第三章第三章 微生物细胞的结构微生物细胞的结构 与功能与功能n本节重点：n n革兰氏阳性细菌与革兰氏阴性细菌细胞壁结构和化学组成的比较。n n革兰氏染色步骤与机制。n n四种缺壁细菌的形成、特点及应用n n细菌细胞构造模式图细菌细胞构造模式图n n细胞构造细胞构造n n 一般构造 细胞壁，细胞膜，n n 细胞质，核区，内含物n n 特殊构造 鞭毛，菌毛，性毛，n n 芽孢，糖被第一节 原核微生物一. 细胞壁n n概念概念n n功能功能n n分类依据分类依据n n1.革兰氏阳性细菌的细胞壁革兰氏阳性细菌的细胞壁n n结结 构：构：一连续层 2080nmn n化学组成化学组成:n n (1). 肽聚糖肽聚糖 单体结构单体结构双糖单位，四肽 n n 尾，肽桥及种类n n双糖单位双糖单位 n n n n MGMGMGMGN-N-乙酰葡萄糖胺乙酰葡萄糖胺N-N-乙酰胞壁酸乙酰胞壁酸-1-1，4 4糖苷键糖苷键 短肽：短肽： 由四个氨基酸组成n nL-L-丙氨酸丙氨酸 D-D-谷氨酸谷氨酸 L-L-赖氨酸（赖氨酸（G+G+）或（）或（m-m-二氨基庚二酸，二氨基庚二酸，G-G-） D-D-丙氨酸丙氨酸 n n肽桥肽桥 n n连接前后2个四肽尾分子的桥梁 n n肽桥的变化很多 主要肽桥类型主要肽桥类型类型类型类型类型甲肽尾上甲肽尾上甲肽尾上甲肽尾上连接点连接点连接点连接点肽桥肽桥肽桥肽桥乙肽尾上乙肽尾上乙肽尾上乙肽尾上连接点连接点连接点连接点实例实例实例实例1 1第四氨基第四氨基酸酸CO-NH CO-NH 第三氨基第三氨基酸酸E.ColiE.Coli2 2第四氨基第四氨基酸酸(Gly)(Gly)5 5 第三氨基第三氨基酸酸S.aureusS.aureus3 3第四氨基第四氨基酸酸D-Lys D-Lys 第二氨基第二氨基酸酸星星木棒杆星星木棒杆菌菌4 4第四氨基第四氨基酸酸（肽尾）（肽尾）1-21-2第三氨基第三氨基酸酸藤黄微球菌藤黄微球菌肽聚糖单体肽聚糖单体单层肽聚糖单层肽聚糖 溶菌酶溶菌酶: 能使肽聚糖中G-M-G处断裂每隔6个左右断裂一次。 n n青霉素青霉素: 能抑制转肽酶的活性，使G+中的短肽不能交联，低渗使细胞膜破裂而死亡。所以青霉素只作用在正在迅速繁殖的细胞中。 (2). 磷壁酸n n也称垣酸也称垣酸，是是是是G+G+菌细胞壁所特有成分；菌细胞壁所特有成分；菌细胞壁所特有成分；菌细胞壁所特有成分； n n 属于高分子酸性多糖；属于高分子酸性多糖；属于高分子酸性多糖；属于高分子酸性多糖； n n 一般占细胞壁含量的一般占细胞壁含量的一般占细胞壁含量的一般占细胞壁含量的10%-50%10%-50%。 n n 分为两类：壁磷壁酸和膜磷壁酸分为两类：壁磷壁酸和膜磷壁酸分为两类：壁磷壁酸和膜磷壁酸分为两类：壁磷壁酸和膜磷壁酸n n壁磷壁酸壁磷壁酸：与肽聚糖分子（与肽聚糖分子（与肽聚糖分子（与肽聚糖分子（MM）共价结合）共价结合）共价结合）共价结合 n n膜磷壁酸膜磷壁酸： 分子穿过肽聚糖分子层直接与分子穿过肽聚糖分子层直接与分子穿过肽聚糖分子层直接与分子穿过肽聚糖分子层直接与n n 细胞膜上的磷脂进行共价结合形成细胞膜上的磷脂进行共价结合形成细胞膜上的磷脂进行共价结合形成细胞膜上的磷脂进行共价结合形成n n种类种类种类种类（1 1）甘油磷壁酸）甘油磷壁酸 甘油磷酸重复单位甘油磷酸重复单位n n （2 2）核糖醇磷壁酸）核糖醇磷壁酸 核糖醇磷酸重复单位核糖醇磷酸重复单位n n n n结构结构结构结构: :n n功能功能功能功能： 提高提高Mg2+Mg2+浓度浓度n n 贮藏磷元素贮藏磷元素n n 防吞噬防吞噬n n 表面抗原表面抗原n n 噬菌体受体噬菌体受体n n 自溶素自溶素n n 2. 革兰氏阴性细菌细胞壁n n（1）肽聚糖n n（2）.外膜（外壁）外膜（外壁）n n 组成：组成：组成：组成：脂多糖，磷脂，脂蛋白脂多糖，磷脂，脂蛋白n n脂多糖（脂多糖（脂多糖（脂多糖（ LPSLPS） n n位于位于G-G-细胞壁的最外层细胞壁的最外层8-10nm8-10nm； n n脂多糖的结构脂多糖的结构脂多糖的结构脂多糖的结构-类脂类脂A A、n n n n 核心多糖、核心多糖、n n n n O-O-特异侧链构成；特异侧链构成； n n LPSLPS是多变的，决定了是多变的，决定了G-G-菌抗原决定簇的多样性菌抗原决定簇的多样性n n（3）外膜蛋白）外膜蛋白 : n n 脂蛋白脂蛋白用于连接脂多糖和肽聚糖用于连接脂多糖和肽聚糖 n n 孔蛋白孔蛋白参与物质的运输参与物质的运输n n外壁层的作用：外壁层的作用： n n 是是G-G-的致病物质的致病物质内毒素的物质基础；内毒素的物质基础；n n 有吸附有吸附Mg2+Mg2+、Ca2+Ca2+等阳离子的作用；等阳离子的作用； n n 决定了决定了G-G-的表面抗原性；的表面抗原性； n n 是许多噬菌体的表面吸附受体。