環(huán)境工程微生物學(xué)原核微生物

第2章原核微生物當(dāng)前第1頁\共有140頁\編于星期五\10點概述生物中哪些是微生物生物細(xì)胞生物非細(xì)胞生物：病毒、亞病毒原核生物：三菌、三體真核生物：真菌、單細(xì)胞藻類、原生動物2當(dāng)前第2頁\共有140頁\編于星期五\10點ConceptsProkaryotes(原核生物

)aresmallandsimpleinstructurewhencomparedwitheukaryotes,yettheyoftenhavecharacteristicshapeandsize.Prokaryoticgeneticmaterialislocatedinanareacalledthenucleoidandisnotenclosedbyamembrane.Theprokaryoticcellwallalmostalwayshaspeptidoglycanandischemicallyandmorphologicallycomplex.3當(dāng)前第3頁\共有140頁\編于星期五\10點2.1.1細(xì)菌

細(xì)菌的形狀和大小（1）

細(xì)菌的基本形態(tài)球狀—球菌桿狀—桿菌螺旋狀—螺旋菌其他形狀的細(xì)菌2.1原核生物4當(dāng)前第4頁\共有140頁\編于星期五\10點spirallumShape:

Bacteriahaveafewbasicshapesspherical

coccusRod-shaped

bacillus5當(dāng)前第5頁\共有140頁\編于星期五\10點細(xì)菌的形狀和大小球菌細(xì)胞呈球狀或橢圓形。根據(jù)細(xì)胞分裂后新細(xì)胞所保持的空間排列方式，分為以下幾種情形：單球菌——尿素微球菌雙球菌——肺炎雙球菌鏈球菌——溶血鏈球菌四聯(lián)球菌——四聯(lián)微球菌八疊球菌——尿素八疊球菌葡萄球菌——金黃色葡萄球菌6當(dāng)前第6頁\共有140頁\編于星期五\10點ArrangementsofCocci葡萄狀球菌7當(dāng)前第7頁\共有140頁\編于星期五\10點ArrangementofSphericalBacterialCells葡萄狀球菌8當(dāng)前第8頁\共有140頁\編于星期五\10點ElectronMicrographofNeisseriagonorrhoeae,aDiplococcus9當(dāng)前第9頁\共有140頁\編于星期五\10點ElectronMicrographofStreptococcuspyogenes,aStreptococcus10當(dāng)前第10頁\共有140頁\編于星期五\10點TetradArrangementSarcinaArrangement11當(dāng)前第11頁\共有140頁\編于星期五\10點ElectronMicrographofStaphylococcusaureus,aStaphylococcus12當(dāng)前第12頁\共有140頁\編于星期五\10點transmissionelectronmicrograph

ofStreptococcus

13當(dāng)前第13頁\共有140頁\編于星期五\10點桿菌桿菌細(xì)胞呈桿狀或圓柱形。有長桿菌、短桿菌。ArrangementsofBacilli

14當(dāng)前第14頁\共有140頁\編于星期五\10點

Bacillidivideonlyacrosstheirshortaxis,sotherearefewergroupingsofbacillithanofcocci.

Rod-shapedbacteria

SinglebacillusDiplobacillistreptobacilliCoccobacillus15當(dāng)前第15頁\共有140頁\編于星期五\10點16當(dāng)前第16頁\共有140頁\編于星期五\10點SingleRod(Bacillus)StreptobacillusArrangement17當(dāng)前第17頁\共有140頁\編于星期五\10點螺旋菌細(xì)胞呈彎曲桿狀的細(xì)菌統(tǒng)稱為螺旋菌。包括：弧菌偏端單生鞭毛或叢生鞭毛；螺旋菌兩端都有鞭毛18當(dāng)前第18頁\共有140頁\編于星期五\10點Vibrio,SpirillumandSpirocheteSomebacteriaareshapedlikelongrodstwistedintospiralsorhelices;theyarecalledvibrios(likecommasorincompletespirals),spirillaifrigidandspirocheteswhenflexable.vibriospirillumspirochete19當(dāng)前第19頁\共有140頁\編于星期五\10點ElectronMicrographofVibriocholerae,aVibrioScanningElectronMicrographofLeptospirainterrogans鉤端螺旋體20當(dāng)前第20頁\共有140頁\編于星期五\10點其他形狀的細(xì)菌柄細(xì)菌(Caulobacterbacterroides)變形菌21當(dāng)前第21頁\共有140頁\編于星期五\10點DifferentShapes22當(dāng)前第22頁\共有140頁\編于星期五\10點細(xì)菌的形狀和大?。?）細(xì)菌的大小細(xì)菌大小的度量單位：以m為單位。細(xì)菌大小的表示方法：球菌，以直徑來表示。桿菌和螺旋菌，以寬和長來表示。

如1

2.5

m

。細(xì)菌大小的測定：在顯微鏡下使用顯微測微尺測定。23當(dāng)前第23頁\共有140頁\編于星期五\10點Size:

Mostbacteriafallwithinarangefrom0.2to2.0umindiameterandfrom2to8uminlengthArod-shapedprokaryoteistypicallyabout1-5micrometers(m)longandabout1mwideMicroorganismsingeneralareverysmallandarecompletelyinvisibletothenakedeye.

