第一章 原核微生物
齐鲁工业大学 周德庆微生物学 课件 第一章原核生物
短杆菌
链杆菌
大肠杆菌
梭状芽孢杆菌
双歧杆菌
螺旋菌
细胞弯曲成弧状或螺旋状，根据弯曲的不同可以 分成
（1） 弧菌：菌体只有一个弯曲，呈弧状 。霍乱 弧菌
（2） 螺旋菌：菌体弯曲多，2—6环，两端鞭毛， 菌体有坚硬的细胞壁。 产甲烷螺旋菌。
（3） 螺旋体：螺旋6环以上，菌体无鞭毛，体 柔软，有收缩运动的轴丝，无细胞壁或薄。是介 于细菌与原生动物之间的单细胞生物。 梅毒密
螺旋体。
霍乱弧菌
螺旋菌
螺旋体
螺旋体-2
古细菌的形态
在显微镜下，古细菌与细菌具有类似 的个体形态，但它们多生活于一些生 存条件十分恶劣的极端环境中，例如 厌氧、高酸、高碱、高盐、高寒等
所谓的极端微生物
第一节 细菌
一、细菌的个体形态和大小 2、细菌的大小 细菌的大小可以用测微尺在显微镜下直接测量。一般直径
直接相连
肽聚糖整体 结构示意图
1．革兰氏阳性菌的细胞壁 肽聚糖 (peptidoglycan)的结构
革兰氏阳性菌与阴性菌肽聚糖结构的不同点
G+
G-
位置
细胞最外层
外膜层之内
厚度
20—80nm
2-3nm
层数
约40层
1-2层
肽桥
有（5个甘氨酸） 无（直接连接）
肽尾第三个氨基酸 L-赖氨酸
M-二氨基庚二酸
（一）细胞壁
细胞壁的结构与化学组成： 革兰氏阳性菌：肽聚糖（50-90%）
磷壁酸质＜50% （阳性菌所特有） 革兰氏阴性菌：肽聚糖（5-10%）
脂多糖 （阴性菌所特有） 磷脂 蛋白质
酞 聚 糖
壁膜间隙
质 膜
类脂壁酸（质）
第一章 原核微生物的形态构造
2、细菌细胞的特殊构造： 不是所有细菌细胞都具有的构造，称作特殊构造
1）、糖被（glycocalyx）
（1) 概念 包被于某些细菌细胞壁外的一层厚度不定的
胶状物质。糖被按其有无固定层次、层次厚薄又可 细分为荚膜（capsule或macrocapsule，大荚膜）、 微荚膜(microcapsule)、粘液层(slimelayer)和菌胶团 (zoogloea)。
生长、分裂、鞭毛运动所必须。 阻拦大分子有害物质。 抗原性，敏感性。
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(1)革兰氏阳性细菌的细胞壁成分
特点：厚度大（20~80nm） 、化学组分简单，一般含90%肽聚 糖和10%磷壁酸
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肽聚糖单体:由双糖单位（N—乙酰葡糖胺与N— 乙酰胞壁酸组成)、四肽尾或四肽侧链、肽桥 或肽间桥三部分组成。
结构简单、胞壁坚韧、 多以二分裂方式繁殖 和水生性较强的原核 生物。
3
一、细胞的形态构造及其功能
（一）形态和染色
球状
基
本 形
杆状
态
螺旋状
自然界中杆菌最常见，球菌次之，螺旋菌最4 少.
