原核微生物的形态结构
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。
原核细胞型微生物形态结构
第一节细菌一形态(一) 形状：基本形状球状----球菌杆状---杆菌螺旋状----螺旋菌1.球菌基本形状：圆球形、扁圆球形、椭圆球形种类(依子细胞的空间排列方式分)：➢单球菌一个方向分裂子细胞分散➢双球菌一个方向分裂子细胞成对排列➢链球菌一个方向分裂子细胞链状排列➢四联球菌二个方向分裂，子细胞田字形排列➢八叠球菌三个方向分裂，子细胞立方形排列➢葡萄球菌多个方向分裂，子细胞葡萄状排列2.杆菌基本形状➢杆状➢圆柱状➢同一种杆菌宽度比较稳定，长度易变种类➢与工农业生产关系密切➢大多数杆菌菌体分散存在，如鼠疫巴氏杆菌、大肠杆菌、麻风杆菌、痢疾志贺氏菌➢有些呈链状排列、栅状排列、八字形排列，如苏云金杆菌。
3.螺旋菌基本形状➢弯曲杆状➢包括o弧菌菌体弯曲呈弧形或逗号形，如霍乱弧菌o螺旋菌菌体回转如螺旋状，如红螺菌(二)大小单位➢微米➢1mm=1000μm➢球菌大小以直径表示:0.5-2.0微米➢杆菌宽度与球菌相似，长度:0.2-8.0微米➢螺旋菌大小以菌体两端点间距离表示(三)影响细菌形状和大小的因素➢菌龄➢环境条件o环境条件适宜的幼龄菌，表现正常的大小和形态o环境温度偏高、营养条件失调的老龄菌，菌体萎缩二、细菌的细胞结构➢所有的细菌都有共同的基本结构➢细胞壁o原生质体（细胞膜、细胞质、原核）➢某些细菌有特殊结构o如鞭毛、荚膜、芽孢等（一）基本结构1．细胞壁·功能a)维持细胞外形b)保护原生质体，在渗透压不宜的环境中保持生命力Gram staining➢1884年丹麦医生C.Gram➢涂片→结晶紫初染（紫色）→碘液处理→乙醇脱色→复红复染（红色）➢除支原体、螺旋体、细菌L型外，所有原核生物均有细胞壁，可区分为Gram阳性或阴性菌，两者在化学组成及细胞壁结构上差异显著可能原理➢结晶紫-碘复合物o阳性菌壁厚，肽聚糖含量高，结构紧密，含脂量少;酒精脱色，肽聚糖不溶于酒精，紫色不褪，复染不能进行o阴性菌相反➢肽聚糖是原核生物细胞壁特有的化学组成，青霉素等能破坏其结构或抑制其合成2．细胞膜(细胞质膜)功能a)物质转运与营养作用，渗透屏障b)呼吸作用与生物合成作用中心化学组成蛋白质 60-70% 磷脂 20-30% 多糖 2%3．细胞质：细胞膜内、除细胞核外的细胞物质形状a)无色、透明、粘稠、胶状成分b)水、蛋白质、核酸、脂类等构成c)核糖体、载色体、颗粒状内含物、气泡等4.细胞核➢没有核膜，称拟核、染色质体➢功能o贮存遗传信息➢很多细菌带有质粒o环状DNA分子，可复制、转移（二）某些细菌的特殊结构1.鞭毛a)部分细菌菌体表面产生的细长、波浪形丝状物A．有鞭毛的细菌种类➢大多数球菌无鞭毛o部分杆菌有鞭毛o所有孤菌，螺旋菌均有鞭毛o一些真核生物亦有鞭毛B.鞭毛着生位置➢依鞭毛着生位置➢侧生鞭毛菌➢周生鞭毛菌➢端生鞭毛菌C.结构D.功能➢与细菌运动有关o运动机制未详➢除具鞭毛的细菌能运动外o粘细菌、蓝细菌能滑行运动、但限于固体培养基上o螺旋体借助轴丝运动2．荚膜➢细菌细胞壁表面覆盖的一层松散的粘液性物质o具一定外形，相对稳定地附于细胞壁---- 荚膜o没有明显边缘，可扩散到周围环境---- 粘液层➢菌胶团：多个菌体共一个荚膜A.荚膜对细菌菌落的影响➢S型菌落：能产生荚膜细菌，表面光滑（smoth）➢R型菌落：不能产生荚膜细菌，表面干燥，粗糙（Rough）B.功能➢保护菌体o免受干燥➢体外贮藏营养物质3．芽孢➢某些细菌到了一定的生长发育阶段，在营养细胞内形成对不良环境条件具较强抵抗力的内生孢子（休眠体）➢形状：o圆形，椭圆形，圆柱形➢表面形状能形成芽孢的细菌➢球菌o生孢八叠球菌属➢杆菌o好气性芽孢杆菌属o厌气性梭状芽孢杆菌属➢能否形成芽孢是种的特征，与环境条件无关o能形成：到一定生长阶段即形成o不能形成：条件再恶劣都不能形成结构➢孢外壁：含耐热物质DPA（吡啶2.6一二羧酸）➢芽孢衣➢皮层➢核心形成：营养细胞部分原生质浓缩失水而成作用➢抵抗不良环境o抗热: 营养细胞 100℃ 10分芽孢 121℃ 20—30分o抗干燥o抗药性➢保存生命力:遇适宜环境,吸水膨胀,发芽生长三、细菌繁殖与群体结构1.