第一章原核微生物形态及结构

1、第一章第一章 原核微生物的原核微生物的 形态和构造形态和构造 n原核微生物指的是一类细胞核无核膜包裹，原核微生物指的是一类细胞核无核膜包裹，细胞内只存在被称作是拟核的裸露细胞内只存在被称作是拟核的裸露DNA的原的原始单细胞生物。始单细胞生物。n主要介绍细菌、放线菌、蓝细菌、支原体及主要介绍细菌、放线菌、蓝细菌、支原体及衣原体等。衣原体等。第一节第一节 细菌细菌 一一 细菌定义细菌定义二二 细菌的应用细菌的应用三三 细菌的形态及大小细菌的形态及大小四四 细菌的细胞结构细菌的细胞结构五五 细菌的繁殖细菌的繁殖六六 细菌的群体形态细菌的群体形态一一 细菌的定义细菌的定义n定义：细菌（定义：细菌（ba

2、cteriabacteria）细而短，结细而短，结构简单，细胞壁坚韧，以二分分裂方式繁构简单，细胞壁坚韧，以二分分裂方式繁殖，水生性较强的一类原核微生物。殖，水生性较强的一类原核微生物。生存环境：温暖潮湿、富含有机物的地方，生存环境：温暖潮湿、富含有机物的地方，都有大量细菌活动。有特殊的臭味或酸败都有大量细菌活动。有特殊的臭味或酸败味，发粘、发滑。味，发粘、发滑。二二 细菌的应用细菌的应用n工业上工业上生产各种氨基酸、核苷酸、酶生产各种氨基酸、核苷酸、酶制剂、有机酸和抗生素等。制剂、有机酸和抗生素等。n农业上农业上生产杀虫剂、细菌肥料，沼气生产杀虫剂、细菌肥料，沼气发酵等。发酵等。n医药上医药

3、上菌苗、类毒素、代血浆等。菌苗、类毒素、代血浆等。n环保方面环保方面处理污废水及土壤修复处理污废水及土壤修复三三 细菌的形态及大小细菌的形态及大小1 球菌（球菌（Coccus） 菌体呈球形或近似球形菌体呈球形或近似球形, ,以典型的二分裂殖方以典型的二分裂殖方式繁殖式繁殖, ,分裂后产生的新细胞常保持一定的空分裂后产生的新细胞常保持一定的空间排列方式。间排列方式。 根据细胞分裂的方式及分裂后的各子代细胞的根据细胞分裂的方式及分裂后的各子代细胞的空间排列状态不同空间排列状态不同, ,可将球菌分为以下几种可将球菌分为以下几种: : 单球菌、双球菌、链球菌、四链球菌、单球菌、双球菌、链球菌、四链球菌

4、、 八叠球菌、葡萄球菌等。八叠球菌、葡萄球菌等。 一）形态一）形态单球菌：细胞分裂沿一个平单球菌：细胞分裂沿一个平面进行，新个体单独分散存面进行，新个体单独分散存在。如：尿素小球菌在。如：尿素小球菌双球菌：分裂沿一个平面双球菌：分裂沿一个平面进行，新个体成对存在。如：进行，新个体成对存在。如：肺炎双球菌肺炎双球菌(Diplococcus Pneumoniae)链球菌：沿一个面分裂，链球菌：沿一个面分裂，新个体不分开呈链状存在。新个体不分开呈链状存在。如 ： 乳 酸 链 球 菌如 ： 乳 酸 链 球 菌（Streptococcus Lactics）四链球菌：沿两个垂直面四链球菌：沿两个垂直面分裂

5、，四个新个体特征性分裂，四个新个体特征性的连在一起，呈的连在一起，呈“田田”字字形。如：四链小球菌形。如：四链小球菌（Micrococcus Tetragenus）八叠球菌：沿三个互八叠球菌：沿三个互相垂直的面分裂，八个相垂直的面分裂，八个新个体特征性的连在一新个体特征性的连在一起呈一立方体。如：藤起呈一立方体。如：藤黄八叠球菌（黄八叠球菌（Sarcina Lutea）葡萄球菌：无定向葡萄球菌：无定向分裂，多个新个体不分裂，多个新个体不规则的聚集在一起，规则的聚集在一起，形似葡萄串。形似葡萄串。如：金黄色葡萄球如：金黄色葡萄球菌（菌（Straphylococcus Aureus） 长杆菌短杆菌

