畜牧微生物学原核细胞微生物课件

1、畜牧兽医学院畜牧兽医学院 冯冯 新新第一章第一章 原核微生物原核微生物Prokaryotic Microbes- -2 2- -Contents第一节 细菌第二节 其他原核微生物- -3 3- -第一节第一节 细细 菌菌细菌的大小、形态与排列细菌的构造细菌的观察方法微生物的生长代谢与繁殖细菌的人工培养细菌的分类与命名- -4 4- -一、一、Morphology 形态学 Includes: 1.Size 2.Shape 3.Arrangementgenescharacteristics- -5 5- -细菌的大小、形态和排列 第一节第一节 细细 菌菌细菌的形态细菌的大小(1)长度单位长度单位:

2、 微米微米(m)(2)表示表示: 球菌球菌: 直径直径 杆菌杆菌: 宽宽长长 螺菌螺菌: 宽、长、螺距宽、长、螺距球菌直径球菌直径:0.2-:0.2-1.51.5 mm。杆菌杆菌: :长长1-5m,1-5m,宽宽0.5-1m0.5-1m。例如：例如：E.coliE.coli: :平均长度平均长度:2m;:2m;宽度宽度0 0.5.5mm15001500个大肠杆菌头尾相接等个大肠杆菌头尾相接等于于3 3mm;mm;10109 9个大肠杆菌重个大肠杆菌重1 1 mg.mg.- -6 6- -第一节第一节 细细 菌菌The largest bacteriumEpulopiscium fishelso

3、niBacterium Epulopiscium fishelsoni Epulopiscium(600 m long) & Paramecium (150 m)草履虫brown surgeonfish, Acanthurus achilles阿基里斯刺尾鱼阿基里斯刺尾鱼- -7 7- -细菌的大小、形态和排列 细菌的形态细菌的大小细菌的基本形态和排列- -8 8- -Bacterial shape examined microscopically细菌的大小、形态和排列 - -9 9- -细菌的大小、形态和排列 细菌的形态细菌的大小细菌的基本形态和排列球菌(coccus)及其排列状态菌体呈球形

4、或近似球形菌体呈球形或近似球形, ,以典型的二分裂殖以典型的二分裂殖方式繁殖方式繁殖, ,分裂后产生的新细胞常保持一定分裂后产生的新细胞常保持一定的空间排列方式的空间排列方式. .根据细胞分裂的方向及分根据细胞分裂的方向及分裂后的各子细胞的空间裂后的各子细胞的空间排列状态排列状态不同不同, ,可将可将球菌分为以下几种球菌分为以下几种: :单球菌、双球菌、链球菌、四联球菌、八单球菌、双球菌、链球菌、四联球菌、八叠球菌、葡萄球菌等。叠球菌、葡萄球菌等。- -1010- -球菌(coccus)及其排列状态单球菌：细胞分裂沿一个平面进行，细胞分裂沿一个平面进行，新个体分散而单独存在新个体分散而单独存在

5、. .如尿素微球菌如尿素微球菌( (Micrococcus ureae)- -1111- -球菌(coccus)及其排列状态单球菌：双球菌：细胞沿一个平面分裂，新个细胞沿一个平面分裂，新个体成对排列体成对排列. . 如肺炎双球菌如肺炎双球菌 ( (Diplococcus pneumoniae) )- -1212- -球菌(coccus)及其排列状态单球菌：双球菌：链球菌：细胞沿一个平面进行分裂，新个体不但细胞沿一个平面进行分裂，新个体不但可保持成对的样子，并可连成链状可保持成对的样子，并可连成链状. .如：如：乳链球菌乳链球菌 ( (Streptococcus lactisStreptococ