繁殖➢裂殖：无性繁殖,进行细胞横分裂➢速度o 20—30分/代o比植物快500倍,比动物快2000倍o条件适宜，1个细胞 4万亿亿(24hours)2. 群体结构➢菌落（colony) ：固体培养基上,局限在一处大量繁殖，形成肉眼可见的群落➢菌苔：斜面或平面培养基表面形成的连片培养物➢菌膜、菌环等3. 菌落描述➢大小、形状➢隆起形状、边缘情况➢表面状态、表面光泽➢质地、颜色➢透明程度如黄单胞杆菌菌落描述为:➢较大,圆形,高凸起,边缘整齐➢表面光滑,表面金色光泽➢粘，黄色➢不透明第二节放线菌（Actinomycetes）特点➢大多数为Gram阳性菌➢具有发育程度不同的分枝丝状体➢产生分生孢子或孢囊孢子等无性孢子进行繁殖➢产生抗菌素（链霉素、庆大霉素、春雷霉素、土霉素、四环素、氯霉素、红霉素等）一.分布➢腐生➢分布区域o土壤为主o空气、淡水、海水为辅➢在含水量较少，富含有机质的中性或偏碱性土壤中分布最多二．形态结构o单细胞o原核不断复制，细胞不分裂,菌丝无隔膜o菌丝直径0.5-1mm，长度和分枝无限制➢结构完整o壁、膜、质、原核构成菌丝种类依形态和功能分：营养菌丝➢又称：基内菌丝，一级菌丝➢位置：伸入培养基内，可产生色素➢功能：吸收营养物质、水分气生菌丝➢又称：二级菌丝➢位置：生长在培养基表面向空间伸展➢功能：繁殖，输送养分、水分孢子丝➢位置：由部分气生菌丝生长发育到一定阶段分化形成，可产生孢子➢功能：繁殖、孢子着生➢形状：直形、波浪、轮生、螺旋状三．放线菌繁殖与菌落特征1.繁殖➢菌丝片段（诺卡氏属放线菌）➢无性孢子o分生孢子o裂殖方式形成（链霉菌属）o孢囊孢子o菌丝顶端形成孢子囊，内有孢囊孢子（游动放线菌科）2.菌落特征➢菌丝组成➢质地致密，表面干燥，多皱➢与培养基结合紧密，不易挑起四、代表属➢原核生物界、放线菌目、14科、56属➢与食品工业关系密切的有：链霉菌属（Streptomyces）、诺卡氏菌属（Nocardia）第三节.蓝细菌（cyanobacteria）——又称蓝绿藻、蓝藻1分布：水域（池塘、湖泊、海洋）、土壤、岩石、树皮等2 形状➢单细胞➢直径或宽度3~10um3 结构➢中心：核区➢周围o细胞质o含色素、叶绿素a 、藻胆蛋白(藻蓝素、异藻蓝素、藻红素)4 特点➢进行光合作用：放氧、光能自养➢分布广泛、生活力强➢部分能固氮➢代表属：微囊藻属（Microeystis）、鱼腥藻属（Anabaena）：红萍鱼腥藻第四节、立克次氏体（Rickettsia）➢纪念H.Ricketts ：1909年研究斑疹伤寒感染而去世➢症状：头痛→寒战、高烧→皮疹→心力衰竭死亡（12~17日）1 形状结构➢球形： 0.2~0.5um➢杆状：0.3~0.5×0.3~2um➢细胞结构完整2 特点➢Gram阴性菌➢专性细胞内寄生，离开寄主不能生存➢通过节肢动物在宿主中传播：如虱（shi）蚤（zao）蜱（pi）螨➢不引起节肢动物致病，叮咬传播给人类等。
微生物 第二章 原核生物细胞的形态与结构
第二章原核生物的形态、构造和功能P12-41第一节细菌细菌：是一类细胞细短（直径约0.5um,长0.5~5um）、结构简单、胞壁坚韧、二分裂繁殖、水生性强的单细胞原核生物(周德庆版P13)生活特性：喜温暖、潮湿、富含有机物微碱环境（大多数）腐生或寄生，好氧或厌氧，自养或异养一、细菌的形态与大小P121、基木形态：3种（球状杆状、螺旋状）在自然界中，杆菌最常见，球菌次之，而螺旋状的最少。
2、大小：度量细菌大小的单位是微米级（um）球状：0.5~1mm（直径)光学显微镜、油镜观察）杆状：0.2~1mm（直径）X1~80mm（长度）螺旋状：0.3~1mm（直径）X1~50mm（长度）(长度是菌体两端点之间的距离，而非实际长度）3、测定方法：显微镜测微定:显微照相后根据放大倍数进行测算4、细菌大小测量结果的影响因素1)个体差异；2)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；3)染色方法的影响，一般用负染色法观察的菌体较大；4)幼龄细菌一般比成熟的或老龄的细菌大；5)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。
