2第十章%20细菌学概论.ppt

细菌学概论细菌学概论细菌细菌BacteriaBacteriav广广义义的的细细菌菌（原原核核微微生生物物），指指一一大大类类细细胞胞核核无无核核膜膜包包裹裹，只只存存在在称称为为核核区区(nuclear nuclear region)region)的的裸裸露露DNADNA的的原原始始单单细细胞胞生生物物。狭狭义义的的细细菌菌，一一般般指指具具有有独独特特细细胞胞壁壁，以以无无性性二二分分裂裂方方式式繁繁殖殖的的原核细胞微生物。原核细胞微生物。v生存环境：温暖潮湿、富含有机物的地方，都有大量细菌活动。有特殊的臭味或酸败味，发粘、发滑。v应用：工业上生产各种氨基酸、核苷酸、酶制剂、乙醇、丙酮、丁醇、有机酸、抗生素等；农业上用作杀虫菌剂、细菌肥料的生产和在沼气发酵、饲料青贮等方面的应用；医药上如各种菌苗、类毒素、代血浆和许多医用酶类的生产等；以及细菌在环保和国防上的应用等，都是利用有益细菌活动的例子。v危害：人、动物、植物的传染病、食物和工农业产品腐烂变质。第一节第一节 微生物的形态、结构和分类微生物的形态、结构和分类一、细菌的大小一、细菌的大小 (1)(1)长度单位：长度单位：微米微米(m)m)(2)(2)表示：球菌：表示：球菌：直径直径 杆菌：杆菌：宽宽长长 螺菌：螺菌：宽、长、螺距宽、长、螺距通常通常球菌直径球菌直径：0.2 0.2 1.5 1.5 mm，杆菌杆菌:长长1 1 5 5 m,m,宽宽0.50.5 1 1 mm。例如：例如：E.coliE.coli：平均长度：平均长度：2 2 m m；宽度宽度0 0.5.5mm 1500 1500个大肠杆菌头尾相接等于个大肠杆菌头尾相接等于3 3mm;mm;10 109 9个大肠杆菌重个大肠杆菌重1 1 mg.mg.细菌大小举例细菌大小举例 菌名菌名 直径或宽直径或宽长长/（mm mm）乳链球菌乳链球菌金黄色葡萄球菌金黄色葡萄球菌大肠杆菌大肠杆菌枯草芽孢杆菌枯草芽孢杆菌霍乱弧菌霍乱弧菌 0.5 0.5 1 1 0.8 0.8 1 1 0.5 0.5 (1 (1 3)3)(0.8(0.8 1.2)1.2)(1.21.23 3)(0.2(0.2 0.6)0.6)(1(1 3 3)二、细菌的基本形态和排列方式二、细菌的基本形态和排列方式细菌的基本形态有球菌、杆菌和螺形菌三种；1、球菌（coccus,cocci）：双球菌、链球菌、葡萄球菌；2、杆菌（bacillus,bacilli）：长杆菌、短杆菌；3、螺形菌（spirilla）：弧菌（vibrio）、螺菌（spirillum）。Bacterial shape examined Bacterial shape examined microscopicallymicroscopically 菌体呈球形或近似球形菌体呈球形或近似球形,以典型的二分裂以典型的二分裂殖方式繁殖殖方式繁殖,分裂后产生的新细胞常保持一定分裂后产生的新细胞常保持一定的空间排列方式的空间排列方式.根据细胞分裂的方向及分裂根据细胞分裂的方向及分裂后的各子细胞的空间后的各子细胞的空间排列状态排列状态不同不同,可将球菌可将球菌分为以下几种分为以下几种:单球菌、双球菌、链球菌、四联球菌、八叠球单球菌、双球菌、链球菌、四联球菌、八叠球菌、葡萄球菌等。菌、葡萄球菌等。球菌球菌(coccuscoccus)及其排列状态及其排列状态单球菌：单球菌：细胞分裂沿一个平面进行，新个体分细胞分裂沿一个平面进行，新个体分散而单独存在散而单独存在.如如 尿素微球菌尿素微球菌(Micrococcus ureae)双球菌：双球菌：细胞沿一个平面分裂，新个细胞沿一个平面分裂，新个体成对排列体成对排列.如如 肺炎双球菌肺炎双球菌 (Diplococcus pneumoniae)链球菌：链球菌：细胞沿一个平面进行分裂，新个体不细胞沿一个平面进行分裂，新个体不但可保持成对的样子，并可连成链状但可保持成对的样子，并可连成链状.如：如：乳链球菌乳链球菌 （Streptococcus lactisStreptococcus lactis）无乳链球菌（无乳链球菌（Streptococcus Streptococcus agalactiae)agalactiae)溶血链球菌溶血链球菌 （Streptococcus Streptococcus hemolyticus)hemolyticus)四联球菌：四联球菌：细胞分裂是沿两个相垂直的细胞分裂是沿两个相垂直的平面进行，分裂后每四个细平面进行，分裂后每四个细胞特征性地连在一起，呈田胞特征性地连在一起，呈田字形字形.