第二章-原核微生物

第二章原核微生物第一節(jié)細(xì)菌第二節(jié)放線菌第三節(jié)其他原核微生物1原核微生物什么是原核微生物指一大類細(xì)胞核無(wú)核膜包裹，只存在稱作核區(qū)的裸露DNA的原始單細(xì)胞生物，即廣義上的細(xì)菌原核微生物的主要類群根據(jù)形態(tài)特征：細(xì)菌、古細(xì)菌、放線菌、藍(lán)細(xì)菌、支原體、立克次氏體、衣原體和螺旋體根據(jù)生理生化和分子生物學(xué)特征：真細(xì)菌和古生菌2第一節(jié)細(xì)菌（Bacteria）*一、細(xì)菌的概念二、細(xì)菌的形態(tài)和大?。▊€(gè)體）三、細(xì)菌的細(xì)胞結(jié)構(gòu)及其功能四、細(xì)菌的繁殖方式五、細(xì)菌菌落形態(tài)3一、細(xì)菌的概念細(xì)菌（Bacteria）是一類體形微?。?xì)胞直徑約0.5m，長(zhǎng)度約0.5～5m）、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、細(xì)胞壁堅(jiān)韌、以二等分裂方式繁殖、水生性較強(qiáng)的原核微生物度量單位細(xì)菌大小的單位是μm,而度量其亞細(xì)胞構(gòu)造是以nm作單位4一、細(xì)菌的概念細(xì)菌分布大氣、水體、土壤、動(dòng)植物體內(nèi)細(xì)菌種類和數(shù)量種類繁雜,數(shù)量巨大有害影響動(dòng)植物致病菌，引起食物和物品腐爛變質(zhì)等有益作用細(xì)菌發(fā)酵產(chǎn)品生產(chǎn)、農(nóng)業(yè)殺蟲(chóng)菌劑、細(xì)菌肥料生產(chǎn)、細(xì)菌浸礦、微生態(tài)制劑、污水處理等5二、細(xì)菌的形態(tài)（個(gè)體）

1、細(xì)菌的基本形態(tài)

2、細(xì)菌的大小、體積和重量

3、影響細(xì)菌形態(tài)和大小的因素61、細(xì)菌的基本形態(tài)細(xì)菌個(gè)體的基本形態(tài)球狀、桿狀、螺旋狀三大類分別被稱為：球菌、桿菌、螺旋菌少數(shù)細(xì)菌有三角形、方形、圓盤形、絲狀71、細(xì)菌的基本形態(tài)81、細(xì)菌的基本形態(tài)

球狀桿狀螺旋狀

掃描電鏡照片（2500，1250，4000）9球菌的形態(tài)球菌：菌體呈球形或近似球菌的細(xì)菌單球菌細(xì)胞沿一個(gè)平面進(jìn)行分裂分裂后子細(xì)胞分散而單獨(dú)而單獨(dú)存在的球菌如尿素小球菌(Micrococcusureae)

10球菌的形態(tài)雙球菌：細(xì)胞沿一個(gè)平面進(jìn)行分裂分裂后子細(xì)胞成雙排列如肺炎雙球菌11球菌的形態(tài)鏈球菌細(xì)胞沿一個(gè)平面進(jìn)行分裂分裂后子細(xì)胞呈鏈狀排列球菌如乳鏈球菌、溶血鏈球菌等12球菌的形態(tài)四聯(lián)球菌細(xì)胞按兩個(gè)垂直的平面進(jìn)行分裂分裂后子細(xì)胞呈田字型排列如四聯(lián)小球菌13球菌的形態(tài)八疊球菌細(xì)胞按三個(gè)互相垂直的平面進(jìn)行分裂分裂后每8子細(xì)胞呈立方型排列如乳酪八疊球菌、尿素八疊球菌14球菌的形態(tài)葡萄球菌細(xì)胞分裂無(wú)定向，分裂后許多子細(xì)胞無(wú)規(guī)則地堆積在一起，呈葡萄狀排列如金黃色葡萄球菌15球菌的形態(tài)16桿菌的形態(tài)桿菌：細(xì)胞呈桿狀、棒狀、梭狀細(xì)菌長(zhǎng)短：球桿菌、短桿菌、長(zhǎng)桿菌如保加利亞乳桿菌形狀：棒桿菌、梭狀桿菌、如北京棒狀桿菌芽孢：芽孢桿菌無(wú)芽胞桿菌排列：雙桿菌、鏈桿菌分枝：結(jié)核分枝桿菌17桿菌的形態(tài)大腸桿菌芽孢桿菌干酪乳桿菌

