原核细胞微生物

关于原核细胞微生物第一页，共七十一页，2022年，8月28日第一节原核细胞微生物一细菌(bacteria)

是属原核生物界(prokaryotae)的一种结构简单、种类繁多、主要以二分裂繁殖和水生性较强的单细胞微生物。第二页，共七十一页，2022年，8月28日细菌的大小与形态观察细菌常用光学显微镜，其大小用测微尺在显微镜下进行测量，以微米(μm)为单位。不同种类的细菌大小不一，同一种细菌也因菌龄和环境因素的影响而有差异。细菌按其外形，主要有球菌杆菌螺形菌第三页，共七十一页，2022年，8月28日球菌：细胞个体呈球形或椭圆形

双球菌

呈一个平面分裂，分裂后两个新菌体成对排列。链球菌呈一个平面分裂，分裂后菌体多个或几十个成链状排列。如溶血性链球菌等。四链球菌在两个互相垂直的平面上分裂，分裂后四个菌体呈田字形排列在一起。八叠球菌由三个互相垂直的平面分裂，分裂后八个菌体重迭在一起。葡萄球菌呈多个平面作不规则分裂，分裂后菌体无秩序的聚集在一起，似葡萄状，如金黄色葡萄球菌。第四页，共七十一页，2022年，8月28日球菌(coccus)脑膜炎奈瑟菌双球菌(diplococcus)肺炎链球菌第五页，共七十一页，2022年，8月28日链球菌(streptococcus)球菌(coccus)第六页，共七十一页，2022年，8月28日球菌(coccus)葡萄球菌(streptococcus)第七页，共七十一页，2022年，8月28日球菌(coccus)四联球菌(tetrad)第八页，共七十一页，2022年，8月28日球菌(coccus)八叠球菌(sarcina)第九页，共七十一页，2022年，8月28日

杆菌：细胞呈杆状或圆柱形

各种杆菌长短粗细差别很大。若杆菌粗短，两端钝圆，近似球菌，可称球杆菌；有的菌体一端膨大呈棒状，称为棒状杆菌，如白喉杆菌。杆菌多为单个存在，无特殊排列，但也有链状排列，如炭疽杆菌。第十页，共七十一页，2022年，8月28日杆菌(bacillus)不同杆菌的大小、长短、粗细很不一致。炭疽芽胞杆菌3-10μm大中大肠埃希菌2-3μm小布鲁菌0.6-1.5μm第十一页，共七十一页，2022年，8月28日杆菌的形态多样杆菌(bacillus)两端齐平炭疽芽胞杆菌两端尖细白喉棒状杆菌第十二页，共七十一页，2022年，8月28日杆菌(bacillus)杆菌的形态多样分枝杆菌双歧杆菌第十三页，共七十一页，2022年，8月28日螺旋菌(spiralbacterium)

螺形菌菌体弯曲或扭转弧菌：菌体短，仅有一个弯曲似逗点状者，形似“C”字或逗号；螺菌：菌体较长有多个弯曲，螺旋数目和螺距大小因种而异,1-6周；螺旋体菌：菌体柔软，螺旋6周以上，用于运动的类似鞭毛的轴丝位于细胞外鞘内。

第十四页，共七十一页，2022年，8月28日螺形菌(spiralbacterium)弧菌螺菌螺杆菌第十五页，共七十一页，2022年，8月28日二细菌细胞的结构基本结构细胞壁、细胞膜、细胞质、核质特殊结构荚膜、鞭毛、菌毛、芽胞第十六页，共七十一页，2022年，8月28日第十七页，共七十一页，2022年，8月28日（一）基本结构细胞壁(cellwall)：细胞表面，内侧紧贴细胞膜的一层较为坚韧，略具弹性的细胞结构。革兰阳性菌：细胞壁厚，但只有一层。革兰阴性菌：细胞壁薄，但有多层。革兰染色两类细菌细胞壁的共同组分为肽聚糖，但各有其特殊组分。革兰染色法：1884

