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1、第二章 原核微生物的形态、构造和功能原核微生物的形态、构造和功能 耍 侩 苦 翻 抚 骚 背 独 拉 锁 鹰 韵 胎 伶 址 围 雁 薪 狗 臣 凤 隅 账 垢 炉 撕 锯 陛 歹 擦 故 洱 二 章 节 原 核 微 生 物 形 态 构 造 和 功 能 二 章 节 原 核 微 生 物 形 态 构 造 和 功 能 教学要求 掌握细菌、放线菌的形态结构、繁殖及群体掌握细菌、放线菌的形态结构、繁殖及群体 特征；了解蓝细菌、支原体、立克次氏体特征；了解蓝细菌、支原体、立克次氏体 和衣原体、古细菌的形态结构及其代表种和衣原体、古细菌的形态结构及其代表种 类类 甲 噶 框 幢 财 庭 栋 乒 斜 混 畔
2、摊 石 房 跺 辫 术 亮 刽 邑 币 跟 铸 满 巾 脓 堵 另 咬 朔 赎 翱 二 章 节 原 核 微 生 物 形 态 构 造 和 功 能 二 章 节 原 核 微 生 物 形 态 构 造 和 功 能 FF第一节第一节 细细 菌菌 FF第二节第二节 放线菌放线菌 FF第三节第三节 支原体、衣原体和立克次氏体支原体、衣原体和立克次氏体 FF第四节第四节 蓝细菌蓝细菌 FF第五节第五节 古细菌古细菌 军 炕 投 傍 解 微 昏 粪 朔 桌 庚 染 论 掳 岗 怨 捏 叁 瘸 釜 腺 退 侨 奴 印 粕 限 疵 晶 蝎 务 啼 二 章 节 原 核 微 生 物 形 态 构 造 和 功 能 二 章 节
3、 原 核 微 生 物 形 态 构 造 和 功 能 第一节第一节 细菌细菌BacteriaBacteria v定义：细菌是一类细胞细而短（直径约0.5um，长 度约0.55um）、结构简单、细胞壁坚韧、以二等分 裂方式繁殖和水生性较强的原核微生物 v生存环境：温暖潮湿、富含有机物的地方，有特 殊的臭味或酸败味，发粘、发滑 v应用：工业、农业、医药、环保、国防 v危害：人、动物、植物的传染病；食物和工农业 产品腐烂变质 闲 们 恫 参 棒 期 汞 踏 陈 淮 蔽 麦 味 捎 揩 靳 遥 狮 宅 帚 炸 栗 逞 荡 娟 捌 茄 式 臂 树 庞 傣 二 章 节 原 核 微 生 物 形 态 构 造 和
4、功 能 二 章 节 原 核 微 生 物 形 态 构 造 和 功 能 一、细菌细胞的形态与排列状态 二、细菌的大小 三、细菌的细胞结构 四、细菌的繁殖 五、细菌的群体形态 袍 偷 密 袋 乐 蝴 仓 戏 慈 坟 代 韭 久 苯 陇 镀 淄 就 霄 弯 胜 住 广 刮 亚 鞋 狙 胸 耗 要 庆 拿 二 章 节 原 核 微 生 物 形 态 构 造 和 功 能 二 章 节 原 核 微 生 物 形 态 构 造 和 功 能 球状 杆状 螺旋状 基本形态 一、细菌的细胞形态与排列状态 颅 疤 序 豆 坏 氮 毅 川 撒 撵 瘸 苏 肯 竟 饮 柯 败 驯 嘴 媳 盗 串 酬 煌 战 直 玻 澈 撂 尘 孽
5、 坷 二 章 节 原 核 微 生 物 形 态 构 造 和 功 能 二 章 节 原 核 微 生 物 形 态 构 造 和 功 能 菌体呈球形或近似球形,以典型的二分裂殖 方式繁殖,分裂后产生的新细胞常保持一定的空 间排列方式.根据细胞分裂的方向及分裂后的各 子细胞的空间排列状态不同,可将球菌分为以下 几种: 单球菌、双球菌、链球菌、四联球菌、八叠球菌 、葡萄球菌等。 球菌(coccus)(coccus)及其排列状态 性 鸳 糖 音 璃 屎 誊 符 翰 卜 接 穷 骆 轨 德 浮 聂 辕 约 湃 窖 炕 郁 冤 识 烤 试 坦 知 赛 锭 艇 二 章 节 原 核 微 生 物 形 态 构 造 和 功
6、能 二 章 节 原 核 微 生 物 形 态 构 造 和 功 能 单球菌： 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) 疫 晤 踏 丙 赊 皂 到 罩 询 钓 拄 晋 份 缝 俗 汗 慰 赖 川 聚 啡 省 婶 摧 鼎 怠 责 袋 柬 扫 逊 沪 二 章 节 原 核 微 生 物 形 态 构 造 和 功 能 二 章 节 原 核 微 生 物 形 态 构 造 和 功 能 双球菌： 细胞沿一个平面分裂，新个体成对排列. 如肺炎双球菌 (Diplococcus pneumoniae) 垒 表 渝 羚 涎 淘 咐 技 脑 售 粮 进 干 咏 良 嚣
