微生物学2-1 原核微生物形态-细菌的形状和大小

1、Morphology of procaryotic microbesMorphology of procaryotic microbes微生物家族成员微生物家族成员微生物病毒、亚病毒（类病毒、拟病毒、朊病毒）古生菌（Archaea）真细菌（Eubacteria）真菌（酵母、霉菌等）、 单细胞藻类、 原生动物等非细胞型细胞型原核生物真核微生物（Eukarya）细菌、放线菌、蓝细菌、衣原体、支原体、螺旋体、立克次氏体等古生菌在进化谱系上与真细菌及真核古生菌在进化谱系上与真细菌及真核生物相互并列，且与后者关系更近，生物相互并列，且与后者关系更近，而其细胞构造却与真细菌较为接近，而其细胞构造却与真细菌

2、较为接近，同属于原核生物。同属于原核生物。原核微生物(prokaryotes)-广义的细菌六种：细菌（狭义）、放线菌、蓝细菌、支原体、衣原体、立克次氏体1 1、微生物细胞、微生物细胞细胞的含义：细胞的含义：生命活动的基本单位、构成生物体最基本的生命活动的基本单位、构成生物体最基本的结结构和功能单位构和功能单位、由膜包围的能进行独立繁殖的、由膜包围的能进行独立繁殖的最小原生质团。最小原生质团。一、原核生物和真核生物细胞比较一、原核生物和真核生物细胞比较|一切有机体都是由细胞构成，细一切有机体都是由细胞构成，细胞是构成有机体的基本单位。胞是构成有机体的基本单位。|细胞细胞具有独立的、有序的自控代具

3、有独立的、有序的自控代谢体系谢体系，细胞细胞是代谢与功能的基是代谢与功能的基本单位本单位。没有细胞就没有完整的没有细胞就没有完整的生命生命。2 2、微生物细胞的功能、微生物细胞的功能营养功能：营养功能：吸收营养物质、转化、合成，产吸收营养物质、转化、合成，产能，排除废弃物；能，排除废弃物；生长功能：生长功能：生长和分裂；生长和分裂；分化：分化：形态和功能的变化，甚至出现特殊结形态和功能的变化，甚至出现特殊结构；构；信号传导：信号传导：微生物之间及与其它生物间通过微生物之间及与其它生物间通过化学信号交流；化学信号交流；进化：进化：细胞适应环境条件而不断地进化。细胞适应环境条件而不断地进化。白色念

4、珠菌白色念珠菌Candida albicans (Eukaryotic Cell)|原核原核微生物微生物细胞无细胞核，只有细胞无细胞核，只有原核或原核或拟核拟核；|真核真核微生物细胞微生物细胞的主要特征是有的主要特征是有细胞核细胞核和细胞器及复杂的内膜系统和细胞器及复杂的内膜系统；|病毒病毒属于属于非细胞类非细胞类生物。生物。二、原核细胞和真核细胞结构的区别二、原核细胞和真核细胞结构的区别1 1、原核微生物、原核微生物和和真核微生物真核微生物原核细胞真核细胞1 1）核、核膜、染色体）核、核膜、染色体 | 原核生物细胞原核生物细胞无核膜，有一个明显的核无核膜，有一个明显的核区，核区集中了主要遗传

5、物质，由一条与区，核区集中了主要遗传物质，由一条与类组蛋白类组蛋白相联系的双链相联系的双链DNA构成的染色体构成的染色体组成。组成。| 真核生物细胞真核生物细胞则是由一条或一条以上的则是由一条或一条以上的双链双链DNA与与组蛋白组蛋白等结合成的染色体，并等结合成的染色体，并由核膜包围。由核膜包围。2 2、原核细胞和真核细胞的区别、原核细胞和真核细胞的区别| 原核细胞原核细胞没有独立的内膜系统，没有独立的内膜系统，与代谢有关的酶（如呼吸酶、合成酶与代谢有关的酶（如呼吸酶、合成酶等）位于细胞膜上，因此它的等）位于细胞膜上，因此它的能量代能量代谢在质膜上谢在质膜上进行。进行。| 真核细胞真核细胞不仅