6、2 杆菌：（杆菌：（Bacillus）分为长杆菌（）分为长杆菌（1.0-1.54-8m）、短杆菌）、短杆菌(0.6-0.70.9-0.9-1.01.0m) 形状：平直、稍弯曲、具原始分支，两端平齐、半形状：平直、稍弯曲、具原始分支，两端平齐、半 圆等圆等排列方式：散在、链状、八字形等排列方式：散在、链状、八字形等常见的杆菌举例：常见的杆菌举例：枯草芽孢杆菌枯草芽孢杆菌(Bacillus Subtilis ) 分解长的淀粉链分解长的淀粉链,产生大量的各种酶。产生大量的各种酶。北京棒杆菌北京棒杆菌(Corebacterium Pecinensis ) 生产谷氨生产谷氨酸。酸。苏云金芽孢杆菌苏云金芽

7、孢杆菌 (Bacillus Thuringiensis ) 杀玉米杀玉米虫、棉铃虫等鳞翅目昆虫。虫、棉铃虫等鳞翅目昆虫。双歧杆菌（双歧杆菌（Bifidobacterium） ：胃肠道正常菌群：胃肠道正常菌群 3 螺旋菌（螺旋菌（Spirilla) 弧菌弧菌(Vibrio)（螺旋不满一环）（螺旋不满一环） 偏端生鞭毛或众生偏端生鞭毛或众生鞭毛鞭毛 如如 霍乱弧菌。霍乱弧菌。 螺旋菌螺旋菌(Spirillum)（2-6环，小型、坚硬的）环，小型、坚硬的） 两端两端都有鞭毛都有鞭毛 如如 减少螺菌。减少螺菌。 螺旋体螺旋体(Spirochaeta)（超过（超过6环，柔软）环，柔软） 如如 奋森氏奋森

8、氏螺旋体。螺旋体。 Vibrio cholerae弧弧 菌菌 细菌的形态观察细菌的形态观察： 用染色法来实现观察，分为活体染色和死菌染色用染色法来实现观察，分为活体染色和死菌染色 常见的染色方法有革兰氏染色和芽孢染色等常见的染色方法有革兰氏染色和芽孢染色等活活菌菌染染色色简单染色法抗酸染色革兰氏染色复杂染色法普通染色芽孢染色法荚膜染色法细胞壁染色法特殊染色正染色负染色死菌染色细菌染色 二） 细菌的大小 1 1 长度单位：微米长度单位：微米(m)(m) 2 2 表示方法：球菌：直径表示方法：球菌：直径 杆菌：宽杆菌：宽长长 螺菌：宽、长、螺距螺菌：宽、长、螺距通常通常球菌直径：球菌直径：0.2-

9、0.2-1.51.5 mm， 杆菌杆菌: :长长1-5m, 1-5m, 宽宽0.5-1m0.5-1m。例如：例如：E.coliE.coli：平均长度：平均长度-2m -2m ； 宽宽-0.5m-0.5m 1500 1500个大肠杆菌头尾相接等于个大肠杆菌头尾相接等于3 3mm;mm; 10 109 9个大肠杆菌重个大肠杆菌重1mg.1mg. 菌名菌名 直径或宽直径或宽长长/ （ mm mm ）乳链球菌乳链球菌金黄色葡萄球菌金黄色葡萄球菌大肠杆菌大肠杆菌枯草芽孢杆菌枯草芽孢杆菌霍乱弧菌霍乱弧菌 0.5 0.5 1 1 0.8 0.8 1 1 0.5 0.5 (1 (1 3)3)(0.8 (0.8

10、 1.2) 1.2) ( 1.21.23 3)(0.2 (0.2 0.6) 0.6) (1 (1 3 3) )四四 细胞结构细胞结构 n基本结构：细胞壁、细胞质膜、基本结构：细胞壁、细胞质膜、 细胞质、细胞质、核质体核质体等等n附属结构：荚膜、鞭毛、芽孢等附属结构：荚膜、鞭毛、芽孢等(一一)基本结构基本结构1 细胞壁细胞壁n细胞壁（细胞壁（cell wall）：存在于细菌细胞结）：存在于细菌细胞结构最外层，厚实、坚韧，固定外形、保护构最外层，厚实、坚韧，固定外形、保护细胞的结构。细胞的结构。细胞壁的功能：细胞壁的功能：A、固定外形、固定外形 B、保护细胞不受破坏、保护细胞不受破坏C、帮助细胞运

