最新微生物第3章PPT课件.ppt

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1、微生物第微生物第3 3章章一、一般形态及细胞结构一、一般形态及细胞结构（一）个体形状和排列（一）个体形状和排列4、其它形状、其它形状1）特殊形态）特殊形态柄杆菌（柄杆菌（prosthecate bacteria）细胞上有柄（细胞上有柄（stalk）、）、菌丝菌丝（hyphae）、）、附器附器（appendages）等细胞等细胞质伸质伸出物，细胞呈杆状或梭出物，细胞呈杆状或梭状，状，并有特征性的细柄。并有特征性的细柄。-参见参见P29倒数第倒数第1段段一般生活在淡水中固形一般生活在淡水中固形物的物的表面，其异常形态使得表面，其异常形态使得菌体菌体能有效地吸附在颗粒表能有效地吸附在颗粒表面，面，吸

2、收有限的营养物；吸收有限的营养物；周质鞭毛可能的运动机制周质鞭毛可能的运动机制：通过鞭毛的快速旋转使通过鞭毛的快速旋转使细胞表面的螺旋这一独特细胞表面的螺旋这一独特运动方式，对生活在运动方式，对生活在污泥污泥或动物黏膜表面等半固态或动物黏膜表面等半固态环境环境中的螺旋体，具有良中的螺旋体，具有良好的适应功能。好的适应功能。1、细胞壁、细胞壁4）革兰氏染色与细胞壁：）革兰氏染色与细胞壁：（2）革兰氏阳性细菌的细胞壁）革兰氏阳性细菌的细胞壁A、肽聚糖肽聚糖肽聚糖肽聚糖肽肽聚糖聚糖B、磷壁酸磷壁酸结合在革兰氏阳性细菌细胞壁上的一种酸性多糖结合在革兰氏阳性细菌细胞壁上的一种酸性多糖主要成分为甘油磷酸或

3、核糖醇磷酸。主要成分为甘油磷酸或核糖醇磷酸。细胞壁形成负电荷环境，增强细胞膜对二价阳离子的吸收；细胞壁形成负电荷环境，增强细胞膜对二价阳离子的吸收；厚约厚约2080nm，由由2540层左右的网格状分子交织成层左右的网格状分子交织成的网套覆盖在整个细胞上。的网套覆盖在整个细胞上。1、细胞壁、细胞壁4）革兰氏染色与细胞壁：）革兰氏染色与细胞壁：（2）革兰氏阳性细菌的细胞壁）革兰氏阳性细菌的细胞壁B、磷壁酸磷壁酸（P42 第第2大段）大段）主要生理功能：主要生理功能：细胞壁形成负电荷环境，增强细胞膜对二价阳离子的吸收；细胞壁形成负电荷环境，增强细胞膜对二价阳离子的吸收；贮藏磷元素；贮藏磷元素；增强某

4、些致病菌对宿主细胞的粘连、避免被白细胞吞噬；增强某些致病菌对宿主细胞的粘连、避免被白细胞吞噬；革兰氏阳性细菌特异表面抗原的物质基础；革兰氏阳性细菌特异表面抗原的物质基础；噬菌体的特异性吸附受体；噬菌体的特异性吸附受体；能调节细胞内自溶素能调节细胞内自溶素(autolysin)的活力，防止细胞因自溶而死亡的活力，防止细胞因自溶而死亡1、细胞壁、细胞壁4）革兰氏染色与细胞壁：）革兰氏染色与细胞壁：（3）革兰氏阴性细菌的细胞壁）革兰氏阴性细菌的细胞壁肽聚糖肽聚糖外膜外膜外膜蛋白外膜蛋白周质空间周质空间参见参见P42-461、细胞壁、细胞壁4）革兰氏染色与细胞壁：）革兰氏染色与细胞壁：（3）革兰氏阴性

5、细菌的细胞壁）革兰氏阴性细菌的细胞壁B、外膜外膜(outer membrane)位于革兰氏阴性细菌细胞壁最外层的一层较厚（位于革兰氏阴性细菌细胞壁最外层的一层较厚（810nm）的类脂多的类脂多糖类物质，由糖类物质，由类脂类脂A、核心多糖核心多糖(corepolysaccharide)和和O-特异侧链特异侧链（O-specific side chain，或称或称O-多糖或多糖或O-抗原）三部分组成。抗原）三部分组成。脂多糖位于革兰氏阴性细菌细胞壁外层位于革兰氏阴性细菌细胞壁外层由由脂多糖脂多糖、磷脂磷脂和脂蛋白等若干种和脂蛋白等若干种蛋白质蛋白质组成的膜，有时也称为外壁。组成的膜，有时也称为外壁

