第2章1- 细菌的形态、排列、大小及一般结构
病原生物与免疫学基础_第二章细菌概论1
二、细菌的结构 (一)细菌的基本结构 1.细胞壁 (1)概念 (2)功能 (3)基本成分: 肽聚糖(粘肽) 聚糖骨架 G+ 四肽侧链 五肽交联桥 G-
N-乙酰胞壁酸 N-乙酰葡萄糖胺
二、细菌的结构 (一)细菌的基本结构 1.细胞壁 (1)概念 (2)功能 (3)基本成分 (4)G+菌与G-菌细胞壁的结构特点
形成过程
不是繁殖形式
1.概念:是某些细菌在一定环境条件下,细胞质脱水浓缩,在 菌体内形成的圆形或椭圆形的小体。 2.形成条件: 营养物质的缺乏 3.特点: 抵抗力强
1.概念:是某些细菌在一定环境条件下,细胞质脱水浓缩,在 菌体内形成的圆形或椭圆形的小体。 2.形成条件: 营养物质的缺乏 3.特点: 抵抗力强 芽胞外壁 外膜 芽胞壁 核心部分 内膜 皮质层 芽胞壳
比较G+菌和G-菌细胞壁的结构特点。
实验一 细菌的形态与结构
丛毛菌
周毛菌
1.概念:是某些细菌表面附着的细长弯曲的丝状物。 2.种类: 蛋白质 3.化学成分: 4.功能: 运动器官 5.意义: (1)鉴别细菌 (2)用于细菌分型 (3)与细菌致病力有关 伤寒杆菌有鞭毛 痢疾杆菌无鞭毛
鞭毛 菌毛
1.概念: 某些细菌体表遍布着的比鞭毛细短而直硬的丝状物。
2.化学成分:蛋白质
膜磷壁酸 壁磷壁酸
革兰阴性菌
脂多糖 外 脂质双层 膜 脂蛋白 肽聚糖 胞质周围间隙
肽聚糖
细胞膜
细胞膜少。 肽聚糖: 外 膜: 脂蛋白、脂质双层、脂多糖。
1.青霉素能够杀死G+菌, 还是G-菌?
2.溶菌酶能够杀死G+菌, 还是G-菌? 3.什么情况下细胞壁受 损而细菌不会破裂?
革兰阳性菌
[病原生物学] 第2章 细菌的形态与结构
只要能破坏肽聚糖结构或抑制其合成的物 质,都有杀菌或抑菌的作用。
• 溶菌酶能水解聚糖骨架中的糖苷键;
• 青霉素、头孢霉素可抑制五肽交联桥与 四肽铡链末端第四位D-丙氨酸的连接;
• 万古霉素、杆菌肽可抑制四肽侧链的连 接。
人体细胞无细胞壁、也无肽聚糖,故这些 物质对人体细胞无破坏作用。
2 革兰阴性菌细胞壁
病原生物学
细菌的形态与结构
学习目标
1、掌握:细菌的大小与基本形态;细菌的基本结构和特殊结构 2、熟悉:细菌的实验室诊断 3、了解:细菌感染治疗的基本原则
概念
细菌(bacterium)是属原核生物界(prokaryotae)的一种单细胞微生物,有广义和狭义之分。 广义上泛指各类原核细胞型微生物,包括细菌、放线菌、支原体、衣原体、立克次体、螺旋体。 狭义上则专指其中数量最大、种类最多、具有典型代表性的细菌,是本章讨论的主要对象。 它们形体微小,结构简单,有细胞壁和原始拟核,无核仁和核膜,除核糖体外无其他细胞器。
(三)细胞质(cytoplasm)
3,胞质颗粒 是细菌贮存的营养物质。一 般在细菌营养供应充足时,胞浆颗粒较多, 能源缺乏时减少或消失。
较常见的是异染颗粒,成分是RNA和多偏 磷酸盐,嗜碱性强,经染色后颜色明显不 同于菌体的其他部位,。白喉棒状杆菌有 此颗粒,可作为细菌鉴别的依据。
(四)核质(nuclear material)
2,核糖体 又称核蛋白体。是蛋白质的合 成场所。细菌核糖体沉降系数为70s,由 50s和30s两个亚基组成。链霉素能与细菌 核糖体30s小亚基结合,红霉素能与50s大 亚基结合,使核糖体失去功能,从而干扰 蛋白质的合成,导致细菌死亡。
