第一章原核微生物的結構和功能第一節細菌第二節放線菌第三節藍細菌第四節支原體、立克次體、衣原體性狀原核微生物真核微生物細胞核結構為原核，不具有核膜和核仁為真核，具有核膜與核仁DNA只有一條不與RNA和蛋白質結合一至數條與RNA和蛋白質結合核糖體

70S在細胞質80S，在細胞質中，在某些C器中為70S細胞器

無有線粒體，高爾基體，內質網等細胞器。細胞壁組成肽聚糖或脂多糖。幾丁質，聚糖或寡糖。繁殖方式無性繁殖有無性繁殖和有性繁殖細胞分裂二分裂具有有絲分裂和誠數分裂鞭毛結構比較簡單9＋2結構細胞大小一般較小，1-10um較大，10－100um第一節細菌一、細菌的形態、構造1.細菌的形態：2.細菌的結構：3.細菌的繁殖：二、細菌的群體形態1.固體培養基上的群體形態2.半固體培養基上的群體形態3.液體培養基上的群體形態1.細菌的形態細菌細胞的外表特征可從形態、大小和細胞間排列方式3方面加以描述。細菌的形態極其簡單，主要有球狀、桿狀和螺旋狀。桿菌球菌螺旋菌單球菌雙球菌四聯球菌八疊球菌葡萄球菌鏈球菌球菌的排列方式細菌細胞的排列方式單生桿菌長桿菌短桿菌單生桿菌雙桿菌鏈桿菌桿菌的排列方式螺旋菌的排列方式弧菌螺菌螺旋體彎曲〈12≦彎曲≦6球菌的大小以細胞的直徑來度量，桿菌和螺旋菌則是用寬×長來表示。球菌的直徑一般是0.5~1.0μm，金黃色葡萄球菌為0.8~1.0μm。桿菌的寬度一般為0.5~1.0μm，長度為寬度的一倍或幾倍。

如大腸桿菌的大小為0.4~0.7×1.0~3.0μm

螺旋菌的寬度一般為0.5~1.0μm，長度因其螺旋的數目而不同。最小的細菌：納米細菌直徑為50nm最大的細菌：納米比亞嗜硫珠菌直徑為0.32~1.00mm2.細菌的結構一般結構細胞壁：細胞膜：間體細胞質內含物核區二、特殊結構糖被鞭毛菌毛性毛芽孢鞭毛菌毛性菌毛芽孢微莢膜莢膜粘液層糖被特殊構造細胞壁細胞膜間體核區內含物一般構造細菌細胞的模式構造細菌細胞的結構核糖體①②③④⑤⑥細胞壁

細菌細胞壁（cellwall）是位于細胞最外的一層（一般結構）厚實、堅韌的外被，主要成分為肽聚糖。細菌細胞壁可用電子顯微鏡直接觀察細菌的超薄切片。細菌細胞壁絕大多數以肽聚糖為基本成分，但不同細菌，細胞壁在結構和成分上各有自己的特點。哪些細胞具有細胞壁哪些細胞具有細胞壁？植物細胞細胞壁主要成分為纖維素細菌細胞壁主要成分為肽聚糖真菌細胞壁主要成分為幾丁質*細胞壁的功能

維持菌體固有的形態保護細菌抵抗低滲環境,防止酶解參與菌體內外的物質交換菌體表面帶有多種抗原分子，可誘發機體的免疫應答。與運動有關G+細菌與G﹣細菌細胞壁構造的比較G+G﹣肽聚糖層肽聚糖層壁膜間隙外膜細胞質膜細胞質膜青霉素作用點溶菌酶作用點N-乙酰葡糖胺N-乙酰胞壁酸革蘭氏陽性菌肽聚糖的結構五肽交聯橋

五個甘氨酸四肽側鏈L-丙、D-谷、L-賴、D-丙聚糖骨架G：N-乙酰葡萄胺M：N-乙酰胞壁酸G+菌細胞壁特殊組分－磷壁酸Teichoicacids壁磷壁酸膜磷壁酸磷壁酸