简单染色法正染色革兰氏染色法鉴别染色法抗酸性染色法芽孢染色法死菌姬姆萨染色法负染色：荚膜染色法等细菌染色法周德庆版P15活菌：用美蓝或TTC（氧化三苯基四氮唑）等作活菌染色二、细菌的细胞结构与功能P14一般构造（一）细胞壁概念：是紧贴细胞质膜外侧的一层厚实、坚韧的外被。
主要成分：肽聚糖构成细胞壁的功能：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损伤2）为细胞的生长、分裂和鞭毛运动所必需；3）渗透屏障，阻拦大分子有害物质（水解酶和某些抗生素）进入细胞；4）赋予细菌特定的抗原性、致病性和对抗生素和噬菌体的敏感性。
1、革兰氏阳性细菌细胞壁特点：厚度大（20-80nm）化学组分简单，一般只含90%肽聚糖和10%磷壁酸。
（1）肽聚糖（peptidoglycan，金黄色葡萄球菌为例）特点：由25-40层左右的网格状分子，交联度75%，厚20~80nm。
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‐）。
微生物学 原核生物--V12
Protein A Protein G
The upper images show space-filled models and the lower images are ribbon representations. The antibody heavy and light chains are shown in blue and green respectively, glycosylation in orange, a Protein A fragment in purple and a Protein G fragment in yellow.
Chemical structure of lipid A as found in E. coli
脂多糖的功能 类脂A是G-菌致病物质——内毒素物质基础； LPS结构决定了表面抗原决定簇多样性；
根据LPS抗原性的测定，沙门氏菌属(Salmonella)的 抗原型多达2107种，一般都源自O-特异侧链种类 的变化。这种多变性是革兰氏阴性细菌躲避宿主 免疫系统攻击，保持感染成功的重要手段。也可 依此用灵敏的血清学方法对病原菌进行鉴定，在 传染病的诊断中有其重要意义。
含量很高（50~90） 含量很低（~10）
磷壁酸
类脂质 蛋白质
含量较高（＜50） 无
一般无（＜2） 无 含量较高（~20） 含量较高
革兰氏阳性和阴性细菌细胞壁成分的比：厚度大，组分简，一般只含90% 肽聚糖和10%磷壁酸
磷壁酸(teichoic acid)
链球菌： 细胞沿一个平面进行分裂，新个体不但可保 持成对的样子，并可连成链状. 如： 乳链球菌 （Streptococcus lactis） 无乳链球菌（Streptococcus agalactiae) 溶血链球菌 （ Streptococcus hemolyticus)
第一章原核微生物的形态结构_PPT幻灯片
• 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微生物(others)
一、细菌（Bacteria）
细菌的形态构造及其功能
1.细菌的形态 2.观察细菌的方法 3.细菌细胞的大小 4.细菌的细胞构造 5.细菌的繁殖方式 6.细菌的群体形态
1.细菌细胞形态
a)杆菌(Bacillus) b)球菌(Coccus) c)螺旋菌(Spirlla) d)其他形状的细菌
双球菌(double coccus)
...................................
