2第一章++原核微生物的形态、构造和功能
原核微生物形态、构造和功能
(光能营养型）
4. 无机盐
❖ 构成微生物细胞的组成成分 ❖ 调解微生物细胞的渗透压，pH和氧化还原电位 ❖ 有些无机盐如S、Fe还可做为自养微生物的能源 ❖ 构成酶活性基的组成成分，维持E活性。Mg、Ca、
K是多种E的激活剂
5. 生长因子
生长因子：通常指那些微生物生长所 必需而且需要量很少，但微生物自身 不能合成或合成量不足以满足机体生 长需要的有机化合物。
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
由于一个营养细胞内仅生成一个芽孢，无繁殖功能 芽孢是生物界中抗性最强的生命体。 芽孢在普通条件下可保持几年至几十年的生活力。
孢外壁 芽孢衣 皮层 芽孢质 芽孢核区 芽孢膜 核心 芽孢壁
细菌芽孢构造的模式图
一般来自动、植物体。
6. 水
水是生物生长必不可少的。 微生物细胞含水约占细胞鲜重的
70~90％，水作用是多方面的。
第二节 营养物质进入细胞
• 影响营养物质进入细胞的因素：
1. 营养物质本身的性质 2. 微生物所处的环境 3. 微生物细胞的透过屏障
营养物质进入细胞方式
一般认为，细胞膜以四种方式控 制物质的运送：
病毒的形态
包涵体(inclusion body)
病毒的群体形态有： 噬菌斑(plaque)
空斑(plaque) 枯斑(lesion)
噬菌体的繁殖
吸附(Adsorption) 穿入(Penetration) 脱壳(Uncoating) 生物合成 (Biosynthesis) 装配与释放 (Assembly and Release)
细胞质(cytoplasm )和内含物( inclusion body)
微生物的形态和结构
当前27页，共70页，星期日。
革兰氏染色
当前28页，共70页，星期日。
(二)、细菌的结构
1 细 菌 的 基 本 结 构
图1-4 细菌细胞构造模式图
当前29页，共70页，星期日。
1.细菌的一般结构 (1)细胞壁
细胞壁(cell wall)是位于细胞表面，内侧紧贴细胞 膜的一层无色透明，质地坚韧，而富有弹性的构造。
双糖单位
图1-6 G+细菌肽聚糖的立体结构(片段)
肽聚糖骨架由N-乙酰葡 萄糖胺(NAG)和N-乙酰 胞壁酸(NAM)通过β1,4-苷键交替连接成的 多糖链，每条多糖链含
10～65个双糖单位
当前34页，共70页，星期日。
A、肽聚糖
1、细胞壁
L D
与由
型 交 替 方 式 连 接 而
四 个 氨 基 酸 分 子 按
成型
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肽聚糖
溶菌酶的溶菌作用：双糖单位中的β-1,4-糖
苷键很容易被溶菌酶(lysozyme)所水解，从而 引起细菌因肽聚糖细胞壁的“散架”而死亡。
图1-7 金黄色葡萄球菌的肽聚糖结构 M：N-乙酰胞壁酸;G：N-乙酰葡萄糖 丙谷赖丙：四肽侧链;x：甘氨酸五肽
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最 大 八 叠 球 菌 （ Sarcina maxima）
旋 动 泡 硫 菌 （ Thiophysa volutans）
大 肠 杆 菌 （ Escherichia coli）
普 通 变 形 杆 菌 （ Proteus vulgaris）
伤 寒 沙 门 氏 菌 （ Salmonella typhi）
嗜 酸 乳 细 菌 （ Lactobacterium acidophilus）
原核微生物的形态结构和功能
第一章原核微生物的形态结构与功能第一节细菌细菌（Bacteria）是一类个体微小、具有细胞壁的单细胞原核微生物一、细菌的个体形态1、球菌（Coccus）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。
（1）单球菌如尿素微球菌（Micrococcus urea）e。
（2）双球菌如肺炎双球菌（Diplococcus pneumoniae）。
（3）链球菌如乳链球菌（Streptococcus lactis）。
