。单体是ATP。观察方法：易被兰色碱性染料染成红色。如：甲苯胺兰、甲烯兰。作用：是磷酸盐和能量的贮存物，作为细菌生活中磷和能量的补充的来源。代表菌：螺菌多糖（肝糖、糖原）和淀粉粒：是细菌中积累的多聚葡萄糖观察方法：用I2溶液染成红棕色的是肝糖（糖原）。染成兰色的是淀粉粒。作用：作为细菌的碳源及能量的贮存物。代表菌：大肠杆菌、芽孢杆菌、肠道杆菌硫粒：是硫细菌的贮藏物。作用：是硫及能量的贮藏物，外界缺S时，氧化放能。（3） 气泡：存在：光合细菌，水生细菌数量：一个或多个，直径恒定。组成：片状蛋白质膜，蛋白高度疏水，内气体O2、CO2等。形态：纺锤形、圆柱形、球形等。作用：增加细胞浮力。如：光合细菌浮在水面，光合作用。5、核区（细胞核）和质粒：位于细胞中央细菌的细胞核没有核膜、核仁，只有一个核质体是由单个环状(布氏疏螺旋体)DNA缠绕而成的质核（拟核或核区）,“类核、核当体、染色质体、核质体、细菌染色体等”。没有染色体时期。（1）细菌染色体（质）DNA：DNA高度折叠缠绕：E.coli DNA，4700Kbp,长度1100-1400m（1-1.4mm）。而E.coli长度为1-3m。所以，DNA是高度折叠缠绕在核内的超螺旋。（2）细菌染色体的组织结构：E.coli 染色体DNA有50-100个结构域或环（P23），环由50-100Kbp，一端固定在蛋白质-膜的核心或支架上，与中体相连。（3）细菌染色体的DNA的结合蛋白：细菌DNA不与（RNA或）组蛋白结合，没有染色体时期。DNA与Hu蛋白（碱性蛋白二聚体）结合（精胺或亚精胺），结合蛋白（复制、转录、翻译、调节E）、HNS单体蛋白，类组蛋白，又称细胞染色体。细胞核功能：贮存遗传信息，传递遗传信息。迅速生长，细胞中可能有四个或两个核。（4）质粒：是细胞核外的遗传物质。可自我复制，是环状的DNA分子，分子量为2-100106D，1-300Kbp。存在：游离于细胞质中或整合到染色体上。可以自我复制，独立遗传。数量：一个或多个质粒 （通常为一个）是特定的细菌带有的。作用：可作为目的基因载体，遗传工程尤为重要。但质粒对于细菌来说并不是必不可少的，除去质粒细菌仍能正常生活，它带有一些次要性状。质粒中有插入序列或转座子，可在质粒与质粒间，质粒与染色体间，进行基因交换和重组。（二） 细菌细胞的特殊结构6、 鞭毛 微毛（伞毛）：菌毛鞭毛（flagellum）：有的细菌表面，着生一根或几根细长，呈波浪状毛发形弯曲的丝状物，是细菌的运动“器官”，即为鞭毛。 数目：所有的弧菌、螺菌、假单胞菌，半数杆菌少数球菌有一根或几根鞭毛。 特点：、长而细，长是身体若干倍（15-20 um），直径10-20nm，占细胞重1%。、用电子显微镜可见到真正鞭毛。光学显微镜：用鞭毛染色法，使染料堆积在鞭毛上，可见。、球菌一般无鞭毛。螺旋菌均有鞭毛。杆菌有的有鞭毛。、鞭毛极其微细而易于脱落。a) 菌龄：幼龄时期运动活泼，老龄鞭毛脱落而不运动。b) 环境：温度发生变化或干燥或形成芽孢子时鞭毛脱落。c) 突变：发生变异失去鞭毛，或鞭毛形态发生变化。、鞭毛具有专一性抗原，用于血清学反应的鉴定。成分：主要成分是蛋白质（98%）有少量多糖和脂类。蛋白质（98%）：14种aa。鞭毛的类型：鞭毛在菌体的着生位置，数目和排列方式，是菌种的特征，是分类鉴定的依据。P24（T2-19） 偏端单生鞭毛菌：菌体一端长一根鞭毛。如：假单胞菌，霍乱弧菌。