是许多噬菌体的表面吸附受体。n n 细胞壁的功能n n（1 1） 维持外形：维持外形：n n （2 2）保护细胞）保护细胞n n（3 3） 辅助鞭毛运动：辅助鞭毛运动：n n（4 4）正常细胞分裂所必需）正常细胞分裂所必需 n n（5 5）与细菌的抗原性，噬菌体的敏感性，阳离子）与细菌的抗原性，噬菌体的敏感性，阳离子吸附，毒性等有关吸附，毒性等有关 （3）.外膜蛋白外膜蛋白 （4）.周质空间周质空间 概念：概念：在革兰氏阴性细菌中，一般指外膜与细胞膜之间的狭小空间。 革兰氏阳性细菌细胞壁与革兰氏阴性细菌细胞壁在结构和组成上的差异比较 见下表3、 古生菌的细胞壁n n类型类型：n n热原体属热原体属-无细胞壁无细胞壁 n n甲烷杆菌属甲烷杆菌属-假肽聚糖（假肽聚糖（-1-1，3 3键）键） n n甲烷八叠球菌甲烷八叠球菌-独特多糖细胞壁独特多糖细胞壁 n n盐球菌属盐球菌属-硫酸化多糖细胞壁硫酸化多糖细胞壁 n n盐杆菌属盐杆菌属-糖蛋白细胞壁糖蛋白细胞壁 n n甲烷球菌、甲烷微菌、甲烷螺菌属甲烷球菌、甲烷微菌、甲烷螺菌属-蛋白质细胞蛋白质细胞壁壁n n假肽聚糖结构假肽聚糖结构假肽聚糖结构假肽聚糖结构n n 双糖双糖双糖双糖 连接键连接键连接键连接键 肽桥肽桥肽桥肽桥 肽尾肽尾肽尾肽尾 肽聚糖假肽聚糖假肽聚糖菌类菌类细菌细菌古生菌古生菌糖苷键糖苷键1，4 1，3二糖二糖GMG乙酰塔罗糖胺糖醛乙酰塔罗糖胺糖醛酸酸短肽短肽L型、型、D型、型、4肽肽全全L型、型、3肽肽肽桥肽桥 (Gly)5 -CO-NH-L-Glun n原生质体原生质体原生质体原生质体： G+G+菌除去细胞壁后剩余的部菌除去细胞壁后剩余的部n n 分。分。 n n球形体球形体球形体球形体： G-G-菌处理后细胞壁不能完全除菌处理后细胞壁不能完全除n n 去，为球形体。去，为球形体。 n nL L型菌型菌型菌型菌： 专指那些实验室或宿主通过自发专指那些实验室或宿主通过自发n n 突变而形成的遗传性稳定的细突变而形成的遗传性稳定的细n n 胞壁缺陷菌株。胞壁缺陷菌株。 n n支原体：支原体：支原体：支原体： 自然界自然进化的缺壁细菌是自然界自然进化的缺壁细菌是n n 支原体支原体 它细胞膜中含有甾醇，它细胞膜中含有甾醇，n n 因此仍有较高的机械强度因此仍有较高的机械强度4. 缺壁细菌缺壁细菌L-细菌细菌原生质体原生质体球状体球状体支原体支原体获得方式获得方式自发突变溶菌酶 G+溶菌酶 G-长期进化遗传稳定遗传稳定+-+振荡等敏感振荡等敏感-+-含甾醇含甾醇-+5. 革兰氏染色机制革兰氏染色机制n n18841884年年 丹麦丹麦丹麦丹麦 C.GramC.Gram 创立创立创立创立n n方法步骤方法步骤方法步骤方法步骤 n n 结晶紫初染结晶紫初染 碘液媒染碘液媒染 酒精脱色酒精脱色 沙黄复染沙黄复染n n结果：结果：结果：结果： 紫色紫色- G+- G+菌菌n n 红色红色- G- G-菌菌n n关键步骤关键步骤关键步骤关键步骤：酒精脱色酒精脱色n n机理：机理： n n95%95%乙醇的作用：蛋白质变性、脱水、溶脂乙醇的作用：蛋白质变性、脱水、溶脂乙醇的作用：蛋白质变性、脱水、溶脂乙醇的作用：蛋白质变性、脱水、溶脂 n n革兰氏阳性菌革兰氏阳性菌革兰氏阳性菌革兰氏阳性菌肽聚糖的含量高，网状结构紧密，肽聚糖的含量高，网状结构紧密， 细胞壁厚，含脂量低，当它被酒精脱色时，引起细胞壁厚，含脂量低，当它被酒精脱色时，引起 细胞壁肽聚糖的网状结构的孔经缩小以至关闭，细胞壁肽聚糖的网状结构的孔经缩小以至关闭， 从而阻止不溶性结晶紫从而阻止不溶性结晶紫- -碘复合物的逸出，故菌碘复合物的逸出，故菌 体体呈深紫色呈深紫色呈深紫色呈深紫色；n n而而革兰氏阴性菌革兰氏阴性菌革兰氏阴性菌革兰氏阴性菌的细胞壁的肽聚糖的含量低，网的细胞壁的肽聚糖的含量低，网层结构疏松且薄，脂含量高，当用酒精脱色时，层结构疏松且薄，脂含量高，当用酒精脱色时，脂类物质溶解，增加了细胞壁的通透性，结果结脂类物质溶解，增加了细胞壁的通透性，结果结晶紫晶紫- -碘的复合物就被乙醇抽提出来而复染成碘的复合物就被乙醇抽提出来而复染成红色。