第二章原核微生物
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第二章 原核微生物a
特点：厚度较G+细菌薄，层次较多,成分较复杂,肽 聚糖层很薄(仅2～3 nm),故机械强度较G+细菌弱。
肽聚糖 外膜
周质空间
革兰氏阴性细菌的细胞壁
革 兰 氏 阴 性 细 菌
内壁层（肽聚糖层）
脂蛋白层
外膜 脂多糖层 （LPS）
O—抗原侧链
核心多糖 类脂A（内毒素的物 质基础）
注：脂多糖是革兰氏阴性细菌细胞外壁层的主要成 分，也是革兰氏阴性细菌细胞壁中独有的成分。
长度单位：微米(μm) 表示：
球菌：直径 杆菌：直径×长 螺菌：直径×长(螺距)
细菌的大小范围
0.5 ~ 1 mm （直径）
0.2 ~ 1 mm （直径）× 1 ~ 80 mm（长度） 0.3 ~ 1 mm （直径）× 1 ~ 50 mm（长度）
(长度是菌体两端点之间的距离，而非实际长度)
（二）大小
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(Micrococcus ureae)
双球菌(diplococcus)
细胞沿一个平面分裂，
新个体成对排列。
如肺炎双球菌(Diplococcus pneumoniae)
链球菌(coccus)
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。
革兰氏染色
革兰氏阴性细菌
革兰氏染色过程
涂片固定 结晶紫初染 碘液媒染 乙醇脱色
结果:阳性菌——紫色 阴性菌——红色
番红复染
革兰氏染色 1、用碱性染料结晶紫对菌液涂片进行初染 2、用碘溶液进行媒染，其作用是提高染料和细 胞间的相互作用从而使二者结合得更牢固。 3、用乙醇或丙酮冲洗进行脱色。在经历脱色后 仍将结晶紫保留在细胞内的为革兰氏阳性细 菌，而革兰氏阴性细菌的结晶紫被洗掉，细 胞呈无色。 4、用一种与结晶紫具有不同颜色的碱性染料对 涂片进行复染。例如沙黄，它使原来无色的 革兰氏阴性细菌最后呈现桃红到红色，而革 兰氏阳性细菌继续保持深紫色
肽聚糖 外膜
周质空间
革兰氏阴性细菌的细胞壁
革 兰 氏 阴 性 细 菌
内壁层（肽聚糖层）
脂蛋白层
外膜 脂多糖层 （LPS）
O—抗原侧链
核心多糖 类脂A（内毒素的物 质基础）
注：脂多糖是革兰氏阴性细菌细胞外壁层的主要成 分，也是革兰氏阴性细菌细胞壁中独有的成分。
长度单位：微米(μm) 表示：
球菌：直径 杆菌：直径×长 螺菌：直径×长(螺距)
细菌的大小范围
0.5 ~ 1 mm （直径）
0.2 ~ 1 mm （直径）× 1 ~ 80 mm（长度） 0.3 ~ 1 mm （直径）× 1 ~ 50 mm（长度）
(长度是菌体两端点之间的距离，而非实际长度)
（二）大小
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(Micrococcus ureae)
双球菌(diplococcus)
细胞沿一个平面分裂，
新个体成对排列。
如肺炎双球菌(Diplococcus pneumoniae)
链球菌(coccus)
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。
革兰氏染色
革兰氏阴性细菌
革兰氏染色过程
涂片固定 结晶紫初染 碘液媒染 乙醇脱色
结果:阳性菌——紫色 阴性菌——红色
番红复染
革兰氏染色 1、用碱性染料结晶紫对菌液涂片进行初染 2、用碘溶液进行媒染，其作用是提高染料和细 胞间的相互作用从而使二者结合得更牢固。 3、用乙醇或丙酮冲洗进行脱色。在经历脱色后 仍将结晶紫保留在细胞内的为革兰氏阳性细 菌，而革兰氏阴性细菌的结晶紫被洗掉，细 胞呈无色。 4、用一种与结晶紫具有不同颜色的碱性染料对 涂片进行复染。例如沙黄，它使原来无色的 革兰氏阴性细菌最后呈现桃红到红色，而革 兰氏阳性细菌继续保持深紫色
微生物学 第二章 原核生物
②磁小体(magnetosome): 成分为F3O4,外有一层磷脂、蛋白质或糖蛋白包裹， 具导向功能。
链状排列的磁性颗粒
分离的磁小体
趋磁水生螺菌 (Acuaspirillum magnetotacticum) 电镜照片 磁细菌在磁场中做波状迁移
③羧酶体（carboxysome）存在于一些自养细菌胞内的多角形或六角形内含物， 内含1，5二磷酸核酮糖羧化酶，是自养细菌固定二氧化碳的场所 。存在于硫 杆菌属（Thiobacillus）、贝日阿托氏菌属（Beggiatoa）、硝化细菌 和一些蓝细菌中。图示硫杆菌的羧酶体
(二) 细胞质膜（cytoplasmic membrane）
特点: 1.原核微生物的细胞膜一般不含胆固醇等甾醇 （支原体 除外） ，这一点与真核生物明显不同。多烯类抗生素因 可破坏含甾醇的细胞质膜，故可抑制支原体和真核生 物，但对其他的原核生物则无抑制作用。 2. 很多革兰氏阳性细菌可由细胞质膜内褶而形成囊 状构造-间体（mesosome） ，其中充满着层状或管状 的泡囊。间体与某些酶如青霉素酶的分泌有关，还可 能与DNA的复制、分配以及与细胞分裂有关。
