原核细菌幻灯片

1、1第二章第二章 原核微生物原核微生物2 一大类细胞核无核膜包裹，只有被称作核区的裸一大类细胞核无核膜包裹，只有被称作核区的裸露露dna的单细胞生物的单细胞生物, 亦即广义的细菌。亦即广义的细菌。原核微生物的主要类群：原核微生物的主要类群： 根据形态特征：细菌（狭义，典型代表菌）、根据形态特征：细菌（狭义，典型代表菌）、放线菌、蓝细菌、支原体、立克次氏体、衣原体和放线菌、蓝细菌、支原体、立克次氏体、衣原体和螺旋体。（螺旋体。（三菌四体三菌四体） 根据生理生化和分子生物学特征：真细菌和古根据生理生化和分子生物学特征：真细菌和古生菌生菌 。什么是原核微生物?3本章主要内容本章主要内容4。5狭义细菌：

2、指一类细胞狭义细菌：指一类细胞细短细短、结构简单、结构简单、胞壁坚韧、多以二分裂方式繁殖和水生性胞壁坚韧、多以二分裂方式繁殖和水生性较强的原核生物。较强的原核生物。61 1、有害影响、有害影响: : 动植物致病菌动植物致病菌, ,引起食物和物引起食物和物 品腐烂变质等。品腐烂变质等。 2 2、有益作用、有益作用: : 细菌发酵产品的生产，农业杀细菌发酵产品的生产，农业杀 虫菌剂、细菌肥料生产，细菌浸矿，微虫菌剂、细菌肥料生产，细菌浸矿，微 生态制剂，污水处理等。生态制剂，污水处理等。 细菌对人类社会生活的影响：细菌对人类社会生活的影响：78910 细细胞呈球形或椭圆形，分裂后常呈一定胞呈球形或

3、椭圆形，分裂后常呈一定的空间排列形式，其排列形式在分类学的空间排列形式，其排列形式在分类学上有一定的意义上有一定的意义:有有6种排列种排列 单、双、链、四联、八叠、葡萄状单、双、链、四联、八叠、葡萄状11arrangement of spherical bacterial cellsdiplococci streptococci tetracocci sarcinae staphylococci sphericalcoccus12分裂后的细胞分分裂后的细胞分散而单独存在的散而单独存在的球菌。如尿素微球菌。如尿素微球菌球菌( (micrococcus micrococcus ureaeureae

4、) )单球菌单球菌1 1、单球菌、单球菌13分裂后两个球菌成分裂后两个球菌成对排列的为双球菌。对排列的为双球菌。如肺炎双球菌如肺炎双球菌 ( (diplococcus diplococcus pneumoniaepneumoniae) )双球菌双球菌2 2、双球菌、双球菌14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。如发酵酸奶的乳链球菌如发酵酸奶的乳链球菌 （streptococcus streptococcus lactislactis）链球菌链球菌3 3、链球菌、链球菌15分裂是沿两个相垂直的平分裂是沿两个相垂直的平面进行，分裂后每四个细面进行

5、，分裂后每四个细胞在一起呈田字形。胞在一起呈田字形。如四联微球菌如四联微球菌（micrococcus etragenusmicrococcus etragenus）四联球菌四联球菌4 4、四联球菌、四联球菌16按三个互相垂直的按三个互相垂直的平面进行分裂后，平面进行分裂后，每八个球菌在一起每八个球菌在一起成立方体形。成立方体形。如藤黄八叠球菌如藤黄八叠球菌（sarcina ureaesarcina ureae) )八叠球菌八叠球菌5 5、八叠球菌、八叠球菌17分裂面不规则，多个分裂面不规则，多个球菌聚在一起，像一球菌聚在一起，像一串串葡萄。串串葡萄。如金黄色葡萄球菌如金黄色葡萄球菌（staph

6、ylococcus staphylococcus aureus)aureus) 葡萄球菌葡萄球菌6 6、葡萄球菌、葡萄球菌1819(二二)杆菌杆菌 (rod)n杆菌的细胞呈杆状或圆柱状。短粗、细杆菌的细胞呈杆状或圆柱状。短粗、细长，两端平截、略尖、半圆。长，两端平截、略尖、半圆。n杆菌分裂面只有一个。杆菌分裂面只有一个。n杆菌是细菌中种类最多的一群细菌，生杆菌是细菌中种类最多的一群细菌，生产中所应用的细菌也大多是杆菌。产中所应用的细菌也大多是杆菌。20bacilli divide only across their short axis, so there are fewer grouping

