第八章-细菌-课件

第十一章细菌学概论细菌放线菌其它原核生物1第十一章细菌学概论细菌1细菌的形态和结构

1、大小及基本形态

2、形态鉴定

3、细胞结构细菌的营养与生长繁殖细菌的代谢与分布（自学）细菌的感染与致病性细菌（bacteria）—— 一类有独特细胞壁，并以无性二分裂法繁殖的单细胞原核细胞型微生物。2细菌的形态和结构细菌（bacteria）——2精品资料3精品资料3你怎么称呼老师？如果老师最后没有总结一节课的重点的难点，你是否会认为老师的教学方法需要改进？你所经历的课堂，是讲座式还是讨论式？教师的教鞭“不怕太阳晒，也不怕那风雨狂，只怕先生骂我笨，没有学问无颜见爹娘……”“太阳当空照，花儿对我笑，小鸟说早早早……”440.5~1mm（直径）0.2~1mm（直径）

X1~80mm（长度）0.3~1mm（直径）

X1~50mm（长度是菌体两端点之间的距离，而非实际长度)第一节细菌的形态和结构一、大小及基本形态杆状螺旋状球状50.5~1mm（直径）0.2~1mm（直径）基本形态：1、球状6基本形态：1、球状6金黄色葡萄球菌7金黄色葡萄球菌7淋病奈瑟氏球菌8淋病奈瑟氏球菌8肺炎链球菌9肺炎链球菌92、杆状102、杆状10枯草芽孢杆菌地衣芽孢杆菌11枯草芽孢杆菌地衣芽孢杆菌11铜绿假单胞菌（绿脓杆菌）12铜绿假单胞菌12炭疽病的病原菌-----------炭疽杆菌13炭疽病的病原菌13破伤风梭菌14破伤风梭菌143、螺旋状弧菌螺旋菌螺旋体菌153、螺旋状弧菌螺旋菌螺旋体菌15特殊形态的细菌16特殊形态的细菌16异常形态物理、化学因子的刺激培养时间过长阻碍细胞正常发育细胞衰老营养缺乏自身代谢产物积累过多异常形态正常形态环境条件恢复正常结核杆菌的正常形态结核杆菌的异常形态17异常形态物理、化学因子的刺激培养时间过长阻碍细胞正常发育细胞染料中性溶液中细菌细胞带负电荷。碱性染料（basicdye）—其阳离子部分为发色基团，可与细胞中带负电的组分结合。如Crystalviolet（结晶紫）,Safranin（沙黄）,Methyleneblue（美兰，亚甲基蓝

）等。二、形态鉴定18染料中性溶液中细菌细胞带负电荷。二、形态鉴定18活菌染色简单染色法抗酸染色革兰氏染色复杂染色法普通染色芽孢染色法荚膜染色法鞭毛染色法特殊染色正染色负染色死菌染色细菌染色19活菌染色简单染色法抗酸染色革兰氏染色复杂染色法普通染色芽孢染涂片干燥固定染色1min水洗、吸干镜检简单染色制备涂片标本→染色20涂片干燥固定染色1min水洗、吸干镜检简单染色制备涂片标本→步骤：

涂片固定

酸性复红初染

3%醋酸酒精脱色

美蓝复染

镜检抗酸染色法结果:

抗酸菌———红色；

非抗酸菌——蓝色。21步骤：抗酸染色法结果:21步骤：结果:

阳性菌——紫色阴性菌——红色结晶紫初染碘液媒染乙醇脱色涂片固定由丹麦医生HansChristianGram于1884年创立。革兰氏染色法（GramStain）G﹢菌：细胞壁厚，肽聚糖结构致密，交联度大，当乙醇脱色时，肽聚糖脱水而网孔缩小，故保留结晶紫-碘复合物在细胞膜上,呈紫色。Gˉ菌：肽聚糖层薄，交联松散，乙醇脱色不能使其结构收缩，其脂含量高,乙醇将脂溶解，缝隙加大，结晶紫-碘复合物溶出细胞壁，稀释复红复染后呈红色。稀释复红复染革兰氏染色原理22步骤：结果:阳性菌——紫色结晶紫初染碘液媒染乙醇脱色涂Figure1-AGramstainofGram+Staphylococcuscells.Figure2-GramstainofGram-E.colicells23Figure1-AGramstainofGra负染色

24负染色24基本结构

细胞壁

细胞膜（间体）

细胞质

核质（质粒）特殊结构

（一）荚膜(capsule)

（二）鞭毛(flagella)（三）菌毛(fimbria，pilus)（四）芽胞(spore)三、结构25基本结构特殊结构三、结构25G+和G-细胞壁共有成份——肽聚糖G+和G-细胞壁的主要区别细胞壁的主要功能细胞壁缺损型细菌细胞壁26G+和G-细胞壁共有成份——肽聚糖细胞壁26