6、有独立的内膜系统，不仅有独立的内膜系统，还有细胞骨架，呼吸酶在线粒体中，还有细胞骨架，呼吸酶在线粒体中，有有专用的细胞器来完成各项生理功能专用的细胞器来完成各项生理功能，如线粒体、叶绿体。如线粒体、叶绿体。2 2）代谢场所）代谢场所| 原核细胞的核糖体原核细胞的核糖体大小为大小为70S70S，常以，常以游游离状态离状态或多聚体状态分布于细胞质中。或多聚体状态分布于细胞质中。| 真核细胞的核糖体真核细胞的核糖体大小为大小为80S80S，可以，可以游游离状态离状态存在于细胞或存在于细胞或结合于内质网结合于内质网上。线粒上。线粒体和叶绿体内有各自在结构上特殊的核糖体。体和叶绿体内有各自在结构上特殊的

7、核糖体。 3 3）核糖体的大小和分布）核糖体的大小和分布原原 核核 生生 物物真真 核核 生生 物物遗传物质和复制的组装遗传物质和复制的组装DNA在细胞质中游离在细胞质中游离DNA在膜包围的核中，只有一个核仁在膜包围的核中，只有一个核仁只有一个染色体只有一个染色体多于一个染色体，每个染色体是双拷多于一个染色体，每个染色体是双拷贝贝(双倍体双倍体)DNA与类组蛋白连系与类组蛋白连系DNA与组蛋白连系与组蛋白连系含有染色体外的遗传物质，称为质含有染色体外的遗传物质，称为质粒粒只在酵母中发现质粒只在酵母中发现质粒在在mRNA中没有发现内含子中没有发现内含子所有基因中都发现内含子所有基因中都发现内含子

8、细胞分裂以二等分裂方式，细胞分裂以二等分裂方式，只有无性繁殖只有无性繁殖细胞分裂为有丝分裂细胞分裂为有丝分裂遗传信息传递可通过接合、遗传信息传递可通过接合、转导、转化发生转导、转化发生遗传信息交换发生在有性繁殖过程，遗传信息交换发生在有性繁殖过程，减数分裂导致产生单倍体细胞减数分裂导致产生单倍体细胞(配子配子)，它们能融合。它们能融合。原核生物和真核生物遗传的和细胞组装上的主要差别原核生物和真核生物遗传的和细胞组装上的主要差别原原 核核 生生 物物真真 核核 生生 物物细胞的组装细胞的组装质膜含有质膜含有hopanoids、脂多糖和磷壁酸、脂多糖和磷壁酸质膜含有固醇质膜含有固醇能量代谢与细胞质

9、膜连系能量代谢与细胞质膜连系多数情况在线粒体中发生多数情况在线粒体中发生光合作用与细胞质中膜系统和泡囊连系光合作用与细胞质中膜系统和泡囊连系 藻类和植物细胞中存在叶绿体藻类和植物细胞中存在叶绿体蛋白质合成和寻靶作用与内膜、粗蛋白质合成和寻靶作用与内膜、粗糙内质网膜和高尔基体相连系糙内质网膜和高尔基体相连系有膜的泡囊如溶酶体和过氧化物酶有膜的泡囊如溶酶体和过氧化物酶体有微管骨架存在体有微管骨架存在由一根蛋白鞭毛丝构成鞭毛由一根蛋白鞭毛丝构成鞭毛鞭毛有鞭毛有9+2微管排列的复杂结构微管排列的复杂结构核糖体核糖体70S核糖体核糖体80S(线粒体和叶绿体的线粒体和叶绿体的核糖体是核糖体是70S)肽聚糖

10、的细胞壁肽聚糖的细胞壁(只有真细菌有，古细只有真细菌有，古细菌中是不同的多聚体菌中是不同的多聚体)多糖的细胞壁，一般或者是纤维素多糖的细胞壁，一般或者是纤维素或者是几丁质或者是几丁质 原核生物和真核生物遗传的和细胞组装上的主要差别（续）原核生物和真核生物遗传的和细胞组装上的主要差别（续） 一、细菌的形状和大小一、细菌的形状和大小 二、二、细菌的细胞构造细菌的细胞构造 三、三、细菌的繁殖和菌落的形成细菌的繁殖和菌落的形成 四、四、常见的细菌类群常见的细菌类群 第一节第一节 细细 菌菌 细菌细菌是一类细胞细短、结构简单、胞壁坚韧、是一类细胞细短、结构简单、胞壁坚韧、多以多以二分裂二分裂方式繁殖和水

