第二章原核微生物的形态结构功能

六界系统生物微生物植物界非细胞生物

病毒界（病毒、类病毒、朊病毒）细胞型生物原核生物界（细菌、放线菌、蓝细菌、粘细菌等）真核生物

真菌界（酵母菌、霉菌、蕈菌）

原生生物界（藻类、原生动物）动物界本文档共129页；当前第1页；编辑于星期三\11点29分肽聚糖、磷壁质生物性状原核微生物真核微生物核拟核，无核膜、核仁真正的核，有核膜、核仁DNA1条1至数条，与RNA、组蛋白核糖体70S(细胞器中)80S(细胞质中)细胞分裂二分裂有丝分裂,减数分裂有性生殖无有呼吸链细胞膜上线粒体上细胞器无线粒体、高基体、内质网等

细胞壁成分多聚糖,几丁质大小1～10μm10～100μm

原核微生物与真核微生物区别原核细胞真核细胞本文档共129页；当前第2页；编辑于星期三\11点29分原核微生物是一大类仅含一个DNA分子的原始核区而无核膜包裹的原始单细胞微生物。§细菌（bacteria）§放线菌（Actinomyces）§蓝细菌（Cyanobacteria）§其他原核微生物本文档共129页；当前第3页；编辑于星期三\11点29分第一节细菌定义：是一大类结构简单、种类繁多、主要以二分裂繁殖和水生性较强的单细胞原核微生物。本文档共129页；当前第4页；编辑于星期三\11点29分食品中常见的细菌有益菌1乳杆菌属（Lactobacillus）：干酪乳杆菌（L.casei）、嗜酸乳杆菌（L.acidophilus）、植物乳杆菌（L.plantarum）、瑞士乳杆菌（L.helveticus）、发酵乳杆菌（L.fermentum）、弯曲乳杆菌（L.curvatus）、米酒乳杆菌(L.sake)、保加利亚乳杆菌（L.bulgaricus）；2链球菌属；3片球菌属；4明串珠菌属；5双歧杆菌属；6丙酸杆菌；7醋酸杆菌属等。有害菌1假单胞菌属；2产碱杆菌属；3黄色杆菌属；4无色杆菌属；5盐杆菌属；6埃希氏杆菌属；7肠杆菌属；8沙门氏菌属；9志贺氏菌属；10变形杆菌属；11弧菌属；12微球菌属；13葡萄球菌属；14芽孢杆菌属；15梭状芽孢杆菌属等。

本文档共129页；当前第5页；编辑于星期三\11点29分一、细菌的形态与结构（一）细菌细胞的形态1.细菌的大小与重量通常用微米（um）作为测量单位。（1）测量球菌：只测量其直径。一般球菌直径在0.5~2um之间。（2）测量杆菌和螺旋菌：测量杆菌需测量其长度和宽度。杆菌一般长1~5um，宽为0.5~1um。测量螺旋菌长度时，一般只测量其弯曲形长度，而不是测量其真正的总长度。（3）细菌大小的记载常是平均值或代表性数值。本文档共129页；当前第6页；编辑于星期三\11点29分（4）细菌细胞的重量每个细胞约为1x10-9~1x10-10mg，即每g细菌约含1~10万亿个细菌个体。本文档共129页；当前第7页；编辑于星期三\11点29分最大和最小的细菌迄今为止所知的个体最大的细菌，则是德国科学家H.N.Schulz等最近在纳米比亚海岸的海底沉积物中发现的一种硫磺细菌（sulfurbacterium），其大小一般在0.1~0.3mm，有些甚至可达到0.75mm，能够清楚地用肉眼看到。芬兰科学家EOKajander发现了一种能引起尿结石的纳米细菌nanobacteria），其细胞直径最小仅为50nm，甚至比最大的病毒更小一些。这种细菌分裂缓慢，三天才分裂一次，是目前所知最小的具有细胞壁的细菌。纳米细菌的发现引起科学界就独立生命个体到底有多小的讨论，因为人们一般认为维持一个独立细胞生活的生物大分子所需的基本空间140nm，低于250nm，就没有足够的空间进行生命复制。

本文档共129页；当前第8页；编辑于星期三\11点29分显微镜测微尺显微照相后根据放大倍数进行测算（5）细胞大小的测量方法本文档共129页；当前第9页；编辑于星期三\11点29分菌名直径或宽x长（umxum）菌名直径或宽x长（umxum）乳链球菌0.5－1.0嗜酸乳细菌0.6－0.9x1.5－6酿脓链球菌0.6－1.0枯草芽孢杆菌0.8－1.2x1.2－3金黄色葡萄球菌0.8－1.0炭疽芽孢杆菌1－1.5x4－8最大八叠球菌4－4.5土拉巴斯德氏菌0.2x0.3－0.7旋动泡硫菌7－8德氏乳杆菌0.4－0.7x2.8－7大肠杆菌0.5x1－3霍乱弧菌0.3－0.6x1－3普通变形杆菌0.5－1x1－3迂回螺菌1.5－2x10－20伤寒沙门氏菌0.6－0.7x2－3细菌细胞的大小本文档共129页；当前第10页；编辑于星期三\11点29分2.细菌细胞的形态与排列方式基本形态球状（球菌）杆状（杆菌）螺旋状（螺菌、弧菌）除上述基本形态外，还有罕见的其他形态，如犁状、叶球状、盘碟状、方形、星形及三角形等。本文档共129页；当前第11页；编辑于星期三\11点29分细菌特殊形态本文档共129页；当前第12页；编辑于星期三\11点29分螺旋菌杆菌球菌自然界中哪种最多？最多其次最少本文档共129页；当前第13页；编辑于星期三\11点29分（1）球菌细胞个体呈球形或椭圆形，不同种的球菌在细胞分裂时会形成不同的空间排列方式，常被作为分类依据。单球菌双球菌链球菌四联球菌八叠球菌葡萄球菌本文档共129页；当前第14页；编辑于星期三\11点29分

