微生物ppt课件第1章.ppt

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1、第一章 原核生物的形态、构造和功能,古菌（Archaea）细菌（Bacteria）,原核微生物（prokaryotes),又称真细菌（eubacteria），包括普通细菌（狭义的）、放线菌、蓝细菌、支原体、立克次氏体和衣原体,进化谱系上与真细菌及真核生物相互并列，与真核生物关系更近;细胞构造却与真细菌较为接近，同属于原核生物。,原核生物（prokaryotes):一大类细胞核无核膜包裹，只存在称作核区的裸露DNA的原始单细胞生物，包括真细菌（eubacteria)和古菌(Archaea)两大类群。,第一节 细菌（bacteria）,一、形态构造及其功能,（一）形态和染色,球状,杆状,螺旋状,基

2、本形态,寄生性细菌-蛭弧菌,蛭弧菌（Bdellovibrio）寄生于其他细菌，比一般细菌小，能通过细菌滤器，单细胞，弧形或逗点状，有时呈螺旋状，大小0.30.60.81.2微米，或仅为杆菌长度的1/31/4。端生鞭毛，多为一根；有的在另一端生有一束纤毛。革兰氏染色阴性,(2) 螺旋菌：,菌体回转如螺旋，螺旋数目和螺距大小因种而异。鞭毛二端生。细胞壁坚韧，菌体较硬。,(3) 螺旋体：,菌体柔软，用于运动的类似鞭毛的轴丝位于细胞外鞘内。,螺旋菌和螺旋体的比较,4、其它形状,1) 柄杆菌（prosthecate bacteria）,细胞上有柄、菌丝、附器等细胞质伸出物，细胞呈杆状或梭状，并有特征性的

3、细柄。一般生活在淡水中固形物的表面。,生菌柄的细菌种类很多，有的生星状菌柄，菌柄长短不一，因种而异，如菌柄微菌属生短刺状菌柄，臂微菌属生刺状菌柄，柄杆菌属生柄状菌柄，生丝微菌属生丝状菌柄。,2) 星形细菌（star-shaped bacteria ）,3)方形细菌（square-ahaped bacteria）,（Stella）星状菌属,（Haloarcula）盐盒菌属,4）细菌异常形态,环境条件的变化：,物理、化学因子的刺激,培养时间过长,阻碍细胞正常发育,细胞衰老,营养缺乏,自身代谢产物积累过多,异常形态,正常形态,环境条件恢复正常,（nanobacteria）（50 nm）,最大和最小细

4、菌的个体大小悬殊：,（Thiomargarita namibiensis）（0.75mm）,1万倍,(二 ) 细菌大小,细菌的大小范围：,球菌：0.5 3 m （直径）,杆菌: 0.2 2 m X 0.5 20 m,弧菌和螺旋菌： 0.2 2 m X 0.5 100 m,螺旋体：0.1 3 m X 0.5 250 m,2、测量细菌大小的方法,显微镜测微尺,显微照相后根据放大倍数进行测算,直接测量,换算,2、细菌大小测量结果的影响因素,个体差异；,干燥、固定后的菌体会一般由于脱水而比活菌体缩短1/3-1/4；,染色方法的影响，一般用负染色法观察的菌体较大；,幼龄细菌一般比成熟的或老龄的细菌大？小

5、？,环境条件，如培养基中渗透压的改变也会导致细胞大小的变化。,大,简单染色法 正染色 革兰氏染色法 鉴别染色法 抗酸性染色法 芽孢染色法 死菌 姬姆萨染色法 负染色： 荚膜染色法等细菌染色法 活菌：用美蓝或TTC（氧化三苯基四氮唑）等 作活菌染色,细菌染色方法,C.Gram（革兰）于1884年发明的一种鉴别不同类型细菌的染色方法。,革兰氏染色,（二）细菌构造,特殊构造：部分细菌具有的或一般细菌在特殊环境下才有的构造,一般构造： 一般细菌都有的构造,图1-1,1、细胞的一般构造,位于细胞表面，内侧紧贴细胞膜的一层较为坚韧，略具弹性的细胞结构。,（1）细胞壁（cell wall),机械法破裂细胞后

6、，分离得到纯的细胞壁；,细菌超薄切片的电镜直接观察；,2）证实细胞壁存在的方法：,制备原生质体，观察细胞形态的变化；,质、壁分离后染色，可以在光学显微镜下看到细胞壁；,3）细胞壁的功能：,（1）固定细胞外形和提高机械强度，免受渗透压等外力的损伤；,（2）为细胞的生长、分裂和鞭毛运动所必需；,（3）阻拦大分子有害物质：渗透屏障，阻拦酶蛋白和某些抗生素 等大分子物质（分子量大于800）进入细胞，保护细胞免受 溶菌酶、消化酶和青霉素等有害物质的损伤；,（4）细菌特定的抗原性、致病性以及对抗生素和噬菌体的 敏感性的物质基础；,1）革兰氏阳性细菌的细胞壁,特点：厚度大（2080nm） 化学组分简单，一般

