1、原核生物的形态结构和功能,第一节 细菌,第二节 放线菌,第三节 蓝细菌,第四节 支原体、立克次氏体和衣原体,教学目的与要求： 1、掌握原核微生物细菌的形态结构，化学组成;2、了解细菌的生物学功能以及繁殖过程，特点和菌落特征；3、了解放线菌的形态和构造。,一、细胞的形态、构造和功能,第一节 细菌,1、细胞的形状和染色 （1）形状：,细菌的基本形状,第一节 细菌,1、细胞的形状、结构和染色反应 （1）形状球菌,单球菌,双球菌,链球菌,球菌分裂后的子细胞的连接方式,一、细胞的形态、构造和功能,Eg.尿素微球菌,Eg.肺炎双球菌,Eg.溶血链球菌,淋病奈瑟氏球菌,肺炎链球菌,八叠球菌,四联球菌,葡萄球
2、菌,（1）形状球菌,球菌分裂后的子细胞的连接方式,梭状芽孢杆菌,短杆菌,长杆菌,（1）形状杆菌,杆菌的基本形状,枯草芽孢杆菌,铜绿假单胞菌（绿脓杆菌）,结核分枝杆菌,炭疽杆菌,破伤风杆菌,（1）形状螺旋菌,螺旋不满一圈称为弧菌(vibrio)，满26环称为螺旋菌(spirllum)，旋转周数在6环以上的称为螺旋体(spirochaeta)。,螺旋菌,弧菌,螺旋体,（1）形状细菌的特殊形态,柄细菌 肾形菌 臂微菌 网格硫细菌 贝日阿托氏菌(丝状) 具子实体的粘细菌,（1）形状细菌的异常形态,结核杆菌的异常形态,结核杆菌的正常形态,（2）大小,(1)测量：测微尺,(2)长度单位： 微米(m),(3
3、)表示： 球菌:直径0.5-1.0 m 杆菌:宽(0.5-1.0 m )长 螺菌:宽、长、螺距,费氏刺骨鱼菌 (0.08 mm x 0.6 mm)比大肠 杆菌大100万倍 （1985年发）,细胞结构的光学鉴定方法：鉴别染色法革兰氏染色法芽孢染色法荚膜染色法鞭毛染色法,（3）染色反应,（3）染色反应,简 单 染 色 法,（3）染色反应,背景着色，菌体不着色，多用于荚膜的观察。,背 景 染 色 法,（3）染色反应,（二）、细菌细胞的构造,细胞壁,细胞质,细胞膜,原生质体,基本结构,特殊结构,鞭毛 芽孢 糖被 菌毛,细胞结构,细菌模式图,1、细菌细胞的一般构造,（二）、细菌细胞的构造,1、细胞壁:位
4、于细胞最外层的一层厚实、坚韧的外被，主要成分为肽聚糖。,壁厚度,20-80nm(G+菌),10nm(G-菌),细胞壁的功能： （1）固定细胞外形和提高机械强度（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（分子量大于 800）进入细胞。（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 。,细胞壁的结构成分,a.肽聚糖又称粘肽(mucopeptide)、胞壁质(murein)或粘质复合物(mucocomplex)，是真细菌细胞壁中的特有成分。,1）革兰氏阳性细菌的细胞壁的结构和成分：,b.磷壁酸革兰氏阳性细菌细胞壁上特有的化学成分，是结合在G+细胞壁上的一
5、种酸性多糖,主要成分为甘油磷酸或核糖醇磷酸。,2）革兰氏阴性细菌的细胞壁的结构和成分：,肽聚糖 外膜,a.肽聚糖,b.外膜 (outer membrane),c.周质空间（periplasmic space, periplasm）,革兰氏染色原理,革兰氏染色的机制（1884，丹麦，GRAM）,C.Gram 丹麦医生 步骤：涂片固定； 结晶紫初染1min； 碘液媒染1min； 95%乙醇脱色0.5min； 番红复染2min。 结果:阳性菌紫色； 阴性菌红色。,(2)细胞膜：又称细胞质膜或质膜，位于 细菌细胞壁内侧，紧包着细胞质。,细胞膜,a、细胞膜的组成及结构 组成：是由磷脂分子和蛋白质组成。
6、结构：液态镶嵌模型,b、观察方法 a.质壁分离后结合鉴别性染色在光学显微镜下观察。b.原生质体破裂；c.超薄切片电镜观察； 电镜观察到的细胞质膜，是在上下两暗色层之间夹着一浅色中间层的双层膜结构，这与细胞膜的化学组成有关。,c、细胞膜的生理功能 选择性地控制细胞内、外的营养物质和代谢产物的运送； 是维持细胞内正常渗透压的结构屏障； 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，是细胞的产能场所； 是鞭毛基体的着生部位和鞭毛旋转的供能部位；,(3)细胞质指被细胞膜包围的除核区以外的一切半透明 胶体状、颗粒状物质总称。