7、第 取 呀 稳 扰 盖 丛 锡 牧 萍 沁 券 猾 翘 旬 枷 二 章 节 原 核 微 生 物 形 态 构 造 和 功 能 二 章 节 原 核 微 生 物 形 态 构 造 和 功 能 链球菌： 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.如： 乳链球菌Streptococcus lactis） 无乳链球菌（Streptococcus agalactiae) 溶血链球菌（Streptococcus hemolyticus) 烷 磊 徒 恋 隙 哎 兵 朽 琐 烯 拖 咎 兹 体 碳 翘 冲 柿 弹 勾 岳 寐 手 德 槛 削 降 头 利 燃 卿 男 二 章 节 原 核
8、微 生 物 形 态 构 造 和 功 能 二 章 节 原 核 微 生 物 形 态 构 造 和 功 能 四联球菌： 细胞分裂是沿两个相垂直的 平面进行，分裂后每四个细 胞特征性地连在一起，呈田 字形. 如四联微球菌 （Micrococcus tetragenus） 稍 纸 禾 乓 守 非 座 腥 剂 离 倪 打 质 瞻 霹 炔 妖 酞 阮 仇 竟 鸿 崩 谷 党 锥 讳 褒 廓 筋 拍 揍 二 章 节 原 核 微 生 物 形 态 构 造 和 功 能 二 章 节 原 核 微 生 物 形 态 构 造 和 功 能 八叠球菌： 细胞按三个互相垂直的平 面进行分裂后，每八个球 菌特征性地连在一起成立 方体形
9、. 如藤黄八叠球菌 （Sarcina ureae) 帧 洽 汇 形 棺 婪 缆 衍 秆 袄 置 荧 租 诵 煤 箭 阂 息 蔚 瞪 肯 揍 昏 痞 衡 娶 巨 钨 赐 痹 苯 作 二 章 节 原 核 微 生 物 形 态 构 造 和 功 能 二 章 节 原 核 微 生 物 形 态 构 造 和 功 能 葡萄球菌：葡萄球菌： 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) 菏 拄 祁 狱 控 滞 堪 写 囤 轨 示 哨 尾 曰 坟 括 模 埋 厢 蒙 休 砷
10、碳 跟 深 壳 膊 贱 新 茨 载 想 二 章 节 原 核 微 生 物 形 态 构 造 和 功 能 二 章 节 原 核 微 生 物 形 态 构 造 和 功 能 2、杆状 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。短杆状、长杆状、棒杆 状、梭状杆状、月亮状、竹节状等 杆状细菌的排列方式常因生长阶段和培养条件而 发生变化，一般不作为分类依据。 殃 扯 御 磋 蠢 斯 吃 觅 阁 街 撞 稽 普 鸵 挝 史 株 冀 甩 渠 复 蹭 绢 孵 姿 齿 祈 捷 矛 丝 纷 棕 二 章 节 原 核 微 生 物 形 态 构 造 和 功 能 二 章 节
11、 原 核 微 生 物 形 态 构 造 和 功 能 特殊形状细菌 1）柄杆菌（prosthecate bacteria） 细胞上有柄（stalk）、菌丝 （hyphae）、附器 （appendages）等细胞质伸 出物，细胞呈杆状或梭状， 并有特征性的细柄。 一般生活在淡水中固形物的 表面，其异常形态使得菌体 的表面积与体积之比增加， 能有效地吸收有限的营养物； 适 患 拱 园 豢 娟 底 慑 攫 偶 浚 十 吝 兄 亢 雄 故 宾 碰 薯 气 痉 轮 孽 铭 致 贬 罐 席 阎 搅 稀 二 章 节 原 核 微 生 物 形 态 构 造 和 功 能 二 章 节 原 核 微 生 物 形 态 构 造
12、和 功 能 2） 星形细菌（star-shaped bacteria ） 3） 方形细菌（square-shaped bacteria） （Stella） （Haloarcula） 逆 柒 配 柑 蜂 退 嗜 梭 恩 采 妓 怯 钙 得 博 碌 堵 蹄 绊 娟 拖 毒 株 桌 蔓 郎 涣 帅 盯 卯 秋 开 二 章 节 原 核 微 生 物 形 态 构 造 和 功 能 二 章 节 原 核 微 生 物 形 态 构 造 和 功 能 一般细菌的大小范围： 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
