第一章：原核微生物形態(tài)結構原核微生物：僅含一個DNA分子的原始核區(qū)而無核膜包裹的原始單細胞微生物。包括：真細菌、古生菌第一章：原核微生物形態(tài)結構第一節(jié)細菌（bacteria）第二節(jié)放線菌(actinomycetes）第三節(jié)藍細菌(cyanobacteria)第四節(jié)其他幾種原核微生物(others)1.細菌的形態(tài)2.觀察細菌的方法3.細菌細胞的大小4.細菌的細胞構造5.細菌的繁殖方式一、細菌（Bacteria）6.細菌的群體形態(tài)細菌的形態(tài)構造及其功能1.細菌細胞形態(tài)桿菌(Bacillus)球菌(Coccus)螺旋菌(Spirlla)其他形狀的細菌a.球菌(coccus)單球菌雙球菌四聯(lián)球菌八疊球菌葡萄球菌鏈球菌.................................................單球菌（顯微鏡下示意圖）單球菌(singlecoccus)......................................................................雙球菌（顯微鏡下示意圖）雙球菌(doublecoccus)上：顯微鏡效果下：電鏡照片

四聯(lián)球菌(Micrococcuslactis)八疊球菌(Sarcinaureae)八疊球菌（顯微鏡下示意圖）左：電鏡照片右：顯微鏡下的金黃色葡萄球菌葡萄球菌(Staphylococcusaureus)鏈球菌鏈球菌（顯微鏡下示意圖）鏈球菌（電鏡照片）顯微鏡下的桿菌b.桿菌(bacillus)

c.螺旋菌（Spirlla)

弧菌(vibrio)

螺菌(spirllum）

螺旋體(spirochaeta)顯微鏡下的螺旋菌

d.幽門螺旋菌左：顯微數碼攝像右：結構示意圖2.觀察細菌的方法(1)觀察工具(2)觀察方法(1)觀察工具（tools）普通光學顯微鏡暗視野顯微鏡相差顯微鏡熒光顯微鏡電子顯微鏡(2)觀察方法活體觀察染色觀察壓滴法懸滴法菌絲埋片法細菌染色法死菌正染色負染色：簡單染色法鑒別染色法

革蘭氏染色法

抗酸性染色法芽孢染色法莢膜染色法等

活菌:用美藍或TTC（氯化三苯基四唑）等作活菌染色

姬姆薩染色法染色觀察3.細菌細胞的大小細胞的大小是細菌分類特征不同細菌細胞大小不同同一細菌的不同菌齡細胞大小不同細菌細胞大小還與營養(yǎng)等因素相關細胞大小的測量結果只是近似值或平均值

球菌直徑約0.5-2微米，桿菌1-5×0.5-1微米4.細菌細胞的結構

細菌細胞的結構細胞壁細胞壁以內的構造—原生質體細胞壁以外的構造①細胞壁（cellwall)a.細胞壁的結構b.細胞壁的功能c.細胞壁的化學組成d.細胞壁與革蘭氏染色e.無壁細胞與原生質體a.細菌細胞壁（cellwall）的結構

細胞壁是包圍在細胞表面，內側緊貼細胞膜的一層較為堅韌、略具彈性的結構，占細胞干重的10％-25%。失去細胞壁后，各種形態(tài)的細菌都變成球形。細菌在一定范圍的高滲溶液中，原生質收縮，出現質壁分離現象。在低滲溶液中，細胞膨大，但不會改變形狀或破裂，這些都與細胞壁具有一定堅韌性和彈性有關細胞壁的化學組成也使細菌具有一定的抗原性、致病性以及對噬菌體的敏感性。有鞭毛的細菌失去細胞壁后，仍可保持有鞭毛，但不能運動，可見細胞壁的存在為鞭毛運動提供的力學支點，為鞭毛運動所必需的。細胞壁是多孔性的，可允許水及一些化學物質通過，但對大分子物質有阻攔作用。b.細胞壁的功能

