原核生物的形态

真核生物：酵母菌、霉菌、单细胞藻类、原生动物等非细胞类：病毒、亚病毒等微生物原核生物：细菌、放线菌、蓝绿藻、立克次氏体、衣原体等微生物的种类？1第一章原核生物的形态、构造和功能2原核细胞与真核细胞的区别3原核微生物与真核微生物的区别45原核生物细菌放线菌蓝细菌支原体衣原体立克次氏体原核生物的种类6第一节细菌细菌（bacteria)是一类细胞细短（直径约0.5um，长度约0.5-5um），结构简单、细胞壁坚韧，多以二分裂方式繁殖和水生性较强的原核生物。7一、细菌的个体形态及其功能（一）细菌的基本形态球状杆状螺旋状81、球菌（Coccus)

细胞个体呈球形或椭圆形，不同种的球菌在细胞分裂时会形成不同的空间排列方式，常被作为分类的依据。（1）单球菌：尿素微球菌（Micrococcusureae)。（2）双球菌：如肺炎双球菌（Diplococcuspneumoniae)（3）链球菌：乳链球菌（Streptococcuslactis)（4）四链球菌：四链微球菌（Mcrococcustetragehus)（5）八叠球菌：尿素八叠球菌（Sarcinaureae)（6）葡萄球菌：金黄色葡萄球菌（Staphylococcusaureus)910单球菌细胞分裂沿一个平面进行，新个体分散而单独存在.如尿素微球菌(Micrococcusureae)11双球菌细胞沿一个平面分裂，新个体成对排列.如肺炎双球菌(Diplococcuspneumoniae)12链球菌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.如：乳链球菌（Streptococcuslactis）无乳链球菌（Streptococcusagalactiae)溶血链球菌（Streptococcushemolyticus)13四联球菌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征性地连在一起，呈田字形.如四联微球菌（Micrococcustetragenus）14八叠球菌细胞按三个互相垂直的平面进行分裂后，每八个球菌特征性地连在一起成立方体形.如藤黄八叠球菌（Sarcinaureae)15葡萄球菌细胞无定向分裂，多个新个体形成一个不规则的群体，犹如一串葡萄。如：金黄色葡萄球菌（Staphylococcusaureus)白色葡萄球菌（Staphylcoccusalbus)162、杆菌（Bacillus)细胞呈杆状或圆柱形，一般其粗细（直径）比较稳定，而长度则常因培养时间、培养条件不同而有较大变化。17短杆菌长杆菌梭状芽孢杆菌杆菌(bacillus)及其排列状态杆菌是细菌中种类最多的类型,因菌种不同,菌体细胞的长短、粗细等都有所差异。杆菌的形态：短杆状、长杆状、棒杆状、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、“八”字状等。1819Scanningelectronmicrographsillustratingexternalfeaturesoftherod-shapedbacteriumE.coli.20BacillusmegabacteriumLegionellapneumophila(causesLegionnairesDisease)Rod-ShapedBacterium,hemorrhagicE.coli,strain0157:H7(causesanthrax),Bacillusanthracis213、螺旋菌（Spirilla)弧菌(vibrio):螺旋不足一环螺菌(spirillum)：2-6环螺旋体(spirochaeta)：超过6环22234、细菌的特殊形态柄细菌、肾型菌、臂微菌、网络硫细菌、贝日阿托氏菌（丝状）、具有子实体的粘细菌、三角形、方形等特殊形态的细菌。2425（二）细菌的个体大小细菌大小的测定：（1）测量：测微尺（2）长度单位：微米（um)（3）表示：球菌：直径杆菌：宽X长螺菌：宽、长、螺距2627细菌大小测量结果的影响因素个体差异：干燥、固定后的菌体由于脱水，一般比活菌体缩短1/3－1/4；染色方法的影响，一般用负染色法观察的菌体较大；幼龄细菌一般比成熟或者老龄的细菌大；环境条件，如培养基中渗透压的改变也会导致细胞大小的变化。28最大和最小细菌的悬殊Thiomargaritanamibiensis(0.75mm)肉眼可见nanobacteria(50nm)与无细胞结构的病毒相仿2930我们如何观察这些细菌？显微镜染色3132负染色梭状芽孢杆菌正染色33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34（三）细菌的细胞结构与功能一般构造：一般细菌都有的构造；特殊构造：部分细菌具有或者一般细菌在特殊环境下才具有的构造35细菌细胞的基本结构1、细胞壁细胞壁（cellwall)是位于细胞表面，内侧紧贴细胞膜的一层较为坚韧，略具弹性的细胞结构。36（1）证实细胞壁存在的方法1）细菌超薄切片的电镜直接观察1、细胞壁2）质壁分离后适当的染色，可以在光学显微镜下看到细胞壁；3）机械破裂细胞后，分离得到纯的细胞壁；4）制备原生质体，观察细胞形态的变化。37（2）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须；3）阻拦有害物质进入细胞；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。1、细胞壁38（3）细胞壁的化学组成与结构1）革兰氏染色ChristianGram(革兰）于1884年发明的一种鉴别不同类型细菌的染色方法。1、细胞壁3940金黄色葡萄球菌大肠杆菌41（3）细胞壁的化学组成与结构革兰氏阳性和阴性细菌细胞壁成分的比较1、细胞壁42革兰氏阳性和阴性细菌细胞壁模式图（3）细胞壁的化学组成与结构磷壁酸