葡萄球菌八叠球菌四联球菌链球菌单球菌球菌形态本文档共129页；当前第15页；编辑于星期三\11点29分单球菌(singlecoccus)

分裂后的细胞分散而单独存在的球菌。如尿素小球菌本文档共129页；当前第16页；编辑于星期三\11点29分双球菌(doublecoccus)

由一个平面分裂，分裂后两个菌体成对排列的称为双球菌。如肺炎双球菌。diplococci

streptococci

本文档共129页；当前第17页；编辑于星期三\11点29分链球菌（Streptococcus)

由一个平面分裂，分裂后的菌体呈链状排列的称为链球菌。如乳链球菌。

本文档共129页；当前第18页；编辑于星期三\11点29分四联球菌(Micrococcuslactis)

由两个互相垂直的平面分裂，分裂后每四个菌体呈田形的称为四联球菌。如四联小球菌。

tetracocci

本文档共129页；当前第19页；编辑于星期三\11点29分八叠球菌(Sarcinaureae)由3个互相垂直的平面分裂，分裂后每8个菌体呈立方形排列的称为八叠球菌。如乳酪八叠球菌。本文档共129页；当前第20页；编辑于星期三\11点29分葡萄球菌(Staphylococcus)

分裂面不规则，分裂后许多菌体无规则地堆积在一起，呈葡萄串状的称为葡萄球菌。如金黄色葡萄球菌。本文档共129页；当前第21页；编辑于星期三\11点29分（2）杆菌

长杆菌（1）杆菌的长短不同短杆菌球杆菌等

棒状杆菌（2）菌体某个部位是否膨大梭状杆菌无芽孢杆菌（3）芽孢有无芽孢杆菌

本文档共129页；当前第22页；编辑于星期三\11点29分

细胞呈杆状或圆柱形，一般其粗细（直径）比较稳定，而长度则常因培养时间、培养条件不同而有较大变化。本文档共129页；当前第23页；编辑于星期三\11点29分杆菌的形态大小不一、长短不同炭疽芽胞杆菌3-10μm大中大肠埃希菌2-3μm小布鲁菌0.6-1.5μm本文档共129页；当前第24页；编辑于星期三\11点29分杆菌的形态两端齐平炭疽芽胞杆菌两端尖细白喉棒状杆菌形态各异本文档共129页；当前第25页；编辑于星期三\11点29分杆菌的形态形态多样分枝杆菌双歧杆菌本文档共129页；当前第26页；编辑于星期三\11点29分一端膨大北京棒状杆菌中间膨大丙酮丁醇梭菌杆菌的形态形态多样本文档共129页；当前第27页；编辑于星期三\11点29分枯草芽孢杆菌地衣芽孢杆菌杆菌的形态芽孢杆菌本文档共129页；当前第28页；编辑于星期三\11点29分

(3)螺菌或弧菌

菌体为螺旋状的细菌。

弧菌（Vibrio）：螺旋不到一周的为弧菌，其菌体呈弧形或逗号状，如霍乱弧菌。螺菌（Spirillum）：螺旋1周或多周，外形坚挺的称螺菌。弧菌和螺菌除弯曲程度不同以外,弧菌往往偏端生或丛生鞭毛,而螺菌往往两端有鞭毛。本文档共129页；当前第29页；编辑于星期三\11点29分细菌的形态明显地受环境条件的影响，如培养温度、培养时间、培养基中物质的组成等发生改变，均可能引起细菌形态的改变。一般来说处于幼龄及生长条件适宜时，细菌形态正常、整齐、表现其特定的形态。在较老的培养基中或不正常的培养条件下，如有药物、抗菌素存在时，细菌细胞常出现不正常形态。(如图2-3、2-4）本文档共129页；当前第30页；编辑于星期三\11点29分二、细菌细胞的结构一般结构：一般细菌都有的构造特殊结构：部分细菌具有的或一般细菌在特殊环境下才有的本文档共129页；当前第31页；编辑于星期三\11点29分1、细菌细胞的一般构造(1)细胞壁（cellwall)细胞壁细胞最外一层坚韧并富有弹性的外被，主要成分为肽聚糖，它赋予细菌细胞以强度和形状，起着保护细胞和维持细胞外形的作用。约占细胞干重的10－25%。①维持细胞外形；②保护细胞具一定的渗透压；③为鞭毛运动提供可靠支点；④有许多具有通透性的微孔；⑤化学组成与细菌的抗原性、致病性以及对噬菌体的敏感性有关。功能本文档共129页；当前第32页；编辑于星期三\11点29分不同细菌细胞壁的化学组成和结构不同，通过革兰氏染色法可将所有的细菌分为革兰氏阳性细菌（G+）和革兰氏阴性细菌（G-）。

