微生物学第二章原核微生物.ppt
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2第二章 原核生物
如果泛指某一属的微生物，或某菌种，知 其属但种名未定，可用“sp” “spp”作加词 如 Bacillus sp：一个尚未定名的芽胞杆菌 Bacillus spp：泛指芽胞杆菌属的菌种
同一菌种在一篇文章中首次出现时写全称， 第二次出现时，属名可缩写： Escherichia coli 缩写为E. coli
一、生物的系统发育与进化计时 形态学特征分类存在的问题： 1、微生物可利用的形态特征少，很难将所 有生物放在同一水平上比较。 2、形态特征在不同类群中进化速度差异很 大。
生物进化计时器：蛋白质、DNA、RNA 选择合适分子标尺： 1、普遍存在与各个生物类群中。 2、各个生物中功能同源的大分子。 3、既有保守序列又有可变序列。 4、序列变化缓慢，变化进程应覆盖整个进化 历史。 5、大小适中。
（三）分子分类法
G+C百分比测定 核酸杂交：DNA与DNA杂交 16SrRNA碱基测序 RAPD （随机扩增多态性DNA） 遗传重组：接合、转化等重组方式只 发生在同源的染色体之间，如：转化 通常只在同属内的不同种之间发生， 很少在属间出现
数据库和计算机程序的应用 数据库： NCBI GenBank EMBL 分析软件： Vector NTI ; Winplas ; ClustalX; 生物软件网 Emboss
（二）三名法
学名=属名+种加词+符号subsp.或var.+亚种或变种加词
斜体字
正体字（一般省略）
斜体字
例1.苏云金芽孢杆菌腊螟亚种
Bacillus thuringiensis subsp. galleria
例2. 丁香假单胞烟草致病变种 Pseudomonas syringae pv. tabaci
微生物的形态与结构(共184张PPT)
在可使细菌细胞具有某些特性
质粒的起源
质粒的起源,人们认为质粒可能是来源于某种感染细菌的病毒粒子,
进入细胞后与细胞形成共生关系(与线粒体相似)
细菌细胞的特殊结构 P23
所谓特殊结构，指一部分 细菌才具有的结构。
• 鞭毛和菌毛 • 荚膜 • 芽孢 • ·········
细菌细胞的特殊结构 ——鞭毛
• 定义
革兰氏阳性细菌的细胞壁
革兰氏阴性细菌的细胞壁
革兰氏阳性菌和阴性菌的染色原理
——二者细胞壁结构的差异
细胞壁结构与革兰氏染色的关系
• 现在大多认为，在染色过程中，细胞内形成了一种不溶性的结晶紫 - 碘的 复合物，这种复合物可被乙醇 ( 或丙酮 ) 从 G - 细菌细胞内抽提出来，但 不能从 G + 菌中抽提出来。这是由于
• 霍乱弧菌 ( Vibrio cholerae ~0.6 × 1~3
• 迂回螺菌 ( Spirillum volutans ~2 × 10~20
2.2.2 细菌细胞的结构与功能
2.2.2.1 细菌细胞的基本结构 • 细胞壁 • 细胞膜 • 细胞质 • 细胞核
细菌细胞的结构
• 定义
细菌细胞的基本结构
第二章 微生物的形态与结构
2.1 微生物的基本类型
传统的生物界分为:
• 动物 • 植物 • 微生物
以细胞结构对微生物分类
根据显微镜或电镜观察到的结构进行分类
• 无细胞结构
病毒 及亚病毒 拟病毒 类病毒 朊病毒
• 有细胞结构
原核 细菌 放线菌 蓝细菌
真核
酵母菌 霉菌 藻类 原生动物
动物 植物
原核细胞和真核细胞的电镜图
其中PHB可以用来制作可降解塑料。
质粒的起源
质粒的起源,人们认为质粒可能是来源于某种感染细菌的病毒粒子,
进入细胞后与细胞形成共生关系(与线粒体相似)
细菌细胞的特殊结构 P23
所谓特殊结构，指一部分 细菌才具有的结构。
• 鞭毛和菌毛 • 荚膜 • 芽孢 • ·········
细菌细胞的特殊结构 ——鞭毛