Acyanobacterium8x50um24當(dāng)前第24頁\共有140頁\編于星期五\10點細(xì)菌的細(xì)胞構(gòu)造細(xì)胞的含義生命活動的基本單位、構(gòu)成生物體最基本的結(jié)構(gòu)和功能單位、由膜包圍的能進(jìn)行獨立繁殖的最小原生質(zhì)團(tuán)。一切有機體都是由細(xì)胞構(gòu)成，細(xì)胞是構(gòu)成有機體的基本單位。細(xì)胞具有獨立的、有序的自控代謝體系，細(xì)胞是代謝與功能的基本單位。沒有細(xì)胞就沒有完整的生命。25當(dāng)前第25頁\共有140頁\編于星期五\10點Schematicdiagramofabacterialcell26當(dāng)前第26頁\共有140頁\編于星期五\10點細(xì)菌的細(xì)胞構(gòu)造細(xì)胞質(zhì)膜外結(jié)構(gòu)原生質(zhì)體細(xì)胞膜細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞核27當(dāng)前第27頁\共有140頁\編于星期五\10點(1)細(xì)胞壁(2)細(xì)胞膜(3)細(xì)胞質(zhì)及其內(nèi)含物(4)原核和質(zhì)粒(5)鞭毛和菌毛(6)芽孢(6)細(xì)胞外層基本結(jié)構(gòu)特殊結(jié)構(gòu)28當(dāng)前第28頁\共有140頁\編于星期五\10點ProkaryoticCellWallCellWall29當(dāng)前第29頁\共有140頁\編于星期五\10點(1)細(xì)胞壁概念細(xì)胞壁（cellwall）是細(xì)胞質(zhì)膜外面具有一定硬度和韌性的一層壁套，使細(xì)胞保持一定形狀，保障其在不同滲透壓條件下生長，即使在不良環(huán)境中也能防止胞溶作用。細(xì)菌細(xì)胞壁由肽聚糖構(gòu)成肽聚糖是N-乙酰氨基葡萄糖(NAG)和帶有交替排列的D-型或L-型氨基酸側(cè)鏈的N-乙酰胞壁酸(NAM)的多聚體。30當(dāng)前第30頁\共有140頁\編于星期五\10點APeptidoglycanMonomerStructureofPeptidoglycan31當(dāng)前第31頁\共有140頁\編于星期五\10點AnimationIllustratingtheAssemblyofPeptidoglycanBuildingBlocksAnimationIllustratingtheRoleofAutolysinandTranspeptidaseEnzymes32當(dāng)前第32頁\共有140頁\編于星期五\10點AnimationIllustratingtheRoleofPenicillinsinBlockingTranspeptidaseEnzymesAnimationIllustratingtheRoleofVancomycininBlockingTranspeptidaseEnzymes33當(dāng)前第33頁\共有140頁\編于星期五\10點功能固定細(xì)胞外形協(xié)助鞭毛運動保護(hù)細(xì)胞免受外力的損傷為正常細(xì)胞分裂所必需阻攔有害物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞與細(xì)菌抗原性、致病性和對噬菌體敏感性密切相關(guān)34當(dāng)前第34頁\共有140頁\編于星期五\10點革蘭氏染色(GramStain)1884年革蘭姆·克里斯蒂(ChristianGram)發(fā)明；細(xì)菌常被分成兩類：G+和G-。染色反應(yīng)的差別是由于兩類細(xì)菌的細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)的差異引起。35當(dāng)前第35頁\共有140頁\編于星期五\10點步驟方法結(jié)果陽性(G+)陰性(G-)初染結(jié)晶紫60s紫色紫色媒染劑碘液60s紫色紫色脫色95%乙醇10~20s紫色脫去紫色復(fù)染蕃紅(或復(fù)紅)1~2m紫色紅色革蘭氏染色程序

36當(dāng)前第36頁\共有140頁\編于星期五\10點GramStainofStaphylococcusaureusGramStainofEscherichiacoliAGramStainofaMixtureofGram-PositiveandGram-NegativeBacteria.37當(dāng)前第37頁\共有140頁\編于星期五\10點