Gram涂片风干固定结晶紫碘液95%乙醇复红1min1min脱色第十八页，共七十一页，2022年，8月28日肽聚糖(peptidoglycan)革兰阳性菌肽聚糖—聚糖骨架、四肽侧链、五肽交联桥青霉素作用点溶菌酶作用点N-乙酰葡糖胺N-乙酰胞壁酸ß-1，4糖苷键（肽键）第十九页，共七十一页，2022年，8月28日革兰阴性菌肽聚糖—聚糖骨架、四肽侧链肽聚糖(peptidoglycan)第二十页，共七十一页，2022年，8月28日革兰阳性菌细胞壁特殊组分壁磷壁酸膜磷壁酸第二十一页，共七十一页，2022年，8月28日革兰阴性菌细胞壁特殊组分第二十二页，共七十一页，2022年，8月28日脂多糖(lipopolysaccharid,LPS)O-抗原第二十三页，共七十一页，2022年，8月28日革兰阳性菌与阴性菌细胞壁结构比较细胞壁革兰阳性菌革兰阴性菌强度较坚韧较疏松厚度20-80nm10-15nm肽聚糖层数可多达50层1-2层肽聚糖含量占细胞壁干重50%-80%占细胞壁干重5%-20%磷壁酸+—外膜—+脂蛋白—+脂多糖—+第二十四页，共七十一页，2022年，8月28日维持菌体固有的形态；保护细菌抵抗低渗环境；参与菌体内外的物质交换；细菌特定的抗原性、致病性以及对抗生素和噬菌体的敏感性的物质基础；菌体表面带有多种抗原分子，可诱发机体的免疫应答。细胞壁的功能第二十五页，共七十一页，2022年，8月28日细菌细胞壁缺陷型或L型(bacterialLform)：细胞壁受损后仍能生长和分裂的细菌。在一般环境中不能耐受菌体内的高渗透压而将会涨破死亡。在高渗环境下，仍可存活。革兰阳性菌细胞壁缺失后，原生质仅被一层细胞膜包住——原生质体(protoplast)。革兰阴性菌肽聚糖层受损后尚有外膜保护——原生质球(spheroplast)。某些L型仍有一定的致病力，通常引起慢性感染。细菌细胞壁缺陷型（细菌L型）第二十六页，共七十一页，2022年，8月28日

细菌L型呈高度多形性，大小不一。着色不匀，无论其原为革兰阳性或阴性菌，形成L型大多染成革兰阴性。细菌L型的形态和染色性蜡样芽胞杆菌L型的镜下形态（多形性）第二十七页，共七十一页，2022年，8月28日细菌L型生长缓慢，营养要求高，对渗透压敏感，普通营养基上不能生长，培养时必须用高渗的含血清的培养基。细菌L型在高渗的含血清的培养基上生长后形成三种类型的菌落。细菌L型的培养特性和菌落形态

丝状菌落

颗粒型菌落

油煎蛋样菌落（典型L型菌落）第二十八页，共七十一页，2022年，8月28日细菌细胞膜的结构与真核细胞者基本相同，由磷脂和多种蛋白质组成，但不含胆固醇。细菌细胞膜的功能与真核细胞者类似，主要有物质转运、生物合成、分泌和呼吸等作用。细菌细胞膜可形成一种特有的结构，称为中介体。细胞膜的功能：渗透屏障、物质运输、参与各种合成、参与产能代谢、参与DNA的复制、鞭毛的着生点等。细胞膜(cellmembrane)紧贴在细胞壁内侧、包围着细胞质的一层柔软、脆弱、富有弹性的半透性薄膜第二十九页，共七十一页，2022年，8月28日

中介体：是部分细胞膜内陷、折叠、卷曲形成的囊状物，多见于革兰阳性菌。其功能类似于真核细胞的线粒体，故亦称为线粒体(chondroid)。中介体(mesosome)中介体第三十页，共七十一页，2022年，8月28日核糖体(ribosome)：细菌合成蛋白质的场所，游离存在于蛋白质中。质粒(plasmid)：染色体外的遗传物质，存在于细胞质中。为闭合环状的双链DNA，控制细菌某些特定的遗传特性。贮藏性颗粒：细菌细胞质中含有多种颗粒，大多为贮藏的营养物质。其中有一种主要成分是RNA和多偏磷酸盐的颗粒，其嗜碱性强，用亚甲蓝染色时着色较深呈紫色，称为异染颗粒(metachromaticgranule)。常见于白喉棒状杆菌，位于菌体两端，故又称极体(polarbody)，有助于鉴定。细胞质(cytoplasm)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。

