1章原核微生物080912
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第一章原核微生物第一部分
细菌L-型：是细菌在某些环境条件下因基因突变而产生的无壁类 型。细胞呈多形态，有的能通过细菌滤器，故又称“滤过型细 菌”。
细胞膜
1）概念：
细胞质膜（cytoplasmic membrane），又称质膜 （plasma membrane）、细胞膜（cell membrane）或内膜 （inner membrane），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7～8 nm，由磷脂（占20%～30%）和蛋白质（占50%～70%） 组成。
2）细胞膜的化学组成与结构模型：
（1）磷脂 亲水的极性端
疏水的非极性端
（具2运）输膜功能蛋的白整合蛋白（integral protein）或内嵌蛋白（intrinsic protein）
糖脂
具有酶促作用的周边蛋白（peripheral protein）
膜蛋白约占细菌细胞膜的50%～70%，比任何一种生物膜都高， 而且种类也多。--------细胞膜是一个重要的代谢活动中心。
革兰氏阴性菌的细胞壁
O-特异侧链
孔蛋白
脂多糖
磷脂
A、肽聚糖 埋藏在外膜层之内，是仅由1~2层肽聚糖网状分子 组成的薄层(2~3nm)，含量约占细胞壁总重的10%， 对机械强度的抵抗力较弱。
没有特殊的肽桥，只形成较为疏稀 、机械强度较差的肽聚糖网套
内消旋二氨基庚二酸(m-DAP) （只在原核微生物细胞壁上发现）
（3）为细胞的生长、分裂和鞭毛运动所必需； （4）细菌特定的抗原性、致病性以及对抗生素和噬菌体的
敏感性的物质基础；
革兰氏阳性菌的细胞壁 膜磷壁酸
磷壁酸
革兰氏阳性菌的细胞壁
磷壁酸
革兰氏阳性细菌细胞壁上特有的化学成分，主要 成分为甘油磷酸或核糖醇磷酸。
细胞膜
1）概念：
细胞质膜（cytoplasmic membrane），又称质膜 （plasma membrane）、细胞膜（cell membrane）或内膜 （inner membrane），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7～8 nm，由磷脂（占20%～30%）和蛋白质（占50%～70%） 组成。
2）细胞膜的化学组成与结构模型：
（1）磷脂 亲水的极性端
疏水的非极性端
（具2运）输膜功能蛋的白整合蛋白（integral protein）或内嵌蛋白（intrinsic protein）
糖脂
具有酶促作用的周边蛋白（peripheral protein）
膜蛋白约占细菌细胞膜的50%～70%，比任何一种生物膜都高， 而且种类也多。--------细胞膜是一个重要的代谢活动中心。
革兰氏阴性菌的细胞壁
O-特异侧链
孔蛋白
脂多糖
磷脂
A、肽聚糖 埋藏在外膜层之内，是仅由1~2层肽聚糖网状分子 组成的薄层(2~3nm)，含量约占细胞壁总重的10%， 对机械强度的抵抗力较弱。
没有特殊的肽桥，只形成较为疏稀 、机械强度较差的肽聚糖网套
内消旋二氨基庚二酸(m-DAP) （只在原核微生物细胞壁上发现）
（3）为细胞的生长、分裂和鞭毛运动所必需； （4）细菌特定的抗原性、致病性以及对抗生素和噬菌体的
敏感性的物质基础；
革兰氏阳性菌的细胞壁 膜磷壁酸
磷壁酸
革兰氏阳性菌的细胞壁
磷壁酸
革兰氏阳性细菌细胞壁上特有的化学成分，主要 成分为甘油磷酸或核糖醇磷酸。
第一章原核微生物
梭菌
一、细胞的形态构造及其功能 （一）形态和染色 3、螺旋状
弧菌 螺旋菌 螺旋体菌
弧菌： 菌体只有一个弯曲，其程度不足一圈， 形似“C”字或逗号，鞭毛偏端生。
蛭 弧 菌
霍乱弧菌
螺旋菌：
菌体回转如螺旋，螺 旋数目和螺距大小因 种而异。鞭毛二端生 细胞壁坚韧，菌体较 硬。
螺旋体菌： 菌体柔软，用于运动的类似鞭毛的轴丝位于细胞外鞘内。
N-乙酰葡糖胺和N-乙酰塔罗糖胺糖 醛酸交 替连接而成，连在后一氨基糖上的 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。
(6)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 缺 壁 细 菌
基本去尽——原生质体（G+） 人工去壁
部分去除——球状体（G-）
第一章 原核微生物
微生物
非细胞型：病毒
细胞型
古生菌（Archaea 原核微生物
细菌（Bacteria） 真核微生物 真菌（酵母、霉菌、蕈菌等）、
单细胞藻类、 原生动物等
古生菌在进化谱系上与真细菌及真核生物相互并列， 且与后者关系更近，而其细胞构造却与真细菌较为接 近，同属于原核生物。
第一节 细 菌
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。
占30~70% ,不同菌种中 肽聚糖(肽链)组分不同。
双糖单位中的β-1,4-糖苷键很容1、易细被胞壁 溶菌酶(lysozyme)所水解，从而引起 （1）革兰氏阳性细菌的细胞壁细菌因肽聚糖细胞壁的“散架”而死亡。
A、肽聚糖
L D
与由
型 交 替 方 式 连 接 而
一、细胞的形态构造及其功能 （一）形态和染色 3、螺旋状
弧菌 螺旋菌 螺旋体菌
弧菌： 菌体只有一个弯曲，其程度不足一圈， 形似“C”字或逗号，鞭毛偏端生。
蛭 弧 菌
霍乱弧菌
螺旋菌：
菌体回转如螺旋，螺 旋数目和螺距大小因 种而异。鞭毛二端生 细胞壁坚韧，菌体较 硬。
螺旋体菌： 菌体柔软，用于运动的类似鞭毛的轴丝位于细胞外鞘内。
N-乙酰葡糖胺和N-乙酰塔罗糖胺糖 醛酸交 替连接而成，连在后一氨基糖上的 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。
(6)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 缺 壁 细 菌
基本去尽——原生质体（G+） 人工去壁
部分去除——球状体（G-）
第一章 原核微生物
微生物
非细胞型：病毒
细胞型
古生菌（Archaea 原核微生物
细菌（Bacteria） 真核微生物 真菌（酵母、霉菌、蕈菌等）、
单细胞藻类、 原生动物等
古生菌在进化谱系上与真细菌及真核生物相互并列， 且与后者关系更近，而其细胞构造却与真细菌较为接 近，同属于原核生物。
第一节 细 菌
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。
占30~70% ,不同菌种中 肽聚糖(肽链)组分不同。
双糖单位中的β-1,4-糖苷键很容1、易细被胞壁 溶菌酶(lysozyme)所水解，从而引起 （1）革兰氏阳性细菌的细胞壁细菌因肽聚糖细胞壁的“散架”而死亡。
A、肽聚糖
L D
与由
型 交 替 方 式 连 接 而
第一章原核微生物2
• 能量寄生，ATP主要 来自宿主 • 当宿主提供前体(precursor)时，网状体 (始体)具有生物合成作用，能够合成氨 基酸 • 原体处于休眠状态
重要病原
• 沙眼衣原体(C. trachomatis)
– 感染人类和老鼠
– 引起人类的沙眼,非淋病性尿道炎和其它一些疾病
• 鹦鹉热衣原体(C. psittaci )
– 杆状，简单分支 Nocardia， Mycobacteria
– 分枝菌丝和分生孢子
• 基内菌丝 • 气生菌丝 • 孢子丝
分生孢子 (conidiospore)
孢囊孢子 (sporangiospore)
• 通常不运动
• 有些孢子有鞭毛， 能运动
substrate mycelium 基质菌丝 Thallus菌体或原植体– (一些放线菌聚集形成的组织样结构)
• 大部分通过裂殖或出芽生殖的方式繁殖
• 连锁体（ hormogonia，也叫段殖体链丝段) – 丝状蓝细菌中断裂形成的可运动短片段 • 静息孢子(akinetes) – 特化的，厚壁，静止的细胞，具耐干旱能力.
