第一章原核微生物形態(tài)及結(jié)構(gòu)

1、第一章第一章 原核微生物的原核微生物的 形態(tài)和構(gòu)造形態(tài)和構(gòu)造 n原核微生物指的是一類細(xì)胞核無核膜包裹，原核微生物指的是一類細(xì)胞核無核膜包裹，細(xì)胞內(nèi)只存在被稱作是擬核的裸露細(xì)胞內(nèi)只存在被稱作是擬核的裸露DNA的原的原始單細(xì)胞生物。始單細(xì)胞生物。n主要介紹細(xì)菌、放線菌、藍(lán)細(xì)菌、支原體及主要介紹細(xì)菌、放線菌、藍(lán)細(xì)菌、支原體及衣原體等。衣原體等。第一節(jié)第一節(jié) 細(xì)菌細(xì)菌 一一 細(xì)菌定義細(xì)菌定義二二 細(xì)菌的應(yīng)用細(xì)菌的應(yīng)用三三 細(xì)菌的形態(tài)及大小細(xì)菌的形態(tài)及大小四四 細(xì)菌的細(xì)胞結(jié)構(gòu)細(xì)菌的細(xì)胞結(jié)構(gòu)五五 細(xì)菌的繁殖細(xì)菌的繁殖六六 細(xì)菌的群體形態(tài)細(xì)菌的群體形態(tài)一一 細(xì)菌的定義細(xì)菌的定義n定義：細(xì)菌（定義：細(xì)菌（ba

2、cteriabacteria）細(xì)而短，結(jié)細(xì)而短，結(jié)構(gòu)簡單，細(xì)胞壁堅韌，以二分分裂方式繁構(gòu)簡單，細(xì)胞壁堅韌，以二分分裂方式繁殖，水生性較強的一類原核微生物。殖，水生性較強的一類原核微生物。生存環(huán)境：溫暖潮濕、富含有機物的地方，生存環(huán)境：溫暖潮濕、富含有機物的地方，都有大量細(xì)菌活動。有特殊的臭味或酸敗都有大量細(xì)菌活動。有特殊的臭味或酸敗味，發(fā)粘、發(fā)滑。味，發(fā)粘、發(fā)滑。二二 細(xì)菌的應(yīng)用細(xì)菌的應(yīng)用n工業(yè)上工業(yè)上生產(chǎn)各種氨基酸、核苷酸、酶生產(chǎn)各種氨基酸、核苷酸、酶制劑、有機酸和抗生素等。制劑、有機酸和抗生素等。n農(nóng)業(yè)上農(nóng)業(yè)上生產(chǎn)殺蟲劑、細(xì)菌肥料，沼氣生產(chǎn)殺蟲劑、細(xì)菌肥料，沼氣發(fā)酵等。發(fā)酵等。n醫(yī)藥上醫(yī)藥

3、上菌苗、類毒素、代血漿等。菌苗、類毒素、代血漿等。n環(huán)保方面環(huán)保方面處理污廢水及土壤修復(fù)處理污廢水及土壤修復(fù)三三 細(xì)菌的形態(tài)及大小細(xì)菌的形態(tài)及大小1 球菌（球菌（Coccus） 菌體呈球形或近似球形菌體呈球形或近似球形, ,以典型的二分裂殖方以典型的二分裂殖方式繁殖式繁殖, ,分裂后產(chǎn)生的新細(xì)胞常保持一定的空分裂后產(chǎn)生的新細(xì)胞常保持一定的空間排列方式。間排列方式。 根據(jù)細(xì)胞分裂的方式及分裂后的各子代細(xì)胞的根據(jù)細(xì)胞分裂的方式及分裂后的各子代細(xì)胞的空間排列狀態(tài)不同空間排列狀態(tài)不同, ,可將球菌分為以下幾種可將球菌分為以下幾種: : 單球菌、雙球菌、鏈球菌、四鏈球菌、單球菌、雙球菌、鏈球菌、四鏈球菌

4、、 八疊球菌、葡萄球菌等。八疊球菌、葡萄球菌等。 一）形態(tài)一）形態(tài)單球菌：細(xì)胞分裂沿一個平單球菌：細(xì)胞分裂沿一個平面進(jìn)行，新個體單獨分散存面進(jìn)行，新個體單獨分散存在。如：尿素小球菌在。如：尿素小球菌雙球菌：分裂沿一個平面雙球菌：分裂沿一個平面進(jìn)行，新個體成對存在。如：進(jìn)行，新個體成對存在。如：肺炎雙球菌肺炎雙球菌(Diplococcus Pneumoniae)鏈球菌：沿一個面分裂，鏈球菌：沿一個面分裂，新個體不分開呈鏈狀存在。新個體不分開呈鏈狀存在。如 ： 乳 酸 鏈 球 菌如 ： 乳 酸 鏈 球 菌（Streptococcus Lactics）四鏈球菌：沿兩個垂直面四鏈球菌：沿兩個垂直面分裂

5、，四個新個體特征性分裂，四個新個體特征性的連在一起，呈的連在一起，呈“田田”字字形。如：四鏈小球菌形。如：四鏈小球菌（Micrococcus Tetragenus）八疊球菌：沿三個互八疊球菌：沿三個互相垂直的面分裂，八個相垂直的面分裂，八個新個體特征性的連在一新個體特征性的連在一起呈一立方體。如：藤起呈一立方體。如：藤黃八疊球菌（黃八疊球菌（Sarcina Lutea）葡萄球菌：無定向葡萄球菌：無定向分裂，多個新個體不分裂，多個新個體不規(guī)則的聚集在一起，規(guī)則的聚集在一起，形似葡萄串。形似葡萄串。如：金黃色葡萄球如：金黃色葡萄球菌（菌（Straphylococcus Aureus） 長桿菌短桿菌