第三十一页，共七十一页，2022年，8月28日核区(nuclearmaterial)原核生物所特有的无核膜结构、无固定形态的原始细胞核。

细菌是原核细胞，不具有成形的核。细菌的遗传物质称为核质或拟核，无核膜、核仁和有丝分裂器。功能与真核细胞的染色体相似。核质由单一密闭环状DNA分子反复回旋卷曲盘绕组成松散网状结构。第三十二页，共七十一页，2022年，8月28日质粒质粒是原核生物（细菌、放线菌）的染色体外的遗传物质。小型环状DNA，它与遗传物质的转移、耐药性及抗生素等有密切的关系。例如：F质粒（F因子）。它是一种很好的基因载体。第三十三页，共七十一页，2022年，8月28日（二）特殊结构鞭毛(flagellum)许多细菌在菌体上附有细长并呈波状弯曲的丝状物，称为鞭毛，是细菌的运动器官。鞭毛需用电子显微镜观察，或经特殊染色法使鞭毛增粗后才能在光镜下看到。第三十四页，共七十一页，2022年，8月28日鞭毛菌分类单毛菌双毛菌丛毛菌周毛菌第三十五页，共七十一页，2022年，8月28日鞭毛是运动器官。鞭毛有抗原性。鞭毛的功能第三十六页，共七十一页，2022年，8月28日菌毛：许多革兰阴性菌和少数革兰阳性菌菌体表面存在着一种比鞭毛更细、更短而直硬的丝状物，与细菌的运动无关。菌毛蛋白具有抗原性。根据功能不同，菌毛可分为普通菌毛和性菌毛两类。菌毛在普通光学显微镜下看不到，必须用电子显微镜观察。（二）特殊结构菌毛(filus/fimbriae)第三十七页，共七十一页，2022年，8月28日普通菌毛遍布菌细胞表面，每菌可达数百根。这类菌毛是细菌的粘附结构，能与宿主细胞表面的特异性受体结合，是细菌感染的第一部。因此，菌毛和细菌的致病性密切相关。菌毛的受体常为糖蛋白或糖脂，与菌毛结合的特异性决定的宿主的易感部位。如果红细胞表面具有菌毛受体的相似成分，不同的菌毛引起不同类型的红细胞凝集——血凝（hemagglutination,HA)普通菌毛(ordinarypilus)第三十八页，共七十一页，2022年，8月28日仅见于少数革兰阴性菌，一般存在于雄性菌。数量少，1-10根，比普通菌毛长而粗，中空呈管状。性菌毛由致育因子（F）编码，故又称F菌毛。带有性菌毛的F+菌与无性菌毛的F-菌相遇时，性菌毛与其相应受体结合，F+菌内的质粒或DNA可通过性菌毛进入F-菌体内，此过程称为接合(conjugation)。性菌毛是某些噬菌体吸附于菌细胞的受体。性菌毛(sexpilus)第三十九页，共七十一页，2022年，8月28日（二）特殊结构荚膜(capsule)

荚膜：某些细菌在其细胞壁外包绕一层黏液性物质，为疏水性多糖或蛋白质的多聚体，用理化方法去除后并不影响细胞的生命活动。肺炎链球菌荚膜荚膜第四十页，共七十一页，2022年，8月28日大多数细菌的荚膜是多糖，炭疽芽胞杆菌、鼠疫耶氏菌等少数菌的荚膜为多肽。多糖分子组成和构成的多样化使其结构极为复杂，成为血清学分型的基础。荚膜的形成需要能量，与环境条件有密切关系。有荚膜的细菌形成粘液(M)或光滑(S)菌落，失去荚膜后其菌落边为粗糙型（R）型。荚膜的化学组成第四十一页，共七十一页，2022年，8月28日抗吞噬作用：荚膜具有抵抗宿主吞噬细胞的作用，因而荚膜是病原菌的重要毒力因子。粘附作用：荚膜多糖可使细菌彼此之间粘连，也可粘附于组织细胞或无生命物体表面，形成生物膜，是引起感染的重要因素。抗有害物质的损伤作用：荚膜处于细胞的最外层，有保护菌体避免和减少受有害物质的损伤作用。荚膜的功能第四十二页，共七十一页，2022年，8月28日荚膜的分类按其有无固定层次、层次厚薄