11、动、帮助细胞运动 D、参与细胞分裂、参与细胞分裂 E、分子筛作用、分子筛作用 F、抗原性、致病性、抗原性、致病性n革兰氏阳性细菌细胞壁革兰氏阳性细菌细胞壁1 1）革兰氏阳性（）革兰氏阳性（G G+ +）: :由肽聚糖和磷壁酸构成由肽聚糖和磷壁酸构成肽聚糖：肽聚糖：双糖单位双糖单位：N-N-乙酰葡萄糖胺（乙酰葡萄糖胺（G G）和）和N-N-乙酰胞壁酸（乙酰胞壁酸（M M）通过）通过-1-1、4 4糖苷键糖苷键连接而成连接而成短肽尾短肽尾：4 4个氨基酸构成个氨基酸构成, L-AlaD-GluL-, L-AlaD-GluL-LysD-AlaLysD-Ala肽桥肽桥：连接：连接D-AlaD-Ala与

12、与L-LysL-Lys，不同细菌的，不同细菌的肽桥组成不同肽桥组成不同, ,主要为多肽。主要为多肽。肽聚糖的结构式肽聚糖的结构式各种肽桥 磷壁酸磷壁酸 ：一种酸性多糖，主要成分为甘一种酸性多糖，主要成分为甘油磷酸和核糖醇磷酸。根据位置及功能可分油磷酸和核糖醇磷酸。根据位置及功能可分为：为：壁磷壁酸壁磷壁酸：与肽聚糖共价结合。：与肽聚糖共价结合。膜磷壁酸膜磷壁酸：由甘油磷酸链与细胞膜上的磷脂：由甘油磷酸链与细胞膜上的磷脂共价结合共价结合磷壁酸的功能：磷壁酸的功能：1）提高）提高Mg2+的浓度，维持酶的活性的浓度，维持酶的活性 。 2）与宿主的粘连；）与宿主的粘连；3）表面抗原）表面抗原 ； 4）

13、吸附受体）吸附受体磷壁酸有五种类型：甘油磷壁酸、葡糖酰甘油磷壁磷壁酸有五种类型：甘油磷壁酸、葡糖酰甘油磷壁酸、酸、 N-乙酰葡糖胺乙酰葡糖胺-磷酸磷酸-油磷酸重复单位油磷酸重复单位 1、5-聚核聚核糖醇磷酸糖醇磷酸革兰氏阴性细菌细胞壁2 2）革兰氏阴性（）革兰氏阴性（G G- -）：细胞壁由肽聚糖、）：细胞壁由肽聚糖、 脂多糖及蛋白构成脂多糖及蛋白构成 肽聚糖肽聚糖（G G- -）：与）：与G G+ +的肽聚糖结构基本的肽聚糖结构基本相同，区别为短肽尾的第三个氨基酸为内相同，区别为短肽尾的第三个氨基酸为内消旋二氨基庚二酸消旋二氨基庚二酸(m-DAP)(m-DAP)；无肽桥，；无肽桥，m-m-D

14、AP-D-AlaDAP-D-Ala直接相连。直接相连。直接相连 脂多糖脂多糖（LPSLPS）：外层的类脂多糖类物质，）：外层的类脂多糖类物质， 由类脂由类脂A A、核心多糖和、核心多糖和O-O-特异侧链三部分组成特异侧链三部分组成脂多糖的功能：脂多糖的功能： 1）G-的致病物质的致病物质内毒素的物质基础内毒素的物质基础 2）导致周围）导致周围Mg2+、Ca2+的浓度上升的浓度上升 3）由于）由于LPS的变化，决定了的变化，决定了G-表面抗原表面抗原的多样性的多样性 G-的细胞壁镶嵌的蛋白有的细胞壁镶嵌的蛋白有：基质蛋白基质蛋白（Matrix protein Matrix protein ）（如