6、2 桿菌：（桿菌：（Bacillus）分為長桿菌（）分為長桿菌（1.0-1.54-8m）、短桿菌）、短桿菌(0.6-0.70.9-0.9-1.01.0m) 形狀：平直、稍彎曲、具原始分支，兩端平齊、半形狀：平直、稍彎曲、具原始分支，兩端平齊、半 圓等圓等排列方式：散在、鏈狀、八字形等排列方式：散在、鏈狀、八字形等常見的桿菌舉例：常見的桿菌舉例：枯草芽孢桿菌枯草芽孢桿菌(Bacillus Subtilis ) 分解長的淀粉鏈分解長的淀粉鏈,產(chǎn)生大量的各種酶。產(chǎn)生大量的各種酶。北京棒桿菌北京棒桿菌(Corebacterium Pecinensis ) 生產(chǎn)谷氨生產(chǎn)谷氨酸。酸。蘇云金芽孢桿菌蘇云金芽

7、孢桿菌 (Bacillus Thuringiensis ) 殺玉米殺玉米蟲、棉鈴蟲等鱗翅目昆蟲。蟲、棉鈴蟲等鱗翅目昆蟲。雙歧桿菌（雙歧桿菌（Bifidobacterium） ：胃腸道正常菌群：胃腸道正常菌群 3 螺旋菌（螺旋菌（Spirilla) 弧菌弧菌(Vibrio)（螺旋不滿一環(huán)）（螺旋不滿一環(huán)） 偏端生鞭毛或眾生偏端生鞭毛或眾生鞭毛鞭毛 如如 霍亂弧菌。霍亂弧菌。 螺旋菌螺旋菌(Spirillum)（2-6環(huán)，小型、堅硬的）環(huán)，小型、堅硬的） 兩端兩端都有鞭毛都有鞭毛 如如 減少螺菌。減少螺菌。 螺旋體螺旋體(Spirochaeta)（超過（超過6環(huán)，柔軟）環(huán)，柔軟） 如如 奮森氏奮森

8、氏螺旋體。螺旋體。 Vibrio cholerae弧弧 菌菌 細(xì)菌的形態(tài)觀察細(xì)菌的形態(tài)觀察： 用染色法來實現(xiàn)觀察，分為活體染色和死菌染色用染色法來實現(xiàn)觀察，分為活體染色和死菌染色 常見的染色方法有革蘭氏染色和芽孢染色等常見的染色方法有革蘭氏染色和芽孢染色等活活菌菌染染色色簡單染色法抗酸染色革蘭氏染色復(fù)雜染色法普通染色芽孢染色法莢膜染色法細(xì)胞壁染色法特殊染色正染色負(fù)染色死菌染色細(xì)菌染色 二） 細(xì)菌的大小 1 1 長度單位：微米長度單位：微米(m)(m) 2 2 表示方法：球菌：直徑表示方法：球菌：直徑 桿菌：寬桿菌：寬長長 螺菌：寬、長、螺距螺菌：寬、長、螺距通常通常球菌直徑：球菌直徑：0.2-

9、0.2-1.51.5 mm， 桿菌桿菌: :長長1-5m, 1-5m, 寬寬0.5-1m0.5-1m。例如：例如：E.coliE.coli：平均長度：平均長度-2m -2m ； 寬寬-0.5m-0.5m 1500 1500個大腸桿菌頭尾相接等于個大腸桿菌頭尾相接等于3 3mm;mm; 10 109 9個大腸桿菌重個大腸桿菌重1mg.1mg. 菌名菌名 直徑或?qū)捴睆交驅(qū)掗L長/ （ mm mm ）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 0.8 1 1 0.5 0.5 (1 (1 3)3)(0.8 (0.8

10、 1.2) 1.2) ( 1.21.23 3)(0.2 (0.2 0.6) 0.6) (1 (1 3 3) )四四 細(xì)胞結(jié)構(gòu)細(xì)胞結(jié)構(gòu) n基本結(jié)構(gòu)：細(xì)胞壁、細(xì)胞質(zhì)膜、基本結(jié)構(gòu)：細(xì)胞壁、細(xì)胞質(zhì)膜、 細(xì)胞質(zhì)、細(xì)胞質(zhì)、核質(zhì)體核質(zhì)體等等n附屬結(jié)構(gòu)：莢膜、鞭毛、芽孢等附屬結(jié)構(gòu)：莢膜、鞭毛、芽孢等(一一)基本結(jié)構(gòu)基本結(jié)構(gòu)1 細(xì)胞壁細(xì)胞壁n細(xì)胞壁（細(xì)胞壁（cell wall）：存在于細(xì)菌細(xì)胞結(jié)）：存在于細(xì)菌細(xì)胞結(jié)構(gòu)最外層，厚實、堅韌，固定外形、保護構(gòu)最外層，厚實、堅韌，固定外形、保護細(xì)胞的結(jié)構(gòu)。細(xì)胞的結(jié)構(gòu)。細(xì)胞壁的功能：細(xì)胞壁的功能：A、固定外形、固定外形 B、保護細(xì)胞不受破壞、保護細(xì)胞不受破壞C、幫助細(xì)胞運