肽聚糖是由N—乙酰胞壁酸（NAM）和N—乙酰葡糖胺（NAG）(以ß-1,4糖苷键交替连接)以及短肽侧链（连接于NAM上）组成的亚单位聚合而成的大分子聚合物。相连主链上的短肽侧链通过一条肽桥、或直接相连，从而形成网状分子结构。细胞壁的基本骨架——肽聚糖（共有成分）G+菌肽聚糖单体G-菌肽聚糖单体内消旋二氨基庚二酸(m-DAP)（只在原核微生物细胞壁上发现）27肽聚糖是由N—乙酰胞壁酸（NAM）和N—乙酰没有特殊的肽桥，只形成较为疏稀、机械强度较差的肽聚糖网套G+菌肽聚糖G-菌肽聚糖28没有特殊的肽桥，只形成较为疏稀G+菌肽聚糖G-菌肽聚糖28肽聚糖的特点为原核生物所特有(古细菌例外)D-型氨基酸和DAP在真核细胞中未发现29肽聚糖的特点为原核生物所特有(古细菌例外)29革兰氏阳性细胞：

细胞壁厚、单层、含特有的磷壁酸革兰氏阴性细胞：

细胞壁薄、多层，含脂多糖、脂蛋白等外膜30革兰氏阳性细胞：革兰氏阴性细胞：30膜磷壁酸:与菌细胞原生质膜的脂类结合。磷壁酸(teichoicacid)

革兰氏阳性细菌细胞壁上特有的化学成分，主要成分：甘油型磷壁酸或核糖醇型磷壁酸。壁磷壁酸:含量多，通过共价键与肽聚糖分子结合,并延伸到肽聚糖分子表面,带有负电荷。31膜磷壁酸:与菌细胞原生质膜的脂类结合。磷壁酸(teichoi主要生理功能：增强细胞膜对二价阳离子的吸收,提高细胞膜表面酶的活性贮藏磷元素；增强某些致病菌对宿主细胞的粘连、避免被白细胞吞噬以及抗补体的作用；构成细胞壁的表面抗原成分；噬菌体的特异性吸附受体；调节细胞内自溶素(autolysin)的活力，防止细胞因自溶而死亡。可作为细菌分类、鉴定的依据32主要生理功能：增强细胞膜对二价阳离子的吸收,提高细胞膜表外膜(outermembrane):由脂多糖、磷脂和脂蛋白等组成。脂蛋白(lipoprotein)：通过共价键使外膜层牢固地连接在肽聚糖内壁层上。外膜蛋白(outermembraneprotein)：嵌合在LPS和磷脂层外膜上，可对进入外膜层的物质进行选择。周质空间(periplasmicspace,periplasm)

:进出细胞的物质的重要中转站和反应场所.

33外膜(outermembrane):由脂多糖、磷脂和脂蛋白脂多糖（lipopolysaccharide,LPS）由类脂A、核心多糖和O-特异侧链（或称O-多糖或O-抗原）三部分组成。脂多糖的主要功能:G－细菌的表面抗原；吸附Mg2+、Ca2+等阳离子；内毒素的物质基础（主要为类脂A）；噬菌体的吸附受体34脂多糖（lipopolysaccharide,LPS）由类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—+35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革兰阳性菌和革兰阴性菌一些特性的比较项目革兰阳性菌革兰阴性菌革兰氏染色反应呈结晶紫的颜色（紫色）呈复染液的颜色（红色）对溶菌酶抗性弱强对青霉素抗性敏感不敏感碱性染料的抑菌作用强弱对干燥抗性强抗性弱产芽孢有的可产生不产生36革兰阳性菌和革兰阴性菌一些特性的比较项目革兰阳性菌革兰细胞壁的功能：（1）固定细胞外形和提高机械强度；（2）为细胞的生长、分裂和鞭毛运动所必需；（3）渗透屏障，阻拦酶蛋白和某些抗生素等大分子物质（分子量大于800）进入细胞，保护细胞免受溶菌酶、消化酶和青霉素等有害物质的损伤；（4）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；37细胞壁的功能：（1）固定细胞外形和提高机械强度；（2）为细胞溶菌酶对细胞壁的作用◆可切断NAM和NAG之间的—1，4糖苷键，引起细菌裂解。

38溶菌酶对细胞壁的作用◆可切断NAM和NAG之间的—1，4糖青霉素对细菌细胞壁的作用

Penicillium与转肽酶结合，而使该酶失活，抑制了短肽之间的交联，使肽聚糖的合成中断（对G+菌，抑制侧链末端的丙氨酸与五肽桥的连接），因此，Penicillium仅对正在生长着的细菌，且主要是对G+菌有效。39青霉素对细菌细胞壁的作用Penicillium与转细胞壁缺陷细菌：缺壁突变——L型细菌

实验室或宿主体内形成基本去尽—原生质体（G+）缺壁细菌人工去壁

部分去除—圆球体（G-）

在自然界长期进化中形成——支原体spheroplastL-formprotoplastMycoplasma细胞壁缺损型细菌的特点：1、对环境敏感：渗透压、震荡、离心，易溶菌2、有鞭毛，而不能运动3、不被噬菌体感染（因为失去吸附位点）40细胞壁缺陷细菌：