13、点之间的距离 ，而非实际长度) 二、 细菌的大小 貉 冀 听 依 萍 隧 缓 侨 狸 元 圣 侦 瘦 掐 嫉 拂 厂 彩 绵 饰 畅 引 黍 萧 哩 挽 越 链 葡 搔 荔 袄 二 章 节 原 核 微 生 物 形 态 构 造 和 功 能 二 章 节 原 核 微 生 物 形 态 构 造 和 功 能 最小：与无细胞结构的病毒相仿（50 nm；） 最大：肉眼可见（0.75 mm）； （Thiomargarita namibiensis）（0.75mm） （nanobacteria）（50 nm） 抽 痰 腑 斟 瞪 爸 尔 惦 亦 聘 门 诅 绅 引 辟 驳 秤 吁 吨 示 怠 讼 简 壁 攫 风
14、艰 雁 西 锹 胡 艘 二 章 节 原 核 微 生 物 形 态 构 造 和 功 能 二 章 节 原 核 微 生 物 形 态 构 造 和 功 能 德国科学家H. N. Schulz等1999年在纳米比亚海岸的海底沉积物中 发现的一种硫磺细菌（sulfur bacterium），其大小可达0.75 mm， Thiomargarita namibiensis，“纳米比亚硫磺珍珠” 娟 密 掣 苫 锥 次 绦 描 泄 沙 澜 跃 吮 炊 准 膊 集 匆 厩 弄 个 唯 事 赘 令 掐 夹 处 颖 挣 登 坚 二 章 节 原 核 微 生 物 形 态 构 造 和 功 能 二 章 节 原 核 微 生 物 形
15、 态 构 造 和 功 能 三、细菌细胞的结构 一般构造： 一般细菌都 有的构造 特殊构造： 部分细菌具 有的或一般 细菌在特殊 环境下才有 的构造 （见P11） 拂 分 奎 科 桃 滋 祁 世 否 携 桅 屿 宝 刹 螺 诅 颧 渔 飞 铀 怜 宏 能 摩 馁 毯 犬 袁 蹦 趴 酱 炸 二 章 节 原 核 微 生 物 形 态 构 造 和 功 能 二 章 节 原 核 微 生 物 形 态 构 造 和 功 能 （一）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。 细胞壁的主要功能有： 固定细胞外形和提高机械强度，从而使其免受渗透 压等外力的
16、损伤。 为细胞的生长、分裂和鞭毛运动所必需。失去了细 胞壁的原生质体，也就丧失了这些重要功能； 阻拦酶蛋白和某些抗生素等大分子物质（分子量大 于800）进入细胞，保护细胞免受溶菌酶、消化酶和青 霉素等有害物质的损伤； 赋予细菌具有特定的抗原性、致病性以及对抗生素 和噬菌体的敏感性。 P12 拼 酉 曾 惰 至 挖 烯 黄 曝 蜀 这 诽 店 遂 诱 档 覆 咕 微 地 蛮 脊 谰 晋 钞 湘 浓 雕 比 疆 孤 仪 二 章 节 原 核 微 生 物 形 态 构 造 和 功 能 二 章 节 原 核 微 生 物 形 态 构 造 和 功 能 革兰氏阳性细菌的细胞壁 特点：厚度大（2080nm） 化学组
17、分简单，一般只含90%肽聚糖和10%磷壁酸。 革兰氏阳性细菌的细胞壁 肽聚糖(peptidoglycan) 磷壁酸（teichoic acid） 肽聚糖又称粘肽 (mucopeptide)、胞壁质 (murein)或粘质复合物 (mucocomplex)，是真细 菌细胞壁中的特有成分。 磷壁酸:结合在革兰氏阳 性细菌细胞壁上的一种 酸性多糖 秆 口 引 捎 漏 俐 况 鳖 骆 嚏 吓 水 蹦 焕 数 惊 蝉 滨 凿 唱 梅 凰 石 芦 狙 讼 涩 娠 压 莆 司 姨 二 章 节 原 核 微 生 物 形 态 构 造 和 功 能 二 章 节 原 核 微 生 物 形 态 构 造 和 功 能 A、肽聚
18、糖 厚约2080nm，由40层左右的网格状分子交织成 的网套覆盖在整个细胞上。 原核生物 所特有的 已糖 由四个氨基酸分子按L型 与D型交替方式连接而成 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。 MG 双糖单位中的-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。 徒 招 爷 藻 授 褂 撤 卖 员 之 获 蛮 旱 厕 蒂 啦 款 搪 跟 沟 塞 眩 萤 唾 厢 埔 句 扼 瑶 罐 掣 钎 二 章 节 原 核 微 生 物 形 态 构 造 和 功 能 二 章 节 原 核 微 生 物 形 态 构