固定細胞外形協(xié)助鞭毛運動保護細胞免受外力的損傷為正常細胞分裂所必需阻攔有害物質進入細胞與細菌的抗原性、致病性和對噬菌體的敏感性密切相關

c.細胞壁化學組成高等植物纖維素

霉菌幾丁質酵母甘露聚糖，葡聚糖

細菌肽聚糖N-乙酰葡萄糖胺N-乙酰胞壁酸短肽脂多糖磷壁酸G＋`G－細胞壁成分的區(qū)別成分肽聚糖磷壁酸類脂質蛋白質占細胞壁干重的%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.細胞壁與革蘭氏染色復染沙黃紫色（G＋）紅色(G-)甲菌乙菌初染結晶紫媒染碘液脫色乙醇原生質體（左側為大腸桿菌的原生質體，右側為桿狀的大腸菌）e.無壁細胞與原生質體用溶菌酶處理細胞或在培養(yǎng)基中加入青霉素、甘氨酸或絲裂霉素C等因子，便可破壞或抑制細胞壁的形成，成為細胞壁缺陷細菌，通常包括原生質體、原生質球和細菌L-型。原生質體：在革蘭氏陽性細菌培養(yǎng)物中加溶菌酶或通過青霉素阻止其細胞壁的正常合成而獲得的完全缺壁細胞稱原生質體。原生質球：指細胞壁未被全部去掉的細菌細胞，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菌而獲得。細菌L-型：是細菌在某些環(huán)境條件下因基因突變而產生的無壁類型。缺壁細菌

實驗室中形成自然界長期進化中形成：支原體自發(fā)缺壁突變：L型細菌人工方法去壁徹底除盡：原生質體部分去除：球狀體細胞壁以內的構造—原生質體1.細胞膜（cellmembrane）2.細胞質和內含物(cytoplasmandinclusionbody)3.核區(qū)(nuclearregionorarea)4.特殊的休眠構造—芽孢(endospore,spore)abcdefa:內嵌蛋白;b、c:內嵌蛋白或整合蛋白d:外周蛋白;e:多酶復合體;f:脂雙分子層1.細胞膜f細胞膜的功能控制細胞內、外的物質的運送、交換維持細胞內正常滲透壓以保證屏障作用；合成細胞壁各種組分和莢膜等大分子的場所；進行氧化磷酸化或光合磷酸化的產能基地；許多酶和電子傳遞鏈組分的所在部位；鞭毛著生點和提供其運動所需的能量等。間體（Mesosome)的功能相當于真核細胞的線粒體相當于真核細胞的內質網與細胞壁合成有關可能與核分裂有關

有學者認為間體是一種贗象2.細胞質(cytoplasm)和內含物(inclusionbody)

貯藏物(reservegranule磁小體(megnetosome)羧酶體(carboxysome)氣泡(gasvocuoles)核糖體(ribosome)質粒(circularcovalentlyclosedDNA)糖原：大腸桿菌、克雷伯氏菌、藍細菌芽孢桿菌等聚－?－羥丁酸：固氮菌、產堿菌、腸桿菌氮源類藻青素：藍細菌含有藻青蛋白：藍細菌含有磷源（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在趨磁細菌中發(fā)現主要成分是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用前景：生產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)細菌內的多角形或六角形內含物大小約10nm（與噬菌體相仿）內含1，5—二磷酸核酮糖羧化酶在自養(yǎng)細菌的CO2固定中起關鍵作用氣泡（gasvocuoles）是許多光合型、無鞭毛水生菌中充滿氣體的泡囊狀內含物大小為0.2—1.0um×75nm內由數排柱形小空泡組成，外有2nm厚的蛋白膜包裹每個細胞中含幾個或數百個氣泡功能：調節(jié)細胞比重以使細菌漂浮在最適水層中獲取光能、O2和營養(yǎng)物質核糖體（Ribosome)核糖體核糖體亞基連在mRNA核糖體（Ribosome)多聚核糖體、核糖體亞基釋放質粒染色體質粒(circularcovalentlyclosedDNA)質粒功能與抗藥性有關與有性接合有關其他質粒：與抗生素，色素合成有關基因工程中作為目的基因載體