又名垣酸，是大多數G+菌所特有的成分，約占細胞壁成分的10%。

革蘭氏陰性細菌細胞壁的組成和結構比革蘭氏陽性細菌更復雜。肽聚糖層很薄，是一單分子層或雙分子層，肽聚糖層和外膜的內層之間通過脂蛋白連接起來。外膜覆蓋于肽聚糖層的外部，表面不規則，切面呈波浪形。外壁層可再分為內、中、外三層。最外層為脂多糖層，中間為磷脂層，內層為脂蛋白層。壁膜間隙：外膜與細胞質膜之間存在明顯的壁膜間隙。G-菌有肽聚糖，僅占細胞壁干重的5-10%。肽聚糖結構與G+相同，但短肽尾中的３號位上L-Lys往往被其他二氨酸取代m-DAP革蘭氏陰性菌肽聚糖的結構聚糖骨架：同G+菌

四肽側鏈：L-丙、D-谷DAP、D-丙無五肽橋外壁層是G-菌細胞壁所特有的結構它位于壁的最外層，化學成分為脂多糖、磷脂和若干種外蛋白。(3)G+細菌與G-細菌細胞壁的比較細胞壁革蘭陽性菌革蘭陰性菌強度較堅韌較疏松厚度20-80nm10-15nm肽聚糖層數可多達560層1-2層肽聚糖含量占細胞壁干重50%-80%占細胞壁干重5%-20%磷壁酸有無外膜無有G+菌與G-菌細胞壁的比較細菌細胞壁缺陷型細胞壁受損后仍能生長和分裂的細菌。在一般環境中不能耐受菌體內的高滲透壓而將會漲破死亡。L型(bacterialLform)：通過自發突變而形成的遺傳性穩定的細胞壁缺損菌株加溶菌酶或在含青霉素等的培養基中培養革蘭陽性菌使細胞壁缺失后，原生質僅被一層細胞膜包住——原生質體(protoplast)。革蘭陰性菌肽聚糖層受損后尚有外膜保護——原生質球(spheroplast)。某些L型仍有一定的致病力，通常引起慢性感染。在稀溶液中細胞壁破壞，釋放原生質體，但由于細胞質膜非常脆弱，所以細胞立即溶解在含有較高溶質如蔗糖濃度的溶液中，水不能進入原生質體，因此原生質體穩定。革蘭氏染色陽性菌肽聚糖聚糖N-乙酰葡糖胺N-乙酰胞壁酸肽四尾肽肽橋磷壁酸壁磷壁酸膜磷壁酸革蘭氏染色陰性菌

脂多糖外膜外膜蛋白磷脂肽聚糖周質空間

磷壁酸的功能：A、可保證細胞膜上一些需要Mg2+的合成酶提高活性；B、貯藏磷元素C、增強某些致病菌對宿主細胞的粘連、避免被白細胞吞噬以及抗補體的作用；D、賦予革蘭氏陽性細菌以特異的表面抗原；E、可作為噬菌體的特異性吸附受體；F、能調節細胞內自溶素的活力。脂多糖功能：A、類脂A是革蘭氏陰性菌致病物質—內毒素的物質基礎；B、吸附陽離子以提高其在細胞表面濃度的作用；C、結構多變，決定了革蘭氏陰性菌細胞表面抗原決定族的多樣性；D、是許多噬菌體在細胞表面的吸附受體；E、具有控制某些物質進出細胞的部分選擇性屏障功能；肽聚糖肽聚糖磷壁酸脂磷壁酸細胞質膜細胞質膜NAM：N-乙酰胞壁酸NAG：N-乙酰葡糖胺肽類脂AO-特異性外鏈脂蛋白外膜細胞壁的結構（G+細菌與G﹣細菌細胞壁構造的比較）革蘭氏陽性細菌（G+）革蘭氏陰性細菌（G﹣）脂多糖革蘭氏染色1884年，丹麥醫生C.Gram發明程序:（1）初染（結晶紫30S）（2）媒染劑（碘液30S）（3）脫色（95%乙醇10~20S）（4）復染（蕃紅30~60S）結果判斷：菌體呈紫色的為革蘭氏陽性菌（G+）菌體呈紅色的為革蘭氏陰性菌（G-）

ABBBABAA（1）初染（結晶紫30S）革蘭氏染色程序和結果（1）初染（結晶紫30S）（2）媒染劑（碘液30S）（3）脫色（95%乙醇10~20S）（4）復染（蕃紅30~60S）ABBBABAA革蘭氏染色程序和結果（2）媒染劑（碘液30S）（1）初染（結晶紫30S）（2）媒染劑（碘液30S）

