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。
19
20
(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
21
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。
34
35
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。
36
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。
微生物的形态和结构
当前27页，共70页，星期日。
革兰氏染色
当前28页，共70页，星期日。
(二)、细菌的结构
1 细 菌 的 基 本 结 构
图1-4 细菌细胞构造模式图
当前29页，共70页，星期日。
1.细菌的一般结构 (1)细胞壁
细胞壁(cell wall)是位于细胞表面，内侧紧贴细胞 膜的一层无色透明，质地坚韧，而富有弹性的构造。
双糖单位
图1-6 G+细菌肽聚糖的立体结构(片段)
肽聚糖骨架由N-乙酰葡 萄糖胺(NAG)和N-乙酰 胞壁酸(NAM)通过β1,4-苷键交替连接成的 多糖链，每条多糖链含
10～65个双糖单位
当前34页，共70页，星期日。
A、肽聚糖
1、细胞壁
L D
与由
型 交 替 方 式 连 接 而
四 个 氨 基 酸 分 子 按
成型
当前35页，共70页，星期日。
肽聚糖
溶菌酶的溶菌作用：双糖单位中的β-1,4-糖
苷键很容易被溶菌酶(lysozyme)所水解，从而 引起细菌因肽聚糖细胞壁的“散架”而死亡。
图1-7 金黄色葡萄球菌的肽聚糖结构 M：N-乙酰胞壁酸;G：N-乙酰葡萄糖 丙谷赖丙：四肽侧链;x：甘氨酸五肽
当前36页，共70页，星期日。
最 大 八 叠 球 菌 （ Sarcina maxima）
旋 动 泡 硫 菌 （ Thiophysa volutans）
大 肠 杆 菌 （ Escherichia coli）
普 通 变 形 杆 菌 （ Proteus vulgaris）
伤 寒 沙 门 氏 菌 （ Salmonella typhi）
嗜 酸 乳 细 菌 （ Lactobacterium acidophilus）
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。
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。
第一章原核微生物的形态构造和功能
第一章原核微生物的形态构造和功能原核微生物是一类单细胞生物，其形态、构造和功能都具有一定的特殊性。
本文将探讨原核微生物的形态结构和功能，帮助读者深入了解这一类微生物。
原核微生物的形态多样，包括球形、杆状、螺旋形等各种形状。
其中最常见的是球形和杆状。
球形的原核微生物被称为球菌，其形状像小球或椭球，直径通常在0.5微米到2微米之间。
杆状的原核微生物被称为杆菌，其形状像长条或棍子，长度通常在1微米到10微米之间。
螺旋形的原核微生物有时也被称为螺菌，形状呈螺旋状或弯曲状。
原核微生物的构造相对简单，通常由细胞质、细胞壁和细胞膜组成。
细胞质是原核微生物的主要部分，它包含细胞器、溶酶体和核糖体等结构。
细胞壁是原核微生物外部的保护层，不仅能维持细胞的形状，还能抵御外界环境的压力和防止细胞溶解。
细胞膜则是原核微生物内外环境的界面，它能控制物质的进出和细胞内外的相互作用。
原核微生物的功能主要体现在代谢和繁殖两个方面。
代谢是维持原核微生物生命活动的基础，包括能量的获取、物质的合成和分解等过程。
原核微生物的能量获取方式多种多样，包括光合作用、化学能量转化和共生等。
光合作用是指利用光能将无机物转化为有机物，代表性的光合作用是细菌类光合作用和蓝藻类光合作用。
化学能量转化是指利用化学能转化为生物能的过程，代表性的化学能转化是厌氧呼吸和好氧呼吸。
共生是指与其他生物形成共生关系，通过相互合作获得能量和营养。
原核微生物的物质合成和分解过程也非常重要，通过这些过程可以合成细胞构成物质和代谢产物。
原核微生物的繁殖主要有两种方式，即二分裂和多倍体生殖。
二分裂是原核微生物最为常见的繁殖方式，它是指细胞在特定条件下逐渐增大，最终分裂成两个相同大小的细胞。
多倍体生殖则是指细胞在特定条件下不断增大，并在分裂前形成多个细胞体，然后才进行分裂。
多倍体生殖相对较少见，但在一些特殊情况下，如营养不良和环境恶劣时，原核微生物会采取这种繁殖方式以适应环境。
