原核生物形态结构和功能

1、关于原核生物的形态结构和功能第1页，共78页，2022年，5月20日，7点3分，星期四教学目的与要求： 1、掌握原核微生物细菌的形态结构，化学组成; 2、了解细菌的生物学功能以及繁殖过程，特点和菌落特征； 3、了解放线菌的形态和构造。第2页，共78页，2022年，5月20日，7点3分，星期四一、细胞的形态、构造和功能第一节 细菌1、细胞的形状和染色（1）形状：细菌的基本形状第3页，共78页，2022年，5月20日，7点3分，星期四第一节 细菌1、细胞的形状、结构和染色反应（1）形状球菌单球菌双球菌链球菌球菌分裂后的子细胞的连接方式一、细胞的形态、构造和功能Eg.尿素微球菌Eg.肺炎双球菌Eg.

2、溶血链球菌淋病奈瑟氏球菌 肺炎链球菌第4页，共78页，2022年，5月20日，7点3分，星期四八叠球菌四联球菌葡萄球菌（1）形状球菌球菌分裂后的子细胞的连接方式第5页，共78页，2022年，5月20日，7点3分，星期四梭状芽孢杆菌短杆菌长杆菌（1）形状杆菌杆菌的基本形状第6页，共78页，2022年，5月20日，7点3分，星期四枯草芽孢杆菌 铜绿假单胞菌（绿脓杆菌） 结核分枝杆菌 炭疽杆菌 破伤风杆菌 第7页，共78页，2022年，5月20日，7点3分，星期四（1）形状螺旋菌 螺旋不满一圈称为弧菌(vibrio)，满26环称为螺旋菌(spirllum)，旋转周数在6环以上的称为螺旋体(spiro

3、chaeta)。螺旋菌弧菌螺旋体第8页，共78页，2022年，5月20日，7点3分，星期四（1）形状细菌的特殊形态柄细菌 肾形菌 臂微菌 网格硫细菌 贝日阿托氏菌(丝状) 具子实体的粘细菌第9页，共78页，2022年，5月20日，7点3分，星期四（1）形状细菌的异常形态结核杆菌的异常形态结核杆菌的正常形态第10页，共78页，2022年，5月20日，7点3分，星期四（2）大小(1)测量：测微尺(2)长度单位： 微米(m) (3)表示： 球菌:直径0.5-1.0 m 杆菌:宽(0.5-1.0 m )长 螺菌:宽、长、螺距第11页，共78页，2022年，5月20日，7点3分，星期四费氏刺骨鱼菌(0.

4、08 mm x 0.6 mm)比大肠杆菌大100万倍（1985年发） 第12页，共78页，2022年，5月20日，7点3分，星期四细胞结构的光学鉴定方法：鉴别染色法 革兰氏染色法 芽孢染色法 荚膜染色法 鞭毛染色法（3）染色反应第13页，共78页，2022年，5月20日，7点3分，星期四（3）染色反应简 单 染 色 法第14页，共78页，2022年，5月20日，7点3分，星期四（3）染色反应 背景着色，菌体不着色，多用于荚膜的观察。背 景 染 色 法第15页，共78页，2022年，5月20日，7点3分，星期四（3）染色反应第16页，共78页，2022年，5月20日，7点3分，星期四（二）、细菌

5、细胞的构造细胞壁细胞质细胞膜原生质体基本结构特殊结构鞭毛芽孢糖被菌毛细胞结构细胞质纤 毛鞭 毛核糖体细胞膜细胞壁荚 膜细菌模式图第17页，共78页，2022年，5月20日，7点3分，星期四1、细菌细胞的一般构造（二）、细菌细胞的构造1、细胞壁:位于细胞最外层的一层厚实、坚韧的外被，主要成分为肽聚糖。壁厚度20-80nm(G+菌)10nm(G-菌)细胞质胞围细胞膜肽聚糖外膜第18页，共78页，2022年，5月20日，7点3分，星期四 细胞壁的功能：（1）固定细胞外形和提高机械强度（2）为细胞的生长、分裂和鞭毛运动所必需 （3）阻拦大分子有害物质（分子量大于 800）进入细胞。（4）细菌特定的抗原