11、生性较强的原核生物。方式繁殖和水生性较强的原核生物。1.培养：2.可观察的形态：群体（菌落，菌苔） 个体（显微镜）Anywhere? Anytime?How to find and detect? （1 1）球状）球状 球菌球菌（2 2）杆状）杆状 杆菌杆菌（3 3）螺旋状）螺旋状 螺旋菌螺旋菌一、细菌的形状和大小一、细菌的形状和大小1 1、细菌的基本形态、细菌的基本形态F细胞呈细胞呈球状或椭圆球状或椭圆形形。F不同种的球菌在细不同种的球菌在细胞分裂时会形成不胞分裂时会形成不同的空间排列方式，同的空间排列方式，常被作为分类依据。常被作为分类依据。F根据细胞分裂后新根据细胞分裂后新细胞所保持的空

12、间细胞所保持的空间排列方式，分为以排列方式，分为以下几种：下几种： 单球菌单球菌 双球菌双球菌 链球菌链球菌 四联球菌四联球菌 八叠球菌八叠球菌 葡萄球菌葡萄球菌（1 1）球）球 菌菌单球菌单球菌：细胞沿一个平面进行分裂，分裂后子细胞细胞沿一个平面进行分裂，分裂后子细胞分开单独分开单独 存在。存在。Eg.Eg.尿素微球菌尿素微球菌链球菌链球菌：如果子细胞排列成链状，就是。如果子细胞排列成链状，就是。Eg.Eg.乳乳链球菌链球菌双球菌双球菌：如果子细胞成双成对排列，就是。：如果子细胞成双成对排列，就是。Eg.Eg.肺肺炎双球菌炎双球菌四联球菌：四联球菌：细胞沿两个互相垂直的平面进行分裂细胞沿两个

13、互相垂直的平面进行分裂，分裂后子细胞连在一起成，分裂后子细胞连在一起成“田田”字则称。字则称。 Eg. Eg. 四联微球菌四联微球菌八叠球菌：八叠球菌：如果沿三个互相垂直的平面进行分裂，如果沿三个互相垂直的平面进行分裂，八个子细胞叠成一个立方体，称八叠球菌。八个子细胞叠成一个立方体，称八叠球菌。 Eg. Eg. 尿素尿素八叠球菌八叠球菌葡萄球菌：葡萄球菌：如果细胞分裂方向不定，子细胞不规如果细胞分裂方向不定，子细胞不规则的集在一起，象一串串葡萄，称。则的集在一起，象一串串葡萄，称。Eg. Eg. 金黄色葡金黄色葡萄球菌萄球菌分裂行为与球菌形态关系分裂行为与球菌形态关系Electron Micr

14、ograph of Neisseria gonorrhoeae, a DiplococcusStreptococcus pyogenesNote gram-positive (purple) cocci in chains (arrows).Electron Micrograph of Streptococcus pyogenes , a StreptococcusTetrad ArrangementTetrad ArrangementSarcina ArrangementElectron Micrograph of cocci|上世纪60年代，deinococcus菌（耐辐射奇球菌）在一听被

15、辐射过的肉罐头里出现，它的特性就是能够忍耐极干燥的气温和高强度的辐射。|在南极冰雪中发现的细菌能够抵制住南极地区极低气温，可能靠的是自身独特的酶和特殊的细胞膜。|如果这些物质的特性被科学家掌握，对人类来说将会有极高的商业价值。（2 2）杆）杆 菌（菌（bacillusbacillus） 细胞呈杆状或圆柱形，具体有球杆状、细胞呈杆状或圆柱形，具体有球杆状、棒状、梭状等，一般其粗细（直径）比棒状、梭状等，一般其粗细（直径）比较稳定，而长度则常因培养时间、培养较稳定，而长度则常因培养时间、培养条件不同而有较大变化。条件不同而有较大变化。 杆菌有的笔直杆菌有的笔直, ,有的弯曲有的弯曲, ,杆菌两端的

