原核微生物形态结构及功能.ppt
89页原核微生物形态、结构及功原核微生物形态、结构及功能能所包括类群:细菌域:细菌、放线菌、蓝细菌、支原所包括类群:细菌域:细菌、放线菌、蓝细菌、支原 体、立克次氏体、衣原体体、立克次氏体、衣原体 古菌域:如产甲烷菌、嗜热嗜酸菌、极端古菌域:如产甲烷菌、嗜热嗜酸菌、极端 嗜盐菌嗜盐菌原核微生物:指一大类细胞核无核膜包裹,只存在称原核微生物:指一大类细胞核无核膜包裹,只存在称作核区的裸露作核区的裸露DNA的原始单细胞生物的原始单细胞生物本章主要内容本章主要内容第一节第一节 细菌的形态、结构与功能细菌的形态、结构与功能第二节第二节 放线菌的形态、结构与功能放线菌的形态、结构与功能第三节第三节 其他原核微生物其他原核微生物第一节第一节 细菌细菌 细细菌菌是是单单细细胞胞原原核核微微生生物物,,个个体体微微小,形态简单,以二等分裂方式繁殖小,形态简单,以二等分裂方式繁殖 在自然界中,细菌分布最广、数量在自然界中,细菌分布最广、数量最多最多,包括真细菌和古生菌两大类,包括真细菌和古生菌两大类。
本节主要内容本节主要内容•细菌的形态和大小细菌的形态和大小•细菌的结构与功能细菌的结构与功能•细菌的繁殖细菌的繁殖•细菌的培养特征细菌的培养特征一、细菌的形态和大小一、细菌的形态和大小(一)细菌的个体形态(一)细菌的个体形态 u三三种种基基本本形形态态::球球状状、、杆杆状状和和螺螺旋旋状状;;各各种种细细菌菌通通常常保保持持其其各各自自特特定定的的形形态态,,可可作作为为分分类类和鉴定的依据和鉴定的依据u根根据据分分裂裂的的方方向向和和分分裂裂后后新新细细胞胞的的排排列列不不同同,,可可将其分为:将其分为: 1 1、球菌(、球菌(CoccusCoccus):):u单菌体呈球状或椭圆形单菌体呈球状或椭圆形单球菌单球菌双球菌双球菌链球菌链球菌四联球菌四联球菌八叠球菌八叠球菌葡萄球菌葡萄球菌链球菌链球菌双球菌双球菌四联球菌四联球菌葡萄球菌葡萄球菌1)根据杆菌的个体差异可分为:)根据杆菌的个体差异可分为: 长杆菌长杆菌 短杆菌短杆菌 球杆菌球杆菌 分枝杆菌分枝杆菌 梭状杆菌梭状杆菌 棒状杆菌棒状杆菌球杆菌球杆菌2 2、杆菌(、杆菌(BacillusBacillus):):u细胞呈杆状或圆柱状,菌体一细胞呈杆状或圆柱状,菌体一般平直,也有般平直,也有稍弯曲稍弯曲者。
者2 2)根据分裂后菌体的排列方式分)根据分裂后菌体的排列方式分为:单杆菌、双杆菌、链杆菌为:单杆菌、双杆菌、链杆菌白喉棒杆白喉棒杆菌菌谷氨酸棒杆谷氨酸棒杆菌菌分枝杆分枝杆菌菌短杆菌短杆菌 3、螺旋菌(、螺旋菌(Spirilla)):: 螺旋菌螺旋菌弧菌弧菌螺旋体螺旋体u菌体弯曲或呈螺旋状菌体弯曲或呈螺旋状u根根据据弯弯曲曲的的程程度度分分为为:: 弧弧弧弧 菌菌菌菌 (vibrio)(vibrio)(vibrio)(vibrio)、、、、 螺螺螺螺 菌菌菌菌(spirillum)(spirillum)(spirillum)(spirillum)、螺旋体、螺旋体、螺旋体、螺旋体(spirochaeta)(spirochaeta)(spirochaeta)(spirochaeta) 柄细菌、肾形菌、臂微菌、网格硫细菌、贝日阿托氏菌柄细菌、肾形菌、臂微菌、网格硫细菌、贝日阿托氏菌( (丝丝状状) )、具有子实体的粘细菌、三角形、方形等特殊形态的细菌具有子实体的粘细菌、三角形、方形等特殊形态的细菌4 4、细菌的特殊形态、细菌的特殊形态 5 5、影响细菌形态的因素、影响细菌形态的因素•培培养养时时间间、、培培养养温温度度、、培培养养基基成成分分、、浓浓度度、、pHpH值等环境条件对细菌形态都有明显的影响。
值等环境条件对细菌形态都有明显的影响n一一般般处处于于幼幼龄龄阶阶段段和和生生长长条条件件适适宜宜时时,,细细菌菌形形态正常、整齐,表现出特定的形态态正常、整齐,表现出特定的形态n在在较较老老的的培培养养物物中中,,或或不不正正常常的的条条件件下下,,细细胞胞常常出出现现不不正正常常形形态态,,尤尤其其是是杆杆菌菌,,有有的的细细胞胞膨膨大大,,有有的的出出现现梨梨形形,,有有的的产产生生分分枝枝,,有有时时菌菌体体显显著著伸伸长长以以至至呈呈丝丝状状等等异异常常形形态态若若将将它它们们转转移移到到新新鲜鲜培培养养基基中中或或适适宜宜的的培培养养条条件件下下又又可可恢恢复原来的形态复原来的形态(二)细菌的大小(二)细菌的大小1 1、细菌大小的计量单位:微米、细菌大小的计量单位:微米2 2、表示方法、表示方法nμm4 4、影响大小的因素:环境因素、营养条件、菌龄影响大小的因素:环境因素、营养条件、菌龄例:一般幼龄菌比老龄菌大例:一般幼龄菌比老龄菌大3 3、大小测定:利用光学显微镜和测微尺、大小测定:利用光学显微镜和测微尺nμm×50m×50μm mnμμm m 二、细菌的结构与功能二、细菌的结构与功能细菌的结构包括:细菌的结构包括:特特殊殊结结构构::鞭鞭毛毛、、菌毛、荚膜、芽孢菌毛、荚膜、芽孢基基本本结结构构::细细胞胞壁壁、、细细胞胞膜膜、、细细胞胞质质、、原核(核物质)原核(核物质)细菌染色法死菌死菌活菌:用美兰或活菌:用美兰或TTCTTC等作活菌染色等作活菌染色正染色正染色负染色:负染色:简单染色简单染色鉴别染色鉴别染色革兰氏染色法革兰氏染色法抗酸染色法抗酸染色法芽孢染色法芽孢染色法荚膜染色法等荚膜染色法等革兰氏染色法(革兰氏染色法(Gram StainGram Stain))革兰氏染色法是细菌细胞的复合染色法,革兰氏染色法是细菌细胞的复合染色法,由丹麦医生由丹麦医生Hans Christian Gram于于18841884年创立。
