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第2章1- 细菌的形态、排列、大小及一般结构

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病原生物与免疫学基础_第二章细菌概论1

病原生物与免疫学基础_第二章细菌概论1

二、细菌的结构 （一）细菌的基本结构 1.细胞壁 （1）概念 （2）功能 （3）基本成分： 肽聚糖（粘肽） 聚糖骨架 G+ 四肽侧链 五肽交联桥 G-
N-乙酰胞壁酸 N-乙酰葡萄糖胺
二、细菌的结构 （一）细菌的基本结构 1.细胞壁 （1）概念 （2）功能 （3）基本成分 （4）G+菌与G-菌细胞壁的结构特点
形成过程
不是繁殖形式
1.概念：是某些细菌在一定环境条件下，细胞质脱水浓缩，在 菌体内形成的圆形或椭圆形的小体。 2.形成条件： 营养物质的缺乏 3.特点： 抵抗力强
1.概念：是某些细菌在一定环境条件下，细胞质脱水浓缩，在 菌体内形成的圆形或椭圆形的小体。 2.形成条件： 营养物质的缺乏 3.特点： 抵抗力强 芽胞外壁 外膜 芽胞壁 核心部分 内膜 皮质层 芽胞壳
比较G+菌和G-菌细胞壁的结构特点。
实验一 细菌的形态与结构
丛毛菌
周毛菌
1.概念：是某些细菌表面附着的细长弯曲的丝状物。 2.种类： 蛋白质 3.化学成分： 4.功能： 运动器官 5.意义： （1）鉴别细菌 （2）用于细菌分型 （3）与细菌致病力有关 伤寒杆菌有鞭毛 痢疾杆菌无鞭毛
鞭毛 菌毛
1.概念： 某些细菌体表遍布着的比鞭毛细短而直硬的丝状物。
2.化学成分：蛋白质
膜磷壁酸 壁磷壁酸
革兰阴性菌
脂多糖 外 脂质双层 膜 脂蛋白 肽聚糖 胞质周围间隙
肽聚糖
细胞膜
细胞膜少。 肽聚糖： 外 膜： 脂蛋白、脂质双层、脂多糖。
1.青霉素能够杀死G+菌， 还是G-菌？
2.溶菌酶能够杀死G+菌， 还是G-菌？ 3.什么情况下细胞壁受 损而细菌不会破裂？
革兰阳性菌

[病原生物学] 第2章 细菌的形态与结构

[病原生物学] 第2章 细菌的形态与结构

只要能破坏肽聚糖结构或抑制其合成的物 质，都有杀菌或抑菌的作用。
• 溶菌酶能水解聚糖骨架中的糖苷键；
• 青霉素、头孢霉素可抑制五肽交联桥与 四肽铡链末端第四位D-丙氨酸的连接；
• 万古霉素、杆菌肽可抑制四肽侧链的连 接。
人体细胞无细胞壁、也无肽聚糖，故这些 物质对人体细胞无破坏作用。
2 革兰阴性菌细胞壁
病原生物学
细菌的形态与结构
学习目标
1、掌握：细菌的大小与基本形态；细菌的基本结构和特殊结构 2、熟悉：细菌的实验室诊断 3、了解：细菌感染治疗的基本原则
概念
细菌（bacterium）是属原核生物界（prokaryotae）的一种单细胞微生物，有广义和狭义之分。 广义上泛指各类原核细胞型微生物，包括细菌、放线菌、支原体、衣原体、立克次体、螺旋体。 狭义上则专指其中数量最大、种类最多、具有典型代表性的细菌，是本章讨论的主要对象。 它们形体微小，结构简单，有细胞壁和原始拟核，无核仁和核膜，除核糖体外无其他细胞器。
（三）细胞质（cytoplasm）
3，胞质颗粒 是细菌贮存的营养物质。一 般在细菌营养供应充足时，胞浆颗粒较多， 能源缺乏时减少或消失。
较常见的是异染颗粒，成分是RNA和多偏 磷酸盐，嗜碱性强，经染色后颜色明显不 同于菌体的其他部位，。白喉棒状杆菌有 此颗粒，可作为细菌鉴别的依据。
（四）核质（nuclear material）
2，核糖体 又称核蛋白体。是蛋白质的合 成场所。细菌核糖体沉降系数为70s，由 50s和30s两个亚基组成。链霉素能与细菌 核糖体30s小亚基结合，红霉素能与50s大 亚基结合，使核糖体失去功能，从而干扰 蛋白质的合成，导致细菌死亡。
但真核生物（包括人类）细胞的核糖体为 80s，由60s和40s两个亚基组成，所以上 述抗生素对人体细胞蛋白合成无影响。

《微生物学教程周德庆》各章复习重点

《微生物学教程周德庆》各章复习重点

第一章原核生物的形态、构造和功能学习要点1.1. 细菌Bacteria一、细菌的形态和大小1. 基本形态（1）球菌（Coccus）：球形或近球形，根据空间排列方式不同又分为单、双、链、四联、八叠、葡萄球菌。

