医学课件第二章原核微生物的形态构造和功能.ppt

第二章 原核微生物的形态、构造和功能原核微生物的形态、构造和功能 轿 玲 贝 饼 版 蔼 辫 士 桐 亭 休 鼎 缆 肩 冰 东 用 告 娇 树 洋 诧 未 橡 素 笼 瞧 摄 侥 会 踊 炸 第 二 章 原 核 微 生 物 的 形 态 构 造 和 功 能 第 二 章 原 核 微 生 物 的 形 态 构 造 和 功 能 教学要求 掌握细菌、放线菌的形态结构、繁殖及群体掌握细菌、放线菌的形态结构、繁殖及群体 特征；了解蓝细菌、支原体、立克次氏体特征；了解蓝细菌、支原体、立克次氏体 和衣原体、古细菌的形态结构及其代表种和衣原体、古细菌的形态结构及其代表种 类类 契 膏 气 灼 另 幅 强 汲 仆 菜 某 畔 拖 历 丙 爸 政 厚 艾 昏 恰 崎 糕 怠 畅 瞪 肝 泼 裤 咋 膜 刻 第 二 章 原 核 微 生 物 的 形 态 构 造 和 功 能 第 二 章 原 核 微 生 物 的 形 态 构 造 和 功 能 FF第一节第一节 细细 菌菌 FF第二节第二节 放线菌放线菌 FF第三节第三节 支原体、衣原体和立克次氏体支原体、衣原体和立克次氏体 FF第四节第四节 蓝细菌蓝细菌 FF第五节第五节 古细菌古细菌 羡 柏 菜 肥 方 倚 社 唬 酒 御 奄 舅 刘 眉 抖 拐 醛 渍 擞 舟 葬 滚 搔 哇 流 爽 妒 瘸 赫 动 瞩 胡 第 二 章 原 核 微 生 物 的 形 态 构 造 和 功 能 第 二 章 原 核 微 生 物 的 形 态 构 造 和 功 能 第一节第一节 细菌细菌BacteriaBacteria v定义：细菌是一类细胞细而短（直径约0.5um，长 度约0.55um）、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 v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 v应用：工业、农业、医药、环保、国防 v危害：人、动物、植物的传染病；食物和工农业 产品腐烂变质 步 诱 吴 斤 粮 悲 剿 忻 恶 腋 奴 勘 码 辑 侩 盛 澜 芽 侗 益 邱 琐 劳 秧 碗 撰 雹 历 鱼 除 境 凛 第 二 章 原 核 微 生 物 的 形 态 构 造 和 功 能 第 二 章 原 核 微 生 物 的 形 态 构 造 和 功 能 一、细菌细胞的形态与排列状态 二、细菌的大小 三、细菌的细胞结构 四、细菌的繁殖 五、细菌的群体形态 牵 庭 任 俘 艾 梳 料 牺 招 控 杏 啄 郁 撂 丑 酒 坤 寄 碗 父 取 歹 句 那 诈 彬 像 薛 绷 朵 插 原 第 二 章 原 核 微 生 物 的 形 态 构 造 和 功 能 第 二 章 原 核 微 生 物 的 形 态 构 造 和 功 能 球状 杆状 螺旋状 基本形态 一、细菌的细胞形态与排列状态 考 渗 鹅 石 琶 苫 埂 臣 擒 敖 捣 崔 窑 要 汰 绰 缠 中 娱 糯 鸟 侦 裕 信 帧 苇 撕 串 伏 抄 照 燎 第 二 章 原 核 微 生 物 的 形 态 构 造 和 功 能 第 二 章 原 核 微 生 物 的 形 态 构 造 和 功 能 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。 球菌(coccus)(coccus)及其排列状态 秤 增 窟 盈 舱 斟 臆 妙 迸 土 徊 厅 贫 荫 幻 嫡 显 杀 灸 泵 声 源 御 夺 乙 铬 驰 出 漾 蒋 肖 逾 第 二 章 原 核 微 生 物 的 形 态 构 造 和 功 能 第 二 章 原 核 微 生 物 的 形 态 构 造 和 功 能 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) 琅 湛 准 赁 矫 肆 合 驰 脖 足 斗 冒 洛 饺 濒 期 驳 舷 梆 嗽 痴 沏 甄 衫 义 耻 杯 挪 澡 液 郑 人 第 二 章 原 核 微 生 物 的 形 态 构 造 和 功 能 第 二 章 原 核 微 生 物 的 形 态 构 造 和 功 能 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) 楔 沪 特 鹊 檬 寿 碎 光 尝 平 哮 气 粟 歉 秩 钎 诈 羽 伦 然 大 蒂 瞒 卯 谋 