6、。LPS结构的多变，决定了革兰氏阴性细菌细胞表面抗原结构的多变，决定了革兰氏阴性细菌细胞表面抗原决定簇的多样性决定簇的多样性躲避宿主免疫系统攻躲避宿主免疫系统攻 击，击，保持感染成功。用灵敏的血清学方法保持感染成功。用灵敏的血清学方法 对病原菌进行鉴定，在传染病的诊断中有其重要意义。对病原菌进行鉴定，在传染病的诊断中有其重要意义。（3）革兰氏阴性细菌的细胞壁）革兰氏阴性细菌的细胞壁B、外膜外膜(outer membrane)脂多糖的主要功能脂多糖的主要功能LPS负电荷较强，与磷壁酸相似，也有吸附负电荷较强，与磷壁酸相似，也有吸附Mg2+Ca2+等阳离子等阳离子以提高其在细胞表面浓度的作用，对细

7、胞膜结构起稳定作用。以提高其在细胞表面浓度的作用，对细胞膜结构起稳定作用。类脂类脂A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；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许多噬菌体在细胞表面的吸附受体；许多噬菌体在细胞表面的吸附受体；C、外膜蛋白外膜蛋白(outer membrane protein)嵌合在嵌合在LPS和磷脂层外膜上的蛋白。有和磷脂层外膜上的蛋白。有20余种，但多数功能尚不清楚余种，但多数功能尚不清楚1、细胞壁、细胞壁4）革兰氏染色与细胞壁：）革兰氏染色与细胞壁：（3）革兰氏阴性细菌的细胞壁）

8、革兰氏阴性细菌的细胞壁C、外膜蛋白外膜蛋白(outer membrane protein)孔蛋白孔蛋白（porins）是由三个相同分子量（是由三个相同分子量（36000）蛋白亚基组成的一种三聚体跨膜蛋）蛋白亚基组成的一种三聚体跨膜蛋白，中间有一直径约白，中间有一直径约1nm的孔道，通过孔的开、闭，可对进入外膜层的物质进行选择。的孔道，通过孔的开、闭，可对进入外膜层的物质进行选择。（P44 倒数第二大段）倒数第二大段）非特异性孔蛋白非特异性孔蛋白特异性孔蛋白特异性孔蛋白可通过分子量小于可通过分子量小于800900的任何亲水性分子的任何亲水性分子只容许一种或少数几种相关只容许一种或少数几种相关物质

9、通过，如维生素物质通过，如维生素B12和核和核苷酸等。苷酸等。1、细胞壁、细胞壁（3）革兰氏阴性细菌的细胞壁）革兰氏阴性细菌的细胞壁C、外膜蛋白外膜蛋白(outer membrane protein)脂蛋白脂蛋白 是一种通过共价键使外膜层牢固地连接在肽聚糖内壁层上是一种通过共价键使外膜层牢固地连接在肽聚糖内壁层上的蛋白，分子量约为的蛋白，分子量约为7200。1、细胞壁、细胞壁4）革兰氏染色与细胞壁：）革兰氏染色与细胞壁：（4）革兰氏阳性和阴性细菌的比较）革兰氏阳性和阴性细菌的比较革兰氏阳性菌：革兰氏阳性菌：肽聚糖层次多、厚肽聚糖层次多、厚机械抗性强机械抗性强对溶菌酶、青霉素敏感对溶菌酶、青霉素

10、敏感不含类脂和脂蛋白不含类脂和脂蛋白不形成内毒素不形成内毒素革兰氏染色阳性革兰氏染色阳性1、细胞壁、细胞壁4）革兰氏染色与细胞壁：）革兰氏染色与细胞壁：（4）革兰氏阳性和阴性细菌的比较）革兰氏阳性和阴性细菌的比较革兰氏阴性菌：革兰氏阴性菌：肽聚糖层次少、薄肽聚糖层次少、薄机械抗性差机械抗性差对溶菌酶、青霉素不敏感对溶菌酶、青霉素不敏感类脂、脂蛋白组成外膜类脂、脂蛋白组成外膜内毒素内毒素革兰氏染色阴性革兰氏染色阴性 简单染色法简单染色法 正染色正染色 革兰氏染色法革兰氏染色法 鉴别染色法鉴别染色法 抗酸性染色法抗酸性染色法 芽胞染色法芽胞染色法 死菌死菌 姬姆萨染色法姬姆萨染色法 负染色负染色：

11、荚膜染色法等荚膜染色法等细菌染色法细菌染色法 活菌：用美蓝或活菌：用美蓝或TTCTTC（氧化三苯基四氮唑）等作活菌染色氧化三苯基四氮唑）等作活菌染色（参见P27）某些某些G的的分枝杆菌分枝杆菌和和诺卡氏菌：诺卡氏菌：细胞壁含有大量细胞壁含有大量霉菌酸霉菌酸（Mycolic acid一种一种分枝菌酸分枝菌酸）与感染能力有关；与感染能力有关；简单染色很难使着色简单染色很难使着色用抗酸性染色对宿主体内的用抗酸性染色对宿主体内的麻风麻风及及结核结核分枝杆菌病原体进行检测分枝杆菌病原体进行检测抗酸性染色抗酸性染色：1）细胞与细胞与碱性复红碱性复红和和苯酚苯酚的混合液一起的混合液一起加热加热；2）酸性酒精

