第二章 原核生物1.ppt

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1、细菌是微生物世界里的一个大家族，是一类细细菌是微生物世界里的一个大家族，是一类细胞结构简单、细胞壁坚韧、以二等分裂方式繁殖和胞结构简单、细胞壁坚韧、以二等分裂方式繁殖和水生性较强的原核微生物。水生性较强的原核微生物。一、细菌细胞大小：一、细菌细胞大小：数量级：微米级（数量级：微米级（m）；）；表示方法：直径表示方法：直径,或宽或宽长长;如如0.1-0.50.5-5m；重量：重量：10-12g细胞，即细胞，即10亿个细胞的重量约为亿个细胞的重量约为1mg；注意：注意：a、染色方法不同，测量结果差别可能很大；染色方法不同，测量结果差别可能很大；b、菌龄、培养条件等因素也会影响测量结果。菌龄、培养条

2、件等因素也会影响测量结果。GiantbacteriaEpulopiscium fishelsoniThiomargarita namibiensis二、细菌的菌体形态二、细菌的菌体形态基本形状基本形状：球状、杆状、螺旋状，：球状、杆状、螺旋状，基本形态类型基本形态类型：球菌、杆菌、螺旋菌。：球菌、杆菌、螺旋菌。也有些细菌具有其它的特殊形态。也有些细菌具有其它的特殊形态。A放线菌B肺炎支原体C螺旋体属菌D具有菌丝和芽的生丝微菌属菌E方形细菌F具有柄的锈色嘉利翁氏菌(一一)球球菌菌（coccus）球菌单独存在时球菌单独存在时,呈球状或拟球状，呈球状或拟球状，根据球菌分裂的方向及分裂后各子细胞排列的

3、状态，可根据球菌分裂的方向及分裂后各子细胞排列的状态，可分为以下分为以下6种：单球菌、双球菌、链球菌、四联球菌、八叠种：单球菌、双球菌、链球菌、四联球菌、八叠球菌、葡萄球菌。是分类和鉴定的重要依据。球菌、葡萄球菌。是分类和鉴定的重要依据。球菌的大小：一般以直径表示球菌的大小：一般以直径表示，大多数为，大多数为1.0m。链球菌葡萄球菌（二）杆菌二）杆菌(bacillus)杆菌的形态基本呈杆菌的形态基本呈杆状杆状。各种杆菌的大小、长短、粗细很不一致。有的杆菌菌体很各种杆菌的大小、长短、粗细很不一致。有的杆菌菌体很长称为长称为长杆菌长杆菌，有的短而粗，称为，有的短而粗，称为短杆菌短杆菌，有的近似于椭

4、圆形，有的近似于椭圆形称为称为球杆菌球杆菌。杆菌两端杆菌两端:一般一般钝圆钝圆，少数两端，少数两端平截平截，有的略呈，有的略呈尖型尖型。杆菌分裂及排列杆菌分裂及排列:永远沿着与其菌体长轴垂直的方向分裂。永远沿着与其菌体长轴垂直的方向分裂。多数分裂后立即分散，单个存在多数分裂后立即分散，单个存在;少数分裂后连接成链状称为少数分裂后连接成链状称为链杆菌。链杆菌。杆菌的大小杆菌的大小:一般为一般为0.2-1.250.5-5.0 0.2-1.250.5-5.0 m;大型大型1.01.01.25 31.25 38 8 m；中型中型0.50.51.0 21.0 23 3 m;小型小型0.20.20.4 0

5、.70.4 0.71.5 1.5 m（三）（三）螺旋菌螺旋菌螺旋状的细菌称为螺旋菌螺旋状的细菌称为螺旋菌(spirilla)，大小一般为大小一般为0.3-1.01.0-50微米，若螺旋不足一环称为微米，若螺旋不足一环称为弧菌弧菌（vibrio），满），满26环的小型、坚硬的螺旋状细菌称为环的小型、坚硬的螺旋状细菌称为螺菌螺菌（spirochaeta）,而旋转而旋转周数多（通常超过周数多（通常超过6环）、体长而柔软的螺旋状细菌则专称环）、体长而柔软的螺旋状细菌则专称螺螺旋体旋体（spirochaeta）。）。弧菌 螺菌 螺旋体在自然界存在的细菌中，以杆菌为常见，球菌次之，在自然界存在的细菌中，以

6、杆菌为常见，球菌次之，而螺旋状的则最少。而螺旋状的则最少。金黄色葡萄球菌（1000）粪肠球菌（200）巨大芽孢杆菌（600）深红红螺菌（500）霍乱弧菌（1000）三、细菌细胞的结构三、细菌细胞的结构 细菌细胞的构造可细菌细胞的构造可分为分为一般构造一般构造和和特殊构特殊构造，造，一般构造是一般细菌一般构造是一般细菌都有的构造，包括都有的构造，包括细胞细胞壁、细胞膜、细胞质、壁、细胞膜、细胞质、核质体等核质体等；特殊构造并非一般细特殊构造并非一般细菌都有，包括菌都有，包括鞭毛、菌鞭毛、菌毛、荚膜、芽孢等。毛、荚膜、芽孢等。（一）细菌细胞的一般构造（一）细菌细胞的一般构造1、细胞壁和革兰氏染色、