革兰氏染色丹麦人C.Gram（革兰）于1884年发明的一种鉴别不同类型细菌的一套染色方法。本文档共129页；当前第33页；编辑于星期三\11点29分甲菌乙菌结晶紫初染碘液媒染95%酒精脱色番红复染紫色红色革兰氏染色流程阳性菌阴性菌那么，为什么会出现“阳紫阴红”的现象？本文档共129页；当前第34页；编辑于星期三\11点29分革兰氏阳性G+（左）和革兰氏阴性G-（右）细菌细胞壁构造的比较本文档共129页；当前第35页；编辑于星期三\11点29分G+的细胞壁成分本文档共129页；当前第36页；编辑于星期三\11点29分

磷壁酸：结合在细胞壁上的一种酸性多糖。

主要成分：甘油磷酸或核糖醇磷酸。肽尾：

L-Ala,D-Glu,L-Lys,D-Ala肽桥：甘氨酸5肽聚糖：N-乙酰胞壁酸，N-乙酰葡糖胺肽聚糖肽分类壁磷壁酸：与肽聚糖分子共价结合膜磷壁酸：跨越肽聚糖层与细胞膜交联G+的细胞壁成分本文档共129页；当前第37页；编辑于星期三\11点29分G+肽聚糖结构G+菌细胞壁化学组成以肽聚糖(peptidoglycan)为主。这是原核微生物所特有的成份，占细胞壁物质总量的40-90%。氨基端羧基端本文档共129页；当前第38页；编辑于星期三\11点29分青霉素作用点溶菌酶作用点N-乙酰葡糖胺N-乙酰胞壁酸肽聚糖结构本文档共129页；当前第39页；编辑于星期三\11点29分磷壁酸又名垣酸，是大多数G+菌所特有的成分，约占细胞壁成分的10%。

壁磷壁酸膜磷壁酸本文档共129页；当前第40页；编辑于星期三\11点29分磷壁酸结构本文档共129页；当前第41页；编辑于星期三\11点29分因带负电荷，故可与环境中的Mg2+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成酶维持高活性的需要保证革兰氏阳性致病菌与其宿主间的粘连赋于革兰氏阳性细菌以特异的表面抗原提供某些噬菌体以特异的吸附受体贮藏磷原素调节细胞内自溶素的活力防止细胞死亡磷壁酸的功能本文档共129页；当前第42页；编辑于星期三\11点29分G-的细胞壁成分G-细胞壁的组成和结构比G+更复杂。主要成份为：脂多糖、磷脂、脂蛋白、肽聚糖。本文档共129页；当前第43页；编辑于星期三\11点29分G-的肽聚糖，仅占细胞壁干重的5-10%。其与G+相同，但短肽尾中的３号位上L-Lys被二氨基庚二酸（DAP）取代本文档共129页；当前第44页；编辑于星期三\11点29分G－肽聚糖结构本文档共129页；当前第45页；编辑于星期三\11点29分外壁层是G-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、磷脂和若干种外蛋白。本文档共129页；当前第46页；编辑于星期三\11点29分各种革兰氏阴性细菌的类脂A的结构成分极其相似，无种属特异性；核心多糖一边通过2－酮－3脱氧辛糖酸

（KDO）残基连接在类脂A上，另一边通过葡萄糖残基与O－特异侧链相连，同一属细菌的核心多糖相同，故有属特异性；O－特异侧链位于最外层，糖的种类，顺序和空间构型是菌株特异的，这就形成了O－抗原特异性的结构基础。本文档共129页；当前第47页；编辑于星期三\11点29分脂多糖功能是革兰氏阴性细菌致病物质——内毒素的物质基础；与磷壁酸相似，也有吸附Mg2+、Ca2+等阳离子以提高这些离子在细胞表面的浓度的作用；由于LPS结构的变化，决定了革兰氏阴性细胞表面抗原决定簇的多样性；是许多噬菌体在细胞表面的吸附受体；具有控制某些物质进出细胞的部分选择性屏障功能；本文档共129页；当前第48页；编辑于星期三\11点29分G+和G-细胞壁比较G+G-本文档共129页；当前第49页；编辑于星期三\11点29分特征革兰氏阳性菌革兰氏阴性菌强度较坚韧较疏松厚度厚，20～80nm薄，5～10nm肽聚糖层数多，可达50层少，1～3层肽聚糖含量多，可占胞壁干重50～80%少，占胞壁干重10～20%磷壁酸+-外膜-+结构三维空间（立体结构）二维空间（平面结构）细菌的革兰氏染色机制本文档共129页；当前第50页；编辑于星期三\11点29分细菌的革兰氏染色机制从表中可以看到，G-菌的细胞壁中，肽聚糖含量较少，所以网孔较大；另外还含有脂多糖，脂类物质含量也比G+菌高得多，所以在革兰氏染色过程中，由于脂溶剂乙醇的处理溶解了脂类物质，结果使G-菌的细胞壁增加了通透性，网孔进一步增大，结晶紫-碘复合物易被乙醇抽提出，于是G-菌细胞被脱色。G+菌由于细胞壁肽聚糖含量高，网孔小，不含脂多糖，而且脂类物质含量很低，所以在乙醇处理中，由于脱水引起细胞壁肽聚糖层中的孔径变小，通透性降低，使结晶紫-碘复合物被保留在细胞内，即细胞不被脱色。本文档共129页；当前第51页；编辑于星期三\11点29分G+