糖被的主要成分：多糖、多肽或蛋白质，尤以多糖居多。
糖被的功能：①保护作用：其上大量极性基团可保护菌体免 受干旱损伤或防止噬菌体的吸附和裂解；一些动物致病菌的荚 膜还可保护它们免受宿主白细胞的吞噬，例如肺炎克雷伯氏菌 ( Klebsiella pneumoniae)的荚膜既可使其粘附于人体呼吸道并 定植，又可防止白细胞的吞噬；②贮藏碳源和能源养料，以备 营养缺乏时重新利用；③作为透性屏障或(和)离子交换系统，可 保护细菌免受重金属离子的毒害；④表面附着作用，例如引起 龋齿的唾液链球菌(Streptococcus salivarius)会分泌一种己糖 基转移酶，使蔗糖转变成果聚糖，从而使细菌牢牢粘附于牙齿 表面，可腐蚀牙表珐琅质层并引起龋齿；⑤细菌间的信息识别 作用;⑥堆积代谢废物。
第二章原核微生物的详解2
第二章原核微生物一、名词解释1、荚膜：一些细菌在其细胞表面分泌的、把细胞壁完全包围封住的一种粘性物质，一般成分为多糖，少数为多肽或多糖与多肽的复合物。
荚膜具有保护、贮藏、附着和堆积代谢废物等生理功能。
2、芽孢：某些细菌在它的生活史中的某个阶段或某些细菌遇到不良环境时，在其细胞内形成的一个圆形或椭圆形、厚壁、含水量低、抗逆（抗热、抗药物、抗辐射等）极强的内生休眠孢子。
产芽孢的细菌主要有好氧的芽孢杆菌属和厌氧的梭菌属。
3、鞭毛：由细胞质膜上的鞭毛基粒长出的穿过细胞壁神像体外的一条纤细的波浪状的丝状物。
4、菌落：由一个细菌繁殖起来的，由无数细菌组成具有一定形态特征的细菌集团。
5、菌苔：细菌在斜面培养基接种线上长成的一片密集的细菌群落。
6、丝状菌：细菌的一种形态，分布在水生境、潮湿土壤和活性污泥中，由柱状或椭圆状的细菌细胞连接在一起，外围有鞘。
如铁细菌，丝状硫细菌等。
7、菌胶团：有些细菌由于其遗传特性决定，细菌之间按一定的排列方式互相黏集在一起，被一个公共荚膜包围形成一定形状的细菌集团叫菌胶团。
8、衣鞘：球衣菌属、纤发菌属、发硫菌属、亮发菌属、泉发菌属等丝状体表面的粘液层或荚膜硬质化，形成一个透明坚韧的空壳，叫衣鞘。
9、黏液层：有些细菌的表面分泌的黏性的疏松地附着在细菌细胞壁表面上的，与外界没有明显边缘的多糖。
二、选择题1.革兰氏阴性菌细胞壁的⑤成分比阳性菌高。
①肽聚糖②磷壁酸③类脂质④蛋白质⑤类脂质和蛋白质2. ②可作为噬菌体的特异性吸附受体，且能贮藏磷因素。
①脂多糖②磷壁酸③质膜④葡聚糖3. 噬菌体属于病毒类别中的①。
①微生物病毒②昆虫病毒③植物病毒④动物病毒4. 下列微生物中，属于革兰氏阴性菌的是①。
①大肠杆菌②金黄色葡萄球菌③芽孢杆菌④枯草杆菌5. 革兰氏阳性菌对青霉素②。
①不敏感②敏感③无法判断6. 聚－β－羟丁酸可用④染色。
①碘液②伊红③美蓝④苏丹黑7. 属于细菌细胞基本结构的为②。
①荚膜②细胞壁③芽胞④鞭毛8. 原核微生物细胞核糖体大小为③。
第二章原核微生物
第二章：原核微生物真核微生物：有细胞核，有核膜，核仁，有染色体〔DNA〕原核微生物：是指一大类仅含有一个DNA分子的原始核区,而无核膜包裹的原始单细胞微生物。
无核膜、核仁，无染色体。
属于原核微生物的有：细菌，放线菌，立克次氏体，支原体，衣原体，兰细菌。
古细菌：20世纪70年代发现，在极端环境下的古老微生物。
古核细胞〔古核生物、古细菌、原细菌〕是20世纪80年代出现的名称。
古细菌：是一些生长在极端特不环境中的细菌，过往回属于原核细胞。
回属缘故：〔1〕形态、结构、DNA结构和根基生活方式与原核细胞相似。
〔2〕其16SrRNA与原核生物相差特别远。
〔产甲烷细菌〕种类：100多种，在特不环境中生活与人类关系不大。
〔高温、高盐〕第一节：细菌是一大类群结构简单、种类繁多、要紧以二分分裂法生殖和水生性较强的单细胞原核微生物。
一、细菌的形态与结构（一）细菌细胞形态1、细菌的大小：在显微镜下用测微尺测量，单位是：μm1〕球菌：测量直径，一般为：Φ=0.5-2μm2〕杆菌：测长度和宽度，一般为：长1-5μm，宽0.5-1μm表示方法：长×宽，即：1-5×μm3）旋菌：测量长度及宽度，在一定条件培养大小对比稳定。
细菌形态及大小受培养温度、时刻、培养基组成及浓度的碍事，也受染色方法等碍事，因此同一菌种在不同时期、形态、大小不同。
因此，同一菌种在同时期、不同培养条件其形态、大小不同。
2.细菌细胞的根基形态和排列方式外形〔细菌的根基形态〕1〕杆菌：细胞呈杆状或圆柱状〔短的：近似球形。
长的：呈丝状。
〕①数量：细菌中种类最多。
②长短：短的近似球形，长的呈丝状。
③两端：平齐〔如：炭疸芽孔杆菌〕，稍尖〔如：鼠疫巴斯德菌〕④菌体：有的直，有的弯排列方式：单个，链状，栅栏状，八字形。
多数分散存在。
如：E。
coli，少特不形态：链状——链杆菌。
2〕球菌：菌体呈球形或扁球形〔近似球形〕①单球菌：只有一个分裂面，分裂后细胞分散独立存在。
环境工程微生物学第二章-原核微生物(2)
