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1、1.细菌细胞的基本结构(每种细菌都有的）包括（）、（）、（）和（）。,细胞壁、细胞膜、细胞质、核区（拟核）。,G+四肽尾：由4个氨基酸分子按L型与D型交替连接而成。肽桥：一般为甘氨酸五肽、与肽尾第1-2个氨基酸相同的氨基酸链、D赖氨酸等，总之不是直接相连的。,2. G+与G-细菌的肽聚糖结构组成中有什么差别?,G-四肽尾：第3个氨基酸分子不是L-Lys,而被内消旋二氨基庚二酸（m-DAP)所代替；肽桥：甲四肽尾的第四个氨基酸（D-Ala)的羧基与乙四肽尾的第三个氨基酸（m-DAP)的氨基以酰胺键直接相连。,细菌细胞壁的结构,G+细胞壁：由肽聚糖和磷壁酸组成,磷壁酸：低于50%，G+菌所特有,其
2、主链由数十个磷酸甘油或磷酸核糖醇组成,有的还有由DAla和还原糖组成的侧链。,肽聚糖: 占3095% ,不同菌种中肽聚糖(肽链)组分不同。,细菌细胞壁的结构,G-细胞壁：分内壁层和外膜层。,内壁层：紧贴胞膜,仅由12层肽聚糖分子构成,占细胞壁干重5 10%,无磷壁酸。,外膜层：位于肽聚糖层的外部。 脂多糖; 脂蛋白 包括: 蛋白质层: 基质蛋白 外壁蛋白 磷脂.,磷脂,第一步：结晶紫使菌体着上紫色 第二步：碘和结晶紫形成大分子复合物，分子大，能被细胞壁阻留在细胞内。 第三步：酒精脱色，细胞壁成分和构造不同，出现不同的反应。 G+ 菌：细胞壁厚，肽聚糖含量高，交联度大，而且不含类脂而含磷壁酸，当
3、乙醇脱色时，乙醇不能将磷壁酸溶解，而肽聚糖因脱水而孔径缩小，故结晶紫-碘复合物被阻留在细胞内，细胞不能被酒精脱色，仍呈紫色。 G菌：因其外膜层类脂含量高，而且内部肽聚糖层薄，交联松散，乙醇脱色时，以类脂为主的外膜层被乙醇迅速溶解，这时薄而松散的肽聚糖网不能阻挡结晶紫-碘复合物的溶出，因此细胞褪成无色，沙黄复染后呈红色。,3. 革兰氏染色原理：,5. 溶菌酶抑菌的作用机理？,可切断NAM和NAG之间的1，4糖苷键，引起细菌裂解。,Penicillium仅对正在生长着的细菌，且主要是对G+菌有效。,转肽酶,6. 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的合成后，所得到的仅有一层
4、细胞膜包裹的圆球状渗透敏感细胞,称为（）。 在长期进化过程中形成的、适应自然生活条件的无细胞壁的原核生物，细胞膜中含大量的甾醇以提高机械强度。称为（） 原生质体 protoplast 球状体 spheroplast L型细菌 L-form of bacteria 支原体 Mycoplasma,1972年Singer和Nicolson提出的细胞膜液态镶嵌模型,细胞膜液态镶嵌模型,1)膜的主体是脂质双分子层； 2)脂质双分子层是流动的； 3)整合蛋白因其表面呈疏水性，故可溶于脂质双分子层的疏水性内层中； 4)周边蛋白含有亲水基团，故可通过静电引力与脂质双分子层表面的极性头相连； 5)脂质分子间或脂