• 定义
革兰氏阳性细菌的细胞壁
革兰氏阴性细菌的细胞壁
革兰氏阳性菌和阴性菌的染色原理
——二者细胞壁结构的差异
细胞壁结构与革兰氏染色的关系
• 现在大多认为，在染色过程中，细胞内形成了一种不溶性的结晶紫 - 碘的 复合物，这种复合物可被乙醇 ( 或丙酮 ) 从 G - 细菌细胞内抽提出来，但 不能从 G + 菌中抽提出来。这是由于
• 霍乱弧菌 ( Vibrio cholerae ~0.6 × 1~3
• 迂回螺菌 ( Spirillum volutans ~2 × 10~20
2.2.2 细菌细胞的结构与功能
2.2.2.1 细菌细胞的基本结构 • 细胞壁 • 细胞膜 • 细胞质 • 细胞核
细菌细胞的结构
• 定义
细菌细胞的基本结构
第二章 微生物的形态与结构
2.1 微生物的基本类型
传统的生物界分为:
• 动物 • 植物 • 微生物
以细胞结构对微生物分类
根据显微镜或电镜观察到的结构进行分类
• 无细胞结构
病毒 及亚病毒 拟病毒 类病毒 朊病毒
• 有细胞结构
原核 细菌 放线菌 蓝细菌
真核
酵母菌 霉菌 藻类 原生动物
动物 植物
原核细胞和真核细胞的电镜图
其中PHB可以用来制作可降解塑料。
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。
第二章 原核微生物
11
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
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
微生物学 第二章 原核微生物
长度均为直径的几倍。0.2～1.25×0.7～8μm。 （3） 螺旋菌以长和宽表示：0.3～1×1～50μm（长
度是菌体两端间的距离，而不是真正的长度）。
细菌细胞大小的重要生物学意义
细菌菌体微小，大小随种类不同差别很大，有的与最大的病毒 粒大小相近，在光学显微镜下勉强可见，有的与藻类细胞差不 多，几乎肉眼就可辩认，但多数细菌属于二者之间。测量细菌 大小的常用单位是微米(micrometer μm) 。
细菌电子显微镜照片
普通光学显微镜下用测 微尺测细菌大小
不同细菌大小的比较
最小的细菌只有50nm，最大的 可长达200~500μm，但一般不超过 几微米。
引自Gregory N.Stephanopoulos ，2003
肺炎链球菌 Streptococcus pneumoniae
杆菌(bacillus)
杆状的细菌称为杆菌。
引自Gregory N.Stephanopoulos ，2003
杆状细菌的排列方式 常因生长阶段和培养 条件而发生变化，一 般不作为分类依据。
概述
细菌细胞（个体）的形态构造 及其功能
细菌的群体形态
〖概述〗
1、细菌（bacteria） 指真细菌。一类细胞细短（φ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。
2、细菌在自然界的分布 细菌是微生物的一大类群，在自然界分布广、种类多。 到处寄生和腐生，尤其温暖潮湿、富含有机物的地方。 大量细菌活动、生长繁殖形成肉眼可见菌落、菌苔， 粘稠，具臭、酸败等气味；液体中生长会使液体变混 浊、或产生沉淀、或液面漂浮头白发色和气手沫指上。的细菌
其他形状的细菌
球菌(coccus)
度是菌体两端间的距离，而不是真正的长度）。
细菌细胞大小的重要生物学意义
细菌菌体微小，大小随种类不同差别很大，有的与最大的病毒 粒大小相近，在光学显微镜下勉强可见，有的与藻类细胞差不 多，几乎肉眼就可辩认，但多数细菌属于二者之间。测量细菌 大小的常用单位是微米(micrometer μm) 。
细菌电子显微镜照片
普通光学显微镜下用测 微尺测细菌大小
不同细菌大小的比较
最小的细菌只有50nm，最大的 可长达200~500μm，但一般不超过 几微米。
