微生物的形态和结构 细菌

畸形: 物理、化学因 子的刺激
异常形态
环 境 条 件 恢 复 正 常
阻碍细胞正常发育
衰颓形: 培养时间过长
细胞衰老
营养缺乏
自身代谢产物积累过多
Leabharlann Baidu正常形态
细菌的其他形态
结核杆菌的正常形态
结核杆菌的异常形态
双歧杆菌属（ bifidobacterium）
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 菌等是特殊形态的细菌。
细菌的形态与大小
1、细菌的个体（细胞）形态
球菌(Coccus) 杆菌(Bacillus) 螺旋菌(Spirlla) 其他形状的细菌
球菌(coccus)
菌体呈球形或近似球形,以典型的二分裂 殖方式繁殖,分裂后产生的新细胞常保持一定 的空间排列方式.根据细胞分裂的方向及分裂 后的各子细胞的空间排列状态不同,可将球菌 分为以下几种: 单球菌、双球菌、链球菌、四联球菌、八叠球 菌、葡萄球菌等。
通过电镜观察以及细胞壁化学结构的分析表明革兰氏阳性细菌与阴性 细菌的细胞壁 在结构和化学组分上有显著的差异
G＋细菌 G －细菌 革兰氏阴性细菌与革兰氏阳性细菌细胞壁比较
图 ( 引自 Prescott et al., 2002)
革兰氏染色
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-）。
列成单球菌、双球菌、链球菌、四联球菌、
八叠球菌和葡萄球菌等。
细菌的分裂和排列示意图
细菌菌体的排列
细菌菌体的排列
菌落的电镜图
细菌菌体的排列 ——链球菌
葡萄球菌
2.2.1 细菌的形态、大小和排列 P14
细菌的基本外形: ①球状 球菌 ②直杆状 ③弯杆状
单球菌，双球菌，链球菌， 四联球菌，八叠球菌，葡萄球菌
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 漂浮白色气沫。
头发和手指上的细菌
3、细菌与人类的关系
与人类生产生活关系十分密切，有害也有利。
直径或宽×长度 (μm)
乳链球菌 ( Streptococcus lactis ) 0.5~1 金黄色葡萄球菌 ( Staphylococcus aureus ) 0.8~1 最大八叠球菌 ( Sarcina maxima ) 4~4.5 大肠杆菌 ( Escherichia coli ) 0.5 × 1~3 伤寒沙门氏菌 ( Salmonella typhi ) 0.6~0.7 × 2-3 枯草芽孢杆菌 ( Bacillus subtilis ) 0.8~1.2 × 1.2~3 炭疽芽孢杆菌 ( Bacillus anthracis ) 1~1.5 × 4~8 德氏乳细菌 ( Lactobacterium delbruckii ) 0.4~0.7 × 2.8~7 霍乱弧菌 ( Vibrio cholerae ) 0.3~0.6 × 1~3 迂回螺菌 ( Spirillum volutans ) 1.5~2 × 10~20
Other multicellular organisms
2.2 原核微生物：细菌
细菌的概念：
细菌（bacteria）: 是一类个体及其微小、具有细胞壁 的单细胞原核微生物，在自然界中分布广、种类多， 而且数量巨大。
〖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
Rod-Shaped Bacterium, hemorrhagic E. coli, strain 0157:H7
Bacillus megabacterium