7、s of bacilli than of cocci. rod-shaped bacteria diplobacillistreptobacillisingle bacilluscoccobacillus2122 电子显微镜下的结核菌电子显微镜下的结核菌 （绿色的就是结核杆菌）（绿色的就是结核杆菌）杆菌杆菌23杆菌动物宿主细胞感染杆菌濒临死亡动物宿主细胞感染杆菌濒临死亡动物宿主细胞感染杆菌濒临死亡 电镜照片电镜照片2425n菌体呈螺旋状的原核生物，根据螺旋菌体呈螺旋状的原核生物，根据螺旋的数目和特征分为的数目和特征分为n弧菌弧菌n螺（旋）菌螺（旋）菌n螺旋体。螺旋体。26n弧菌：弧菌：菌体弯曲

8、、螺旋不足一环的叫弧菌体弯曲、螺旋不足一环的叫弧菌，如霍乱弧菌菌，如霍乱弧菌( (vibriovibrio choleraecholerae) )。一端生丛生鞭毛。一端生丛生鞭毛。27n螺旋菌：菌体弯曲、螺旋螺旋菌：菌体弯曲、螺旋26环、小环、小型、坚硬、借鞭毛运动的叫螺旋菌，两型、坚硬、借鞭毛运动的叫螺旋菌，两端均生鞭毛。端均生鞭毛。 显微数码摄像显微数码摄像 结构示意图结构示意图28n螺旋体：旋转周数超过螺旋体：旋转周数超过6环、体长而柔软、环、体长而柔软、借轴丝收缩运动的专称螺旋体。借轴丝收缩运动的专称螺旋体。29vibrio，spirillum and spirochetesome b

9、acteria are shaped like long rods twisted into spirals or helices; they are called vibrios (like commas or incomplete spirals), spirilla if rigid and spirochetes when flexible.vibriospirillumspirochete螺旋体螺旋体螺旋菌螺旋菌弧菌弧菌303132(五五)细菌个体形态与环境条件细菌个体形态与环境条件33培养时间、培养温度、培养基培养时间、培养温度、培养基成分、浓度、成分、浓度、ph值等环境条件值等环

10、境条件对细菌形态都有明显的影响。对细菌形态都有明显的影响。343536细菌大小的测定细菌大小的测定测量：测量： 测微尺测微尺长度单位：长度单位：微米微米(m)表示方法：表示方法： 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、螺距二、细菌大小二、细菌大小37细菌大小表示细菌大小表示383940 41细菌的观察细菌的观察细菌细胞需经过染色才能作显微镜观察细菌细胞需经过染色才能作显微镜观察经过革兰氏染色，将各种细菌分成两大经过革兰氏染色，将各种细菌分成两大类：类： 最终染成最终染成紫色紫色为革兰氏阳性为革兰氏阳性g g 最终染成最终染成红色红色为革兰氏阴性为革兰氏阴性

11、g g 为什么呢？为什么呢？42细菌细胞的模式构造三、细菌的结构三、细菌的结构 4344(一) 细胞壁（cell wall）细胞壁概念：细胞壁概念：位于细胞最外的一层厚实、位于细胞最外的一层厚实、坚韧的外被，主要成分为肽聚糖，具有坚韧的外被，主要成分为肽聚糖，具有固定外形和保护细胞不受损伤等多种生固定外形和保护细胞不受损伤等多种生理功能。理功能。 45细菌细胞壁的组成成分：细菌细胞壁的组成成分：细菌细胞壁基本成分：肽聚糖细菌细胞壁基本成分：肽聚糖革兰氏阳性细菌革兰氏阳性细菌g g、革兰氏阴性细菌革兰氏阴性细菌g g 古生菌中还各有自己的特点古生菌中还各有自己的特点46革兰氏阳性细菌和革兰氏阴性

12、细菌细胞壁的构造 471 1、 g g细菌细胞壁细菌细胞壁g细胞壁：厚度大（细胞壁：厚度大（2080 nm）化学组分：化学组分：90 %肽聚糖、肽聚糖、10 %磷壁酸磷壁酸48革兰氏阳性的细胞壁成分革兰氏阳性的细胞壁成分49肽聚糖：又称粘肽、胞壁质或粘质复合物，肽聚糖：又称粘肽、胞壁质或粘质复合物，是真细菌细胞壁中的特有成分。是真细菌细胞壁中的特有成分。定义：由聚糖骨架与肽尾和肽桥相互交联形定义：由聚糖骨架与肽尾和肽桥相互交联形 成坚硬的网状结构。成坚硬的网状结构。50聚糖：聚糖： n-乙酰葡糖胺（乙酰葡糖胺（g）和）和n-乙酰胞壁酸乙酰胞壁酸 （m）以）以-1,4-糖苷键连接成长链骨架糖苷键

13、连接成长链骨架肽尾：由四个氨基酸组成四肽尾与肽尾：由四个氨基酸组成四肽尾与m连接连接肽桥：肽桥：5个甘氨酸组成个甘氨酸组成5肽桥，连接肽桥，连接2个四肽个四肽 尾，尾，甲甲3 3乙乙4 4 。51四肽尾四肽尾五肽桥五肽桥双糖骨架双糖骨架52表 肽聚糖分子中的四种主要肽桥类型类型 甲肽尾上连接点 肽桥 乙肽连接点 例 i 第四氨基酸 -co.nh-直接相连 第三氨基酸 e. coli (g-)ii 第四氨基酸 -(gly)5 第三氨基酸 s. aureus (g+)iii 第四氨基酸 -(肽尾)12- 第三氨基酸 m. luteus (g+) iv 第四氨基酸 -d-lys- 第二氨基酸 c.