38當(dāng)前第38頁\共有140頁\編于星期五\10點Gram+Gram-SchematicdiagramofbacterialcellwallsBacteriacanbedividedintotwomajorgroups,calledgram-positiveandgram-negative.Theoriginaldistinctionbetweengram-positiveandgram-negativewasbasedonaspecialstainingprocedure,theGramstain.39當(dāng)前第39頁\共有140頁\編于星期五\10點化學(xué)組成與超微結(jié)構(gòu)A.G+細(xì)菌細(xì)胞壁組成革蘭氏陽性細(xì)菌細(xì)胞壁具有較厚（30~40nm）而致密的肽聚糖層，多達(dá)20層，占細(xì)胞壁的成分60~90%，與細(xì)胞膜的外層緊密相連；有的革蘭氏陽性細(xì)菌細(xì)胞壁中含有磷壁酸(teichoic-acid），即胞壁質(zhì)（murein）多糖。40當(dāng)前第40頁\共有140頁\編于星期五\10點StructureofaGram-PositiveCellWallTheGram-positivecellwallappearsasdenselayertypicallycomposedofnumerousrowsofpeptidoglycan,andmoleculesoflipoteichoicacid,wallteichoicacidandsurfaceproteins.41當(dāng)前第41頁\共有140頁\編于星期五\10點Teichoicacidsandlipoteichoicacids(脂磷壁酸)arearrangedintheoverallwallstructureofgram-positivebacteria.TeichoicacidLipoteichoicacid42當(dāng)前第42頁\共有140頁\編于星期五\10點B.G-細(xì)菌細(xì)胞壁組成G-細(xì)胞壁較G+薄、層次多，成分復(fù)雜，肽聚糖層很薄(2-3nm)，機械強度比G+細(xì)菌弱。StructureofaGram-NegativeCellWall43當(dāng)前第43頁\共有140頁\編于星期五\10點外膜分為脂多糖層(外)、磷脂層(中)、脂蛋白層(內(nèi))

基本成分：脂多糖，還有磷脂、多糖和蛋白質(zhì)。G-細(xì)菌的外膜上含有許多獨特的結(jié)構(gòu)：布朗(Braun’s)脂蛋白：把外膜與肽聚糖層連接起來；脂多糖(LPS)：營養(yǎng)物被動運輸通過膜孔蛋白，起保護(hù)細(xì)胞作用的。脂多糖也稱為內(nèi)毒素，對哺乳動物有高度毒性。44當(dāng)前第44頁\共有140頁\編于星期五\10點45當(dāng)前第45頁\共有140頁\編于星期五\10點周質(zhì)空間

(Periplasmicspace）又稱壁膜間隙，是G-細(xì)菌細(xì)胞膜與外膜兩膜之間的透明區(qū)域。周質(zhì)空間含與營養(yǎng)物運輸和進(jìn)入有關(guān)的蛋白質(zhì)：如營養(yǎng)物進(jìn)入細(xì)胞的蛋白；營養(yǎng)物運輸?shù)拿?，如蛋白[水解]酶；細(xì)胞防御有毒化合物的酶，如破壞青霉素的β-內(nèi)酰胺酶。G-細(xì)菌主要為胞內(nèi)酶；G+細(xì)菌多為胞外酶。46當(dāng)前第46頁\共有140頁\編于星期五\10點G+與G-細(xì)菌細(xì)胞壁的區(qū)別成分肽聚糖磷壁酸類脂質(zhì)蛋白質(zhì)占細(xì)胞壁干重的%含量很高（30-95）含量較高（<50）一般無（<2）0含量很低（5-20）0含量較高（-20）含量較高

G＋

G－47當(dāng)前第47頁\共有140頁\編于星期五\10點PolymerofdisaccharideN-acetylglucosamine(NAG)&N-acetylmuramicacid(NAM)LinkedbypolypeptidesPeptidoglycan48當(dāng)前第48頁\共有140頁\編于星期五\10點49當(dāng)前第49頁\共有140頁\編于星期五\10點G+與G-菌的細(xì)胞壁的特征比較特征G+細(xì)菌G-細(xì)菌肽聚糖層厚層薄類脂極少脂多糖外膜缺有壁質(zhì)間隙很薄較厚細(xì)胞狀態(tài)僵硬僵硬或柔韌酸消化的效果原生質(zhì)體原生質(zhì)球?qū)θ玖虾涂股氐拿舾行院苊舾兄卸让舾?0當(dāng)前第50頁\共有140頁\編于星期五\10點(2)細(xì)胞膜概念細(xì)胞質(zhì)膜（cytoplasmicmembrane），簡稱質(zhì)膜（plasmamembrane），是圍繞細(xì)胞質(zhì)外的雙層膜結(jié)構(gòu)，使細(xì)胞具有選擇吸收性能，控制物質(zhì)的吸收與排放，也是許多生化反應(yīng)的重要部位。為磷脂雙分子層結(jié)構(gòu)，其中埋藏著與物質(zhì)運輸、能量代謝和信號交換有關(guān)的整合蛋白。通過電荷相互作用疏松附著于膜的外周蛋白。膜中的脂類和蛋白質(zhì)互相相對運動。51當(dāng)前第51頁\共有140頁\編于星期五\10點CytoplasmicMembraneMembrane當(dāng)前第52頁\共有140頁\編于星期五\10點成分與結(jié)構(gòu)

埋藏于磷脂雙分子層中有各種功能的蛋白，包括轉(zhuǎn)運蛋白、能量代謝中的蛋白和能夠?qū)瘜W(xué)刺激檢測和反應(yīng)的受體蛋白。整合蛋白(integral)是完全地與膜連接而且貫穿全膜的蛋白，有疏水性氨基酸埋藏在脂中。外周蛋白(peripheralproteins)是通過電荷作用與膜松散連接的一類蛋白，鹽溶液洗滌可除去。脂類和蛋白質(zhì)均在運動，彼此間相對運動。這就是液態(tài)鑲嵌模式的細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)模型。53當(dāng)前第53頁\共有140頁\編于星期五\10點

