第一章原核生物的形態(tài)、構(gòu)造和功能

二、微生物學(xué)的知識體系微生物學(xué)生態(tài)與多樣性感染與免疫遺傳基因表達調(diào)控基因工程分類形態(tài)結(jié)構(gòu)營養(yǎng)代謝生長繁殖系統(tǒng)發(fā)育發(fā)酵工業(yè)食品藥物生物制品環(huán)保1現(xiàn)在是1頁\一共有89頁\編輯于星期四

第一章原核生物的形態(tài)、構(gòu)造和功能

第一節(jié)細菌第二節(jié)放線菌第三節(jié)藍細菌第四節(jié)支原體、立克次氏體和衣原體2現(xiàn)在是2頁\一共有89頁\編輯于星期四原核生物即廣義的細菌，指一大類細胞核無核膜包裹，只存在稱作核區(qū)（nuclearregion）的裸露DNA的原始單細胞生物。（真細菌、古生菌）根據(jù)外表特征分為6大類——三菌三體細菌（狹義的）放線菌藍細菌支原體立克次氏體衣原體3現(xiàn)在是3頁\一共有89頁\編輯于星期四第一節(jié)細菌（Bacteria）是一類細胞細短（直徑0.5um、長度0.5-5um)、結(jié)構(gòu)簡單、胞壁堅韌、多以二分裂方式繁殖和水生性較強的原核生物。分布作用有害、有益

現(xiàn)在是4頁\一共有89頁\編輯于星期四一、細菌的形態(tài)構(gòu)造及其功能（一）形態(tài)和染色細菌的三種基本形態(tài)細菌的大小細菌染色法

(二）構(gòu)造1、細菌細胞的一般構(gòu)造2、細菌細胞的特殊構(gòu)造5現(xiàn)在是5頁\一共有89頁\編輯于星期四細菌的三種基本形態(tài)——球狀、桿狀及螺旋狀數(shù)量：桿菌最為常見，球菌其次，螺旋菌較少。現(xiàn)在是6頁\一共有89頁\編輯于星期四球菌（Coccus）根據(jù)分裂的方向及分裂后的排列方式分為：單球菌雙球菌鏈球菌四聯(lián)球菌八疊球菌葡萄球菌現(xiàn)在是7頁\一共有89頁\編輯于星期四單球菌分裂后的細胞分散而單獨存在的球菌.如尿素微球菌(Micrococcusureae)現(xiàn)在是8頁\一共有89頁\編輯于星期四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(Diplococcuspneumoniae)現(xiàn)在是9頁\一共有89頁\編輯于星期四鏈球菌分裂是沿一個平面進行，分裂后細胞排列成鏈狀.如乳鏈球菌（Streptococcuslactis）現(xiàn)在是10頁\一共有89頁\編輯于星期四四聯(lián)球菌分裂是沿兩個相垂直的平面進行，分裂，分裂后每四個細胞在一起呈田字形.

如四聯(lián)微球菌（Micrococcustetragenus）現(xiàn)在是11頁\一共有89頁\編輯于星期四八疊球菌按三個互相垂直的平面進行分裂后，每八個球菌在一起成立方體形.

如藤黃八疊球菌（Sarcinaureae)現(xiàn)在是12頁\一共有89頁\編輯于星期四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（Staphylococcusaureus)現(xiàn)在是13頁\一共有89頁\編輯于星期四桿菌（Bacillus）桿菌的形態(tài)：短桿狀、長桿狀、棒桿狀、梭狀桿狀、月亮狀、竹節(jié)狀等；桿菌是細菌中種類最多的類型現(xiàn)在是14頁\一共有89頁\編輯于星期四大腸桿菌

E.coli.