红色。红色。红色。 二. 细胞壁以内的构造-原生质体n n1.1.细胞质膜细胞质膜细胞质膜细胞质膜n n概念概念概念概念: : 是紧靠在细胞壁内侧、包围细胞质的一是紧靠在细胞壁内侧、包围细胞质的一是紧靠在细胞壁内侧、包围细胞质的一是紧靠在细胞壁内侧、包围细胞质的一n n 层柔软而富有弹性的半透性薄膜层柔软而富有弹性的半透性薄膜层柔软而富有弹性的半透性薄膜层柔软而富有弹性的半透性薄膜 n n 厚厚厚厚7-8nm7-8nm，占细胞干重的，占细胞干重的，占细胞干重的，占细胞干重的10%10%。n n(1)(1)细胞膜化学组成细胞膜化学组成细胞膜化学组成细胞膜化学组成: :n n蛋白质蛋白质蛋白质蛋白质50-70%50-70%，磷脂，磷脂，磷脂，磷脂20-30% 20-30% ，少量的糖，少量的糖，少量的糖，少量的糖2% 2% 蛋白质与膜的透性酶的活性有关。蛋白质与膜的透性酶的活性有关。蛋白质与膜的透性酶的活性有关。蛋白质与膜的透性酶的活性有关。 (2). 结构模型 :n液态液态 镶嵌模型要点镶嵌模型要点：n n1.脂质双分子层脂质双分子层n n2.蛋白质在膜中不对称分布，形成通道蛋白质在膜中不对称分布，形成通道n n3.蛋白质在脂质间可相对移动蛋白质在脂质间可相对移动n n4.脂质排列的有序性脂质排列的有序性(3).(3).细胞膜的功能细胞膜的功能细胞膜的功能细胞膜的功能 n n具有具有选择透性选择透性， n n维持细胞内正常渗透压的维持细胞内正常渗透压的屏障作用屏障作用。n n是是产能代谢产能代谢的场所。的场所。 n n 具有物质具有物质合成的功能。如合成细胞壁组分合成的功能。如合成细胞壁组分的酶的酶 n n 鞭毛的着生点鞭毛的着生点并提供其运动能量并提供其运动能量n n特点：特点：特点：特点：（1 1）一般不含胆固醇，但有藿烷类化合物）一般不含胆固醇，但有藿烷类化合物）一般不含胆固醇，但有藿烷类化合物）一般不含胆固醇，但有藿烷类化合物n n （2 2） 膜上有电子传递系统膜上有电子传递系统膜上有电子传递系统膜上有电子传递系统 n n间体间体间体间体 概念：概念：概念：概念：是一种细胞质膜内皱而形成是一种细胞质膜内皱而形成是一种细胞质膜内皱而形成是一种细胞质膜内皱而形成n n 的囊状构造。的囊状构造。的囊状构造。的囊状构造。n n 功能：功能：功能：功能：与一些酶分泌有关与一些酶分泌有关与一些酶分泌有关与一些酶分泌有关n n 与与与与DNADNA复制和细胞分裂有关复制和细胞分裂有关复制和细胞分裂有关复制和细胞分裂有关n n2.2.细胞质和内含物细胞质和内含物细胞质和内含物细胞质和内含物n n 细胞膜包围的除核区以外的所有物质的总称。细胞膜包围的除核区以外的所有物质的总称。细胞膜包围的除核区以外的所有物质的总称。细胞膜包围的除核区以外的所有物质的总称。 为无色半透明、粘稠的胶状物。为无色半透明、粘稠的胶状物。为无色半透明、粘稠的胶状物。为无色半透明、粘稠的胶状物。 n n 主要成分为水（主要成分为水（主要成分为水（主要成分为水（80%80%）、蛋白质、核酸、脂）、蛋白质、核酸、脂）、蛋白质、核酸、脂）、蛋白质、核酸、脂类、并含有少量糖、无机盐及颗粒状内含物。类、并含有少量糖、无机盐及颗粒状内含物。类、并含有少量糖、无机盐及颗粒状内含物。类、并含有少量糖、无机盐及颗粒状内含物。 n n 细胞质富含核酸，因而嗜碱性强，幼龄着色细胞质富含核酸，因而嗜碱性强，幼龄着色细胞质富含核酸，因而嗜碱性强，幼龄着色细胞质富含核酸，因而嗜碱性强，幼龄着色均匀。均匀。均匀。均匀。 n n. .核糖体核糖体核糖体核糖体- 70S70Sn n 50S 50S大亚基大亚基 + 30+ 30小亚基小亚基=70S =70S 原核原核 n n 60S60S大亚基大亚基 + 40+ 40小亚基小亚基=80S =80S 真核真核 n n蛋白质的合成场所蛋白质的合成场所 n n 贮藏物贮藏物贮藏物贮藏物-类型类型类型类型n n 聚聚-羟丁酸羟丁酸 PHBPHB（或（或PHAPHA）-碳源碳源 n n 异染粒异染粒-磷源磷源 n n 藻青素藻青素-氮源氮源 n n 硫滴硫滴-硫源硫源 n n 磁小体磁小体-FeFe3 3O O4 4 n n 羧酶体羧酶体- - -固定固定COCO2 2，n n. .其他其他其他其他： 羧酶体羧酶体-自养生物自养生物n n 气泡气泡-水生生物水生生物n n3.