（3）脫色（95%乙醇10~20S）（4）復染（蕃紅30~60S）ABBBABAA革蘭氏染色程序和結果（3）脫色（95%乙醇10~20S）（1）初染（結晶紫30S）（2）媒染劑（碘液30S）（3）脫色（95%乙醇10-20S）（4）復染（蕃紅30~60S）ABBBABAA革蘭氏染色程序和結果（4）復染（蕃紅30~60S）A：革蘭氏陽性細菌G+B：革蘭氏陰性細菌G﹣為什么？（1）初染（結晶紫30S）（2）媒染劑（碘液30S）（3）脫色（95%乙醇10~20S）（4）復染（蕃紅30~60S）為什么通過革蘭氏染色G+呈蘭色，G-呈紅色？①脫色劑----95%乙醇為脂溶劑破壞G﹣的外膜、肽聚糖層和細胞質膜，于是被乙醇溶解的結晶紫和碘的復合物從細胞中滲漏出來，當再用藩紅復染時，顯現紅色。②但在G+細胞中，乙醇使厚的肽聚糖層脫水，導致孔隙變小，由于結晶紫和碘的復合物分子較大，不能通過細胞壁，保持紫色。染色細菌染色法死菌活菌正染色負染色簡單染色法鑒別染色法革蘭氏染色法抗酸性染色法芽孢染色法姬姆薩染色法等：莢膜染色法等：用美藍或TTC（氯化三苯基四氮唑）等作活菌染色①固定細胞外型和提高機械強度，使其免受滲透壓等外力的損傷；②鞭毛生長和運動的支點；③阻止大分子有害物質（某些抗生素和水解酶）進入細胞；④賦予細菌特定的抗原性以及對抗生素和噬菌體的敏感性。細菌細胞壁功能：缺壁細菌實驗室中形成自然界長期進化中形成：支原體自發缺壁突變：L型細菌人工方法去壁徹底除盡：原生質體部分去除：原生質球細胞質膜（cellmembrane）主要由磷脂雙分子層和蛋白質構成。細菌細胞與真核細胞的質膜很相似，但不含膽固醇等甾醇極性頭非極性尾磷脂分子極性頭非極性尾細胞質膜的超薄切片電鏡照片（標尺：0.2μm）間體（mesosome）

是質膜向內延伸的膜結構，它是一種由細胞膜內褶而形成的囊狀構造，其內充滿著層狀或管狀的泡囊。功能（不完全清楚），推測可能有如下一些功能：①相當于真核細胞的線粒體；②相當于真核細胞的內質網；③與細胞壁的合成有關；④可能與核分裂有關。

但近年來，有的學者提出不同觀點，認為間體只是電鏡制片時因脫水操作而引起的一種假象。內含物

包括氣泡、羧基化體、綠色體、磁石體、和各種儲存物質。聚β-羥基丁酸Polyhydroxybutyricacid(PHB)PHB是存在于許多細菌細胞質內屬于類脂性質的碳源類貯藏物。具有貯藏能量、碳源和降低細胞內滲透壓的作用。是細菌所獨有的。可作為醫用材料。是無機偏磷酸的聚合物，分子呈線狀。可貯藏磷元素和能量，并可降低細胞的滲透壓。常可被染色。Polyphosphate小粒在一個細菌的細胞中假單細胞細菌種●異染顆粒metachromaticgranule－－貯藏磷元素和能量●硫粒sulfurglobules

一些細菌，包括許多光合作用細菌,由于其新陳代謝活動而產生了硫粒。在紫色硫磺細菌的細胞之內的硫粒●氣泡Gasvacuoles氣泡(藍色的)儲藏小粒(紅色的)水生的細菌體內存在的充滿氣體的泡囊狀內含物。可使細胞漂浮在水中以獲取能量和營養。原真核生物的核糖體80S原核生物的核糖體是怎樣的？60S40S50S30S70S比較原核細胞的核區與真核細胞的細胞核核區（nuclearregion）藍細菌細菌核膜粗面內質網線粒體溶酶體中心粒高爾基體核仁染色質細胞膜大腸桿菌的擬核區域質粒(plasmid)

