第二章 原核微生物 I
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第2章 原核微生物
单个有机体的基本形态：球状（coccus），直径一 般0. 5-2μm。杆状（bacillus），一般长1-5μm，宽 0.5-1.0μm。螺旋状（spirilla），一般宽度0.5-5μm， 长度差异较大，5-15μm，还有其他很多形态。 尽管是单细胞生物，许多细菌常以成对或链、成簇 形式生长。 例 双球菌（肺炎球菌）、链球菌、四联、八叠球 菌等。
⑥保证革兰氏阳性致病菌（如A族链球菌） 与其寄主间的粘连
2、G－的细胞壁
细胞壁厚度 细胞壁分层 较薄10-15nm 分层： 外壁层 6-10nm 内壁层2-3nm 肽聚糖含量 只占组分的5-10%
肽聚糖层数
肽聚糖交联度 磷壁酸 蛋白质 脂多糖 抗原决定因子
低，一般1-2层
较低 无 有 O-抗原
Figure 7. Muramic acid subunit of the peptidoglycan of Escherichia. coli. This is the type of peptidoglycan found in most Gram-negative bacteria. The glycan backbone is a repeat polymer of two amino sugars, N-acetylglucosamine (GlNAc) and N-acetylmuramic acid (MurNAc). Attached to the MurNAc is a tetrapeptide consisting of L-Ala-Dglu-DAP-D-Ala. In the polymeric form of the molecule, nearby tetrapeptide side chains may be linked to one another by an interpeptide bond between DAP on one chain and D-ala on the other.
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Байду номын сангаас 硫粒
是硫元素的贮藏体。
形成：取决于环境硫化物含 量,当环境中S含量高时，在 体内积累；当缺S时,氧化成 硫酸被菌利用。 功能：
a. b.
多糖
包括糖原和淀粉类: 都是碳源和能源的贮藏物。
磁小体
成分: Fe3O4 功能: 应用:
藻青素 氮源储藏物。
④载色体（Chromatophore）
光和细菌进行光和作 用的部位,相当于绿色 植物的叶绿体.
（三）间体
由细胞膜内褶形成的一种管状、层状或串状物， 一般位于细胞分裂的部位或附近。
间体
间体的功能:
▪参与隔膜形成 ▪与核分裂有关 ▪分泌胞外酶的地点
（四）细胞质及其内含物
细胞质：是在细胞膜内除核区以外的细胞物质。
主要成分：
细胞质功能： 细胞质中含有丰富的酶系， 是营养物质合成、转化、 代谢的场所。
细菌裂解。 ◆对Gˉ菌，在EDTA存在 下，受溶菌酶作用。
(5)、青霉素对细菌细胞壁的作用
Penicillium与转肽酶结合，而使该酶失活，抑制了 侧链末端的丙氨酸与五肽桥的连接，破坏了细菌细 胞壁的完整性（即抑制肽聚糖的合成），因此， Penicillium仅对正在生长着的细菌，且主要是对G+ 菌有效。
G+ 菌：细胞壁厚，肽聚糖含量高，交联度大， 当乙醇脱色时，肽聚糖因脱水而孔径缩小，故 结晶紫-碘复合物被阻留在细胞内，细胞不能 被酒精脱色，仍呈紫色。 Gˉ菌：肽聚糖层薄，交联松散，乙醇脱色不 能使其结构收缩，因其含脂量高,乙醇将脂溶 解，缝隙加大，结晶紫-碘复合物溶出细胞壁， 酒精将细胞脱色，细胞无色，沙黄复染后呈红 色。
2、能形成芽孢的细菌种类
在杆菌中能形成芽孢的种类较多，在球菌和螺旋 菌中只有少数菌种可形成芽孢。 产生芽孢的几个属： ▪芽孢杆菌属 ▪梭状芽孢杆菌属 ▪芽孢乳杆菌属 ▪生孢八叠球菌属（其中的一个种）
微生物学 第二章 原核生物
②磁小体(magnetosome): 成分为F3O4,外有一层磷脂、蛋白质或糖蛋白包裹， 具导向功能。
链状排列的磁性颗粒
分离的磁小体
趋磁水生螺菌 (Acuaspirillum magnetotacticum) 电镜照片 磁细菌在磁场中做波状迁移
③羧酶体（carboxysome）存在于一些自养细菌胞内的多角形或六角形内含物， 内含1，5二磷酸核酮糖羧化酶，是自养细菌固定二氧化碳的场所 。存在于硫 杆菌属（Thiobacillus）、贝日阿托氏菌属（Beggiatoa）、硝化细菌 和一些蓝细菌中。图示硫杆菌的羧酶体
(二) 细胞质膜（cytoplasmic membrane）