双球菌（显微镜下示意图）
四联球菌
(Micrococcus lactis)
敏பைடு நூலகம்性密切相关
c.细胞壁化学组成
高等植物
纤维素
霉菌
几丁质
酵母
细菌
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 脂多糖
G＋` G－细胞壁成分的区别
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）
1.细胞膜
a
b
cd
f
e
a:内嵌蛋白;b、c:内嵌蛋白或整合蛋白 d:外周蛋白;e:多酶复合体;f:脂双分子层
细胞膜的功能
控制细胞内、外的物质的运送、交换 维持细胞内正常渗透压以保证屏障作用； 合成细胞壁各种组分和荚膜等大分子的场所； 进行氧化磷酸化或光合磷酸化的产能基地； 许多酶和电子传递链组分的所在部位； 鞭毛着生点和提供其运动所需的能量等。
原核微生物形态结构
原核微生物形态结构原核微生物（Prokaryotes）是一类最原始的微生物，最主要的特点是没有真核细胞的细胞核和复杂的细胞器。
原核微生物包括细菌（Bacteria）和古细菌（Archaea），它们的形态结构多样，适应了各种生存环境，并发展出了不同的细胞结构和形态。
细菌的形态结构包括球菌、杆菌、弯曲菌、螺旋菌和分枝杆菌等。
球菌是球状的细菌，如葡萄球菌。
杆菌是长条状的细菌，如大肠杆菌。
弯曲菌是弯曲的细菌，如弯曲菌属。
螺旋菌是螺旋状的细菌，如梭菌属。
分枝杆菌是呈分枝状的细菌，如枝状放线菌。
古细菌的形态结构也多种多样。
一些古细菌形状类似球菌，如耐热菌属（Thermus）。
还有一些古细菌形状类似杆菌或链球菌，如乳杆菌属（Lactobacillus）。
还有一些古细菌形状类似弯曲菌，如泛酸弧菌属（Halobacterium）。
此外，还有一些古细菌形状类似分枝杆菌，如大道菌属（Cyanobacteria）。
细菌和古细菌的形态结构主要包括细胞壁、细胞膜、胞质和细胞质内的细胞质器。
细胞壁是细菌和古细菌的外层结构，它保护细胞免受外界环境的伤害，并维持细胞的形状。
细胞壁主要由多糖和肽聚糖构成，形成一个网状结构。
细胞壁在球菌中比较厚，给细菌提供了保护，同时也增加了细菌的抗药性。
在杆菌和弯曲菌中，细胞壁相对较薄。
细胞膜是位于细胞壁内部的一个薄膜，由脂质和蛋白质构成。
细胞膜起到了隔离细胞内外环境的作用，同时也是原核生物中进行分子运输和能量产生的场所。
细胞膜上有一些突起，称为绒毛，绒毛可以帮助细菌附着在宿主上。
胞质是原核微生物细胞内部的液体，包含了细菌或古细菌的遗传物质和其他细胞器。
细菌的遗传物质主要是以环状DNA的形式存在，称为细菌染色体。
古细菌的遗传物质也是以环状DNA的形式存在，但与细菌的染色体有所不同。
细菌和古细菌的遗传物质都没有包膜，与真核生物中存在的细胞核略有不同。
原核微生物的细胞质还包含了一些细胞质器，如核糖体、溶酶体和质膜等。
原核微生物介绍
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；如果具有较好结构也 不易洗掉，称为夹膜（capsule）；如果薄并且容易消失称为黏液层（slime layer）。
糖被的成分一般为多糖，少数是蛋白质或多肽，也有多糖与多肽复合型。 糖被的有无与遗传性有关，还与环境（尤其是营养）条件密切相关； 糖被按有无固定层次、层次厚薄分为荚膜、微荚膜、粘液层和菌胶团；
细胞壁
功能？
伤寒
①固定细胞外形，保护细胞免受外杆力的菌损伤；
细胞
②细胞生长、分裂和鞭毛运动所必需；
壁中 含毒
③阻拦大分子物质进人细胞；
素
④使某些细菌具有致病性及对噬菌体的
敏感性。
G+细菌与G﹣细菌细胞壁构造的比较
肽聚糖层
G+
细胞质膜
肽聚糖层
壁膜间隙 外膜
细胞质膜
G﹣
细胞壁的结构