5、质与蛋白分子间无共价结合； 6) 脂质双分子层构成了膜的连续体，而蛋白质象孤岛一样无规则地漂流在磷脂类的海洋当中。,细胞膜的功能：,1) 物质运输，控制细胞内外物质（营养物质和代谢废物）的 运送、交换； 2) 渗透屏障，维持细胞内正常渗透压的渗透屏障作用； 3) 合成细胞壁各种组分（LPS、肽聚糖、磷壁酸）和糖被物质（如荚膜多糖等）的重要场所； 4) 参与产能代谢，进行氧化磷酸化或光合磷酸化的产能基地，电子传递链和ATP合成酶均位于细胞膜； 5) 鞭毛基体的着生部位，并提供鞭毛运动所需能量； 6）参与DNA复制与子细胞分离。,间体： 由细胞膜内褶形成的一种管状、层状或串状物，一般位于细胞分裂的
6、部位或附近。,间体的功能: 参与DNA复制及隔膜形成 分泌胞外酶的地点,间体,（三）内膜系统,四核区(nuclear body;nucleoid),细菌核区长度： 一般为0.253mm 例： 大肠杆菌的DNA长约1mm。 核区数目：一般为1个。 功能：负载遗传信息。,由大型环状双链DNA纤丝不规则地折叠或缠绕而构成的无核膜、核仁的区域。,质粒(plasmids),凡游离于原核生物核基因组之外，具有独立复制能力的小型闭合环状的双链DNA分子分子量约为100 106 D.携带1100个基因, 一个菌细胞可有一至数十个质粒。,Structure of a bacterium highlighting
7、 the bacterial plasmid.,(五)细胞质(cytoplast)及其内含物(inclusin),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。,细胞膜内除核区外的一切半透明、胶状、颗粒状物质可总称为细胞质。 其含水量约为80%，其次主要成分有：核糖体、贮藏物、各种酶类、中间代谢物及质粒等,少数细菌还存在有伴孢晶体或气泡等。 原核生物的细胞质是不流动的。,核糖体（ribosome),是分散在细胞质中的颗粒状结构，由核糖体核酸rRNA（占60%）和蛋白质（占40%）组成。,细菌的核糖体 沉降系数为：70s，由50s大亚基和 30s 小亚基构成。 功能：是
8、细胞合成蛋白质的机构。,二、细菌的细胞结构,基本结构包括： 细胞壁、细胞膜、细胞质、核区、（间体、核糖体、气泡和储藏物）。 特殊结构（不是所有细菌都具有的）包括： 糖被、鞭毛、纤毛、芽孢。,1糖被(glycocalyx)及其类型：,某些细菌细胞壁外的一层粘液性胶状物质。,糖被,包裹在单个细胞上 包裹在细胞群上：,菌胶团,在壁上有固定层次,松散，未固定在壁上：粘液层,层次厚：（大）荚膜 200nm 层次薄：微荚膜 200nm,根据糖被的形状和厚度的不同，将糖被分为四类：,糖被的组成：因种而异，除水外，一般是多糖（包括同型多糖和异型多糖），少数多肽或蛋白质，也有多糖与多肽复合型的。,糖被的生理功能
9、,1、保护作用 荚膜富含水分，可保护细胞免于干燥； 糖被亲水，能防止宿主白细胞的吞噬； 能保护菌体免受噬菌体和其他物质（溶菌酶）的侵害； 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； 2、具有表面附着作用，是有些病原菌的毒力因子（提高致病性）； 如引起龋齿的唾液链球菌，肺炎克雷伯氏菌 3、贮藏养料，是细胞外碳源和能源的储备物质，以备营养缺乏时重新利用。,糖被与生产实践的关系,肠膜明珠串菌的葡萄糖荚膜用于生产代血浆的的主要成分，即右旋糖酐和葡聚糖凝胶制剂。 野菜黄单胞菌荚膜黄原胶，食品添加剂，钻井液添加剂。 产菌胶团的细菌分解、吸附、沉降有害物质，用于污水处理。,（2）鞭毛