（4）四链球菌如四链微球菌（Micrococcus tetragehus）。
（5）八叠球菌如尿素八叠球菌（Sarcina ureae）。
（6）葡萄球菌如金黄色葡萄球菌（Staphylococcusaureus）。
2、杆菌（Bacillus）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。
3、螺旋菌（Spirilla）包括：弧菌、螺菌、螺旋体。
4、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）、具有子实体的粘细菌、三角形、方形等特殊形态的细菌。
二、细菌的个体大小细菌大小的测定：（1）测量：测微尺（2）长度单位：微米（ m）（3）表示：球菌：直径杆菌：宽义长螺菌：宽、长、螺距细菌大小测量结果的影响因素：个体差异；干燥、固定后的菌体会一般由于脱水而比活菌体缩短1/3-1/4；染色方法的影响，一般用负染色法观察的菌体较大；幼龄细菌一般比成熟的或老龄的细菌大；环境条件，如培养基中渗透压的改变也会导致细胞大小的变化。
细菌细胞的重量约为1义10 -9〜1X10—10mg,即每克细菌约含1〜10万亿个菌体细胞三、细菌的细胞结构与功能（一）细菌细胞的基本结构1、细胞壁细胞壁（cell wall）是位于细胞表面，内侧紧贴细胞膜的一层较为坚韧，略具弹性的细胞结构。
（1）实细胞壁存在的方法：1）细菌超薄切片的电镜直接观察；2）质、壁分离与适当的染色，可以在光学显微镜下看到细胞壁；3）机械法破裂细胞后，分离得到纯的细胞壁；4）制备原生质体，观察细胞形态的变化。
《微生物学教程(周德庆)》各章复习重点
第一章原核生物的形态、构造和功能学习要点1.1. 细菌Bacteria一、细菌的形态和大小1. 基本形态（1）球菌（Coccus）：球形或近球形，根据空间排列方式不同又分为单、双、链、四联、八叠、葡萄球菌。
不同的排列方式是由于细胞分裂方向及分裂后情况不同造成的。
（2）杆菌（Bacillus）：杆状或圆柱形，径长比不同，短粗或细长。
是细菌中种类最多的。
（3）螺旋菌（Spirillum）：是细胞呈弯曲杆状细菌的统称，一般分散存在。
根据其长度、螺旋数目和螺距等差别，分为弧菌Vibrio（菌体只有一个弯曲，形似C字）和螺旋菌（螺旋状，超过1圈）。
细菌的形态不是一成不变的，受环境条件影响（如温度、培养基浓度及组成、菌龄等）。
一般在幼龄和生长条件适宜时，形状正常、整齐。
而在老龄和不正常生长条件下会表现出畸形、衰颓形等异常形态。
畸形是由于理化因素刺激，阻碍细胞发育引起；衰颓形是由于培养时间长，细胞衰老，营养缺乏，或排泄物积累过多引起的。
2. 细菌大小细菌是单细胞的，大小在1μm左右，在显微镜下才能看到其形状。
可用显微测微尺测量细菌大小，不同细菌大小不同，一般球菌直径0.5-1μm；杆菌直径0.5-1μm ，长为直径1-几倍；螺旋菌直径0.3-1μm，长1-50μm。
细菌大小也不是一成不变的。
二、细菌细胞结构细菌是单细胞的微生物，其细胞结构分为基本结构和特殊结构。
基本结构是细胞不变部分或一般结构，如细胞壁、细胞膜、细胞核、核糖体等为全部细菌细胞所共有。
特殊结构是细胞可变部分或特殊结构，如鞭毛、纤毛、荚膜、芽孢、气泡等，只在部分细菌中发现。
（一）细菌细胞的基本结构1. 细胞壁(cell wall)：位于细胞表面，较坚硬，略具弹性的结构。
（1）细胞壁的功能①保护细胞免受机械损伤和渗透压的破坏，维持细胞形状；②鞭毛运动支点；③正常细胞分裂必需；④一定的屏障作用；⑤噬菌体受体位点所在。
另外与细菌的抗原性、致病性有关。
（2）革兰氏染色Cristein Gram于1884年发明的一种细菌染色方法。
第一章-原核生物的形态、构造和功能
暗视野显微镜
相差显微镜
荧光显微镜
电子显微镜
❖ 观察方法
压滴法
活体观察 悬滴法
染色观察 菌丝埋片法
染色观察
简单染色法
正染色 死菌
鉴别染色法
革兰氏染色法 抗酸性染色法
芽孢染色法 姬姆萨染色法
细菌染色法
负染色：荚膜染色法等
活菌: 用美蓝或TTC（氯化三苯基四唑）等 作活菌染色
