第章微生物形态结构细菌

原(Yuan)核细胞与真核细胞结构的异同1大小的区别原核细胞小，多数0.5~2微米，形状各异，以单细胞为主。真核细胞个体大，多数2~200微米，以多细胞和组织结构为主。2细胞结构和功能的差异原核细胞结构简单、无细胞器、无有丝分裂。真核细胞结构复杂，细胞器发达。第一页，共九十八页。表1原核和真核细胞主要结构对(Dui)比细胞结构原核生物真核生物细胞壁成分肽聚糖、多糖、蛋白质等多糖如纤维素、几丁质细胞膜成分不含固醇含固醇核糖体70s(30s,50s)80s(40s,60s)细胞器无有多种细胞分裂缺有丝分裂有丝分裂有性生殖以无性为主有基因中内含子一般没有有细胞骨架无有第二页，共九十八页。第(Di)2节原核微生物的形态结构本章共两节,主要学习内容包括：原核生物细胞结构重点：原核生物细胞的特点及特殊结构第三页，共九十八页。第一节

原核生物细胞的结构与(Yu)功能原核生物是没有固定细胞核的生物。分类地位（在生物界的位置）：（1）Margulis(1978)提出的三原界学说：古细菌原界、真细菌原界和真核生物界（1）Woese（1990）提出三域系统，将三原界改为三域。（P83)第四页，共九十八页。一(Yi)、原核生物的个体形态特点:小，１～５微米，有球、杆、丝、片状等。最小的菌纳米细菌,直径50nm.大小差别较大:最大嗜硫珠菌,直径0.32~1mm.第五页，共九十八页。基本形态有三种:(1)球菌（cocus):单球菌、双球菌、链球菌、四链球菌、葡萄球菌(2)杆菌(Bacillus):长杆菌、短杆菌、球杆菌。有的栅拦状排(Pai)列(３)螺旋菌（Spirills)：弧菌、螺菌第六页，共九十八页。三种形态的细(Xi)菌第七页，共九十八页。1球菌(Jun)图第八页，共九十八页。2杆(Gan)菌第九页，共九十八页。螺(Luo)菌图(螺(Luo)旋菌)第十页，共九十八页。细菌的(De)特殊形态第十一页，共九十八页。二、原核细胞的(De)结构与功能细菌细胞的结构与功能的模式图第十二页，共九十八页。细(Xi)菌细(Xi)胞第十三页，共九十八页。细菌细胞(Bao)的构造：细胞壁细胞膜原生质体基本结构内含物鞭毛菌毛特殊结构荚膜芽孢第十四页，共九十八页。（一(Yi)）细胞壁cellwall１细胞壁的基本结构和化学成分：主要成分：是肽聚糖和少量的脂类。肽聚糖：Peptidoglycan:由N-乙酰葡萄糖胺（NAG)和N-乙酰胞壁酸（NAM).这两种氨基糖直接或通过氨基酸间桥交替项链形成长链。形成肽聚糖套层。（P70)第十五页，共九十八页。细菌细胞壁(Bi)成分第十六页，共九十八页。2革兰氏染色反应：丹麦医生革兰（HansChristianGram),于１８８４年发明。过程：固定－结晶紫染色－碘媒染－酒精脱(Tuo)色－蕃红染色结果：由于细胞壁的结构和成分的不同分为两种染色结果。由此将原核生物分为两大类：G+:紫色，细胞壁厚G-:红色，细胞壁薄第十七页，共九十八页。第十八页，共九十八页。３G+细菌的细胞壁：细胞壁厚，20~80nm，有致密的肽聚糖层(Ceng)，占细胞壁成分的60~90%。含有磷壁酸（多聚磷酸甘油或多聚磷酸核醇的衍生物）。第十九页，共九十八页。G+细菌(Jun)的细胞壁：第二十页，共九十八页。4G-细菌的细胞壁：具(Ju)有很大强度能膨胀至表面的几倍。细胞壁薄，10~15nm，化学成分复杂，分为内壁层和外壁层。（1）壁膜间隙：（2）肽聚糖层（内壁层）：（3）外膜（外壁层）：脂多糖为主第二十一页，共九十八页。G-细菌的(De)细胞壁：第二十二页，共九十八页。图革兰氏G-细菌脂多糖、类脂A、磷脂、孔蛋(Dan)白的排列方式