（三）细胞的结构
3、细胞质和内含物
5）气泡（gas vocuoles）
（三）细胞的结构
3、ห้องสมุดไป่ตู้胞质和内含物
6）核糖体（ribosome）
略
（三）细胞的结构
4、核区（nuclear region or area）
原核生物所特有的无核膜结构、无固定形态的原始细胞核
（三）细胞的结构
4、核区（nuclear region or area）
核心部分的细胞质却变得高度失水， 因此，具极强的耐热性。
渗透调节皮层膨胀学说
5、特殊的休眠构造——芽孢 6）伴孢晶体（parasporal crystal）
（三）细胞的结构
少数芽孢杆菌，例如苏云金芽孢杆菌(Bacillus thuringiensis)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。
专性好氧的盐杆菌属（Halobacterium）的细菌，却生活在含氧极少的饱 和盐水中，它们细胞中气泡显著，其作用被认为是使菌体浮于盐水表面， 以保证细胞更接近空气。 有些厌氧性光和细菌利用气泡集中在水下10-30米深处，这样既能吸收适宜 的光线和营养进行光和作用，又可以避免直接与氧接触。
蓝细菌生长时依靠细胞内的气泡而漂浮于湖水表面，并随风聚集成块，常使 湖内出现“水花”。
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。
由含精氨酸和天冬氨 酸残基（1:1）的分枝 多肽所构成，分子量 在25000～125000。
3、细胞质和内含物
2）贮藏物(reserve materials)：
⑤硫粒（sulfur globules） 很多真细菌在进行产能代谢或生物合成时，常涉及对还原性 的硫化物如H2S，硫代硫酸 盐等的氧化。 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。 当环境中环境中还原性硫缺 乏时，可被细菌重新利用。
第二章原核微生物1古菌
1984年《伯杰氏系统细菌学手册》5大群：产甲烷古 菌、古生硫酸盐还原菌、极端嗜盐古菌、无细胞壁古 细菌、极端嗜热的代谢硫古细菌。
2001年，古细菌域分类为泉古生菌门和广古生菌门。
（一）泉古生菌门
大多数泉古生菌极端嗜热、嗜酸，代谢硫。 大多生长在含硫地热水或土壤中。
其下有1纲3目、5科、22属，其代表属特征 见表2－1。
三、环境保护和环境工程领域研究古菌的意义
极端微生物对极端环境有很强的适应性和需要性，对 极端微生物基因组的研究有助于从分子水平研究极限 条件下微生物的适应性，加深对生命本质的认识。
环境工程中，在处理极端废水时，都要事先将极端废 水调整到合适的范围后再进行微生物处理。目前如果 缺少这些过程，往往不能获得满意的处理效果。
•嗜酸菌属也无细胞壁，质膜外有S层其形原菌呈不规则类球形，G-菌，由
蛋白亚单位组成细胞壁 极端嗜热，厌氧菌
⑤嗜热嗜酸菌
包括古生硫酸还原菌和极端嗜热菌 特点是：专性嗜热，好氧、兼性或严格厌氧，
G-菌，杆状，丝状或球状，最适生长温度在 70～105℃之间，嗜酸性和嗜中性，自氧或 异氧生长。大多数种是硫代谢菌。
2－4
产甲烷菌的细胞结构： 有细胞封套（包括细胞壁、表面层、鞘和
荚膜）、细胞质膜、原生质和核质。 产甲烷菌分为革兰氏阳性菌和革兰氏阴性
菌。
产甲烷菌的培养方法：
由于产甲烷菌是严格厌氧的，其分离和培 养等要求特殊的环境和方法。如厌氧的培养条 件、厌氧的操作条件（如厌氧手套箱）。
在环境工程中，产甲烷菌具有特殊的意义。 在厌氧条件下，产甲烷菌与其他菌（水解菌、 产酸菌等）共同作用，将有机物转化为甲烷， 这就是所谓的“沼气发酵”。
在这种喜欢盐分的方形细菌被发现２０多年后， 科学家最近终于在实验室中成功培养了它，方形细菌 还对氯化镁有极强耐受力。太阳系的一些天体如木星 的卫星木卫二和木卫三上，有着氯化镁含量很高的盐 水。研究方形细菌有可能为在这些天体上寻找生命提 供线索。
2001年，古细菌域分类为泉古生菌门和广古生菌门。
（一）泉古生菌门
大多数泉古生菌极端嗜热、嗜酸，代谢硫。 大多生长在含硫地热水或土壤中。
其下有1纲3目、5科、22属，其代表属特征 见表2－1。
三、环境保护和环境工程领域研究古菌的意义
极端微生物对极端环境有很强的适应性和需要性，对 极端微生物基因组的研究有助于从分子水平研究极限 条件下微生物的适应性，加深对生命本质的认识。
环境工程中，在处理极端废水时，都要事先将极端废 水调整到合适的范围后再进行微生物处理。目前如果 缺少这些过程，往往不能获得满意的处理效果。
•嗜酸菌属也无细胞壁，质膜外有S层其形原菌呈不规则类球形，G-菌，由
蛋白亚单位组成细胞壁 极端嗜热，厌氧菌
⑤嗜热嗜酸菌
包括古生硫酸还原菌和极端嗜热菌 特点是：专性嗜热，好氧、兼性或严格厌氧，
G-菌，杆状，丝状或球状，最适生长温度在 70～105℃之间，嗜酸性和嗜中性，自氧或 异氧生长。大多数种是硫代谢菌。
2－4
产甲烷菌的细胞结构： 有细胞封套（包括细胞壁、表面层、鞘和