荚膜（capsule或macrocapsule，大荚膜）微荚膜(microcapsule)黏液层(slimelayer)

菌胶团(zoogloea)。

第四十三页，共七十一页，2022年，8月28日芽胞：某些细菌在一定的环境条件下，能在菌体内部形成一个圆形或卵圆形小体，是细菌的休眠形式。芽胞形成后细菌即失去繁殖能力。产生芽胞的都是革兰阳性菌。（二）特殊结构芽胞(spore)第四十四页，共七十一页，2022年，8月28日细菌形成芽胞的能力是由菌体内的芽胞基因决定的。芽胞一般只在动物体外才能形成，其形成条件因菌种而异。一个细菌只形成一个芽胞，一个芽胞发芽也只生成一个菌体，细菌数量并未增加，因而芽胞不是细菌的繁殖方式。与芽胞相比，未形成芽胞而具有繁殖能力的菌体可称为繁殖体(vegetativeform)。芽胞的形成与发芽第四十五页，共七十一页，2022年，8月28日细菌芽孢的特点：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，容易在光学显微镜下观察。第四十六页，共七十一页，2022年，8月28日芽胞的大小、形状、位置等随菌种而异，有重要的鉴别意义。炭疽芽胞杆菌肉毒梭菌破伤风梭菌第四十七页，共七十一页，2022年，8月28日芽胞的抵抗力强，可在自然界中存在多年，是重要的传染源。但芽胞并不直接引起疾病，只有发芽成为繁殖体后，才能迅速大量繁殖而致病。芽胞抵抗力强，故应以杀灭芽胞作为可靠的灭菌指标。芽胞抵抗力强的原因：(1)芽胞含水量少，蛋白质受热后不易变性。(2)芽胞具有多层致密的厚膜，理化因素不易透入。(3)含有的DAP与钙结合的盐能提高芽胞中各种酶的稳定性。芽胞的抵抗力第四十八页，共七十一页，2022年，8月28日伴孢晶体（parasporalcrystal）少数芽孢杆菌，例如苏云金芽孢杆菌(Bacillusthuringiensis)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—δ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，因而可将这类产伴孢晶体的细菌制成有利于环境保护的生物农药——细菌杀虫剂。第四十九页，共七十一页，2022年，8月28日三细菌的繁殖主要繁殖方式：二分裂其他繁殖方式：不等二分裂、出芽繁殖、三分裂、多分裂分裂速度：每15-20分钟分裂一次，谓之一代第五十页，共七十一页，2022年，8月28日四细菌的菌落若菌落表面湿润，厚而大——酵母菌第五十一页，共七十一页，2022年，8月28日若菌落表面干燥，密而小——放线菌

第五十二页，共七十一页，2022年，8月28日若菌落表面干燥，松而大——霉菌第五十三页，共七十一页，2022年，8月28日若菌落表面湿润，薄而小——细菌

第五十四页，共七十一页，2022年，8月28日菌落外观

由于不同的微生物在固体培养基生长时，其菌落外观(顏色、形状、大小)会有差别，故可作为辨认上的指标。第五十五页，共七十一页，2022年，8月28日五常见细菌种群代表（自学）球菌G-和G+无芽孢杆菌刚螺菌芽胞杆菌衣细菌黏细菌第五十六页，共七十一页，2022年，8月28日六其它原核微生物

1放线菌：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。“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”1）属于原核微生物2）细胞形态为分枝状菌丝3)抗生素的主要生产菌。

