原核生物的形态构造与功能
第一章 原核生物
蓝细菌
巨大芽孢杆菌
大肠杆菌 肺炎球菌 嗜血流感菌
nanobacteria 50nm
纳米细菌
How to comprehend bacterial size?
A、芝麻（3毫米）= ？ 个E.coli 长度。 1500个
B、头发直径（60微米）= ？ 个E.coli “肩并肩”紧挨在一块。 120
3、螺旋菌（spirilla）
弧菌 螺菌 螺旋体菌
弧菌：
蛭 弧 菌
菌体只有一个弯曲，其程度不足一圈， 形似“C”字或逗号，鞭毛偏端生。
霍乱弧菌
螺菌
菌体回转如螺旋，螺
旋数目和螺距大小因
（a）具有可见的双极生鞭毛的迂回螺菌（×4种50）而异。鞭毛二端生
（b）迂回螺菌；相差显微镜（ ×550）
细胞壁坚韧，菌体较 硬。
蜡样芽胞杆菌L型的镜下形态（多形性）
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。
细菌L型在高渗的含血清的培养基上生长后形成三种类型的菌落
油煎蛋样菌落 （典型L型菌落）
颗粒型菌落
丝状菌落
原生质体（protoplast)：是指在人为条件 下，用溶菌酶除尽原有细胞壁或用青霉素 抑制新生细胞壁合成后，所得到的仅有一 层细胞膜包裹着的圆球状渗透敏感细胞， 一般由革兰氏阳性细菌形成。
革兰阴性菌细胞壁特殊组分
周质空间（periplasmic space）
在革兰氏阴性细菌中，一般指其外膜与细胞膜之 间的狭窄空间（宽约12~15nm），呈胶状。
在周质空间中，存在着多种周质蛋白 （periplasmic proteins），包括： ①水解酶类，例如蛋白酶、核酸酶等； ②合成酶类，例如肽聚糖合成酶； ③结合蛋白（具有运送营养物质的作用）； ④受体蛋白（与细胞的趋化性相关）。
原核微生物的形态结构和功能
第一章原核微生物的形态结构与功能第一节细菌细菌（Bacteria）是一类个体微小、具有细胞壁的单细胞原核微生物一、细菌的个体形态1、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，常被作为分类依据。
（1）单球菌如尿素微球菌（Micrococcus urea）e。
（2）双球菌如肺炎双球菌（Diplococcus pneumoniae）。
（3）链球菌如乳链球菌（Streptococcus lactis）。
（4）四链球菌如四链微球菌（Micrococcus tetragehus）。
（5）八叠球菌如尿素八叠球菌（Sarcina ureae）。
（6）葡萄球菌如金黄色葡萄球菌（Staphylococcusaureus）。
2、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。
3、螺旋菌（Spirilla）包括：弧菌、螺菌、螺旋体。
4、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。
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（ m）（3）表示：球菌：直径杆菌：宽义长螺菌：宽、长、螺距细菌大小测量结果的影响因素：个体差异；干燥、固定后的菌体会一般由于脱水而比活菌体缩短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的或老龄的细菌大；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。
细菌细胞的重量约为1义10 -9〜1X10—10mg,即每克细菌约含1〜10万亿个菌体细胞三、细菌的细胞结构与功能（一）细菌细胞的基本结构1、细胞壁细胞壁（cell wall）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。