特点: 1.原核微生物的细胞膜一般不含胆固醇等甾醇 （支原体 除外） ，这一点与真核生物明显不同。多烯类抗生素因 可破坏含甾醇的细胞质膜，故可抑制支原体和真核生 物，但对其他的原核生物则无抑制作用。 2. 很多革兰氏阳性细菌可由细胞质膜内褶而形成囊 状构造-间体（mesosome） ，其中充满着层状或管状 的泡囊。间体与某些酶如青霉素酶的分泌有关，还可 能与DNA的复制、分配以及与细胞分裂有关。
糖被的主要成分：多糖、多肽或蛋白质，尤以多糖居多。
糖被的功能：①保护作用：其上大量极性基团可保护菌体免 受干旱损伤或防止噬菌体的吸附和裂解；一些动物致病菌的荚 膜还可保护它们免受宿主白细胞的吞噬，例如肺炎克雷伯氏菌 ( Klebsiella pneumoniae)的荚膜既可使其粘附于人体呼吸道并 定植，又可防止白细胞的吞噬；②贮藏碳源和能源养料，以备 营养缺乏时重新利用；③作为透性屏障或(和)离子交换系统，可 保护细菌免受重金属离子的毒害；④表面附着作用，例如引起 龋齿的唾液链球菌(Streptococcus salivarius)会分泌一种己糖 基转移酶，使蔗糖转变成果聚糖，从而使细菌牢牢粘附于牙齿 表面，可腐蚀牙表珐琅质层并引起龋齿；⑤细菌间的信息识别 作用;⑥堆积代谢废物。
环境微生物学第2章原核微生物-精品文档精选文档PPT课件
• 维持渗透压的梯度和溶质的转移； • 细胞壁合成场所； • 膜内陷形成的中间体含有细胞色素，参与呼吸
作用；中间体与染色体的分离和细胞分裂有关， 还为DNA提供附着点。 • 细胞质膜上有有呼吸电子传递需要的酶系，具 有类似高等生物线粒体的功能，进行物质和能 量代谢； • 鞭毛基粒位于细胞质膜，即为鞭毛提供附着点。
20
二、细菌的细胞结构
一般结构：细胞壁、细胞质膜、细胞质及其内含 物、细胞核物质。 特殊结构：芽孢、鞭毛、荚膜、黏液层、衣鞘及 光合作用层片等。
细菌细胞结构模式图
21
1、细胞壁
细胞壁是包围在细菌体表最外层的、坚韧而有弹性 的薄膜。主要含有肽聚糖，另外还可能有磷壁酸、脂 多糖等。
G+菌细胞壁
G-菌细胞壁
42
3、细胞质和内含物
• 细胞质是细胞质膜以内，除核物质以外的 无色透明、粘稠的复杂胶体，亦称原生质。
• 主要由蛋白质、核酸、多糖、脂类、无机 盐和水组成。
• 细胞质内含各种酶系统，是细菌细胞进行 新陈代谢的场所。
43
核糖体
• 核糖体：由RNA和蛋白质组成，是合成蛋白 质的场所。
• 其中RNA占60%，蛋白质占40%。大肠杆菌 可以分解出三种分子质量不同的RNA， 16SRNA、23SRNA和5SRNA。核糖体的沉降 系数是70S（由50S和30S两个亚基组成）
4
5
双球菌(diplococcus)
单球菌和双球菌
脑膜炎奈瑟菌
肺炎链球菌
6
Байду номын сангаас
四联球菌(tetrad) 八叠球菌(sarcina)
7
葡萄球菌(streptococcus) 链球菌(streptococcus)
作用；中间体与染色体的分离和细胞分裂有关， 还为DNA提供附着点。 • 细胞质膜上有有呼吸电子传递需要的酶系，具 有类似高等生物线粒体的功能，进行物质和能 量代谢； • 鞭毛基粒位于细胞质膜，即为鞭毛提供附着点。
20
二、细菌的细胞结构
一般结构：细胞壁、细胞质膜、细胞质及其内含 物、细胞核物质。 特殊结构：芽孢、鞭毛、荚膜、黏液层、衣鞘及 光合作用层片等。
细菌细胞结构模式图
21
1、细胞壁
细胞壁是包围在细菌体表最外层的、坚韧而有弹性 的薄膜。主要含有肽聚糖，另外还可能有磷壁酸、脂 多糖等。
G+菌细胞壁
G-菌细胞壁
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3、细胞质和内含物
• 细胞质是细胞质膜以内，除核物质以外的 无色透明、粘稠的复杂胶体，亦称原生质。
• 主要由蛋白质、核酸、多糖、脂类、无机 盐和水组成。
• 细胞质内含各种酶系统，是细菌细胞进行 新陈代谢的场所。
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核糖体
• 核糖体：由RNA和蛋白质组成，是合成蛋白 质的场所。
• 其中RNA占60%，蛋白质占40%。大肠杆菌 可以分解出三种分子质量不同的RNA， 16SRNA、23SRNA和5SRNA。核糖体的沉降 系数是70S（由50S和30S两个亚基组成）
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双球菌(diplococcus)
单球菌和双球菌
脑膜炎奈瑟菌
肺炎链球菌
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Байду номын сангаас
四联球菌(tetrad) 八叠球菌(sarcina)
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葡萄球菌(streptococcus) 链球菌(streptococcus)