如如 四联微球菌四联微球菌 （Micrococcus tetragenusMicrococcus tetragenus）八叠球菌：八叠球菌：细胞按三个互相垂直的平面细胞按三个互相垂直的平面进行分裂后，每八个球菌特进行分裂后，每八个球菌特征性地连在一起成立方体形征性地连在一起成立方体形.如如 藤黄八叠球菌藤黄八叠球菌 （Sarcina ureaeSarcina ureae)葡萄球菌：葡萄球菌：细胞无定向分裂，多个新个细胞无定向分裂，多个新个体形成一个不规则的群体，体形成一个不规则的群体，犹如一串葡萄。犹如一串葡萄。如：如：金黄色葡萄球菌金黄色葡萄球菌（Staphylococcus Staphylococcus aureus)aureus)白色葡萄球菌白色葡萄球菌（Staphylcoccus albus)杆菌杆菌(bacillusbacillus)及其排列状态及其排列状态杆菌是细菌中种类最多的类型杆菌是细菌中种类最多的类型,因菌种不同因菌种不同,菌体细胞的长菌体细胞的长短、粗细等都有所差异。短、粗细等都有所差异。杆菌的形态：短杆状、长杆状、棒杆状、梭状杆状、月亮杆菌的形态：短杆状、长杆状、棒杆状、梭状杆状、月亮状、竹节状等；按杆菌细胞繁殖后的排列方式则有链状、状、竹节状等；按杆菌细胞繁殖后的排列方式则有链状、栅状、栅状、“八八”字状等。字状等。短杆菌长杆菌梭状芽孢杆菌Scanning electron m icrographs illustrating external features of the rod-shaped bacterium E.coli.RodshapeiscalledBacillus.Twobacillitogether-DiplobacilliChainsofbacilliarecalledStreptobacilliPalisades-RodssidebysideorinX,VorYfigures杆菌杆菌(bacillusbacillus)及其排列状态及其排列状态2 2杆菌端部特征杆菌端部特征BacillusmegabacteriumLegionellapneumophila(causesLegionnairesDisease)(causesanthrax),BacillusanthracisRod-ShapedBacterium,hemorrhagicE.coli,strain0157:H7螺旋菌螺旋菌(spirilla)螺旋状的细菌称为螺旋菌。螺旋状的细菌称为螺旋菌。根据其弯曲情况分为：根据其弯曲情况分为：弧菌（弧菌（vibrio)vibrio)：螺旋不满一圈，菌体呈弧形或逗号形螺旋不满一圈，菌体呈弧形或逗号形 例：霍乱弧菌、逗号弧菌例：霍乱弧菌、逗号弧菌螺旋菌螺旋菌(spirillum)spirillum)：螺旋满螺旋满2 26 6环，螺旋状环，螺旋状 例：干酪螺菌例：干酪螺菌 螺旋体螺旋体(spirochaeta)spirochaeta)：旋转周数在旋转周数在6 6环以上，菌体柔软。环以上，菌体柔软。例：梅毒密螺旋体例：梅毒密螺旋体Vibrio cholerae细菌特殊形态细菌特殊形态柄细菌、肾形菌、臂微菌、网格硫细菌、贝日柄细菌、肾形菌、臂微菌、网格硫细菌、贝日阿托氏菌阿托氏菌(丝状丝状)、具有子实体的粘细菌等是特、具有子实体的粘细菌等是特殊形态的细菌。殊形态的细菌。第二节第二节 细菌细胞的结构细菌细胞的结构基本结构基本结构特殊结构特殊结构 1.细胞壁细胞壁2.细胞膜细胞膜3.细胞质及内含物细胞质及内含物4.核物质核物质1.荚膜荚膜2.鞭毛鞭毛3.菌毛菌毛4.芽孢芽孢一、细菌的基本结构一、细菌的基本结构（一）细胞壁（一）细胞壁（cellwall）细胞壁主要是由肽聚糖（peptidoglycan）组成，又称粘肽（mucopeptide）；肽聚糖由N-乙酰葡萄糖胺（N-acetylglucosamine，G）、N-乙酰胞壁酸（N-acetylmuramic acid，M）和短肽侧链组成；G和M交替排列，通过-1,4糖苷键连接成长链骨架；短肽侧链将长链骨架连接成空间网格状结构。革兰氏阳性细菌（G）和革兰氏阴性细菌（G）的细胞壁结构有较大差别。