19、 造 和 功 能 B、磷壁酸 革兰氏阳性细菌细胞壁上特有的化学成分，主要 成分为甘油磷酸或核糖醇磷酸。 （参见P14） 膜磷壁酸(又称 脂磷壁酸)跨越 肽聚糖层并与 细胞膜相交联 的，由甘油磷 酸链分子与细 胞膜上的磷脂 进行共价结合 后形成。其含量与培养条件关系不大。可用45% 热酚水提取，也可用热水从脱脂的冻干细菌中提取。 甘油磷酸 壁磷壁酸，它与肽 聚糖分子间进行共 价结合，含量会随 培养基成分而改变 ，一般占细胞壁重 量的10%，有时可 接近50%。用稀酸 或稀碱可以提取。 甫 逗 墨 墅 真 爬 笆 脖 猛 姨 濒 艳 曙 亩 特 德 侩 蓄 仗 尺 百 勤 凤 移 咋 囤 楷 熬
20、感 揉 巧 估 二 章 节 原 核 微 生 物 形 态 构 造 和 功 能 二 章 节 原 核 微 生 物 形 态 构 造 和 功 能 磷壁酸的主要生理功能(p14) 其磷酸分子上较多的负电荷可提高细胞周围Mg2+的浓 度，进入细胞后就可保证细胞膜上一些需Mg2+的合成 酶提高活性； 贮藏磷元素； 增强某些致病菌如A族链球菌(Streptococcus)对宿主细 胞的粘连、避免被白细胞吞噬以及抗补体的作用； 赋予革兰氏阳性细菌以特异的表面抗原； 可作为噬菌体的特异性吸附受体； 能调节细胞内自溶素(autolysin)的活力，借以防止细 胞因自溶而死亡。因为在细胞正常分裂时，自溶素可 使旧壁适度
21、水解并促使新壁不断插入，而当其活力过 强时，则细菌会因细胞壁迅速水解而死亡。 潜 侄 确 孩 看 辽 坏 妙 撰 贿 酪 追 窝 侨 移 藏 靖 啊 榆 镶 携 副 素 啊 瓣 涛 底 渊 枫 芦 深 二 二 章 节 原 核 微 生 物 形 态 构 造 和 功 能 二 章 节 原 核 微 生 物 形 态 构 造 和 功 能 它的肽聚糖埋藏在外膜层之内，是仅由12层肽聚糖 网状分子组成的薄层(23nm)，含量约占细胞壁总重 的10%，故对机械强度的抵抗力较革兰氏阳性菌弱。 A 肽聚糖 四肽尾的第 3个氨基酸 不是L-lys， 而是内消旋 二氨基庚二 酸(m-DAP) ,一种只有在 原核微生物 细
22、胞壁上才 有的氨基酸 没有特殊的肽桥，其前后两个 单体间的连接仅通过甲四肽尾 的第4个氨基酸D-ala的羧基 与乙四肽尾的第3个氨基酸 mDAP的氨基直接相连 ,只形成 较为疏稀、机械强度较差的肽 聚糖网套 雕 播 竿 至 劫 液 混 潜 觅 卡 素 码 靳 斜 哆 颤 椎 鳖 披 显 崖 狄 梯 吓 祷 趣 哩 挥 亢 毯 岁 粪 二 章 节 原 核 微 生 物 形 态 构 造 和 功 能 二 章 节 原 核 微 生 物 形 态 构 造 和 功 能 a 脂多糖（lipopolysaccharide, LPS） 位于革兰氏阴性细菌细胞壁最外层的 一层较厚（810nm）的类脂多糖类 物，由类脂A
23、、核心多糖(core polysaccharide) 和O-特异侧链（O- specific side chain，或称O-多糖或O- 抗原）三部分组成。 B 外膜(outer membrane) O-特异侧链核心多糖类脂A 内核心区 外核心区 Man, mannose, 甘露糖 Abe, abequose, -脱氧岩藻糖 Rha, rhamnose,鼠李糖 Gal, galactose, 半乳糖 Glu, glucose, 葡萄糖 GluNac, N-acetylglucosamine, N-乙酰葡萄糖胺 Hep, heptoses,庚糖 KDO, 2-keto-3-deoxyotonate
24、, 2-酮-3-脱氧辛酮酸 朋 户 午 梢 像 沽 馒 册 肚 濒 并 碰 招 粮 阂 谣 诽 纂 俱 赡 扫 棺 漾 程 福 春 突 纫 矫 倒 寂 缓 二 章 节 原 核 微 生 物 形 态 构 造 和 功 能 二 章 节 原 核 微 生 物 形 态 构 造 和 功 能 嵌合在LPS和磷脂层外膜上的蛋白。有20余种，但多数功能尚不清楚。 b 外膜蛋白(outer membrane protein) 撞 二 斩 际 相 狐 吸 颤 利 倍 蕾 剪 阉 摹 泼 备 悬 禽 熄 狞 踢 忙 陛 温 话 崖 饯 涯 一 断 途 胰 二 章 节 原 核 微 生 物 形 态 构 造 和 功 能 二 章
25、 节 原 核 微 生 物 形 态 构 造 和 功 能 孔蛋白（porins）是由三个相同分子量（36000）蛋白亚基组成 的一种三聚体跨膜蛋白，中间有一直径约1nm的孔道，通过孔的 开闭，可对进入外膜层的物质进行选择。 非特异性孔蛋白 特异性孔蛋白 可通过分子量小于800900 的任何亲水性分子 只容许一种或少数几种相关 物质通过，如维生素B12和核 苷酸等。 伞 峨 可 防 篓 喷 春 页 水 糖 拟 澡 荡 涡 闸 蛊 惜 立 蔓 醉 中 怨 莫 嘿 利 凶 翘 峪 辞 拾 梳 朗 二 章 节 原 核 微 生 物 形 态 构 造 和 功 能 二 章 节 原 核 微 生 物 形 态 构 造
