微生物的形態(tài)結(jié)構(gòu)與分類二

微生物的形態(tài)結(jié)構(gòu)與分類二第1頁/共66頁微生物的形態(tài)、結(jié)構(gòu)與分類

微生物可分為：無細(xì)胞結(jié)構(gòu)真病毒、亞病毒；具有原核細(xì)胞結(jié)構(gòu)的真細(xì)菌

（細(xì)菌、放線菌、藍(lán)細(xì)菌、立克次氏體、支原體、衣原體）、古細(xì)菌；具有真核細(xì)胞結(jié)構(gòu)的真菌（酵母菌、霉菌）、單細(xì)胞藻類、原生動物等。第2頁/共66頁原核細(xì)胞和真核細(xì)胞的區(qū)別原核細(xì)胞真核細(xì)胞細(xì)胞核有明顯核區(qū)，無核膜、核仁有核膜，核仁細(xì)胞器無線粒體，能量代謝和許多物質(zhì)代謝在質(zhì)膜上進(jìn)行有線粒體，能量代謝和許多合成代謝在線粒體中進(jìn)行核糖體分布在細(xì)胞質(zhì)中，沉降系數(shù)為70S分布在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上，沉降系數(shù)為80S原核細(xì)胞真核細(xì)胞第3頁/共66頁細(xì)菌

細(xì)菌是單細(xì)胞原核微生物，個體微小，形態(tài)簡單，以二等分裂方式繁殖。在自然界中，細(xì)菌分布最廣、數(shù)量最多。第4頁/共66頁

一、細(xì)菌的形態(tài)和大小

不同細(xì)菌的形態(tài)可以說是千差萬別，豐富多彩，但就單個有機(jī)體而言，其基本形態(tài)可分為球狀、桿狀與螺旋狀三種。除了球茵、桿茵、蛆旋菌三種基本形態(tài)外，還有許多具有其他形態(tài)的細(xì)茵。第5頁/共66頁

例如柄桿菌細(xì)胞上有柄、菌絲、附器等細(xì)胞質(zhì)伸出物，細(xì)胞呈桿狀或梭狀，并有特征性的細(xì)柄；球衣菌能形成衣峭，桿狀的細(xì)胞呈鏈狀排列在衣鞘內(nèi)而成為絲狀；而支原體由于只有細(xì)胞膜，沒有細(xì)胞壁，因此，細(xì)胞柔軟，形態(tài)多變，具有高度多形性；另外，人們還發(fā)現(xiàn)了呈星形和方形的細(xì)菌。第6頁/共66頁（一）細(xì)菌的形態(tài)細(xì)菌的三種基本形態(tài):

球狀、桿狀和螺旋狀第7頁/共66頁

1、球菌菌體呈球形或近似球形,以典型的二分裂殖方式繁殖,分裂后產(chǎn)生的新細(xì)胞常保持一定的空間排列方式。根據(jù)細(xì)胞分裂的方向及分裂后的各子細(xì)胞的空間排列狀態(tài)不同,可將球菌分為以下幾種:

單球菌、雙球菌、鏈球菌、四聯(lián)球菌、八疊球菌、葡萄球菌等。第8頁/共66頁

1、球菌單球菌(1)單球菌分裂后的細(xì)胞分散而單獨存在的球菌。如尿素小球菌第9頁/共66頁1、球菌雙球菌(2)雙球菌分裂后兩個球菌成對排列的為雙球菌。如肺炎雙球菌第10頁/共66頁1、球菌(3)四聯(lián)球菌分裂是沿兩個相垂直的平面進(jìn)行，分裂，分裂后每四個細(xì)胞在一起呈田字形。如四聯(lián)小球菌四聯(lián)球菌第11頁/共66頁

1、球菌八疊球菌(4)八疊球菌按三個互相垂直的平面進(jìn)行分裂后，每八個球菌在一起成立方體形。如尿素八疊球菌第12頁/共66頁1、球菌鏈球菌(5)鏈球菌分裂是沿一個平面進(jìn)行，分裂后細(xì)胞排列成鏈狀。如乳鏈球菌第13頁/共66頁1、球菌葡萄球菌(6)葡萄球菌分裂面不規(guī)則，多個球菌聚在一起，像一串串葡萄。如金黃色葡萄球菌第14頁/共66頁