6、cus lactis）无乳链球菌无乳链球菌( (Streptococcus agalactiae)Streptococcus agalactiae)溶血链球菌溶血链球菌( (Streptococcus hemolyticusStreptococcus hemolyticus) )- -1313- -球菌(coccus)及其排列状态单球菌：双球菌：链球菌：四联球菌：细胞分裂是沿两个相垂直的平细胞分裂是沿两个相垂直的平面进行，分裂后每四个细胞特面进行，分裂后每四个细胞特征性地连在一起，呈田字形征性地连在一起，呈田字形. . 如四联微球菌如四联微球菌 （Micrococcus tetragenusM

7、icrococcus tetragenus）- -1414- -球菌(coccus)及其排列状态单球菌：双球菌：链球菌：四联球菌：八叠球菌：细胞按三个互相垂直的平面细胞按三个互相垂直的平面进行分裂后，每八个球菌特进行分裂后，每八个球菌特征性地连在一起成立方体形征性地连在一起成立方体形. . 如藤黄八叠球菌如藤黄八叠球菌 （Sarcina ureaeSarcina ureae) )- -1515- -球菌(coccus)及其排列状态单球菌：双球菌：链球菌：四联球菌：八叠球菌：葡萄球菌：细胞无定向分裂，多个新个体细胞无定向分裂，多个新个体形成一个不规则的群体，犹如形成一个不规则的群体，犹如一串葡萄

8、。一串葡萄。如：金黄色葡萄球菌如：金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus)Staphylococcus aureus)白色葡萄球菌（Staphylcoccus albus)- -1616- -细菌的大小、形态和排列 第一章第一章 细菌的形态与结构细菌的形态与结构 细菌的形态细菌的大小细菌的基本形态和排列球菌(coccus)及其排列状态杆菌(bacillus)及其排列状态杆菌是细菌中种类最多的类型杆菌是细菌中种类最多的类型, ,因菌种因菌种不同不同, ,菌体细胞的长短、粗细等都有所菌体细胞的长短、粗细等都有所差异。差异。杆菌的形态：短杆状、长杆状、棒杆状、杆菌的形态：短杆状、

9、长杆状、棒杆状、梭状杆状、月亮状、竹节状等；按杆菌梭状杆状、月亮状、竹节状等；按杆菌细胞繁殖后的排列方式则有链状、栅状、细胞繁殖后的排列方式则有链状、栅状、“八八”字状等。字状等。- -1717- -第一章第一章 细菌的形态与结构细菌的形态与结构 杆菌(bacillus)及其排列状态杆菌的形态杆菌的形态短杆菌长杆菌梭状芽孢杆菌- -1818- -第一章第一章 细菌的形态与结构细菌的形态与结构 杆菌(bacillus)及其排列状态杆菌的形态杆菌的形态杆菌排列状态杆菌排列状态Rod shape is called Bacillus. Two bacilli together - Diplobaci

10、lli Chains of bacilli are called Streptobacilli Palisades - Rods side by side or in X, V or Y figures- -1919- -第一章第一章 细菌的形态与结构细菌的形态与结构 杆菌(bacillus)及其排列状态杆菌的形态杆菌的形态杆菌排列状态杆菌排列状态杆菌端部特征杆菌端部特征Rod-Shaped Bacterium, hemorrhagic E. coli, strain 0157:H7 Bacillus megabacterium Legionella pneumophila (causes L

11、egionnaires Disease)(causes anthrax), Bacillus anthracis - -2020- -细菌的大小、形态和排列 第一章第一章 细菌的形态与结构细菌的形态与结构 细菌的形态细菌的大小细菌的基本形态和排列球菌(coccus)及其排列状态杆菌(bacillus)及其排列状态螺旋菌(spirilla)及其排列状态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):vibrio):螺旋不满一圈螺旋不满一圈, ,菌体呈弧形或逗号形菌体呈弧形或逗号形 例：霍乱弧菌、逗号弧菌例：霍乱弧菌、逗号弧菌螺旋