Diagramofthestructureofcytoplasmicmembrane54當(dāng)前第54頁\共有140頁\編于星期五\10點功能維持滲透壓和物質(zhì)運輸半滲透膜具有選擇性的滲透作用，能阻止高分子通過，并選擇性地逆濃度梯度吸收某些低分子進(jìn)入細(xì)胞。膜有極性膜上有各種與滲透有關(guān)的酶，還可使兩種結(jié)構(gòu)相類似的糖進(jìn)入細(xì)胞的比例不同，吸收某些分子，排出某些分子。參與細(xì)胞壁、糖被合成和細(xì)胞分裂細(xì)胞質(zhì)膜上有合成細(xì)胞壁和形成橫隔膜組分的酶。中間體與染色體和細(xì)胞分裂有關(guān)，為DNA提供附著點。55當(dāng)前第55頁\共有140頁\編于星期五\10點參與物質(zhì)代謝和能量代謝細(xì)胞質(zhì)膜上有琥珀酸脫氫酶、NADH脫氫酶、細(xì)胞色素氧化酶、電子傳遞系統(tǒng)、氧化磷酸化酶及腺苷三磷酸酶(ATPase)，中間體含有細(xì)胞色素。為鞭毛提供附著點細(xì)胞質(zhì)膜上有鞭毛基粒，鞭毛著生點，供能。56當(dāng)前第56頁\共有140頁\編于星期五\10點間體（mesosome）從質(zhì)膜向內(nèi)伸展的細(xì)胞質(zhì)中主要單位膜結(jié)構(gòu)，常同核質(zhì)相聯(lián)系，位于細(xì)胞分裂處。功能：參與呼吸作用、同DNA的復(fù)制和細(xì)胞的分裂有關(guān)。膜內(nèi)陷形成的中間體含有細(xì)胞色素，中間體與染色體和細(xì)胞的分裂有關(guān)，還為DNA提供附著點。StructureofMesosome57當(dāng)前第57頁\共有140頁\編于星期五\10點(3)

細(xì)胞質(zhì)及其內(nèi)含物1）細(xì)胞質(zhì)定義指除核以外，質(zhì)膜以內(nèi)的原生質(zhì)。是細(xì)胞質(zhì)膜包圍的除核區(qū)外的一切半透明、膠狀、顆粒狀物質(zhì)的總稱。含水量約80%。細(xì)胞質(zhì)的主要成分主要成分是核糖體，此外含有細(xì)胞功能所需的各種分子、RNA和蛋白質(zhì)的混合物。58當(dāng)前第58頁\共有140頁\編于星期五\10點核糖體(ribosome)由一個小的亞基和一個大的亞基組成，核糖體的亞基是由蛋白質(zhì)和RNAs組成的復(fù)合物，是細(xì)胞中合成蛋白質(zhì)的場所。原核細(xì)胞中的核糖體，盡管在形狀上和功能上與真核細(xì)胞相似，但是組建核糖體亞基的蛋白質(zhì)和RNAs性質(zhì)上有差別。59當(dāng)前第59頁\共有140頁\編于星期五\10點Alleucaryoticandprocaryoticcellscontainribosomes,whichfunctionasthesitesofproteinsynthesis.Ribosomesarecomposedoftwosubunits

Procaryoticribosomesarecalled70Sribosomes,andthoseofeucaryoticcellsareknownas80Sribosomes

RibosomesTheletterSreferstoSvedbergunits,whichindicatetherelativerateofsedimentationduringultra-high-speedcentrifugation60當(dāng)前第60頁\共有140頁\編于星期五\10點61當(dāng)前第61頁\共有140頁\編于星期五\10點2）內(nèi)含物(inclusionbodies)某些細(xì)菌含有與特殊功能相連系的結(jié)構(gòu)，稱作內(nèi)含體，在光學(xué)顯微鏡下可觀察到。內(nèi)含體常是儲存物，可與膜結(jié)合：聚-β-羥基丁酸鹽(PHB)顆粒；多聚磷酸鹽顆粒(也稱異染粒)；磁小體(megnetosome)硫滴氣泡62當(dāng)前第62頁\共有140頁\編于星期五\10點Polyhydroxybutyricacid(PHB)PHBisa

lipidlikecompound

-oneofthemostcommoninclusionbodiesinprokaryoticorganisms.PHBiscommonlyfoundasastoragematerialand

uniquetobacteria

Glycogenisa

starchlikepolymer

ofglucosesubunits.GlycogengranulesareusuallysmallerthanPHBgranules.AVibriospecies63當(dāng)前第63頁\共有140頁\編于星期五\10點Manymicroorganismsaccumulategranulesofpolyphosphate,whicharelargereservesof

inorganicphosphates

thatcanbeusedinthesynthesisofATPPolyphosphategranule

inabacterialcellAPseudomonasspecies64當(dāng)前第64頁\共有140頁\編于星期五\10點ThesulfurglobulesinsidethecellsofpurplesulfurbacteriumChromatiumbuderiSomebacteria,includingmanyphotosyntheticbacteria,accumulate

elementalsulfurgranules

asaresultoftheirmetabolism.65當(dāng)前第65頁\共有140頁\編于星期五\10點磁小體(megnetosome)1975年由RPBlakemore在趨磁細(xì)菌中發(fā)現(xiàn)主要成分是Fe3O4

