第一章微生物细胞

1、生命三域生命三域 细菌细菌真核真核 生物生物 细菌细菌细胞结细胞结构模式图构模式图l 细胞壁细胞壁(Cell wall) 细胞膜细胞膜(Cell membrane) 细胞核细胞核 (Cell nucleus) 细胞质细胞质(Cytoplasm)l 间体间体(mesosome)荚膜荚膜(Capsule) 鞭毛鞭毛(Flagella) 菌毛菌毛(fimbriae) 芽孢芽孢(Spore) 胞囊胞囊(Cyst)是包围在细胞表是包围在细胞表面，内侧紧贴细面，内侧紧贴细胞膜的一层较为胞膜的一层较为坚韧、略具弹性坚韧、略具弹性的结构，占细胞的结构，占细胞干重的干重的10%25%定义定义 1、固定细胞外形；

2、固定细胞外形； 2 2、为鞭毛运动提供支点；、为鞭毛运动提供支点； 3 3、保护细胞免受外力的损伤、保护细胞免受外力的损伤; ;4 4、为正常细胞的分裂所必需；、为正常细胞的分裂所必需； 5 5、阻挡有害物质进入；、阻挡有害物质进入；6 6、与细菌的抗原性、致病性和对噬菌、与细菌的抗原性、致病性和对噬菌体的敏感性有关。体的敏感性有关。 功能功能 分类分类 革兰氏革兰氏阳阳性性菌菌(G+) 革兰氏革兰氏阴阴性性菌菌(G-)肽聚糖肽聚糖 磷壁酸磷壁酸 肽聚糖肽聚糖脂多糖脂多糖脂蛋白脂蛋白类脂类脂蛋白质蛋白质 外壁层外壁层 内壁层内壁层 固定碘液媒染乙醇脱色结晶紫染色番红复染菌体涂片 菌体呈菌体呈色

3、者为革兰氏阳性菌色者为革兰氏阳性菌菌体呈菌体呈色者为革兰氏阴性菌色者为革兰氏阴性菌 革兰氏染色法革兰氏染色法 Procedures of Gram Staining革兰氏染色的原理：革兰氏染色的原理：G+菌的细胞壁肽聚糖含量高、网格结构紧密，含脂量菌的细胞壁肽聚糖含量高、网格结构紧密，含脂量低，用酒精脱色时，肽聚糖层收缩，网格孔径缩小，阻低，用酒精脱色时，肽聚糖层收缩，网格孔径缩小，阻止了结晶紫碘的复合物逸出，当复染时染不上蕃红的止了结晶紫碘的复合物逸出，当复染时染不上蕃红的红色，菌体仍为结晶紫的紫色，此为红色，菌体仍为结晶紫的紫色，此为G+反应。反应。G-菌的细胞壁肽聚糖层薄，含脂量高，用酒

4、精脱色时菌的细胞壁肽聚糖层薄，含脂量高，用酒精脱色时由于细胞壁中的脂类物质溶于酒精，使细胞通透性增由于细胞壁中的脂类物质溶于酒精，使细胞通透性增加，使得初染时进入细胞中的结晶紫碘的复合物逸加，使得初染时进入细胞中的结晶紫碘的复合物逸出，当再用蕃红复染时菌体就染上蕃红的红色，此为出，当再用蕃红复染时菌体就染上蕃红的红色，此为G-反应。反应。1).1).革兰氏阳性菌的细胞壁成分革兰氏阳性菌的细胞壁成分A. 肽聚糖的分子结构肽聚糖的分子结构双糖单位：双糖单位：N-乙酰葡糖胺、乙酰葡糖胺、N-乙酰胞壁酸乙酰胞壁酸四肽尾（四肽侧链）：四肽尾（四肽侧链）：L-Ala、 D-Glu、 L-Lys、 D-Al

5、a肽桥（肽间桥）：甘氨酸五肽肽桥（肽间桥）：甘氨酸五肽肽聚糖单体：肽聚糖单体：肽聚糖肽聚糖是由组成肽聚糖的单体聚合而成的大分子网状化合物。是由组成肽聚糖的单体聚合而成的大分子网状化合物。磷壁酸又名垣酸，是大多数磷壁酸又名垣酸，是大多数G+菌所特有的成分，约占菌所特有的成分，约占细胞壁成分的细胞壁成分的10%。B. 磷壁酸磷壁酸磷壁酸磷壁酸壁磷壁酸壁磷壁酸膜磷壁酸膜磷壁酸磷壁酸的主要功能：磷壁酸的主要功能：1 1、带负电荷，可与环境中、带负电荷，可与环境中Mg2等阳离子结合，等阳离子结合，提高这些离子的浓度，以保证细胞膜上一些合提高这些离子的浓度，以保证细胞膜上一些合成酶维持高活性的需要；成酶维