荚膜）、细胞质膜、原生质和核质。 产甲烷菌分为革兰氏阳性菌和革兰氏阴性
菌。
产甲烷菌的培养方法：
由于产甲烷菌是严格厌氧的，其分离和培 养等要求特殊的环境和方法。如厌氧的培养条 件、厌氧的操作条件（如厌氧手套箱）。
在环境工程中，产甲烷菌具有特殊的意义。 在厌氧条件下，产甲烷菌与其他菌（水解菌、 产酸菌等）共同作用，将有机物转化为甲烷， 这就是所谓的“沼气发酵”。
在这种喜欢盐分的方形细菌被发现２０多年后， 科学家最近终于在实验室中成功培养了它，方形细菌 还对氯化镁有极强耐受力。太阳系的一些天体如木星 的卫星木卫二和木卫三上，有着氯化镁含量很高的盐 水。研究方形细菌有可能为在这些天体上寻找生命提 供线索。
第二章 原核微生物
11
细菌的大小 细菌的大小测量单位是μm
12
大小的测量方法
显微镜测微尺
显微照相后根据放大倍数进行测算
13
细菌的大小以微米（µm）计。 多数球菌的大小（直径）为0.5～2.0 µm； 杆菌（长×宽）为（1～5）×（0.5～1.0）µm； 螺旋菌（宽度×弯曲长度）为（0.25～1.7）×（2～ 60）µm；
49
由于芽孢具有上述本领，可以对不良环境：高温、干 燥、光线、化学药物有很强的抵抗力。例如： 细菌的营养细胞在70～80℃时10min就会死亡，可芽孢 在120～140℃时可生存几个小时。
特殊结构
鞭毛
螺旋丝
细胞壁结构 细胞膜功能 细胞壁功能
一般构造： 钩型鞘
基体
G﹣细菌鞭毛
螺旋丝
钩型鞘 L-环 外膜 外膜 P-环 肽聚糖 S-环
80%。
细胞质的主要成分为核糖体、内含颗粒、拟核、多 种酶类和中间代谢物、各种营养物等。
31
细胞质内含物 核糖体
核糖体是细胞质中的一种核糖、核蛋白的颗粒状物质 由核糖核酸RNA(60%)和蛋白质(40%)组成，常以游离 状态或多聚核糖状态分布于细胞质中。它是蛋白质的 合成场所。
32
细胞质内含物 内含颗粒
④膜上含有进行能量代谢的酶系，在细胞质膜上进行物 质代谢和能量代谢，是细胞的产能场所；
⑤细胞质膜上有鞭毛基粒，是鞭毛基体的着生部位和鞭 毛旋转的供能部位 ⑥ 维持细胞内正常渗透压。
30
细胞质和内含物
细胞质
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。含水量约
A
（3）脱色（95%乙醇10-20S）
A
细菌的大小 细菌的大小测量单位是μm
12
大小的测量方法
显微镜测微尺
显微照相后根据放大倍数进行测算
13
细菌的大小以微米（µm）计。 多数球菌的大小（直径）为0.5～2.0 µm； 杆菌（长×宽）为（1～5）×（0.5～1.0）µm； 螺旋菌（宽度×弯曲长度）为（0.25～1.7）×（2～ 60）µm；
49
由于芽孢具有上述本领，可以对不良环境：高温、干 燥、光线、化学药物有很强的抵抗力。例如： 细菌的营养细胞在70～80℃时10min就会死亡，可芽孢 在120～140℃时可生存几个小时。
特殊结构
鞭毛
螺旋丝
细胞壁结构 细胞膜功能 细胞壁功能
一般构造： 钩型鞘
基体
G﹣细菌鞭毛
螺旋丝
钩型鞘 L-环 外膜 外膜 P-环 肽聚糖 S-环
80%。
细胞质的主要成分为核糖体、内含颗粒、拟核、多 种酶类和中间代谢物、各种营养物等。
31
细胞质内含物 核糖体
核糖体是细胞质中的一种核糖、核蛋白的颗粒状物质 由核糖核酸RNA(60%)和蛋白质(40%)组成，常以游离 状态或多聚核糖状态分布于细胞质中。它是蛋白质的 合成场所。
32
细胞质内含物 内含颗粒
④膜上含有进行能量代谢的酶系，在细胞质膜上进行物 质代谢和能量代谢，是细胞的产能场所；
⑤细胞质膜上有鞭毛基粒，是鞭毛基体的着生部位和鞭 毛旋转的供能部位 ⑥ 维持细胞内正常渗透压。
30
细胞质和内含物
细胞质
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。含水量约
A
（3）脱色（95%乙醇10-20S）
A
微生物 第二章 原核微生物的形态、构造与功能-2
第 二 章 原 核 微 生 物 形 态
肽聚糖的交联及其局部放大
四肽之间有一甘氨酸五肽桥
第 二 章 原 核 微 生 物 形 态
细胞壁肽聚糖肽桥连接细节 纵向：四肽链，横向：五肽桥
肽桥的氨基端与前一肽聚糖单体肽尾中的第 四氨基酸—D-丙氨酸的羧基相连接，而它的羧基端 则与后一肽聚糖单体肽尾中的第三个氨基酸碱性氨 基酸L-赖氨酸的氨基相连接，从而使前后两个肽聚 糖单体交联起来。 目前所知的肽聚糖已超过100种，在这一“肽 聚糖的多样性”中，主要的变化发生在肽桥上。
完全地与膜连接而且贯穿全膜的蛋白， 所以这些蛋白在此区域中有疏水性氨基 酸埋藏在脂中。
第 二 章 原 核 微 生 物 形 态