引自Gregory N.Stephanopoulos ，2003
肺炎链球菌 Streptococcus pneumoniae
杆菌(bacillus)
杆状的细菌称为杆菌。
引自Gregory N.Stephanopoulos ，2003
杆状细菌的排列方式 常因生长阶段和培养 条件而发生变化，一 般不作为分类依据。
概述
细菌细胞（个体）的形态构造 及其功能
细菌的群体形态
〖概述〗
1、细菌（bacteria） 指真细菌。一类细胞细短（φ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。
2、细菌在自然界的分布 细菌是微生物的一大类群，在自然界分布广、种类多。 到处寄生和腐生，尤其温暖潮湿、富含有机物的地方。 大量细菌活动、生长繁殖形成肉眼可见菌落、菌苔， 粘稠，具臭、酸败等气味；液体中生长会使液体变混 浊、或产生沉淀、或液面漂浮头白发色和气手沫指上。的细菌
其他形状的细菌
球菌(coccus)
原核微生物
第二章原核微生物原核微生物：细菌，放线菌，蓝细菌，支原体，衣原体，立克次氏体（四菌三体）细胞型真核微生物:真菌、单细胞藻类、原生现代生物学将微生物分为病毒非细胞型亚病毒:朊病毒、类病毒、卫星病毒第一节细菌•原核微生物是指一大类没有核膜和核仁，仅含有一个由裸露的DNA分子构成的原始核区的单细胞生物。
细菌•细菌是一类细胞细而短，结构简单，细胞壁坚韧，以二等分裂方式繁殖，水生性较强的单细胞原核微生物。
一、细菌的形态与排列方式1、形态：基本形态：球状、杆状、螺旋状。
细胞的形态明显地影响着细菌的行为及其稳定性。
自然界存在的细菌中，杆菌最为常见，球菌次之，螺旋菌最少。
细菌形态的多变性•环境因素：培养温度、培养时间、培养基成分、渗透压、pH值等条件。
•典型的菌体形态：一般以在适宜条件下培养18～24小时的培养物。
•陈旧老化培养基或不适宜的环境中常出现不规则的形态，称为衰退型。
2、细菌细胞的大小：细菌的大小测量单位是um•一般细菌的大小范围：球菌：以直径表示0.5 ~ 2μm （直径）•杆菌：以宽度(或直径）×长度表示0.5~ 1 μm（直径）×1~ 5μm（长度）•螺旋菌：以宽度(或直径）×弯曲长度表示0.25~ 1.7 μm（直径）X 2~ 60 μm（长度）(弯曲长度是菌体两端点之间的距离，而非实际长度)•细菌大小的测量及表示方法如下图所示•利用显微镜测微尺，显微照相后根据放大倍数进行测算二、细菌的细胞结构（细菌是单细胞微生物）•基本结构（一般细菌共有）包括：细胞壁、细胞膜、核区、细胞质及其内含物（核糖体、气泡和储藏物）。
•特殊结构（某些细菌特有）包括：荚膜、鞭毛、纤毛、芽孢等一般结构：一般细菌都有的构造特殊结构：部分细菌具有的或一般细菌在特殊环境下才有的(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。
约占干重的10－25%不同细菌细胞壁的化学组成和结构不同，通过革兰氏染色法可将所有的细菌分为革兰氏阳性（G+）和革兰氏阴性（G‐）。
原核微生物
者致病的物质基础不同，又如大多数G＋对青霉素敏感， G－
（除脑膜炎球菌、淋球菌外）对青霉素不敏感而对链霉素敏 感，这些特性对指导临床用药有一定的参考意义。
G＋和G－细胞壁结构的共同成分：肽聚糖（大分子复合物， 原核微生物的特有成分）
G＋细胞壁结构的特有成分：磷壁酸（多糖，由几十个分子组
成长链穿插于肽聚糖中。与细菌的致病性有关）
根。
化学组成：90%以上为蛋白质（鞭毛蛋白），另有多糖等。 功能：鞭毛转动能推动细菌运动。与细菌的趋性运动（趋光、 趋氧、趋化、趋磁）有关。
与细菌的致病性也有一定关系：如霍乱弧菌，因鞭毛运动活 泼，可帮助细菌穿透小肠粘膜表层，使细菌粘附于小肠上皮