10、：一端连于细胞膜，一端游离的、细长波曲毛发状的结构。 鞭毛具有运动功能，一般认为鞭毛靠鞭毛丝旋转而动，它们是细菌的“运动器官”。 鞭毛的长度： 一般为1520 m，最长可达70 m 。 鞭毛的直径：为0.010.02 m.,鞭毛的着生方式：,周生,不同细菌的鞭毛数目和着生位置不同，鞭毛数目一般一至数十条。,课本P35,某些菌体表面存在的纤细、中空、短直且数量众多的 蛋白质类附属物。 数量很多，不具有运动功能，多存在于G-中。 直接着生于细胞质膜上。 比鞭毛简单，无基体等构造.,3菌毛(fimbria） （或纤毛、伞毛）,菌毛的功能：,促进细菌的粘附，如沙门菌，霍乱弧菌，淋病奈瑟菌； 促进某些细
11、菌缠集在一起，形成菌膜，在液体表面获取充分的氧气； 许多革兰氏阴性菌的抗原菌毛抗原。,性菌毛 比菌毛长，每个细胞仅1少数几根。 存在于G-细菌的雄性菌株中，可向雌性菌株传递遗传物质。,1.概念：某些细菌生长到一定阶段或在一定环境条件下，细胞的正常生长和分裂停止，细胞内细胞质浓缩，逐步形成一个圆形、椭圆形或圆柱形的，对不良环境有较强抵抗力的特殊结构，称为芽孢。,4芽孢(endospore，spore),芽孢,芽孢囊,2.芽孢的形态及其在细胞中的位置：,3. 芽孢的组成和结构 芽孢有多层结构，主要包括孢外壁、芽孢衣、皮层和核心.,芽孢的结构,孢外壁厚而致密，主要成分为脂蛋白，通透性差,不易着色。
12、芽孢衣主要含疏水性角蛋白，抗酶解、抗药物、多价阳离子难通过。 皮层主要含芽孢肽聚糖、 DPA（ 2,6吡啶二羧酸）Ca，皮层体积大，渗透压高，含水量大。 芽孢平均含水量低,约40%.,芽孢的结构,1、对高温、干燥、辐射、化学药物有强大的抵抗力。 2、含水量低、壁厚而致密，通透性差,不易着色，折光性强。 3、芽孢内新陈代谢几乎停止，处于休眠状态，但保持潜在萌发力。 4、一个芽孢萌发只产生一个营养状态的细胞。 5、存活时间长,4. 芽孢的特性,芽孢的抗热机制： 目前尚不清楚，但可能与以下因素有关，如芽孢衣对多价阳离子和水分的透性很差，而皮层的离子强度很高，因此，皮层就会以极高的渗透压去夺取芽孢核心
13、中的水分，造成核心高度失水比较耐热。 过去认为芽孢抗热与DPA有关，认为其能够稳定芽孢中的生物大分子，现在已否认了这种假设。,5. 伴孢晶体（parasporal crystal）,少数芽孢杆菌，如苏云金芽孢杆菌（Bacillus thuringiensis）在形成芽孢的同时，会在芽孢旁形成一个菱形或双锥形的碱溶性蛋白晶体（即内毒素）称为伴孢晶体。,伴孢晶体由18种氨基酸组成。 对200多种昆虫尤其是鳞翅目的昆虫幼虫有毒杀作用，因此可将这类细菌制成对人畜安全、对植物无害、有利于环境保护的生物农药。 害虫吞食伴孢晶体后，被虫体中肠内的碱性消化液分解并释放出蛋白质毒素，再由毒素特异地结合在中肠上皮
14、细胞的蛋白受体上，使细胞膜上产生一小孔，并引起细胞膨胀、死亡，进而使中肠里的碱性内含物以及菌体、芽孢都进入血管腔，并很快使昆虫患败血症而死亡,6. 芽孢的本质,既不是细菌生活周期的必经阶段，也不是细菌繁殖的一种形式，又不是对环境的消极反应，而是一种生命形式，一种独立的休眠体。,三、细菌的繁殖和培养,（一）繁殖 一般为无性繁殖，二等分裂方式。 二等分裂方式：一个细胞在其对称中心形成一隔膜，进而分裂成2个形态、大小和构造完全相同的子细胞。(绝大多数细菌） 不等二分裂：分裂产生两个在外形构造上有明显差别的子细胞。（柄细菌属） 细菌分裂过程： 核分裂 形成横隔壁 子细胞分离,（二）群体形态 1. 在固