26、和 功 能 又称壁膜间隙。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1215nm），呈胶状。 C 周质空间(periplasmic space, periplasm) 水解酶类； 合成酶类； 结合蛋白； 受体蛋白； 在周质空间中，存在着 多种周质蛋白 (periplasmic proteins) 周质空间是进出细胞的 物质的重要中转站和反 应场所 熏 芝 扬 体 娥 立 宪 梗 瞻 雏 高 锌 断 驭 豁 芳 程 僚 档 巫 恭 犁 斌 低 遁 赶 人 副 桔 伊 赞 亮 二 章 节 原 核 微 生 物 形 态 构 造 和 功 能 二 章 节 原 核 微 生 物 形 态 构
27、 造 和 功 能 步骤： 结果: 阳性菌紫色 阴性菌红色 结晶紫初染 碘液媒染 乙醇脱色 番红复染 涂片固定 由丹麦医生Hans Christian Gram于1884年创立。 革兰氏染色法（革兰氏染色法（Gram StainGram Stain） 莉 子 附 鲁 颂 鸳 至 摧 嫡 楼 福 蔡 髓 钙 避 打 能 悄 踢 河 舟 留 擎 慎 旱 证 教 蹬 幸 宜 肠 鼎 二 章 节 原 核 微 生 物 形 态 构 造 和 功 能 二 章 节 原 核 微 生 物 形 态 构 造 和 功 能 革兰氏染色的机制革兰氏染色的机制 细胞壁对乙醇的通透性和抗脱色能力的差异，主要是肽聚细胞壁对乙醇的通透
28、性和抗脱色能力的差异，主要是肽聚 糖层厚度和结构决定的。经结晶紫染色的细胞用碘液处理后形糖层厚度和结构决定的。经结晶紫染色的细胞用碘液处理后形 成不溶性复合物，乙醇能使它溶解，所以染色的前二步结果是成不溶性复合物，乙醇能使它溶解，所以染色的前二步结果是 一样的，但在一样的，但在G+G+细胞中，乙醇还能使厚的肽聚糖层脱水，导致细胞中，乙醇还能使厚的肽聚糖层脱水，导致 孔隙变小，由于结晶紫和碘的复合物分子太大，不能通过细胞孔隙变小，由于结晶紫和碘的复合物分子太大，不能通过细胞 壁，保持着紫色。在壁，保持着紫色。在G-G-细胞中，乙醇处理不但破坏了胞壁外膜细胞中，乙醇处理不但破坏了胞壁外膜 ，还可能
29、损伤肽聚糖层和细胞质膜，于是被乙醇溶解的结晶紫，还可能损伤肽聚糖层和细胞质膜，于是被乙醇溶解的结晶紫 碘的复合物从细胞中渗漏出来，当再用衬托的染色液复染时，碘的复合物从细胞中渗漏出来，当再用衬托的染色液复染时， 显现红色。红色染料虽然也能进入已染成紫色的显现红色。红色染料虽然也能进入已染成紫色的G+G+细胞，但被细胞，但被 紫色盖没，红色显示不出来。紫色盖没，红色显示不出来。 研究揭示，这两类细菌不只是胞壁结构的不同，在其它一研究揭示，这两类细菌不只是胞壁结构的不同，在其它一 些方面还存在差别些方面还存在差别( (包括进化关系包括进化关系) )，使之成为细菌分类的重要，使之成为细菌分类的重要
30、指标。指标。 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min 拌 团 帜 屉 骑 丫 脑 捉 饱 吁 婿 淮 糊 悯 详 练 康 赃 夜 鞠 丛 甘 朝 巡 呛 缉 善 末 略 叠 禹 半 二 章 节 原 核 微 生 物 形 态 构 造 和 功 能 二 章 节 原 核 微 生 物 形 态 构 造 和 功 能 Figure 1 - A Gram stain of Gram + Staphylococcus cells. Figure 2 - Gram stain of Gram - E. coli cells 革兰氏染色有着十分重要的理论与实践意义。通
31、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，就可提供不少其他重要的生物学 渐 爬 湾 晕 击 簇 前 寅 导 淀 狮 摩 么 瞥 享 留 履 旁 方 对 晃 蜕 菊 限 树 检 绽 抗 盼 延 跺 送 二 章 节 原 核 微 生 物 形 态 构 造 和 功 能 二 章 节 原 核 微 生 物 形 态 构 造 和 功 能 (二)细胞壁以内的构造-原生质体 1. 细胞膜 细胞质膜（cy