第二章原核微生物
第二章：原核微生物真核微生物：有细胞核，有核膜，核仁，有染色体〔DNA〕原核微生物：是指一大类仅含有一个DNA分子的原始核区,而无核膜包裹的原始单细胞微生物。
无核膜、核仁，无染色体。
属于原核微生物的有：细菌，放线菌，立克次氏体，支原体，衣原体，兰细菌。
古细菌：20世纪70年代发现，在极端环境下的古老微生物。
古核细胞〔古核生物、古细菌、原细菌〕是20世纪80年代出现的名称。
古细菌：是一些生长在极端特不环境中的细菌，过往回属于原核细胞。
回属缘故：〔1〕形态、结构、DNA结构和根基生活方式与原核细胞相似。
〔2〕其16SrRNA与原核生物相差特别远。
〔产甲烷细菌〕种类：100多种，在特不环境中生活与人类关系不大。
〔高温、高盐〕第一节：细菌是一大类群结构简单、种类繁多、要紧以二分分裂法生殖和水生性较强的单细胞原核微生物。
一、细菌的形态与结构（一）细菌细胞形态1、细菌的大小：在显微镜下用测微尺测量，单位是：μm1〕球菌：测量直径，一般为：Φ=0.5-2μm2〕杆菌：测长度和宽度，一般为：长1-5μm，宽0.5-1μm表示方法：长×宽，即：1-5×μm3）旋菌：测量长度及宽度，在一定条件培养大小对比稳定。
细菌形态及大小受培养温度、时刻、培养基组成及浓度的碍事，也受染色方法等碍事，因此同一菌种在不同时期、形态、大小不同。
因此，同一菌种在同时期、不同培养条件其形态、大小不同。
2.细菌细胞的根基形态和排列方式外形〔细菌的根基形态〕1〕杆菌：细胞呈杆状或圆柱状〔短的：近似球形。
长的：呈丝状。
〕①数量：细菌中种类最多。
②长短：短的近似球形，长的呈丝状。
③两端：平齐〔如：炭疸芽孔杆菌〕，稍尖〔如：鼠疫巴斯德菌〕④菌体：有的直，有的弯排列方式：单个，链状，栅栏状，八字形。
多数分散存在。
如：E。
coli，少特不形态：链状——链杆菌。
2〕球菌：菌体呈球形或扁球形〔近似球形〕①单球菌：只有一个分裂面，分裂后细胞分散独立存在。
2-第二章 原核微生物(1)
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（3）拟核（nuceoid）
拟核(又称原始核、染色质体、细菌染色体):是原核生物 所特有的原始细胞核。无核膜、核仁，无固定形态， 只有一个核质体或称染色质体。细菌的核质体（呈丝 状物）是一个大型环状的双链DNA分子。
绿色－为核区
4 细菌细胞的特殊结构
• （1）荚膜、粘液层、菌胶团、衣鞘 • （2）芽孢（细胞内） • （3）鞭毛
2 周质空间
周质空间（peri plasmic space）：位于细 胞壁和细胞质膜之间的空隙。
3 原生质体
返回
用人工方法去处微生物细胞壁所留下的仅有细胞 膜包裹脆弱细胞，它们对渗透压敏感，细胞呈球 状，在普通培养基上不生长。 包括：细胞膜、细胞质、及内含物、细胞核物质。
溶菌酶处理 细胞壁
（1） 细胞膜（cell membrance）
1．细胞壁的化学组成与结构
丹麦医生C.Gram（革兰） 于1884年 发明的一种鉴别 不同类型细菌的 染色方法。
根据此染色法，细菌可 分为革兰氏阳性菌和革 兰氏阴性菌
1)革兰氏阳性菌： • 细胞壁（单层结构）； • 细胞壁厚，其厚度为20~80 nm； • 结构较简单，含肽聚糖。 2)革兰氏阴性菌： 继续 • 细胞壁（双层结构）； • 细胞壁较薄，厚度为10 nm； • 结构较复杂，分外壁层和内壁层，外壁层又 分三层：最外层是脂多糖，中间是磷脂层， 内层为脂蛋白。内壁层含肽聚糖，不含磷壁 酸。
返回
粘液层
• 粘液层：有些细菌不产 生荚膜，其细胞表面仍 可分泌粘性多糖，疏松 地附着在细菌细胞表面 上，与外界没有明显边 缘。若粘液层局限化于 细胞一端，就称为粘接 物，可使细胞特异性地 附着在物体表面。 • 粘液层功能：废水生物 处理中起到生物吸附作 用。强烈搅拌容易脱落。
（3）拟核（nuceoid）
拟核(又称原始核、染色质体、细菌染色体):是原核生物 所特有的原始细胞核。无核膜、核仁，无固定形态， 只有一个核质体或称染色质体。细菌的核质体（呈丝 状物）是一个大型环状的双链DNA分子。
绿色－为核区
4 细菌细胞的特殊结构
• （1）荚膜、粘液层、菌胶团、衣鞘 • （2）芽孢（细胞内） • （3）鞭毛
2 周质空间
周质空间（peri plasmic space）：位于细 胞壁和细胞质膜之间的空隙。
3 原生质体
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用人工方法去处微生物细胞壁所留下的仅有细胞 膜包裹脆弱细胞，它们对渗透压敏感，细胞呈球 状，在普通培养基上不生长。 包括：细胞膜、细胞质、及内含物、细胞核物质。
溶菌酶处理 细胞壁
（1） 细胞膜（cell membrance）
1．细胞壁的化学组成与结构