現(xiàn)在是15頁\一共有89頁\編輯于星期四肺結(jié)核分支桿菌現(xiàn)在是16頁\一共有89頁\編輯于星期四沙門氏桿菌現(xiàn)在是17頁\一共有89頁\編輯于星期四炭疽熱桿菌現(xiàn)在是18頁\一共有89頁\編輯于星期四螺旋菌（Spirilla）弧菌（vibrio)螺菌（spirillum）螺旋體（spirochaeta)現(xiàn)在是19頁\一共有89頁\編輯于星期四Unusuallyshapedbacteria現(xiàn)在是20頁\一共有89頁\編輯于星期四細菌的大小測量方法：測微尺長度單位：微米（um)表示方法：球菌：直徑(微米)

桿菌：寬X長(微米)

螺菌：寬X長(微米)現(xiàn)在是21頁\一共有89頁\編輯于星期四最大細菌——Thiomargarita

namibiensis（納米比亞嗜硫珠菌）現(xiàn)在是22頁\一共有89頁\編輯于星期四最小細菌——nanobacteria(納米細菌）50nm(或0.05um)現(xiàn)在是23頁\一共有89頁\編輯于星期四細菌染色法微生物染色方法一般分為:單染色法、復(fù)染色法。單染色法：用一種染料使微生物染色，但不能鑒別微生物。復(fù)染色法：是用兩種或兩種以上染料，有協(xié)助鑒別微生物的作用。故亦稱鑒別染色法。常用的復(fù)染色法有：革蘭氏染色法；抗酸性染色法；特殊染色法（鑒別細胞各部分結(jié)構(gòu)：如芽胞、鞭毛、莢膜、細胞核等）。現(xiàn)在是24頁\一共有89頁\編輯于星期四（二）構(gòu)造現(xiàn)在是25頁\一共有89頁\編輯于星期四1、細菌細胞的一般構(gòu)造——細胞壁（cellwall）基本成份－肽聚糖革蘭陽性菌特有成份－磷壁酸革蘭陰性菌特有成份－外膜現(xiàn)在是26頁\一共有89頁\編輯于星期四（1）G+細菌的細胞壁肽聚糖占90%磷壁酸占10%現(xiàn)在是27頁\一共有89頁\編輯于星期四G+細菌肽聚糖（peptidoglycan）肽聚糖又稱粘肽，是真細菌細胞壁特有的成分。由雙糖單位、四肽側(cè)鏈、肽橋（或肽鍵）組成。現(xiàn)在是28頁\一共有89頁\編輯于星期四磷壁酸（teichoicacid）是G+菌細胞壁的特有成分，分壁磷壁酸和膜磷壁酸。磷壁酸是G+菌重要的表面抗原；膜磷壁酸可以粘附宿主細胞，與細菌的致病性有關(guān)。

現(xiàn)在是29頁\一共有89頁\編輯于星期四（2）G-細菌的細胞壁肽聚糖（peptidoglycan）占5-20%外膜（outermembrane）：脂多糖、磷脂、外膜蛋白?，F(xiàn)在是30頁\一共有89頁\編輯于星期四G-細菌肽聚糖（peptidoglycan）由雙糖單位、四肽側(cè)鏈、肽鍵組成。大腸桿菌E.coli現(xiàn)在是31頁\一共有89頁\編輯于星期四與G+細菌肽聚糖的區(qū)別

1、四肽尾的第三位氨基酸被m-DAP代替；2、無特殊肽橋，肽尾間通過肽鍵直接相連；3、交聯(lián)結(jié)構(gòu)較為疏松?，F(xiàn)在是32頁\一共有89頁\編輯于星期四現(xiàn)在是33頁\一共有89頁\編輯于星期四青霉素及溶菌酶的作用部位現(xiàn)在是34頁\一共有89頁\編輯于星期四外膜脂多糖、磷脂、外膜蛋白。35現(xiàn)在是35頁\一共有89頁\編輯于星期四脂多糖（lipopolysaccharideLPS）位于磷脂外側(cè)，是G－菌的內(nèi)毒素，由內(nèi)向外依次由類脂A、核心多糖和O-特異側(cè)鏈組成。

類脂A:內(nèi)毒素的毒性成分;核心多糖:構(gòu)成G-菌的屬特異性抗原;O-特異側(cè)鏈:構(gòu)成G-菌的菌體抗原，也稱為O抗原.現(xiàn)在是36頁\一共有89頁\編輯于星期四磷脂與細胞膜化學(xué)組成類似，與物質(zhì)交換有關(guān)。

37現(xiàn)在是37頁\一共有89頁\編輯于星期四外膜蛋白脂蛋白：孔蛋白：現(xiàn)在是38頁\一共有89頁\編輯于星期四G-

細菌與G+細菌一系列生物學(xué)特性的比較

現(xiàn)在是39頁\一共有89頁\編輯于星期四革蘭氏陽性菌與革蘭氏陰性菌細胞壁結(jié)構(gòu)比較細胞壁結(jié)構(gòu)革藍氏陽性菌革藍氏陰性菌厚度厚，15—50nm薄，10—15nm肽聚糖含量多，占胞壁干重30-95%少，占胞壁干重5-20%左右脂類含量一般無(<2%)多，約20%磷壁酸有無外膜無有脂蛋白無有脂多糖無有