单生 两端单生鞭毛菌：菌体=端各长-根鞭毛。如：光咬热螺旋体。类型 偏端丛生鞭毛菌：菌体一端长出一束鞭毛。如：铜绿色假单胞菌。丛生 两端丛生鞭毛菌：菌体=端各长一束鞭毛。如：红色螺菌。周生：周生其毛菌：菌体表面均生有鞭毛：如：大肠杆菌（1）鞭毛的结构：细菌鞭毛是由鞭毛蛋白螺旋排列而成的中空结构，无真核生物鞭毛的9+2结构，相当于真核生物鞭毛的一根微管。P25（T2-20）环状体 S-M环：C膜 基体 L-P环：C壁。G+无L、P。柱状体：连接S，M，L，P环。鞭毛 鞭毛钩（钩状体）：连接柱状体和丝状体。鞭毛丝（丝状体）：细丝状，见到的鞭毛（可见部分），H抗原。，基体（粒）：起源于细胞膜内侧，在细胞膜和细胞壁中。10-13种Pr亚基组成，钩状体：连接柱状体和丝状体，钩状体相对于环状体可以转支，通转达动而使细菌产生运动。，丝状体：即鞭毛外露部分呈细丝状，细而长。，S、M环：连接在细胞膜上，有Mat蛋白（旋转）和Fli蛋白（正、逆转），G-，G+均有M、S环。，P、L环：分别连在G- 细胞壁的肽聚糖层（P环）和脂多糖层（L环） ，柱状体：连接M、S、P、L四个环。（2）鞭毛的运动：通过鞭毛高速旋转，使菌体前进。速度：20-80m/s，如：铜绿假单胞菌：55.8m/s，是菌体的20-30倍。趋性：趋光性，趋氧性，对营养的趋性等。7、菌毛（fimbria）：又叫伞毛、微毛、纤毛。菌毛：有些细菌（G+G-）还有一些非鞭毛的细毛状物，比鞭毛细、短、直、硬的细丝，叫菌毛。成分：Pr，不能运动。形态：中空柱状，比鞭毛细、短、直、硬的细丝，长：0.2-2.0um，直径3-14nm，数目比鞭毛多，周生。P25（T2-21）作用：、促进细菌的粘附作用：粘附到细胞或其它物体（消化系统等）。、使细菌形成菌膜（促进细菌间的粘附作用）：伞毛使细菌互相搭连、聚合在一起。细菌之间连在一起形成菌膜。、菌毛抗原、噬菌体吸附的位点。8、性丝：（pili）只存在于大肠杆菌及肠道菌（）中（F+，Hfr），1-10根，结构与菌毛相似，较长、粗。遗传物质的通道：在接合中转移遗传物质的作用。（F-）种类：F性丝：参与F因子和抗生素抗性质粒DNA转移。如：f1,f2,M13,MS2等。 I性丝：其它抗生素抗性质粒DNA转移，if1,if2等。9、糖被：有些细菌在细胞壁外表面覆盖一层多糖粘液外层。特点：不易着色，负染。有三种。P26（T2-22）（1）荚膜或大荚膜：有些细菌在细胞壁外表面覆盖一层粘液性物质。荚膜：粘液性物质较厚（200nm），外面有明显界限、而且质地均匀，相对稳定地附于细胞壁外，属细胞构造的一部分。（2）微荚膜：粘液性物质较薄（200nm），光学显微镜不能观察。用血清学方法显示。易被胰蛋白酶消化。（3）粘液层：粘液性物质，外面没有明显界限，从细胞壁到外面，逐渐稀疏，扩散到环境中。菌胶团：细菌荚膜连在一起，成为一团，内包含许多细菌。区别：荚膜：与外界有界限，质地均匀，是细胞构造的一部分。粘液层：与外界无界限，且由里向外逐渐稀疏，是细胞的分泌物。成分：主要成分是：水、多糖或多肽少数菌糖被是由水和多肽组成，多数细菌糖被是由水和多糖组成。功能：、保护作用：保护病原菌不被吞噬，如白细胞，真核细胞等。防止干燥：荚膜含水90%，可避免干燥的影响（防细胞失水），吸附阳离子：荚膜中含有-COOH。如葡萄糖酸，可以吸附阳离子。防止噬菌体的侵袭。、致病性强：保护病原菌不被白细胞，真核细胞等吞噬。