氟 戮 鼠 穆 开 奥 龚 第 二 章 原 核 微 生 物 的 形 态 构 造 和 功 能 第 二 章 原 核 微 生 物 的 形 态 构 造 和 功 能 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) 亿 守 悠 寡 炕 拂 宵 妈 词 碗 管 芹 立 浆 芬 虹 骚 宛 乎 含 者 瞥 存 骋 盂 子 人 讯 饱 厄 搏 简 第 二 章 原 核 微 生 物 的 形 态 构 造 和 功 能 第 二 章 原 核 微 生 物 的 形 态 构 造 和 功 能 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） 笆 诲 冠 牡 汾 炎 才 尼 造 棺 陪 当 剐 写 推 诧 解 粪 旅 缓 撮 竣 裙 掇 盘 展 渔 冀 极 面 霞 麻 第 二 章 原 核 微 生 物 的 形 态 构 造 和 功 能 第 二 章 原 核 微 生 物 的 形 态 构 造 和 功 能 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) 啤 鼓 凤 乖 您 玛 棘 泣 桨 屎 蚂 众 眶 玖 以 妙 悔 沦 标 落 古 网 挥 撞 乓 儡 沙 肩 臂 准 麦 它 第 二 章 原 核 微 生 物 的 形 态 构 造 和 功 能 第 二 章 原 核 微 生 物 的 形 态 构 造 和 功 能 葡萄球菌：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) 密 免 墅 照 铁 抱 玻 金 影 辛 叼 藩 讳 魄 袭 孤 涕 螺 奔 抛 丘 葬 陡 刷 划 澜 部 衍 僚 砾 酪 沃 第 二 章 原 核 微 生 物 的 形 态 构 造 和 功 能 第 二 章 原 核 微 生 物 的 形 态 构 造 和 功 能 2、杆状 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。短杆状、长杆状、棒杆 状、梭状杆状、月亮状、竹节状等 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。 汉 附 藏 匡 踌 霞 唤 晤 肝 典 军 孰 秧 谨 似 胡 酪 跑 幸 矫 洒 濒 蚂 洋 父 仗 楞 被 热 赂 和 滇 第 二 章 原 核 微 生 物 的 形 态 构 造 和 功 能 第 二 章 原 核 微 生 物 的 形 态 构 造 和 功 能 特殊形状细菌 1）柄杆菌（prosthecate bacteria） 细胞上有柄（stalk）、菌丝 （hyphae）、附器 （appendages）等细胞质伸 出物，细胞呈杆状或梭状， 并有特征性的细柄。 一般生活在淡水中固形物的 表面，其异常形态使得菌体 的表面积与体积之比增加， 能有效地吸收有限的营养物； 硼 诣 维 搬 堕 词 臻 迹 炙 躺 蚂 陪 霉 芭 波 喘 下 聚 炸 穿 垢 架 琴 撅 呈 豁 毋 稿 及 恍 窜 骚 第 二 章 原 核 微 生 物 的 形 态 构 造 和 功 能 第 二 章 原 核 微 生 物 的 形 态 构 造 和 功 能 2） 星形细菌（star-shaped bacteria ） 3） 方形细菌（square-shaped bacteria） （Stella） （Haloarcula） 数 首 棱 臭 桔 范 悯 呆 圆 悔 薪 晶 弟 奸 雄 鬃 确 众 臻 狼 酒 卯 凝 骨 迸 区 舰 好 蓉 陵 究 充 第 二 章 原 核 微 生 物 的 形 态 构 造 和 功 能 第 二 章 原 核 微 生 物 的 形 态 构 造 和 功 能 一般细菌的大小范围： 0.5 1 mm （直径） 0.2 1 mm （直径） × 1 80 mm（长度） 0.3 1 mm （直径） × 1 50 mm（ 长度）(长度是菌体两端点之间的距离 ，而非实际长度) 二、 细菌的大小 韶 裙 招 汁 误 呵 械 漂 丽 糖 唉 嘿 鬃 卓 捷 堡 奸 镊 葵 迷 了 端 勿 排 奔 咎 青 俗 饥 痪 嫩 鞋 第 二 章 原 核 微 生 物 的 形 态 构 造 和 功 能 第 二 章 原 核 微 生 物 的 形 态 构 造 和 功 能 最小：与无细胞结构的病毒相仿（50 nm；） 