12、菌螺旋菌(spirillum):(spirillum):螺旋满螺旋满2626环环, ,螺旋状螺旋状 例：干酪螺菌例：干酪螺菌 螺旋体螺旋体(spirochaeta):(spirochaeta):旋转周数在旋转周数在6 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- -2121- -第一章第一章 细菌的形态与结构细菌的形态与结构 螺旋菌(spirilla)及其排列状态Vibrio cholerae- -2222- -细菌的大小、形态和排列 第一章第一章 细菌的形态与结构细菌的形态与结构 细菌的形态细菌的大小细菌的基本形态和排列细菌的异常形态及特殊形态结核杆菌的正常形

13、态结核杆菌的正常形态结核杆菌的异常形态结核杆菌的异常形态- -2323- -细菌的大小、形态和排列 第一章第一章 细菌的形态与结构细菌的形态与结构 细菌的形态细菌的大小细菌的基本形态和排列细菌的异常形态及特殊形态柄细菌、肾形菌、臂微菌、网格硫细菌、贝日阿托氏菌(丝状)、具有子实体的粘细菌等是特殊形态的细菌。- -2424- - -2525- -细菌的构造细菌的基本结构细菌的特殊结构如细胞壁、细胞膜、细胞质、如细胞壁、细胞膜、细胞质、核质体、核糖体等，是所有核质体、核糖体等，是所有细菌都有的构造细菌都有的构造主要有鞭毛、菌毛、性菌毛、主要有鞭毛、菌毛、性菌毛、荚膜和芽孢等，并非所有细荚膜和芽孢等

14、，并非所有细菌都有的构造菌都有的构造- -2626- -一般细菌都有的构造。一般细菌都有的构造。基本构造基本构造: :特殊构造特殊构造: :部分细菌具有的或一般细菌部分细菌具有的或一般细菌在特殊环境下才有的构造。在特殊环境下才有的构造。- -2727- - 概念概念 细胞壁的功能细胞壁的功能 革兰氏染色与细胞壁革兰氏染色与细胞壁 (1)革兰色染色革兰色染色 (2)革兰氏染色阳性菌的细胞壁的特点革兰氏染色阳性菌的细胞壁的特点 (3)革兰氏染色阴性菌的细胞壁的特点革兰氏染色阴性菌的细胞壁的特点 (4)革兰氏染色阳性与阴性菌细胞壁的比革兰氏染色阳性与阴性菌细胞壁的比较较 4.缺壁细菌缺壁细菌u 1.

15、 1. 细胞壁细胞壁- -2828- -u 1.1.细胞壁细胞壁细胞壁（细胞壁（cell wallcell wall）是位于细胞最外的一层厚实、）是位于细胞最外的一层厚实、坚韧的外被，主要由肽聚糖组成，有固定细胞外形和坚韧的外被，主要由肽聚糖组成，有固定细胞外形和保护细胞等多种生理功能。（保护细胞等多种生理功能。（P9P9页）页）- -2929- -u 细胞壁功能细胞壁功能细胞壁的主要功能（细胞壁的主要功能（PAGE 11PAGE 11）保持细菌一定的外形保持细菌一定的外形保护细菌免受外界渗透压和有害物质的损害保护细菌免受外界渗透压和有害物质的损害与细菌的致病性、抗原性、对噬菌体和药物的与细菌

16、的致病性、抗原性、对噬菌体和药物的敏感性相关敏感性相关与革兰氏染色反应特性相关与革兰氏染色反应特性相关Function: provide rigid and strength - -3030- - 革兰色染色革兰色染色G.Gram( (革兰革兰) )于于18841884年发明的一种鉴别不同年发明的一种鉴别不同类型细菌的染色方法。类型细菌的染色方法。u 革兰氏染色与细胞壁革兰氏染色与细胞壁- -3131- -u 革兰氏染色与细胞壁革兰氏染色与细胞壁Differential Staining 鉴别染色: React differently with different types of bacte