、贮存养料：养料缺乏时，可分解糖和肽作为碳源及能量。特征：、糖被不易着色。、糖被的形成与遗传因素及环境有关。、产糖被（荚膜）细菌形成的菌落：表面湿润光滑，透明，为光滑型为S型。光滑型菌落（S-型）：表面湿润，光滑透明。不产糖被（荚膜）的细菌形成的菌落。表面干燥，粗糙，称为粗糙型菌落（R-型菌落）。10、芽孢、伴胞晶体与其它：（1）芽孢：某些细菌（芽孢杆菌）在生活的一定阶段（生长发育的后期），在细胞内产生一个椭圆形或圆柱形、厚壁、折光性强、具抗逆性的休眠体（是一种抗性很强的内生狍子）。1个菌体形成1个芽孢。种类： 位于细胞中央 芽孢直径大于菌体：细胞呈梭形。芽孢位置芽孢直径小于菌体：细胞形状不变。位于细胞一端 芽孢直径大于菌体：细胞呈鼓棰状。P28（T2-23）芽孢直径小于菌体：细胞不变形。P27(B2-3)芽孢的结构：P28（T2-24），芽孢外壁：外层，蛋白质脂类和糖类构成，保护。，芽孢衣：主要成分（角）蛋白质，非常致密，通透性差，能抗酶和化学物质的透入。，皮层：中层，很厚，占总体积1/2，肽聚糖，DPA及Ca2+。具抗热性，渗透性高。，核心：原生质体，由芽孢壁、芽孢膜、芽孢质和芽孢核组成，内含核糖体、DNA，含水极少。特征：芽孢在生理上与营养细胞有很大不同。、抗热性：芽孢壁结构上：坚实、致密、厚、不透水。 生理上：原生质含水量低，皮层中含有2.6-吡啶二羧酸（DPA）。DPA-Ca：抗热性强。芽孢形成时DPA很快合成，芽孢萌发时DPA释放，抗热性消失。、是一种休眠体：不是繁殖体，是生活史中一个阶段，并非环境影响。一个营养细胞内只能形成一个芽孢。、芽孢壁透性低，故不易着色，抗化学药物能力强。芽孢抗热机制：渗透调节皮层膨胀学说：DPA-Ca高，含水量低，形成凝胶状结构。芽孢衣非常致密，对阳离子、水的通透性差；皮层DPA-Ca高，渗透压高，原生质体失水，因而具抗热性。意义：芽孢的形成与否是由该菌遗传特性决定的。、细菌的芽孢有助于细菌分类鉴定。、作为灭菌的标准。、芽孢细菌是强致病菌。iv、用于生产抗生素及利用芽孢保藏菌种。形成过程：细胞失水核物质凝集移动到一端细胞膜内陷前孢子细胞包围前孢子（二层之间为皮层）芽孢外壁芽孢囊壁破裂释放。分为7个阶段：P30（T2-26）阶段I：轴丝形成，阶段II：芽孢隔壁形成。阶段III：前芽孢形成。阶段IV：原皮层形成。阶段V：芽孢外衣形成。阶段VI：芽孢内衣形成。阶段VII：芽孢释放。（2）伴胞晶体：有的细菌（少数）在形成芽孢的同时，常在菌体内形成一种菱形、斜方形或不规则形的晶体内含物。、成分：蛋白质，溶于碱性溶液。、作用：可作为杀虫剂。、机理：可以引起鳞翅目昆虫肠道麻痹、穿孔、毒素进入血液和体腔、引起败血症。（3）细菌的其他休眠状的结构：有孢囊、外生孢子、粘孢子、蛭孢囊、孢囊样结构等。二、细菌的繁殖最普遍、最主要的是二分分裂法。细胞生长到一定程度，核物质复制，赤道带下部膜向内凹陷，新壁开始合成。 核物质分配到凹陷的两边细胞壁外形成“V”形开口，并产生两个新的外壁带。（将来的赤道带） 两个外形带分开，新壁向内生长。 新壁不断合成加厚，形成新壁。直接到中央汇合，形成隔膜。生长迅速的细胞二个子细胞没分离前，子细胞赤道带下又出现新的凹陷，即第一次分裂结束前，第二次分裂已经开始。细菌染色体滚动复制模型。三、细菌的群体形态-菌藩（一） 菌落：繁殖体在固体培养基上，生长繁殖时，形成的肉眼可见的具有各种形态的细胞群体，叫clone。