15、乳蛋白）使）（如乳蛋白）使外壁层有分子筛的作用外壁层有分子筛的作用外壁蛋白外壁蛋白（Outer membrane proteinOuter membrane protein）多亚基构）多亚基构成，成， 把较大的物质运入细胞内，把较大的物质运入细胞内， 如：如：VB12VB12、麦芽、麦芽寡糖、核酸降解物等物质的运输。寡糖、核酸降解物等物质的运输。 脂蛋白脂蛋白（LipoproteinLipoprotein）起到固定作用。）起到固定作用。细菌细胞壁组成的小结细菌细胞壁组成的小结 G G G G- - 相对的简单，肽聚糖含量高相对的简单，肽聚糖含量高 相对复杂，肽聚糖含量低相对复杂，肽聚糖含量低交

16、联程度高，有磷酸、磷壁酸交联程度高，有磷酸、磷壁酸 交联度低，无磷酸，含脂交联度低，无磷酸，含脂N N乙酰氨基酸，乙酰氨基酸，D-D-氨基酸是细胞壁所特有的氨基酸是细胞壁所特有的溶菌酶可以破坏溶菌酶可以破坏 1 1、4 4糖苷键，青霉素可以破坏肽糖苷键，青霉素可以破坏肽链交联链交联革兰氏染色机理革兰氏染色机理染色步骤染色步骤：结果: 阳性菌阳性菌紫色紫色 阴性菌阴性菌红色红色结晶紫初染结晶紫初染碘液媒染碘液媒染乙醇脱色乙醇脱色番红复染番红复染涂片固定涂片固定Figure 1 G+ 金黄色葡萄球菌金黄色葡萄球菌Staphylococcus cells. Figure 2 G- 大肠杆菌大肠杆菌

17、E. coli cellsFigure3 3）革兰氏染色的机理：初染、媒染使细胞）革兰氏染色的机理：初染、媒染使细胞膜和原生质染上不溶于水的结晶紫与碘的大膜和原生质染上不溶于水的结晶紫与碘的大分子复合物，之后乙醇脱色。分子复合物，之后乙醇脱色。 G G+ + ：细胞壁厚，肽聚糖含量高，交联度：细胞壁厚，肽聚糖含量高，交联度高，用乙醇脱色会使网孔收缩，结晶紫留在高，用乙醇脱色会使网孔收缩，结晶紫留在细胞壁内，细胞壁内， 故呈现紫色。故呈现紫色。 G G - - ：网孔不易收缩，易溶于乙醇的类脂：网孔不易收缩，易溶于乙醇的类脂含量大，乙醇洗脱会使细胞壁溶出缝隙，复含量大，乙醇洗脱会使细胞壁溶出缝隙

18、，复合物流出细胞壁，番红复染，染液进入细胞合物流出细胞壁，番红复染，染液进入细胞，则呈现红色。，则呈现红色。4）古生菌的细胞壁组成）古生菌的细胞壁组成n假肽聚糖：假肽聚糖：N-乙酰葡糖胺和乙酰葡糖胺和N-乙酰塔罗糖胺糖醛乙酰塔罗糖胺糖醛酸通过酸通过-1,3-糖苷键连接而成。肽尾由糖苷键连接而成。肽尾由L-Glu、L-Ala、L-Lys组成，肽桥由组成，肽桥由L-Glu组成组成古菌的肽聚糖结构古菌的肽聚糖结构5）无细胞壁的细菌）无细胞壁的细菌:原生质体原生质体：G G+ +破壁后形成的部分破壁后形成的部分球状体（原生质球）球状体（原生质球）：G G- - 破壁后形成的，残破壁后形成的，残留部分的

19、细胞壁。留部分的细胞壁。L L型细菌型细菌：由于自发突变而形成的细胞壁：由于自发突变而形成的细胞壁缺损的细菌。缺损的细菌。特性：对渗透压敏感，不能运动，对噬菌体特性：对渗透压敏感，不能运动，对噬菌体不敏感，不能分裂。不敏感，不能分裂。支原体为一类无细胞壁的原核微生物支原体为一类无细胞壁的原核微生物2 2 细胞质膜细胞质膜（Cytoplasmic membraneCytoplasmic membrane）紧贴在紧贴在细胞壁内侧的一层由磷脂和蛋白质组成的柔细胞壁内侧的一层由磷脂和蛋白质组成的柔软富有弹性的半透性膜。软富有弹性的半透性膜。1 1）细胞质膜的结构：磷脂双分子层镶嵌各）细胞质膜的结构：磷