12、脱色；酸性酒精脱色；3）美蓝复染；美蓝复染；抗酸性染色阳性菌：抗酸性染色阳性菌：抗酸性染色阴性菌：抗酸性染色阴性菌：红色红色蓝色蓝色被称为抗酸性细菌被称为抗酸性细菌（参见（参见P4647）在抗酸细菌的细胞壁中含有约在抗酸细菌的细胞壁中含有约60%类脂（包括分枝菌酸和索状因子等类脂（包括分枝菌酸和索状因子等肽聚糖含量则很少，故它们虽从染色反应上属于肽聚糖含量则很少，故它们虽从染色反应上属于革兰氏阳性细菌革兰氏阳性细菌但从但从其类脂外壁层（相当于革兰氏阴性菌的其类脂外壁层（相当于革兰氏阴性菌的LPS外膜）和肽聚糖内壁层的外膜）和肽聚糖内壁层的结构来看，又与结构来看，又与革兰氏阴性菌革兰氏阴性菌的细

13、胞壁相似。的细胞壁相似。（二）细胞的结构（二）细胞的结构1 1、细胞壁、细胞壁6 6）细胞壁缺陷细菌：）细胞壁缺陷细菌：缺壁突变缺壁突变L L型细菌型细菌 实验室或宿主体内形成实验室或宿主体内形成 基本去尽基本去尽原生质体（原生质体（G G+）缺壁细菌缺壁细菌 人工去壁人工去壁 部分去除部分去除球状体（球状体（G G_ _）在自然界长期进化中形成在自然界长期进化中形成支原体支原体（参见（参见P49P49）1、细胞壁、细胞壁6）细胞壁缺陷细菌：）细胞壁缺陷细菌：（1）L型细菌（型细菌（L-form of bacteria）因英国李斯德（因英国李斯德（Lister）预防研究所首先发现而得名预防研究

14、所首先发现而得名（1935年，念珠状链杆菌年，念珠状链杆菌 Streptobacillus moniliformis）特点：特点：没有完整而坚韧的细胞壁，细胞呈多形态；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，故又称有些能通过细菌滤器，故又称“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”似似的小菌落（直径在的小菌落（直径在0.1mm左右）；左右）；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。的遗传性稳定的细胞壁缺陷变异型

15、。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1、细胞壁、细胞壁6）细胞壁缺陷细菌：）细胞壁缺陷细菌：（2）原生质体（）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，一般由而形成的仅由一层细胞膜包裹的，圆球形、对渗透压变

16、化敏感的细胞，一般由革兰革兰氏阳性细菌氏阳性细菌形成。形成。（P49 第二大段）第二大段）特点：特点：p 49 第四大段第四大段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；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；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，形成芽胞。在适宜条件（如高渗培养基）可生长繁殖、形成菌落，形成芽胞。及恢复成有细胞壁的正常结构。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

17、规律和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。进行原生质体育种的良好实验材料。1、细胞壁、细胞壁6）细胞壁缺陷细菌：）细胞壁缺陷细菌：（4）支原体）支原体(Mycoplasma)在长期进化过程中形成的、适应自然生活条件的无细胞壁的原核生物。在长期进化过程中形成的、适应自然生活条件的无细胞壁的原核生物。因它的细因它的细胞膜中含有一般原核生物所没有的甾醇，胞膜中含有一般原核生物所没有的甾醇，所以即使缺乏细胞壁，其细胞膜仍有较所以即使缺乏细胞壁，其细胞膜仍有较高的机械强度。高的机械强度。（P 49 倒数第二段）倒数第二段）（3）球状体）球状体(sph

18、aeroplast)，又称原生质球又称原生质球采用上述同样方法，针对采用上述同样方法，针对革兰氏阴性细菌革兰氏阴性细菌处理后而获得的残留部分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。一定的抗性，可在普通培养基上生长。（三）细胞的结构（三）细胞的结构特殊构造：特殊构造：部分细菌具有的或一般细菌在特殊环境下才有的构造部分细菌具有的或一般细菌在特殊环境下才有的构造（见（见P39 图图31）一般构造：一般构造：一般细菌都有的构造一般细菌都有的构造3）细胞膜的化学组成与结构模