– 通常萌发形成丝状体
• 内孢子(baeocytes) – 由多分裂形成
– 当外壁破裂形成的一种小的球状细胞
序列相似性：两序列进行比对后相同碱基与总碱基数的百分比 遗传距离： G+C%值：一条序列中碱基G和C所占百分比
伯杰氏系统细菌学手册(第二版)
• 基于 16S rDNA的分类系统
– 古生菌，2个门 – 细菌，23个门
• 5卷的内容安排
– 卷1：古生菌(2个门) 和G- 菌(11 个门) – 卷2： 变形菌门(G- ), 1 个门, 5 个纲 – 卷3：低G+C含量 G+, 1 个门, 3 个纲
重要病原
• 沙眼衣原体(C. trachomatis)
– 感染人类和老鼠
– 引起人类的沙眼,非淋病性尿道炎和其它一些疾病
• 鹦鹉热衣原体(C. psittaci )
– 杆状，简单分支 Nocardia， Mycobacteria
– 分枝菌丝和分生孢子
• 基内菌丝 • 气生菌丝 • 孢子丝
分生孢子 (conidiospore)
孢囊孢子 (sporangiospore)
• 通常不运动
• 有些孢子有鞭毛， 能运动
substrate mycelium 基质菌丝 Thallus菌体或原植体– (一些放线菌聚集形成的组织样结构)
• 大部分通过裂殖或出芽生殖的方式繁殖
• 连锁体（ hormogonia，也叫段殖体链丝段) – 丝状蓝细菌中断裂形成的可运动短片段 • 静息孢子(akinetes) – 特化的，厚壁，静止的细胞，具耐干旱能力.
– 通常萌发形成丝状体
• 内孢子(baeocytes) – 由多分裂形成
– 当外壁破裂形成的一种小的球状细胞
序列相似性：两序列进行比对后相同碱基与总碱基数的百分比 遗传距离： G+C%值：一条序列中碱基G和C所占百分比
伯杰氏系统细菌学手册(第二版)
• 基于 16S rDNA的分类系统
– 古生菌，2个门 – 细菌，23个门
• 5卷的内容安排
– 卷1：古生菌(2个门) 和G- 菌(11 个门) – 卷2： 变形菌门(G- ), 1 个门, 5 个纲 – 卷3：低G+C含量 G+, 1 个门, 3 个纲
第一部分第一节原核微生物
5）鞭毛：是某些细菌的运动器官，由一种称为鞭毛蛋白弹性蛋 白构成，结构上不同于真核生物的鞭毛。
(5).细菌细胞的内生 孢子 某些细菌处于不利 的环境，或耗尽营 养时，形成内生孢 子，又称芽孢，是 对不良环境有强抵 抗力的休眠体。
细菌的芽孢
2、蓝藻
又称蓝细菌，是原核生物，又是最简单的自养生物。 ● 不它同的于光光合合作细用菌类。似于高等植物(以水为电子供体,放出O2)而 ●没有叶绿体，但有质膜内陷形成的捕光装置。 ● DNA分子环状，但遗传信息量很大，可与高等植物相比。 ●体积比其它原核细胞大得多，直径约10μm左右，甚至可 达70μm (如颤藻)。 ●属单细胞生物，但有些蓝藻经常以丝状的细胞群体存在， 如： 属蓝藻门念珠藻类的发菜就是蓝藻的丝状体。 ●分布十分广泛,淡水、海洋、高山、极地、沙漠、草原与森 林均有分布。
4）荚膜
● 荚膜是某些细菌表面的特殊结构， 是位于细胞壁表面细菌最外表的一层 多糖类物质， 边界明显的称荚膜 （capsule），如肺炎球菌；边界不明 显的称粘液层（ slime layer），如葡 萄球菌。
●功能：抵御不良环境；保护自身不 受吞噬；选择性的粘附到特定细胞的 表面上。
细菌 荚膜
负染的细菌
●含有色素，如藻篮素与叶绿素，使细胞呈绿色。有些种类 的蓝藻含有黄色、红色色素，使细胞呈现不同的颜色。
蓝藻细胞的基本特征： 1） 中心质：是遗传物质DNA所在的部位，相当于细菌的核 区，称为中心质或中央体。 ●DNA也是裸露的， 不与碱性蛋白结合。 ●复制也是连续的， 不局限于某一特定 时间内进行。 2）光合作用片层 是位于细胞质部分 的同心环样的膜片 层结构，上面规则 地排列着直径约 35nm的小体，称藻 胆蛋白体。
蓝藻细胞模式图
第一章 原核微生物
二 . 繁殖方式
方式
孢子丝→孢子
凝聚分裂 细胞质凝聚 分生孢子
横隔分裂: 孢子丝产生横膈膜,然后横膈膜 断裂形成杆状孢子(诺卡氏菌)
孢囊孢子 顶端细胞膨大,变厚形成孢囊,称 孢囊孢子.
横隔分裂
三. 放线菌菌落特征
菌落质地紧密,表面呈紧密的绒状或坚实, 干皱,小菌落难挑起,成熟菌落呈絮状,粉末状, 表面常有颜色.
G－：红色
结晶紫 碘液 乙醇 番红
乙醇脱色 番红复染 镜检
结晶紫初染
碘液媒染
乙醇脱色
番红复染
⑵革兰氏阳性细菌与阴性细菌的区别
G+
一层,厚(20-80nm),肽聚糖 含量高(40-90%),脂肪量少. 含恒酸(酸性,调节酶活 性)(磷壁酸)吸附Mg2+
G内层肽聚糖薄1013nm(少) 外层脂类,脂多糖 (多)
(二) 细胞膜:1972年,液态镶嵌模型
功能: ①运输,选择性吸收
②参与细胞壁、荚膜的生物合成
③参与能量产生,(具呼吸链的酶和电子 传递系统) ④与细胞分裂有关(使复制的DNA分开) ⑤与细胞运动有关(鞭毛基粒的附着点)
(三) 细胞内膜
也叫间体,由细胞膜向内折叠而成
功能:
①拟线粒体
②与细胞分裂形成隔壁有关 ③参与DNA复制(附着点) ④准内质网:外连膜,内连核
酶系不全 不能合成NAD 辅酶A
2.细胞膜结构疏松 3.细胞中含DAN和RAN两种核酸 4.不能通过细菌滤器 5.对热、干燥、化学剂抗性差，对抗生素敏感
四环素、氯霉素、红霉素、磺胺类
“流行性斑疹伤寒” 蚤 、螨、等小型节肢动物
二. 衣原体 : 介于立克次氏体和病毒之间
1. 专性寄生,缺乏产能系统(能量寄生物)
高中生物 原核微生物课件
壁坚韧、多以二分裂方式繁殖和水生性较强的
原核生物。
一.细菌的形状构造及其功能
球状
杆状
螺旋状
（一）形态和染色
1.球菌（coccus） 球菌一词来源于希腊 字kokkos，意思是浆 果，被用作球形细菌 的专有名词。 球菌
单球菌
双球菌
链球菌
四联球菌
八叠球菌
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
（3）链球菌
细胞分裂沿一个平面
进行，分裂后的细胞
呈链状排列。 代表菌：溶血性链球菌 化脓性链球菌
Group A streptococcus (S. pyogenes)
Streptococcus pyogenes – coccoid prokaryote (dividing)
Group A strep. SEM x56,000 © Dr Dennis Kunkel, University of Hawaii. Used with permission
Scanning electron m icrographs illustrating external features of the rod-shaped bacterium E. coli.
