细菌学概论1..ppt

原核微生物原核微生物 细菌学概论 原核微生物原核微生物 原核微生物（原核微生物（prokaryotes)：广义的细菌，是指：广义的细菌，是指一大类细胞核无核膜（只称作核区的裸露一大类细胞核无核膜（只称作核区的裸露DNA）的原始单细胞生物。的原始单细胞生物。包括真细菌和古生菌。包括真细菌和古生菌。广义的细菌包括：广义的细菌包括：细菌、放线菌、蓝细菌、支原细菌、放线菌、蓝细菌、支原体、立克次氏体、衣原体、古生菌体、立克次氏体、衣原体、古生菌。原核微生物原核微生物 原核细胞和真核细胞的区别：原核细胞和真核细胞的区别：原核细胞原核细胞 真核细胞真核细胞 细胞核细胞核 有明显核区，无核膜、有明显核区，无核膜、核仁核仁 有核膜，核仁有核膜，核仁 细胞器细胞器 无线粒体，能量代谢和无线粒体，能量代谢和许多物质代谢在质膜上许多物质代谢在质膜上进行进行 有线粒体，能量代谢和有线粒体，能量代谢和许多合成代谢在线粒体许多合成代谢在线粒体中进行中进行 核糖体核糖体 分布在细胞质中，沉降分布在细胞质中，沉降系数为系数为70S 分布在内质网膜上，沉分布在内质网膜上，沉降系数为降系数为80S 原核微生物原核微生物 第一节第一节 细菌细菌 本节提要：本节提要：细菌的形态和排列细菌的形态和排列 细菌的染色细菌的染色补充补充 细菌细胞的一般结构细菌细胞的一般结构 细菌细胞的特殊结构细菌细胞的特殊结构 细菌的繁殖细菌的繁殖 细菌的分类、命名细菌的分类、命名 原核微生物原核微生物 一、一、细菌的形态和排列细菌的形态和排列 原核微生物原核微生物 二、二、细菌的染色细菌的染色 单染法单染法 复染法复染法 负染法负染法 革兰氏染色革兰氏染色 返回 原核微生物原核微生物 三、细菌细胞的一般结构三、细菌细胞的一般结构 返回 细菌细胞的基本结构包括：细菌细胞的基本结构包括：细胞壁、细胞质膜、间体、细胞质、核糖体、气泡、细胞壁、细胞质膜、间体、细胞质、核糖体、气泡、细胞核、质粒和储藏物。细胞核、质粒和储藏物。特殊结构包括：特殊结构包括：荚膜、鞭毛、菌毛、芽孢和伴孢晶体。荚膜、鞭毛、菌毛、芽孢和伴孢晶体。原核微生物原核微生物 1.细胞壁（细胞壁（cell wall）概念：细胞壁是细胞最外一层厚实、坚韧、略有弹性的外被。原核微生物原核微生物 1)细胞壁的功能细胞壁的功能 维持细胞外形；维持细胞外形；保护细胞免受机械性或渗透压的破坏；保护细胞免受机械性或渗透压的破坏；协助鞭毛运动；协助鞭毛运动；屏障作用，阻拦有害物质的进入；屏障作用，阻拦有害物质的进入；与细菌的抗原性、致病性、对噬菌体的敏感性有关；与细菌的抗原性、致病性、对噬菌体的敏感性有关；为正常细胞分裂所必需。为正常细胞分裂所必需。原核微生物原核微生物 2)肽聚糖（肽聚糖（peptidoglycan)的结构的结构 肽聚糖单体肽聚糖单体 由聚糖骨架、短肽尾（四肽侧链）、肽桥构成 原核微生物原核微生物 聚糖骨架聚糖骨架由由 N乙酰胞壁酸（乙酰胞壁酸（M）和和N乙酰葡糖胺（乙酰葡糖胺（G）以以1,4糖苷糖苷键键连接连接；短肽尾短肽尾由四个氨基酸组成连在由四个氨基酸组成连在M上；上；肽桥肽桥由由5个甘氨酸组成（金黄色葡萄球菌）。个甘氨酸组成（金黄色葡萄球菌）。（注意连接方式）原核微生物原核微生物 磷壁酸磷壁酸(teichoic acid):G+菌细胞壁所特有；菌细胞壁所特有；类型：类型：壁磷壁酸壁磷壁酸:膜磷壁酸膜磷壁酸：原核微生物原核微生物 磷壁酸的功能：磷壁酸的功能：使细胞壁形成负电荷环境使细胞壁形成负电荷环境,以利于吸附镁离子以利于吸附镁离子,以提高酶的以提高酶的活性。活性。提供某些噬菌体以特异的吸附位点。提供某些噬菌体以特异的吸附位点。使使G菌有特异的表面抗原，可用于菌种鉴定。菌有特异的表面抗原，可用于菌种鉴定。贮藏元素。贮藏元素。调节细胞内自溶素的活力，防止细胞因自溶而死亡。调节细胞内自溶素的活力，防止细胞因自溶而死亡。增强致病菌对宿主细胞的黏附。