2、桿菌

桿菌是細(xì)菌中種類最多的類型,因菌種不同,菌體細(xì)胞的長短、粗細(xì)等都有所差異。

桿菌的形態(tài)：短桿狀、長桿狀、棒桿狀、梭狀、梭桿狀、月亮狀、分枝狀、竹節(jié)狀等；按桿菌細(xì)胞的排列方式則有鏈狀、柵狀、“八”字狀以及有鞘衣的絲狀等。第15頁/共66頁

2、桿菌短桿菌長桿菌梭狀芽孢桿菌第16頁/共66頁

2、桿菌單桿菌鏈狀桿菌第17頁/共66頁

2、桿菌一般情況下,同一種桿菌的寬度比較穩(wěn)定,但它的長度經(jīng)常隨培養(yǎng)時間、培養(yǎng)條件的不同而有較大的變化。桿菌細(xì)胞兩端的形態(tài)特征第18頁/共66頁

3、螺旋菌

螺旋狀的細(xì)菌稱為螺旋菌。

根據(jù)其彎曲情況分為：

弧菌：螺旋不滿一圈，菌體呈弧形或逗號形

例：霍亂弧菌、逗號弧菌

螺旋菌：螺旋滿2～6環(huán)，螺旋狀

例：干酪螺菌

螺旋體：旋轉(zhuǎn)周數(shù)在6環(huán)以上，菌體柔軟。

例：梅毒密螺旋體第19頁/共66頁

3、螺旋菌

弧菌螺旋菌螺旋體第20頁/共66頁（二）細(xì)菌的大小細(xì)菌大小的測定：(1)測量：測微尺(2)長度單位：微米(μm)(3)表示：球菌：直徑桿菌：寬×長螺菌：寬、長、螺距第21頁/共66頁（二）細(xì)菌的大小第22頁/共66頁（二）細(xì)菌的大小

通常球菌直徑：0.2—1.5μm，

桿菌:長1—5μm,寬0.5—1μm。例如：大腸桿菌：平均長度：2μm；寬度0.5μm1500個大腸桿菌頭尾相接等于3mm;109個大腸桿菌重1mg.

由于菌種不同，細(xì)菌的大小存在很大的差異；對于同一個菌種，細(xì)胞的大小也常隨著菌齡變化。另外，對于同一個菌種染色前后其細(xì)胞大小都有所不同。所以，有關(guān)細(xì)菌大小的記載，常是平均值或代表性數(shù)值。第23頁/共66頁

細(xì)菌細(xì)胞的大小菌名直徑或?qū)挕灵L/（μm×μm）乳鏈球菌金黃色葡萄球菌大腸桿菌枯草芽孢桿菌霍亂弧菌0.5－10.8－10.5×(1－3)(0.8－1.2)×(1.2－3)(0.2－0.6)×(1－3)第24頁/共66頁二、細(xì)菌的細(xì)胞結(jié)構(gòu)基本結(jié)構(gòu)包括：

細(xì)胞壁、細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)、核區(qū)、間體、核糖體、氣泡和儲藏物。特殊結(jié)構(gòu)包括：莢膜、鞭毛、纖毛、芽孢。第25頁/共66頁細(xì)菌細(xì)胞結(jié)構(gòu)第26頁/共66頁

（一）細(xì)菌細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)1、細(xì)胞壁

細(xì)胞壁是位于菌體的最外層，內(nèi)側(cè)緊貼細(xì)胞膜的一層無色透明，堅韌而有彈性的結(jié)構(gòu)。細(xì)胞壁約占細(xì)胞干重的10%～25%。（1）細(xì)胞壁的功能：保護(hù)細(xì)胞免受外力損傷；維持菌體外形；協(xié)助鞭毛運(yùn)動；與胞膜一起完成細(xì)胞內(nèi)外物質(zhì)交換，為正常細(xì)胞分裂所必需；與細(xì)菌的抗原性，致病性和對噬菌體的敏感性密切相關(guān)。第27頁/共66頁（2）細(xì)胞壁的化學(xué)組成與結(jié)構(gòu)①革蘭氏染色法：