1、 菌落特征的描述：大小，形状，边缘，质地，光泽，颜色，透明程度等。2、 细菌菌落特征： 与培养基结合不牢固，湿润、粘稠、易挑起。 形状圆形或不规则形。边缘整齐或呈波浪状。 菌落隆起。表面有光泽或无。 多为灰色，少为白、黄、红、绿、棕等颜色。3、 菌落特点：a不同菌种，菌落形态不同。b同一菌种，在不同条件下培养，菌落形态不同。c产荚膜的细菌菌落光滑、湿润，为光滑型菌落。d不产荚膜的细菌菌落表面粗糙，为粗糙型菌落。4、 意义：菌落特征对菌种的识别和鉴定有重要意义。如：金黄色葡萄球菌：其菌落颜色为金黄色。蜡状芽孢杆菌：其菌落有蜡样光泽。（二）菌苔细菌在斜面或平板培养基表面培养，经生长繁殖形成片状或不规则状的培养物称为菌苔。即：由几个菌落连在一起形成的片状或不规则状的培养物。菌落与菌苔的区别：菌落：是由一个细胞繁殖而来的，纯培养物（克隆培养）菌苔：是少数几个细菌形成的菌落连在一起形成的。即同种不同个体形成的。液体培养中的特征1、 细菌流动性大，繁殖体一般分散在液体培养基中。2、 不同菌种，表现的特征不同。如：浑浊、沉淀、气泡、颜色、形成菌环、菌膜等。细菌的致病作用病原菌：致病作用。（一） 细菌的致病基础（二） 细菌侵入数量和致病关系。（三） 浸入途径与致病关系。（四） 细菌的生态学检验。细菌的分类（一）细菌的分类单位界、门、纲、目、科、属、种亚门、亚纲、亚目、亚科。 种、属间加“族”种以下分为：变种、亚种、菌株、型1、 种：是分类的基本单位。是生物进化的特定阶段，有共同起源及形态生理特性基本相同的一群生物。种种群。种群：一群菌侏组成，群体中个体高度相似。国为由一个细胞繁殖而来。特点：种内个体相对称定，又可变。同种细菌不同个体产生的后代，总有变异出现。如细菌的突变率为10-410-8。（1/万1/亿,4.58.8h ,13.526.5代）2、 变种：从自然界分离到某一微生物纯种，大部分与模式种相同，但某些特性与典型种相同，而这些特性又是稳定的，这样的菌种称为变种。3、 亚种：实验室获得的稳定变异菌种叫亚种。小种如：E.coli K12,通过诱变可获得E.coli K12gal突变株，不能发酵半乳糖（gal）称为K12亚种。4、型：同种间某些特殊性质上有区别，但它们之间的区别没有变种那样显著。常用于变种以下的细分。如：结核分枝杆菌：依寄主不同可分为人型、半型、禽型等。肺炎双球菌：依表面抗原不同分为几十个血清型。5、菌株或品系：是指同种而不同来源的微生物纯培养。因为自然界中不存在绝对相同的二个个体。菌株（品系）常在种名后加上编号（数字）地名或符号表示。如：枯草杆菌：生产蛋白酶的1.398。生产淀粉酶的7.658等。6、群：常把二种微生物和介于它们之间的微生物类型统称为群。如：大肠杆菌，产气杆菌之间存在许多中间类型。我们把大肠杆菌，产气杆菌及介于它们之间中间类型的细菌称为大肠菌群。饮水标准：细菌总数：100个/ml，大肠菌群3个/1000/ml。（二） 细菌的命名：细菌名称由：属名、种名、命名人、发表年份构成。属名：有拉丁文或拉丁化的名词。（首字母大写。）种名：用拉丁文或拉丁化的形容词，（字母小写）命名人：用正体字放在种名后。年份：放在命名人之后。如：苏云金芽孢杆菌：Bacillus thurigiesis Berliner 1915亚种和变种用“三名法”，即在种名后加var，再加变种或型的小名（variety）如：蜡状芽孢杆菌荧光变种：Bacillus cereus var fluoresens. Laubach属名 种名 变种名 命名人有时某种细菌只定到属或泛指某一属不指具体某一种时，可在属名之后加sp或spp（species）.sp：表示单数。