（1）实细胞壁存在的方法：1）细菌超薄切片的电镜直接观察；2）质、壁分离与适当的染色，可以在光学显微镜下看到细胞壁；3）机械法破裂细胞后，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。
原核生物的形态、构造及功能
D. 菌胶团
菌胶团是指包裹在
细胞群体上的透明胶状
物质，即有多个细菌的
荚膜互相连在一起。
4类糖被特点
种类
荚膜
外形
厚度
与细胞壁 包裹细胞数 量 结合情况 牢固 较牢固 松散 松散 单个细胞 单个细胞 单个细胞 细胞群
多 糖 类 贮 藏 物
Ⅲ. 异染粒（metachromatic granule）
颗粒大小为0.5～1.0 m，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：贮存磷元素和能量，降低渗透压。
用美蓝染色成红色
在暗视野显微镜下看到的 迂回螺菌(Spirillum volutans)
异染粒（迂回体）
分子组成。相对分子质量为
（2～100）×106 。携带1～ 100个基因，一个细菌细胞 可有 一至数个质粒。
质粒的特点：
可自我复制，稳定遗传。复制与染色体分开，但同步进行。
对生存不是必要的。
不同质粒携带不同遗传信息。 无质粒细菌可通过接合等方式获得，不能自发产生。
质粒（plasmid）
脂肪酸的结构和相对含量。
膜上长链脂肪酸的链长和饱和度因细菌种 类和生长温度而异，通常生长温度要求越高的 种，其饱和度也越高，反之则低。
固醇类物质
在磷脂双分子膜中加入固醇类物质可提高膜的稳定性。
固醇的一般结构
真核生物细胞膜中一般含有胆固 醇等固醇，含量为5%～25%。
原核生物细胞膜中一般不含胆 固醇，而是含有类固醇(藿烷类
PHB不溶于水，
易被脂溶性染料
（如苏丹黑）着色。
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。
微生物 第二章 原核生物细胞的形态与结构
第二章原核生物的形态、构造和功能P12-41第一节细菌细菌：是一类细胞细短（直径约0.5um,长0.5~5um）、结构简单、胞壁坚韧、二分裂繁殖、水生性强的单细胞原核生物(周德庆版P13)生活特性：喜温暖、潮湿、富含有机物微碱环境（大多数）腐生或寄生，好氧或厌氧，自养或异养一、细菌的形态与大小P121、基木形态：3种（球状杆状、螺旋状）在自然界中，杆菌最常见，球菌次之，而螺旋状的最少。
2、大小：度量细菌大小的单位是微米级（um）球状：0.5~1mm（直径)光学显微镜、油镜观察）杆状：0.2~1mm（直径）X1~80mm（长度）螺旋状：0.3~1mm（直径）X1~50mm（长度）(长度是菌体两端点之间的距离，而非实际长度）3、测定方法：显微镜测微定:显微照相后根据放大倍数进行测算4、细菌大小测量结果的影响因素1)个体差异；2)干燥、固定后的菌体会一般由于脱水而比活菌体缩短1/3-1/4；3)染色方法的影响，一般用负染色法观察的菌体较大；4)幼龄细菌一般比成熟的或老龄的细菌大；5)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。
简单染色法正染色革兰氏染色法鉴别染色法抗酸性染色法芽孢染色法死菌姬姆萨染色法负染色：荚膜染色法等细菌染色法周德庆版P15活菌：用美蓝或TTC（氧化三苯基四氮唑）等作活菌染色二、细菌的细胞结构与功能P14一般构造（一）细胞壁概念：是紧贴细胞质膜外侧的一层厚实、坚韧的外被。
主要成分：肽聚糖构成细胞壁的功能：1）固定细胞外形和提高机械强度，保护细胞免受渗透压等外力损伤2）为细胞的生长、分裂和鞭毛运动所必需；3）渗透屏障，阻拦大分子有害物质（水解酶和某些抗生素）进入细胞；4）赋予细菌特定的抗原性、致病性和对抗生素和噬菌体的敏感性。
