第一章 细菌的形态和结构

1. 原核细胞微生物指一大类呈细胞形态，仅有原始的类核，无核膜包裹，只存在裸露DNA，不进行有丝分裂，无细胞器的原始单细胞生物。原核细胞微生物指一大类呈细胞形态，仅有原始的类核，无核膜包裹，只存在裸露DNA，不进行有丝分裂，无细胞器的原始单细胞生物。 • 根据外表特征把原核生物分为几种类型： • 细菌、蓝细菌、放线菌、螺旋体、支原体、立克次氏体、衣原体。 第一章 细菌的形态和结构

2. 一、细菌的大小 1. 单位----μm 2. 各种细菌的大小 球菌: 0.5-2.0μm, 一般1.0μm 杆菌: 长2-3μm，宽0.5-1.0μm 螺旋菌：2-20μm，宽0.4-1.2μm 3．同种细菌的大小存在一定差异 细菌的大小，以生长在适宜的温度和培养基中的幼龄培养物为标准。

3. 巨大芽孢杆菌 颤蓝菌属 大肠杆菌 肺炎球菌 嗜血流感菌 纳米细菌

4. 二、细菌的外形和排列 外形：球状、杆状和螺旋状。 据外形和排列分为：球菌、杆菌和螺旋菌。

5. 形态 • 球形 • 杆形 • 螺旋形 • 其它形状 • 丝状 • 三角形 • 方形等

6. 球菌(Sphericalcoccus)

7. 杆菌 (bacillus) 棒状杆菌

8. 杆菌形态 1）长：呈丝状（猪丹毒杆菌） 短：卵圆形（球杆菌） 2）一端膨大，呈棒状（棒状杆菌） 3）形成侧支或分支（分支杆菌） 4）菌体两端：多为钝圆（巴氏杆菌） 少数为平截(炭疽杆菌) 极少数呈梭状（破伤风梭菌）

9. 杆菌形态示例 猪丹毒杆菌

10. 杆菌形态示例 巴氏杆菌

11. 杆菌形态示例 炭疽杆菌（电镜）

12. 杆菌形态示例 诺维氏梭菌

13. 杆菌形态示例 破伤风梭菌

14. 螺旋菌（spirilla）：弧菌、螺菌

15. 螺旋状菌示例 弧菌 螺菌

16. 幽门螺杆菌

17. 螺旋体 • 是一类细长、柔软、弯曲呈螺旋状、运动活泼的单细胞型微生物。 • 在生物学上的位置介于细菌与原生动物之间。

18. 衰老型和多形性 衰老型：细菌在不良环境或老龄期，会出现和正常形状不一样的个体。 多形性：在适宜的正常环境中生长，其形状也不一致。这种现象称为多形性，如嗜血杆菌。

19. 三、细菌的构造 基本构造 特殊构造

20. 一般构造 特殊构造

21. 细菌细胞结构模式图

22. （一）细胞壁 细菌细胞最外层坚韧且具有高度弹性的结构。 组成成份：肽聚糖、磷壁酸、脂多糖、磷脂、蛋白质和脂蛋白。 主要功能：保持一定的形态和保护细菌，同时与革兰氏染色特性、抗菌药物的敏感性、细菌的致病性和抗原性有关。

23. G+和G-的细胞壁的构造不同

24. G＋与G－细胞壁的比较 G＋细胞壁 G－细胞壁

25. G+细菌和G-细菌细胞壁的比较

26. G＋与G－细胞壁的比较

27. （大肠杆菌） （链球菌） 补充资料：革兰氏染色示例 G＋ G－

28. 补充资料：革氏染色与细胞壁结构的关系 G+菌细胞壁，其脂类含量较多，而肽聚糖较少，以95%酒精脱色时，脂类被溶解，使得细胞壁孔隙变大；肽聚糖因95%酒精处理而使之孔隙缩小，但肽聚糖含量较少，细胞壁孔隙缩小有限，故能让结晶紫与碘形成的紫色染料复合物被95%酒精洗脱出细胞壁外，而后来为红色的复染剂着色成为红色。 G-菌细胞壁所含脂类少，肽聚糖多，经95%酒精脱色时其细胞壁孔隙缩小到不易让结晶紫(或龙胆紫)与碘形成的紫色染料复合物洗出细胞壁外，而被染为紫色。当细胞壁失去其结构完整性时(如自溶的、老龄的、已死的细菌或分离出来的细胞壁)，亦同时失去其渗透的完整性，革兰氏阳性菌就能染成革兰氏阴性反应。