17、riaMost important staining in Bacteriology Divides all Bacteria into 2 groups: Gram positive- -3232- -革兰氏染色阳性与阴性菌细胞壁的比较u 革兰氏染色与细胞壁革兰氏染色与细胞壁- -3333- -u革兰氏染色阳性与阴性菌细胞壁的比较革兰氏染色阳性与阴性菌细胞壁的比较- -3434- - 成分 占细胞壁干重的% 革兰氏阳性细菌 革兰氏阴性细菌 肽聚糖肽聚糖 含量很高（50-90） 含量很低（-10） 磷壁酸磷壁酸 含量较高（50） 无 类脂类类脂类 一般无（2） 含量较高（-20） 蛋白质蛋白质

18、 无 含量较高u 革兰氏染色阳性与阴性菌细胞壁的比较革兰氏染色阳性与阴性菌细胞壁的比较- -3535- -革兰氏染色的原理(1884-1983)u 革兰氏染色阳性与阴性菌细胞壁的比较革兰氏染色阳性与阴性菌细胞壁的比较- -3636- -阳性菌阳性菌阴性菌阴性菌u 革兰氏染色阳性与阴性菌细胞壁的比较革兰氏染色阳性与阴性菌细胞壁的比较- -3737- -革兰氏染色阳性细菌：肽聚糖层次多、厚肽聚糖层次多、厚机械抗性强机械抗性强对溶菌酶和青霉素敏感对溶菌酶和青霉素敏感不含外膜不含外膜(脂多糖脂多糖)不形成内毒素不形成内毒素革兰氏染色阳性革兰氏染色阳性u 革兰氏染色阳性与阴性菌细胞壁的比较革兰氏染色阳性

19、与阴性菌细胞壁的比较- -3838- -革兰氏染色阴性细菌：肽聚糖层次少、薄肽聚糖层次少、薄机械抗性差机械抗性差对溶菌酶和青霉素不敏感对溶菌酶和青霉素不敏感脂多糖等组成外膜脂多糖等组成外膜内毒素内毒素革兰氏染色阴性革兰氏染色阴性u 革兰氏染色阳性与阴性菌细胞壁的比较革兰氏染色阳性与阴性菌细胞壁的比较- -3939- - 1）概念细胞质膜（细胞质膜（cytoplasmic membranecytoplasmic membrane）、质膜）、质膜（plasma membraneplasma membrane）、细胞膜（）、细胞膜（cell cell membranemembrane）、内膜（）、内

20、膜（inner membraneinner membrane）, ,是紧贴是紧贴在细胞壁内侧、包围着细胞质的一层柔软、脆在细胞壁内侧、包围着细胞质的一层柔软、脆弱、富有弹性的半透膜。弱、富有弹性的半透膜。 见见PAGE 9PAGE 9u 2 2、细胞膜、细胞膜- -4040- -细胞质膜（cytoplasmic membrane）、质膜（plasma membrane）、细胞膜（cell membrane）、内膜（inner membrane）,是紧贴在细胞壁内侧、包围着细胞质的一层柔软、脆弱、富有弹性的半透膜。 见PAGE47 1）概念u 2 2、细胞膜、细胞膜- -4141- - 细胞膜的

21、观察u 2 2、细胞膜、细胞膜- -4242- -细胞膜：对所有生命来说都是必须的，对细菌亦然。维持细胞内部结构处于稳定且高度有序状态的物理屏障。细胞重要的代谢活动中心。结构特点符合经典的“液态相嵌模型”理论磷脂膜蛋白甾醇类物质不饱和脂肪酸的结构和相对含量变化大（微生物生理及生态分布的多样性）约占细菌细胞膜的50-70%，比任何一种生物膜都高，而且种类也多细菌：霍烷类化合物真核生物：胆固醇提高膜的稳定性u 2 2、细胞膜、细胞膜- -4343- - 2)周质空间(periplasmic space,peliplam)：革兰氏阴性细菌细胞壁外膜与胞质膜之间的空隙。u 2 2、细胞膜、细胞膜- -