但真核生物(包括人类)细胞的核糖体为 80s,由60s和40s两个亚基组成,所以上 述抗生素对人体细胞蛋白合成无影响。
《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。
第二章 微生物的形态、结构与功能
(一)细菌细胞的基本结构
(1)细胞壁的结构
1)革兰氏阳性菌的细胞壁 G+菌细胞壁是一层,厚约 20~80nm ,由肽聚糖网架 结构填充磷壁质和少量脂类 组成。其中肽聚糖含量高, 约占细胞壁重的40%~90%, 且网状结构致密。 肽聚糖(peptidoglycan): 由N-乙酰葡萄糖胺(NAG)、 N-乙酰胞壁酸(NAM)和短肽 聚合而成的多层网状结构的 大分子化合物。
真正的核,有核膜、核仁 1至数条,与RNA、组蛋白合 80S(细胞质中),70S(细胞器中) 有丝分裂,减数分裂 有 线粒体、高基体、内质网等 线粒体上 多聚糖,几丁质 10~100μ m
第二章 微生物的形态、结构和功能
原核微生物 “三菌”、“三体”和古生菌 真核微生物 真菌、原生动物和单细胞藻类 非细胞生物 病毒、类病毒、朊病毒等
原核微生物与真核微生物 在细胞结构上的区别
原核微生物与真核微生物 在细胞结构上的根本区别
Table2-1
原核微生物
拟核,无核膜、核仁 1条 70S 二分裂 无 无 细胞膜上 肽聚糖、磷壁质 1~10μ m
生物性状
核 DNA 核糖体 细胞分裂 有性生殖 细胞器 呼吸链 细胞壁成分 大小
真核微生物
三、细菌细胞结构及其功能
细菌的结构可分为一般 结构和特殊结构两部分 基本结构: 细胞壁 细胞膜 拟核 细胞质 内含物 特殊结构: 荚膜、芽孢、鞭毛和纤毛 等部分。
(一)细菌细胞的基本结构
1.细胞壁(cell wall) 细胞壁是位于细胞最外层的一层坚韧而略具弹性 的结构。约占细胞干重的10%~25%;在一般光学显微 镜下不易观察到。
(二)杆菌(Bacillus)
第二章微生物的形态构造汇总
6. 细菌及与之相近的原核微生物细胞
壁中所特有的一些成分:
胞壁酸
磷壁酸
二氨基庚二酸 D-氨基酸
细胞膜
为单位膜结构,半透性膜。由磷脂双分子层和蛋白质 构成。
内膜系统: 由细胞膜向内凹陷和折叠形成的特殊结构,
它们大多数在结构上与细胞膜没有完全分开, 因而不同于 细胞器.
内 膜 系 统
间体 类囊体 载色体 羧酶体
(1)保护作用
(2)屏障作用
(3)鞭毛运动的支点
(4)与细菌的抗原性、致病性及对噬菌体
的敏感性有关
5. 细胞壁缺陷型细菌
在某些时候, 通过人为处理或自然变异,细菌可
失去完整的细胞壁,成为细胞壁缺陷型细菌.
(1)原生质体:细菌完全失去细胞壁. (2)原生质球:革兰氏阴性菌失去内壁层, 保留外壁层. (3)L-型细菌:是某些细菌在特定的环境下基因突变 而产生的, 无完整而坚韧的细胞壁,一般呈多形态.
磷脂
蛋白质 极性基
脂肪酸链
细胞膜模式图
原 核 细 胞 部 分 结 构 模 式 图
质粒
间体
核
核糖体
间体: 又称中体或中间体, 由细胞膜向内凹陷形 成的层状、管状或囊状结构。
间体的功能:
1. 相当于高等生物的线粒体, “拟线粒体” 2.具有合成细胞壁特别是横隔壁所需酶类. 3.与核分裂有关. 4.与真核生物的内质网相似. 5.与芽孢的形成有关.