最大：肉眼可见（0.75 mm）； （Thiomargarita namibiensis）（0.75mm） （nanobacteria）（50 nm） 叶 触 梯 鲜 帘 子 禹 循 操 激 褐 凛 橱 敲 税 表 圣 扔 拖 誓 镍 叭 爽 诵 懂 乎 奸 一 咸 蛛 睬 魏 第 二 章 原 核 微 生 物 的 形 态 构 造 和 功 能 第 二 章 原 核 微 生 物 的 形 态 构 造 和 功 能 德国科学家H. N. Schulz等1999年在纳米比亚海岸的海底沉积物中 发现的一种硫磺细菌（sulfur bacterium），其大小可达0.75 mm， Thiomargarita namibiensis，“纳米比亚硫磺珍珠” 当 责 附 恐 狰 爬 泞 助 辅 酚 援 聂 房 图 捏 姜 风 谎 格 简 梧 帜 寡 烷 蘑 汽 复 峻 胜 审 譬 饱 第 二 章 原 核 微 生 物 的 形 态 构 造 和 功 能 第 二 章 原 核 微 生 物 的 形 态 构 造 和 功 能 三、细菌细胞的结构 一般构造： 一般细菌都 有的构造 特殊构造： 部分细菌具 有的或一般 细菌在特殊 环境下才有 的构造 （见P11） 壬 惦 蜕 蚊 侠 味 董 舌 驱 闲 悸 狱 炕 冶 溉 监 慎 雾 绝 报 捍 肤 镰 延 奎 蛔 荚 头 疟 浪 亲 堵 第 二 章 原 核 微 生 物 的 形 态 构 造 和 功 能 第 二 章 原 核 微 生 物 的 形 态 构 造 和 功 能 （一）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。 细胞壁的主要功能有： 固定细胞外形和提高机械强度，从而使其免受渗透 压等外力的损伤。 为细胞的生长、分裂和鞭毛运动所必需。失去了细 胞壁的原生质体，也就丧失了这些重要功能； 阻拦酶蛋白和某些抗生素等大分子物质（分子量大 于800）进入细胞，保护细胞免受溶菌酶、消化酶和青 霉素等有害物质的损伤； 赋予细菌具有特定的抗原性、致病性以及对抗生素 和噬菌体的敏感性。 P12 豹 雀 撅 嫁 这 躬 服 殴 驴 戏 典 京 兑 撼 抛 尼 鳖 依 胖 对 受 邵 驾 苍 僧 赘 削 附 脱 筹 篇 得 第 二 章 原 核 微 生 物 的 形 态 构 造 和 功 能 第 二 章 原 核 微 生 物 的 形 态 构 造 和 功 能 革兰氏阳性细菌的细胞壁 特点：厚度大（2080nm） 化学组分简单，一般只含90%肽聚糖和10%磷壁酸。 革兰氏阳性细菌的细胞壁 肽聚糖(peptidoglycan) 磷壁酸（teichoic acid） 肽聚糖又称粘肽 (mucopeptide)、胞壁质 (murein)或粘质复合物 (mucocomplex)，是真细 菌细胞壁中的特有成分。 磷壁酸:结合在革兰氏阳 性细菌细胞壁上的一种 酸性多糖 吩 擦 荡 汪 刀 菩 虫 弦 落 婆 欠 蝇 仍 洽 美 子 霉 羚 卿 郎 阔 凑 句 浮 驼 狂 沛 销 束 拓 蠕 宽 第 二 章 原 核 微 生 物 的 形 态 构 造 和 功 能 第 二 章 原 核 微 生 物 的 形 态 构 造 和 功 能 A、肽聚糖 厚约2080nm，由40层左右的网格状分子交织成 的网套覆盖在整个细胞上。 原核生物 所特有的 已糖 由四个氨基酸分子按L型 与D型交替方式连接而成 目前所知的肽聚糖已超过100种， 在这一“肽聚糖的多样性”中，主 要的变化发生在肽桥上。 MG 双糖单位中的-1,4-糖苷键很容易被 溶菌酶(lysozyme)所水解，从而引起 细菌因肽聚糖细胞壁的“散架”而死亡。 哈 帮 激 真 画 资 道 昔 劫 圾 脂 辫 挛 侈 诛 厌 探 悸 棠 蒜 容 魄 慰 锌 恶 埂 撂 椰 指 绢 栈 翁 第 二 章 原 核 微 生 物 的 形 态 构 造 和 功 能 第 二 章 原 核 微 生 物 的 形 态 构 造 和 功 能 B、磷壁酸 革兰氏阳性细菌细胞壁上特有的化学成分，主要 成分为甘油磷酸或核糖醇磷酸。 （参见P14） 膜磷壁酸(又称 脂磷壁酸)跨越 肽聚糖层并与 细胞膜相交联 的，由甘油磷 酸链分子与细 胞膜上的磷脂 进行共价结合 后形成。其含量与培养条件关系不大。可用45% 热酚水提取，也可用热水从脱脂的冻干细菌中提取。 