6、性、致病性以及对抗生素和噬菌体的敏感性的物质基础 。 第19页，共78页，2022年，5月20日，7点3分，星期四细胞壁的结构成分第20页，共78页，2022年，5月20日，7点3分，星期四a.肽聚糖 又称粘肽(mucopeptide)、胞壁质(murein)或粘质复合物(mucocomplex)，是真细菌细胞壁中的特有成分。 1）革兰氏阳性细菌的细胞壁的结构和成分：第21页，共78页，2022年，5月20日，7点3分，星期四第22页，共78页，2022年，5月20日，7点3分，星期四b.磷壁酸 革兰氏阳性细菌细胞壁上特有的化学成分，是结合在G+细胞壁上的一种酸性多糖,主要成分为甘油磷酸或核糖

7、醇磷酸。第23页，共78页，2022年，5月20日，7点3分，星期四2）革兰氏阴性细菌的细胞壁的结构和成分：肽聚糖外膜第24页，共78页，2022年，5月20日，7点3分，星期四a.肽聚糖第25页，共78页，2022年，5月20日，7点3分，星期四b.外膜 (outer membrane)第26页，共78页，2022年，5月20日，7点3分，星期四c.周质空间（periplasmic space, periplasm） 第27页，共78页，2022年，5月20日，7点3分，星期四第28页，共78页，2022年，5月20日，7点3分，星期四革兰氏染色原理第29页，共78页，2022年，5月20日

8、，7点3分，星期四第30页，共78页，2022年，5月20日，7点3分，星期四革兰氏染色的机制（1884，丹麦，GRAM）C.Gram 丹麦医生步骤： 涂片固定； 结晶紫初染1min； 碘液媒染1min； 95%乙醇脱色0.5min； 番红复染2min。 结果: 阳性菌紫色； 阴性菌红色。第31页，共78页，2022年，5月20日，7点3分，星期四(2)细胞膜：又称细胞质膜或质膜，位于 细菌细胞壁内侧，紧包着细胞质。细胞膜第32页，共78页，2022年，5月20日，7点3分，星期四a、细胞膜的组成及结构组成：是由磷脂分子和蛋白质组成。结构：液态镶嵌模型第33页，共78页，2022年，5月20日

9、，7点3分，星期四 b、观察方法 a.质壁分离后结合鉴别性染色在光学显微镜下观察。 b.原生质体破裂； c.超薄切片电镜观察； 电镜观察到的细胞质膜，是在上下两暗色层之间夹着一浅色中间层的双层膜结构，这与细胞膜的化学组成有关。 第34页，共78页，2022年，5月20日，7点3分，星期四c、细胞膜的生理功能 选择性地控制细胞内、外的营养物质和代谢产物的运送；是维持细胞内正常渗透压的结构屏障；合成细胞壁和糖被的各种组分（肽聚糖、磷壁酸、LPS、荚膜多糖等）的重要基地； 膜上含有氧化磷酸化或光合磷酸化等能量代谢的酶系，是细胞的产能场所；是鞭毛基体的着生部位和鞭毛旋转的供能部位；第35页，共78页，

10、2022年，5月20日，7点3分，星期四(3)细胞质指被细胞膜包围的除核区以外的一切半透明胶体状、颗粒状物质总称。细胞质纤 毛鞭 毛核糖体细胞膜细胞壁荚 膜（4）.核区原核、类核或染色质区处于细胞质中部的絮状的区域。含一个染色体及质粒。附加体：附着在染色体的质粒。 功能：细菌遗传信息的物质基础。成分：贮藏物、酶类、质粒等。核糖体：直径10nm，沉降系数为70s的颗粒，由核糖核酸(RNA)和蛋白质组成。功能：蛋白质合成场所第36页，共78页，2022年，5月20日，7点3分，星期四2、细菌的特殊结构糖被 S层鞭毛菌毛性毛芽孢第一节 细菌第37页，共78页，2022年，5月20日，7点3分，星期四

11、（1）糖被：包被于某些细菌细胞壁外的一层厚度不定的胶状物质。糖被按其有无固定层次、层次厚薄又可细分为荚膜、微荚膜、粘液层和菌胶团。A 荚膜(capsule):细菌分泌的一层包绕在细胞壁外的黏液性物质。1、化学组成多糖（少数为多肽）2、形成：体内或在含大量血清或糖的培养基上3、染色：不易着色。荚膜：边界清楚，厚度大于0.2m双球菌的荚膜第38页，共78页，2022年，5月20日，7点3分，星期四肺炎球菌产气荚膜杆菌4、荚膜的功能（1）抗吞噬作用（2）黏附作用（3）抗有害物质的杀伤作用第39页，共78页，2022年，5月20日，7点3分，星期四B.微荚膜(microcapsule) ： 在细胞壁外