7、只含90%肽聚糖和10%磷壁酸。,A、肽聚糖(peptidoglycan),厚约2080nm，由40层左右的网格状分子交织成的网套覆盖在整个细胞上。,又称粘肽、胞壁质或粘质复合物，是真细菌细胞壁中的特有成分,双糖单位中的-1,4-糖苷键很容易被溶菌酶所水解，从而引起细菌因肽聚糖细胞壁的“散架”而死亡,B、磷壁酸,一种酸性多糖，主要成分为甘油磷酸或核糖醇磷酸。,壁磷壁酸:,膜磷壁酸（脂磷壁酸）:,与肽聚糖分子间共价结合,跨越肽聚糖层并与细胞膜相交联，由甘油磷酸链分子与细胞膜上的磷脂进行共价结合,膜磷壁酸（又称脂磷壁酸）:含量与培养条件关系不大。可用45%热酚水提取，也可用热水从脱脂的冻干细菌中提

8、取。,壁磷壁酸:一般占细胞壁重量的10%，有时可接近50%。用稀酸或稀碱可以提取。,二价阳离子，特别是高浓度的Mg2+的存在，对于保持膜的硬度，提高细胞膜上需Mg2+的合成酶的活性极为重要。,磷壁酸主要生理功能,细胞壁形成负电荷环境，浓缩细胞周围的Mg2+，提高合成酶的活力；,贮藏元素；,增强某些致病菌对宿主细胞的粘连、避免被白细胞吞噬以及抗补体的作用；,革兰氏阳性细菌特异表面抗原的物质基础；,噬菌体的特异性吸附受体；,调节细胞内自溶素(autolysin)的活力，防止细胞因自溶而死亡,可作为细菌分类、鉴定的依据,2）革兰氏阴性细菌的细胞壁,细胞壁薄，层次较多，成分复杂,2）革兰氏阴性细菌的细

9、胞壁,A、肽聚糖,埋藏在外膜层之内，仅由12层肽聚糖网状分子组成 (23nm)，占细胞壁总重的10%，对机械强度的抵抗力弱。,B、外膜(outer membrane),位于革兰氏阴性细菌细胞壁外层，有时也称为外壁层。 由脂多糖、磷脂和若干种外膜蛋白组成。,脂多糖由三部分组成： O-特异侧链（O-specific side chain， 或称O-多糖或O-抗原） 核心多糖(core polysaccharide) 类脂A,脂多糖的主要功能,a ) 负电荷较强，吸附Mg2+、Ca2+阳离子，增加其在细胞表面浓度，稳定细胞膜结构。,b) 决定细胞表面抗原决定簇多样性；,根据LPS抗原性的测定，沙门氏

10、菌属(Salmonella spp)的抗原型多达2107种，一般都源自O-特异侧链种类的变化。细菌躲避宿主免疫系统攻击。用血清学方法对病原菌进行鉴定,c)类脂A是革兰氏阴性细菌内毒素的物质基础,d)控制某些物质进出细胞的部分选择性屏障,e)噬菌体在细胞表面的吸附受体,外膜蛋白(outer membrane protein),嵌合在LPS和磷脂层外膜上的蛋白。有20余种，但多数功能尚不清楚。,孔蛋白（porins）又称基质蛋白，其单体分子质量为28-48KD，是一类形成跨膜管道，具有渗透特性的外膜主要蛋白。,非特异性孔蛋白,特异性孔蛋白,可通过分子量小于800900的任何亲水性分子,只容许一种或

11、少数几种相关物质通过，如维生素B12和核苷酸等。,三个基质蛋白分子组成一个直径约1nm的跨膜孔道，通过孔的开、闭，可对进入外膜层的物质进行选择。,脂蛋白(lipoprotein) :外膜中含量最丰富的蛋白，通过共价键使外膜层牢固地连接在肽聚糖内壁层上，分子量约为7200。作为一种结构蛋白，稳定细菌外膜-肽聚糖复合物的功能。,在细胞中的拷贝数为1105，是革兰氏阴性细菌的外膜主要蛋白之一,分子量约为3436KD, 跨膜蛋白，在维持外膜结构上具有重要作用。,1020种微量蛋白，已证明其中大部分都参与特异性的扩散过程，与细胞生长密切相关,OmpA，又称热修饰蛋白（heat-modifiable pr

12、otein）,微量蛋白,外膜蛋白的生理功能 ：营养物质的吸收蛋白质分泌 信号转导噬菌体和细菌素的受体细菌粘附逃避免疫防御 铁吸收 对抗微生物多肽的抗性 对血清的抗性 多药物抗性 对胆盐的抗性免疫原性,在周质空间中，存在着多种周质蛋白（periplasmic proteins）,水解酶类；,合成酶类；,结合蛋白；,受体蛋白；,周质空间是进出细胞的物质的重要中转站和反应场所,周质空间(periplasmic space, periplasm),又称壁膜间隙。在革兰氏阴性细菌中，一般指其外膜与细胞膜之间的狭窄空间（宽约1215nm），呈胶状。,革兰氏阳性和阴性细菌的比较,革兰氏染色的方法与原理,1、