7、细胞壁和革兰氏染色（1）细胞壁是位于细胞最外层的一层厚实、坚韧的外被，细胞壁是位于细胞最外层的一层厚实、坚韧的外被，主要由肽聚糖构成。在一般光学显微镜下不易观察到，可主要由肽聚糖构成。在一般光学显微镜下不易观察到，可通过染色、质壁分离等方法处理再在光学显微镜下观察或通过染色、质壁分离等方法处理再在光学显微镜下观察或用电镜观察。用电镜观察。细胞壁细胞壁(cellwall)的功能的功能a.固定细胞外形和提高机械强度固定细胞外形和提高机械强度；b.为细胞生长、分裂和鞭毛运动所必需；为细胞生长、分裂和鞭毛运动所必需；c.阻拦大分子有害物质进入细胞；阻拦大分子有害物质进入细胞；d.与细菌的抗原性、致病性

8、和对噬菌体的敏感性有关。与细菌的抗原性、致病性和对噬菌体的敏感性有关。（2 2）细胞壁缺损的或无细胞壁的细菌）细胞壁缺损的或无细胞壁的细菌 原生质体原生质体：指在人工条件下用溶菌酶除尽原有细胞壁：指在人工条件下用溶菌酶除尽原有细胞壁 或用青霉素抑制细胞壁的合成后，所留下的仅由细胞膜包或用青霉素抑制细胞壁的合成后，所留下的仅由细胞膜包裹着的脆弱细胞，一般由革兰氏阳性菌形成。裹着的脆弱细胞，一般由革兰氏阳性菌形成。球状体或原生质球球状体或原生质球：指还残留着部分细胞壁的原生质体，：指还残留着部分细胞壁的原生质体，一般由革兰氏阴性菌形成；一般由革兰氏阴性菌形成；L型细菌型细菌：狭义上讲，专指在实验室

9、中通过自发突变而：狭义上讲，专指在实验室中通过自发突变而形成的遗传性稳定的细胞壁缺陷菌株。形成的遗传性稳定的细胞壁缺陷菌株。支原体支原体（3 3）革兰氏染色）革兰氏染色(Gramstain)革兰氏染色法是由丹麦医生革兰氏染色法是由丹麦医生C.Gram于于1884年创立，因年创立，因此称为革兰氏染色法此称为革兰氏染色法（Gramstain）。其简要操作分其简要操作分初染、初染、媒染、脱色和复染四步。媒染、脱色和复染四步。各种细菌经革兰氏染色法后，能区分为两大类，一类染各种细菌经革兰氏染色法后，能区分为两大类，一类染成紫色，称成紫色，称革兰氏阳性细菌（革兰氏阳性细菌（G G+），另一类被染成红色，

10、称另一类被染成红色，称革兰氏阴性细菌（革兰氏阴性细菌（G G-）。不同的细菌为什么会被染成不同的不同的细菌为什么会被染成不同的颜色？主要是因为细胞壁的结构和成分不同所造成的。颜色？主要是因为细胞壁的结构和成分不同所造成的。革兰氏阳性菌产气荚膜梭菌（800）革兰氏阴性菌大肠杆菌（500）（4 4）革兰氏阳性菌与革兰氏阴性细菌细胞壁结构）革兰氏阳性菌与革兰氏阴性细菌细胞壁结构革兰氏阳性菌与革兰氏阴性菌细胞壁的构造比较革兰氏阳性菌与革兰氏阴性菌细胞壁的构造比较M：肽聚糖层或胞壁质层 OM：外膜 PM：质膜P：周质空间 W：革兰氏阳性肽聚糖壁（5）细胞壁的主要成分）细胞壁的主要成分肽聚糖肽聚糖细菌细胞

11、壁的结构与真核生物细胞壁显著不同，其主要化学成分是细菌细胞壁的结构与真核生物细胞壁显著不同，其主要化学成分是肽聚糖肽聚糖，肽聚糖是由肽聚糖是由聚糖骨架聚糖骨架、四肽侧链四肽侧链和和交联桥交联桥组成组成（革兰氏阴性细（革兰氏阴性细菌的肽聚糖无交联桥）。菌的肽聚糖无交联桥）。聚糖骨架聚糖骨架：是由两种氨基糖即：是由两种氨基糖即N-乙酰葡萄糖胺乙酰葡萄糖胺和和N-乙酰胞壁酸乙酰胞壁酸交替间交替间隔排列，经隔排列，经1，4糖苷键联接而成的；糖苷键联接而成的；四肽侧链及交联桥：四肽侧链及交联桥：连接在胞壁酸上，其氨基酸依次为连接在胞壁酸上，其氨基酸依次为L-丙氨酸、丙氨酸、D-谷氨酸、谷氨酸、L-赖氨酸