年创立 ①①基本步骤:基本步骤: 涂涂片片固固定定————结结晶晶紫紫初初染染1min——1min——碘碘液液媒媒染染1min——1min——95%95%乙醇脱色乙醇脱色0.5min——0.5min——番红复染番红复染2 2~~3min 3min ②②结果:革兰氏阳性菌(结果:革兰氏阳性菌(G G+ +))——紫色;紫色; 革兰氏阴性菌(革兰氏阴性菌(G G- -))——红色③③意义:将所有的细菌分成意义:将所有的细菌分成G G+ +、、G G- -两大类因此它是分类、两大类因此它是分类、鉴定菌种的重要指标鉴定菌种的重要指标革兰氏阳性革兰氏阳性革兰氏阴性革兰氏阴性G G++StaphylococcusStaphylococcuscells.cells.G G--E.coliE.colicellscells细菌的基本结构细菌的基本结构(一)细胞壁((一)细胞壁(Cell wallCell wall))定义:是位于细胞最外一层厚实、坚韧的外被,主要成分为定义:是位于细胞最外一层厚实、坚韧的外被,主要成分为肽聚糖。
肽聚糖功能:功能:①①固定细胞外形和提高机械强度;固定细胞外形和提高机械强度;②②为细胞的生长、分裂和鞭毛运动所必需;为细胞的生长、分裂和鞭毛运动所必需;③③阻拦大分子有害物质进入细胞;阻拦大分子有害物质进入细胞;④④赋予细菌特定的抗原性以及对抗生素和噬菌体的敏感性赋予细菌特定的抗原性以及对抗生素和噬菌体的敏感性 特特点点::厚厚度度大大((2020~~80nm80nm)),,化化学学组组分分简简单单,,一一般般只只含含90%90%肽肽聚聚糖糖(peptidoglycan)(peptidoglycan)和和10%10%磷磷壁壁酸酸((teichoic teichoic acidacid)1 1、革兰氏阳性(、革兰氏阳性( G G+ + )菌的细胞壁)菌的细胞壁(1)(1)肽聚糖肽聚糖 2525~~4040层层,,由由肽肽与与聚聚糖糖两两部部分分组组成成三三维维立立体体网网状状结构,交联度高,网状结构坚韧致密结构,交联度高,网状结构坚韧致密u肽聚糖单体组成单位:肽聚糖单体组成单位:双双糖糖单单位位::N-乙乙酰酰葡葡萄萄糖糖胺胺((NAG)),,N-乙乙酰酰胞胞壁壁酸酸((NAM)),,二二者者以以β-1,4糖糖苷苷键键相相连连,,呈呈长长链链的的骨骨架状。
架状 四四肽肽侧侧链链::由由四四个个氨氨基基酸酸分分子子连连接接而而成成,,如如L-Ala,,D-Glu,,L-1ys,,D-Ala,并连接在,并连接在NAM上;上; 肽桥:如金黄色葡萄球菌由肽桥:如金黄色葡萄球菌由5 5个甘氨酸组成个甘氨酸组成革兰氏阳性菌肽聚糖立体结构革兰氏阳性菌肽聚糖立体结构革兰氏阳性细菌肽聚糖单体革兰氏阳性细菌肽聚糖单体溶菌酶和溶菌酶和青霉素的作用青霉素的作用青霉素作用点青霉素作用点溶菌酶作用点溶菌酶作用点N-乙酰葡糖胺乙酰葡糖胺N-乙酰胞壁酸乙酰胞壁酸青青霉霉素素与与转转肽肽酶酶结结合合,,而而使使该该酶酶失失活活,,抑抑制制了了侧侧链链末末端端的的丙丙氨氨酸酸与与五五肽肽桥桥的的连连接接,,破破坏坏了了细细菌菌细细胞胞壁壁的的完完整整性性((即即抑抑制制肽肽聚聚糖糖的的合合成成))因因此此,,PenicilliumPenicillium仅对正在生长着的细菌仅对正在生长着的细菌溶菌酶可切断溶菌酶可切断NAMNAM和和NAGNAG之间的之间的 -1-1,,4 4糖苷键,引起细菌裂解糖苷键,引起细菌裂解 革革兰兰氏氏阳阳性性菌菌肽肽聚聚糖糖在在溶溶菌菌酶酶和和青青霉霉素素的的作作用用下下,,会会遭遭到到破破坏坏,,从从而而使细胞壁发生破裂。
使细胞壁发生破裂磷磷壁壁酸酸((((teichoic teichoic teichoic teichoic acidacidacidacid))))::革革兰兰氏氏阳阳性性细细菌菌细细胞胞壁壁上上特特有有的的化化学学成成分分,,,,是是多多聚聚甘甘油油磷磷酸酸和和多多聚聚核核醇醇磷磷酸酸的的衍衍生生物物,,属属一一种种酸酸性性多多糖糖按按照照在在细细胞胞壁壁上上的的结结合合部部位位分分为为壁壁磷磷壁壁酸酸和和膜膜磷壁酸2 2)磷壁酸)磷壁酸磷壁酸功能:磷壁酸功能:A A::因因带带有有负负中中荷荷,,可可以以附附环环境境中中的的MgMg2+2+等等阳阳离离子子,,提提高高这这些离子的浓度,以提高细胞膜上一些合成酶的活力;些离子的浓度,以提高细胞膜上一些合成酶的活力;B B:增强某些:增强某些G G+ +致病菌与其宿主间粘连致病菌与其宿主间粘连C C:赋予:赋予G G+ +细菌以特异的表面抗原;细菌以特异的表面抗原;D D:作为某些噬菌体的特异性吸附受体;:作为某些噬菌体的特异性吸附受体;特特点点::G G- -菌菌细细胞胞壁壁较较薄薄,,1010~~15nm15nm,,化化学学组组成成和和结结构较构较G G+ +复杂。