13、用碱性染料结晶紫对菌液涂片进行初染,2、用碘溶液进行媒染，提高染料和细胞间的相互作用从而使二者结合得更牢固。,3、用乙醇或丙酮冲洗进行脱色。在经历脱色后仍将结晶紫保留在细胞内的为革兰氏阳性细菌，而革兰氏阴性细菌的结晶紫被洗掉，细胞呈无色。,4、用一种与结晶紫具有不同颜色的碱性染料对涂片进行复染。例如沙黄，它使原来无色的革兰氏阴性细菌最后呈现桃红到红色，而革兰氏阳性细菌继续保持深紫色,缺壁细菌：,缺壁细菌,实验室或宿主体内形成,在自然界长期进化中形成支原体,缺壁突变L型细菌,基本去尽原生质体（G+）,部分去除球状体（G-）,人工去壁,（1）L型细菌（L-form of bacteria）,在某些

14、环境条件下通过自发突变而形成的遗传性稳定的细胞壁缺陷变异型。,因英国李斯特（Lister）预防研究所的学者首先发现而得名（1935年，念珠状链杆菌）,大肠杆菌、变形杆菌、葡萄球菌、链球菌、分枝杆菌和霍乱弧菌等20多种细菌中均有发现，被认为可能与针对细胞壁的抗菌治疗有关,L型细菌特点：,无完整细胞壁，细胞呈多形态,有些能通过细菌滤器，故又称“滤过型细菌”,对渗透敏感，在固体培养基上形成“油煎蛋”似的小菌落（直径在0.1mm左右）,（2）原生质体（protoplast）,用溶菌酶处理或在含青霉素的培养基中培养而抑制新生细胞壁合成而形成的仅由一层细胞膜包裹的，圆球形、对渗透压变化敏感的细胞，一般由革

15、兰氏阳性细菌形成。,特点：,对环境条件变化敏感；,有的原生质体具有鞭毛，但不能运动，也不被相应噬菌体所感染；,在适宜条件（如高渗培养基）可生长繁殖、形成菌落，形成芽孢。及恢复成有细胞壁的正常结构。,比正常有细胞壁的细菌更易导入外源遗传物质，是研究遗传规律和进行原生质体育种的良好实验材料。,（3）球状体(sphaeroplast)，又称原生质球,采用上述同样方法，针对革兰氏阴性细菌处理后而获得的残留部分细胞壁的球形体。与原生质体相比，它对外界环境具有一定的抗性，可在普通培养基上生长。,（4）支原体(Mycoplasma),在长期进化过程中形成的、适应自然生活条件的无细胞壁的原核生物。因它的细胞膜

16、中含有一般原核生物所没有的甾醇，所以即使缺乏细胞壁，其细胞膜仍有较高的机械强度。,（2）细胞膜(cell membrane),又称质膜、内膜，是紧贴在细胞壁内侧、包围细胞质的一层柔软、脆弱、富有弹性的半透性薄膜，厚约78nm。,组成：磷脂（占20%30%）、蛋白质（占50%70%）,细胞膜观察方法：,质壁分离后结合鉴别性染色在光学显微镜下观察；,原生质体破裂；,超薄切片电镜观察；在上下两暗色层之间夹着一浅色中间层的双层膜结构（细胞膜的化学组成有关）。,细胞膜的化学组成与结构模型：,磷脂,亲水的极性端,疏水的非极性端,图1-8 磷脂,在极性头的甘油3C上，不同种微生物具有不同的R基，如磷脂酸、磷

17、脂酰甘油、磷脂酰乙醇胺、磷脂酰胆碱、磷脂酰丝氨酸或磷脂酰肌醇等。,非极性尾则由长链脂肪酸通过酯键连接在甘油的C1和C2位上组成，其链长和饱和度因细菌种类和生长温度而异。,膜的流动性很大程度上取决于不饱和脂肪酸的结构和相对含量。,具运输功能的整合蛋白或内嵌蛋白,具有酶促作用的周边蛋白或膜外蛋白,膜蛋白约占细菌细胞膜的50%70%，比任何一种生物膜都高，而且种类也多。-细胞膜是一个重要的代谢活动中心。,膜蛋白,甾醇类物质,提高膜的稳定性,真核生物细胞膜中一般含有胆固醇等甾醇，含量为5%-25%。,原核生物与真核生物的最大区别就是其细胞膜中一般不含胆固醇，而是含有hopanoid的类甾醇。,甾醇的一

18、般结构,细胞膜的液态镶嵌模型(fluid mosaic model) （P24）,膜的主体是脂质双分子层,脂质双分子层具有流动性,整合蛋白因其表面呈疏水性，故可“溶”于脂质双分子层的疏水性内层中；,周边蛋白表面含有亲水基团，故可通过静电引力与脂质 双分子层表面的极性头相连；,脂质分子间或脂质与蛋白质分子间无共价结合；,脂质双分子层犹如一“海洋”，周边蛋白可在其上作“漂浮” 运动，而整合蛋白则似“冰山”状沉浸在其中作横向移动。,1972年，辛格（J.S.Singer）和尼科尔森（G.L.Nicolson）,细胞膜的生理功能： （p24）,选择性地控制细胞内、外的营养物质和代谢产物的运送；,维持细