6、细菌细胞的大小
细菌电子显微镜照片
短杆菌
长杆菌 梭状芽孢杆菌
动物宿主细胞感染杆菌濒临死亡
电子显微镜下的结核菌 （绿色的就是结核杆菌）
3、螺旋菌（Spirlla)
螺旋状的细菌称为螺旋菌。 根据其弯曲情况分为：
弧菌：螺旋不满一圈，菌体呈弧形 或逗号形
例：霍乱弧菌、逗号弧菌 螺旋菌：螺旋满2-6环，螺旋状
例：干酪螺菌 螺旋体：旋转周数在6环以上，菌体 柔软。
磷壁酸：约占10%。G+ 菌所特有,其主链由数十 个磷酸甘油或磷酸核糖 醇组成,有的还有由D— Ala和还原糖组成的侧链。
肽聚糖: 占90% ,不同菌种中肽 聚糖(肽链)组分不同。
②细菌细胞壁的结构
❖革兰氏阴性菌细胞壁：分内壁层和外壁层。 外壁层：位于壁的最外部。
脂多糖
化
学 成
蛋白质层
分
磷脂
脂蛋白、 基质蛋白、 外壁蛋白;
第一章 原核生物的形态、
构造和功能
第一节 细菌（Bacteria） 第二节 放线菌(Actinomycetes） 第三节 蓝细菌(Cyanobacteria) 第四节 其他几种原核生物(others)
第一节 细菌（Bacteria）
一、细菌细胞的形态构造及其功能
原核微生物的形态、构造和功能
脂多糖中特殊的糖 脂多糖含有三种特殊的糖：
KDO(2-酮-3-脱氧辛糖酸)
Hep(L-甘油-D-甘露庚糖)
Abq(阿比可糖)
LPS结构如下图：类脂A是G-细菌的毒性中心
脂多糖的功能: 1 、是革兰氏阴性细菌致病物质—内毒素的物质基础；
2、与磷壁酸相似，也有吸附Mg2+和Ca2+等阳离子以提高 这些离子在胞表面浓度的作用；
3. 细胞核
细菌细胞核又称原核、拟核或细菌染色体。它位于细胞 质内，没有核膜、核仁。核没有固定的形态，细菌细胞核的 化学成分为双链DNA，没有组蛋白。 通过同位素放射显影技术和电子显微镜的超薄切片观 察，细菌的细胞核含有丝状物资，没有膜包围。丝状物质 由双链 DNA分子折叠缠绕而成。丝状物质拉直后，其长度 为细胞的若干倍。 如：E.coli 细胞长约2um，DNA拉直后其长为1100～1400um。
占20～30%
蛋白质：占60～70%
细胞膜的结构；
细菌的细胞膜由两层磷脂分子组成，磷脂疏水端两两相对， 亲水的头部向外，蛋白质嵌入磷脂双分子层中或分布在磷脂双 分子层的内外表面。
真细菌细胞膜的磷脂分子结构如下图：
古细菌细胞膜的结构：
古细菌细胞膜植烷基甘油醚的结构：
古生菌甘油醚 醚键
细菌细胞膜的功能：
3、赋于革兰氏阳性菌以特异的表面抗原；
4、提供某些噬菌体以特异的吸附受体。
脂多糖层由磷脂双分子层、脂蛋白与脂多糖组成。
G-特有的脂多糖分子结构由三部分组成：
类脂A：2个N－乙酰葡糖胺及5个长链脂肪酸
3个2－酮－3－脱氧辛糖酸（KDO）
内核心区 LPS 核心多糖区 3个 L－甘油－D－甘露庚糖（Hep） 外核心区: 5个己糖（Hex）,包括葡糖胺、半乳糖、 葡萄糖 O－侧链: 多个4Hex单位, 内含半乳糖、鼠李糖、甘露糖、阿比可糖(Abq)
南京工业大学微生物题库(袁丽红)
目录绪论 (2)第一章原核微生物的形态、构造和功能 (3)第二章真核微生物形态、构造和功能 (6)第三章病毒和亚病毒 (10)第四章微生物的营养和培养基 (14)第五章微生物的新陈代谢 (17)第六章微生物的生长及其控制 (20)第七章微生物的遗传变异与育种 (25)第八章微生物的生态 (29)第九章传染与免疫 (33)第十章微生物的分类和鉴定 (37)绪论一、选择题（）1、微生物的先驱者是A. Louis PasyeurB. 列文虎克C. F.H.CrickD.巴斯德（）2、下列选项按微生物研究的对象分，不正确的是A.细菌学B.病毒学C.原核生物学D.抗生素学（）3、1993年______等开创的核酸疫苗被誉为疫苗学的新纪元，具有广阔的发展前景。
A. Walter ReedB. MontagnierC. PrusinerD. Ulmer（）4、安东•列文虎克对微生物学的最大贡献在于A. 建立了细菌纯培养技术B.证实发酵是由微生物引起的C. 发明了显微镜D. 提出了柯赫法则二、判断题（）1、路易·巴斯德年轻时完成的实验证实了肉变酸的缘由。