1.营养细胞
2. 轴丝形成
3.隔膜形成
5.皮层形成
4.前芽胞逐渐形成
6.胞子衣形成
7.芽胞成熟
8.芽胞的释放
芽胞的作用
有助于抵抗不良环境,尤其对干燥、高温有 很强的抗性。
芽胞耐热的机制:
(食品微生物)第2章_微生物主要类群1细菌
35
2.颗粒状的内含物(inclusions) :
● 糖原和淀粉粒:主要的碳素和能源储藏物质, 可用碘液着色检查。 ● 异染粒:细菌特有的磷素养料贮存。 ● 聚β-羟基丁酸:一种与类脂相似的碳源和能源 贮存。 ● 硫滴和硫粒:某些化能自养的硫细菌贮存的能 源物质。 ● 磁粒:是少数磁性细菌细胞内特有的串状的 Fe3O4的磁性颗粒。
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细胞质膜结构图解
Diagram of the structure of cytoplasmic membrane
磷脂(占20%~30%),蛋白质(占50%~70%)
29
具运输功能的整合蛋白(integral protein)或内嵌蛋白(intrinsic protein)
具有酶促作用的周边蛋白(peripheral protein)或膜外蛋白(extrinsic protein)
大型1.0~1.25 × 3~8 um 中型0.5~1.0 × 2~3 um 小型0.2~0.4 × 0.7~1.5 um 螺旋菌:以宽度×长度计算
11
1.3 细菌的构造
细胞质 菌毛
细菌鞭毛 核糖体
细胞质膜
荚膜 细胞壁
12
1.3 细菌的构造
一、细胞壁
包在表面较坚韧略具有弹性的结构,占菌体干重的10-25%。
23
革兰氏染色(Gram Staining)
结晶紫染色1分钟 细胞为紫色
碘液媒染1~3分钟 全部细胞仍为紫色
乙醇脱色(约30秒) G+细胞为紫色 G-细胞为无色
番红花液复染1~2分钟 G+细胞为紫色 G-细胞为红色
24
25
26
二、细胞质膜和内膜系统
1.细胞质膜及其结构
什么是微生物?微
二、细菌的结构
包括:
细胞壁 细胞膜 细胞浆 核质 荚膜 鞭毛 菌毛 芽胞
细菌的基本结构
细菌的特殊结构
(一)、细菌的基本结构
1、细胞壁:是包围在细菌最外层的结构,其 化学成分相当复杂,与细菌的抵抗力、致 病性、抗原性及染色性有着密切的关系。 • 功能:细胞壁坚韧而有弹性,能维持细菌 固有形态;细胞壁上有许多小孔,具有相 对的通透性,与细胞膜共同完成细菌内外 的物质交换。
2、鞭毛:许多细菌都有鞭毛。鞭毛是细长并 呈螺旋状的纤维结构。鞭毛是细菌的运动 器官。 不同种类的细菌,鞭毛的数目、着生的位 置不同。鉴定鞭毛的有无是鉴别细菌的方 法之一。
3、芽胞:某些细菌长到一定阶段后,在一定 条件下,胞浆失去水分逐渐浓缩成一个圆 形或卵圆形的坚实小体,称为芽胞。
芽胞对细菌来说 有什么意义呢?
思考与讨论
ห้องสมุดไป่ตู้
• 细菌的特殊结构有哪些特殊意义? • 在消毒时如何消灭形成芽胞的细菌?
作业布置
• 1、将上面的练习做到作业本上。 • 2、课后1---4题。
反馈练习
1、细菌大小的计量单位是__________。 2、细菌的基本形态分三类,即__________ __________ _________。 3、球菌分______ ______ ______三种。 4、旋菌分______ ______ ______三种。 5、细菌的基本结构包括______ ______ _______ _______。 6、细菌的特殊结构包括_______ _______ _________ ________。 7、细菌的运动器官是_________。 8、什么是荚膜?什么是芽胞?
芽胞对细菌的意义
• 芽胞是细菌的一种休眠体。对外界不良化 环境的抵抗力非常强,特别能耐高温、干 燥、渗透压及化学药品的作用。 • 例如:炭疽杆菌芽胞在室温干燥下能存活 几十年,120℃高压蒸气消毒15分钟才能杀 死。 • 一个芽胞经发芽可以形成一个菌体,但它 绝不是细菌的繁殖体。
环境工程微生物学第二章-原核微生物(2)
(三)细胞的结构
3、细胞质和内含物
5)气泡(gas vocuoles)
(三)细胞的结构
3、ห้องสมุดไป่ตู้胞质和内含物
6)核糖体(ribosome)
略
(三)细胞的结构
4、核区(nuclear region or area)
原核生物所特有的无核膜结构、无固定形态的原始细胞核
(三)细胞的结构
4、核区(nuclear region or area)
核心部分的细胞质却变得高度失水, 因此,具极强的耐热性。
渗透调节皮层膨胀学说