6、持高活性的需要；3 3、赋予革兰氏阳性菌特异的表面抗原；、赋予革兰氏阳性菌特异的表面抗原；4 4、提供某些噬菌体特异的吸附受体。提供某些噬菌体特异的吸附受体。2 2、保证革兰氏阳性致病菌（如、保证革兰氏阳性致病菌（如A A族链球菌）与其族链球菌）与其宿主间的粘连（主要为膜磷壁酸）；宿主间的粘连（主要为膜磷壁酸）；5 5、调节细胞自溶素活力调节细胞自溶素活力, ,防止细胞因自溶而死亡。防止细胞因自溶而死亡。2).2).革兰氏阴性的细胞壁成分革兰氏阴性的细胞壁成分 G-细胞壁的组成和结构比细胞壁的组成和结构比G+更复杂。分为内壁层更复杂。分为内壁层和外壁层两部分。和外壁层两部分。 肽聚糖肽聚糖 脂

7、多糖脂多糖 脂蛋白脂蛋白 类脂类脂 蛋白质蛋白质 孔蛋白孔蛋白外壁蛋白外壁蛋白 外壁层外壁层 G- -内壁层内壁层G-有肽聚糖，仅占细胞壁干重的有肽聚糖，仅占细胞壁干重的5-10%。肽聚糖结构。肽聚糖结构与与G+基本相同，但短肽尾中的号位上基本相同，但短肽尾中的号位上L-Lys被二氨被二氨基庚二氨酸取代，亚单位间通过肽键相连。基庚二氨酸取代，亚单位间通过肽键相连。G G+ +菌与菌与G G- -菌肽聚糖单体的异同：菌肽聚糖单体的异同： 其区别为其区别为: :1 1、四肽上的第三个氨基酸不同、四肽上的第三个氨基酸不同,G,G+ +菌为赖氨酸；菌为赖氨酸；G G- -菌菌为内消旋为内消旋二氨基庚二

8、酸（二氨基庚二酸（DAP)DAP)。 2 2、肽间桥不同：、肽间桥不同：G G+ +菌为甘氨酸五肽；菌为甘氨酸五肽；G G- -菌为肽键。菌为肽键。 G-G+外壁层是外壁层是G细菌细胞壁所特有的结构，它位于壁的最细菌细胞壁所特有的结构，它位于壁的最外层，化学成分为脂多糖、磷脂和若干种外膜蛋白。外层，化学成分为脂多糖、磷脂和若干种外膜蛋白。自内到外，外膜结构由脂蛋白、脂质双层和脂多糖组自内到外，外膜结构由脂蛋白、脂质双层和脂多糖组成。成。脂多糖（脂多糖（LPS)LPS)分子结构由三部分组成：分子结构由三部分组成： 类脂类脂A：2个个N乙酰葡糖胺及乙酰葡糖胺及5个长链脂肪酸个长链脂肪酸 3个个2酮

9、酮3脱氧辛糖酸（脱氧辛糖酸（KDO） 内核心区内核心区 核心多糖区核心多糖区 2个个 L甘油甘油D甘露庚糖（甘露庚糖（Hep） 外核心区外核心区: 5个己糖（个己糖（Hex）,包括葡糖胺、半乳糖、包括葡糖胺、半乳糖、 葡萄糖葡萄糖 O侧链侧链: 多个多个4Hex单位单位, 内含半乳糖、鼠李糖、甘露糖、阿比可糖内含半乳糖、鼠李糖、甘露糖、阿比可糖(Abq) LPS类脂类脂A A是是G G- -细菌的毒性中心细菌的毒性中心1 1、是革兰氏阴性细菌致病物质、是革兰氏阴性细菌致病物质内毒素的物质基础；内毒素的物质基础； 2 2、与磷壁酸相似，也有吸附、与磷壁酸相似，也有吸附MgMg2+2+和和CaCa

10、2+2+等阳离子以提高这等阳离子以提高这些离子在细胞表面浓度的作用；些离子在细胞表面浓度的作用； 3 3、由于、由于LPS结构的变化，决定了革兰氏阴性细菌细胞表面结构的变化，决定了革兰氏阴性细菌细胞表面抗原决定簇的多样性；抗原决定簇的多样性；4 4、是许多噬菌体在细胞表面的吸附受体。、是许多噬菌体在细胞表面的吸附受体。5、具有控制某些物质进出细胞的部分选择性屏障功能、具有控制某些物质进出细胞的部分选择性屏障功能脂多糖的功能脂多糖的功能脂多糖要维持其结构的稳定性需要足量脂多糖要维持其结构的稳定性需要足量Ca2+的存在。如果用的存在。如果用螯合剂去除螯合剂去除Ca2+，LPS就解体。这时，就解体。