1、革兰氏阳性细菌细胞壁特点：厚度大（20-80nm）化学组分简单，一般只含90%肽聚糖和10%磷壁酸。
（1）肽聚糖（peptidoglycan，金黄色葡萄球菌为例）特点：由25-40层左右的网格状分子，交联度75%，厚20~80nm。
第一章原核生物的形态结构和功能
第一章原核生物的形态结构和功能原核生物是生物界中最原始的一类生物，包括细菌和古细菌两大类，它们与真核生物相比，形态结构和功能上存在着一些差异。
本文将从细胞结构、细胞壁、细胞核以及细胞器等方面对原核生物的形态结构和功能进行详细介绍。
首先，原核生物的细胞结构相对简单，通常由一个细胞质和一个细胞膜组成。
细胞质主要由水、有机分子和无机离子组成，其中最显著的特点是缺乏明显的细胞器。
与之相比，真核生物的细胞结构相对复杂，包含多个细胞器如线粒体、内质网和高尔基体等。
这种差异使得原核生物在一些基础代谢和调控过程上与真核生物存在一定的差异。
其次，原核生物的细胞壁在形态结构和组成上与真核生物也存在差异。
细菌的细胞壁主要由肽聚糖和多肽组成，可以分为两类：革兰氏阳性细菌和革兰氏阴性细菌。
革兰氏阳性细菌的细胞壁较厚，同时含有较多的脂质和肽聚糖，而革兰氏阴性细菌的细胞壁相对较薄，肽聚糖含量较低。
古细菌的细胞壁则由一种叫做休眠理论的特殊聚酯类物质组成，与细菌的细胞壁有很大的区别。
真核生物的细胞壁则是由纤维素和壳聚糖构成。
再次，原核生物的细胞核也与真核生物有所不同。
细菌的细胞核一般是一个圆形或椭圆形的结构，内部没有核膜，其中含有DNA和少量的RNA。
古细菌的细胞核则构成了一个类似于真核细胞的核膜，内外分别含有DNA和RNA。
而真核生物的细胞核则具有明显的核膜，内部还有核仁、染色质和核糖体等。
最后，原核生物的细胞器相对简单，通常只有核糖体等。
核糖体是原核生物中重要的蛋白质合成工厂，由rRNA和蛋白质组成。
与之不同，真核生物的细胞器更为复杂，包括线粒体、内质网、高尔基体等。
这些细胞器在生物代谢和细胞功能中扮演着重要的角色。
综上所述，原核生物的形态结构和功能与真核生物存在显著差异。
原核生物的细胞结构相对简单，缺乏明显的细胞器；细胞壁的组成和形态也与真核生物不同；细胞核的结构也与真核生物存在差异；原核生物的细胞器相对简单，只包括核糖体等。
原核生物的形态、构造及功能
原核生物在生态系统中的作用
生产者：原核生物通过光合作用、化能 合成等方式制造有机物，为生态系统提 供能量和物质基础。
消费者：部分原核生物如细菌、原生动 物等可作为消费者，参与生态系统的食 物链。
分解者：原核生物中的某些种类如细菌、 放线菌等可以分解动植物遗体和有机物， 为生态系统提供物质循环和能量流动。
在农业上的应用
固氮作用：原核 生物能够将空气 中的氮气转化为 植物能够利用的 氮素，促进植物
生长
生物防治：一些 原核生物能够产 生具有抗菌、抗 病毒作用的物质， 用于防治植物病
害
促进植物生长： 一些原核生物 能够产生生长 素等植物激素， 促进植物生长
生物固碳：原核 生物能够吸收大 气中的二氧化碳， 并将其固定在生 物体内或土壤中， 有助于减缓气候
蓝藻的构造
细胞壁：由肽聚 糖构成，具有保 护作用
细胞膜：由磷脂 和蛋白质组成， 具有选择透过性
细胞质：含有核糖 体、叶绿素等细胞 器，进行蛋白质合 成和光合作用
细胞核：由DNA 和蛋白质组成，控 制细胞生长和分裂
原核生物的构造特点
细胞壁：由肽聚糖构成，具有保 护作用
细胞膜：由磷脂双分子层构成， 具有通透性
原核生物的应用
在医学上的应用
疫苗生产：利用原核生物表达系统生产疫苗，如大肠杆菌表达的流感疫苗 基因治疗：通过原核生物载体将目的基因导入人体，治疗遗传性疾病和癌症 生物制药：利用原核生物表达系统生产具有生物活性的蛋白质药物，如胰岛素 诊断试剂：利用原核生物表达系统生产诊断试剂，用于检测疾病和病原微生物