（）2、病原菌学说最初是由科学家柯赫提出来的。
（）3、微生物的比面值很小，所以其代谢能力很旺盛。
（）4、沃森和克里克是分子生物学的奠基人，把传统的工业发酵提高到了发酵工程的新水平。
（）5、麻疹、流行性腮腺炎和鼠疫都是由病毒造成的疾病。
（）6、细菌是缺少真正细胞核的原核生物。
三、名词解释1、生物工程学2、微生物3、模式生物4、微生物学四、填空题1、第一个用自制显微镜观察到微生物的学者是______，被称为微生物学研究的先驱者，而法国学者______和德国学者______则是微生物生理学和病原菌学研究的开创者。
2、微生物学是研究______的科学。
研究内容包括______、______、______、______以及______、______、______、______等。
原核生物的形态、构造和功能
第一章原核生物的形态、构造和功能1. 蓝细菌又叫和，是核微生物。
答案：蓝藻蓝绿藻原2. G+菌经过革兰氏染色后呈色，G-菌经过革兰氏染色后呈色。
答案：蓝紫红3. 细菌的一般构造包括：、、、。
答案：细胞壁细胞膜细胞质内含物4.细菌细胞中最主要的部分是，占细胞的。
答案：水70%~90%5.革兰氏阳性菌细胞壁主要由构成，还有少量。
答案：肽聚糖磷壁酸6.名词解释：芽孢答：是细胞生长中用于抵御不良环境的一个特定阶段，使细胞质和核质凝聚而成一个圆形或椭圆形壁厚含水量低抵抗性强结构。
在适宜的生活环境下可重新发育成一个新的营养体，一般为G+菌7.名词解释：伴胞晶体答：细胞在形成芽孢的同时，在体内形成一个菱形或六边形的碱性蛋白质晶体8.名词解释：发光细菌答：是一类G-性菌，生有极长的鞭毛，兼性厌氧的杆菌和弧菌，在有氧的条件下可发出波长为450~499mm的荧光。
多数为海生，主要含有两种特殊成分：虫荧光素酶和长链脂肪醛9.介绍革兰氏染色法的机理答：通过结晶紫初染和碘液复染细胞以后，在细胞壁及膜上结合力不溶于水的结晶紫和碘的大分子复合物，酒精脱色时，G+菌的细胞壁较厚，肽聚糖的含量较高，且分子交联度紧密。
在酒精脱色时，肽聚糖网孔会因为脱色发生明显收缩，而且不含脂类，故酒精不能在细胞壁上溶成大的空洞或缝隙。
所以结晶紫和碘的大分子化合物被阻留在细胞壁，所以细胞保持原来的蓝紫色。
而G-性菌，细胞壁较薄，肽聚糖位于内层，且含量较低和交联松散，所以酒精脱水时不会发生收缩，而外层结构脂类含量较高，所以酒精能在细胞壁上溶成大的空洞或者缝隙，从而使结晶紫和碘的大分子化合物被溶出体外，而带上复染中沙黄的红色。
10.何谓立克次氏体？它与支原体、衣原体主要区别是什么？它与人类的关系是什么？答：立克次氏体是一类专门寄生在真核细胞内的G-原核微生物。
它与支原体的区别是立克次氏体有细胞壁但是不能独立生活；与衣原体的区别是立克次氏体细胞较大，无滤过性，合成能力较强，且不形成包涵体。
原核微生物的形态、构造和功能要求重点掌握细菌的概念
三、细菌细胞结构 （一）基本结构：一般细菌都具有的构造。 1、细胞壁 cell wall： 细胞壁在细菌菌体的最外层。为坚韧、略具有弹性的结构。 （1）功能： 1）维持细胞外形； 2）保护细胞免受机械损伤和渗透压危害； 3）鞭毛运动支点； 4）正常细胞分裂必需； 5）一定的屏障作用； 6）噬菌体受体位点所在。 7) 与细菌的抗原性、致病性有关。
2、杆菌 Bacillus (Bacterium)： (1) 形态：短杆状、纺锤状、棒状、梭状、月亮状、分枝状、竹节状等 (2) 排列方式：链状、栅状、“八”字状及有鞘衣的丝状等。 3、螺旋菌 Spirillum：是细胞呈弯曲杆状细菌统称，一般分散存在。根据其长度、螺旋数目和螺距等差别，分为弧菌、螺菌和螺旋体。 ①弧菌：菌体弯曲呈弧形或逗号形，螺旋不足一环。 ②螺菌：菌体回转如螺旋，螺旋为2-6环。 ③螺旋体：螺旋超过6环。
伴孢晶体：少数芽孢杆菌在形成芽孢的同时，会在芽孢旁形成一颗菱形、方形或不规则形的碱溶性蛋白质晶体，称为伴孢晶体（即ð内毒素）。 质粒：
蕃红（或复红）30～60s
仍显紫色
红 色
革兰氏染色中最关键的一步是脱色，如果脱色过度，会将G+误认为G-；如果脱色不足，会将G-误认为G+。