11、这时，G-细菌的内壁层肽聚细菌的内壁层肽聚糖就暴露出来，因而就可被溶菌酶所水解。糖就暴露出来，因而就可被溶菌酶所水解。 脂多糖脂多糖LPS含有三种特殊的糖含有三种特殊的糖 Hep (L-甘油甘油-D-甘露庚糖甘露庚糖)KDO （2酮酮3脱氧辛糖酸）脱氧辛糖酸）Abq(阿比可糖阿比可糖) LPS组成组成O侧链的糖类不同决定了不同细菌侧链的糖类不同决定了不同细菌的抗原特异性，可用血清学方法加以鉴定。的抗原特异性，可用血清学方法加以鉴定。在非致病的在非致病的G-细菌中脂多糖没有细菌中脂多糖没有O侧链。侧链。 脂多糖脂多糖LPS的毒性部分在的毒性部分在类脂类脂A。G+菌与菌与G-菌细胞壁的比较菌细胞壁

12、的比较特性特性G+细菌细菌G-细菌细菌 结构结构一层，厚度为一层，厚度为20-80nm肽聚糖网格结构紧密肽聚糖网格结构紧密二层，内层二层，内层2-3nm，外层，外层8nm,肽聚糖位于内层，肽聚糖位于内层，网格状结构疏松。网格状结构疏松。化化学学组组成成肽聚糖肽聚糖磷壁酸磷壁酸脂蛋白脂蛋白脂多糖脂多糖蛋白质蛋白质脂脂 类类对青霉素对青霉素对溶菌酶对溶菌酶层数多，交联度高，层数多，交联度高，占壁干重的占壁干重的40-90%+或或-+或或-敏感敏感敏感敏感层数少，交联度低，只层数少，交联度低，只占占5-10% - + + + + 不敏感不敏感 不敏感不敏感细胞壁缺陷型细菌细胞壁缺陷型细菌 原生质体原

13、生质体(Protoplast) 在革兰氏在革兰氏阳性菌阳性菌培养物中加入溶菌酶或通过青霉培养物中加入溶菌酶或通过青霉素阻止其细胞壁的正常合成而获得的完全缺壁细胞即素阻止其细胞壁的正常合成而获得的完全缺壁细胞即为原生质体。为原生质体。 对环境条件很敏感，特别脆弱；对环境条件很敏感，特别脆弱； 保留有鞭毛，但不运动，不被相应的噬菌体感染；保留有鞭毛，但不运动，不被相应的噬菌体感染； 适宜条件下可生长，可形成芽孢，可繁殖，形成菌适宜条件下可生长，可形成芽孢，可繁殖，形成菌 落及形成细胞壁，生物活性不变；落及形成细胞壁，生物活性不变； 更易导入外源遗传物质，是研究遗传规律和进行原更易导入外源遗传物质，

14、是研究遗传规律和进行原生质体育种的良好实验材料。生质体育种的良好实验材料。 原生质球原生质球(Spheroplast) 细胞壁未全部去除的细菌细胞，呈圆球细胞壁未全部去除的细菌细胞，呈圆球形，可人为地通过溶菌酶或青霉素处理革形，可人为地通过溶菌酶或青霉素处理革兰氏兰氏阴性菌阴性菌而获得。而获得。 细胞壁肽聚糖已被除去，但外壁层中细胞壁肽聚糖已被除去，但外壁层中的脂多糖、脂蛋白仍保留，对外界环境有的脂多糖、脂蛋白仍保留，对外界环境有一定抗性。一定抗性。 细胞壁缺陷型细菌细胞壁缺陷型细菌 L-型细菌型细菌 (L-form of Bacteria) 细菌在某种环境条件下因细菌在某种环境条件下因基因突

15、变基因突变而产生的无而产生的无壁类型。多形态，有的可通过细菌滤器而又称滤壁类型。多形态，有的可通过细菌滤器而又称滤过型细菌。由英国李斯特过型细菌。由英国李斯特(Lister)医学研究院发医学研究院发现而命名。现而命名。 没有完整而坚韧的细胞壁，没有完整而坚韧的细胞壁，细胞呈多形态；细胞呈多形态； 有些能通过细菌滤器，故有些能通过细菌滤器，故又称又称“滤过型细菌滤过型细菌”； 对渗透敏感，在固体培养基上形成对渗透敏感，在固体培养基上形成“油煎蛋油煎蛋”似的小菌落（直径在似的小菌落（直径在0.1mm0.1mm左右）左右）细胞壁缺陷型细菌细胞壁缺陷型细菌 原生质体原生质体：用青霉素等抗生素或者溶菌酶

