原核微生物的形態(tài)結(jié)構(gòu)

第一章：原核微生物形態(tài)結(jié)構(gòu)原核微生物：僅含一個(gè)DNA分子的原始核區(qū)而無核膜包裹的原始單細(xì)胞微生物。包括：真細(xì)菌、古生菌第一章：原核微生物形態(tài)結(jié)構(gòu)第一節(jié)細(xì)菌（bacteria）第二節(jié)放線菌(actinomycetes）第三節(jié)藍(lán)細(xì)菌(cyanobacteria)第四節(jié)其他幾種原核微生物(others)1.細(xì)菌的形態(tài)2.觀察細(xì)菌的方法3.細(xì)菌細(xì)胞的大小4.細(xì)菌的細(xì)胞構(gòu)造5.細(xì)菌的繁殖方式一、細(xì)菌（Bacteria）6.細(xì)菌的群體形態(tài)細(xì)菌的形態(tài)構(gòu)造及其功能4.細(xì)菌細(xì)胞的結(jié)構(gòu)

細(xì)菌細(xì)胞的結(jié)構(gòu)細(xì)胞壁細(xì)胞壁以內(nèi)的構(gòu)造—原生質(zhì)體細(xì)胞壁以外的構(gòu)造①細(xì)胞壁（cellwall)a.細(xì)胞壁的結(jié)構(gòu)b.細(xì)胞壁的功能c.細(xì)胞壁的化學(xué)組成d.細(xì)胞壁與革蘭氏染色e.無壁細(xì)胞與原生質(zhì)體a.細(xì)菌細(xì)胞壁（cellwall）的結(jié)構(gòu)b.細(xì)胞壁的功能

固定細(xì)胞外形協(xié)助鞭毛運(yùn)動(dòng)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)菌的抗原性、致病性和對(duì)噬菌體的敏感性密切相關(guān)

c.細(xì)胞壁化學(xué)組成高等植物纖維素

霉菌幾丁質(zhì)酵母甘露聚糖，葡聚糖

細(xì)菌肽聚糖N－乙酰葡萄糖胺N－乙酰胞壁酸短肽脂多糖磷壁酸G＋`G－細(xì)胞壁成分的區(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（11-22）含量較高

G＋

G－d.細(xì)胞壁與革蘭氏染色復(fù)染沙黃紫色（G＋）紅色(G-)甲菌乙菌初染結(jié)晶紫媒染碘液脫色乙醇原生質(zhì)體（左側(cè)為大腸桿菌的原生質(zhì)體，右側(cè)為桿狀的大腸菌）e.無壁細(xì)胞與原生質(zhì)體用溶菌酶處理細(xì)胞或在培養(yǎng)基中加入青霉素、甘氨酸或絲裂霉素C等因子，便可破壞或抑制細(xì)胞壁的形成，成為細(xì)胞壁缺陷細(xì)菌，通常包括原生質(zhì)體、原生質(zhì)球和細(xì)菌L-型。原生質(zhì)體：在革蘭氏陽性細(xì)菌培養(yǎng)物中加溶菌酶或通過青霉素阻止其細(xì)胞壁的正常合成而獲得的完全缺壁細(xì)胞稱原生質(zhì)體。原生質(zhì)球：指細(xì)胞壁未被全部去掉的細(xì)菌細(xì)胞，它呈圓球狀，可以人為地通過溶菌酶或青霉素處理革蘭氏陰性細(xì)菌而獲得。細(xì)菌L-型：是細(xì)菌在某些環(huán)境條件下因基因突變而產(chǎn)生的無壁類型。自然界長期進(jìn)化中形成：支原體缺壁細(xì)菌