18桿菌的形態(tài)

d．產(chǎn)氣莢膜桿菌 e．鏈桿菌19桿菌的形態(tài)20螺旋菌的形態(tài)螺旋菌：呈彎曲桿狀的細(xì)菌，根據(jù)彎曲的形狀分弧菌:彎曲不滿一圈，呈弧狀或逗號(hào)形，如逗號(hào)弧菌螺菌：菌體較長(zhǎng)，轉(zhuǎn)成螺旋狀（2～6圈），如干酪弧菌弧菌涂片21霍亂弧菌電鏡照片22螺菌顯微照片23桿菌螺旋型菌24特殊形態(tài)的細(xì)菌25特殊形態(tài)的細(xì)菌262、細(xì)菌的大小、體積和重量細(xì)菌的大小度量單位：菌體大小μm，亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)：nm細(xì)菌大小的測(cè)量：用測(cè)微尺球菌大小的測(cè)量：0.5～2μm桿菌大小的測(cè)量：1～5×0.5～1μm螺旋菌大小的測(cè)量:細(xì)菌的體積單個(gè)細(xì)胞的體積為0.1～5um3細(xì)菌細(xì)胞的重量單個(gè)細(xì)菌重量為：1×10-9～1×10-10mg273、影響菌體形態(tài)和大小的因素影響細(xì)菌形態(tài)的因素培養(yǎng)時(shí)間培養(yǎng)溫度培養(yǎng)基的組成培養(yǎng)基的濃度影響細(xì)菌大小的因素菌株種類不同差別大與用染色固定的方法有關(guān)影響菌體形態(tài)變化的因素，同樣影響菌體的大小28三、細(xì)菌的細(xì)胞結(jié)構(gòu)1、細(xì)菌的基本結(jié)構(gòu)2、細(xì)菌的特殊結(jié)構(gòu)29

301、細(xì)菌的基本結(jié)構(gòu)細(xì)胞壁細(xì)胞膜與間體細(xì)胞核和質(zhì)粒細(xì)胞質(zhì)與內(nèi)含物31細(xì)胞壁細(xì)胞壁位于細(xì)胞最外層的一層堅(jiān)韌而略有彈性的結(jié)構(gòu)細(xì)胞壁的功能：（復(fù)習(xí)）維持細(xì)胞外形和提高機(jī)械強(qiáng)度保護(hù)細(xì)胞免受外力的損傷，如滲透壓正常細(xì)胞分裂所必需阻擋有害物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞鞭毛運(yùn)動(dòng)支點(diǎn)，具鞭毛的細(xì)菌失去細(xì)胞壁后不能運(yùn)動(dòng)與抗原性、致病性和對(duì)噬菌體敏感性密切相關(guān)32細(xì)胞壁的化學(xué)組成革蘭氏陽(yáng)性菌的主要成分肽聚糖（90%）、壁磷壁酸、膜磷壁酸（10%）特點(diǎn)：厚度大（20～80nm)、化學(xué)成分簡(jiǎn)單革蘭氏陰性菌的主要成分外膜蛋白、孔蛋白、脂多糖、磷脂、脂蛋白、肽聚糖等特點(diǎn)：壁薄(10～20nm)、成分復(fù)雜33G+