1）革兰氏阳性菌 Gram positive 以金黄色葡萄球菌为例 （i）细胞壁构成：一连续层，厚20-80nm 两部分： 网状骨架：微纤丝组成 基质：骨架埋于基质中 (ii) 化学组成：主要是肽聚糖（网状骨架）和磷壁酸（基质） i）肽聚糖 peptidoglycan (粘肽、胞壁质)：是真细菌细胞壁中的特有成分。是呈多层网状结构的大分子复合体，由许多亚单位（肽聚糖单体）交联而成。 亚单位 a. 双糖单位：N-乙酰胞壁酸（NAM）和N-乙酰葡萄糖胺（NAG）通过β-1，4糖苷键相连而成。M和G交替连接，从而形成了肽聚糖层的骨架 ——聚糖。
微生物学-第一章
第一节 细菌 第二节 放线菌 第三节 蓝细菌 第四节 支原体、衣原体和立克次氏体
第一章 原核微生物的形态、构造和功能
原核生物（procaryotes ）：细菌，放线菌，蓝细菌， 立克次氏体，支原体和衣原体。
真核微生物（eucaryotic microorganisims ）：真菌： 酵母菌、丝状真菌——霉菌、大型真菌— —蕈菌；显微藻类 ；原生动物。
细菌的DNA为共价、闭合、环状、双链。
第一节 细 菌
⑵ 质粒（plasmid） 质粒：是存在于细胞质中的一种染色体
以外的遗传成分，为小型环状 DNA 。 质粒已成为基因工程的重要工具。
第一节 细 菌
6、荚膜（capsule）：某些细菌细胞壁外存在一层厚度 不定的胶状物质，称为荚膜。
◆ 大荚膜 ：较厚，约 200nm，与细胞壁结合紧 密。
第一节 细 菌
第一节 细 菌
◆ 磷壁酸（又称垣酸）：是 G＋菌细胞壁所特有的成分。
G＋细菌细胞壁构造
第一节 细 菌
（2）革兰氏阴性菌（G－）细胞壁的构造 G－较 G＋细胞壁复杂，可分两层： ◆ 内壁层：由肽聚糖组成，较薄，约 1－2 层，占细胞干重不到 10 ％。 紧贴细胞膜，其肽聚糖组成仅具多糖链和短肽。 肽聚糖： 多糖链: G – M – G – M….. 短肽: L-Ala － D-Glu － DAP － D-Ala ★ 没有肽“桥”，直接由Ala－DAP连接。 ◆ 外壁层：由脂多糖（LPS）构成，是G－所特有的，位于细胞壁最 外层的类脂多糖类物质。
第一节 细 菌
G－菌：
因其壁薄，肽聚糖含量低，交联松散，故遇乙醇后，肽聚糖 网孔不易收缩，加上它的类脂含量高，所以当乙醇将类脂溶解后， 在细胞壁上会出现较大的缝隙，结晶紫与碘的复合物就极易被溶 出细胞壁，因此，乙醇脱色后，细胞呈无色。再经番红或沙黄等 红色染料进行复染，使 G－菌获得了一层新的颜色 —— 红色，而 G＋菌仍呈紫色。
《微生物学教程》(第二版)周德庆__课后答案[1].
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微生物教程课后答案（周德庆）第一章2009-10-22 19:45第一章原核生物的形态、构造和功能1．试设计一张表格，比较以下6个大类原核生物的主要特性。
2．典型细菌的大小和重量是多少？试设想几种形象化的比喻加以说明。
答：一个典型的细菌可用E.coli作代表，它的细胞平均长度约为2um，宽度约0.5um，形象地说，若把1500个细菌的长径相连，仅等于一颗芝麻的长度，如果把120个细胞横向紧挨在一起，其总宽度才抵得上一根人发的粗细。
它的重量更是微乎其微，若以每个细胞湿重约10-2g计，则大约109个E.coli细胞才达1mg 重。
3．试图示G+和G-细菌细胞壁的主要构造，并简要说明其异同。
答：图示如下：G+细菌与G-细菌的细胞壁都含肽聚糖和磷壁酸；不同的是含量的区别：如下表4．试图示肽聚糖的模式构造，并指出G+和G-细菌肽聚糖结构的差别。
答：图示如下：G-细菌与G+细菌的肽聚糖的差别仅在于：1）四肽尾的底3个氨基酸不是L-lys，而是被一种只有在原核微生物细胞壁上才有的内消二氨基庚二酸（m-DAP）所代替；2）没有特殊的肽桥，其前后两个单体间的连接仅通过甲四肽尾的第4个氨基酸——D-Ala的羧基与乙四肽尾的第3个氨基酸——m-DAP的氨基直接相连，因而只形成较为疏稀、机械强度较差的肽聚糖网套。
5．什么是缺壁细菌？试列表比较4类缺壁细菌的形成、特点和实际应用。