實(shí)驗(yàn)室中形成自發(fā)缺壁突變：L型細(xì)菌人工方法去壁徹底除盡：原生質(zhì)體部分去除：球狀體為微生物學(xué)工作者提供另一種類型的生物學(xué)實(shí)體，用原生質(zhì)體融合新技術(shù)，可培育新的優(yōu)良菌種。②細(xì)胞壁以內(nèi)的構(gòu)造—原生質(zhì)體1）細(xì)胞膜（cellmembrane）2）細(xì)胞質(zhì)和內(nèi)含物(cytoplasmandinclusionbody)3）核區(qū)(nuclearregionorarea)4）特殊的休眠構(gòu)造—芽孢(endospore,spore)a:內(nèi)嵌蛋白;b、c:內(nèi)嵌蛋白或整合蛋白d:外周蛋白;e:多酶復(fù)合體;f:脂雙分子層1）細(xì)胞膜abcdef厚約8nm,主要為脂類(20%~30%)與蛋白質(zhì)(50%~70%)及少量多糖（2%）細(xì)胞膜的功能控制細(xì)胞內(nèi)、外的物質(zhì)運(yùn)送、交換維持細(xì)胞內(nèi)正常滲透壓以保證屏障作用；合成細(xì)胞壁各種組分和莢膜等大分子的場(chǎng)所；進(jìn)行氧化磷酸化或光合磷酸化的產(chǎn)能基地；許多酶和電子傳遞鏈組分的所在部位；鞭毛著生點(diǎn)和提供其運(yùn)動(dòng)所需的能量等。間體（Mesosome)的功能相當(dāng)于真核細(xì)胞的線粒體相當(dāng)于真核細(xì)胞的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)與細(xì)胞壁合成有關(guān)可能與核分裂有關(guān)

有學(xué)者認(rèn)為間體是一種贗象由細(xì)胞膜局部內(nèi)陷折疊而成。

2）細(xì)胞質(zhì)(cytoplasm)和內(nèi)含物(inclusionbody)

貯藏物(reservegranule磁小體(megnetosome)羧酶體(carboxysome)氣泡(gasvocuoles)核糖體(ribosome)質(zhì)粒(circularcovalentlyclosedDNA)糖原：大腸桿菌、克雷伯氏菌、藍(lán)細(xì)菌芽孢桿菌等聚－?－羥丁酸：固氮菌、產(chǎn)堿菌、腸桿菌氮源類藻青素：藍(lán)細(xì)菌含有藻青蛋白：藍(lán)細(xì)菌含有磷源（異染粒）：迂回螺菌、白喉棒桿菌和分枝桿菌含有硫源：迂回螺菌、白喉棒桿菌、結(jié)核分枝桿菌

Reservegranule/Reservematerials碳源及能源類磁小體(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(gè)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實(shí)用前景：生產(chǎn)磁性定向藥物或抗體，以及制造生物傳感器羧酶體（carboxysome）存在于一些自養(yǎng)細(xì)菌內(nèi)的多角形或六角形內(nèi)含物大小約10nm（與噬菌體相仿）內(nèi)含1，5—二磷酸核酮糖羧化酶在自養(yǎng)細(xì)菌的CO2固定中起關(guān)鍵作用氣泡（gasvocuoles）是許多光合型、無鞭毛水生菌中充滿氣體的泡囊狀內(nèi)含物大小為0.2—1.0um×75nm內(nèi)由數(shù)排柱形小空泡組成，外有2nm厚的蛋白膜包裹每個(gè)細(xì)胞中含幾個(gè)或數(shù)百個(gè)氣泡功能：調(diào)節(jié)細(xì)胞比重以使細(xì)菌漂浮在最適水層中獲取光能、O2和營養(yǎng)物質(zhì)核糖體（Ribosome)核糖體存在于細(xì)胞質(zhì)中沉降系數(shù)為70S的核糖核蛋白顆粒，核糖體亦稱核蛋白體，為多肽和蛋白質(zhì)合成的場(chǎng)所。

質(zhì)粒染色體質(zhì)粒(circularcovalentlyclosedDNA)一種獨(dú)立于染色體外，能進(jìn)行自主復(fù)制的細(xì)胞質(zhì)遺傳因子，主要存在于各種微生物細(xì)胞中。在遺傳工程中可以將細(xì)菌質(zhì)粒作為基因的運(yùn)載工具，構(gòu)建新菌株。質(zhì)粒功能與抗藥性有關(guān)與有性接合有關(guān)其他質(zhì)粒：與抗生素，色素合成有關(guān)基因工程中作為目的基因載體

