原核生物細菌

原核生物細菌第1頁，共32頁，2023年，2月20日，星期五因此，它們在生物中的地位就難以確定。1866年，海格爾（Haeckel）提出：原生生物界、動物界和植物界共同成為生物的三界分類系統(tǒng)。1950年后隨著生物科學(xué)的深入發(fā)展，電子顯微鏡的應(yīng)用，細胞超微結(jié)構(gòu)的研究，發(fā)現(xiàn)細胞生物界的細胞都是真核，而原生生物界中既有真核細胞，又有原核細胞。生物三界分類系統(tǒng)：動物界植物界原生生物界第2頁，共32頁，2023年，2月20日，星期五原核與真核生物細胞之間的主要區(qū)別（三項）

細胞成分（結(jié)構(gòu)）原核細胞真核細胞

細胞核

細胞中有明顯的核區(qū)，多條染色體組成的核區(qū)內(nèi)只有一條雙螺基因群體，染色體除旋DNA染色體，無DNA外，還有組蛋白，核膜、核仁。有核膜、核仁。

稱為原核稱為真核

細胞膜

連接不斷，折皺內(nèi)陷，不內(nèi)陷，細胞質(zhì)內(nèi)有形成管囊狀物，稱為許多個細胞器，為獨立中體或中間體。的內(nèi)膜性結(jié)構(gòu)。

核蛋白體

較小：70S較大：80S（Pr合成）

第3頁，共32頁，2023年，2月20日，星期五生物六界分類系統(tǒng)：植物界動物界真菌界病毒界原核生物界原生生物界第4頁，共32頁，2023年，2月20日，星期五第一節(jié)細菌