16、处理用青霉素等抗生素或者溶菌酶处理G+G+菌菌而得到的去壁完整的球形体。而得到的去壁完整的球形体。 原生质球原生质球：用青霉素等抗生素或溶菌酶处理用青霉素等抗生素或溶菌酶处理G-G-细菌细菌而得到的去壁不完全的近球形体。而得到的去壁不完全的近球形体。 L型细菌型细菌：某些细菌在特定环境条件下因某些细菌在特定环境条件下因基因突变基因突变而产生的无壁类型。在一定条件下而产生的无壁类型。在一定条件下L L型细菌能发生回复型细菌能发生回复突变而恢复为有壁的正常细菌。突变而恢复为有壁的正常细菌。 支原体支原体：进化过程中形成的无壁的原核生物进化过程中形成的无壁的原核生物细胞壁缺陷型细菌细胞壁缺陷型细菌细

17、胞膜是外侧紧贴细胞壁而内侧包围原生质的一层柔软而富有弹性、细胞膜是外侧紧贴细胞壁而内侧包围原生质的一层柔软而富有弹性、双层分子结构的单位膜，双层分子结构的单位膜，厚约厚约8nm8nm，占细胞干重的，占细胞干重的10%10%左右。左右。脂类：脂类： 占占202030%30%蛋白质：占蛋白质：占505070%70% （边缘蛋白和整合蛋白）（边缘蛋白和整合蛋白） 化学组成化学组成 亲水的极性端亲水的极性端疏水的非极性端疏水的非极性端1. 细胞膜的化学组成与结构模型：细胞膜的化学组成与结构模型：a. 磷脂磷脂b. . 液态镶嵌模型液态镶嵌模型 (fluid mosaic model)膜的主体是脂质双分

18、子层；膜的主体是脂质双分子层；脂质双分子层具有流动性；脂质双分子层具有流动性；整合蛋白整合蛋白因其表面呈疏水性，故可因其表面呈疏水性，故可 “溶溶”于脂质双分子层的疏水性内层中；于脂质双分子层的疏水性内层中；边缘蛋白边缘蛋白表面含有亲水基团，故可通过静电引力与脂质表面含有亲水基团，故可通过静电引力与脂质 双分子层表面的极性头相连；双分子层表面的极性头相连；脂质分子间或脂质与蛋白质分子间无共价结合；脂质分子间或脂质与蛋白质分子间无共价结合；脂质双分子层犹如一脂质双分子层犹如一“海洋海洋”，周边蛋白可在其上作，周边蛋白可在其上作“漂浮漂浮” 运动，而整合蛋白则似运动，而整合蛋白则似“冰山冰山”状沉

19、浸在其中作横向移动。状沉浸在其中作横向移动。C C、甾醇类物质、甾醇类物质由磷脂分子形成的双分子膜中加入甾醇类物质可以提高膜的稳定性由磷脂分子形成的双分子膜中加入甾醇类物质可以提高膜的稳定性真核生物细胞膜中一般含有胆真核生物细胞膜中一般含有胆固醇等甾醇，含量为固醇等甾醇，含量为5%-25%。原核生物与真核生物的最大区别就是其细原核生物与真核生物的最大区别就是其细胞膜中一般不含胆固醇，而是含有胞膜中一般不含胆固醇，而是含有hopanoid（五环类固醇五环类固醇 ）。）。甾醇的一般结构甾醇的一般结构2 2 细胞质膜的细胞质膜的功能功能控制细胞内外营养物质和代谢产物的运送与交换；控制细胞内外营养物质

20、和代谢产物的运送与交换； 维持细胞内正常渗透压的屏障作用；维持细胞内正常渗透压的屏障作用； 合成细胞壁各组分和荚膜的场所；合成细胞壁各组分和荚膜的场所； 进行氧化磷酸化或光合磷酸化的产能基地；进行氧化磷酸化或光合磷酸化的产能基地； 膜上有某些蛋白质能接受光、电及化学物质等产生膜上有某些蛋白质能接受光、电及化学物质等产生的刺激信号并发生构象变化，引起细胞内一系列的的刺激信号并发生构象变化，引起细胞内一系列的代谢变化和产生相应的反应；代谢变化和产生相应的反应；鞭毛着生点并为其运动提供能量鞭毛着生点并为其运动提供能量中间体1)1)、呼吸作用电子传递系统的中心，相当于高等生、呼吸作用电子传递系统的中心

21、，相当于高等生物的线粒体，间体上有细胞色素氧化酶，玻珀酸物的线粒体，间体上有细胞色素氧化酶，玻珀酸脱氢酶等呼吸酶系。脱氢酶等呼吸酶系。2)2)、与合成细胞壁，特别是横隔壁有关。、与合成细胞壁，特别是横隔壁有关。3)3)、参与遗传物质的复制与核分裂有关。、参与遗传物质的复制与核分裂有关。4)4)、间体一边和膜相连，另一侧和核物质紧密接触，、间体一边和膜相连，另一侧和核物质紧密接触，起着向核运送营养物质和能量的作用。起着向核运送营养物质和能量的作用。5)5)、芽孢的形成也与间体有关。、芽孢的形成也与间体有关。功能功能类囊体载色体载色体自养细菌自养细菌所特有的内膜结构。有以蛋白质为主所特有的内膜结构