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型后大多染成革兰阴性。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）41细菌L型呈高度多形性，大小不一。着色不匀，无细菌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。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）42细菌L型生长缓慢，营养要求高，对渗透压敏感，普通营养基上不能原生质体（protoplast）——用溶菌酶或青霉素处理，形成的细胞壁完全缺陷的细胞，一般由革兰氏阳性细菌形成。特点：对环境条件变化敏感；在适宜条件（如高渗培养基）可生长繁殖、恢复成有细胞壁的正常结构;易导入外源遗传物质，是研究遗传规律和育种的良好材料。圆球体(spheroplast)——革兰氏阴性细菌用溶菌酶或青霉素处理后获得的残留部分细胞壁的球形体。特点：与原生质体相比，它对外界环境具有一定的抗性，可在普通培养基上生长。43原生质体（protoplast）——特点：圆球体(sp（二）细胞膜（cellmembrane，CM）1、概念：又称质膜（plasmamembrane）、细胞质膜（cytoplasmicmembrane），是紧贴在细胞壁内侧、包围着细胞质的一层柔软、脆弱、富有弹性的半透性薄膜，厚约7～8nm，由磷脂（占20%～30%）和蛋白质（占50%～70%）组成。观察分离方法：（1)质壁分离

(2)选择性染色

(3)电镜技术

(4)溶菌酶处理44（二）细胞膜（cellmembrane，CM）1、概念：又2、细胞膜的化学组成与结构模型：1）磷脂亲水的极性端疏水的非极性端452、细胞膜的化学组成与结构模型：1）磷脂亲水的极性端疏水的非（2）膜蛋白2）具运输功能的整合蛋白（integralprotein）或内嵌蛋白（intrinsicprotein）具有酶促作用的周边蛋白（peripheralprotein）或膜外蛋白(extrinsicprotein)膜蛋白约占细菌细胞膜的50%～70%，比任何一种生物膜都高，而且种类也多。--------细胞膜是一个重要的代谢活动中心。46（2）膜蛋白2）具运输功能的整合蛋白（integralpr液态镶嵌模型(fluidmosaicmodel)认为：膜是由球形蛋白与磷脂按照二维排列方式构成的流体镶嵌式，流动的脂类双分子层构成了膜的连续体，而蛋白质象孤岛一样无规则地漂流在磷脂类的海洋当中。1972年Singer和Nicolson提出的细胞膜液态镶嵌模型47液态镶嵌模型(fluidmosaicmodel)认为：膜3、细胞膜的生理功能：①选择性地控制细胞内、外的营养物质和代谢产物的运送；②是维持细胞内正常渗透压的屏障；③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；④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；⑤是鞭毛基体的着生部位和鞭毛旋转的供能部位；483、细胞膜的生理功能：①选择性地控制细胞内、外的营养物质和代间体（mesosome，或中体）：细胞质膜内褶而形成的囊状构造，其中充满着层状或管状的泡囊。多见于革兰氏阳性细菌。青霉素酶分泌、DNA复制、分配以及细胞分裂（参与隔膜形成）有关“间体”仅是电镜制片时因脱水操作而引起的一种赝像49间体（mesosome，或中体）：细胞质膜内褶而形成的囊状构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体等，少数细菌还有类囊体、羧酶体、气泡或伴孢晶体等。三）细胞质和内含物1）概念：

细胞质（cytoplasm），又称原生质（protoplasm）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。含水量约80%。50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、三）2）颗粒状内含物气泡聚β－羟基丁酸硫粒糖原碳源及能源藻青素氮源类异染粒磷源类储藏物羧酶体颗粒状内含物512）颗粒状内含物气泡聚β－羟基丁酸硫粒糖原碳源及能源藻青素氮聚-β-羟丁酸(poly-β-hydroxybutyrate,PHB)PHB于1929年被发现，至今已发现60属以上的细菌能合成并贮藏。

PHB不溶于水,易被脂溶性染料(如苏丹黑)着色。许多好氧菌和光合厌氧菌都含有PHB

。它无毒、可塑、易降解，被认为是生产医用塑料、生物降解塑料的良好原料。52聚-β-羟丁酸(poly-β-hydroxybutyrate硫粒——是硫元素的贮藏体功能：

a.好氧硫细菌的能源

b.厌氧硫细菌的电子供体形成：当环境中H2S含量高时，在体内积累S；当H2S不足时,S氧化成硫酸盐，以提供被菌细胞生命活动所需能量：H2S→S→SO4-253硫粒——是硫元素的贮藏体功能：形成：当环境中H2S含量高时，淀粉粒和肝糖:都是α-1,4或α-1,6糖苷键的葡萄糖聚合物。这些贮藏物通常较均匀地分布在细胞质内，颗粒较小。若这类贮藏物大量存在时，用碘使对其染色，肝糖粒能被碘液染成红色，淀粉粒被碘成蓝色。脂肪粒：脂肪粒的折光性较强，它可被脂溶性染料染色；细胞生长旺盛时，脂肪粒增多，细胞遭破坏后，脂肪粒可游离出来。肝糖、淀粉粒、脂肪滴54淀粉粒和肝糖:都是α-1,4或α-1,6糖苷键的葡萄糖聚合物异染粒(metachromaticgranules)颗粒大小为0.5～1.0μm，是无机偏磷酸的聚合物，一般在含磷丰富的环境下形成。功能是贮藏磷元素和能量，并可降低细胞的渗透压。在暗视野显微镜下看到的迂回螺菌(Spirillum

volutans)异染粒（迂回体）藻青素（cyanophycin）——一种内源性氮源贮藏物，同时还兼有贮存能源的作用。通常存在于蓝细菌中。55异染粒(metachromaticgranules)颗粒大气泡