一、細菌的個體形態(tài)和大?。ㄒ唬┘毦膫€體形態(tài)：細菌是單細胞原核生物，其個體是由一個原核細胞組成的，其形態(tài)并不相同。細菌具有三種形態(tài)：即球狀、桿狀和螺旋狀，分別稱為球菌、桿菌和螺旋菌。第5頁，共32頁，2023年，2月20日，星期五1、球菌：球形或近似于球形，有的單個存在，有的聯(lián)在一起，根據(jù)分裂后的排列方式分為六種：單球菌、雙球菌、鏈球菌、四聯(lián)球菌、八聯(lián)球菌、葡萄球菌。2、桿菌：桿菌是細菌中種類最多的一類，有接近于橢圓形的短桿菌，長桿菌，也有絲狀的。又根據(jù)兩端形狀的不同分為棒狀桿菌，梭狀桿菌。這些是細菌菌種鑒別的重要依據(jù)。工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中用到的細菌大多數(shù)是桿菌，例如：用來生產(chǎn)淀粉酶和蛋白酶的枯草桿菌(Bacillussubtilis)，谷氨酸生產(chǎn)用的北京棒狀桿菌(Corynbacteriumpekinensis)，乳品工業(yè)中的保加利亞乳桿菌(Lactobacillusbuigaricus)等。第6頁，共32頁，2023年，2月20日，星期五3、螺旋菌：細胞呈彎曲狀，根據(jù)其彎曲程度不同而分為弧菌和螺旋菌。（二）細菌個體的大小細菌個體一般都很小，必須借助于光學(xué)顯微鏡才能觀察到，因此測量細菌的大小通常要使用放在顯微鏡中的測微尺來測量。表示細菌大小的單位為微米（μm）。如用電子顯微鏡觀察細胞結(jié)構(gòu)或更小的微生物時，則要用更小的單位納米（nm）或埃（?）來表示，它們之間的關(guān)系是：1mm=103μm=106nm=107?球菌的大小以其直徑表示，桿菌和螺旋菌的大小以其寬度×長度表示，大多數(shù)細菌的大小如下：第7頁，共32頁，2023年，2月20日，星期五球菌直徑：0.5—1.25μm桿菌：0.2—1.25×0.3—8.0μm螺旋菌：0.3—1.0×1.0—5.0μm二、細菌細胞的結(jié)構(gòu) 細菌細胞的基本結(jié)構(gòu)包括細胞壁、細胞膜、細胞質(zhì)和細胞核。有些細菌還有莢膜、芽孢、鞭毛及纖毛等特殊結(jié)構(gòu)?；窘Y(jié)構(gòu)是任何一種細菌都具有的，而特殊結(jié)構(gòu)只限于某些種類的細菌才有，是細菌分類鑒定的重要依據(jù)。第8頁，共32頁，2023年，2月20日，星期五（一）、細菌細胞的基本結(jié)構(gòu)1、細胞壁：細胞壁在細菌菌體的最外層，為堅韌、略具彈性的結(jié)構(gòu)，厚度均勻一致。細胞壁占細胞干重的10—20%?；瘜W(xué)組成與結(jié)構(gòu)：主要成分為肽聚糖，是由多種成分聚合而成的多層網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)大分子聚合物。脂類含量為：G+1—4%，G-11—22%。功能：保護細胞，維持細胞外形。細菌的革蘭氏染色：革蘭氏染色（Gramstaining）,丹麥醫(yī)生Gram于1884年首創(chuàng)，是微生物學(xué)中常用的一種重要的染色方法。第9頁，共32頁，2023年，2月20日，星期五具體方法：1、初染：草酸胺結(jié)晶紫，3min；2、媒染：魯格氏碘溶液，3min；3、脫色：95%酒精，0.5min；4、復(fù)染：沙黃（番紅），1min；經(jīng)革蘭氏染色處理后，可將細菌分成兩大類。一類是經(jīng)乙醇處理后不脫色，保持其初染時的藍紫色，稱為革蘭氏染色反應(yīng)陽性（G+）；另一類經(jīng)乙醇處理后迅速脫去原來的顏色而呈現(xiàn)沙黃的顏色（紅色），稱為革蘭氏染色反應(yīng)陰性（G-）。革蘭氏染色機理：酒精脫水作用，肽聚糖孔徑收縮變小，脂類溶解。第10頁，共32頁，2023年，2月20日，星期五2、細胞膜：又稱細胞質(zhì)膜或簡稱質(zhì)膜，是緊靠在細胞壁內(nèi)側(cè)，包圍細胞質(zhì)的一層柔軟而富有彈性的半透性薄膜。（1）結(jié)構(gòu)磷脂既有疏水性的非極性基團，又有帶正負電荷的親水性的極性基團，它在水溶液中很容易形成具有高度定向性的雙分子層，細胞膜就是以雙層脂類（磷脂）構(gòu)成的分子層骨架。每個磷脂分子是由一個不溶與水的頭部（親水部）和兩條脂肪酸鏈為“尾部”（疏水部分）組成。在磷脂雙分子層中，其親水端朝向膜內(nèi)外兩表面層，而疏水端均朝向膜中央。第11頁，共32頁，2023年，2月20日，星期五（2）特點細菌細胞質(zhì)壁分離后，可用中性或堿性染料使細胞膜染色而查見；在電鏡下觀察細胞膜厚度為7—8nm；是由兩層厚度為2nm的電子致密層，中間為透明層組成；細胞膜占細胞干重10%；（3）

化學(xué)組成蛋白質(zhì)：60—70%；脂類（磷脂—磷酸、甘油、脂肪酸和含氮堿基）：20—30%；多糖：2%。第12頁，共32頁，2023年，2月20日，星期五（3）