分为内壁层和外壁层分为内壁层和外壁层2 2、革兰氏阴性菌的细胞壁、革兰氏阴性菌的细胞壁((1 1)肽聚糖层)肽聚糖层————内壁层内壁层u与与G G+ +差差别别————无无肽肽桥桥,,L-LysL-Lys被被二二氨氨基基庚庚二二酸酸((DAPDAP))取取代代,,并并直直接接与与相相邻邻的的四四肽肽侧侧链链的的D D--AlaAla连连接接,,交交联联度度低低((仅仅25%25%)),,网网状状结结构构比比较较疏疏松松,,不不如如G G+ +坚坚韧韧紧紧密密((2 2)外膜(外壁层))外膜(外壁层) (outer membrane) (outer membrane) 位位于于革革兰兰氏氏阴阴性性细细菌菌细细胞胞壁壁外外层层,,由由脂脂多多糖糖、、磷磷脂和蛋白质组成脂和蛋白质组成脂多糖的功能:脂多糖的功能: 脂多糖由类脂脂多糖由类脂A A、核心多糖和、核心多糖和O-O-特异性多糖特异性多糖三部分组成三部分组成B B::具具有有吸吸MgMg2+2+、、CaCa2+2+等等离离子子以以提提高高它它们们在在细细胞胞表面的浓度;表面的浓度;C C:决定了:决定了G G- -细菌细胞表面抗原的多样性;细菌细胞表面抗原的多样性;E E:具有控制某些物质进出细胞的部分选择性屏:具有控制某些物质进出细胞的部分选择性屏障功能。
障功能D D:是许多噬菌体在细菌细胞表面的吸附受体是许多噬菌体在细菌细胞表面的吸附受体A A:类脂:类脂A A是是G G- -细菌致病物质的基础;细菌致病物质的基础;外膜蛋白质外膜蛋白质 包括:脂蛋白和孔蛋白包括:脂蛋白和孔蛋白n脂脂蛋蛋白白((lipoproteinlipoprotein))是是一一种种通通过过共共价价键键使使外外膜膜层层牢牢固固地地连连接接在在肽肽聚聚糖糖内内壁壁层层上上的的蛋蛋白白,,分分子子量量约约为为72007200n孔孔蛋蛋白白((porinsporins))是是由由三三个个相相同同分分子子量量((3600036000))蛋蛋白白亚亚基基组组成成的的一一种种三三聚聚体体跨跨膜膜蛋蛋白白,,中中间间有有一一直直径径约约1nm1nm的的孔孔道道,,通通过过孔孔的的开开、、闭闭,,可可对对进进入入外外膜膜层层的物质进行选择的物质进行选择((3 3))周质空间周质空间((periplasmic spaceperiplasmic space)) 又又称称壁壁膜膜间间隙隙,,指指位位于于G G- -细细菌菌外外膜膜层层和和细细胞胞膜膜之之间间的的狭狭窄窄间间隙隙。
其其内内含含有有多多种种蛋蛋白白质质,,是进出细胞物质的重要中转站和反应场所是进出细胞物质的重要中转站和反应场所 一般认为革兰氏阳性菌无周质空间一般认为革兰氏阳性菌无周质空间革兰氏阳性、阴性细菌细胞壁结构膜革兰氏阳性、阴性细菌细胞壁结构膜式图式图革兰氏染色的机理革兰氏染色的机理Ø机机理理::目目前前认认为为革革兰兰氏氏染染色色是是基基于于细细菌菌细细胞胞壁壁在在化化学学组组分分和和结结构构上上的的不不同同经经过过初初染染和和媒媒染染后后,,在在细细菌菌的的细细胞胞膜膜或或细细胞胞质质上上染染上上了了结结晶晶紫紫- -碘碘的的大大分分子子复复合合物物G G+ +细细菌菌由由于于细细胞胞壁壁较较厚厚、、肽肽聚聚糖糖含含量量较较高高、、肽肽聚聚糖糖结结构构较较紧紧密密,,故故用用95%95%乙乙醇醇脱脱色色时时,,肽肽聚聚糖糖网网孔孔会会因因脱脱水水反反而而明明显显收收缩缩,,加加上上G G+ +细细菌菌的的细细胞胞壁壁基基本本上上不不含含脂脂类类,,乙乙醇醇处处理理时时不不能能在在壁壁上上溶溶出出缝缝隙隙因因此此,,结结晶晶紫紫- -碘碘的的复复合合物物仍仍被被牢牢牢牢阻阻留留在在细细胞胞壁壁以以内内,,使使菌菌体体呈呈现现紫紫色色。
反反之之,,G G- -细细菌菌的的细细胞胞壁壁较较薄薄,,肽肽聚聚糖糖含含量量较较低低,,其其结结构构疏疏松松,,用用乙乙醇醇处处理理时时,,肽肽聚聚糖糖网网孔孔不不易易收收缩缩同同时时,,由由于于G G- -细细菌菌的的细细胞胞壁壁脂脂类类含含量量较较高高,,当当乙乙醇醇将将脂脂类类溶溶解解后后,,细细胞胞壁壁上上就就会会出出现现较较大大缝缝隙隙而而使使透透性性增增大大,,所所以以结结晶晶紫紫- -碘碘的的复复合合物物就就会会被被溶溶出出细细胞胞壁壁这这时时再再用用番番红红等等红红色色染染液液进进行行复复染染,,就就可可使使G G- -细细菌菌的的细细胞胞呈呈现现复复染染的的红红色色,,而而G G+ +细菌则仍呈细菌则仍呈紫色紫色3 3、古生菌的细胞壁、古生菌的细胞壁古古生生菌菌::又又称称古古细细菌菌或或古古菌菌,,是是一一个个在在进进化化途途径径上上很很早早就就与与真真细细菌菌和和真真核核生生物物相相互互独独立立的的生生物物类类群群,,主主要要包包括括一一些些独独特特生生态态类类型型的的原原核核生生物物,,如如产产甲甲烷烷菌菌及及大大多多数数嗜嗜极极菌菌,,包包括括极极端端嗜嗜盐盐菌、嗜热菌和热原体属等。