20、脂双分子层镶嵌各种蛋白构成。种蛋白构成。磷脂磷脂：甘油的：甘油的3 3个羟基被不同集团取代，形个羟基被不同集团取代，形成极性头和非极性尾。成极性头和非极性尾。蛋白质蛋白质：若细胞膜的功能多，则蛋白质含量高；若：若细胞膜的功能多，则蛋白质含量高；若功能少，则含量也低。功能少，则含量也低。 细细 胞胞 膜膜 认为：膜是由球形认为：膜是由球形蛋白与磷脂按照二蛋白与磷脂按照二维排列方式构成的维排列方式构成的流体镶嵌式，流动流体镶嵌式，流动的脂类双分子层构的脂类双分子层构成了膜的连续体，成了膜的连续体，而蛋白质象孤岛一而蛋白质象孤岛一样无规则地漂流在样无规则地漂流在磷脂类的海洋当中。磷脂类的海洋当中。2

21、 2）细胞质膜的功能）细胞质膜的功能n负责物质的交换；负责物质的交换； n维持细胞内的正常渗透压；维持细胞内的正常渗透压； n合成物质的场所；合成物质的场所； n产能基地；产能基地； n鞭毛基体的着生部位鞭毛基体的着生部位 3）古细菌的细胞质膜）古细菌的细胞质膜也是由磷脂组成，但它比真细菌的细胞质膜具有也是由磷脂组成，但它比真细菌的细胞质膜具有更明显的多样性更明显的多样性 亲水头与疏水尾是通过醚键而不是酯键连接的亲水头与疏水尾是通过醚键而不是酯键连接的 组成疏水尾的长链烃是异戊二烯的重复单位组成疏水尾的长链烃是异戊二烯的重复单位3 3 细胞质（细胞质（CytoplasmCytoplasm） 细

22、胞膜包裹的细胞膜包裹的透明、胶状、颗粒状物质部分，透明、胶状、颗粒状物质部分，主要由水构成，主要由水构成，RNARNA含量高，还含脂类物质，含量高，还含脂类物质，呈碱性。呈碱性。 基本上包含：核糖体、贮藏物、各种酶类、中间基本上包含：核糖体、贮藏物、各种酶类、中间代谢产物、无机盐、载色体和质粒等。代谢产物、无机盐、载色体和质粒等。1 1）核糖体：合成蛋白质的场所。核酸）核糖体：合成蛋白质的场所。核酸65% 65% 蛋白蛋白 35%35%n沉降系数：沉降系数：70S 70S （30S30S、50S50S两个亚基）两个亚基）n存在形式：分散存在，或是聚合成念珠状存在形式：分散存在，或是聚合成念珠状

23、（代谢快）（代谢快） 原核生物的核糖体与真核生物的核糖体原核生物的核糖体与真核生物的核糖体2 2）贮藏物）贮藏物n细菌在营养条件充足而不均衡时形成的颗细菌在营养条件充足而不均衡时形成的颗粒，以贮藏一定的营养。在营养匮乏时可粒，以贮藏一定的营养。在营养匮乏时可以重新利用。以重新利用。 聚聚- - -羟基丁酸（羟基丁酸（poly-poly-hydroxybutirate-hydroxybutirate，PHBPHB）：）： 聚聚羟基丁酸（羟基丁酸（PHBPHB）颗粒是）颗粒是许多细菌细胞质内常含有的碳源类储许多细菌细胞质内常含有的碳源类储藏物藏物.PHB.PHB不溶于水不溶于水, ,易被脂溶性染料

24、易被脂溶性染料( (如苏丹黑如苏丹黑) )着色。现表示为着色。现表示为PHAs(PHAs(聚聚- -羟基链烷酸羟基链烷酸) )功能功能: :贮存碳源、能源和降低渗透压。贮存碳源、能源和降低渗透压。许多好氧菌和光合厌氧菌都含有聚许多好氧菌和光合厌氧菌都含有聚羟丁酸颗粒。羟丁酸颗粒。上节课要点回顾上节课要点回顾细菌的形态细菌的形态细胞壁：细胞壁：G+、G-的组成；的组成； 革兰氏染色机理；革兰氏染色机理； 无细胞壁的细胞无细胞壁的细胞细胞膜：组成；细胞膜：组成；细胞质：性质；细胞质：性质； 核糖体、核糖体、PHB 异染粒（异染粒（metachromatic granulemetachromatic