19、型：）细胞膜的化学组成与结构模型：（1）磷脂）磷脂膜的流动性很大程度上取决于不饱和脂肪酸的结构膜的流动性很大程度上取决于不饱和脂肪酸的结构和相对含量。和相对含量。细胞膜上长链脂肪酸的链长和饱和度因细菌种类和生长温度而异细胞膜上长链脂肪酸的链长和饱和度因细菌种类和生长温度而异通常生长温度要求越高的种，其饱和度也越高，反之则低。通常生长温度要求越高的种，其饱和度也越高，反之则低。3）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：（2）膜蛋白）膜蛋白具运输功能的整合蛋白（具运输功能的整合蛋白（integral protein）或内嵌蛋白（或内嵌蛋白（intrinsic protein）具

20、有酶促作用的周边蛋白（具有酶促作用的周边蛋白（peripheral protein）或膜外蛋白或膜外蛋白(extrinsic protein)膜蛋白约占细菌细胞膜的膜蛋白约占细菌细胞膜的50%70%，比任何一种生物膜都高，比任何一种生物膜都高，而且种类也多。而且种类也多。-细胞膜是一个重要的代谢活动中心。细胞膜是一个重要的代谢活动中心。参见图参见图3-14（P51）3）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：（3）液态镶嵌模型）液态镶嵌模型(fluid mosaic model)膜的主体是脂质双分子层；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

21、合蛋白因其表面呈疏水性，故可整合蛋白因其表面呈疏水性，故可“溶溶”于脂质双分子层于脂质双分子层 的疏水性内层中；的疏水性内层中；周边蛋白表面含有亲水基团，故可通过静电引力与脂质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；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”状沉浸在其中作横向移动。状沉浸在其中作横向移动。1972年，辛格（年，辛格（J.S.S

22、inger）和尼科尔森（和尼科尔森（G.L.Nicolson）（P50 倒数第倒数第1段）段）3）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：（3）液态镶嵌模型）液态镶嵌模型(fluid mosaic model)3 3）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：（4 4）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%5%-25%。原核生物与真核生物的最大区别就是其细原核生物

23、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hopanoidhopanoid（藿烷类化合物藿烷类化合物 ）。）。甾醇的一般结构甾醇的一般结构（二）细胞的结构（二）细胞的结构2 2、细胞膜、细胞膜4 4）细胞膜的生理功能：）细胞膜的生理功能：不同种类细菌的膜在其结构和功能方面存在很大差异。这种差异非常不同种类细菌的膜在其结构和功能方面存在很大差异。这种差异非常巨大且具有特征性，因此膜化学可被用于对细菌进行鉴定。巨大且具有特征性，因此膜化学可被用于对细菌进行鉴定。选择性地控制细胞内、外的营养物质和代谢产物的运送；选择性地控制细胞内、外的营养物质和代谢产物

24、的运送；是维持细胞内正常渗透压的屏障是维持细胞内正常渗透压的屏障合成细胞壁和糖被的各种组分（肽聚糖、磷壁酸、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）荚膜多糖等）的重要基地；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，膜上含有氧化磷酸化或光合磷酸化等能量代谢的酶系，是细胞的是细胞的产能产能 场所；场所；是鞭毛基体的着生部位和鞭毛旋转的供能部位；是鞭毛基体的着生部位和鞭毛旋转的供能部位；膜上某些蛋白受体与趋化性有关。膜上某些蛋白受体与趋化性有关。（二）细胞的结构2 2、细胞膜、细胞膜5 5）间体（）间体（mesosomemesosome，或中体）：或中体）：

25、细胞质膜内褶而形成的囊状构造，其中充满着层状或管状的泡囊细胞质膜内褶而形成的囊状构造，其中充满着层状或管状的泡囊多见于革兰氏阳性细菌。多见于革兰氏阳性细菌。青霉素酶分泌、青霉素酶分泌、DNA复制、分配以及细胞分裂有关复制、分配以及细胞分裂有关“间体间体”仅是电镜制片时因脱水操作而引起的一种赝像仅是电镜制片时因脱水操作而引起的一种赝像细胞膜：细胞膜：对所有有生命的细胞来说是必需的，对细菌亦然！对所有有生命的细胞来说是必需的，对细菌亦然！维持细胞内部结构处于稳定且高度有序状态的物理屏障；维持细胞内部结构处于稳定且高度有序状态的物理屏障；细胞重要的代谢活动中心之一；细胞重要的代谢活动中心之一；磷脂磷

26、脂膜蛋白膜蛋白甾醇类物质甾醇类物质结构特点符合经典的结构特点符合经典的“液态镶嵌模型液态镶嵌模型”理论理论不饱和脂肪酸的结构和相对含量变化大不饱和脂肪酸的结构和相对含量变化大（微生物生理及生态分布的多样性）（微生物生理及生态分布的多样性）。约占细菌细胞膜的约占细菌细胞膜的50%50%70%70%，比任何一种，比任何一种生物膜都高，而且种类也多。生物膜都高，而且种类也多。细菌：细菌：hopanoidhopanoid（藿烷类化合物藿烷类化合物 ）真核生物：真核生物：胆固醇胆固醇提高膜的稳定性提高膜的稳定性（参见（参见P52P525353）细胞质的主要成分为细胞质的主要成分为核糖体核糖体（70S，大