G G+和和G G-细胞壁构造细胞壁构造细胞壁（细胞壁（cell wallcell wall）的主要成分的主要成分肽聚糖肽聚糖 （peptidoglycanpeptidoglycan）双糖单位(M-G)联成的聚糖链骨架短肽侧链（肽桥）1.G1.G细菌的细胞壁结构和化学组成细菌的细胞壁结构和化学组成 L-丙氨酸（接M M）D-谷氨酰胺 L-赖氨酸 D-丙氨酸（接GlyGly）侧 链 之 间 由 甘 氨 酸(GlyGly)5 5肽桥肽桥连接。L-AlaD-GlnL-LysD-Ala短肽侧链组成：(Gly)5 L-丙氨酸（接M M）D-谷氨酸 内消旋二氨基庚二酸 D-丙氨酸（接DAPDAP）侧链之间直接连接直接连接。L-AlaD-Glumeso-DAPD-Ala2.G细菌的细胞壁结构和化学组成细菌的细胞壁结构和化学组成短肽侧链组成短肽侧链组成：NAG NAG 与与 NAM NAM 残基以残基以-1,4-1,4糖苷键交替连接，形成糖苷键交替连接，形成聚糖的骨架（主链）；一组相同的短肽侧链接于聚糖的骨架（主链）；一组相同的短肽侧链接于NAMNAM上；上；相连主链上的短肽侧链通过一条肽桥、或直接相连，从相连主链上的短肽侧链通过一条肽桥、或直接相连，从而形成网状分子结构。而形成网状分子结构。肽聚糖单体肽聚糖单体网状结构网状结构G+菌肽聚糖单体G菌肽聚糖单体G G+和和G G-肽聚糖网对比肽聚糖网对比G+：结构紧密，交联度大，三维立体结构G-：结构松散，交联度小，二维平面结构G G+和和G G-肽聚糖肽聚糖G+(S.aureus)G-(E.coli)双糖单体双糖单体一致（一致（M-GM-G）四肽侧链四肽侧链L-AlaL-AlaD-gluD-gluL-LysL-LysD-AlaD-AlaL-AlaL-AlaD-gluD-glumeso-DAPmeso-DAPD-AlaD-Ala交联方式交联方式有肽桥（有肽桥（5 5GlyGly）无肽桥，四肽侧链无肽桥，四肽侧链直接相连直接相连结构结构结构紧密，交联度结构紧密，交联度大，三维立体结构大，三维立体结构结构松散，交联度结构松散，交联度小，小，二维平面结构二维平面结构G G+、G G-细胞壁结构对比细胞壁结构对比细胞壁结构细胞壁结构G G+G G-厚度厚度厚，厚，15-8015-80nmnm薄，薄，10-1510-15nmnm肽聚肽聚糖糖含量含量多，占胞壁干重多，占胞壁干重50-50-90%90%少，占胞壁干重约少，占胞壁干重约10%10%层数层数多（可达多（可达5050层）层）少（少（1-31-3层）层）交联度交联度高高低低脂类含量脂类含量少少多，有多，有LPSLPS磷壁酸磷壁酸有有无无外膜外膜无无有有G G+细胞壁特有成分细胞壁特有成分磷壁酸（teichoic acid）结合环境中的某些阳离子，如Mg+，Ca+，提高细胞膜表面酶活性构成细胞壁的表面抗原成分噬菌体吸附的特异性受体调节细胞自溶与细菌致病性有关：黏附性G G-细胞壁特有成分细胞壁特有成分脂多糖（lipopolysaccharide,LPS）：类脂A+核心多糖+特异性多糖（O-抗原）结合环境中的某些阳离子，如Mg+，Ca+，提高细胞膜表面酶活性与细菌致病性有关（内毒素）：类脂A的致热作用O-抗原构成细胞壁的表面抗原成分噬菌体吸附的特异性受体细菌的染色法细菌的染色法活菌染色活菌染色简单染色法简单染色法抗酸染色抗酸染色普通染色普通染色特殊染色特殊染色正染色正染色负染色负染色死菌染色死菌染色细菌染色细菌染色复杂染色法复杂染色法芽孢染色法芽孢染色法细胞壁染色法细胞壁染色法鞭毛染色法鞭毛染色法革兰氏染色革兰氏染色染料染料多数染料都是中性有机盐。据着色基的不同可分为以下多数染料都是中性有机盐。据着色基的不同可分为以下类型：类型：碱性染料（碱性染料（basic dyebasic dye）带正电染料。其阳离子部分为带正电染料。其阳离子部分为发色基团，可与细胞中带负电的组分结合。如发色基团，可与细胞中带负电的组分结合。如Crystal Crystal violet,Safranin,Methylene blueviolet,Safranin,Methylene blue等。等。酸性染料（酸性染料（Acid dyeAcid dye）带负电染料。其阴离子部分为带负电染料。其阴离子部分为发色基团，可与细胞中带正电的组分结合。如发色基团，可与细胞中带正电的组分结合。如Eosin,Eosin,Congo red,Acid fuchsin Congo red,Acid fuchsin 等。等。脂溶性染料脂溶性染料如如Sudan blackSudan black。