5、特殊的休眠构造——芽孢 6)伴孢晶体(parasporal crystal)
(三)细胞的结构
少数芽孢杆菌,例如苏云金芽孢杆菌(Bacillus thuringiensis)在 其形成芽孢的同时,会在芽孢旁形成一颗菱形或双锥形的碱溶 性蛋白晶体——δ内毒素,称为伴孢晶体。 特点:不溶于水,对蛋白酶类不敏感;容易溶于碱性溶剂。
专性好氧的盐杆菌属(Halobacterium)的细菌,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, 以保证细胞更接近空气。 有些厌氧性光和细菌利用气泡集中在水下10-30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。
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“水花”。
一种内源性氮源贮藏物,同时还兼有贮存能源的作用。
通常存在于蓝细菌中。
由含精氨酸和天冬氨 酸残基(1:1)的分枝 多肽所构成,分子量 在25000~125000。
3、细胞质和内含物
2)贮藏物(reserve materials):
⑤硫粒(sulfur globules) 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。
细菌的形态和结构
二、细菌的特殊结构
鞭毛的功能: 1. 运动器官; 2. 与致病性有关:如霍乱弧菌穿过小肠黏液层; 3. 细菌的分类鉴定:具有抗原性,H抗原。
二、细菌的特殊结构
三、菌毛 pilus
1. 菌体表面短、细、直硬的丝状物,光学显微镜下 看不到。多见于G-菌,与运动无关。2. 化学组成:菌毛蛋白
1. 无完整的核结构、核膜、核仁和有丝分裂器等。 2. 单一闭合环状DNA,含少量蛋白质。 3. 特点:DNA量少,多为单拷贝形式,少重复序列。
二、细菌的特殊结构
一、荚膜 capsule
细胞壁外的一层较厚、黏性、胶冻样物质 ≥0.2 μm 荚膜
<0.2 μm 微荚膜 化学组成:多数为多糖,少数是多肽 形成条件:营养丰富(活体内,含血清培养基) 染色:不易着色
其中含有的一些结构:
1. 核糖体ribosome:70S(30S + 50S)
2. 质粒plasmid:染色体外的遗传物质,闭合环状DNA(以后讲)
3. 胞质颗粒:储存营养物质(如白喉杆菌的异染颗粒)
异染颗粒
质粒(EM照片)
一、细菌的基本结构
四、核质nuclear material或拟核nucleoid
第一章 细菌的形态与结构
第一节 细菌的大小与形态
一、大小
以微米(m)为测量单位,使用光镜观察。
二、形态:细菌按其外形分三类
球菌(coccus):双球菌、链球菌、葡萄球菌、四联球菌、 八叠球菌;
杆菌(bacillus):如大肠杆菌、炭疽杆菌、白喉杆菌等;
螺形菌(spiral bacterium):弧菌(霍乱弧菌)、 螺菌(幽门螺杆菌)
保存全部生命必需物质:核酸、酶、合成菌体组分的结构 可发芽成繁殖体:1个细菌→1个芽胞→1个细菌 特点:壁厚,折光性强,不易着色。
第二章 原核微生物
细菌的大小 细菌的大小测量单位是μm
12
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
13
细菌的大小以微米(µm)计。 多数球菌的大小(直径)为0.5~2.0 µm; 杆菌(长×宽)为(1~5)×(0.5~1.0)µm; 螺旋菌(宽度×弯曲长度)为(0.25~1.7)×(2~ 60)µm;
49
由于芽孢具有上述本领,可以对不良环境:高温、干 燥、光线、化学药物有很强的抵抗力。例如: 细菌的营养细胞在70~80℃时10min就会死亡,可芽孢 在120~140℃时可生存几个小时。
特殊结构
鞭毛
螺旋丝
细胞壁结构 细胞膜功能 细胞壁功能
一般构造: 钩型鞘
基体
G﹣细菌鞭毛
螺旋丝
钩型鞘 L-环 外膜 外膜 P-环 肽聚糖 S-环
80%。
细胞质的主要成分为核糖体、内含颗粒、拟核、多 种酶类和中间代谢物、各种营养物等。
31
细胞质内含物 核糖体
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RNA(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。它是蛋白质的 合成场所。
32
细胞质内含物 内含颗粒
④膜上含有进行能量代谢的酶系,在细胞质膜上进行物 质代谢和能量代谢,是细胞的产能场所;
⑤细胞质膜上有鞭毛基粒,是鞭毛基体的着生部位和鞭 毛旋转的供能部位 ⑥ 维持细胞内正常渗透压。