25、 granule）主要成分为多聚偏磷酸盐，含有主要成分为多聚偏磷酸盐，含有RNARNA、蛋、蛋白、脂类、白、脂类、Mg2+等等贮藏磷元素和能量，并降低渗透压的作用贮藏磷元素和能量，并降低渗透压的作用甲苯胺兰（甲烯兰）染色呈紫色甲苯胺兰（甲烯兰）染色呈紫色ppppppp+ ATP+ ADP( ) n+ATP( )+ ADPn+1多聚偏磷酸盐：多聚偏磷酸盐：3 3） 羧酶体（羧酶体（Carboxysome）多角形内含物）多角形内含物内含内含1、5-二磷酸核酮糖羧化酶二磷酸核酮糖羧化酶存在于自养微生物细胞内，与二氧化碳固定有关存在于自养微生物细胞内，与二氧化碳固定有关 4 4）磁小体磁小体(magn

26、etosome)：存在于趋磁细菌中：存在于趋磁细菌中, 主要成分主要成分Fe3O4,外有磷脂、蛋白质等包裹外有磷脂、蛋白质等包裹,具有导具有导向功能向功能,即借鞭毛引导细菌游向最有利的泥、水界即借鞭毛引导细菌游向最有利的泥、水界面微氧环境处生活。趋磁细菌可以应用到磁性定面微氧环境处生活。趋磁细菌可以应用到磁性定向药物和抗体向药物和抗体,以及制造生物传感器等以及制造生物传感器等. 5 5） 气泡（气泡（gas valuolesgas valuoles）: :存在于光合营养型无存在于光合营养型无鞭毛运动的水生细菌细胞内充满气体的小泡囊，由鞭毛运动的水生细菌细胞内充满气体的小泡囊，由仅仅2 2纳米厚

27、的蛋白质膜包围。具有调节细胞比重以使纳米厚的蛋白质膜包围。具有调节细胞比重以使其漂浮在合适水层中的作用。其漂浮在合适水层中的作用。另外还有肝糖粒、淀粉粒、硫粒等另外还有肝糖粒、淀粉粒、硫粒等4 4 核质体（核质体（nuclear bodynuclear body）原核生物的核无核膜包被，原核生物的核无核膜包被，因此不应称为细胞因此不应称为细胞核，核，被称为核质体或称为核心，拟核等。被称为核质体或称为核心，拟核等。环状双链环状双链DNADNA分子。分子。负载遗传信息负载遗传信息细菌染色体细菌染色体DNA 质粒质粒( (Plasmid) )：存在于细胞染色体外或附：存在于细胞染色体外或附加于染色体

28、上的遗传物质，绝大多数为共价加于染色体上的遗传物质，绝大多数为共价闭合环状双螺旋闭合环状双螺旋DNADNA分子分子（CCCDNA-CCCDNA-covalently closed circle DNA ）n特点：能进行独立复制，稳定遗传。不同质粒特点：能进行独立复制，稳定遗传。不同质粒的基因可以发生重组，可通过转化、转导、接的基因可以发生重组，可通过转化、转导、接合作用单独转移，也可携带染色体片段转移。合作用单独转移，也可携带染色体片段转移。主要包含主要包含F因子、因子、R因子、因子、col因子等。因子等。F因子致育性示意图因子致育性示意图（二）附属结构（二）附属结构1 1 鞭毛（鞭毛（Fla

29、gellumFlagellum）：）： 存在于细菌表面的存在于细菌表面的长丝状长丝状 、波曲的蛋白质结构、波曲的蛋白质结构。长约长约15-20m,15-20m,直径直径0.01-0.02 m0.01-0.02 m。1 1）作用：运动的功能，趋向营养，逃避）作用：运动的功能，趋向营养，逃避有害物质。有害物质。大部分杆菌、弧菌及少数球菌有鞭毛。大部分杆菌、弧菌及少数球菌有鞭毛。2 2）化学组成：主要成分为蛋白，）化学组成：主要成分为蛋白，少量的脂、少量的脂、糖等糖等鞭毛形态鞭毛形态3)着生部位：单端鞭毛（杆菌）、两端生鞭毛（螺菌）、周身鞭毛（普通变形杆菌）、侧生鞭毛周生鞭毛周生鞭毛4 4）鞭毛的结