核区：核区：n n 原核原核-无核膜，一个闭合环状的双无核膜，一个闭合环状的双链链DNA分子，其长度可达分子，其长度可达0.253.0mm，裸露它分散于细胞质中，在细胞内是高度裸露它分散于细胞质中，在细胞内是高度折叠缠绕折叠缠绕,n n核区一般呈球状、棒状、哑铃状 ,n n生长迅速时可在一个细胞内找到几个（24个）（一般1-2个)n质粒质粒-在许多细菌存在有细胞染色体外或附加于染色体上的遗传物质，称为质粒。（cccDNA）， 质粒能够自我复制； n n分子量比细菌染色体小 ；n n每个菌体内有一个或多个质粒；n n决定次要性状；n n可整合，可脱落 ；细胞间可转移；思考题思考题n n1、解释：磷壁酸、脂多糖，周质空间n n 间体n n2、试述革兰氏阳性细菌与革兰氏阴性细菌细胞壁在结构和组成的差异。n n3、试述革兰氏染色的机理。n n4、四种缺壁细菌的比较。第三章第三章 微生物的细胞结构与功能（续）微生物的细胞结构与功能（续）n本节重点：n n细菌的特殊结构，特点，功能在实践中的意义n n其他原核微生物的主要特征n n芽孢的耐热机制n n1. 芽孢芽孢n n概念概念概念概念-某些细菌在其生长发育的后期，在细某些细菌在其生长发育的后期，在细某些细菌在其生长发育的后期，在细某些细菌在其生长发育的后期，在细胞内形成一个圆形或椭圆形、厚壁、含水量低、胞内形成一个圆形或椭圆形、厚壁、含水量低、胞内形成一个圆形或椭圆形、厚壁、含水量低、胞内形成一个圆形或椭圆形、厚壁、含水量低、抗逆性强的休眠结构，称为芽孢，又称内生孢子抗逆性强的休眠结构，称为芽孢，又称内生孢子抗逆性强的休眠结构，称为芽孢，又称内生孢子抗逆性强的休眠结构，称为芽孢，又称内生孢子 。 n n芽孢不是繁殖体芽孢不是繁殖体芽孢不是繁殖体芽孢不是繁殖体n n产芽孢的种类：产芽孢的种类：产芽孢的种类：产芽孢的种类：n n 杆菌杆菌杆菌杆菌: G+: G+有两属：有两属：有两属：有两属：n n 好气性的芽孢杆菌属（好气性的芽孢杆菌属（好气性的芽孢杆菌属（好气性的芽孢杆菌属（BacillusBacillus）n n 厌气性梭状芽孢杆菌属厌气性梭状芽孢杆菌属厌气性梭状芽孢杆菌属厌气性梭状芽孢杆菌属( (ClostridiumClostridium) ) n n球菌：球菌：球菌：球菌： 生孢八叠球菌属生孢八叠球菌属生孢八叠球菌属生孢八叠球菌属( (SporosarcinaSporosarcina) )n n螺旋菌：无螺旋菌：无螺旋菌：无螺旋菌：无 n n芽孢的构造：芽孢的构造： n n孢外壁：孢外壁：有的芽孢无此层，主要含脂蛋白有的芽孢无此层，主要含脂蛋白有的芽孢无此层，主要含脂蛋白有的芽孢无此层，主要含脂蛋白n n 透性差透性差透性差透性差 n n芽孢衣：芽孢衣：含疏水性角蛋白，抗酶解、多价含疏水性角蛋白，抗酶解、多价含疏水性角蛋白，抗酶解、多价含疏水性角蛋白，抗酶解、多价n n 阳离子不易透过阳离子不易透过阳离子不易透过阳离子不易透过n n皮层：皮层： 主要含芽孢肽聚糖及主要含芽孢肽聚糖及主要含芽孢肽聚糖及主要含芽孢肽聚糖及DPA-CaDPA-Ca，n n 体体体体 积大，渗透压高积大，渗透压高积大，渗透压高积大，渗透压高n n核心：核心： 芽孢壁芽孢壁芽孢壁芽孢壁 , , 芽孢膜芽孢膜芽孢膜芽孢膜 , ,芽孢质、芽孢芽孢质、芽孢芽孢质、芽孢芽孢质、芽孢n n 核区核区核区核区n n芽孢的形成过程：n nA. DNA浓缩，束状染色体形成n nB. 细胞膜内陷，细胞发生不对称分裂n nC. 前芽孢的双层膜形成，抗逆性提高n nD .两层之间填充芽孢肽聚糖，合成n n DPA，积累钙离子，形成皮层n nE .芽孢衣合成n nF .芽孢囊裂解，芽孢游离n n枯草杆菌的芽孢形成过程约需8hn渗透调节皮层膨胀学说：n nA. 芽孢衣：对多价阳离子和水分的透性差，对溶芽孢衣：对多价阳离子和水分的透性差，对溶芽孢衣：对多价阳离子和水分的透性差，对溶芽孢衣：对多价阳离子和水分的透性差，对溶菌酶、蛋白酶的抗性强。菌酶、蛋白酶的抗性强。菌酶、蛋白酶的抗性强。菌酶、蛋白酶的抗性强。n nB. B. 皮层的离子强度高，引起了皮层的高渗透压，皮层的离子强度高，引起了皮层的高渗透压，皮层的离子强度高，引起了皮层的高渗透压，皮层的离子强度高，引起了皮层的高渗透压，使皮层夺取核心部分的水分，使核心部分的生命使皮层夺取核心部分的水分，使核心部分的生命使皮层夺取核心部分的水分，使核心部分的生命使皮层夺取核心部分的水分，使核心部分的生命物质处于高度失水状态，因而产生极强的耐热性。