革兰氏阳性细菌 （G+）
广泛分布于自然界
一、蓝细菌的形态与构造
蓝细菌的形态差异很大，单细胞球状、杆状， 长丝状体，有分枝甚至有分化的各种类型。蓝细 菌细胞最小的直径为（0.5～1μm ） ，如细小聚 球蓝细菌（Synechococcus parvus），最大的 细胞直径可达60μm，如巨颤蓝细菌 （Oscillatoria princeps），这也是迄今已知最 大的原核生物细胞。蓝细菌个体一般直径为 （3～10μm ） ，比细菌大。蓝细菌菌体外常具 有胶质外套，使多个菌体或菌丝体集成一团。蓝 细菌没有鞭毛，但能借助于粘液在固体基质表面 滑行。蓝细菌的运动表现出趋光性和趋化性。
② 液体培养特征
霉 静置培养：培养基不混浊 膜状附壁，或沉降于底部。
原核生物的形态、构造和功能
原核生物的形态、构造和功能2细菌是一类细胞细短、结构简单，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、细菌的形态构造及其功能：（一）形态与染色1、基本外形：球状——球菌；杆状——杆菌；螺旋状——螺旋菌。
（1）球菌：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。
细胞呈球状或椭圆形。
（2）杆菌：杆状或圆柱形，径长比不同，短粗或细长。
细菌中种类最多。
（3）螺旋菌：细胞呈弯曲杆状的细菌统称为螺旋菌。
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（菌体只有一个弯曲，形似C字）和螺旋菌（螺旋状，超过1圈）。
与螺旋体，区别：无鞭毛。
弧菌：偏端单生鞭毛或丛生鞭毛螺旋菌：两端都有鞭毛细菌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）。
异常形态：一般，幼龄，生长条件适宜，形状正常、整齐。
老龄，不正常，异常形态。
畸形：由于理化因素刺激，阻碍细胞发育引起。
衰颓形：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。
2、细菌染色法由于细菌细胞既小又透明，故一般先要经过染色才能作显微镜观察。
二、细菌的细胞构造（一）细菌细胞的一般构造基本结构是细胞不变部分，每个细胞都有，如细胞壁、细胞膜、细胞核。
1、细胞壁①概念：细胞壁：是细胞质膜外面具有一定硬度和韧性的壁套，使细胞保持一定形状，保障其在不同渗透压条件下生长，即使在不良环境中也能防止胞溶作用。
真细菌的细胞壁由肽聚糖构成，而古细菌细胞壁组成物质极为多样，从类似肽聚糖的物质、假肽聚糖，到多糖、蛋白质和糖蛋白。
真细菌细胞壁由肤聚糖构成，肤聚糖是N-乙酰氨基葡萄糖(NAG)和带有交替排列的D-型或L-型氨基酸侧链的N-乙酰胞壁酸(NAM)的多聚体。
它是高度的交联的分子，使得细胞具有刚性、强度和保护细胞抵抗渗透压的裂解。
肽聚糖有许多独特的特性，如D-型氨基酸，它可作为抗生素攻击肽聚糖的靶目标(抗生素通过抑制或干扰肽聚糖合成而使细胞壁缺损)。
课件-原核微生物PPT课件
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。
原核微生物形态结构课件
球状蓝细菌
形态描述
球状蓝细菌的形状类似球 形或近球形，直径通常在 1-5μm之间，细胞壁较厚， 无鞭毛，不运动。
生长环境
球状蓝细菌主要分布于土 壤、淡水和海水等环境中， 尤其在富含有机物的土壤 中较为常见。
繁殖方式
球状蓝细菌通过一分为二 的方式进行繁殖，分裂时 细胞中部缢裂为二，形成 两个子细胞。
螺旋菌
总结词
螺旋菌是弯曲的杆状或弧状细菌，通常呈弧形或螺旋形，长度在3-10μm左右，直 径在0.5-1μm左右。
详细描述