肽聚糖

肽聚糖

脂质

43（3）细胞壁的化学组成与结构1）革兰氏染色44（3）细胞壁的化学组成与结构2）革兰氏阳性细菌的细胞壁特点：厚度大（20－80nm）；化学组分简单，一般只含有90％肽聚糖和10％磷壁酸。细胞壁肽聚糖磷壁酸厚约20-80nm，由40层左右的网格状分子交织成的网套覆盖在整个细胞上。结合在革兰氏阳性细菌细胞壁上的一种酸性多糖，主要成分为甘油磷酸或核糖醇磷酸。4546A.肽聚糖P1347B.磷壁酸48（3）细胞壁的化学组成与结构3）革兰氏阴性细菌的细胞壁49A.肽聚糖：埋藏在外膜层之内，是仅由1-2层肽聚糖网状分子组成的薄层（2-3nm），含量约占细胞壁总重的10％，故对机械强度的抵抗力较革兰氏阳性菌弱。（3）细胞壁的化学组成与结构3）革兰氏阴性细菌的细胞壁50（3）细胞壁的化学组成与结构3）革兰氏阴性细菌的细胞壁B.外膜：位于革兰氏阴性细菌细胞壁外层，由脂多糖、磷脂和脂蛋白等若干种蛋白质组成的膜，有时也称为外壁。C、外膜蛋白：嵌合在脂多糖和磷脂层外膜上的蛋白有20余种。51（3）细胞壁的化学组成与结构3）革兰氏阴性细菌的细胞壁D、周质空间（periplasmicspace,periplasm)外膜与细胞膜之间的狭窄胶质空间52（3）细胞壁的化学组成与结构4）革兰氏阳性和阴性细菌的比较53（3）细胞壁的化学组成与结构4）革兰氏阳性和阴性细菌的比较54革兰氏阳性和阴性细菌细胞壁模式图（3）细胞壁的化学组成与结构磷壁酸

