原核微生物的形态-文档资料

1、1原核细胞微生物指一大类呈细胞形态，仅有原原核细胞微生物指一大类呈细胞形态，仅有原始的类核，无核膜包裹，只存在裸露始的类核，无核膜包裹，只存在裸露DNADNA，不进，不进行有丝分裂，无细胞器的原始单细胞生物行有丝分裂，无细胞器的原始单细胞生物。根据外表特征把原核生物分为几种类型：细菌、蓝细菌、放线菌、螺旋体、支原体、立克次氏体、衣原体。2原核微生物形态结构Cncnc-micro细菌（bacteria）放线菌(actinomycetes）蓝细菌(cyanobacteria)其他几种原核微生物(others)31. 细菌的形态和染色2. 观察细菌的方法3. 细菌细胞的大小4. 细菌的细胞构造5.

2、细菌的繁殖方式6. 细菌的群体形态Cncnc-micro第一节 细菌（Bacteria）一、细菌的形态构造及其功能一、细菌的形态构造及其功能41. 1. 细菌细胞的形态细菌细胞的形态Cncnc-micro 球菌(Coccus) 杆菌(Bacillus) 螺旋菌(Spirlla) 其他形状的细菌（一）细菌细胞的形态与染色（一）细菌细胞的形态与染色5球菌球菌(Coccus)杆菌杆菌(Bacillus) 弧菌弧菌(Vibrio)螺菌螺菌(Spirillum)6排列方式排列方式7螺旋体螺旋体(Spirochete)芽生和有附属物的芽生和有附属物的细菌细菌丝状丝状(Filamentous)形形 态态8a

3、.球菌(coccus)Cncnc-micro单球菌双球菌四联球菌八叠球菌葡萄球菌链球菌9单球菌：分裂沿一个平面进行，新个体分散单独存在。双球菌：分裂沿一个平面进行，菌体成对排列。链球菌：分裂沿一个平面进行，菌体三个以上连成链状。四链球菌：分裂沿两个相互垂直平面进行，分裂后四个菌 体连在一起，呈田字形。八叠球菌：分裂沿三个相互垂直平面进行，分裂后八个菌 体分层排列成立方形捆扎包囊物。葡萄球菌：分裂面不规则，在多个面上进行，分裂后多个球 菌紧密在一起，呈葡萄串状。球菌球菌具体形态10.单球菌和双球菌（显微镜下示意图）单球菌单球菌(single coccus)(single coccus). . .

4、 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11上：显微镜效下：电镜照片 四联球菌四联球菌(Micrococcus lactis)(Micrococcus lactis)12八叠球菌八叠球菌八叠球菌(Sarcina ureae)(Sarcina ureae)八叠球菌（显微镜下示意图）13链球菌链球菌链球菌（显微镜下示意图）14链球菌（电镜照片）15长杆菌短杆菌球状杆菌梭状杆菌分枝杆菌b.杆菌杆菌 杆状细菌的排列方式常因生长阶段和培养条件而发生变化，一般不作为分类依据。16显微镜下的杆菌螺旋菌弧菌螺旋体螺旋菌

5、螺旋菌19显微镜下的螺旋体显微镜下的螺旋体20幽门螺旋菌幽门螺旋菌左：显微数码摄像右：结构示意图212.2.观察细菌的方法观察细菌的方法(1) 观察工具观察工具(2) 观察方法观察方法22(1)(1)观察工具（观察工具（toolstools）普通光学显微镜暗视野显微镜相差显微镜荧光显微镜电子显微镜M9gfpM9gfpM22gfpM22gfp23绿色和红色荧光菌24(2)(2)观察方法观察方法活体观察活体观察染色观察染色观察压滴法悬滴法菌丝埋片法25细菌染色法死菌正染色负染色：简单染色法鉴别染色法 革兰氏染色法 抗酸性染色法芽孢染色法荚膜染色法等 活菌: 用美蓝或TTC（氯化三苯基四唑） 等作活

6、菌染色 姬姆萨染色法染色观察263.3.细菌细胞的大小细菌细胞的大小细胞的大小是细菌分类特征不同细菌细胞大小不同同一细菌的不同菌龄细胞大小不同细菌细胞大小还与营养等因素相关细胞大小的测量结果只是近似值或平均值27细菌的大小细菌的大小1. 单位-m2. 各种细菌的大小 球菌: 0.5-2.0m, 一般1.0m 杆菌: 长2-3m，宽0.5-1.0m 螺旋菌：2-20m，宽0.4-1.2m3同种细菌的大小存在一定差异细菌的大小，以生长在适宜的温度和培养基中的幼龄细菌的大小，以生长在适宜的温度和培养基中的幼龄培养物为标准。培养物为标准。2829The relative size of microbe

7、s nThough microbes are small, they nevertheless span a large range of sizes from the smallest bacterial cells at 0.15 m to giant bacteria larger than 700 m. The viruses depicted at the far left of the scale are even smaller. 噬菌体噬菌体Q-beta - 噬菌体噬菌体T4 乙烯脱氯球菌乙烯脱氯球菌 化脓链球菌化脓链球菌 说道芽孢杆菌说道芽孢杆菌 酿酒酵母菌酿酒酵母菌 菲氏鲷

8、宴菌菲氏鲷宴菌 纳米比亚纳米比亚硫珠菌硫珠菌 304.4.细菌细胞的结构细菌细胞的结构31一般构造一般构造特殊构造特殊构造32 （二） 细菌细胞的结构 细胞壁细胞壁 细胞膜细胞膜 细胞质和内含物细胞质和内含物 核区核区Cncnc-micro 1. 1. 细菌细胞的基本结构细菌细胞的基本结构33细胞壁（细胞壁（cell wall)cell wall)Cncnc-microa.细胞壁的化学组成b.细胞壁的结构c.细胞壁与革兰氏染色d.细胞壁的功能e.无壁细胞与原生质体34 a.细胞壁化学组成高等植物 纤维素 霉菌 几丁质酵母 甘露聚糖，葡聚糖 细菌细菌肽聚糖N N乙酰葡萄糖胺乙酰葡萄糖胺N N乙酰