第二十三页，共九十八页。两种细菌细胞壁(Bi)比较第二十四页，共九十八页。5细胞壁外的表层结构（1）表面层（S层）：许多细菌的细胞壁外面还存在结构层次，由同型蛋白或糖蛋白组成，网状。普遍存在于真细菌和古细菌中。（2）被外多糖和荚膜：不容易洗掉为荚膜，反之为黏液层功能：保护、障碍氧气(Qi)、黏附作用等第二十五页，共九十八页。细菌荚(Jia)膜第二十六页，共九十八页。（二）细胞膜和内(Nei)膜系统1细胞膜（Cellmembrane)是围绕细胞质外层的双层膜系统。（1）基本结构：由两层磷脂和蛋白质组成的，这种膜结构称为单位膜。一般占细胞干重的10%,其中磷脂占20~30%,蛋白质50~70%,糖类占1.5~10%.（与真核细胞不同的是:无固醇，无胞饮和胞吞现象）第二十七页，共九十八页。图细菌细胞(Bao)质膜的基本结构第二十八页，共九十八页。原(Yuan)核生物与真核生物的细胞质膜比较

第二十九页，共九十八页。

2与质膜相连的内膜系统（1）间体：常与核质相联系，与细胞分裂有关。（2）光合作用内膜：光合细菌具有。不同(Tong)细菌不同(Tong)，可扑捉光能。（3）非光合作用内膜：有些特殊细菌的呼吸酶位于此膜上。第三十页，共九十八页。（三(San)）核区和质粒1核区（nuclearregion):是一条很厂的环状双螺旋DNA链（有少数不成环）又称细菌染色体。亦称为拟核。第三十一页，共九十八页。2质粒Plasmid：在许多细菌细胞中存在的核DNA以外的共价小闭合环状DNA，通常为1~100X106，含几百个碱基。（1）质粒的主要特性可自我复制和稳定遗传；为非必要的遗传物质（对细菌而言），控制次要性状。如抗药性、结合性等；可转移：由共体细胞向(Xiang)受体细胞转移；可消除：经常温、化学物质、抗菌素处理可以消失。第三十二页，共九十八页。（2）质粒的主要种类：按照功能分抗性质粒、接合质粒、细菌素质粒、Ti质粒、固氮质粒等。如：大肠杆菌中的Col因子(Zi)，产生一种蛋白质类杀菌素。大肠杆菌中的Ent因子，产生肠毒素

第三十三页，共九十八页。表:细菌质粒所能控制的性(Xing)状

细菌质粒性状

大肠杆菌中的F因子使宿主产生性纤毛，决定“性别”大肠杆菌中的Col因子产生一种蛋白质类杀菌素大肠杆菌中的Ent因子产生肠毒素大肠杆菌中的Hty因子决定溶血素的产生大肠杆菌中的RYB质粒可使宿主产生限制性内切酶与甲基化酶G-细菌中的R因子抗磺胺药与多种抗生素金黄色葡萄球菌中的抗Cd++、Hg++等重P1258因子金黄色葡萄球菌PZA10产生内毒素B假单胞菌中的质粒能降解某些复杂的有机物根癌病农杆菌中Ti质粒能使感染植株产生根癌病第三十四页，共九十八页。（四）细胞质及内含(Han)物细胞质膜包裹的原生质体（包括核区和质粒）。成分：水分70%以上，蛋白质、碳水化合物、无机盐、小分子物质等主要组成细胞浆、核糖体和其它内含物。第三十五页，共九十八页。1核糖体和协助(Zhu)蛋白核糖体是细胞中核糖核蛋白的颗粒状结构，由65%的RNA和35%的蛋白质组成，以游离状态或多聚状态存在于细胞中。核糖体的组成：70s(30s,50s两个亚基，古细菌不同）30s:16srRNA和21种不同蛋白50s:5srRNA,23srRNA以及32种不同蛋白第三十六页，共九十八页。细菌核糖(Tang)体第三十七页，共九十八页。2细胞浆主要成分：水、蛋白质、脂(Zhi)类、糖、无机盐等。还有贮藏物如糖原和淀粉细菌特有物：聚β-羟基丁酸（贮藏物）。3其它内含物如液泡、气泡、羟基化体（自养细菌固定二氧化碳）、一些细菌还有硫滴、磁粒等第三十八页，共九十八页。图细胞内含物