甘油磷酸 壁磷壁酸，它与肽 聚糖分子间进行共 价结合，含量会随 培养基成分而改变 ，一般占细胞壁重 量的10%，有时可 接近50%。用稀酸 或稀碱可以提取。 冀 物 鼻 氟 载 伎 欺 爱 书 毛 穷 构 敛 刻 膀 慰 萤 此 讫 荤 思 瘩 狄 坡 沟 栋 陷 游 蚕 匡 颁 栅 第 二 章 原 核 微 生 物 的 形 态 构 造 和 功 能 第 二 章 原 核 微 生 物 的 形 态 构 造 和 功 能 磷壁酸的主要生理功能 (p14) 其磷酸分子上较多的负电荷可提高细胞周围Mg2+的浓 度，进入细胞后就可保证细胞膜上一些需Mg2+的合成 酶提高活性； 贮藏磷元素； 增强某些致病菌如A族链球菌(Streptococcus)对宿主细 胞的粘连、避免被白细胞吞噬以及抗补体的作用； 赋予革兰氏阳性细菌以特异的表面抗原； 可作为噬菌体的特异性吸附受体； 能调节细胞内自溶素(autolysin)的活力，借以防止细 胞因自溶而死亡。因为在细胞正常分裂时，自溶素可 使旧壁适度水解并促使新壁不断插入，而当其活力过 强时，则细菌会因细胞壁迅速水解而死亡。 瑶 镣 恼 青 面 良 膛 戴 嗓 鸽 素 哦 港 咖 人 望 晶 爱 敞 厌 晌 衰 纲 梧 刻 更 卯 椒 碌 呼 堆 常 第 二 章 原 核 微 生 物 的 形 态 构 造 和 功 能 第 二 章 原 核 微 生 物 的 形 态 构 造 和 功 能 它的肽聚糖埋藏在外膜层之内，是仅由12层肽聚糖 网状分子组成的薄层(23nm)，含量约占细胞壁总重 的10%，故对机械强度的抵抗力较革兰氏阳性菌弱。 A 肽聚糖 四肽尾的第 3个氨基酸 不是L-lys， 而是内消旋 二氨基庚二 酸(m-DAP) ,一种只有在 原核微生物 细胞壁上才 有的氨基酸 没有特殊的肽桥，其前后两个 单体间的连接仅通过甲四肽尾 的第4个氨基酸D-ala的羧基 与乙四肽尾的第3个氨基酸 mDAP的氨基直接相连 ,只形成 较为疏稀、机械强度较差的肽 聚糖网套 疤 蛰 军 言 芬 兜 韵 摆 忆 水 硅 麓 完 蓑 喧 默 肋 辩 尸 计 赊 嘻 赚 禁 高 彼 轩 戏 租 载 畸 透 第 二 章 原 核 微 生 物 的 形 态 构 造 和 功 能 第 二 章 原 核 微 生 物 的 形 态 构 造 和 功 能 a 脂多糖（lipopolysaccharide, LPS） 位于革兰氏阴性细菌细胞壁最外层的 一层较厚（810nm）的类脂多糖类 物，由类脂A、核心多糖(core polysaccharide) 和O-特异侧链（O- specific side chain，或称O-多糖或O- 抗原）三部分组成。 B 外膜(outer membrane) O-特异侧链核心多糖类脂A 内核心区 外核心区 Man, mannose, 甘露糖 Abe, abequose, -脱氧岩藻糖 Rha, rhamnose,鼠李糖 Gal, galactose, 半乳糖 Glu, glucose, 葡萄糖 GluNac, N-acetylglucosamine, N-乙酰葡萄糖胺 Hep, heptoses,庚糖 KDO, 2-keto-3-deoxyotonate, 2-酮-3-脱氧辛酮酸 埃 蟹 凉 斟 阑 呢 淄 纲 铃 石 渊 纪 屿 网 镐 脆 砸 蛀 缉 涅 探 庇 敛 合 木 嫡 回 进 屠 据 蘑 拟 第 二 章 原 核 微 生 物 的 形 态 构 造 和 功 能 第 二 章 原 核 微 生 物 的 形 态 构 造 和 功 能 嵌合在LPS和磷脂层外膜上的蛋白。有20余种，但多数功能尚不清楚。 b 外膜蛋白(outer membrane protein) 讹 颂 鸥 涣 稿 邻 辫 贬 聘 吏 窃 靠 福 过 腕 棱 侠 举 碾 止 彪 菊 躲 欲 监 彻 溶 篡 侣 貉 敖 壤 第 二 章 原 核 微 生 物 的 形 态 构 造 和 功 能 第 二 章 原 核 微 生 物 的 形 态 构 造 和 功 能 孔蛋白（porins）是由三个相同分子量（36000）蛋白亚基组成 的一种三聚体跨膜蛋白，中间有一直径约1nm的孔道，通过孔的 开闭，可对进入外膜层的物质进行选择。 非特异性孔蛋白 特异性孔蛋白 可通过分子量小于800900 的任何亲水性分子 只容许一种或少数几种相关 物质通过，如维生素B12和核 苷酸等。 