22、4444- -u 3 3、细胞浆和内含物、细胞浆和内含物细胞质的主要成分为核糖体、贮藏物、多种酶类细胞质的主要成分为核糖体、贮藏物、多种酶类和中间代谢物、质粒、各种营养物和大分子的单和中间代谢物、质粒、各种营养物和大分子的单体，少数细菌还有类囊体、羧酶体、气泡或伴孢体，少数细菌还有类囊体、羧酶体、气泡或伴孢晶体等。晶体等。 细胞质（细胞质（cytoplasm）是细胞质膜包围的除核是细胞质膜包围的除核区外的一切半透明、胶状、颗粒状物质的总称。含区外的一切半透明、胶状、颗粒状物质的总称。含水量约水量约80%。概念：概念：- -4545- -细菌细胞的特殊结构细菌细胞的特殊结构 Special St

23、ructure 1、荚膜、荚膜(1) 概念概念 一部分细菌，在其生活过程中，可以在细一部分细菌，在其生活过程中，可以在细胞壁的外面产生一种黏液样物质，包围整个菌胞壁的外面产生一种黏液样物质，包围整个菌体，称为荚膜（体，称为荚膜（capsule）。）。 一团荚膜内含多个细菌时则称为菌胶团一团荚膜内含多个细菌时则称为菌胶团（zoogloea）。）。 有一些细菌能产生比荚膜薄、只有在电镜有一些细菌能产生比荚膜薄、只有在电镜下才能看见的微荚膜。有些细菌周围产生一些下才能看见的微荚膜。有些细菌周围产生一些边界不明显、疏松、易与菌体脱离的黏液样物边界不明显、疏松、易与菌体脱离的黏液样物质，称为黏液层。质，

24、称为黏液层。- -4646- -荚膜荚膜菌胶团菌胶团- -4747- - -4848- -（2）功能）功能保护细菌免受干燥和其它有害环境因素保护细菌免受干燥和其它有害环境因素的影响；的影响；贮藏养料，以备营养缺乏时重新利用；贮藏养料，以备营养缺乏时重新利用；有助于细菌黏附于机体各处表面；有助于细菌黏附于机体各处表面；能抵抗吞噬细胞的吞噬和抵抗抗体，使能抵抗吞噬细胞的吞噬和抵抗抗体，使细菌发挥致病性细菌发挥致病性- -4949- -（3）特点）特点主要成分是多糖、多肽或蛋白质，尤以多糖居多。主要成分是多糖、多肽或蛋白质，尤以多糖居多。 经特殊的荚膜染色，特别是负染色（又称背景染色）经特殊的荚膜染

25、色，特别是负染色（又称背景染色） 后可在光学显微镜清楚地观察到它的存在。后可在光学显微镜清楚地观察到它的存在。b. 产生荚膜是微生物的一种遗传特性，其菌落特征及血产生荚膜是微生物的一种遗传特性，其菌落特征及血 清学反应是是细菌分类鉴定的指标之一。清学反应是是细菌分类鉴定的指标之一。c. 荚膜等并非细胞生活的必要结构，但它对细菌在环境荚膜等并非细胞生活的必要结构，但它对细菌在环境 中的生存有利。中的生存有利。d. 细菌荚膜与人类的科学研究和生产实践有密切的关系。细菌荚膜与人类的科学研究和生产实践有密切的关系。- -5050- -2、鞭毛、鞭毛(flagellum,复复flagella)（1） 概

26、念概念 某些细菌细胞表面着生的一至数十条长丝状、螺某些细菌细胞表面着生的一至数十条长丝状、螺旋形的附属物，具有推动细菌运动功能，为细菌的旋形的附属物，具有推动细菌运动功能，为细菌的“运动器官运动器官”。Many prokaryotes are motile, and this ability to move independently is usually due to a special structure, the flagellum (plural, flagella). - -5151- -Flagellar Arrangements- -5252- -（2）观察和判断细菌鞭毛的方法）

