第二章原核微生物形態(tài)、構造及功能1

1、第二章第二章 原核微生物形態(tài)、結構與功能原核微生物形態(tài)、結構與功能本章綱要本章綱要2.1 2.1 細細 菌菌 2.1.12.1.1一般形態(tài)一般形態(tài) 2.1.22.1.2細胞的結構與功能細胞的結構與功能 ( (一一) )細胞一般構造：細胞一般構造： 1. 1. 細胞壁細胞壁; 2.; 2.細胞質膜細胞質膜; 3.; 3.細胞細胞質和內含物質和內含物; 4.; 4.核區(qū)核區(qū) ( (二二) )細菌細胞特殊構造細菌細胞特殊構造 1.1.糖被糖被; ; 2.2.鞭毛鞭毛; 3.; 3.芽孢芽孢 2.1.32.1.3細菌的繁殖方式和培養(yǎng)特征細菌的繁殖方式和培養(yǎng)特征2.2 2.2 放線菌放線菌 2.3 2.

2、3 其它原核微生物（藍細菌、支原體、立克次氏其它原核微生物（藍細菌、支原體、立克次氏體、衣原體）體、衣原體）原核細胞原核細胞真核細胞真核細胞細胞核細胞核有明顯核區(qū)，有明顯核區(qū)，無核膜、核仁無核膜、核仁有核膜，核仁有核膜，核仁細胞器細胞器無線粒體，能無線粒體，能量代謝和許多量代謝和許多物質代謝在質物質代謝在質膜上進行膜上進行有線粒體，能量有線粒體，能量代謝和許多合成代謝和許多合成代謝在線粒體中代謝在線粒體中進行進行核糖體核糖體分布在細胞質分布在細胞質中，沉降系數中，沉降系數為為70S70S分布在內質網膜分布在內質網膜上，沉降系數為上，沉降系數為80S80S 原核細胞和真核細胞的區(qū)別原核細胞和真核

3、細胞的區(qū)別真核細胞原核細胞細胞無核膜包圍的細胞無核膜包圍的,DNA裸露的一大類。裸露的一大類。真細菌真細菌(Eubacteria)古生菌（古生菌（Archaea)一般細菌一般細菌 放線菌放線菌支原體、立克次氏體、衣原體等支原體、立克次氏體、衣原體等原核微生物主要類群原核微生物主要類群藍細菌藍細菌2.1.1 2.1.1 細菌的形態(tài)、大小及觀察方法細菌的形態(tài)、大小及觀察方法2.1.2 2.1.2 細菌細胞構造與功能細菌細胞構造與功能 （一）基本構造（一）基本構造 1 1細胞壁；細胞壁；2 2細胞膜；細胞膜；3 3細胞細胞質與內含物；質與內含物；4 4核區(qū)核區(qū) （ 二）特殊構造二）特殊構造 1芽孢；

4、2莢膜；3鞭毛2.1.3 2.1.3 細菌的繁殖方式和培養(yǎng)特征細菌的繁殖方式和培養(yǎng)特征2.1 2.1 細菌細菌是大家比較熟悉的名字，因為有很多疾病是它們引起是大家比較熟悉的名字，因為有很多疾病是它們引起的，如的，如鼠疫鼠疫桿菌、桿菌、霍亂霍亂弧菌、破傷風桿菌、肺炎雙球菌等致弧菌、破傷風桿菌、肺炎雙球菌等致病菌對人類有害；那些腐敗菌常引起食物和工農業(yè)產品腐爛病菌對人類有害；那些腐敗菌常引起食物和工農業(yè)產品腐爛變質，并散發(fā)出特殊的臭味或酸敗味。變質，并散發(fā)出特殊的臭味或酸敗味。大多數細菌是和人類和平共處的，對人類不僅無害而且有大多數細菌是和人類和平共處的，對人類不僅無害而且有益，益，能給人類帶來很