不同的排列方式是由于细胞分裂方向及分裂后情况不同造成的。

（2）杆菌（Bacillus）：杆状或圆柱形，径长比不同，短粗或细长。

是细菌中种类最多的。

（3）螺旋菌（Spirillum）：是细胞呈弯曲杆状细菌的统称，一般分散存在。

根据其长度、螺旋数目和螺距等差别，分为弧菌Vibrio（菌体只有一个弯曲，形似C字）和螺旋菌（螺旋状，超过1圈）。

细菌的形态不是一成不变的，受环境条件影响（如温度、培养基浓度及组成、菌龄等）。

一般在幼龄和生长条件适宜时，形状正常、整齐。

而在老龄和不正常生长条件下会表现出畸形、衰颓形等异常形态。

畸形是由于理化因素刺激，阻碍细胞发育引起；衰颓形是由于培养时间长，细胞衰老，营养缺乏，或排泄物积累过多引起的。

2. 细菌大小细菌是单细胞的，大小在1μm左右，在显微镜下才能看到其形状。

可用显微测微尺测量细菌大小，不同细菌大小不同，一般球菌直径0.5-1μm；杆菌直径0.5-1μm ，长为直径1-几倍；螺旋菌直径0.3-1μm，长1-50μm。

细菌大小也不是一成不变的。

二、细菌细胞结构细菌是单细胞的微生物，其细胞结构分为基本结构和特殊结构。

基本结构是细胞不变部分或一般结构，如细胞壁、细胞膜、细胞核、核糖体等为全部细菌细胞所共有。

特殊结构是细胞可变部分或特殊结构，如鞭毛、纤毛、荚膜、芽孢、气泡等，只在部分细菌中发现。

（一）细菌细胞的基本结构1. 细胞壁(cell wall)：位于细胞表面，较坚硬，略具弹性的结构。

（1）细胞壁的功能①保护细胞免受机械损伤和渗透压的破坏，维持细胞形状；②鞭毛运动支点；③正常细胞分裂必需；④一定的屏障作用；⑤噬菌体受体位点所在。

另外与细菌的抗原性、致病性有关。

（2）革兰氏染色Cristein Gram于1884年发明的一种细菌染色方法。

第二章 微生物的形态、结构与功能

第二章 微生物的形态、结构与功能


（一）细菌细胞的基本结构
（1）细胞壁的结构
1）革兰氏阳性菌的细胞壁 G+菌细胞壁是一层，厚约 20～80nm ，由肽聚糖网架 结构填充磷壁质和少量脂类 组成。其中肽聚糖含量高， 约占细胞壁重的40%～90%， 且网状结构致密。 肽聚糖（peptidoglycan）： 由N-乙酰葡萄糖胺(NAG)、 N-乙酰胞壁酸(NAM)和短肽 聚合而成的多层网状结构的 大分子化合物。
真正的核，有核膜、核仁 1至数条，与RNA、组蛋白合 80S(细胞质中),70S(细胞器中) 有丝分裂,减数分裂 有 线粒体、高基体、内质网等 线粒体上 多聚糖,几丁质 10～100μ m
第二章 微生物的形态、结构和功能

原核微生物 “三菌”、“三体”和古生菌 真核微生物 真菌、原生动物和单细胞藻类 非细胞生物 病毒、类病毒、朊病毒等

原核微生物与真核微生物 在细胞结构上的区别
原核微生物与真核微生物 在细胞结构上的根本区别

Table2-1
原核微生物
拟核，无核膜、核仁 1条 70S 二分裂 无 无 细胞膜上 肽聚糖、磷壁质 1～10μ m
生物性状
核 DNA 核糖体 细胞分裂 有性生殖 细胞器 呼吸链 细胞壁成分 大小
真核微生物

三、细菌细胞结构及其功能
细菌的结构可分为一般 结构和特殊结构两部分 基本结构： 细胞壁 细胞膜 拟核 细胞质 内含物 特殊结构： 荚膜、芽孢、鞭毛和纤毛 等部分。
（一）细菌细胞的基本结构
1．细胞壁（cell wall） 细胞壁是位于细胞最外层的一层坚韧而略具弹性 的结构。约占细胞干重的10%～25%；在一般光学显微 镜下不易观察到。
（二）杆菌(Bacillus)