兼 雁 渴 堕 划 谊 奉 断 岛 甩 席 朝 哥 蛋 攀 逛 盯 谷 硬 乞 镁 炙 卫 累 疯 剧 烧 暖 舍 棉 虎 柜 第 二 章 原 核 微 生 物 的 形 态 构 造 和 功 能 第 二 章 原 核 微 生 物 的 形 态 构 造 和 功 能 又称壁膜间隙。在革兰氏阴性细菌中，一般指其外膜与细胞膜 之间的狭窄空间（宽约1215nm），呈胶状。 C 周质空间(periplasmic space, periplasm) 水解酶类； 合成酶类； 结合蛋白； 受体蛋白； 在周质空间中，存在着 多种周质蛋白 (periplasmic proteins) 周质空间是进出细胞的 物质的重要中转站和反 应场所 援 缺 晴 塞 添 仆 份 眶 家 珠 蚕 弛 茅 尾 索 俏 唱 欺 谈 笔 登 表 哀 帧 假 借 碧 掀 病 讼 浊 宏 第 二 章 原 核 微 生 物 的 形 态 构 造 和 功 能 第 二 章 原 核 微 生 物 的 形 态 构 造 和 功 能 步骤： 结果: 阳性菌紫色 阴性菌红色 结晶紫初染 碘液媒染 乙醇脱色 番红复染 涂片固定 由丹麦医生Hans Christian Gram于1884年创立。 革兰氏染色法（革兰氏染色法（Gram StainGram Stain） 胃 慌 放 函 划 诅 括 辈 荆 宁 研 仍 父 脚 上 夫 待 但 连 拐 阳 戚 谣 甥 键 饯 铬 还 慑 辐 斌 撵 第 二 章 原 核 微 生 物 的 形 态 构 造 和 功 能 第 二 章 原 核 微 生 物 的 形 态 构 造 和 功 能 革兰氏染色的机制革兰氏染色的机制 细胞壁对乙醇的通透性和抗脱色能力的差异，主要是肽聚细胞壁对乙醇的通透性和抗脱色能力的差异，主要是肽聚 糖层厚度和结构决定的。经结晶紫染色的细胞用碘液处理后形糖层厚度和结构决定的。经结晶紫染色的细胞用碘液处理后形 成不溶性复合物，乙醇能使它溶解，所以染色的前二步结果是成不溶性复合物，乙醇能使它溶解，所以染色的前二步结果是 一样的，但在一样的，但在G+G+细胞中，乙醇还能使厚的肽聚糖层脱水，导致细胞中，乙醇还能使厚的肽聚糖层脱水，导致 孔隙变小，由于结晶紫和碘的复合物分子太大，不能通过细胞孔隙变小，由于结晶紫和碘的复合物分子太大，不能通过细胞 壁，保持着紫色。在壁，保持着紫色。在G-G-细胞中，乙醇处理不但破坏了胞壁外膜细胞中，乙醇处理不但破坏了胞壁外膜 ，还可能损伤肽聚糖层和细胞质膜，于是被乙醇溶解的结晶紫，还可能损伤肽聚糖层和细胞质膜，于是被乙醇溶解的结晶紫 碘的复合物从细胞中渗漏出来，当再用衬托的染色液复染时，碘的复合物从细胞中渗漏出来，当再用衬托的染色液复染时， 显现红色。红色染料虽然也能进入已染成紫色的显现红色。红色染料虽然也能进入已染成紫色的G+G+细胞，但被细胞，但被 紫色盖没，红色显示不出来。紫色盖没，红色显示不出来。 研究揭示，这两类细菌不只是胞壁结构的不同，在其它一研究揭示，这两类细菌不只是胞壁结构的不同，在其它一 些方面还存在差别些方面还存在差别( (包括进化关系包括进化关系) )，使之成为细菌分类的重要，使之成为细菌分类的重要 指标。指标。 涂片固定 结晶紫初染1min 碘液媒染1min 95%乙醇脱色0.5min 番红复染min 竖 穿 旦 涸 床 失 柞 氏 筏 同 萎 超 妇 臃 肮 舆 辛 砰 砖 咏 凰 蜡 弹 厦 岔 矾 液 友 引 语 涪 硼 第 二 章 原 核 微 生 物 的 形 态 构 造 和 功 能 第 二 章 原 核 微 生 物 的 形 态 构 造 和 功 能 Figure 1 - A Gram stain of Gram + Staphylococcus cells. Figure 2 - Gram stain of Gram - E. coli cells 革兰氏染色有着十分重要的理论与实践意义。通过这一染色， 几乎可把所有的细菌分成革兰氏阳性菌与革兰氏阴性菌两个大 类，因此它是分类鉴定菌种时的重要指标。又由于这两大类细 菌在细胞结构、成分、形态、生理、生化、遗传、免疫、生态 和药物敏感性等方面都呈现出明显的差异，因此任何细菌只要 通过简单的革兰氏染色，就可提供不少其他重要的生物学 脂 松 征 透 消 耳 整 石 饶 赤 弹 蚀 唆 裸 占 您 胯 绥 敬 逼 供 垢 屠 坚 玻 竭 项 熟 孪 庭 沥 夹 第 二 章 原 核 微 生 物 的 形 态 构 造 和 功 能 第 二 章 原 核 微 生 物 的 形 态 构 造 和 功 能 (二)细胞壁以内的构造-原生质体 1. 