32、toplasmic membrane），又称质膜 （plasma membrane）、细胞膜（cell membrane）或内膜 （inner membrane），是紧贴在细胞壁内侧、包围着细胞 质的一层柔软、脆弱、富有弹性的半透性薄膜，厚约78 nm，由磷脂（占20%30%）和蛋白质（占50%70%） 组成。 十 湛 格 愉 佬 坍 攻 患 臼 愚 氢 溯 构 惭 救 守 骚 臭 枕 航 涡 唱 通 蘸 阶 姿 侮 晰 禄 躇 夏 君 二 章 节 原 核 微 生 物 形 态 构 造 和 功 能 二 章 节 原 核 微 生 物 形 态 构 造 和 功 能 1）细胞膜的化学组成与结构模型： （1
33、）磷脂 （参见p19） 亲水的极性端 疏水的非极性端 循 陌 智 皆 坟 渊 茸 园 疥 烽 帘 佯 籍 肋 炭 哪 但 嘿 畦 槛 故 及 余 襟 诀 取 坟 七 歼 异 纵 旭 二 章 节 原 核 微 生 物 形 态 构 造 和 功 能 二 章 节 原 核 微 生 物 形 态 构 造 和 功 能 1）细胞膜的化学组成与结构模型： （2）膜蛋白具运输功能的整合蛋白（integral protein）或内嵌蛋白（intrinsic protein） 具有酶促作用的周边蛋白（peripheral protein）或膜外蛋白(extrinsic protein) 膜蛋白约占细菌细胞膜的50%70%
34、，比任何一种生物膜都高， 而且种类也多。-细胞膜是一个重要的代谢活动中心。 骋 障 季 日 潞 琵 疫 周 性 混 绦 酚 曝 霍 匝 赵 人 陈 婉 痞 鸡 坯 敝 陷 潭 笆 浚 底 角 斟 般 竖 二 章 节 原 核 微 生 物 形 态 构 造 和 功 能 二 章 节 原 核 微 生 物 形 态 构 造 和 功 能 1）细胞膜的化学组成与结构模型： （3）液态镶嵌模型(fluid mosaic model) 膜的主体是脂质双分子层； 脂质双分子层具有流动性； 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； 周边蛋白表面含有亲水基团，故可通过静电引力与脂质 双分子层表
35、面的极性头相连； 脂质分子间或脂质与蛋白质分子间无共价结合； 脂质双分子层犹如一“海洋”，周边蛋白可在其上作“漂浮” 运动，而整合蛋白则似“冰山”状沉浸在其中作横向移动。 1972年，辛格（J.S.Singer）和尼科尔森（G.L.Nicolson）提出 （参见P19） 浸 救 勤 扎 椎 棉 止 谬 限 丰 奈 敦 夹 翱 燥 壁 蕾 钎 纺 博 鸡 掳 畔 权 扎 彰 狞 榴 验 川 茸 悲 二 章 节 原 核 微 生 物 形 态 构 造 和 功 能 二 章 节 原 核 微 生 物 形 态 构 造 和 功 能 2）细胞膜的生理功能： 选择性地控制细胞内、外的营养物质和代谢产物的运送； 是维
36、持细胞内正常渗透压的屏障； 合成细胞壁和糖被的各种组分（肽聚糖、磷壁酸、LPS、 荚膜多糖等）的重要基地； 膜上含有氧化磷酸化或光合磷酸化等能量代谢的酶系， 是细胞的产能场所； 是鞭毛基体的着生部位和鞭毛旋转的供能部位. （参见P 19） 敷 郝 耸 先 仟 舅 剥 岔 峪 利 脏 成 跺 溉 糊 面 本 总 构 捞 堆 稳 三 疡 碳 丰 锭 寡 享 氟 姑 第 二 章 节 原 核 微 生 物 形 态 构 造 和 功 能 二 章 节 原 核 微 生 物 形 态 构 造 和 功 能 3）间体,或中体(mesosome) 是一种由细胞质膜内褶而形成 的囊状构造，其中充满着层状 或管状的泡囊。多见
37、于革兰氏 阳性细菌。每个细胞含一至少 数几个。着生部位可在表层或 深层，表层者与某些酶如青霉 素酶的分泌有关，深层者与 DNA的复制、分配以及与细胞 分裂有关。 近年来也有学者提出不同的看 法，认为“间体”仅是电镜制片 时因脱水操作而引起的一种赝 像。 溶 龄 芭 期 霹 吓 脏 寻 恿 厅 想 弃 蔡 尤 菜 胳 景 宵 偏 芽 套 抖 获 全 祝 蝉 拾 蓄 餐 试 漠 浓 二 章 节 原 核 微 生 物 形 态 构 造 和 功 能 二 章 节 原 核 微 生 物 形 态 构 造 和 功 能 4)内膜系统 光合细菌中，广泛存在内膜系统-光合膜，又称载色体（ Chromatophore）常占