9、胞壁酸乙酰胞壁酸短肽短肽脂多糖Cncnc-micro磷壁酸35peptide chains vary among speciesM: N乙酰胞壁酸乙酰胞壁酸G: N乙酰葡萄糖胺乙酰葡萄糖胺-1,4糖苷键糖苷键肽聚糖肽聚糖36磷壁酸磷壁酸 磷壁酸是结合在磷壁酸是结合在G+细菌细胞壁上的一种酸细菌细胞壁上的一种酸性多糖，主要成分为甘油磷壁酸或核糖醇磷壁性多糖，主要成分为甘油磷壁酸或核糖醇磷壁酸。酸。371. 浓缩细胞周围的浓缩细胞周围的Mg2+离子，提高细胞膜上一些酶离子，提高细胞膜上一些酶的活力；的活力；2. 贮藏元素；贮藏元素；3. 调节细胞内自溶素的活力，防治细胞因自溶调节细胞内自溶素的活力

10、，防治细胞因自溶死亡；死亡；4. 作为噬菌体的特异性吸附受体；作为噬菌体的特异性吸附受体；5. 赋予赋予G+细菌特异的表面抗原，可用于细菌细菌特异的表面抗原，可用于细菌鉴定；鉴定；6. 增强某些致病菌对宿主细胞的粘连避免被白增强某些致病菌对宿主细胞的粘连避免被白细胞吞噬，有抗补体的作用。细胞吞噬，有抗补体的作用。磷壁酸的功能磷壁酸的功能38假肽聚糖假肽聚糖 (Pseudopeptidoglycan)古生菌古生菌 (Archaeal)N乙酰葡糖胺乙酰葡糖胺N乙酰塔罗糖胺糖醛酸乙酰塔罗糖胺糖醛酸39脂多糖脂多糖 Lipopolysaccharide (LPS) O-特异侧链 核心多糖 类脂A 脂多

11、糖功能：脂多糖功能：具有控制细胞的透性、提高具有控制细胞的透性、提高MgMg2+2+浓浓度、决定细胞壁抗原多样性等作用度、决定细胞壁抗原多样性等作用40Peptidoglycan is found only in bacteriaKeeps cells from lysing, due to turgor pressure23nm810nm2080nmb.b.细胞壁的结构细胞壁的结构41G+ G-42G+ 细菌和细菌和 G-细菌的细胞壁结构比较细菌的细胞壁结构比较43Gram Positive Cell WallFig 4.32b磷壁酸肽聚糖细胞膜44Gram Negative Outer M

12、embranePorins - proteins that allow small molecules to cross membrane - specific and non-specific周质空间45n通过革兰氏染色反应可将细菌分成两个类群革兰氏阳性菌（G+ ，菌体呈紫色）革兰氏阴性菌（G-，菌体呈红色）n染色反应与细胞壁结构相关原核生物细胞壁的类型46简单染色简单染色涂片涂片干燥干燥固定固定染色染色镜检镜检革兰氏染色革兰氏染色结晶紫初染结晶紫初染 1min。碘液媒染碘液媒染 1min，水洗，吸干。水洗，吸干。95%乙醇脱色乙醇脱色 30sec。沙黄复染沙黄复染 1min，水洗，风干。水

13、洗，风干。47 G-菌细胞壁，其脂类含量较多，而肽聚糖较少，以95%酒精脱色时，脂类被溶解，使得细胞壁孔隙变大；肽聚糖因95%酒精处理而使之孔隙缩小，但肽聚糖含量较少，细胞壁孔隙缩小有限，故能让结晶紫与碘形成的紫色染料复合物被95%酒精洗脱出细胞壁外，而后来为红色的复染剂着色成为红色。 G+菌细胞壁所含脂类少，肽聚糖多，经95%酒精脱色时其细胞壁孔隙缩小到不易让结晶紫(或龙胆紫)与碘形成的紫色染料复合物洗出细胞壁外，而被染为紫色。当细胞壁失去其结构完整性时(如自溶的、老龄的、已死的细菌或分离出来的细胞壁)，亦同时失去其渗透的完整性，革兰氏阳性菌就能染成革兰氏阴性反应。 脂肪颗粒细胞壁溶解后形成

14、空洞溶解后形成空洞青霉素和先锋霉素(或头孢菌素)等抗生素，能抑制细菌细胞壁肽聚糖的合成，对某些细菌有抑菌和杀菌作用。虽然细菌细胞壁都有肽聚糖成分，但由于细胞壁结构不同，这些药物可以直接扩散入革兰氏阳性菌的细胞壁内，这类细菌对这些药物就比较敏感，而革兰氏阴性菌细胞壁的肽聚糖层，有三层外胞壁围绕，药物不易扩散入内，对这些药物就不那么敏感。霉形体和细菌的L型没有细胞壁，也就没有细胞壁上的肽聚糖成分，所以对青霉素就不敏感。这都说明细菌细胞壁的化学组成、结构与细菌的抗药性有关。54d.d.细胞壁的功能细胞壁的功能n固定细胞外形固定细胞外形n协助鞭毛运动协助鞭毛运动n保护细胞免受外力的损伤保护细胞免受外力

15、的损伤n为正常细胞分裂所必需为正常细胞分裂所必需n阻拦有害物质进入细胞阻拦有害物质进入细胞n与细菌的抗原性、致病性和对噬菌体的与细菌的抗原性、致病性和对噬菌体的敏感性密切相关敏感性密切相关55原生质体（左侧为大肠杆菌的原生质体，右侧为杆状的大肠菌）e.无壁细胞细胞与原生质体无壁细胞细胞与原生质体56缺壁缺壁细菌细菌 实验室中形成实验室中形成自然界长期进化中形成：支原体自然界长期进化中形成：支原体自发缺壁突变：自发缺壁突变：L型细菌型细菌人工方法去壁人工方法去壁彻底除尽：原生质体彻底除尽：原生质体部分去除：球状体部分去除：球状体57细胞壁以内的构造细胞壁以内的构造原生质体原生质体1.1.细胞膜细

