原核生物細(xì)菌

原核生物細(xì)菌第一頁，共三十二頁，2022年，8月28日因此，它們?cè)谏镏械牡匚痪碗y以確定。1866年，海格爾（Haeckel）提出：原生生物界、動(dòng)物界和植物界共同成為生物的三界分類系統(tǒng)。1950年后隨著生物科學(xué)的深入發(fā)展，電子顯微鏡的應(yīng)用，細(xì)胞超微結(jié)構(gòu)的研究，發(fā)現(xiàn)細(xì)胞生物界的細(xì)胞都是真核，而原生生物界中既有真核細(xì)胞，又有原核細(xì)胞。生物三界分類系統(tǒng)：動(dòng)物界植物界原生生物界第二頁，共三十二頁，2022年，8月28日原核與真核生物細(xì)胞之間的主要區(qū)別（三項(xiàng)）

細(xì)胞成分（結(jié)構(gòu)）原核細(xì)胞真核細(xì)胞

細(xì)胞核

細(xì)胞中有明顯的核區(qū)，多條染色體組成的核區(qū)內(nèi)只有一條雙螺基因群體，染色體除旋DNA染色體，無DNA外，還有組蛋白，核膜、核仁。有核膜、核仁。

稱為原核稱為真核

細(xì)胞膜

連接不斷，折皺內(nèi)陷，不內(nèi)陷，細(xì)胞質(zhì)內(nèi)有形成管囊狀物，稱為許多個(gè)細(xì)胞器，為獨(dú)立中體或中間體。的內(nèi)膜性結(jié)構(gòu)。

核蛋白體

較小：70S較大：80S（Pr合成）

第三頁，共三十二頁，2022年，8月28日生物六界分類系統(tǒng)：植物界動(dòng)物界真菌界病毒界原核生物界原生生物界第四頁，共三十二頁，2022年，8月28日第一節(jié)細(xì)菌