30、构：）鞭毛的结构：丝状物丝状物(filament)(3(filament)(3股鞭毛蛋白链扭曲而股鞭毛蛋白链扭曲而成成) )；钩形鞘钩形鞘（hookhook）相对于细胞壁来运动从而）相对于细胞壁来运动从而带动鞭毛运动；带动鞭毛运动；基体基体（basal bodybasal body）L L环（连接环（连接LPSLPS） P P环（连接肽聚糖部位）环（连接肽聚糖部位） S S环（连接细胞膜环（连接细胞膜表面）表面） M M环（在细胞膜内）；环（在细胞膜内）；其中其中L L、P P环为环为G- -所特有所特有5 5）鞭毛的运动方式）鞭毛的运动方式 19741974年，美国学者年，美国学者M. M.

31、 SilvermanSilverman和和M. SimonM. Simon设计了设计了一个巧妙的一个巧妙的“拴菌拴菌”试验试验，即设法把即设法把单毛菌鞭毛单毛菌鞭毛的游离的游离端用相应抗体牢固的端用相应抗体牢固的“拴拴”在载玻片上，然后在光镜下在载玻片上，然后在光镜下观察该细胞的行为，结果发观察该细胞的行为，结果发现，该菌只能在载玻片不断现，该菌只能在载玻片不断打转而未作伸缩打转而未作伸缩“挥动挥动”，因而肯定了因而肯定了“旋转轮旋转轮”的正的正确性。确性。2 2 菌毛（菌毛（illusillus）n存在于细菌表面，相对于鞭毛短、细、多存在于细菌表面，相对于鞭毛短、细、多的结构，直径的结构，直

32、径3-10nm3-10nm，长度，长度0.220m0.220m，在同一细胞上菌毛的长度不一。在同一细胞上菌毛的长度不一。n数量：数量：250-300根根/个菌，如肠道细菌，假单孢菌个菌，如肠道细菌，假单孢菌。n功能：功能：n1 1）性菌毛：）性菌毛：F F因子、因子、R R因子的转移通道因子的转移通道n2 2）附着点（）附着点（M M1313） n3 3）吸附在肠道上（末端为球状）吸附在肠道上（末端为球状）普通菌毛普通菌毛性菌毛性菌毛3 3 糖被（糖被（Glycocalyx）：）：细胞外厚度不定的胶细胞外厚度不定的胶状物质，根据厚度等特征可以分为（大）荚状物质，根据厚度等特征可以分为（大）荚膜

33、、微荚膜、粘液层及菌胶团等膜、微荚膜、粘液层及菌胶团等。1 1）主要成分：多糖，）主要成分：多糖，少数有多肽或蛋白少数有多肽或蛋白2 2） 分类分类 大荚膜（厚度大荚膜（厚度0.2m0.2m） 微荚膜微荚膜 ( (厚度厚度0.2m) 0.2m) 粘液层：细胞表面边缘不清楚的结构，没有明粘液层：细胞表面边缘不清楚的结构，没有明显边缘，疏松、扩散以增加培养基黏度。显边缘，疏松、扩散以增加培养基黏度。 菌胶团（多个菌产生的胶状物质连在一起）菌胶团（多个菌产生的胶状物质连在一起）菌胶团的形态菌胶团的形态 3 3）特征：产糖被的细菌在固体琼脂糖培养）特征：产糖被的细菌在固体琼脂糖培养基上形成光滑型（基上

34、形成光滑型（S S型）菌落。型）菌落。 4 4）糖被的功能：）糖被的功能： 保护细胞，防干燥，防吞噬细胞吞噬；保护细胞，防干燥，防吞噬细胞吞噬； 贮藏养料；贮藏养料； 有助于细胞附着在物体表面。有助于细胞附着在物体表面。n5 5）应用：用于菌种鉴定；制备化学试剂及）应用：用于菌种鉴定；制备化学试剂及“代代血浆血浆”等药物；生产黄原胶等工业原料；用于污等药物；生产黄原胶等工业原料；用于污水处理水处理荧光显微镜下的荚膜荧光显微镜下的荚膜荚膜复染的图片荚膜复染的图片4 4 芽孢（芽孢（Endaspore）：）：细菌在环境条件不良细菌在环境条件不良时形成的抗逆性休眠体（包括抗热、抗辐时形成的抗逆性休眠

