第一章原核生物的形态结构和功能

1、第一章第一章 原核生物的形态结构和功能原核生物的形态结构和功能 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 蓝细菌蓝细菌 第四节第四节 支原体、立克次氏体和衣原体支原体、立克次氏体和衣原体 教学目的与要求： 1、掌握原核微生物细菌的形态结 构，化学组成; 2、了解细菌的生物学功能以及繁 殖过程，特点和菌落特征； 3、了解放线菌的形态和构造。 一、细胞的形态、构造和功能一、细胞的形态、构造和功能 第一节第一节 细菌细菌 1、细胞的形状和染色、细胞的形状和染色 （1）形状：）形状： 细菌的基本形状细菌的基本形状 第一节第一节 细菌细菌 1、细胞的形状、结构和染色反应、细胞的形

2、状、结构和染色反应 （1）形状）形状球菌球菌 单球菌单球菌 双球菌双球菌 链球菌链球菌 球菌分裂后的子细胞的连接方式球菌分裂后的子细胞的连接方式 一、细胞的形态、构造和功能一、细胞的形态、构造和功能 淋病奈瑟氏球菌 肺炎链球菌肺炎链球菌 八叠球菌八叠球菌四联球菌四联球菌葡萄球菌葡萄球菌 （1）形状）形状球菌球菌 球菌分裂后的子细胞的连接方式球菌分裂后的子细胞的连接方式 梭状芽孢杆菌梭状芽孢杆菌短杆菌短杆菌长杆菌长杆菌 （1）形状）形状杆菌杆菌 杆菌的基本形状杆菌的基本形状 枯草芽孢杆菌 铜绿假单胞菌（绿脓杆菌） 结核分枝杆菌 炭疽杆菌 破伤风杆菌 （1）形状）形状螺旋菌螺旋菌 螺旋不满一圈称为

3、弧菌(vibrio)，满26环称为螺旋菌(spirllum)，旋转周 数在6环以上的称为螺旋体(spirochaeta)。 螺旋菌螺旋菌弧菌弧菌螺旋体螺旋体 （1）形状）形状细菌的特殊形态细菌的特殊形态 柄细菌柄细菌 肾形菌肾形菌 臂微菌臂微菌 网格硫细菌网格硫细菌 贝日阿托氏菌贝日阿托氏菌(丝状丝状) 具子实体的粘细菌具子实体的粘细菌 （1）形状）形状细菌的异常形态细菌的异常形态 结核杆菌的异常形态结核杆菌的异常形态结核杆菌的正常形态结核杆菌的正常形态 （2）大小）大小 (1)(1)测量：测微尺测量：测微尺 (2)(2)长度单位：长度单位： 微米微米(m) (m) (3)(3)表示：表示：

4、球菌球菌: :直径直径0.5-1.0 0.5-1.0 m 杆菌杆菌: :宽宽( (0.5-1.0 m )长长 螺菌螺菌: :宽、长、螺距宽、长、螺距 费氏刺骨鱼菌 (0.08 mm x 0.6 mm)比大肠 杆菌大100万倍 （1985年发） 细胞结构的光学鉴定方法：细胞结构的光学鉴定方法：鉴别鉴别染色染色法法 革兰氏染色法革兰氏染色法 芽孢染色法芽孢染色法 荚膜染色法荚膜染色法 鞭毛染色法鞭毛染色法 （3）染色反应）染色反应 （3）染色反应）染色反应 简简 单单 染染 色色 法法 （3）染色反应）染色反应 背景着色，菌背景着色，菌 体不着色，多用体不着色，多用 于荚膜的观察。于荚膜的观察。

5、背背 景景 染染 色色 法法 （3）染色反应）染色反应 （二）、细菌细胞的构造 细胞壁细胞壁 细胞质细胞质 细胞膜细胞膜 原生质体原生质体 基本结构基本结构 特殊结构特殊结构 鞭毛鞭毛 芽孢芽孢 糖被糖被 菌毛菌毛 细胞结构细胞结构 细胞质细胞质 纤纤 毛毛 鞭鞭 毛毛 核糖体核糖体 细胞膜细胞膜 细胞壁细胞壁 荚荚 膜膜 细菌模式图细菌模式图 1 1、细菌细胞的一般构造、细菌细胞的一般构造 （二）、细菌细胞的构造（二）、细菌细胞的构造 1 1、细胞壁、细胞壁: :位于细胞位于细胞 最外层的一层厚实、最外层的一层厚实、 坚韧的外被，主要成坚韧的外被，主要成 分为肽聚糖。分为肽聚糖。 壁厚度壁厚