细胞并产生毒性作用，导致病变的发生。的特殊结构
芽孢
荚膜
鞭毛
菌毛
1. 芽孢
某些细菌（主要是革兰氏阳性菌）在一定的环境条件下，细 胞质、核质逐渐脱水浓缩、凝聚，在菌体内形成圆形或椭圆
形的小体，称为芽孢。
芽孢在菌体内成熟后，菌体崩溃，芽孢游离。壁厚，折光性 强，具有抗逆性。
芽孢具有菌体的酶、核质等各种成分，故能保持细菌的生命 活性。但其代谢缓慢，对营养物质需求降低，不能分裂繁殖， 是细菌的休眠体，也是细胞维持生命的特殊形式。
第二章 原核微生物
微 生 物
有细胞结 构微生物 生物
原核微生物：三菌（细菌、放线菌、 蓝细菌）、三体（支原体、衣原体、 立克次氏体） 真核微生物：真菌、单细胞藻类、 原生动物
无细胞结构微生物：病毒、亚病毒
原核微生物
指不具有真正细胞核的微生物
原核微生物：无细胞核，只有原核或拟核； 真核微生物：有细胞核、细胞器及复杂的内膜系统； 原核微生物大多为单细胞微生物
食品微生物学第二章 微生物的主要类群 第一节原核微生物
2.1.1.1 细菌的形态与排列方式 细菌种类繁多，就单个菌体而言，细菌有三种基本形态：
球状、杆状、螺旋状，分别称球菌、杆菌、螺旋菌。其中以 杆菌最为常见，球菌次之，螺旋菌较少。在一定条件下，各 种细菌通常保持其各自特定的形态，可作为分类和鉴定的依 据。(见图2-1)。
(1) 球菌 是一类菌体呈球形或近似球形的细菌，按分 裂后细胞的排列方式不同，可分为6种不同的排列方式。
除上述三种基本形态外，近年来，人们还发现了细胞呈 梨形、星形、方形和三角形的细菌。
微生物的主要类群
2.1.1.2 细菌细胞的大小
细菌的个体通常很小，常用微米(m)作为测量其长度、 宽度或直径的单位。由于细菌的形态和大小受培养条件的影 响，因此测量菌体大小时以最适培养条件下培养的细菌为准。 多数球菌的直径为0.5～2.0m；杆菌的大小(宽×长)为 （0.5～1.0）m×（1～5）m；螺旋菌的大小(宽×长)为 （0.25～1.7）m×（2～60）m。螺旋菌的长度是菌体两 端点间的距离，不是其实际的长度，所以在表示螺旋菌的长 度仅指其两端的空间距离。在进行形态鉴定时，测其直正的 长度按螺旋的直径和圈数来计算。
原核是重要的遗传物质，携带着细菌的全部遗传信息。 它的主要功能是决定细菌的遗传性状和传递遗传信息。
微生物的主要类群
除原核外，很多细菌还含有质粒。质粒为小型环状DNA 分子。根据其功能不同可分为三类：①致育因子(F因子)， 与有性接合有关；②抗药性质粒(R因子)，与抗药性有关； ③降解性质粒，与降解污染物有关。质粒既能自我复制，稳 定地遗传，也可插入细菌DNA中，或与其携带的外源DNA片断 共同复制；它既可单独转移，也可携带细菌DNA片段一起转 移。所以，质粒已成为遗传工程中重要的运载工具之一。质 粒的有无与细菌的生存无关。但是，许多次级代谢产物如抗 生素、色素等的产生，芽孢的形成，均受质粒的控制。
球状、杆状、螺旋状，分别称球菌、杆菌、螺旋菌。其中以 杆菌最为常见，球菌次之，螺旋菌较少。在一定条件下，各 种细菌通常保持其各自特定的形态，可作为分类和鉴定的依 据。(见图2-1)。
(1) 球菌 是一类菌体呈球形或近似球形的细菌，按分 裂后细胞的排列方式不同，可分为6种不同的排列方式。
除上述三种基本形态外，近年来，人们还发现了细胞呈 梨形、星形、方形和三角形的细菌。
微生物的主要类群
2.1.1.2 细菌细胞的大小
细菌的个体通常很小，常用微米(m)作为测量其长度、 宽度或直径的单位。由于细菌的形态和大小受培养条件的影 响，因此测量菌体大小时以最适培养条件下培养的细菌为准。 多数球菌的直径为0.5～2.0m；杆菌的大小(宽×长)为 （0.5～1.0）m×（1～5）m；螺旋菌的大小(宽×长)为 （0.25～1.7）m×（2～60）m。螺旋菌的长度是菌体两 端点间的距离，不是其实际的长度，所以在表示螺旋菌的长 度仅指其两端的空间距离。在进行形态鉴定时，测其直正的 长度按螺旋的直径和圈数来计算。