丹麦医生C.Gram（革兰） 于1884年 发明的一种鉴别 不同类型细菌的 染色方法。
根据此染色法，细菌可 分为革兰氏阳性菌和革 兰氏阴性菌
1)革兰氏阳性菌： • 细胞壁（单层结构）； • 细胞壁厚，其厚度为20~80 nm； • 结构较简单，含肽聚糖。 2)革兰氏阴性菌： 继续 • 细胞壁（双层结构）； • 细胞壁较薄，厚度为10 nm； • 结构较复杂，分外壁层和内壁层，外壁层又 分三层：最外层是脂多糖，中间是磷脂层， 内层为脂蛋白。内壁层含肽聚糖，不含磷壁 酸。
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粘液层
• 粘液层：有些细菌不产 生荚膜，其细胞表面仍 可分泌粘性多糖，疏松 地附着在细菌细胞表面 上，与外界没有明显边 缘。若粘液层局限化于 细胞一端，就称为粘接 物，可使细胞特异性地 附着在物体表面。 • 粘液层功能：废水生物 处理中起到生物吸附作 用。强烈搅拌容易脱落。
原核微生物1
第二节 细菌（Bacteria）
一、细菌的形态和大小
1、细菌细胞的形态 2、细菌细胞的大小
一、细菌
1、细菌的形态：球状、杆状、螺旋状和丝状
其次
自 然 界 中 哪 种 最 多？
最多
最少
a.球菌(coccus)
单球菌 双球菌 四联球菌 八叠球菌 葡萄球菌 链球菌
1. 分裂方向
2. 分裂后相互间 的连接方式
成分
占细胞壁干重的%
G＋
G－
肽聚糖 含量很高（30-95） 含量很低（5-20）
磷壁酸 含量较高（<50） 0
类脂质 一般无（<2） 蛋白质 0
含量较高（10-20） 含量较高
革兰氏阳性的细胞壁
G-细菌细胞壁的构造和化学组成
G-细菌细胞壁较薄，但有多层构造，其化学组成除有肽聚糖外， 还有一定量的类脂质和蛋白质等成分。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。
真核微生物
真核微生物有发育完好的细胞核，核内 有核仁和染色质，有核膜将细胞核和细胞 质分开，使两者有明显的界限，有高度分 化的细胞器，如线粒体、中心体、高尔基 氏体、内质网等，进行有丝分裂。包括除 蓝藻以外的藻类、酵母菌、霉菌、原生动 物、微型后生动物等。
细菌
原核微生物： （由原核细胞构成） 放线菌
（3）脱色（95%乙醇10~20S） （4）复染（蕃红30 ~ 60S）
A
A
A
B
机 制
B B
和
A
步
B
骤
（3）脱色（95%乙醇30-45S）
革
（1）初染（结晶紫30S）
兰 氏 染 色
（2）媒染剂（碘液30S）
第二章 原核微生物(6学时)
（3）两种细胞壁的比较
革兰氏阳性菌的细胞壁：厚度大， 20~80nm；组成简单，一般只含有90%的 肽聚糖和10%的磷壁酸 革兰氏阴性菌的细胞壁：细胞壁薄，1520nm；有多层结构，即外膜、肽聚糖层 和壁膜间隙；一般肽聚糖为单层，不含 有磷壁酸
特征 肽聚糖 磷壁酸 外膜
G+ 层厚 含有 缺
2、鞭毛
鞭毛（flagellum）：生长在某些细菌体 表的长丝状、波曲的蛋白质附属物；鞭 毛是细菌的运动器官：运动性旋转，能 量来自细胞膜上的质子动势 鞭毛的大小：一般长15~20m、直径 10~20nm 鞭毛的结构：由基体（G+，G-的区别）、 钩形鞘和鞭毛丝三部分组成 鞭毛的着生方式：极生、端生、周生
核糖体（ribosomes） ：70S，亚单位分别为 30S和50S，是细胞中 多肽链合成的主要场 所 在细菌中，80~90%的 核糖体串联在mRNA上 ，以多聚体形式存在
（2）储藏物
储藏物：是一类由不同化学成分累计而成 的不溶性沉淀颗粒，主要功能是贮藏营养 物质
碳源及能源类：糖原，聚β-羟基丁酸（PHB）, 硫粒，脂肪粒等 氮源类：藻青素（由含精氨酸和天冬氨酸残基 的分枝多肽构成，兼有贮藏能源的作用），藻 青蛋白（还有捕获光能的作用）等 磷源：异染粒（又称迂回体、捩转菌素，是无 机偏磷酸的聚合物）
3、细胞质及其内含物
细胞质（cytoplasm）：是细胞膜包围的 、除核区外的一切半透明、胶状、颗粒 状物质的总称；含有丰富的酶系，是营 养物质合成、转化、代谢的场所 内含物（inclusions）：又可称为颗粒 体，是指细胞质内形状较大的颗粒状构 造；包括核糖体、各种贮藏物等
（1）核糖体
第二章 原核微生物1 环境微生物课件
③功能：合成蛋白质的场所。
（2）细胞质及内含物
2)内含颗粒（inclusome granule）
不同化学成分累积成的不溶沉淀颗粒，贮藏营养物。 营养物质丰富时合成积累，贫乏时分解利用
右图自上而下： 双球菌、链球菌、四 联球菌、八叠球菌、 葡萄球菌
葡萄球菌
球菌的形态
电镜下的球菌
葡萄球菌
（2）杆菌
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。
双杆菌 链杆菌 球杆菌
杆菌的几种形态
杆菌的形态
电镜下的杆菌
乳酸杆菌
梭状芽孢杆菌