第一章 原核生物的形态、构造和功能1
古生菌（ Archaea）的细胞壁
•古生菌又称古细菌（ Archaebacteria）或称古菌，是一类在进化途径上 很早就与真细菌和真核生物相互独立的生物类群，主要包括一些独特
生态类型的原核生物。
在古生菌中，除 Thermoplasma没有细胞壁外，其余都具有与真细菌功 能相似的细胞壁。然而，从化学成分来看，真细菌与古生菌的差别甚大。 据已被研究过的一些古生菌而言，其细胞壁中都不含真正的肽聚糖， 有些含假肽聚糖。
(2)细胞膜（cell membrane）
又称细胞质膜（ cytoplasmic membrane）、质膜（plcell membrane （ inner membrane），是一层紧贴在细胞壁内侧，包围着细胞质的柔软、 脆弱、富有弹性的半透性薄膜，厚7～8nm，由磷脂（占20％～－30％）和 蛋白质（占50％－70％）组成。
原生质体（ protoplast）
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的圆球状渗透敏感细胞，它们只能用
等渗或高渗培养液保存或维持生长。 G+细菌最易形成原生质体，这种原生质体除对相应的噬菌体缺乏敏感 性，不能进行正常的鞭毛运动和细胞不能分裂外，仍保留着正常细胞所具
细菌的染色
细菌细胞既微小又透明，故需经过染色才能作显微观察，常用的为革兰
氏染色法 简单染色法 正染色 鉴别染色法 死菌 细菌染色法 负染色：荚膜染色法等 活菌：用美蓝（即亚甲蓝）或 TTC（氯化三苯基四氮唑） 等作活菌染色 革兰氏染色法 抗酸性染色法 芽孢染色法 吉姆萨染色法
革兰氏染色（Gram stain）
微生物学重点名词解释(本科)
微生物学重点名词解释第一章：原核微生物：细胞核无核膜包被、只有称作核区的裸露DNA的原始单细胞生物，包括真细菌和古生菌两大类。
磷壁酸：是大多数革兰氏阳性细菌细胞壁上的一种酸性多糖，以磷酸二酯键同肽聚糖的N-乙酰胞壁酸相结合。
主要成分是甘油磷壁酸和核糖醇磷壁酸。
脂多糖：是G-细菌的特有成分，位于细胞外壁层中。
它是由类脂A、核心多糖和O-特异性多糖三部分组成的类脂多糖类物质。
聚-β-羟丁酸：许多细菌的细胞质内常见的碳源类贮藏物，不溶于水，可溶于氯仿，可用卡罗蓝或苏丹黑染色，具有贮藏能量、碳源和降低细胞内渗透压的作用。
伴孢晶体：少数芽孢杆菌，如苏云金芽孢杆菌在形成芽孢的同时，会在芽孢旁形成一颗菱形或双锥形的碱溶性蛋白晶体，称为伴孢晶体。
菌落和菌苔：单个细胞或一小堆同种细胞接种到固体培养基上，经过生长繁殖，形成肉眼可见的具有一定形态的子细胞生长群体，称为菌落。
许多菌落连成一片成为菌苔。
基内菌丝：又叫营养菌丝或一级菌丝，长在培养基表面或内部，菌丝无分割，可以产生各种水溶性、脂肪性色素，使培养基着色。
功能：吸收营养物质和排泄代谢废物。
异形胞：在丝状蓝细菌中，有少数细胞核其它细胞不同，形大、壁厚、专司固氮功能的细胞，称为异形胞。
放线菌：呈菌丝状生长、主要以孢子繁殖和陆生性强的原核生物。
缺壁细菌：由于人工方法或自然发生的缺少细胞壁的细菌，主要有L型细菌、原生质体、球状体和支原体等。
L型细菌：专指在实验室中通过自发突变而形成的遗传性稳定的细胞壁缺陷菌株。
鞭毛：某些细菌细胞表面伸出的长丝状、波曲的蛋白质附属物，从细胞膜内长出，伸出细胞壁外，具运动功能。
芽孢：某些细菌在其生长发育后期，在细胞内形成一个圆形或椭圆形、壁厚、含水量低、抗逆性极强的休眠体。
第二章：真核微生物：细胞核具核膜，能进行有丝分裂，细胞质中存在线粒体或同时存在叶绿体等细胞器的生物。
2μm质粒：在酿酒酵母中发现的闭合环状超螺旋DNA分子，长约2μm，每个细胞中含60-100个，占总DNA的3%，复制受核基因组的控制。
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糖被按其有无固定层次、 层次薄厚又可分为荚膜、 微荚膜,粘液层,和菌胶团。
细菌负染后相差显微镜图片（示荚膜）
荚膜成分
葡聚糖 果聚糖 纯多糖 纤维素 …… 多糖 海藻酸 杂多糖 透明质酸 …… 聚-D-谷氨酸 多肽 …… 多肽和多糖 蛋白质
第一章 原核微生物形态、构造和功能
第一节 第二节 第三节 第四节 细菌（bacteria） 放线菌(actinomycetes） 蓝细菌(cyanobacteria) 其他几种原核微生物
第一节 细菌（Bacteria）
一、细菌的形态构造及其功能
（一）形状、大小和染色反应 （二）构造 （三）细菌的繁殖方式