30
细胞质和内含物
细胞质
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
A
(3)脱色(95%乙醇10-20S)
A
兽医微生物学-细菌的形态与结构-1(细菌的大小与形态)
二、细菌的基本形态
• 细菌的外部形态比较简单,仅有三种 基本类型,即球状、杆状和螺旋状和 某些其它形态
• 并据此而将细菌分为球菌、杆菌和螺 旋状菌。
细菌的基本形态
细菌的一些特殊形态
1、球菌(coccus)
• 多数球菌呈正球形,有的呈肾形、豆 形等。按其分裂方向及分裂后的排列 情况,又可分为:
丹毒杆菌
白喉棒状杆菌
Gram stain of Gram - E. coli cells
乳酸杆菌lactobacilli
大肠杆菌 E. coli (0157:H7
志贺氏痢疾杆菌 (x 22,400)
杆菌的分裂图
细菌细胞的裂殖
↑ 示正在分裂, ↑↑ 示已经分裂。
3、螺旋状菌(spirillum)
动物病原微生物学
第二章 细菌的形态与结构 第一节 细菌的大小与形态 第二节 细菌的结构
动物病原微生物学
Animal Pathogenic Microbiology
第一章 细菌的形态与结构
第一节 细菌的大小与形态
第一节 细菌的大小与形态
细菌(bacterium)——是一种具有细胞壁 的属于原核细胞型的单细胞微生物,其个 体微小、形态简单,具有DNA和RNA,主 要靠二裂法繁殖,并可在人工培养基上生 长繁殖。 广义的细菌除细菌外,还包括立克次体、 衣原体、霉形体、螺旋体及放线菌等。
少数杆菌分裂后呈铰链样粘连,形成栅栏 状样、V、Y、L字样等特殊的排列如马棒 状杆菌。
鼻疽杆菌
细直、微弯两端钝园的G-杆菌
炭疽杆菌
炭疽杆菌
炭疽杆菌在动物体内的形态
炭疽杆菌
002-1 原核微生物形态-细菌的形状和大小
第 二 章 原 核 微 生 物 形 态
2、原核细胞和真核细胞的区别
1)核、核膜、染色体
原核生物细胞无核膜,有一个明显的核区, 核区集中了主要遗传物质,由一条与类组 蛋白相联系的双链DNA构成的染色体组成。 真核生物细胞则是由一条或一条以上的双链 DNA与组蛋白等结合成的染色体,并由核 膜包围。
第 二 章 原 核 微 生 物 形 态
杆菌有的笔直,有的弯曲,杆菌两端的情况 在分类上很重要。
杆菌两端: 有的象刀切一样整齐(eg.炭疽杆菌); 有的是钝圆(eg.枯草杆菌); 有的是尖的(eg.鼠疫巴斯德氏菌)。
杆 状 细 菌 的 排 列 方 式 与 形 态
单杆菌 Note: 杆状细
双杆菌
菌的排列方
式常因生长 阶段和培养 条件而发生 变化,一般 不作为分类
分化:形态和功能的变化,甚至出现特殊结
构; 信号传导:微生物之间及与其它生物间通过 化学信号交流; 进化:细胞适应环境条件而不断地进化。
第 二 章 原 核 微 生 物 形 态
Prokaryotic Cell (Bacillus megaterium)
第 二 章 原 核 微 生 物 形 态
Eukaryotic Cell (L-Cell)
最大和最小细菌的个体大小悬殊:
(Thiomargarita namibiensis)(0.3~1 mm)
10亿 ~ 100 亿倍
(nanobacteria)(50 nm)
第 二 章 原 核 微 生 物 形 态
第 二 章 原 核 微 生 物 形 态
单球菌:细胞沿一个平面进行分裂,分裂后子细胞 分开单独 存在。Eg.尿素微球菌
双球菌:如果子细胞成双成对排列,就是~。Eg.肺 炎双球菌
细菌的形态与结构
(2)抗有害物质的损伤作用 处于菌细胞的最外层,保护菌体避免或减少 溶菌酶、补体、抗菌药物等有害物质的损伤 作用。
细菌特殊结构:荚 膜(capsule)
(3)黏附作用 荚膜多糖可使细菌彼此相连,在粘膜细
胞表面形成生物膜,是引起感染的重要因素 。 (4)具有抗原性
如霍乱弧菌、空肠弯曲菌等。
细菌特殊结构:菌毛
特征:存在于菌体表面的一种比鞭毛更细、更
短而直硬的丝状物,与细菌的运动无关。
(1)具有抗原性 (2)据功能分两类:
普通菌毛和性菌毛 (3)必须用电子显微镜
观察
细菌特殊结构:菌毛
特征:
1)普通菌毛 是细菌的粘附结构,与致病性密切相关。
2)性菌毛 比普通菌毛长、粗。数量少,使细菌具有致 育性。细菌的毒力、耐药性等性状可通过接合 方式传递。
细菌的大小与形态----螺形菌
螺杆菌
弧菌
螺菌
二、细菌的结构
基本结构 特殊结构
细胞壁
细胞膜
细胞质
核质
荚膜 鞭毛 菌毛 芽胞
细胞壁和革兰氏染色的关系:
结晶紫 碘液 乙醇 复红
?