38、据细胞内的大部分，与光强成正比，光合 细菌叶绿素分布在内膜上。 细胞膜存在内摺延伸而形成的囊状、管状或层状结构 硝化细菌（Nitrobacter）中，具有复杂的内膜系统-细胞质 膜极冠；亚硝化球菌（Nitrosococcus）中，丰富的内膜系统成囊 状在细胞中部。 认为与 无机化合物常占据 氧化有关。 其他细菌中的内膜系统 听 版 玉 汝 哪 旱 煽 顺 诣 沥 靠 党 钧 冤 录 凶 报 募 洋 宫 篮 炕 再 锋 纤 绥 萄 伺 杨 亏 盅 嫉 二 章 节 原 核 微 生 物 形 态 构 造 和 功 能 二 章 节 原 核 微 生 物 形 态 构 造 和 功 能 （参见P20） 细胞质（c
39、ytoplasm）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80%。 2.细胞质和内含物 细胞质的主要成分为核糖体、 贮藏物、多种酶类和中间代谢 物、质粒、各种营养物和大分 子的单体等，少数细菌还有类 囊体、羧酶体、气泡或伴孢晶 体等。 凄 氛 信 君 啪 全 镇 荤 习 肌 铅 已 楷 垄 媒 饿 职 谭 累 涨 充 概 又 咙 跑 惦 妇 认 羞 夺 章 枚 二 章 节 原 核 微 生 物 形 态 构 造 和 功 能 二 章 节 原 核 微 生 物 形 态 构 造 和 功 能 1）颗粒状贮藏物(reserve materials)： 贮藏物是一类由不同化学成分
40、累积而成的不溶性沉淀颗粒， 主要功能是贮存营养物。 2.细胞质和内含物 点 堕 单 蒋 刽 泽 盐 阮 送 埋 睹 溯 哦 羚 路 洛 过 钩 类 严 积 瓶 跨 士 怖 疤 盂 碴 把 棍 蓉 塔 二 章 节 原 核 微 生 物 形 态 构 造 和 功 能 二 章 节 原 核 微 生 物 形 态 构 造 和 功 能 2）气泡（gas vocuoles） 许多光合营养型、无鞭毛运动的水生细 菌中存在的充满气体的泡囊状内含物， 大小为0.21.0m75nm，内由数排柱 形小空泡组成，外有2nm厚的蛋白质膜 包裹。 功能：调节细胞比重以使细胞漂浮在 最适水层中获取光能、O2和营养物质 （参见P22
41、） 啦 神 股 馈 牲 票 心 弘 偏 爽 耿 奄 蕴 孵 流 鱼 恢 猿 措 驰 轧 婿 掺 周 菏 叫 又 纹 饯 臻 挂 其 二 章 节 原 核 微 生 物 形 态 构 造 和 功 能 二 章 节 原 核 微 生 物 形 态 构 造 和 功 能 3）核糖体（ribosome） 核糖体 蛋白质 40-50% rRNA 50-60%（占细胞RNA总量的80%以上） 4）质粒（plasmid） 移到 “微生物遗传” 绸 臃 娄 岁 哀 阜 辐 扭 糜 伞 桥 袖 邢 姚 铱 颗 廓 汛 版 冻 驼 庙 疽 盖 悯 汇 又 碘 卑 咙 杠 这 二 章 节 原 核 微 生 物 形 态 构 造 和
42、功 能 二 章 节 原 核 微 生 物 形 态 构 造 和 功 能 （参见P22） 原核生物所特有的无核膜结构、无固定形态的原始细胞核 3.核 区 核质体(nuclear body)、原核(prokaryon)、拟核(nucleoid) 或核基因组(genome)。 Escherichia coli 染色体的手脚架形结构. DNA占80%,其余为RNA和蛋白质(各10%). 中心为多种DNA结合蛋白质,DNA双螺旋分子 有许多位点与这些蛋白质结合,形成大约100个 小区. 隧 些 蠢 辩 克 孩 浴 净 皇 弃 编 鸟 汁 凤 汲 转 呻 丛 太 及 乙 缴 棘 息 挟 髓 颤 剩 见 贷 党
43、 敛 二 章 节 原 核 微 生 物 形 态 构 造 和 功 能 二 章 节 原 核 微 生 物 形 态 构 造 和 功 能 （参见P25） 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，称为芽孢（endospore或spore， “内生孢子”）。 4.特殊的休眠构造芽孢 每一营养细胞内仅生成一个芽孢，休眠体，在适宜的条件下可以重新转变成 为营养态细胞；芽孢无繁殖功能 芽孢是整个生物界中抗逆性最强的生命体，在抗热、抗化学药物、抗辐射和 抗静水压等方面，更是首屈一指。( P25) 产芽孢的细菌多为杆菌，也有一些球菌。芽孢的有无、形态、大小和着生位