19、胞内正常渗透压的屏障；,合成细胞壁和糖被的各种组分（肽聚糖、磷壁酸、LPS、 荚膜多糖等）的重要基地；,膜上含有氧化磷酸化或光合磷酸化等能量代谢的酶系， 是细胞的产能基地；,鞭毛基体的着生部位和鞭毛旋转的供能部位；,间体（mesosome）,细胞质膜内褶而形成的囊状构造，其中充满着层状或管状的泡囊。多见于革兰氏阳性细菌,青霉素酶分泌、DNA复制、分配以及细胞分裂有关,“间体”仅是电镜制片时因脱水操作而引起的一种赝像,细胞质的主要成分为核糖体、贮藏物、多种酶类和中间代谢物、质粒、各种营养物和大分子的单体等，少数细菌还有类囊体、磁小体、羧酶体、气泡或伴孢晶体等。,（3）细胞质和内含物（P26）,细

20、胞质（cytoplasm）：细胞膜包围的除核区外的一切半透明、胶状、颗粒状物质的总称。含水量约80%。,(1) 颗粒状（营养）贮藏物(reserve materials)：,一类由不同化学成分累积而成的不溶性沉淀颗粒，主要功能是贮存营养物。,糖原：大肠杆菌、克雷伯氏菌、芽孢杆菌和蓝细菌等 碳源及能源类 聚-羟丁酸（PHB）：固氮菌、产碱菌和肠杆菌等 硫粒：紫硫细菌、丝硫细菌、贝氏硫杆菌等贮藏物 藻青素：蓝细菌 藻青蛋白：蓝细菌 磷源（异染粒）：迂回螺菌、白喉棒杆菌、结核分枝杆菌,氮源类,细胞内含物（inclusion body),聚-羟丁酸(poly-hydroxybutyrate,PHB),

21、类脂性质的碳源类贮藏物,PHB于1929年被发现，至今已发现60属以上的细菌能合成并贮藏。,它无毒、可塑、易降解，被认为是生产医用塑料、生物降解塑料的良好原料。,多糖类贮藏物,在真细菌中以糖原为多糖原粒较小，不染色需用电镜观察,糖原粒：用碘液染成褐色，在光学镜下看到淀粉粒：用碘液染成深兰色,异染粒(metachromatic granules),聚磷酸颗粒（polyphosphate granules，PP）,被美蓝或甲本胺蓝染色成红紫色又被称作异染粒,颗粒大小为0.51.0m，是无机偏磷酸的聚合物，一般在含磷丰富的环境下形成。功能是贮藏磷元素和能量，并可降低细胞的渗透压。,(2) 磁小体(m

22、egnetosome),趋磁细菌细胞中含有的大小均匀、数目不等的Fe3O4颗粒，外有一层磷脂、蛋白或糖蛋白膜包裹。,(3) 羧酶体(carboxysome),一些自养细菌细胞内的多角形或六角形内含物,其大小与噬菌体相仿，约10nm，内含1,5-二磷酸核酮糖羧化酶，在自养细菌的CO2固定中起着关键作用。,羧酶体,(4) 气泡（gas vocuoles）P27,许多光能营养型、无鞭毛运动的水生细菌中存在的充满气体的泡囊状内含物，内由数排柱形小空泡组成，外有2nm厚的蛋白质膜包裹。,功能：调节细胞比重以使细胞漂浮在最适水层中获取光能、O2和营养物质,蓝细菌生长时依靠细胞内的气泡而漂浮于湖水表面，并随

23、风聚集成块，常使湖内出现“水华”。,有些厌氧性光合细菌利用气泡集中在水下10-30米深处，这样既能吸收适宜的光线和营养进行光和作用，又可以避免直接与氧接触。,专性好氧的盐杆菌属（Halobacterium）的细菌，却生活在含氧极少的饱和盐水中，细胞中气泡显著，其作用是使菌体浮于盐水表面，以保证细胞更接近空气。,气泡的膜只含蛋白质而无磷脂。二种蛋白质相互交连，形成一个坚硬的结构，可耐受一定的压力。膜的外表面亲水，而内侧绝对疏水，故气泡只能透气而不能透过水和溶质。,(5) 载色体（Chromatophore）,光合细菌进行光合作用的部位，相当于绿色植物的叶绿体,合成蛋白质的场所，由40%的蛋白质和

24、60%的RNA共价结合而成。,(6) 核糖体（ribosome）,原核生物核糖体为70S，由大亚基50S和小亚基30S组成。30S亚基含有21种蛋白质和一分子16SrRNA，50S亚基含有34种蛋白及5S、23SrRNA各一分子。,原核生物核基因组以外，具有独立复制能力的小型共价闭合环状的双链DNA分子,(7) 质粒（plasmid）,（1）糖被（glycocalyx）,包被于某些细菌细胞壁外的一层厚度不定的透明胶状物质,2、细菌细胞的特殊构造,荚膜（capsule）或 微荚膜(microcapsule)粘液层(slime layer)菌胶团(zoogloea),糖被特点,（1）主要成分是多糖