一、細(xì)菌的個(gè)體形態(tài)和大小（一）細(xì)菌的個(gè)體形態(tài)：細(xì)菌是單細(xì)胞原核生物，其個(gè)體是由一個(gè)原核細(xì)胞組成的，其形態(tài)并不相同。細(xì)菌具有三種形態(tài)：即球狀、桿狀和螺旋狀，分別稱為球菌、桿菌和螺旋菌。第五頁，共三十二頁，2022年，8月28日1、球菌：球形或近似于球形，有的單個(gè)存在，有的聯(lián)在一起，根據(jù)分裂后的排列方式分為六種：?jiǎn)吻蚓?、雙球菌、鏈球菌、四聯(lián)球菌、八聯(lián)球菌、葡萄球菌。2、桿菌：桿菌是細(xì)菌中種類最多的一類，有接近于橢圓形的短桿菌，長桿菌，也有絲狀的。又根據(jù)兩端形狀的不同分為棒狀桿菌，梭狀桿菌。這些是細(xì)菌菌種鑒別的重要依據(jù)。工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中用到的細(xì)菌大多數(shù)是桿菌，例如：用來生產(chǎn)淀粉酶和蛋白酶的枯草桿菌(Bacillussubtilis)，谷氨酸生產(chǎn)用的北京棒狀桿菌(Corynbacteriumpekinensis)，乳品工業(yè)中的保加利亞乳桿菌(Lactobacillusbuigaricus)等。第六頁，共三十二頁，2022年，8月28日3、螺旋菌：細(xì)胞呈彎曲狀，根據(jù)其彎曲程度不同而分為弧菌和螺旋菌。（二）細(xì)菌個(gè)體的大小細(xì)菌個(gè)體一般都很小，必須借助于光學(xué)顯微鏡才能觀察到，因此測(cè)量細(xì)菌的大小通常要使用放在顯微鏡中的測(cè)微尺來測(cè)量。表示細(xì)菌大小的單位為微米（μm）。如用電子顯微鏡觀察細(xì)胞結(jié)構(gòu)或更小的微生物時(shí)，則要用更小的單位納米（nm）或埃（?）來表示，它們之間的關(guān)系是：1mm=103μm=106nm=107?球菌的大小以其直徑表示，桿菌和螺旋菌的大小以其寬度×長度表示，大多數(shù)細(xì)菌的大小如下：第七頁，共三十二頁，2022年，8月28日球菌直徑：0.5—1.25μm桿菌：0.2—1.25×0.3—8.0μm螺旋菌：0.3—1.0×1.0—5.0μm二、細(xì)菌細(xì)胞的結(jié)構(gòu) 細(xì)菌細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)包括細(xì)胞壁、細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核。有些細(xì)菌還有莢膜、芽孢、鞭毛及纖毛等特殊結(jié)構(gòu)。基本結(jié)構(gòu)是任何一種細(xì)菌都具有的，而特殊結(jié)構(gòu)只限于某些種類的細(xì)菌才有，是細(xì)菌分類鑒定的重要依據(jù)。第八頁，共三十二頁，2022年，8月28日（一）、細(xì)菌細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)1、細(xì)胞壁：細(xì)胞壁在細(xì)菌菌體的最外層，為堅(jiān)韌、略具彈性的結(jié)構(gòu)，厚度均勻一致。細(xì)胞壁占細(xì)胞干重的10—20%?；瘜W(xué)組成與結(jié)構(gòu)：主要成分為肽聚糖，是由多種成分聚合而成的多層網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)大分子聚合物。脂類含量為：G+1—4%，G-11—22%。功能：保護(hù)細(xì)胞，維持細(xì)胞外形。細(xì)菌的革蘭氏染色：革蘭氏染色（Gramstaining）,丹麥醫(yī)生Gram于1884年首創(chuàng)，是微生物學(xué)中常用的一種重要的染色方法。第九頁，共三十二頁，2022年，8月28日具體方法：1、初染：草酸胺結(jié)晶紫，3min；2、媒染：魯格氏碘溶液，3min；3、脫色：95%酒精，0.5min；4、復(fù)染：沙黃（番紅），1min；經(jīng)革蘭氏染色處理后，可將細(xì)菌分成兩大類。一類是經(jīng)乙醇處理后不脫色，保持其初染時(shí)的藍(lán)紫色，稱為革蘭氏染色反應(yīng)陽性（G+）；另一類經(jīng)乙醇處理后迅速脫去原來的顏色而呈現(xiàn)沙黃的顏色（紅色），稱為革蘭氏染色反應(yīng)陰性（G-）。革蘭氏染色機(jī)理：酒精脫水作用，肽聚糖孔徑收縮變小，脂類溶解。第十頁，共三十二頁，2022年，8月28日2、細(xì)胞膜：又稱細(xì)胞質(zhì)膜或簡(jiǎn)稱質(zhì)膜，是緊靠在細(xì)胞壁內(nèi)側(cè)，包圍細(xì)胞質(zhì)的一層柔軟而富有彈性的半透性薄膜。（1）結(jié)構(gòu)磷脂既有疏水性的非極性基團(tuán)，又有帶正負(fù)電荷的親水性的極性基團(tuán)，它在水溶液中很容易形成具有高度定向性的雙分子層，細(xì)胞膜就是以雙層脂類（磷脂）構(gòu)成的分子層骨架。每個(gè)磷脂分子是由一個(gè)不溶與水的頭部（親水部）和兩條脂肪酸鏈為“尾部”（疏水部分）組成。在磷脂雙分子層中，其親水端朝向膜內(nèi)外兩表面層，而疏水端均朝向膜中央。第十一頁，共三十二頁，2022年，8月28日（2）特點(diǎn)細(xì)菌細(xì)胞質(zhì)壁分離后，可用中性或堿性染料使細(xì)胞膜染色而查見；在電鏡下觀察細(xì)胞膜厚度為7—8nm；是由兩層厚度為2nm的電子致密層，中間為透明層組成；細(xì)胞膜占細(xì)胞干重10%；（3）