外周蛋白(peripheral proteins)是由于磷脂带正电荷 极性头，只是通过电荷作用与膜松散连接的一类， 用盐溶液洗涤可以从纯化的膜上除去，这些蛋白 往往具有酶促作用。 脂类和蛋白质均在运动，而且是彼此之间相对运 动。这就是液态镶嵌模式的细胞膜结构模型。 脂双分子层：细胞膜由含有亲水区域的和疏水区 域的两亲性分子磷脂组成。在膜中磷脂以双分子 层排列，极性头部亲水区指向膜的外表面，而其 疏水区脂肪酸的尾部指向膜的内层。结果，膜对 于大分子或电荷高的分子成为一个选择渗透屏障， 它们不易通过磷脂双分子的疏水性内层。
（2）参与细胞壁、糖被合成
细胞质膜上有合成细胞壁和形成横隔膜组分的酶。
第 二 章 原 核 微 生 物 形 态
（3）参与呼吸作用等
膜内陷形成的中间体含有细胞色素，中间体 与染色体和细胞的分裂有关，还为DNA提供 附着点。
(4)参与物质代谢和能量代谢
细胞质膜上有琥珀酸脱氢酶、NADH脱氢酶、 细胞色素氧化酶、电子传递系统、氧化磷酸 化酶及腺苷三磷酸酶(ATPase)。
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各种排列方式的球菌只是它的一个 “种”的特征，具体到某种特定细菌 的细胞，并不一定完全按照特定方式 排列，只是特征性排列方式占优势。
细菌是单细胞生物,不管何种排列方式，其 中的每一个细胞都是一个独立的生活个体。
6
螺旋状的细菌称为螺旋菌。
根据其弯曲情况分为：
螺菌
弧菌（vibrio)：螺旋不满一圈，菌弧体呈弧形或逗号形
41
区分新老菌胶团 新生的菌胶团：颜色较浅，无色透明，有旺盛的生 命力，氧化分解有机物的能力强。 老化的菌胶团：吸附了许多杂质，颜色较深，看不 到细菌单体，像一团烂泥似的，生命力较差。
42
有些细菌产生的荚膜对人类是有益的，有些是有 害的，比如引起龋齿的唾液链球菌，变异链球菌等会 将蔗糖转化为果聚糖，是一种荚膜物质，使细菌易于 黏附于牙齿表面，细菌发酵产生乳酸，腐蚀牙齿珐琅 质，造成龋齿。（2）食品放久了会发粘，拉丝
细胞壁的功能:
1、保护原生质体; 2、决定细菌的基本形态； 3、决定了革兰氏染色的性质；4、具有分子筛
作用（屏障作用）阻拦大分子物质进入细胞。 5、为鞭毛运动提供支点；
23
（二）原生质体
1、 细胞膜（Cytoplasmic membran) （1）细胞膜的位置 （2）细胞膜的作用 （3）细胞膜的结构和化学成分
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，
功能：负载遗传信息,决定主
要性状。
35
质粒：细菌染色体外的遗传物质，由共价闭合环状双链
DNA分子组成．
质粒的特点：
内壁层：紧贴胞膜, 1—2层肽聚糖分子,占
细胞壁干重5— 10%,无磷壁酸。
20
革兰氏阳性细菌与革兰氏阴性细菌细
胞壁成分比较
成分 肽聚糖
★共有组分— 占肽细聚胞糖壁干重的%
★革特兰有氏组阳分性—细G菌＋
磷壁酸 革兰氏阴性细菌
Gˉ 脂多糖
含量很高 (30~75) 含量很低(5~10)
磷壁酸
含量较高 (<50)
色透明的粘稠胶体
（1）成分：
水（大部分）,其次为蛋白质、RNA、 脂、糖、盐
呈酸性——可用碱性或中性染料染色
（2）特点：
A.菌幼小，无色透明均一胶状物 ， 富含RNA
衰老，不均一、有液泡、颗粒物
B.无细胞器 (3) 细胞质功能：
细胞质中含有丰富的酶系，是营养物质合成、 转化、代谢的场所。
28
3、内含物
24
1）位置：细胞膜是紧贴 细胞壁内侧包围细胞质 的一层柔软，富有弹性 的半透明薄膜。约占细 胞干重的10％
①细胞膜的化学组成
主要包括
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
蛋白质 磷脂 糖类 少量核酸
25
结构：1972年Singer和Nicolson提出的细胞 膜液态镶嵌模型（枣糕模型）：磷脂两 层 ，蛋白质一层
要点：①脂类双分子 层构成了膜的基本骨 架，②磷脂分子的运 动使细胞膜具有流动 性③蛋白质以多种方 式分布于膜的两侧或 磷脂层中。
37
荚膜
是某些细菌在新陈代谢 过程中形成的，分泌于细 胞壁外的粘液状物质。
有一定外形，很厚，相 对稳定附着在细胞壁外。 是细胞构造的一部分。
含水率在90％~98％， 极难染色—负染色法
—多糖 、糖蛋白
多出现在“中老年细菌 ”外围 功能？储备粮；
粘液层(slime layer)：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。 38
例：霍乱弧菌
2≦弯曲菌≦6
螺菌(spirillum)：螺旋满2—6环，螺旋状
例：干酪螺菌 螺旋体(spirochaeta)：旋转弯周曲数〈在1 6环以上，菌体柔软。
例：梅毒密螺旋体
7
细菌的特殊 形态： 柄细菌、肾形菌、 臂微菌、网格硫 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。
可自我复制，稳定遗传。对生 存不是必要的。复制与染色体 分开，但同步进行。
不同质粒携带不同遗传信息。
无质粒细菌可通过接合、转化、 转导等方式获得，不能自发产 生。
例：细菌抗药性因子
质粒应用:基因工程，体外重组.