工农业生产中常用的杆菌
枯草杆菌 北京棒状杆菌 生产淀粉酶 生产谷氨酸
苏云金杆菌
根瘤菌
生产杀虫剂
生产细菌肥料
幽门螺旋菌
红螺菌属 （Rhodospirillum）
螺旋体（spirochaeta）： 旋转周数多（通常超过6 环）、体长而柔软的螺旋 状细菌则专称螺旋体。
显微镜下的螺旋体
苍白密螺旋体（Treponema pallidum）
1章-原核微生物08-09-1-2共109页文档
乙醇胺
双
极
性
膜
甘油
脂
分
子
脂肪酸
极性、亲水端
长、非极性、 疏水脂肪酸链
2）蛋白质
构成细胞膜的原生质，根据与膜的相对位置分为：
整合蛋白 是埋藏于膜内或贯穿膜的两则，是与膜结合紧 密、并与物质运输、能量代谢和信号接收有关的蛋白质。
外周蛋白 是通过电荷相互作用，疏松附着于膜表面的一 类蛋白质，膜中的脂类和蛋白质互相相对运动。
间体
间体（mesosome）是质膜向内 伸展至细胞质中主要的单位膜 结构，常常同核质相联系，位 于细胞分裂处。
间体的功能可能参与呼吸作用、 同DNA的复制和细胞的分裂 有关。
也可能与青霉素酶等某些酶的 分泌有关。
间体
三、细胞质及其内含物
1、细胞质概念 2、细胞质的主要成分 3、核糖体 4、贮藏性颗粒
细菌80%-90%的核糖体串连在mRNA上以多聚核糖体的形 式ห้องสมุดไป่ตู้在，是合成蛋白质的场所．
已证明抗生素对人类是非常有用的，因为抑制细菌蛋白质 合成的抗生素，对真核生物蛋白质合成无效果，这样就有了选 择毒性。
Ribosomes
All eucaryotic and procaryotic cells contain ribosomes, which function as the sites of protein synthesis.
2、成分与结构
细胞膜是磷脂及蛋白质2类物质所组成的双分子层：
1）磷脂
细胞膜分为内、外两层，是主要由磷脂排列而成的双分 子层。组成细胞膜的磷脂分子分为亲水（极性）和疏水（非极 性）两个部分。
极性部分排于膜的表面，非极必性部分排于膜的内层，从 而使膜对于大分子或高电荷的分子成为一个选择渗透屏障，它 们不易通过磷脂双分子的疏水性内层。
第一章 原核微生物_PPT幻灯片
菌的膨压可达2个大气压，相当于汽车内胎的压力； 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（相对分子质量大于800）
进入细胞； ④赋予细菌特定的抗原性以及对抗生素和噬菌体
的敏感性。
细胞壁
革兰氏阳性菌的细胞壁 组成成分：肽聚糖和磷壁酸 革兰氏阴性菌的细胞壁 组成成分：肽聚糖、脂多糖和蛋白质 两者的比较： 细胞壁缺损的或无细胞壁的细菌 革兰氏染色
菌苔：由某一纯种的大量细胞密集地接种 到固体培养基表面，长成的各“菌落”连 成一片的群体，称为菌苔。
细菌的菌 落特征：
湿润、
较光滑、
较透明、
较粘稠、
易挑取、
质地均匀
以及菌落正 反面或边缘 与中央部位 的颜色一致 等。
细菌菌落形态特征图
细菌形态与菌落特征的相关性：
湿润、粘稠透明状，边缘光滑(smooth,S型)；不 产生荚膜的细菌，菌落表面干燥、粗糙 （rough,R型)。
鞭毛的定义、分类和结构
鞭毛：从菌体内鞭毛基粒上长出一条细长 呈波状的丝状体，穿过细胞壁伸出体外， 称为鞭毛。其数目为一至数十根，具有运 动的功能。鞭毛纤细，直径仅10~20nm。
鞭毛的分类：根据鞭毛的数目及其排列方 式，可将鞭毛分成五类：单生鞭毛、两端 单生鞭毛、丛生鞭毛、两端丛生鞭毛、周 生鞭毛。
糖被的定义、分类和主要成分
定义：在某些细菌细胞壁外存在着一层厚度不定 的透明胶状物质。
分类：根据其厚度的不同，常有不同的名称。 1）微荚膜：有固定层次，层次比较薄 2）荚膜（大荚膜）：有固定层次，层次较厚 3）粘液层：松散，没有固定在细胞壁上，无明显
边缘 4）菌胶团：细菌荚膜连在一起，其中包含有许多
芽孢肽聚糖的特点是呈纤维束状、交联度 小、负电荷强、可被溶菌酶水解。
进入细胞； ④赋予细菌特定的抗原性以及对抗生素和噬菌体
的敏感性。
细胞壁
革兰氏阳性菌的细胞壁 组成成分：肽聚糖和磷壁酸 革兰氏阴性菌的细胞壁 组成成分：肽聚糖、脂多糖和蛋白质 两者的比较： 细胞壁缺损的或无细胞壁的细菌 革兰氏染色
菌苔：由某一纯种的大量细胞密集地接种 到固体培养基表面，长成的各“菌落”连 成一片的群体，称为菌苔。
细菌的菌 落特征：
湿润、
较光滑、
较透明、
较粘稠、
易挑取、
质地均匀
以及菌落正 反面或边缘 与中央部位 的颜色一致 等。
细菌菌落形态特征图
细菌形态与菌落特征的相关性：
湿润、粘稠透明状，边缘光滑(smooth,S型)；不 产生荚膜的细菌，菌落表面干燥、粗糙 （rough,R型)。
鞭毛的定义、分类和结构
鞭毛：从菌体内鞭毛基粒上长出一条细长 呈波状的丝状体，穿过细胞壁伸出体外， 称为鞭毛。其数目为一至数十根，具有运 动的功能。鞭毛纤细，直径仅10~20nm。
鞭毛的分类：根据鞭毛的数目及其排列方 式，可将鞭毛分成五类：单生鞭毛、两端 单生鞭毛、丛生鞭毛、两端丛生鞭毛、周 生鞭毛。
糖被的定义、分类和主要成分
定义：在某些细菌细胞壁外存在着一层厚度不定 的透明胶状物质。
分类：根据其厚度的不同，常有不同的名称。 1）微荚膜：有固定层次，层次比较薄 2）荚膜（大荚膜）：有固定层次，层次较厚 3）粘液层：松散，没有固定在细胞壁上，无明显
边缘 4）菌胶团：细菌荚膜连在一起，其中包含有许多
芽孢肽聚糖的特点是呈纤维束状、交联度 小、负电荷强、可被溶菌酶水解。
第一章-原核微生物
第一章原核微生物原核微生物在生物分类中，属于原核生物界，包括真细菌的细菌门和蓝细菌门。
细菌门有衣原体、立克次氏体、支原体、螺旋体、粘细菌、古（生）细菌、细菌（真细菌）、放线菌。
蓝细菌门有蓝细菌。
我们重点介绍细菌（包括古细菌）、放线菌和蓝细菌。
原核微生物即指一大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。
第一节细菌细菌(bacteria)是一类细胞细而短（细胞直径约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。
一、细菌的个体形态和大小细菌属于原核生物，为单细胞，即一个细胞就是一个个体。
（一）细菌的形态细菌的个体（也就是细胞）基本形态有三种：球状、杆状和螺旋状，丝状等其它形状。
1. 球菌（coccus）——球菌一词来源于希腊字kokkos，意思是浆果，被用作球形细菌的专有名词。
细胞个体形状为球形，其直径约为0.5－2.0μ。