12、、赖氨酸、D-丙氨酸，丙氨酸，第三位的第三位的L赖氨酸通过赖氨酸通过五个甘氨酸五个甘氨酸组成组成的交联桥联结到相邻聚糖骨架四肽侧链第四位的的交联桥联结到相邻聚糖骨架四肽侧链第四位的D-丙氨酸上，构成坚韧丙氨酸上，构成坚韧的三维立体网状结构。革兰氏阴性菌的四肽侧链中，第三位的氨基酸为的三维立体网状结构。革兰氏阴性菌的四肽侧链中，第三位的氨基酸为二氨基庚二酸（二氨基庚二酸（DAP），并由并由DAP与相邻侧链中的与相邻侧链中的D-丙丙氨酸直接联结，没氨酸直接联结，没有五肽交联桥，只有二维结构，形成单层平面的网络。有五肽交联桥，只有二维结构，形成单层平面的网络。革兰氏阳性细菌的细胞壁革兰氏阳性细菌的细

13、胞壁：较厚，约为：较厚，约为20-80nm，其主要成其主要成分为肽聚糖，约分为肽聚糖，约15-50层厚，占细胞壁干重的层厚，占细胞壁干重的5080%。革兰氏阳性菌细胞壁的特有成分是革兰氏阳性菌细胞壁的特有成分是磷壁酸磷壁酸，有壁磷壁酸，有壁磷壁酸和膜磷壁酸，从化学组分上分甘油磷壁酸和核糖醇磷壁酸。和膜磷壁酸，从化学组分上分甘油磷壁酸和核糖醇磷壁酸。其主要其主要功能功能：带负电荷，可与环境中的：带负电荷，可与环境中的Mg2+等阳离子结合，等阳离子结合，提高离子浓度，以保证细胞膜上一些合成酶维持高活性的需提高离子浓度，以保证细胞膜上一些合成酶维持高活性的需要；调节细胞内自溶素活力，防止细胞自溶死亡

14、；保证革兰要；调节细胞内自溶素活力，防止细胞自溶死亡；保证革兰氏阳性致病菌与宿主间的粘连；赋予革兰氏阳性菌以特异的氏阳性致病菌与宿主间的粘连；赋予革兰氏阳性菌以特异的表面抗原；提供某些噬菌体以特异的吸附受体。表面抗原；提供某些噬菌体以特异的吸附受体。革兰氏阴性细菌的细胞壁革兰氏阴性细菌的细胞壁：较薄，约为：较薄，约为10-15nm，结构比较结构比较复杂，肽聚糖含量少，只有复杂，肽聚糖含量少，只有1-3层，占细胞壁干重的层，占细胞壁干重的10-20%左左右；肽聚糖层缺少五肽交联桥，结构疏松。在肽聚糖层外，右；肽聚糖层缺少五肽交联桥，结构疏松。在肽聚糖层外，由内向外依次为脂蛋白、外膜和脂多糖。由内

15、向外依次为脂蛋白、外膜和脂多糖。脂多糖（脂多糖（LPS）：是位于革兰氏阴性细菌细胞壁外层的一层是位于革兰氏阴性细菌细胞壁外层的一层较厚（较厚（8-10nm）的类脂多糖类物质。它由的类脂多糖类物质。它由类脂类脂A、核心多核心多糖糖和和O-特异侧链特异侧链三部分所组成。其主要功能有四：三部分所组成。其主要功能有四：是革兰氏阴性细菌致病物质是革兰氏阴性细菌致病物质内毒素的物质基础；内毒素的物质基础；与磷壁酸相似，也有吸附与磷壁酸相似，也有吸附Mg2+、Ca2+等阳离子以提高等阳离子以提高这些离子在细胞表面的浓度的作用；这些离子在细胞表面的浓度的作用；决定了革兰氏阴性细菌细胞表面抗原的多样性。决定了革

16、兰氏阴性细菌细胞表面抗原的多样性。是许多噬菌体在细胞表面的吸附受体。是许多噬菌体在细胞表面的吸附受体。细胞壁细胞壁革兰氏阳性菌革兰氏阳性菌革兰氏阴性菌革兰氏阴性菌肽聚糖肽聚糖类脂含量类脂含量脂蛋白脂蛋白磷壁酸磷壁酸脂多糖脂多糖多，占细胞干重多，占细胞干重5080%少，约少，约14%少少多数有多数有-少，占细胞干重少，占细胞干重1020%多，约多，约1122%多多-+革兰氏阳性菌与革兰氏阴性菌细胞壁成分比较革兰氏阳性菌与革兰氏阴性菌细胞壁成分比较（6）革兰氏染色的机制及意义）革兰氏染色的机制及意义机机制制：G为什么会被染成红色？因为脂类物质较多，肽聚糖为什么会被染成红色？因为脂类物质较多，肽聚糖