現(xiàn)在是40頁\一共有89頁\編輯于星期四古生菌（Archaea）的細胞壁（略）包括產(chǎn)甲烷菌以及大多數(shù)嗜極菌如極端嗜鹽菌、極端嗜熱菌等古生菌的細胞壁中不含肽聚糖，由假肽聚糖、糖蛋白、蛋白質(zhì)組成假肽聚糖：產(chǎn)甲烷桿菌41現(xiàn)在是41頁\一共有89頁\編輯于星期四細胞壁——革蘭氏染色結(jié)晶紫初染碘液媒染乙醇脫色番紅復(fù)染42現(xiàn)在是42頁\一共有89頁\編輯于星期四抗酸性染色法檢查抗酸細菌(如結(jié)核桿菌、麻風(fēng)桿菌、分支桿菌等)的一種特殊染色法。常用的是先以濃石炭酸復(fù)紅加溫初染，隨即以鹽酸酒精或硫酸水脫色，最后用美藍液復(fù)染。如屬于抗酸細菌，呈紅色，因菌體有抗御酸類脫色的特性，故能保持初染的紅色。如屬于一般細菌，則呈藍色，因菌體無抗酸能力，初染的紅色被酸類所脫去，故被復(fù)染成藍色?，F(xiàn)在是43頁\一共有89頁\編輯于星期四抗酸性染色原理分支桿菌的細胞壁有特殊的脂類物質(zhì)——分枝菌酸，分支菌酸厚且呈蠟質(zhì)，可以抵御酸性酒精的脫色作用。現(xiàn)在是44頁\一共有89頁\編輯于星期四缺壁細菌

實驗室中形成自然界長期進化中形成：支原體自發(fā)缺壁突變：L型細菌（L-formofbacteria）人工方法去壁徹底除盡：原生質(zhì)體（protoplast）部分去除：球狀體（sphaeroplast）缺壁細菌

(cellwalldeficientbacteria）現(xiàn)在是45頁\一共有89頁\編輯于星期四細胞壁的功能維持細菌的固有外形，保護細胞免受滲透壓等外力的損傷；為細菌的生長、分裂和鞭毛運動所必需；阻攔大分子有害物質(zhì)進入細胞；與細菌的抗原性和對噬菌體的敏感性密切相關(guān)。46現(xiàn)在是46頁\一共有89頁\編輯于星期四細菌細胞的一般構(gòu)造——細胞膜（cellmembrane）與真核細胞膜的不同點：不含膽固醇、形成間體。間體（mesosome，或中體）：細菌細胞膜內(nèi)陷形成的中隔，可增加細胞膜的表面積，參與細菌的呼吸、生物合成和細菌分裂?，F(xiàn)在是47頁\一共有89頁\編輯于星期四細胞膜的功能1、物質(zhì)交換：選擇性通透作用，攝取營養(yǎng)，排出代謝產(chǎn)物。2、生物合成：細菌無細胞器，合成酶位于細胞膜。粘肽、磷壁酸、磷脂、脂多糖、莢膜、鞭毛等多種菌體成分在細胞膜上合成。3、呼吸作用：各種呼吸酶，包括細胞色素、脫氫酶等均在細胞膜上，相當于真核細胞的線粒體，是細菌能量代謝的場所。4、協(xié)助鞭毛運動。48現(xiàn)在是48頁\一共有89頁\編輯于星期四細菌細胞的一般構(gòu)造——細胞質(zhì)和內(nèi)含物細胞質(zhì)化學(xué)組成：主要成分是水、蛋白質(zhì)、核酸、脂類，少量糖類和無機鹽。內(nèi)含物如大量核糖體、胞漿顆粒以及質(zhì)粒。49現(xiàn)在是49頁\一共有89頁\編輯于星期四核糖體（ribosome)是分散在細胞質(zhì)中的顆粒狀結(jié)構(gòu)，由核糖體核酸（占60%）和蛋白質(zhì)（占40%）組成。細菌的核糖體沉降系數(shù)為：70s，由50s大亞基和30s小亞基構(gòu)成。功能：是細胞合成蛋白質(zhì)的機構(gòu)。50現(xiàn)在是50頁\一共有89頁\編輯于星期四胞漿粒狀現(xiàn)在是51頁\一共有89頁\編輯于星期四聚-β-羥基丁酸（poly-β-hydroxybutirate，PHB）：聚β－羥丁酸顆粒是許多細菌細胞質(zhì)內(nèi)常含有的碳源類儲藏物.PHB不溶于水,易被脂溶性染料(如蘇丹黑)著色。功能: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β－羥丁酸顆?！，F(xiàn)在是52頁\一共有89頁\編輯于星期四異染顆粒多聚偏磷酸鹽的聚合物功能：貯存磷元素和能量，降低滲透壓。