物质处于高度失水状态，因而产生极强的耐热性。物质处于高度失水状态，因而产生极强的耐热性。物质处于高度失水状态，因而产生极强的耐热性。n n芽孢萌发时吸水膨胀，耐热性丧失芽孢萌发时吸水膨胀，耐热性丧失芽孢萌发时吸水膨胀，耐热性丧失芽孢萌发时吸水膨胀，耐热性丧失n伴孢晶体n n苏云金芽孢杆菌，苏云金芽孢杆菌，在形成芽孢的同时，产生碱在形成芽孢的同时，产生碱在形成芽孢的同时，产生碱在形成芽孢的同时，产生碱溶性晶体内含物，一般一个细菌产生一个，称为溶性晶体内含物，一般一个细菌产生一个，称为溶性晶体内含物，一般一个细菌产生一个，称为溶性晶体内含物，一般一个细菌产生一个，称为伴孢晶体。呈斜方体、长斜方体、方体或不规则伴孢晶体。呈斜方体、长斜方体、方体或不规则伴孢晶体。呈斜方体、长斜方体、方体或不规则伴孢晶体。呈斜方体、长斜方体、方体或不规则形形形形 n n生物农药生物农药 n n对对200种昆虫有杀死作用种昆虫有杀死作用n n2. 2. 糖被糖被糖被糖被-位于某些细菌细胞壁外的一层厚度位于某些细菌细胞壁外的一层厚度位于某些细菌细胞壁外的一层厚度位于某些细菌细胞壁外的一层厚度不定的透明胶状物质。不定的透明胶状物质。不定的透明胶状物质。不定的透明胶状物质。 n n分类：分类：分类：分类：荚膜，微荚膜，粘液层荚膜，微荚膜，粘液层荚膜，微荚膜，粘液层荚膜，微荚膜，粘液层n n成分：成分：成分：成分：90%90%水，多糖，多肽，蛋白质水，多糖，多肽，蛋白质水，多糖，多肽，蛋白质水，多糖，多肽，蛋白质n n功能功能功能功能：抗干燥，防吞噬，贮藏养料，便于：抗干燥，防吞噬，贮藏养料，便于：抗干燥，防吞噬，贮藏养料，便于：抗干燥，防吞噬，贮藏养料，便于 n n 吸附，信息识别，堆积废物吸附，信息识别，堆积废物吸附，信息识别，堆积废物吸附，信息识别，堆积废物n n应用：应用：应用：应用：菌种鉴定菌种鉴定菌种鉴定菌种鉴定 ， 药物，生化试剂药物，生化试剂药物，生化试剂药物，生化试剂n n 工业原料，工业原料，工业原料，工业原料， 污水处理污水处理污水处理污水处理 n nS S层层层层位于原核微生物细胞壁外，有大量蛋白位于原核微生物细胞壁外，有大量蛋白位于原核微生物细胞壁外，有大量蛋白位于原核微生物细胞壁外，有大量蛋白质或糖蛋白亚基以方块形或六角形排列的连续层。质或糖蛋白亚基以方块形或六角形排列的连续层。质或糖蛋白亚基以方块形或六角形排列的连续层。质或糖蛋白亚基以方块形或六角形排列的连续层。n n3. 鞭毛鞭毛n n概念：概念：概念：概念：菌体表面伸出长丝状，波曲状附属物。菌体表面伸出长丝状，波曲状附属物。n n长长1520m1520m，直径，直径0.010.02m0.010.02m。 波浪运动，波浪运动，速度快速度快 2080m/s2080m/s。 n n观察方法观察方法观察方法观察方法：凹玻片法，暗视野，染色，半凹玻片法，暗视野，染色，半n n 固体穿刺固体穿刺n n构造：构造：构造：构造：基体，钩形鞘，鞭毛丝基体，钩形鞘，鞭毛丝n n着生方式着生方式着生方式着生方式n n功能：运动功能：运动功能：运动功能：运动n n栓菌试验：栓菌试验：栓菌试验：栓菌试验： 鞭毛与菌毛比较鞭毛与菌毛比较鞭毛鞭毛菌毛菌毛成分成分鞭毛蛋白，绳索状菌毛蛋白，中空螺旋长度长度软、长、粗硬、短、细数量数量少多功能功能运动附着着生着生壁内基体生于质膜上菌类菌类许多杆菌G细菌性菌毛传递遗传物质细菌的二分裂细菌的二分裂杆菌二分裂格形暗网菌三分裂蛭弧菌复分裂 细菌的固体培养特征细菌的固体培养特征 菌菌落落（colonycolony）：是是指指在在固固体体培培养养基基上上，由由一一个个细菌或孢子生长、繁殖形成的肉眼可见的群体。细菌或孢子生长、繁殖形成的肉眼可见的群体。 菌菌落落特特征征: : 湿湿润润, ,较较光光滑滑，较较透透明明，较较粘粘稠稠，易易挑挑起起，质质地地均均匀匀，菌菌落落正正反反面面及及边边缘缘与与中中央央部部位位的的颜颜色色一致。一致。 生物学意义生物学意义: :微生物分类鉴定的指征之一。微生物分类鉴定的指征之一。 菌菌 苔苔 （ bacterial bacterial lawnlawn）：是是指指在在固固体体培培养养基基上上由由许许多多细细菌菌或或孢孢子子生生长长、繁繁殖殖形形成成的的肉肉眼眼可可见见、相相互互连连成成一一片片的的大大量量菌菌落落群体。群体。