Spp：表示复数。发表新种时可在学名之后加n.sp即：novel.species（三） 细菌分类依据1、 形态特征：个体及群体特征。 个体形态：形状、大小、排列情况、革兰氏染色反应、能否运动、鞭毛位置、数目、芽孢的有无及着生部位和形状、内含物、荚膜、菌胶团等。 群体形态：菌芨的大小、形状、颜色、光泽、粘稠度、透明度、质地、气味、边缘、隆起等。液体培养特征：形成菌膜、菌环，能否产生沉淀及多少，培养液颜色等。菌苔特征：边缘、形状、颜色、粘稠度、透明、气味等。2、 化学成分： 核酸杂交法：测定菌株间DNADNA或DNARNA的杂交率，根据杂交率判断亲缘关系。 G+C摩尔%含量：优点： 亲缘关系近的，DNA碱基组成必然相连。 DNA中碱基对数量稳定不受环境、菌龄等影响。 G+C（G+G）%=100%- A+G+T+C同种细菌（C+G）%一定相同，但（G+C）%相同，未必同属同种。3、 生理生化特性： 营养要求：检查微生物对碳源及氨源的利用能力。碳源：微生物可以利用哪些糖、酸、醇等。氨源：微生物可利用哪些含氨化合物。如：蛋白质，AA，NH-4、NO-3、N2等。 代谢产物：微生物因生理特性不同而代谢产物不同。看其能否利用糖而产酸、产气或二者兼有，生成的产物是醇、酮、酸等。对Pr、AA分解能否产NH3、H2S、吲哚等。 酶类：微生物生长形成哪些酶。如：脲酶、蛋白酶、淀粉酶、明胶酶等。4、 其他特征： 生态条件：生活环境、生长温度、PH、需氧量、需光性、嗜盐、耐渗性等。 血清学反应：不同微生物对血清有不同反应。 抗生素敏感性 噬菌体敏感性5、 数值分类法：利用很多特征来分类（60-100-150）60对待分类特征不分主次，各特征同等对待，通过计算求出相似数值，相似数值越近则亲缘就越近。（四） 细菌的分类系统：国际上有三个较全面的分类系统。1、 苏联：克拉西里尼科夫细菌和放线菌的鉴定2、 法国：普雷沃细菌分类学或系统细菌学3、 美国：布瑞德等，伯杰氏鉴定细菌学手册应用最广，1974年，第八版问世有许多国家参与。该手册把细菌、放线菌、粘细菌、螺旋体、支原体、立克次氏体归属于原核生物界。分为两个门、六个纲、十九部。第二节：放线菌放线菌：是界于细菌和丝状真菌之间而与细菌相近的一类单细胞原核微生物。是原核生物一大类群。菌体为分枝状的丝状体。菌落量放射状而得名，细菌没有菌丝体，放线菌有真正分支的菌丝。1、分布：分布广，主要在土壤中，喜中性或偏碱，有机质丰富的土壤，几万几百万个/g放线菌孢子，土中腥味是放线菌代谢物引起的。除土壤外，空气，水中（少），食品上发霉，草食动物肠道，堆肥，河泥等处均有放线菌。2、营养：大部分为腐生菌，少数为寄生菌。G+3、放线菌与人类关系：腐生型放线菌在自然界物质循环中起一定作用。固氮：入线菌与植物共生固定N2，如：弗兰克氏菌属。 抗生素：放线菌是抗生素的主要生产菌。目前，发现抗生素1700多种，50种用于实际。如：链霉素、土霉素、金霉素、红霉素、卡那霉素、庆大霉素、井冈霉素等。5406菌肥是农用抗生素。 生产酶及维生素 甾体转化，石油脱蜡，污水处理，烃类发酵等。 引起病害：人、动、植物的多种疾病。如：皮肤病、脑膜炎、脚和肺部感染等。马铃薯、甜菜的疮痂病。