細(xì)胞壁肽聚糖磷壁酸肽聚糖四肽尾肽橋N-乙酰葡糖胺N-乙酰胞壁酸（是一種酸性多糖，主要成分是甘油磷酸和核糖醇磷酸）壁磷壁酸膜磷壁酸G+的細(xì)胞壁的化學(xué)組成34G+的細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)肽聚糖層(Mucopeptide)肽聚糖的組成:聚糖N—乙酰葡萄糖胺N—乙酰胞壁酸肽四肽尾：L-A→D-G→L-L→D-A五肽橋：甘氨酸*35G+的細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)肽聚糖層(Mucopeptide)肽聚糖的連接雙糖的連接：通過(guò)β-1,4-糖苷鍵連接成肽聚糖多糖鏈四肽尾的連接：由4個(gè)氨基酸連接起來(lái)的短肽連接在N-乙酰胞壁酸分子上四肽尾之間的連接：以肽鏈中的第三個(gè)氨基酸通過(guò)五肽橋與相鄰的肽鏈中的第四個(gè)氨基酸相連36G+的細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)磷壁酸層(Teichoicacid)主要成分是甘油磷酸和核糖醇磷酸壁磷壁酸：與肽聚糖通過(guò)共價(jià)鍵結(jié)合而成一個(gè)整體膜磷壁酸：跨越肽聚糖層并與細(xì)胞膜相交聯(lián)，由甘油磷酸和細(xì)胞膜上的磷脂進(jìn)行共價(jià)結(jié)合而成37G+的細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)示意圖38G+的細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)磷壁酸層(Teichoicacid)磷壁酸的功能：因帶負(fù)電荷可與環(huán)境中的Mg2＋等陽(yáng)離子結(jié)合，提高離子在膜周圍的濃度，維持細(xì)胞膜上酶的高活性儲(chǔ)存磷元素保證某些致病菌與宿主間的黏聯(lián)，避免被白細(xì)胞的吞噬構(gòu)成G＋表面抗原的主要成分可作為噬菌體的特異性吸附受體可調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)自溶素的活力39G-的細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)肽聚糖層單體結(jié)構(gòu)與G+細(xì)菌基本相同，位于外膜內(nèi)側(cè)與G+不同之處在短肽中的第三個(gè)氨基酸不同：四肽尾的第三個(gè)氨基酸分子不是原來(lái)的賴氨酸,而是被一種只存在于原核生物細(xì)胞壁上的特殊氨基酸－內(nèi)消旋二氨基庚二酸（m-DAP）所代替沒(méi)有特殊的肽橋：前后兩單體間的連接僅通過(guò)前四肽尾的第四個(gè)氨基酸（D-Ala）的羰基與后四肽尾的第三個(gè)氨基酸（m-DAP）的氨基直接相連40G-的細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)外膜層外膜是G-細(xì)菌細(xì)胞壁所特有的結(jié)構(gòu)，它位于壁的最外層化學(xué)成分為脂多糖、磷脂和若干種外膜蛋白外膜蛋白：指嵌合在脂多糖和磷脂外膜上的蛋白質(zhì)，有20余種周質(zhì)空間：G-細(xì)胞壁和細(xì)胞膜之間存在著狹小的空間，在周質(zhì)空間存在著多種周質(zhì)蛋白41G-的細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)示意圖42G-的細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)外膜層脂多糖：由類脂A、核心多糖和O-特異側(cè)鏈組成，位于細(xì)胞壁的最外層功能：是細(xì)菌內(nèi)毒素的基礎(chǔ)物質(zhì)G-細(xì)胞壁表面抗原決定因子作為許多噬菌體的吸附受體吸附鈣鎂等陽(yáng)離子，提高在細(xì)胞表面的濃度的作用保護(hù)作用，可阻止溶菌酶、抗生素染料等大分子進(jìn)入43G+與G-細(xì)菌細(xì)胞壁成分及結(jié)構(gòu)比較44革蘭氏陽(yáng)性細(xì)菌革蘭氏陰性細(xì)菌細(xì)胞膜