原核是重要的遗传物质，携带着细菌的全部遗传信息。 它的主要功能是决定细菌的遗传性状和传递遗传信息。
微生物的主要类群
除原核外，很多细菌还含有质粒。质粒为小型环状DNA 分子。根据其功能不同可分为三类：①致育因子(F因子)， 与有性接合有关；②抗药性质粒(R因子)，与抗药性有关； ③降解性质粒，与降解污染物有关。质粒既能自我复制，稳 定地遗传，也可插入细菌DNA中，或与其携带的外源DNA片断 共同复制；它既可单独转移，也可携带细菌DNA片段一起转 移。所以，质粒已成为遗传工程中重要的运载工具之一。质 粒的有无与细菌的生存无关。但是，许多次级代谢产物如抗 生素、色素等的产生，芽孢的形成，均受质粒的控制。
2-1原核微生物-细菌
细菌的基本形态
球
状
杆
状
螺旋状
11
扫描电镜照片（2500， 1250， 4000）
（1）球菌
球菌：菌体呈球形或
近似球菌的细菌。 根据分裂方向及相互 间连接方式又分为单
球菌、双球菌、链球
菌、四联球菌、八叠
葡萄球菌
12
球菌、葡萄球菌等。
单球菌
– 细胞沿一个平面进行分裂 – 分裂后子细胞分散而单独而单独存在的球菌 – 如尿素小球菌(Micrococcus ureae)
54
细胞壁与革兰氏染色
革兰氏染色法
初染 → 媒染 → 脱色 → 复染 结果？
55
1
2
3
4
56
阳性菌
阴性菌
57
革兰氏染色
革兰氏染色的机理 – 与细胞壁的化学组成有关 – 与细菌细胞壁的结构有关
58
革兰氏染色机制：
（1）与等电点有关： 革兰氏阳性菌pH2～3，阴性菌pH4～5，加I－KI媒染，等电点降低，阳性菌降低的更低，与 结晶紫结合得更牢固；阴性菌结合力弱，易被乙 醇脱色。
也称为鉴别染色法。
48
细胞壁的化学组成
革兰氏阳性菌的主要成分
– 肽聚糖（90%）、壁磷壁酸、膜磷壁酸（10%）
– 特点：厚度大（20～80nm)、化学成分简单
革兰氏阴性菌的主要成分
– 外膜蛋白、孔蛋白、脂多糖、磷脂、脂蛋白、
肽聚糖等 – 特点：壁薄(10～20nm)、成分复杂
49
G+的细胞壁的化学组成
应
61
2. 细胞质膜（protoplasmic membrane）
（1）细胞膜结构和主要成分
环境工程微生物学》知识点
种的筛选方法 5. 微生物制剂的应用
完整版课件ppt
17
实验部分
各个实验的实验内容、操作步骤 实验现象和实验结果的解释
完整版课件ppt
18
8
第六章 微生物的遗传
1. DNA的结构与复制 2. 基因的（功能）分类 3. DNA的变性与复性 4. DNA的转录（原核、真核的差异） 5. 定向培育（驯化）及其在废水处理中的
应用 6. 杂交、转化和转导的概念 7. 遗传工程技术在环境保护中的应用
完整版课件ppt
9
第二篇 微生物生态与 环境工程中的微生物
11
第二章 微生物在环境物质循环中的作用
1. 氮循环的过程 2. 氨化作用、硝化作用、反硝化作用、固
氮作用的概念、作用微生物
完整版课件ppt
12
第三章 水污染控制与治理的生态 工程及微生物学原理
1. 污水处理方法的分类 2. 好氧活性污泥的概念、组成、性质及微生物
群落 3. 好氧活性污泥净化废水的作用机理 4. 菌胶团的作用 5. 原生动物及微型后生动物在污水处理、水体
9. 产甲烷的细胞结构特点
完整版课件ppt
5
第三章 真核微生物
1. 原生动物的细胞结构 2. 原生动物的营养类型 3. 原生动物的分类 4. 原生动物在污水处理中的作用和指示意义 5. 微型后生动物在污水处理中的作用和指示意义 6. 藻类的分类（门） 7. 真菌的分类 8. 酵母菌的分类、繁殖方式 9. 霉菌的繁殖方式
污染及自净中的作用 6. 好氧活性污泥的培养过程
完整版课件ppt
13