化學(xué)組成蛋白質(zhì)：60—70%；脂類（磷脂—磷酸、甘油、脂肪酸和含氮堿基）：20—30%；多糖：2%。第十二頁，共三十二頁，2022年，8月28日（3）

功能①細(xì)胞內(nèi)外物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)的控制；②呼吸和磷酸化作用：呼吸酶，電子遞體；③在細(xì)胞壁的合成中起作用：細(xì)胞壁亞單位在質(zhì)膜內(nèi)側(cè)組裝，然后連接到質(zhì)膜類脂載體上，再轉(zhuǎn)到膜上，最后連接到細(xì)胞壁生長點(diǎn)上。3、細(xì)胞質(zhì)：無色透明、粘稠壯膠體，是細(xì)胞的基礎(chǔ)物質(zhì)。主要成分：水、蛋白質(zhì)、核酸、脂類、少量糖和無機(jī)鹽，核糖核酸含量較高，約占固形物的15—20%。功能：具有生命物質(zhì)所有的各種特征，含有豐富的酶系，是營養(yǎng)物質(zhì)合成、轉(zhuǎn)化、代謝的場(chǎng)所。第十三頁，共三十二頁，2022年，8月28日4、中體（中間體）：細(xì)菌細(xì)胞膜折皺內(nèi)陷到細(xì)胞質(zhì)中，形成管壯或囊壯形體，有發(fā)達(dá)的酶系。功能：能量代謝場(chǎng)所，另與細(xì)胞分裂時(shí)核的復(fù)制及細(xì)胞壁隔膜的合成有關(guān)。5、細(xì)胞核：原核，是一個(gè)核質(zhì)體（染色質(zhì)體），實(shí)際是一個(gè)巨大的、連續(xù)的環(huán)狀的，長達(dá)1mm的DNA分子。功能：傳遞遺傳性狀。6、質(zhì)粒（Plasmids）：許多細(xì)菌細(xì)胞中具有的，染色體以外的DNA分子，一般以不同大小的環(huán)狀雙螺旋狀態(tài)存在。質(zhì)?？梢元?dú)立進(jìn)行復(fù)制，有的質(zhì)粒也能整合到染色體上。第十四頁，共三十二頁，2022年，8月28日7、核糖體：核糖核蛋白的顆粒狀結(jié)構(gòu)，由核糖核酸與蛋白質(zhì)組成，其中RNA60%,Pr40%,分散在細(xì)胞中。功能：細(xì)胞合成蛋白質(zhì)的場(chǎng)所。8、內(nèi)含物：A，氣泡（氧氣）；B，顆粒狀內(nèi)含物，包括異染顆粒、聚?—羥基丁酸、肝糖粒、淀粉粒、脂肪粒、硫滴、液泡等。各菌間由于發(fā)育階段、營養(yǎng)和環(huán)境不同，內(nèi)含物數(shù)量和成分不同，但同菌同環(huán)境內(nèi)含物相同，這一點(diǎn)有利于鑒定。第十五頁，共三十二頁，2022年，8月28日（二）細(xì)菌的特殊結(jié)構(gòu)細(xì)菌的特殊結(jié)構(gòu)包括：鞭毛、莢膜、芽孢、纖毛。在分類鑒定中有重要作用。1鞭毛（Flagella）：某些細(xì)菌能從體內(nèi)長出纖細(xì)呈波壯的絲壯物稱為鞭毛，是細(xì)菌的運(yùn)動(dòng)器官，具有抗原性。鞭毛長度為菌體的若干倍，而直徑只有10—25nm，可用電鏡觀察到，光鏡觀察需進(jìn)行特殊染色。大多數(shù)球菌不生鞭毛，桿菌有或無，弧菌和螺旋菌都生鞭毛。分類：?jiǎn)紊ㄆ?