第二章微生物的形态构造汇总

第二章微生物的形态构造汇总

6. 细菌及与之相近的原核微生物细胞
壁中所特有的一些成分:
胞壁酸
磷壁酸
二氨基庚二酸 D-氨基酸
细胞膜
为单位膜结构，半透性膜。由磷脂双分子层和蛋白质 构成。
内膜系统: 由细胞膜向内凹陷和折叠形成的特殊结构,
它们大多数在结构上与细胞膜没有完全分开, 因而不同于 细胞器.
内 膜 系 统
间体 类囊体 载色体 羧酶体
(1)保护作用
(2)屏障作用
(3)鞭毛运动的支点
(4)与细菌的抗原性、致病性及对噬菌体
的敏感性有关
5. 细胞壁缺陷型细菌
在某些时候, 通过人为处理或自然变异,细菌可
失去完整的细胞壁,成为细胞壁缺陷型细菌.
(1)原生质体:细菌完全失去细胞壁. (2)原生质球:革兰氏阴性菌失去内壁层, 保留外壁层. (3)L-型细菌:是某些细菌在特定的环境下基因突变 而产生的, 无完整而坚韧的细胞壁,一般呈多形态.
磷脂
蛋白质 极性基
脂肪酸链
细胞膜模式图
原 核 细 胞 部 分 结 构 模 式 图
质粒
间体
核
核糖体
间体: 又称中体或中间体, 由细胞膜向内凹陷形 成的层状、管状或囊状结构。
间体的功能：
1. 相当于高等生物的线粒体, “拟线粒体” 2.具有合成细胞壁特别是横隔壁所需酶类. 3.与核分裂有关. 4.与真核生物的内质网相似. 5.与芽孢的形成有关.
1.营养细胞
2. 轴丝形成
3.隔膜形成
5.皮层形成
4.前芽胞逐渐形成
6.胞子衣形成
7.芽胞成熟
8.芽胞的释放
芽胞的作用
有助于抵抗不良环境，尤其对干燥、高温有 很强的抗性。
芽胞耐热的机制：

(食品微生物)第2章_微生物主要类群1细菌

(食品微生物)第2章_微生物主要类群1细菌
34
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2.颗粒状的内含物(inclusions) ：
● 糖原和淀粉粒：主要的碳素和能源储藏物质， 可用碘液着色检查。 ● 异染粒：细菌特有的磷素养料贮存。 ● 聚β-羟基丁酸：一种与类脂相似的碳源和能源 贮存。 ● 硫滴和硫粒：某些化能自养的硫细菌贮存的能 源物质。 ● 磁粒：是少数磁性细菌细胞内特有的串状的 Fe3O4的磁性颗粒。
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细胞质膜结构图解
Diagram of the structure of cytoplasmic membrane
磷脂（占20%～30%），蛋白质（占50%～70%）
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具运输功能的整合蛋白（integral protein）或内嵌蛋白（intrinsic protein）
具有酶促作用的周边蛋白（peripheral protein）或膜外蛋白(extrinsic protein)
大型1.0～1.25 × 3～8 um 中型0.5～1.0 × 2～3 um 小型0.2～0.4 × 0.7～1.5 um 螺旋菌：以宽度×长度计算
11
1.3 细菌的构造
细胞质 菌毛
细菌鞭毛 核糖体
细胞质膜
荚膜 细胞壁
12
1.3 细菌的构造
一、细胞壁
包在表面较坚韧略具有弹性的结构，占菌体干重的10-25%。
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革兰氏染色（Gram Staining）
结晶紫染色1分钟 细胞为紫色
碘液媒染1~3分钟 全部细胞仍为紫色
乙醇脱色(约30秒) G+细胞为紫色 G-细胞为无色
番红花液复染1~2分钟 G+细胞为紫色 G-细胞为红色
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25
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二、细胞质膜和内膜系统
1.细胞质膜及其结构

什么是微生物？微

什么是微生物？微

二、细菌的结构
包括：
细胞壁 细胞膜 细胞浆 核质 荚膜 鞭毛 菌毛 芽胞
细菌的基本结构
细菌的特殊结构
（一）、细菌的基本结构
1、细胞壁：是包围在细菌最外层的结构，其 化学成分相当复杂，与细菌的抵抗力、致 病性、抗原性及染色性有着密切的关系。 • 功能：细胞壁坚韧而有弹性，能维持细菌 固有形态；细胞壁上有许多小孔，具有相 对的通透性，与细胞膜共同完成细菌内外 的物质交换。
2、鞭毛：许多细菌都有鞭毛。鞭毛是细长并 呈螺旋状的纤维结构。鞭毛是细菌的运动 器官。 不同种类的细菌，鞭毛的数目、着生的位 置不同。鉴定鞭毛的有无是鉴别细菌的方 法之一。
3、芽胞：某些细菌长到一定阶段后，在一定 条件下，胞浆失去水分逐渐浓缩成一个圆 形或卵圆形的坚实小体，称为芽胞。
芽胞对细菌来说 有什么意义呢？
思考与讨论
ห้องสมุดไป่ตู้
• 细菌的特殊结构有哪些特殊意义？ • 在消毒时如何消灭形成芽胞的细菌？
作业布置
• 1、将上面的练习做到作业本上。 • 2、课后1---4题。
反馈练习
1、细菌大小的计量单位是__________。 2、细菌的基本形态分三类，即__________ __________ _________。 3、球菌分______ ______ ______三种。 4、旋菌分______ ______ ______三种。 5、细菌的基本结构包括______ ______ _______ _______。 6、细菌的特殊结构包括_______ _______ _________ ________。 7、细菌的运动器官是_________。 8、什么是荚膜？什么是芽胞？
芽胞对细菌的意义
• 芽胞是细菌的一种休眠体。对外界不良化 环境的抵抗力非常强，特别能耐高温、干 燥、渗透压及化学药品的作用。 • 例如：炭疽杆菌芽胞在室温干燥下能存活 几十年，120℃高压蒸气消毒15分钟才能杀 死。 • 一个芽胞经发芽可以形成一个菌体，但它 绝不是细菌的繁殖体。