25、、多肽或蛋白质，尤以多糖居多。经特殊的荚膜染色，特别是负染色（又称背景染色）后可在光学显微镜清楚地观察到它的存在。,（2）产生糖被是微生物的一种遗传特性，是细菌分类鉴定的指标之一。,（3）荚膜等并非细胞生活的必要结构，但它对细菌在环境中的生存有利。,糖被功能,（1）保护作用,（2）贮藏养料,（3）透性屏障和离子交换系统,（4）表面附着,（5）细菌间的信息识别,（6）堆积代谢废物,应用,制药和生化试剂（代血浆）工业原料（黄原胶）污水的生物处理（沉降作用）,有害作用,（2）鞭毛(flagellum,复flagella),生长在某些细菌细胞表面的长丝状、波曲的蛋白质附属物，一至数十条，具有运动功能。

26、,侧生鞭毛：反刍月形单胞菌,鞭毛的有无和着生方式具有十分重要的分类学意义,鞭毛着生方式：,单端鞭毛：霍乱弧菌,端生丛毛：荧光假单胞菌,周生鞭毛：枯草杆菌,两端生鞭毛：螺旋体,观察和判断细菌鞭毛的方法,电子显微镜直接观察,鞭毛长度：1520m；直径：0.010.02m,光学显微镜下观察：鞭毛染色、暗视野显微镜、运动性,根据培养特征判断：半固体穿刺、菌落（菌苔）形态,鞭毛的结构,Electron cryotomography of T. primitia and its periplasmic flagellar motor,鞭毛的生长方式是在其顶部延伸,鞭毛推动细菌运动的特点,（1）速度: 每秒

27、2080m，最高可达每秒100m（每分钟达到3000倍体长）。,（2）方式： 旋转运动,以推进方式做直线运动，以翻筋斗式做短促转向运动,超过了陆上跑得最快的动物猎豹的速度（每分钟1500倍体长或每小时110公里）,细菌的趋避运动,化学趋避运动（chemotaxis）：细菌对某化学物质敏感，通过运动聚集于该物质高浓度区域或低浓度区域,光趋避运动或趋光性（phototaxis）：有的细菌能区别不同波长的光而集中在一定波长光区内。,趋磁运动或趋磁性（magnetotaxis），趋磁细菌根据磁场方向进行分布,（3）菌毛(fimbria，fimbriae),生长在细菌体表、纤细、中空、短直、数量较多的蛋

28、白质类附属物，具有使菌体附着于物体表面的功能。,每个细菌约有250300条菌毛。有菌毛的细菌一般以革兰氏阴性致病菌居多，借助菌毛可把它们牢固地粘附于宿主的呼吸道、消化道、泌尿生殖道等的粘膜上，进一步定植和致病。,（4）性毛(pili,单数pilus),构造和成分与菌毛相同，比菌毛长，数量仅一至少数几根,性毛一般见于革兰氏阴性细菌的雄性菌株（即供体菌）中，其功能是向雌性菌株（即受体菌）传递遗传物质。有的性毛还是RNA噬菌体的特异性吸附受体。,（5）特殊的休眠构造芽孢(endospore或spore),某些细菌在其生长发育后期，在细胞内形成一个圆形或椭圆形、厚壁、含水量极低、抗逆性极强的休眠体，称

29、为芽孢（endospore或spore，偶译“内生孢子”）,枯草芽孢杆菌,芽孢的特点,整个生物界中抗逆性最强的一种构造(是否能消灭芽孢是衡量各种消毒灭菌手段的最重要的指标),常规加压蒸汽灭菌的条件：121，15 min以上 115，30 min以上,芽孢是细菌的休眠体，在适宜的条件下可以重新转变成为营养态细胞；（产芽孢细菌的保藏多用其芽孢）,芽孢的有无、形态、大小和着生位置是细菌分类和鉴定中的重要指标。产芽孢的细菌多为杆菌，也有一些球菌。芽孢的着生位置：中央芽孢、偏端芽孢、末端芽孢、,芽孢与营养细胞相比化学组成存在较大差异，容易在光学显微镜下观察。（相差显微镜直接观察；芽孢染色）,芽孢的耐热机

30、制,1.吡啶2，6二羧酸（DPA-Ca）2.芽孢特有的芽孢肽聚糖3.芽孢平均含水40，皮层含水704.芽孢中酶的分子量较营养细胞小,渗透调节皮层膨胀学说,芽孢衣对多价阳离子和水分的透性很差, 皮层的离子强度很高，产生极高的渗透压夺取芽孢核心的水分，结果造成皮层的充分膨胀。核心部分的细胞质却高度失水，因此，具极强的耐热性。,4）芽孢的形成过程,DNA浓缩，束状染色体形成,细胞膜内陷开始形成前芽孢,前芽孢的双层隔膜形成,前芽孢发育成熟,开始形成皮层,芽孢衣开始形成,芽孢囊列解并释放芽孢,芽孢衣形成,(6) 伴孢晶体（parasporal crystal）,少数芽孢杆菌，例如苏云金芽孢杆菌(Baci