17、少，用丙酮或酒精（脂溶剂）溶掉脂类，使细胞壁的透性增少，用丙酮或酒精（脂溶剂）溶掉脂类，使细胞壁的透性增加，从而把结晶紫与碘的复合物溶出来，而染上复染液的红加，从而把结晶紫与碘的复合物溶出来，而染上复染液的红色。色。G+为什么会被染成紫色？因为肽聚糖含量较多，脂类物为什么会被染成紫色？因为肽聚糖含量较多，脂类物质含量较低，用丙酮或酒精（脂溶剂）处理脱水，而使壁的质含量较低，用丙酮或酒精（脂溶剂）处理脱水，而使壁的肽聚糖网孔变小，通透性降低，使结晶紫与碘的复合物溶不肽聚糖网孔变小，通透性降低，使结晶紫与碘的复合物溶不出来，也就不能染上复染液的颜色而保持原来的紫色。出来，也就不能染上复染液的颜色而

18、保持原来的紫色。芽孢杆菌和绝大多数球菌（以及所有的放线菌和酵母菌）芽孢杆菌和绝大多数球菌（以及所有的放线菌和酵母菌）都呈革兰氏阳性反应，而大多数无芽孢杆菌、弧菌、螺旋菌都呈革兰氏阳性反应，而大多数无芽孢杆菌、弧菌、螺旋菌和某些球菌则呈阴性反应。和某些球菌则呈阴性反应。意义意义:革兰氏染色是菌种鉴定的重要指标；革兰氏染色是菌种鉴定的重要指标；通过革兰氏染色可提供菌体的其它生物学特性方面的信息。通过革兰氏染色可提供菌体的其它生物学特性方面的信息。2、细胞膜、细胞膜(cellmembrane)性质与结构性质与结构：细胞膜位于细胞壁内侧，紧包住细胞质，厚：细胞膜位于细胞壁内侧，紧包住细胞质，厚7.5-

19、10nm，柔软而有弹性，约占细胞干重的柔软而有弹性，约占细胞干重的10-30%，主要成分，主要成分为为60-70%的蛋白质、的蛋白质、20-30%的脂类和约的脂类和约2%的多糖。细胞膜所的多糖。细胞膜所含的脂类均为磷脂。含的脂类均为磷脂。通过质壁分离、选择性染色、原生质体破通过质壁分离、选择性染色、原生质体破裂或电子显微镜观察等方法，可以证明细胞膜的存在。裂或电子显微镜观察等方法，可以证明细胞膜的存在。细胞膜细胞膜结构一般采用结构一般采用Singer和和Nicolson提出的提出的液态镶嵌模型液态镶嵌模型。功能功能：a.控制细胞内、外的物质运送、交换；控制细胞内、外的物质运送、交换；b.b.维

20、持细胞内正常渗透压的屏障作用；维持细胞内正常渗透压的屏障作用；c.c.合成细胞壁各种组分和荚膜等大分子的场所；合成细胞壁各种组分和荚膜等大分子的场所；d.d.进行氧化磷酸化和光合磷酸化的产能基地；进行氧化磷酸化和光合磷酸化的产能基地；e.e.鞭毛的着生点和提供其运动所需的能量等。鞭毛的着生点和提供其运动所需的能量等。中间体（中间体（mesosome）：细胞膜内陷形成的层状、管状或囊细胞膜内陷形成的层状、管状或囊状的结构。其主要功能可能与状的结构。其主要功能可能与DNA的复制和分离、酶和其他蛋的复制和分离、酶和其他蛋白质的分泌、以及细胞分裂时的横隔形成及芽孢的形成有关。白质的分泌、以及细胞分裂时

21、的横隔形成及芽孢的形成有关。3、细胞质（、细胞质（cytoplasm）及其内含物及其内含物细胞质包裹在细胞膜内，是一种无色、透明、粘稠的细胞质包裹在细胞膜内，是一种无色、透明、粘稠的胶体物质。其主要成分是核糖体、贮藏物、各种酶类、中胶体物质。其主要成分是核糖体、贮藏物、各种酶类、中间代谢物、无机盐、载色体、质粒等，少数细菌还存在羧间代谢物、无机盐、载色体、质粒等，少数细菌还存在羧化体、伴胞晶体或气泡等构造。细胞质中有许多化体、伴胞晶体或气泡等构造。细胞质中有许多内含物内含物，主要有：主要有：核糖体：主要由核糖体：主要由50S大亚基和大亚基和30S小亚基组成小亚基组成细胞内含物细胞内含物：贮藏物

22、贮藏物：不溶颗粒，贮藏营养物质。：不溶颗粒，贮藏营养物质。常见的颗粒状内含物：常见的颗粒状内含物：a.异染颗粒异染颗粒：是细胞内磷素的一种储存形态，当用美蓝或：是细胞内磷素的一种储存形态，当用美蓝或苯胺蓝染色时它可与多聚偏磷酸盐结合，呈淡紫红色，这苯胺蓝染色时它可与多聚偏磷酸盐结合，呈淡紫红色，这种颜色变化叫种颜色变化叫异染现象异染现象。其成分主要是多聚偏磷酸盐。其。其成分主要是多聚偏磷酸盐。其主要功能是贮藏磷元素和能量，并可降低细胞的渗透压。主要功能是贮藏磷元素和能量，并可降低细胞的渗透压。b.聚聚-羟基丁酸（羟基丁酸（PHB）颗粒颗粒：是类脂物质，是细胞内碳：是类脂物质，是细胞内碳素和能源