11、動、幫助細(xì)胞運動 D、參與細(xì)胞分裂、參與細(xì)胞分裂 E、分子篩作用、分子篩作用 F、抗原性、致病性、抗原性、致病性n革蘭氏陽性細(xì)菌細(xì)胞壁革蘭氏陽性細(xì)菌細(xì)胞壁1 1）革蘭氏陽性（）革蘭氏陽性（G G+ +）: :由肽聚糖和磷壁酸構(gòu)成由肽聚糖和磷壁酸構(gòu)成肽聚糖：肽聚糖：雙糖單位雙糖單位：N-N-乙酰葡萄糖胺（乙酰葡萄糖胺（G G）和）和N-N-乙酰胞壁酸（乙酰胞壁酸（M M）通過）通過-1-1、4 4糖苷鍵糖苷鍵連接而成連接而成短肽尾短肽尾：4 4個氨基酸構(gòu)成個氨基酸構(gòu)成, L-AlaD-GluL-, L-AlaD-GluL-LysD-AlaLysD-Ala肽橋肽橋：連接：連接D-AlaD-Ala與

12、與L-LysL-Lys，不同細(xì)菌的，不同細(xì)菌的肽橋組成不同肽橋組成不同, ,主要為多肽。主要為多肽。肽聚糖的結(jié)構(gòu)式肽聚糖的結(jié)構(gòu)式各種肽橋 磷壁酸磷壁酸 ：一種酸性多糖，主要成分為甘一種酸性多糖，主要成分為甘油磷酸和核糖醇磷酸。根據(jù)位置及功能可分油磷酸和核糖醇磷酸。根據(jù)位置及功能可分為：為：壁磷壁酸壁磷壁酸：與肽聚糖共價結(jié)合。：與肽聚糖共價結(jié)合。膜磷壁酸膜磷壁酸：由甘油磷酸鏈與細(xì)胞膜上的磷脂：由甘油磷酸鏈與細(xì)胞膜上的磷脂共價結(jié)合共價結(jié)合磷壁酸的功能：磷壁酸的功能：1）提高）提高M(jìn)g2+的濃度，維持酶的活性的濃度，維持酶的活性 。 2）與宿主的粘連；）與宿主的粘連；3）表面抗原）表面抗原 ； 4）

13、吸附受體）吸附受體磷壁酸有五種類型：甘油磷壁酸、葡糖酰甘油磷壁磷壁酸有五種類型：甘油磷壁酸、葡糖酰甘油磷壁酸、酸、 N-乙酰葡糖胺乙酰葡糖胺-磷酸磷酸-油磷酸重復(fù)單位油磷酸重復(fù)單位 1、5-聚核聚核糖醇磷酸糖醇磷酸革蘭氏陰性細(xì)菌細(xì)胞壁2 2）革蘭氏陰性（）革蘭氏陰性（G G- -）：細(xì)胞壁由肽聚糖、）：細(xì)胞壁由肽聚糖、 脂多糖及蛋白構(gòu)成脂多糖及蛋白構(gòu)成 肽聚糖肽聚糖（G G- -）：與）：與G G+ +的肽聚糖結(jié)構(gòu)基本的肽聚糖結(jié)構(gòu)基本相同，區(qū)別為短肽尾的第三個氨基酸為內(nèi)相同，區(qū)別為短肽尾的第三個氨基酸為內(nèi)消旋二氨基庚二酸消旋二氨基庚二酸(m-DAP)(m-DAP)；無肽橋，；無肽橋，m-m-D

14、AP-D-AlaDAP-D-Ala直接相連。直接相連。直接相連 脂多糖脂多糖（LPSLPS）：外層的類脂多糖類物質(zhì)，）：外層的類脂多糖類物質(zhì)， 由類脂由類脂A A、核心多糖和、核心多糖和O-O-特異側(cè)鏈三部分組成特異側(cè)鏈三部分組成脂多糖的功能：脂多糖的功能： 1）G-的致病物質(zhì)的致病物質(zhì)內(nèi)毒素的物質(zhì)基礎(chǔ)內(nèi)毒素的物質(zhì)基礎(chǔ) 2）導(dǎo)致周圍）導(dǎo)致周圍Mg2+、Ca2+的濃度上升的濃度上升 3）由于）由于LPS的變化，決定了的變化，決定了G-表面抗原表面抗原的多樣性的多樣性 G-的細(xì)胞壁鑲嵌的蛋白有的細(xì)胞壁鑲嵌的蛋白有：基質(zhì)蛋白基質(zhì)蛋白（Matrix protein Matrix protein ）（如

15、乳蛋白）使）（如乳蛋白）使外壁層有分子篩的作用外壁層有分子篩的作用外壁蛋白外壁蛋白（Outer membrane proteinOuter membrane protein）多亞基構(gòu)）多亞基構(gòu)成，成， 把較大的物質(zhì)運入細(xì)胞內(nèi)，把較大的物質(zhì)運入細(xì)胞內(nèi)， 如：如：VB12VB12、麥芽、麥芽寡糖、核酸降解物等物質(zhì)的運輸。寡糖、核酸降解物等物質(zhì)的運輸。 脂蛋白脂蛋白（LipoproteinLipoprotein）起到固定作用。）起到固定作用。細(xì)菌細(xì)胞壁組成的小結(jié)細(xì)菌細(xì)胞壁組成的小結(jié) G G G G- - 相對的簡單，肽聚糖含量高相對的簡單，肽聚糖含量高 相對復(fù)雜，肽聚糖含量低相對復(fù)雜，肽聚糖含量低交