16、情况杆菌两端的情况在分类上很重要。在分类上很重要。杆菌两端：杆菌两端：有的象有的象刀切刀切一样整齐一样整齐(eg.(eg.炭疽杆菌）；炭疽杆菌）；有的是有的是钝圆钝圆(eg.(eg.枯草杆菌枯草杆菌) )；有的是有的是尖的尖的(eg.(eg.鼠疫巴斯德氏菌）。鼠疫巴斯德氏菌）。Note: 杆状细杆状细菌的排列方菌的排列方式常因生长式常因生长阶段和培养阶段和培养条件而发生条件而发生变化，变化，一般一般不作为分类不作为分类依据依据。球杆菌球杆菌链状杆菌链状杆菌双杆菌双杆菌单杆菌单杆菌杆状细菌的排列方式与形态杆状细菌的排列方式与形态Single Rod (Bacillus)Scanning Elec

17、tron Micrograph of Pseudomonas aeruginosa Streptobacillus Arrangement乳酸杆菌乳酸杆菌Lactic Acid Bacteria枯草芽孢杆菌枯草芽孢杆菌地衣芽孢杆菌地衣芽孢杆菌结核分枝杆菌结核分枝杆菌炭疽病的病原菌炭疽病的病原菌 -炭疽杆菌炭疽杆菌破伤风梭菌破伤风梭菌白喉棒状杆菌白喉棒状杆菌细胞呈弯曲杆状的细菌统称为螺细胞呈弯曲杆状的细菌统称为螺旋菌。包括：旋菌。包括：弧菌：弧菌：偏端单生鞭毛或丛生鞭毛偏端单生鞭毛或丛生鞭毛螺旋菌：螺旋菌：两端都有鞭毛。两端都有鞭毛。（3 3）螺）螺 旋旋 菌菌弧菌：弧菌：菌体只有一个弯曲，菌体

18、只有一个弯曲，其程度不足一圈，形似其程度不足一圈，形似 C C 字或逗号，鞭毛偏端生。字或逗号，鞭毛偏端生。螺旋菌：螺旋菌：菌体回转如螺旋菌体回转如螺旋，螺旋数目，螺旋数目2-6环。鞭毛二环。鞭毛二端生。细胞壁坚韧，菌体端生。细胞壁坚韧，菌体较硬。较硬。螺旋体：螺旋体：螺旋数目大于螺旋数目大于6 6环环，菌体柔软，无鞭毛，大菌体柔软，无鞭毛，大多数是致病菌。多数是致病菌。Electron Micrograph of Vibrio cholerae , a VibrioCaption:- Vibrio cholerae - Gram-negative, facultatively anaerob

19、ic, curved (vibrio-shaped), rod prokaryote; causes Asiatic cholera.Spirillum volutansIntestinal spirillum迂回螺菌迂回螺菌 Scanning Electron Micrograph of Leptospira interrogansSpirochetesTreponema saccharophilum糖密螺旋体糖密螺旋体柄细菌、肾形菌、臂微菌、网格硫细菌、贝柄细菌、肾形菌、臂微菌、网格硫细菌、贝日阿托氏菌日阿托氏菌(丝状丝状)、具有子实体的粘细菌等、具有子实体的粘细菌等是特殊形态的细菌。是特

20、殊形态的细菌。细菌特殊形态细菌特殊形态星形细菌星形细菌（star-shaped bacteria ）（Stella）方形细菌方形细菌（square-ahaped bacteria）（Haloarcula）The following statement is True or False? * 细菌的形态是固定不变的，通常为球状、杆状、螺旋状，故可以作为细菌分类鉴定的依据！畸形畸形：细胞在理化因素的刺激下，细胞发育细胞在理化因素的刺激下，细胞发育受到阻碍，从而形态异常。受到阻碍，从而形态异常。衰颓型衰颓型：培养时间过长，营养贫乏或自身代培养时间过长，营养贫乏或自身代谢产物浓度过高等原因使细胞异常。谢产物浓度过高等原因使细胞异常。正常形态：正常形态：短杆状短杆状畸形：畸形：丝状、纺锤丝状、纺锤状、链锁状状、链锁状温度变化温度变化正常形态：正常形态：杆状杆状衰颓型：衰颓型：分枝状分枝状过熟过熟奶酪杆菌奶酪杆菌醋酸杆菌醋酸杆菌异常形态异常形态细菌大小的度量单位细菌大小的度量单位：以：以 mm为单位。为单位。细菌细菌大小的表示大小的表示：球菌，一般以球菌，一般以直径直径来表示。来表示。杆菌和螺旋菌，以杆菌和螺旋菌，以长