由蛋白质膜构成的充满气体的泡状物。有些细菌细胞质中含有几个或多个气泡。常见于光合细菌和水生细菌。气泡的功能：调节细胞比重，加大菌体的浮力,借气泡漂浮能力，以使其漂浮在合适的水层中，使无鞭毛菌在合适的环境中生长。气泡吸收空气，空气中的氧气可供代谢需要。例：许多光合细菌和水生细菌、盐杆菌常含有气泡。56气泡由蛋白质膜构成的充满气体的泡状物。有些细菌DNA：长度：一般为：1—3mm例：大肠杆菌的DNA长约1mm。

生长迅速的细菌在核分裂之后细胞往往来不及分裂,所以细胞中常有2—4个核，而生长缓慢的细菌细胞中一般只有1—2个核，不在染色体复制时期一般是单倍体。功能：负载遗传信息。核质：由大型环状双链DNA纤丝不规则地折叠或缠绕而构成的无核膜、核仁的区域。57细菌DNA：核质：由大型环状双链DNA纤丝不规则地折质粒——细菌染色体外的共价闭合环状双链DNA分子．分子量约为２〜100×106D.携带1〜100个基因,一个菌细胞可有一至数十个质粒。58质粒——细菌染色体外的共价闭合环状双链DNA分子．分子量约质粒的种类1、大肠杆菌的F因子2、细菌抗药质粒（R因子）3、大肠杆菌素质粒（Col因子）4、降解质粒5、Vi质粒59质粒的种类1、大肠杆菌的F因子59质粒应用——基因克隆的载体60质粒应用——基因克隆的载体60包被于某些细菌细胞壁外的一层厚度不定的粘液状物质称为糖被。

糖被按其有无固定层次、层次厚薄可细分为：

(大）荚膜：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：＞0.2µm。

微荚膜（microcopsule)：粘液状物质较薄，厚度：＜0.2µm，与细胞表面牢固结合。

粘液层(slimelayer)：粘液物质没有明显的边缘，比荚膜松散,可向周围环境中扩散,增大黏性。

菌胶团(zoogloea):包裹在细胞群体上的胶状物质。

（一）荚膜(capsule)61包被于某些细菌细胞壁外的一层厚度不定的粘液状物质称为糖被。荚膜粘液层菌胶团62荚膜粘液层菌胶团622）特点（1）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）后可在光学显微镜清楚地观察到它的存在。（2）产生糖被是微生物的一种遗传特性，其菌落特征及血清学反应是细菌分类鉴定的指标之一。（3）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。632）特点（1）主要成分是多糖、多肽或蛋白质，尤以多糖居多。（荚膜与生产实践的关系应用：荚膜也可以成为有价值的材料。如：Leucomostocmesenteroides的葡聚糖荚膜已用于生产代血浆的主要成分——右旋糖酐和葡聚糖凝胶制剂；从油菜黄单胞菌（Xanthomonascampestris）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的压浆剂；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）。危害：食品变质发粘；增强致病力；造成严重龋齿等。64荚膜与生产实践的关系应用：荚膜也可以成为有价值的材料。如：L3）荚膜的生理功能1、荚膜富含水分，可保护细胞免于干燥；2、能抵御吞噬细胞的吞噬，保护菌体免受噬菌体和其他物质（溶菌酶和补体）的侵害；3、为主要表面抗原（K抗原），是有些病原菌的毒力因子；4、是某些病原菌必须的粘附因子；5、贮藏养料，是细胞外碳源和能源的储备物质653）荚膜的生理功能1、荚膜富含水分，可保护细胞免于干燥；65荚膜与菌落形态光滑（Smooth,S-)型菌落——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S-型菌落。粗糙（Rough,R-)型菌落——不产荚膜的细菌形成的菌落表面干燥、粗糙、称R-型菌落。66荚膜与菌落形态光滑（Smooth,S-)型菌落——产荚膜的细光滑型菌落粗糙型菌落粘液型菌落67光滑型菌落粗糙型菌落粘液型菌落67（二）鞭毛(flagella)

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，具有推动细菌运动的功能，为细菌的“运动器官”。68（二）鞭毛(flagella)

某些细菌细胞表面着生的鞭毛的着生方式鞭毛的有无和着生方式具有十分重要的分类学意义69鞭毛的着生方式鞭毛的有无和着生方式具有十分重要的分类学意义2）观察和判断细菌鞭毛的方法电子显微镜直接观察鞭毛长度：15～20μm；直径：0.01～0.02μm光学显微镜下观察：鞭毛染色和暗视野显微镜根据培养特征判断：半固体穿刺、菌落（菌苔）形态血清学反应悬滴法702）观察和判断细菌鞭毛的方法电子显微镜直接观察鞭毛长度：153）鞭毛的结构及其运动机制713）鞭毛的结构及其运动机制71鞭毛的功能：1、细菌的运动器官；