27、观察和判断细菌鞭毛的方法t电子显微镜直接观察电子显微镜直接观察鞭毛长度：鞭毛长度：1520m；直径：直径：0.010.02mt光学显微镜下观察：鞭毛染色和暗视野显微镜光学显微镜下观察：鞭毛染色和暗视野显微镜t根据培养特征判断：根据培养特征判断： 半固体穿刺、菌落（菌苔）形态半固体穿刺、菌落（菌苔）形态- -5353- -The majority of motile prokaryotes move by means of flagella- -5454- -3、纤毛、纤毛(fimbria，复数复数fimbriae) 长在细菌体表的纤细、中空、短直、数量较多的蛋白质长在细菌体表的纤细、中空、短直

28、、数量较多的蛋白质类附属物，具有使菌体附着于物体表面的功能。类附属物，具有使菌体附着于物体表面的功能。- -5555- -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 lo

29、nger than fimbriae and number only one or two per cell. Pili function to join bacterial cells prior to the transfer of DNA from one cell to another. F pilus- -5656- -每个细菌约有每个细菌约有250300条菌毛。条菌毛。有菌毛的细菌一般以革兰氏阴有菌毛的细菌一般以革兰氏阴性致病菌居多，借助菌毛可把性致病菌居多，借助菌毛可把它们牢固地粘附于宿主的呼吸它们牢固地粘附于宿主的呼吸道、消化道、泌尿生殖道等的道、消化道、泌尿生殖道等的粘膜上，

30、进一步定植和致病。粘膜上，进一步定植和致病。- -5757- -性纤毛性纤毛构造和成分与菌毛相同，但比菌毛长，数量仅一至少数几根。构造和成分与菌毛相同，但比菌毛长，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株（即供体菌）性毛一般见于革兰氏阴性细菌的雄性菌株（即供体菌）中，其功能是向雌性菌株（即受体菌）传递遗传物质。中，其功能是向雌性菌株（即受体菌）传递遗传物质。有的性毛还是有的性毛还是RNA噬菌体的特异性吸附受体。噬菌体的特异性吸附受体。- -5858- -4、特殊的休眠构造、特殊的休眠构造芽孢芽孢 Certain species of bacteria produce speci

31、al structure called endospores. They are very resistant to heat and can not be destroyed easily, even by harsh chemicals. Endospores are also resistant to other harmful agents such as drying, radiation, acids and chemical disinfectants.- -5959- -（2）细菌芽孢的特点）细菌芽孢的特点整个生物界中抗逆性最强的生命体，是否能消灭芽孢是整个生物界中抗逆性最强的

32、生命体，是否能消灭芽孢是衡量各种消毒灭菌手段的最重要的指标。衡量各种消毒灭菌手段的最重要的指标。芽孢是细菌的休眠体，在适宜的条件下可以重新转变成芽孢是细菌的休眠体，在适宜的条件下可以重新转变成为营养态细胞；产芽孢细菌的保藏多用其芽孢。为营养态细胞；产芽孢细菌的保藏多用其芽孢。产芽孢的细菌多为杆菌，也有一些球菌。芽孢的有无、形产芽孢的细菌多为杆菌，也有一些球菌。芽孢的有无、形态、大小和着生位置是细菌分类和鉴定中的重要指标。态、大小和着生位置是细菌分类和鉴定中的重要指标。芽孢与营养细胞相比化学组成存在较大差异，容易在光学芽孢与营养细胞相比化学组成存在较大差异，容易在光学显微镜下观察。（相差显微镜直接观察；芽孢染色）显微镜下观察。（相差显微镜直接观察；芽孢染色）- -6060- - -6161- -Summary1, Prokaryotic genetic material i