革蘭氏染色法是細(xì)菌細(xì)胞的復(fù)合染色法，由丹麥醫(yī)生HansChristianGram于1884年創(chuàng)立?；静襟E：涂片固定——結(jié)晶紫初染1min——

碘液媒染1min——95%乙醇脫色0.5min——

番紅復(fù)染min結(jié)果:革蘭氏陽性菌——紫色；革蘭氏陰性菌——紅色。第28頁/共66頁陰性菌陽性菌①革蘭氏染色法第29頁/共66頁

②細(xì)胞壁的化學(xué)組成與結(jié)構(gòu)細(xì)菌細(xì)胞壁的化學(xué)組成：

革蘭氏陽性細(xì)菌與革蘭氏陰性細(xì)菌細(xì)胞壁成分比較

成分占細(xì)胞壁干重的%革蘭氏陽性細(xì)菌革蘭氏陰性細(xì)菌肽聚糖磷壁酸類脂質(zhì)蛋白質(zhì)含量很高（30－95）含量較高（<50）一般無（<2）無含量很低（5－20）無含量較高（－20）含量較高第30頁/共66頁

②細(xì)胞壁的化學(xué)組成與結(jié)構(gòu)細(xì)菌細(xì)胞壁的結(jié)構(gòu)：細(xì)胞壁的基本骨架——肽聚糖肽聚糖：是由N—乙酰胞壁酸（NAM）和N—乙酰葡糖胺（NAG）以及少數(shù)氨基酸短肽鏈組成的亞單位聚合而成的大分子復(fù)合體。肽聚糖單體：是由NAG、NAM、肽尾、肽橋構(gòu)成。第31頁/共66頁

細(xì)菌細(xì)胞壁的結(jié)構(gòu)革蘭氏陽性菌細(xì)胞壁：由肽聚糖和磷壁酸組成磷壁酸：占40%。G+菌所特有,其主鏈由數(shù)十個磷酸甘油或磷酸核糖醇組成,有的還有由D-Ala和還原糖組成的側(cè)鏈。

肽聚糖:占30～70%,不同菌種中肽聚糖(肽鏈)組分不同。第32頁/共66頁

細(xì)菌細(xì)胞壁的結(jié)構(gòu)革蘭氏陰性菌細(xì)胞壁：分內(nèi)壁層和外壁層。外壁層：位于肽聚糖層的外部。

脂多糖;脂蛋白、包括:蛋白質(zhì)層:基質(zhì)蛋白、

外壁蛋白;磷脂.內(nèi)壁層：緊貼胞膜,僅由1～2層肽聚糖分子構(gòu)成,占細(xì)胞壁干重5～10%,無磷壁酸。第33頁/共66頁

革蘭氏染色原理：

第一步：結(jié)晶紫使菌體著上紫色

第二步：碘和結(jié)晶紫形成大分子復(fù)合物，分子大，能被細(xì)胞壁阻留在細(xì)胞內(nèi)。

第三步：酒精脫色，細(xì)胞壁成分和構(gòu)造不同，出現(xiàn)不同的反應(yīng)。第34頁/共66頁

G+菌：細(xì)胞壁厚，肽聚糖含量高，交聯(lián)度大，當(dāng)乙醇脫色時，肽聚糖因脫水而孔徑縮小，故結(jié)晶紫-碘復(fù)合物被阻留在細(xì)胞內(nèi)，細(xì)胞不能被酒精脫色，仍呈紫色。

Gˉ菌：肽聚糖層薄，交聯(lián)松散，乙醇脫色不能使其結(jié)構(gòu)收縮，因其含脂量高,乙醇將脂溶解，縫隙加大，結(jié)晶紫-碘復(fù)合物溶出細(xì)胞壁，酒精將細(xì)胞脫色，細(xì)胞無色，沙黃復(fù)染后呈紅色。第35頁/共66頁