27、小约，大小约1415nm20nm，分子质量约，分子质量约2.7106Da，数量很多）、，数量很多）、贮藏物贮藏物、质粒质粒、酶类酶类、中间代谢物中间代谢物和吸入的和吸入的营养物营养物等，少数细菌还等，少数细菌还有有类囊体类囊体、羧酶体羧酶体、气泡气泡、伴胞晶体伴胞晶体或或磁小体磁小体等。等。形状较大的颗粒状或泡囊状构造，形状较大的颗粒状或泡囊状构造，称为内含物称为内含物(inclusion body)。（P53 P53 第第1 1大段）大段）（三）细胞的结构（三）细胞的结构3 3、细胞质和内含物、细胞质和内含物1 1）概念：）概念：细胞质（细胞质（cytoplasm）是细胞质膜包围的除核区外的

28、一切半透明、胶状、颗粒状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。含水量约物质的总称。含水量约707080%80%。（P52 P52 倒数第倒数第1 1大段）大段）（三）细胞的结构（三）细胞的结构3 3、细胞质和内含物、细胞质和内含物2 2）颗粒状贮藏物）颗粒状贮藏物(reserve materials)：贮藏物：贮藏物：不同化学成分累积而成的不同化学成分累积而成的不溶性沉淀颗粒不溶性沉淀颗粒，主要功能：主要功能：贮存营养物贮存营养物。（P53 P53 第第2 2大段）大段）糖原：大肠杆菌、克雷伯氏菌、芽胞杆菌和蓝细菌等糖原：大肠杆菌、克雷伯氏菌、芽胞杆菌和蓝细菌等 碳源及

29、能源类碳源及能源类 聚聚-羟丁酸（羟丁酸（PHB）：）：固氮菌、产碱菌和肠杆菌等固氮菌、产碱菌和肠杆菌等 硫粒：紫硫细菌、丝硫细菌、贝氏硫杆菌等硫粒：紫硫细菌、丝硫细菌、贝氏硫杆菌等贮藏物贮藏物 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 磷源（异染粒）：磷源（异染粒）：迂回螺菌、白喉棒杆菌、结核分枝杆菌迂回螺菌、白喉棒杆菌、结核分枝杆菌氮源类氮源类多糖类贮藏物多糖类贮藏物糖原粒糖原粒淀粉粒淀粉粒3 3、细胞质和内含物、细胞质和内含物2 2）贮藏物）贮藏物(reserve materials)：微生物储藏物的特点及生理功能：微生物储藏物的特点及生理功能：不同微生物其储藏性内

30、含物不同不同微生物其储藏性内含物不同（例如厌气性梭状芽胞杆菌只含（例如厌气性梭状芽胞杆菌只含PHBPHB，大肠杆菌只储藏糖原，大肠杆菌只储藏糖原，但有些光合细菌二者兼有）但有些光合细菌二者兼有）微生物合理利用营养物质的一种调节方式微生物合理利用营养物质的一种调节方式当环境中缺乏能源而碳源丰富时，细胞内就储藏较多的碳源类内含物，当环境中缺乏能源而碳源丰富时，细胞内就储藏较多的碳源类内含物，甚至达到细胞干重的甚至达到细胞干重的50%50%，如果把这样的细胞移入有氮的培养基时，如果把这样的细胞移入有氮的培养基时，这些储藏物将被作为碳源和能源而用于合成反应。这些储藏物将被作为碳源和能源而用于合成反应。

31、储藏物以多聚体的形式存在，有利于维持细胞内环境的平衡，储藏物以多聚体的形式存在，有利于维持细胞内环境的平衡，避免不适合的避免不适合的pHpH，渗透压等的危害。渗透压等的危害。（例如羟基丁酸分子呈酸性，而当其聚合成聚（例如羟基丁酸分子呈酸性，而当其聚合成聚-羟丁酸（羟丁酸（PHBPHB）就成为就成为中性脂肪酸了，这样便能维持细胞内中性环境，避免菌体内酸性增高。）中性脂肪酸了，这样便能维持细胞内中性环境，避免菌体内酸性增高。）储藏物在细菌细胞中大量积累，是重要的自然资源。储藏物在细菌细胞中大量积累，是重要的自然资源。（三）细胞的结构（三）细胞的结构3 3、细胞质和内含物、细胞质和内含物5 5）气泡

32、（）气泡（gas vocuoles）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，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，大小为大小为0.20.21.01.0m75nmm75nm，内由数排柱形小空泡组成，外有内由数排柱形小空泡组成，外有2 2nmnm厚的蛋白质膜厚的蛋白质膜包裹。包裹。（P 54 P 54 倒数第倒数第2 2段）段）功能：功能：调节细胞比重以使细胞漂浮在最适水层中获取光能、调节细胞比重以使细胞漂浮在最适水层中获取光能、O O2 2和营养物质和营养物质（P 54 P 54 倒数第倒数第2 2段）段）蓝细菌生长时依靠细胞内的气泡而漂