2、与致病性有关，如穿过黏膜表面覆盖的粘液层，易于黏附到易感细胞的表面等；

3、细菌鉴定的指标（鞭毛蛋白的抗原性）

72鞭毛的功能：1、细菌的运动器官；

2、与致病性有关（三）菌毛(fimbria，复数fimbriae)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，与细菌的致病、吸附等有关。73（三）菌毛(fimbria，复数fimbriae)长在细菌每个细菌约有250～300条菌毛。有菌毛的细菌一般以革兰氏阴性致病菌居多，借助菌毛可把它们牢固地粘附于宿主的呼吸道、消化道、泌尿生殖道等的粘膜上，进一步定植和致病。74每个细菌约有250～300条菌毛。74性毛(pili,单数pilus)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）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RNA噬菌体的特异性吸附受体。75性毛(pili,单数pilus)构造和成分与菌毛相同，但比菌芽胞(spore)

1）概念：某些细菌生长到一定阶段在细胞内生成的圆形或卵圆形、厚壁、含水量极低、抗逆性极强的休眠体，称为芽胞。又叫内生孢子（endospore）76芽胞(spore)

1）概念：某些细菌生长到一定阶段在细胞内2）结构与组成：多层致密结构，由核心向外依次为：内膜、芽胞壁、皮质层、外膜、芽胞壳、芽胞外壁772）结构与组成：773）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。常规加压蒸汽灭菌的条件：121℃，15min以上115℃，30min以上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。含水量低、壁厚而致密，通透性差,不易着色，折光性强。（相差显微镜直接观察；芽孢染色）783）细菌芽孢的特点整个生物界中抗逆性最强的生命体，是否能消灭轴丝形成

形成前芽孢

前芽孢隔膜形成

前芽孢发育成熟芽孢形成芽孢囊裂解

4）芽孢的形成过程79轴丝形成形成前芽孢前芽孢隔膜形成前芽孢发育成熟芽孢形成5）伴孢晶体（parasporalcrystal）

少数芽胞杆菌，例如苏云金芽胞杆菌(Bacillusthuringiensis)在其形成芽胞的同时，会在芽胞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。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生物农药——细菌杀虫剂。特点：不溶于水，对蛋白酶类不敏感；容易溶于碱性溶剂。805）伴孢晶体（parasporalcrystal）少数伴孢晶体鳞翅目幼虫口服伴孢晶体在肠道迅速溶解（中肠pH为9.0-10.5）吸附于上皮细胞，引起渗透性丧失，肠道穿孔肠道中的碱性溶液进入血液，后者pH升高，昆虫全身麻痹而死亡81伴孢晶体鳞翅目幼虫口服伴孢晶体在肠道迅速溶解（中肠pH为第十一章细菌学概论细菌放线菌其它原核生物82第十一章细菌学概论细菌1细菌的形态和结构

1、大小及基本形态

2、形态鉴定

3、细胞结构细菌的营养与生长繁殖细菌的代谢与分布（自学）细菌的感染与致病性细菌（bacteria）—— 一类有独特细胞壁，并以无性二分裂法繁殖的单细胞原核细胞型微生物。83细菌的形态和结构细菌（bacteria）——2精品资料84精品资料3你怎么称呼老师？如果老师最后没有总结一节课的重点的难点，你是否会认为老师的教学方法需要改进？你所经历的课堂，是讲座式还是讨论式？教师的教鞭“不怕太阳晒，也不怕那风雨狂，只怕先生骂我笨，没有学问无颜见爹娘……”“太阳当空照，花儿对我笑，小鸟说早早早……”8540.5~1mm（直径）0.2~1mm（直径）

X1~80mm（长度）0.3~1mm（直径）

X1~50mm（长度是菌体两端点之间的距离，而非实际长度)第一节细菌的形态和结构一、大小及基本形态杆状螺旋状球状860.5~1mm（直径）0.2~1mm（直径）基本形态：1、球状87基本形态：1、球状6金黄色葡萄球菌88金黄色葡萄球菌7淋病奈瑟氏球菌89淋病奈瑟氏球菌8肺炎链球菌90肺炎链球菌92、杆状912、杆状10枯草芽孢杆菌地衣芽孢杆菌92枯草芽孢杆菌地衣芽孢杆菌11铜绿假单胞菌（绿脓杆菌）93铜绿假单胞菌12炭疽病的病原菌-----------炭疽杆菌94炭疽病的病原菌13破伤风梭菌95破伤风梭菌143、螺旋状弧菌螺旋菌螺旋体菌963、螺旋状弧菌螺旋菌螺旋体菌15特殊形态的细菌97特殊形态的细菌16异常形态物理、化学因子的刺激培养时间过长阻碍细胞正常发育细胞衰老营养缺乏自身代谢产物积累过多异常形态正常形态环境条件恢复正常结核杆菌的正常形态结核杆菌的异常形态98异常形态物理、化学因子的刺激培养时间过长阻碍细胞正常发育细胞染料中性溶液中细菌细胞带负电荷。碱性染料（basicdye）—其阳离子部分为发色基团，可与细胞中带负电的组分结合。如Crystalviolet（结晶紫）,Safranin（沙黄）,Methyleneblue（美兰，亚甲基蓝

）等。二、形态鉴定99染料中性溶液中细菌细胞带负电荷。二、形态鉴定18活菌染色简单染色法抗酸染色革兰氏染色复杂染色法普通染色芽孢染色法荚膜染色法鞭毛染色法特殊染色正染色负染色死菌染色细菌染色100活菌染色简单染色法抗酸染色革兰氏染色复杂染色法普通染色芽孢染涂片干燥固定染色1min水洗、吸干镜检简单染色制备涂片标本→染色101涂片干燥固定染色1min水洗、吸干镜检简单染色制备涂片标本→步骤：