复合染色之革兰氏染色
✓1884年丹麦细菌学家创造了革兰氏染色法。 ✓将一大类细菌染上色，而另一类染不上色，以 便将两大类细菌分开，作为分类鉴定的重要依 据。 ✓也称为鉴别染色法。
步骤
初染 媒染剂 脱色 复染
革兰氏染色程序和结果
方法
结果
阳性（G+） 阴性（G-）
结晶紫 30s 碘液 30s 95％乙醇 30s 番红（或复红）30～60s
• 部分细菌的特殊结构：芽孢、鞭毛、荚膜、粘液 层、菌胶团、衣鞘及光合作用片层
1. 细胞壁（cell wall）
细胞最外一层坚韧厚实的外被， 主要由肽 聚糖构成。
（1）细胞壁的化学组成和结构
丹麦医生C.Gram（革兰） 于1884年 发明的一种鉴别 不同类型细菌的 染色方法。
根据此染色法，细菌可 分为革兰氏阳性菌和革 兰氏阴性菌
第二章 原核微生物
原核生物
• 指一类细胞核无核膜包裹，只存在 称作核区的裸露DNA的原始单细胞 生物
真细菌、蓝细菌、 放线菌
细菌域
（2）细胞质及内含物
2)内含颗粒（inclusome granule）
不同化学成分累积成的不溶沉淀颗粒，贮藏营养物。 营养物质丰富时合成积累，贫乏时分解利用
右图自上而下： 双球菌、链球菌、四 联球菌、八叠球菌、 葡萄球菌
葡萄球菌
球菌的形态
电镜下的球菌
葡萄球菌
（2）杆菌
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。
双杆菌 链杆菌 球杆菌
杆菌的几种形态
杆菌的形态
电镜下的杆菌
乳酸杆菌
梭状芽孢杆菌
复合染色之革兰氏染色
✓1884年丹麦细菌学家创造了革兰氏染色法。 ✓将一大类细菌染上色，而另一类染不上色，以 便将两大类细菌分开，作为分类鉴定的重要依 据。 ✓也称为鉴别染色法。
步骤
初染 媒染剂 脱色 复染
革兰氏染色程序和结果
方法
结果
阳性（G+） 阴性（G-）
结晶紫 30s 碘液 30s 95％乙醇 30s 番红（或复红）30～60s
• 部分细菌的特殊结构：芽孢、鞭毛、荚膜、粘液 层、菌胶团、衣鞘及光合作用片层
1. 细胞壁（cell wall）
细胞最外一层坚韧厚实的外被， 主要由肽 聚糖构成。
（1）细胞壁的化学组成和结构
丹麦医生C.Gram（革兰） 于1884年 发明的一种鉴别 不同类型细菌的 染色方法。
根据此染色法，细菌可 分为革兰氏阳性菌和革 兰氏阴性菌
第二章 原核微生物
原核生物
• 指一类细胞核无核膜包裹，只存在 称作核区的裸露DNA的原始单细胞 生物
真细菌、蓝细菌、 放线菌
细菌域
第二章原核微生物的形态、构造和功能
第二章原核微生物的形态、构造和功能第二章原核微生物的形态、构造和功能三大类群：原核微生物、真核微生物、非细胞微生物。
原核微生物是单细胞生物，细胞核无核膜包裹。
三菌：细菌、放线菌、蓝细菌三体：立克次氏体、支原体、衣原体第一节细菌细菌：是一类细胞细短（直径约0.5μm，长度约0.5~5μm）、结构简单、细胞壁坚韧，多以二分裂方式繁殖和水生性较强的原核生物。
分布：自然界中分布最广，数量最多的M.B。
绝大多数是有益菌。
工业、农业、医药、冶金、科研等方面。
只有少数是病原菌或致病菌。
一、细菌的形态构造及其功能▲基本形态：球状、杆状、螺旋状三大类，分别称为球菌、杆菌、螺旋菌。
仅少数为其它形状，如丝状、三角形、方形等。
（1）球菌球菌：细胞呈球形或近似球形。
根据球菌间的相互联结形式又可分为单球菌、双球菌、四联球菌、八叠球菌、链球菌和葡萄球菌。
① 单球菌细胞分裂沿一个平面进行，分裂后的细胞分散而单独存在。
② 双球菌细胞沿一个平面分裂，新个体成对排列。
如肺炎双球菌（Diplococcus pneumoniae）。
③ 四联球菌细胞分裂沿二个相互垂直的平面进行，分裂后每四个细胞在一起呈田字形。
④ 八叠球菌细胞分裂沿3个相互垂直的平面进行，分裂后每8个球菌叠在一起成一立方形。
如藤黄八叠球菌。
⑤ 葡萄球菌细胞分裂无定向，多个新个体堆积成葡萄状。
如金黄色葡萄球菌。
⑥ 链球菌细胞沿一个平面分裂，新个体排列成链状。
如乳酸链球菌（Streptococcus agalactiae）。
（2）杆菌杆菌：细胞呈杆状或圆筒状，是细菌中种类最多的。
工农业生产用杆菌：枯草杆菌、北京棒状杆菌（谷氨酸）、苏云金杆菌（杀虫剂）、根瘤菌（细菌肥料）、甲烷杆菌等。
致病杆菌：伤寒沙门氏菌，痢疾志贺氏菌以及炭疽杆菌等。
（3）螺旋菌（spirilla）螺旋菌：大多是病原菌。
不同种的菌体，在长度、弯曲度、螺旋数、螺旋形式和螺距等方面有显著差别，可分为弧菌、螺旋菌。
第二章 原核微生物
•梭菌属（Clostridium） 菌体杆状, 0.6～1.2×3～7um, 多数生鞭毛, 鞭毛周生。 芽胞端生或着生在细胞中央并使菌体膨大成鼓棰状或梭状 , 多数革兰氏染色阳性, 也有革兰氏染色不定的。化能有机营 养型。绝大多数是严格厌气的。
广泛生活在土壤、水体、动物及排泄物中。