环境工程微生物学第二章-原核微生物(2)

环境工程微生物学第二章-原核微生物(2)

（三）细胞的结构
3、细胞质和内含物
5）气泡（gas vocuoles）
（三）细胞的结构
3、ห้องสมุดไป่ตู้胞质和内含物
6）核糖体（ribosome）
略
（三）细胞的结构
4、核区（nuclear region or area）
原核生物所特有的无核膜结构、无固定形态的原始细胞核
（三）细胞的结构
4、核区（nuclear region or area）
核心部分的细胞质却变得高度失水， 因此，具极强的耐热性。
渗透调节皮层膨胀学说
5、特殊的休眠构造——芽孢 6）伴孢晶体（parasporal crystal）
（三）细胞的结构
少数芽孢杆菌，例如苏云金芽孢杆菌(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——δ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。
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。 有些厌氧性光和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。
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“水花”。
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（1:1）的分枝 多肽所构成，分子量 在25000～125000。
3、细胞质和内含物
2）贮藏物(reserve materials)：
⑤硫粒（sulfur globules） 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。

细菌的形态和结构

细菌的形态和结构
组成：鞭毛蛋白
二、细菌的特殊结构
鞭毛的功能： 1. 运动器官； 2. 与致病性有关：如霍乱弧菌穿过小肠黏液层； 3. 细菌的分类鉴定：具有抗原性，H抗原。
二、细菌的特殊结构
三、菌毛 pilus
1. 菌体表面短、细、直硬的丝状物，光学显微镜下 看不到。多见于G－菌，与运动无关。2. 化学组成：菌毛蛋白
1. 无完整的核结构、核膜、核仁和有丝分裂器等。 2. 单一闭合环状DNA，含少量蛋白质。 3. 特点：DNA量少，多为单拷贝形式，少重复序列。
二、细菌的特殊结构
一、荚膜 capsule
细胞壁外的一层较厚、黏性、胶冻样物质 ≥0.2 μm 荚膜
<0.2 μm 微荚膜 化学组成：多数为多糖，少数是多肽 形成条件：营养丰富（活体内，含血清培养基） 染色：不易着色
其中含有的一些结构：
1. 核糖体ribosome：70S（30S + 50S）
2. 质粒plasmid：染色体外的遗传物质，闭合环状DNA（以后讲）
3. 胞质颗粒：储存营养物质（如白喉杆菌的异染颗粒）
异染颗粒
质粒（EM照片）
一、细菌的基本结构
四、核质nuclear material或拟核nucleoid
第一章 细菌的形态与结构
第一节 细菌的大小与形态
一、大小
以微米(m)为测量单位，使用光镜观察。
二、形态：细菌按其外形分三类
球菌(coccus)：双球菌、链球菌、葡萄球菌、四联球菌、 八叠球菌；
杆菌(bacillus)：如大肠杆菌、炭疽杆菌、白喉杆菌等；
螺形菌(spiral bacterium)：弧菌（霍乱弧菌）、 螺菌（幽门螺杆菌）
保存全部生命必需物质：核酸、酶、合成菌体组分的结构 可发芽成繁殖体：1个细菌→1个芽胞→1个细菌 特点：壁厚，折光性强，不易着色。

第二章 原核微生物

第二章 原核微生物
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细菌的大小 细菌的大小测量单位是μm
12
大小的测量方法
显微镜测微尺
显微照相后根据放大倍数进行测算
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细菌的大小以微米（µm）计。 多数球菌的大小（直径）为0.5～2.0 µm； 杆菌（长×宽）为（1～5）×（0.5～1.0）µm； 螺旋菌（宽度×弯曲长度）为（0.25～1.7）×（2～ 60）µm；
49
由于芽孢具有上述本领，可以对不良环境：高温、干 燥、光线、化学药物有很强的抵抗力。例如： 细菌的营养细胞在70～80℃时10min就会死亡，可芽孢 在120～140℃时可生存几个小时。
特殊结构
鞭毛
螺旋丝
细胞壁结构 细胞膜功能 细胞壁功能
一般构造： 钩型鞘
基体
G﹣细菌鞭毛
螺旋丝
钩型鞘 L-环 外膜 外膜 P-环 肽聚糖 S-环
80%。
细胞质的主要成分为核糖体、内含颗粒、拟核、多 种酶类和中间代谢物、各种营养物等。
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细胞质内含物 核糖体
核糖体是细胞质中的一种核糖、核蛋白的颗粒状物质 由核糖核酸RNA(60%)和蛋白质(40%)组成，常以游离 状态或多聚核糖状态分布于细胞质中。它是蛋白质的 合成场所。
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细胞质内含物 内含颗粒
④膜上含有进行能量代谢的酶系，在细胞质膜上进行物 质代谢和能量代谢，是细胞的产能场所；
⑤细胞质膜上有鞭毛基粒，是鞭毛基体的着生部位和鞭 毛旋转的供能部位 ⑥ 维持细胞内正常渗透压。
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细胞质和内含物
细胞质
细胞质（cytoplasm）是细胞质膜包围的除核区外 的一切半透明、胶状、颗粒状物质的总称。含水量约
A
（3）脱色（95%乙醇10-20S）
A