細(xì)菌質(zhì)粒所能控制的性狀細(xì)菌質(zhì)粒性狀大腸桿菌的F因子使宿主產(chǎn)生性纖毛，決定細(xì)菌的“性別”大腸桿菌中的Hty因子決定溶血素的產(chǎn)生大腸桿菌中的RYB質(zhì)?？墒顾拗鳟a(chǎn)生限制性內(nèi)切酶與甲基化酶許多G-細(xì)菌中的R因子抗磺胺藥與多種抗生素金黃色葡萄球菌中的P1258因子抗Cd++、Hg++等重金屬離子金黃色葡萄球菌中的PZA10產(chǎn)生內(nèi)毒素B假單胞菌中的質(zhì)粒能降解某些復(fù)雜的有機(jī)物根癌病農(nóng)桿菌中的Ti質(zhì)粒能使感染植株產(chǎn)生根癌病3)核區(qū)（nuclearregionorarea）又稱核質(zhì)體、原核、擬核、核基因組(genome）是一個(gè)大型環(huán)狀DNA分子,長度為0.25-3.00mm每個(gè)細(xì)胞所含的核區(qū)數(shù)一般1—4個(gè)細(xì)菌除在染色體復(fù)制時(shí)間內(nèi)呈雙倍體外,一般均為單倍體細(xì)菌芽孢在光學(xué)顯微鏡下的形態(tài)及其在胞內(nèi)的位置某些細(xì)菌在其生長發(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、抗逆性極強(qiáng)的休眠體由于一個(gè)營養(yǎng)細(xì)胞內(nèi)僅生成一個(gè)芽孢，無繁殖功能。

芽孢是生物界中抗性最強(qiáng)的生命體。芽孢在普通條件下可保持幾年至幾十年的生活力。4)芽孢(endospore/spore)枯草芽孢桿菌產(chǎn)芽孢細(xì)菌的種類芽孢的構(gòu)造芽孢形成芽孢的耐熱機(jī)制研究芽孢的意義伴孢晶體細(xì)菌的其他休眠構(gòu)造芽孢Spores芽孢產(chǎn)芽孢細(xì)菌的種類

菌體

（營養(yǎng)細(xì)胞）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)芽孢膜芽孢壁核心芽孢的形成過程質(zhì)膜內(nèi)陷前芽孢雙層膜形成合成DPA皮層合成芽孢裂解DNA濃縮形成束狀孢衣合成芽孢的耐熱機(jī)制1.是由芽孢化學(xué)組成的特點(diǎn)決定的2.含有吡啶－2，6二羧酸（DPA-Ca）3.含有芽孢特有的芽孢肽聚糖4.芽孢平均含水40％，皮層含水70％5.芽孢中酶的分子量較營養(yǎng)細(xì)胞小研究芽孢的意義細(xì)菌分類、鑒定中的重要形態(tài)學(xué)指標(biāo)指導(dǎo)菌種保藏制定滅菌參數(shù)蘇云金芽孢桿菌和伴孢晶體少數(shù)芽孢桿菌在形成芽孢的同時(shí)，會(huì)在芽孢旁形成一顆菱形或雙錐形的堿溶性蛋白晶體—δ內(nèi)毒素，稱為伴孢晶體。實(shí)用意義：細(xì)菌殺蟲劑—生物農(nóng)藥細(xì)菌的其他休眠構(gòu)造細(xì)菌的休眠構(gòu)造除上述芽孢外，還有孢囊（cyst,由固氮菌產(chǎn)生）等。孢囊也是在逆境中產(chǎn)生的。孢囊也是在逆境中產(chǎn)生的休眠體。和芽孢一樣沒有繁殖功能。細(xì)胞壁以外的構(gòu)造糖被（glycocalyx）鞭毛

