3.细菌的特殊结构

2. 命名 微生物的命名采用林奈（Linnaeus）双名法。
学名=属名+种名+（首次定名人）+现定名人+定名年份
必要，用斜体表示
可省略，用正体字
属名：拉丁文的名词或用作名词的形容词，单数，首字母 大写，表示微生物的主要特征，由微生物构造，形状或由 科学家命名。
种名：拉丁文形容词，字首小写，为微生物次要特征。如 微生物色素、形状、来源或科学家姓名等。
芽胞的形成过程
芽胞囊裂解
形成芽胞衣
轴丝形成 隔膜形成
前芽胞成熟
芽胞抵抗力强的原因 ① 芽胞含水量少，蛋白质受热不易变性； ② 芽胞厚且致密，通透性低，能阻止化学物质的侵入； ③ 芽胞形成时合成一些较繁殖体具有更大耐热性的酶； ④ 芽胞皮层含有吡啶二羧酸钙（Ca2+-DPA），可增加其
耐热性。
芽胞抵抗力强的原因
产生糖被是微生物的一种遗传特性，其菌落特征及血清பைடு நூலகம்学反应是是细菌分类鉴定的指标之一。
荚膜等并非细胞生活的必要结构，但它对细菌在环境 中的生存有利，起保护作用和营养贮存作用。
多糖
纯多糖（葡聚糖）：肠膜明串珠菌 杂多糖（透明质酸）：链球菌（streptococcus）
荚 膜 多肽
成
分
聚D-谷氨酸：炭疽杆菌（Bacillus anthracis） 聚谷氨酰胺：黄杆菌（Xanthobacyer spp）
《伯杰鉴定细菌学手册》使用较广，而且较有代表性， 是一个有参考价值的分类系统。
《伯杰鉴定细菌学手册》（Bergey’s Manual of Determinative Bacteriology）自1923年第一版以来，相 继于1925、1930、1934、1939、1948、1957、1974年 出版了第2版到第8版，几乎每一版均吸取了许多分类 学专家的经验，其内容也经过不断扩充和修改。1984 年和2001年，《伯杰鉴定细菌学手册》又出版了新的 版本，新版名称更改为《伯杰系统细菌学手册》 （Bergey’s Manual of systematic Bacteriology），1984 年出版了第一版。
“种”是微生物最基本的分类单位。 “种”可以定义为相似菌株的集合，该菌株集合应该与其 它类群的菌株在表型特征、亲缘关系等方面存在明显的差 异。
种（species）：一大群表型特征及其相似的菌株的总称，它 们亲缘关系相近，与同属中其它种有明显差异。
变种（variety）：某一特征上和模式菌有明显差异的菌株。 Bacillus subtilis var.niger
菌株
这是在微生物学上经常碰到的一个名词，主要是指 不同来源的同一种微生物的纯培养。我们从自然界分离 到的微生物纯培养，尽管同属一个种，但由于来源不 同，它们之间总会出现一些细微的差异，我们就把这同 种不同来源的纯培养称为不同的菌株。从自然界分离到 的每一个微生物纯培养都可称为一个菌株，一般在学名 后用数字、地名或符号来表示的。
多糖或多肽：巨大芽胞杆菌（Bacillus megaterium）
蛋白质：鼠疫耶尔森氏菌（Yersinia pestis）
荚膜的保护作用 肺炎链球菌的S型合R型
Colorized micrograph showing the capsule (pink) of the bacterium Alcaligene faecalis. The capsule surrounds and protects the cell.
芽胞衣对多价阳离子和水分的透性很差 皮层的离子强度很高，产生极高的渗透压夺取 芽胞核心的水分，结果造成皮层的充分膨胀。
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
伴胞晶体（parasporal crystal）
有 些 芽 胞 杆 菌 ， 如 苏 云 金 芽 胞 杆 菌 （ Bacillus thuringiensis）在其形成芽胞的同时，会在芽胞旁形成一颗 菱形或双锥形的碱溶性蛋白晶体——δ内毒素，称为伴胞 晶体。
（二）细菌的特殊结构
1. 荚膜（capsule）
包被于某些细菌细胞壁外的一层厚度不定的胶状物质。 糖被按其有无固定层次、层次厚薄又可细分为荚膜（capsule 或macrocapsule，大荚膜）、微荚膜（microcapsule）、粘液 层（slime layer）和菌胶团（zoogloea）。
现在一般将上述包被于菌体细胞壁外的不定形胶状物统 称为糖被（glycocalyx）。
Woese（1977）对它们的16S rRNA核苷酸序列的同源性进 行 测 试 后 ， 终 于 在 1978 年 由 Woese 和 Fox 等 提 出 三 原 界 （Urkingdom）学说.