5、大好處。例如：人們利用谷氨酸棒桿菌制造食能給人類帶來很大好處。例如：人們利用谷氨酸棒桿菌制造食用味精，用乳酸菌生產酸乳用味精，用乳酸菌生產酸乳; ;用蘇云金桿菌生產殺蟲劑用蘇云金桿菌生產殺蟲劑; ;利用產甲烷利用產甲烷菌生產沼氣菌生產沼氣; ;以及借助細菌來冶煉金屬、凈化污水、制作使莊稼增以及借助細菌來冶煉金屬、凈化污水、制作使莊稼增產的細菌肥料等。產的細菌肥料等。鼠疫桿菌鼠疫桿菌v生存環(huán)境：溫暖潮濕、富含有機物的地方，都有大量細菌生存環(huán)境：溫暖潮濕、富含有機物的地方，都有大量細菌活動。有特殊的臭味或酸敗味，發(fā)粘、發(fā)滑?；顒印Ｓ刑厥獾某粑痘蛩釘∥?，發(fā)粘、發(fā)滑。v定義：細菌是一類細胞細而短（細胞

6、直徑約定義：細菌是一類細胞細而短（細胞直徑約0.5um0.5um，長，長度約度約0.55um0.55um）、結構簡單、細胞壁堅韌、以二等分裂方）、結構簡單、細胞壁堅韌、以二等分裂方式繁殖和水生性較強的原核微生物。式繁殖和水生性較強的原核微生物。危害：人、動物、植物的傳染病、食物和工農業(yè)危害：人、動物、植物的傳染病、食物和工農業(yè)產品腐爛變質。產品腐爛變質。 工業(yè)上生產各種氨基酸、核苷酸、酶制劑、乙醇、工業(yè)上生產各種氨基酸、核苷酸、酶制劑、乙醇、丙酮、丁醇、有機酸、抗生素等；丙酮、丁醇、有機酸、抗生素等； 農業(yè)上用作殺蟲菌劑、細菌肥料的生產和在沼氣發(fā)農業(yè)上用作殺蟲菌劑、細菌肥料的生產和在沼氣發(fā)酵、

7、飼料青貯等方面的應用；酵、飼料青貯等方面的應用； 醫(yī)藥上如各種菌苗、類毒素、代血漿和許多醫(yī)用酶醫(yī)藥上如各種菌苗、類毒素、代血漿和許多醫(yī)用酶類的生產等；類的生產等； 以及細菌在環(huán)保和國防上的應用等，都是利用有益以及細菌在環(huán)保和國防上的應用等，都是利用有益細菌活動的例子。細菌活動的例子。應用：應用：細菌形態(tài)：球狀、桿狀、螺旋狀。自然界中細菌形態(tài)：球狀、桿狀、螺旋狀。自然界中桿菌桿菌 最多，最多，球菌球菌次之，次之，螺旋狀螺旋狀最少最少2.1.1 2.1.1 細菌的形態(tài)、細菌的形態(tài)、大小及觀察方法大小及觀察方法1 1、球狀細菌（球菌）形態(tài)、球狀細菌（球菌）形態(tài) 細胞個體呈球形或橢圓形，不同種的球菌在

8、細胞分細胞個體呈球形或橢圓形，不同種的球菌在細胞分裂時會形成不同的空間排列方式，常被作為分類依據。裂時會形成不同的空間排列方式，常被作為分類依據。雙球菌雙球菌鏈球菌鏈球菌四聯球菌四聯球菌八疊球菌八疊球菌葡萄球菌葡萄球菌根據分裂方向及相互間連接方式又根據分裂方向及相互間連接方式又分為分為單球菌、雙球菌、鏈球菌、四單球菌、雙球菌、鏈球菌、四聯球菌、八疊球菌、葡萄球菌等。聯球菌、八疊球菌、葡萄球菌等。是分類的一個依據。是分類的一個依據。細胞分裂沿一個平面進細胞分裂沿一個平面進行，新個體分散而單獨行，新個體分散而單獨存在存在. .如尿素微球菌如尿素微球菌( (Micrococcus ureae)Mic