很多細菌細胞質中，除染色體外還有質粒。它是存在于細菌染色體外或附加于染色體上的遺傳物質。1.絕大多數由共價閉合環狀雙螺旋DNA分子所構成，分子量較細菌染色體小。2.質粒可以從菌體內自行消失，也可通過物理化學手段，將其消除或抑制；沒有質粒的細菌，可通過接合、轉化或轉導等方式，從具質粒的細菌中獲得，但不能自發產生。3.質粒存在與否，無損于細菌生存。但是許多次生代謝產物如抗生素、色素等的產生、以至芽胞的形成，均受質粒的控制。4.質粒既能自我復制、穩定遺傳，也可插入細菌染色體中或其攜帶的外源DNA片段共同復制增殖；它可通過轉化、轉導或接合作用單獨轉移，也可攜帶著染色體片段一起轉移。質粒已成為遺傳工程中重要的運載工具之一。細菌的染色體和質粒核區（nuclearregion）1.鞭毛（flagella）螺旋絲一般構造：鉤型鞘基體外膜外膜細胞質膜細胞質膜細胞質膜肽聚糖肽聚糖鉤型鞘螺旋絲L-環P-環G+細菌鞭毛G﹣細菌鞭毛特殊結構S-環M-環偏端單生兩端單生周生鞭毛如：熒光假單胞如：鼠咬熱螺旋體偏端叢生如：丁香假單胞兩端叢生如：紅色螺菌如：大腸桿菌

根據鞭毛的數量和排列情況，細菌分為以下五種類型：如何觀察鞭毛？鞭毛纖細而具剛韌性，直徑僅20nm，長度達15~20μm

方法二：普通光學顯微鏡（銀鹽染色）方法一：電子顯微鏡（負染的方法）鞭毛(flagella)生理功能運動運動方式：旋轉

特殊結構2.菌毛（pilus）

菌毛又稱纖毛、傘毛、線毛或須毛，是一種長在細菌體表的纖細、中空、短直且數量較多的蛋白質類附屬物，具有使菌體附著于物體表面上的功能。菌毛比鞭毛簡單，無基體等構造，直接著生于細胞質膜上。直徑一般為3-10nm，每菌一般有250-300條。菌毛多數存在于G﹣致病菌中。借助菌毛可使自己牢固地粘附在寄主體上。菌毛使菌體附著于寄主細胞表面新附著端受體端菌毛的功能性菌毛（sex-pilus）

構造和成分與菌毛相同，但比菌毛長，且每個細胞只有一至數根。一般多見于G﹣細菌的供體菌中，具有向受體菌傳遞遺傳物質的作用。芽孢（endospore，spore）

芽孢是生命世界中抗逆性最強的一種構造，在抗熱、抗化學藥物和抗輻射等方面，十分突出。芽孢衣皮層芽孢壁芽孢膜芽孢質芽孢核區胞外壁核心枯草桿菌芽孢的超薄切片電鏡照片（標尺：0.2μm）左：端位；中：近端位；右：中央位,細菌芽孢的各種類型芽胞的大小、形狀、位置等隨菌種而異，有重要的鑒別意義。破傷風梭菌炭疽芽胞桿菌肉毒梭菌1,軸絲形成Axialfilamentformation2,隔膜形成Septumformatiom3,吞沒前孢子Engulfmentofforespore4,皮層形成Cortexformation5,外殼形成Coatsynthesis6,外殼合成完成，增加折光性和抗性Completionofcoatsynthesis,Increaseinrefractilityandheatresistance7,孢子囊裂解釋放孢子Lysisofsporangium,sporeliberation細菌芽孢形成過程成熟芽孢的電鏡照片含有吡啶－2，6二羧酸（DPA-Ca）含有芽孢特有的芽孢肽聚糖芽孢平均含水40％，皮層含水70％芽孢耐熱機制是由芽孢化學組成的特點決定的是由芽孢化學組成的特點決定的芽孢中酶的分子量較營養細胞小某些菌在其形成芽孢的同時，會在芽孢旁邊形成一顆菱形或雙錐形的堿溶性蛋白晶體，稱為伴孢晶體。有毒的水晶伴孢晶體（Parasporalcrystal）5.糖被(glycocalyx)