33、浮于湖水表面，并随风聚集成块，常使蓝细菌生长时依靠细胞内的气泡而漂浮于湖水表面，并随风聚集成块，常使湖内出现湖内出现“水花水花”。有些厌氧性光和细菌利用气泡集中在水下有些厌氧性光和细菌利用气泡集中在水下10-3010-30米深处，这样既能吸收适宜米深处，这样既能吸收适宜的光线和营养进行光和作用，又可以避免直接与氧接触。的光线和营养进行光和作用，又可以避免直接与氧接触。专性好氧的盐杆菌属（专性好氧的盐杆菌属（HalobacteriumHalobacterium）的的古生菌古生菌，却生活在含氧极少的饱，却生活在含氧极少的饱和盐水中，它们细胞中气泡显著，其作用被认为是使菌体浮于盐水表面，和盐水中，它

34、们细胞中气泡显著，其作用被认为是使菌体浮于盐水表面，以保证细胞更接近空气。以保证细胞更接近空气。（参见（参见P54P54）（三）细胞的结构（三）细胞的结构5 5、特殊的休眠构造、特殊的休眠构造芽胞芽胞（参见（参见P55P55）1 1）概念）概念 某些细菌在其生长发育后期，某些细菌在其生长发育后期，在细胞内形成的在细胞内形成的 一个一个圆形或椭圆形圆形或椭圆形、厚壁、厚壁、含水量极低含水量极低、抗逆性极强抗逆性极强 的的休眠体休眠体，称为芽胞（称为芽胞（endospore或或spore，偶译偶译“内生胞子内生胞子”）。）。芽胞与营养细胞相比化学组成存在较大差异，容易在光学显微芽胞与营养细胞相比化

35、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；芽胞染色）镜下观察。（相差显微镜直接观察；芽胞染色）整个生物界中抗逆性最强的生命体，是否能消灭芽胞是衡量整个生物界中抗逆性最强的生命体，是否能消灭芽胞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指标。产芽胞的细菌多为杆菌，也有一些球菌。芽胞的有无、形态、产芽胞的细菌多为杆菌，也有一些球菌。芽胞的有无、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。（三）细胞的结构（三）细胞的结构5、特殊的休眠构造、特殊的休眠构造芽胞芽胞（参见（参见P58倒数第一段）倒数第一段）4

36、）芽胞的耐热机制）芽胞的耐热机制芽胞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胞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（表（表3-3）渗透调节皮层膨胀学说渗透调节皮层膨胀学说芽胞衣对多价阳离子和水分的透性很差芽胞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皮层的离子强度很高，产生极高的渗透压夺取芽胞核心的水分，结果造成皮层的充分膨胀。芽胞核心的水分，结果造成皮层的充分膨胀。渗透压可高达渗透压可高达20个大气压左右，含水量约个大气压左右，含水量约70%，略低于营养细胞（约略低于营养细胞（约80%），但比芽胞整体的），但比芽胞整体

37、的平均含水量（平均含水量（40%左右）高出许多。左右）高出许多。核心部分的细胞质却变得高度失水，核心部分的细胞质却变得高度失水，因此，具极强的耐热性。因此，具极强的耐热性。含水量：含水量：10%25%，因而特别，因而特别有利于抗热、抗化学药物（如有利于抗热、抗化学药物（如H2O2），），并可避免酶的失活。并可避免酶的失活。研究芽孢意义分类鉴定分离筛选菌种保藏灭菌效果评价指标（三）细胞的结构（三）细胞的结构5 5、特殊的休眠构造、特殊的休眠构造芽胞芽胞6 6）伴胞晶体（）伴胞晶体（parasporal crystal）（参见（参见P59P596060）少数芽胞杆菌，例如苏云金芽胞杆菌少数芽胞杆菌

38、，例如苏云金芽胞杆菌(Bacillus thuringiensisBacillus thuringiensis)在其形成芽胞的在其形成芽胞的同时，会在芽胞旁形成一颗菱形或双锥形的碱溶性蛋白晶体同时，会在芽胞旁形成一颗菱形或双锥形的碱溶性蛋白晶体内毒素内毒素，称为伴，称为伴胞晶体。胞晶体。（P 59 P 59 倒数第一大段）倒数第一大段）特点：不溶于水，对蛋白酶类不敏感；容易溶于碱性溶剂。特点：不溶于水，对蛋白酶类不敏感；容易溶于碱性溶剂。伴胞晶体对伴胞晶体对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，因而可将这类产伴胞晶体的细菌制成有利于环境保护的