36
（三） 细菌的特殊结构
1 .质粒（plasmid） 2.荚膜（capsule） 3.芽孢（spore or endospore） 4.鞭毛（flagella） 5.菌毛（纤毛）（pili）
2
细菌（Bacteria）的特点
1 原核细胞微生物——仅有原始的核物质，没 有核仁与核膜分化。 2 无细胞器。 3 透明或半透明，需经染色观察。 4 单细胞，细菌的形态就是细胞的形态。
3
细菌细胞的外表特征可从形态、细胞间排列方式和 大小3方面加以描述。主要有球状、杆状和螺旋状。
最多
杆菌
其次 球菌
染色：是一种经验染色法。是丹麦医生革兰（Hans Christian Gram)于1884年采用。
为什么染 色
细菌是透明或半透明， 染色后宜于观察。
Hans Christian Joachim Gram
14
(1853~1938)
涂片固定 结晶紫初染
碘液媒染 乙醇脱色 番红复染
1.涂片固定
2.单 染—结晶
是杆菌，有的细胞膨大，有的
出现梨形，有的产生分枝,有时
菌体显著伸长以至呈丝状等异
常形态.若将它们转移到新鲜培
养基中或适宜的培养条件下又 可恢复原来的形态。
结核杆菌的异常形态9
（二）细菌的大小
长度单位：微米(μm)
例如：大肠杆 菌：平均长度： 2 μm ； 宽度 0.5μm
1500个大 肠杆菌头尾相 接等于3mm;
自然界中哪种最多？
螺旋菌
最少
4
丝状：构成活性污泥的骨架
丝状污泥膨胀
球衣菌
正常时的活性污泥
膨胀时的活性污泥
贝日阿托氏菌 5
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
（Staphylococcus aureus)
白色葡萄球菌（Staphylcoccus albus)
无
类脂质
一般无 (<2)
含量较高（~20）
蛋白质
约20
约60
21
革兰氏染色原理
G+ 肽聚糖厚交联紧密 乙醇脱色
肽聚糖脱水
G较多的脂类物质
乙醇脱色 脂类物质被溶解
水网孔径小
通透性降低
结晶紫与碘的复 合物无法渗出
蕃红复染 细菌保留蓝紫色
通透性增加
结晶紫与碘的 复合物渗出
细菌被脱色 蕃红复染
细菌呈红色
22
紫染液第 一次染色
1min
15
3.媒染— 碘-碘化钾 溶液浸湿
1min
4. 脱色—95%乙醇 溶液进行颜色洗脱
5.复 染— 红色 的藩 红染 液第 二次 染色
16
革兰氏染色法（Gram Stain）
涂片固定 结晶紫初染
碘液媒染
结果:
阳性菌——紫色 阴性菌——红色
乙醇脱色
番红复染
17
这两类细菌在细胞的成分，生理、生化、抗 药性方面都有很大差异，因此，任何细菌经G染色 后，就可以掌握它许多生物学方面的特征，为利用、 控制甚至消灭细菌通过了依据。
32
4）肝糖粒和淀粉粒: 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褐色，淀粉粒被碘成蓝色。 功能：储存碳源和能源。
33
5)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。
30
2）聚β －羟丁酸颗粒(PHB):细菌特有
聚β－羟丁酸颗粒是许多细菌 细胞质内常含有的碳源类储藏 物.PHB不溶于水,易被脂溶性染 料(如苏丹黑)着色。 功能:贮存碳源、能源和降低渗 透压。
许多好氧菌和光合厌氧菌都 含有聚β－羟丁酸颗粒。①
31
3）硫粒：是硫元素的贮藏体。
形成：取决于环境硫化物含 量,当环境中S含量高时，在 体内积累；当缺S时,氧化成 硫酸被菌利用。如贝氏硫杆 菌和发硫细菌。
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， 抑制了侧链末端的丙氨酸与五肽桥的连接，破坏了 细菌细胞壁的完整性（即抑制肽聚糖的合成），因 此， Penicillium仅对正在生长着的细菌，且主要 是对G+菌有效。
18
G+
磷壁酸(teichoic acid)
磷壁酸：占40%。G+ 菌所特有,其主链由数 十个磷酸甘油或磷酸 核糖醇组成，
用途：（3）荚膜也可成为有价值的材料，现在医药 行业上利用明串珠菌将蔗糖转化为荚膜物质—葡聚糖， 可进一步用于血浆替代品中的一种主要成分—左旋糖 苷的生产。
1
（ 由RNA（60%）和蛋白质（40%）构成
）
原
核
生
60S
物
的
50S
核
糖
40S
体
30S
80S
70S
29