细菌与G-细菌细胞壁的比较本文档共129页；当前第52页；编辑于星期三\11点29分古生菌细胞壁大多为嗜极菌除热原菌属没有细胞壁以外，其余都具有与真细菌功能相似的细胞壁细胞壁中含有假肽聚糖、糖蛋白或蛋白质本文档共129页；当前第53页；编辑于星期三\11点29分β-1,3糖苷键不被溶菌酶水解N-乙酰葡糖胺和N-乙酰氨基塔罗糖醛酸交替连接而成。N-乙酰氨基塔罗糖醛酸的肽尾由L-glu、L-ala和L-lys三个L型氨基酸组成，肽桥则由L-glu一个氨基酸组成。古生菌假肽聚糖本文档共129页；当前第54页；编辑于星期三\11点29分细胞壁缺陷细菌缺壁突变—L型细菌

实验室或宿主体内形成基本去尽—原生质体（G+）缺壁人工去壁细菌部分去除—球状体（G-）在自然界长期进化中形成—枝原体本文档共129页；当前第55页；编辑于星期三\11点29分L型细菌（L-formofbacteria）因英国李斯德（Lister）预防研究所首先发现而得名。1935年，念珠状链杆菌Streptobacillusmoniliformis细菌在某些环境条件下（实验室或宿主体内）通过自发突变而形成的遗传性稳定的细胞壁缺陷变异型。大肠杆菌、变形杆菌、葡萄球菌、链球菌、分枝杆菌和霍乱弧菌等20多种细菌中均有发现，被认为可能与针对细胞壁的抗菌治疗有关。特点没有完整而坚韧的细胞壁，细胞呈多形态；有些能通过细菌滤器，故又称“滤过型细菌”；对渗透敏感，在固体培养基上形成“油煎蛋”似的小菌落（直径在0.1mm左右）；本文档共129页；当前第56页；编辑于星期三\11点29分细菌L型生长缓慢，营养要求高，对渗透压敏感，普通营养基上不能生长，培养时必须用高渗的含血清的培养基。细菌L型在高渗的含血清的培养基上生长后形成三种类型的菌落。丝状菌落颗粒型菌落

油煎蛋样菌落典型L型菌落细菌L型的培养特性和菌落形态本文档共129页；当前第57页；编辑于星期三\11点29分原生质体（protoplast）在人为条件下，用溶菌酶处理或在含青霉素的培养基中培养而抑制新生细胞壁合成而形成的仅由一层细胞膜包裹的，圆球形、对渗透压变化敏感的细胞，一般由革兰氏阳性细菌形成。特点对环境条件变化敏感，低渗透压、振荡、离心甚至通气等都易引起其破裂；有的原生质体具有鞭毛，但不能运动，也不被相应噬菌体所感染；在适宜条件（如高渗培养基）可生长繁殖、形成菌落，形成芽孢。及恢复成有细胞壁的正常结构。比正常有细胞壁的细菌更易导入外源遗传物质，是研究遗传规律和进行原生质体育种的良好实验材料。本文档共129页；当前第58页；编辑于星期三\11点29分球状体(sphaeroplast)采用上述同样方法，针对革兰氏阴性细菌处理后而获得的残留部分细胞壁（外壁层）的球形体。与原生质体相比，它对外界环境具有一定的抗性，可在普通培养基上生长。本文档共129页；当前第59页；编辑于星期三\11点29分（2）细胞质膜细胞质膜概念

细胞质膜（cytoplasmicmembrane），又称质膜（plasmamembrane）、细胞膜（cellmembrane）或内膜（innermembrane），是紧贴在细胞壁内侧、包围着细胞质的一层柔软、脆弱、富有弹性的半透性薄膜，厚约7~8nm，由磷脂（占20%~30%）和蛋白质（占50%~70%）组成。本文档共129页；当前第60页；编辑于星期三\11点29分细胞膜的化学组成与结构模型：磷脂亲水的极性端疏水的非极性端本文档共129页；当前第61页；编辑于星期三\11点29分液态镶嵌模型(fluidmosaicmodel)①膜的主体是脂质双分子层；②脂质双分子层具有流动性；③整合蛋白因其表面呈疏水性，故可“溶”于脂质双分子层的疏水性内层中；④周边蛋白表面含有亲水基团，故可通过静电引力与脂质双分子层表面的极性头相连；⑤脂质分子间或脂质与蛋白质分子间无共价结合；⑥脂质双分子层犹如一“海洋”，周边蛋白可在其上作“漂浮”运动，而整合蛋白则似“冰山”状沉浸在其中作横向移动。1972年，辛格（J.S.Singer）和尼科尔森（G.L.Nicolson）提出本文档共129页；当前第62页；编辑于星期三\11点29分细胞膜的生理功能①选择性地控制细胞内、外的营养物质和代谢产物的运送；②是维持细胞内正常渗透压的屏障；③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；④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；⑤是鞭毛基体的着生部位和鞭毛旋转的供能部位；本文档共129页；当前第63页；编辑于星期三\11点29分（3）内膜系统细胞质膜内凹延伸或折叠成为多样的内膜系统，如间体、载色体和羧酶体以提供功能所需要的更大的表面积。本文档共129页；当前第64页；编辑于星期三\11点29分（4）细胞质及其内含物概念细胞质（cytoplasm）是细胞质膜包围的除核区外的一切半透明、胶状、颗粒状物质的总称。含水量约80%。细胞质的主要成分为核糖体、贮藏物、多种酶类和中间代谢物、质粒、各种营养物和大分子的单体等，少数细菌还有类囊体、羧酶体、气泡或伴孢晶体等。本文档共129页；当前第65页；编辑于星期三\11点29分核糖体是细胞质中的一种核糖核蛋白的颗粒状物质，由核糖核酸(60%)和蛋白质(40%)组成，常以游离状态或多聚核糖状态分布于细胞质中。其沉降系数均为70S。它是蛋白质的合成场所。链霉素等抗生素通过作用于细菌核糖体的30S亚基而抑制细菌蛋白质的合成，而对人的80S核糖体不起作用，故可用链霉素治疗细菌引起的疾病，而对人体无害。A：核糖体(ribosomes)本文档共129页；当前第66页；编辑于星期三\11点29分B：贮藏性颗粒(reservematerials)1.聚-β-羟丁酸(poly-β-hydroxybutyrate,PHB)巨大芽孢杆菌（Bacillusmegaterium）在含乙酸或丁酸的培养基中生长时，细胞内贮藏的PHB可达其干重的60%。类脂性质的碳源类贮藏物概念：贮藏性颗粒是一类由不同化学成分累积而成的不溶性沉淀颗粒，它们在营养物质过剩时积累，在营养物质贫乏时动用。本文档共129页；当前第67页；编辑于星期三\11点29分2.多糖类贮藏物在真细菌中以糖原粒为多；糖原粒较小，不染色需用电镜观察，用碘液染成褐色，可在光学显微镜下看到。糖原粒淀粉粒有的细菌积累淀粉粒，用碘液染成深蓝色。碳源和能源的贮藏物本文档共129页；当前第68页；编辑于星期三\11点29分3.异染粒(metachromaticgranules)这是一种多聚磷酸盐颗粒，颗粒大小为0.5～1.0μm，是一种磷酸盐贮藏物，是与脂类和蛋白质相结合的多聚偏磷酸盐，一般在含磷丰富的环境下形成。功能是贮藏磷元素和能量。异染粒又称迂回体，最先在迂回螺菌(Spirillum