菌、嗜热菌和热原体属等古生菌细胞壁成分的多样性:古生菌细胞壁成分的多样性:假肽聚糖、糖蛋白、蛋白质、独特多糖等等假肽聚糖、糖蛋白、蛋白质、独特多糖等等真细菌革兰氏阳性菌的肽聚糖真细菌革兰氏阳性菌的肽聚糖古细菌甲烷杆菌属中的假肽聚糖古细菌甲烷杆菌属中的假肽聚糖N-N-N-N-乙酰塔罗糖胺糖醛酸乙酰塔罗糖胺糖醛酸乙酰塔罗糖胺糖醛酸乙酰塔罗糖胺糖醛酸N-N-N-N-乙酰葡糖胺乙酰葡糖胺乙酰葡糖胺乙酰葡糖胺4 4、、缺壁细菌缺壁细菌( (二二) )细胞膜(细胞膜(Cell membraneCell membrane))2 2、、组组成成::占占细细胞胞干干重重的的10%10%,,其其中中脂脂类类2020~~30%30%,,蛋蛋白白质质5050~~70%70%,糖类,糖类1.51.5~~10%10%,并有微量的金属离子和核酸并有微量的金属离子和核酸3 3、结构:单位膜结构,由磷脂双分子层和蛋白质组成结构:单位膜结构,由磷脂双分子层和蛋白质组成Ø磷磷脂脂双双分分子子层层::磷磷脂脂主主要要是是甘甘油油磷磷脂脂,,由由含含氮氮碱碱基基、、磷磷酸酸、、甘甘油油、、脂脂肪肪酸酸组组成成为为两两性性物物质质,,其其中中亲亲水水性性朝朝外外,,亲亲油油性性的的疏疏水水部部分分朝朝内内。
磷磷脂脂膜膜通通常常呈呈液液态态,,其其流流动动性性的的高高低低取取决决于饱和和不饱和脂肪酸的含量于饱和和不饱和脂肪酸的含量Ø蛋蛋白白质质::镶镶嵌嵌在在磷磷脂脂中中,,根根据据所所处处位位置置不不同同可可分分为为内内嵌嵌蛋蛋白和外周蛋白两类白和外周蛋白两类1 1、、定定义义::又又称称细细胞胞质质膜膜,,原原生生质质膜膜或或质质膜膜,,是是细细胞胞壁壁以以内内包围着细胞质的一层柔软而具弹性的半透性薄膜包围着细胞质的一层柔软而具弹性的半透性薄膜 磷脂的分子结构磷脂的分子结构磷脂的分子结构磷脂的分子结构POOOO CH2CHCH2OOCCOOHR细胞膜的结构细胞膜的结构4 4、细胞膜的功能、细胞膜的功能B B、维持细胞内正常渗透压的功能;、维持细胞内正常渗透压的功能;A A、选择性的控制细胞内外的营养物质和代谢产物的运送选择性的控制细胞内外的营养物质和代谢产物的运送C C、、含含有有合合成成细细胞胞膜膜脂脂类类分分子子及及细细胞胞壁壁上上各各种种化化合合物物的的酶酶类类,,参与细胞膜及细胞壁的合成;参与细胞膜及细胞壁的合成; D D、、细细胞胞膜膜上上含含有有呼呼吸吸酶酶系系和和ATPATP合合成成酶酶;;是是原原核核生生物物细细胞胞产生能量的主要场所;产生能量的主要场所;E E、是鞭毛基体的着生部位,并可提供鞭毛旋转运动的能量;、是鞭毛基体的着生部位,并可提供鞭毛旋转运动的能量;F F、膜上某些蛋白受体与趋化性有关。
膜上某些蛋白受体与趋化性有关5 5、间体(中体,、间体(中体,mesosomemesosome))Ø功功能能::细细胞胞呼呼吸吸作作用用的的中中心心,,相相当当于于高高等等生生物物的的线线粒粒体体与与细胞壁合成、核质分裂、芽孢形成等有关细胞壁合成、核质分裂、芽孢形成等有关Ø定定义义::又又称称中中间间体体,,是是一一种种由由细细胞胞膜膜内内陷陷折折叠叠形形成成的的不不规规则则层状、管状或囊状结构,在层状、管状或囊状结构,在G G+ +细菌中较为明显细菌中较为明显6、古生菌细胞膜的独特性:、古生菌细胞膜的独特性:1))其其磷磷脂脂的的亲亲水水头头仍仍由由甘甘油油组组成成,,但但疏疏水水尾尾却却由由长长链链烃烃组组成成,,一一般般是是由由异异戊戊二烯的重复单位;二烯的重复单位;2 2))亲亲水水头头与与疏疏水水尾尾之之间间由由特特殊殊的的醚醚键键连连接接,,而而在在其其他他原原核核生生物物中中通通过过酯酯键键连连接;接;3 3)古生菌细胞膜中存在独特的单分子或单双分子层混合膜;)古生菌细胞膜中存在独特的单分子或单双分子层混合膜;4 4)甘油分子的)甘油分子的C3C3位上,可连接多种与真细菌和真核生物细胞膜不同的基团;位上,可连接多种与真细菌和真核生物细胞膜不同的基团;5 5)细胞膜上有多种独特脂类。