答：在自然界长期进化中和实验室菌种的自发突变中都会产生少数缺细胞壁的种类，或是用人为的方法通过抑制新生细胞壁的合成或对现成细胞壁进行酶解而获得人工缺壁的细菌统称为缺壁细菌。
比较如下：6．试述染色法的机制并说明此法的重要性。
答：革兰氏染色的机制为：通过结晶紫初染和碘液媒染后，在细菌的细胞膜内可形成不溶于水的结晶紫与碘的复合物。
G+由于其细胞壁较厚、肽聚糖网层次多和交联致密，故遇脱色剂乙醇处理时，因失水而使网孔缩小，在加上它不含类脂，故乙醇的处理不会溶出缝隙，因此能把结晶紫与碘的复合物牢牢留在壁内，使其保持紫色。
微生物学：原核生物
肽桥
乙肽尾上 连接点
-CO·NH-
-(Gly)5-(肽尾）
1～2－
-D-Lys-
第3氨基酸 第3氨基酸 第3氨基酸 第2氨基酸
实例
E.coli (G-) S.aureus(G+) M.luteus(G+) C.poinsettiae (G+)
显微镜下的螺旋菌
左：显微数码摄像
幽门螺旋菌 右：结构示意图
其他形状的细菌
Different Shapes
柄细菌
柄细菌(Caulobacter bacterroides)
Fig. 4.11
变形菌
观察细菌的方法
观察工具 观察方法
Cncnc-micro
观察工具（tools）
普通光学显微镜 暗视野显微镜 相差显微镜 荧光显微镜 电子显微镜
磷壁酸的功能
因带负电荷，故可与环境中的Mg＋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（autolysin）的活力防止细胞死亡
几丁质 甘露聚糖，葡聚糖
N－乙酰葡萄糖胺 肽聚糖 N－乙酰胞壁酸 磷壁酸 短肽 细菌 脂多糖
Cncnc-micro
CHS2OtHructure oCHf 2pOHeptidoglycan
O
O OH
On
N-acetyl CgHlu3-cCoHs- aCm=0ine
NH
HC-C-CH3 C=0
NH
L-Ala L-alanine
微生物学复习资料
微生物学复习资料第一章原核微生物的形态、构造和功能伴孢晶体：少数芽孢杆菌在形成芽孢的同时，会在芽孢旁形成一颗菱形、方形或不规那么形的碱溶性蛋白质晶体，称为伴孢晶体〔即ð内毒素〕。
L型细菌：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。
1．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〔直径在左右〕古生菌：又称古细菌，是一个在进化途径上很早就与真细菌和真核生物相互独立的生物类群，主要包括一些独特生态类型的原核生物，如产甲烷菌及大多数嗜极菌。
革兰氏染色机制：结晶紫液初染和碘液媒染：在细菌的细胞膜内可形成不溶于水的结晶紫与碘的复合物。
乙醇脱色：G＋细胞壁较厚、肽聚糖网层次多和交联致密且不含类脂，把结晶紫与碘的复合物牢牢留在壁内，使其保持紫色；G-细胞壁薄、外膜层类脂含量高、肽聚糖层薄和交联度差，结晶紫与碘复合物的溶出，使细胞退成无色。
复染: G-细菌呈现红色，而G+细菌那么仍保存最初的紫色。
重要性: 革兰氏染色有着十分重要的理论与实践意义。
通过这一染色，几乎可把所有的细菌分成革兰氏阳性菌与革兰氏阴性菌两个大类，因此它是分类鉴定菌种时的重要指标。
又由于这两大类细菌在细胞结构、成分、形态、生理、生化、遗传、免疫、生态和药物敏感性等方面都呈现出明显的差异，因此任何细菌只要通过简单的革兰氏染色，就可提供不少其他重要的生物学特性方面的信息。
第二章真核微生物的形态、构造和功能1子实体：是指在其里面或上面可产生无性或有性孢子，有一定形状和构造的任何菌丝体组织2 菌物界：指与动物界，植物界相并列的一大群无叶绿素，依靠细胞外表吸收有机养料，细胞壁一般含几丁质的真核微生物3 二级菌丝：又称气生菌丝，由基内营养菌丝长出培养基外伸向空间的菌丝。
它是担子菌中由相应的异性的初生菌丝进行体细胞接合而形成的菌丝。
《微生物学》复习思考题
绪论1、名词解释：微生物，微生物学，种，菌株、品系、克隆，菌落，菌苔。
2、简述微生物学发展史上5个时期的特点和代表人物。
3、微生物共有哪五大共性？其中最基本的是哪一个？为什么？4、微生物分类学有哪3项具体任务？试加以简述。