功能上的区别
细胞壁成分：原 核生物细胞壁成 分主要是肽聚糖， 而真核生物细胞 壁成分主要是纤
维素。
细胞膜成分：原 核生物细胞膜成 分主要是磷脂和 蛋白质，而真核 生物细胞膜成分 主要是磷脂、蛋 白质和胆固醇。
原核生物的结构和功能
原核生物的结构和功能原核生物是地球上最古老的生命形式之一，其结构和功能在生物进化中起着重要的作用。
本文将就原核生物的结构和功能展开论述。
一、细胞结构原核生物的细胞结构相对简单，通常由一个单细胞组成，没有真正的细胞核。
原核生物的细胞主要由两个重要的部分组成：细胞质和核区。
1. 细胞质细胞质是原核生物细胞的主要部分，包含许多细胞器和细胞溶液。
细胞质内含有原核生物进行各种生命活动所需的物质和能量。
此外，细胞质还具有细胞质基质和细胞质骨架，提供细胞结构的支持和维持细胞形态。
2. 核区原核生物的核区类似于真核生物的细胞核，但没有真正的核膜将其与细胞质分开。
核区主要包含原核生物的遗传物质——DNA（脱氧核糖核酸）。
DNA是原核生物的遗传信息的储存库，控制细胞的生命活动和传递遗传信息。
二、细胞功能原核生物的细胞拥有一系列重要的功能，下面将重点介绍其呼吸作用、光合作用和运动功能。
1. 呼吸作用原核生物的呼吸作用通常是通过无氧呼吸或厌氧呼吸完成的。
无氧呼吸是指细胞在氧气缺乏的情况下进行代谢作用，产生能量和废物（通常为乳酸或酒精）。
厌氧呼吸则是指细胞在完全缺乏氧气的情况下进行能量代谢，产生废物（通常为硫化氢、甲烷等）。
呼吸作用为原核生物提供所需的能量。
2. 光合作用某些原核生物如蓝藻和细菌等通过光合作用来获取能量。
光合作用是指原核生物利用阳光能将水和二氧化碳转化为有机物和氧气的过程。
这种能量转化对地球生态系统的平衡起着重要作用，同时释放的氧气也为其他生物提供了呼吸所需的氧气。
3. 运动功能原核生物的运动功能通常是通过鞭毛或纤毛来实现的。
鞭毛和纤毛是一种细长的细胞器，能够帮助细胞在液体介质中移动。
它们通过周期性的摆动或扭曲运动来推动细胞的移动，使原核生物能够在不同的环境中寻找适宜的生存条件。
结论原核生物的结构和功能在生物界起着重要的作用。
虽然其细胞结构相对简单，但原核生物通过呼吸作用、光合作用和运动功能等，能够适应不同的环境并进行各种重要的生命活动。
原核生物的形态构造及功能
原核生物的形态构造及功能原核生物是一类单细胞生物，其形态构造相对简单，但在其细胞结构和功能上有许多独特之处。
首先，原核生物的细胞结构较为简单，由细胞质、细胞壁和细胞核组成。
细胞质是细胞内的胞质基质，包含有机分子、无机盐和许多细胞器。
细胞壁是位于细胞质外侧的一层坚硬的壁，为细胞提供保护和稳定的支持。
相对于真核生物，原核生物的细胞壁构造较为简单，一般分为两类：细菌的细胞壁主要由肽聚糖和肽聚肽构成，而蓝藻细菌的细胞壁则由多糖构成。
细胞核是原核生物的遗传物质DNA的储存和复制中心，通常位于细胞质的一侧，并未有膜包围，称为核区。
其次，原核生物的功能和真核生物有很大的差异。
原核生物的细胞呼吸和糖酵解等能力相对较弱，因此它们通常采取靠周围环境中的有机物或无机盐进行代谢的方式。
另外，原核生物的光合作用也存在一定差异。
光合作用在许多细菌中存在，但与植物细胞的光合作用相比较，原核生物的光合作用通常较为简单，仅具备基本的光合色素和单位的光合酶等。
这些特性导致原核生物的菌落、数量和代谢多样性较低。
此外，原核生物的染色体结构也不同于真核生物。
原核生物的染色体通常为环状，不与蛋白质进行关联，而真核生物的染色体为线性，与蛋白质形成染色质复合物。
最后，原核生物还通过一些特殊的结构来完成其他的功能需求。
例如，一些细菌利用纤毛或鞭毛来进行运动，这些结构由蛋白质组成并通过细胞膜延伸到细胞外。