各类球菌又可以根据其排列方式的不同，进一步分为：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。
代表菌：脲微球菌（Micrococcus ureae）双球菌——细胞分裂沿一个平面进行，分裂后的细胞成对排列。
代表菌：肺炎双球菌（Diplococcus pneumoniae）链球菌——细胞分裂沿一个平面进行，分裂后的细胞呈链状排列。
代表菌：乳链球菌（Streptococcus cellulosolvens）四联球菌——细胞分裂按两个互相垂直的平面进行，分裂后每四个细胞在一起呈田字形排列。
代表菌：四联球菌（Micrococcus tetragenus）八叠球菌——细胞分裂按三个互相垂直的平面进行，分裂后每八个细胞在一起呈立方形排列。
代表菌：甲烷八叠球菌（Sarcina methanica）葡萄球菌——细胞分裂面是任意的，分裂后多个球菌在一起呈葡萄状排列。
代表菌：金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus ）2. 杆菌（Bacillus）——杆菌英文字由拉丁文baculus一字演化而来，意思是棍或棒形，用以指棍或棒形的细菌。
第1章原核微生物(lin)
38
质粒功能
R因子：与抗药性有关 F因子：与有性接合有关 其他质粒：与抗生素，色素合成有关 基因工程中作为目的基因载体
上海师范大学
39
6 、 荚膜 细菌向细胞壁表面分泌一层粘液状或胶质状物质。 产荚膜细菌菌落光滑（S-型），不产荚膜细菌菌落 较粗糙（R-型）。 主要成分是多糖与多肽组成 功能：保护细菌免受干燥的影响； 可作为细胞外贮藏养料； 能增强某些病原菌的致病能力，抵抗宿主吞噬 细胞的吞噬； 用途：在污水处理中对活性污泥的形成，具有良好沉 降性能等 危害：粘附在牙齿表面引起龋（qu）齿
革兰氏阳性细菌 菌体呈紫色 含量高，占细胞壁干重的30 ～95%) 多层,紧密 20-80nm 多数有,含量较高(<50) 一般无 一般无 敏感 敏感 不紧密 以外毒素为主 有的产
上海师范大学
革兰氏阴性细菌 呈红色 含量低，占细胞壁干重的5～ 10% 1-2层,疏松 2-3nm左右 无 含量较高（分布在外壁层） 含量较高（分布在外壁层） 不敏感 不敏感 紧密 以内毒素为主 不产
3.O-特异侧链 →用于传染病临床诊断
上海师范大学
23
（3）周质空间（壁膜空间）：位于细胞壁与细 胞膜间的狭小间隙，呈胶状，内中含有许多周 质蛋白： ①水解酶（如蛋白质酶，核酸酶） ②合成酶（肽聚糖合成酶） ③运输蛋白(具有运送营养物质的作用)
上海师范大学
24
表
成 分
革兰氏阳性细菌与阴性细菌细胞壁成分的比较
上海师范大学 48
芽孢的形成 可分七个阶段： 形成轴丝:菌体出现两个核区,DNA浓缩,形成束状染色体; 形成芽孢壁：菌体一端的细胞膜内陷横膈膜，将菌体分隔 成两个细胞; 形成前芽孢：小细胞被大细胞细胞膜包裹，形成具有双膜 的前芽孢（此时抗辐射性提高）; 形成原皮层：合成芽孢肽聚糖和吡啶二羧酸钙复合物，填 充于双层膜之间形成原皮层。芽孢外壁开始出现; 芽形成孢衣：合成半胱氨酸和疏水氨基酸沉积于膜外表; 形成皮层：芽孢成熟，出现抗热性; 释放芽孢：菌体裂解，释放出芽胞。
微生物学第1章原核微生物Procaryotes
周质空间periplasmicspace也称壁膜空间位于细胞壁和细胞膜之间的狭小空间内含质外酶包括rna酶idna内切酶i青霉素酶和许多磷酸化这些酶对细菌的营养吸收核酸代谢趋化性抗药性等有重要作用细胞质膜cytoplasmicmembrane也称细胞膜cellmembrane是围绕在细胞质外面的一层柔软而富有弹性的薄膜厚约8nm占细胞干重的10左右组成2030蛋白质6070少量糖蛋白糖脂微量核酸原核生物中除支原体外细胞膜上一般不含胆固醇这与真核生物不同diagramcytoplasmicmembrancediagramcytoplasmicmembrance控制细胞内外营养物质和代谢产物的运送与交维持细胞内正常渗透压的屏障作用合成细胞壁各组分脂多糖肽聚糖磷壁酸和荚膜的场所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中间体mesosome中体间体是细胞膜局部内陷折叠而成与细胞壁合成核质分裂细胞呼吸和芽孢形成有关功能与线粒体相似而又称拟线粒体类囊体thylakoid是蓝细菌细胞中存在的囊状体由单位膜组成含有叶绿素藻胆色素等光合色素和有关酶类光合作用场所structuremesosomemesosomemaywallformationduringdivisionchromosomereplicationdaughtercells
0.5~1 0.8~1 0.5 x (1~3) (0.5~1) x (1~3) (0.8~1.2) x (1.2~3) (0.3~0.6) x (1~3) (1.5~2) x (10~20)
细菌细胞的构造与功能
基本构造
细胞壁(Cell wall) 细胞膜 (Cell membrane) 细胞核 (Cell nucleus) 细胞质(Cytoplasm)
0.5~1 0.8~1 0.5 x (1~3) (0.5~1) x (1~3) (0.8~1.2) x (1.2~3) (0.3~0.6) x (1~3) (1.5~2) x (10~20)
细菌细胞的构造与功能
基本构造
细胞壁(Cell wall) 细胞膜 (Cell membrane) 细胞核 (Cell nucleus) 细胞质(Cytoplasm)
原核微生物
第一章 原核微生物
第一节 原核微生物的形态和结构 第二节 真细菌 第三节 古细菌
第四节 原核微生物的鉴定和分类
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，无真正染色体 属于原核微生物的有：细菌、放线菌、蓝细菌、 古细菌、立克次氏体、支原体、衣原体等。
特殊结构
表面层 糖被 鞭毛 菌毛和性毛 芽孢和伴胞晶体
1、细胞壁
细胞壁：是细菌细胞最外一层坚韧并富有弹性的外被（
除支原体外）
细胞壁的生理功能：
提高机械强度，固定细胞外形，保护细胞不受损伤
为细胞生长、分裂和鞭毛运动所必需 Biblioteka 一定的屏障作用（阻拦大分子有害物质）
与细菌抗原性、致病性及对噬菌体的敏感性有关
细菌染色体、质粒
3、核区 质粒
质粒是细菌中比染色体（主DNA）小得多的环状DNA ，也是细菌的遗传物质，为双链DNA。细菌的一个 细胞内一般有1－2个质粒，有的有多个。 质粒能插入到染色体中，同染色体一起复制，称为 附加体。