2、細(xì)胞膜

細(xì)胞膜是緊貼細(xì)胞壁內(nèi)側(cè)包圍細(xì)胞質(zhì)的一層柔軟、富有彈性的半透明薄膜。

蛋白質(zhì)主要包括磷脂糖類少量核酸①細(xì)胞膜的化學(xué)組成第36頁/共66頁

細(xì)胞膜的功能

細(xì)胞內(nèi)外物質(zhì)交換和運(yùn)送。

在原核微生物中,參與生物氧化和能量產(chǎn)生。

與細(xì)胞壁及莢膜的合成有關(guān)。

是鞭毛著生的位點。第37頁/共66頁

細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)細(xì)胞膜液態(tài)鑲嵌模型:

認(rèn)為：膜是由球形蛋白與磷脂按照二維排列方式構(gòu)成的流體鑲嵌式，流動的脂類雙分子層構(gòu)成了膜的連續(xù)體，而蛋白質(zhì)無規(guī)則地漂流在磷脂類的當(dāng)中。第38頁/共66頁

3、細(xì)胞質(zhì)及其內(nèi)含物細(xì)胞質(zhì)：是在細(xì)胞膜內(nèi)除核區(qū)以外的細(xì)胞物質(zhì)。細(xì)胞質(zhì)是無色、透明、粘稠狀物質(zhì)。主要成分為水，蛋白質(zhì)，核酸，脂類、少量糖和無機(jī)鹽。細(xì)胞質(zhì)功能：細(xì)胞質(zhì)中含有豐富的酶系，是營養(yǎng)物質(zhì)合成、轉(zhuǎn)化、代謝的場所。第39頁/共66頁

細(xì)胞質(zhì)中的內(nèi)含物：①氣泡：由蛋白質(zhì)膜構(gòu)成的充滿氣體的泡狀物。有些細(xì)菌細(xì)胞質(zhì)中含有幾個或多個氣泡。氣泡的功能：調(diào)節(jié)細(xì)胞比重，以使其漂浮在合適的水層中。氣泡吸收空氣，空氣中的氧氣可供代謝需要。例：許多光合細(xì)菌和水生細(xì)菌、鹽桿菌常含有氣泡。第40頁/共66頁

②顆粒狀內(nèi)含物：

細(xì)菌細(xì)胞質(zhì)中含有各種顆粒狀內(nèi)含物，它們大多數(shù)為細(xì)胞貯藏物，顆粒狀內(nèi)含物的多少因細(xì)菌的種類、菌齡及培養(yǎng)條件不同而改變。

主要有：異染粒、聚β-羥丁酸、肝糖粒、淀粉粒、脂肪粒、硫粒和液泡等等。第41頁/共66頁

異染粒：

是普遍存在的貯藏物，主要成分是多聚偏磷酸鹽。

異染粒大小和結(jié)構(gòu):大小為0.5～1μm

是多聚偏磷酸鹽的聚合物，分子呈線狀。

功能：貯存磷元素和能量，降低滲透壓。第42頁/共66頁

多聚偏磷酸鹽對某些染料有特殊反應(yīng),產(chǎn)生與所用染料不同的顏色,因此得名異染顆粒。

例:異染粒遇甲基胺藍(lán)變紫紅色。

含異染粒的細(xì)菌種類:棒狀桿菌和某些芽孢桿菌等。第43頁/共66頁

4、核區(qū)（或核質(zhì)體、原核、擬核）

由大型環(huán)狀雙鏈DNA纖絲不規(guī)則地折疊或纏繞而構(gòu)成的無核膜、核仁的區(qū)域。第44頁/共66頁細(xì)菌DNA：

長度：一般為：1～3mm

例：大腸桿菌的DNA長約1mm。

生長迅速的細(xì)菌在核分裂之后細(xì)胞往往來不及分裂,所以細(xì)胞中常有2～4個核，而生長緩慢的細(xì)菌細(xì)胞中一般只有1～2個核，不在染色體復(fù)制時期一般是單倍體。

功能：負(fù)載遺傳信息。第45頁/共66頁（二）細(xì)菌細(xì)胞的特殊結(jié)構(gòu)1、芽孢概念：某些菌生長到一定階段，細(xì)胞內(nèi)形成一個圓形、橢圓形或卵圓形的內(nèi)生孢子，是對不良環(huán)境有較強(qiáng)抵抗力的休眠體。芽孢第46頁/共66頁