兽医微生物学-细菌的形态与结构-1(细菌的大小与形态)

兽医微生物学-细菌的形态与结构-1(细菌的大小与形态)
• 培养条件、制片方法、染色方法及使 用显微镜型号的不同，细菌大小也有 差异。
二、细菌的基本形态
• 细菌的外部形态比较简单，仅有三种 基本类型，即球状、杆状和螺旋状和 某些其它形态
• 并据此而将细菌分为球菌、杆菌和螺 旋状菌。
细菌的基本形态
细菌的一些特殊形态
1、球菌（coccus）
• 多数球菌呈正球形，有的呈肾形、豆 形等。按其分裂方向及分裂后的排列 情况，又可分为：
丹毒杆菌
白喉棒状杆菌
Gram stain of Gram - E. coli cells
乳酸杆菌lactobacilli
大肠杆菌 E. coli (0157:H7
志贺氏痢疾杆菌 (x 22,400)
杆菌的分裂图
细菌细胞的裂殖
↑ 示正在分裂， ↑↑ 示已经分裂。
3、螺旋状菌（spirillum）
动物病原微生物学
第二章 细菌的形态与结构 第一节 细菌的大小与形态 第二节 细菌的结构
动物病原微生物学
Animal Pathogenic Microbiology
第一章 细菌的形态与结构
第一节 细菌的大小与形态
第一节 细菌的大小与形态
细菌(bacterium)——是一种具有细胞壁 的属于原核细胞型的单细胞微生物，其个 体微小、形态简单，具有DNA和RNA，主 要靠二裂法繁殖，并可在人工培养基上生 长繁殖。 广义的细菌除细菌外，还包括立克次体、 衣原体、霉形体、螺旋体及放线菌等。
少数杆菌分裂后呈铰链样粘连，形成栅栏 状样、V、Y、L字样等特殊的排列如马棒 状杆菌。
鼻疽杆菌
细直、微弯两端钝园的G-杆菌
炭疽杆菌
炭疽杆菌
炭疽杆菌在动物体内的形态
炭疽杆菌

002-1 原核微生物形态-细菌的形状和大小

002-1 原核微生物形态-细菌的形状和大小

第 二 章 原 核 微 生 物 形 态
2、原核细胞和真核细胞的区别
1）核、核膜、染色体
原核生物细胞无核膜，有一个明显的核区， 核区集中了主要遗传物质，由一条与类组 蛋白相联系的双链DNA构成的染色体组成。 真核生物细胞则是由一条或一条以上的双链 DNA与组蛋白等结合成的染色体，并由核 膜包围。
第 二 章 原 核 微 生 物 形 态
杆菌有的笔直,有的弯曲,杆菌两端的情况 在分类上很重要。
杆菌两端： 有的象刀切一样整齐(eg.炭疽杆菌）； 有的是钝圆(eg.枯草杆菌)； 有的是尖的(eg.鼠疫巴斯德氏菌）。
杆 状 细 菌 的 排 列 方 式 与 形 态
单杆菌 Note: 杆状细
双杆菌
菌的排列方
式常因生长 阶段和培养 条件而发生 变化，一般 不作为分类
分化：形态和功能的变化，甚至出现特殊结
构； 信号传导：微生物之间及与其它生物间通过 化学信号交流； 进化：细胞适应环境条件而不断地进化。
第 二 章 原 核 微 生 物 形 态
Prokaryotic Cell (Bacillus megaterium)
第 二 章 原 核 微 生 物 形 态
Eukaryotic Cell (L-Cell)
最大和最小细菌的个体大小悬殊：
（Thiomargarita namibiensis）（0.3~1 mm）
10亿 ~ 100 亿倍
（nanobacteria）（50 nm）
第 二 章 原 核 微 生 物 形 态
第 二 章 原 核 微 生 物 形 态
单球菌：细胞沿一个平面进行分裂，分裂后子细胞 分开单独 存在。Eg.尿素微球菌
双球菌：如果子细胞成双成对排列，就是～。Eg.肺 炎双球菌