1、球菌：球状的细菌称为球菌（coccus）。 有单球菌、双球菌、四联球菌、八叠球菌、
链球菌和葡萄球菌等 。
5
根 据 分 裂 方 向 及 随 后 相 互 间 的 连 接 方 式
比正常有细胞壁的细菌更易导入外源遗传物质，是 研究遗传规律和进行原生质体育种的良好实验材料。
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c.球状体(sphaeroplast) 革兰氏阴性细菌被处理后而获得的残留部分细胞壁（ 外壁层）的球形体。与原生质体相比，它对外界环境 具有一定的抗性，可在普通培养基上生长。
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d 支原体(Mycoplasma)： 是在长期进化过程中形成的、适应自然生活
微生物学复习资料
微生物学复习资料第一章原核微生物的形态、构造和功能伴孢晶体：少数芽孢杆菌在形成芽孢的同时，会在芽孢旁形成一颗菱形、方形或不规那么形的碱溶性蛋白质晶体，称为伴孢晶体〔即ð内毒素〕。
L型细菌：在某些环境条件下〔实验室或宿主体内〕通过自发突变而形成的遗传性稳定的细胞壁缺陷变异型。
1．没有完整而坚韧的细胞壁，细胞呈多形态，有些能通过细菌滤器，故又称“滤过型细菌〞。
对渗透敏感，在固体培养基上形成“油煎蛋〞似的小菌落〔直径在左右〕古生菌：又称古细菌，是一个在进化途径上特别早就与真细菌和真核生物相互独立的生物类群，要紧包括一些独特生态类型的原核生物，如产甲烷菌及大多数嗜极菌。
革兰氏染色机制：结晶紫液初染和碘液媒染：在细菌的细胞膜内可形成不溶于水的结晶紫与碘的复合物。
乙醇脱色：G＋细胞壁较厚、肽聚糖网层次多和交联致密且不含类脂，把结晶紫与碘的复合物牢牢留在壁内，使其维持紫色；G-细胞壁薄、外膜层类脂含量高、肽聚糖层薄和交联度差，结晶紫与碘复合物的溶出，使细胞退成无色。
复染:G-细菌呈现红色，而G+细菌那么仍维持最初的紫色。
重要性:革兰氏染色有着十分重要的理论与实践意义。
通过这一染色，几乎可把所有的细菌分成革兰氏阳性菌与革兰氏阴性菌两个大类，因此它是分类鉴定菌种时的重要指标。
又由于这两大类细菌在细胞结构、成分、形态、生理、生化、遗传、免疫、生态和药物敏感性等方面都呈现出明显的差异，因此任何细菌只要通过简单的革兰氏染色，就可提供许多其他重要的生物学特性方面的信息。
第二章真核微生物的形态、构造和功能1子实体：是指在其里面或上面可产生无性或有性孢子，有一定外形和构造的任何菌丝体组织2菌物界：指与动物界，植物界相并列的一大群无叶绿素，依靠细胞外表汲取有机养料，细胞壁一般含几丁质的真核微生物3二级菌丝：又称气生菌丝，由基内营养菌丝长出培养基外伸向空间的菌丝。
它是担子菌中由相应的异性的初生菌丝进行体细胞接合而形成的菌丝。
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。
《微生物学教程(周德庆)》各章复习重点
第一章原核生物的形态、构造和功能学习要点1.1. 细菌Bacteria一、细菌的形态和大小1. 基本形态（1）球菌（Coccus）：球形或近球形，根据空间排列方式不同又分为单、双、链、四联、八叠、葡萄球菌。
不同的排列方式是由于细胞分裂方向及分裂后情况不同造成的。
（2）杆菌（Bacillus）：杆状或圆柱形，径长比不同，短粗或细长。
是细菌中种类最多的。
（3）螺旋菌（Spirillum）：是细胞呈弯曲杆状细菌的统称，一般分散存在。