16、聯(lián)程度高，有磷酸、磷壁酸交聯(lián)程度高，有磷酸、磷壁酸 交聯(lián)度低，無磷酸，含脂交聯(lián)度低，無磷酸，含脂N N乙酰氨基酸，乙酰氨基酸，D-D-氨基酸是細(xì)胞壁所特有的氨基酸是細(xì)胞壁所特有的溶菌酶可以破壞溶菌酶可以破壞 1 1、4 4糖苷鍵，青霉素可以破壞肽糖苷鍵，青霉素可以破壞肽鏈交聯(lián)鏈交聯(lián)革蘭氏染色機理革蘭氏染色機理染色步驟染色步驟：結(jié)果: 陽性菌陽性菌紫色紫色 陰性菌陰性菌紅色紅色結(jié)晶紫初染結(jié)晶紫初染碘液媒染碘液媒染乙醇脫色乙醇脫色番紅復(fù)染番紅復(fù)染涂片固定涂片固定Figure 1 G+ 金黃色葡萄球菌金黃色葡萄球菌Staphylococcus cells. Figure 2 G- 大腸桿菌大腸桿菌

17、E. coli cellsFigure3 3）革蘭氏染色的機理：初染、媒染使細(xì)胞）革蘭氏染色的機理：初染、媒染使細(xì)胞膜和原生質(zhì)染上不溶于水的結(jié)晶紫與碘的大膜和原生質(zhì)染上不溶于水的結(jié)晶紫與碘的大分子復(fù)合物，之后乙醇脫色。分子復(fù)合物，之后乙醇脫色。 G G+ + ：細(xì)胞壁厚，肽聚糖含量高，交聯(lián)度：細(xì)胞壁厚，肽聚糖含量高，交聯(lián)度高，用乙醇脫色會使網(wǎng)孔收縮，結(jié)晶紫留在高，用乙醇脫色會使網(wǎng)孔收縮，結(jié)晶紫留在細(xì)胞壁內(nèi)，細(xì)胞壁內(nèi)， 故呈現(xiàn)紫色。故呈現(xiàn)紫色。 G G - - ：網(wǎng)孔不易收縮，易溶于乙醇的類脂：網(wǎng)孔不易收縮，易溶于乙醇的類脂含量大，乙醇洗脫會使細(xì)胞壁溶出縫隙，復(fù)含量大，乙醇洗脫會使細(xì)胞壁溶出縫隙

18、，復(fù)合物流出細(xì)胞壁，番紅復(fù)染，染液進(jìn)入細(xì)胞合物流出細(xì)胞壁，番紅復(fù)染，染液進(jìn)入細(xì)胞，則呈現(xiàn)紅色。，則呈現(xiàn)紅色。4）古生菌的細(xì)胞壁組成）古生菌的細(xì)胞壁組成n假肽聚糖：假肽聚糖：N-乙酰葡糖胺和乙酰葡糖胺和N-乙酰塔羅糖胺糖醛乙酰塔羅糖胺糖醛酸通過酸通過-1,3-糖苷鍵連接而成。肽尾由糖苷鍵連接而成。肽尾由L-Glu、L-Ala、L-Lys組成，肽橋由組成，肽橋由L-Glu組成組成古菌的肽聚糖結(jié)構(gòu)古菌的肽聚糖結(jié)構(gòu)5）無細(xì)胞壁的細(xì)菌）無細(xì)胞壁的細(xì)菌:原生質(zhì)體原生質(zhì)體：G G+ +破壁后形成的部分破壁后形成的部分球狀體（原生質(zhì)球）球狀體（原生質(zhì)球）：G G- - 破壁后形成的，殘破壁后形成的，殘留部分的

19、細(xì)胞壁。留部分的細(xì)胞壁。L L型細(xì)菌型細(xì)菌：由于自發(fā)突變而形成的細(xì)胞壁：由于自發(fā)突變而形成的細(xì)胞壁缺損的細(xì)菌。缺損的細(xì)菌。特性：對滲透壓敏感，不能運動，對噬菌體特性：對滲透壓敏感，不能運動，對噬菌體不敏感，不能分裂。不敏感，不能分裂。支原體為一類無細(xì)胞壁的原核微生物支原體為一類無細(xì)胞壁的原核微生物2 2 細(xì)胞質(zhì)膜細(xì)胞質(zhì)膜（Cytoplasmic membraneCytoplasmic membrane）緊貼在緊貼在細(xì)胞壁內(nèi)側(cè)的一層由磷脂和蛋白質(zhì)組成的柔細(xì)胞壁內(nèi)側(cè)的一層由磷脂和蛋白質(zhì)組成的柔軟富有彈性的半透性膜。軟富有彈性的半透性膜。1 1）細(xì)胞質(zhì)膜的結(jié)構(gòu)：磷脂雙分子層鑲嵌各）細(xì)胞質(zhì)膜的結(jié)構(gòu)：磷