（2）内含颗粒(inclusin) 概念——营养过剩时形成的细胞内储藏物。外源营 养缺少时，内含物被降解利用。 1）异染粒：普遍存在的贮藏物，主要成分是多聚偏 磷酸盐。多聚偏磷酸盐对某些染料有特殊反应,产生 与所用染料不同的颜色,因此得名异染颗粒. 例:异染粒遇甲基胺蓝变紫红色. 功能：贮存磷元素和能量，降低渗透压。如生物除磷 中的“不动杆菌”在有氧条件下可大量摄取周围环境 中的P，并转化为多聚偏磷酸盐，以异染粒形式储存。
细菌是单细胞生物,不管何种排列方式，其 中的每一个细胞都是一个独立的生活个体。
6
螺旋状的细菌称为螺旋菌。
根据其弯曲情况分为：
螺菌
弧菌（vibrio)：螺旋不满一圈，菌弧体呈弧形或逗号形
41
区分新老菌胶团 新生的菌胶团：颜色较浅，无色透明，有旺盛的生 命力，氧化分解有机物的能力强。 老化的菌胶团：吸附了许多杂质，颜色较深，看不 到细菌单体，像一团烂泥似的，生命力较差。
42
有些细菌产生的荚膜对人类是有益的，有些是有 害的，比如引起龋齿的唾液链球菌，变异链球菌等会 将蔗糖转化为果聚糖，是一种荚膜物质，使细菌易于 黏附于牙齿表面，细菌发酵产生乳酸，腐蚀牙齿珐琅 质，造成龋齿。（2）食品放久了会发粘，拉丝
细胞壁的功能:
1、保护原生质体; 2、决定细菌的基本形态； 3、决定了革兰氏染色的性质；4、具有分子筛
作用（屏障作用）阻拦大分子物质进入细胞。 5、为鞭毛运动提供支点；
23
（二）原生质体
1、 细胞膜（Cytoplasmic membran) （1）细胞膜的位置 （2）细胞膜的作用 （3）细胞膜的结构和化学成分
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，
功能：负载遗传信息,决定主
要性状。
35
质粒：细菌染色体外的遗传物质，由共价闭合环状双链
DNA分子组成．
质粒的特点：
内壁层：紧贴胞膜, 1—2层肽聚糖分子,占
细胞壁干重5— 10%,无磷壁酸。
20
革兰氏阳性细菌与革兰氏阴性细菌细
胞壁成分比较
成分 肽聚糖
★共有组分— 占肽细聚胞糖壁干重的%
★革特兰有氏组阳分性—细G菌＋
磷壁酸 革兰氏阴性细菌
Gˉ 脂多糖
含量很高 (30~75) 含量很低(5~10)
磷壁酸
含量较高 (<50)
色透明的粘稠胶体
（1）成分：
水（大部分）,其次为蛋白质、RNA、 脂、糖、盐
呈酸性——可用碱性或中性染料染色
（2）特点：
A.菌幼小，无色透明均一胶状物 ， 富含RNA
衰老，不均一、有液泡、颗粒物
B.无细胞器 (3) 细胞质功能：
细胞质中含有丰富的酶系，是营养物质合成、 转化、代谢的场所。
28
3、内含物
24
1）位置：细胞膜是紧贴 细胞壁内侧包围细胞质 的一层柔软，富有弹性 的半透明薄膜。约占细 胞干重的10％
①细胞膜的化学组成
主要包括
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
蛋白质 磷脂 糖类 少量核酸
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结构：1972年Singer和Nicolson提出的细胞 膜液态镶嵌模型（枣糕模型）：磷脂两 层 ，蛋白质一层
要点：①脂类双分子 层构成了膜的基本骨 架，②磷脂分子的运 动使细胞膜具有流动 性③蛋白质以多种方 式分布于膜的两侧或 磷脂层中。
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荚膜
是某些细菌在新陈代谢 过程中形成的，分泌于细 胞壁外的粘液状物质。
有一定外形，很厚，相 对稳定附着在细胞壁外。 是细胞构造的一部分。
含水率在90％~98％， 极难染色—负染色法
—多糖 、糖蛋白
多出现在“中老年细菌 ”外围 功能？储备粮；
粘液层(slime layer)：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。 38
例：霍乱弧菌
2≦弯曲菌≦6
螺菌(spirillum)：螺旋满2—6环，螺旋状
例：干酪螺菌 螺旋体(spirochaeta)：旋转弯周曲数〈在1 6环以上，菌体柔软。
例：梅毒密螺旋体
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细菌的特殊 形态： 柄细菌、肾形菌、 臂微菌、网格硫 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。
可自我复制，稳定遗传。对生 存不是必要的。复制与染色体 分开，但同步进行。
不同质粒携带不同遗传信息。
无质粒细菌可通过接合、转化、 转导等方式获得，不能自发产 生。
例：细菌抗药性因子
质粒应用:基因工程，体外重组.