负染色负染色简单染色简单染色水洗、吸干水洗、吸干涂涂 片片干干 燥燥固固 定定染染 色色美蓝美蓝复红复红镜镜 检检革兰氏染色法（革兰氏染色法（Gram StainGram Stain）步骤：结果:阳性菌阳性菌紫色紫色 阴性菌阴性菌红色红色结晶紫初染碘液媒染乙醇脱色番红复染涂片固定水洗水洗水洗Gram StainGram StainFigure1-AGramstainofGram+Staphylococcuscells.Figure2-GramstainofGram-E.colicells抗酸染色法抗酸染色法步骤：涂片固定涂片固定 酸性复红初染酸性复红初染 3%醋酸酒精脱色醋酸酒精脱色 美蓝复染美蓝复染 镜检镜检抗酸菌抗酸菌红色红色；非抗酸菌非抗酸菌蓝色蓝色。星型奴卡氏菌 鞭毛染色鞭毛染色细菌细胞的结构和功能细菌细胞的结构和功能基本结构基本结构特殊结构特殊结构 1.细胞壁细胞壁2.细胞膜细胞膜3.细胞质及内含物细胞质及内含物4.核物质核物质1.荚膜荚膜2.鞭毛鞭毛3.菌毛菌毛4.芽孢芽孢Gram+Gram-G+和和G-Bacteria can be divided into two major groups,calledgram-positiveandgram-negative.Theoriginaldistinctionbetweengram-positiveandgram-negativewasbasedonaspecialstainingprocedure,theGramstain细胞壁的主要功能细胞壁的主要功能 (1)(1)固定细胞外形；固定细胞外形；(2)(2)协助鞭毛运动；协助鞭毛运动；(3)(3)保护细胞免受外力的损伤（承受一定的保护细胞免受外力的损伤（承受一定的压力，压力，G G+：151525atm25atm，G G-：5 510atm10atm）(4)(4)正常细胞分裂所必需；正常细胞分裂所必需；(5)(5)阻止有害物质侵入；阻止有害物质侵入；(6)(6)与细菌的抗原性、致病性和对噬菌体的与细菌的抗原性、致病性和对噬菌体的敏感性有关。敏感性有关。溶菌酶对细胞壁的作用溶菌酶对细胞壁的作用可切断可切断NAMNAM和和NAGNAG之间之间的的-1-1，4-4-糖苷键，糖苷键，引引起细菌裂解。起细菌裂解。对对GG菌，在菌，在EDTAEDTA存存在下，受溶菌酶作用。在下，受溶菌酶作用。溶菌酶处理后的菌细溶菌酶处理后的菌细胞应保存在弱高渗胞应保存在弱高渗（0.1-0.2M0.1-0.2M）蔗糖液中。）蔗糖液中。青霉素、溶菌酶对细胞壁的作用及细胞壁缺陷细菌青霉素、溶菌酶对细胞壁的作用及细胞壁缺陷细菌 青霉素对细菌细胞壁的作用青霉素对细菌细胞壁的作用PenicilliumPenicillium与与转肽酶转肽酶结合，而使该酶失活，抑制了侧链末结合，而使该酶失活，抑制了侧链末端的端的丙氨酸丙氨酸与五肽桥的连接，破坏了细菌细胞壁的完整性（与五肽桥的连接，破坏了细菌细胞壁的完整性（即抑制肽聚糖合成最后阶段的交联作用转肽反应，对即抑制肽聚糖合成最后阶段的交联作用转肽反应，对G G+和和 G G-都一样），因此，都一样），因此，PenicilliumPenicillium仅对正在生长着的细菌，仅对正在生长着的细菌，且主要是对且主要是对G G+菌有效。菌有效。G+G-细胞壁缺陷型细菌细胞壁缺陷型细菌细胞壁缺陷型实验室或宿主体内形成在自然界长期进化中形成支原体支原体缺壁突变L型细菌型细菌人工去壁基本去尽原生质体原生质体(G)部分去除圆球体圆球体(G)共共同同点点：细菌呈球形、对渗透压敏感、对噬菌体不敏感、即使有鞭毛，也不能运动。（1）L型细菌（型细菌（L-formbacteria）细菌在某些环境条件下（实验室或宿主体内）通过自发突变而形成的遗传性稳定的细胞壁缺陷变异型。1935年，因英国李斯德（Lister）预防研究所首先发现而得名。最早发现的L型细菌是念珠状链杆菌（Streptobacillus moniliformis），随后，在大肠杆菌、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。一般认为L型细菌可能与针对细胞壁的抗菌治疗有关。http:/ (1)(1)质壁分离质壁分离 (2)(2)选择性染色选择性染色 (3)(3)电镜技术电镜技术 (4)(4)溶菌酶处理溶菌酶处理细胞膜的结构与化学组成细胞膜的结构与化学组成细胞膜的基本成分细胞膜的基本成分是由两层磷脂分子是由两层磷脂分子整齐的排列而成。