由于LPS结构的变化，决定了革兰氏阴性细胞表 面抗原决定簇的多样性； 是许多噬菌体在细胞表面的吸附受体。
具有近控制某些物质进出细胞的部分选择性屏障功能。
自发缺壁突变：L型细菌
实验室中形成
缺壁 细菌 人工方法去壁
彻底除尽：原生质体 部分去除：球状体
自然界长期进化中形成：支原体
Cncnc-micro
2.细胞壁以内的构造—原生质体
生长在某些细菌体表的长丝状蛋 白质附属物，称为鞭毛，其数目 为一至数条，具有运动功能。
鞭毛一般长度为15—20um直径为 0.01 —0.02um 观察鞭毛的方法:染料沉积使之加 粗后用显微镜观察:常用电镜观察
判断鞭毛有无的方法:半固体培养 基 平板培养菌落边缘 鞭毛的类型 鞭毛的结构
Cncnc-micro
类脂A是G-内毒素的基础 脂多糖（Lipolysaccharide)的组成
CH2OR 1、6 CH O 2 5个长链脂肪酸 类脂A：2个N－乙酰葡糖胺及
4 RO 内核心区 NH 3个L－甘油－甘露庚糖 NH | 核心多糖区 | R1 R2 Hex），包括葡糖胺、 外核心区：5个己糖（ 半乳糖、葡萄糖
Cncnc-micro
间体（Mesosome)的功能
相当于真核细胞的线粒体 相当于真核细胞的内质网
与细胞壁合成有关
可能与核分裂有关 有学者认为间体是一种赝象
细胞质(cytoplasm )和内含物( inclusion body) 贮藏物(reserve granule) 磁小体(megnetosome) 羧酶体(carboxysome) 气 泡(gas vocuoles) 核糖体(ribosome) 质粒(circular covalently closed DNA)
枯草芽孢杆菌
芽孢(endospore/spore)
某些细菌在其生长发育后期 ， 在细胞内形成一个圆 形或椭圆形 厚壁 含水量极低 抗逆性极强的休眠体
、 、 、
由于一个营养细胞内仅生成一个芽孢，无繁殖功能 芽孢是生物界中抗性最强的生命体。 芽孢在普通条件下可保持几年至几十年的生活力。
产芽孢细菌的种类
、
形状为平截八面体、平行六面体或六棱柱体等
功能 导向作用，即借助鞭毛游向泥、水界面微氧 我 环境处生活 实用前景： 生产磁性定向药物或抗体，以及制造生物传感器
Cncnc-micro
气泡（gas vocuoles）
是许多光合型、无鞭毛水生菌中充满气体的泡囊状内含物 大小为0.2—1.0um×75nm 内由数排柱形小空泡组成，外有2nm厚的蛋白膜包裹 每个细胞中含几个或数百个气泡 功能：调节细胞比重以使细菌漂浮在最适水层中获取光能 O2，和营养物质
芽孢 菌体 （营养细胞）
孢
孢外壁 芽孢衣
皮 层
芽孢质 芽孢核区 芽孢膜 芽孢壁 核心
细菌芽孢构造的 模式图
芽孢的形成过程
DNA浓缩 形成束状 芽孢 裂解 皮层 合成 孢衣 合成 质膜内陷 前芽孢双 层膜形成
合成DPA
实用意义： 细菌杀虫剂—生物农药
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或双锥形的碱 溶性蛋白晶体—δ内毒素，称为伴孢 晶体。
（一）细胞的形状、大小和染色反应
3.染色反应
C.Gram 丹麦医生 步骤： 涂片固定； 结晶紫初染1min； 碘液媒染1min； 95%乙醇脱色0.5min； 番红复染2min。 结果: 阳性菌——紫色； 阴性菌——红色。
革 兰 氏 染 色 法
(一)细胞的形状、大小和染色反应
3.染色反应
背景着色，菌 体不着色，多用于 荚膜的观察。
细胞膜组成
a b c d
feLeabharlann a:内嵌蛋白；b 、c : 内嵌蛋白或整合蛋白； d:外周蛋白；e:多酶复合体；f:脂双分子层
膜蛋白在生物膜中的分布和种类
Structure of Cytoplasmic Membrane
细胞膜的功能
控制细胞内、外的物质的运送、交换 维持细胞内正常渗透压以保证屏障作用； 合成细胞壁各种组分和荚膜等大分子的场所； 进行氧化磷酸化或光合磷酸化的产能基地； 许多酶和电子传递链组分的所在部位； 鞭毛着生点和提供其运动所需的能量等。
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核区（nuclear region or area）
又称核质体、原核、拟核、核基因组(genome）
是一个大型环状DNA分子。长度为0.25-3.00mm
每个细胞所含的核区数一般1—4个
细菌除在染色体复制时间内呈双倍体外,一般均为单倍体