16、胞膜（cell membranecell membrane）2.2.细胞质和内含物细胞质和内含物(cytoplasm (cytoplasm andinclusion body)andinclusion body) 3.3.核区核区(nuclear region or area)(nuclear region or area)4.4.特殊的休眠构造特殊的休眠构造芽孢芽孢(endospore,spore)(endospore,spore)58细胞膜定义细胞膜定义 细胞膜是一层紧贴在细胞壁内侧，包围着细胞细胞膜是一层紧贴在细胞壁内侧，包围着细胞质的柔软、脆弱、富有弹性的半透性膜，由磷脂质的柔软、脆弱

17、、富有弹性的半透性膜，由磷脂（202030%30%）和蛋白质（）和蛋白质（505070%70%）组成，厚约）组成，厚约7 78nm8nm。 细胞膜（细胞膜（cell membrane)cell membrane)59abcdea:a:内嵌蛋白内嵌蛋白; b; b、c:c:内嵌蛋白或整合蛋白内嵌蛋白或整合蛋白d:d:外周蛋白外周蛋白; e:; e:多酶复合体多酶复合体; f:; f:脂双分子层脂双分子层fabcde细胞膜结构细胞膜结构60整合蛋白周边蛋白周边蛋白极性头非极性尾磷磷脂脂双双分分子子层层61细胞膜的功能细胞膜的功能1. 能选择性地控制细胞内外的营养物质和代谢产物能选择性地控制细胞内外

18、的营养物质和代谢产物 的运送的运送2. 是维持细胞内正常渗透压的屏障；是维持细胞内正常渗透压的屏障；3. 合成细胞壁各种组分和荚膜等大分子的场所；合成细胞壁各种组分和荚膜等大分子的场所；4. 进行氧化磷酸化或光合磷酸化的产能基地；进行氧化磷酸化或光合磷酸化的产能基地；5. 许多酶和电子传递链组分的所在部位；许多酶和电子传递链组分的所在部位；6. 鞭毛着生点和提供其运动所需的能量等。鞭毛着生点和提供其运动所需的能量等。2003年美国科学家年美国科学家彼得阿格雷和和罗德里克麦金农获得了诺贝获得了诺贝尔化学奖尔化学奖表彰他们在细胞膜通道方面做出的贡献。表彰他们在细胞膜通道方面做出的贡献。 阿格雷阿格

19、雷得奖是由于发现了细胞膜水通道。 目前，科学家发现水通道蛋白广泛存在于动物、植物和微生物中，人体内的水通道有11种。阿格雷阿格雷 如在人的肾脏中，通常一个成年人每天要产生170升的原尿，这些原尿经肾脏肾小球中的水通道蛋白的过滤，其中大部分水分被人体循环利用，最终只有约1升的尿液排出人体。 麦金农麦金农的贡献主要是在细胞膜离子通道的结构和机理研究方面。 1988年，他利用X射线晶体成像技术获得了世界第一张离子通道的高清晰度照片； 它可以让科学家观测到离子在进入离子通道前、进入离子通道中和进入离子通道后的状态。麦金农麦金农66间体（间体（Mesosome)Mesosome)的功能的功能相当于真核细

20、胞的线粒体相当于真核细胞的内质网与细胞壁合成有关可能与核分裂有关 有学者认为间体是一种赝象67细胞质定义细胞质定义 细胞质是指被细胞膜包围的除核区以外的一切半细胞质是指被细胞膜包围的除核区以外的一切半透明、胶状体、颗粒状物质的总称。透明、胶状体、颗粒状物质的总称。 细胞质细胞质(cytoplasm )(cytoplasm )和内和内含物含物( inclusion body)( inclusion body) 68细胞内含物定义细胞内含物定义 是细胞质内一些是细胞质内一些 形状较大的颗粒状构造。形状较大的颗粒状构造。细胞内含物包括：细胞内含物包括：贮藏物(reserve granule磁小体(m

21、egnetosome)羧酶体(carboxysome)气泡(gas vocuoles)核糖体(ribosome)质粒(circular covalently closed DNA)69糖原：糖原：大肠杆菌、克雷伯氏菌、大肠杆菌、克雷伯氏菌、 蓝细菌芽孢杆菌等蓝细菌芽孢杆菌等聚聚羟丁酸：羟丁酸： 固氮菌、产碱菌、肠杆菌固氮菌、产碱菌、肠杆菌氮源类氮源类藻青素：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（异染粒）：磷源（异染粒）：迂回螺菌、白喉棒杆菌和分枝杆菌含有迂回螺菌、白喉棒杆菌和分枝杆菌含有硫源：硫源：紫硫细菌、丝硫细菌、贝日阿托氏菌等紫硫细菌、丝硫细菌、贝日阿托氏菌等碳源及能

22、源类碳源及能源类贮藏物贮藏物(reserve granule)(reserve granule)70聚聚-羟丁酸（羟丁酸（PHB） 具有贮藏碳源、能源和降低细胞内渗透压的作用。具有贮藏碳源、能源和降低细胞内渗透压的作用。 PHB 的结构的结构71蓝藻颗粒（蓝藻颗粒（cyanophycin），）， 藻胆体（藻胆体（phycobilisomes） Asp Asp Asp Asp Asp Arg Arg Arg Arg Arg蓝藻颗粒蓝藻颗粒藻胆素藻胆素phycobilin72异染颗粒（异染颗粒（metachromatic granules，volutin） 无机偏磷酸的聚合物。无机偏磷酸的聚合物。