根据其长度、螺旋数目和螺距等差别，分为弧菌Vibrio（菌体只有一个弯曲，形似C字）和螺旋菌（螺旋状，超过1圈）。
细菌的形态不是一成不变的，受环境条件影响（如温度、培养基浓度及组成、菌龄等）。
一般在幼龄和生长条件适宜时，形状正常、整齐。
而在老龄和不正常生长条件下会表现出畸形、衰颓形等异常形态。
畸形是由于理化因素刺激，阻碍细胞发育引起；衰颓形是由于培养时间长，细胞衰老，营养缺乏，或排泄物积累过多引起的。
2. 细菌大小细菌是单细胞的，大小在1μm左右，在显微镜下才能看到其形状。
可用显微测微尺测量细菌大小，不同细菌大小不同，一般球菌直径0.5-1μm；杆菌直径0.5-1μm ，长为直径1-几倍；螺旋菌直径0.3-1μm，长1-50μm。
细菌大小也不是一成不变的。
二、细菌细胞结构细菌是单细胞的微生物，其细胞结构分为基本结构和特殊结构。
基本结构是细胞不变部分或一般结构，如细胞壁、细胞膜、细胞核、核糖体等为全部细菌细胞所共有。
特殊结构是细胞可变部分或特殊结构，如鞭毛、纤毛、荚膜、芽孢、气泡等，只在部分细菌中发现。
（一）细菌细胞的基本结构1. 细胞壁(cell wall)：位于细胞表面，较坚硬，略具弹性的结构。
（1）细胞壁的功能①保护细胞免受机械损伤和渗透压的破坏，维持细胞形状；②鞭毛运动支点；③正常细胞分裂必需；④一定的屏障作用；⑤噬菌体受体位点所在。
另外与细菌的抗原性、致病性有关。
（2）革兰氏染色Cristein Gram于1884年发明的一种细菌染色方法。
第一章原核微生物习题
第一章原核微生物一、选择题1 Bacillus subtilis 在生长发育的一定时期能形成：( )A. 孢囊B. 芽孢C. 伴孢晶体D. 子实体2 芽孢细菌的繁殖是依靠: ( )A. 芽孢B. 裂殖C. 出芽D. 藻殖段3 细菌的繁殖首先开始于: ( )A. 膜的分裂B. 壁的分裂C. DNA的复制4 细菌的繁殖主要靠: ( )A. 二分分裂B. 纵裂C. 出芽5 自然界中分离到的细菌, 形态各种各样, 其中种类最多的是: ( )A. 球菌B. 螺旋菌C. 放线菌D. 杆菌6 最主要的产芽孢细菌是: ( )A. 革兰氏阳性杆菌B. 球菌C. 螺旋菌D. 产甲烷细菌7 细菌细胞中的P素贮藏颗粒是: ( )A. 羧酶体B. 淀粉粒C. 聚-β-羟基丁酸D. 异染粒8 原核细胞中特有的C 源贮藏颗粒是: ( )A. 异染粒B. 肝糖粒C. 淀粉粒D. 聚-β- 羟基丁酸9 放线菌的菌体呈分枝丝状体, 因此它是一种: ( )A. 多细胞的真核微生物B. 单细胞真核微生物C. 多核的原核微生物D. 无壁的原核微生物10 在细菌细胞中能量代谢场所是: ( )A. 细胞膜B. 线粒体C. 核蛋白体D. 质粒11 细菌芽孢抗热性强是因为含有: ( )A. 聚–ß-羟基丁酸B. 2,6- 吡啶二羧酸C. 氨基酸D. 胞壁酸12 Bacillus thuringiensis 在形成芽孢同时, 还能形成一种菱形或正方形的物质，称之为: ( )A. 孢囊B. 伴孢晶体C. 核蛋白质D. 附加体13 G+ 细菌细胞壁的结构为一层，含有的特有成分是: ( )A. 脂多糖B. 脂蛋白C. 磷壁酸D. 核蛋白14 革兰氏阴性细菌细胞壁中的特有成分是: ( )A. 肽聚糖B. 磷壁酸C. 脂蛋白D. 脂多糖15 细菌的鞭毛是: ( )A. 细菌运动的唯一器官B. 细菌的一种运动器官C. 细菌的一种交配器官D. 细菌的繁殖器官16 细菌的芽孢是: ( )A. 一种繁殖方式B. 细菌生长发育的一个阶段C. 一种运动器官D. 