細菌質粒所能控制的性狀細菌質粒性狀大腸桿菌中的F因子使宿主產生性纖毛，決定細菌的“性別”大腸桿菌中的Col因子產生一種蛋白質類殺菌素—大腸桿菌素大腸桿菌中的Ent因子產生腸毒素大腸桿菌中的Hty因子決定溶血素的產生大腸桿菌中的RYB質粒可使宿主產生限制性內切酶與甲基化酶許多G-細菌中的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產生內毒素B假單胞菌中的質粒能降解某些復雜的有機物根癌病農桿菌中的Ti質粒能使感染植株產生根癌病3.核區(qū)（nuclearregionorarea）又稱核質體、原核、擬核、核基因組(genome）是一個大型環(huán)狀DNA分子。長度為0.25-3.00mm每個細胞所含的核區(qū)數一般1—4個細菌除在染色體復制時間內呈雙倍體外,一般均為單倍體細菌芽孢在光學顯微鏡下的形態(tài)及其在胞內的位置某些細菌在其生長發(fā)育后期，在細胞內形成一個圓形或橢圓形、厚壁、含水量極低、抗逆性極強的休眠體由于一個營養(yǎng)細胞內僅生成一個芽孢，無繁殖功能。

芽孢是生物界中抗性最強的生命體。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)枯草芽孢桿菌產芽孢細菌的種類芽孢的構造芽孢形成芽孢萌發(fā)芽孢的耐熱機制研究芽孢的意義伴孢晶體細菌的其他休眠構造芽孢Spores芽孢產芽孢細菌的種類

菌體（營養(yǎng)細胞）細菌芽孢構造的模式圖

孢外壁芽孢衣

皮層

芽孢質芽孢核區(qū)芽孢膜芽孢壁核心芽孢的形成過程質膜內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制1.是由芽孢化學組成的特點決定的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)細胞小研究芽孢的意義細菌分類、鑒定中的重要形態(tài)學指標指導菌種保藏制定滅菌參數蘇云金芽孢桿菌和伴孢晶體少數芽孢桿菌在形成芽孢的同時，會在芽孢旁形成一顆菱形或雙錐形的堿溶性蛋白晶體—δ內毒素，稱為伴孢晶體。實用意義：細菌殺蟲劑—生物農藥細菌的其他休眠構造細菌的休眠構造除上述芽孢外，還有孢囊（cyst,由固氮菌產生）等。孢囊也是在逆境中產生的。孢囊也是在逆境中產生的休眠體。和芽孢一樣沒有繁殖功能。

項目

芽孢

孢囊形成方式外壁層次外壁成分抗性貯藏物代表菌細胞內濃縮并外包多（4～10余層）蛋白質、肽聚糖（近G＋菌）抗熱、輻射及藥物等無特殊貯藏物芽孢桿菌屬、梭菌屬細胞壁外層加厚少（3層左右）磷脂、脂多糖（近G－菌）抗干旱為主，不抗熱聚―?―羥丁酸（PHB）固氮菌屬芽孢與孢囊的比較細胞壁以外的構造糖被（glycocalyx）鞭毛

(flage,復flaglla)菌毛（fimbria,復fimbriae）性毛（pili,單數pilus）鞭毛菌毛性毛糖被糖被(glycocalyx)細菌負染后相差顯微鏡圖片（示莢膜）莢膜成分多糖純多糖雜多糖多肽和多糖蛋白質葡聚糖纖維素果聚糖多肽海藻酸透明質酸聚-D-谷氨酸……莢膜功能保護作用貯藏養(yǎng)料堆積代謝廢物附著作用保護細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胞吞噬作為透性屏障或離子交換系介質細菌間的信息識別作用細菌糖被實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用于處理污水鞭毛（Flagellum)生長在某些細菌體表的長絲狀蛋白質附屬物，稱為鞭毛，其數目為一至數條，具有運動功能。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)菌落邊緣細菌鞭毛顯微鏡照片鞭毛的類型鞭毛的結構電鏡下的大腸桿菌（示鞭毛）細菌鞭毛的類型兩端單生單端從生單端單生周生兩端叢生鞭毛絲結構圖解鞭毛蛋白亞基每周為8-10個亞基鞭毛蛋白亞基是一種球狀蛋白，分子量3-6萬鞭毛絲由直徑4.5nm的鞭毛蛋白亞基沿中央孔道（直徑為20nm）螺旋狀繚繞而成。菌毛（Pilus)（傘毛、纖毛、線毛）功能：作為噬菌體的吸附位點作為附著到哺乳動物細胞或其他物體的工具鞭毛菌毛性毛糖被項目

鞭毛

菌毛成分大小結構數目功能著