23、 贮藏磷、能量和降低渗透压的作用。贮藏磷、能量和降低渗透压的作用。 可用可用美蓝美蓝或或甲苯胺蓝甲苯胺蓝染成紫红色。染成紫红色。 白喉棒杆菌白喉棒杆菌 Corynebacterium diphtheria 结核分枝杆菌结核分枝杆菌 Mycobacterium tuberculosis73硫颗粒（硫颗粒（sulfur globules） 奥氏着色菌奥氏着色菌Chromatium okenii 耶拿硫螺菌耶拿硫螺菌Thiospirillum jenense作为一种能量贮藏物，常见于紫色硫细菌。作为一种能量贮藏物，常见于紫色硫细菌。74磁小体磁小体(megnetosome)(megnetosome)

24、19751975年由年由R P Blakemore R P Blakemore 在趋磁细菌中发现在趋磁细菌中发现主要成分是主要成分是FeFe3 3O O4 4外被一层磷脂、蛋白或糖蛋白膜外被一层磷脂、蛋白或糖蛋白膜, ,是单是单磁畴晶体磁畴晶体, ,无毒无毒, ,大小大小20-100nm,20-100nm,每个细胞有每个细胞有2-202-20颗颗形状为平截八面体、平行六面体或六棱柱体等形状为平截八面体、平行六面体或六棱柱体等实用前景：生产磁性定向药物或抗体，以及制造生物实用前景：生产磁性定向药物或抗体，以及制造生物传感器传感器75磁小体（磁小体（magnetosome） 主要成分主要成分Fe3

25、O4 主要在于：主要在于： 水生螺菌属（水生螺菌属（Aquaspirillum） 嗜胆球菌属嗜胆球菌属（Bilophococcus）。）。 使菌体顺磁力线排列。使菌体顺磁力线排列。自然界含磁体的生物有：细菌，自然界含磁体的生物有：细菌，藻类，鸟类，海豚，绿龟等。藻类，鸟类，海豚，绿龟等。顺磁水螺菌顺磁水螺菌 Aquaspirillum magnetotacticum76羧酶体（羧酶体（carboxysomecarboxysome）存在于一些自养细菌内的多角形或六角形内含物存在于一些自养细菌内的多角形或六角形内含物大小约大小约10nm10nm（与噬菌体相仿）（与噬菌体相仿）内含内含1 1，5 5

26、二磷酸核酮糖羧化酶二磷酸核酮糖羧化酶在自养细菌的在自养细菌的COCO2 2固定中起关键作用固定中起关键作用77气泡（气泡（gas vocuolesgas vocuoles）是许多光合型、无鞭毛水生菌中充满气体的泡囊状是许多光合型、无鞭毛水生菌中充满气体的泡囊状内含物内含物大小为0.21.0um75nm内由数排柱形小空泡组成，外有内由数排柱形小空泡组成，外有2nm厚的蛋白膜包裹厚的蛋白膜包裹每个细胞中含几个或数百个气泡每个细胞中含几个或数百个气泡功能：调节细胞比重以使细菌漂浮在最适水层中获功能：调节细胞比重以使细菌漂浮在最适水层中获取光能、取光能、O2，和营养物质，和营养物质78核糖体（Ribo

27、some)核糖体*由蛋白质和RNA组成的复杂结构*蛋白质合成场所*比真核生物核糖体小 原核生物 70S 真核生物 80S 79核糖体亚基连在核糖体（Ribosome)、80质粒染色体质粒(circular covalently closed DNA,cccDNA )81质粒功能R R因子：与抗药性有关因子：与抗药性有关F F因子：与有性接合有关因子：与有性接合有关其他质粒：与抗生素，色素合成有关其他质粒：与抗生素，色素合成有关基因工程中作为目的基因载体基因工程中作为目的基因载体82 核区核区（nuclear region or area）又称核质体、原核、拟核、核基因组又称核质体、原核、拟核、

28、核基因组(genome(genome）是一个大型环状是一个大型环状DNADNA分子。长度为分子。长度为0.25-3.00mm0.25-3.00mm每个细胞所含的核区数一般每个细胞所含的核区数一般1 14 4个个细菌除在染色体复制时间内呈双倍体外细菌除在染色体复制时间内呈双倍体外, ,一般均一般均为单倍体为单倍体83 原核生物所特有的无核膜结构、无固定形态的原始细胞核。 电镜观察细菌的细胞核为一巨大紧密缠绕环状双链电镜观察细菌的细胞核为一巨大紧密缠绕环状双链DNADNA丝丝状结构，只有少量蛋白质与之结合，无核膜包裹，分布在细胞状结构，只有少量蛋白质与之结合，无核膜包裹，分布在细胞质一定区域内，多

29、呈球形、棒状或哑铃状。正常情况，一个细质一定区域内，多呈球形、棒状或哑铃状。正常情况，一个细胞只有胞只有1 1个核。细菌除在个核。细菌除在DNADNA复制短时间呈双倍体外，一般均为复制短时间呈双倍体外，一般均为单倍体。单倍体。原核携带着细胞绝大多数遗传信息，是细菌生长发育、原核携带着细胞绝大多数遗传信息，是细菌生长发育、新陈代谢和遗传变异的控制中心。新陈代谢和遗传变异的控制中心。84一般有两种排列方式：一类是核体相当密实地处于菌体的中心或边缘区；另一类是较松散地排列852. 细菌细胞的特殊构造 芽孢和伴孢晶体芽孢和伴孢晶体 糖被糖被 鞭毛鞭毛 菌毛和性毛菌毛和性毛86 某些细菌在其生长发育后期