整齐的排列而成。蛋白质（蛋白质（606070%70%）磷脂（骨架，磷脂（骨架，202030%30%）少量糖少量糖细胞膜液态镶嵌模型细胞膜液态镶嵌模型细胞膜的功能细胞膜的功能（1 1）选择通透性，控制细胞内外物质运输；选择通透性，控制细胞内外物质运输；（2 2）维持细胞内外渗透压；维持细胞内外渗透压；（3 3）合成肽聚糖、合成肽聚糖、LPSLPS、磷壁酸、荚膜等的、磷壁酸、荚膜等的场所；场所；（4 4）呼吸产能；呼吸产能；（5 5）含多种酶系；含多种酶系；（6 6）鞭毛着生点，提供细菌运动所需的能鞭毛着生点，提供细菌运动所需的能量。量。间体间体 (mesosome)细胞膜内褶形成的一种管状、细胞膜内褶形成的一种管状、层状或串状物，一般位于细胞层状或串状物，一般位于细胞分裂的部位或附近。分裂的部位或附近。间体的功能：间体的功能：1 1、参与隔膜形成、参与隔膜形成 2 2、与核分裂有关、与核分裂有关 3 3、类似线粒体功能、类似线粒体功能 细胞质及内含物细胞质及内含物细胞膜内除核质体外的一切半透明、胶状、颗粒状细胞膜内除核质体外的一切半透明、胶状、颗粒状物质可总称为物质可总称为细胞质细胞质。主要成分有：主要成分有：H H2 2O O、ProteinProtein、DNA/RNADNA/RNA、脂类、糖类、无机盐。、脂类、糖类、无机盐。细胞质内形状较大的颗粒状构造为细胞质内形状较大的颗粒状构造为内含物内含物：包括各：包括各种贮藏物和气泡、羧酶体等。种贮藏物和气泡、羧酶体等。细胞质功能：细胞质功能：细胞质中含有丰富的酶系，是营养物质合成、转细胞质中含有丰富的酶系，是营养物质合成、转化、代谢的场所。化、代谢的场所。核糖体（核糖体（ribosome)ribosome)是分散在细胞质中沉降系数为是分散在细胞质中沉降系数为70S70S的颗粒状结的颗粒状结构，由核糖体核酸构，由核糖体核酸r-RNAr-RNA（占（占60%60%）和蛋白质）和蛋白质（占（占40%40%）组成。）组成。细菌的核糖体细菌的核糖体沉降系数为：沉降系数为：70s70s，由，由50s50s大亚基大亚基和和 30s 30s 小亚基构成。（许多抗菌小亚基构成。（许多抗菌药物选择作用的靶位：如链霉素药物选择作用的靶位：如链霉素可与细菌核糖体上可与细菌核糖体上30s30s亚基结合，亚基结合，干扰蛋白质合成）干扰蛋白质合成）功能：功能：是细胞是细胞合成蛋白质合成蛋白质的机构。的机构。肝糖粒和淀粉粒肝糖粒和淀粉粒：大肠杆菌、芽胞杆菌和蓝细菌等：大肠杆菌、芽胞杆菌和蓝细菌等碳源及能源类碳源及能源类脂肪粒脂肪粒：聚：聚-羟丁酸（羟丁酸（PHB）：）：固氮菌、肠杆菌等固氮菌、肠杆菌等硫粒硫粒：紫硫细菌、丝硫细菌、贝氏硫杆菌等：紫硫细菌、丝硫细菌、贝氏硫杆菌等内含物内含物藻青素藻青素：蓝细菌：蓝细菌藻青蛋白藻青蛋白：蓝细菌：蓝细菌磷源磷源（异染粒）：迂回螺菌、白喉棒杆菌、结核分枝杆菌（异染粒）：迂回螺菌、白喉棒杆菌、结核分枝杆菌简简称称内内含含物物（inclusion），是是一一类类由由不不同同化化学学成成分分累累积积而而成成的的不不溶性沉淀颗粒，主要功能是溶性沉淀颗粒，主要功能是贮存营养物贮存营养物。氮源类氮源类颗粒状内含物颗粒状内含物 又 叫 纡 回 体(volutin)，其 成 分 是 多多 聚聚 偏偏 磷磷 酸酸 盐盐(polyphosphate)，嗜碱性，用美兰染色时着色较深，故名。可为细菌代谢提供能源和磷源能源和磷源。异染颗粒大小为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。嗜碱性强，在美兰染色时着色较深，故名。（1）异染颗粒异染颗粒（metachromatic granule）在在暗暗视视野野显显微微镜镜下下看看到到的的迂迂回回螺螺菌菌（Spirillumvolutans）异染粒。异染粒。由多聚-羟丁酸（poly-hydroxybutyrate，PHB）组成，是微生物的碳源和能源性物质。可用亲脂的苏丹黑、尼罗兰染色。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。（2）脂肪颗粒巨巨大大芽芽胞胞杆杆菌菌（Bacillus megaterium）在在含含乙乙酸酸或或丁丁酸酸的的培培养养基基中中生生长长时时，细细胞胞内内贮藏的贮藏的PHB可达其干重的可达其干重的60%。