肽聚糖磷壁酸脂磷壁酸肽聚糖周質(zhì)空間細(xì)胞膜外膜

脂多糖孔蛋白磷脂脂蛋白膜蛋白

膜蛋白

45G+與G-細(xì)菌細(xì)胞壁的超薄切片電鏡照片46G+與G-細(xì)胞壁成分比較表

成分

占細(xì)胞干重的%

革蘭氏陽(yáng)性菌革蘭氏陰性菌肽聚糖含量很高(30～95)含量很低(5~20)磷壁酸含量較高(<50)

0類脂質(zhì)一般無(wú)(<2)含量較高(~20)蛋白質(zhì)

0含量較高47細(xì)胞壁與革蘭氏染色革蘭氏染色法

初染→

媒染→

脫色→復(fù)染

結(jié)果48細(xì)胞壁與革蘭氏染色革蘭氏染色的機(jī)理與細(xì)胞壁的化學(xué)組成有關(guān)與細(xì)菌細(xì)胞壁的結(jié)構(gòu)有關(guān)影響革蘭氏染色的因素衰老或死亡的G+細(xì)菌往往呈陰性反應(yīng)染色操作不當(dāng)，特別是乙醇脫色過(guò)渡任何細(xì)菌去掉細(xì)胞壁后，均呈陰性反應(yīng)49細(xì)胞壁缺損型細(xì)菌

自發(fā)缺壁突變：L型細(xì)菌

完全去除：原生質(zhì)體缺壁細(xì)菌人工方法去壁部分去除：球狀體

自然進(jìn)化形成：支原體

50細(xì)胞壁缺陷型細(xì)菌原生質(zhì)體（protoplast）指在人為條件下，用溶菌酶除盡原有細(xì)胞壁或用青霉素抑制新生細(xì)胞壁合成后，所得到的僅有一層細(xì)胞膜包裹的圓球狀滲透敏感細(xì)胞球狀體（sphaeroplast）也稱為原生質(zhì)球，指還殘留了部分細(xì)胞壁（尤其是G-細(xì)菌外膜層）的原生質(zhì)體51細(xì)胞壁缺陷型細(xì)菌L型細(xì)菌專指那些實(shí)驗(yàn)室或宿主體內(nèi)通過(guò)自發(fā)突變而形成的遺傳性穩(wěn)定的細(xì)胞壁缺損菌株L型細(xì)菌的回復(fù)*支原體（Mycoplasma):是在長(zhǎng)期進(jìn)化過(guò)程中形成的、適應(yīng)自然生活條件的無(wú)細(xì)胞壁的原核生物。因?yàn)樗募?xì)胞膜中含有一般原核生物所沒(méi)有的甾醇，故即使缺乏細(xì)胞壁，其細(xì)胞膜仍有較高的機(jī)械強(qiáng)度52細(xì)胞壁缺損型細(xì)菌