3、核区 质粒的特性
可转移性：可以细胞间的接合作用或其它途径从供体 细胞向受体细胞转移 可整合性：可以可逆性地整合到宿主细胞染色体上 可重组性：不同来源的质粒之间，质粒与宿主细胞染 色体间的基因可以发生重组 可消除性：某些理化因素如加热、加丫啶橙或丝裂霉 素、溴化乙锭等均可使质粒消除 此外，还有互不相容性、耐碱性等
细胞壁 细胞膜 核区 细胞质和内含物
特殊结构
表面层 糖被 鞭毛 菌毛和性毛 芽孢和伴胞晶体
2、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，称 为糖被。 糖被的有无、厚薄与菌种遗传性有关，还与环境条件（特 别是营养）密切相关。
第一节 原核微生物的形态和结构 第二节 真细菌 第三节 古细菌
第四节 原核微生物的鉴定和分类
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，无真正染色体 属于原核微生物的有：细菌、放线菌、蓝细菌、 古细菌、立克次氏体、支原体、衣原体等。
特殊结构
表面层 糖被 鞭毛 菌毛和性毛 芽孢和伴胞晶体
1、细胞壁
细胞壁：是细菌细胞最外一层坚韧并富有弹性的外被（
除支原体外）
细胞壁的生理功能：
提高机械强度，固定细胞外形，保护细胞不受损伤
为细胞生长、分裂和鞭毛运动所必需 Biblioteka 一定的屏障作用（阻拦大分子有害物质）
与细菌抗原性、致病性及对噬菌体的敏感性有关
细菌染色体、质粒
3、核区 质粒
质粒是细菌中比染色体（主DNA）小得多的环状DNA ，也是细菌的遗传物质，为双链DNA。细菌的一个 细胞内一般有1－2个质粒，有的有多个。 质粒能插入到染色体中，同染色体一起复制，称为 附加体。
3、核区 质粒的特性
可转移性：可以细胞间的接合作用或其它途径从供体 细胞向受体细胞转移 可整合性：可以可逆性地整合到宿主细胞染色体上 可重组性：不同来源的质粒之间，质粒与宿主细胞染 色体间的基因可以发生重组 可消除性：某些理化因素如加热、加丫啶橙或丝裂霉 素、溴化乙锭等均可使质粒消除 此外，还有互不相容性、耐碱性等
细胞壁 细胞膜 核区 细胞质和内含物
特殊结构
表面层 糖被 鞭毛 菌毛和性毛 芽孢和伴胞晶体
2、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，称 为糖被。 糖被的有无、厚薄与菌种遗传性有关，还与环境条件（特 别是营养）密切相关。
微生物课件原核微生物优选演示
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。
现在只在少数的细菌中发现了有性生殖,如E. Coli, Pseudomonas.等。
细菌的繁殖方式
细菌主要是通过无性繁殖产生后代。其繁殖方式 是二分裂（binary fission） ，简称裂殖（fission） 。
（二）G- 的无芽孢杆菌
Representatives: Escherchia coli Alcaligenes Proteus Flavobacteria Pseudomonas Rhizobium Azotobacter
螺旋菌：
菌体弯曲一圈以上，回转如螺旋，螺旋数目和 螺距大小因种而异。鞭毛二端生细胞壁坚韧， 菌体较硬。
弧菌与螺旋菌的差别：前者一端生鞭毛, 后者两端都 生鞭毛。
有些螺旋菌的菌体僵硬，借鞭毛运动；有些 螺旋菌的菌体柔软，借轴丝收缩运动并称 为螺旋体
螺旋体菌：
菌体柔软，依靠缠绕原生质柱的轴丝伸缩运动
4、特殊形态
1.有些细菌单细胞连结成丝状的群体,外面由鞘套包围，如 浮游球衣菌(Sphaerotilusnatans); 2.有的细菌菌体分叉,如双歧杆菌属(Bificlobacterium)。 3.有的菌体末端有柄，如柄杆菌属(Caulobacter)。 4.有的菌体有附属物 如臂微菌属 (Ancalomicrobium)。
细胞发展而来的，则它就是1个纯种细胞群或克隆(clone)。
当固体培养基表面众多菌落连成一片时，便成为菌苔(1awn) 。
2、菌落特征 各种细菌在一定条件下形成的菌落具有一定的稳定
性和专一性特征。 菌落特征是衡量菌种纯度、辨认和鉴定菌种的重要
现在只在少数的细菌中发现了有性生殖,如E. Coli, Pseudomonas.等。
细菌的繁殖方式
细菌主要是通过无性繁殖产生后代。其繁殖方式 是二分裂（binary fission） ，简称裂殖（fission） 。
（二）G- 的无芽孢杆菌
Representatives: Escherchia coli Alcaligenes Proteus Flavobacteria Pseudomonas Rhizobium Azotobacter
螺旋菌：
菌体弯曲一圈以上，回转如螺旋，螺旋数目和 螺距大小因种而异。鞭毛二端生细胞壁坚韧， 菌体较硬。
弧菌与螺旋菌的差别：前者一端生鞭毛, 后者两端都 生鞭毛。
有些螺旋菌的菌体僵硬，借鞭毛运动；有些 螺旋菌的菌体柔软，借轴丝收缩运动并称 为螺旋体
螺旋体菌：
菌体柔软，依靠缠绕原生质柱的轴丝伸缩运动
4、特殊形态
1.有些细菌单细胞连结成丝状的群体,外面由鞘套包围，如 浮游球衣菌(Sphaerotilusnatans); 2.有的细菌菌体分叉,如双歧杆菌属(Bificlobacterium)。 3.有的菌体末端有柄，如柄杆菌属(Caulobacter)。 4.有的菌体有附属物 如臂微菌属 (Ancalomicrobium)。
细胞发展而来的，则它就是1个纯种细胞群或克隆(clone)。
当固体培养基表面众多菌落连成一片时，便成为菌苔(1awn) 。
2、菌落特征 各种细菌在一定条件下形成的菌落具有一定的稳定
性和专一性特征。 菌落特征是衡量菌种纯度、辨认和鉴定菌种的重要
微生物学 第一章 原核微生物
调节细胞内自溶素活力;
储藏磷元素。
第一章
原核微生物
第一节 细菌
(2)革兰氏阴性的细胞壁成分
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。
第一章
原核微生物
第一节 细菌
第一章
原核微生物
第一节 细菌
G-有肽聚糖，仅占细胞壁干重的5-10%。肽聚糖结构与G+相 同，但短肽尾中的３号位上L-Lys往往被其他二氨酸取代 ，而 且交联程度低。
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）；来自第一章原核微生物
第一节 细菌
细菌L型 菌落类型
临床分离葡萄球菌L型