35、体（包括抗热、抗辐射、抗药物、抗静水压等）。射、抗药物、抗静水压等）。 1）芽孢的结构：）芽孢的结构： 孢外壁：脂蛋白；孢外壁：脂蛋白； 芽孢衣：芽孢衣：疏水性角蛋白疏水性角蛋白（抗酶解、抗药物、抗酶解、抗药物、多价阳离子不易通过多价阳离子不易通过）, ,对水及无机盐的通透性对水及无机盐的通透性差；差； 皮层：肽聚糖及大量的皮层：肽聚糖及大量的DPA-CaDPA-Ca（吡啶二羧（吡啶二羧酸钙盐），其为抗热性的物质基础；酸钙盐），其为抗热性的物质基础； 核心（包括芽孢壁、芽孢质膜、芽孢质及核心（包括芽孢壁、芽孢质膜、芽孢质及核区等）。核区等）。芽孢结构组成芽孢结构组成芽孢着生位置芽孢着生位置2

36、2）芽孢的抗热机理：）芽孢的抗热机理： 皮层的离子强度高，致使渗透压较高皮层的离子强度高，致使渗透压较高, ,会夺取核心部分的水分，芽孢衣对多价阳离会夺取核心部分的水分，芽孢衣对多价阳离子、水分的渗透性差子、水分的渗透性差, ,从而皮层充分膨胀，从而皮层充分膨胀，而核心呈失水状态。水的比热容较高，可以而核心呈失水状态。水的比热容较高，可以很好的保护核心。所以，产生极高的耐热性。很好的保护核心。所以，产生极高的耐热性。芽孢杆菌染色（无色处为芽孢）芽孢杆菌染色（无色处为芽孢）芽孢染色，绿色的芽孢，红色芽孢染色，绿色的芽孢，红色的为营养体的为营养体轴丝形成轴丝形成 形成前芽孢形成前芽孢 前芽孢隔膜形

37、成前芽孢隔膜形成 前芽孢发育成熟前芽孢发育成熟芽孢形成芽孢形成 芽孢囊芽孢囊裂解裂解 芽孢的形成过程芽孢的形成过程3）芽孢的萌发：由休眠状态的芽孢变成营养状）芽孢的萌发：由休眠状态的芽孢变成营养状态细菌的过程，包括活化、出芽和生长三个态细菌的过程，包括活化、出芽和生长三个阶段。活化可由短期热处理或是低阶段。活化可由短期热处理或是低pH、强氧、强氧化剂的处理而引起。活化后必须立即接种于化剂的处理而引起。活化后必须立即接种于合适的培养基中。合适的培养基中。芽孢是一种休眠体，而非生殖体芽孢是一种休眠体，而非生殖体4 4）伴孢晶体伴孢晶体（Parasporal crystal）：在形成）：在形成芽孢时

38、周围形成菱形或双锥形的碱性晶体芽孢时周围形成菱形或双锥形的碱性晶体（内毒素）杀害昆虫内毒素）杀害昆虫 少数芽孢杆菌，如少数芽孢杆菌，如B.t（苏云金芽孢杆菌）在（苏云金芽孢杆菌）在形成芽孢的同时，会在芽孢旁形成一个菱形形成芽孢的同时，会在芽孢旁形成一个菱形或双锥形的碱溶性蛋白晶体（即或双锥形的碱溶性蛋白晶体（即内毒素）内毒素）称为伴孢晶体。它的干重可达芽孢囊的约称为伴孢晶体。它的干重可达芽孢囊的约30%，由，由18种氨基酸组成，大小约种氨基酸组成，大小约0.62.0m。伴胞晶体对。伴胞晶体对200多种昆虫尤其是鳞多种昆虫尤其是鳞翅目昆虫的幼虫有毒杀作用，因此可以用做翅目昆虫的幼虫有毒杀作用，因此可以用做生物农药。生物农药。五五 细菌的繁殖细菌的繁殖n裂殖（裂殖（fission)：一个