（五）螺旋菌 •螺旋菌属（Spirillum）
第二章 原核微生物
第一节
一、细菌的繁殖
细菌的繁殖主要是以二分分裂方式进行无性繁殖。 但也有少数细菌靠出芽繁殖或者劈裂繁殖。 细菌的繁殖首先是从DNA的复制开始的, 随着DNA 复制的完成,细胞膜内陷，接着细胞壁跟随内陷, 最后 一分为二成为2个子细胞。
细菌
二、 细菌的菌落
单个或者多个细菌细胞在适宜的固体培养基上生长发 育而成的肉眼可见的群体称为菌落。细菌的菌落有不同的 形状,菌落表面的光泽、起伏、边缘的形状以及菌落的颜色 等都各不相同。
蓝细菌的营养特点
蓝细菌含有叶绿素，能象植物一样进行产氧的光合 作用，利用日光作为能源，同化CO2为细胞有机物。
• 运动特点 蓝细菌没有鞭毛，不能运动，但能“滑行”。 • 繁殖特点 单细胞的蓝细菌以二分分裂方式繁殖。丝状体的 蓝细菌靠断裂成藻殖段进行繁殖，至今还没有发现蓝 细菌的有性生殖。
二、蓝细菌的代表类群
三、放线菌的繁殖特点
放线菌主要通过形成无性孢子的方式进行繁殖，也可靠菌丝 片断进行繁殖。放线菌的孢子形成通过电镜观察表明，孢子丝 分裂方式只有横隔分裂的方式。通过对链霉菌的研究，对链霉 菌的孢子形成又提出三个基本型。 Ⅰ型：间隙横隔; Ⅱ型：由缢缩壁和间隙组成孢 子横隔; Ⅲ型：由缢缩壁形成孢子横隔。
（七）特殊细菌 •鞘细菌（Sheathed bacteria）也称衣细菌 鞘细菌的共同特点是: 成串的杆状细胞包围在共同 的鞘套中形成不分枝的菌丝体。衣细菌的菌丝或漂浮在水中, 或形成粘性的附着器俯着在固体上。单个细胞杆状、偏端丛 生鞭毛。 鞘细菌属有机营养型, 但不能利用铵盐和硝态氮, 鞘细菌专性好氧, 某些鞘 细菌可以从衣鞘包裹的金 属氧化物（如铁、锰）中 获得能量。鞘细菌常使污 水处理厂的活性污泥膨胀， 造成污泥澄清困难。
第二章-1原核微生物的形态、构造和功能
革兰氏染色
负染色
2020/4/21
简单染色
制备涂片标本→染色
涂片
干燥
固定
水洗、吸干
镜检
2020/4/21
染色1min
革兰氏染色法（Gram Stain）
由丹麦医生Hans Christian Gram于1884年创立
步骤：
涂片固定
结晶紫初染
结果: 阳性菌—紫色 阴性菌—红色
碘液媒染
乙醇脱色
番红复染
2020/4/ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ1
2020/4/21
五、细菌的群体形态
（一）种类： ▲液体培养时的群体形态：
▲固体培养时的群体形态： ① 菌落（colony) ② 单菌落（clone) ③ 菌苔(lawn)
2020/4/21
culture plate
（二）菌落形态
不同的微生物种类，其菌落特征不同。同一种菌在不 同培养条件下菌落特征也不尽相同。菌落的特征包括：
1、大小 2、颜色 3、透明度 4、表面状态 5、质地 6、边缘形态 7、隆起形状 （正面观）
2020/4/21
Samples were taken from the numbered colonies and examined microscopically
2020/4/21
（三）影响菌落形态的因素
③脂溶性染料—如Sudan black。 2020/4/21
四、细菌的繁殖
方式
无性繁殖 有性繁殖
一般为无性繁殖，二分裂法。
➢ 同形裂殖：裂殖后形成的子细 胞大小相等。
➢ 异形裂殖：分裂产生两个大小 不等的子细胞。
细菌分裂过程：
➢ ①菌体伸长，核质体分裂
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3,热原体 ,
无细胞壁,嗜热嗜酸,好氧,化能有机营养,所以被称 无细胞壁,嗜热嗜酸,好氧,化能有机营养, 为热原体Thermoplasma 为热原体 有的种具有多根鞭毛,能够运动 有的种具有多根鞭毛, 质膜的主要成分是一种带有甘露糖和葡萄糖单位的四醚 类脂(tetratherlipid)的脂多糖化合物.同时质膜中也含 的脂多糖化合物. 类脂 的脂多糖化合物 有糖肽,但没有固醇类化合物, 有糖肽,但没有固醇类化合物,这样的质膜使热原体表 现出对渗透压, 现出对渗透压,酸,热的稳定性. 热的稳定性.
盐杆菌纲(Halobacteria) 盐杆菌纲 甲烷杆菌纲(Methanobacteria) 甲烷杆菌纲 甲烷球菌纲(Methanococci) 甲烷球菌纲 甲烷微菌纲(Methanomicrobia) 甲烷微菌纲 甲烷火菌纲(Methanopyri) 甲烷火菌纲 古球状菌纲(Archaeoglobi) 古球状菌纲 热原体纲(Thermoplasmata) 热原体纲 热球菌纲(Thermococci) 热球菌纲
闪烁古生球菌A. fulgidus
分布于深海海底,热泉和地层深部储油层. 分布于深海海底,热泉和地层深部储油层.化能 自养,单极多生鞭毛,并产少量甲烷. 自养,单极多生鞭毛,并产少量甲烷.
