第二章原核微生物-特殊具体结构
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)
第2章 微生物学(周德庆) 原核生物ppt课件
12
典型的大肠杆菌
– 0.5um×2um；重10-12克；
– 1500个细胞的长径相连，相当于一个芝麻大 – 120个相连，有一根人发的粗细； – 109个细胞才有1mg重；
最大的细菌
纳米比亚嗜硫珠菌
最小的细菌
德国科学家H. N. Schulz等1999年在
纳米细菌（nanobacteria）
纳米比亚海岸的海底沉积物中发现的
螺菌(spirillum)：螺旋满2—6环，螺旋状。 例：干酪螺菌
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8
幽门螺旋菌
左：显微数码摄像 右：结构示意图
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9
螺旋体
是一类细长、柔软、弯曲呈螺旋状、运动活泼的单细胞型 微生物。 在生物学上的位置介于细菌与原生动物之间。在分类学上 由于更接近于细菌而归属在细菌的范畴。
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2
第一节 细菌— Bacteria
定义： 一类细胞形态细而短（0.5um×0.5～5um）、结构简 单、细胞壁坚韧、以二等分裂方式繁殖和水生性较强的 原核微生物。
生存环境：温暖潮湿、富含有机物的地方。有特殊的臭味或酸 败味，发粘、发滑。
应用： 工业：生产各种氨基酸、有机酸、酶制剂、乙醇等； 农业：生产杀虫菌剂、细菌肥料；沼气发酵、饲料青贮； 医药：生产菌苗、抗生素、类毒素、代血浆等； 环保：污水处理、农药分解、秸秆利用等； 国防：生物武器。
危害： 人、动物、植物的传染病、食物和工农业产品腐烂变质。
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3
一、细菌的形态构造及其功能
（一）形态
➢基本形态
球形 杆形 螺旋形
➢其它形状
丝状
肾形
柄形等
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微生物学第二章原核微生物2
芽孢有多层结构，主要包括孢外壁、芽孢衣、皮层和核
•
(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。
•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
•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。
•
拟核
•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。
•
（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。
•
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。
第二章原核微生物
第二章：原核微生物真核微生物：有细胞核，有核膜，核仁，有染色体〔DNA〕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，无染色体。
属于原核微生物的有：细菌，放线菌，立克次氏体，支原体，衣原体，兰细菌。
古细菌：20世纪70年代发现，在极端环境下的古老微生物。
古核细胞〔古核生物、古细菌、原细菌〕是20世纪80年代出现的名称。
古细菌：是一些生长在极端特不环境中的细菌，过往回属于原核细胞。
回属缘故：〔1〕形态、结构、DNA结构和根基生活方式与原核细胞相似。
〔2〕其16SrRNA与原核生物相差特别远。
〔产甲烷细菌〕种类：100多种，在特不环境中生活与人类关系不大。
〔高温、高盐〕第一节：细菌是一大类群结构简单、种类繁多、要紧以二分分裂法生殖和水生性较强的单细胞原核微生物。
一、细菌的形态与结构（一）细菌细胞形态1、细菌的大小：在显微镜下用测微尺测量，单位是：μm1〕球菌：测量直径，一般为：Φ=0.5-2μm2〕杆菌：测长度和宽度，一般为：长1-5μm，宽0.5-1μm表示方法：长×宽，即：1-5×μm3）旋菌：测量长度及宽度，在一定条件培养大小对比稳定。
细菌形态及大小受培养温度、时刻、培养基组成及浓度的碍事，也受染色方法等碍事，因此同一菌种在不同时期、形态、大小不同。