螺旋菌的形态相对较为特殊，通常是单细胞，没有鞭毛，不形成芽孢。根据革兰 氏染色法，螺旋菌可以被染成红色或紫色，是革兰氏阳性菌或革兰氏阴性菌。常 见的螺旋菌有幽门螺杆菌、口腔螺旋菌等。
形态与大小
形态
原核微生物的形态多样，有球状、杆 状、螺旋状等。
大小
大多数原核微生物的长度在0.5-10微 米之间，其中细菌的大小通常在0.5-5 微米之间。
细胞结构
细胞壁
细胞质
原核微生物具有细胞壁，主要由肽聚 糖组成，具有保护和维持形态的作用。
细胞质中含有核糖体、DNA、RNA等， 是细胞进行生命活动的主要场所。
合。
基因重组是原核微生物适应环 境变化和进化的重要机制之一
。
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丛生放线菌
丛生放线菌是一种常见的放线菌，其形态特征是菌丝从基 内生出，呈辐射状或散射状生长，形成球状或不规则形状 的菌落。这种放线菌通常在土壤、植物和动物组织等环境 中生长繁殖。
丛生放线菌的细胞壁由肽聚糖和脂质组成，细胞膜中含有 脂多糖和蛋白质。这种放线菌能够产生多种生物活性物质 ，如抗菌素、酶和生物碱等。
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。
原核微生物
1、原核细胞的结构：（1）细胞壁外结构：糖被、鞭毛、菌毛（部分细菌有）（2）细胞壁（3）细胞壁内结构：细胞膜、拟核、质粒、细胞质、各种内含物、芽孢（部分细菌有）原核细胞没有细胞核和细胞器，主要形态为球形、杆形、弧形、螺旋形、放射丝状等。
大小一般在2μm-200μm之间。
鞭毛是细菌的运动器官。
菌毛使细菌吸附在固体或液体表面形成菌膜。
2、细胞壁的功能:（1）赋予细胞特定的形状（2）细胞生长、分裂等生命活动所必而（3）阻挡大分子有害物质进入细胞（4）赋予细菌特定抗原性革兰氏染色：阳性菌：细胞壁由厚厚的肽聚糖组成；阴性菌：细胞壁由一层外膜和薄的肽聚糖组成。
3、革兰氏阳性菌与革兰氏阴性菌结构对比：阳性阴性结构层次单层外壁层内壁层厚度20-80nm8-10nm1-8nm磷壁酸+- -脂多糖- +-脂蛋白- ++或- 肽聚糖交联度高低肽聚糖层占壁干重40~90%，层次多占壁干重5~10%，层次少对青霉素反应敏感不敏感（1）肽聚糖由N-乙酰胞壁酸和N-乙酰葡萄糖胺组成。
由五个甘氨酸组成的肽桥，它将一条四肽链中的第4个氨基酸: D-丙氨酸，和另一条四肽链的第3个氨基酸: L-赖氨酸相连。
（2）磷壁酸是革兰氏阳性菌细胞壁特有成分，酸性多糖，只与肽聚糖结合。
磷壁酸生理功能：①可以浓缩细胞周围的Mg2+,以提高细胞膜上的一些合成酶的活力②贮藏磷元素③调节细胞内自溶素的活力，以防止细胞自溶④赋予革兰氏阳性菌特异的表面抗原⑤作为噬菌体的特异性吸附受体（3）脂多糖的功能①可以吸附Mg、Ca离子的能力，增强细胞壁表面酶活性①决定了革兰氏阴性菌表面抗原的多样性①脂多糖也是噬菌体在细胞表面的吸附受体（4）内壁层又称硬壁层，由一到几层肽聚糖组成。
壁膜间隙：外膜层到细胞膜之间的间隙，含有水解酶、结合蛋白、化学受体。
4、细胞质膜、内膜结构、细胞内含物及附属结构（1）细胞质膜又称细胞膜。
包围着细胞质的一层柔软的半透膜。
厚度约10nm,由磷脂分子和蛋白质组成，也称为单位膜。
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•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或双锥形的 碱溶性蛋白晶体—δ内毒素，称为伴 孢晶体。
•
•细菌的其他休眠构造
•细菌的休眠构造除上述芽孢外，还有孢 囊（cyst,由固氮菌产生）等。 •孢囊也是在逆境中产生的。 •孢囊也是在逆境中产生的休眠体。 •和芽孢一样没有繁殖功能。
•
•4.细菌细胞的结构
•