Legionella pneumophila (causes anthrax), (causes Legionnaires Disease) Bacillus anthracis
（1）G+细菌细胞壁
G+细菌细胞壁厚度大（20～80nm）、化学组分简单，细胞壁 的化学组成以肽聚糖为主，占壁物质总量的40－90％；另外结 合有其它多糖及一类特殊多聚物—磷壁酸（一般10%）。
肽聚糖
G+
磷壁酸
A、肽聚糖（又称粘肽、胞壁质、粘质复合物）
☆ 肽聚糖是真细菌细胞壁的特有成分。 结构：以金黄色葡萄球菌Staphylococcus aureus 为例
炭疽病的病原菌 -------炭疽杆菌
螺旋菌(spirilla)
螺旋菌：细胞呈弯曲杆状的细菌统称螺旋菌。螺旋菌细胞壁坚 韧，菌体较硬，常以单细胞分散存在，不同种的细胞个体，在 长度、螺旋数目和螺距等方面有显著区别。据此可再分为两种 形态。
1）弧菌(vibrio)：菌体只有一个弯曲，其程度不是一圈，犹如"C"字，或似 逗号，如霍乱弧菌。 2）螺旋菌(spirillum)： 菌体回转如螺旋状，螺旋2～6环，小型、坚韧的螺 旋状细菌。螺旋数目和螺矩大小因种而异。例：干酪螺菌
（1）害：人和动、植物多种传染病的病原微生物，引起食品、 工农业产品腐烂变质。
（2）利：是微生物学的主要研究对象，并被广泛应用于食品 生产、工业（化工、石油开采、冶金）、农业（杀虫剂、 细菌肥料、沼气发酵、饲料青贮）、医学（抗生素、菌苗、 类毒素、代血浆、医用酶类）、环境保护（三废处理）、 环境监测（气象、考古）、生物工程等各个方面、是科学 研究中重要的实验对象。
第二章 微生物的形态与结构
2.1 微生物的基本类型 2.2 原核微生物：细菌 2.3 真核微生物：真菌 2.4 非细胞生物：病毒
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
肽聚糖单体：
a) 双糖单位：N-乙酰葡萄糖胺、N-乙酰胞壁酸 b) 四肽尾（四肽侧链）：L-Ala、 D-Glu、 L-Lys、 D-Ala
•
肽桥（肽间桥）：甘氨酸五肽
N-乙酰胞壁酸、D型氨基酸是细菌特有的组份！
G+细菌的肽聚糖单体
G+细菌肽聚糖的单体图解
左：简化的单体分子；右：单体的分子构造。 箭头示溶菌酶的水解点
如：
乳链球菌 （Streptococcus lactis）
无乳链球菌（Streptococcus agalactiae) 溶血链球菌 （ Streptococcus hemolyticus)
八叠球菌：
细胞按三个互相垂直的平 面进行分裂后，每八个球 菌特征性地连在一起成立 方体形.
如藤黄八叠球菌
（Sarcina ureae)
弧 菌： 菌体只有一个弯 曲，其程度不足 一圈，形“C字 或逗号，鞭毛偏 端生。
蛭弧菌
霍乱弧菌
螺旋菌： 菌体回转如螺旋，螺旋数目和螺距大小因种而 异。鞭毛二端生细胞壁坚韧，菌体较硬。
螺旋体： 菌体柔软，依靠缠绕原生质柱的轴丝伸缩运动
梅毒密螺旋体
▼影响细菌形态的因素
培养时间、 培养温度、 培养基成分、 浓度、 pH值
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
细菌细胞的基本结构
——1、细菌细胞壁
定义
是一层包围在细胞表面，内侧紧贴细胞膜 的一层较为坚韧、略具弹性的结构，占细胞 干重的10%-25%
功能
固定细胞外形，保护细胞
单球菌
细胞分裂沿一个平面进行，新个体分散而单独存在.
如尿素微球菌(Micrococcus ureae)
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. ..... .
单球菌（显微镜下示意图）
双球菌
细胞沿一个平面分裂，新个 体成对排列.