因此，同一菌种在同时期、不同培养条件其形态、大小不同。
2.细菌细胞的根基形态和排列方式外形〔细菌的根基形态〕1〕杆菌：细胞呈杆状或圆柱状〔短的：近似球形。
长的：呈丝状。
〕①数量：细菌中种类最多。
②长短：短的近似球形，长的呈丝状。
③两端：平齐〔如：炭疸芽孔杆菌〕，稍尖〔如：鼠疫巴斯德菌〕④菌体：有的直，有的弯排列方式：单个，链状，栅栏状，八字形。
多数分散存在。
如：E。
coli，少特不形态：链状——链杆菌。
2〕球菌：菌体呈球形或扁球形〔近似球形〕①单球菌：只有一个分裂面，分裂后细胞分散独立存在。
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。
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1古菌
2001年，古细菌域分类为泉古生菌门和广古生菌门。
（一）泉古生菌门
大多数泉古生菌极端嗜热、嗜酸，代谢硫。 大多生长在含硫地热水或土壤中。
其下有1纲3目、5科、22属，其代表属特征 见表2－1。
三、环境保护和环境工程领域研究古菌的意义
极端微生物对极端环境有很强的适应性和需要性，对 极端微生物基因组的研究有助于从分子水平研究极限 条件下微生物的适应性，加深对生命本质的认识。
环境工程中，在处理极端废水时，都要事先将极端废 水调整到合适的范围后再进行微生物处理。目前如果 缺少这些过程，往往不能获得满意的处理效果。
•嗜酸菌属也无细胞壁，质膜外有S层其形原菌呈不规则类球形，G-菌，由
蛋白亚单位组成细胞壁 极端嗜热，厌氧菌
⑤嗜热嗜酸菌
包括古生硫酸还原菌和极端嗜热菌 特点是：专性嗜热，好氧、兼性或严格厌氧，
G-菌，杆状，丝状或球状，最适生长温度在 70～105℃之间，嗜酸性和嗜中性，自氧或 异氧生长。大多数种是硫代谢菌。
2－4
产甲烷菌的细胞结构： 有细胞封套（包括细胞壁、表面层、鞘和
荚膜）、细胞质膜、原生质和核质。 产甲烷菌分为革兰氏阳性菌和革兰氏阴性
菌。
产甲烷菌的培养方法：
由于产甲烷菌是严格厌氧的，其分离和培 养等要求特殊的环境和方法。如厌氧的培养条 件、厌氧的操作条件（如厌氧手套箱）。
在环境工程中，产甲烷菌具有特殊的意义。 在厌氧条件下，产甲烷菌与其他菌（水解菌、 产酸菌等）共同作用，将有机物转化为甲烷， 这就是所谓的“沼气发酵”。
在这种喜欢盐分的方形细菌被发现２０多年后， 科学家最近终于在实验室中成功培养了它，方形细菌 还对氯化镁有极强耐受力。太阳系的一些天体如木星 的卫星木卫二和木卫三上，有着氯化镁含量很高的盐 水。研究方形细菌有可能为在这些天体上寻找生命提 供线索。
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
原核微生物形态结构
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八叠球菌(Sarcina ureae)
八叠球菌
八叠球菌（显微镜下示意图） 精品PPT
链球菌 链球菌（显微镜下示意图）
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链球菌（电镜照片） 精品PPT
b.杆菌(bacillus)
显微镜下的杆菌
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c.螺旋菌（Spirlla)
弧菌 (vibrio) 螺菌(spirllum） 螺旋体(spirochaeta)
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显微镜下的螺旋菌
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d.幽门螺旋菌
左：显微数码摄像 右：结构示意图
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2.观察细菌的方法 (1) 观察工具 (2) 观察方法
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(1)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 M9gfp
M22gfp
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绿色和红色荧光菌