• 细菌细胞的结构
①细胞壁 ②细胞壁以内的构造—原生质体 ③细胞壁以外的构造
•Cncnc-micro
•
•①细胞壁（cell wall)
•a.细胞壁的结构 •b.细胞壁的功能 •c.细胞壁的化学组成 •d.细胞壁与革兰氏染色 •e.无壁细胞与原生质体
•Cncnc-micro
•
•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 •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
•鞭毛丝结构图
•：鞭毛蛋白亚基
•
•菌毛（Pilus) •（伞毛、纤毛、线毛）
•功能：
•鞭毛
•菌毛 •性毛 •糖被
•作为噬菌体的吸附位点 •作为附着到哺乳动物细胞或其他物体的工
•
• 细菌的鞭毛和菌毛的比 较
•项 目
•成 分 •大 小 •结 构
•数 目 •功 能 •着生 处
•菌 种
•
•
鞭毛
•鞭毛蛋白 •0.01～0.02×2～70um •一般由3股鞭毛蛋白链紧密绞 成绳状 •1-数百根 •运动 •通过钩形鞘与细胞壁内的鞭 毛基体连接 •许多杆菌和少数球菌
•含量较高（-20） •含量较高
•
•d.细胞壁与革兰氏染色
•甲 菌
•乙菌
•初染 •结晶紫
•媒染
•碘 液
•脱色 •乙醇
•复染
•沙 黄
•紫色（G＋） •红色(G-)
•
•e.无壁细胞细胞与原生质体
•原生质体（左侧为大肠杆菌的原生质体，右侧为杆状的大肠菌）
•
•自发缺壁突变：L型细菌
•实验室中形成
•彻底除尽：原生质体
•
•4.芽孢(endospore/spore)
•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
•
•芽孢
•产芽孢细菌的种类 •芽孢的构造 •芽孢形成 •芽孢萌发 •芽孢的耐热机制 •研究芽孢的意义 •伴孢晶体 •细菌的其他休眠构造
•
•1.细胞膜
•a
•b
•c •d
•e
•a:内嵌蛋白;b、c:内嵌蛋白或整合蛋白 •d:外周蛋白;e:多酶复合体;f:脂双分子层
•
•Structure of Cytoplasmic Membrane
•
•细胞膜的功能
•控制细胞内、外的物质的运送、交换 •维持细胞内正常渗透压以保证屏障作用； •合成细胞壁各种组分和荚膜等大分子的场所； •进行氧化磷酸化或光合磷酸化的产能基地； •许多酶和电子传递链组分的所在部位； •鞭毛着生点和提供其运动所需的能量等。
•细菌负染后相差显微镜图片（示荚膜）
•
•葡聚糖
•纯多糖 •纤维素
•果聚糖
•多糖
•海藻酸 •杂多糖
•荚膜成分
•多肽 •多肽和多糖
•透明质酸 •聚-D-谷氨酸 •……
•蛋白质
•
•荚膜功能
•保护细菌免受干旱损坏 •保护作用 •防止噬菌体的吸附和裂解 •贮藏养料•使致病菌免受突破主白细胞吞噬 •作为透性屏障或离子交换系介质 •附着作用 •细菌间的信息识别作用 •堆积代谢 废物
•spo res
•枯草芽孢杆菌
•
•产芽孢细菌的种类
•芽孢 • 菌体 • （营养细胞）
•
•孢
•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
•
•芽孢的形成过程
•芽孢 •裂解 •皮层 •合成
•孢衣 •合成
•DNA浓缩 •形成束状 •质膜内陷
•前芽孢双 •层膜形成
物等
•聚―ß―羟丁酸（
•无特殊贮藏物 PHB）
•芽孢杆菌属、梭 •固氮菌属
•
•细胞壁以外的构造
•鞭毛
•菌毛 •性毛
•糖被
•糖被（glycocalyx） •鞭毛 (flage,复flaglla) •菌毛（fimbria,复fimbriae ） •性毛（pili,单数pilus）
•
•糖被(glycocalyx)
之加粗后用显微镜观察:常用
电镜观察
•判断鞭毛有无的方法:半固体培养