细胞膜上有多种独特脂类(三)细胞质及内含物(三)细胞质及内含物细细胞胞质质((cytoplasmcytoplasm))::是是细细胞胞膜膜内内除除核核区区外外的无色,透明,黏稠的胶状物质和一些内含物的无色,透明,黏稠的胶状物质和一些内含物贮贮藏藏物物::碳碳源源::聚聚-β--β-羟羟丁丁酸酸、、糖糖原原和和淀淀粉粉粒粒磷源:异染粒磷源:异染粒其其他:磁小体、羧酶体、气泡、质粒他:磁小体、羧酶体、气泡、质粒聚聚- -β-羟丁酸(羟丁酸(PHBPHB))碳源类贮藏物,具有贮藏能量、碳源和降低细胞内渗透压碳源类贮藏物,具有贮藏能量、碳源和降低细胞内渗透压等作用,因其具有无毒、可塑和易降解等特点,可用于合等作用,因其具有无毒、可塑和易降解等特点,可用于合成可降解性塑料和餐盒等成可降解性塑料和餐盒等紫硫细菌中硫颗粒紫硫细菌中硫颗粒磁细菌中磁小体漂浮在水面的藻青菌(气泡作用)(四)核区(四)核区(原核、核质体(原核、核质体,nuclear ,nuclear areaarea))l功功能能::携携带带细细菌菌等等原原核核生生物物绝绝大大多多数数的的遗遗传传信信息息,,是是细细菌菌生生长长发发育育、、新新陈陈代代谢和遗传变异的控制中心。
谢和遗传变异的控制中心l核核区区是是原原核核生生物物所所特特有有的的无无核核膜膜包包裹裹、、无无固固定定形形态态的的原原始始细细胞胞核核化化学学成成分分是是一一个个大大型型的的环环状状双双链链DNADNA分子(一)糖被(一)糖被(glycocalyx)1 1、、定定义义::是是包包被被于于某某些些细细胞胞壁壁外外的的一一层层厚厚度度不不定定的的透透明明胶胶状状物物质质成成分分一一般般为为多多糖糖,,少少数数是是蛋蛋白白质质或多肽,也有多糖与多肽复合型的或多肽,也有多糖与多肽复合型的 u根据糖被的形状和厚度的不同,将糖被分为荚膜根据糖被的形状和厚度的不同,将糖被分为荚膜或大荚膜、微荚膜、粘液层、菌胶团或大荚膜、微荚膜、粘液层、菌胶团细菌的特殊结构细菌的特殊结构荚膜荚膜((capsule))粘液层粘液层((slime layer))菌胶团菌胶团((zoogloea))2 2、荚膜功能:、荚膜功能: B B:贮藏养料:贮藏养料A A:保护作用:保护作用C C:作为透性屏障和离子交换系统:作为透性屏障和离子交换系统D D:表面附着作用:表面附着作用E E:细菌间的识别作用:细菌间的识别作用F F:堆积代谢废物:堆积代谢废物•应用:应用:Ø 鉴定菌种鉴定菌种Ø 提取葡聚糖提取葡聚糖Ø 提取黄原胶提取黄原胶Ø 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3 3、荚膜与生产实践的关系、荚膜与生产实践的关系n 危害:危害:在食品工业中产荚膜细菌可引起面包、在食品工业中产荚膜细菌可引起面包、牛奶、酒类和饮料等食品的黏性及发酵工业提取牛奶、酒类和饮料等食品的黏性及发酵工业提取困难。
困难1 1、定义:、定义:生长在某些细菌表面的长丝状、波曲型生长在某些细菌表面的长丝状、波曲型的蛋白质附属物,具有运动的功能的蛋白质附属物,具有运动的功能光学显微镜下所见到的鞭毛电镜下的鞭毛(二)鞭毛((二)鞭毛(flagellumflagellum))2 2、观察鞭毛的方法:、观察鞭毛的方法:电子显微镜直接电子显微镜直接电子显微镜直接电子显微镜直接观察观察观察观察半固体穿刺培养半固体穿刺培养半固体穿刺培养半固体穿刺培养光学显微镜观察(鞭毛光学显微镜观察(鞭毛光学显微镜观察(鞭毛光学显微镜观察(鞭毛染色)染色)染色)染色)从固体培养基上的菌落形态从固体培养基上的菌落形态判断判断3 3、结构:由基体、鞭毛钩和鞭毛丝三部分组成结构:由基体、鞭毛钩和鞭毛丝三部分组成革兰氏阳性菌与阴性菌鞭毛构造的区别革兰氏阳性菌与阴性菌鞭毛构造的区别 4、、鞭鞭毛毛的的生生理理功功能能是是运运动动,,这这是是原原核核生生物实现其趋性的最有效方式物实现其趋性的最有效方式正趋性:正趋性:负趋性:负趋性:生物向着高浓度方向运动生物向着高浓度方向运动趋化性趋化性趋光性趋光性趋氧性趋氧性趋磁性趋磁性运运动动方方向向趋性:生物体对其环境中的不同物理、化学或生趋性:生物体对其环境中的不同物理、化学或生物因子作有方向性的应答运动称为趋性。
物因子作有方向性的应答运动称为趋性环境因子性质环境因子性质n弧菌、螺菌类弧菌、螺菌类普遍着生鞭毛普遍着生鞭毛n在在杆杆菌菌中中,,假假单单胞胞菌菌都都长长有有端端生生鞭鞭毛毛,,其其余的有周生鞭毛或不长鞭毛余的有周生鞭毛或不长鞭毛n球球 菌菌 一一 般般 无无 鞭鞭 毛毛 ,, 仅仅 个个 别别 属属 如如Planococcus(动球菌属动球菌属)才长有鞭毛才长有鞭毛5 5、鞭毛的种类、鞭毛的种类端生丛毛菌单端鞭毛菌周毛菌鞭毛的不同旋转方式鞭鞭毛毛的的种种类类(三)菌毛((三)菌毛(fimbriafimbria)) 菌毛是一种长在细菌体表的纤细、中空、短直且数量较多的蛋菌毛是一种长在细菌体表的纤细、中空、短直且数量较多的蛋白类附属物,具有使菌体附着于物体表面上的功能白类附属物,具有使菌体附着于物体表面上的功能四)性毛((四)性毛(piluspilus))性毛又称性菌毛,构造和成分与菌毛相同,但比菌毛长,且每性毛又称性菌毛,构造和成分与菌毛相同,但比菌毛长,且每个细胞仅一至少数几根,具有向雌性菌株(受体菌)传递遗传个细胞仅一至少数几根,具有向雌性菌株(受体菌)传递遗传物质的作用物质的作用。