9、rococcus ureae)細胞沿一個平面分裂，新個細胞沿一個平面分裂，新個體成對排列體成對排列. . 如肺炎雙球菌如肺炎雙球菌 ( (Diplococcus pneumoniae) )細胞沿一個平面進行分裂，新個體不細胞沿一個平面進行分裂，新個體不但可保持成對的樣子，并可連成鏈狀但可保持成對的樣子，并可連成鏈狀. .如：如：乳鏈球菌乳鏈球菌 （Streptococcus lactisStreptococcus lactis）無乳鏈球菌（無乳鏈球菌（Streptococcus Streptococcus agalactiae)agalactiae)溶血鏈球菌溶血鏈球菌 （ Streptoco

10、ccus Streptococcus hemolyticus)hemolyticus)細胞分裂是沿兩個相垂直的細胞分裂是沿兩個相垂直的平面進行，分裂后每四個細平面進行，分裂后每四個細胞特征性地連在一起，呈田胞特征性地連在一起，呈田字形字形. . 如四聯微球菌如四聯微球菌 （Micrococcus tetragenusMicrococcus tetragenus）細胞按三個互相垂直的平面細胞按三個互相垂直的平面進行分裂后，每八個球菌特進行分裂后，每八個球菌特征性地連在一起成立方體形征性地連在一起成立方體形. . 如藤黃八疊球菌如藤黃八疊球菌 （Sarcina ureaeSarcina ureae

11、) )細胞無定向分裂，多個新個細胞無定向分裂，多個新個體形成一個不規(guī)則的群體，體形成一個不規(guī)則的群體，猶如一串葡萄。猶如一串葡萄。 如：如： 金黃色葡萄球菌金黃色葡萄球菌（Staphylococcus aureus)Staphylococcus aureus)白色葡萄球菌（Staphylcoccus albus)2 2、桿菌（、桿菌（bacillusbacillus）形態(tài)）形態(tài)桿菌是細菌中種類最多的類型。細胞呈桿狀或圓柱形，一般其桿菌是細菌中種類最多的類型。細胞呈桿狀或圓柱形，一般其粗細（直徑）比較穩(wěn)定，粗細（直徑）比較穩(wěn)定， 而長度則常因培養(yǎng)時間、培養(yǎng)條件不同而有較大變化。而長度則常因培養(yǎng)時

12、間、培養(yǎng)條件不同而有較大變化。 分：短桿狀、棒桿狀、梭狀、分枝狀、螺桿狀；按桿菌細胞繁分：短桿狀、棒桿狀、梭狀、分枝狀、螺桿狀；按桿菌細胞繁殖后的排列方式則有鏈狀、柵狀、殖后的排列方式則有鏈狀、柵狀、“八八”字狀等。字狀等。 桿菌的排列方式常因生長階段和培養(yǎng)條件而發(fā)生變化，一般桿菌的排列方式常因生長階段和培養(yǎng)條件而發(fā)生變化，一般短桿菌長桿菌梭狀芽孢桿菌細菌桿菌（細菌桿菌（bacillusbacillus）形態(tài)）形態(tài)銅綠假單胞菌（綠膿桿菌）銅綠假單胞菌（綠膿桿菌） 蠟狀芽孢桿菌蠟狀芽孢桿菌細菌桿菌（細菌桿菌（bacillus）形態(tài)）形態(tài) 梭狀芽孢桿菌梭狀芽孢桿菌細菌桿菌（細菌桿菌（bacillu

13、s）形態(tài)）形態(tài)破傷風梭菌破傷風梭菌當機體受到外傷，創(chuàng)口被污染，或分娩時使用不潔器當機體受到外傷，創(chuàng)口被污染，或分娩時使用不潔器械剪斷臍帶等，本菌可侵入，發(fā)芽繁殖，釋放毒素。械剪斷臍帶等，本菌可侵入，發(fā)芽繁殖，釋放毒素。發(fā)病后機體呈強直性痙攣、抽搐、可因窒息或呼吸衰發(fā)病后機體呈強直性痙攣、抽搐、可因窒息或呼吸衰竭死亡。據估計世界上每年約有竭死亡。據估計世界上每年約有100萬病例發(fā)生，死亡萬病例發(fā)生，死亡率在率在20%左右。在發(fā)展中國家，新生兒破傷風死亡率左右。在發(fā)展中國家，新生兒破傷風死亡率可高達可高達90%。螺旋狀的細菌稱為螺旋菌。螺旋狀的細菌稱為螺旋菌。根據其彎曲情況分為：根據其彎曲情況分為