PHB:CH3CHOHCH2COOHH-OCCH2CO-OH(n 6)n（3）肝糖粒和淀粉粒）肝糖粒和淀粉粒 在真细菌中以糖原为多，糖原粒较小，不染色需用电镜观察，用碘液染成褐色，可在光学显微镜下看到。有的细菌积累淀粉粒，用碘液染成深兰色。糖原粒淀粉粒 （4）藻青素藻青素（cyanophycin）一种内源性氮源贮藏物，同时还兼有贮存能源的作用。通常存在于蓝细菌中。由含精氨酸和天冬氨酸残基的分枝多肽所构成，分子量在25000125000。（5 5）硫粒（硫粒（sulfurglobules）很多真细菌在进行产能代谢或生物合成时，常涉及对还原性的硫化物如H2S，硫代硫酸盐等的氧化。在环境中还原性硫素丰富时，常在细胞内以折光性很强的硫粒的形式积累硫元素。当环境中环境中还原性硫缺乏时，可被细菌重新利用。（6）磁小体（megnetosome）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。功能是导向作用，即借鞭毛游向对该菌最有利的泥、水界面微氧环境处生活。实用前景：生产磁性定向药物或抗体，以及制造生物传感器等。（7）羧酶体（）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，在自养细菌在自养细菌的的CO2固定中起着关键作固定中起着关键作用用。采用免疫电镜技术观察蓝细菌Chlorogloeopsis fritischii中的羧酶体。（8）气泡（gas vocuoles）许多光合营养型、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，大小为0.21.0m75nm，内由数排柱形小空泡组成，外有2nm厚的蛋白质膜包裹。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，并随风聚集成块，常使湖内出现“水华”。有些厌氧性光和细菌利用气泡集中在水下1030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，它们细胞中气泡显著，其作用被认为是使菌体浮于盐水表面，以保证细胞更接近空气。微生物储藏物的特点及生理功能：微生物储藏物的特点及生理功能：1、不同微生物其储藏性内含物不同；、不同微生物其储藏性内含物不同；例如厌气性梭状芽胞杆菌只含PHB，大肠杆菌只储藏糖原，但有些光合细菌二者兼有之。2、微生物合理利用营养物质的一种调节方式；、微生物合理利用营养物质的一种调节方式；当环境中缺乏能源而碳源丰富时，细胞内就储藏较多的碳源类内含物，甚至达到细胞干重的50%，如果把这样的细胞移入有氮的培养基时，这些储藏物将被作为碳源和能源而用于合成反应。3、储藏物以多聚体的形式存在，有利于维持细胞内环境的、储藏物以多聚体的形式存在，有利于维持细胞内环境的平衡，避免不适合的平衡，避免不适合的pH，渗透压等的危害；渗透压等的危害；例如羟基丁酸分子呈酸性，而当其聚合成聚-羟丁酸（PHB）就成为中性脂肪酸了，这样便能维持细胞内中性环境，避免菌体内酸性增高。4、储藏物在细菌细胞中大量积累，还可以被人们利用储藏物在细菌细胞中大量积累，还可以被人们利用。4.4.核物质核物质是原核生物特有的无核膜结构、无固定形态的细胞核，是原核生物特有的无核膜结构、无固定形态的细胞核，又称核区、拟核或类核又称核区、拟核或类核(nucleoid)(nucleoid)。是。是负载遗传信息的负载遗传信息的基础。基础。细细菌菌的的核核物物质质是是一一个个大大型型的的环环状状双双链链DNADNA，长长度度一一般般为为0.250.253mm3mm。例：大肠杆菌的例：大肠杆菌的DNADNA长约长约1mm1mm。生生长长迅迅速速的的细细菌菌在在核核分分裂裂之之后后细细胞胞往往往往来来不不及及分分裂裂,所所以以细细胞胞中常有中常有2 24 4个核，而生长缓慢个核，而生长缓慢的的细细菌菌细细胞胞中中一一般般只只有有1 12 2个个核核，不不在在染染色色体体复复制制时时期期一一般般是是单单倍体。倍体。质粒（质粒（plasmidplasmid）-细菌染色体外的共价闭合环状细菌染色体外的共价闭合环状双链双链DNADNA分子分子在细胞质中可独立存在在细胞质中可独立存在可进行自我复制可进行自我复制可整合到核上可整合到核上对于细胞生存并不是必要对于细胞生存并不是必要控控制制次次要要遗遗传传性性状状（如如抗抗药性）药性）细菌的特殊结构细菌的特殊结构1.1.