22、。有以蛋白质为主的单层包围，厚的单层包围，厚3.5nm，内含固定，内含固定CO2所需的所需的1,5-二磷酸核酮糖羧化酶和二磷酸核酮糖羧化酶和5-磷酸核酮糖激酶，磷酸核酮糖激酶，是自养细菌固定是自养细菌固定CO2的场所。的场所。羧酶体羧酶体l细胞质中核糖核蛋白的颗粒细胞质中核糖核蛋白的颗粒状物质状物质l由核糖核酸由核糖核酸RNA(65%)和蛋白质和蛋白质(35%)组成组成l常以游离状态或多聚核糖状态分布于细胞质中常以游离状态或多聚核糖状态分布于细胞质中l沉降系数沉降系数70s，由由50S和和30S两个亚基组成两个亚基组成 l50S亚基由亚基由5SrRNA、23SrRNA和和34种蛋白质组成种蛋白

23、质组成l30S亚基由亚基由16SrRNA和和21种蛋白质组成。种蛋白质组成。 l蛋白质的合成场所蛋白质的合成场所某些水生细菌如蓝细菌、不放氧光合细菌和盐细菌细胞某些水生细菌如蓝细菌、不放氧光合细菌和盐细菌细胞内储存气体的特殊结构即为内储存气体的特殊结构即为气泡气泡。由。由蛋白质膜蛋白质膜包裹。包裹。功能：调节细胞功能：调节细胞比重以使细胞漂比重以使细胞漂浮在最适水层中浮在最适水层中获取光能、获取光能、O2和和营养物质营养物质磷素储藏颗粒：磷素储藏颗粒：细菌细胞中多聚偏磷酸盐的颗粒细菌细胞中多聚偏磷酸盐的颗粒, ,遇蓝色染料染成紫红色。在含磷丰富的环境下形遇蓝色染料染成紫红色。在含磷丰富的环境下

24、形成。成。功能功能: : 贮藏磷元素和能量，并可降低细胞的渗透贮藏磷元素和能量，并可降低细胞的渗透压压异染颗粒异染颗粒 （Metachromatic granules)指细胞质内一些形状较大的颗粒状指细胞质内一些形状较大的颗粒状构造。构造。硫素储藏硫素储藏颗粒颗粒很多真细菌在进行产能代谢或生物合成时很多真细菌在进行产能代谢或生物合成时, ,常涉常涉及对还原性的硫化物如及对还原性的硫化物如H H2 2S, S, 硫代硫酸盐硫代硫酸盐等的氧等的氧化。化。在环境中还原性硫素丰富时在环境中还原性硫素丰富时, ,常在细胞内以折光常在细胞内以折光性很强的硫粒的形式积累硫元素。性很强的硫粒的形式积累硫元素。

25、当环境中环境中还原性硫缺乏时当环境中环境中还原性硫缺乏时, ,可被细菌重新可被细菌重新利用利用氮素储藏氮素储藏颗粒颗粒藻青素藻青素cyanophycin(cyanophycin(藻青蛋白藻青蛋白)-)-蓝蓝细菌中内源性氮素储藏颗粒，同时细菌中内源性氮素储藏颗粒，同时兼有贮存能源的作用。兼有贮存能源的作用。由含精氨酸和天冬氨酸残基由含精氨酸和天冬氨酸残基（1:1）的分枝多肽所构成，）的分枝多肽所构成，分子量在分子量在25000125000。碳素储藏碳素储藏颗粒颗粒Polyhydroxybutyric acid (PHB) 聚聚-羟丁酸羟丁酸(poly-hydroxybutyrate, (poly

26、-hydroxybutyrate, PHB)PHB)：一种存在于许多细菌细胞质中属于一种存在于许多细菌细胞质中属于类脂性质的碳源类储藏物，不溶于水，而类脂性质的碳源类储藏物，不溶于水，而溶于氯仿溶于氯仿巨大芽孢杆菌（巨大芽孢杆菌（Bacillus megaterium）在含乙酸或在含乙酸或丁酸的培养基中生长时，丁酸的培养基中生长时，细胞内贮藏的细胞内贮藏的PHB可达其可达其干重的干重的60%。功能：具有储藏能量、碳源功能：具有储藏能量、碳源和降低细胞内渗透压的作用和降低细胞内渗透压的作用 多糖类贮藏物多糖类贮藏物糖原粒糖原粒淀粉粒淀粉粒在真细菌中多为糖原在真细菌中多为糖原糖原粒糖原粒较小，不染