(五)芽孢((五)芽孢(SporeSpore))1 1、、定定义义::某某些些细细菌菌在在一一定定的的生生长长阶阶段段,,可可在在细细胞胞内内形形成成一一个个圆圆形形,,椭椭圆圆形形或或圆圆柱柱形形高高度度折折光光、、厚厚壁壁、、含含水水量量低低、、抗抗逆逆性性强强的的休休眠眠构构造造,,称称为为芽芽孢孢或或内内生生孢子(孢子(endosporeendospore)炭疽杆菌炭疽杆菌芽孢杆菌芽孢杆菌营养细胞:菌体在形成芽孢之前叫营养细胞或繁殖细营养细胞:菌体在形成芽孢之前叫营养细胞或繁殖细胞芽孢囊:含有芽孢的营养细胞叫芽孢囊芽孢囊:含有芽孢的营养细胞叫芽孢囊 产生芽孢的多为杆菌,主要是好氧芽孢杆菌属产生芽孢的多为杆菌,主要是好氧芽孢杆菌属和厌氧性梭状芽孢杆菌属,球菌中除芽孢微球菌属和厌氧性梭状芽孢杆菌属,球菌中除芽孢微球菌属外均不产生芽孢,螺旋菌中只有少数能产芽孢外均不产生芽孢,螺旋菌中只有少数能产芽孢2 2、芽孢的特性:、芽孢的特性:n含水量低、壁厚而致密,通透性差,不易着色含水量低、壁厚而致密,通透性差,不易着色n新陈代谢几乎停止,处于休眠状态。
新陈代谢几乎停止,处于休眠状态n一个芽孢萌发产生一个个体一个芽孢萌发产生一个个体n具具有有很很强强的的抗抗热热、、抗抗干干燥燥、、抗抗辐辐射射、、抗抗化化学学药药物能力3、、芽芽孢孢的的耐耐热热机机制制::渗渗透透调调节节皮皮层层膨膨胀胀学学说说及及芽芽孢孢含含有有营营养养细胞所没有的吡啶二羧酸钙盐学说细胞所没有的吡啶二羧酸钙盐学说渗透调节皮层膨胀学说:渗透调节皮层膨胀学说:芽孢衣对多价阳离子和水分的透性差,皮层的离子强度很高,芽孢衣对多价阳离子和水分的透性差,皮层的离子强度很高,皮层产生极高的渗透压夺取核心中的水分,结果核心高度失水皮层产生极高的渗透压夺取核心中的水分,结果核心高度失水,具有极强的耐热性具有极强的耐热性 4 4、研究芽孢的意义、研究芽孢的意义n细菌分类、鉴定中的重要形态学指标;细菌分类、鉴定中的重要形态学指标; n可提高产芽孢菌的筛选效率;可提高产芽孢菌的筛选效率; n为产芽孢菌的长期保藏提供方便;为产芽孢菌的长期保藏提供方便; n衡量各种消毒灭菌手段的重要指标;衡量各种消毒灭菌手段的重要指标;n某些芽孢菌形成芽孢的同时可产生伴孢晶某些芽孢菌形成芽孢的同时可产生伴孢晶体,可作为生物杀虫剂。
体,可作为生物杀虫剂5 5、伴胞晶体(、伴胞晶体(parasporal crystalparasporal crystal)) 伴伴胞胞晶晶体体::某某些些芽芽孢孢杆杆菌菌,,例例苏苏云云金金芽芽孢孢杆杆菌菌,,在在形形成成芽芽孢孢的的同同时时,,还还可可在在细细胞胞内内形形成成一一个个呈呈菱菱形形、、方方形形或不规则形的碱溶性蛋白晶体称伴胞晶体(或不规则形的碱溶性蛋白晶体称伴胞晶体(δδ内毒素)内毒素) 伴伴胞胞晶晶体体对对昆昆虫虫幼幼虫虫可可致致死死,,而而对对人人畜畜几几乎乎无无毒毒性性,,因此可作为生物杀虫剂因此可作为生物杀虫剂三、细菌的增殖三、细菌的增殖1 1、、定定义义::细细菌菌从从自自然然环环境境或或培培养养基基中中获获取取能能量量和和营营养养物物质质,,经经代代谢谢转转化化后后形形成成新新的的细细胞胞物物质质,,菌菌体体随随之之长长大大,,最最后后由由一一个个母母细细胞胞产产生生两两个个或或两两个个以以上上子子细胞的过程,称为增殖细胞的过程,称为增殖2 2、细菌增殖方式:、细菌增殖方式:Ø无性繁殖:裂殖无性繁殖:裂殖四、细菌的培养特征(群体形态)四、细菌的培养特征(群体形态)–细菌的菌落特征细菌的菌落特征–细菌的斜面培养特征细菌的斜面培养特征–细菌的半固体培养特征细菌的半固体培养特征–细菌的液体培养特征细菌的液体培养特征Ø是指细菌在培养基上所表现的群体形态和生长是指细菌在培养基上所表现的群体形态和生长情况,它是细菌分类鉴定的依据,包括:情况,它是细菌分类鉴定的依据,包括: 1 1、细菌的菌落特征、细菌的菌落特征Ø菌落(菌落(colonycolony):):在固体培养基的表面或深层在固体培养基的表面或深层由由一个活细胞繁殖一个活细胞繁殖起来,形成能为肉眼观察到起来,形成能为肉眼观察到的的子细胞群体堆积物子细胞群体堆积物叫菌落。
叫菌落Ø菌落的特征:菌落的特征:包包括括大大小小、、形形状状、、颜颜色色、、边边缘缘、、质质地地、、透透明明度度、、光光泽泽、、表面、湿润度等表面、湿润度等Ø意意义义::是是菌菌种种分分类类、、鉴鉴定定的的重重要要依依据据,,可可用用于于微微生生物的分离、纯化、鉴定、计数等物的分离、纯化、鉴定、计数等各各种种各各样样的的细细菌菌菌菌落落细菌菌落一般较湿润、光滑、粘稠、易挑取、质地均匀,细菌菌落一般较湿润、光滑、粘稠、易挑取、质地均匀,细菌菌落一般较湿润、光滑、粘稠、易挑取、质地均匀,细菌菌落一般较湿润、光滑、粘稠、易挑取、质地均匀,且正反面或边缘与中央颜色一致等且正反面或边缘与中央颜色一致等且正反面或边缘与中央颜色一致等且正反面或边缘与中央颜色一致等2 2、细菌的斜面培养特征、细菌的斜面培养特征Ø菌菌苔苔((lawnlawn))::由由多多个个同同种种细细胞胞密密集集接接种种长长成成的子细胞群体(大量的菌落连成一片构成菌苔)的子细胞群体(大量的菌落连成一片构成菌苔)Ø包包括括菌菌苔苔的的形形状状、、光光泽泽、、质质地地、、透透明明度度、、颜颜色色、、表面状况表面状况3 3、细菌的半固体培养特征、细菌的半固体培养特征——鉴定细菌的运动能力鉴定细菌的运动能力4 4、细菌的液体培养特征、细菌的液体培养特征 底底部部有有无无沉沉淀淀,,表表面面状状况况((有有无无菌菌膜膜或或菌菌环),混浊程度,有无气泡,色泽等。