細(xì)胞壁缺陷細(xì)菌共性無(wú)細(xì)胞壁，細(xì)胞呈球狀或多形狀對(duì)滲透壓敏感不能運(yùn)動(dòng)對(duì)噬茵體不敏感可以恢復(fù)產(chǎn)生新的細(xì)胞壁53細(xì)胞膜與內(nèi)膜系統(tǒng)細(xì)胞膜是細(xì)胞壁以內(nèi)包圍著細(xì)胞質(zhì)的一層柔軟而有彈性的半滲透膜化學(xué)組成蛋白質(zhì)：周邊蛋白、內(nèi)嵌蛋白脂類：主要是磷脂糖和其他成分結(jié)構(gòu)54細(xì)胞膜與內(nèi)膜系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)：磷脂雙分子層5556細(xì)胞膜的功能控制細(xì)胞內(nèi)、外的物質(zhì)的運(yùn)送、交換維持細(xì)胞內(nèi)正常滲透壓的屏障作用參與細(xì)胞壁和莢膜的合成參與能量的產(chǎn)生許多酶和電子傳遞鏈組分的所在部位鞭毛的著生點(diǎn)和提供其運(yùn)動(dòng)所需的能量等57內(nèi)膜系統(tǒng)概念：是由細(xì)胞膜內(nèi)凹延伸或折疊成為形式多樣的內(nèi)膜系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與成分與細(xì)胞膜相同根據(jù)細(xì)菌代謝類型的不同又分為間體：載色體或類囊體：光合作用羧酶體：自養(yǎng)細(xì)菌固定CO2場(chǎng)所58細(xì)胞質(zhì)和內(nèi)含物細(xì)胞質(zhì):(Cytoplasm)是細(xì)胞質(zhì)膜包圍的除細(xì)胞核以外的一切透明、黏稠的膠狀物主要成分水、蛋白、核酸、脂類及少量糖和無(wú)機(jī)鹽內(nèi)含物的種類核糖體：(Ribosome)是細(xì)胞質(zhì)內(nèi)的一種核糖核蛋白的顆粒狀結(jié)構(gòu)，是蛋白質(zhì)合成的場(chǎng)所形狀：?jiǎn)蝹€(gè)游離或呈鏈狀的多聚核糖體主要組成：有50～70%的RNA和30～50%的蛋白質(zhì)沉降系數(shù)：均為70S,由30S和50S兩個(gè)亞基組成59細(xì)胞質(zhì)和內(nèi)含物氣泡和液泡許多細(xì)胞衰老時(shí)出現(xiàn)液泡，具有調(diào)節(jié)滲透壓的作用顆粒狀內(nèi)含物異染顆粒：異染顆粒大小為0.5～1μm，它是多聚偏磷酸鹽的聚合物，分子呈線狀。其功能是貯藏磷元素和能量，并可降低滲透壓聚?-羥丁酸PHB

*

:屬于類脂性質(zhì)的碳源類儲(chǔ)藏物具有儲(chǔ)藏能量、碳源和降低細(xì)胞內(nèi)滲透壓的作用產(chǎn)生PHB的細(xì)菌可以隨培養(yǎng)基的不同，可達(dá)到細(xì)胞干重的60%60細(xì)胞質(zhì)和內(nèi)含物顆粒狀內(nèi)含物肝糖粒和淀粉粒：有些細(xì)菌肝糖粒和淀粉粒，是碳源和能量的儲(chǔ)藏物硫粒：有些硫細(xì)菌可以氧化硫化氫為硫獲得能量，并能把硫儲(chǔ)存在細(xì)胞內(nèi)形成硫粒，可被再利用磁小體61細(xì)胞核和質(zhì)粒細(xì)胞核是原核生物所特有的、無(wú)核膜結(jié)構(gòu)的原始細(xì)胞核，又稱核質(zhì)區(qū)、擬核或核基因組等主要成分：DNA，形態(tài)上是一個(gè)大型環(huán)狀雙鍵DNA分子，只有少量蛋白質(zhì)與之結(jié)合形狀：不定形或多呈球狀、桿狀和啞鈴狀大小和數(shù)目：一般1～4個(gè)，長(zhǎng)0.25～3.00mm62細(xì)菌的擬核63細(xì)胞核和質(zhì)粒質(zhì)粒（Plsmid)是細(xì)菌染色體以外的遺傳因子，能獨(dú)立復(fù)制，為環(huán)狀DNA分子每個(gè)細(xì)菌可以含有一個(gè)或多個(gè)質(zhì)粒，每個(gè)質(zhì)?？梢杂?0～100個(gè)基因642、細(xì)菌的特殊結(jié)構(gòu)莢膜鞭毛菌毛芽胞伴孢晶體65莢膜莢膜（capsule）或糖被（glycocalys）在某些細(xì)菌細(xì)胞壁外存在著一層厚度不定的膠狀物質(zhì)，稱為糖被或莢膜根據(jù)厚度的不同分為：微莢膜：莢膜：粘液層：菌膠團(tuán)：66莢膜莢膜的成分主要是多糖、少量多肽、蛋白質(zhì)莢膜的形成.莢膜的有無(wú)、薄厚與菌種的遺傳性相關(guān)與環(huán)境條件相關(guān)S型與R型菌落S型：固體培養(yǎng)基上形成光滑型菌落R型：固體培養(yǎng)基上形成菌落形成粗糙型67