volutans)中发现并可用美蓝或甲苯胺蓝染成红色。上述三种聚合物还具有降低细胞内渗透压的作用。本文档共129页；当前第69页；编辑于星期三\11点29分OHPOHnHOOn=2~106异染粒（metachromaticgranule）本文档共129页；当前第70页；编辑于星期三\11点29分硫颗粒（sulfurglobules）很多真细菌在进行产能代谢或生物合成时，常涉及对还原性的硫化物如H2S、硫代硫酸盐等的氧化。在环境中还原性硫素丰富时，常在细胞内以折光性很强的硫粒的形式积累硫元素。当环境中环境中还原性硫缺乏时，可被细菌重新利用。本文档共129页；当前第71页；编辑于星期三\11点29分气泡（gasvocuoles）

许多光合营养型、无鞭毛运动的水生细菌中存在的充满气体的泡囊状内含物，大小为0.2～1.0μm×75nm，内由数排柱形小空泡组成，外有2nm厚的蛋白质膜包裹。功能：调节细胞比重以使细胞漂浮在最适水层中获取光能、O2和营养物质本文档共129页；当前第72页；编辑于星期三\11点29分（5）核区与质粒细菌没有真正的细胞核，只是在菌体中央有一个极大部分遗传物质（DNA）所在的核区。核区很原始，没有核膜和核仁，由一个环状DNA分子高度缠绕而成，其中还有RNA和支架蛋白。细菌无典型的染色体结构，但通常都称核区中的DNA为染色体DNA，其功能与细胞核相当。本文档共129页；当前第73页；编辑于星期三\11点29分细菌染色体DNA细菌核区的DNA通常称为细菌染色体DNA。它是由一个很长的闭合环状双链。只有反复折叠形成高度缠绕的致密结构——超螺旋，才能处在于长度仅有DNA几百万分之一的菌体中。如大肠杆菌染色体DNA是由约4700kb碱基对组成，长越1mm，但其菌体长度仅2~3um。本文档共129页；当前第74页；编辑于星期三\11点29分细菌染色体的组织结构将大肠杆菌染色体分离出来在电镜下观察发现，大肠杆菌染色体由50~100个结构域或环组成。每个环的大小为50~100kb。这些结构域的环的末端都固定在蛋白质-膜的核心或支架上，而此核心或支架又与内膜系统中的间体相连，这种支架结构可起着阻止DNA旋转的屏障作用，以确保结构域在拓扑学上的相互独立。此外，还在DNA复制后，两个DNA分子的分离中起作用。本文档共129页；当前第75页；编辑于星期三\11点29分细菌染色体DNA结合蛋白细菌染色体DNA也与一些碱性蛋白相结合，但不是真正的组蛋白。其中最多的一种叫Hu蛋白，其结合方式是DNA结合在Hu蛋白周围。还有一种叫H-NS的单体蛋白，它可能与DNA中本来就弯曲的区域相结合。由于这些蛋白不是真正的组蛋白，因而称他们为类组蛋白。类组蛋白与细菌染色体DNA的这种结合方式使DNA得以超螺旋，具有稳定和约束细菌染色体DNA，在进一步形成细菌染色体的组织结构中起着非常重要的作用。DNA结合蛋白适应DNA复制、转录、转译以及在调节过程中起作用。本文档共129页；当前第76页；编辑于星期三\11点29分质粒概念：除染色体DNA外，很多细菌还含有一种自主复制的染色体外遗传成分，并随着细胞的分裂传给下一代。质粒多种多样。细菌的质粒通常都是共价闭合的环状的超螺旋小型双链DNA。本文档共129页；当前第77页；编辑于星期三\11点29分携带决定细菌某些遗传性的基因，如R因子与抗药性有关、F因子与有性接合有关。还与抗生素，色素合成有关。有的质粒还能以附加体的形式整合到染色体中，在染色体的控制下与染色体一起复制。有的质粒具有介导细菌之间基因交换与遗传重组的重要功能。质粒功能很多质粒能在细胞之间传递。多数质粒会自行或经某种理化因子处理而消失，这一过程称为质粒消除或自愈。本文档共129页；当前第78页；编辑于星期三\11点29分2、细菌细胞的特殊构造鞭毛(flagellum,复flagella)概念：一端连接细胞膜，一端游离的、细长的波形纤丝状物，是细菌的运动器官。