外被一層磷脂、蛋白或糖蛋白膜,是單磁疇晶體,無毒,大小20-100nm，每個細(xì)胞有2-20顆形狀為平截八面體、平行六面體或六棱柱體等功能導(dǎo)向作用，即借助鞭毛游向泥、水界面微氧環(huán)境處生活實用前景：生產(chǎn)磁性定向藥物或抗體，以及制造生物傳感器66當(dāng)前第66頁\共有140頁\編于星期五\10點Gasvacuoles(blue)andstoragegranules(red)inthecyanobacteriumMicrocystisTheformationofgasvacuolesbyaquaticbacteriaprovidesamechanismforadjustingthebuoyancyofthecell.Manyaquaticcyanobacteriausetheirgasvacuolestomoveupanddowninthewatercolumn.67當(dāng)前第67頁\共有140頁\編于星期五\10點內(nèi)含物存在于組成功能；非單位膜被包裹的聚-羥基丁酸許多細(xì)菌主要是PHB貯備碳和能源硫滴H2S氧化細(xì)菌和紫硫光合細(xì)菌液狀硫能源氣泡許多水生細(xì)菌羅紋蛋白膜浮力羧基化體自養(yǎng)細(xì)菌CO2固定酶固定CO2的部位綠色體綠色光合細(xì)菌類脂、蛋白、菌綠素捕光中心碳?xì)鋬?nèi)含物許多利用碳?xì)浠衔锏募?xì)菌包裹在蛋白質(zhì)殼中內(nèi)含物能源磁小體許多水生細(xì)菌磁鐵顆粒趨磁性無膜包裹的多聚葡糖苷許多細(xì)菌高分子葡萄糖聚合物碳源和能源多聚磷酸鹽許多細(xì)菌高分子磷酸鹽聚合物磷酸鹽貯藏物藻青素(cyanophycin)許多藍(lán)細(xì)菌精氨酸和天冬氨酸的多肽氮源藻膽蛋白體許多藍(lán)細(xì)菌捕光色素和蛋白質(zhì)捕捉光能細(xì)菌細(xì)胞質(zhì)中的內(nèi)含物當(dāng)前第68頁\共有140頁\編于星期五\10點CellularGeneticInformationNucleoid69當(dāng)前第69頁\共有140頁\編于星期五\10點(4)細(xì)胞核及質(zhì)粒1）原核(nucleoid)細(xì)菌的DNA在細(xì)胞質(zhì)中為單個環(huán)狀染色體、雙鏈結(jié)構(gòu)，無核膜包圍，在電子顯微鏡中常可看到細(xì)胞內(nèi)分離的核區(qū)，稱為擬核。70當(dāng)前第70頁\共有140頁\編于星期五\10點Function:

Thenucleoidisthegeneticmaterialofthebacterium.GeneslocatedalongtheDNAaretranscribedintoRNAwhich,inthecaseofmRNA,isthentranslatedintoproteinattheribosomes.Inotherwords,DNAdetermineswhatproteinsandenzymesanorganismcansynthesizeand,therefore,whatchemicalreactionsitisabletocarryout.71當(dāng)前第71頁\共有140頁\編于星期五\10點ExampleofE.colicellThereareover

50supercoileddomain

intheE.colichromosome.ThetotalamountofDNAisabout

4600kb.IfthetotalDNAisopenedandlinearized,itwouldbe

1mminlength.Thethecellisonly

about2-3umlong.

SotopackagethismuchDNAintothecellrequiresthat

theDNAbehighlysupercoiled.72當(dāng)前第72頁\共有140頁\編于星期五\10點ElectronmicrographofanisolatednucleoidreleasedfromE.coli.73當(dāng)前第73頁\共有140頁\編于星期五\10點2）質(zhì)粒(p1asmids)某些細(xì)菌含有染色體外的小分子環(huán)狀DNA稱作質(zhì)粒。其上攜帶的基因?qū)?xì)菌正常生活并非必需，但在某些情況下對細(xì)胞有利，如抗生素抗性質(zhì)粒。質(zhì)粒常以不同大小的環(huán)狀雙螺旋存在，它可以獨立復(fù)制，也可整合到染色體上。74當(dāng)前第74頁\共有140頁\編于星期五\10點ResistantplasmidsColplasmidsConjugativeplasmidsMetabolicplasmids