细菌的形态与结构

细菌的形态与结构
(1)抗吞噬作用 具有抗吞噬作用，是重要毒力因子。
(2)抗有害物质的损伤作用 处于菌细胞的最外层，保护菌体避免或减少 溶菌酶、补体、抗菌药物等有害物质的损伤 作用。
细菌特殊结构:荚 膜（capsule）
（3）黏附作用 荚膜多糖可使细菌彼此相连，在粘膜细
胞表面形成生物膜，是引起感染的重要因素 。 （4）具有抗原性
如霍乱弧菌、空肠弯曲菌等。
细菌特殊结构:菌毛
特征：存在于菌体表面的一种比鞭毛更细、更
短而直硬的丝状物，与细菌的运动无关。
（1）具有抗原性 （2）据功能分两类：
普通菌毛和性菌毛 （3）必须用电子显微镜
观察
细菌特殊结构:菌毛
特征：
1）普通菌毛 是细菌的粘附结构，与致病性密切相关。
2）性菌毛 比普通菌毛长、粗。数量少，使细菌具有致 育性。细菌的毒力、耐药性等性状可通过接合 方式传递。
细菌的大小与形态----螺形菌
螺杆菌
弧菌
螺菌
二、细菌的结构
基本结构 特殊结构
细胞壁
细胞膜
细胞质
核质
荚膜 鞭毛 菌毛 芽胞
细胞壁和革兰氏染色的关系：
结晶紫 碘液 乙醇 复红
？
结 果
革兰氏阳性菌
革兰氏阴性菌
G+菌细胞壁：肽聚糖(peptidoglycan)
•聚糖骨架N-乙酰胞壁酸 •四肽侧链 •五肽交N-乙联酰葡桥糖胺
对细菌的鉴别和分型有重要意义。
细菌特殊结构:鞭毛
特征：
是细菌的运动器官。需用电子显微镜观 察，或经特殊染色法使鞭毛增粗后方能在光 镜下看到。
细菌特殊结构:鞭毛
分类：
单毛菌 双毛菌 丛毛菌 周毛菌
细菌特殊结构:鞭毛

细菌的形态和结构

细菌的形态和结构
麦金农的贡献主要是在细胞膜离子通 道的结构和机理研究方面。
1988年，他利用X射线晶体成像技术 获得了世界第一张离子通道的高清晰度 照片；
它可以让科学家观测到离子在进入离 子通道前、进入离子通道中和进入离子 通道后的状态。
阿格雷和麦金农对水通道和离子通道的 研究意义重大；
很多疾病，如一些神经系统疾病和心血 管疾病就是由于细胞膜通道功能紊乱造 成的；
(四)芽胞/芽孢(spore)
某些细菌（G+菌）在一定条件下，能在菌体 内形成的一个圆形或卵圆形小体。
只在动物体外才能形成，芽胞不是细菌的繁殖 方式。
抗逆性极强的休眠构造(抗热、抗辐射、抗压等)；
枯草芽孢杆菌，在沸水中可存活1小时； 肉毒梭状芽孢杆菌要经5-10h才被杀死；
芽孢的形态和着生位置 无繁殖功能；
间体图片
（四）细胞质（cytoplasm）
被细胞膜包围着的除核区以外的一切半透明、 胶状、颗粒状物质的总称。
主要成分 水（约为80%） 核糖体 细胞内含物
与真核生物不同 细胞质不流动 核糖体是70S 内含物成分不同
碳源及能源类： 聚-β -羟丁酸（PHB）
贮藏物
主要功能：
选择性的吸收和运送物质 是细菌细胞能量转换的重要场所 传递信息 参与细胞壁的生物合成 细胞膜的结构
1972年Singer和Nicolson提出的液态镶嵌模型
整合蛋白
磷 脂 双 分 子 层
周边蛋白 极性头 非极性尾
周边蛋白
细胞膜的生理功能
2003年美国科学家彼得·阿格雷和罗德里克·麦金农获得了诺贝尔化学奖——表彰 他们在细胞膜通道方面做出的贡献。
1.结晶紫 /碘液
2.酒精