23、的贮藏物质并可降低渗透压。能被苏丹黑染色。素和能源的贮藏物质并可降低渗透压。能被苏丹黑染色。通常在显微镜下，显现为一种折光性很强的小体。通常在显微镜下，显现为一种折光性很强的小体。c.藻青素和藻青蛋白藻青素和藻青蛋白（一种辅助光合色素）：通常存在于蓝（一种辅助光合色素）：通常存在于蓝细菌中，它们属于内源性的氮素贮藏物，同时还具有贮藏能细菌中，它们属于内源性的氮素贮藏物，同时还具有贮藏能源的作用。藻青素呈颗粒状，由含精氨酸和天冬氨酸残基的源的作用。藻青素呈颗粒状，由含精氨酸和天冬氨酸残基的分枝多肽所构成，其分子量在分枝多肽所构成，其分子量在25000-125000范围内。范围内。磁小体磁小体：存

24、在趋：存在趋磁细菌中，主要成磁细菌中，主要成分分Fe3O4，无毒，具无毒，具有导向功能，即可有导向功能，即可引导细菌游向最有引导细菌游向最有利的泥、水界面微利的泥、水界面微氧环境处生活。氧环境处生活。羧酶体羧酶体：存在于：存在于自养细菌细胞中，自养细菌细胞中，在自养细菌的在自养细菌的CO2固固定中起关键作用。定中起关键作用。气泡：存在于许多气泡：存在于许多光能营养型、无鞭毛光能营养型、无鞭毛运动水生细菌中的泡运动水生细菌中的泡囊状内含物，具有调囊状内含物，具有调节比重，以使其漂浮节比重，以使其漂浮在最适水层中的作用，在最适水层中的作用，可获得光能、氧和营可获得光能、氧和营养物质。养物质。4、核

25、区、核区细菌为原核细胞细菌为原核细胞，无核膜和核仁，在核区中充满深度卷曲、无核膜和核仁，在核区中充满深度卷曲、折叠的折叠的DNA双螺旋细丝。故称为核质体、类核、拟核或核基因双螺旋细丝。故称为核质体、类核、拟核或核基因组等。在正常情况下，一个菌体内只有一个核，多集中于菌体组等。在正常情况下，一个菌体内只有一个核，多集中于菌体中央。处于分裂活泼的细菌，由于中央。处于分裂活泼的细菌，由于DNA复制先于细胞分裂，一复制先于细胞分裂，一个细胞内可见个细胞内可见24个核。细菌的核可看成一条染色体，是储存个核。细菌的核可看成一条染色体，是储存和传递遗传物质的基础。和传递遗传物质的基础。质粒质粒：在细菌的类核

26、外，有时一个或几个小形、共价、闭合环：在细菌的类核外，有时一个或几个小形、共价、闭合环状的状的DNA分子，是染色体以外的遗传物质。可分散在细胞质中，分子，是染色体以外的遗传物质。可分散在细胞质中，也可附加在染色体上。质粒也可附加在染色体上。质粒DNA分子携带某些获得特殊性状的分子携带某些获得特殊性状的基因，并可通过接合或传导传递给另一个细菌，也能携带染色基因，并可通过接合或传导传递给另一个细菌，也能携带染色体体DNA的片段一起转移。因此，质粒成为基因工程中被广泛采的片段一起转移。因此，质粒成为基因工程中被广泛采用的载体。用的载体。(二）细菌细胞的特殊构造二）细菌细胞的特殊构造1、荚膜荚膜(ca

27、psule)：某些细菌细胞壁外的较松厚，并具有某些细菌细胞壁外的较松厚，并具有一定外形的粘液性物质。如果粘液性物质没有明显的边缘，一定外形的粘液性物质。如果粘液性物质没有明显的边缘，则叫则叫粘液层粘液层。如果有个荚膜内含有多个细菌，这种荚膜又。如果有个荚膜内含有多个细菌，这种荚膜又称为称为菌胶团菌胶团。成分成分:90%的水分，多糖或多肽的水分，多糖或多肽荚膜可通过离心而沉降荚膜可通过离心而沉降（分层），而粘液层则是（分层），而粘液层则是扩散在培养基中的胞外多扩散在培养基中的胞外多糖，通过离心无法使它沉糖，通过离心无法使它沉降，有时甚至将培养容器降，有时甚至将培养容器倒置时，培养物还是结成倒置时