14、：弧菌（弧菌（vibrio)vibrio)：螺旋不滿一圈，菌體呈弧形或逗號形螺旋不滿一圈，菌體呈弧形或逗號形 例：霍亂弧菌、逗號弧菌例：霍亂弧菌、逗號弧菌螺旋菌螺旋菌(spirillum)(spirillum)：螺旋滿螺旋滿2 26 6環(huán)，螺旋狀環(huán)，螺旋狀 例：干酪螺菌例：干酪螺菌 螺旋體螺旋體(spirochaeta)(spirochaeta)：旋轉周數在旋轉周數在6 6環(huán)以上，菌體柔軟。環(huán)以上，菌體柔軟。 例：梅毒密螺旋體例：梅毒密螺旋體弧菌弧菌 螺菌螺菌 螺旋體菌螺旋體菌 細菌螺旋菌（細菌螺旋菌（spirilla）形態(tài)）形態(tài)梅毒密螺旋體梅毒密螺旋體 霍亂弧菌霍亂弧菌迂回螺菌迂回螺菌另外環(huán)

15、境條件變化另外環(huán)境條件變化： 如培養(yǎng)時間過長，細胞衰老、營養(yǎng)缺乏、代謝物如培養(yǎng)時間過長，細胞衰老、營養(yǎng)缺乏、代謝物 積累等物理化學因子刺激，阻礙細胞正常發(fā)育等積累等物理化學因子刺激，阻礙細胞正常發(fā)育等 可造成可造成細胞異常形態(tài)細胞異常形態(tài)產生。若將它們轉移到新鮮培養(yǎng)基中產生。若將它們轉移到新鮮培養(yǎng)基中或適宜的培養(yǎng)條件下又可恢復原來的形態(tài)?；蜻m宜的培養(yǎng)條件下又可恢復原來的形態(tài)。除了以上講的球菌、桿菌、螺旋菌三種一般形態(tài)外，還有許多具其他形態(tài)的細菌。結核桿菌的正常形態(tài)結核桿菌的正常形態(tài)結核桿菌的異常形態(tài)結核桿菌的異常形態(tài)環(huán)境條件的變化：環(huán)境條件的變化：物理、化學因子的刺激物理、化學因子的刺激培養(yǎng)時

16、間過長培養(yǎng)時間過長阻礙細胞正常發(fā)育阻礙細胞正常發(fā)育細胞衰老細胞衰老營養(yǎng)缺乏營養(yǎng)缺乏自身代謝產物積累過多自身代謝產物積累過多異常形態(tài)異常形態(tài)正常形態(tài)正常形態(tài)環(huán)境條件恢復正常環(huán)境條件恢復正常柄細菌、腎形菌、臂微菌、網格硫細菌、貝柄細菌、腎形菌、臂微菌、網格硫細菌、貝日阿托氏菌日阿托氏菌(絲狀絲狀)、具有子實體的粘細菌、具有子實體的粘細菌、三角形、方形等是特殊形態(tài)的細菌。三角形、方形等是特殊形態(tài)的細菌。一般細菌的大小范圍：一般細菌的大小范圍：0.5 1 m mm （直徑）（直徑）0.2 1 m mm （寬）（寬） 1 5 m mm（長）（長）0.3 1 m mm （寬）（寬） 1 50 m mm（長