30、某些细菌在其生长发育后期 ， 在细胞内形成一在细胞内形成一个圆形或椭圆形、厚壁、含水量极低、抗逆性极强个圆形或椭圆形、厚壁、含水量极低、抗逆性极强的休眠体的休眠体 由于一个营养细胞内仅生成一个芽孢，无繁殖由于一个营养细胞内仅生成一个芽孢，无繁殖功能功能 芽孢在普通条件下可保持几年至几十年的生活力芽孢在普通条件下可保持几年至几十年的生活力 芽孢是生物界中抗性最强的生命体。芽孢是生物界中抗性最强的生命体。 芽孢芽孢(endospore/spore)(endospore/spore)87枯草芽孢杆菌产芽孢细菌的种类芽孢的构造芽孢形成芽孢萌发芽孢的耐热机制研究芽孢的意义伴孢晶体细菌的其他休眠构造芽孢s

31、pores88芽孢产芽孢细菌的种类菌体 89细菌芽孢构造的 模式图 孢外壁芽孢衣 皮层 芽孢质芽孢核区芽孢膜芽孢壁核心90芽孢的形成过程质膜内陷质膜内陷前芽孢双前芽孢双层膜形成层膜形成合成合成DPADPA皮层皮层合成合成芽孢芽孢裂解裂解DNADNA浓缩浓缩形成束状形成束状孢衣孢衣合成合成9192SporulationInitiated when nutrients limiting Stages determined by mutational analysis200 genes involvedSASP = small acid-soluble spore proteinsCortex is

32、 composed of peptidoglycanExosporium is a thin protein covering8 h for entire process93芽孢的耐热机制1.1.是由芽孢化学组成的特点决定的是由芽孢化学组成的特点决定的2.2.含有吡啶含有吡啶2 2，6 6二羧酸（二羧酸（DPA-CaDPA-Ca）3.3.含有芽孢特有的芽孢肽聚糖含有芽孢特有的芽孢肽聚糖4.4.芽孢平均含水芽孢平均含水4040，皮层含水，皮层含水70705.5.芽孢中酶的分子量较营养细胞小芽孢中酶的分子量较营养细胞小94研究芽孢的意义研究芽孢的意义细菌分类、鉴定中的重要形态学指标细菌分类、鉴定中

33、的重要形态学指标指导菌种保藏指导菌种保藏制定灭菌参数制定灭菌参数95苏云金芽孢杆菌和伴孢晶体苏云金芽孢杆菌和伴孢晶体少数芽孢杆菌在形成芽孢的同时，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。实用意义：细菌杀虫剂生物农药96细菌的其他休眠构造细菌的其他休眠构造细菌的休眠构造除上述芽孢外，还有孢囊细菌的休眠构造除上述芽孢外，还有孢囊（cyst,由固氮菌产生）等。由固氮菌产生）等。孢囊也是在逆境中产生的。孢囊也是在逆境中产生的。孢囊也是在逆境中产生的休眠体。孢囊也是在逆境中产生的休眠体。和芽孢一样没有繁殖功能。和芽孢一样没有繁殖功能。Cncnc-micro97 项目项目 芽孢

34、芽孢 孢囊孢囊形成方式形成方式外壁层次外壁层次外壁成分外壁成分抗抗 性性贮贮 藏藏 物物代代 表表 菌菌细胞内浓缩并外包细胞内浓缩并外包多（多（4 41010余层）余层）蛋白质、肽聚糖蛋白质、肽聚糖（近（近G G菌）菌）抗热、辐射及药物抗热、辐射及药物等等无特殊贮藏物无特殊贮藏物芽孢杆菌属、梭菌芽孢杆菌属、梭菌属属细胞壁外层加厚细胞壁外层加厚少（少（3 3层左右）层左右）磷脂、脂多糖（磷脂、脂多糖（近近G G菌）菌）抗干旱为主，不抗干旱为主，不抗热抗热聚聚羟丁酸羟丁酸（PHBPHB）固氮菌属固氮菌属芽孢与孢囊的比较芽孢与孢囊的比较98思考题:n为什么说芽孢是休眠结构,而不是繁殖结构?99细胞壁

35、以外的构造糖被（糖被（glycocalyx）鞭毛鞭毛 (flage，复，复flaglla)菌毛（菌毛（fimbria，复，复fimbriae ）性毛（性毛（pili，单数，单数pilus）鞭毛菌毛性毛糖被100 糖被糖被(glycocalyx)(glycocalyx)某些细菌细胞壁外的一层粘液性胶状某些细菌细胞壁外的一层粘液性胶状物质。物质。根据糖被的形状和厚度的不同，将根据糖被的形状和厚度的不同，将荚荚膜分为四类：膜分为四类： ( (大）荚膜大）荚膜：粘液状物质具有一定外形，相对稳定地附粘液状物质具有一定外形，相对稳定地附着在细胞壁外，厚度着在细胞壁外，厚度：0.20.2m m。v微荚膜（微

36、荚膜（microcopsule)microcopsule)：粘液状物质较薄，厚度：粘液状物质较薄，厚度：0.20.2m m，与细胞表面牢固结合。，与细胞表面牢固结合。v菌胶团菌胶团(zoogloea):(zoogloea):包裹在细胞群体上的胶状物质。包裹在细胞群体上的胶状物质。v粘液层粘液层(slime layer)(slime layer)：粘液物质没有明显的边缘，粘液物质没有明显的边缘，比荚膜松散比荚膜松散, ,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。101 荚膜荚膜菌胶团菌胶团粘液层粘液层102荚膜成分荚膜成分多糖多糖纯多糖纯多糖杂多糖杂多糖多肽多肽蛋白质：蛋白质