肽聚糖

肽聚糖

脂质

55（3）细胞壁的化学组成与结构4）革兰氏阳性和阴性细菌的比较56（4）革兰氏染色的机制571、结晶紫初染2、碘液媒染3、乙醇脱色4、沙黄复染58第一步：结晶紫使菌体着上紫色第二步：碘和结晶紫形成大分子复合物，分子大，能被细胞壁阻留在细胞内。第三步：酒精脱色，细胞壁成分和构造不同，出现不同的反应。G+细菌：细胞壁厚，肽聚糖含量高，交联度大，当乙醇脱色时，肽聚糖因脱水而孔径缩小，故结晶紫—碘复合物被阻留在细胞内，细胞不能被酒精脱色，仍呈紫色。G－菌：肽聚糖层薄，交联松散，乙醇脱色不能使其结构收缩，其含脂量高，乙醇将脂溶解，缝隙加大，结晶紫－碘复合物溶出细胞壁，酒精将细胞脱色，细胞无色，沙黄复染后呈红色。（4）革兰氏染色的步骤与机制592、细胞膜细胞质膜（cytoplasmicmembrane),又称质膜（plasmamembrane)、细胞膜（cellmembrane)或内膜（innermembrane)，是紧贴在细胞壁内侧，包围着细胞质的一层柔软、脆弱、富有弹性的半透明性薄膜。细胞膜蛋白质（占50％-70％）磷脂（占20％-30％）多糖（占1.5％-10％）60(1)细胞膜的观察方法质壁分离后结合鉴别染色在光学显 微镜下观察；原生质体破裂（无细胞壁的细胞）；超薄切片电镜观察。61（2）细胞膜的化学组成与结构模型液态镶嵌模型（fluidmosaicmodel)62（2）细胞膜的化学组成与结构模型1972年，辛格（J.S.Singer)和尼科尔森（G.L.Nicolson)提出的细胞液态镶嵌模型：膜的主体是脂质双分子层；脂质双分子层具有流动性；整合蛋白因其表面呈疏水性，故可“溶”于脂质双分子层的疏水性内层中；周边蛋白表面含有亲水基团，故可以通过静电引力与脂质双分子层表面的极性头相连；脂质分子间或脂质与蛋白质分子间无共价结合；脂质双分子犹如一“海洋，周边蛋白可以在其上作”漂浮“运动，而整合蛋白则似”冰上“状沉浸在其中作横向移动。63（3）细胞膜的生理功能细胞内、外的物质交换的主要屏障和介质；是维持细胞内渗透压的结构屏障；是细胞的产能的基地；是合成细胞壁和糖被的有关成分（肽聚糖、磷壁酸等的重要场所）；能传递信息；是鞭毛基体的着生部位和鞭毛旋转的供能部位。64（4）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、分配以及细胞分裂有关“间体”仅是电镜制片时因脱水操作而引起的一种假相653、细胞质和内含物细胞质（cytoplasn)是细胞质包围的除核区外的一切半透明、胶状、颗粒状物质的总称。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、各种营养物质和大分子的单体等，少数细菌还有类囊体、羧酶体、气泡或伴孢晶体。663、细胞质和内含物67（1）颗粒状贮藏物（reservematerials)：贮藏物是一类由不同化学成分积累而成的不溶性颗粒，主要功能是贮存营养物。贮藏物糖原：大肠杆菌、克雷伯氏菌、芽孢杆菌和蓝细菌等聚β－羟丁酸（PHB)：固氮菌、产碱菌和肠杆菌等；硫粒：紫硫细菌、丝硫细菌、贝氏硫杆菌等。碳源及能源类氮源类藻青素：蓝细菌藻青蛋白：蓝细菌磷源（异染粒）迂回螺菌、白喉棒杆菌、结核分枝杆菌3、细胞质和内含物68（1）颗粒状贮藏物多糖类贮藏物：糖原粒、淀粉粒3、细胞质和内含物69（1）颗粒状贮藏物聚β－羟丁酸（PHB)PHB自1925年在B.megaterium（巨大芽孢杆菌）中被发现以来，至今已在60属以上的细菌能合成并贮藏。B.megaterium（巨大芽孢杆菌）在含乙酸或丁酸的培养基中生长时，细胞内贮藏的PHB可达其干重的60％。3、细胞质和内含物70（1）颗粒状贮藏物异染粒（metachromaticgranules)颗粒大小为0.5－1.0um，无机偏磷酸的聚合物，一般在含磷丰富的环境下形成。功能：贮藏磷元素合能量，并可降低细胞的渗透压。3、细胞质和内含物71（1）颗粒状贮藏物在环境中还原性硫素丰富时，常在细胞内以折光性很强的硫粒的形式积累硫元素。当环境中还原性硫缺乏时，可被细菌重新利用。硫粒（sulfurglobules)3、细胞质和内含物72（2）磁小体（megnetosome)趋磁细菌细胞中含有的大小均匀、数目不等的Fe3O4颗粒，外有一层磷脂、蛋白或糖蛋白膜包裹。3、细胞质和内含物73（3）羧酶体（carboxysome)是存在于一些自养性细菌细胞内的多角形或六角形内含物。羧酶体大小与噬菌体相仿（约10nm），内含1，5－二磷酸核酮糖羧化酶，在自养细菌的C02固定中起着关键作用。3、细胞质和内含物74（4）气泡（gasvesicles)许多光合营养型、无鞭毛运动的水生细菌中存在的充满气体的泡囊状内含物；3、细胞质和内含物调节细胞比重，使其漂浮在最适水层。作用——？75（5）核糖体（ribosome)核糖体由rRNA与蛋白质共同组成，是蛋白质合成的场所。原核生物核糖体为70S，是由30S与50S的大小亚基组成。3、细胞质和内含物76（6）质粒（plasmid)存在于细菌染色体之外的共价闭合环状DNA分子,一个细菌细胞可以有一至数个质粒。3、细胞质和内含物77质粒的特点：1、可以在细胞质中独立于染色体之外（即以游离状态）存在，也可以插入到染色体上以附加体的形式存在；2、在细胞分裂时，可以不依赖于细菌染色体而独立进行自我复制，也可以插入到细菌染色体中与染色体一道进行复制；3、质粒可以通过转化、转导、或接合作用而由一个细胞转移到另一个细胞，使两个细胞都成为带有质粒的细胞；4、质粒对于细胞生存并不是必要的。784、核区原核生物所特有的无核膜结构，无固定形态的原始细胞核。79细菌细胞的特殊结构糖被芽孢伴孢晶体鞭毛菌毛性毛801、糖被