基 平板培养菌落边缘
•鞭毛的类型
•细菌鞭毛显微镜照片•鞭毛的结构
•
•电镜下的大肠杆菌
•
•单端单生 •两端单生 •单端从生
•两端丛生
•周生
•细菌鞭毛的类型
•
•鞭毛丝由直径 4.5nm 的鞭毛蛋白亚基沿央 •道（直径为20nm）螺旋状缭绕而成。 •每周为8-10个亚基 •鞭毛蛋白亚基是一种球状蛋白，分子量3-6万
•
•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
•
•气泡（gas vocuoles）
•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
•合成DPA
•
•芽•孢Life萌cycle of an endospore -forming bacterium 发
•vegetative cell
•sporulating cell
•spore
•spore germination
•outgrowth
•v•萌eg发eta过tiv程e c中ell的芽孢
•链球菌（显微镜下示意图）
•
•链球菌（电镜照片）
•
•b.杆菌(bacillus)
•显微镜下的杆菌
•
•c.螺旋菌（Spirlla)
•
弧菌 (vibrio)
•
螺菌(spirllum）
•
螺旋体
(spirochaeta)
•
•显微镜下的螺旋菌
•
• d.幽门螺旋菌
•左：显微数码摄 像
•右：结构示意图
•
•
•a.细菌细胞壁（cell wall）的结构
•
b.细胞壁的功能
1. 固定细胞外形 2. 协助鞭毛运动 3. 保护细胞免受外力的损伤 4. 为正常细胞分裂所必需 5. 阻拦有害物质进入细胞 6. 与细菌的抗原性、致病性和对噬菌体
的敏感性密切相关
•
•c.细胞壁化学组成
•
•高等植物 纤维素
• 霉菌 几丁质
•
•细菌糖被实用意义
•鉴定菌 种 •提取葡聚糖—“代血浆” •胞外多糖：黄原胶用于石油开 采•菌胶团用于处理污水
•
•鞭毛（ Flagellum)
•生长在某些细菌体表的长丝 状蛋白质附属物，称为鞭毛
，其数目为一至数条，具有
运动功能。
•鞭毛一般长度为15—
20um直径为0.01 —
•0观.0察2u鞭m毛的方法:染料沉积使
• 抗酸性染色 法•芽孢染色法
•死菌
• 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 •
•
•3.细菌细胞的大小
•细胞的大小是细菌分类特征 •不同细菌细胞大小不同 •同一细菌的不同菌龄细胞大小不同 •细菌细胞大小还与营养等因素相关 •细胞大小的测量结果只是近似值或平均值
•质粒
•染色体
•
•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
•
•3.核区（nuclear region or area）
•又称核质体、原核、拟核、核基因组(genome ） •是一个大型环状DNA分子。长度为0.253•每.0个0m细m胞所含的核区数一般1—4个 •细菌除在染色体复制时间内呈双倍体外,一般均 为单倍体
•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
•
•核糖体（Ribosome)
•核糖体
•核糖体亚基 释 放
• •核糖体（Ribosome)
•、
•核糖体亚基连在
•多聚核糖体
•
•质粒(circular covalently closed DNA )
•酵母 甘露聚糖，葡聚糖 •N－乙酰葡萄糖胺
•肽聚 •N－乙酰胞壁酸
•细菌 糖 •磷壁酸 •短肽
•脂多糖
•Cncnc-micro
•
•G＋` G－细胞壁成分的区别
•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