第二节
细菌域
一, 细菌的个体形态和大小 细菌的形态: (一) 细菌的形态: 有四种基本形态:球状,杆状,螺旋状和丝状. 有四种基本形态:球状,杆状,螺旋状和丝状.
延胡索酸火叶菌 (Pyrolobus fumarii), 一种生活在113℃大西洋 ℃ 一种生活在 热液喷口的古菌. 热液喷口的古菌.
(二)广古生菌门
包含了古菌中的大多数种类,包括了经常 包含了古菌中的大多数种类, 能在动物肠道中发现的产甲烷菌, 能在动物肠道中发现的产甲烷菌,在极高 盐浓度下生活的盐杆菌,一些超嗜热的好 盐浓度下生活的盐杆菌, 氧和厌氧菌,也有海洋类群. 氧和厌氧菌,也有海洋类群.
链球菌:细胞沿一个平面分裂,新个体连成链状. 链球菌:细胞沿一个平面分裂,新个体连成链状.
四联球菌: 四联球菌:细胞分裂沿 两个垂直的平面进行, 两个垂直的平面进行, 分裂后细胞呈田字形, 分裂后细胞呈田字形, 如四联微球菌 八叠球菌: 八叠球菌 : 细胞分 裂沿三个垂直的片 面进行, 面进行 , 新个体重 叠呈立方体. 叠呈立方体 . 如尿 素八叠球菌
1, 球菌 裂殖最后一步即形成分隔后细胞的分离没有最 后完成形成不同的聚集形式. 后完成形成不同的聚集形式. 单球菌: 细胞分裂沿 单球菌 : 一个平面进行, 一个平面进行 , 新个 体单独存在. 体单独存在 . 如尿素 微球菌
双球菌: 双球菌: 细胞分裂沿一个平面进行,新个体成对排列. 细胞分裂沿一个平面进行,新个体成对排列.如肺炎 双球菌
古细菌在系统发育上既不属真核生物, 古细菌在系统发育上既不属真核生物,也 不属原核生物. 不属原核生物.它们具有原核生物的某些特 如无细胞核及细胞器), 征(如无细胞核及细胞器 ,也有真核生物的特 如无细胞核及细胞器 征(如以甲硫氨酸起始蛋白质的合成,核糖体 如以甲硫氨酸起始蛋白质的合成, 如以甲硫氨酸起始蛋白质的合成 对氯霉素不敏感), 对氯霉素不敏感 ,还具有它们独有的一些特 如细胞壁的组成, 征(如细胞壁的组成,膜脂质的类型 . 如细胞壁的组成 膜脂质的类型).
盐沼盐杆菌——生活在盐湖, 盐场及腐败的盐制品等中性盐 环境中.
细胞结构特点: 细胞结构特点: 1,细胞壁不含二氨基庚二酸,胞壁酸,主要成分为脂蛋白 细胞壁不含二氨基庚二酸,胞壁酸, 菌视紫红蛋白, 2,细胞质膜上含有菌紫质——菌视紫红蛋白,形成紫膜, 细胞质膜上含有菌紫质 菌视紫红蛋白 形成紫膜, 紫膜是细胞质膜的一部分 3,细胞质中含有胡萝卜素,菌红素,保护菌体 细胞质中含有胡萝卜素,菌红素, 4,有气泡,调节浮力 有气泡, 5,RNA聚合酶AB'B'型 RNA聚合酶AB B 型 聚合酶AB 营养类型:化能异养,不发酵(好氧或兼性厌氧有关) 营养类型:化能异养,不发酵(好氧或兼性厌氧有关)
重点: 重点:细菌的形态和细胞构造 难点: 难点:细菌的细胞结构
病毒界 (Vira)
生物
原核生物 (Prokaryotes) 真核生物 (Eukaryotes)
古菌 (Archaea) 细菌域 (Bacteria)
第一节
古 菌 域
1977年 Woese等人根据200种细菌和真核生物的核糖 1977年,Woese等人根据200种细菌和真核生物的核糖 等人根据200 体小亚基RNA( rRNA)的碱基序列进行比较分析, 体小亚基RNA(16S rRNA)的碱基序列进行比较分析,结果 RNA 发现产甲烷菌,极端嗜盐菌和嗜热菌与其他细菌, 发现产甲烷菌,极端嗜盐菌和嗜热菌与其他细菌,真核生 物不同. 物不同.因为典型代表产甲烷菌的生存环境与想象中原始 地球的厌氧环境类似,故称为古细菌Archaeobacteria,细 地球的厌氧环境类似,故称为古细菌Archaeobacteria, Archaeobacteria 菌叫做真细菌eubacteria.Woese把地球上的生物分为真细 菌叫做真细菌eubacteria.Woese把地球上的生物分为真细 eubacteria 菌(原核生物),古细菌(古核生物)和真核生物三超界, 原核生物),古细菌(古核生物)和真核生物三超界, ),古细菌 取代目前普遍接受的生物五界系统. 取代目前普遍接受的生物五界系统.