荚膜荚膜(capsule)(capsule)某些细菌细胞壁外分泌的一层透明的粘某些细菌细胞壁外分泌的一层透明的粘液状物质。有一定外形、厚度，液状物质。有一定外形、厚度，稳定附于稳定附于细细胞壁外。胞壁外。有的荚膜很薄有的荚膜很薄200nm200nm以下，在电镜下方能以下，在电镜下方能看清看清微荚膜。微荚膜。若粘液性物质没有明显的边缘，扩散到若粘液性物质没有明显的边缘，扩散到周围环境中周围环境中粘液层。粘液层。组成组成：多糖、多肽或蛋白质：多糖、多肽或蛋白质 荚膜的功能荚膜的功能a.a.抵抵抗抗干干燥燥的的影影响响，抗抗吞吞噬噬，抗抗药药物物杀杀菌菌作作用用，抗抗溶溶菌菌酶酶作用；作用；b.b.贮贮藏藏养养料料，以以备备营营养养缺缺乏时作为碳源使用；乏时作为碳源使用；c.c.堆积某些代谢废物；堆积某些代谢废物；d.d.代血浆（右旋糖苷）；代血浆（右旋糖苷）；e.e.使使菌菌体体附附着着于于物物体体表表面面，与致病性有关。与致病性有关。肺炎链球菌的荚膜肺炎链球菌的荚膜荚膜与生产实践的关系荚膜与生产实践的关系应用：荚膜也可以成为有价值的材料。应用：荚膜也可以成为有价值的材料。如：肠膜明串珠菌（如：肠膜明串珠菌（Leucomostoc Leucomostoc mesenteroidesmesenteroides）的）的葡聚糖荚膜葡聚糖荚膜已用于生产右旋糖已用于生产右旋糖酐作为酐作为代血浆代血浆的主要成分和葡聚糖凝胶制剂；的主要成分和葡聚糖凝胶制剂；从野菜黄单胞菌（从野菜黄单胞菌（Xanthomonas campestrisXanthomonas campestris）荚膜提取黄原胶，它是优良的荚膜提取黄原胶，它是优良的食品添加剂食品添加剂，又是，又是石油开采中优良的压浆剂；石油开采中优良的压浆剂；通过荚膜的血清学反应进行通过荚膜的血清学反应进行细菌鉴定细菌鉴定。危害：食品变质发粘；增强致病力；造成严重龋危害：食品变质发粘；增强致病力；造成严重龋齿等。齿等。荚膜与菌落形态荚膜与菌落形态光滑（光滑（Smooth,S-)Smooth,S-)型菌落型菌落产荚膜的细菌在产荚膜的细菌在固体培养基上形成的菌落表面湿润、有光泽、呈固体培养基上形成的菌落表面湿润、有光泽、呈粘液状，称粘液状，称S-S-型菌落。型菌落。粗糙（粗糙（Rough,R-)Rough,R-)型菌落型菌落不产荚膜的细菌不产荚膜的细菌形成的菌落表面干燥、粗糙、称形成的菌落表面干燥、粗糙、称R-R-型菌落型菌落。光滑型菌落光滑型菌落粗糙型菌落粗糙型菌落粘液型菌落粘液型菌落2 2、芽胞（、芽胞（sporespore）1、定义：某些细菌，特别是G+杆菌，生长到稳定期后，在细胞内形成一个圆形或椭圆形的、由多层壁膜包围、对不良环境具有抗性的特殊结构称为芽胞，又称内生孢子(endospore)注意：芽胞是休眠体不是繁殖体（一个细菌只有一个芽胞，一个芽胞只能萌发成一个细菌细胞）芽胞菌（主要为芽胞菌（主要为G G+杆菌）杆菌）芽孢八叠球菌芽孢八叠球菌芽孢形态及结构芽孢形态及结构细菌分类鉴定细菌分类鉴定重要指标重要指标形状：形状：圆形、椭圆形圆形、椭圆形大小：大小：直径直径菌体横径菌体横径 直径直径菌体横径菌体横径位置：位置：一端、中央一端、中央芽胞的多层壁膜结构芽胞的多层壁膜结构抵抗恶劣抵抗恶劣环境环境芽胞染色（加温染色）芽胞染色（加温染色）破伤风梭菌破伤风梭菌枯草杆菌枯草杆菌芽胞抵抗力强的原因芽胞抵抗力强的原因含水量少，蛋白质受热不易变性芽胞壁厚且致密，通透性低，可阻止化学药品渗入合成了一些较繁殖体耐热性更强的酶芽胞皮层中含有砒啶二羧酸钙(DPA-Ca)，耐热性增强芽胞的应用芽胞的应用细菌分类鉴定指标作为灭菌指标有利于菌种的筛选和保藏某些菌的伴胞晶体 可作为生物农药（如：苏云金杆菌）（p130）伴孢晶体伴孢晶体芽孢的形成过程芽孢的形成过程a.束状染色质形成b.cell membrane内陷，细胞发生不对称分裂，子体积部分为前芽孢c.前芽孢形成双层隔壁d.在两隔壁间充填芽孢肽聚糖后，合成DPA，累积Ca2+e.芽孢衣合成，皮层合成，芽孢成熟f.芽孢囊裂解，芽孢游离 3 3、鞭毛（、鞭毛（flagellumflagellum）某些微生物表面由细胞内生出的细长、波某些微生物表面由细胞内生出的细长、波曲的附属物。具有运动的功能。曲的附属物。具有运动的功能。鞭毛的长度：鞭毛的长度：一般为一般为151520 20 m m，最长可达，最长可达70 70 m m。