原核微生物細(xì)菌

關(guān)于原核微生物細(xì)菌第一頁，共八十頁，編輯于2023年，星期日這個世界是它們的，這個世界也是我們的。歸根結(jié)底，這個世界是它們的。因為連我們都是它們的。第二頁，共八十頁，編輯于2023年，星期日第一節(jié)細(xì)菌

細(xì)菌形態(tài)

細(xì)菌結(jié)構(gòu)

細(xì)菌繁殖

細(xì)菌培養(yǎng)特征

細(xì)菌電化學(xué)性質(zhì)及染色

水處理中常見菌屬第三頁，共八十頁，編輯于2023年，星期日

細(xì)菌(bacterium)

廣義——所有原核細(xì)胞型微生物:藍(lán)藻門/藍(lán)綠細(xì)菌

細(xì)菌門真細(xì)菌綱真細(xì)菌亞綱

放線菌亞綱

粘細(xì)菌綱

立克次氏體綱

螺旋體綱

支原體綱

狹義——專指其中的細(xì)菌第四頁，共八十頁，編輯于2023年，星期日細(xì)菌形態(tài)觀察細(xì)菌常用光鏡，以微米(μm)為單位。細(xì)菌的形態(tài)主要有球菌桿菌螺形菌第五頁，共八十頁，編輯于2023年，星期日球菌(coccus)腦膜炎奈瑟菌雙球菌肺炎鏈球菌第六頁，共八十頁，編輯于2023年，星期日鏈球菌球菌(coccus)第七頁，共八十頁，編輯于2023年，星期日球菌(coccus)葡萄球菌第八頁，共八十頁，編輯于2023年，星期日球菌(coccus)四聯(lián)球菌第九頁，共八十頁，編輯于2023年，星期日球菌(coccus)八疊球菌第十頁，共八十頁，編輯于2023年，星期日桿菌(bacillus)桿菌的大小不一炭疽芽胞桿菌3-10μm大中大腸埃希菌2-3μm小布魯菌0.6-1.5μm第十一頁，共八十頁，編輯于2023年，星期日桿菌的形態(tài)多樣桿菌(bacillus)炭疽芽胞桿菌白喉棒狀桿菌第十二頁，共八十頁，編輯于2023年，星期日桿菌(bacillus)桿菌的形態(tài)多樣分枝桿菌雙歧桿菌第十三頁，共八十頁，編輯于2023年，星期日螺形菌(spiralbacterium)弧菌螺菌絲狀菌第十四頁，共八十頁，編輯于2023年，星期日第十五頁，共八十頁，編輯于2023年，星期日細(xì)菌的結(jié)構(gòu)基本結(jié)構(gòu)細(xì)胞壁、細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)、核質(zhì)特殊結(jié)構(gòu)莢膜、鞭毛、菌毛、芽胞第十六頁，共八十頁，編輯于2023年，星期日

細(xì)胞壁cellwall

1.化學(xué)組分聚糖骨架

肽聚糖peptidoglycan

四肽側(cè)鏈

G+菌五肽交聯(lián)橋

磷壁酸t(yī)eichoicacid

膜/壁磷壁酸

肽聚糖peptidoglycan

1-2薄層

脂多糖lipopolysaccharide,LPS

G-

菌脂質(zhì)雙層：內(nèi)有OMP外膜脂蛋白

位于細(xì)菌細(xì)胞最外層，包繞在細(xì)胞膜周圍，無色透明、堅韌而富有彈性的膜狀結(jié)構(gòu)。厚度約12～30nm。第十七頁，共八十頁，編輯于2023年，星期日革蘭陽性菌肽聚糖（三維立體結(jié)構(gòu)）結(jié)構(gòu)板書青霉素作用點溶菌酶作用點N-乙酰葡糖胺N-乙酰胞壁酸第十八頁，共八十頁，編輯于2023年，星期日×××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××MMMMMMMMMMMMGGGGGGGGGGGGabcdabcdabcdabcdabcdabcdabcdabcdabcdabcdabcdabcdG+菌的肽聚糖結(jié)構(gòu)：G+菌——由聚糖骨架、四肽側(cè)鏈和五肽交聯(lián)橋三部分組成第十九頁，共八十頁，編輯于2023年，星期日