20、脂雙分子層鑲嵌各種蛋白構(gòu)成。種蛋白構(gòu)成。磷脂磷脂：甘油的：甘油的3 3個羥基被不同集團取代，形個羥基被不同集團取代，形成極性頭和非極性尾。成極性頭和非極性尾。蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)：若細(xì)胞膜的功能多，則蛋白質(zhì)含量高；若：若細(xì)胞膜的功能多，則蛋白質(zhì)含量高；若功能少，則含量也低。功能少，則含量也低。 細(xì)細(xì) 胞胞 膜膜 認(rèn)為：膜是由球形認(rèn)為：膜是由球形蛋白與磷脂按照二蛋白與磷脂按照二維排列方式構(gòu)成的維排列方式構(gòu)成的流體鑲嵌式，流動流體鑲嵌式，流動的脂類雙分子層構(gòu)的脂類雙分子層構(gòu)成了膜的連續(xù)體，成了膜的連續(xù)體，而蛋白質(zhì)象孤島一而蛋白質(zhì)象孤島一樣無規(guī)則地漂流在樣無規(guī)則地漂流在磷脂類的海洋當(dāng)中。磷脂類的海洋當(dāng)中。2

21、 2）細(xì)胞質(zhì)膜的功能）細(xì)胞質(zhì)膜的功能n負(fù)責(zé)物質(zhì)的交換；負(fù)責(zé)物質(zhì)的交換； n維持細(xì)胞內(nèi)的正常滲透壓；維持細(xì)胞內(nèi)的正常滲透壓； n合成物質(zhì)的場所；合成物質(zhì)的場所； n產(chǎn)能基地；產(chǎn)能基地； n鞭毛基體的著生部位鞭毛基體的著生部位 3）古細(xì)菌的細(xì)胞質(zhì)膜）古細(xì)菌的細(xì)胞質(zhì)膜也是由磷脂組成，但它比真細(xì)菌的細(xì)胞質(zhì)膜具有也是由磷脂組成，但它比真細(xì)菌的細(xì)胞質(zhì)膜具有更明顯的多樣性更明顯的多樣性 親水頭與疏水尾是通過醚鍵而不是酯鍵連接的親水頭與疏水尾是通過醚鍵而不是酯鍵連接的 組成疏水尾的長鏈烴是異戊二烯的重復(fù)單位組成疏水尾的長鏈烴是異戊二烯的重復(fù)單位3 3 細(xì)胞質(zhì)（細(xì)胞質(zhì)（CytoplasmCytoplasm） 細(xì)

22、胞膜包裹的細(xì)胞膜包裹的透明、膠狀、顆粒狀物質(zhì)部分，透明、膠狀、顆粒狀物質(zhì)部分，主要由水構(gòu)成，主要由水構(gòu)成，RNARNA含量高，還含脂類物質(zhì)，含量高，還含脂類物質(zhì)，呈堿性。呈堿性。 基本上包含：核糖體、貯藏物、各種酶類、中間基本上包含：核糖體、貯藏物、各種酶類、中間代謝產(chǎn)物、無機鹽、載色體和質(zhì)粒等。代謝產(chǎn)物、無機鹽、載色體和質(zhì)粒等。1 1）核糖體：合成蛋白質(zhì)的場所。核酸）核糖體：合成蛋白質(zhì)的場所。核酸65% 65% 蛋白蛋白 35%35%n沉降系數(shù)：沉降系數(shù)：70S 70S （30S30S、50S50S兩個亞基）兩個亞基）n存在形式：分散存在，或是聚合成念珠狀存在形式：分散存在，或是聚合成念珠狀

23、（代謝快）（代謝快） 原核生物的核糖體與真核生物的核糖體原核生物的核糖體與真核生物的核糖體2 2）貯藏物）貯藏物n細(xì)菌在營養(yǎng)條件充足而不均衡時形成的顆細(xì)菌在營養(yǎng)條件充足而不均衡時形成的顆粒，以貯藏一定的營養(yǎng)。在營養(yǎng)匱乏時可粒，以貯藏一定的營養(yǎng)。在營養(yǎng)匱乏時可以重新利用。以重新利用。 聚聚- - -羥基丁酸（羥基丁酸（poly-poly-hydroxybutirate-hydroxybutirate，PHBPHB）：）： 聚聚羥基丁酸（羥基丁酸（PHBPHB）顆粒是）顆粒是許多細(xì)菌細(xì)胞質(zhì)內(nèi)常含有的碳源類儲許多細(xì)菌細(xì)胞質(zhì)內(nèi)常含有的碳源類儲藏物藏物.PHB.PHB不溶于水不溶于水, ,易被脂溶性染料

24、易被脂溶性染料( (如蘇丹黑如蘇丹黑) )著色?，F(xiàn)表示為著色。現(xiàn)表示為PHAs(PHAs(聚聚- -羥基鏈烷酸羥基鏈烷酸) )功能功能: :貯存碳源、能源和降低滲透壓。貯存碳源、能源和降低滲透壓。許多好氧菌和光合厭氧菌都含有聚許多好氧菌和光合厭氧菌都含有聚羥丁酸顆粒。羥丁酸顆粒。上節(jié)課要點回顧上節(jié)課要點回顧細(xì)菌的形態(tài)細(xì)菌的形態(tài)細(xì)胞壁：細(xì)胞壁：G+、G-的組成；的組成； 革蘭氏染色機理；革蘭氏染色機理； 無細(xì)胞壁的細(xì)胞無細(xì)胞壁的細(xì)胞細(xì)胞膜：組成；細(xì)胞膜：組成；細(xì)胞質(zhì)：性質(zhì)；細(xì)胞質(zhì)：性質(zhì)； 核糖體、核糖體、PHB 異染粒（異染粒（metachromatic granulemetachromatic