37、：鼠疫耶尔森氏菌鼠疫耶尔森氏菌葡聚糖：葡聚糖：肠膜状明串珠菌肠膜状明串珠菌纤维素：纤维素：木醋杆菌木醋杆菌果聚糖：果聚糖：变异链球菌变异链球菌多肽和多糖：多肽和多糖：巨大芽孢杆菌巨大芽孢杆菌海藻酸：海藻酸：棕色固氮菌棕色固氮菌透明质酸：透明质酸：若干链球菌若干链球菌聚聚-D-谷氨酸：谷氨酸：炭疽杆菌炭疽杆菌聚谷氨酰胺：聚谷氨酰胺：若干黄单胞菌若干黄单胞菌103荚膜的观察：荚膜的观察：荧光显微镜荧光显微镜 负染色负染色 特殊染色特殊染色荧光显微镜下的荚膜荧光显微镜下的荚膜 104荚膜的生理功能荚膜的生理功能1、荚膜富含水分，可保护细胞免于干燥；、荚膜富含水分，可保护细胞免于干燥；2、能抵御吞噬细

38、胞的吞噬；、能抵御吞噬细胞的吞噬；3、为主要表面抗原（、为主要表面抗原（K抗原），是有些病原菌的毒力因子；抗原），是有些病原菌的毒力因子；4、能保护菌体免受噬菌体和其他物质（溶菌酶和补体）的、能保护菌体免受噬菌体和其他物质（溶菌酶和补体）的侵害；侵害；5、是某些病原菌必须的粘附因子；、是某些病原菌必须的粘附因子；6、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105荚膜与生产实践的关系荚膜与生产实践的关系应用：应用：荚膜也可以成为有价值的材料。如：荚膜也可以成为有价值的材料。如：Leucomostoc Leucomostoc mesenteroides mese

39、nteroides 的葡聚糖荚膜已用于生产代血浆的主要的葡聚糖荚膜已用于生产代血浆的主要成分成分右旋糖酐和葡聚糖凝胶制剂；右旋糖酐和葡聚糖凝胶制剂； 从野菜黄单胞菌（从野菜黄单胞菌（Xanthomonas campestrisXanthomonas campestris）荚膜提取）荚膜提取黄原胶，它是优良的食品添加剂，又是石油开采中优良黄原胶，它是优良的食品添加剂，又是石油开采中优良的压浆剂；的压浆剂； 用产菌胶团的菌进行污水处理等；用产菌胶团的菌进行污水处理等； 通过荚膜的血清学反应进行细菌鉴定（荚膜膨胀试验）。通过荚膜的血清学反应进行细菌鉴定（荚膜膨胀试验）。危害：危害：食品变质发粘；增强

40、致病力；造成严重龋齿等。食品变质发粘；增强致病力；造成严重龋齿等。106荚膜与菌落形态荚膜与菌落形态光滑（光滑（Smooth,S-)型菌落型菌落产荚膜的细菌在固体培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、呈粘液状，称养基上形成的菌落表面湿润、有光泽、呈粘液状，称S-型菌落。型菌落。粗糙（粗糙（Rough,R-)型菌落型菌落不产荚膜的细菌形成的菌不产荚膜的细菌形成的菌落表面干燥、粗糙、称落表面干燥、粗糙、称R-型菌落。型菌落。107荚膜的形成条件荚膜的形成条件（1 1）荚膜的形成是微生物的遗传特征之一，是）荚膜的形成是微生物的遗传特征之一，是“种种”的特征。但不是细菌的必要结构，失

41、去荚的特征。但不是细菌的必要结构，失去荚膜的菌株照样能够生活。膜的菌株照样能够生活。 （2 2）荚膜的形成与组成明显受培养基成分和培）荚膜的形成与组成明显受培养基成分和培养条件的影响（与环境密切相关）。养条件的影响（与环境密切相关）。 如肠膜明串珠菌如肠膜明串珠菌(Leuconosto mesenterondes)(Leuconosto mesenterondes)以以蔗糖为碳源时合成葡聚糖成分的荚膜蔗糖为碳源时合成葡聚糖成分的荚膜 。 108 鞭毛鞭毛（Flagellum)Flagellum)1. 概念：概念：生长在某些细菌体生长在某些细菌体表的长丝状蛋白质附属物，表的长丝状蛋白质附属物，称

42、为鞭毛，其数目为一至数称为鞭毛，其数目为一至数条，具有运动功能。鞭毛一条，具有运动功能。鞭毛一般长度为般长度为151520um20um直径为直径为0.010.010.02um0.02um1091102. 2. 细菌鞭毛有无的判断方法细菌鞭毛有无的判断方法 电镜观察 鞭毛染色，光学显微镜观察 在暗视野中，通过对细菌的悬滴标本或水浸片的观察，视其中的细菌是否做有规律的运动，来判断是否具有鞭毛； 通过琼脂平板培养基上的菌落形态或在半固体直立柱穿刺线上群体扩散的情况，也可推测某菌是否长有鞭毛。 111单 根一 束单 端单 根一 束双 端端端 生生周周 生生侧 生鞭鞭 毛毛 的的 着着 生生 方方 式式

43、鞭毛的着生方式鞭毛的着生方式112细菌鞭毛的类型两端单生单端从生单端单生周生两端丛生鞭毛的类型鞭毛的类型113鞭毛染色观察照片：蜡样芽孢杆菌（周生鞭毛）；假单胞菌（偏端单生鞭毛）鞭毛染色观察照片：蜡样芽孢杆菌（周生鞭毛）；假单胞菌（偏端单生鞭毛）114透射电镜照片115鞭毛的化学组成鞭毛的化学组成 鞭毛蛋白：鞭毛蛋白：3 3万万6 6万万DoltonDolton，不同种由不，不同种由不同球蛋白分子亚基构成，有些含多糖、类脂同球蛋白分子亚基构成，有些含多糖、类脂等，为极好抗原。等，为极好抗原。116 鞭毛的结构鞭毛的结构由鞭毛丝、鞭毛钩、基体三部分组成：由鞭毛丝、鞭毛钩、基体三部分组成：鞭毛丝：