12、的荚膜物质厚度不到200 nm，而且与细胞结合比较紧，称为。微荚膜用光学显微镜看不到，但可用血清方法证实它的存在,很容易被胰蛋白酶消化。 C.粘液层(slime layer) 在细胞壁外的粘液状物质很疏松，没有边缘的向四周扩散，使培养基变粘，这类粘物质称。 第40页，共78页，2022年，5月20日，7点3分，星期四D.菌胶团(zoogloea) ： 荚膜互相连在一起，内含几个菌体，称为。菌胶团第41页，共78页，2022年，5月20日，7点3分，星期四（2）S层 是一层包围在原核微生物细胞壁外、由大量蛋白质或糖蛋白亚基以方块形或六角形方式排列的连续层，类似于建筑物的地砖。（3）鞭毛A 形态特

13、征鞭毛是从细胞膜内长出，穿过壁伸出体外，形成细长的丝。细菌鞭毛的电镜照片弧菌鞭毛的电镜照片第42页，共78页，2022年，5月20日，7点3分，星期四B、功能：细菌细胞运动的器官。1、是细菌的运动器官，使细菌游向营养物质，而逃离有害物质；2、有些鞭毛与细菌的致病性密切相关。3、可籍鉴定细菌及对细菌分类。C、原核微生物鞭毛的构造：（自习部分）第43页，共78页，2022年，5月20日，7点3分，星期四D、根据鞭毛的数量和部位，鞭毛菌分四类：1、单毛菌 3、丛毛菌2、双毛菌 4、周毛菌双毛菌双毛菌第44页，共78页，2022年，5月20日，7点3分，星期四功能：是细菌的粘附结构，可与宿主细胞表面受

14、体结合，是细菌感染的第一步，所以与菌毛结合的特异性决定了宿主感染的易感部位。细菌菌毛(Bacterial Pili)(4)、菌毛（菌须）形态特征 是一种长在细菌体表的纤细、中空、短直且数量较多的蛋白质类附属物，具有使菌体附着于物体表面上的功能。特点：短、细、硬、多第45页，共78页，2022年，5月20日，7点3分，星期四 性菌毛Conjugation (Sex) Pilus （5）、性菌毛(sex pilus) 仅见于少数G-菌，一般仅1-4根，比普通菌毛长而粗。有性菌毛的细菌为F+菌，否则为F-菌（Fertility 编码）。第46页，共78页，2022年，5月20日，7点3分，星期四接合

15、（conjugation） F+菌与F-菌相遇，F+菌的性菌毛与F-菌的性菌毛受体结合，F+菌体内的质粒或染色体DNA可通过中空的性菌毛进入F-菌体内，这个过程称接合。F+菌F-菌F+菌F-菌F+菌F+菌第47页，共78页，2022年，5月20日，7点3分，星期四(6)、芽孢 在一定的生长阶段，细菌胞内形成一个球形或卵形的、具有厚壁构，并处于休眠状态的物质，这种物质称为芽孢。功能：抵抗逆境类型：大小、着生部位细菌芽孢的各种类型左：端位；中：近端位；右：中央位枯草杆菌营养细胞和芽孢囊超薄切片电镜照片第48页，共78页，2022年，5月20日，7点3分，星期四芽孢结构、形成1、形成条件： 芽孢的形

16、成是由芽孢形成基因决定的，在动物体外，且一般为环境条件恶劣时形成。第49页，共78页，2022年，5月20日，7点3分，星期四（7）、伴孢晶体（parasporal crystal） 少数芽孢杆菌，例如苏云金杆菌(Bacillus thuringiensis)在其形成芽孢的同时，会在芽孢旁形成一颗菱形或双锥形的碱溶性蛋白晶体内毒素，称为伴孢晶体。 特点：不溶于水，对蛋白酶类不敏感；容易溶于碱性溶剂。伴孢晶体对200多种昆虫尤其是鳞翅目的幼虫有毒杀作用细菌杀虫剂。（生物农药）第50页，共78页，2022年，5月20日，7点3分，星期四（三）、细菌的繁殖 二分裂 1、裂殖： 不等二分裂 三分裂 复