17、）（長） (長度是菌體兩端點之間的距離，而非實際長度長度是菌體兩端點之間的距離，而非實際長度)( (二二) ) 細菌大小細菌大小1.1.范圍范圍度量單位：微米度量單位：微米(m)(m)球菌：直徑球菌：直徑 桿菌：寬桿菌：寬長長 螺菌：寬、長、螺距螺菌：寬、長、螺距 菌名菌名 直徑或寬直徑或寬長長/ / （ m m m m ）乳鏈球菌乳鏈球菌金黃色葡萄球菌金黃色葡萄球菌大腸桿菌大腸桿菌枯草芽孢桿菌枯草芽孢桿菌霍亂弧菌霍亂弧菌 0.5 0.5 - - 1 1 0.8 - 1 0.8 - 1 0.5 0.5 (1 - 3) (1 - 3)(0.8 - 1.2)(0.8 - 1.2)( 1.2 - 3

18、)( 1.2 - 3)(0.2 - 0.6)(0.2 - 0.6)(1 - 3)(1 - 3)如：如：E.ColiE.Coli長長2 2 m，寬，寬0.5 m ，1997年在納米比亞海岸沉積物中發(fā)現的硫細年在納米比亞海岸沉積物中發(fā)現的硫細菌（菌（Thiomargarita namibiensis）0.10.3mm，但有些可，但有些可達達0.75mm。肉眼可見。肉眼可見。 ，1998年芬蘭學者年芬蘭學者E.O.Kajander發(fā)現引起尿結發(fā)現引起尿結石的納米細菌（石的納米細菌（nanobacteria），直徑僅），直徑僅50nm，為，為E.Coli的的1/10，與病毒大小類似。分裂緩慢，三天才分

19、裂一次，與病毒大小類似。分裂緩慢，三天才分裂一次，是目前所知最小的具有細胞壁的細菌。是目前所知最小的具有細胞壁的細菌。 . 1500個相當一粒芝麻長個相當一粒芝麻長 費氏刺尾魚菌費氏刺尾魚菌(0.08 mm x 0.6 mm即即80 m x600 m )(Epulopiscium fishelsoni)1985年發(fā)現）年發(fā)現） 顯微鏡測微尺顯微鏡測微尺顯微照相后根據放大倍數進行測算顯微照相后根據放大倍數進行測算目鏡測微尺：測定目鏡測微尺：測定鏡臺測微尺：標定鏡臺測微尺：標定目鏡測微尺目鏡測微尺2. 2. 測量方法測量方法（三）細菌形態(tài)的觀察（三）細菌形態(tài)的觀察 1 1、觀察工具、觀察工具普通光

20、學顯微鏡普通光學顯微鏡暗視野顯微鏡暗視野顯微鏡相差顯微鏡相差顯微鏡熒光顯微鏡熒光顯微鏡電子顯微鏡電子顯微鏡 普通顯微鏡結構示意圖普通顯微鏡結構示意圖光學顯微鏡制樣光學顯微鏡制樣活體觀察活體觀察染色染色壓滴法壓滴法懸滴法懸滴法菌絲埋片法菌絲埋片法活菌活菌死菌死菌美藍染色美藍染色簡單染色簡單染色鑒別染色鑒別染色革蘭氏染色、鞭毛染色、芽孢染色與抗酸性染色等革蘭氏染色、鞭毛染色、芽孢染色與抗酸性染色等2.顯微樣品制備之顯微樣品制備之 光學顯微鏡制樣光學顯微鏡制樣負染色負染色正染色正染色莢膜染色莢膜染色 染色前需要對染色前需要對樣品固定樣品固定，目的：殺死細菌使，目的：殺死細菌使菌體黏附在玻片上；還可增加對染料的親和菌體黏附在玻片上；還可增加對染料的親和力。力。 常用：常用：酒精燈火焰加熱酒精燈火焰加熱和和化學固定化學固定兩種方法兩種方法 光學顯微樣品制備染色觀察光學顯微樣品制備染色觀察堿性染料（堿性染料（basic dye）帶正電染料。其陽離子帶正電染料。其陽離子部分為發(fā)色基團，可與細胞中帶負電的組分結合。部分為發(fā)色基團，可與細胞中帶負電的組分結合。如結晶紫、如結晶紫、 番紅、美蘭、孔雀綠、堿性復紅等。番紅、美蘭、孔雀綠、堿性復紅