第2章1-细菌的形态、排列、大小及一般结构

第2章1-细菌的形态、排列、大小及一般结构

4、形态特殊的细菌
① 柄细菌（Caulobacterium）：菌体细胞
呈杆状或梭状，具有特征性的细柄，可用于 将细胞附着于基物上。
柄杆菌
Caulobacter sp.
② 鞘细菌（sheathed bacterium）：杆菌细胞呈链状
排列，不分枝，且在细菌细胞外形成了一个共同的衣鞘。
鞘衣菌 Sphaerotilus natans
二、细菌细胞的一般构造 和特殊构造
（内膜系统）
菌胶团
（一）细菌细胞一般构造
1、细胞壁 2、细胞膜 3、内膜结构 4、细胞质及其内含物 5、原核 6、质粒
第一节 细菌的模式结构
（一）细菌细胞的一般结构 1、细胞壁 √ 2、细胞膜 3、内膜结构 4、原核 5、质粒 6、细胞质及其内含物
（二）细菌细胞的特殊结构 荚膜 鞭毛、菌毛、性毛 芽孢、胞囊 图 2-1 细菌细胞的模式结构（摘自Microbiology 6th）
1、细胞壁
金黄色葡萄球菌
（Staphylococcus aureus）
厚度：20～80nm 肽聚糖 重量：50%～80%
磷壁酸
肽聚糖
革兰氏阳性菌细胞壁化学结构模式图
G+ 菌 细 胞 壁 的 模 式 结 构
磷壁酸
肽 聚 糖
② 层次多：15～50
（3）G＋菌细胞壁的结构
磷壁酸
（teichoic acid）
2、 G－细 菌 细 胞 壁 中 的 特 有 成 分 是 (
A. 肽聚糖 B. 磷壁酸 C. 脂蛋白 D. 脂多糖 3、E.coli 肽 聚 糖 双 糖 亚 单 位 交 联 间 的 肽 间桥 为 ( )
A. 氢键
B. 肽键
C. 甘氨酸五肽
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（一）细菌细胞的一般构造
3、内膜结构
内膜结构：许多原核生物类群演化出的一 类由细胞膜内陷、折叠而形成的层状、管 状或囊状的特殊结构。
间体 类囊体 载色体 羧酶体 气泡
内 膜 结 构
3、内膜结构
① 间体（mesosome）
由细胞质膜内陷而形成的囊状结构，其 中充满着层状或管状的泡囊。
1至几个/cell； 位于细胞分裂部位； 在G＋菌中常见； 在G－菌中不明显。
1～3层
外膜层 肽聚糖
细胞膜
（4）G－菌细胞壁的结构
蛋白质、脂蛋白和脂多糖 （lipopolysaccharide，LPS）
外壁层
厚约：8～10 nm，呈波浪形
是外膜层的主要成分及特 有成分 分子量＞ 1万道尔顿 化学结构复杂且常因细菌 类群甚至菌株而异
外膜层
肽聚糖
细胞膜
脂多糖的化学组成
脂多糖 = 糖基O-侧链＋核心多聚糖＋类脂A
2、杆菌
宽×长，长度可为d 的一至数倍
小型杆菌：0.2～0.4 × 0.7～1.5µ m 中型杆菌：0.5～1 × 2～3µ m 大型杆菌：1～1.25 × 3～8µ m
3、螺旋菌
宽×长，长度≠实际长度
0.3～1.0×1.0～50µ m
影响菌体大小的因素
影响因子：菌种、培养条件、菌龄、染色方法
幼龄细菌 固定染色菌体 媒染法的菌体 成熟/老龄细菌 原菌体 原菌体
厚度：约7～8nm 主要成分：磷脂（占20～30%） 蛋白质（占50～70%）
细胞膜的模式结构
2、细胞膜
（1）细胞膜的结构
1972年，Singer＆Nicolson提出： 液态镶嵌模型（fluid mosaic model）
细胞膜的液态镶嵌结构
（1）细胞膜的结构
“液态镶嵌”理论
a、膜的主体是脂质双分子层，具有流动性； b、整合蛋白因其疏水性而溶于脂质双分子层的疏水 性内层中； c、周边蛋白表面含有亲水基团，可通过静电引力与 脂质双分子层表面的极性头相连； d、脂质分子间或脂质与蛋白质分子间无共价结合； e、脂质双分子层象“海洋”一样，周边蛋白可在其 上 “漂浮”运动，而整合蛋白则象“冰山”一样沉 浸在其中并可作横向移动；
② 螺菌（spirillium）：螺旋在2～6圈的螺
旋状细菌，如减小螺菌（Spirillum minus）；
③ 螺旋体（spirochaeta）：螺旋＞6圈以
上的螺旋状细菌，如梅毒密螺旋体
螺 旋 菌 的 形 态
① 弧菌 （vibrio）
② 螺菌 （spirillum）
③ 螺旋体 （spirochaeta）
细菌形态：三角形、方形、星形、圆盘形
星形菌
方形菌
影响细菌形态的因素
外界环境因子：培养温度、培养时间、 培养基成分与浓度
幼龄细菌：菌体形态正常、整齐、稳定； 老细菌： 形态不正常：梨形、有分枝、细丝状 异常形态
新鲜培养基
正常状态
（ 二 ） 细 菌 的 大 小
1、球菌
d：0.5～1.0µ m
较大的球菌：旋动泡硫磺细菌 （Thiophysa volutaus），d=7～8µ m
脂多糖（LPS）的功能
a、类脂A是G－菌的致病物质——内毒素的 物质基础； b、具有与磷壁酸相类似的功能； c、多变的化学结构决定了G－菌表面抗原决 定簇的多样性； d、噬菌体的吸附受体； e、具有部分选择屏障作用。
革兰氏阴性菌细胞壁结构
（5）革兰氏阳性菌与革兰氏阴性菌 细胞壁的主要区别
比较内容 结构层次
1、细胞壁（cell wall）
（1）细胞壁的功能
（2）革兰氏染色反应
√ （3）革兰氏阳性菌的细胞壁结构 √ （4）革兰氏阴性菌的细胞壁结构 √ （5）G＋菌和G－菌细胞壁结构的区别 √