一种细菌接合的通道17 支原体的细胞特点是: ( )A. 去除细胞壁后的细菌B. 有细胞壁的原核微生物C. 无细胞壁的原核微生物D. 呈分枝丝状体的原核微生物18 细菌细胞内常见的内含物有: ( )A. 线粒体B. 附加体C. 肝糖粒19 Staphylococcus aureus 肽聚糖双糖亚单位交联间的肽间桥为: ( )A. 肽键B. 甘氨酸五肽C. 氢键20 在下列原核生物分类中, 属古细菌类的细菌是: ( )A. 大肠杆菌B. 支原体C. 放线菌D. 产甲烷细菌21 细菌的细胞核是: ( )A 裸露的DNA分子B DNA与组蛋白结合的无核膜包围的染色体C RNA与组蛋白结合的无核膜包围的染色体22 Staphylococcus aureus 肽聚糖双糖亚单位组成中的四肽的氨基酸排列顺序为: ( )A. L-丙氨酸—L-谷氨酸—DAP —D-丙氨酸B. L-丙氨酸—D-谷氨酸—DAP —D-丙氨酸C. L-丙氨酸—D-谷氨酸—L-赖氨酸—D-丙氨酸D. L-丙氨酸—D-谷氨酸—DPA —D-丙氨酸23 下列细菌中能产芽孢的种是: ( )A. Bacillus subtilisB. Staphlococcus aureusC. Lactobacillus plantarumD.E.coli24 下列微生物属于原核微生物的是：( )A. 细菌B. 霉菌C. 酵母菌二、判断题：25 苏云金杆菌在形成芽孢的同时, 可形成一种菱形或正方形的蛋白质晶体毒素, 亦称它为伴胞晶体. ( )26 好氧性芽孢杆菌的菌体形态呈梭状, 厌氧性芽孢杆菌的菌体形态呈杆状.( )27 鞭毛和菌毛都是细菌的运动器官. ( )28 革兰氏阳性菌和阴性菌的差异在于细胞壁的构造和成分的不同.( )29 磷壁酸是革兰氏阴性细菌细胞壁中的特有成分.( )30 细菌荚膜都是由多糖组成.( )31 细菌的荚膜主要由多糖和果胶类物质组成，也有少数细菌的荚膜成分是纤维素.( )32 经研究证明，各种能形成异形胞的蓝细菌都具有固氮能力.( )33 光合细菌和蓝细菌都只含有叶绿素，所以都能进行光合作用，同化CO2 合成菌体有机质.( )34 如果一个菌落是由一个细菌菌体生长、繁殖而成，则称为纯培养.( )35 质粒是独立存在于许多微生物细胞内的核外DNA 分子.( )36 病毒和蛭弧菌都是寄生生物.( )37 支原体是原核微生物，其细胞壁结构与真细菌一样。
原核微生物-1
短杆菌
长杆菌 梭状芽孢杆菌
3.螺旋菌(spirllum) 弧菌(vibrio) ：包括一个弯曲； 螺旋菌：2-6环； 螺旋体(spirochaeta)：6环以上。
弧菌
螺旋菌
螺旋体
二、细菌的大小
（1）测量 测 微尺
（2）长度单位 微米(μm)
（3）表示 球菌：直径 杆菌：宽×长 螺菌：宽、长、 螺数
第一章 原核微生物
原核微生物指一大类细胞核无核膜 包裹，只存在核区裸露DNA的原始单细 胞生物。
原核微生物包括真细菌(eubacteria) 和古生菌(archaea)两大类群。
第一节 细菌的形态、大小 及染色观察
细菌是一类细胞短小，结构简单， 具有坚韧细胞壁和原始核质，无核膜、 核仁，核糖体为唯一细胞器，多以二分 裂繁殖，水生性较强的原核生物。
简单染色法
正染色
革兰氏染色法
死菌 细菌染色
鉴别染色法 抗酸染色法 芽孢染色法
负染色： 荚膜染色法
活菌: 用美蓝或TTC等作活菌染色
1.单染色 用一种染料进行染色。
涂片
风干
固定
镜检
染色
球菌的直径一般是0.5-1.0 µm 。如金黄 色葡萄球菌为0.8-1.0 µm 。