現(xiàn)在是53頁\一共有89頁\編輯于星期四羧酶體又稱羧化體，是存在于一些自養(yǎng)細菌細胞內(nèi)的多角形或六角形內(nèi)含物。與CO2的固定有關(guān)。54現(xiàn)在是54頁\一共有89頁\編輯于星期四細菌細胞的一般構(gòu)造——核區(qū)（nuclearregion）由裸露的雙股DNA盤繞組成，沒有組蛋白包繞，也沒有核膜包裹，因此叫核質(zhì)，或稱為擬核?，F(xiàn)在是55頁\一共有89頁\編輯于星期四質(zhì)粒是細菌染色體外的遺傳物質(zhì)，由雙股環(huán)狀DNA構(gòu)成。重要的常見質(zhì)粒有F質(zhì)粒、R質(zhì)粒等。現(xiàn)在是56頁\一共有89頁\編輯于星期四細菌細胞的特殊構(gòu)造

——糖被（glycocalyx）主要成分：多糖，少數(shù)為多肽（或復(fù)合型）。莢膜微莢膜黏液層菌膠團現(xiàn)在是57頁\一共有89頁\編輯于星期四莢膜（capsule或macrocapsule)功能：抗吞噬抗不良環(huán)境粘附作用等。現(xiàn)在是58頁\一共有89頁\編輯于星期四細菌細胞的特殊構(gòu)造

—鞭毛鞭毛是細菌的運動器(長15-20um,直徑），主要成分為蛋白質(zhì)，構(gòu)成細菌的H抗原。著生方式：現(xiàn)在是59頁\一共有89頁\編輯于星期四現(xiàn)在是60頁\一共有89頁\編輯于星期四鞭毛的構(gòu)造——（以E.coli為例)

鞭毛的結(jié)構(gòu)：

鞭毛絲鞭毛鞭毛鉤基體61現(xiàn)在是61頁\一共有89頁\編輯于星期四現(xiàn)在是62頁\一共有89頁\編輯于星期四鞭毛的觀察電鏡特殊鞭毛染色，在光學(xué)顯微鏡下觀察半固體穿刺培養(yǎng)懸滴法觀察從固體培養(yǎng)基上的菌落形態(tài)判斷菌落形狀大，薄且不規(guī)則，邊緣極不平整，可能有鞭毛。菌落十分圓滑，邊緣平整且相對較厚，可能沒有鞭毛。63現(xiàn)在是63頁\一共有89頁\編輯于星期四“栓菌”試驗——“旋轉(zhuǎn)論”的證明現(xiàn)在是64頁\一共有89頁\編輯于星期四細菌細胞的特殊構(gòu)造

——菌毛（fimbria）和性毛(pilus）普通菌毛是細菌的黏附結(jié)構(gòu)。性菌毛是細菌傳遞遺傳物質(zhì)的結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)在是65頁\一共有89頁\編輯于星期四66現(xiàn)在是66頁\一共有89頁\編輯于星期四細菌細胞的特殊構(gòu)造

——芽孢和其他休眠構(gòu)造芽孢（endospore,spore)結(jié)構(gòu)：特點：芽孢耐熱機制：滲透調(diào)節(jié)皮層膨脹學(xué)說；DPA-Ca現(xiàn)在是67頁\一共有89頁\編輯于星期四現(xiàn)在是68頁\一共有89頁\編輯于星期四能形成芽孢的細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：(Bacillus)芽孢桿菌屬(Clostridium)梭狀芽孢桿菌屬(Sporosarcina)芽孢八疊球菌屬69現(xiàn)在是69頁\一共有89頁\編輯于星期四細菌細胞的特殊構(gòu)造