结 果
革兰氏阳性菌
革兰氏阴性菌
G+菌细胞壁:肽聚糖(peptidoglycan)
•聚糖骨架N-乙酰胞壁酸 •四肽侧链 •五肽交N-乙联酰葡桥糖胺
对细菌的鉴别和分型有重要意义。
细菌特殊结构:鞭毛
特征:
是细菌的运动器官。需用电子显微镜观 察,或经特殊染色法使鞭毛增粗后方能在光 镜下看到。
细菌特殊结构:鞭毛
分类:
单毛菌 双毛菌 丛毛菌 周毛菌
细菌特殊结构:鞭毛
细菌的形态和结构
1988年,他利用X射线晶体成像技术 获得了世界第一张离子通道的高清晰度 照片;
它可以让科学家观测到离子在进入离 子通道前、进入离子通道中和进入离子 通道后的状态。
阿格雷和麦金农对水通道和离子通道的 研究意义重大;
很多疾病,如一些神经系统疾病和心血 管疾病就是由于细胞膜通道功能紊乱造 成的;
(四)芽胞/芽孢(spore)
某些细菌(G+菌)在一定条件下,能在菌体 内形成的一个圆形或卵圆形小体。
只在动物体外才能形成,芽胞不是细菌的繁殖 方式。
抗逆性极强的休眠构造(抗热、抗辐射、抗压等);
枯草芽孢杆菌,在沸水中可存活1小时; 肉毒梭状芽孢杆菌要经5-10h才被杀死;
芽孢的形态和着生位置 无繁殖功能;
间体图片
(四)细胞质(cytoplasm)
被细胞膜包围着的除核区以外的一切半透明、 胶状、颗粒状物质的总称。
主要成分 水(约为80%) 核糖体 细胞内含物
与真核生物不同 细胞质不流动 核糖体是70S 内含物成分不同
碳源及能源类: 聚-β -羟丁酸(PHB)
贮藏物
主要功能:
选择性的吸收和运送物质 是细菌细胞能量转换的重要场所 传递信息 参与细胞壁的生物合成 细胞膜的结构
1972年Singer和Nicolson提出的液态镶嵌模型
整合蛋白
磷 脂 双 分 子 层
周边蛋白 极性头 非极性尾
周边蛋白
细胞膜的生理功能
2003年美国科学家彼得·阿格雷和罗德里克·麦金农获得了诺贝尔化学奖——表彰 他们在细胞膜通道方面做出的贡献。
1.结晶紫 /碘液
2.酒精
第2章1-细菌的形态、排列、大小及一般结构
4、形态特殊的细菌
① 柄细菌(Caulobacterium):菌体细胞
呈杆状或梭状,具有特征性的细柄,可用于 将细胞附着于基物上。
柄杆菌
Caulobacter sp.
② 鞘细菌(sheathed bacterium):杆菌细胞呈链状
排列,不分枝,且在细菌细胞外形成了一个共同的衣鞘。
鞘衣菌 Sphaerotilus natans
二、细菌细胞的一般构造 和特殊构造
(内膜系统)
菌胶团
(一)细菌细胞一般构造
1、细胞壁 2、细胞膜 3、内膜结构 4、细胞质及其内含物 5、原核 6、质粒
第一节 细菌的模式结构
(一)细菌细胞的一般结构 1、细胞壁 √ 2、细胞膜 3、内膜结构 4、原核 5、质粒 6、细胞质及其内含物
(二)细菌细胞的特殊结构 荚膜 鞭毛、菌毛、性毛 芽孢、胞囊 图 2-1 细菌细胞的模式结构(摘自Microbiology 6th)
1、细胞壁
金黄色葡萄球菌
(Staphylococcus aureus)
厚度:20~80nm 肽聚糖 重量:50%~80%
磷壁酸
肽聚糖
革兰氏阳性菌细胞壁化学结构模式图
G+ 菌 细 胞 壁 的 模 式 结 构
磷壁酸
肽 聚 糖
② 层次多:15~50
(3)G+菌细胞壁的结构
磷壁酸
(teichoic acid)
2、 G-细 菌 细 胞 壁 中 的 特 有 成 分 是 (
A. 肽聚糖 B. 磷壁酸 C. 脂蛋白 D. 脂多糖 3、E.coli 肽 聚 糖 双 糖 亚 单 位 交 联 间 的 肽 间桥 为 ( )
A. 氢键
B. 肽键
C. 甘氨酸五肽
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(一)细菌细胞的一般构造
3、内膜结构
内膜结构:许多原核生物类群演化出的一 类由细胞膜内陷、折叠而形成的层状、管 状或囊状的特殊结构。
间体 类囊体 载色体 羧酶体 气泡
内 膜 结 构
3、内膜结构
① 间体(mesosome)
由细胞质膜内陷而形成的囊状结构,其 中充满着层状或管状的泡囊。
1至几个/cell; 位于细胞分裂部位; 在G+菌中常见; 在G-菌中不明显。
1~3层
外膜层 肽聚糖
细胞膜
(4)G-菌细胞壁的结构
蛋白质、脂蛋白和脂多糖 (lipopolysaccharide,LPS)
外壁层