第五十七页，共七十一页，2022年，8月28日形态与结构

单细胞，大多由分枝发达的菌丝组成；

菌丝直径与杆菌类似，约1mm；

细胞壁组成与细菌类似，革兰氏染色阳性（少数阴性）；

细胞的结构与细菌基本相同；

第五十八页，共七十一页，2022年，8月28日链霉菌菌丝的种类(依据:形态和功能)1、营养菌丝：匍匐生长于培养基内，吸收营养，也称基内菌丝。一般无隔膜，直径0.2-0.8mm，长度差别很大，有的可产生色素。2、气生菌丝：营养菌丝发育到一定阶段，伸向空间形成气生菌丝，叠生于营养菌丝上，可覆盖整个菌落表面。在光学显微镜下观察，颜色较深，直径较粗（1-1.4mm），有的产色素。3、孢子丝：气生菌丝发育到一定阶段，其上可分化出形成孢子的菌丝，即孢子丝，又称产孢丝或繁殖菌丝。其形状和排列方式因种而异，常被作为对放线菌进行分类的依据。第五十九页，共七十一页，2022年，8月28日生长与繁殖繁殖方式

1）无性孢子；存在多种孢子形成方式

2）菌丝断裂：常见于液体培养中

菌落形态

1）能产生大量分枝和气生菌丝的菌种（如链霉菌）：菌落质地致密，与培养基结合紧密，小而不蔓延，不易挑起或挑起后不易破碎。

2）不能产生大量菌丝体的菌种（如诺卡氏菌）：粘着力差，粉质，针挑起易粉碎

第六十页，共七十一页，2022年，8月28日分布特点及与人类的关系1）放线菌常以孢子或菌丝状态极其广泛地存在于自然界，土壤中最多，其代谢产物使土壤具有特殊的泥腥味。2）能产生大量的、种类繁多的抗生素（其中90%由链霉菌产生）。3）有的放线菌可用于生产维生素、酶制制；此外，在甾体转化、石油脱蜡、烃类发酵、污水处理等方面也有应用；4）少数寄生型放线菌可引起人、动物（如皮肤、脑、肺和脚部感染）、植物（如马铃薯和甜菜的疮痂病）的疾病。

第六十一页，共七十一页，2022年，8月28日是一类含有叶绿素a、能以水作为供氢体和电子供体、通过光合作用将光能转变成化学能、同化CO2为有机物质的光合细菌。细胞形态：在显微镜下，古生菌与细菌具有类似的个体形态。

2蓝细菌也称蓝藻或蓝绿藻（blue-greenalgae）第六十二页，共七十一页，2022年，8月28日细胞结构：在细胞的结构与功能上，古生菌既有类似真细菌之处，也有类似真核生物之处，还具有一些自己独特的特点。1细胞壁：具有与真细菌类似功能的细胞壁；细胞壁中含肽聚糖,外有脂多糖层。

2细胞质和内含物：无复杂内膜的细胞器。3核区：没有具有核仁、核膜的细胞核，染色体DNA为共价闭和环状。

第六十三页，共七十一页，2022年，8月28日蓝细菌的危害:引起水华、赤潮在温暖的富营养化的海湾、湖泊、水库等,蓝细菌大量繁殖,引起海潮为红色称“赤潮”;河面显示藻类颜色的称“水华”,对水生生物威胁极大,严重破坏水生生态系统。第六十四页，共七十一页，2022年，8月28日3立克次氏体

立克次氏体是大小介于通常的细菌与病毒之间，在许多方面类似细菌，专性活细胞内寄生的原核微生物。结构与细菌类似，类球状、杆状或丝状，革兰氏染色阴性。

第六十五页，共七十一页，2022年，8月28日特性1）某些性质与病毒相近：

a专性活细胞寄生物，除五日热（战壕热）立克次氏体（Rickettsiawolhynica）外均不能在人工培养基上生长繁殖。

b体内酶系不完全，一些必需的养料需从宿主细胞获得；

c细胞膜比一般细菌的膜疏松；

d大小介于病毒与一般细菌之间。2）从一种宿主传至另一宿主的特殊生活方式主要媒介：节肢动物（虱、蜱、螨等）。通过节