磷壁酸為革蘭陽性菌特有成分，是由核糖醇或甘油殘基經(jīng)磷酸二酯鍵互相連接而成的多聚物。分子結(jié)構(gòu)板書磷壁酸第二十頁，共八十頁，編輯于2023年，星期日革蘭陽性菌細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)第二十一頁，共八十頁，編輯于2023年，星期日G+菌的特殊組分:磷壁酸及一些表面蛋白膜磷壁酸壁磷壁酸肽聚糖細(xì)胞膜磷脂蛋白質(zhì)細(xì)胞壁第二十二頁，共八十頁，編輯于2023年，星期日第二十三頁，共八十頁，編輯于2023年，星期日革蘭陰性菌肽聚糖聚糖骨架

四肽側(cè)鏈2.革蘭陰性菌肽聚糖（二維平面結(jié)構(gòu)）第二十四頁，共八十頁，編輯于2023年，星期日G-菌肽聚糖結(jié)構(gòu)第二十五頁，共八十頁，編輯于2023年，星期日丙MGGGDAPMG丙丙丙谷谷DAPG-菌——由聚糖骨架、四肽側(cè)鏈兩部分組成。G-菌的肽聚糖結(jié)構(gòu)第二十六頁，共八十頁，編輯于2023年，星期日外膜位于肽聚糖外側(cè)外膜

脂蛋白連接肽聚糖與脂質(zhì)雙層脂質(zhì)雙層結(jié)構(gòu)類似細(xì)胞膜脂多糖即革蘭陰性菌內(nèi)毒素革蘭陰性菌細(xì)胞壁特殊組分——外膜第二十七頁，共八十頁，編輯于2023年，星期日外膜蛋白：與致病性和耐藥性有關(guān)。脂多糖：是革蘭陰性細(xì)菌重要致病物質(zhì)，稱內(nèi)毒素。脂多糖由脂質(zhì)A(lipidA)、核心多糖、特異多糖組成，其中脂質(zhì)A是內(nèi)毒素的主要毒性部分。核心多糖有屬特異性，特異多糖有種特異性，是革蘭陰性菌分類的物質(zhì)基礎(chǔ)。

第二十八頁，共八十頁，編輯于2023年，星期日脂質(zhì)雙層G-菌的特殊組分:外膜細(xì)胞膜肽聚糖微孔蛋白

脂多糖脂蛋白營養(yǎng)結(jié)合蛋白外膜第二十九頁，共八十頁，編輯于2023年，星期日脂質(zhì)雙層脂多糖(LPS):由脂質(zhì)A,核心多糖和特異性多糖組成脂質(zhì)A:內(nèi)毒素生物活性主要組分,無種屬特異性核心多糖:有屬特異性特異多糖:G-菌的菌體抗原(O抗原),

有種特異性第三十頁，共八十頁，編輯于2023年，星期日脂多糖結(jié)構(gòu)模式圖第三十一頁，共八十頁，編輯于2023年，星期日革蘭陰性菌細(xì)胞壁特殊組分——外膜

第三十二頁，共八十頁，編輯于2023年，星期日革蘭陰性菌細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)第三十三頁，共八十頁，編輯于2023年，星期日第三十四頁，共八十頁，編輯于2023年，星期日維持細(xì)菌體固有的形態(tài)保護(hù)細(xì)菌抵抗低滲環(huán)境參與菌體內(nèi)外的物質(zhì)交換菌體表面帶有多種抗原分子