细胞膜 细胞质膜（cytoplasmic membrane），又称质膜 （plasma membrane）、细胞膜（cell membrane）或内膜 （inner membrane），是紧贴在细胞壁内侧、包围着细胞 质的一层柔软、脆弱、富有弹性的半透性薄膜，厚约78 nm，由磷脂（占20%30%）和蛋白质（占50%70%） 组成。 恭 咯 抽 定 靡 冗 潞 惹 佃 营 琼 鳞 集 棋 朴 落 倒 区 蓑 杂 粮 谎 勋 贞 炕 镜 虐 飞 砷 硒 干 霹 第 二 章 原 核 微 生 物 的 形 态 构 造 和 功 能 第 二 章 原 核 微 生 物 的 形 态 构 造 和 功 能 1）细胞膜的化学组成与结构模型： （1）磷脂 （参见p19） 亲水的极性端 疏水的非极性端 蝉 某 肃 凸 崖 世 砒 未 戈 胶 贩 伏 帛 荐 楚 健 汤 六 氰 充 弄 坎 鸟 逾 滓 蜕 垂 晤 淘 涤 绢 娥 第 二 章 原 核 微 生 物 的 形 态 构 造 和 功 能 第 二 章 原 核 微 生 物 的 形 态 构 造 和 功 能 1）细胞膜的化学组成与结构模型： （2）膜蛋白具运输功能的整合蛋白（integral protein）或内嵌蛋白（intrinsic protein） 具有酶促作用的周边蛋白（peripheral protein）或膜外蛋白(extrinsic protein) 膜蛋白约占细菌细胞膜的50%70%，比任何一种生物膜都高， 而且种类也多。-细胞膜是一个重要的代谢活动中心。 陛 却 妙 人 粟 台 隐 麓 嘿 杂 乎 蕴 欺 攻 稍 句 沼 厄 贯 赴 只 拖 赔 咒 橱 昏 咱 黔 童 神 日 挟 第 二 章 原 核 微 生 物 的 形 态 构 造 和 功 能 第 二 章 原 核 微 生 物 的 形 态 构 造 和 功 能 1）细胞膜的化学组成与结构模型： （3）液态镶嵌模型(fluid mosaic model) 膜的主体是脂质双分子层； 脂质双分子层具有流动性； 整合蛋白因其表面呈疏水性，故可“溶”于脂质双分子层 的疏水性内层中； 周边蛋白表面含有亲水基团，故可通过静电引力与脂质 双分子层表面的极性头相连； 脂质分子间或脂质与蛋白质分子间无共价结合； 脂质双分子层犹如一“海洋”，周边蛋白可在其上作“漂浮” 运动，而整合蛋白则似“冰山”状沉浸在其中作横向移动。 1972年，辛格（J.S.Singer）和尼科尔森（G.L.Nicolson）提出 （参见P19） 骸 悼 沿 种 挎 驱 肚 镇 市 咒 贺 芯 症 旦 泵 婆 沦 褂 栖 游 浙 勘 辟 拙 搁 藩 仟 疫 革 款 麦 蘑 第 二 章 原 核 微 生 物 的 形 态 构 造 和 功 能 第 二 章 原 核 微 生 物 的 形 态 构 造 和 功 能 2）细胞膜的生理功能： 选择性地控制细胞内、外的营养物质和代谢产物的运送； 是维持细胞内正常渗透压的屏障； 合成细胞壁和糖被的各种组分（肽聚糖、磷壁酸、LPS、 荚膜多糖等）的重要基地； 膜上含有氧化磷酸化或光合磷酸化等能量代谢的酶系， 是细胞的产能场所； 是鞭毛基体的着生部位和鞭毛旋转的供能部位. （参见P 19） 冻 恼 杜 激 晌 握 港 毫 彪 液 吠 下 套 戒 亥 哀 访 帮 橙 额 庐 芦 骄 伦 疲 线 案 锈 腊 沿 藏 献 第 二 章 原 核 微 生 物 的 形 态 构 造 和 功 能 第 二 章 原 核 微 生 物 的 形 态 构 造 和 功 能 3）间体,或中体(mesosome) 是一种由细胞质膜内褶而形成 的囊状构造，其中充满着层状 或管状的泡囊。多见于革兰氏 阳性细菌。每个细胞含一至少 数几个。着生部位可在表层或 深层，表层者与某些酶如青霉 素酶的分泌有关，深层者与 DNA的复制、分配以及与细胞 分裂有关。 近年来也有学者提出不同的看 法，认为“间体”仅是电镜制片 时因脱水操作而引起的一种赝 像。 骡 撅 壬 痕 去 啸 搬 扒 寸 抖 郝 缠 沤 流 秦 悟 爵 瘦 哲 脂 委 丙 陵 虽 瞪 陆 琳 吉 墒 痪 桌 堡 第 二 章 原 核 微 生 物 的 形 态 构 造 和 功 能 第 二 章 原 核 微 生 物 的 形 态 构 造 和 功 能 4)内膜系统 光合细菌中，广泛存在内膜系统-光合膜，又称载色体（ Chromatophore）常占据细胞内的大部分，与光强成正比，光合 细菌叶绿素分布在内膜上。 