MajorTypesofPlasmids75當(dāng)前第75頁\共有140頁\編于星期五\10點(5)鞭毛和菌毛1）鞭毛（flagellum）是從細(xì)胞質(zhì)膜和細(xì)胞壁伸出細(xì)胞外面的蛋白質(zhì)組成的絲狀體結(jié)構(gòu)，使細(xì)菌具有運動性。鞭毛纖細(xì)而具有剛韌性，直徑僅20nm，長度達(dá)15~20m，可以分為三部分：基體（basebody）、鉤形鞘（hook）和螺旋絲（helicalfilament）。76當(dāng)前第76頁\共有140頁\編于星期五\10點具鞭毛的細(xì)菌，鞭毛數(shù)目和在細(xì)胞表面分布因種不同而有差異，是細(xì)菌鑒定的依據(jù)之一。鞭毛有三類：單生鞭毛、叢生鞭毛和周生鞭毛。鞭毛與細(xì)菌運動有關(guān)，如趨化性和趨滲性等。77當(dāng)前第77頁\共有140頁\編于星期五\10點78當(dāng)前第78頁\共有140頁\編于星期五\10點FlagellaArrangement79當(dāng)前第79頁\共有140頁\編于星期五\10點MonotrichousFlagellumofVibriocholeraeTransmissionElectronMicrographofEscherichiacoliO157:H780當(dāng)前第80頁\共有140頁\編于星期五\10點MotileCellsFigure4.981當(dāng)前第81頁\共有140頁\編于星期五\10點BacterialChemotaxis82當(dāng)前第82頁\共有140頁\編于星期五\10點Themovementofaprocaryoticflagellumresultsfromrotationofitsbasalbodyandissimilartothemovementoftheshaftofanelectricmotor.Bacterialcellscanalterthespeedanddirectionofrotationofflagellaandthusarecapableofvariouspatternsofmotility.83當(dāng)前第83頁\共有140頁\編于星期五\10點2）菌毛（pili）

細(xì)菌細(xì)胞表面發(fā)現(xiàn)的象頭發(fā)樣的特殊的蛋白質(zhì)表膜附屬物，有幾微米長。BacterialPili84當(dāng)前第84頁\共有140頁\編于星期五\10點

BacterialAdherencewithPiliElectronMicrographofEscherichiacoliwithPili85當(dāng)前第85頁\共有140頁\編于星期五\10點性菌毛（sexpili）與遺傳物質(zhì)從一個細(xì)菌轉(zhuǎn)移到另一個細(xì)菌有關(guān)，即在細(xì)菌接合交配時起作用。性菌毛比菌毛稍長，數(shù)量少，只有一根或幾根。ElectronMicrographofEscherichiacoliwithaConjugationPilus86當(dāng)前第86頁\共有140頁\編于星期五\10點(一)細(xì)胞壁(二)細(xì)胞膜(三)細(xì)胞質(zhì)及其內(nèi)含物(四)原核和質(zhì)粒(五)鞭毛和菌毛(六)芽孢(七)細(xì)胞外層基本結(jié)構(gòu)特殊結(jié)構(gòu)87當(dāng)前第87頁\共有140頁\編于星期五\10點(6)芽孢定義芽孢（endospore）是一些屬包括芽孢桿菌屬和梭菌屬細(xì)菌生長到一定時期形成的特殊休眠體結(jié)構(gòu)。由細(xì)菌的DNA和外部多層蛋白質(zhì)及肽聚糖包圍而構(gòu)成，稱為芽孢，也稱內(nèi)生孢子。88當(dāng)前第88頁\共有140頁\編于星期五\10點形態(tài)與結(jié)構(gòu)芽孢結(jié)構(gòu)極為復(fù)雜，核心：位于中心，含核質(zhì)、核糖體和一些酶類，由核心壁所包圍；皮層：核心外面，由肽聚糖組成；芽孢衣：皮層外面，由蛋白質(zhì)所組成；芽孢外壁：最外層。一般將含內(nèi)生芽孢的細(xì)菌總稱為孢子囊(sporangium)。89當(dāng)前第89頁\共有140頁\編于星期五\10點細(xì)菌芽孢構(gòu)造的模式圖

孢外壁芽孢衣

皮層

芽孢質(zhì)芽孢核區(qū)芽孢膜芽孢壁核心90當(dāng)前第90頁\共有140頁\編于星期五\10點EndosporestainofClostridiumtetaniElectronMicrographofClostridiumbotulinum91當(dāng)前第91頁\共有140頁\編于星期五\10點生理特性含水量低，38-40%。芽孢壁厚含有2,6吡啶二羧酸（DPA）耐熱的酶芽孢具有驚人的應(yīng)對不良環(huán)境的抗逆性，如熱、紫外線輻射、化學(xué)消毒劑和干燥。92當(dāng)前第92頁\共有140頁\編于星期五\10點

Stagesinendosporeformation1.Axial(軸)filamentformation2.Septumformation3.Engulfmentofforespore4.Cortex(皮層)formation5.Coatsynthesis6.Completionofcoatsynthesis,Increaseinrefractilityandheatresistance7.Lysisofsporangium(孢子囊),sporeliberation93當(dāng)前第93頁\共有140頁\編于星期五\10點(7)細(xì)胞外層定義細(xì)胞表面常常被多糖或(蛋白)表膜物質(zhì)所覆蓋，按其密度稱為莢膜（capsule）或粘液層。多糖層有時稱為糖萼(多糖包被)。94當(dāng)前第94頁\共有140頁\編于星期五\10點功能保護(hù)細(xì)胞免受吞噬；保護(hù)細(xì)胞免受干燥損傷養(yǎng)料貯藏對細(xì)菌表面起滲透屏障作用；幫助細(xì)菌附著到物體表面；信息識別；堆積代謝廢物。95當(dāng)前第95頁\共有140頁\編于星期五\10點CapsulestainofEnterobacteraerogenes