功能①細胞內(nèi)外物質(zhì)轉(zhuǎn)運的控制；②呼吸和磷酸化作用：呼吸酶，電子遞體；③在細胞壁的合成中起作用：細胞壁亞單位在質(zhì)膜內(nèi)側(cè)組裝，然后連接到質(zhì)膜類脂載體上，再轉(zhuǎn)到膜上，最后連接到細胞壁生長點上。3、細胞質(zhì)：無色透明、粘稠壯膠體，是細胞的基礎(chǔ)物質(zhì)。主要成分：水、蛋白質(zhì)、核酸、脂類、少量糖和無機鹽，核糖核酸含量較高，約占固形物的15—20%。功能：具有生命物質(zhì)所有的各種特征，含有豐富的酶系，是營養(yǎng)物質(zhì)合成、轉(zhuǎn)化、代謝的場所。第13頁，共32頁，2023年，2月20日，星期五4、中體（中間體）：細菌細胞膜折皺內(nèi)陷到細胞質(zhì)中，形成管壯或囊壯形體，有發(fā)達的酶系。功能：能量代謝場所，另與細胞分裂時核的復(fù)制及細胞壁隔膜的合成有關(guān)。5、細胞核：原核，是一個核質(zhì)體（染色質(zhì)體），實際是一個巨大的、連續(xù)的環(huán)狀的，長達1mm的DNA分子。功能：傳遞遺傳性狀。6、質(zhì)粒（Plasmids）：許多細菌細胞中具有的，染色體以外的DNA分子，一般以不同大小的環(huán)狀雙螺旋狀態(tài)存在。質(zhì)?？梢元毩⑦M行復(fù)制，有的質(zhì)粒也能整合到染色體上。第14頁，共32頁，2023年，2月20日，星期五7、核糖體：核糖核蛋白的顆粒狀結(jié)構(gòu)，由核糖核酸與蛋白質(zhì)組成，其中RNA60%,Pr40%,分散在細胞中。功能：細胞合成蛋白質(zhì)的場所。8、內(nèi)含物：A，氣泡（氧氣）；B，顆粒狀內(nèi)含物，包括異染顆粒、聚?—羥基丁酸、肝糖粒、淀粉粒、脂肪粒、硫滴、液泡等。各菌間由于發(fā)育階段、營養(yǎng)和環(huán)境不同，內(nèi)含物數(shù)量和成分不同，但同菌同環(huán)境內(nèi)含物相同，這一點有利于鑒定。第15頁，共32頁，2023年，2月20日，星期五（二）細菌的特殊結(jié)構(gòu)細菌的特殊結(jié)構(gòu)包括：鞭毛、莢膜、芽孢、纖毛。在分類鑒定中有重要作用。1鞭毛（Flagella）：某些細菌能從體內(nèi)長出纖細呈波壯的絲壯物稱為鞭毛，是細菌的運動器官，具有抗原性。鞭毛長度為菌體的若干倍，而直徑只有10—25nm，可用電鏡觀察到，光鏡觀察需進行特殊染色。大多數(shù)球菌不生鞭毛，桿菌有或無，弧菌和螺旋菌都生鞭毛。分類：單生（偏端、兩端）叢生（偏端、兩端）周生第16頁，共32頁，2023年，2月20日，星期五化學(xué)組成：主要的化學(xué)成分是蛋白質(zhì)。作用：①是細菌的運動器官（但鞭毛并非是細菌具有運動性的唯一結(jié)構(gòu)，例如：稱為螺旋體的螺旋性細菌無鞭毛但有運動性）；②具有抗原性；2莢膜：一些細菌在生命過程中在其表面分泌一層松散透明的粘液物質(zhì)，這些粘液物質(zhì)具有一定的外形，相對穩(wěn)定的附于細胞壁的外面，則稱為莢膜。莢膜的觀察：用特殊染色法，菌體和背景著色，莢膜本身不著色?；瘜W(xué)組成：含有大量（90%）水分，其余是多糖或多肽聚合物，細菌在含糖量高的培養(yǎng)基上或寄主體內(nèi)可形成莢膜。作用：①對菌體的保護作用；②有的細菌毒性與莢膜有關(guān)；第17頁，共32頁，2023年，2月20日，星期五3芽孢：有些細菌當(dāng)生長到一定時期，繁殖速度下降，菌體細胞的原生質(zhì)濃縮，在細胞內(nèi)形成一個圓形、橢圓形或圓柱形孢子，對不良環(huán)境具有較強的抵抗性的休眠體。