包被于某些细胞壁外的一层厚度不定的透明胶状物质。糖被包裹在单个细胞上包裹在细胞群上：菌胶团（动胶菌属含有）层次厚：（大）荚膜层次薄：微荚膜在壁上有固定层次松散，未固定在壁上：粘液层。糖被的成分（P23）8182糖被的功能保护作用贮藏养料作为透性屏障和离子交换系统表面附着作用细菌间的信息识别作用堆积代谢废物83糖被的应用？842、鞭毛（flagellum)鞭毛是生长在某些细菌表面的长波状、波曲的蛋白质附属物。具有推动细菌运动的功能，为细菌的运动器官。85（1）观察和判断细菌鞭毛的方法电子显微镜直接观察光学显微镜下观察：鞭毛染色和暗视野显微镜根据培养特征进行判断：半固体穿刺、菌落（菌苔）形态2、鞭毛86（2）鞭毛的结构鞭毛丝鞭毛钩（钩形鞘）基体P环S-M环Fli蛋白细胞质膜外膜Mot蛋白Mot蛋白L环鞭毛蛋白：细胞质内合成，由鞭毛基部通过中央孔道不断输送至鞭毛游离端进行自装配。P29根据细胞提供的信号令鞭毛进行正转或逆转驱动S-M环快速旋转鞭毛杆细菌细胞的特殊结构87革兰氏阴性细菌鞭毛结构革兰氏阳性细菌鞭毛结构细菌细胞的特殊结构88（3）鞭毛的着生方式2、鞭毛89鞭毛的功能？运动运动的目的？实现其趋性趋性：生物体对其环境中不同物理、化学或生物因子作有方向性的应答。趋化性、趋光性、趋氧性、趋磁性等。2、鞭毛903、菌毛（fimbria)菌毛是一种长在细菌表面的纤细、中空、短直且数量较多的蛋白质类附属物，具有使菌体附着于物体表面上的功能。91菌毛多数存在于G-致病菌中。它们可以借助菌毛使自己牢固地粘附在宿主的呼吸道、消化道或泌尿生殖道等粘膜上，进一步定植和致病。924、性毛（pilus)一般见于G-的雄性菌株（供体菌）中，具有向雌性菌株（受体菌）传递遗传物质的作用，有的还是RNA噬菌体的特性性吸附受体。935、芽孢芽孢是某些细菌在其生长发育的后期，在细胞内形成一个圆形或椭圆形、厚壁、含水量低、抗逆性极强的休眠体。芽孢芽孢囊94Figure.GramstainofBacillusanthracis,thecauseofanthrax95Shape,locationandrelativesizetothesporeofparentcell96在杆菌中能形成芽孢的种类较多，在球菌和螺旋菌中只有少数菌种可形成芽孢。产生芽孢的几个属：(Bacillus)芽孢杆菌属(Clostridium)梭状芽孢杆菌属(Sporosarcina)芽孢八叠球菌属能形成芽孢的细菌种类97芽孢的组成和结构芽孢的构造模式图芽孢膜芽孢壁芽孢核区芽孢质皮层芽孢衣孢外壁核心P2698★1、对高温、干燥、辐射、化学药物有强大的抵抗力。★2、含水量低、壁厚而致密，通透性差,不易着色，折光性强。★3、芽胞内新陈代谢几乎停止，处于休眠状态，但保持潜在萌发力。★4、一个芽孢萌发只产生一个营养状态的细胞。芽孢的特性99芽孢既不是细菌生活周期的必经阶段，也不是细菌繁殖的一种形式，又不是对环境的消极反应，而是一种生命形式，一种独立的休眠体。芽孢的本质？？100芽孢的形成？？DNA浓缩形成束状染色质细胞膜内陷，细胞不对称分裂，小体积部分为前芽孢前芽孢双层隔膜形成，抗热性提高双层隔膜间填充芽孢肽聚糖，开始形成皮层，经脱水，折光率提高芽孢衣合成结束皮层合成完成，芽孢成熟，抗热性出现芽孢囊裂解，芽孢游离外出101