(產(chǎn)氣腸桿菌)96當(dāng)前第96頁\共有140頁\編于星期五\10點細(xì)菌的繁殖和菌落的形成（1）細(xì)菌的繁殖細(xì)菌從周圍環(huán)境中吸收了營養(yǎng)物質(zhì)后，發(fā)生一系列的合成反應(yīng)，把進(jìn)入的營養(yǎng)物質(zhì)轉(zhuǎn)變成為新的營養(yǎng)物質(zhì)—DNA、RNA、蛋白質(zhì)、酶及其它大分子，之后細(xì)胞開始了形成兩個新細(xì)胞的過程，稱為繁殖。97當(dāng)前第97頁\共有140頁\編于星期五\10點細(xì)菌的繁殖和菌落的形成細(xì)菌的繁殖方式裂殖是細(xì)菌最普遍、最主要的繁殖方式，通常表現(xiàn)為橫分裂。細(xì)菌的分裂過程核分裂和隔膜形成；橫隔壁形成；子細(xì)胞分離。

98當(dāng)前第98頁\共有140頁\編于星期五\10點細(xì)菌繁殖示意圖球菌分裂電鏡圖99當(dāng)前第99頁\共有140頁\編于星期五\10點（2）菌落（colony）--固體培養(yǎng)基

單個微生物在適宜的固體培養(yǎng)基表面或內(nèi)部生長、繁殖到一定程度可以形成肉眼可見的、有一定形態(tài)結(jié)構(gòu)的子細(xì)胞生長群體，稱為菌落。當(dāng)固體培養(yǎng)基表面眾多菌落連成一片時，便成為菌苔(1awn)

。100當(dāng)前第100頁\共有140頁\編于星期五\10點101當(dāng)前第101頁\共有140頁\編于星期五\10點（3）菌落特征各種細(xì)菌在一定條件下形成的菌落具有一定的穩(wěn)定性和專一性特征，稱為菌落特征。菌落特征是衡量菌種純度、辨認(rèn)和鑒定菌種的重要依據(jù)。102當(dāng)前第102頁\共有140頁\編于星期五\10點菌落特征描述菌落特征包括大小，形狀，隆起形狀，邊緣情況，表面狀態(tài)，表面光澤，質(zhì)地，顏色，透明度等。

103當(dāng)前第103頁\共有140頁\編于星期五\10點影響菌落特征的因素細(xì)胞結(jié)構(gòu)和生長行為；鄰近菌落影響菌落的大小；培養(yǎng)條件，尤其是培養(yǎng)基成分。104當(dāng)前第104頁\共有140頁\編于星期五\10點細(xì)菌的菌落特征105當(dāng)前第105頁\共有140頁\編于星期五\10點固體培養(yǎng)基表面細(xì)菌菌落（照片）Colonymorphology106當(dāng)前第106頁\共有140頁\編于星期五\10點細(xì)菌菌落特征剖面圖107當(dāng)前第107頁\共有140頁\編于星期五\10點細(xì)菌菌落特征細(xì)菌菌落特征正面圖108當(dāng)前第108頁\共有140頁\編于星期五\10點細(xì)菌在瓊脂培養(yǎng)基中穿刺培養(yǎng)的生長特征細(xì)菌在半固體培養(yǎng)上的培養(yǎng)特征109當(dāng)前第109頁\共有140頁\編于星期五\10點細(xì)菌在肉湯培養(yǎng)基中的表面生長特征絮狀環(huán)狀浮膜狀膜狀110當(dāng)前第110頁\共有140頁\編于星期五\10點2.1.2放線菌放線菌與人類生活及生產(chǎn)的關(guān)系一類具有絲狀與枝細(xì)胞的細(xì)菌細(xì)菌的一個大類群，為革蘭氏陽性。多為腐生，少數(shù)為寄生。寄生型放線菌會引起放線菌病和諾卡氏病。抗生素。世界上絕大多數(shù)的抗生素由放線菌產(chǎn)生。生態(tài)機能。111當(dāng)前第111頁\共有140頁\編于星期五\10點2.1.2放線菌-形態(tài)結(jié)構(gòu)形態(tài)結(jié)構(gòu)放線菌菌體為單細(xì)胞，大多數(shù)由分枝發(fā)達(dá)的菌絲組成。根據(jù)放線菌菌絲的形態(tài)和功能分為營養(yǎng)菌絲、氣生菌絲和孢子絲三種。112當(dāng)前第112頁\共有140頁\編于星期五\10點113當(dāng)前第113頁\共有140頁\編于星期五\10點（1）營養(yǎng)菌絲也稱初級菌絲體、一級菌絲體或基內(nèi)菌絲，匍匐生長于培養(yǎng)基內(nèi)，生理功能是吸收營養(yǎng)物。營養(yǎng)菌絲一般無隔膜；直徑0.2~0.8μm；長度差別很大；短的小于100μm，長可達(dá)600μm；有的產(chǎn)生色素：黃、橙、紅、紫、藍(lán)、綠、灰、褐、黑等，包括脂溶性和水溶性，脂溶性色素局限于菌絲，水溶性色素可在培養(yǎng)基中擴散。114當(dāng)前第114頁\共有140頁\編于星期五\10點（2）氣生菌絲