、兩端）叢生（偏端、兩端）周生第十六頁，共三十二頁?022年，8月28日化學(xué)組成：主要的化學(xué)成分是蛋白質(zhì)。作用：①是細(xì)菌的運(yùn)動(dòng)器官（但鞭毛并非是細(xì)菌具有運(yùn)動(dòng)性的唯一結(jié)構(gòu)，例如：稱為螺旋體的螺旋性細(xì)菌無鞭毛但有運(yùn)動(dòng)性）；②具有抗原性；2莢膜：一些細(xì)菌在生命過程中在其表面分泌一層松散透明的粘液物質(zhì)，這些粘液物質(zhì)具有一定的外形，相對(duì)穩(wěn)定的附于細(xì)胞壁的外面，則稱為莢膜。莢膜的觀察：用特殊染色法，菌體和背景著色，莢膜本身不著色?；瘜W(xué)組成：含有大量（90%）水分，其余是多糖或多肽聚合物，細(xì)菌在含糖量高的培養(yǎng)基上或寄主體內(nèi)可形成莢膜。作用：①對(duì)菌體的保護(hù)作用；②有的細(xì)菌毒性與莢膜有關(guān)；第十七頁，共三十二頁，2022年，8月28日3芽孢：有些細(xì)菌當(dāng)生長到一定時(shí)期，繁殖速度下降，菌體細(xì)胞的原生質(zhì)濃縮，在細(xì)胞內(nèi)形成一個(gè)圓形、橢圓形或圓柱形孢子，對(duì)不良環(huán)境具有較強(qiáng)的抵抗性的休眠體。在菌體未形成芽孢之前稱為繁殖體或營養(yǎng)體。芽孢的形成首先是由其遺傳性決定的，但也需要一定的環(huán)境條件。大多數(shù)芽孢桿菌是在營養(yǎng)缺乏，溫度較高或代謝產(chǎn)物積累較多等不良條件下，在衰老的細(xì)胞體內(nèi)形成芽孢。在條件適宜時(shí)，芽孢又會(huì)萌發(fā)而形成繁殖體。芽孢的觀察：經(jīng)特殊染色后，用光學(xué)顯微鏡觀察。芽孢的類型：中央位、近端位、極端位。芽孢的作用：使細(xì)菌具有較強(qiáng)的抵抗力。第十八頁，共三十二頁，2022年，8月28日芽孢的抵抗力：無論在什么條件下形成的芽孢，對(duì)不良的環(huán)境條件都有很強(qiáng)的抵抗力。主要表現(xiàn)為對(duì)熱、干燥、化學(xué)消毒劑、輻射等表現(xiàn)為很強(qiáng)的抗性。①抗性因素：a.含水量少，只有40%，且多為結(jié)合水，因而蛋白質(zhì)受熱不變性。酶含量少，分子內(nèi)鍵作用穩(wěn)定；b.有多層厚而致密的包膜，無透性，有保護(hù)性，能阻止水及化學(xué)藥物滲入；c.在芽孢形成的同時(shí)，合成了一些特殊的酶類，這些酶較營養(yǎng)體內(nèi)的酶更具耐熱性；d.DPA的作用；第十九頁，共三十二頁，2022年，8月28日②DPA：dipicolinicacid，2,６-吡啶二羧酸，簡(jiǎn)稱DPA，是一種與芽孢耐熱有關(guān)的物質(zhì)，在芽孢形成的過程中形成DPA，在由芽孢變?yōu)榉敝丑w時(shí)，DPA被釋放，同時(shí)芽孢也失去耐熱性，在細(xì)菌營養(yǎng)體及其它生物細(xì)胞中未發(fā)現(xiàn)有DPA。芽孢的耐熱性：一般營養(yǎng)體，加熱60℃，10min即可殺死，肉毒梭菌芽孢需180℃10min才能殺滅，有的則需幾個(gè)或十幾個(gè)小時(shí)的煮沸才會(huì)殺滅。