6、度 20-80nm(G+菌菌) 10nm(G-菌菌) 细胞质 胞围 细胞膜 肽聚糖外膜 细胞壁的功能：细胞壁的功能： 细胞壁的结构成分细胞壁的结构成分 a.肽聚糖肽聚糖 又称粘肽(mucopeptide)、 胞壁质(murein)或粘质复 合物(mucocomplex)，是真 细菌细胞壁中的特有成分。 1）革兰氏阳性细菌的细胞壁的结构和成分： b.磷壁酸 革兰氏阳性细菌细胞壁上特有的化学成分， 是结合在G+细胞壁上的一种酸性多糖,主要成分为 甘油磷酸或核糖醇磷酸。 2 2）革兰氏阴性细菌的细胞壁）革兰氏阴性细菌的细胞壁的结构和成分：的结构和成分： 肽聚糖 外膜 b.外膜(outermembra

7、ne) c.周质空间（periplasmicspace,periplasm） 革兰氏染色原理革兰氏染色原理 革兰氏染色革兰氏染色的机制的机制（1884，丹麦，丹麦，GRAM） C.GramC.Gram 丹麦医生丹麦医生 步骤：步骤： 涂片固定；涂片固定； 结晶紫初染结晶紫初染1min1min； 碘液媒染碘液媒染1min1min； 95%95%乙醇脱色乙醇脱色0.5min0.5min； 番红复染番红复染2min2min。 结果结果: : 阳性菌阳性菌紫色；紫色； 阴性菌阴性菌红色。红色。 ( (2 2) )细胞膜：又称细胞细胞膜：又称细胞质质膜或质膜膜或质膜，位于位于 细菌细胞细菌细胞 壁内侧，

8、紧包着细胞质。壁内侧，紧包着细胞质。 细胞膜 a a、细胞、细胞膜的组成及结构膜的组成及结构 组成：是由磷脂分子和蛋白质组成。组成：是由磷脂分子和蛋白质组成。 结构：液态镶嵌模型结构：液态镶嵌模型 b、观察方法 a.a.质壁分离后结合鉴别性染色在光学显微镜下观察质壁分离后结合鉴别性染色在光学显微镜下观察。 b.b.原生质体破裂；原生质体破裂； c.c.超薄切片电镜观察；超薄切片电镜观察； 电镜观察到的细胞质膜，是在上下两暗色层之电镜观察到的细胞质膜，是在上下两暗色层之 间夹着一浅色中间层的双层膜结构，这与细胞膜的间夹着一浅色中间层的双层膜结构，这与细胞膜的 化学组成有关。化学组成有关。 c、细

9、胞膜的生理功能 选择性地控制细胞内、外的营养物质和代谢产 物的运送； 是维持细胞内正常渗透压的结构屏障； 合成细胞壁和糖被的各种组分（肽聚糖、磷壁酸、 LPS、荚膜多糖等）的重要基地； 膜上含有氧化磷酸化或光合磷酸化等能量代谢的 酶系，是细胞的产能场所； 是鞭毛基体的着生部位和鞭毛旋转的供能部位； (3)(3)细胞质细胞质指被细胞膜包围的除核区以外的一切半透明 胶体状、颗粒状物质总称。 细胞质 纤 毛 鞭 毛 核糖体 细胞膜 细胞壁 荚 膜 （4）.核区原核、类核或染色质区核区原核、类核或染色质区 处于细胞质中部的絮状的区域。处于细胞质中部的絮状的区域。 含一个染色体及质粒。含一个染色体及质粒

10、。 附加体：附着在染色体的质粒。附加体：附着在染色体的质粒。 功能：细菌遗传信息的物质基础。功能：细菌遗传信息的物质基础。 成分：贮藏物、酶类、质粒等。 核糖体：直径10nm，沉降系数为70s的颗粒，由核糖核酸(RNA)和蛋 白质组成。功能：蛋白质合成场所 2、细菌的特殊结构 糖被 S层 鞭毛 菌毛 性毛 芽孢 第一节第一节 细菌细菌 包被于某些细菌细胞壁外的一层厚度不定的包被于某些细菌细胞壁外的一层厚度不定的 胶状物质。糖被按其有无固定层次、层次厚薄又可细分为胶状物质。糖被按其有无固定层次、层次厚薄又可细分为 荚膜、微荚膜、粘液层和菌胶团。荚膜、微荚膜、粘液层和菌胶团。 A A 荚膜荚膜(c