2、细菌的半固体培养特征、细菌的半固体培养特征半固体培养基：含半固体培养基：含0.35-0.4%琼脂琼脂穿刺接种法：穿刺接种法：用途：观察细菌是否扩散生长，判断细菌运动性及是否用途：观察细菌是否扩散生长，判断细菌运动性及是否 含鞭毛。含鞭毛。3、细菌的液体培养特征、细菌的液体培养特征 多数呈浑浊状，少数形成沉淀、菌醭、菌膜等。多数呈浑浊状，少数形成沉淀、菌醭、菌膜等。其他几种原核微生物其他几种原核微生物n 一、放线菌一、放线菌n n1 , 主要特征：n n菌落放射状而得名，呈丝状分支细胞的原核微生物。n n适于中性偏碱环境n n许多种能产生抗生素n n2,形态与结构n n形态 菌丝体结构 基质菌丝n n 气生菌丝 n n 孢子丝n n结构 细胞壁有肽聚糖 革兰氏染色n n 阳性n n 细胞结构与细菌基本相同n n繁殖 菌丝断裂片段生殖n n 孢子生殖放线菌形态放线菌形态放线菌孢子丝放线菌孢子丝放线菌菌落特征小而致密，干燥，表面粉状，密绒状二、二、 蓝细菌蓝细菌 蓝细菌与光合作用植物相似之处蓝细菌与光合作用植物相似之处: 含含叶叶绿绿素素a（chlorophyll a）和和光光合合系系统统，具具有放氧性光合作用有放氧性光合作用, 蓝细菌与真核生物本质的区别蓝细菌与真核生物本质的区别: 蓝蓝细细菌菌无无叶叶绿绿体体，无无真真核核，有有70S核核糖糖体体，而而且且细细胞胞壁壁中中含含有有肽肽聚聚糖糖，对对青青霉霉素素和和溶溶菌菌酶酶十十分分敏敏感感，这些特性使得蓝细菌无可置疑的被划入细菌之列。这些特性使得蓝细菌无可置疑的被划入细菌之列。 1、形态大小、形态大小 细胞一般比细菌大，通常细胞一般比细菌大，通常310m，但也有大到，但也有大到60m的。的。 形形态态多多样样化化：细细胞胞形形态态球球状状或或杆杆状状，单单生生或或团团聚聚；呈呈丝丝状状、或分枝丝状、或螺旋状，有的含异形胞。或分枝丝状、或螺旋状，有的含异形胞。图1-25 几种几种蓝细菌的典型形菌的典型形态1、蓝杆菌属；杆菌属；2、聚球、聚球蓝菌属；菌属；3、粘聚球、粘聚球蓝菌属；菌属；4、皮果、皮果蓝菌属；菌属；5、鱼腥腥蓝菌属；菌属；6、螺旋、螺旋蓝菌属；菌属；7、费氏氏蓝菌属菌属2、蓝细菌细胞结构、蓝细菌细胞结构3、蓝细菌的繁殖与培养特征、蓝细菌的繁殖与培养特征 单细胞的种类行二分裂或复分裂；单细胞的种类行二分裂或复分裂； 丝丝状状蓝蓝细细菌菌还还常常有有通通过过其其丝丝状状体体断断裂裂形形成成短的短的链丝段链丝段(hormogonium)方式繁殖；方式繁殖； 少少数数种种类类如如管管胞胞蓝蓝细细菌菌属属通通过过形形成成内内孢孢子子(endospore)繁殖。繁殖。 蓝细菌液体培养通常不浑浊。蓝细菌液体培养通常不浑浊。4、蓝细菌生物学意义、蓝细菌生物学意义 （1）在生物进化史上的作用）在生物进化史上的作用： 蓝蓝细细菌菌（cyanobacteria）种种类类十十分分庞庞杂杂的的古古老老的的原原核核生生物物，因因为为它它的的发发展展使使得得地地球球大大气气由由无无氧氧状状态态变为有氧状态。变为有氧状态。 蓝蓝细细菌菌与与某某些些植植物物如如蕨蕨类类Azolla（满满江江红红属属）的的叶叶腔腔中中，裸裸子子植植物物Cycas（苏苏铁铁属属）和和Gunnera（根根乃拉草属）的根中乃拉草属）的根中等进行共生固氮，等进行共生固氮， 因因此此还还可可在在贫贫瘠瘠的的沙沙质质海海滩滩和和荒荒漠漠的的岩岩石石上上找找到到它们，故有它们，故有“先锋生物先锋生物”的美称。的美称。（2）一些有着经济价值的蓝细菌）一些有着经济价值的蓝细菌如：发菜念珠蓝细菌如：发菜念珠蓝细菌（Nostoc flagelliforme）、地耳（）、地耳（N. commune）、盘状螺）、盘状螺旋蓝细菌（旋蓝细菌（Spirulina platensis）、以及市场上销售的各种）、以及市场上销售的各种“螺旋藻螺旋藻”产品等。产品等。（3）有的蓝细菌是污染湖泊中发生）有的蓝细菌是污染湖泊中发生“赤潮赤潮”及及“水华水华”的原凶。的原凶。 三、支原体三、支原体 支支原原体体是是介介于于细细菌菌与与立立克克次次氏氏体体之之间间的的原原核核微微生生物物，因因不不含含有有细细胞胞壁壁，在在液液体体培培养养基基中中培培养养时时，往往往往呈呈分枝的丝状体，故称之为支原体分枝的丝状体，故称之为支原体(mycoplasma)。 最最早早是是从从患患胸胸膜膜肺肺炎炎的的牛牛体体中中分分离离出出来来的的，称称为为胸胸膜肺炎支原体。膜肺炎支原体。 