27、色需用电镜观察，较小，不染色需用电镜观察，用碘液染成红褐色，可在光学显微镜下看到。用碘液染成红褐色，可在光学显微镜下看到。有的细菌积累有的细菌积累淀粉粒淀粉粒，用碘液染成深兰色。，用碘液染成深兰色。储藏物储藏物氮源类氮源类糖原：大肠杆菌、芽胞杆菌、蓝细菌糖原：大肠杆菌、芽胞杆菌、蓝细菌聚聚-羟丁酸（羟丁酸（PHBPHB）：固氮菌）：固氮菌硫粒：紫硫细菌、丝硫细菌硫粒：紫硫细菌、丝硫细菌碳源及能源类碳源及能源类磷源（异染粒）：结核分枝杆菌、迂回螺菌磷源（异染粒）：结核分枝杆菌、迂回螺菌藻青素：蓝细菌藻青素：蓝细菌藻青蛋白：蓝细菌藻青蛋白：蓝细菌磁小体磁小体存在于水生细菌和趋磁细菌中，是细胞存在于

28、水生细菌和趋磁细菌中，是细胞内磁铁矿内磁铁矿FeFe3 3O O4 4的晶体颗粒，外有一层的晶体颗粒，外有一层磷脂、蛋白质或糖蛋白膜包裹。磷脂、蛋白质或糖蛋白膜包裹。形状：正方形、长方形和六形状：正方形、长方形和六棱柱体。棱柱体。磁小体功能：导向作用磁小体功能：导向作用趋磁细菌功能：磁性定向药趋磁细菌功能：磁性定向药物和抗体，及制造生物传感物和抗体，及制造生物传感器。器。1、质粒控制细菌的某一遗传、质粒控制细菌的某一遗传性状；性状； 2、可作为基因转移的载体。、可作为基因转移的载体。质粒是独立存在于细菌染色体外或附加在染色体上的质粒是独立存在于细菌染色体外或附加在染色体上的遗传物质。遗传物质。

29、质粒的功能：质粒的功能：质粒通常不含有细胞初级质粒通常不含有细胞初级代谢的遗传信息代谢的遗传信息,而含有关而含有关于次级代谢的遗传信息于次级代谢的遗传信息质粒的特点：质粒的特点： 1、不亲和性、不亲和性 可以共存于同一细胞中的不同质粒彼此是亲可以共存于同一细胞中的不同质粒彼此是亲和的，而不能共存于同一细胞的质粒彼此不和的，而不能共存于同一细胞的质粒彼此不亲和，质粒的这种特性称为不亲和性。亲和，质粒的这种特性称为不亲和性。2、可消除性、可消除性 3、能自我复制，稳定的遗传、能自我复制，稳定的遗传 4、没有质粒的细菌不能自发产生质粒、没有质粒的细菌不能自发产生质粒,但可以但可以通过转化、转导或接合

30、作用获得质粒通过转化、转导或接合作用获得质粒 5、质粒可以携带供体细胞的、质粒可以携带供体细胞的DNA转移。转移。质粒的类型质粒的类型:肺炎球菌荚膜肺炎球菌荚膜糖被糖被在壁上有固定层次在壁上有固定层次松散，未固定在壁上：粘液层松散，未固定在壁上：粘液层包裹在单包裹在单个细胞上个细胞上包裹在细胞群上：菌胶团包裹在细胞群上：菌胶团层次厚：荚膜层次厚：荚膜层次薄：微荚膜层次薄：微荚膜保护细菌免受干燥的影响；保护细菌免受干燥的影响；贮藏养料，以备营养缺乏时重新利用；贮藏养料，以备营养缺乏时重新利用；与病原菌的毒性密切相关；与病原菌的毒性密切相关；能抵抗吞噬细胞的吞噬，抗噬菌体吸附；能抵抗吞噬细胞的吞噬

31、，抗噬菌体吸附； 作为透性屏障或离子交换系统，可保护细菌作为透性屏障或离子交换系统，可保护细菌免受重金属离子的毒害免受重金属离子的毒害表面附着作用表面附着作用细菌间的信息识别作用细菌间的信息识别作用堆积代谢废物堆积代谢废物 益益 处处：1)1)荚膜作为代血浆的生产原料。荚膜作为代血浆的生产原料。肠膜状明串珠菌能用蔗糖合成大量的荚膜物质肠膜状明串珠菌能用蔗糖合成大量的荚膜物质葡聚糖，葡聚糖是生葡聚糖，葡聚糖是生产右旋糖酐的原料，而右旋糖酐是制作代血浆的主要成分。产右旋糖酐的原料，而右旋糖酐是制作代血浆的主要成分。 2)2)荚膜作为石油钻井液添加剂。荚膜作为石油钻井液添加剂。野油菜黄单胞菌的粘液层