5、种以上的分类单元分几级？6、何谓三域学说？7、何谓（G+C）mol% 值？它在微生物分类鉴定中有何应用？第一章原核微生物的形态、构造和功能1、名词解释：原核生物，细菌，缼壁细菌，原生质体，芽孢，伴孢晶体，放线菌，2、细菌的基本有哪些？3、图示细菌细胞构造。
4、试比较G+和G-细菌细胞壁的异同。
5、简述革兰氏染色法的机制并说明此法的重要性。
6、渗透调节皮层膨胀学说是如何解释芽孢的耐热机制的？7、简述链霉菌形态构造特点。
第二章真核微生物的形态、构造和功能1、名词解释：真核微生物，酵母菌，生活史，霉菌，无性孢子，有性孢子，子实体，2、简述真菌的特点。
3、简述酵母菌的特点。
4、图示酵母菌细胞构造，并指出其细胞壁的结构特点。
5、简述酵母菌的繁殖方式，图示酿酒酵母的生活史并说明各阶段的特点。
6、霉菌的有性和无性孢子主要有哪些？7、细菌、放线菌、酵母菌、霉菌四大类微生物的菌落有何不同？为什么？8、试比较细菌、放线菌、酵母菌和霉菌细胞壁成分的异同，并讨论它们原生质体制备方法。
13、什么叫锁状联合？其生理意义如何？14、霉菌的营养菌丝和气生菌丝各有何特点？它们分别可分化出哪些特化结构？第三章病毒和亚病毒1、名词解释：病毒，真病毒，亚病毒，噬菌斑，烈性噬菌体，温和噬菌体，溶原菌，溶原性。
2、病毒粒有哪几种对称体制？每种对称又有几类特殊外形？3、什么叫烈性噬菌体？简述其裂解性生活史。
4、什么是一步生长曲线？它可分几期？各期有何特点？第四章微生物的营养和培养基1、名词解释：自养微生物，异养微生物，营养，营养物，C/N，氨基酸自养型生物，氨基酸异养型生物，生长因子，大量元素，微量元素，培养基。
2、指出四大类微生物的最适生长pH范围及常用的培养基名称。
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革 兰 氏 染 色 方 法 操 作 步 骤
2015-5-17
涂 片
干 燥
固 定
染 色 镜 检
33
Gram stain of Gram + Staphylococcus cells
Gram stain of Gram - E. coli cells
2015-5-17
34
革兰氏染色机制？
scanning electron micrograph of a diplococcus pneumoniae 7
The strptpcoccus
transmission electron micrograph of Streptococcus
photomicrograph of a streptococcus
2015-5-17
35
（二）细菌细胞的构造
细菌细胞结构模式图
2015-5-17 36
1.细菌细胞的一般构造
⑴细胞壁 ⑵细胞膜 ⑶细胞质 ⑷细胞核
2015-5-17 37
⑴ 细胞壁(Cell Wall)
存在部位及外形
细胞壁(cell wall)是覆盖在细胞 膜外表面的一个薄层 结构。 光镜下可证实细 胞壁的存在；电镜下 清晰可见。
2015-5-17
G： N-乙酰葡萄糖胺 M ：N-乙酰胞壁酸
G＋细菌肽聚糖的 立体结构（片段）
44
D-乳酰羧基
右图少肽桥
2015-5-17 45 左：简单的单体模型； 右：单体的分子结构。 图中的箭头处表示溶菌酶的水解点
磷壁酸(teichoic acid)
又称磷壁酸质或垣酸（一种酸性多糖），为G+细菌 细胞壁特有 已知有五种磷壁酸，常见的有两类，即甘油磷壁酸 和核糖醇磷壁酸，分别由甘油磷酸或核糖醇磷酸为 亚基聚合而成（后图） 根据在细胞壁中的存在方式，可将磷壁酸分为壁磷 壁酸和膜磷壁酸(又称脂磷壁酸)两类（见G＋细菌 细胞壁结构模式图）
An average coccus is about 0.5-1.0 micrometer (µm) in diameter. An average bacillus is 0.5-1.0 µm wide by 1.0-4.0 µm long .
Spirals range in size from 1 µm to over 100 µm in length.