A.细胞中(Zhong)的硫滴B.聚β—羟基丁酸颗粒

第三十九页，共九十八页。（五）细菌细胞的特(Te)殊结构1鞭毛（flagella)：由蛋白质组成的细长结构直径15~25nm，最长70微米。（1）结构：鞭毛丝、鞭毛钩、基体（2）着生方式：单生、丛生、周生（3）功能：运动第四十页，共九十八页。鞭毛(Mao)结构第四十一页，共九十八页。第四十二页，共九十八页。(a)G-细菌（b）G+细菌

(a)G-细(Xi)菌（b）G+细(Xi)菌第四十三页，共九十八页。鞭毛着生方式

(单(Dan)生、从生、周生）第四十四页，共九十八页。第四十五页，共九十八页。2菌毛fimbria

有叫纤毛、散毛、线毛是一类生长在菌体表面的纤细、中空、短直(Zhi)数量较多的蛋白质微丝。直(Zhi)径3~10nm，G阴性菌多，G阳性菌少。功能：黏附于宿主表面。第四十六页，共九十八页。菌(Jun)毛第四十七页，共九十八页。菌毛(Mao)和鞭毛(Mao)第四十八页，共九十八页。3性毛Pilus构造成分与菌毛相似，但较长。一般在G阴性的雄性菌株上。在细菌交配时起作用(Yong)。向雌性菌株传递遗传物质。第四十九页，共九十八页。性(Xing)毛第五十页，共九十八页。4芽孢spore某些细菌在一定生长阶段可在细胞内形成一个圆形、椭圆形或圆柱形高度折光的(De)内生孢子。（1）结构芽孢囊、孢外壁、芽孢衣、皮层、核心核心由芽孢壁、芽孢膜、芽孢质和核区组成，可发育成新的细菌个体。第五十一页，共九十八页。芽(Ya)孢的结构第五十二页，共九十八页。芽(Ya)孢(芽(Ya)孢杆菌)第五十三页，共九十八页。芽(Ya)孢第五十四页，共九十八页。芽孢(Bao)产生第五十五页，共九十八页。（2）芽孢的特性抗热、抗干燥、抗辐射、抗化学药物和静水压等，有很强的存(Cun)活力。可以存(Cun)活数年甚至数十年。原因：含水量低（40%左右），含有特殊的DPA-Ca(2，6-吡啶羧酸钙盐），具有高渗透压。第五十六页，共九十八页。四、细菌的繁殖和(He)菌落特征1细菌的繁殖繁殖：一个母细胞产生二个或二个以上子细胞的过程称为繁殖。细菌的繁殖以无性繁殖为主，主要是裂殖。过程：细胞伸长，细胞核及细胞质分裂、横隔壁形成、子细胞分离。（孢间连丝、分裂后暂时不分开）少数细菌可以芽殖如Blastobacter,少数种类可以有性繁殖。第五十七页，共九十八页。2细菌的菌落特征：菌落：在培养(Yang)基表和内部聚集形成一个肉眼可见的、具有一定形态的子细胞群体，称为菌落。由多个同种细胞密集接种长成的子细胞群则称为菌薹（lawn).第五十八页，共九十八页。菌落特征包括：大小、形状、边缘、光泽、质地、透(Tou)明度、颜色、隆起和表面状况。细菌斜面培养特征：菌薹生长程度、形状、光泽、质地、透明度、颜色等细菌液体培养特征：表面状况、混浊度、沉淀、有无气泡和色泽。第五十九页，共九十八页。细(Xi)菌菌落第六十页，共九十八页。Bacterialcolony第六十一页，共九十八页。第六十二页，共九十八页。第六十三页，共九十八页。在(Zai)液体培养基中第六十四页，共九十八页。Bacterialcolony第六十五页，共九十八页。三、几(Ji)种特殊的原核生物1放线菌：属于革兰氏阳性菌群。是一类能形成分枝菌丝和分生孢子的特殊菌群。因菌落放射状而得名。很多抗菌素产生于放线菌。如土霉素、链霉素、庆大霉素、利福平等到目前为止，已分离得到的放线菌产生的抗生素达4000种以上。第六十六页，共九十八页。放线菌是一类介于细菌和真菌之间的单细胞生物.一方面,放线菌的细胞构造和细胞壁的化学(Xue)组成与细菌相似,与细菌同属原核生物;另一方面,放线菌菌体呈纤细的菌丝状,而且分枝,又以外生孢子的形式繁殖,这些特征又与霉菌相似.放线菌菌落中的菌丝常从一个中心向四周辐射状生长,因此叫放线菌.第六十七页，共九十八页。放线菌(Jun)的菌(Jun)落特征1第六十八页，共九十八页。放线菌的菌落(Luo)特征2第六十九页，共九十八页。（1）放线菌的形态(Tai)大部分放线菌由分枝状的菌丝组成，菌丝大多无隔膜，属单细胞。菌丝的粗细与细菌中的杆菌宽度相近（1μm左右）。可分为营养菌丝、气生菌丝和孢子丝。孢子丝形态多种，常用于分类。细胞壁含胞壁酸、二氨基庚二酸，不含几丁质、纤维素；第七十页，共九十八页。放(Fang)线菌丝第七十一页，共九十八页。链霉菌的一般(Ban)形态和构造（模式图）第七十二页，共九十八页。(2)繁殖放线菌主要通过形成无性孢子的方式进行繁殖，也可借菌丝断(Duan)片（液体培养时）进行繁殖。凝聚分裂形成凝聚孢子、产生孢子囊、横隔分裂产生横隔孢子。形成分生孢子、孢囊孢子和横隔孢子。第七十三页，共九十八页。放线菌孢子(Zi)丝类型：垂直单轮(无螺旋)弯曲丛生松环、初级螺旋钩状松螺旋紧螺旋单轮(有螺旋)双轮(无螺旋)双轮(有螺旋)第七十四页，共九十八页。分(Fen)生孢子(conidiospores):在气生菌丝顶端形成成串或单个孢子，菌丝分裂形成。第七十五页，共九十八页。