44、鞭毛丝：中空螺旋状、丝状结构，中空螺旋状、丝状结构，球蛋白亚基螺旋排列。球蛋白亚基螺旋排列。鞭毛钩：鞭毛钩：又称钩形鞘，是连接鞭又称钩形鞘，是连接鞭毛丝和基体的一个弯曲筒状部分，毛丝和基体的一个弯曲筒状部分，蛋白质亚基组成。蛋白质亚基组成。在在G-G-菌和菌和G+G+菌中基体部分结构有差异：菌中基体部分结构有差异：G G菌：菌：L L环、环、P P环、环、S S环、环、M M环环 G G+ +菌：菌：S S环，环，M M环环基体：基体：由若干个盘状物即环组由若干个盘状物即环组成。成。117118The Flagellum1000 H+ / rotation 40 genes involved1

45、19Flagella Structure120鞭毛丝结构图解鞭毛丝结构图解：鞭毛蛋白亚基：鞭毛蛋白亚基鞭毛丝由直径鞭毛丝由直径 4.5nm 4.5nm 的鞭毛的鞭毛蛋白亚基沿央孔道（直径为蛋白亚基沿央孔道（直径为20nm20nm）螺旋状缭绕而成。螺旋状缭绕而成。每周为每周为8-108-10个亚基个亚基鞭毛蛋白亚基是一种球状蛋白鞭毛蛋白亚基是一种球状蛋白分子量分子量3-63-6万万121 鞭毛运动与细菌的趋避性运动鞭毛运动与细菌的趋避性运动趋避性运动趋避性运动化学趋避性运动化学趋避性运动氧趋避性运动氧趋避性运动光趋避性运动光趋避性运动122Steps in Biosynthesis of Fla

46、gella123某些菌体表面存在的短而多的附属物。某些菌体表面存在的短而多的附属物。纤毛比鞭毛更短、更细，且又直又硬。数量很纤毛比鞭毛更短、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多，不具有运动功能，但与菌的致病性吸附等有关等有关纤毛纤毛(pilus)(pilus)与菌毛与菌毛(fimbria(fimbria）124功能：作为噬菌体的吸附位点作为附着到哺乳动物细胞或其他物体的工具n定义：一种长在细菌体表的纤细、中空、短直、数量较多的蛋白质类附属物，直径为310nm 。125项目 鞭毛 菌毛成 分大 小结 构数 目功 能着生处菌 种鞭毛蛋白0.010.02270um一般由3

47、股鞭毛蛋白链紧密绞成绳状1-数百根运动通过钩形鞘与细胞壁内的鞭毛基体连接许多杆菌和少数球菌菌毛蛋白0.007-0.0090.5-20um由菌毛蛋白亚基卷成中空螺旋1-数百根附着接合细胞质许多G杆菌和球菌 细菌的鞭毛和菌毛的比较 126DNA结合位点 （三）细菌的繁殖（三）细菌的繁殖127细菌细胞壁合成模式：细菌细胞壁合成模式：(a) G+球菌和某些G-杆菌(b) 杆状细菌蓝绿色为新生长区蓝绿色为新生长区128缓慢生长的细菌，在分裂前，染色体被复制了一次缓慢生长的细菌，在分裂前，染色体被复制了一次O是复制起始点，是复制起始点，T是复制终止区是复制终止区129迅速生长中的细菌的迅速生长中的细菌的D

48、NA复制更复杂，在原来的复制更复杂，在原来的细胞分裂前新的一轮细胞分裂前新的一轮DNA复制即开始了复制即开始了130131（四）细菌的群体形态细菌的菌落特征细菌的菌落特征细菌的其它培养特征细菌的其它培养特征132细菌的菌落特征133细菌菌落特征正面图134135细菌在琼脂培养基中穿刺培养的生长特征细菌在琼脂培养基中穿刺培养的生长特征细菌在半固体培养上的培养特征136细菌在肉汤培养基中的表面生长特征絮状絮状环状环状浮膜状浮膜状膜状膜状137一、概念一、概念二、放线菌的形态与结构二、放线菌的形态与结构三、放线菌的生长与繁殖三、放线菌的生长与繁殖四、放线菌的菌落形态四、放线菌的菌落形态五、分布特点及

49、与人类的关系五、分布特点及与人类的关系138介于细菌与丝状真菌之间又接近细菌的一类丝状原核生物在形态上具有分枝状菌丝、菌落形态与霉菌相似，以孢子进行繁殖。近代生物学技术放线菌实际上是属于细菌范畴内的原核微生物，只不过其细胞形态为分枝状菌丝。139一、概念一、概念 放线菌是具有菌丝、以孢子进行繁殖、革兰氏染色阳性的一放线菌是具有菌丝、以孢子进行繁殖、革兰氏染色阳性的一类原核微生物，属于真细菌范畴。类原核微生物，属于真细菌范畴。（泥土（泥土“泥腥味泥腥味”，生产抗生素），生产抗生素）o单细胞，大多由分枝发达的菌丝组成；o菌丝直径与杆菌类似，约1mm；o细胞壁组成与细菌类似，革兰氏染色阳性（少数阴性

50、）；o细胞的结构与细菌基本相同， 按形态和功能可分为营养菌丝、气生菌丝 和孢子丝三种。二、放线菌的形态与结构二、放线菌的形态与结构140放线菌的形态结构（模式图）放线菌的形态结构（模式图）141基内菌丝（基内菌丝（Substrate mycelium)Substrate mycelium) 又称营养菌丝，功能是吸收营养，直径又称营养菌丝，功能是吸收营养，直径 0.2-1.2um0.2-1.2um长度长度100100600um600um，色素可有可无。，色素可有可无。基内菌丝142气生菌丝（气生菌丝（Aerial mycelium)Aerial mycelium)： 基内菌丝长到一定时期，长出培