不同种类的细菌脂多糖的化学组成不同
2015-5-17 54
2015-5-17
55
外膜蛋白(outer membrane proteins)
定义：嵌合在G-外膜层LPS和磷脂层上的
20余种蛋白,其功能大多未明。
脂蛋白(使内壁层肽聚糖层与外膜层紧相连)
几种蛋白 孔蛋白(控物通道,有特异与非特异之分)
2015-5-17 46
Glycerol Teichoic Acid
Ribitol Teichoic Acid
2015-5-17
47
磷壁酸生理功能
① 浓缩细胞周围的Mg2+，增强细胞膜一些合成酶的活力； ② 贮藏磷元素； ③ 能调节细胞内自溶素(autolysin)的活力，防止细胞因 自溶而死亡。
2015-5-17
脂多糖（lipopolysaccharide, LPS）
处于革兰氏阴性细菌细胞壁外膜的最外层，由类 脂A、核心多糖(core polysaccharide)、和O-特 异侧链(0-specific side chain,或称O-多糖或 O-抗原)三部分组成
为革兰氏阴性细菌细胞壁所特有
2015-5-17 41
细胞壁的主要成分 （P12图1-2）
肽聚糖(peptidoglycan) 磷壁酸(teichoic acid) 脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)
外膜蛋白(outer membrane protein)
G＋和G－细菌细胞壁中的这些成分有所不同。
Electron Micrograph of a GramNegative Cell Wall
Electron Micrograph of a GramPositive Cell Wall
49
2015-5-17
G－细菌细胞壁结构模式图
50
G-细菌的肽聚糖（peptidoglycan）
结构: 三维网状 组成： 聚糖 +短肽侧链
二、细菌的群体形态
2015-5-17 4
一、细胞的形态构造及其功能
（一）形态和染色
（二）细菌细胞的构造 （三）细菌的繁殖
2015-5-17 5
The coccus
2015-5-17
尿素微球菌（Micrococcus ureae）
6
The diplococcus
photomicrograph of diplococcus pneumoniae 2015-5-17
教学重点、难点分析
1、重点：原核生物与真核微生物的区别，细菌细 胞结构与功能，细菌繁殖方式与群体特征。
2、难点：细菌细胞结构与功能。
2015-5-17 3
第一节 细菌 （Bacteria）
定义：一类细胞细短，结构简单，胞
壁坚韧，多以二分裂方式繁殖且水生性较 强的原核生物。
一、 细胞的形态构造及其功能
2015-5-17
G＋细菌肽聚糖的 立体结构（片段） 51
G－细菌Peptidoglycan的亚单位
E.coli 的Peptidoglycan
亚单位＝双糖单位＋四肽尾
2015-5-17 52
Staphylococcus aureus 与 Escherichia coli 肽聚糖的比较
比较项目 Staphylococcus aureus Escherichia coli
见P12表1-1
2015-5-17 42
1）G＋细菌的细胞壁
特点：厚度大 （20～80nm）； 化学组分简单， 一般只含90%肽 聚糖和10%磷壁 酸。如图:
2015-5-17
G＋细菌细胞壁结构模式图
43
G＋细菌的肽聚糖（peptidoglycan）
如图所示 结构:三维网状 （图1－3） 组成：聚糖 + 短肽侧链 + 肽 桥
(periplasmic space, periplasm)
细菌形态通常 有球状、杆状、 螺旋状三类。 自然界中杆菌 最常见，球菌 次之，螺旋菌 最少。
图1-1 细菌的三种基本形态
2015-5-17
（左为模式图，右为显微照片） 17
细菌三形的电镜照片
2015-5-17
18
1.The coccus
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，Ф0.5— 1.0μm
3. The spiralla
Spiral Forms
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4. Exceptions to the above shapes
Spharotilus natans
2015-5-17
Caulobacter sp
鞘衣菌
柄杆菌
Square-shaped bacteria 25
5.细菌的大小
2015-5-17 8
2015-5-17
Micrococcus tetragenus
9
Sarcina Arrangement
2015-5-17 10
The Staphylococcus
2015-5-17
Electron Micrograph of Staphylococcus aureus , a Staphylococcus
2015-5-17 38
革电 兰镜 氏下 阳革 性兰 细氏 菌阴 的性 细细 胞菌 壁和
2015-5-17
Electron Micrograph of a Gram— — Negative Cell Wall
Electron Micrograph of a Gram＋ Positive Cell Wall
肽聚糖层厚度
约 20 ～ 80nm ，由 40 层 厚2～3nm,由1～2层肽 左 右 网 状 分 子 交 织 而 聚糖网状分子组成 成 L-赖氨酸 - (Gly)5 70％以上 内消旋二氨基庚二酸 (m-DPA) - CO·NH 约30％左右
53
短肽的第三个氨基酸 短肽间连接方式 短肽间的交联度达到
第一章
原核生物的形态、构造和功能
( Prokaryotes )
2015-5-17
1
第一章 目 录
第一节 细菌 第二节 放线菌 第三节 蓝细菌 第四节 支原体、立克次 氏体和衣原体
2015-5-17 2
教学目的
从形状、大小、细胞结构及繁殖方式等方面 掌握“三菌三体” 的形态特征（尤其是细菌、放 线菌），建立古生菌的概念。
39
G+细菌细胞壁
G-细菌细胞壁
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细胞壁主要生理功能
① 固定细胞外形和提高机械强度，保护细胞免受 渗透压等外力的损伤； ② 为细胞生长、分裂和鞭毛运动所必需； ③ 阻拦大分子物质进入细胞，使细胞免受溶菌酶、 消化酶和青霉素等有害物质的伤害 ④ 赋予细菌特定的抗原性、致病性以及对噬菌体 和抗生素的敏感性；
其他蛋白(功能未明)
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外膜的生理功能
① 控制细胞透性，增强细胞对Mg2+等阳离子的吸 附作用 ② 决定细胞壁抗原多样性及对噬菌体的敏感性
③ 脂多糖中的类脂A是革兰氏阴性细菌致病物质 ──内毒素的物质基础 ④ 是控制某些物质进出细胞的选择性屏障
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