又稱二級菌絲體。營養(yǎng)菌絲體發(fā)育到一定時期，長出培養(yǎng)基外并伸向空間的菌絲體。（3）孢子絲當(dāng)氣生菌絲發(fā)育到一定程度，其上分化出可形成孢子的菌絲即為孢子絲，又名產(chǎn)孢絲或繁殖菌絲。115當(dāng)前第115頁\共有140頁\編于星期五\10點Varioustypesofspore-bearingstructuresonthestreptomyces116當(dāng)前第116頁\共有140頁\編于星期五\10點ChainofconidiosporesAgarsurfaceSubstratemyceliumAerialhyphaeThecrosssectionofanactinomycetecolonyshowingthesubstratemyceliumandaerialmyceliumwithchainsofconidiospores117當(dāng)前第117頁\共有140頁\編于星期五\10點菌落特征

放線菌的菌落由菌絲體組成，一般圓形、初期光平，后期產(chǎn)生皺褶。在光學(xué)顯微鏡下觀察，菌落周圍具有輻射狀菌絲。根據(jù)種的不同分為兩類。118當(dāng)前第118頁\共有140頁\編于星期五\10點（1）由大量產(chǎn)生分枝的和氣生菌絲的菌種所形成的菌落，以鏈霉菌為代表。特點：菌落小而不蔓延，質(zhì)地致密，表面呈緊密的絨狀，堅實，干燥，多皺，與培養(yǎng)基結(jié)合緊密，不易挑取，或挑起后不易破碎。有時氣生菌絲體呈同心圓環(huán)狀，大量孢子布滿整個菌落表面后，形成絮狀，粉狀或顆粒狀的典型放線菌菌落。有的產(chǎn)生色素。（2）由不產(chǎn)生大量菌絲的種類形成，如諾卡氏菌。特點：菌落粘著力差，結(jié)構(gòu)呈粉質(zhì)狀，挑取則粉碎。119當(dāng)前第119頁\共有140頁\編于星期五\10點Colonyof

streptomycetes當(dāng)前第120頁\共有140頁\編于星期五\10點繁殖方式放線菌主要通過形成無性孢子的方式進(jìn)行繁殖，也可利用菌絲片斷進(jìn)行繁殖。放線菌生長到一定階段，一部分菌絲形成孢子絲，孢子絲成熟便分化形成許多孢子，稱為分生孢子。孢子呈白、黃、綠、淡紫、粉紅、藍(lán)、褐、灰等顏色。121當(dāng)前第121頁\共有140頁\編于星期五\10點放線菌的生活史：孢子萌發(fā)基內(nèi)菌絲氣生菌絲菌絲孢子絲5孢子絲分化形成的孢子放線菌生活史放線菌的繁殖122當(dāng)前第122頁\共有140頁\編于星期五\10點幾種常見的放線菌諾卡氏菌鏈霉菌小單孢菌游動放線菌123當(dāng)前第123頁\共有140頁\編于星期五\10點2.1.3藍(lán)細(xì)菌(Cyanobacteria)也稱藍(lán)藻或藍(lán)綠藻（blue-greenalgae），是一類含有葉綠素a、能以水作為供氫體和電子供體、通過光合作用將光能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能、同化CO2為有機物質(zhì)的光合細(xì)菌。藍(lán)細(xì)菌形態(tài)差異極大，有單細(xì)胞和絲狀體兩類形態(tài)。細(xì)胞的直徑從0.5~1μm到60μm，絲狀體的長度差異很大。多個個體聚集在一起，可形成肉眼可見的很大的群體。124當(dāng)前第124頁\共有140頁\編于星期五\10點多聚磷酸鹽顆粒藍(lán)藻顆粒體羧酶體糖原顆粒細(xì)胞壁細(xì)胞膜核區(qū)汽泡125當(dāng)前第125頁\共有140頁\編于星期五\10點藍(lán)細(xì)菌的特性1）分布極廣；2）形態(tài)差異大，有球狀、桿狀和絲狀等形態(tài)；3）細(xì)胞中含有葉綠素a，進(jìn)行產(chǎn)氧型光合作用；4）具有原核生物的典型細(xì)胞結(jié)構(gòu)：細(xì)胞核無核膜，也不進(jìn)行有絲分裂，細(xì)胞壁含胞壁酸和二氨基庚二酸，革蘭氏染色陰性。6）分泌粘液層、莢膜或形成鞘衣，具有強的抗干旱能力。7）無鞭毛，但能在固體表面滑行，進(jìn)行光趨避運動。8）許多種類有氣泡，使菌體漂浮在光線最充足處，光合作用。5）營養(yǎng)極為簡單，不需要維生素，以硝酸鹽或氨為氮源，許多種類能固氮，異形細(xì)胞（heterocyst）是固氮場所。126當(dāng)前第126頁\共有140頁\編于星期五\10點

FilamentousCyanobacterium,

Anabaenasp.

(SEMx5,000)