31、llus thuringiensis)在其形成芽孢的同时，在芽孢旁形成一颗菱形或双锥形的碱溶性蛋白晶体内毒素，称为伴孢晶体。,特点：不溶于水，对蛋白酶类不敏感；容易溶于碱性溶剂,对200多种昆虫尤其是鳞翅目的幼虫有毒杀作用生物农药细菌杀虫剂,伴孢晶体,鳞翅目幼虫口服,伴孢晶体在肠道迅速溶解（中肠 pH 为9.0-10.5）,吸附于上皮细胞，引起渗透性丧失，肠道穿孔,肠道中的碱性溶液进入血液，后者 pH升高，昆虫全身麻痹而死亡,伴孢晶体杀虫机制,细菌的其他休眠构造-孢囊(cyst) :,棕色固氮菌( Azotobacter vinelandii)在营养缺乏情况下产生，抗干旱但不抗热的圆形休眠体，

32、一个营养细胞形成一个孢囊，没有繁殖功能。,(三）细菌的繁殖,1.裂殖（fission）：一个细胞分裂形成两个或多个子细胞,1)二分裂,一个细胞在其对称中心形成隔膜，进而分裂而形成两个大小、形态、结构相同的细胞,横分裂：,纵分裂：,分裂时细胞间形成的隔膜与细胞长轴呈垂直状态,分裂时隔膜与细胞长轴呈平行状态,一分为三，即先形成一对Y型细胞，再进行二分裂。绿色硫细菌,蛭弧菌（Bdellovibrio）：在宿主细菌体内生长时，会形成不规则的盘曲的长细胞，然后在多处同时发生均等长度的分裂，形成多个子细胞,2) 三分裂,3) 复分裂,单个细菌（或其它微生物）细胞或一堆同种细胞接种到固体培养基表面，当它占有

33、一定的发展空间并在适宜的生长条件下，细胞迅速生长繁殖长成的细胞堆。,二、细菌的群体形态,1、固体培养基上的群体形态,菌落（Colony）：,细菌菌落特征：,一般呈现湿润、较光滑、较透明、较粘稠、易挑取、质地均匀、菌落正反面及边缘与中央颜色一致。,不同微生物在特定培养基上生长形成的菌落或菌苔一般都具有稳定的特征（形状、颜色等），可以成为对该微生物进行分类、鉴定的重要依据。,菌苔（Bacterial lawn）：菌落连成一片,穿刺培养：判断细菌的运动能力（半固体琼脂培养基）、细菌蛋白酶的产生（半固体明胶培养基）,2、在半固体培养基上（内）的群体形态,第二节 放线菌(actinomycetes),一

34、类呈丝状生长和以孢子进行繁殖的陆生性较强的原核生物。革兰氏染色阳性细菌域：门，放线菌门-放线菌纲，高GC含量,“介于细菌与丝状真菌之间又接近细菌的一类丝状原核生物”,放线菌的特征,细胞的结构与细菌基本相同，按形态和功能可分为基内菌丝(营养菌丝)、气生菌丝和孢子丝三种。,单细胞，大多由分枝发达的菌丝组成；,菌丝直径与杆菌类似，约1 m；,细胞壁组成与细菌类似，革兰氏染色阳性（少数阴性）；,链霉菌属（Streptomyces)分布最广，种类最多（509种，2000年）1000多种抗生素，临床应用100多种。链霉素、卡那霉素、丝裂霉素.土壤分离的放线菌，链霉菌属占80-90%,一、放线菌形态与构造,

35、(一）链霉菌的形态构造,1、基内菌丝,匍匐生长于培养基内，吸收营养，也称营养菌丝。一般无隔膜，直径0.2-0.8 m，长度差别很大，有的可产生色素。,3、孢子丝,气生菌丝发育到一定阶段，其上可分化出形成孢子的菌丝，即孢子丝，又称产孢丝或繁殖菌丝。其形状和排列方式因种而异，常被作为对放线菌进行分类的依据。,其他放线菌所特有的形态,诺卡氏菌（Nocardia）:营养菌丝发达、多数无气生菌丝，营养 菌丝断裂产生大量杆状、球状的分生孢子,小单孢菌属（Micromonospora）：营养菌丝顶端形成一个孢子,小双孢菌（Microbispora）：气生菌丝顶端形成2个孢子,孢囊链霉菌属(Strepospo