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Cncnc-micro
单球菌(single coccus)
....................................... ..................................
单球菌和双球菌（显微镜下示意图）
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四联球菌 (Micrococcus lactis)
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② 细胞膜（cell membrane)
细胞膜定义
细胞膜是一层紧贴在细胞壁内侧，包围着细胞质 的柔软、脆弱、富有弹性的半透性膜，由磷脂 （20~30%）和蛋白质（50~70%）组成，厚约 7~8nm。
M: N－乙酰胞壁酸 G: N－乙酰葡萄糖胺
磷壁酸
磷壁酸是结合在G+细菌细胞壁上的一种酸 性多糖，主要成分为甘油磷壁酸或核糖醇磷壁 酸。
第二章_原核微生物_练习题_参考
第二章原核微生物一、名词解释1、荚膜：荚膜是一些细菌在其表面分泌的一种黏性物质，把细胞壁完全包围封住。
2、芽孢：某些细菌在它的生活史中的某个阶段或某些细菌在它遇到不良外界条件时，在细胞内形成的一个内生孢子叫芽孢。
3、鞭毛：由细胞质膜上的鞭毛基粒长出穿过细胞壁伸向体外的一条纤细的波浪状的丝状物叫鞭毛。
4、菌落：由单个细菌（或其他微生物）细胞或一堆同种细胞在适宜固体培养基表面或内部生长繁殖到一定程度，形成肉眼可见有一定形态结构等特征的子细胞的群落。
5、菌苔：细菌在斜面培养基接种线上长成的一片密集的细菌群落。
6、丝状菌：丝状菌是分布在水生环境、潮湿土壤和活性污泥中的一种细菌群体的形态。
7、菌胶团：有些细菌由于其遗传特性决定，细菌之间按一定的排列方式互相粘集在一起，被一个公共荚膜包围形成一定形状的细菌集团，叫做菌胶团。
8、衣鞘：球衣菌属、纤发菌属、发硫菌属、亮发菌属、泉发菌属等丝状体表面的粘液层或荚膜硬质化，形成一个透明坚韧的空壳，叫衣鞘。
9、黏液层：有些细菌不产生荚膜，其细胞表面仍可分泌黏性的多糖，疏松地附着在细菌细胞壁表面上，与外界没有明显的边缘，这叫黏液层。
二、选择题1.革兰氏阴性菌细胞壁的⑤成分比阳性菌高。
①肽聚糖②磷壁酸③类脂质④蛋白质⑤类脂质和蛋白质2.②可作为噬菌体的特异性吸附受体，且能贮藏磷元素。
①脂多糖②磷壁酸③质膜④葡聚糖3.噬菌体属于病毒类别中的①。
①微生物病毒②昆虫病毒③植物病毒④动物病毒4.下列微生物中，属于革兰氏阴性菌的是①。
①大肠杆菌②金黄色葡萄球菌③芽孢杆菌④枯草杆菌5.革兰氏阳性菌对青霉素②。
①不敏感②敏感③无法判断6.聚－β－羟丁酸可用④染色。
①碘液②伊红③美蓝④苏丹黑7.属于细菌细胞基本结构的为②。
①荚膜②细胞壁③芽胞④鞭毛8.原核微生物细胞核糖体大小为③。
①30S ②50S ③70S ④80S9.在放线菌发育过程中，吸收水分和营养的器官为①。
①基内菌丝②气生菌丝③孢子丝④孢子10.只在液体表面出现菌膜的微生物属③。
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
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孢在植物标本上已保存了200～300
芽孢Endospore
➢ 某些细菌在其生长发育 后期，可在细胞内形成 一个圆形或椭圆形抗逆 性休眠体。
芽孢具有以下特点
➢ （1）芽孢壁厚而致密，分三层：
➢ 外层是芽孢外壳，为蛋白质性质。 ➢ 中层为皮层，由肽聚糖构成，含大量2，6－吡啶二羧酸。 ➢ 内层为孢子壁，由肽聚糖构成，包围芽孢细胞质和核质,
被粘液层包裹的细胞
固氮菌自由生长形成的粘液层
生长在含碳氢化合物的培养基上的菌落
4．菌胶团
➢ 定义：狭义的菌胶团是指多数细菌按一定的排 列方式粘集在一起，共同由一个荚膜包围形成 具有一定形状的细菌聚集体。
➢ 在微生物学领域里，习惯将动胶菌属
(zoogloea itzigsohn)形成的细菌团块称为菌
➢ 荚膜并不是细菌的必要结构，荚膜的有无并不影响 细菌的生存 。
➢ 一般认为，在碳氮比高和强的通气条件的培养基中 有利于好氧细菌荚膜形成，有些细菌甚至要求在较 低的温度条件下，如大肠杆菌。
➢ 荚膜的化学组成：
➢ 荚膜的含水率在90％—98％， ➢ 其余为多糖、多肽、蛋白质、脂蛋白等。