25、 granule）主要成分為多聚偏磷酸鹽，含有主要成分為多聚偏磷酸鹽，含有RNARNA、蛋、蛋白、脂類、白、脂類、Mg2+等等貯藏磷元素和能量，并降低滲透壓的作用貯藏磷元素和能量，并降低滲透壓的作用甲苯胺蘭（甲烯蘭）染色呈紫色甲苯胺蘭（甲烯蘭）染色呈紫色ppppppp+ ATP+ ADP( ) n+ATP( )+ ADPn+1多聚偏磷酸鹽：多聚偏磷酸鹽：3 3） 羧酶體（羧酶體（Carboxysome）多角形內(nèi)含物）多角形內(nèi)含物內(nèi)含內(nèi)含1、5-二磷酸核酮糖羧化酶二磷酸核酮糖羧化酶存在于自養(yǎng)微生物細(xì)胞內(nèi)，與二氧化碳固定有關(guān)存在于自養(yǎng)微生物細(xì)胞內(nèi)，與二氧化碳固定有關(guān) 4 4）磁小體磁小體(magn

26、etosome)：存在于趨磁細(xì)菌中：存在于趨磁細(xì)菌中, 主要成分主要成分Fe3O4,外有磷脂、蛋白質(zhì)等包裹外有磷脂、蛋白質(zhì)等包裹,具有導(dǎo)具有導(dǎo)向功能向功能,即借鞭毛引導(dǎo)細(xì)菌游向最有利的泥、水界即借鞭毛引導(dǎo)細(xì)菌游向最有利的泥、水界面微氧環(huán)境處生活。趨磁細(xì)菌可以應(yīng)用到磁性定面微氧環(huán)境處生活。趨磁細(xì)菌可以應(yīng)用到磁性定向藥物和抗體向藥物和抗體,以及制造生物傳感器等以及制造生物傳感器等. 5 5） 氣泡（氣泡（gas valuolesgas valuoles）: :存在于光合營養(yǎng)型無存在于光合營養(yǎng)型無鞭毛運動的水生細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)充滿氣體的小泡囊，由鞭毛運動的水生細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)充滿氣體的小泡囊，由僅僅2 2納米厚

27、的蛋白質(zhì)膜包圍。具有調(diào)節(jié)細(xì)胞比重以使納米厚的蛋白質(zhì)膜包圍。具有調(diào)節(jié)細(xì)胞比重以使其漂浮在合適水層中的作用。其漂浮在合適水層中的作用。另外還有肝糖粒、淀粉粒、硫粒等另外還有肝糖粒、淀粉粒、硫粒等4 4 核質(zhì)體（核質(zhì)體（nuclear bodynuclear body）原核生物的核無核膜包被，原核生物的核無核膜包被，因此不應(yīng)稱為細(xì)胞因此不應(yīng)稱為細(xì)胞核，核，被稱為核質(zhì)體或稱為核心，擬核等。被稱為核質(zhì)體或稱為核心，擬核等。環(huán)狀雙鏈環(huán)狀雙鏈DNADNA分子。分子。負(fù)載遺傳信息負(fù)載遺傳信息細(xì)菌染色體細(xì)菌染色體DNA 質(zhì)粒質(zhì)粒( (Plasmid) )：存在于細(xì)胞染色體外或附：存在于細(xì)胞染色體外或附加于染色體

28、上的遺傳物質(zhì)，絕大多數(shù)為共價加于染色體上的遺傳物質(zhì)，絕大多數(shù)為共價閉合環(huán)狀雙螺旋閉合環(huán)狀雙螺旋DNADNA分子分子（CCCDNA-CCCDNA-covalently closed circle DNA ）n特點：能進(jìn)行獨立復(fù)制，穩(wěn)定遺傳。不同質(zhì)粒特點：能進(jìn)行獨立復(fù)制，穩(wěn)定遺傳。不同質(zhì)粒的基因可以發(fā)生重組，可通過轉(zhuǎn)化、轉(zhuǎn)導(dǎo)、接的基因可以發(fā)生重組，可通過轉(zhuǎn)化、轉(zhuǎn)導(dǎo)、接合作用單獨轉(zhuǎn)移，也可攜帶染色體片段轉(zhuǎn)移。合作用單獨轉(zhuǎn)移，也可攜帶染色體片段轉(zhuǎn)移。主要包含主要包含F(xiàn)因子、因子、R因子、因子、col因子等。因子等。F因子致育性示意圖因子致育性示意圖（二）附屬結(jié)構(gòu)（二）附屬結(jié)構(gòu)1 1 鞭毛（鞭毛（Fla

29、gellumFlagellum）：）： 存在于細(xì)菌表面的存在于細(xì)菌表面的長絲狀長絲狀 、波曲的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)、波曲的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)。長約長約15-20m,15-20m,直徑直徑0.01-0.02 m0.01-0.02 m。1 1）作用：運動的功能，趨向營養(yǎng)，逃避）作用：運動的功能，趨向營養(yǎng)，逃避有害物質(zhì)。有害物質(zhì)。大部分桿菌、弧菌及少數(shù)球菌有鞭毛。大部分桿菌、弧菌及少數(shù)球菌有鞭毛。2 2）化學(xué)組成：主要成分為蛋白，）化學(xué)組成：主要成分為蛋白，少量的脂、少量的脂、糖等糖等鞭毛形態(tài)鞭毛形態(tài)3)著生部位：單端鞭毛（桿菌）、兩端生鞭毛（螺菌）、周身鞭毛（普通變形桿菌）、側(cè)生鞭毛周生鞭毛周生鞭毛4 4）鞭毛的結(jié)