偏端单生鞭毛：一端生，仅一根偏端丛生鞭毛：一端生，一束周生鞭毛：周围长满鞭毛两端丛生鞭毛：两端生，一端一束本文档共129页；当前第79页；编辑于星期三\11点29分本文档共129页；当前第80页；编辑于星期三\11点29分观察和判断细菌鞭毛的方法电子显微镜直接观察鞭毛长度：15～20μm；直径：0.01～0.02μm光学显微镜下观察：鞭毛染色和暗视野显微镜根据培养特征判断：半固体穿刺、菌落（菌苔）形态本文档共129页；当前第81页；编辑于星期三\11点29分为延伸在细胞壁之外的纤丝状部分，呈波形，由数条鞭毛蛋白亚基经螺旋状排列的一个中空圆柱体，鞭毛丝抗原称为H抗原。鞭毛沟是近细胞表面连接鞭毛丝与基体的部分，较短，弯曲。直径较鞭毛丝大（17nm），它是由与鞭毛蛋白不同的单一蛋白质组成。同心环系的构成在G+和G-是不同的。G-环系分别位于细胞壁的脂多糖层和肽聚糖层的L环和P环及分别位于细胞膜表面和细胞膜内的S环和M环两对环组成。S-M环周围为一对驱动该环快速旋转的Mat蛋白。S-M环基部还有一个起着健钮作用的Fi蛋白，它根据发自细胞的信号决定鞭毛正转或逆转。而在G+只有S-M环系。鞭毛基部埋在细胞壁与细胞膜中的部分称基体，由10~13种不同的蛋白质亚基组成。基体由一个同心圆与穿过这个环系中央的小杆组成。本文档共129页；当前第82页；编辑于星期三\11点29分鞭毛的运动鞭毛具有推动细菌运动的功能。一般认为，细菌鞭毛主要是通过旋转来推动细菌运动的，它犹如轮船的螺旋桨。鞭毛基部的基体可视作“马达”，它以细胞膜的质子动势作为能量，在有关蛋白的共同作用下推动鞭毛旋转而使菌体运动。细菌的运动速度非常快，一般可达20~80um/s。本文档共129页；当前第83页；编辑于星期三\11点29分

菌毛是长在细菌体表的一种纤细、中空、短直，数量较多的蛋白质附属物。起源于质膜内侧（同鞭毛），很多Ｇ-菌及少数Ｇ+菌都有菌毛。菌毛由菌毛蛋白亚基螺旋排列而成，它不参与运动，所以运动细菌和不运动细菌都可以有菌毛。菌毛（fimbria）本文档共129页；当前第84页；编辑于星期三\11点29分菌毛的功能促进细菌的黏附。某些致病菌其菌毛可以黏附于宿主的肠上皮细胞和泌尿生殖道而定植致病。而无菌毛的细菌一般不会引起感染。致病菌一旦失去菌毛，其致病性也随之消失。菌毛也可使细菌黏附在有机物表面，在某些传染病传播上起一定作用。促使某些细菌缠集在一起而在液体表面形成菌膜，以获取充分的氧气。是许多革兰氏阴性细菌的抗原—菌毛抗原。菌毛鞭毛本文档共129页；当前第85页；编辑于星期三\11点29分构造和成分与菌毛相同，但比菌毛长和宽。数量仅一至少数几根。性毛一般见于革兰氏阴性细菌的雄性菌株中。其功能是向雌性菌株（受体菌）传递遗传物质。性丝（sexpilus复数pili）本文档共129页；当前第86页；编辑于星期三\11点29分糖被（glycocalyx）概念：某些细菌细胞壁表面分泌的一个厚度不定的富含水分的多糖胶状物质。糖被按其有无固定层次、层次厚薄又可细分为荚膜（capsule或macrocapsule，大荚膜）、微荚膜(microcapsule)、粘液层(slimelayer)和菌胶团(zoogloea)。荚膜：较厚（约200nm），有明显的外缘和一定的形状，较紧密结合于细胞壁表面。微荚膜：较薄（小于200nm），不能用光学显微镜观察到。粘液层：量大而且与细胞表面的结合比较松散，比较容易变形，所以常扩散到培养基中，在液体培养基中会使培养基的粘度增加。菌胶团：有的细菌分泌的粘液能将许多菌体粘合在一起形成分支状的大型粘胶物。它是细菌菌体的共同糖被。本文档共129页；当前第87页；编辑于星期三\11点29分荚膜粘液层菌胶团本文档共129页；当前第88页；编辑于星期三\11点29分多肽-多糖-磷酸复合物本文档共129页；当前第89页；编辑于星期三\11点29分糖被成分多糖纯多糖杂多糖多肽和多糖葡聚糖纤维素果聚糖多肽海藻酸透明质酸聚-D-谷氨酸……本文档共129页；当前第90页；编辑于星期三\11点29分糖被功能保护作用保护菌体，抵抗干燥，免受杀菌物质伤害，防吞噬。贮藏作用贮藏营养物质，作为营养吸收一些阳离子与细菌的致病力，抗原性有关。肺炎球菌有荚膜能致病，无荚膜不能致病。堆积细胞排出的废物。信息识别作用。