第三章 水污染控制与治理的生态 工程及微生物学原理
7. 好氧生物膜的微生物群落及其功能
8. 好氧生物膜的净化作用机理
完整版课件ppt
17
实验部分
各个实验的实验内容、操作步骤 实验现象和实验结果的解释
完整版课件ppt
18
8
第六章 微生物的遗传
1. DNA的结构与复制 2. 基因的（功能）分类 3. DNA的变性与复性 4. DNA的转录（原核、真核的差异） 5. 定向培育（驯化）及其在废水处理中的
应用 6. 杂交、转化和转导的概念 7. 遗传工程技术在环境保护中的应用
完整版课件ppt
9
第二篇 微生物生态与 环境工程中的微生物
11
第二章 微生物在环境物质循环中的作用
1. 氮循环的过程 2. 氨化作用、硝化作用、反硝化作用、固
氮作用的概念、作用微生物
完整版课件ppt
12
第三章 水污染控制与治理的生态 工程及微生物学原理
1. 污水处理方法的分类 2. 好氧活性污泥的概念、组成、性质及微生物
群落 3. 好氧活性污泥净化废水的作用机理 4. 菌胶团的作用 5. 原生动物及微型后生动物在污水处理、水体
9. 产甲烷的细胞结构特点
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第三章 真核微生物
1. 原生动物的细胞结构 2. 原生动物的营养类型 3. 原生动物的分类 4. 原生动物在污水处理中的作用和指示意义 5. 微型后生动物在污水处理中的作用和指示意义 6. 藻类的分类（门） 7. 真菌的分类 8. 酵母菌的分类、繁殖方式 9. 霉菌的繁殖方式
污染及自净中的作用 6. 好氧活性污泥的培养过程
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第三章 水污染控制与治理的生态 工程及微生物学原理
7. 好氧生物膜的微生物群落及其功能
8. 好氧生物膜的净化作用机理
课件-原核微生物PPT课件
预防为主，采取综合防治措施，控制原核微生物 的传播和扩散。
防治方法
包括加强监测、提高公众卫生意识、加强环境卫 生管理、实施消毒灭菌等措施。
防治策略
制定科学合理的防治策略，加强国际合作与交流， 共同应对原核微生物的威胁。
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药物筛选
原核微生物可用于筛选具 有抗癌、抗炎等活性的药 物，为新药研发提供有力 支持。
农业领域
生物肥料
原核微生物可用于生产生物肥料， 提高土壤肥力和植物抗病能力。
生物农药
原核微生物可用于生产生物农药， 有效防治植物病虫害，减少化学农 药的使用。
生物固氮
原核微生物可通过固氮作用将空气 中的氮气转化为植物可利用的氮肥， 提高土壤氮素含量。
用。
古菌
01
古菌是一类特殊的原核 微生物，与细菌和真核 生物在进化上都有较大 的差异。
02
古菌的细胞结构较为简 单，一般不含叶绿素和 光合色素，也不进行光 合作用。
03
04
古菌在极端环境下生存 能力较强，如高温、高 压、高盐度等极端环境。
古菌在地球上的分布范 围较广，尤其在温泉、 火山口等地区较为常见。
放线菌
放线菌是一类呈辐射状排列的、具有丝状生长方式的原 核微生物。
放线菌能产生多种抗生素和其他生物活性物质，对人类 和动植物的病害具有一定的防治作用。
放线菌主要生活在土壤中，对土壤中的动植物残骸进行 分解和转化。
放线菌在农业、医药等领域具有广泛的应用价值。
03 原核微生物的生态与环境 影响
土壤中的原核微生物
化学品生产
原核微生物可用于生产燃 料、塑料、溶剂等化学品， 具有环保、可持续等优点。
防治方法
包括加强监测、提高公众卫生意识、加强环境卫 生管理、实施消毒灭菌等措施。
防治策略
制定科学合理的防治策略，加强国际合作与交流， 共同应对原核微生物的威胁。