4纖毛：某些革蘭氏陰性菌，少數(shù)革蘭氏陽性菌，在菌體著生一種比鞭毛數(shù)量多，較短、較直、較細(xì)的毛發(fā)狀細(xì)絲稱為纖毛。特點(diǎn)：具有抗原性，非運(yùn)動(dòng)器官，較短較細(xì)，數(shù)目多而不彎曲?；瘜W(xué)組成：蛋白質(zhì)（管壯）第二十頁，共三十二頁，2022年，8月28日種類及作用：①普通纖毛：是病毒吸附的位點(diǎn)；增加細(xì)菌吸附于其它菌體或物體的能力；與細(xì)菌致病性有關(guān)；②性纖毛：細(xì)菌結(jié)合時(shí)傳遞質(zhì)粒等遺傳物質(zhì)的通道；三、細(xì)菌的繁殖與菌落形態(tài)特征（一）細(xì)菌的繁殖：細(xì)菌的繁殖以無性繁殖為主，亦稱裂殖。1基本過程：成熟母細(xì)胞→核質(zhì)體分裂→細(xì)胞膜向中央環(huán)狀推進(jìn)→新菌體第二十一頁，共三十二頁，2022年，8月28日2細(xì)菌生長繁殖的條件（1）營養(yǎng)：碳素化合物、氮素化合物、水分、無機(jī)鹽類和生長素等；（2）溫度：低溫型，10—15℃；中溫型，25—37℃；高溫型：45—55℃（3）氫離子濃度：Ph7—7.6；（4）滲透壓：等滲，生理鹽水（0.85%）；（5）需氧和厭氧呼吸環(huán)境：好氧菌、厭氧菌、微好氧菌、兼性厭氧菌，有些細(xì)菌在生長過程中需要加入CO2或N2。（二）細(xì)菌菌落特征：第二十二頁，共三十二頁，2022年，8月28日1、菌落(Colony)：在固體培養(yǎng)基上，由一個(gè)細(xì)菌生長繁殖形成的集落或細(xì)菌細(xì)胞群體。ColonyFormingUnit——菌落形成單位，縮寫：CFU測(cè)量菌落大小的單位用毫米（mm）。不同的菌種，其菌落特征不同，同一菌種因不同生活條件（培養(yǎng)條件），菌落形態(tài)也不盡相同。但是，同一菌種在相同的培養(yǎng)條件下，所表現(xiàn)出的菌落特征是一致的，所以，菌落形態(tài)特征對(duì)菌種的鑒定有一定的意義。菌落特征包括：菌落的大小、形態(tài)、顏色、隆起程度、光澤、表面狀態(tài)、透明度、質(zhì)地、干濕、邊緣等。產(chǎn)莢膜的細(xì)菌菌落表面光滑，為光滑型（S-型，Smooth）菌落；不產(chǎn)莢膜的細(xì)菌菌落表面干燥，為粗糙型（R-型,Rough）菌落。菌落的觀察一般以培養(yǎng)3—7天為宜。第二十三頁，共三十二頁，2022年，8月28日2、細(xì)菌的其它生長表現(xiàn)①試管斜面：觀察菌苔，一般要培養(yǎng)3—5天，生長情況：良好、微弱、不生長。菌苔形狀：線狀、串珠狀、擴(kuò)展?fàn)?、根狀。菌苔隆起程度：扁平、苔狀、凸起。表面形狀：光滑、透明、顏色。菌種保存常采用斜面培養(yǎng)法。②液體培養(yǎng)：一般培養(yǎng)1—3天。觀察的內(nèi)容：表面生長情況（菌膜、菌環(huán)）、混濁度、沉淀的形成、有無氣泡、培養(yǎng)物顏色的變化等。③半固體培養(yǎng)：觀察細(xì)菌的運(yùn)動(dòng)性，也可判斷產(chǎn)氣的情況等。生長物呈線狀、擴(kuò)展?fàn)睢⒃嚬芩畹?。這種培養(yǎng)也可用于菌種保存。