厚约:8~10 nm,呈波浪形
是外膜层的主要成分及特 有成分 分子量> 1万道尔顿 化学结构复杂且常因细菌 类群甚至菌株而异
外膜层
肽聚糖
细胞膜
脂多糖的化学组成
脂多糖 = 糖基O-侧链+核心多聚糖+类脂A
2、杆菌
宽×长,长度可为d 的一至数倍
小型杆菌:0.2~0.4 × 0.7~1.5µ m 中型杆菌:0.5~1 × 2~3µ m 大型杆菌:1~1.25 × 3~8µ m
3、螺旋菌
宽×长,长度≠实际长度
0.3~1.0×1.0~50µ m
影响菌体大小的因素
影响因子:菌种、培养条件、菌龄、染色方法
幼龄细菌 固定染色菌体 媒染法的菌体 成熟/老龄细菌 原菌体 原菌体
厚度:约7~8nm 主要成分:磷脂(占20~30%) 蛋白质(占50~70%)
细胞膜的模式结构
2、细胞膜
(1)细胞膜的结构
1972年,Singer&Nicolson提出: 液态镶嵌模型(fluid mosaic model)
细胞膜的液态镶嵌结构
(1)细胞膜的结构
“液态镶嵌”理论
a、膜的主体是脂质双分子层,具有流动性; b、整合蛋白因其疏水性而溶于脂质双分子层的疏水 性内层中; c、周边蛋白表面含有亲水基团,可通过静电引力与 脂质双分子层表面的极性头相连; d、脂质分子间或脂质与蛋白质分子间无共价结合; e、脂质双分子层象“海洋”一样,周边蛋白可在其 上 “漂浮”运动,而整合蛋白则象“冰山”一样沉 浸在其中并可作横向移动;
② 螺菌(spirillium):螺旋在2~6圈的螺
旋状细菌,如减小螺菌(Spirillum minus);
③ 螺旋体(spirochaeta):螺旋>6圈以
上的螺旋状细菌,如梅毒密螺旋体
螺 旋 菌 的 形 态
① 弧菌 (vibrio)
② 螺菌 (spirillum)
③ 螺旋体 (spirochaeta)
细菌形态:三角形、方形、星形、圆盘形
星形菌
方形菌
影响细菌形态的因素
外界环境因子:培养温度、培养时间、 培养基成分与浓度
幼龄细菌:菌体形态正常、整齐、稳定; 老细菌: 形态不正常:梨形、有分枝、细丝状 异常形态
新鲜培养基
正常状态
( 二 ) 细 菌 的 大 小
1、球菌
d:0.5~1.0µ m
较大的球菌:旋动泡硫磺细菌 (Thiophysa volutaus),d=7~8µ m
脂多糖(LPS)的功能
a、类脂A是G-菌的致病物质——内毒素的 物质基础; b、具有与磷壁酸相类似的功能; c、多变的化学结构决定了G-菌表面抗原决 定簇的多样性; d、噬菌体的吸附受体; e、具有部分选择屏障作用。
革兰氏阴性菌细胞壁结构
(5)革兰氏阳性菌与革兰氏阴性菌 细胞壁的主要区别
比较内容 结构层次
1、细胞壁(cell wall)
(1)细胞壁的功能
(2)革兰氏染色反应
√ (3)革兰氏阳性菌的细胞壁结构 √ (4)革兰氏阴性菌的细胞壁结构 √ (5)G+菌和G-菌细胞壁结构的区别 √
(6)细胞壁缺陷细菌
细胞壁
(cell wall)
1、细胞壁
通常指包围原生 质膜的一层较为紧 韧且略带弹性的结 构。 厚度:10~80 nm
原生质体和原生质球
通过溶菌酶、青霉素、丝裂霉素C处理
G+ 完全 去除
原生质体
G- 不完整去除
脂多糖和脂蛋白
原生质球
(7)细胞壁缺陷细菌
L-型细菌(bacterial L-form):
某些细菌在特定环境条件下,由于基 因突变而产生的无壁类型。
L-型细菌的菌落
细胞壁缺陷细菌的特点
对环境条件敏感:低渗、振荡、离心、通气 有鞭毛而不运动; 不被噬菌体侵染;
磷壁酸
a 壁磷壁酸,>50% 磷酸二酯键
按 结 合 部 位 划 分
b 膜磷壁酸 共价键
磷壁酸
磷壁酸的功能
a.磷壁酸加强了细胞对金属离子的吸引; b.磷壁酸是G+菌重要的表面抗原和某些噬菌 体的吸附位点; c.磷壁酸增加了细菌表面结构的稳定性; d.膜磷壁酸具有粘附作用,与致病性有关; e.贮存磷元素; f.调节细胞内自溶素(autolysin)的活力。
G-菌与G+菌细胞壁的结构差异
-菌细胞壁的结构 (4)G
内壁层
外壁层
大肠杆菌
(Escherichia coli)
层 次
G-菌肽聚糖结构的差异
内壁层
①
② ①
G-
① 化学结构
G+
L-Lys
DAP
G-菌肽聚糖的结构差异
② 交联度低<25%
②
②
以肽键直接交联
G-菌肽聚糖的结构差异
层次多:15~50
③ 层次少
什么是细菌(bacteria)?