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药物筛选
原核微生物可用于筛选具 有抗癌、抗炎等活性的药 物，为新药研发提供有力 支持。
农业领域
生物肥料
原核微生物可用于生产生物肥料， 提高土壤肥力和植物抗病能力。
生物农药
原核微生物可用于生产生物农药， 有效防治植物病虫害，减少化学农 药的使用。
生物固氮
原核微生物可通过固氮作用将空气 中的氮气转化为植物可利用的氮肥， 提高土壤氮素含量。
用。
古菌
01
古菌是一类特殊的原核 微生物，与细菌和真核 生物在进化上都有较大 的差异。
02
古菌的细胞结构较为简 单，一般不含叶绿素和 光合色素，也不进行光 合作用。
03
04
古菌在极端环境下生存 能力较强，如高温、高 压、高盐度等极端环境。
古菌在地球上的分布范 围较广，尤其在温泉、 火山口等地区较为常见。
放线菌
放线菌是一类呈辐射状排列的、具有丝状生长方式的原 核微生物。
放线菌能产生多种抗生素和其他生物活性物质，对人类 和动植物的病害具有一定的防治作用。
放线菌主要生活在土壤中，对土壤中的动植物残骸进行 分解和转化。
放线菌在农业、医药等领域具有广泛的应用价值。
03 原核微生物的生态与环境 影响
土壤中的原核微生物
化学品生产
原核微生物可用于生产燃 料、塑料、溶剂等化学品， 具有环保、可持续等优点。
第二章原核生物
磷壁酸类型：壁磷壁酸 膜磷壁酸 主要成分：甘油磷酸 核糖醇磷酸
磷壁酸的主要生理作用： 1.提高细胞膜上某些合成酶的活力 2.贮藏元素 3.赋予革兰氏阳性菌以特异的表面抗原 4.作为噬菌体特异性吸附受体 5.调节细胞内自溶素的活力 6.曾强某些致病菌对宿主细胞的粘连， 避免被白细胞吞噬，并有抗补体的作用
菌体呈紫色 含量高，占细胞壁干重的30 ～95%) 肽聚糖结构 多层,紧密 细胞壁厚度及层次 20-80nm,单层 磷壁酸 多数有,含量较高(<50) 脂多糖与类脂质 一般无 脂蛋白质 一般无 对溶菌酶 敏感 对青霉素和磺胺 敏感 与细胞膜的关系 不紧密
4、细胞壁缺损
几类细胞壁缺损或无细胞壁的细菌类型： ①原生质体(protoplast)：指在人工条件下用溶菌酶除尽原有细 胞壁或用青霉素抑制细胞壁的合成后，所留下的仅由细胞膜包 裹着的细胞，常见于革兰氏阳性菌； ②球状体或原生质球(sphaeroplast)：指还残留部分细胞壁的原 生质体，常见于革兰氏阴性细菌； ③L型细菌：L型细菌应专指那些在实验室中通过自发突变而形 成的遗传性稳定的细胞壁缺陷菌株。1935年时，在英国李斯特 (Lister)预防医学研究所中发现一种由自发突变而形成的细胞壁 缺损的细菌——念珠状链杆菌(Streptobacillus moniliformis)， 它的细胞膨大，对渗透压十分敏感，在固体培养基上形成“油 煎蛋”似的小菌落。由于Lister研究所的第一字母是“L”，故称 L型细菌。
革兰氏染色
1884年，丹麦医生C.Gram发明 步骤： (1)初染（结晶紫1min） (2)媒染剂（碘液1min） (3)脱色（95%乙醇30S） (4)复染（蕃红1 ~ 2min） 结果： 革兰氏阴性菌：红色 革兰氏阳性菌：紫色
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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）
3、芽孢的形态及其在细胞中的位置
A 近中央
B 末端
C 中央
细菌芽孢的各种类型
4、芽孢的组成和结构
③细胞膜的功能
（1）选择性的控制细胞内、外的营养物质和代谢 产物的运送； （2）维持细胞内正常渗透压的屏障； （3)合成细胞壁和糖被的各种组分（肽聚糖、磷 壁酸、LPS、夹膜多糖等）的重要基地； （4）膜上含有氧化磷酸化或光合磷酸化等能量 代谢的酶系，是细胞产能的场所； （5）鞭毛基体的着生部位和鞭毛旋转的供能部 位。