环),混浊程度,有无气泡,色泽等菌膜菌膜菌沉淀菌沉淀均匀浑浊均匀浑浊对照对照第二节第二节 放线菌放线菌 放放线线菌菌是是一一类类具具有有丝丝状状分分枝枝细细胞胞和和无无性性孢孢子子的的G G+ +原原核核微微生生物物, ,由由于于菌菌落落呈呈放放射射状状而而得得名 主主要要存存在在于于含含有有机机质质丰丰富富的的中中性性或或偏偏碱碱性性的的土土壤壤中中能能产产生生大大量量的的、、种种类类繁繁多多的的抗抗生生素素有有的的放放线线菌菌能能引引起起人人和和动动植植物物病病害害,,使水和食品变味或破坏棉毛织品和纸张等使水和食品变味或破坏棉毛织品和纸张等一、放线菌的形态和结构一、放线菌的形态和结构1 1、放线菌个体形态及结构、放线菌个体形态及结构u放放线线菌菌的的菌菌体体由由分分枝枝菌菌丝丝组组成成,,菌菌丝丝大大多多无无隔隔膜膜,,为为单单细细胞胞多核多核的原核微生物的原核微生物G G+ + u菌菌丝丝根根据据形形态态和和功功能能不不同同可可分分为为以以下下三三个个结结构构::基基内内菌菌丝丝(营养菌丝)、气生菌丝、孢子丝(营养菌丝)、气生菌丝、孢子丝链霉菌的形态、结构模式图链霉菌的形态、结构模式图链霉菌的形态、结构模式图链霉菌的形态、结构模式图放线菌孢子丝类型放线菌孢子丝类型垂直垂直单轮单轮( (无螺无螺旋旋) )弯曲弯曲丛生丛生松环、初级松环、初级螺旋钩状螺旋钩状松螺旋松螺旋紧螺旋紧螺旋单轮单轮( (有螺旋有螺旋) )双轮双轮( (无螺旋无螺旋) )双轮双轮( (有螺旋有螺旋) )放线菌显微照片放线菌显微照片放线菌显微照片放线菌显微照片2 2、放线菌的培养特征、放线菌的培养特征((2 2)液体培养特征:)液体培养特征:Ø液液面面形形成成膜膜状状或或斑斑状状特特征征,,或或沉沉于于瓶瓶底底,,而而培培养养液清而不混。
若振荡培养,形成球状颗粒液清而不混若振荡培养,形成球状颗粒1 1)放线菌的)放线菌的菌落特征菌落特征Ø致致密密、、干干燥燥、、多多皱皱、、小小而而不不蔓蔓延延、、不不易易挑挑起起,,表表面成絮状、粉末状或颗粒状,有放射状沟纹面成絮状、粉末状或颗粒状,有放射状沟纹放线菌放线菌菌落菌落二、放线菌的繁殖二、放线菌的繁殖 主主要要通通过过无无性性孢孢子子进进行行繁繁殖殖,,亦亦能能通通过过断断裂裂的菌丝进行繁殖(菌丝片段都有繁殖的功能)的菌丝进行繁殖(菌丝片段都有繁殖的功能) 主要形式:主要形式:横隔孢子横隔孢子孢囊孢子孢囊孢子分生孢子分生孢子三、放线菌的代表属三、放线菌的代表属2 2、、诺诺卡卡氏氏菌菌属属((NocardiaNocardia ))::例例::对对结结核核分分枝枝杆杆菌菌和和麻麻疯分枝杆菌有特效的利福霉素,是由诺卡氏菌属产生的疯分枝杆菌有特效的利福霉素,是由诺卡氏菌属产生的3 3、、放放线线菌菌属属((ActinomycesActinomyces))::多多为为致致病病菌菌,,可可引引起起人人畜畜疾疾病病如如衣衣氏氏放放线线菌菌寄寄生生于于人人体体,,可可引引起起后后颚颚骨骨肿肿瘤瘤和和肺肺部感染。
牛型放线菌可引起牛后颚肿瘤牛型放线菌可引起牛后颚肿瘤4 4、、小小单单孢孢菌菌属属((MicromonosporaMicromonospora))::庆庆大大霉霉素素,,由由降降红红小小单孢菌和棘孢小单孢菌产生单孢菌和棘孢小单孢菌产生5 5、、链链孢孢囊囊菌菌属属((StreptosporangiumStreptosporangium))::部部分分种种属属可可产产生生广广谱谱抗抗生生素素例例::粉粉红红链链孢孢囊囊菌菌产产生生的的多多霉霉素素可可抑抑制制细细菌菌、、病病毒毒和和肿肿瘤瘤绿绿灰灰链链孢孢囊囊菌菌产产生生的的绿绿菌菌素素对对细细菌菌、、霉霉菌菌和和酵酵母菌均有作用母菌均有作用1 1、、链链霉霉菌菌属属((StreptomycesStreptomyces ))::放放线线菌菌产产生生的的各各种种抗抗生生素中有素中有90%90%是链霉菌属产生例:链霉素、红霉素、土霉素是链霉菌属产生例:链霉素、红霉素、土霉素第三节第三节其他原核微生物其他原核微生物一、蓝细菌一、蓝细菌•定定义义::是是一一类类进进化化历历史史悠悠久久、、革革兰兰氏氏染染色色阴阴性性、、无无鞭鞭毛毛、、含含叶叶绿绿素素a((但但不不形形成成叶叶绿绿体体))、、能能进进行行产产氧氧性性光光合合作作用用的的大大型型原原核核生生物物。