14、poinsettiae(g+) 53结合在结合在g g细菌细胞壁上的一种酸性多糖，主细菌细胞壁上的一种酸性多糖，主要化学成分为甘油磷酸或核糖醇磷酸。分为要化学成分为甘油磷酸或核糖醇磷酸。分为壁磷壁酸：与肽聚糖分子进行共价结合的，壁磷壁酸：与肽聚糖分子进行共价结合的， 其含量会随培养基成分而改变。其含量会随培养基成分而改变。膜（脂）磷壁酸：跨越肽聚糖层并与细胞膜膜（脂）磷壁酸：跨越肽聚糖层并与细胞膜 相交联的。相交联的。磷壁酸（垣酸）磷壁酸（垣酸）54 g g 细胞膜 肽聚糖壁磷壁酸脂磷壁酸 肽聚糖 周质空间 细胞膜 外膜 脂多糖 孔蛋白 磷脂 脂蛋白 膜蛋白 膜蛋白 55肽聚糖肽聚糖脂磷壁酸细

15、胞质膜细胞质膜nam：n-乙酰胞壁酸 nag：n-乙酰葡糖胺肽脂多糖类脂ao-特异性外链脂蛋白外膜 g+细菌与g细菌细胞壁构造的比较革兰氏阳性细菌（革兰氏阳性细菌（g+）革兰氏阴性细菌（革兰氏阴性细菌（g）56磷壁酸的主要生理作用：磷壁酸的主要生理作用： 浓缩浓缩mg2+，提高细胞膜上一些合成酶的活力，提高细胞膜上一些合成酶的活力 贮藏元素。贮藏元素。 调节细胞内自溶素的活力，借以防止细胞因调节细胞内自溶素的活力，借以防止细胞因 自自溶溶而死亡。而死亡。 是某些噬菌体的特异性吸附受体。是某些噬菌体的特异性吸附受体。 赋予赋予g特异的表面抗原特异的表面抗原，可用于菌种鉴定。，可用于菌种鉴定。 增

16、强某些致病菌增强某些致病菌(如如a族链球菌族链球菌)对宿主细胞对宿主细胞 的粘连，的粘连，避免被白细胞吞噬避免被白细胞吞噬，并有抗补体的，并有抗补体的 作用。作用。57组成：肽聚糖和外壁层即外膜组成：肽聚糖和外壁层即外膜外膜：脂多糖、磷脂和脂蛋白外膜：脂多糖、磷脂和脂蛋白特点：厚度较特点：厚度较g g细菌薄，层次较多，细菌薄，层次较多， 成分较复杂，肽聚糖层很薄成分较复杂，肽聚糖层很薄 （仅（仅2 23 nm3 nm），机械强度弱。），机械强度弱。 2 2、g g细胞壁细胞壁58g g细菌细胞壁成分大肠杆菌细菌细胞壁成分大肠杆菌 e.colie.coli为典型代表为典型代表 g肽聚糖：聚糖骨架

17、和四肽尾，无肽桥，肽聚糖：聚糖骨架和四肽尾，无肽桥， 埋藏在外膜脂多糖（埋藏在外膜脂多糖（lps）层之内。）层之内。四肽尾：第四肽尾：第3 个氨基酸为个氨基酸为m-dap，2肽互连肽互连 甲甲4乙乙35960独有：为独有：为g g细胞壁所特有，位于壁的最外层细胞壁所特有，位于壁的最外层化学成分：脂多糖、磷脂和外膜蛋白化学成分：脂多糖、磷脂和外膜蛋白脂多糖：类脂脂多糖：类脂a a、核心多糖、核心多糖、o o特异侧链，特异侧链， 壁抗原决定族，壁抗原决定族， g g致病物质内毒致病物质内毒 素的物质基础素的物质基础g g外壁层外壁层6162g+ 细菌与细菌与g细菌细胞壁的比较细菌细胞壁的比较p16