39、生物农药这类产伴胞晶体的细菌制成有利于环境保护的生物农药细菌杀细菌杀虫剂。虫剂。（三）细胞的结构（三）细胞的结构5 5、特殊的休眠构造、特殊的休眠构造芽胞芽胞6 6）伴胞晶体（）伴胞晶体（parasporal crystal）伴胞晶体伴胞晶体鳞翅目幼虫口服鳞翅目幼虫口服伴胞晶体在肠道迅速溶解（中肠伴胞晶体在肠道迅速溶解（中肠 pH 为为9.0-10.5）吸附于上皮细胞，引起渗透性丧失，肠道穿孔吸附于上皮细胞，引起渗透性丧失，肠道穿孔 肠道中的碱性溶液进入血液，后者肠道中的碱性溶液进入血液，后者 pHpH升高，昆虫全身麻痹而死亡升高，昆虫全身麻痹而死亡；细菌在昆虫体内大量生长细菌在昆虫体内大量生

40、长 昆虫因败血症而死亡；昆虫因败血症而死亡；参见参见P458Bt Bt 生物杀虫剂的研究与应用举例：生物杀虫剂的研究与应用举例：1 1、液体或固体发酵生产菌体在农田直接施用；、液体或固体发酵生产菌体在农田直接施用；2 2、将毒蛋白克隆到植物中构建基因工程抗虫作物；、将毒蛋白克隆到植物中构建基因工程抗虫作物；3 3、研究如何提高、研究如何提高BtBt杀虫剂的生产与应用水平杀虫剂的生产与应用水平（三）细胞的结构（三）细胞的结构6、细菌细胞壁以外的构造、细菌细胞壁以外的构造 糖被（糖被（glycocalyx）1)概念概念 包被于某些细菌细胞壁外的一层厚度不定的胶状物质。糖被按其包被于某些细菌细胞壁外

41、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有无固定层次、层次厚薄又可细分为荚膜荚膜（大荚膜）、（大荚膜）、微荚膜微荚膜、粘粘液层液层和和菌胶团菌胶团。（三）细胞的结构（三）细胞的结构6、细菌细胞壁以外的构造、细菌细胞壁以外的构造 糖被（糖被（glycocalyx）2）特点）特点（详见（详见P 57-58）（1）主要成分是多糖、多肽或蛋白质，尤以多糖居多。）主要成分是多糖、多肽或蛋白质，尤以多糖居多。经特殊的荚膜染色，特别是负染色（又称背景染色）经特殊的荚膜染色，特别是负染色（又称背景染色）后可在光学显微镜清楚地观察到它的存在。后可在光学显微镜清楚地观察到它的存在。（2）

42、产生糖被是微生物的一种遗传特性，其菌落特征及血）产生糖被是微生物的一种遗传特性，其菌落特征及血 清学反应是细菌分类鉴定的指标之一。清学反应是细菌分类鉴定的指标之一。（3）荚膜等并非细胞生活的必要结构，但它对细菌在环境）荚膜等并非细胞生活的必要结构，但它对细菌在环境 中的生存有利。中的生存有利。（详见（详见P 61倒数第倒数第2段）段）（4）细菌糖被与人类的科学研究和生产实践有密切的关系。）细菌糖被与人类的科学研究和生产实践有密切的关系。（详见（详见P60倒数第一段）倒数第一段）（三）细胞的结构（三）细胞的结构7、细菌细胞壁以外的构造、细菌细胞壁以外的构造 鞭毛鞭毛(flagellum,复复fl

43、agella)1)概念概念（参见（参见P62）某些某些细菌细胞表面着生的一至数十条细菌细胞表面着生的一至数十条长丝状、螺旋形长丝状、螺旋形的附属物，具有的附属物，具有推动细菌运动功能，为细菌的推动细菌运动功能，为细菌的“运动器官运动器官”。（三）细胞的结构（三）细胞的结构7、细菌细胞壁以外的构造、细菌细胞壁以外的构造 鞭毛鞭毛(flagellum,复复flagella)2）观察和判断细菌鞭毛的方法）观察和判断细菌鞭毛的方法（参见（参见P62倒数第二大段）倒数第二大段）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

44、镜下观察：鞭毛染色鞭毛染色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（三）细胞的结构（三）细胞的结构9、细菌细胞壁以外的构造、细菌细胞壁以外的构造 性菌毛性菌毛(pili,单数单数pilus)构造和成分与菌毛相同，但比菌毛长，数量仅一至少数几根。构造和成分与菌毛相同，但比菌毛长，数量仅一至少数几根。性菌毛一般见于革兰氏阴性细菌的性菌毛一般见于革兰氏阴性细菌的雄性菌株雄性菌株（即供体菌）中，其功（即供体菌）中，其功能是向能是向雌性菌株雌性菌株（即受体菌）传递遗传物质。有的性菌毛还是（即受体菌）传递遗