涂片固定

酸性复红初染

3%醋酸酒精脱色

美蓝复染

镜检抗酸染色法结果:

抗酸菌———红色；

非抗酸菌——蓝色。102步骤：抗酸染色法结果:21步骤：结果:

阳性菌——紫色阴性菌——红色结晶紫初染碘液媒染乙醇脱色涂片固定由丹麦医生HansChristianGram于1884年创立。革兰氏染色法（GramStain）G﹢菌：细胞壁厚，肽聚糖结构致密，交联度大，当乙醇脱色时，肽聚糖脱水而网孔缩小，故保留结晶紫-碘复合物在细胞膜上,呈紫色。Gˉ菌：肽聚糖层薄，交联松散，乙醇脱色不能使其结构收缩，其脂含量高,乙醇将脂溶解，缝隙加大，结晶紫-碘复合物溶出细胞壁，稀释复红复染后呈红色。稀释复红复染革兰氏染色原理103步骤：结果:阳性菌——紫色结晶紫初染碘液媒染乙醇脱色涂Figure1-AGramstainofGram+Staphylococcuscells.Figure2-GramstainofGram-E.colicells104Figure1-AGramstainofGra负染色

105负染色24基本结构

细胞壁

细胞膜（间体）

细胞质

核质（质粒）特殊结构

（一）荚膜(capsule)

（二）鞭毛(flagella)（三）菌毛(fimbria，pilus)（四）芽胞(spore)三、结构106基本结构特殊结构三、结构25G+和G-细胞壁共有成份——肽聚糖G+和G-细胞壁的主要区别细胞壁的主要功能细胞壁缺损型细菌细胞壁107G+和G-细胞壁共有成份——肽聚糖细胞壁26

肽聚糖是由N—乙酰胞壁酸（NAM）和N—乙酰葡糖胺（NAG）(以ß-1,4糖苷键交替连接)以及短肽侧链（连接于NAM上）组成的亚单位聚合而成的大分子聚合物。相连主链上的短肽侧链通过一条肽桥、或直接相连，从而形成网状分子结构。细胞壁的基本骨架——肽聚糖（共有成分）G+菌肽聚糖单体G-菌肽聚糖单体内消旋二氨基庚二酸(m-DAP)（只在原核微生物细胞壁上发现）108肽聚糖是由N—乙酰胞壁酸（NAM）和N—乙酰没有特殊的肽桥，只形成较为疏稀、机械强度较差的肽聚糖网套G+菌肽聚糖G-菌肽聚糖109没有特殊的肽桥，只形成较为疏稀G+菌肽聚糖G-菌肽聚糖28肽聚糖的特点为原核生物所特有(古细菌例外)D-型氨基酸和DAP在真核细胞中未发现110肽聚糖的特点为原核生物所特有(古细菌例外)29革兰氏阳性细胞：

细胞壁厚、单层、含特有的磷壁酸革兰氏阴性细胞：

细胞壁薄、多层，含脂多糖、脂蛋白等外膜111革兰氏阳性细胞：革兰氏阴性细胞：30膜磷壁酸:与菌细胞原生质膜的脂类结合。磷壁酸(teichoicacid)

革兰氏阳性细菌细胞壁上特有的化学成分，主要成分：甘油型磷壁酸或核糖醇型磷壁酸。壁磷壁酸:含量多，通过共价键与肽聚糖分子结合,并延伸到肽聚糖分子表面,带有负电荷。112膜磷壁酸:与菌细胞原生质膜的脂类结合。磷壁酸(teichoi主要生理功能：增强细胞膜对二价阳离子的吸收,提高细胞膜表面酶的活性贮藏磷元素；增强某些致病菌对宿主细胞的粘连、避免被白细胞吞噬以及抗补体的作用；构成细胞壁的表面抗原成分；噬菌体的特异性吸附受体；调节细胞内自溶素(autolysin)的活力，防止细胞因自溶而死亡。可作为细菌分类、鉴定的依据113主要生理功能：增强细胞膜对二价阳离子的吸收,提高细胞膜表外膜(outermembrane):由脂多糖、磷脂和脂蛋白等组成。脂蛋白(lipoprotein)：通过共价键使外膜层牢固地连接在肽聚糖内壁层上。外膜蛋白(outermembraneprotein)：嵌合在LPS和磷脂层外膜上，可对进入外膜层的物质进行选择。周质空间(periplasmicspace,periplasm)

:进出细胞的物质的重要中转站和反应场所.