主要类群
1,产甲烷菌 , 2,极端嗜盐菌 , 3,无细胞壁古菌(热原体) ,无细胞壁古菌(热原体) 4,还原硫酸盐古菌 ,
1,产甲烷菌:广泛存在于湖泊等水域底部.是一群 ,产甲烷菌:广泛存在于湖泊等水域底部. 迄今为止所知的最严格厌氧的, 迄今为止所知的最严格厌氧的 , 能形成甲烷的化能 自养或化能异养的古菌群. 自养或化能异养的古菌群.
一,古菌的特点
形态学上,古细菌有扁平直角几何形状的细胞, 1,形态学上,古细菌有扁平直角几何形状的细胞,而在真细 菌中从未见过. 菌中从未见过
Halobacteria
2,细胞结构: ,细胞结构: a, 大多数古菌细胞壁不含二氨基庚二酸和胞壁酸.结构 , 大多数古菌细胞壁不含二氨基庚二酸和胞壁酸. 和化学组成多样. 和化学组成多样. b,细胞膜所含脂类是非皂化性甘油二醚的磷脂.即甘油 ,细胞膜所含脂类是非皂化性甘油二醚的磷脂. 和烃链之间只有醚键,而细菌和真核生物为酯键. 和烃链之间只有醚键,而细菌和真核生物为酯键. c,细胞膜有双层膜和单层膜 , d,DNA具有内含子 , 具有内含子 e,核糖体介于原核生物和真核生物之间 , f,具有组蛋白,形成类似真核生物核小体的构造 ,具有组蛋白,
极端嗜热古菌
生长要求的温度范围为 45℃~110℃,最适为 ℃ ℃ 70℃~105 ℃,且要求 pH 为 1~3 的高酸度环 ℃ 境. 大多能代谢元素硫,能在好氧条件下将硫或H2S 大多能代谢元素硫,能在好氧条件下将硫或H 氧化为H 氧化为 2SO4,在厌氧条件下可还原元素硫为 H2S. . 主要分布于含硫温泉,火山口, 主要分布于含硫温泉,火山口,燃烧后的煤矿等 环境. 环境.
3,代谢: 有许多特殊的辅酶,如绝对厌氧的产甲 代谢: 有许多特殊的辅酶, 烷菌有辅酶M F420,F430等 烷菌有辅酶M,F420,F430等 4,呼吸类型:多为严格厌氧,兼性厌氧,少数专性 呼吸类型:多为严格厌氧,兼性厌氧, 好氧 5,繁殖速度:较慢,进化也比细菌慢 繁殖速度:较慢, 6,生活习性:生活在极端环境,如高温,极热,极 生活习性:生活在极端环境,如高温,极热, 绝对厌氧.有特殊的代谢途径, 酸,绝对厌氧.有特殊的代谢途径,有的古菌还有 热稳定性酶和其他特殊酶.具有开发应用价值. 热稳定性酶和其他特殊酶.具有开发应用价值.
二,古菌的分类
按照古菌的生活习性和生 理特征,可分为: 理特征,可分为: 产甲烷菌 嗜热嗜酸菌:包括古生硫 嗜热嗜酸菌: 酸还原菌和极端嗜热菌 极端嗜盐菌 《伯杰系统细菌手册》 伯杰系统细菌手册》 分为五大类群: 分为五大类群: 产甲烷古菌 古生硫酸盐还原菌 极端嗜盐古菌 无细胞壁古细菌 极端嗜热硫代谢菌
嗜酸热原体
Thermoplasma acidophilum
4,古生硫酸盐还原菌 ,
这一类主要是指古生球菌archaeoglobales 的古菌. 这一类主要是指古生球菌archaeoglobales 的古菌. 细胞一般为不规则球形, 细胞一般为不规则球形,三角形 ,直径在 0.4~2.0 单个或成对,革兰氏阴性.菌落可略呈绿黑色, μm ,单个或成对,革兰氏阴性.菌落可略呈绿黑色, 处可产蓝绿色荧光,严格厌氧. 在 420nm 处可产蓝绿色荧光,严格厌氧.
(一)泉古生菌门
极端嗜热,嗜酸,代谢硫 极端嗜热,嗜酸, 从系统发育树上看,泉古菌的分支相对较 从系统发育树上看, 且非常接近古菌的基部. 短,且非常接近古菌的基部.按照伯杰氏 手册, 手册,目前本门只分一个纲和四个目
热变形菌纲(Thermoprotei) 纲:热变形菌纲(Thermoprotei) 暖球形菌目(Caldisphaerales) 暖球形菌目(Caldisphaerales) 除硫球菌目(Desulfurococcales) 除硫球菌目(Desulfurococcales) 硫化叶菌目(Sulfolobales) 硫化叶菌目(Sulfolobales) 热变形菌目(Thermoproteales) 热变形菌目(Thermoproteales)
b,G+炽热高温甲烷菌:细胞壁 , 炽热高温甲烷菌 炽热高温甲烷菌: 外有一层六角形蛋白质亚基即S 外有一层六角形蛋白质亚基即
层覆盖
c,G-产甲烷菌:无外膜,只有 , 产甲烷菌 无外膜, 产甲烷菌: 一层S层 一层 层 d,甲烷螺菌:无细胞壁,只有 ,甲烷螺菌:无细胞壁, 一层由蛋白质纤维组成的鞘 S层是古菌中最普遍的细胞壁类型,其由蛋白和糖 是古菌中最普遍的细胞壁类型, 蛋白组成,是生物进化过程中最简单的细胞壁 蛋白组成,