葡萄球菌L型回复后
第一章
原核微生物
第一节 细菌
b.原生质体（protoplast）
Ether linkage Branched fatty acid
Figure 26.22
Figure 26.22
第一章
原核微生物
第一节 细菌
β-1,3糖苷键不被溶菌酶水解
N-乙酰葡糖胺和N-乙酰塔罗糖胺糖醛酸 交替连接而成，连在后一氨基糖上的肽 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。
目前发现的最大的细菌0.32～1mm ，最小的细菌（纳米 细菌）只有50 nm。
第一章
原核微生物
第一节 细菌
大小的测量方法 显微镜测微尺 显微照相后根据放大倍数进行测算
第一章 5、染色
原核微生物
第一章原核微生物-中国养殖信息网—养殖信息养牛信息养羊信
第一章原核微生物按照微生物不同进化水安然平静各种性状上的明显差别，可将微生物分为原核微生物〔prokaryotes〕、真核微生物〔eukaryotic microorganisms〕和非细胞微生物〔acellular microorganisms〕三大类群。
原核微生物是指一大类仅含一个DNA分子的原始核区而无核膜包裹，不存在核仁，无细胞器的原始单细胞微生物，与真核微生物不同。
20世纪70年代后，还发现了此外一类生活在极端环境下的古老微生物，虽然它们的细胞布局既不完全不异于原核生物，也不同于真核生物，但其布局与真细菌〔eubacteria〕更为接近，此刻我们把它们称为古生菌〔archaea〕或古细菌〔archaebacteria〕。
因此原核微生物包罗真细菌和古生菌两大类群。
此中除少数属于古生菌外，大都的原核微生物〔细菌、放线菌、蓝细菌、支原体、立克次氏体和衣原体等〕都属于真细菌。
第一节细菌μm，长度0.5～5μm〕、布局简单、种类繁多、主要以二分裂方式繁殖和水生性较强的单细胞原核微生物。
细菌是自然界中分布最广、数量最大，与人类关系极为密切的一类微生物。
在我们周围，处处都有大量细菌存在。
凡在温暖、潮湿和富含有机物质的处所，都有大量的细菌活动。
在它们大量集居处，常会散发出特殊的臭味或酸败味。
如用手去抚摸长有细菌的物体外表时，就有粘、滑的感觉。
在固体食物外表如果长出水珠状、鼻涕状、浆糊状、颜色多样的细菌菌落或菌苔时，用小棒去试挑一下，常会拉出丝状物。
长有大量细菌的液体，会呈现混浊、沉淀或飘浮一片片小“白花〞，并伴有大量气泡冒出。
当人类还未研究和认识细菌时，细菌中的少数病原菌曾跋扈獗一时，夺走无数生命；不少败北菌也常常引起食物和工农业产物腐烂变质。
因此，细菌给人的最初印象常常是有害的，甚至是可怕的。
实际上，随着微生物学的开展，当人们对它们的生命活动规律认识越来越清楚后，情况就有了底子的改变。
目前，由细菌引起的传染病底子上都得到了控制。
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（2）质粒携带着决定细菌某些遗传特性的基因，如接合或 致育、抗药、产毒、致病、降解樟脑和二甲苯等毒物、固氮、 产生抗菌素和色素等次生代谢产物和芽孢等方面发挥作用；
（3）质粒是很好的基因载体，基因工程中已广泛应用．
3）质粒的类型（了解）
（1）致育因子(fertility factor, F因子)
又称F质粒，一种与大肠杆菌的有性生殖现象（接合作用） 有关的质粒。
2、质粒(plasmid）
1）概念
某些细菌的细胞内含有除染色体外的小分子环状DNA，称 作质粒。其上携带的基因对细菌正常生活并非必需，但在某些 情况下对细胞有利，如抗生素抗性质粒。
质粒常以不同大小的环状 双螺旋存在，它可以独立存在 与复制，也可整合到染色体上。
2）质粒的特性与生理功能
（1）能独立于染色体存在并复制；很多能在细胞之间传递； 多数会自行或经特定处理后消失；有的能整合到染色体中，与 其一起复制。
多糖颗粒可用碘处理后，在显微镜下观察到红棕色的颗 粒。是一些细菌体内在C过多、N不足时形成的类似支链淀粉 的细菌淀粉，为C源的贮存物．
2）磁小体(megnetosome) 1975年由R P Blakemore 在趋磁细菌中发现
主要成分是Fe3O4外被一层磷脂、蛋白或糖蛋白膜,是 单磁畴晶体,无毒,大小20-100nm,每个细胞有2-20颗
Ribosomes are composed of two subunits
Procaryotic ribosomes are called 70S ribosomes, and those of eucaryotic cells are known as 80S ribosomes
The letter S refers to Svedberg units, which indicate the relative rate of sedimentation during ultra-high-speed centrifugation
并且负责这些抗性的基因是成簇地存在于R1抗性质粒上。
许多R质粒能使宿主细胞对许多金属离子呈现抗性，包 括碲(Te6+)、砷(As3+)、汞(Hg2+)、镍(Ni2+)、钴(Co2+)、银 (Ag+)、镉(Cd2+)等。在肠道细菌中发现的R质粒，约有25％ 是抗汞离子的，而铜绿假单胞菌中约占75％。
2、成分与结构
细胞膜是磷脂及蛋白质2类物质所组成的双分子层：
1）磷脂
细胞膜分为内、外两层，是主要由磷脂排列而成的双分 子层。组成细胞膜的磷脂分子分为亲水（极性）和疏水（非极 性）两个部分。
极性部分排于膜的表面，非极必性部分排于膜的内层，从 而使膜对于大分子或高电荷的分子成为一个选择渗透屏障，它 们不易通过磷脂双分子的疏水性内层。
（3）元素硫颗粒(sulfur granule )
是硫细菌在环境中的H2S过量时的颗粒状的硫存贮物。 当环境中的H2S不足时硫颗粒又被氧化成硫酸，同时放出能 量，这是硫源与能源的贮藏物。
多角体
多聚磷酸盐颗粒 （异染粒）
类囊体
胞内元素硫颗粒 (一种紫色硫细菌)
（4）多糖（淀粉或糖原，glycogen granule）
细菌80%-90%的核糖体串连在mRNA上以多聚核糖体的形 式存在，是合成蛋白质的场所．
已证明抗生素对人类是非常有用的，因为抑制细菌蛋白质 合成的抗生素，对真核生物蛋白质合成无效果，这样就有了选 择毒性。
Ribosomes
All eucaryotic and procaryotic cells contain ribosomes, which function as the sites of protein synthesis.