細(xì)胞壁的功能第三十五頁，共八十頁，編輯于2023年，星期日G+菌與G-菌細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)比較:細(xì)胞壁G+菌G-菌強度厚度肽聚糖層數(shù)肽聚糖含量糖類含量脂類含量磷壁酸外膜較堅韌20-80nm可多達(dá)50層占細(xì)胞壁干重50-80%約45%1%-4%+-較疏松10-15nm1-2層占細(xì)胞壁干重5-20%15%-20%11%-22%-+第三十六頁，共八十頁，編輯于2023年，星期日細(xì)菌細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)與真核細(xì)胞膜基本相同，由磷脂和多種蛋白質(zhì)組成，但不含膽固醇細(xì)菌細(xì)胞膜的功能與真核細(xì)胞膜功能類似，主要有物質(zhì)轉(zhuǎn)運、生物合成、分泌和呼吸等作用。真核生物沒有此類蛋白細(xì)胞膜(cellmembrane)第三十七頁，共八十頁，編輯于2023年，星期日細(xì)胞膜主要由脂質(zhì)，多糖以及蛋白質(zhì)構(gòu)成。這些結(jié)構(gòu)的特殊理化性質(zhì)，可幫助細(xì)菌選擇性地允許物質(zhì)通過。比如細(xì)胞膜上的某些特殊的蛋白，像跨海隧道一樣，是某些關(guān)鍵物質(zhì)進(jìn)出細(xì)菌的高速公路；又比如某些細(xì)胞膜上的微孔，像城墻上的射擊孔一般，細(xì)菌通過它將合成的水解酶分泌出去，把一些不能輕易吸收的有機大分子，分解為便于吸收的小分子。除了作為內(nèi)外環(huán)境的屏障和通道，細(xì)胞膜還是細(xì)菌合成多種物質(zhì)的場所。在這個忙碌的裝配車間，前面提到的各種細(xì)胞壁的化學(xué)成分，比如肽聚糖、磷壁酸、脂多糖等等，有條不紊地合成著。那些通過氧化合成來提供能量的細(xì)菌，在細(xì)胞膜上鑲嵌著一系列的酶。這些酶按部就班將營養(yǎng)物質(zhì)一點點地和氧結(jié)合。在這個氧化過程中釋放來的化學(xué)能，會被細(xì)菌進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為自己最常用的能量形式。這些能源，像能量塊一樣，源源不斷的提供給細(xì)菌的其他部門，供其完成各種各樣的生命行為。這種氧化呼吸酶系的特殊能力，科學(xué)家稱之為細(xì)胞的呼吸作用第三十八頁，共八十頁，編輯于2023年，星期日核糖體(ribosome)：細(xì)菌合成蛋白質(zhì)的場所。質(zhì)粒(plasmid)：染色體外的遺傳物質(zhì)。異染顆粒(metachromaticgranule)。細(xì)菌細(xì)胞質(zhì)中含有多種顆粒，大多為貯藏的營養(yǎng)物質(zhì)。其中有一種主要成分是RNA和多偏磷酸鹽的顆粒，嗜堿性強，用亞甲藍(lán)染色時著色較深呈紫色，稱為異染顆粒。細(xì)胞質(zhì)(cytoplasm)第三十九頁，共八十頁，編輯于2023年，星期日第四十頁，共八十頁，編輯于2023年，星期日第四十一頁，共八十頁，編輯于2023年，星期日第四十二頁，共八十頁，編輯于2023年，星期日盡管細(xì)胞壁和細(xì)胞膜似乎缺乏鮮活的氣息，在它們深處，其實是一個繁忙而有序、欣欣向榮的世界。在奇妙的細(xì)胞膜內(nèi)側(cè)，是充滿膠狀物質(zhì)的空間——細(xì)胞漿，這里是細(xì)菌進(jìn)行生命活動的最主要場所。這個亂七八糟的地方，雜亂堆放著細(xì)菌之城的全部：水、無機鹽、有機鹽、核酸、蛋白質(zhì)和脂類，有時還有一點糖。這既是細(xì)菌最重要的工業(yè)中心，參與細(xì)菌體內(nèi)物質(zhì)的合成和分解，同時又是生命活動的原料倉庫，還是大部分勞動產(chǎn)品的展覽廳。從結(jié)構(gòu)上來說，支撐這個空間的是橫七豎八的細(xì)胞骨架蛋白。這些蛋白棍兒從這邊的細(xì)胞膜延伸到那邊，縱橫交錯，維持著細(xì)菌的外部形態(tài)。很難想象一座完工的城市里還遍布著腳手架，但是，細(xì)菌看來絲毫不在乎。第四十三頁，共八十頁，編輯于2023年，星期日第四十四頁，共八十頁，編輯于2023年，星期日核質(zhì)(nuclearmaterial)核質(zhì)由單一密閉環(huán)狀DNA分子反復(fù)回旋卷曲盤繞組成松散網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)核質(zhì)決定細(xì)菌各種遺傳性狀細(xì)菌的遺傳物質(zhì)稱為核質(zhì)或擬核第四十五頁，共八十頁，編輯于2023年，星期日盡管核質(zhì)是最為主要的遺傳物質(zhì)，是細(xì)菌全部功能形態(tài)的總庫，是它們幾十億年歷史的濃縮，這條反復(fù)回旋盤繞著的雙股環(huán)狀DNA分子，在胞漿中自由沉浮，沒有隔絕，也沒有禁錮，和繁忙的核糖體、各種營養(yǎng)顆粒、以及時刻等待流氓時刻來臨的質(zhì)粒打成一片。核質(zhì)攜帶著細(xì)菌每一個角落的設(shè)計構(gòu)想，調(diào)節(jié)細(xì)菌每一個時刻的生理狀況，它管理著細(xì)菌的全部生命活動，而細(xì)菌中的每一個分子都緊密圍繞在它的周圍。第四十六頁，共八十頁，編輯于2023年，星期日特殊結(jié)構(gòu)（一）莢膜(capsule)