7、,（4）.核区原核、类核或染色质区 处于细胞质中部的絮状的区域。 含一个染色体及质粒。 附加体：附着在染色体的质粒。功能：细菌遗传信息的物质基础。,成分：贮藏物、酶类、质粒等。 核糖体：直径10nm，沉降系数为70s的颗粒，由核糖核酸(RNA)和蛋白质组成。功能：蛋白质合成场所,2、细菌的特殊结构 糖被S层 鞭毛 菌毛 性毛 芽孢,第一节 细菌,（1）糖被：包被于某些细菌细胞壁外的一层厚度不定的胶状物质。糖被按其有无固定层次、层次厚薄又可细分为荚膜、微荚膜、粘液层和菌胶团。,A 荚膜(capsule):细菌分泌的一层包绕在细胞壁外的黏液性物质。,1、化学组成多糖（少数为多肽） 2、形成：体内或
8、在含大量血清或糖的培养基上 3、染色：不易着色。,荚膜：边界清楚， 厚度大于0.2m,双球菌的荚膜,肺炎球菌,产气荚膜杆菌,4、荚膜的功能 （1）抗吞噬作用 （2）黏附作用 （3）抗有害物质的杀伤作用,B.微荚膜(microcapsule) ： 在细胞壁外的荚膜物质厚度不到200 nm，而且与细胞结合比较紧，称为。微荚膜用光学显微镜看不到，但可用血清方法证实它的存在,很容易被胰蛋白酶消化。 C.粘液层(slime layer) 在细胞壁外的粘液状物质很疏松，没有边缘的向四周扩散，使培养基变粘，这类粘物质称。,D.菌胶团(zoogloea) ：荚膜互相连在一起，内含几个菌体，称为。,菌胶团,（2
9、）S层是一层包围在原核微生物细胞壁外、由大量蛋白质或糖蛋白亚基以方块形或六角形方式排列的连续层，类似于建筑物的地砖。（3）鞭毛,A 形态特征 鞭毛是从细胞膜内长出，穿过壁伸出体外，形成细长的丝。,细菌鞭毛的电镜照片,弧菌鞭毛的电镜照片,B、功能：细菌细胞运动的器官。 1、是细菌的运动器官，使细菌游向营养物质，而逃离有害物质； 2、有些鞭毛与细菌的致病性密切相关。 3、可籍鉴定细菌及对细菌分类。C、原核微生物鞭毛的构造：（自习部分）,D、根据鞭毛的数量和部位，鞭毛菌分四类： 1、单毛菌 3、丛毛菌 2、双毛菌 4、周毛菌,双毛菌,双毛菌,功能：是细菌的粘附结构，可与宿主细胞表面受体结合，是细菌感
10、染的第一步，所以与菌毛结合的特异性决定了宿主感染的易感部位。,细菌菌毛 (Bacterial Pili),(4)、菌毛（菌须） 形态特征是一种长在细菌体表的纤细、中空、短直且数量较多的蛋白质类附属物，具有使菌体附着于物体表面上的功能。 特点：短、细、硬、多,性菌毛 Conjugation (Sex) Pilus,（5）、性菌毛(sex pilus)仅见于少数G-菌，一般仅1-4根，比普通菌毛长而粗。有性菌毛的细菌为F+菌，否则为F-菌（Fertility 编码）。,接合（conjugation）F+菌与F-菌相遇，F+菌的性菌毛与F-菌的性菌毛受体结合，F+菌体内的质粒或染色体DNA可通过中空
11、的性菌毛进入F-菌体内，这个过程称接合。,(6)、芽孢在一定的生长阶段，细菌胞内形成一个球形或卵形的、具有厚壁构，并处于休眠状态的物质，这种物质称为芽孢。 功能：抵抗逆境 类型：大小、着生部位,细菌芽孢的各种类型 左：端位；中：近端位；右：中央位,枯草杆菌营养细胞和芽孢囊 超薄切片电镜照片,芽孢结构、形成,1、形成条件：芽孢的形成是由芽孢形成基因决定的，在动物体外，且一般为环境条件恶劣时形成。,（7）、伴孢晶体（parasporal crystal） 少数芽孢杆菌，例如苏云金杆菌(Bacillus thuringiensis)在其形成芽孢的同时，会在芽孢旁形成一颗菱形或双锥形的碱溶性蛋白晶体内