11、apsule):(capsule):细菌分泌的一层包绕在细胞壁外的黏液细菌分泌的一层包绕在细胞壁外的黏液 性物质。性物质。 1、化学组成多糖（少数为多肽） 2、形成：体内或在含大量血清或糖的培养基上 3、染色：不易着色。 荚膜：边界清楚，荚膜：边界清楚， 厚度大于厚度大于0.2m 双球菌的荚膜双球菌的荚膜 肺炎球菌肺炎球菌 产气荚膜杆菌产气荚膜杆菌 4、荚膜的功能、荚膜的功能 （1）抗吞噬作用）抗吞噬作用 （2）黏附作用）黏附作用 （3）抗有害物质的杀伤作用）抗有害物质的杀伤作用 B.B.微荚膜微荚膜(microcapsule) (microcapsule) ： 在细胞壁外的荚膜物质厚度 不到

12、200 nm，而且与细胞结合比 较紧，称为。微荚膜用光学显 微镜看不到，但可用血清方法证 实它的存在,很容易被胰蛋白酶消 化。 C.C.粘液层粘液层(slime layer) (slime layer) 在细胞壁外的粘液状物质很疏 松，没有边缘的向四周扩散，使 培养基变粘，这类粘物质称。 D.D.菌胶团菌胶团(zoogloea) (zoogloea) ： 荚膜互相连在一 起，内含几个菌体， 称为。 菌胶团菌胶团 （2）S层 是一层包围在原核微生物细胞壁外、由大量蛋白质或 糖蛋白亚基以方块形或六角形方式排列的连续层，类似于 建筑物的地砖。 （3）鞭毛 A 形态特征 鞭毛是从细胞膜内长出，穿过壁伸

13、出体外，形成细长的丝。 细菌鞭毛的电镜照片细菌鞭毛的电镜照片 弧菌鞭毛的电镜照片弧菌鞭毛的电镜照片 B、功能：细菌细胞运动的器官。 1、是细菌的运动器官，使细菌游向营养物质，而逃离有 害物质； 2、有些鞭毛与细菌的致病性密切相关。 3、可籍鉴定细菌及对细菌分类。 C、原核微生物鞭毛的构造：（自习部分） D、根据鞭毛的数量和部位，鞭毛菌分四类： 1、单毛菌 3、丛毛菌 2、双毛菌 4、周毛菌 双毛菌 双毛菌 功能：是细菌的粘附结构，可与宿主细胞表面受体结合，是 细菌感染的第一步，所以与菌毛结合的特异性决定了宿主感 染的易感部位。 细菌菌毛细菌菌毛 (Bacterial Pili) (4 4) )

14、、菌毛（菌须）、菌毛（菌须） 形态特征形态特征 是一种长在细菌体表的纤细、中空、短直且数量较多的 蛋白质类附属物，具有使菌体附着于物体表面上的功能。 特点：短、细、硬、多 性菌毛性菌毛 Conjugation (Sex) Pilus （5）、性菌毛(sex pilus) 仅见于少数G-菌，一般仅1-4根，比普通菌毛 长而粗。有性菌毛的细菌为F+菌，否则为F-菌（ Fertility 编码）。 接合（conjugationconjugation） F+菌与菌与F-菌相遇，菌相遇，F+菌的性菌毛与菌的性菌毛与F-菌的性菌毛菌的性菌毛 受体结合，受体结合，F+菌体内的质粒或染色体菌体内的质粒或染色体

15、DNA可通过中可通过中 空的性菌毛进入空的性菌毛进入F-菌体内，这个过程称接合。菌体内，这个过程称接合。 F+菌菌F-菌菌F+菌菌 F-菌菌F+菌菌F+菌菌 (6)、芽孢 在一定的生长阶段，细菌胞内形成一个球形或卵形 的、具有厚壁构，并处于休眠状态的物质，这种物质称 为芽孢。 功能：抵抗逆境 类型：大小、着生部位 细菌芽孢的各种类型细菌芽孢的各种类型 左：端位；中：近端位；右：中央位左：端位；中：近端位；右：中央位 枯草杆菌营养细胞和芽孢囊枯草杆菌营养细胞和芽孢囊 超薄切片电镜照片超薄切片电镜照片 芽孢结构、形成芽孢结构、形成 1 1、形成条件：、形成条件： 芽孢的形成是芽孢的形成是 由芽孢形

16、成基因决由芽孢形成基因决 定的，在动物体外，定的，在动物体外， 且一般为环境条件且一般为环境条件 恶劣时形成。恶劣时形成。 （7）、伴孢晶体（parasporal crystal） 少数芽孢杆菌，例如苏云金杆 菌(Bacillus thuringiensis)在 其形成芽孢的同时，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。 特点：不溶于水，对蛋 白酶类不敏感；容易溶 于碱性溶剂。 伴孢晶体对200多种 昆虫尤其是鳞翅目的幼 虫有毒杀作用细菌 杀虫剂。（生物农药） 菌落特征：大小、形状、隆起菌落特征：大小、形状、隆起 形状、边缘和表面状况、颜色形状、边缘和表面状况