莢膜

莢膜的功能.保護(hù)作用貯藏養(yǎng)料堆積某些代謝廢物.形成表面抗原可使菌體附著于適當(dāng)?shù)奈矬w表面.莢膜的應(yīng)用價(jià)值用于菌種的鑒定用于藥物和生化制劑污水的凈化用作工業(yè)原料68鞭毛鞭毛(flagellum)：某些細(xì)菌在細(xì)胞表面著生一根或數(shù)根由細(xì)胞膜中或膜下長(zhǎng)出細(xì)長(zhǎng)、呈波浪狀的絲狀物，具有運(yùn)動(dòng)的功能大小：直徑：12～30nm、長(zhǎng)度3～12μm成分：蛋白質(zhì)、含少量多糖或脂類69鞭毛觀察通過(guò)電鏡觀察通過(guò)特殊的鞭毛染色法光鏡觀察在暗視野中通過(guò)細(xì)菌的懸滴標(biāo)本或水浸片，來(lái)觀察細(xì)菌是否作有規(guī)則的運(yùn)動(dòng)通過(guò)半固體穿刺培養(yǎng)或瓊脂培養(yǎng)基上的菌落形態(tài)來(lái)判斷數(shù)目與著生的位置：可作為分類依據(jù)端生叢生周生70鞭毛71鞭毛構(gòu)造基體：由2個(gè)或4個(gè)盤狀物即環(huán)（ring）組成

鉤形鞘：把鞭毛基體與鞭毛絲連在一起的構(gòu)造稱鉤形鞘

鞭毛絲：是一種呈球狀或卵圓狀蛋白，分子量為3萬(wàn)～6萬(wàn)G+

與G-鞭毛構(gòu)造上的區(qū)別G+基體由S、M兩個(gè)環(huán)組成G-基體由L、P、S、M四個(gè)環(huán)組成72菌毛菌毛

(pilus)是長(zhǎng)在菌體體表的一種纖細(xì)、中空、短直、數(shù)量較多的蛋白質(zhì)微絲，G-，尤其是腸道菌居多功能：使細(xì)菌較牢固的粘附在物體的表面性菌毛其功能是在不同性別的菌株間傳遞DNA片段有的性菌毛還是RNA噬菌體的吸附受體一般多見(jiàn)于革蘭氏陰性細(xì)菌中Fpilus7374芽胞芽胞(endospore)某些細(xì)菌在其生長(zhǎng)發(fā)育后期，在細(xì)胞內(nèi)形成一個(gè)圓形或橢圓形、厚壁含水量極低、高折光率的、抗逆性極強(qiáng)的休眠體，稱為芽胞75芽胞芽胞的特點(diǎn)芽孢無(wú)繁殖能力是細(xì)菌的休眠體含有特殊的2,6－吡啶二羧酸鈣(DPA-Ca)折光性強(qiáng)，壁厚，不易著色

含水量低具有極強(qiáng)的抗熱、抗干燥、抗輻射、抗化學(xué)藥物和抗靜水壓等不良環(huán)境的能力76芽胞產(chǎn)生芽胞細(xì)菌的種類77芽胞芽胞的形態(tài)、大