18、比比 较较 项项 目目 g+ 细细 菌菌 g - 细细 菌菌1、革兰氏染色反应、革兰氏染色反应2、肽聚糖层、肽聚糖层3、磷壁酸、磷壁酸4、外膜、外膜5、脂多糖（、脂多糖（lps）6、类脂质和脂蛋白含量、类脂质和脂蛋白含量7、鞭毛结构、鞭毛结构8、产毒素、产毒素9、机械力的抗性、机械力的抗性10、细胞壁抗溶菌酶、细胞壁抗溶菌酶11、对青霉素和磺胺、对青霉素和磺胺12、对链、氯、四环霉素、对链、氯、四环霉素13、碱性染料的抑菌作用、碱性染料的抑菌作用14、对阴离子去污剂、对阴离子去污剂15、对叠氮化钠、对叠氮化钠16、对干燥、对干燥17、产芽孢、产芽孢能阻留结晶紫而染成紫色能阻留结晶紫而染成紫色厚

19、，层次多厚，层次多多数含有多数含有无无无无低（仅抗酸性细菌含类脂）低（仅抗酸性细菌含类脂）基体上着生基体上着生2个环个环以外毒素为主以外毒素为主强强弱弱敏感敏感不敏感不敏感强强敏感敏感敏感敏感抗性强抗性强有的产有的产经脱色而复染成红色经脱色而复染成红色薄，一般单层薄，一般单层无无有有有有高（分布在外壁层）高（分布在外壁层）基体上着生基体上着生4个环个环以内毒素为主以内毒素为主弱弱强强不敏感不敏感敏感敏感弱弱不敏感不敏感不敏感不敏感抗性弱抗性弱不产不产633 、古生菌细胞壁古生菌细胞壁古菌细胞壁成分：假肽聚糖、糖蛋白或蛋白质古菌细胞壁成分：假肽聚糖、糖蛋白或蛋白质假肽聚糖：多糖骨架与肽尾和肽桥交

20、联假肽聚糖：多糖骨架与肽尾和肽桥交联多糖骨架：多糖骨架：n-乙酰葡糖胺和乙酰葡糖胺和n-乙酰塔罗糖胺乙酰塔罗糖胺 糖醛酸以糖醛酸以-1, 3-糖苷键连接糖苷键连接肽尾：肽尾： l-glu、l-ala和和l-lys 3个个l型型肽桥：肽桥：l-glu 1个氨基酸。连接个氨基酸。连接2肽尾，肽尾， 甲甲3乙乙364假肽聚糖假肽聚糖654、细胞壁缺损细胞壁缺损几类细胞壁缺损或无细胞壁的细菌类型：几类细胞壁缺损或无细胞壁的细菌类型： 原生质体原生质体(protoplast)：人工用溶菌酶除尽：人工用溶菌酶除尽壁或用青霉素抑制新生细胞壁的合成得到圆壁或用青霉素抑制新生细胞壁的合成得到圆球状渗透敏感细胞，

21、球状渗透敏感细胞，g+，原生质体融合研究。，原生质体融合研究。 球状体或原生质球球状体或原生质球(sphaeroplast)：指还残：指还残留部分细胞壁（尤其是留部分细胞壁（尤其是g细菌外膜层）的原细菌外膜层）的原生质体。生质体。 6667l型细菌：型细菌：l型细菌应专指那些在实验室中型细菌应专指那些在实验室中通过自发突变而形成的遗传性稳定的细胞壁缺通过自发突变而形成的遗传性稳定的细胞壁缺陷菌株。陷菌株。1935年时，在英国李斯特年时，在英国李斯特(lister) 发发现的，取现的，取lister研究所的第一字母研究所的第一字母 “l”，故称，故称l型细菌。型细菌。68有些能通过细菌滤器，故又

22、称有些能通过细菌滤器，故又称“滤过型细菌滤过型细菌”；对渗透敏感，在固体培养基上形成对渗透敏感，在固体培养基上形成“油煎蛋油煎蛋”似似的小菌落（直径在的小菌落（直径在0.1 mm左右）；左右）；69 支原体：在长期进化过程中形成的、适应支原体：在长期进化过程中形成的、适应自然生活条件的无细胞壁的原核生物。自然生活条件的无细胞壁的原核生物。其细胞膜中含有甾醇，其膜仍有较高机械强度其细胞膜中含有甾醇，其膜仍有较高机械强度705、革兰氏染色、革兰氏染色丹麦医生丹麦医生c.gram（革兰）（革兰）于于1884年发明的一种鉴别年发明的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。不同细菌细胞壁的化学不同细菌细胞壁的化学组成和结构不同，通过组成和结构不同，通过革兰氏染色法可将所有革兰氏染色法可将所有的细菌分为的细菌分为革兰氏阳性革兰氏阳性（g g+ +）和和革兰氏阴性革兰氏阴性（g g- -）。）。 71初染：结晶紫在细菌膜内形成紫色初染：结晶紫在细菌膜内形成紫色媒媒染染：碘液在细菌膜内与结晶紫可形成不：碘液在细菌膜内与结晶紫可形成不 溶于水的复合物。菌体呈深紫色溶于水的复合物。菌体呈深紫色