裂裂殖殖方方式式繁殖n几种特化形式:几种特化形式:异形胞、静息孢子、链丝段、内孢子异形胞、静息孢子、链丝段、内孢子n重重要要性性::多多数数能能固固氮氮、、能能进进行行产产氧氧性性光光合合作作用用、、有有“先先锋锋生生物物”之之美美称称、、有有的的种种类类能能食食用用((螺螺旋旋藻藻)),,有的可引起水体富营养化有的可引起水体富营养化费氏蓝细菌费氏蓝细菌费氏蓝细菌费氏蓝细菌鱼腥蓝细鱼腥蓝细鱼腥蓝细鱼腥蓝细菌菌菌菌粘杆蓝细菌粘杆蓝细菌粘杆蓝细菌粘杆蓝细菌异形胞:是存在于丝状生异形胞:是存在于丝状生异形胞:是存在于丝状生异形胞:是存在于丝状生长种类中的形大、壁厚、长种类中的形大、壁厚、长种类中的形大、壁厚、长种类中的形大、壁厚、具有固氮功能的细胞,数具有固氮功能的细胞,数具有固氮功能的细胞,数具有固氮功能的细胞,数目少而不定,位于链间或目少而不定,位于链间或目少而不定,位于链间或目少而不定,位于链间或末端末端末端末端静息孢子:是一种长在细胞链中间静息孢子:是一种长在细胞链中间静息孢子:是一种长在细胞链中间静息孢子:是一种长在细胞链中间或末端的形大、壁厚、色深的休眠或末端的形大、壁厚、色深的休眠或末端的形大、壁厚、色深的休眠或末端的形大、壁厚、色深的休眠细胞,富含贮藏物,能抵御干旱等细胞,富含贮藏物,能抵御干旱等细胞,富含贮藏物,能抵御干旱等细胞,富含贮藏物,能抵御干旱等不良环境。
不良环境不良环境不良环境水体富营养化水体富营养化螺旋藻保健品螺旋藻保健品螺螺旋旋藻藻二、支原体:二、支原体:是一类无细胞壁、介于独立生活和细胞内寄是一类无细胞壁、介于独立生活和细胞内寄生生活间的最小型原核生物生生活间的最小型原核生物支原体的直径约为支原体的直径约为150150--300nm300nm缺乏细胞壁缺乏细胞壁“油煎蛋油煎蛋”状菌落(状菌落(0.1-1.0mm0.1-1.0mm))二等分裂二等分裂能在人工培养基上独立生长能在人工培养基上独立生长具有氧化型或发酵型的产能代谢具有氧化型或发酵型的产能代谢, ,在好氧或厌氧条件下生长在好氧或厌氧条件下生长对能与核糖体、细胞膜结合的表面活性剂、抗生素敏感对能与核糖体、细胞膜结合的表面活性剂、抗生素敏感 三、立克次氏体:三、立克次氏体:是一类专性寄生于真核细胞内的是一类专性寄生于真核细胞内的G G- -原核生物原核生物(是落基山斑疹伤寒的病原体是落基山斑疹伤寒的病原体原核,原核,G G- -只能寄生于真核细胞体内(多用鸡胚培养)只能寄生于真核细胞体内(多用鸡胚培养)无滤过性无滤过性( (µm)细胞形态多变细胞形态多变有不够完整的产能代谢途径有不够完整的产能代谢途径基因组基因组1.1Mb,8341.1Mb,834个基因(个基因(9898年年1111月公布)月公布)四、衣原体1.1.有细胞构造,有核糖体有细胞构造,有核糖体4.4.有不完整的酶系统,尤其缺乏产能代谢的酶系统有不完整的酶系统,尤其缺乏产能代谢的酶系统是一类在真核细胞内营专性能量寄生的小型是一类在真核细胞内营专性能量寄生的小型是一类在真核细胞内营专性能量寄生的小型是一类在真核细胞内营专性能量寄生的小型G G G G- - - -原核生物。
原核生物原核生物原核生物7.7.用鸡胚卵黄囊膜、小白鼠腹腔、或用鸡胚卵黄囊膜、小白鼠腹腔、或HeLaHeLa细胞培养细胞培养特点:特点:特点:特点:本章小结本章小结•1 1、原核微生物可粗分为、原核微生物可粗分为““三菌三菌””和和““三体三体”6”6个大类,个大类,即细菌、放线菌、蓝细菌以及支原体、立克次氏体和衣即细菌、放线菌、蓝细菌以及支原体、立克次氏体和衣原体•2 2、原核微生物的共同特征是细胞细小,核结构原始,、原核微生物的共同特征是细胞细小,核结构原始,无核膜包裹,细胞壁含特殊的肽聚糖,细胞内无细胞器无核膜包裹,细胞壁含特殊的肽聚糖,细胞内无细胞器分化通过革兰氏染色可把所有原核微生物分为分化通过革兰氏染色可把所有原核微生物分为G+G+和和G-G-两大类,此染色法在分类上有重要的理论和实践意义两大类,此染色法在分类上有重要的理论和实践意义•3 3、原核微生物的共同结构有细胞壁(支原体例外)、、原核微生物的共同结构有细胞壁(支原体例外)、细胞膜、细胞质、核区和各种内含物等,部分种类的细细胞膜、细胞质、核区和各种内含物等,部分种类的细胞壁外还有糖被(荚膜、粘液层)、鞭毛、菌毛和芽孢胞壁外还有糖被(荚膜、粘液层)、鞭毛、菌毛和芽孢等特殊结构。
等特殊结构思考题思考题1 1、、名名词词解解释释::壁壁膜膜间间隙隙((周周质质空空间间))、、芽芽孢孢、、伴伴孢孢晶晶体体、、鞭鞭毛毛、、支支原原体体、、原原生生质质体体、、L L--细细菌菌、、球球状状体体、、异异形形胞胞、、静息孢子、菌落静息孢子、菌落2 2、细菌的基本形态有哪些?细菌大小的表示方法细菌的基本形态有哪些?细菌大小的表示方法3 3、、细细菌菌的的基基本本结结构构和和特特殊殊结结构构都都包包括括那那些些??((或或试试绘绘出出细菌细胞构造模式图,并注明一般结构和特殊结构细菌细胞构造模式图,并注明一般结构和特殊结构4 4、简述细菌细胞壁的结构和功能简述细菌细胞壁的结构和功能5 5、、革革兰兰氏氏阳阳性性细细菌菌与与革革兰兰氏氏阴阴性性细细菌菌细细胞胞壁壁在在化化学学组组成成和结构方面有哪些异同和结构方面有哪些异同。