36、rangium)：气生菌丝的孢子丝盘卷而成孢囊 ，内部产生多个孢囊孢子,任何菌丝片段,基内菌丝断裂,二、放线菌繁殖,繁殖方式,无性孢子,菌丝,分生孢子,孢囊孢子,细菌的芽孢是休眠体，而放线菌的孢子是繁殖体,孢子在适宜的条件下萌发，长出1-3个芽管,放线菌的生活史,营养菌丝,气生菌丝,繁殖菌丝（孢子丝）,孢子丝释放孢子,三、放线菌的群体特征,固体培养基上菌落形态：干燥、不透明，有颜色，菌落质地致密，与培养基结合紧密，不易挑起或挑起后不易破碎。,少数不能产生大量菌丝体的菌种（如诺卡氏菌）：粘着力差，粉质针挑起易粉碎,灰色链霉菌 疮痂链霉菌,液体培养基上：菌丝团（悬浮或沉淀）,放线菌分布特点及与人类

37、的关系,广泛分布于含水量较低、有机物较丰富、微碱性土壤中，其代谢产物使土壤具有特殊的泥腥味土腥味素。,产生种类繁多的抗生素（其中70%由放线菌产生），生化药物,有的放线菌可用于生产酶制剂、维生素；固氮作用,在甾体转化、石油脱蜡、烃类发酵、污水处理等方面也有应用,少数寄生型放线菌可引起人、动物（如皮肤、脑、肺和脚部感染）、植物（如马铃薯和甜菜的疮痂病）的疾病。,第三节 蓝细菌（Cyanobacteria）,细菌域：蓝细菌门（门）也称蓝藻或蓝绿藻（blue-green algae），是一类含有叶绿素a、能以水作为供氢体和电子供体、通过光合作用将光能转变成化学能、同化CO2为有机物质、产生氧的大型原

38、核生物。革兰氏染色阴性、无鞭毛,蓝细菌的特性,1）分布极广；,从热带到两极，海洋、高山，土壤、岩石、树皮或其它物体,许多蓝细菌生长在池塘和湖泊中，在夏、秋两季大量繁殖，并形成胶质团浮于水面，形成“水华”，使水体变色。,2）形态差异极大，有球状、杆状和丝状等形态；,3）细胞中含有叶绿素a，进行产氧型光合作用；,蓝细菌被认为是地球上生命进化过程中第一个产氧的光合生物，对地球上从无氧到有氧的转变、真核生物的进化起着里程碑式的作用。有类囊体,4）具有原核生物的典型细胞结构；,细胞核无核膜，也不进行有丝分裂，细胞壁含胞壁酸和二氨基庚二酸，革兰氏染色阴性。,5）营养极为简单，不需要维生素，以硝酸盐或氨作为

39、氮源， 多数能固氮，其异形细胞（heterocyst）是进行固氮的场所；,6）分泌粘液层、荚膜或形成鞘衣，因此具有强的抗干旱能力；,7）无鞭毛，但能在固体表面滑行，进行光趋避运动；,8）许多种类细胞质中有气泡，使菌体漂浮，保持在光线最充足 的地方，以利光合作用；,9）有羧酶体。,蓝细菌特化形式,1）异形胞（hyterocyst）:存在于丝状生长种类中、形大、壁厚、数目较少、位于细胞链中央，有固氮功能,3）链丝段：由长细胞链断裂而成，有繁殖功能4）内孢子：有繁殖功能,2）静息孢子（akinete）：位于细胞链中间，形大、富含贮藏物、一种休眠的细胞,食用种类：发菜念珠蓝细菌（Nostoc flag

40、elliforme） ，普通念珠蓝细菌（Nostoc commune ）盘状螺旋蓝细菌（ 螺旋藻）、蓝细菌多糖、固氮,蓝细菌的应用,危害：赤潮、水华、癌症,第四节 支原体、立克次氏体和衣原体,其大小和特性均介于细菌与病毒之间,一、支原体（Mycoplasma）,细菌域：坚壁菌门（）支原体属） 又称类菌质体，无细胞壁、介于独立生活和细胞内寄生生活的最小型原核微生物。,进行氧化型或发酵型产能代谢。基因组小：0.6-1Mb,无细胞壁，革兰氏染色阴性，但在系统发生上与革兰氏阳性细菌聚类,属于低G+C含量的革兰氏阳性细菌，细胞膜含甾醇，以二分裂和出芽方式繁殖,能在含血清、酵母膏和甾醇的营养丰富培养基生长

41、，在固体培养基上形成油煎蛋状菌落,大小：球状体：0.15-0.3 m，多数0.25 m；丝状体最长可达150 m，因细胞柔软且具扭曲性，能通过细菌滤器。,植物病原体：类支原体或植原体,特点,二、立克次氏体（Rickettsia）,细菌域：变形菌门（） 大小介于通常的细菌与病毒之间，在许多方面类似细菌，专性寄生于真核细胞内的革兰氏阴性原核微生物。,大小介于病毒与一般细菌之间，其中伯氏立克次氏体（Rickettsia burneti）能通过细菌过滤器,1909年， H.T.Ricketts 首次发现斑疹伤寒的病原体，并因研究此病而牺牲,立克次氏体特点,细胞较大：球状体：0.2-0.5 um；杆状体