莢膜：某些細(xì)菌在其細(xì)胞壁外包繞一層粘液性物質(zhì)，當(dāng)其厚度>=0.2μm，邊界明顯，光鏡下可見時，稱為莢膜。厚度<0.2μm者稱為微莢膜。用理化方法去除后并不影響細(xì)胞的生命活動。肺炎鏈球菌莢膜莢膜第四十七頁，共八十頁，編輯于2023年，星期日這個圖片可能是兩個有莢膜的家伙在交換心得第四十八頁，共八十頁，編輯于2023年，星期日成分是多糖或多肽具有抗原性一般在動物體內(nèi)或含營養(yǎng)豐富的培養(yǎng)基中易形成莢膜，在普通培養(yǎng)基上或連續(xù)傳代則易消失1.莢膜的化學(xué)組成第四十九頁，共八十頁，編輯于2023年，星期日抗吞噬作用粘附作用抗有害物質(zhì)的損傷作用微莢膜與莢膜具有相同的功能2.莢膜的功能第五十頁，共八十頁，編輯于2023年，星期日（二）鞭毛(flagellum)許多細(xì)菌在菌體上附有細(xì)長并呈波狀彎曲的絲狀物，稱為鞭毛，是細(xì)菌的運動器官，成分為鞭毛蛋白第五十一頁，共八十頁，編輯于2023年，星期日如果我是一個細(xì)菌，我所能想象出的簡單和高效并重的運動模式，大概不可能比鞭毛更好。鞭毛的構(gòu)造非常簡單，核心結(jié)構(gòu)只是一些蛋白質(zhì)，可是它的運動方式卻非常高效。一束鞭毛以整體為單位螺旋波動，像螺旋槳一樣推動著細(xì)菌“滾滾向前”。就像動植物界有著多種多樣的飛行方式一樣，各種細(xì)菌也紛紛掌握了獨具特色的運動模式。在上面的這頭細(xì)菌瘋狂飆車的同時，梅毒螺旋體在液體中螺旋蜿蜒，滑翔菌靠滑膩的粘液滑行，趨磁菌沿著磁力線的方向艱難前進(jìn)，大腸桿菌正輾轉(zhuǎn)騰挪著第五十二頁，共八十頁，編輯于2023年，星期日1.鞭毛菌分類單毛菌雙毛菌叢毛菌周毛菌第五十三頁，共八十頁，編輯于2023年，星期日電子顯微鏡下的細(xì)菌鞭毛第五十四頁，共八十頁，編輯于2023年，星期日傷寒桿菌的周身鞭毛菌體鞭毛第五十五頁，共八十頁，編輯于2023年，星期日第五十六頁，共八十頁，編輯于2023年，星期日鞭毛是運動器官鞭毛有抗原性，稱為鞭毛抗原（H抗原有些細(xì)菌的鞭毛與致病性有關(guān)2.鞭毛的功能第五十七頁，共八十頁，編輯于2023年，星期日