3、核糖体(ribosome)
细菌核糖体为70S核糖体，由30S和50S两个亚单位构成大 的亚基组成，核糖体的亚基是由蛋白质和RNAs组成的复合物， 是细胞中合成蛋白质的场所。
原核微生物核糖体的结构
细 菌 核 糖 体 的 结 构 模
型
70S Ribosome During Translation
是许多光合型、无鞭毛水生菌中充满气体的泡囊状 内含物 大小为0.2—1.0um×75nm
内由数排柱形小空泡组成，外有2nm厚的蛋白膜包裹
每个细胞中含几个或数百个气泡
功能：调节细胞比重以使细菌漂浮在最适水层中获 取光能、O2，和营养物质
多糖颗粒
藻胆[蛋白]体 （侧面观）
藻胆[蛋白]体 （正面观）
蓝藻颗粒体
功能；
许多细菌 H光2合S氧细化菌细菌和紫硫 许多水生细菌 自养细菌
绿色光合细菌
主要是PHB 液状硫
罗纹蛋白膜 CO2固定酶 类脂、蛋白、菌绿素
贮备碳和能源
能源
浮力 固定CO2的部位 捕光中心
许多利用碳氢能源
磁铁颗粒
趋磁性
许多细菌
高分子葡萄糖聚合物 碳源和能源
乙醇胺
双
极
性
膜
甘油
脂
分
子
脂肪酸
极性、亲水端
长、非极性、 疏水脂肪酸链
2）蛋白质
构成细胞膜的原生质，根据与膜的相对位置分为：
整合蛋白 是埋藏于膜内或贯穿膜的两则，是与膜结合紧 密、并与物质运输、能量代谢和信号接收有关的蛋白质。
外周蛋白 是通过电荷相互作用，疏松附着于膜表面的一 类蛋白质，膜中的脂类和蛋白质互相相对运动。
核区无核膜和核仁，是一个共价闭合环状的、高度缠绕 的DNA分子，中央还有RNA及类似组蛋白的支架蛋白质。细 菌无典型的染色体结构，核区中的DNA常称为染色体DNA。
Prokaryotic Cell (Bacillus megaterium)
Electron Micrograph of Nucleoid DNA
间体
间体（mesosome）是质膜向内 伸展至细胞质中主要的单位膜 结构，常常同核质相联系，位 于细胞分裂处。
间体的功能可能参与呼吸作用、 同DNA的复制和细胞的分裂 有关。
也可能与青霉素酶等某些酶的 分泌有关。
间体
三、细胞质及其内含物
1、细胞质概念 2、细胞质的主要成分 3、核糖体 4、贮藏性颗粒
1、糖被(glycocalyx)及其类型 1）糖被的概念 2）荚膜的类型 3）荚膜的功能
糖被——某些细菌细胞壁外的一层含有水的多糖粘液性胶 状物质。
根据糖被的形状和厚度的不同，将荚膜分为四类：
（大）荚膜（capsule）：粘液状物质具有一定外形，相对 稳定地附着在细胞壁外，厚度：＞0.2µm。
携带F质粒的菌株称为F+菌株（相当于雄性）， 无F质粒 的菌株称为F-菌株(相当于雌性)。
F质粒整合到宿主细胞染色体上的菌株称为高频重组菌株 （high frequence recombination, 简称Hfr)
由于F因子能以游离状态(F+)和以与染色体相结合的状态 (Hfr)存在于细胞中，所以又称之为附加体(episome)。
形状为平截八面体、平行六面体或六棱柱体等 实用前景：生产磁性定向药物或抗体，以及制造生物 传感器
3）羧酶体（carboxysome） 存在于一些自养细菌内的多角形或六角形内含物 大小约10nm（与噬菌体相仿） 内含1，5—二磷酸核酮糖羧化酶 在自养细菌的CO2固定中起关键作用
4）气泡（gas vocuoles）
这是一种细菌所特有的
折射的、单层膜包围的、
大小变化很大的类脂颗粒，
用亲脂染料苏丹黑染色后， 原生质膜 在显微镜下清晰可见。细
菌在C多、N缺的时候形成， 相反则降解为生长提供C 源。
核糖体
核区 间体
胞壁
（2）异染粒(metachromatic granule)
细菌细胞内能由碱性染料染色后发生颜色改变的一种颗 粒，为一种多聚磷酸盐颗粒，与脂类和蛋白质相结合的多聚 磷酸偏盐。具有贮藏磷元素的作用，常在核酸合成受阻时产 生、累积。
（3）Col质粒 （4）毒性质粒(virulence plasmid) （5）代谢质粒(metabolic plasmid) （6）隐秘质粒(cryptic plasmid)
五、特殊结构（壁外结构）
1、糖被(capsule) 2、鞭毛(flagellum) 3、菌毛(pili) 4、性丝或性菌毛(sex pili) 5、菌鞘 6、芽孢 7、伴孢晶体
第二节 细菌细胞结构与功能
一、细胞壁 二、细胞膜 三、细胞质 四、核区与质粒 五、壁外结构 六、细菌的芽孢
二、细胞膜
1、概 念 2、成分与结构 3、功 能
1、细胞质膜的概 念
细胞质膜（cytoplasmic membrane），又称细胞膜，简称
原质膜（plasma membrane），是围绕细胞质外的双层膜结构， 使细胞具有选择吸收性能，控制物质的吸收与排放，也是许多 生化反应的重要部位。
1、概 念
细胞质
指除核以外，质膜以内的原生质。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 。含水量约80%。
细胞内含物
是指细胞质内所有形态较大的颗粒状结构，称为细胞内 含物。
2、细胞质的主要成分
细菌细胞质是含水的、含有细胞功能所需的各 种分子、RNA和蛋白质的混合物。细胞质的主要成 分是核糖体。
糖脂
寡聚糖
整合蛋白
整合蛋白
疏水性α螺旋
磷脂
周缘蛋白
3、细胞膜的功能
1）能选择性地控制细胞内、外营养物质和代谢产物质的 运输；
2）是维持细胞内正常的渗透压屏障； 3）是合成细胞壁和糖被有关成分的重要场所； 4）参与产能代谢，细菌中的电子传递链和ATP合成酶均位 于细胞膜； 5）提供鞭毛的着生位点，并可为鞭毛转动提供能量。
细菌DNA的特点：
1、是一个很长的共价闭合环状的的双链，经反复折叠形 成高度缠绕的致密结构，称为超螺旋结构；
（3）质粒是很好的基因载体，基因工程中已广泛应用．
3）质粒的类型（了解）
（1）致育因子(fertility factor, F因子)
又称F质粒，一种与大肠杆菌的有性生殖现象（接合作用） 有关的质粒。
2、质粒(plasmid）
1）概念
某些细菌的细胞内含有除染色体外的小分子环状DNA，称 作质粒。其上携带的基因对细菌正常生活并非必需，但在某些 情况下对细胞有利，如抗生素抗性质粒。
质粒常以不同大小的环状 双螺旋存在，它可以独立存在 与复制，也可整合到染色体上。
2）质粒的特性与生理功能
（1）能独立于染色体存在并复制；很多能在细胞之间传递； 多数会自行或经特定处理后消失；有的能整合到染色体中，与 其一起复制。
多糖颗粒可用碘处理后，在显微镜下观察到红棕色的颗 粒。是一些细菌体内在C过多、N不足时形成的类似支链淀粉 的细菌淀粉，为C源的贮存物．
2）磁小体(megnetosome) 1975年由R P Blakemore 在趋磁细菌中发现
主要成分是Fe3O4外被一层磷脂、蛋白或糖蛋白膜,是 单磁畴晶体,无毒,大小20-100nm,每个细胞有2-20颗
Ribosomes are composed of two subunits
Procaryotic ribosomes are called 70S ribosomes, and those of eucaryotic cells are known as 80S ribosomes
The letter S refers to Svedberg units, which indicate the relative rate of sedimentation during ultra-high-speed centrifugation
并且负责这些抗性的基因是成簇地存在于R1抗性质粒上。
许多R质粒能使宿主细胞对许多金属离子呈现抗性，包 括碲(Te6+)、砷(As3+)、汞(Hg2+)、镍(Ni2+)、钴(Co2+)、银 (Ag+)、镉(Cd2+)等。在肠道细菌中发现的R质粒，约有25％ 是抗汞离子的，而铜绿假单胞菌中约占75％。
2、成分与结构
细胞膜是磷脂及蛋白质2类物质所组成的双分子层：
1）磷脂
细胞膜分为内、外两层，是主要由磷脂排列而成的双分 子层。组成细胞膜的磷脂分子分为亲水（极性）和疏水（非极 性）两个部分。
极性部分排于膜的表面，非极必性部分排于膜的内层，从 而使膜对于大分子或高电荷的分子成为一个选择渗透屏障，它 们不易通过磷脂双分子的疏水性内层。
（3）元素硫颗粒(sulfur granule )
是硫细菌在环境中的H2S过量时的颗粒状的硫存贮物。 当环境中的H2S不足时硫颗粒又被氧化成硫酸，同时放出能 量，这是硫源与能源的贮藏物。
多角体
多聚磷酸盐颗粒 （异染粒）
类囊体
胞内元素硫颗粒 (一种紫色硫细菌)
（4）多糖（淀粉或糖原，glycogen granule）
细菌80%-90%的核糖体串连在mRNA上以多聚核糖体的形 式存在，是合成蛋白质的场所．
已证明抗生素对人类是非常有用的，因为抑制细菌蛋白质 合成的抗生素，对真核生物蛋白质合成无效果，这样就有了选 择毒性。
Ribosomes
All eucaryotic and procaryotic cells contain ribosomes, which function as the sites of protein synthesis.