30、構(gòu)：）鞭毛的結(jié)構(gòu)：絲狀物絲狀物(filament)(3(filament)(3股鞭毛蛋白鏈扭曲而股鞭毛蛋白鏈扭曲而成成) )；鉤形鞘鉤形鞘（hookhook）相對于細(xì)胞壁來運動從而）相對于細(xì)胞壁來運動從而帶動鞭毛運動；帶動鞭毛運動；基體基體（basal bodybasal body）L L環(huán)（連接環(huán)（連接LPSLPS） P P環(huán)（連接肽聚糖部位）環(huán)（連接肽聚糖部位） S S環(huán)（連接細(xì)胞膜環(huán)（連接細(xì)胞膜表面）表面） M M環(huán)（在細(xì)胞膜內(nèi)）；環(huán)（在細(xì)胞膜內(nèi)）；其中其中L L、P P環(huán)為環(huán)為G- -所特有所特有5 5）鞭毛的運動方式）鞭毛的運動方式 19741974年，美國學(xué)者年，美國學(xué)者M(jìn). M.

31、 SilvermanSilverman和和M. SimonM. Simon設(shè)計了設(shè)計了一個巧妙的一個巧妙的“拴菌拴菌”試驗試驗，即設(shè)法把即設(shè)法把單毛菌鞭毛單毛菌鞭毛的游離的游離端用相應(yīng)抗體牢固的端用相應(yīng)抗體牢固的“拴拴”在載玻片上，然后在光鏡下在載玻片上，然后在光鏡下觀察該細(xì)胞的行為，結(jié)果發(fā)觀察該細(xì)胞的行為，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，該菌只能在載玻片不斷現(xiàn)，該菌只能在載玻片不斷打轉(zhuǎn)而未作伸縮打轉(zhuǎn)而未作伸縮“揮動揮動”，因而肯定了因而肯定了“旋轉(zhuǎn)輪旋轉(zhuǎn)輪”的正的正確性。確性。2 2 菌毛（菌毛（illusillus）n存在于細(xì)菌表面，相對于鞭毛短、細(xì)、多存在于細(xì)菌表面，相對于鞭毛短、細(xì)、多的結(jié)構(gòu)，直徑的結(jié)構(gòu)，直

32、徑3-10nm3-10nm，長度，長度0.220m0.220m，在同一細(xì)胞上菌毛的長度不一。在同一細(xì)胞上菌毛的長度不一。n數(shù)量：數(shù)量：250-300根根/個菌，如腸道細(xì)菌，假單孢菌個菌，如腸道細(xì)菌，假單孢菌。n功能：功能：n1 1）性菌毛：）性菌毛：F F因子、因子、R R因子的轉(zhuǎn)移通道因子的轉(zhuǎn)移通道n2 2）附著點（）附著點（M M1313） n3 3）吸附在腸道上（末端為球狀）吸附在腸道上（末端為球狀）普通菌毛普通菌毛性菌毛性菌毛3 3 糖被（糖被（Glycocalyx）：）：細(xì)胞外厚度不定的膠細(xì)胞外厚度不定的膠狀物質(zhì)，根據(jù)厚度等特征可以分為（大）莢狀物質(zhì)，根據(jù)厚度等特征可以分為（大）莢膜

33、、微莢膜、粘液層及菌膠團等膜、微莢膜、粘液層及菌膠團等。1 1）主要成分：多糖，）主要成分：多糖，少數(shù)有多肽或蛋白少數(shù)有多肽或蛋白2 2） 分類分類 大莢膜（厚度大莢膜（厚度0.2m0.2m） 微莢膜微莢膜 ( (厚度厚度0.2m) 0.2m) 粘液層：細(xì)胞表面邊緣不清楚的結(jié)構(gòu)，沒有明粘液層：細(xì)胞表面邊緣不清楚的結(jié)構(gòu)，沒有明顯邊緣，疏松、擴散以增加培養(yǎng)基黏度。顯邊緣，疏松、擴散以增加培養(yǎng)基黏度。 菌膠團（多個菌產(chǎn)生的膠狀物質(zhì)連在一起）菌膠團（多個菌產(chǎn)生的膠狀物質(zhì)連在一起）菌膠團的形態(tài)菌膠團的形態(tài) 3 3）特征：產(chǎn)糖被的細(xì)菌在固體瓊脂糖培養(yǎng)）特征：產(chǎn)糖被的細(xì)菌在固體瓊脂糖培養(yǎng)基上形成光滑型（基上