——伴胞晶體(parasporalcrystal）伴孢晶體蛋白(Parasporalcrystalprotein)又稱d

－內(nèi)毒素，是蘇云金桿菌(Bacillusthuringiensis)在形成芽孢時，形成的一類對昆蟲具有毒殺作用的小分子蛋白質(zhì)或多肽。晶體蛋白的形狀：主要有菱形、方形、長方形、橢圓形、不規(guī)則形等。伴孢晶體蛋白在堿性條件下能溶解成原毒素，而原毒素在蛋白酶的作用下可水解成具有殺蟲活性的小分子多肽，是蘇云金桿菌殺蟲的主要活性成分。70現(xiàn)在是70頁\一共有89頁\編輯于星期四(三）細菌的繁殖1、裂殖（fission）2、芽殖（budding）現(xiàn)在是71頁\一共有89頁\編輯于星期四裂殖（fission）現(xiàn)在是72頁\一共有89頁\編輯于星期四芽殖（budding）現(xiàn)在是73頁\一共有89頁\編輯于星期四二、細菌的群體形態(tài)（一）、在固體培養(yǎng)基上（內(nèi)）的群體形態(tài)（二）、在半固體培養(yǎng)基上（內(nèi)）的群體形態(tài)（三）、在液體培養(yǎng)基上（內(nèi)）的群體形態(tài)74現(xiàn)在是74頁\一共有89頁\編輯于星期四在固體培養(yǎng)基上（內(nèi)）的群體形態(tài)菌落概念：菌落特征是細菌分類的依據(jù)之一現(xiàn)在是75頁\一共有89頁\編輯于星期四菌落和菌苔現(xiàn)在是76頁\一共有89頁\編輯于星期四在半固體培養(yǎng)基上（內(nèi)）的群體形態(tài)現(xiàn)在是77頁\一共有89頁\編輯于星期四在液體培養(yǎng)基上（內(nèi)）的群體形態(tài)現(xiàn)在是78頁\一共有89頁\編輯于星期四第二節(jié)放線菌（actinomyces）是一類主要呈絲狀生長和以孢子繁殖的陸生性很強的原核生物（G+）。分布：作用：現(xiàn)在是79頁\一共有89頁\編輯于星期四一、放線菌的形態(tài)構(gòu)造

（典型放線菌——鏈霉菌Streptomyces

的形態(tài)構(gòu)造）基內(nèi)菌絲、氣生菌絲、孢子絲。現(xiàn)在是80頁\一共有89頁\編輯于星期四放線菌的代表屬鏈霉菌屬(Streptomyces)

共約1000多種。具有發(fā)育良好的菌絲體，菌絲體有基內(nèi)菌絲、氣生菌絲、和孢子絲之分；孢子絲和孢子的形態(tài)因種而異?？股刂饕煞啪€菌產(chǎn)生，而其中90%由鏈霉菌產(chǎn)生。81現(xiàn)在是81頁\一共有89頁\編輯于星期四第三節(jié)藍細菌（Cyanobacteria）含有葉綠素a、無鞭毛、進行產(chǎn)氧型光合作用的G-大型原核生物。

費氏藍細菌(Fischerella)魚腥藍細菌(Anabaena)；

粘桿藍細菌(Gloeotheca)皮果藍細菌(Dermacarpa)顫藍細菌(Oscillatoria)

現(xiàn)在是82頁\一共有89頁\編輯于星期四用途已知藍細菌有20多種具固氮作用，故在農(nóng)業(yè)上，尤其是熱帶，已成為保持土壤氮素營養(yǎng)水平的主要因素。在水稻田中培養(yǎng)藍細菌作為生物氮肥，可以提高土壤的肥力。臨床上它能用于治療肝硬化、貧血、白內(nèi)障、青光眼、胰腺炎等疾病，對糖尿病、肝炎也有一定療效。作為食品和營養(yǎng)品。83現(xiàn)在是83頁\一共有89頁\編輯于星期四藍藻細胞的基本特征：1）

中心質(zhì)：是遺傳物質(zhì)DNA所在的部位，相當于細菌的核區(qū)，稱為中心質(zhì)或中央體。藍藻細胞模式圖2