45、传物质。有的性菌毛还是RNA噬菌体的特异性吸附受体噬菌体的特异性吸附受体8、细菌细胞壁以外的构造、细菌细胞壁以外的构造 菌毛菌毛(fimbria，复数复数fimbriae)长在细菌体表的纤细、中空、短直、数量较多的蛋白质类附属物长在细菌体表的纤细、中空、短直、数量较多的蛋白质类附属物具有使菌体附着于物体表面的功能。具有使菌体附着于物体表面的功能。（P 64倒数第二大段）倒数第二大段）第一节第一节 细菌细菌一、一般形态及细胞结构一、一般形态及细胞结构二、放线菌二、放线菌三、支原体、立克次氏体和衣原体三、支原体、立克次氏体和衣原体四、粘细菌四、粘细菌五、蛭弧菌五、蛭弧菌六、蓝细菌六、蓝细菌重点：细

46、胞的结构与功能，重点：细胞的结构与功能，各种细菌的基本特性各种细菌的基本特性第一节第一节 真细菌（真细菌（Eubacteria）二、放线菌二、放线菌（一）概念（一）概念近代生物学技术近代生物学技术（参见（参见P 358）（P358 第一段）第一段）形态上具有分枝状菌丝、菌落形态上具有分枝状菌丝、菌落（丝）（丝）形态与霉菌相似，以孢子进形态与霉菌相似，以孢子进行繁殖。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

47、菌丝。为分枝状菌丝。第一节第一节 细菌（细菌（Bacteria）二、放线菌二、放线菌（一）概念（一）概念放线菌是具有菌丝、以孢子进行繁殖、革兰氏染色阳性的一类原核微生物，属于细放线菌是具有菌丝、以孢子进行繁殖、革兰氏染色阳性的一类原核微生物，属于细菌范畴。菌范畴。（P 358 第一大段）第一大段）（二）形态与结构（二）形态与结构t单细胞，大多由分枝发达的菌丝组成；单细胞，大多由分枝发达的菌丝组成；t菌丝直径与杆菌类似，约菌丝直径与杆菌类似，约1m mm；t细胞壁组成与细菌类似，革兰氏染色阳性（少数阴性）；细胞壁组成与细菌类似，革兰氏染色阳性（少数阴性）；t细胞的结构与细菌基本相同，细胞的结构与

48、细菌基本相同，按形态和功能可分为营养菌丝、气生菌丝和孢子丝三种。按形态和功能可分为营养菌丝、气生菌丝和孢子丝三种。二、放线菌二、放线菌（二）形态与结构（二）形态与结构1、营养菌丝、营养菌丝匍匐生长于培养基内，吸收营养，也称基内菌丝。匍匐生长于培养基内，吸收营养，也称基内菌丝。2、气生菌丝、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，营养菌丝发育到一定阶段，伸向空间形成气生菌丝，3、孢子丝、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。子丝，又称产孢丝或繁殖菌丝。其形状和排列方式因种而异

49、，常被作为对放线菌进行分类的依据。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。气生菌丝发育到一定阶段，其上可分化出形成孢子气生菌丝发育到一定阶段，其上可分化出形成孢子的菌丝，即孢子丝的菌丝，即孢子丝营养菌丝匍匐生长于培养基内，吸收营养营养菌丝匍匐生长于培养基内，吸收营养营养菌丝发育到一定阶段，营养菌丝发育到一定阶段，伸向空间形成气生菌丝伸向空间形成气生菌丝二、放线菌二、放线菌孢子在适宜孢子在适宜的条件下萌的条件下萌发，长出发，长出1-3个芽管个芽管（三）生长与繁殖（三）生长与繁殖营养菌丝营养菌丝气生菌丝气生菌丝繁殖菌丝繁殖菌丝（孢子丝）（孢子丝）孢子丝释放孢子孢子丝释放孢子二、放

50、线菌二、放线菌（三）生长与繁殖（三）生长与繁殖繁殖方式繁殖方式无性孢子无性孢子菌丝断裂菌丝断裂凝聚孢子凝聚孢子横隔孢子横隔孢子孢囊孢子孢囊孢子分生孢子分生孢子厚壁孢子厚壁孢子存在多种存在多种孢子形成方式孢子形成方式常见于液体培养中，工业发酵生产常见于液体培养中，工业发酵生产抗生素时都以此法大量繁殖放线菌抗生素时都以此法大量繁殖放线菌细菌的芽细菌的芽胞胞是休眠体，而放线菌的是休眠体，而放线菌的孢孢子是繁殖体子是繁殖体二、放线菌二、放线菌（四）菌落形态（四）菌落形态菌落形态菌落形态能产生大量分枝和气生菌丝的菌种（能产生大量分枝和气生菌丝的菌种（如链霉菌如链霉菌）不能产生大量菌丝体的菌种（不能产生大