17、分裂 2、芽殖：是指在母细胞表面先形成一个小突起，待其长大到与母细胞相仿后再相互分离并独立生活的一种繁殖方式。细菌最主要的繁殖方式是二分裂，就是在细菌细胞生长到一定阶段时，一分为二，由一个细胞变成两个子细胞。第51页，共78页，2022年，5月20日，7点3分，星期四菌落特征：大小、形状、隆起形状、边缘和表面状况、颜色、黏度、硬度、透明度等.第一节 细菌1、细胞的群体形态（菌落形态、斜面菌苔、液体培养形态）（1）菌落：微生物单细胞在平板培养基上生长繁殖，形成肉眼能看到的，具有一定形态特征的群体。二、细菌的群体形态第52页，共78页，2022年，5月20日，7点3分，星期四（2）菌苔：在斜面培养

18、基上划线接种，培养3-5天形成的培养物。菌苔特征：隆起形状、表面形状、表面光泽、质地、颜色等。第53页，共78页，2022年，5月20日，7点3分，星期四（3）液体培养：培养1-3天后，观察液体培养基表面生长状态。培养特征：混浊程度，沉淀形态，有无气泡、颜色等。反映微生物与氧气的关系第54页，共78页，2022年，5月20日，7点3分，星期四第二节 放线菌 放线菌：介于细菌与丝状真菌之间而又接近于细菌的一类多核单细胞的丝状原核生物。主要呈菌丝状生长和以孢子繁殖的陆生性较强的原核生物。细胞结构: 无细胞器,无核膜形态：无隔菌丝体细胞组分：细胞壁含磷壁酸基本特征第55页，共78页，2022年，5月

19、20日，7点3分，星期四（一）放线菌的形态结构依据分布和功能分类基内菌丝气生菌丝孢子丝0.2-0.8m1-1.4m第56页，共78页，2022年，5月20日，7点3分，星期四不同类型的孢子丝灰色链霉菌的直形孢子链玫瑰花链霉菌能登亚种的螺旋形孢子链（下）第57页，共78页，2022年，5月20日，7点3分，星期四（二）放线菌的菌落特征放大镜下可见菌落外围具辐射状菌丝。菌落相对于其它细菌来说较小；菌落质地致密，表面光平或有皱折；第58页，共78页，2022年，5月20日，7点3分，星期四A：诺尔斯氏链霉菌 B：皮疽诺卡氏菌；C：酒红指孢囊菌 D：游动放线菌；E：小单胞菌F：皱双孢马杜拉放线菌 第5

20、9页，共78页，2022年，5月20日，7点3分，星期四A：卡特利链霉菌；B：弗氏链霉菌；C：吸水链霉菌金泪亚种；D：卡那霉素链霉菌；E：除虫链霉菌；F：生磺酸链霉菌产抗生素的放线菌第60页，共78页，2022年，5月20日，7点3分，星期四（三）放线菌的繁殖方式无性繁殖凝聚分裂横隔膜分裂孢囊孢子无性孢子菌丝断裂第61页，共78页，2022年，5月20日，7点3分，星期四（三）放线菌的繁殖方式 在气生菌丝顶端膨大成孢子囊，囊中形成孢子。1、孢囊孢子链孢囊菌属第62页，共78页，2022年，5月20日，7点3分，星期四2、横隔孢子（节孢子、粉孢子）气生菌丝横隔分裂形成。第63页，共78页，202

21、2年，5月20日，7点3分，星期四3、分生孢子在气生菌丝顶端形成成串或单个孢子。第64页，共78页，2022年，5月20日，7点3分，星期四（四）放线菌代表属链霉菌属诺卡菌属小单孢菌属代表属第65页，共78页，2022年，5月20日，7点3分，星期四放线菌与人类的关系： 放线菌与人类的关系极为密切。人们到医院去看病，医生根据病人的病因，往往开些链霉素、土霉素、四环素、氯霉素、红霉素、庆大霉素等抗生素药物，这些抗生素药物都是放线菌为我们制造的。至今从微生物中发现了几千种抗生素，其中2/3是由放线菌产生的。有些放线菌还用于生产维生素和酶制剂、处理污水等。所以，虽然有几种放线菌引起人、动物、植物的疾病，如引起人的皮肤和肺部得病，但大多数放线菌却对防治人、畜和植物的病害立下了丰功伟绩。 第66页，共78页，2022年，5月20日，7点3分，星期四第三节 蓝细菌 一类含有叶绿素、具有放氧性光合作用的原核微生物，最大特点是含有光合色素与蛋白，能进行光合作用，释放氧气，自养菌。它的发展使整个地球大气从无氧状态发展到有氧状态，孕育了一切好氧生物的进化和发展；而且使得无机物转化成了有机