28、，培养物还是结成凝胶状。进行负染色可以凝胶状。进行负染色可以在光镜下观察到。在光镜下观察到。功能功能:.保护作用：保护细菌免受干燥的影响，保护不受其它保护作用：保护细菌免受干燥的影响，保护不受其它细菌吞噬作用；细菌吞噬作用；具荚膜的致病菌毒力强，失去荚膜的致病具荚膜的致病菌毒力强，失去荚膜的致病力下降；力下降；提供养料和堆积代谢废物的作用；提供养料和堆积代谢废物的作用；.是鉴定细菌是鉴定细菌依据之一，依据之一，S-型菌落（光滑）和型菌落（光滑）和R-型菌落（粗糙）；型菌落（粗糙）；附着附着作用作用。例例：唾液链球菌分泌一种已糖基转移酶，使蔗糖转变唾液链球菌分泌一种已糖基转移酶，使蔗糖转变成果糖

29、，把细菌粘附在齿表。成果糖，把细菌粘附在齿表。作为透性屏障和离子交换系作为透性屏障和离子交换系统，以保护细菌免受重金属离子的毒害统，以保护细菌免受重金属离子的毒害细菌间的信息识别细菌间的信息识别作用。作用。荚膜与人类生产实践有密切的关系。荚膜与人类生产实践有密切的关系。1、用于菌种鉴定；、用于菌种鉴定；2、用作药物和生化试剂；、用作药物和生化试剂；3、用作工业原、用作工业原料；料；4、用于污水的生物处理、用于污水的生物处理2、鞭毛（、鞭毛（flagella）许多细菌，包括所有的弧菌和螺菌，约半数的杆菌和极许多细菌，包括所有的弧菌和螺菌，约半数的杆菌和极少数球菌，从少数球菌，从菌体内鞭毛基粒上长

30、出的细长呈波状的丝状体，菌体内鞭毛基粒上长出的细长呈波状的丝状体，穿过细胞壁伸出体外，称为鞭毛穿过细胞壁伸出体外，称为鞭毛，是细菌的运动器官。鞭毛，是细菌的运动器官。鞭毛纤细，直径仅纤细，直径仅10-20nm，需用电子显微镜来观察，在普通光需用电子显微镜来观察，在普通光学显微镜下需经特殊的染色方法来观察。学显微镜下需经特殊的染色方法来观察。鞭毛的分类：根据鞭毛的数目及其排列方式，可将鞭毛鞭毛的分类：根据鞭毛的数目及其排列方式，可将鞭毛分成四类：分成四类：端生鞭毛、端生丛毛、两端鞭毛、周生鞭毛。端生鞭毛、端生丛毛、两端鞭毛、周生鞭毛。鞭毛的化学组成：蛋白质约占干重的鞭毛的化学组成：蛋白质约占干重

31、的99%，而糖类、脂，而糖类、脂类和矿物质的总和约为类和矿物质的总和约为1%。鞭毛蛋白鞭毛蛋白。鞭毛的结构：鞭毛由鞭毛的结构：鞭毛由鞭毛基体（鞭毛基体（L、P、S-M）、）、钩形鞘钩形鞘和鞭毛丝和鞭毛丝等三部分组成。等三部分组成。G-G+（485000）（66000）鞭毛的有无是菌种鉴定的一项重要指标。在下述两种情况下，可在下述两种情况下，可凭肉眼观察来初步判断鞭毛是否存在凭肉眼观察来初步判断鞭毛是否存在：在半固体（含在半固体（含0.30.4%琼脂）直立柱中穿刺接种某一细菌，经培琼脂）直立柱中穿刺接种某一细菌，经培养后，如果在其穿刺线周围有呈混浊的扩散区，说明该菌具有运动养后，如果在其穿刺线周

32、围有呈混浊的扩散区，说明该菌具有运动能力，即可推测其存在鞭毛，反之则无鞭毛；能力，即可推测其存在鞭毛，反之则无鞭毛；根据某菌在平板培根据某菌在平板培养基上的菌落形态也可判断该菌是否存在鞭毛，一般地说，如果某养基上的菌落形态也可判断该菌是否存在鞭毛，一般地说，如果某菌产生的菌落形状大而薄且不规则，边缘极不平整，说明该菌具有菌产生的菌落形状大而薄且不规则，边缘极不平整，说明该菌具有运动能力，反之，如果菌落十分圆整、边缘光滑、相对较厚，则说运动能力，反之，如果菌落十分圆整、边缘光滑、相对较厚，则说明它是没有鞭毛的。明它是没有鞭毛的。鞭毛是细菌的运动器官，鞭毛是细菌的运动器官，具有很高的运动速度，一般

33、每秒可移具有很高的运动速度，一般每秒可移2080m，例如铜绿假单胞菌每秒可移动例如铜绿假单胞菌每秒可移动55.8m，是其体长的是其体长的2030倍。倍。单生菌和丛生菌多做直线运动。运动速度快。周生菌运单生菌和丛生菌多做直线运动。运动速度快。周生菌运动速度慢，多作翻转运动。动速度慢，多作翻转运动。在各类细菌中，弧菌、螺菌和假单胞菌在各类细菌中，弧菌、螺菌和假单胞菌类普遍都长有鞭毛，在杆菌中，有的有鞭毛，有的没有，类普遍都长有鞭毛，在杆菌中，有的有鞭毛，有的没有，而在球状而在球状的细菌中，则仅有个别属的细菌中，则仅有个别属（动性球菌属）的细菌才有鞭毛。（动性球菌属）的细菌才有鞭毛。鞭毛在实践中的意