在气生菌丝顶端或基(Ji)内菌丝顶端膨大或盘卷缠绕形成孢子囊，在孢子囊内形成孢囊孢子。孢囊孢子第七十六页，共九十八页。横(Heng)隔孢子

基内菌丝或气生菌丝横隔分裂形成，孢子常为球杆状，体积大小相似，又称节孢子或粉孢子。第七十七页，共九十八页。3代表属（1）链霉属Streptomyces:菌丝无隔膜，有三种(Zhong)菌丝，形成分生孢子。包括1000多种(Zhong)第七十八页，共九十八页。灰色(Se)链霉菌的直线孢子链第七十九页，共九十八页。链霉属(Shu)Streptomyces菌落第八十页，共九十八页。（2）诺卡氏属Nocardia菌丝有隔膜，分枝菌丝体可断裂成(Cheng)杆状和球状。多数无气生菌丝。第八十一页，共九十八页。诺卡(Ka)氏属Nocardia菌落第八十二页，共九十八页。（3）放线菌属Actinomyces菌丝直径小于1微米，有横隔，可断裂成Y字型。无气生菌丝，不产孢。多引起病(Bing)害。第八十三页，共九十八页。AgarplatecultureofanActinomyces第八十四页，共九十八页。2蓝(Lan)细菌:革兰氏阴性含叶绿素可光合作用。可与植物共生形成地衣、红萍（固氮鱼腥藻和蕨类的共生体）。形状：球状、杆状。3~30微米，裂殖。第八十五页，共九十八页。蓝(Lan)细菌第八十六页，共九十八页。3黏(Nian)细菌（Myxobacteria)革兰氏阴性，可以滑行，产生子实体。粘菌的聚集:环境变得缺乏营养时，这些阿米巴起初作为一群孤立的细胞，随后联合起来，形成了一个由几万细胞组成的团块。这个“假合胞体”经受分异，始终变化着形状。一只“脚”形成了，它由约三分之一的细胞组成，并包含丰富的纤维素。这只脚支撑着一个圆形芽孢团块，这些芽孢将使自身分离并伸展，只要遇到合适的营养媒质，它们便迅速繁殖，并