17、、颜色 、黏度、硬度、透明度等、黏度、硬度、透明度等. . 第一节第一节 细菌细菌 1 1、细胞的群体形态（菌落形态、斜面菌苔、液体培养形态）细胞的群体形态（菌落形态、斜面菌苔、液体培养形态） （1 1）菌落：微生物单细胞在平板培养基上生长繁殖，形成肉）菌落：微生物单细胞在平板培养基上生长繁殖，形成肉 眼能看到的，具有一定形态特征的群体。眼能看到的，具有一定形态特征的群体。 二、细菌的群体形态二、细菌的群体形态 （2 2）菌苔：在斜面培养基上划线接种，培养）菌苔：在斜面培养基上划线接种，培养3-53-5天形成的天形成的 培养物。培养物。 菌苔特征：菌苔特征： 隆起形状、表面形状、隆起形状、表面

18、形状、 表面光泽、质地、颜色表面光泽、质地、颜色 等。等。 （3 3）液体培养：培养）液体培养：培养1-31-3天后，观察液体培养基表面生长天后，观察液体培养基表面生长 状态状态。 培养特征：混浊程度，沉培养特征：混浊程度，沉 淀形态，有无气泡、颜色淀形态，有无气泡、颜色 等。等。 反映微生物与氧气的关系反映微生物与氧气的关系 第二节第二节 放线菌放线菌 放线菌放线菌：介于细菌与丝状真菌之间而又接近于细介于细菌与丝状真菌之间而又接近于细 菌的一类多核单细胞的丝状原核生物。菌的一类多核单细胞的丝状原核生物。主要呈菌丝状主要呈菌丝状 生长和以孢子繁殖的陆生性较强的原核生物。生长和以孢子繁殖的陆生性

19、较强的原核生物。 细胞结构细胞结构: 无细胞器无细胞器,无核膜无核膜 形态：无隔菌丝体形态：无隔菌丝体 细胞组分：细胞壁含磷壁酸细胞组分：细胞壁含磷壁酸基本特征基本特征 （一）放线菌的形态结构（一）放线菌的形态结构 依据分布和功能分类依据分布和功能分类 基内菌丝基内菌丝 气生菌丝气生菌丝 孢子丝孢子丝 0.2-0.8m 1-1.4m 不同类型的孢子丝不同类型的孢子丝 灰色链霉菌的直形孢子链灰色链霉菌的直形孢子链 玫瑰花链霉菌能登亚种玫瑰花链霉菌能登亚种 的螺旋形孢子链（下）的螺旋形孢子链（下） （二）放线菌的菌落特征（二）放线菌的菌落特征 放大镜下可见菌落外围具辐射状菌丝。放大镜下可见菌落外围

20、具辐射状菌丝。 菌落相对于其它细菌来说较小；菌落相对于其它细菌来说较小； 菌落质地致密，表面光平或有皱折；菌落质地致密，表面光平或有皱折； A：诺尔斯氏链霉菌 B：皮疽诺卡氏菌； C：酒红指孢囊菌 D：游动放线菌； E：小单胞菌 F：皱双孢马杜拉放线菌 A：卡特利链霉菌； B：弗氏链霉菌； C：吸水链霉菌金泪亚种； D：卡那霉素链霉菌； E：除虫链霉菌； F：生磺酸链霉菌 产抗生素的放线菌产抗生素的放线菌 （三）放线菌的繁殖方式（三）放线菌的繁殖方式 无性繁殖无性繁殖 凝聚分裂凝聚分裂 横隔膜分裂横隔膜分裂 孢囊孢子孢囊孢子 无性孢子无性孢子 菌丝断裂菌丝断裂 （三）放线菌的繁殖方式（三）放线菌的繁殖方式 在气生菌丝顶端膨在气生菌丝顶端膨 大成孢子囊，囊中形成大成孢子囊，囊中形成 孢子。孢子。 1、孢囊孢子、孢囊孢子 链孢囊菌属链孢囊菌属 2、横隔孢子、横隔孢子（节孢子、粉孢子）（节孢子、粉孢子） 气生菌丝横隔分裂形成。气生菌丝横隔分裂形成。 3、分生孢子、分生孢子 在气生菌丝顶端形成成串或单个孢子。在气生菌丝顶端形成成串或单个孢子。 （四）放线菌代表属（四）放线菌代表属 链霉菌属链霉菌属 诺卡菌属诺卡菌属 小单孢菌属小单孢菌属 代表属代表属 放线菌与人类的关系： 放线菌与人类的关系极为密切。人们到医院 去看病，医生根据病人的病因，往往开些链霉素、 土霉素、四环素、氯霉素、