支支原原体体生生物物学学意意义义： 许许多多支支原原体体引引起起动动物物牛牛、绵绵羊羊、山山羊羊、猪猪、禽禽和和人人类类的的病病害害；一一些些类类支支原原体体也也引引起起植植物物病病害害；因因滤滤过过性性, 常常会会造造成成实实验验室室组组织织培培养养物物污污染。染。1、形态大小、形态大小 细细胞胞很很小小，直直径径约约为为150300nm，能透过细菌滤器。，能透过细菌滤器。 在在大大小小仅仅为为50200 nm的的纳纳米米细细菌菌（nanobacteria）被被发发现现之之前前，曾曾被被认认为为是是整整个个生生物物界界中中尚尚能能找找到到的的能能独独立立营营养的最小型生物。养的最小型生物。 细细胞胞多多形形，易易变变，呈呈球球状状或或长长短短不不一一的的丝丝状状及及分枝状。分枝状。肺炎支原体（Mycoplasma pneumoniae）电镜照片，显示其多形性。（a）透射电镜照片（X47，880）；（b）扫描电镜照片（X26，000）。结构特点结构特点1）胞膜含甾醇）胞膜含甾醇2）无细胞壁，对抑制壁合成抗生素不敏感）无细胞壁，对抑制壁合成抗生素不敏感3）“油煎蛋油煎蛋”菌落菌落4）基因组小，）基因组小，0.61.1Mb5）二分裂和出芽繁殖）二分裂和出芽繁殖3、繁殖与培养特征、繁殖与培养特征 一一般般以以二二等等分分裂裂方方式进行繁殖。式进行繁殖。 寄寄生生或或腐腐生生。能能在在含含血血清清、酵酵母母膏膏或或甾甾醇醇等等营营养养丰丰富富的的培培养养基基上上生长。生长。 菌菌落落特特征征：菌菌落落小小，直直 径径 一一 般般 仅仅 为为 0.11mm，呈呈特特有有的的“油油煎蛋煎蛋”状状。 液液体体培培养养特特征征：不不混浊。混浊。“油煎蛋油煎蛋”状状四、立克次氏体四、立克次氏体 1909年年，美美国国医医生生 H. T. Ricketts（18711910）首首次次发发现现落落基基山山斑斑疹疹伤伤寒寒的的病病原原体体，并并于于1910年年牺牺牲牲于于此此病病。因因该该类类微微生生物物专专性性寄寄生生，不不能能人人工工培培养养，故故后后人人为为纪纪念念其其发发现现者者，称称这这类类病病原原菌菌为为立立克克次次氏体氏体（rickettsia） 。 生生物物学学意意义义：是是人人类类斑斑疹疹伤伤寒寒、恙恙虫虫热热和和Q热热等等严重传染病的病原体。主要通过产生内毒素致人死亡。严重传染病的病原体。主要通过产生内毒素致人死亡。 1）G，寄生，寄生（有壁，不能独立生活，细（有壁，不能独立生活，细胞较大胞较大0.3-2 m） 2）对热敏感）对热敏感，56C以上以上30min即可杀死，即可杀死，对四环素，青霉素等抗生素敏感对四环素，青霉素等抗生素敏感 3）二分裂繁殖，宿主一般为节肢动物）二分裂繁殖，宿主一般为节肢动物，可从伤口侵入人体可从伤口侵入人体 4）基因组很小，）基因组很小，1.1Mb 5）致病性：在宿主血流中大量增殖，并）致病性：在宿主血流中大量增殖，并产内毒素产内毒素1、特、特 点点立克次氏体立克次氏体2、形态大小、形态大小 细细胞胞体体积积0.30.6m0.82m。似似一一般般细菌大小，无滤过性。细菌大小，无滤过性。 细胞形态多样，有球状、杆状或丝状。细胞形态多样，有球状、杆状或丝状。3、细胞结构、细胞结构 含有细胞壁，革兰氏染色阴性。含有细胞壁，革兰氏染色阴性。 立克次氏体细胞膜因较疏松而立克次氏体细胞膜因较疏松而“渗漏性渗漏性”较大，较大， 易从宿主细胞获得易从宿主细胞获得NAD+ 和辅酶和辅酶A。 基基因因组组很很小小，如如Rickettsia prowazeki的的基基因因组组为为1.1Mb，仅含，仅含834个基因。个基因。 3、抗性、抗性 对热敏感，一般在对热敏感，一般在56以上经以上经30min即被杀死。即被杀死。立克次氏体对许多抗细菌的抗生素如四环素和青霉立克次氏体对许多抗细菌的抗生素如四环素和青霉素是敏感的。素是敏感的。4、代谢系统、代谢系统 存在产能系统，但缺乏完整的产能代谢途径，存在产能系统，但缺乏完整的产能代谢途径，不能氧化葡萄糖或有机酸，只能氧化谷氨酸和谷氨不能氧化葡萄糖或有机酸，只能氧化谷氨酸和谷氨酰氨产能，所以立克次氏体一旦离开宿主就会很快酰氨产能，所以立克次氏体一旦离开宿主就会很快死去。死去。 立克次氏体以二分裂方式繁殖。立克次氏体以二分裂方式繁殖。 严严格格的的细细胞胞内内寄寄生生，须须用用鸡鸡胚胚卵卵黄黄囊囊、敏敏感感动动物物组织细胞及敏感实验动物进行传代培养。组织细胞及敏感实验动物进行传代培养。 