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芽孢
spor es
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Reserve granule / Reserve materials
碳 源 及 能 源 类 糖原：大肠杆菌、克雷伯氏菌、 蓝细菌芽孢杆菌等 聚－ß －羟丁酸： 固氮菌、产碱菌、肠杆菌 硫源：迂回螺菌菌、白喉棒杆菌、结核分枝杆菌 藻青素：蓝细菌含有
氮源类
藻青蛋白：蓝细菌含有
磷源（异染粒）：迂回螺菌、白喉棒杆菌和分枝杆菌含有
(一)细胞的形状、大小和染色反应
1.形状——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) 具子实体的粘细菌
(一)细胞的形状、大小和染色反应
1.形状——细菌的异常形态
结核杆菌的正常形态
结核杆菌的异常形态
(一)细胞的形状、大小和染色反应
2.大小
(1)测量：测微尺 (2)长度单位： 微米(μ m)
细胞壁的基本骨架——肽聚糖
肽聚糖网格状结构
细菌细胞壁的结构
革兰氏阳性菌细胞壁：由肽聚糖和磷壁酸组成
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,有的还有由D—Ala 和还原糖组成的侧链。
肽聚糖:
占30~70% ,不同菌种中肽 聚糖(肽链)组分不同。
磷壁酸的功能
因带负电荷，故可与环境中的Mg＋等阳离子结合， 提高这些离子的浓度，以保证细胞膜上一些合成酶 维持高活性的需要。 保证革兰氏阳性致病菌与其宿主间的粘连 赋于革兰氏阳性细菌以特异的表面抗原 提供某些噬菌体以特异的吸附受体 贮藏磷原素 调节细胞内自溶素（autolysin）的活力防止细胞死亡
细菌细胞壁的结构：
细胞壁的基本骨架——肽聚糖
N—乙酰胞壁酸（NAM） 和N—乙酰葡糖胺（NAG）以及少数氨 基酸短肽链组成的亚单位聚合而成的大 分子复合体。 肽聚糖单体：是由NAG 、 NAM 、肽尾、 肽桥构成。
肽聚糖：是由
细胞壁的基本骨架——肽聚糖
革兰氏阳性细菌肽聚糖单体
革兰氏阴性细菌肽聚糖单体
二、细菌的群体形态
（一）细胞的形状、大小和染色反应
1.形状
球菌(Coccus) 杆菌(Bacillus) 螺旋菌(Spirlla) 其他形状的细菌
(一)细胞的形状、大小和染色反应
1.形状-基本形状
细菌的基本形状
(一)细胞的形状、大小和染色反应 1.形状-球菌
单球菌
双球菌
链球菌
球菌分裂后的子细胞的连接方式
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核糖体（Ribosome)
核糖体
核糖体（Ribosome)
核 糖 体 亚 基 释 放
、
核糖体亚基连在
多聚核糖体
质粒(circular covalently closed DNA )
质粒
染色体 (Chromosomes)
质粒功能
R因子 ： 与抗药性有关
F因子：与有性接合有关 其他质粒：与抗生素，色素合成有关 基因工程中作为目的基因载体
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Poly-ß -hydroxybutyrate,PHB
红色螺菌的电子显微镜图片
磁小体(megnetosome)
1975年由R P BlakemoreD 在趋磁细菌中发现
主要成分是Fe3O4 外被一层磷脂 蛋白或糖蛋白膜,是 单磁畴晶体,无毒,大小20—100nm,每个细胞有2— 20颗
荚膜功能
保护作用 贮藏养料 作为透性屏障或离子交换系介质
保护细菌免受干旱损坏 防止噬菌体的吸附和裂解 使致病菌免受突破主白细胞吞噬
附着作用
细菌间的信息识别作用 堆积代谢 废物
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细菌糖被实用意义
鉴定菌种 提取葡聚糖—“代血浆” 胞外多糖：黄原胶用于石油开采 菌胶团用于处理污水
鞭毛（Flagellum)
细胞质膜（cell membrane） 细胞质和内含物(cytoplasm and inclusion body) 核区(nuclear region or area) 特殊的休眠构造—芽孢(endospore,spore)
细胞膜(cell membrane)
糖基
镶嵌蛋白
疏水性尾部 极性头部 细胞膜液体镶嵌模型 细胞膜液体镶嵌模型
(3)表示： 球菌:直径0.5-1.0 μm 杆菌:宽(0.5-1.0 μm )×长 螺菌:宽、长、螺距