从大的方面来讲:细菌指的就是原
核微生物,即所有原核微生物均可以 称之为细菌;
从小的方面来讲:细菌主要是指那
些形态为杆状、球状或螺旋状的单细 胞原核微生物。
一、细菌的形态、大小及排列方式
(一)细菌的形态与排列
细 菌 的 基 本 形 态
(一)形态、大小及排列方式
1、球菌(coccus)
第二章 原核微生物
原核(prokaryon):指细胞核外没有
核膜包围,DNA以闭环分子形式存 在,不含组蛋白的细胞核。
原核微生物:指具有原核的微生物。
主 要 内 容
第一节 第二节 细 菌 放线菌
第三节
其它代表性原核微生物
第一节
细 菌
一、细菌的形态、大小及排列方式
二、细菌细胞的一般构造及特殊构造
三、细菌的繁殖方式 四、常见的细菌类群
指结合在G+菌细胞壁上的一种酸 性多糖。 为G+菌所特有
主要化学组成:多元醇+磷酸
C1-C5磷酸二酯键 少:10;多:40-50
磷壁酸
C1-C3磷酸二酯键
1
依 多 元 醇 划 分
1
a.核糖醇磷壁酸 (ribotol teichoic acid)
b.甘油磷壁酸 (glycerol teichoic acid)
以一种特殊的生活规律维持生命活动的
② 最大的细菌
1985年,在红海的棕色刺尾鱼肠道内发现一种雪茄 型细菌,1993年,命名为Epulopiscium fishelsoni。
菌体:d=80 μm、 长:200~600μm 体积:巨大 细胞:富含原核和核糖体 具有高度旋绕的细胞膜 运动:有鞭毛,V = 2.4 cm/min
A. 氢键
B. 肽键
C. 甘氨酸五肽
4、Staphylococcus aureus 肽 聚 糖 双 糖 亚 单 位 交 联 间 的 肽 间 桥 为( )
A. 肽键
B. 甘氨酸五肽
C. 氢 键
(一)细菌细胞的一般构造
2、细胞膜(cell membrane)
指紧贴在细胞壁内侧并包围原生 质的一层柔软而富有弹性的膜。
B subtilis 的间体
① 间体
间体的主要功能
a.深层的间体:
促进细胞间隔的形成,与DNA的复制、分配及 细胞分裂有关;
b.表层的间体:
与某些酶有关,如细胞色素氧化酶 —— 细菌 氧化磷酸化的中心,相当于真核生物的线粒体。
3、内膜结构
② 类囊体(thylakoid)
直杆菌、弯杆菌
② 杆菌只沿一个与长轴垂直的分裂面
链状、栅状、“八”字形
(一)形态、大小及排列方式
3、螺旋菌(spirilla)
螺旋菌:指细胞呈螺旋状或弧状的细菌。
① 弧菌(vibrio): 弯曲程度不满一圈的螺
旋 菌 , 常 呈 “ C” 状 , 如 霍 乱 弧 菌 ( Vibro
cholerea);
1、细胞壁
金黄色葡萄球菌
(Staphylococcus aureus)
厚度:20~80nm 肽聚糖 重量:50%~80%
磷壁酸
肽聚糖
革兰氏阳性菌细胞壁化学结构模式图
G+ 菌 细 胞 壁 的 模 式 结 构
磷壁酸
肽 聚 糖
② 层次多:15~50
(3)G+菌细胞壁的结构
磷壁酸
(teichoic acid)
测量细菌大小:记录平均值/代表性数值
使用活菌 不要染色,必需注明染色方法
① 最小的细菌
能引起尿结实的纳米细菌(nanobacteria)
d=50 nm,比最大的病毒还小,分裂缓 慢,代时为72h,是目前所知最小的细菌。
讨论:独立生命个体到底能有多小?
生物大分子≥140nm,≤250nm? 病毒能够小?
细胞呈球状或椭圆状的细菌。
由于细胞分裂的方向不同,球菌 共有六种排列方式。
1
2
3
5 4
6
(一)形态、大小及排列方式
2、杆菌
(bacillus) 杆状或圆柱状
种类最多:
短杆状 棒杆状 月亮状 梭状 梭杆状 分枝状 竹节状
(一)形态、大小及排列方式