增强致病菌对宿主细胞的黏附。原核微生物原核微生物 3)革兰氏阴性菌的细胞壁构成：分为分为内壁层和外壁层内壁层和外壁层 内壁层内壁层：紧贴细胞膜：紧贴细胞膜,仅由仅由12层肽聚糖分子构成层肽聚糖分子构成,无无磷壁酸。磷壁酸。外壁层外壁层：位于肽聚糖层的外：位于肽聚糖层的外部，由蛋白质层、脂多糖、部，由蛋白质层、脂多糖、磷脂层组成。磷脂层组成。原核微生物原核微生物 脂多糖脂多糖(LPS,lipopolysaccharide)：G菌特有菌特有 类脂A:为内毒素内毒素的中心。的中心。核心多糖:由糖及其衍生物组 成。寡糖重复单位：菌体抗原（O-抗原），多糖短链,具有抗原性。原核微生物原核微生物 脂多糖（脂多糖（LPS）的功能：）的功能：1.1.GG菌内毒素的物质基础。菌内毒素的物质基础。2.2.与磷壁酸相似，吸附二价阳离子以提高它们与磷壁酸相似，吸附二价阳离子以提高它们在细胞表面在细胞表面的浓度的浓度。3.LPS3.LPS的多样性，决定的多样性，决定GG菌表面抗原决定簇的多样性。菌表面抗原决定簇的多样性。4.4.噬菌体在细胞表面的吸附位点。噬菌体在细胞表面的吸附位点。原核微生物原核微生物 4)G+菌与菌与G菌细胞壁的生物学特性比较菌细胞壁的生物学特性比较 G+菌菌 G菌菌 肽聚糖层厚度肽聚糖层厚度/层次层次 2080nm/1550层左右层左右 23nm/12层层 细胞壁特有组分细胞壁特有组分 磷壁酸磷壁酸 脂多糖脂多糖 细胞壁层次细胞壁层次 只有一层只有一层 内层：肽聚糖层内层：肽聚糖层 外层：外层：LPS、蛋白、蛋白质、磷脂质、磷脂 原核微生物原核微生物 G染色原理染色原理 G菌：细胞壁厚，肽聚糖网格结构致密，当乙醇脱色时，肽聚糖脱水引起网格缩小，阻止了结晶紫-碘复合物的逸出。菌体呈紫色。G菌：肽聚糖层薄，交联松散，乙醇脱色不能使其结构收缩，其脂含量高,乙醇将脂溶解，缝隙加大，结晶紫-碘复合物溶出细胞壁，沙黄复染后呈红色。原核微生物原核微生物 5)缺壁细菌缺壁细菌 原生质体（原生质体（protoplast)L型细菌型细菌 支原体支原体 原核微生物原核微生物 原生质体的特点：原生质体的特点：1)1)无细胞壁，呈球形无细胞壁，呈球形 2)2)对环境敏感：（渗透压，震荡，离心）对环境敏感：（渗透压，震荡，离心）3)3)有的保留了鞭毛，但不能运动有的保留了鞭毛，但不能运动 4)4)对相应的噬菌体不敏感（无吸附位点）对相应的噬菌体不敏感（无吸附位点）5)5)可照样生长，形成菌落（可照样生长，形成菌落（油煎蛋样菌落）油煎蛋样菌落）原核微生物原核微生物 型细菌型细菌(L(L-forms)forms)：由英国由英国Lister实验室首先发现，实验室首先发现，自发突变形成的遗自发突变形成的遗传性状稳定的细胞壁缺陷菌传性状稳定的细胞壁缺陷菌(部分或全部部分或全部),),具具多形多形性性。可以生长繁殖可以生长繁殖,在培养基上形成油煎蛋菌落。在培养基上形成油煎蛋菌落。原核微生物原核微生物 支原体：支原体：在长期进化中形成的适应自然界生活条件的无细在长期进化中形成的适应自然界生活条件的无细胞壁的原核生物。胞壁的原核生物。细胞膜中含有细胞膜中含有甾醇甾醇，细胞膜机械强度好。，细胞膜机械强度好。原核微生物原核微生物 2 细胞膜（细胞膜（cell membrane）细胞膜是紧贴细胞壁内侧包围细胞质的一层柔软，富有弹性的半透明薄膜。原核微生物原核微生物 中介体（间体）中介体（间体）间体间体(mesosome)：细胞膜内褶形成的一种管状、层状或串状物，细胞膜内褶形成的一种管状、层状或串状物，一般位于细胞分裂的部位或附近。一般位于细胞分裂的部位或附近。原核微生物原核微生物 间体的功能：间体的功能：参与隔膜形成；参与隔膜形成；与核分裂有关；与核分裂有关；类线粒体功能。类线粒体功能。原核微生物原核微生物 细胞膜的功能细胞膜的功能 控制细胞内外物质的交换控制细胞内外物质的交换和运送。和运送。屏障作用，维持细胞内正常的渗透压。屏障作用，维持细胞内正常的渗透压。