肺炎链球菌本文档共129页；当前第91页；编辑于星期三\11点29分鉴定菌种提取葡聚糖—“代血浆”胞外多糖：黄原胶用于石油开采菌胶团用于处理污水细菌糖被应用本文档共129页；当前第92页；编辑于星期三\11点29分芽孢——特殊的休眠构造概念：某些细菌在其生长发育后期，在细胞内形成一个圆形或椭圆形、厚壁、含水量极低、抗逆性极强的休眠体，称为芽孢（endospore或spore，偶译“内生孢子”）。每个细菌细胞一般只产生一个芽孢，芽孢没有繁殖能力，是细菌的休眠体。芽孢的形状、大小、位置是鉴定细菌时的重要依据。

本文档共129页；当前第93页；编辑于星期三\11点29分芽孢结构胞外壁：蛋白质、脂类和糖类，透性差，阻止内外物质渗透。芽孢衣：蛋白质，主要是角蛋白，其中半胱氨酸与疏水氨基酸含量很高，非常致密，通透性差，能够抵抗酶和化学物质的透入。皮层：芽孢肽聚糖，此种肽聚糖有丙氨酸亚单位、四肽亚单位、胞壁酸内脂亚单位重复组成。此外还含有芽孢特有的化学物质——吡啶二羧酸以及大量的Ca2+,两者结合合成吡啶二羧酸钙，赋予芽孢异常的抗热性，耐高渗透压。芽孢壁：含肽聚糖，可发展为新细胞壁芽孢膜：含磷脂、蛋白质，可发展为细胞膜芽孢质:DPA-Ca、核糖体、DNA、酶类，可发展为新的细胞质核区：含DNA，遗传信息的载体。核心本文档共129页；当前第94页；编辑于星期三\11点29分孢外壁芽孢衣

皮层

芽孢质芽孢核区芽孢膜芽孢壁核心细菌芽孢构造的模式图本文档共129页；当前第95页；编辑于星期三\11点29分成熟芽孢的电镜照片含有吡啶－2，6二羧酸钙（DPA-Ca）含有芽孢特有的芽孢肽聚糖芽孢平均含水40％，皮层含水占70％芽孢中酶的分子量较营养细胞小芽孢耐热机制是由芽孢化学组成的特点决定的本文档共129页；当前第96页；编辑于星期三\11点29分芽孢的耐热机制——渗透调节皮层膨胀学说芽孢与母细胞相比不论化学组成、细微结构、生理功能等方面都完全不同芽孢衣对多价阳离子和水分的透性很差皮层的离子强度很高，产生极高的渗透压夺取芽孢核心的水分，结果造成皮层的充分膨胀。核心部分的细胞质却变得高度失水，因此，具极强的耐热性。此外，芽孢中的一些酶与一些物质结合后，也赋予芽孢具有抗热性。本文档共129页；当前第97页；编辑于星期三\11点29分芽孢的抗化学药物能力由芽孢衣的不通透性与其原生质的高度脱水状态所致。芽孢的抗辐射能力与芽孢衣中富含二硫键的氨基酸（如半胱氨酸）有关。芽孢

菌体（营养细胞）本文档共129页；当前第98页；编辑于星期三\11点29分芽孢的实践意义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。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。许多芽孢细菌是强致病菌。如炭疽芽孢杆菌、肉毒梭菌和破伤风梭菌等。有些产芽孢细菌可伴随产生有用的产物，如抗生素短杆菌肽、杆菌肽等。本文档共129页；当前第99页；编辑于星期三\11点29分芽孢的形成过程轴丝形成隔膜形成前芽孢形成皮层形成芽孢衣形成芽孢释放芽孢成熟本文档共129页；当前第100页；编辑于星期三\11点29分伴孢晶体（parasporalcrystal）少数芽孢杆菌，例如苏云金芽孢杆菌(Bacillusthuringiensis)在其形成芽孢的同时，会在芽孢旁形成一颗菱形的碱溶性蛋白晶体，称为伴孢晶体。伴孢晶体对200多种昆虫尤其是鳞翅目的幼虫有毒杀作用，因而可将这类产伴孢晶体的细菌制成有利于环境保护的生物农药——细菌杀虫剂。特点：不溶于水，对蛋白酶类不敏感；容易溶于碱性溶剂。本文档共129页；当前第101页；编辑于星期三\11点29分伴孢晶体杀虫机理

伴孢晶体鳞翅目幼虫口服伴孢晶体在肠道迅速溶解（中肠pH为9.0-10.5）吸附于上皮细胞，引起渗透性丧失，肠道穿孔肠道中的碱性溶液进入血液，后者pH升高，昆虫全身麻痹而死亡本文档共129页；当前第102页；编辑于星期三\11点29分细菌主要是通过无性繁殖产生后代。其繁殖方式是二分裂，简称裂殖。细菌的繁殖过程分为三个连续步骤：①核的分裂和隔膜的形成；②横隔壁形成；③子细胞分裂。另外有的细菌还存在：三分裂和复分裂。二、细菌的裂殖本文档共129页；当前第103页；编辑于星期三\11点29分本文档共129页；当前第104页；编辑于星期三\11点29分三、细菌的菌落