有些細菌在細胞壁外面存在被外多糖。如果具有較好結構也不易洗掉，稱為夾膜（capsule）；如果薄并且容易消失稱為黏液層（slimelayer）。糖被的成分一般為多糖，少數是蛋白質或多肽，也有多糖與多肽復合型。糖被及其類型：某些細菌細胞壁外的一層粘液性膠狀物質。根據糖被的形狀和厚度的不同，將莢膜分為四類：(大）莢膜(capsule)：粘液狀物質具有一定外形，相對穩定地附著在細胞壁外，厚度：＞0.2μm。微莢膜（microcopsule)：粘液狀物質較薄，厚度：＜0.2μm,與細胞表面牢固結合。黏液層(slimelayer)：粘液物質沒有明顯的邊緣，比莢膜松散,可向周圍環境中擴散,增大黏性。菌膠團(zoogloea):包裹在細胞群體上的膠狀物質。細菌糖被應用鑒定菌種提取葡聚糖—“代血漿”胞外多糖：黃原膠用于石油開采菌膠團用于處理污水請說出下面細菌菌體從內到外的結構鞭毛菌毛擬核細胞質細胞質膜細胞壁莢膜cytoplasm細菌菌體結構模式擬核細胞質細胞膜肽聚糖莢膜菌毛細菌菌體的結構菌體核區核糖體內含物細胞膜細胞壁糖被鞭毛間體芽孢菌毛性菌毛重點回顧3.細菌的繁殖一、裂殖二、芽殖二、細菌的群體形態(1)菌落形態菌落的大小(mm)形狀:隆起形狀:邊緣:

(2)斜面菌苔特征(3)液體培養特征Streptomycescoelicolor-1銅綠假單孢粘質沙雷氏菌沙門氏菌費氏志賀氏菌4.細菌的生態條件

溫度pH需氧性耐鹽性第二節放線菌一、放線菌的形態構造二、放線菌的繁殖三、放線菌的群體特征四、放線菌的生活史從分類學上，是真細菌的一大類群，G+。是介于細菌和真菌之間的單細胞微生物：（1）細胞結構和化學組成與細菌同屬原核生物。（2）菌體呈纖細的菌絲，且分枝，又以外生孢子的形式繁殖，這些特征又與霉菌相似。鏈霉菌是一大群絲狀，G+的細菌，在氣生菌絲末端形成孢子。其DNA堿基組成中GC含量特別高。超過任何已知的細菌。許多臨床應用的抗生素都由鏈霉菌種產生。概念Representivegenera:StreptomycesNocardiaActinomycesMicromonosporaStreptosporangiumActinoplanesFrankia已知放線菌能夠產生500多種抗生素。大多數抗生素對不同的細菌有獨特的療效有50多種以實際應用Antibiotics放線菌Actinomycetes放線菌的形態比細菌復雜些，但仍屬于單細胞。在顯微鏡下，放線菌呈分枝絲狀，我們把這些細絲一樣的結構叫做菌絲，菌絲直徑與細菌相似，小于1微米。菌絲細胞的結構與細菌基本相同。根據菌絲形態和功能的不同，放線菌菌絲可分為基內菌絲、氣生菌絲和孢子絲三種。鏈霉菌屬是放線菌中種類最多、分布最廣、形態特征最典型的類群。一、放線菌的形態構造光學顯微鏡下觀察到的放線菌分生孢子絲瓊脂表面基內菌絲氣生菌絲Thecrosssectionofanactinomycetecolonyshowingthesubstratemycelium（基內菌絲）andaerialmycelium（氣生菌絲）withchainsofconidiospores（分生孢子）二、放線菌的繁殖放線菌無有性繁殖，主要通過形成無性孢子方式進行無性繁殖，成熟的分生孢子或孢囊孢子散落在適宜環境里發芽形成新的菌絲體；另一種方式是菌絲體的無限伸長和分枝，在液體振蕩培養（或工業發酵）中，放線菌每一個脫落的菌絲片段，在適宜條件下都能長成新的菌絲體，也是一種無性繁殖方式。三、放線菌的菌落放線菌在固體培養基上形成與細菌不同的菌落特征，放線菌菌絲相互交錯纏繞形成質地致密的小菌落，干燥、不透明、難以挑取，當大量孢子覆蓋于菌落表面時，就形成表面為粉末狀或顆粒狀的典型放線菌菌落，由于基內菌絲和孢子常有顏色，使得菌落的正反面呈現出不同的色澤。放線菌的菌落特征A：諾爾斯氏鏈霉菌；B：皮疽諾卡氏菌；C：酒紅指孢囊菌；D：游動放線菌；E：小單胞菌；F：皺雙孢馬杜拉放線菌產抗菌素的放線菌的菌落特征

A：卡特利鏈霉菌；B：弗氏鏈霉菌；C：吸水鏈霉菌金淚亞種；D：卡那霉素鏈霉菌；E：除蟲鏈霉菌；F：生磺酸鏈霉菌

鏈霉菌的分離：

pH中性偏堿

喜干（含水少）采用含各種無機鹽的選擇性培養基第三節藍細菌特征：（1）光合自