3、核糖体(ribosome)
细菌核糖体为70S核糖体，由30S和50S两个亚单位构成大 的亚基组成，核糖体的亚基是由蛋白质和RNAs组成的复合物， 是细胞中合成蛋白质的场所。
原核微生物核糖体的结构
细 菌 核 糖 体 的 结 构 模
型
70S Ribosome During Translation
是许多光合型、无鞭毛水生菌中充满气体的泡囊状 内含物 大小为0.2—1.0um×75nm
内由数排柱形小空泡组成，外有2nm厚的蛋白膜包裹
每个细胞中含几个或数百个气泡
功能：调节细胞比重以使细菌漂浮在最适水层中获 取光能、O2，和营养物质
多糖颗粒
藻胆[蛋白]体 （侧面观）
藻胆[蛋白]体 （正面观）
蓝藻颗粒体
功能；
许多细菌 H光2合S氧细化菌细菌和紫硫 许多水生细菌 自养细菌
绿色光合细菌
主要是PHB 液状硫
罗纹蛋白膜 CO2固定酶 类脂、蛋白、菌绿素
贮备碳和能源
能源
浮力 固定CO2的部位 捕光中心
许多利用碳氢能源
磁铁颗粒
趋磁性
许多细菌
高分子葡萄糖聚合物 碳源和能源
乙醇胺
双
极
性
膜
甘油
脂
分
子
脂肪酸
极性、亲水端
长、非极性、 疏水脂肪酸链
2）蛋白质
构成细胞膜的原生质，根据与膜的相对位置分为：
整合蛋白 是埋藏于膜内或贯穿膜的两则，是与膜结合紧 密、并与物质运输、能量代谢和信号接收有关的蛋白质。
外周蛋白 是通过电荷相互作用，疏松附着于膜表面的一 类蛋白质，膜中的脂类和蛋白质互相相对运动。
核区无核膜和核仁，是一个共价闭合环状的、高度缠绕 的DNA分子，中央还有RNA及类似组蛋白的支架蛋白质。细 菌无典型的染色体结构，核区中的DNA常称为染色体DNA。
Prokaryotic Cell (Bacillus megaterium)
Electron Micrograph of Nucleoid DNA
间体
间体（mesosome）是质膜向内 伸展至细胞质中主要的单位膜 结构，常常同核质相联系，位 于细胞分裂处。
间体的功能可能参与呼吸作用、 同DNA的复制和细胞的分裂 有关。
也可能与青霉素酶等某些酶的 分泌有关。
间体
三、细胞质及其内含物
1、细胞质概念 2、细胞质的主要成分 3、核糖体 4、贮藏性颗粒
1、糖被(glycocalyx)及其类型 1）糖被的概念 2）荚膜的类型 3）荚膜的功能
糖被——某些细菌细胞壁外的一层含有水的多糖粘液性胶 状物质。
根据糖被的形状和厚度的不同，将荚膜分为四类：
（大）荚膜（capsule）：粘液状物质具有一定外形，相对 稳定地附着在细胞壁外，厚度：＞0.2µm。
携带F质粒的菌株称为F+菌株（相当于雄性）， 无F质粒 的菌株称为F-菌株(相当于雌性)。
F质粒整合到宿主细胞染色体上的菌株称为高频重组菌株 （high frequence recombination, 简称Hfr)
由于F因子能以游离状态(F+)和以与染色体相结合的状态 (Hfr)存在于细胞中，所以又称之为附加体(episome)。
形状为平截八面体、平行六面体或六棱柱体等 实用前景：生产磁性定向药物或抗体，以及制造生物 传感器
3）羧酶体（carboxysome） 存在于一些自养细菌内的多角形或六角形内含物 大小约10nm（与噬菌体相仿） 内含1，5—二磷酸核酮糖羧化酶 在自养细菌的CO2固定中起关键作用
4）气泡（gas vocuoles）
这是一种细菌所特有的
折射的、单层膜包围的、
大小变化很大的类脂颗粒，
用亲脂染料苏丹黑染色后， 原生质膜 在显微镜下清晰可见。细
菌在C多、N缺的时候形成， 相反则降解为生长提供C 源。
核糖体
核区 间体
胞壁
（2）异染粒(metachromatic granule)
细菌细胞内能由碱性染料染色后发生颜色改变的一种颗 粒，为一种多聚磷酸盐颗粒，与脂类和蛋白质相结合的多聚 磷酸偏盐。具有贮藏磷元素的作用，常在核酸合成受阻时产 生、累积。
（3）Col质粒 （4）毒性质粒(virulence plasmid) （5）代谢质粒(metabolic plasmid) （6）隐秘质粒(cryptic plasmid)
五、特殊结构（壁外结构）
1、糖被(capsule) 2、鞭毛(flagellum) 3、菌毛(pili) 4、性丝或性菌毛(sex pili) 5、菌鞘 6、芽孢 7、伴孢晶体
第二节 细菌细胞结构与功能
一、细胞壁 二、细胞膜 三、细胞质 四、核区与质粒 五、壁外结构 六、细菌的芽孢
二、细胞膜
1、概 念 2、成分与结构 3、功 能
1、细胞质膜的概 念
细胞质膜（cytoplasmic membrane），又称细胞膜，简称
原质膜（plasma membrane），是围绕细胞质外的双层膜结构， 使细胞具有选择吸收性能，控制物质的吸收与排放，也是许多 生化反应的重要部位。
1、概 念
细胞质
指除核以外，质膜以内的原生质。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 。含水量约80%。
细胞内含物
是指细胞质内所有形态较大的颗粒状结构，称为细胞内 含物。
2、细胞质的主要成分
细菌细胞质是含水的、含有细胞功能所需的各 种分子、RNA和蛋白质的混合物。细胞质的主要成 分是核糖体。
糖脂
寡聚糖
整合蛋白
整合蛋白
疏水性α螺旋
磷脂
周缘蛋白
3、细胞膜的功能
1）能选择性地控制细胞内、外营养物质和代谢产物质的 运输；
2）是维持细胞内正常的渗透压屏障； 3）是合成细胞壁和糖被有关成分的重要场所； 4）参与产能代谢，细菌中的电子传递链和ATP合成酶均位 于细胞膜； 5）提供鞭毛的着生位点，并可为鞭毛转动提供能量。
细菌DNA的特点：
1、是一个很长的共价闭合环状的的双链，经反复折叠形 成高度缠绕的致密结构，称为超螺旋结构；