42、：0.3-0.6 x 0.8-2 um；,形态多样,有细胞壁，G-,真核细胞内专性寄生,二分裂方式繁殖,酶系不完整,对四环素和青霉素等抗生素敏感,对热敏感：56 ，30min,基因组很小，1.1Mb,植物：类立克次氏体？,特殊生活方式：从一种宿主传至另一宿主,主要以节肢动物（虱、蜱、螨等）为媒介，寄生在它们的消化道表皮细胞中，通过节肢动物叮咬和排泄物传播给人和其他动物。,危害：人类的流行性斑疹伤寒、羌虫热、Q热等防治：预防为主。,三、衣原体（Chlamydia）,细菌域：衣原体门（I）一类专性真核细胞内营能量寄生的小型革兰氏阴性原核微生物,特点：有细胞构造、有细胞壁、G-含RNA和DNA 有核

43、糖体二分裂繁殖严格细胞内寄生、鸡胚或细胞培养缺乏能量产生酶系；必须依赖宿主获得ATP,“能量寄生型生物”,沙眼衣原体是人类沙眼的病原体，甚至引起结膜炎、角膜炎、等临床症状，成为致盲的重要原因。,1956年，我国微生物学家汤飞凡等应用鸡胚卵黄囊接种法，在国际上首先成功地分离培养出沙眼衣原体。,原体：具有感染性，不生长繁殖,球状，小于0.4um始体：不具感染性，能繁殖，直径1-1.5um,生活周期：,在宿主细胞内生长繁殖具有独特的生活周期，即存在原体和始体两种形态。,具有感染性的原体通过胞饮作用进入宿主细胞，被宿主细胞膜包围形成空泡。,原体逐渐增大成为始体。能在空泡中以二分裂繁殖，形成大量新的原体

44、，积聚于细胞质内成为“包含体”。,宿主细胞破裂，释放出的原体则感染新的细胞。,第五节 古菌（Archaea）,1977年，Carl Woese以16S rRNA序列比较为依据，提出的独立于真细菌和真核生物之外的生命的第三种形式。,在分类地位上与真细菌和真核生物并列为三域（Domain）， 在进化谱系上更接近真核生物。在结构上接近原核生物,微生物,古菌（Archaea）细菌（Bacteria）,非细胞型,细胞型,原核微生物,真核微生物（Eukarya）,bacteria （细菌）,Archaea （古菌）,Eukarya （真核生物）,二、古菌特点,多生活于一些生存条件十分恶劣的极端环境中，例如

45、高温、高盐、高酸等。,表型很不相同的集合类群，在细胞构造上与真细菌较为接近，同属原核生物，核糖体为70S，革兰氏染色阴性或阳性，在显微镜下，古生菌与细菌具有类似的个体形态。 繁殖的方式包括裂殖、芽殖、断裂。,在进化上接近真核生物，RNA聚合酶类似于真核生物，合成蛋白质的步骤类似于真核生物。,大小相差悬殊：直径0.5-15m,长度可达200m,-1,3糖苷键不被溶菌酶水解,N-乙酰葡糖胺和N-乙酰塔罗糖胺糖醛酸交替连接而成，连在后一氨基糖上的肽尾由L-glu、L-ala和L-lys三个L型氨基酸组成，肽桥则由L-glu一个氨基酸组成,细胞壁中没有真正的肽聚糖， 而是由多糖（假肽聚糖）、糖蛋白或蛋

46、白质构成的。（热原体属(Thermoplasma)没有细胞壁；）,细胞膜磷脂的亲水头（甘油）与疏水尾（烃链）间是通过醚键而不是酯键连接的；,古菌的细胞质膜中存在着独特的单分子层膜或单、双分子层混合膜.,几类主要古生菌：极端嗜盐古生菌：G-产甲烷古生菌：G+超嗜热古生菌热原体属：无细胞壁的古生菌G-还原硫酸盐古菌：G-,一、粘细菌（myxobacteria）,粘细菌又名子实粘细菌，是一类具有最复杂的行为模式和生活史的原核微生物。,1、营养细胞：杆状、柔软、缺乏坚硬的细胞壁，无鞭毛，产生 粘液，可在固体表面作“滑行”运动，以分裂方式 进行繁殖。,2、子实体：营养细胞发育到一定阶段，在适宜的条件下彼

47、此向对方移动，在一定位置聚集成团，形成形态各异，肉眼可见的子实体。,补充材料：,3.粘孢子:单个子实体中可能含有109个或更多由某些营养细胞转变而成的休眠结构，称为粘孢子（mycospore）。,四、粘细菌,能形成子实体是粘细菌区别于其它原核微生物的最主要标志,二、蛭弧菌（Bdellovibrio）,（一）概念,寄生于其它细菌并导致其裂解的一类弧菌，其行为类似噬菌体。,（二）特点,1、鞭毛多为偏端单生；,2、生活方式多样：寄生、兼性寄生，极少数腐生。 一般认为后者为突变株；,3、可能成为防治有害细菌的一种有力武器；,五、蛭弧菌,（三）寄生方式,1、高速猛烈碰撞、附着于宿主细胞；,2、100转/秒以上转速“钻孔”、收缩、进入宿主细胞的周质空间，同时失去鞭毛；,3、生长繁殖，并使宿主细胞裂解；,