34、义是作为菌种分类鉴定的重要指标。鞭毛在实践中的意义是作为菌种分类鉴定的重要指标。3、菌毛、菌毛 是长在细菌体表的一种纤细、中空、短直、数量较多的蛋是长在细菌体表的一种纤细、中空、短直、数量较多的蛋白质附属物，在革兰氏阴性细菌中较为常见。其结构较鞭毛简白质附属物，在革兰氏阴性细菌中较为常见。其结构较鞭毛简单，功能是使细菌较牢固地粘连在物体表面上。多为致病菌。单，功能是使细菌较牢固地粘连在物体表面上。多为致病菌。菌毛分为普通菌毛和性菌毛。普通纤毛的主要功能是粘附菌毛分为普通菌毛和性菌毛。普通纤毛的主要功能是粘附作用，可使细菌细胞吸附在其他细菌和病毒上，也可附着在哺作用，可使细菌细胞吸附在其他细菌和

35、病毒上，也可附着在哺乳动物细胞或其他物体上。性菌毛比菌毛长，数量较少，一般乳动物细胞或其他物体上。性菌毛比菌毛长，数量较少，一般1-4根，其功能是在不同菌株间交流根，其功能是在不同菌株间交流DNA，也是某些具有高度也是某些具有高度特异性的噬菌体的吸附部位。特异性的噬菌体的吸附部位。带有性因子（带有性因子（F因因子）的细菌具有子）的细菌具有致育性，为致育性，为F+菌菌4、芽孢（、芽孢（spores）某些细菌生长到一定阶段，在细胞内形成一个圆形或圆柱某些细菌生长到一定阶段，在细胞内形成一个圆形或圆柱形的对不良环境条件具有较强的抵抗力的休眠体称为芽孢。产形的对不良环境条件具有较强的抵抗力的休眠体称为

36、芽孢。产生芽孢前的菌体称为营养体。细菌的芽孢都生长在细胞内，又生芽孢前的菌体称为营养体。细菌的芽孢都生长在细胞内，又称内生孢子。称内生孢子。由于每一细胞仅形成一个芽孢，故由于每一细胞仅形成一个芽孢，故无繁殖功能无繁殖功能。（1）芽孢的形状、大小和位置：芽孢呈圆形或椭圆形和短圆）芽孢的形状、大小和位置：芽孢呈圆形或椭圆形和短圆柱形，折光性强，壁厚，不易着色，需用强染色剂和加热染色。柱形，折光性强，壁厚，不易着色，需用强染色剂和加热染色。芽孢的大小及在菌体中的位置随菌种而异，有的比菌体小，有芽孢的大小及在菌体中的位置随菌种而异，有的比菌体小，有的比菌体大。芽孢的形状、大小和位置对菌种鉴定具有重要的

37、的比菌体大。芽孢的形状、大小和位置对菌种鉴定具有重要的意义。意义。能能产产芽孢的细菌属不多，最主要的是属于革兰氏阳性杆芽孢的细菌属不多，最主要的是属于革兰氏阳性杆菌的两个属菌的两个属好氧性的芽孢杆菌属和厌氧性的梭菌属好氧性的芽孢杆菌属和厌氧性的梭菌属，球菌，球菌中只有中只有八叠球菌属八叠球菌属产芽孢，螺菌中的产芽孢，螺菌中的孢螺菌属孢螺菌属也产芽孢。也产芽孢。（2）芽孢的形成过程）芽孢的形成过程（3）芽孢的萌发）芽孢的萌发由由休眠状态变成营养状态休眠状态变成营养状态的细菌的过程，称为芽孢的萌发。的细菌的过程，称为芽孢的萌发。萌发的过程主要分萌发的过程主要分活化、出芽活化、出芽和和生长生长三个阶

38、段。三个阶段。活化活化:可由短期加热或用低可由短期加热或用低pH、还原剂的处理而引起。还原剂的处理而引起。出芽出芽:该阶段的特点：芽孢膨胀、芽孢衣破裂或吸收、对热该阶段的特点：芽孢膨胀、芽孢衣破裂或吸收、对热或其他压力抗性的丧失、折光率下降、芽孢组分释放及代谢活或其他压力抗性的丧失、折光率下降、芽孢组分释放及代谢活性增强。性增强。生长生长:此时芽孢原生质体合成新的组分，并从芽孢衣的残留此时芽孢原生质体合成新的组分，并从芽孢衣的残留物中伸展出来，重新发育成活跃的细菌。物中伸展出来，重新发育成活跃的细菌。（4）芽孢的耐热机制）芽孢的耐热机制细菌芽孢对细菌芽孢对热、干燥、化学消毒剂、辐射热、干燥、化