第二十四頁，共三十二頁，2022年，8月28日四、細(xì)菌的分類（一）關(guān)于微生物分類的概念微生物種類繁雜，姿態(tài)各異，但它們之間又有一定的親緣關(guān)系。微生物分類，就是把看起來雜亂無章的各種微生物，按其親緣關(guān)系進(jìn)行分群歸類，給予命名并排列為一個(gè)系統(tǒng)。微生物分類的意義：便于人們對(duì)各種微生物的認(rèn)識(shí)、了解和研究等提供工作方便。（二）細(xì)菌的分類第二十五頁，共三十二頁，2022年，8月28日目前應(yīng)用較為廣泛的有三個(gè)細(xì)菌分類系統(tǒng)：A前蘇聯(lián)克拉西里尼科夫編著的《細(xì)菌和放線菌的鑒定》；B法國，普雷沃（Prevot）著，《細(xì)菌分類學(xué)》；C美國，布瑞德（Breed）著，《伯杰氏細(xì)菌鑒定手冊(cè)》；該著作應(yīng)用最為廣泛，第一版創(chuàng)作于1923年，1984年已修訂至第九版，并改名為《伯杰氏細(xì)菌學(xué)分類手冊(cè)》。第九版共分為4卷33章：第一卷：革蘭氏陰性菌，支原體等；第二卷：革蘭氏陽性菌；第三卷：古細(xì)菌，蘭細(xì)菌；第四卷：放線菌。該著作是一部較有參考價(jià)值的實(shí)用性細(xì)菌鑒定手冊(cè)。第二十六頁，共三十二頁，2022年，8月28日（三）細(xì)菌分類的命名法則和分類單位1、細(xì)菌分類的命名法則這是一個(gè)統(tǒng)一的命名法則，是采用瑞典植物學(xué)家林奈氏于1753年創(chuàng)立的雙名法的原則。雙名法：即由兩個(gè)拉丁文或希臘文組成一個(gè)學(xué)名。①前面一個(gè)是屬名，通常是一個(gè)描述生物形態(tài)的名稱或發(fā)現(xiàn)該生物的人名，該字的第一個(gè)字母必須大寫；②后面一個(gè)字是種名，表示該生物的某種特征，字母一律小寫，在印刷時(shí)學(xué)名用斜體字。例如：金黃色葡萄球菌Staphylococcusaureus.其中，Staphylococcus是屬名，表示葡萄球菌的意思，aureus是一個(gè)拉丁文的形容詞，表示金黃色的意思，合起來即為金黃色葡萄球菌。第二十七頁，共三十二頁，2022年，8月28日另外，有時(shí)為了避免同物異名或同名異物的混亂，要在正式的拉丁文名稱后面附上定名人的姓名及發(fā)表的年份，例如：StaphylococcusaureusBergey1939.有時(shí)，只講屬名而不講具體種名或沒有種名，只有屬名時(shí)，要在屬名后面加sp或spp來表示，例如：Staphylococcussp表示葡萄球菌之意。這里sp是單數(shù)，spp是復(fù)數(shù)，都是種（Speicis）的縮寫。2、細(xì)菌的分類單位細(xì)菌的分類單位和其他生物分類單位相同：“界”、“門”、“綱”、“目”、“科”、“屬”、“種”。第二十八頁，共三十二頁，2022年，8月28日例如：啤酒酵母（根據(jù)魏景超）真菌界(Fungi)真菌門(Fungi)子囊菌綱(Ascomycetes)[半子囊菌亞綱(Hemiascomycetes)]酵母目(En{r}domycetales)酵母科(Saccharomycetaceae)[酵母亞科(Saccharomycetoideae)]酵母菌屬[Saccharomyce