5、缺壁细胞
（1）、L形细菌： 指那些在实验室或宿主体内通过自发突变或诱发
突变而形成的遗传性稳定的细胞壁缺陷菌株。 （2）、原生质体：
用溶菌酶处理革兰氏阳性菌，得到细胞壁完全被 脱去、圆球状渗透敏感细胞。 （3）、球形体：
用溶菌酶处理革兰氏阴性菌，得到细胞壁部分被 脱去、圆球状渗透敏感细胞。
6、革兰氏染色原理
芽孢有多层结构，主要包括孢外壁、芽孢衣、皮层和核
心。
▪外壁层：厚而致密，主要成分为 脂蛋白，通透性差,不易着色。
▪芽孢衣：主要含疏水性角蛋白， 抗酶解、抗药物，多价阳离子难 通过。
(二)细胞膜
细胞膜是紧贴细胞壁内侧包围细胞质的一 层柔软、富有弹性的半透明薄膜。
①细胞膜的化学组成
蛋白质 主要包括 磷脂
糖类 少量核酸
②细胞膜的结构
1972年Singer和Nicolson提出的细胞膜液态镶嵌模型。
细胞膜液态镶嵌模型
认为：膜是由球形蛋白 与磷脂按照二维排列方 式构成的流体镶嵌式， 流动的脂类双分子层构 成了膜的连续体，而蛋 白质象孤岛一样无规则 地漂流在磷脂类的海洋 当中。
③颗粒状内含物
主要有：异染粒、聚β－羟丁酸、多糖、硫 粒、磁小体等。
聚β－羟丁酸颗粒(PHB)
聚β－羟丁酸颗粒是许多细菌细胞质 内常含有的碳源类储藏物.PHB不溶 于水,易被脂溶性染料(如苏丹黑)着 色。 功能:贮存碳源、能源和降低渗透压。 应用：
异染粒
是普遍存在的贮藏物，主要成分是多聚偏磷酸盐。 异染粒大小和结构:大小为0.5—1μm ，是多聚偏 磷酸盐的聚合物，分子呈线状。 功能：贮存磷元素和能量，降低渗透压。 名称由来： 例:异染粒遇甲基胺蓝或美蓝变紫红色. 含异染粒的细菌种类:棒状杆菌和某些芽孢杆菌等.
拟核：由大型环状双链DNA纤丝不规则地折 叠或缠绕而构成的无核膜、核仁的区域。
细菌DNA：
长度：一般为：1—3mm
例：大肠杆菌的DNA长约1mm。
生长迅速的细菌在核分裂之后细
胞往往来不及分裂,所以细胞中常
有2—4个核，而生长缓慢的细菌
细胞中一般只有1—2个核，不在
染色体复制时期一般是单倍体。
拟核
功能：负载遗传信息。
在绿色光合细菌中，称 作类囊体，紫色光合细菌， 称为载色体。
⑤羧酶体(carboxysome)
一些自养细菌细胞内的多角形或六角形内含物.
其大小与噬菌体相仿, 约10nm,内含1,5-二 磷酸核酮糖羧化酶, 在自养细菌的CO2固 定中起着关键作用。
采用免疫电镜技术观察蓝细菌 中的羧酶体.
（五）拟核（核区）和质粒
①核糖体
是分散在细胞质中的颗粒状结构，由核糖体核 酸（占60%）和蛋白质（占40%）组成。
细菌的核糖体 沉降系数为：70s，由 50s大亚基和 30s 小亚基 构成。链霉素作用位点 功能：是细胞合成蛋白 质的场所。
② 气泡
由蛋白质膜构成的充满气体的泡状物。 有些细菌细胞质中含有几个或多个气泡。
气泡的功能： A: B: 例：许多光合细菌和水生细 菌、盐杆菌常含有气泡。
质粒
细菌染色体外的遗传物质，通常由共价闭合环状双链 DNA分子组成．
分子量约为２—100 × 106 D.携带1—100个基因, 一个菌 细胞可有一至数个质粒。
（六）芽孢
1、概念 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， 称为芽孢(endospore或 spore，偶译“内生孢子”）。
第二章 原核微生物
第一节 细菌
一、细菌的形态和大小 二、细菌的细胞结构
（一）细胞壁 1、概念 2、细胞壁存在方法 3、功能 4、细胞壁的化学组成与结构
4、细胞壁的化学组成与结构 （1）革兰氏染色 （2）革兰氏阳性菌细胞壁结构 （3）革兰氏阴性菌细胞壁结构
(4)、溶菌酶对细胞壁的作用
可切断NAM和NAG之间 的—1，4糖苷键，引起