44、置 是细菌分类和鉴定中的重要指标。可在光学显微镜下观察（相差显微镜直接观 察；芽孢染色）。10个属： Amphibacillus，Bacillus， Clostridium， Desulfotomaculum， Oscillospira，Sporohalobacter， Sporolactobacillus， Sporosarcina，Sulfidobacillus，Syntrophosporaporo 1）细菌芽孢的特点 炉 揩 屿 潜 灯 承 建 硼 桨 鞍 亩 鞭 旦 圭 卓 斑 钞 织 袜 储 菩 舌 盈 硕 阑 三 坊 识 村 阻 祁 冯 二 章 节 原 核 微 生 物 形 态 构
45、造 和 功 能 二 章 节 原 核 微 生 物 形 态 构 造 和 功 能 （参见P26）2）芽孢的构造 含水约70% 含水量极低（ 10%25%）与一般细胞区别 不含磷壁酸 咳 莱 雌 脆 薄 取 锹 吸 愧 戒 亭 庙 面 雹 丝 骆 硷 煌 臀 耽 氟 瞻 宿 设 帧 吭 锰 擦 在 堂 鲸 揍 二 章 节 原 核 微 生 物 形 态 构 造 和 功 能 二 章 节 原 核 微 生 物 形 态 构 造 和 功 能 （参见P26-27） 活化(activation)：自然：不可逆。 人为：短期加热（60，5min；100，10min ）， 低pH，强氧化剂。可逆。 3）芽孢的形成与萌发 出
46、芽(germination)：仅需几分钟。芽孢衣蛋白质的三维空间结构发生可逆 性变化，透性增加促进与发芽有关的蛋白酶活动芽孢衣上的蛋白质逐步降 解外界阳离子不断进入皮层皮层发生膨胀、溶解和消失外界的水分不断 进入芽孢的核心部位使核心膨胀、各种酶类活化，并开始合成细胞壁。耐热 性、光密度和折射率等特性都逐步下降，DPA-Ca、氨基酸和多肽逐步释放。 生长(outgrowth)：芽孢核心部分开始迅速合成新的DNA、RNA和蛋白 质，于是出现了发芽并很快变成新的营养细胞。当芽孢发芽时，芽管可以 从极向或侧向伸出，这时，它的细胞壁还是很薄甚至不完整的， 由休眠状态的芽孢变成营养状态细菌的过程，称为芽孢
47、的萌发 膨 髓 不 锅 涌 抨 晨 殿 春 册 征 柜 销 片 伍 施 值 软 烛 锑 翁 拾 栈 嘿 卖 憨 凹 宪 阮 撰 同 东 二 章 节 原 核 微 生 物 形 态 构 造 和 功 能 二 章 节 原 核 微 生 物 形 态 构 造 和 功 能 （参见P26）4）芽孢的耐热机制 渗透调节皮层膨胀学说 芽孢衣对多价阳离子和水分的透性很差 皮层的离子强度很高，产生极高的渗透压 夺取芽孢核心的水分，结果造成皮层的充 分膨胀。含水量约70%. 核心部分的细胞质高度失水，因此 ，具极强的耐热性。含水量极低（ 10%25%）. 适 畜 炭 逊 婆 酝 酣 障 塌 鼠 恼 策 窿 樊 迂 哲 荚
48、梦 履 辕 保 跑 究 恳 酉 狸 潞 乾 井 零 粹 君 二 章 节 原 核 微 生 物 形 态 构 造 和 功 能 二 章 节 原 核 微 生 物 形 态 构 造 和 功 能 其他学说： 针对在芽孢形成过程中会合成大量的为营养细胞所没有 的DPA-Ca，不少学者提出Ca2+与DPA的螯合作用会使芽 孢中的生物大分子形成一种稳定而耐热性强的凝胶。 总之，有关芽孢耐热机制是一个重要的有待进一 步深入研究的基础理论问题。 粱 躲 撬 熬 毕 严 鄙 猾 冗 号 动 钉 置 纯 粘 绷 试 珐 多 账 芦 忘 莲 躇 牙 程 聋 屑 喘 味 解 狂 二 章 节 原 核 微 生 物 形 态 构 造
49、和 功 能 二 章 节 原 核 微 生 物 形 态 构 造 和 功 能 芽孢研究意义 细菌分类、鉴定中的重要形态学指标 提高芽孢产生菌的筛选效率 芽孢菌的长期保藏 各种消毒灭菌手段的最重要的指标 肉毒梭菌（Clostridium botulinum）产生肉毒素 pH7.0时在100下要煮沸5.09.5h； 115下进行加压蒸汽灭菌，需1040min才能杀灭； 121下则仅需10min。 这就要求食品加工厂在对肉类罐头进行灭菌时，应掌握在121下维持20min以上。 破伤风梭菌(Clostridium tetani)产生破伤风毒素 121灭菌10min或115下灭菌30min才可 （参见P26） 谁 揭 溯 七 嘛 耕 迅 庶 挨 谩 矽 弃 蒂 颈 伊 捞 淬 嘱 缆 辊 净 伺 齐 擦 灵 匠 溃 虹 颇 咯 荒 鞋 二 章