杆菌的宽度一般为0.5-1.0 µm ，长度 为宽度的几倍。 如大肠杆菌的大小为0.50.8 µm ×1.5-2 µm 。
螺旋菌的宽度同杆菌 ，长度因其螺旋 的数目而不同。
三、细菌的染色观察
由于细菌细胞微小又透明，一般先经染色 再做显微观察。
一、细菌的形态
细菌细胞的外表特征可从个体形态、 大小和细胞间排列方式3方面加以描 述。细菌的形态极其简单，主要有球 状、杆状和螺旋状。
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第一章原核微生物
名词解释：
1、细菌质粒
2、放线菌
3、荚膜
4、芽孢
5、伴胞晶体
6、菌落和菌苔
7、菌胶团
8、L型细菌9、原生质体和球状体10、趋性11、鞭毛、菌毛和性毛12、衣
原体13、支原体14、立克次氏体
问答题：
1、革兰氏染色的主要步骤有哪些？哪一步最关键？为什么？简述革兰氏染色机理。
2、比较G+细菌和G-细菌细胞壁结构和化学组成的主要区别。
3、简述肽聚糖单体结构。
以金黄色葡萄球菌和大肠杆菌为例比较G+细菌和G-
细菌肽聚糖单体结构的异同。
4、荚膜的主要化学成分是什么？荚膜的主要生理功能有哪些？
5、细菌鞭毛的结构被称为什么结构？有哪几部分组成？G+细菌和G-细菌鞭毛结
构的主要区别是什么？
6、鞭毛、菌毛和性毛的化学组成和功能是什么？哪些方法可判断细菌是否存在
鞭毛或具有运动性（至少说出三种方法并作简要说明）？什么试验阐明了鞭毛的运动机制？
7、细菌有哪些基本形态？按细胞排列方式球菌如何分类？螺菌和螺旋体在形态
结构上的主要区别是什么？
8、芽孢具有哪些特性？细菌芽孢是不是细菌繁殖体？产芽孢细菌主要有哪些类
群（各举一例）？为什么普通染色无法使芽孢染色？
9、放线菌在形态上与一般细菌的主要区别是什么？为什么放线菌不接近霉菌而
更接近细菌？
10、有未贴标签的大肠杆菌和枯草杆菌斜面培养物各一支，你如何使用较简便的
方法予以区分？（至少说出三种方法）
11、链霉菌由哪几部分菌丝组成？它们各有哪些生理功能？简述典型放线菌的菌
落特征。
12、下列微生物中，请说出：G＋菌、G-菌、产芽孢细菌、可形成伴胞晶体的细菌、
缺壁微生物、沙眼病原体、能形成典型菌丝体的微生物、能进行光合作用、
非原核微生物、能独立营养的最小生物体、被称为能量寄生物的细胞型生物、产抗生素种类最多的类群、能引起“水华”或“赤潮”、应用最广泛的杀虫剂、细胞膜上含有甾醇。
枯草杆菌、苏芸金杆菌、假单胞菌、破伤风梭菌、大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、肺炎链球菌、支原体、衣原体、病毒、立克次氏体、蓝细菌、链霉菌
13、革兰氏阴性菌内毒素的主要成分是什么？
14、细菌个体细胞的形态结构往往会在其菌落形态特征上有所反映。
简述产芽孢
细菌、产鞭毛细菌、产荚膜细菌和球菌表现出的菌落特征。
15、什么学说阐述了芽孢的抗热性机制？芽孢的高度抗热性还与芽孢中含有的什
么物质有关？
16、放线菌的典型代表是哪类微生物？它们的菌丝类型有哪些？主要繁殖方式是
什么？
17、根据不同来源，细胞壁缺陷细菌有哪些类型？
18、观察细菌形态为什么通常要染色？什么是单染色、复染色、革兰氏染色、负
染色和鉴别染色？为什么荚膜染色通常用负染色法？下列哪些染色方法属于（1）单染色法（2）复染色法（3）鉴别染色法？
美蓝染色法、结晶紫染色法、革兰氏染色法、芽孢染色法
19、比较革兰氏阳性菌与阴性菌细胞壁的主要区别。
20、比较G+细菌与G-细菌细胞壁肽聚糖结构和成分的主要区别。