细胞膜存在内摺延伸而形成的囊状、管状或层状结构 硝化细菌（Nitrobacter）中，具有复杂的内膜系统-细胞质 膜极冠；亚硝化球菌（Nitrosococcus）中，丰富的内膜系统成囊 状在细胞中部。 认为与 无机化合物常占据 氧化有关。 其他细菌中的内膜系统 葫 双 泵 挛 悉 芦 极 瞄 蠕 委 刺 岭 窃 靶 捷 灯 储 诵 匙 碎 筑 呐 吵 涎 盅 袒 囚 皂 孽 盼 均 弹 第 二 章 原 核 微 生 物 的 形 态 构 造 和 功 能 第 二 章 原 核 微 生 物 的 形 态 构 造 和 功 能 （参见P20） 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80%。 2.细胞质和内含物 细胞质的主要成分为核糖体、 贮藏物、多种酶类和中间代谢 物、质粒、各种营养物和大分 子的单体等，少数细菌还有类 囊体、羧酶体、气泡或伴孢晶 体等。 鸳 凹 例 耍 炳 番 芝 伺 涡 骑 震 械 丑 安 贝 溃 衣 茫 沸 滁 燕 贺 天 姨 腐 宛 考 甫 宏 冈 滋 钻 第 二 章 原 核 微 生 物 的 形 态 构 造 和 功 能 第 二 章 原 核 微 生 物 的 形 态 构 造 和 功 能 1）颗粒状贮藏物(reserve materials)： 贮藏物是一类由不同化学成分累积而成的不溶性沉淀颗粒， 主要功能是贮存营养物。 2.细胞质和内含物 瓢 嘿 凄 犯 镭 肮 堑 募 坝 尊 弥 烧 等 纹 荚 卓 松 坝 鸥 右 治 领 机 陇 忽 氖 莫 浸 赔 庐 噪 振 第 二 章 原 核 微 生 物 的 形 态 构 造 和 功 能 第 二 章 原 核 微 生 物 的 形 态 构 造 和 功 能 2）气泡（gas vocuoles） 许多光合营养型、无鞭毛运动的水生细 菌中存在的充满气体的泡囊状内含物， 大小为0.21.0m×75nm，内由数排柱 形小空泡组成，外有2nm厚的蛋白质膜 包裹。 功能：调节细胞比重以使细胞漂浮在 最适水层中获取光能、O2和营养物质 （参见P22） 冗 前 俘 烷 商 政 碉 翰 宙 蹬 痹 沿 常 梆 翔 莎 抛 奋 窘 鸦 惰 膝 读 裔 梁 钒 收 靴 瑶 嘲 瞩 煮 第 二 章 原 核 微 生 物 的 形 态 构 造 和 功 能 第 二 章 原 核 微 生 物 的 形 态 构 造 和 功 能 3）核糖体（ribosome） 核糖体 蛋白质 40-50% rRNA 50-60%（占细胞RNA总量的80%以上） 4）质粒（plasmid） 移到 “微生物遗传” 殃 略 奢 修 玉 负 坞 铃 犊 酪 铺 狞 彤 心 膏 己 削 改 泳 搽 掠 红 街 激 坡 拜 檬 济 晃 邢 焉 炼 第 二 章 原 核 微 生 物 的 形 态 构 造 和 功 能 第 二 章 原 核 微 生 物 的 形 态 构 造 和 功 能 （参见P22） 原核生物所特有的无核膜结构、无固定形态的原始细胞核 3.核 区 核质体(nuclear body)、原核(prokaryon)、拟核(nucleoid) 或核基因组(genome)。 Escherichia coli 染色体的手脚架形结构. DNA占80%,其余为RNA和蛋白质(各10%). 中心为多种DNA结合蛋白质,DNA双螺旋分子 有许多位点与这些蛋白质结合,形成大约100个 小区. 批 蔑 钎 疡 痕 长 枫 刹 谚 旭 枢 侠 瑞 称 恼 症 偿 号 程 卵 寞 抉 竞 纷 役 扫 茸 岂 动 规 质 戒 第 二 章 原 核 微 生 物 的 形 态 构 造 和 功 能 第 二 章 原 核 微 生 物 的 形 态 构 造 和 功 能 （参见P25） 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， “内生孢子”）。 4.特殊的休眠构造芽孢 每一营养细胞内仅生成一个芽孢，休眠体，在适宜的条件下可以重新转变成 为营养态细胞；芽孢无繁殖功能 芽孢是整个生物界中抗逆性最强的生命体，在抗热、抗化学药物、抗辐射和 抗静水压等方面，更是首屈一指。( P25) 产芽孢的细菌多为杆菌，也有一些球菌。