菌落：当在固体培养基上生长、繁殖时，产生的大量细胞便以此母细胞为中心而聚集在一起，形成一个肉眼可见的、具有一定形态结构的子细胞群。

菌苔：当一个固体培养基表面有许多菌落连成一片。本文档共129页；当前第105页；编辑于星期三\11点29分菌落的特性

共同特征：湿润，粘稠、易被针挑起（菌体和基质结合不紧密）、质地均匀及菌落各部位的颜色一致等。特有特征：没有鞭毛、不能运动的细菌，特别是球菌，常形成较小、较厚、边缘整齐的菌落。有鞭毛的细菌菌落则较大而扁平，边缘波状、锯齿状等。有荚膜的细菌菌落较大并且表面光滑，无荚膜的则表面粗糙。具芽孢的细菌菌落表面常有皱褶并且很不透明。某一细菌在一定条件下形成的菌落具有自己的特征，并有一定的稳定性，故菌落的形态可作为菌种鉴定和判断纯度的重要依据。但菌落也受到环境的影响而发生变化，故在菌种鉴定时要注意检测条件的一致。本文档共129页；当前第106页；编辑于星期三\11点29分细菌在液体培养基培养特征沉淀生长混浊生长表面生长本文档共129页；当前第107页；编辑于星期三\11点29分（一）概念：放线菌是一类介于细菌和真菌之间的单细胞原核生物。具有菌丝、以孢子进行繁殖、大部分放线菌革兰氏染色阳性，属于真细菌范畴。由于菌落中的菌丝常从一个中心向四周辐射状生长而得名。在形态上具有分枝状菌丝、菌落形态与霉菌相似，以孢子进行繁殖。“介于细菌与丝状真菌之间又接近细菌的一类丝状原核生物”近代生物学技术放线菌实际上是属于细菌范畴内的原核微生物，只不过其细胞形态为分枝状菌丝。第二节放线菌（Actinomyces）本文档共129页；当前第108页；编辑于星期三\11点29分（二）形态与结构单细胞，大多由分枝发达的菌丝组成；菌丝直径与杆菌类似，约1mm；细胞壁组成与细菌类似，革兰氏染色阳性（少数阴性）；细胞的结构与细菌基本相同，菌丝按形态和功能可分为营养、气生和孢子丝三种。本文档共129页；当前第109页；编辑于星期三\11点29分气生菌丝孢子丝分生孢子基内菌丝固体基质放线菌的形态结构（模式图）本文档共129页；当前第110页；编辑于星期三\11点29分1、营养菌丝匍匐生长于培养基内，吸收营养，也称基内菌丝。一般无隔膜，mm，长度差别很大，有的可产生色素，使培养基着色。功能：吸收营养物质和排泄废物2、气生菌丝营养菌丝发育到一定阶段，伸向空间形成气生菌丝，叠生于营养菌丝上，可覆盖整个菌落表面。在光学显微镜下观察，颜色较深，直径较粗（1-1.4mm），有的产色素。功能，分化形成孢子丝。3、孢子丝气生菌丝发育到一定阶段，其上可分化出形成孢子的菌丝，即孢子丝，又称产孢丝或繁殖菌丝。其形状和排列方式因种而异，常被作为对放线菌进行分类的依据。功能，产生孢子，起繁殖作用本文档共129页；当前第111页；编辑于星期三\11点29分直形弯曲丛生成束单轮生无螺旋开环钩形原始螺旋形松螺旋紧螺旋螺旋单轮生无螺旋两级轮生螺旋两级轮生放线菌孢子丝类型紧螺旋本文档共129页；当前第112页；编辑于星期三\11点29分放线菌孢子横隔分裂方式形成孢子本文档共129页；当前第113页；编辑于星期三\11点29分放线菌所产色素、孢子丝的形态和排列、分生孢子的形状和表面纹饰都是由遗传性决定的，所以这些特征是放线菌分类鉴定的主要形态依据。本文档共129页；当前第114页；编辑于星期三\11点29分（三）放线菌的繁殖方式本文档共129页；当前第115页；编辑于星期三\11点29分（四）放线菌的菌落形态质地:致密、干燥、多皱、小而不蔓延、挑不起，表面有放射状沟纹。形状：随菌种不同可有两类：(1)产生大量分枝状菌丝的菌种：如链霉菌(Strptomyces)形成与培养基结合较紧的菌落，不易挑起或整个挑起。(2)不产生大量菌丝的菌种：如诺卡氏菌属(Nocardia)形成的菌落呈粉质，挑之易碎本文档共129页；当前第116页；编辑于星期三\11点29分（五）分布特点及与人类的关系放线菌常以孢子或菌丝状态极其广泛地存在于自然界，土壤中最多，其代谢产物使土壤具有特殊的泥腥味。能产生大量的、种类繁多的抗生素（其中90%由链霉菌产生）有的放线菌可用于生产维生素、酶制制；此外，在甾体转化、石油脱蜡、烃类发酵、生物固氮、污水处理等方面也有应用少数寄生型放线菌可引起人、动物（如皮肤、脑、肺和脚部感染）、植物（如马铃薯和甜菜的疮痂病）的疾病。本文档共129页；当前第117页；编辑于星期三\11点29分第三节

蓝细菌（Cyanobacteria）革兰氏阴性，无鞭毛含叶绿素a，能进行光合作用的大型原核生物。

也称蓝藻或蓝绿藻,它是一大类群分布极广的、具有放氧性光合作用的、古老的原核微生物。本文档共129页；当前第118页；编辑于星期三\11点29分一、蓝细菌的形态与结构细胞大小：一般为0.5~1um，也有大到60um，这是已知原核微生物中较大