（6）细胞壁缺陷细菌
细胞壁
（cell wall）
1、细胞壁
通常指包围原生 质膜的一层较为紧 韧且略带弹性的结 构。 厚度：10～80 nm
原生质体和原生质球
通过溶菌酶、青霉素、丝裂霉素C处理
G＋ 完全 去除
原生质体
G－ 不完整去除
脂多糖和脂蛋白
原生质球
（7）细胞壁缺陷细菌
L-型细菌（bacterial L-form）：
某些细菌在特定环境条件下，由于基 因突变而产生的无壁类型。
L-型细菌的菌落
细胞壁缺陷细菌的特点
对环境条件敏感：低渗、振荡、离心、通气 有鞭毛而不运动； 不被噬菌体侵染；
磷壁酸
a 壁磷壁酸，＞50% 磷酸二酯键
按 结 合 部 位 划 分
b 膜磷壁酸 共价键
磷壁酸
磷壁酸的功能
a．磷壁酸加强了细胞对金属离子的吸引； b．磷壁酸是G+菌重要的表面抗原和某些噬菌 体的吸附位点； c．磷壁酸增加了细菌表面结构的稳定性； d．膜磷壁酸具有粘附作用，与致病性有关； e．贮存磷元素； f．调节细胞内自溶素（autolysin）的活力。
G－菌与G＋菌细胞壁的结构差异
－菌细胞壁的结构 （4）G
内壁层
外壁层
大肠杆菌
（Escherichia coli）
层 次
G－菌肽聚糖结构的差异
内壁层
①
② ①
G－
① 化学结构
G＋
L-Lys
DAP
G－菌肽聚糖的结构差异
② 交联度低＜25%
②
②
以肽键直接交联
G－菌肽聚糖的结构差异
层次多：15～50
③ 层次少
什么是细菌（bacteria）?
从大的方面来讲：细菌指的就是原
核微生物，即所有原核微生物均可以 称之为细菌；
从小的方面来讲：细菌主要是指那
些形态为杆状、球状或螺旋状的单细 胞原核微生物。
一、细菌的形态、大小及排列方式
（一）细菌的形态与排列
细 菌 的 基 本 形 态
（一）形态、大小及排列方式
1、球菌（coccus）
第二章 原核微生物
原核(prokaryon)：指细胞核外没有
核膜包围，DNA以闭环分子形式存 在，不含组蛋白的细胞核。
原核微生物：指具有原核的微生物。
主 要 内 容
第一节 第二节 细 菌 放线菌
第三节
其它代表性原核微生物
第一节
细 菌
一、细菌的形态、大小及排列方式
二、细菌细胞的一般构造及特殊构造
三、细菌的繁殖方式 四、常见的细菌类群
指结合在G+菌细胞壁上的一种酸 性多糖。 为G+菌所特有
主要化学组成：多元醇＋磷酸
C1-C5磷酸二酯键 少：10；多：40-50
磷壁酸
C1-C3磷酸二酯键
1
依 多 元 醇 划 分
1
a．核糖醇磷壁酸 （ribotol teichoic acid）
b．甘油磷壁酸 （glycerol teichoic acid）
以一种特殊的生活规律维持生命活动的
② 最大的细菌
1985年，在红海的棕色刺尾鱼肠道内发现一种雪茄 型细菌，1993年，命名为Epulopiscium fishelsoni。
菌体：d=80 μm、 长：200～600μm 体积：巨大 细胞：富含原核和核糖体 具有高度旋绕的细胞膜 运动：有鞭毛，V = 2.4 cm/min
A. 氢键
B. 肽键
C. 甘氨酸五肽
4、Staphylococcus aureus 肽 聚 糖 双 糖 亚 单 位 交 联 间 的 肽 间 桥 为( )
A. 肽键
B. 甘氨酸五肽
C. 氢 键
（一）细菌细胞的一般构造
2、细胞膜（cell membrane）
指紧贴在细胞壁内侧并包围原生 质的一层柔软而富有弹性的膜。
B subtilis 的间体
① 间体
间体的主要功能
a．深层的间体：
促进细胞间隔的形成，与DNA的复制、分配及 细胞分裂有关；
b．表层的间体：
与某些酶有关，如细胞色素氧化酶 —— 细菌 氧化磷酸化的中心，相当于真核生物的线粒体。
3、内膜结构
② 类囊体（thylakoid）
直杆菌、弯杆菌
② 杆菌只沿一个与长轴垂直的分裂面
链状、栅状、“八”字形
（一）形态、大小及排列方式
3、螺旋菌（spirilla）
螺旋菌：指细胞呈螺旋状或弧状的细菌。
① 弧菌（vibrio）： 弯曲程度不满一圈的螺
旋 菌 ， 常 呈 “ C” 状 ， 如 霍 乱 弧 菌 （ Vibro
cholerea）；
1、细胞壁
金黄色葡萄球菌
（Staphylococcus aureus）
厚度：20～80nm 肽聚糖 重量：50%～80%
磷壁酸
肽聚糖
革兰氏阳性菌细胞壁化学结构模式图
G+ 菌 细 胞 壁 的 模 式 结 构
磷壁酸
肽 聚 糖
② 层次多：15～50
（3）G＋菌细胞壁的结构
磷壁酸
（teichoic acid）
测量细菌大小：记录平均值/代表性数值
使用活菌 不要染色，必需注明染色方法
① 最小的细菌
能引起尿结实的纳米细菌（nanobacteria）
d=50 nm，比最大的病毒还小，分裂缓 慢，代时为72h，是目前所知最小的细菌。
讨论：独立生命个体到底能有多小？
生物大分子≥140nm，≤250nm？ 病毒能够小？
细胞呈球状或椭圆状的细菌。
由于细胞分裂的方向不同，球菌 共有六种排列方式。
1
2
3
5 4
6
（一）形态、大小及排列方式
2、杆菌
（bacillus） 杆状或圆柱状
种类最多：
短杆状 棒杆状 月亮状 梭状 梭杆状 分枝状 竹节状
（一）形态、大小及排列方式