生生活活史史中中必必须须由由蚤蚤、螨螨等等吸吸血血节节肢肢动动物物作作为为媒媒介介，而而在在动动物物间间传传代代，因因此此立立克克次次氏氏体体也也被被称称为为虫虫媒媒微微生物。生物。5、繁殖与培养特征、繁殖与培养特征五、衣原体（五、衣原体（chlamydia） 衣衣原原体体是是一一类类在在真真核核细细胞胞内内营营专专性性寄寄生生的的小小型型革革兰兰氏氏阴阴性性原原核核生生物物。由由于于它它没没有有产产能能系系统统，需需要要来来自自宿主的宿主的ATP，故有，故有“能量寄生物之称能量寄生物之称”， 1956年年，汤汤飞飞凡凡教教授授等等自自沙沙眼眼中中分分离离到到病病原原体体后后才逐步证明衣原体是一类特殊的具细胞结构的生物。才逐步证明衣原体是一类特殊的具细胞结构的生物。 主主要要生生物物学学意意义义：引引起起鹦鹦鹉鹉热热等等人人兽兽共共患患病病的的鹦鹦鹉鹉热热衣衣原原体体、引引起起人人沙沙眼眼的的沙沙眼眼衣衣原原体体、引引起起肺肺炎炎的的肺炎衣原体。肺炎衣原体。 1、形态大小、形态大小 有有两两种种细细胞胞形形态态，一一种种是是宿宿主主细细胞胞外外的的形形态态, 称称作作原原体体，呈呈球状（直径小于球状（直径小于0.4m），有传染性；），有传染性； 另另一一种种是是存存在在于于宿宿主主细细胞胞的的形形态态，称称为为始始体或网状体，体或网状体，呈较大的球形（直径呈较大的球形（直径11.5m）。）。有革兰氏阴性细菌特征的细胞壁，但缺肽聚糖；有革兰氏阴性细菌特征的细胞壁，但缺肽聚糖；缺乏产能代谢的酶系统缺乏产能代谢的酶系统;一般对抑制细菌生长的抗生素和药物都很敏感，但一般对抑制细菌生长的抗生素和药物都很敏感，但 对青霉素不敏感；对青霉素不敏感；专性细胞内寄生。专性细胞内寄生。 有特殊的生活史和两种形态，可在宿主细胞内形成有特殊的生活史和两种形态，可在宿主细胞内形成 包涵体。包涵体。 2、衣原体特征、衣原体特征六、六、 螺旋体螺旋体 螺旋体螺旋体(Spirochaeta)是一群形态和运动机能独是一群形态和运动机能独特的、革兰氏阴性反应的单细胞原核微生物特的、革兰氏阴性反应的单细胞原核微生物. 因细胞细长柔软因细胞细长柔软, 能作特殊的弯曲扭动或蛇一样能作特殊的弯曲扭动或蛇一样的运动的运动,曾被归为动物。曾被归为动物。1、螺旋体形态大小、螺旋体形态大小细胞细长，呈螺旋状细胞细长，呈螺旋状, 无鞭毛。大小为无鞭毛。大小为0.13.0X3500m mm, 2、螺旋体构造：原生质柱、轴丝、外鞘、螺旋体构造：原生质柱、轴丝、外鞘3、生物学意义、生物学意义 存在于水体和动物体中。传染性性病梅毒病就存在于水体和动物体中。传染性性病梅毒病就是由梅毒螺旋体所引起。是由梅毒螺旋体所引起。七、七、 古生菌古生菌 古古生生菌菌是是一一群群具具有有独独特特的的基基因因结结构构或或系系统统发发育育生生物大分子序列的单细胞原核生物，物大分子序列的单细胞原核生物， 多生活在地球上极端的生境，自养或异养生活多生活在地球上极端的生境，自养或异养生活 具具有有独独特特的的细细胞胞结结构构，如如细细胞胞壁壁骨骨架架为为蛋蛋白白质质或或假胞壁酸，细胞膜含甘油醚键；假胞壁酸，细胞膜含甘油醚键； 以以及及代代谢谢中中的的酶酶作作用用方方式式既既不不同同于于细细菌菌又又不不同同于于真核生物。真核生物。 一些产甲烷细菌一些产甲烷细菌: (a)亨氏甲烷螺菌; (b)史氏甲烷短杆菌; (c)巴氏甲烷八叠球菌; (d)马泽氏甲烷八叠球菌; (e)布氏甲烷杆菌; (f)黑海甲烷袋状菌.1、古生菌的形态大小、古生菌的形态大小二、古生菌的结构和化学组成二、古生菌的结构和化学组成1、 细胞壁细胞壁 不含肽聚糖，又被称作不含肽聚糖，又被称作“疵壁菌疵壁菌”，细胞壁成分不，细胞壁成分不含胞壁酸、含胞壁酸、D型氨基酸和二氨基庚二酸。型氨基酸和二氨基庚二酸。 古生菌具多种特殊结构的细胞壁，如由假肽聚糖或古生菌具多种特殊结构的细胞壁，如由假肽聚糖或酸性杂多糖组成的细胞壁，由蛋白质或糖蛋白的亚单位酸性杂多糖组成的细胞壁，由蛋白质或糖蛋白的亚单位组成的细胞壁，同时具有假肽聚糖与糖蛋白外层的细胞组成的细胞壁，同时具有假肽聚糖与糖蛋白外层的细胞壁等类型。壁等类型。古生菌细胞壁结构类型古生菌细胞壁结构类型甲烷杆菌属细胞壁中假肽聚糖的甲烷杆菌属细胞壁中假肽聚糖的结构结构角鲨稀角鲨稀 四氢角鲨稀四氢角鲨稀(1) 磷脂中疏水尾有特殊的长链烃组成磷脂中疏水尾有特殊的长链烃组成2、细胞膜、细胞膜(2) 甘甘油油与与烃烃链链由由特特殊殊的的醚键连接醚键连接