一、 放线菌的形态结构（一）放线菌形态：链霉菌属菌体：由分支状菌丝构成。0.5-1。G。菌丝无隔。菌丝体：许多菌丝交织在一起形成菌丝体。生活史：孢子芽管菌丝菌丝体放线菌菌丝分为三种：基内菌丝，气生菌丝和孢子丝。、基内菌丝：又叫营养菌丝。：0.20.8m。是深入到培养基内和紧贴在培养基表面。功能：吸收营养物质。多产生色素（水溶性或脂溶性色素）使菌落呈黄、橙、红、紫、兰、绿、灰、褐、黑等颜色。少数无色。由于基内菌丝深入到培养基因，故菌落不易挑起。、气生菌丝：基内菌丝生长到一定阶段后，生长出培养基外伸向空间的菌丝。气生菌丝颜色深、较粗。功能：传递营养物质、繁殖气生菌丝覆盖在菌芨表面，使菌落呈绒毛状。、孢子丝：气生菌丝生长到一定阶段，分化出可形成分生孢子的菌丝，叫孢子丝，是繁殖菌丝。孢子丝上形成成串孢子。P28(T2-28) 孢子丝的形状 P33(T2-29)杆形、波浪形、螺旋形、螺旋有松紧，大小之分。 孢子丝的着生方式：互生、轮生、丛生 孢子的形状：球形、椭球（圆）形、杆状、瓜子状等。 孢子表面结构：光滑、小疣，刺、毛，是菌种鉴定依据。 孢子颜色：孢子常具有色素。白、黄、绿、紫、黑、红等。(二)放线菌结构：菌丝无隔，单细胞，宽1m。细胞型：含有肽聚糖。G+细胞器：核糖体70S，无线粒体、内质网等细胞器。细胞核：无核膜、核仁、由DNA构成。二、放线菌的繁殖：无性繁殖无性孢子1、 断裂生殖：菌丝断裂片段可形成新菌体。2、 孢子生殖：产生无性孢子，即分生孢子或孢囊孢子。放线菌孢子形成的方式：a凝聚分裂：孢子丝原生质包围核物质，凝聚成一串大小相似的小段，然后形成细胞膜，细胞壁圆形或椭圆形孢子。b横隔分裂：孢子丝先形成模隔，将原生质分开，然后从横隔处断裂杆状或柱状孢子。横隔分裂二种方式： 细胞膜内陷，逐渐各内收缩汇合形成隔膜，将孢子丝分成许多孢子。 细胞壁：细胞膜同时内陷，向内缢缩，将孢子丝缢裂成连串孢子。3、在孢子囊内形成孢囊孢子：在基内菌丝或气生菌丝顶端膨大形成孢子囊，孢子囊内形成大量的孢囊孢子。三、放线菌的菌落：1、 表面质地致密，呈短绒状，坚实，干燥，多皱，不透明。孢子形成时，表面呈粉末状，絮状或颗粒状。2、 基内菌丝少，无色，多可产生色素（水，脂溶）。基内菌丝和孢子常有色素，所以菌落正反面色泽不同。3、 与培养基结合较紧，不易挑起。菌落周围有放射状菌丝。（放大镜）放线菌代表属：一）链霉菌属：1、 特征：有良好分支状菌丝体，菌丝无隔，有气生菌丝，孢子丝，形成分生孢子。2、 种类：1000多种。占土壤放线菌总数的3090%。3、 抗生素：许多抗生素是由链霉属放线菌产生。90%以上。灰色链霉菌链霉素，龟裂链霉菌土霉素，卡那霉素，井冈霉素，丝裂霉素。5406放线菌。二）诺卡氏菌属1、 特征：只有基内菌丝，一般不产生气生菌丝，菌丝有隔，断裂生殖，可产生抗生素，多为腐生。2、 分布：主要分布于土壤中。三）放线菌属1、 特征：本属多为致病菌，只有基内菌丝，无气生菌丝和孢子，菌丝细，1m，有横隔，一般为厌氧菌或兼性厌氧菌。2、 营养要求：需要较丰富的营养，培养基中常加心脑血清等。四）孢囊链霉属：1、 特征：主要特征是形成孢子囊及孢囊孢子，孢子囊是由孢子丝盘卷而成。2、 用途：可抑制细菌、病毒和肿瘤的多霉素是该属的，粉红孢囊链霉菌产生的。五）小单孢菌属：1、 特征：不形成气生菌丝，繁殖时基内菌丝长出许多分枝小梗，每个梗的分枝顶端处着生一个孢子。菌丝细，0。30。