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（三） 细菌的特殊结构
1 .质粒（plasmid） 2.荚膜（capsule） 3.芽孢（spore or endospore） 4.鞭毛（flagella） 5.菌毛（纤毛）（pili）
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细菌（Bacteria）的特点
1 原核细胞微生物——仅有原始的核物质，没 有核仁与核膜分化。 2 无细胞器。 3 透明或半透明，需经染色观察。 4 单细胞，细菌的形态就是细胞的形态。
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细菌细胞的外表特征可从形态、细胞间排列方式和 大小3方面加以描述。主要有球状、杆状和螺旋状。
最多
杆菌
其次 球菌
染色：是一种经验染色法。是丹麦医生革兰（Hans Christian Gram)于1884年采用。
为什么染 色
细菌是透明或半透明， 染色后宜于观察。
Hans Christian Joachim Gram
14
(1853~1938)
涂片固定 结晶紫初染
碘液媒染 乙醇脱色 番红复染
1.涂片固定
2.单 染—结晶
是杆菌，有的细胞膨大，有的
出现梨形，有的产生分枝,有时
菌体显著伸长以至呈丝状等异
常形态.若将它们转移到新鲜培
养基中或适宜的培养条件下又 可恢复原来的形态。
结核杆菌的异常形态9
（二）细菌的大小
长度单位：微米(μm)
例如：大肠杆 菌：平均长度： 2 μm ； 宽度 0.5μm
1500个大 肠杆菌头尾相 接等于3mm;
自然界中哪种最多？
螺旋菌
最少
4
丝状：构成活性污泥的骨架
丝状污泥膨胀
球衣菌
正常时的活性污泥
膨胀时的活性污泥
贝日阿托氏菌 5
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
（Staphylococcus aureus)
白色葡萄球菌（Staphylcoccus albus)
无
类脂质
一般无 (<2)
含量较高（~20）
蛋白质
约20
约60
21
革兰氏染色原理
G+ 肽聚糖厚交联紧密 乙醇脱色
肽聚糖脱水
G较多的脂类物质
乙醇脱色 脂类物质被溶解
水网孔径小
通透性降低
结晶紫与碘的复 合物无法渗出
蕃红复染 细菌保留蓝紫色
通透性增加
结晶紫与碘的 复合物渗出
细菌被脱色 蕃红复染
细菌呈红色
22
紫染液第 一次染色
1min
15
3.媒染— 碘-碘化钾 溶液浸湿
1min
4. 脱色—95%乙醇 溶液进行颜色洗脱
5.复 染— 红色 的藩 红染 液第 二次 染色
16
革兰氏染色法（Gram Stain）
涂片固定 结晶紫初染
碘液媒染
结果:
阳性菌——紫色 阴性菌——红色
乙醇脱色
番红复染
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这两类细菌在细胞的成分，生理、生化、抗 药性方面都有很大差异，因此，任何细菌经G染色 后，就可以掌握它许多生物学方面的特征，为利用、 控制甚至消灭细菌通过了依据。
32
4）肝糖粒和淀粉粒: 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褐色，淀粉粒被碘成蓝色。 功能：储存碳源和能源。
33
5)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。
30
2）聚β －羟丁酸颗粒(PHB):细菌特有
聚β－羟丁酸颗粒是许多细菌 细胞质内常含有的碳源类储藏 物.PHB不溶于水,易被脂溶性染 料(如苏丹黑)着色。 功能:贮存碳源、能源和降低渗 透压。
许多好氧菌和光合厌氧菌都 含有聚β－羟丁酸颗粒。①
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3）硫粒：是硫元素的贮藏体。
形成：取决于环境硫化物含 量,当环境中S含量高时，在 体内积累；当缺S时,氧化成 硫酸被菌利用。如贝氏硫杆 菌和发硫细菌。
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， 抑制了侧链末端的丙氨酸与五肽桥的连接，破坏了 细菌细胞壁的完整性（即抑制肽聚糖的合成），因 此， Penicillium仅对正在生长着的细菌，且主要 是对G+菌有效。
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G+
磷壁酸(teichoic acid)
磷壁酸：占40%。G+ 菌所特有,其主链由数 十个磷酸甘油或磷酸 核糖醇组成，
用途：（3）荚膜也可成为有价值的材料，现在医药 行业上利用明串珠菌将蔗糖转化为荚膜物质—葡聚糖， 可进一步用于血浆替代品中的一种主要成分—左旋糖 苷的生产。
1
（ 由RNA（60%）和蛋白质（40%）构成
）
原
核
生
60S
物
的
50S
核
糖
40S
体
30S
80S
70S
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（2）内含颗粒(inclusin) 概念——营养过剩时形成的细胞内储藏物。外源营 养缺少时，内含物被降解利用。 1）异染粒：普遍存在的贮藏物，主要成分是多聚偏 磷酸盐。多聚偏磷酸盐对某些染料有特殊反应,产生 与所用染料不同的颜色,因此得名异染颗粒. 例:异染粒遇甲基胺蓝变紫红色. 功能：贮存磷元素和能量，降低渗透压。如生物除磷 中的“不动杆菌”在有氧条件下可大量摄取周围环境 中的P，并转化为多聚偏磷酸盐，以异染粒形式储存。