114外膜(outermembrane):由脂多糖、磷脂和脂蛋白脂多糖（lipopolysaccharide,LPS）由类脂A、核心多糖和O-特异侧链（或称O-多糖或O-抗原）三部分组成。脂多糖的主要功能:G－细菌的表面抗原；吸附Mg2+、Ca2+等阳离子；内毒素的物质基础（主要为类脂A）；噬菌体的吸附受体115脂多糖（lipopolysaccharide,LPS）由类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—+116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革兰阳性菌和革兰阴性菌一些特性的比较项目革兰阳性菌革兰阴性菌革兰氏染色反应呈结晶紫的颜色（紫色）呈复染液的颜色（红色）对溶菌酶抗性弱强对青霉素抗性敏感不敏感碱性染料的抑菌作用强弱对干燥抗性强抗性弱产芽孢有的可产生不产生117革兰阳性菌和革兰阴性菌一些特性的比较项目革兰阳性菌革兰细胞壁的功能：（1）固定细胞外形和提高机械强度；（2）为细胞的生长、分裂和鞭毛运动所必需；（3）渗透屏障，阻拦酶蛋白和某些抗生素等大分子物质（分子量大于800）进入细胞，保护细胞免受溶菌酶、消化酶和青霉素等有害物质的损伤；（4）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；118细胞壁的功能：（1）固定细胞外形和提高机械强度；（2）为细胞溶菌酶对细胞壁的作用◆可切断NAM和NAG之间的—1，4糖苷键，引起细菌裂解。

119溶菌酶对细胞壁的作用◆可切断NAM和NAG之间的—1，4糖青霉素对细菌细胞壁的作用

Penicillium与转肽酶结合，而使该酶失活，抑制了短肽之间的交联，使肽聚糖的合成中断（对G+菌，抑制侧链末端的丙氨酸与五肽桥的连接），因此，Penicillium仅对正在生长着的细菌，且主要是对G+菌有效。120青霉素对细菌细胞壁的作用Penicillium与转细胞壁缺陷细菌：缺壁突变——L型细菌

实验室或宿主体内形成基本去尽—原生质体（G+）缺壁细菌人工去壁

部分去除—圆球体（G-）

在自然界长期进化中形成——支原体spheroplastL-formprotoplastMycoplasma细胞壁缺损型细菌的特点：1、对环境敏感：渗透压、震荡、离心，易溶菌2、有鞭毛，而不能运动3、不被噬菌体感染（因为失去吸附位点）121细胞壁缺陷细菌：

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型后大多染成革兰阴性。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）122细菌L型呈高度多形性，大小不一。着色不匀，无细菌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。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）123细菌L型生长缓慢，营养要求高，对渗透压敏感，普通营养基上不能原生质体（protoplast）——用溶菌酶或青霉素处理，形成的细胞壁完全缺陷的细胞，一般由革兰氏阳性细菌形成。特点：对环境条件变化敏感；在适宜条件（如高渗培养基）可生长繁殖、恢复成有细胞壁的正常结构;易导入外源遗传物质，是研究遗传规律和育种的良好材料。圆球体(spheroplast)——革兰氏阴性细菌用溶菌酶或青霉素处理后获得的残留部分细胞壁的球形体。特点：与原生质体相比，它对外界环境具有一定的抗性，可在普通培养基上生长。124原生质体（protoplast）——特点：圆球体(sp（二）细胞膜（cellmembrane，CM）1、概念：又称质膜（plasmamembrane）、细胞质膜（cytoplasmicmembrane），是紧贴在细胞壁内侧、包围着细胞质的一层柔软、脆弱、富有弹性的半透性薄膜，厚约7～8nm，由磷脂（占20%～30%）和蛋白质（占50%～70%）组成。观察分离方法：（1)质壁分离

(2)选择性染色

(3)电镜技术

(4)溶菌酶处理125（二）细胞膜（cellmembrane，CM）1、概念：又2、细胞膜的化学组成与结构模型：1）磷脂亲水的极性端疏水的非极性端1262、细胞膜的化学组成与结构模型：1）磷脂亲水的极性端疏水的非（2）膜蛋白2）具运输功能的整合蛋白（integralprotein）或内嵌蛋白（intrinsicprotein）具有酶促作用的周边蛋白（peripheralprotein）或膜外蛋白(extrinsicprotein)膜蛋白约占细菌细胞膜的50%～70%，比任何一种生物膜都高，而且种类也多。--------细胞膜是一个重要的代谢活动中心。127（2）膜蛋白2）具运输功能的整合蛋白（integralpr液态镶嵌模型(fluidmosaicmodel)认为：膜是由球形蛋白与磷脂按照二维排列方式构成的流体镶嵌式，流动的脂类双分子层构成了膜的连续体，而蛋白质象孤岛一样无规则地漂流在磷脂类的海洋当中。1972年Singer和Nicolson提出的细胞膜液态镶嵌模型128液态镶嵌模型(fluidmosaicmodel)认为：膜3、细胞膜的生理功能：①选择性地控制细胞内、外的营养物质和代谢产物的运送；②是维持细胞内正常渗透压的屏障；③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；④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；⑤是鞭毛基体的着生部位和鞭毛旋转的供能部位；1293、细胞膜的生理功能：①选择性地控制细胞内、外的营养物质和代间体（mesosome，或中体）：细胞质膜内褶而形成的囊状构造，其中充满着层状或管状的泡囊。多见于革兰氏阳性细菌。青霉素酶分泌、DNA复制、分配以及细胞分裂（参与隔膜形成）有关“间体”仅是电镜制片时因脱水操作而引起的一种赝像130间体（mesosome，或中体）：细胞质膜内褶而形成的囊状构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体等，少数细菌还有类囊体、羧酶体、气泡或伴孢晶体等。三）细胞质和内含物1）概念：