6，无横隔，不断裂，菌落小。2、 用途：本属许多种可产生抗生素。缝红小单孢菌，棘孢小单孢菌产生庆大霉素。有的小单孢菌产生利福霉素，VB12等。第三节：兰细菌（兰绿藻、兰藻）单细胞原核光合微生物。分布：广、土壤、岩石、树皮、湖泊、海洋、池塘等。一、蓝细菌的形态结构1、 形态：球形或丝状，单细胞：0.51m。个体较大的=31060m，可滑行。2、 结构：与细菌相似。G-细胞壁含肽聚糖，细胞膜，核糖体70S、无核膜，无细胞器，内含物，气泡，异形胞。类囊体（thylnkoid）：细胞周缘，由多层膜片相叠成，层状、管状、或囊状的膜性结构。含有叶绿素a，藻胆蛋白（PBP），呈绿、兰、红色。藻胆蛋白含有藻兰素、别（异）藻兰素和藻红素三种色素。3、 兰细菌与细菌区别：含有叶绿素a，是自养型原核微生物。 兰细菌光合作用与高等植物相似，是放氧型的，与光合细菌不同。 兰细菌有PS和PS，光合细菌只有PS，无PS。二、繁殖：无性繁殖，二分分裂法繁殖、多分裂、断裂生殖。存在形式：细胞壁产生果胶质，许多个体连成丝状体或聚成群体，有的产生异形胞，有的可固氮，有的耐热等。第四节 其他原核微生物一、立克次氏体：（一）、概念：是一类形微小的杆状或球状G-、绝大多数只能生活在宿主细胞内繁殖（寄生）的原核微生物。介于细菌与病毒之间，而又接近于细菌的一类专性细胞内寄生的原核微生物。（二）生物学特性1、 形态：球形或双球形：=0.20.5m。 杆形：宽：0.30.6m，长：0.82m。 丝状：2、 特点： 不能透过细菌滤器。 无芽孢，不运动。 G- 二分分裂方式繁殖。9-12小时/代3、 结构：与细菌相似（1） 细胞壁、细胞膜、细胞质、细胞核。（2） 细胞壁：含有肽聚糖，DAP，脂多糖。（3） 细胞核：原核，丝状，无核膜、核仁，双链DNA，含RNA。（4） 细胞膜：磷脂，Pr。膜疏松，渗透性大（NAD可通过）。（5） 细胞质中：含有70S的核糖体。4、生理：细胞内专性寄生，酶系不完整，不能离开寄主而独立生活，离开寄主立即死亡。 对磺胺，抗菌素敏感；四环素，氯霉素，红霉素可抑制生长。 只能氧化Glu，不能氧化Glc,6-p-G或有机酸。（三）致病性：立克氏体常寄生在虱、蚤、蜱、螨等的消化道。表皮细胞内（不致病），通过节肢动物叮咬传给人或其他动物。如：人的、斑疹伤害、恙虫热、Q热等。二、支原体（类菌质体）（菌形体）：（一）概念：是缺少细胞壁、可独立生活的原核微生物。介于细菌与立克次氏体之间的微生物。（二）生物学特性：1、形态：球形：min.0.1,=0.20.3m.。丝状体：12150m。2、 特征：最小可独立生活的原核微生物：pplo：类胸膜肺炎微生物。无细胞壁、细胞柔软，形态多变：球、丝、分枝等。不产生芽孢、无鞭毛。G-，可通过细菌滤器。好氧或厌氧（腐生）3、 结构：结构简单，无细胞壁，有细胞膜，细胞质，细胞核（原核）等。细胞膜：含有固醇或类胡萝卜素等。4、 繁殖：多二分分裂方式，少，出芽方式。5、 菌落形态：在固体培养基上呈“油煎蛋”形。中央厚，周围薄而透明。菌落小，：250600m。培养基中需加入动物血清，牛心浸出汁，固醇等。6、 生理：生长不受青霉素等抑制细胞壁形成的抗生素抑制，但对四环素、卡那霉素，红霉素，土霉素等敏感。7、 分布：分布广，土嚷、污水、动、植物体内、外。9、致病性：多腐生或无害，少数是致病的，引起人、畜、禽、虫等多种病害。如：牛的肠膜肺炎、羊的缺乳症。翠菊黄化病，枣疯病