34、形成光滑型（S S型）菌落。型）菌落。 4 4）糖被的功能：）糖被的功能： 保護細(xì)胞，防干燥，防吞噬細(xì)胞吞噬；保護細(xì)胞，防干燥，防吞噬細(xì)胞吞噬； 貯藏養(yǎng)料；貯藏養(yǎng)料； 有助于細(xì)胞附著在物體表面。有助于細(xì)胞附著在物體表面。n5 5）應(yīng)用：用于菌種鑒定；制備化學(xué)試劑及）應(yīng)用：用于菌種鑒定；制備化學(xué)試劑及“代代血漿血漿”等藥物；生產(chǎn)黃原膠等工業(yè)原料；用于污等藥物；生產(chǎn)黃原膠等工業(yè)原料；用于污水處理水處理熒光顯微鏡下的莢膜熒光顯微鏡下的莢膜莢膜復(fù)染的圖片莢膜復(fù)染的圖片4 4 芽孢（芽孢（Endaspore）：）：細(xì)菌在環(huán)境條件不良細(xì)菌在環(huán)境條件不良時形成的抗逆性休眠體（包括抗熱、抗輻時形成的抗逆性休眠

35、體（包括抗熱、抗輻射、抗藥物、抗靜水壓等）。射、抗藥物、抗靜水壓等）。 1）芽孢的結(jié)構(gòu)：）芽孢的結(jié)構(gòu)： 孢外壁：脂蛋白；孢外壁：脂蛋白； 芽孢衣：芽孢衣：疏水性角蛋白疏水性角蛋白（抗酶解、抗藥物、抗酶解、抗藥物、多價陽離子不易通過多價陽離子不易通過）, ,對水及無機鹽的通透性對水及無機鹽的通透性差；差； 皮層：肽聚糖及大量的皮層：肽聚糖及大量的DPA-CaDPA-Ca（吡啶二羧（吡啶二羧酸鈣鹽），其為抗熱性的物質(zhì)基礎(chǔ)；酸鈣鹽），其為抗熱性的物質(zhì)基礎(chǔ)； 核心（包括芽孢壁、芽孢質(zhì)膜、芽孢質(zhì)及核心（包括芽孢壁、芽孢質(zhì)膜、芽孢質(zhì)及核區(qū)等）。核區(qū)等）。芽孢結(jié)構(gòu)組成芽孢結(jié)構(gòu)組成芽孢著生位置芽孢著生位置2

36、2）芽孢的抗熱機理：）芽孢的抗熱機理： 皮層的離子強度高，致使?jié)B透壓較高皮層的離子強度高，致使?jié)B透壓較高, ,會奪取核心部分的水分，芽孢衣對多價陽離會奪取核心部分的水分，芽孢衣對多價陽離子、水分的滲透性差子、水分的滲透性差, ,從而皮層充分膨脹，從而皮層充分膨脹，而核心呈失水狀態(tài)。水的比熱容較高，可以而核心呈失水狀態(tài)。水的比熱容較高，可以很好的保護核心。所以，產(chǎn)生極高的耐熱性。很好的保護核心。所以，產(chǎn)生極高的耐熱性。芽孢桿菌染色（無色處為芽孢）芽孢桿菌染色（無色處為芽孢）芽孢染色，綠色的芽孢，紅色芽孢染色，綠色的芽孢，紅色的為營養(yǎng)體的為營養(yǎng)體軸絲形成軸絲形成 形成前芽孢形成前芽孢 前芽孢隔膜形

37、成前芽孢隔膜形成 前芽孢發(fā)育成熟前芽孢發(fā)育成熟芽孢形成芽孢形成 芽孢囊芽孢囊裂解裂解 芽孢的形成過程芽孢的形成過程3）芽孢的萌發(fā)：由休眠狀態(tài)的芽孢變成營養(yǎng)狀）芽孢的萌發(fā)：由休眠狀態(tài)的芽孢變成營養(yǎng)狀態(tài)細(xì)菌的過程，包括活化、出芽和生長三個態(tài)細(xì)菌的過程，包括活化、出芽和生長三個階段?；罨捎啥唐跓崽幚砘蚴堑碗A段?；罨捎啥唐跓崽幚砘蚴堑蚿H、強氧、強氧化劑的處理而引起。活化后必須立即接種于化劑的處理而引起?；罨蟊仨毩⒓唇臃N于合適的培養(yǎng)基中。合適的培養(yǎng)基中。芽孢是一種休眠體，而非生殖體芽孢是一種休眠體，而非生殖體4 4）伴孢晶體伴孢晶體（Parasporal crystal）：在形成）：在形成芽孢時

38、周圍形成菱形或雙錐形的堿性晶體芽孢時周圍形成菱形或雙錐形的堿性晶體（內(nèi)毒素）殺害昆蟲內(nèi)毒素）殺害昆蟲 少數(shù)芽孢桿菌，如少數(shù)芽孢桿菌，如B.t（蘇云金芽孢桿菌）在（蘇云金芽孢桿菌）在形成芽孢的同時，會在芽孢旁形成一個菱形形成芽孢的同時，會在芽孢旁形成一個菱形或雙錐形的堿溶性蛋白晶體（即或雙錐形的堿溶性蛋白晶體（即內(nèi)毒素）內(nèi)毒素）稱為伴孢晶體。它的干重可達(dá)芽孢囊的約稱為伴孢晶體。它的干重可達(dá)芽孢囊的約30%，由，由18種氨基酸組成，大小約種氨基酸組成，大小約0.62.0m。伴胞晶體對。伴胞晶體對200多種昆蟲尤其是鱗多種昆蟲尤其是鱗翅目昆蟲的幼蟲有毒殺作用，因此可以用做翅目昆蟲的幼蟲有毒殺作用，因此可以用做生物農(nóng)藥。生物農(nóng)藥。五五 細(xì)菌的繁殖細(xì)菌的繁殖n裂殖（裂殖（fission)：一個