➢ 如肠膜状明串珠菌的荚膜主要成分为葡聚糖， 炭疽杆菌的荚膜含多肽(单体为D—谷氨酸)，巨 大芽孢杆菌的荚膜由蛋白质与多糖组成。
害 发酵工业 产毒菌
2.荚膜(Capsule)
➢ 荚膜是由一些细菌细胞膜分泌的包封于细胞壁 表面的一种粘性物质
➢ 荚膜能相对稳定地附着在细胞壁表面，使细菌 与外界环境有明显的边缘
➢ 一般很厚，可达200nm，有的细菌荚膜很薄， 在200nm以下，称微荚膜（microcapsule）。
荚膜capsule
➢ 当污泥处于碳氮比低或高温、营养不足的环境时，这 类菌体外多糖类胶体基质或纤维素类基质都可作为营 养被细菌所利用，从而使污泥解絮 。
垂丝状
分枝状 蘑菇形
椭圆形
菌胶团的几种形态
➢ 在水处理工程领域内，则将在活性污泥或生物 膜中，所有具有荚膜或粘液或明胶质的絮凝性 细菌互相絮凝聚集成的菌胶团块也称为菌胶团， 这是广义的菌胶团。菌胶团是活性污泥（绒粒） 的结构和功能的中心，表现在数量上占绝对优 势（丝状膨胀的活性污泥除外），是活性污泥 的基本组分。
➢ 研究芽孢的意义在于：
➢ 芽孢的有无、形态、大小和着生位置是细菌分类和鉴 定中的重要指标；
➢ 以是否能消灭芽孢作为衡量各种消毒灭菌手段对象，方 便长期保存。
➢ 芽孢不易着色，但可用孔雀绿染色。
➢ 芽孢着生的位置依细菌种的不同而不同 ➢ 能产生芽孢的细菌属不多，最主要是好氧的芽孢杆
3．粘液层(Slime layer)
➢ 产生：有些细菌不产荚膜，其细胞表面仍可分 泌粘性的多糖，疏松地附着在细菌细胞壁表面 上，与外界没有明显边缘，这叫粘液层
➢ 在废水生物处理过程中有生物吸附作用，在曝 气池中因曝气搅动和水的冲击力容易把细菌粘 液冲刷入水中，以致增加水的粘度，同时可被 其他微生物作为营养利用。
芽孢壁以内的区域的成分与一般细胞相似，称为芽孢的 核心（core）区域，芽孢萌发后孢子壁变为营养细胞的 细胞壁。
➢ （2）芽孢的含水率低，约38％～40％，其中 的核心部位的含水率更低，约10％～25％。
➢ （3）芽孢中的酶具有耐热性。
➢ （4）芽孢中的2,6－吡啶二羧酸(dipicolinic acid简称DPA)含量高，为芽孢干重的5％～ 15％。在芽孢中合成大量营养细胞和不产芽孢 的细菌体内没有的DPA－Ca，不少学者认为， 芽孢形成过程中，Ca2＋与DPA随即螯合使芽 孢中的生物大分子形成一种稳定而强耐热的凝 胶，芽孢表现耐热性，而当芽孢萌发形成营养 细胞时，DPA消失，耐热性也随之丧失。
胶团，实际上是一种泛称，它有两个种：枝状
动胶菌(Zoogloea ramigera)和垂(悬)丝状动 胶菌(Zoogloea filiendula)。
➢ 能否形成菌胶团是由细菌的遗传特性决定，同时还 受到培养过程中环境条件变化的影响（如充氧情况、 搅拌方式以及水质等 ）。
➢ 一般当细菌处于碳氮比高的营养条件，凝絮体的结构 就较好;
某些细菌壁外存在 着一层厚度不定的 胶状物质。
微荚膜 种类 荚膜
粘液层
菌胶团
成分
多糖 多肽
功能
非必需的 储藏养料，堆积代谢产物 保护作用 附着的物质基础
鉴定菌种
意义
制成代血浆或Sephadex 污水处理
三次采油
负染色相差显微照片
电镜切片图
图2－13 细菌荚膜
➢ 是否能形成荚膜是由微生物的遗传决定的，但还受 到环境条件和营养条件的影响。
(二)细菌的特殊结构
1．芽孢(Spore)
➢ 产生：某些细菌在它的生活史中的某个阶段或某些 细菌为抵御外界不良环境时，在其细胞内形成一个 圆形或椭圆形的内生孢子（endospore）叫芽孢。
➢ 芽孢是抗逆性极强的休眠体，一般的芽孢在普通条 件下可存活几年甚至几十年。
➢ 在英国，一种环状芽孢杆菌（B. circulans）的芽
芽孢位于 菌体中部
枯草芽孢杆菌 梭状芽孢杆菌
芽孢位于菌 体中部与端
头之间
芽孢位于菌 体一端
破伤风杆菌
芽孢的形成
图示为苏云金芽孢杆菌。
芽孢的萌发
由休眠状态的芽孢变 为营养状态的细菌过程。
➢活化 ➢出芽 ➢生长
芽孢耐热机制
➢ DPA-Ca 吡啶二羧酸钙盐 学说
➢ 皮层膨胀学说
实际意义
筛选
利 保存菌种、鉴定菌种 灭菌指标：121℃，10‘ 食品工业：罐头发胖
荚膜的功能：
➢ ①荚膜的含水率超过90％，具有保护细菌免受外界 干燥的影响；
➢ ②荚膜能保护致病菌免受宿主吞噬细胞的吞噬，增 强其致病力，如具有荚膜的S型肺炎链球菌毒性和 致病力均比失去荚膜的R型菌株强；
➢ ③当缺乏营养时，荚膜可被用作碳源和能源，有的 荚膜还可作氮源；
➢ ④废水生物处理中的细菌荚膜有生物吸附作用，将 废水中的有机物、无机物及胶体吸附在菌体表面。