1. 微生物的分类单位 微生物分类的单位和高等动物、植物一样，依次分为界
（kingdom）、门（phyllum）、纲（class）、目（order）、 科（family）、属（genus）、种（species）。
三、细菌的分类
（一）分类单位和命名
1969 年 康 奈 尔 大学的Robert. H. Whittaker依据细胞结构（细胞形 态——原核或真核、组织阶层— —单细胞或多细胞）及获得营养 的方式，在《Science》杂志上提 出了五界学说。 1977年，我国学 者王大耜在Whittaker五界系统基 础上增设一个病毒界（Vira）， 成为六界系统。
微荚膜（microcapsule） ：厚度为20nm。电镜下可见，或 者可用血清学证明其存在。
粘液层（slime layer）：结构疏松，排列无序，边缘不清晰 ，可扩散，易被清除。
菌胶团（zoogloea）：荚膜连成片。
荚膜 荚膜
粘液层 菌胶团
分裂中的肺炎链球菌及其荚膜
荚膜的成分与作用
主要成分是多糖、多肽或蛋白质，尤以多糖居多。经特 殊的荚膜染色，特别是负染色（又称背景染色）后可在光学 显微镜清楚地观察到它的存在。
菌毛由菌毛蛋白（pilin）构成。
每个细菌约有250～300条菌毛。有菌毛的细菌一般以革兰 氏阴性致病菌居多，借助菌毛可把它们牢固地粘附于宿主的呼 吸道、消化道、泌尿生殖道等的粘膜上，进一步定植和致病。
特殊的菌毛——性菌毛（pili） 构造和成分与菌毛相同，但比菌毛长，数量仅一至少数几根。
性毛一般见于革兰氏阴性细菌的雄性菌株（即供体菌）中，其功能 是向雌性菌株（即受体菌）传递遗传物质。有的性毛还是RNA噬菌体的 特异性吸附受体。
鞭毛的结构
革兰氏阴性菌鞭毛结构
革兰氏阳性菌鞭毛结构
鞭毛的结构
鞭毛丝（filament）由鞭毛蛋白（flagellin）亚基沿中央 孔道缠绕而成，每周为8～10个亚基。
鞭 毛 蛋 白 （ flagellin ） 亚 基 相 对 分 子 量 为 30,000 ～ 60,000。是很好的抗原分子，称之为鞭毛抗原，又称Hauch 抗原。不同的微生物的鞭毛蛋白氨基酸组成不同，引起的 血清学反应也不一样，所以在微生物的分类鉴定中有一定 作用。
破伤风杆菌的芽胞
肉毒梭菌的芽胞
芽胞是细菌的休眠体，在适宜的条件下可以重新转变 成为营养态细胞；产芽胞细菌的保藏多用其芽胞。
芽胞与营养细胞相比化学组成存在较大差异，容易在 光学显微镜下观察（相差显微镜直接观察、芽胞染色） 。
芽胞的结构
核糖体 拟核
芽胞壁 皮层
芽胞衣
胞外壁
炭疽芽胞杆菌的内生孢子（151,000 × ）
伴胞晶体（parasporal crystal）
伴胞晶体（parasporal crystal）
3. 鞭毛（flagellum，复flagella）
某些细菌细胞表面着生的长丝状、螺旋形的附属物， 具有推动细菌运动功能，为细菌的 “ 运动器官”。
鞭 毛 单端鞭毛
的
有
无
和
着
生
方 式
端生丛毛
具
有
十
特点：不溶于水，对蛋白酶类不敏感；容易溶于碱性溶 剂。
毒杀作用200多种昆虫，尤其是鳞翅目的幼虫。
生物（细菌）杀虫剂。
伴胞晶体的作用机制
伴胞晶体 鳞翅目幼虫口服 伴胞晶体在肠道迅速溶解（中肠 pH 为9.0～10.5） 吸附于上皮细胞，引起渗透性丧失，肠道穿孔 肠道中的碱性溶液进入血液，后者 pH升高，昆虫全身麻痹而死亡
群
在自然界中，常常发现有些微生物种类在特性上介 于另外两种微生物之间，彼此不易严格区分，因此，就 称它们为同一“群”。
例如，大肠杆菌和产气杆菌两个种之间的区别是十 分明显的，但在自然界还发现存在着许多介于这二种细 菌之间的中间类型，于是我们就将一切介于大肠杆菌和 产气杆菌之间的中间类型，包括大肠杆菌和产气杆菌在 内，总称为大肠杆菌群，但是，群还可用于其它场合， 表示不同的意义，这就需要我们注意加以区别。
鞭毛的生长方式——顶部延伸
《Nature》上一篇论文的插图，说明鞭毛 的生长和自主装过程。
4. 菌毛（fimbria，复数fimbriae）
又名纤毛、繖毛、伞毛、绒毛，是长在细菌体表面的纤 细、中空、短直、数量较多的蛋白质类附属物，具有使菌体 附着于物体表面的功能，G－较常见。
和鞭毛相比较，菌毛更短、更多（50 ~ 400根）、更细 （直径7 ~ 9nm）、更刚硬。
分
重
要
的
分
类
学
意
义
两 端 生 鞭 毛
周生鞭毛
奇异变形杆菌的周身鞭毛
幽门螺杆菌的端生鞭毛
观察和判断细菌鞭毛的方法
电子显微镜直接观察： 鞭毛长度：15～20μm；直径：10～20nm
光学显微镜下观察：鞭毛染色和暗视野显微镜。 Leifson 染色法：碱性品红染色，鞣酸媒染。
根据培养特征判断：半固体穿刺、菌落（菌苔）形态。 血清学检查：鞭毛是很好的抗原。