鞭毛的直径：为鞭毛的直径：为0.010.010.02 0.02 m.m.2.2.鞭毛的观察鞭毛的观察：1)1)从固体培养基上的菌落形态判断从固体培养基上的菌落形态判断 2)2)光学显微镜光学显微镜 悬滴法、暗视野映光法悬滴法、暗视野映光法 3)3)光学显微镜光学显微镜 特殊鞭毛染色特殊鞭毛染色 4)4)电镜电镜 5)5)半固体穿刺培养半固体穿刺培养鞭毛的着生方式鞭毛的着生方式单毛菌单毛菌从毛菌从毛菌从毛菌从毛菌周毛菌周毛菌 鞭毛的有无和着生方式具有十分重要的分类学意义鞭毛的有无和着生方式具有十分重要的分类学意义伤寒沙门菌周身鞭毛电镜照片伤寒沙门菌周身鞭毛电镜照片鞭毛的化学组成与结构鞭毛的化学组成与结构鞭毛蛋白（鞭毛蛋白（flagellinflagellin），3 3万万-6-6万万DoltonDolton，不同种，不同种由不同球蛋白分子亚基构成，有些含多糖、类脂由不同球蛋白分子亚基构成，有些含多糖、类脂等，为极好抗原（等，为极好抗原（H H抗原抗原）。）。鞭毛的结构：由鞭毛丝，鞭毛钩，鞭毛的结构：由鞭毛丝，鞭毛钩，基体基体三部分组三部分组成。成。G G菌：菌：L L环、环、P P环、环、S S环、环、M M环环 G G+菌：菌：S S环，环，M M环环连在细胞外壁层连在细胞外壁层的的LPSLPS部位部位连在内壁的肽聚连在内壁的肽聚糖部位糖部位与周质空间相连与周质空间相连嵌入在细胞膜上嵌入在细胞膜上革革兰兰氏氏阴阴性性菌菌鞭鞭毛毛结结构构革兰氏阳性菌鞭毛结构革兰氏阳性菌鞭毛结构鞭毛运动鞭毛运动细菌以推进方式做直线运动，以翻腾形式做短促转向运动。细菌以推进方式做直线运动，以翻腾形式做短促转向运动。停止一鞭毛停止一鞭毛推动分开推动分开鞭毛运动鞭毛运动鞭毛的功能和作用鞭毛的功能和作用a.a.细菌的运动器官；细菌的运动器官；b.b.可作为细菌鉴定的指标；可作为细菌鉴定的指标；弧菌、螺菌和假单胞菌类普遍长有鞭毛，在杆弧菌、螺菌和假单胞菌类普遍长有鞭毛，在杆状细菌中，有的有鞭毛，有的没有鞭毛，而在状细菌中，有的有鞭毛，有的没有鞭毛，而在球状细菌中，仅有个别属球状细菌中，仅有个别属planococcusplanococcus（动性（动性球菌属）才有；球菌属）才有；c.c.鞭毛蛋白具有很强的抗原性。鞭毛蛋白具有很强的抗原性。4 4、菌毛、菌毛某些菌体表面存在的短而多的蛋白质附属物。某些菌体表面存在的短而多的蛋白质附属物。菌毛比鞭毛更短、更细，且又直又硬。数量很多，菌毛比鞭毛更短、更细，且又直又硬。数量很多，不具有运动功能，但与菌的致病性、吸附等有关。不具有运动功能，但与菌的致病性、吸附等有关。大大肠肠杆杆菌菌菌菌毛毛电电镜镜照照片片 每个细菌约有每个细菌约有5050400400条菌毛。有菌毛的细菌一般条菌毛。有菌毛的细菌一般以以革兰氏阴性致病菌革兰氏阴性致病菌居多，借助菌毛可把它们牢居多，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。等的粘膜上，进一步定植和致病。特殊的菌毛特殊的菌毛构造和成分与菌毛相同，但比菌毛长，数量仅构造和成分与菌毛相同，但比菌毛长，数量仅1414根。根。性菌毛一般见于革兰氏阴性细菌的雄性菌株中，其功能是向雌性菌株传性菌毛一般见于革兰氏阴性细菌的雄性菌株中，其功能是向雌性菌株传递遗传物质，使后者也获得雄性菌的某些遗传性状。有的性菌毛还是递遗传物质，使后者也获得雄性菌的某些遗传性状。有的性菌毛还是RNARNA噬菌体的特异性吸附受体。噬菌体的特异性吸附受体。细菌生长繁殖细菌生长繁殖（一）生长繁殖条件充足的营养物质适宜的酸碱度：大多数pH6.8-7.4适宜的温度：25-37气体条件：需氧、微需氧、耐氧、专性厌氧、兼性厌氧（二）细菌的繁殖（二）细菌的繁殖1 1、主要繁殖方式、主要繁殖方式（1 1）无性二分裂）无性二分裂/裂殖裂殖（2 2）过程）过程染染色色体体复复制制-细细胞胞质质膜膜内内陷陷-横横隔隔/壁壁的的形形成成-同同时时染染色色体体分分裂裂-子细胞分裂（成子代细胞）子细胞分裂（成子代细胞）2 2、其它分裂方式、其它分裂方式 少少数数有有菌菌毛毛的的细细菌菌可可进进行行“有有性接合性接合”。细胞膜内陷细胞膜内陷细菌的人工培养细菌的人工培养（一）培养基配制原则：营养物质、pH、物理状态、灭菌种类物理状态：固体、液体、半固体用途（二）细菌的培养方法（二）细菌的培养方法固体培养法斜面平板半固体培养法液体培养法