能形成芽孢的細(xì)菌種類：在桿菌中能形成芽孢的種類較多，在球菌和螺旋菌中只有少數(shù)菌種可形成芽孢。產(chǎn)生芽孢的幾個屬：芽孢桿菌屬梭狀芽孢桿菌屬芽孢乳桿菌屬生孢八疊球菌屬（其中的一個種）第47頁/共66頁

A近中央B末端C中央芽孢的形態(tài)及其在細(xì)胞中的位置第48頁/共66頁細(xì)菌芽孢的各種類型第49頁/共66頁

芽孢的組成和結(jié)構(gòu)

芽孢有多層結(jié)構(gòu)，主要包括孢外壁、芽孢衣、皮層和核心芽孢的結(jié)構(gòu)第50頁/共66頁

芽孢的外壁層厚而致密，主要成分為脂蛋白，通透性差,不易著色。

核心含有大量的DNA、RNA、蛋白質(zhì)酶等物質(zhì)，還含有2,6-吡啶二羧酸（DPA）,DPA是芽孢特有的成分。一般以DPA-Ca的形式存在。

皮層主要含芽孢肽聚糖、DPA-Ca，皮層體積大，比較致密。

芽孢平均含水量低,約40%.第51頁/共66頁

芽孢的特性:

具有很強(qiáng)的抗熱、抗干燥、抗輻射、抗化學(xué)藥物能力。

含水量低、壁厚而致密，通透性差,不易著色。

新陳代謝幾乎停止，處于休眠狀態(tài)。

一個芽孢萌發(fā)產(chǎn)生一個個體。

芽孢的抗熱機(jī)制：

目前尚不清楚，但可能與以下因素有關(guān)，如含水量低、壁厚而致密，芽孢中的酶分子量小，比較耐熱。過去認(rèn)為芽孢抗熱與DPA有關(guān)，現(xiàn)在已否認(rèn)了這種假設(shè)。第52頁/共66頁

2、鞭毛：某些細(xì)菌表面由細(xì)胞內(nèi)生出的細(xì)長、波曲、毛發(fā)狀的結(jié)構(gòu)。鞭毛具有運(yùn)動功能，一般認(rèn)為鞭毛靠鞭毛絲旋轉(zhuǎn)而動，它們是細(xì)菌的“運(yùn)動器官”。鞭毛的長度：一般為15～20μm，最長可達(dá)70μm。鞭毛的直徑：為0.01～0.02μm.不同細(xì)菌的鞭毛數(shù)目和著生位置不同，鞭毛數(shù)目一般一至數(shù)十條。第53頁/共66頁

鞭毛的著生方式：第54頁/共66頁

鞭毛的化學(xué)組成：

主要由鞭毛蛋白構(gòu)成，還含有少量的多糖、脂類和核酸等。

鞭毛起源于細(xì)胞質(zhì)膜內(nèi)側(cè)的基粒。

細(xì)胞質(zhì)區(qū)內(nèi)有一個顆粒狀小體，此小體為基粒，鞭毛自基粒長出穿過細(xì)胞壁延伸到細(xì)胞外部。第55頁/共66頁鞭毛的結(jié)構(gòu)：

鞭毛絲鞭毛鞭毛鉤基體第56頁/共66頁

3、糖被莢膜：某些細(xì)菌細(xì)胞壁外的一層粘液性物質(zhì)。第57頁/共66頁

根據(jù)莢膜的形狀和厚度的不同，將莢膜分為四類：

莢膜或大莢膜：粘液狀物質(zhì)具有一定外形，相對穩(wěn)定地附著在細(xì)胞壁外，厚度：＞0.2μm。

微莢膜：粘液狀物質(zhì)較薄，厚度：＜0.2μm，與細(xì)胞表面牢固結(jié)合。

粘液層：粘液物質(zhì)沒有明顯的邊緣，比莢膜松散,可向周圍環(huán)境中擴(kuò)散,增大黏性。

菌膠團(tuán)：多個細(xì)