纤毛和鞭毛能够有效地推动细菌前进或使其趋向化学物质。
此外，一些原核生物如细菌通过草酰乙酸、草酸盐或氮酸盐等在环境中获取能量和碳源，并通过化学过程进行代谢。
综上所述，原核生物在细胞结构和功能上与真核生物有很大的差异。
虽然形态构造相对简单，但原核生物通过其特殊的细胞结构和功能适应了各种环境并完成了多样的生物功能。
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3、形态
蓝细菌可分为单 细胞和丝状体两大 类。单细胞类群多 呈球状、椭圆状和 杆状，单生或团聚 体，如粘杆蓝细菌 和皮果蓝细菌等属； 丝状体蓝细菌是有 许多细胞排列而成 的群体，包括；有 异形胞的，如鱼腥 蓝细菌属；无异形 胞的，如颤蓝细菌 属；有分支的，如 费氏蓝细菌属。
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本节重点
1. 什么叫放线菌？ 2. 放线菌的形态构造（链霉菌属）。 3. 放线菌的繁殖方式。 4. 菌落特点。 5. 有代表性放线菌的学名与重要用途。
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第三节 蓝细菌（Cyanobacteria）
1、概念
一类进化历史悠久、G-、无鞭毛、含叶绿素a（但不形 成叶绿体）、能进行产氧型光合作用的大型原核生物。
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3. 弗兰克氏菌属（Frankineae）
能与非豆科木本植物共生固氮（根瘤）
4. 小单孢菌属（Micromonospora）
氨基糖苷类抗生素： 棘孢小单孢菌（M. echinospors）：庆大霉素(gebtamicin)
紫苏霉素、福提霉素、达地米星
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五、有重要应用价值的放线菌 资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
1. 链霉菌属（Streptomyces）
氨基糖苷类抗生素： 灰色链霉菌（Str. griseus）：链霉素(streptomycin) 卡那霉素链霉菌（Str. kanamyceticus）：卡那霉素(kanamycin) 弗氏链霉菌（ Str. fradiae）：新霉素(neomycin)
四环类抗生素： 金色链霉菌（ Str. aureofaciens ）:四环素(tetracycline)
金霉素(氯四环素) 龟裂链霉菌（ Str. rimosus ）:土霉素(氧四环素)
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大环内酯类抗生素： 红霉素链霉菌（ Str. erythreus）：红霉素(erythromycin) 产二素链霉菌（ Str. ambofaciens）：螺旋霉素(spirmycin)
抗肿瘤药物： 波塞链霉菌青灰变种 IMRU 3920：阿霉素(adriamycin) 加利链霉菌：博来霉素(bleomycin) 头状链霉菌 NRRL 2564：丝裂霉素(mitomycin)
免疫抑制剂： 橄榄网状链霉菌：乌苯美司(bestatin) 对多种肿瘤有免疫治疗作用
5）营养极为简单（光能自养型），不需要维生素，以硝酸盐或 氨作为氮源，多数能固氮，其异形细胞（heterocyst）是进行 固氮的场所。
6）分泌粘液层、荚膜或形成鞘衣，因此具有强的抗干旱能力。
7）无鞭毛，但能在固体表面滑行，进行光趋避运动。
8）许多种类细胞质中有气泡，使菌体漂浮，保持在光线最充足 的地方，以利光合作用。
DHA （二十二碳六烯酸）等 ； –藻蓝素等天然色素