菌毛：許多革蘭陰性菌和少數(shù)革蘭陽性菌菌體表面存在著一種比鞭毛更細(xì)、更短而直硬的絲狀物，與細(xì)菌的運動無關(guān)。菌毛的成分是菌毛蛋白，具有抗原性。（三）菌毛(filus/fimbriae)第五十八頁，共八十頁，編輯于2023年，星期日普通菌毛遍布菌細(xì)胞表面，多達(dá)數(shù)百根普通菌毛是細(xì)菌的粘附結(jié)構(gòu)，能與宿主細(xì)胞表面的特異性受體結(jié)合，是細(xì)菌感染的第一步1.普通菌毛(ordinarypilus)第五十九頁，共八十頁，編輯于2023年，星期日數(shù)量少，1-4根，比普通菌毛長而粗，中空呈管狀，性菌毛由F質(zhì)粒編碼，故又稱F菌毛2.性菌毛(sexpilus)第六十頁，共八十頁，編輯于2023年，星期日芽胞：某些細(xì)菌在菌體內(nèi)部形成一個圓形或卵圓形小體。芽胞折光性強、壁厚、不易著色，經(jīng)特殊染色光鏡下可見（四）芽胞(spore)第六十一頁，共八十頁，編輯于2023年，星期日芽胞的大小、形狀、位置等隨菌種而異，有重要的鑒別意義。炭疽芽胞桿菌肉毒梭菌破傷風(fēng)梭菌第六十二頁，共八十頁，編輯于2023年，星期日細(xì)菌形成芽胞的能力是由菌體內(nèi)的芽胞基因決定的，其形成條件因菌種而異。一個細(xì)菌只形成一個芽胞，一個芽胞發(fā)芽也只生成一個菌體，因而芽胞不是細(xì)菌的繁殖方式。與芽胞相比，未形成芽胞而具有繁殖能力的菌體可稱為繁殖體(vegetativeform)。1.芽胞的形成與發(fā)芽第六十三頁，共八十頁，編輯于2023年，星期日2.芽胞的結(jié)構(gòu)芽孢由多層膜結(jié)構(gòu)組成，保存細(xì)菌的全部生命活動的物質(zhì)。第六十四頁，共八十頁，編輯于2023年，星期日芽胞的大小、形狀、位置等隨菌種而異，有鑒別細(xì)菌的意義芽胞抵抗力強，故應(yīng)以殺滅芽胞作為可靠的滅菌指標(biāo)。3.芽胞的意義第六十五頁，共八十頁，編輯于2023年，星期日（一）無性生殖細(xì)菌的繁殖方式很多，主要是以無性的二分裂繁殖細(xì)菌的繁殖第六十六頁，共八十頁，編輯于2023年，星期日形成橫隔，尚未分裂的球菌第六十七頁，共八十頁，編輯于2023年，星期日大腸桿菌(二)有性生殖研究表明各類細(xì)菌普遍具有有性生殖能力

雌雄性菌毛1．質(zhì)粒復(fù)制轉(zhuǎn)移細(xì)菌等原核生物質(zhì)粒染色體第六十八頁，共八十頁，編輯于2023年，星期日2．部分染色體復(fù)制轉(zhuǎn)移極少數(shù)個體可以進(jìn)行，大約只占0.1~1%。但這卻有著十分重要的生物學(xué)意義。提問：有性生殖意義何在呢？種內(nèi)進(jìn)化、種間合作共生特有的抗性基因可以傳遞給另一些種類的細(xì)菌；第六十九頁，共八十頁，編輯于2023年，星期日定義——固體培養(yǎng)基上的各種菌類的“村落”。固體培養(yǎng)基——固體狀態(tài)的培養(yǎng)細(xì)菌的基質(zhì)有的是天然物質(zhì)，如土豆、饅頭及其他各種固體食物，微生物學(xué)研究中多使用人工制作的固體瓊脂培養(yǎng)基。細(xì)菌培養(yǎng)特征

向“營養(yǎng)湯”中加入瓊脂(約2％)加熱到100℃，然后再冷卻就制成了人工固體培養(yǎng)基。常用的固體培養(yǎng)基容器稱為培養(yǎng)皿。第七十頁，共八十頁，編輯于2023年，星期日培養(yǎng)皿通常稱平板細(xì)菌在培養(yǎng)基上生長，會形成各種顏色和外觀的菌落。純化的菌落是菌種鑒定、通過誘變技術(shù)或基因工程改良的前提。單菌落（純菌落）第七十一頁，共八十頁，編輯于2023年，星期日菌落形態(tài)菌落的特征主要由各種微生物特殊的遺傳特性決定，同時也與培養(yǎng)基成分及培養(yǎng)條件有關(guān)當(dāng)固定培養(yǎng)基成分及培養(yǎng)條件相同時，不同種類微生物形成的菌落特征是固定的，可作為微生物鑒定的重要依據(jù)。第七十二頁，共八十頁，編輯于2023年，星期日菌落描述a.隆起特征描述b.邊緣特征描述c.表面特征描述沒有鞭毛不運動的細(xì)菌，特別是球菌，常形成較小、較厚、邊緣較整齊的菌落；有鞭毛的細(xì)菌則較大而扁平