原核微生物中原核微生物中,氧化磷酸化和光合磷酸化的产能基氧化磷酸化和光合磷酸化的产能基地。地。合成场所：与细胞壁及荚膜的合成有关。合成场所：与细胞壁及荚膜的合成有关。许多酶及电子传递链组分的所在部位。许多酶及电子传递链组分的所在部位。鞭毛着生的位点。鞭毛着生的位点。原核微生物原核微生物 3 细胞质和内含物细胞质和内含物 指被细胞膜包围的除核区以外的物质的总称。指被细胞膜包围的除核区以外的物质的总称。1)颗粒状内含物颗粒状内含物 主要有糖元、异染粒、聚 羟丁酸、藻青素、藻青蛋白、多聚磷酸盐和硫粒等。原核微生物原核微生物 异染粒（迂回体、捩转菌素）：异染粒（迂回体、捩转菌素）：最初在迂回螺菌中发现，美兰或甲苯胺蓝染色呈紫红色；最初在迂回螺菌中发现，美兰或甲苯胺蓝染色呈紫红色；为无机偏磷酸盐的聚合物为无机偏磷酸盐的聚合物 原核微生物原核微生物)质粒质粒(plasmids)细菌染色体外的遗传物质，由细菌染色体外的遗传物质，由共共价闭合环状双链价闭合环状双链DNA分子分子组组成成 分子量约为分子量约为100 106 D.携带携带1100个基因个基因,一个细菌细胞可一个细菌细胞可有一至数个质粒。有一至数个质粒。原核微生物原核微生物 质粒的特点：质粒的特点：可自我复制，稳定遗传。对生存不是必要可自我复制，稳定遗传。对生存不是必要的。复制与染色体分开，但同步进行。的。复制与染色体分开，但同步进行。不同质粒携带不同遗传信息。不同质粒携带不同遗传信息。无质粒细菌可通过接合、转化、转导等方无质粒细菌可通过接合、转化、转导等方式获得，不能自发产生。式获得，不能自发产生。原核微生物原核微生物)核糖体核糖体 细菌的核糖体的沉降系数为 70s，由50s大亚基和 30s 小亚基构成，是细胞合成蛋白质的场所。原核微生物原核微生物 4 核区核区 原核生物所特有无核膜包裹的、无固定形态原核生物所特有无核膜包裹的、无固定形态的原始细胞核，又称的原始细胞核，又称核质体、拟核核质体、拟核。细菌的核质体是一个细菌的核质体是一个大型、环状的双链大型、环状的双链DNA，长长0.253mm。原核微生物原核微生物 四、四、细菌细胞的特殊结构细菌细胞的特殊结构 荚膜荚膜（capsual)鞭毛（鞭毛（flagellum)菌毛菌毛 性毛性毛 芽胞（芽胞（spore)原核微生物原核微生物 1、荚膜荚膜（capsual)1)概念：包被于某些细菌细胞壁外的一层透明胶状物质。原核微生物原核微生物 2)荚膜的分类荚膜的分类 包在单个细胞上包在单个细胞上：在壁上有固定层次：层次薄：微荚膜在壁上有固定层次：层次薄：微荚膜 层次厚：（大）荚膜层次厚：（大）荚膜 松散，未固定于壁上：粘液层松散，未固定于壁上：粘液层 原核微生物原核微生物 3)荚膜的观察：荚膜的观察：负染色法：负染色法：荚膜含水荚膜含水量很高，用碳素墨水量很高，用碳素墨水对背景和菌体进行染对背景和菌体进行染色，衬托出透明的荚色，衬托出透明的荚膜。膜。原核微生物原核微生物 4)荚膜的组成：荚膜的组成：水、多糖、水、多糖、多肽、蛋白质、糖蛋白等。多肽、蛋白质、糖蛋白等。原核微生物原核微生物 5)荚膜的生理功能：荚膜的生理功能：保护作用：抗干燥，抗吞噬保护作用：抗干燥，抗吞噬 贮藏养料：细胞外碳源、能源型物质贮藏养料：细胞外碳源、能源型物质 堆积某些代谢产物堆积某些代谢产物 细菌间的信息识别、引起感染的重要因素细菌间的信息识别、引起感染的重要因素 有利于菌体附着于物体表面（引起龋齿）有利于菌体附着于物体表面（引起龋齿）原核微生物原核微生物 2 鞭毛鞭毛 1）概念：概念：某些微生物细胞表面某些微生物细胞表面长出的长出的细长、波曲细长、波曲的的丝状体结构，称为鞭丝状体结构，称为鞭毛。毛。长约长约1520m，直径，直径1020nm。原核微生物原核微生物 原核微生物原核微生物 2)鞭毛的观察鞭毛的观察 暗视野显微镜：（活菌：悬滴片或水浸片）暗视野显微镜：（活菌：悬滴片或水浸片）光学显微镜光学