(flage,復(fù)flaglla)菌毛（fimbria,復(fù)fimbriae）性毛（pili,單數(shù)pilus）鞭毛菌毛性毛糖被糖被(glycocalyx)細(xì)菌負(fù)染后相差顯微鏡圖片（示莢膜）包被于某些細(xì)菌細(xì)胞壁外的一層厚度不定的膠狀物質(zhì)。莢膜功能保護(hù)作用貯藏養(yǎng)料堆積代謝廢物附著作用保護(hù)細(xì)菌免受干旱損壞防止噬菌體的吸附和裂解使致病菌免受突破主白細(xì)胞吞噬作為透性屏障或離子交換系介質(zhì)細(xì)菌間的信息識(shí)別作用細(xì)菌糖被實(shí)用意義鑒定菌種提取葡聚糖—“代血漿”胞外多糖：黃原膠用于石油開采菌膠團(tuán)用于處理污水鞭毛（Flagellum)生長在某些細(xì)菌體表的長絲狀蛋白質(zhì)附屬物，稱為鞭毛，其數(shù)目為一至數(shù)條，具有運(yùn)動(dòng)功能。鞭毛一般長度為15—20um直徑為0.01—0.02um觀察鞭毛的方法:染料沉積使之加粗后用顯微鏡觀察:常用電鏡觀察判斷鞭毛有無的方法:半固體培養(yǎng)基平板培養(yǎng)菌落邊緣細(xì)菌鞭毛顯微鏡照片電鏡下的大腸桿菌（示鞭毛）細(xì)菌鞭毛的類型兩端單生單端從生單端單生周生兩端叢生菌毛（Pilus)（傘毛、纖毛、線毛）功能：作為噬菌體的吸附位點(diǎn)作為附著到哺乳動(dòng)物細(xì)胞或其他物體的工具鞭毛菌毛性毛糖被性毛（pili,單數(shù)pilus）構(gòu)造和成分與菌毛相同，但比菌毛長。數(shù)量僅一至少數(shù)幾根。性毛一般見于革蘭氏陰性細(xì)菌的雄性菌珠中。其功能是向雌性菌珠（受體菌）傳遞遺傳物質(zhì)。鞭毛菌毛性毛糖被DNA結(jié)合位點(diǎn)細(xì)菌繁殖方式少數(shù)種類如柄細(xì)菌分裂后產(chǎn)生一個(gè)有柄不運(yùn)動(dòng)和一個(gè)無柄有鞭毛的子細(xì)胞，稱為異形分裂。此外還有通過出芽方式進(jìn)行繁殖，如芽生桿菌、生絲微菌的芽殖，蛭弧菌侵入宿主細(xì)菌細(xì)胞的壁與膜間隙生長、分裂、產(chǎn)生多個(gè)子細(xì)胞的多次分裂。

細(xì)菌細(xì)胞的裂殖，↑示正在分裂，↑↑示已經(jīng)分裂

細(xì)菌群體的形態(tài)（細(xì)菌的培養(yǎng)特征）細(xì)菌的菌落特征細(xì)菌的其它培養(yǎng)特征細(xì)菌的菌落特征細(xì)菌菌落細(xì)菌細(xì)胞的電子顯微鏡圖片固體培養(yǎng)基表面細(xì)菌菌落（照片）細(xì)菌菌落特征細(xì)菌菌落特征正面圖細(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)狀浮膜狀膜狀放線菌(actinomyces)什么是放線菌放線菌的形態(tài)構(gòu)造放線菌的繁殖放線菌的菌落特征放線菌的生理放線菌與人類生活放線菌是一類具有絲狀與枝細(xì)胞的細(xì)菌有原核細(xì)胞壁的主要成分是肽聚糖有的放線菌產(chǎn)生有鞭毛的孢子,其鞭毛類型與細(xì)菌相同，菌絲直徑與細(xì)菌相仿放線菌噬菌體的形狀與細(xì)菌的相似最適生長PH相近，一般呈微堿性DNA重組的方式與細(xì)菌的相同，核糖體同為70S對(duì)溶菌酶敏感；凡細(xì)菌所敏感的抗生素，放線菌也同樣敏感放線菌的分布與生活方式放線菌一般分布在