39、学消毒剂、辐射等均表现出很强等均表现出很强的抗性，尤其的抗性，尤其突出的是抗热性突出的是抗热性。渗透调节皮层膨胀学说渗透调节皮层膨胀学说（osmoregulatoryexpandedcortextheory）该学说认为，该学说认为，芽孢衣对多价阳离子和水分的透性差芽孢衣对多价阳离子和水分的透性差及及皮层的皮层的离子强度高离子强度高，从而，从而使皮层有极高的渗透压去夺取核心部分的使皮层有极高的渗透压去夺取核心部分的水分水分，其结果造成，其结果造成皮层的充分膨胀、皮层的充分膨胀、而而核心部分的生命物质核心部分的生命物质却形成高度失水状态却形成高度失水状态，因而产生极强的耐热性。，因而产生极强的耐热

40、性。芽孢有生命部位芽孢有生命部位核心部位含水量稀少（核心部位含水量稀少（10%-25%），才是），才是耐热机制的关键。耐热机制的关键。（5）对芽孢深入研究的理论与实践意义）对芽孢深入研究的理论与实践意义 1）芽孢的有无可作为菌种鉴定的重要的形态学指标；）芽孢的有无可作为菌种鉴定的重要的形态学指标；2）芽孢的存在有利于对菌种的保藏；）芽孢的存在有利于对菌种的保藏；3）可作为衡量消毒灭菌措施的主要指标。）可作为衡量消毒灭菌措施的主要指标。在实验室和发酵工业中，在实验室和发酵工业中，湿热灭菌，至少要在湿热灭菌，至少要在121121维持维持1515分钟才能保证培养基或物件的彻底灭菌。分钟才能保证培养基

41、或物件的彻底灭菌。干热灭菌，一般规定物件必须在干热灭菌，一般规定物件必须在150-160 150-160 下维持下维持1-21-2小时。小时。细菌的其他休眠构造：细菌的其他休眠构造：如固氮菌的如固氮菌的孢囊孢囊，粘球菌的，粘球菌的粘液孢子粘液孢子，蛭弧菌的，蛭弧菌的蛭孢囊蛭孢囊，以，以及嗜甲基细菌和红微菌的及嗜甲基细菌和红微菌的外生孢子外生孢子等。等。5.伴孢晶体伴孢晶体少数芽孢杆菌，如少数芽孢杆菌，如苏云金芽孢杆菌苏云金芽孢杆菌在其形成芽孢的同时，会在其形成芽孢的同时，会在芽孢旁形成一个菱形、方形或不定形的在芽孢旁形成一个菱形、方形或不定形的碱溶性蛋白晶体碱溶性蛋白晶体，称为伴胞晶体。伴孢晶

42、体系一种称为伴胞晶体。伴孢晶体系一种碱溶性蛋白质毒素碱溶性蛋白质毒素，对，对200多种昆虫，尤其是对多种昆虫，尤其是对鳞翅目昆虫的幼虫有毒杀作用鳞翅目昆虫的幼虫有毒杀作用，因此可，因此可将苏云金芽孢杆菌制成将苏云金芽孢杆菌制成细菌杀虫剂细菌杀虫剂。四、细菌的繁殖和菌落的形成四、细菌的繁殖和菌落的形成1.细菌的繁殖细菌的繁殖细菌主要的繁殖方式是细菌主要的繁殖方式是裂殖裂殖。裂殖后形成子细胞与母细胞大小相等，称为裂殖后形成子细胞与母细胞大小相等，称为同形裂殖同形裂殖，裂殖后形成子细胞与母细胞大小不相等，称为裂殖后形成子细胞与母细胞大小不相等，称为异形裂殖异形裂殖。细菌亦存在细菌亦存在有性结合有性结

43、合，但发生频率极低。，但发生频率极低。2.菌落（菌落（colony）的形成的形成在在固体培养基的表面或深层固体培养基的表面或深层，由，由一个活细胞繁殖一个活细胞繁殖起来，形成起来，形成的的肉眼可见的群体肉眼可见的群体，称为，称为菌落菌落。在培养基表面的称为在培养基表面的称为表面菌落表面菌落，在表面内生长的，称为在表面内生长的，称为埋藏菌落埋藏菌落或或深层菌落深层菌落。由某一纯种的大量细胞密集地接种到固体培养基表面，长成由某一纯种的大量细胞密集地接种到固体培养基表面，长成的各的各“菌落菌落”连成一片的群体，称为连成一片的群体，称为菌苔菌苔。不同种类细菌所形成的菌落存在差异，是细菌鉴定的重要依不同种类细菌所形成的菌落存在差异，是细菌鉴定的重要依据之一。据之一。（固体培养基）细菌（固体培养基）细菌的菌落特征：的菌落特征：湿润、较光滑、较透湿润、较光滑、较透明、较粘稠、易挑取、明、较粘稠、易挑取、质地均匀以及菌落正质地均匀以及菌落正反面或边缘与中央部反面或边缘与中央部位的颜色一致等。位的颜色一致等。（半固体培养基）（半固体培养基）（液体培养基）（液体培养基）