12、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。 伴孢晶体对200多种昆虫尤其是鳞翅目的幼虫有毒杀作用细菌杀虫剂。（生物农药）,（三）、细菌的繁殖,二分裂1、裂殖： 不等二分裂三分裂复分裂 2、芽殖：是指在母细胞表面先形成一个小突起，待其长大到与母细胞相仿后再相互分离并独立生活的一种繁殖方式。,细菌最主要的繁殖方式是二分裂，就是在细菌细胞生长到一定阶段时，一分为二，由一个细胞变成两个子细胞。,菌落特征：大小、形状、隆起形状、边缘和表面状况、颜色、黏度、硬度、透明度等.,第一节 细菌,1、细胞的群体形态（菌落形态、斜面菌苔、液体培养形态） （1）菌落：微生物单细胞在平板
13、培养基上生长繁殖，形成肉眼能看到的，具有一定形态特征的群体。,二、细菌的群体形态,（2）菌苔：在斜面培养基上划线接种，培养3-5天形成的培养物。,菌苔特征： 隆起形状、表面形状、表面光泽、质地、颜色等。,（3）液体培养：培养1-3天后，观察液体培养基表面生长状态。,培养特征：混浊程度，沉淀形态，有无气泡、颜色等。,反映微生物与氧气的关系,第二节 放线菌,放线菌：介于细菌与丝状真菌之间而又接近于细菌的一类多核单细胞的丝状原核生物。主要呈菌丝状生长和以孢子繁殖的陆生性较强的原核生物。,（一）放线菌的形态结构,依据分布和功能分类,不同类型的孢子丝,灰色链霉菌的直形孢子链,玫瑰花链霉菌能登亚种的螺旋形
14、孢子链（下）,（二）放线菌的菌落特征,放大镜下可见菌落外围具辐射状菌丝。,菌落相对于其它细菌来说较小；,菌落质地致密，表面光平或有皱折；,A：诺尔斯氏链霉菌 B：皮疽诺卡氏菌； C：酒红指孢囊菌 D：游动放线菌； E：小单胞菌 F：皱双孢马杜拉放线菌,A：卡特利链霉菌； B：弗氏链霉菌； C：吸水链霉菌金泪亚种；D：卡那霉素链霉菌； E：除虫链霉菌； F：生磺酸链霉菌,产抗生素的放线菌,（三）放线菌的繁殖方式,无性繁殖,凝聚分裂 横隔膜分裂 孢囊孢子,无性孢子,菌丝断裂,（三）放线菌的繁殖方式,在气生菌丝顶端膨大成孢子囊，囊中形成孢子。,1、孢囊孢子,链孢囊菌属,2、横隔孢子（节孢子、粉孢子）
15、,气生菌丝横隔分裂形成。,3、分生孢子,在气生菌丝顶端形成成串或单个孢子。,（四）放线菌代表属,链霉菌属 诺卡菌属 小单孢菌属,代表属,放线菌与人类的关系：放线菌与人类的关系极为密切。人们到医院去看病，医生根据病人的病因，往往开些链霉素、土霉素、四环素、氯霉素、红霉素、庆大霉素等抗生素药物，这些抗生素药物都是放线菌为我们制造的。至今从微生物中发现了几千种抗生素，其中2/3是由放线菌产生的。有些放线菌还用于生产维生素和酶制剂、处理污水等。所以，虽然有几种放线菌引起人、动物、植物的疾病，如引起人的皮肤和肺部得病，但大多数放线菌却对防治人、畜和植物的病害立下了丰功伟绩。,第三节 蓝细菌,一类含有叶绿
16、素、具有放氧性光合作用的原核微生物，最大特点是含有光合色素与蛋白，能进行光合作用，释放氧气，自养菌。它的发展使整个地球大气从无氧状态发展到有氧状态，孕育了一切好氧生物的进化和发展；而且使得无机物转化成了有机物。 蓝细菌曾一直被称作蓝藻或蓝绿藻，归属于裂殖植物门裂殖菌纲、裂殖藻纲。20世纪80年代，才发现蓝细菌没有真正的细胞核，含有叶绿素，具有光合作用，改属原核生物界兰细菌门，共有150个属，2000多个种。,蓝细菌与细菌、真核生物的区别,蓝细菌：自养菌，释放氧气。 细菌： 腐生菌或兼性腐生。 蓝细菌：无叶绿体，无真核，70S核糖体，含肽聚糖，对青霉素和溶菌酶敏感。 真核藻类：有叶绿体，真核，80S核糖体，不含肽聚糖。,蓝细菌的生态,自然界中，蓝细菌的踪迹广泛分布在河流、湖沼和海洋等水体中，贫瘠的沙质海滩和荒漠的岩石、土壤上，“先锋生物”。 与各类植物的叶腔、裸子植物的根、地衣进行共生。,第四节 支原体、立克次体和衣原体,一、支原体是一类无细胞壁、介于独立生活和细胞内寄生生活间的最小型原核生物。,二、立克次体,三、衣原体,本章小结一、重点与难点：细菌细胞的结构二、原核生物分为“三菌”和“三体”：细菌、放线 菌、蓝细菌；支原体、衣原体、立克次体。,