如肺炎双球菌 (Diplococcus pneumoniae)
B 磷壁酸
磷壁酸又名垣酸，是大多数G+菌所特有的成分， 约占细胞壁成分的10%。
细菌的基本形态 ( Madigan et al., 2000)
细菌的分裂
细菌细胞的裂殖， ↑ 示正在分裂， ↑↑ 示已经分裂
细菌的分裂
细菌的分裂与细菌菌体的排列
有些种类的细菌细胞，在横隔壁形成后不久
便相互分开，呈单个游离状态；而有的却数
个细胞相连呈短链状或多个排列成长链状。
尤其是球菌，因分裂面的不同，使分裂后排
杆菌 长杆菌，短杆菌，球杆菌，梭菌 弧菌或螺旋菌
另外，有些细菌会呈现畸形和衰颓形
细菌的形态和大小
细菌的大小: ①球状 ②直杆状 ③弯杆状
球菌 直径 一般0.5~1.0um 杆菌 宽 0.4~1.0um 弧菌或螺旋菌
每克湿的细菌团大约含有1万亿到10万亿个细 菌细胞。
细菌的大小
菌名

真核生物的遗传物质以双螺旋 DNA 构成一条或一条以上 的多条染色体群，形成一个真核 (nucleolus) ，有一核膜包 围，膜上有孔，有核仁，明显有别于周围的细胞质，并有 组蛋白与之相结合 。
原核细胞结构示意图
真核细胞结构示意图
原核细胞和真核细胞的主要区别：
表2-1
① 细胞核的区别。 ② 有无细胞器的区别。 ③ 核糖体的明显区别。 原核生物的核糖体为 70S ，而真核生物的核糖 体为 80S 。
葡萄球菌：
细胞无定向分裂，多个 新个体形成一个不规则 的群体，犹如一串葡萄。
如： 金黄色葡萄球菌 （Staphylococcus aureus)
白色葡萄球菌 （Staphylcoccus albus)
金黄色葡萄球菌
杆菌(bacillus)及其排列状态
杆菌是细菌中种类最多的类型, 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。 单杆菌
Microbial world
Organisms eukaryotes Infectious agents
Prokaryotes (unicellular)
viruses
viroids
prions
Eubacteria Archaea
Algae (unicellularFungi (unicellularProtozoa or multicellular) or multicellular) (unicellular)
双杆菌 链杆菌
球杆菌
梭状芽孢杆菌 短杆菌 长杆菌
显微镜下的杆菌
排列联结：杆菌大多分散存在；也有的呈长短不同 的链状，似竹节、八字、栅栏、丝状（链状细胞外 包围一层胶质壳）。不能作为分类鉴定的依据。 杆状菌是细菌中种类最多的。工农业生产中所用的 细菌大多是杆菌，杆菌中也有不少是致病菌。
杆菌端部特征
细菌菌体染色时，染料即附着在细胞壁上。
分类
革兰氏阳性菌 (G+) 革兰氏阴性菌 (G-)
细胞壁的功能
固定细胞外形 协助鞭毛运动 保护细胞免受外力的损伤 为正常细胞分裂所必需 阻拦有害物质进入细胞 与细菌的抗原性、致病性和对噬菌体的敏感性 密切相关
革兰氏染色过程
制片：挑菌、涂片、干燥、固定 初染：结晶紫染色液染色1 min 。 媒染：滴加卢哥氏碘液，媒染1 min。 脱色：将玻片倾斜，滴加95%乙醇脱色20-25s 复染：滴加蕃红复染1 min。 镜检：镜检时先用低倍镜，再用高倍镜，最后用油镜 观察，并判断菌体的革兰氏染色反应结果。 菌体蓝紫色为革兰氏阳性，菌体红色为革兰氏阴性
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
原核细胞和真核细胞的电镜图
原核和真核的定义
主要根据细胞核是否完整独立，是否有核膜包裹。
原核生物细胞的遗传物质主要是以双螺旋 DNA 构成的一 条链状的DNA，仅形成一个核区，没有核膜包围，无核 仁，称为原核 (nucleoid) 或拟核，无组蛋白与之相结合。
肺炎球菌
Diplococcus pneumoniae
淋病奈瑟氏球菌
四联球菌：
细胞分裂是沿两个相垂直的平 面进行，分裂后每四个细胞特 征性地连在一起，呈田字形. 如四联微球菌
（Micrococcus tetragenus）
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.