51、养基外，伸向空基内菌丝长到一定时期，长出培养基外，伸向空间的菌丝，直径间的菌丝，直径1 11.4um, 1.4um, 长短不一，形状不一，长短不一，形状不一，颜色较深。颜色较深。Cncnc-micro 气生菌丝 143孢子丝孢子丝(Reproductive mycelium)(Reproductive mycelium)： 当气生菌丝生长发育到一定阶段，气生菌丝当气生菌丝生长发育到一定阶段，气生菌丝上分化出的可形成孢子的菌丝。上分化出的可形成孢子的菌丝。 孢子的形状及在气生菌丝上排列的方式随种孢子的形状及在气生菌丝上排列的方式随种而异。而异。Cncnc-micro144放线菌孢子丝类型放线菌孢

52、子丝类型直形弯曲丛生成束单轮生无螺旋 开环钩形原始螺旋形松螺旋 紧螺旋螺旋单轮生无螺旋两级轮生螺旋两级轮生145放线菌的菌落形态菌落质地硬而且致密，菌落小而不广泛延伸菌落质地硬而且致密，菌落小而不广泛延伸菌落表面呈紧密的绒状或坚实、干燥多皱。菌落表面呈紧密的绒状或坚实、干燥多皱。接种针难以挑取，有时可挑碎，有时可将整接种针难以挑取，有时可挑碎，有时可将整个菌落挑起。个菌落挑起。Cncnc-micro146147148老龄菌：幼龄菌菌落与细菌难以区分。老龄菌：幼龄菌菌落与细菌难以区分。菌落周围具放射状菌丝。菌落周围具放射状菌丝。由于菌丝和孢子常具不同色素，使菌落由于菌丝和孢子常具不同色素，使菌落

53、正面，背面呈不同色泽。正面，背面呈不同色泽。Cncnc-micro149放线菌的繁殖方式分生孢子孢子囊孢子菌丝断裂菌丝断裂其他方式其他方式1502.2.3放线菌的生活史：孢子萌发基内菌丝气生菌丝菌丝孢子丝5 孢子丝分化形成的孢子放线菌的繁殖151（2）沿横隔断裂形成孢子（3）成熟孢子（1）孢子丝中形成横隔横隔断裂形成孢子的过程横隔断裂形成孢子的过程分生孢子繁殖152Micromonospora小单孢菌小单孢菌属属Micropolyspora小多孢菌小多孢菌属属153Actinoplanes游动放线菌属游动放线菌属Streptosporangium孢囊链霉菌属孢囊链霉菌属154放线菌生理放线菌生

54、理绝大多数为异养型，能利用不同的碳水化合物。绝大多数为异养型，能利用不同的碳水化合物。氮源以蛋白胨，以及某些氨基酸最合适，氮源以蛋白胨，以及某些氨基酸最合适，硝酸盐、铵盐和尿素次之硝酸盐、铵盐和尿素次之. .一般都需要金属离子。一般都需要金属离子。大多放线菌是好气性的。大多放线菌是好气性的。最适温度最适温度2337 C155放线菌与人类放线菌与人类绝大多数抗生素由放线菌产生绝大多数抗生素由放线菌产生用来生产酶、维生素用来生产酶、维生素具固氮作用，用于生产生物菌肥具固氮作用，用于生产生物菌肥少数寄生型放线菌可引起动植物病害少数寄生型放线菌可引起动植物病害有的放线菌能破坏棉毛织品和纸张有的放线菌能

55、破坏棉毛织品和纸张156链杆状丝状聚合体球状（正在分裂）第三节 蓝细菌的形态157蓝细菌生理蓝细菌生理是光能自养型生物：只需空气、阳光、水分、少量无是光能自养型生物：只需空气、阳光、水分、少量无机盐机盐没有有性生殖，以裂殖为之，也可芽生殖，极少数没有有性生殖，以裂殖为之，也可芽生殖，极少数有孢子有孢子已知蓝细菌有已知蓝细菌有2020多种具固氮作用。多种具固氮作用。厚皮藻（示内生孢子）厚皮藻（示内生孢子）管胞藻（外生孢子）管胞藻（外生孢子）颤藻（示藻殖段）颤藻（示藻殖段）160鱼腥藻（示厚壁孢子）鱼腥藻（示厚壁孢子）161162163164165166167168169v 地球大约是在45亿年前

56、形成的。v大约在地球形成10亿年之后，我们这个星球开始出现生命，主要是些类似简单杆状细菌的原始生物。但在同期的、另外一些被认为是由光合微生物与沉积物形成的片层状化石叠层石（stromatolites），它们类似于绿硫细菌和多细胞丝状细菌，这些原始生命大概都是厌氧型的。v含有产氧型光合细菌蓝细菌的层叠石则发现于25-30亿年前的地质年代中，蓝细菌的出现，给地球带来了氧气。而后，各种真核生物才随之出现。170第四节 其他几种原核微生物立克次氏体支原体衣原体1711 1、立克次氏体（、立克次氏体（RickettsiaRickettsia）是是落基山斑疹伤寒的病源体落基山斑疹伤寒的病源体立克次氏体是一

57、类专性寄生于真核细胞内的革立克次氏体是一类专性寄生于真核细胞内的革兰氏阴性原核生物，有着以下几方面的特点：兰氏阴性原核生物，有着以下几方面的特点：172(1). 细胞较大，光镜下清晰可见；细胞较大，光镜下清晰可见；(2). 细胞形状多变，有球状、杆状、双球状、丝状等；细胞形状多变，有球状、杆状、双球状、丝状等；(3). 具细胞壁，具细胞壁，G；(4). 除少数外，均在真核细胞内营细胞内专性寄生，宿主为除少数外，均在真核细胞内营细胞内专性寄生，宿主为 节节 肢动物和脊椎动物；肢动物和脊椎动物；(5). 以二等分裂方式繁殖；以二等分裂方式繁殖；(6). 对四环素和青霉素等抗生素敏感；对四环素和青霉素等抗生素敏感； (7). 产能代谢途径不完整，只能利用谷氨酸和谷氨酰胺产能，产能代谢途径不完整，只能利用谷氨酸和谷氨酰胺产能，不能利用葡萄糖或有机酸；不能利用葡萄糖或有机酸；(8). 可培