15、体培养基上的群体形态,菌落：在固体培养基上,由单个细胞繁殖形成的肉眼可见的子细胞群体。 菌苔:大量细胞密集生长,结果长成的各“菌落”连接成一片。,(1)平板培养,细菌的菌落特征：一般湿润、较光滑、较透明、较粘稠、易挑取、质地均匀。 不同的微生物种类，其菌落特征不同。 菌落的特征： 包括大小、形状、颜色、边缘、质地、透明度、光泽、表面、湿润度等。,2. 液体培养基 3. 半固体培养,同一种菌在不同培养条件下菌落特征也不尽相同。,第二节 放线菌Actinomycetes,本节提要： 概述 放线菌的形态构造 放线菌的生活史和繁殖方式 放线菌的菌落形态,Actinomycetes是一类主要呈菌丝状生长
16、的单细胞生物，主要以外生孢子的形式繁殖，革兰氏阳性，与细菌同属原核微生物。放线菌菌菌落中的菌丝常从一个中心向四周辐射呈放射状生长，并因此而得名。放线菌有特殊的土霉味。,概 述,有原始核结构，无核膜和核仁； 核糖体为70S； 细胞壁主要成分为肽聚糖，并含有二氨基庚二酸和磷壁酸, 不含几丁质和纤维素； 放线菌虽有发育良好的菌丝体，但大部分无隔，为单细胞； 放线菌菌丝比真菌细得多，其直径与细菌相似(1um)； 游动放线菌的鞭毛与细菌鞭毛类似;,放线菌与细菌的比较,放线菌同大部分细菌一样，对酸敏感，在微碱性条件下生长良好； 放线菌属无性繁殖，同细菌，尚未发现其有性世代； 对溶菌酶和作用于细菌的抗生素敏
17、感； 总之，放线菌是一类介于细菌和真菌之间，而更接近于细菌的原核生物。,分布：含水量较低、有机物丰富、呈微碱性的土壤中。估计每克土壤中约含放线菌孢子107个。 应用： a 放线菌对人类最突出的贡献就是它能产生大量的、种类繁多的抗菌素（70）； b 其次生代谢产物中的一些是生化药物包括抗癌剂、抗寄生虫剂和农用杀虫剂等； c 放线菌还是酶类、维生素的生产菌； e 由于放线菌具有较强的分解复杂有机物(纤维素、石蜡、橡胶、角蛋白）的能力，它们在自然界物质循环以及环境保护、土壤肥力的提高也有重要作用。 危害：只有极少数放线菌对人类、动物和植物有害。,由分枝状菌丝组成。菌丝无隔膜，呈多核的单细胞状态。,二
18、、放线菌的形态构造,菌丝根据形态和功能不同可分为： 基内菌丝（Substrate mycelium） （营养菌丝） 气生菌丝(Aerial mycelium) 孢子丝(Reproductive mycelium),基内菌丝 色浅，较细,气生菌丝 颜色较深，直径较粗,孢子丝,孢子形态及其特点,三、放线菌的繁殖方式,四、放线菌的生活史,五、放线菌的菌落形态,质地: 致密、干燥、不透明、不易被接种针挑起、表面有放射状沟纹。 随菌种不同可有两类： (1)产生大量分枝状菌丝的菌种： 如Strptomyces，形成与培养基结合较紧的菌落，不易挑起或挑起后不易破碎。 (2)不产生大量菌丝的菌种： 如Nocardia，形成的菌落呈粉质，挑之易碎,第三节、蓝细菌,存在于丝状生长种类中，形大、壁厚，专司固氮功能的细胞，数目少而不定，位于细胞链的中间或末端。,静息孢子 一种长在细胞链中间或末端的形大、壁厚、色深的休眠细胞，富含贮藏物，能抵抗干旱等不良环境。,链丝段 由长细胞链断裂而成的短链段，具有繁殖功能。,