32、可提取胞外多糖野油菜黄单胞菌的粘液层可提取胞外多糖黄原胶黄原胶害害 处处：有荚膜的细菌致病性强有荚膜的细菌致病性强污染食品，导致粘性面包、粘性牛奶产生污染食品，导致粘性面包、粘性牛奶产生影响制糖生产，增加糖液粘度，影响过滤速度，对生影响制糖生产，增加糖液粘度，影响过滤速度，对生产造成损失。产造成损失。 荚膜的益处和害处荚膜的益处和害处S型菌落型菌落R型菌落型菌落l 一些真细菌和古细菌的胞壁外面含有由一些真细菌和古细菌的胞壁外面含有由同型蛋白同型蛋白或或糖蛋白糖蛋白组成的晶格网状结构覆盖在细胞表层。组成的晶格网状结构覆盖在细胞表层。 l 在古菌中普遍存在，在缺乏肽聚糖层的在古菌中普遍存在，在缺乏

33、肽聚糖层的G-古菌中作为古菌中作为细胞壁存在细胞壁存在 l主要功能：保护性外被、细胞间彼此吸附和相互识别、主要功能：保护性外被、细胞间彼此吸附和相互识别、分子筛、捕捉分子和离子、酶的支架和毒力因子。分子筛、捕捉分子和离子、酶的支架和毒力因子。晶状样细胞表面层晶状样细胞表面层 S-层层（crystalline Surface Layers ）(S-Layers)长度常为菌体的若干倍，最长可达长度常为菌体的若干倍，最长可达7070m mm m，直径，直径101020nm20nm。只。只有染色后才能在光镜下观察到。有染色后才能在光镜下观察到。 主要成分是主要成分是蛋白质蛋白质，还有少量多糖或脂类。，

34、还有少量多糖或脂类。 鞭毛蛋白是一种抗原物质，鞭毛抗原又称鞭毛蛋白是一种抗原物质，鞭毛抗原又称H H抗原。由于各细抗原。由于各细菌的鞭毛蛋白氨基酸组成不同而抗原性质不同，通过血清学菌的鞭毛蛋白氨基酸组成不同而抗原性质不同，通过血清学反应进行分类鉴定。反应进行分类鉴定。 鞭毛的功能主要是鞭毛的功能主要是运动运动。flagellum)鞭毛钩鞭毛钩鞭毛丝鞭毛丝L环环P环环S环环M环环中心杆中心杆鞭毛钩鞭毛钩外膜外膜肽聚糖层肽聚糖层周质空间周质空间细胞质膜细胞质膜S环环M环环 鞭毛的亚显微构造由鞭毛的亚显微构造由鞭毛丝、鞭毛钩和基体鞭毛丝、鞭毛钩和基体组成组成。革兰氏革兰氏阴阴性菌鞭毛结构性菌鞭毛结构

35、革兰氏革兰氏阳阳性菌鞭毛结构性菌鞭毛结构The flagellum of a Gram-negative bacterium1.一端单生鞭毛菌一端单生鞭毛菌 如铜绿色假单胞菌如铜绿色假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)2.两端单生鞭毛菌两端单生鞭毛菌 如牡蛎螺菌如牡蛎螺菌(Spirillum ostreae)3.一端丛生鞭毛菌一端丛生鞭毛菌 如荧光假单胞菌如荧光假单胞菌(P. fluorescens)4.两端丛生鞭毛菌两端丛生鞭毛菌 如红色螺菌如红色螺菌(Spirillum rubrum)5.周生鞭毛菌周生鞭毛菌 如枯草杆菌如枯草杆菌(Bacillus subtilis)根

36、据鞭毛着生位置，鞭毛菌可分以下五根据鞭毛着生位置，鞭毛菌可分以下五种类型：种类型：一端单生一端单生一端丛生一端丛生两端丛生两端丛生周生鞭毛周生鞭毛鞭毛的有无和着生方式具鞭毛的有无和着生方式具 有十分重要的分类学意义有十分重要的分类学意义观察和判断细菌鞭毛的方法观察和判断细菌鞭毛的方法t显微镜下判断：显微镜下判断：细菌的运动性细菌的运动性t培养特征判断：培养特征判断：半固体穿刺、菌落（菌苔）形态半固体穿刺、菌落（菌苔）形态t电子显微镜直接观察电子显微镜直接观察鞭毛长度：鞭毛长度：1520m；直径：直径：0.010.02mt光学显微镜下观察：光学显微镜下观察： 鞭毛染色鞭毛染色毛细管毛细管吸引剂吸

37、引剂抑制剂抑制剂不含吸引剂或不含吸引剂或抑制剂的盐溶液抑制剂的盐溶液化学趋避运动或趋化作用（化学趋避运动或趋化作用（chemotaxis）：）：细菌对某化学物质敏细菌对某化学物质敏感，通过运动聚集于该物质的高浓度区域或低浓度区域。感，通过运动聚集于该物质的高浓度区域或低浓度区域。细菌的趋避运动细菌的趋避运动fimbria)分分 类类普通纤毛普通纤毛(Common pili) (Common pili) 可增加细菌吸附于可增加细菌吸附于其他细胞和物体的其他细胞和物体的能力。能力。性纤毛性纤毛(Sex pili or (Sex pili or conjugal pili) conjugal pil