第四节 支原体、立克次氏体和衣原体 资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
一、立克次氏体（Rickettsia）
1、概念 大小介于通常的细菌与病毒之间，在许多方面类似细菌，专性 寄生于真核细胞内的G-原核生物。
细胞壁
间体
细胞膜
染色体颗粒（拟核）
2、特性
异形胞
静 息 孢 子
4、结构
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细胞壁: 与革兰氏阴性菌相似
类囊体 羧酶体
气泡
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3. 经济效益和理论价值
特点
既可进行光合作用，又可固氮； 可抗污染环境； 应用
保健产品（“螺旋藻”）(早知螺旋藻, 何必吃仙桃) 优质饲料； 提取有用成分； –多不饱和脂肪酸：EPA（二十碳五烯酸）
其他抗细菌抗生素： 委内瑞拉链霉菌（ Str. venezuelae）：氯霉素(chloramphenicol)
多烯类抗生素： 节状链霉菌（ Str. erythreus）：两性霉素(amphtericin,抗真菌) 诺尔斯链霉菌（ Str. noursei）：制霉菌素(nystatin,抗真菌)
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1）分布极广；“水花”，使水体变色。
2）形态差异极大，有球状、杆状和丝状等形态；
3）细胞中含有叶绿素a，进行产氧型光合作用 （光合器为类囊体，片层状膜系统） 蓝细菌被认为是地球上生命进化过程
中第一个产氧的光合生物，对地球上
4）具有原核生物的典型细胞结构； 从无氧到有氧的转变、真核生物的进
细胞核无核膜，也不进行有丝分裂，细胞壁含胞 化起着里程碑式的作用。 壁酸和二氨基庚二酸，革兰氏染色阴性。
蓝细菌的特化形态
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异形胞
位于丝状生长蓝细菌细胞链的中间 或末端，由营养细胞特化而来的形 大、壁厚、专司固氮功能（N2 NH3）的细胞 。
静息孢子
一种特化细胞，壁厚、色深、与异 形胞相似，着生在菌丝的中间或末 端，抵抗抗干旱或冷冻的休眠胞。
一些有异形胞的菌种形成静息孢子
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1）某些性质与病毒相近
专性活细胞寄生物，除五日热（战壕热）立克次氏体 （Rickettsia wolhynica）外均不能在人工培养基上生长繁殖。
能量代谢有限（只能氧化谷氨酸或谷氨酰胺，不能氧化葡 萄糖、6-磷酸葡萄糖或有机酸）； 能合成一些大分子和生长必需的小分子，同时从宿主获得 其它的营养物质。 细胞膜疏松（ 容易从宿主细胞获得大分子物质， 但也决 定了它们一旦离开宿主细胞则易死亡）。
以前曾归于藻类，因为它和高等植物一样具有光合色素---叶绿素a，能进行产氧型光合作用。旧名蓝藻或蓝绿藻 （blue-green algae）
光合细菌有3个类群：紫细菌，绿细菌，蓝细菌
2、特性 许多蓝细菌生长资料在仅供池参考,塘不当和之处，湖请联泊系改中正。，在夏、秋两 季大量繁殖，并形成胶质团浮于水面，形成
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2. 诺卡氏菌属（Nocardia） 地中海诺卡氏菌（N. mediterranei）：利福霉素(rifamycin) （对结核分支杆菌和麻风杆菌有特效） 地中海诺卡氏菌康乐变种：康乐霉素C(kanglemycin C) （免疫抑制剂）
石油脱蜡、烃类发酵、含氰废水的处理等。