29. Gram Stain Step Gram negative Gram positive Heat/Dry Crystal violet stain IodineFix Alcoholde-stain Safranin stain

30. 1.结晶紫/碘液 3.复红 2.酒精 脂类 细胞壁 补充资料：革氏染色主要步骤及呈色原理 被溶解 G- G＋

31. 1.结晶紫/碘液 3.复红 2.酒精 溶解后形成空洞 补充资料：革兰氏染色主要步骤及呈色模拟 细胞壁 脂肪颗粒 G- G＋

32. 补充资料：青霉素的杀菌原理 青霉素和先锋霉素(或头孢菌素)等抗生素，能抑制细菌细胞壁肽聚糖的合成，对某些细菌有抑菌和杀菌作用。虽然细菌细胞壁都有肽聚糖成分，但由于细胞壁结构不同，这些药物可以直接扩散入革兰氏阳性菌的细胞壁内，这类细菌对这些药物就比较敏感，而革兰氏阴性菌细胞壁的肽聚糖层，有三层外胞壁围绕，药物不易扩散入内，对这些药物就不那么敏感。霉形体和细菌的L型没有细胞壁，也就没有细胞壁上的肽聚糖成分，所以对青霉素就不敏感。这都说明细菌细胞壁的化学组成、结构与细菌的抗药性有关。

33. 自发缺壁突变：L型细菌 实验室中形成 彻底除尽：原生质体 缺 壁 细 菌 人工方法去壁 部分去除：球状体 自然界长期进化中形成：支原体 缺壁细菌(Cell wall deficient bacteria)

34. （二）细胞膜　cell membrane 紧贴在细胞壁内侧一层由磷脂、蛋白质及少量多糖组成的柔软、致密、富有弹性的半透性薄膜； 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

35. 整合蛋白 周边蛋白 极性头 磷 脂 双 分 子 层 非极性尾 周边蛋白

36. 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。

37. 阿格雷 • 阿格雷得奖是由于发现了细胞膜水通道。 • 目前，科学家发现水通道蛋白广泛存在于动物、植物和微生物中，人体内的水通道有11种。 • 如在人的肾脏中，通常一个成年人每天要产生170升的原尿，这些原尿经肾脏肾小球中的水通道蛋白的过滤，其中大部分水分被人体循环利用，最终只有约1升的尿液排出人体。

38. 麦金农 • 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。

39. 阿格雷和麦金农对水通道和离子通道的研究意义重大；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； • 对细胞膜通道的研究可以帮助科学家寻找具体的病因，并研制相应的药物； • 利用不同的细胞膜通道，可以调节细胞的功能，从而达到治疗疾病的目的。

40. （三）间体 细胞膜凹入细胞浆内形成囊状结构。 可能的功能： • 与细菌分裂及核质的复制密切相关 • 和细胞壁的合成有关 • 在芽胞的形成中起重要的作用 • 相当于线粒体的作用

41. 间体 • 由细胞膜内褶形成的一种囊状结构，其内充满着层状或管状的泡囊； • 多见于革兰氏阳性细菌，每个细胞含一个至数个，革兰氏阴性细菌中不甚明显； • 着生部位可在表层或深层 • 表层与某些酶的分泌有关; • 深层与DNA复制及细胞分裂有关。 Morphology of a gram-positive bacterial cell

42. 间体图片

43. （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

44. 碳源及能源类： 聚-β-羟丁酸（PHB） 藻青素 贮藏物 氮源类 藻青蛋白 磷源 （异染粒） 细 胞 内 含 物 存在于少数水生螺菌属和嗜胆球菌属等趋磁细菌中，它有导向功能，即借鞭毛引导细菌游向最有利的泥、水界面微氧环境处生活。 磁小体 羧酶体 又叫羧化体，多存在于自养细菌中，在二氧化碳的固定中起关键作用。 气泡 其功能是调节细胞比重，以使其漂浮在最适水层获取光能、氧和营养物质。主要存在于蓝细菌中。

45. 贮藏物的作用 • 它是微生物合理利用营养物质的一种调节方式； • 它 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pH，渗透压等的危害； • 它在细菌细胞中大量积累，是重要的自然资源。

46. PHB sulfur globules Polyphosphate granule

47. 质粒(plasmid)： 存在于胞浆中的一小段闭合环状双股DNA，是某些细菌染色体以外的遗传物质，能独立复制，带有遗传信息，控制细菌某些特点的遗传性状；但并非细菌生命活动所必需。 质粒的功能： 与抗药性有关 与有性接合有关 基因工程中作为目的基因载体

49. （五）核体或拟核(nucleoid) 一般有两种排列方式：一类是核体相当密实地处于菌体的中心或边缘区；另一类是较松散地排列

50. 特殊构造 (一)荚膜 有些细菌在细胞壁的外面产生一种粘液样的物质包围整个菌体，用理化方法除去后并不影响菌体的生长代谢。荚膜的有无、厚薄与菌种遗传性有关，还与环境条件（特别是营养）密切相关。 • 一般在动物组织中或含大量血清或糖的培养基中容易形成。 • 大多数细菌的荚膜是多糖，少数是多肽。