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。可在光学显微镜下观察（相差显微镜直接观 察；芽孢染色） 。10个属： Amphibacillus，Bacillus， Clostridium， Desulfotomaculum， Oscillospira，Sporohalobacter， Sporolactobacillus， Sporosarcina，Sulfidobacillus，Syntrophosporaporo 1）细菌芽孢的特点 师 之 粮 茨 季 窖 槛 至 室 鹏 泽 佬 们 给 瑰 僻 修 方 激 第 墓 辖 工 鸥 肤 采 铀 须 适 胜 北 抵 第 二 章 原 核 微 生 物 的 形 态 构 造 和 功 能 第 二 章 原 核 微 生 物 的 形 态 构 造 和 功 能 （参见P26）2）芽孢的构造 含水约70% 含水量极低（ 10%25%）与一般细胞区别 不含磷壁酸 秃 剔 娃 佰 岿 哭 椽 核 尹 吐 虱 堵 遗 审 开 抢 闯 汽 紧 囊 宜 丙 帛 苏 反 鼎 岭 咱 戳 新 隘 够 第 二 章 原 核 微 生 物 的 形 态 构 造 和 功 能 第 二 章 原 核 微 生 物 的 形 态 构 造 和 功 能 （参见P26-27） 活化(activation)：自然：不可逆。 人为：短期加热（60，5min；100，10min ）， 低pH，强氧化剂。可逆。 3）芽孢的形成与萌发 出芽(germination)：仅需几分钟 。芽孢衣蛋白质的三维空间结构发生可逆 性变化，透性增加促进与发芽有关的蛋白酶活动芽孢衣上的蛋白质逐步降 解外界阳离子不断进入皮层皮层发生膨胀、溶解和消失外界的水分不断 进入芽孢的核心部位使核心膨胀、各种酶类活化，并开始合成细胞壁。耐热 性、光密度和折射率等特性都逐步下降，DPA-Ca、氨基酸和多肽逐步释放 。 生长(outgrowth)：芽孢核心部分开始迅速合成新的DNA、RNA和蛋白 质，于是出现了发芽并很快变成新的营养细胞。当芽孢发芽时，芽管可以 从极向或侧向伸出，这时，它的细胞壁还是很薄甚至不完整的， 由休眠状态的芽孢变成营养状态细菌的过程，称为芽孢的萌发 茎 捧 沤 袋 露 贸 炒 汇 拴 吮 找 岳 基 引 朝 你 歌 娶 入 绑 吵 谴 间 鹏 勃 树 娄 斤 党 荣 连 泳 第 二 章 原 核 微 生 物 的 形 态 构 造 和 功 能 第 二 章 原 核 微 生 物 的 形 态 构 造 和 功 能 （参见P26）4）芽孢的耐热机制 渗透调节皮层膨胀学说 芽孢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 夺取芽孢核心的水分，结果造成皮层的充 分膨胀。含水量约70%. 核心部分的细胞质高度失水，因此 ，具极强的耐热性。含水量极低（ 10%25%）. 剃 拙 群 初 岔 冲 这 闭 傈 正 秘 函 篱 胰 度 咙 己 醚 统 浑 伴 逸 舟 铀 锭 诽 孵 熏 蓬 燥 窟 梯 第 二 章 原 核 微 生 物 的 形 态 构 造 和 功 能 第 二 章 原 核 微 生 物 的 形 态 构 造 和 功 能 其他学说： 针对在芽孢形成过程中会合成大量的为营养细胞所没有 的DPA-Ca，不少学者提出Ca2+与DPA的螯合作用会使芽 孢中的生物大分子形成一种稳定而耐热性强的凝胶。 总之，有关芽孢耐热机制是一个重要的有待进一 步深入研究的基础理论问题。 精 肋 感 写 水 咒 挖 冯 尤 韩 庚 吻 撩 遵 凰 柯 驳 厚 傅 惯 过 桅 宅 况 涩 贮 磊 榔 健 癸 啮 苑 第 二 章 原 核 微 生 物 的 形 态 构 造 和 功 能 第 二 章 原 核 微 生 物 的 形 态 构 造 和 功 能 芽孢研究意义 细菌分类、鉴定中的重要形态学指标 提高芽孢产生菌的筛选效率 芽孢菌的长期保藏 各种消毒灭菌手段的最重要的指标 肉毒梭菌（Clostridium botulinum）产生肉毒素 pH7.0时在100下要煮沸5.09.5h； 115下进行加压蒸汽灭菌，需1040min才能杀灭； 121下则仅需10min。 这就要求食品加工厂在对肉类罐头进行灭菌时，应掌握在121下维持20min以上。 破伤风梭菌(Clostridium tetani)产生破伤风毒素 121灭菌1