38、i) 很少，仅很少，仅1 14 4根，根， 是细菌传递游离基是细菌传递游离基因的器官，因的器官， 细菌结合时遗传物细菌结合时遗传物质的通道。质的通道。性毛一般见于性毛一般见于G-的雄性菌株（即供体菌）中，其功能是向雌性菌的雄性菌株（即供体菌）中，其功能是向雌性菌株（即受体菌）传递遗传物质。有的性毛还是株（即受体菌）传递遗传物质。有的性毛还是RNA噬菌体的特异噬菌体的特异性吸附受体。性吸附受体。性菌毛起接合作用性菌毛起接合作用 性菌毛：性菌毛：构造和成分与菌毛相同，但比菌毛构造和成分与菌毛相同，但比菌毛粗、粗、长，长，比鞭毛细而比鞭毛细而短短，每个性细胞只有每个性细胞只有 14 根。根。某些细菌

39、在其生长发某些细菌在其生长发育后期，在细胞内形育后期，在细胞内形成一个圆形或椭圆形成一个圆形或椭圆形、厚壁、含水量极低、厚壁、含水量极低、抗逆性极强的休眠、抗逆性极强的休眠体，称为芽孢（体，称为芽孢（endosporeendospore或或sporespore，也译作也译作“内生孢子内生孢子”）核芯核芯(core)皮层皮层(cortex)芽孢壳芽孢壳(spore coat)孢外壁孢外壁(spore coat)Sporulating cellVegetative cell产芽产芽孢菌孢菌芽孢囊：产芽孢菌的营养细胞外壳芽孢囊：产芽孢菌的营养细胞外壳芽孢芽孢孢外壁：脂蛋白，透性差孢外壁：脂蛋白，透性

40、差皮层：芽孢肽聚糖及皮层：芽孢肽聚糖及DPA-Ca，渗透压高，渗透压高芽孢壳：疏水性角蛋白，抗酶解、抗药物，芽孢壳：疏水性角蛋白，抗酶解、抗药物，多价阳离子难通过多价阳离子难通过芽孢壁：含肽聚糖，可发展成新细胞的壁芽孢壁：含肽聚糖，可发展成新细胞的壁芽胞质膜：含磷脂、蛋白质，可发展芽胞质膜：含磷脂、蛋白质，可发展成新细胞的膜成新细胞的膜芽胞质：含芽胞质：含DPA-Ca、核糖体、核糖体、RNA核酶类核酶类核核 区：含区：含DNA核芯核芯整个生物界中抗逆性最强的生命体，是否能消灭芽孢是衡量整个生物界中抗逆性最强的生命体，是否能消灭芽孢是衡量各种消毒灭菌手段的最重要的指标。各种消毒灭菌手段的最重要的

41、指标。芽孢是细菌的休眠体，在适宜的条件下可以重新转变成为营芽孢是细菌的休眠体，在适宜的条件下可以重新转变成为营养态细胞；产芽孢细菌的保藏多用其芽孢。养态细胞；产芽孢细菌的保藏多用其芽孢。产芽孢的细菌多为杆菌，也有一些球菌。芽孢的有无、形态、产芽孢的细菌多为杆菌，也有一些球菌。芽孢的有无、形态、大小和着生位置是细菌分类和鉴定中的重要指标。大小和着生位置是细菌分类和鉴定中的重要指标。芽孢与营养细胞相比化学组成存在较大差异，容易在光学显微芽孢与营养细胞相比化学组成存在较大差异，容易在光学显微镜下观察。（相差显微镜直接观察；芽孢染色）镜下观察。（相差显微镜直接观察；芽孢染色）芽胞的萌发过程芽胞的萌发过程： 活化：活化：活化处理，生长条件合适活化处理，生长条件合适 出芽：出芽：芽胞衣开始降解，芽孢透性增加，皮层开始消失，芽胞衣开始降解，芽孢透性增加，皮层开始消失， 核心膨胀，开始合成细胞壁。耐热性和折光性降核心膨胀，开始合成细胞壁。耐热性和折光性降 低低 ，DPA-Ca等可溶性物质外流，抗性降低。等可溶性物质外流，抗性降低。 生长：生长：芽孢核心开始合成新的芽孢核心开始合成新的DNADNA、RNARNA和蛋白质，肽聚糖和蛋白质，肽聚糖 分解，长出芽管，逐渐发育成新的营养细胞。营养分解，长出芽管，逐渐发育成新的营养细胞。营养 细胞的细胞膜来自至芽孢双层膜的内膜。细