细胞质（cytoplasm），又称原生质（protoplasm）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。含水量约80%。131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、三）2）颗粒状内含物气泡聚β－羟基丁酸硫粒糖原碳源及能源藻青素氮源类异染粒磷源类储藏物羧酶体颗粒状内含物1322）颗粒状内含物气泡聚β－羟基丁酸硫粒糖原碳源及能源藻青素氮聚-β-羟丁酸(poly-β-hydroxybutyrate,PHB)PHB于1929年被发现，至今已发现60属以上的细菌能合成并贮藏。

PHB不溶于水,易被脂溶性染料(如苏丹黑)着色。许多好氧菌和光合厌氧菌都含有PHB

。它无毒、可塑、易降解，被认为是生产医用塑料、生物降解塑料的良好原料。133聚-β-羟丁酸(poly-β-hydroxybutyrate硫粒——是硫元素的贮藏体功能：

a.好氧硫细菌的能源

b.厌氧硫细菌的电子供体形成：当环境中H2S含量高时，在体内积累S；当H2S不足时,S氧化成硫酸盐，以提供被菌细胞生命活动所需能量：H2S→S→SO4-2134硫粒——是硫元素的贮藏体功能：形成：当环境中H2S含量高时，淀粉粒和肝糖:都是α-1,4或α-1,6糖苷键的葡萄糖聚合物。这些贮藏物通常较均匀地分布在细胞质内，颗粒较小。若这类贮藏物大量存在时，用碘使对其染色，肝糖粒能被碘液染成红色，淀粉粒被碘成蓝色。脂肪粒：脂肪粒的折光性较强，它可被脂溶性染料染色；细胞生长旺盛时，脂肪粒增多，细胞遭破坏后，脂肪粒可游离出来。肝糖、淀粉粒、脂肪滴135淀粉粒和肝糖:都是α-1,4或α-1,6糖苷键的葡萄糖聚合物异染粒(metachromaticgranules)颗粒大小为0.5～1.0μm，是无机偏磷酸的聚合物，一般在含磷丰富的环境下形成。功能是贮藏磷元素和能量，并可降低细胞的渗透压。在暗视野显微镜下看到的迂回螺菌(Spirillum

volutans)异染粒（迂回体）藻青素（cyanophycin）——一种内源性氮源贮藏物，同时还兼有贮存能源的作用。通常存在于蓝细菌中。136异染粒(metachromaticgranules)颗粒大气泡

由蛋白质膜构成的充满气体的泡状物。有些细菌细胞质中含有几个或多个气泡。常见于光合细菌和水生细菌。气泡的功能：调节细胞比重，加大菌体的浮力,借气泡漂浮能力，以使其漂浮在合适的水层中，使无鞭毛菌在合适的环境中生长。气泡吸收空气，空气中的氧气可供代谢需要。例：许多光合细菌和水生细菌、盐杆菌常含有气泡。137气泡由蛋白质膜构成的充满气体的泡状物。有些细菌DNA：长度：一般为：1—3mm例：大肠杆菌的DNA长约1mm。

生长迅速的细菌在核分裂之后细胞往往来不及分裂,所以细胞中常有2—4个核，而生长缓慢的细菌细胞中一般只有1—2个核，不在染色体复制时期一般是单倍体。功能：负载遗传信息。核质：由大型环状双链DNA纤丝不规则地折叠或缠绕而构成的无核膜、核仁的区域。138细菌DNA：核质：由大型环状双链DNA纤丝不规则地折质粒——细菌染色体外的共价闭合环状双链DNA分子．分子量约为２〜100×106D.携带1〜100个基因,一个菌细胞可有一至数十个质粒。139质粒——细菌染色体外的共价闭合环状双链DNA分子．分子量约质粒的种类1、大肠杆菌的F因子2、细菌抗药质粒（R因子）3、大肠杆菌素质粒（Col因子）4、降解质粒5、Vi质粒140质粒的种类1、大肠杆菌的F因子59质粒应用——基因克隆的载体141质粒应用——基因克隆的载体60包被于某些细菌细胞壁外的一层厚度不定的粘液状物质称为糖被。

糖被按其有无固定层次、层次厚薄可细分为：

(大）荚膜：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：＞0.2µm。

微荚膜（microcopsule)：粘液状物质较薄，厚度：＜0.2µm，与细胞表面牢固结合。

粘液层(slimelayer)：粘液物质没有明显的边缘，比荚膜松散,可向周围环境中扩散,增大黏性。

菌胶团(zoogloea):包裹在细胞群体上的胶状物质。

（一）荚膜(capsule)142包被于某些细菌细胞壁外的一层厚度不定的粘液状物质称为糖被。荚膜粘液层菌胶团143荚膜粘液层菌胶团622）特点（1）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）后可在光学显微镜清楚地观察到它的存在。（2）产生糖被是微生物的一种遗传特性，其菌落特征及血清学反应是细菌分类鉴定的指标之一。（3）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。1442）特点（1）主要成分是多糖、多肽或蛋白质，尤以多糖居多。（荚膜与生产实践的关系应用：荚膜也可以成为有价值的材料。如：Leucomostocmesenteroides的葡聚糖荚膜已用于生产代血浆的主要成分——右旋糖酐和葡聚糖凝胶制剂；从油菜黄单胞菌（Xanthomonascampestris）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的压浆剂；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）。危害：食品变质发粘；增强致病力；造