在菌體未形成芽孢之前稱為繁殖體或營養(yǎng)體。芽孢的形成首先是由其遺傳性決定的，但也需要一定的環(huán)境條件。大多數(shù)芽孢桿菌是在營養(yǎng)缺乏，溫度較高或代謝產(chǎn)物積累較多等不良條件下，在衰老的細胞體內(nèi)形成芽孢。在條件適宜時，芽孢又會萌發(fā)而形成繁殖體。芽孢的觀察：經(jīng)特殊染色后，用光學(xué)顯微鏡觀察。芽孢的類型：中央位、近端位、極端位。芽孢的作用：使細菌具有較強的抵抗力。第18頁，共32頁，2023年，2月20日，星期五芽孢的抵抗力：無論在什么條件下形成的芽孢，對不良的環(huán)境條件都有很強的抵抗力。主要表現(xiàn)為對熱、干燥、化學(xué)消毒劑、輻射等表現(xiàn)為很強的抗性。①抗性因素：a.含水量少，只有40%，且多為結(jié)合水，因而蛋白質(zhì)受熱不變性。酶含量少，分子內(nèi)鍵作用穩(wěn)定；b.有多層厚而致密的包膜，無透性，有保護性，能阻止水及化學(xué)藥物滲入；c.在芽孢形成的同時，合成了一些特殊的酶類，這些酶較營養(yǎng)體內(nèi)的酶更具耐熱性；d.DPA的作用；第19頁，共32頁，2023年，2月20日，星期五②DPA：dipicolinicacid，2,６-吡啶二羧酸，簡稱DPA，是一種與芽孢耐熱有關(guān)的物質(zhì)，在芽孢形成的過程中形成DPA，在由芽孢變?yōu)榉敝丑w時，DPA被釋放，同時芽孢也失去耐熱性，在細菌營養(yǎng)體及其它生物細胞中未發(fā)現(xiàn)有DPA。芽孢的耐熱性：一般營養(yǎng)體，加熱60℃，10min即可殺死，肉毒梭菌芽孢需180℃10min才能殺滅，有的則需幾個或十幾個小時的煮沸才會殺滅。4纖毛：某些革蘭氏陰性菌，少數(shù)革蘭氏陽性菌，在菌體著生一種比鞭毛數(shù)量多，較短、較直、較細的毛發(fā)狀細絲稱為纖毛。特點：具有抗原性，非運動器官，較短較細，數(shù)目多而不彎曲。化學(xué)組成：蛋白質(zhì)（管壯）第20頁，共32頁，2023年，2月20日，星期五種類及作用：①普通纖毛：是病毒吸附的位點；增加細菌吸附于其它菌體或物體的能力；與細菌致病性有關(guān)；②性纖毛：細菌結(jié)合時傳遞質(zhì)粒等遺傳物質(zhì)的通道；三、細菌的繁殖與菌落形態(tài)特征（一）細菌的繁殖：細菌的繁殖以無性繁殖為主，亦稱裂殖。1基本過程：成熟母細胞→核質(zhì)體分裂→細胞膜向中央環(huán)狀推進→新菌體第21頁，共32頁，2023年，2月20日，星期五2細菌生長繁殖的條件（1）營養(yǎng)：碳素化合物、氮素化合物、水分、無機鹽類和生長素等；（2）溫度：低溫型，10—15℃；中溫型，25—37℃；高溫型：45—55℃（3）氫離子濃度：Ph7—7.6；（4）滲透壓：等滲，生理鹽水（0.85%）；（5）需氧和厭氧呼吸環(huán)境：好氧菌、厭氧菌、微好氧菌、兼性厭氧菌，有些細菌在生長過程中需要加入CO2或N2。（二）細菌菌落特征：第22頁，共32頁，2023年，2月20日，星期五1、菌落(Colony)：在固體培養(yǎng)基上，由一個細菌生長繁殖形成的集落或細菌細胞群體。ColonyFormingUnit——菌落形成單位，縮寫：CFU測量菌落大小的單位用毫米（mm）。不同的菌種，其菌落特征不同，同一菌種因不同生活條件（培養(yǎng)條件），菌落形態(tài)也不盡相同。但是，同一菌種在相同的培養(yǎng)條件下，所表現(xiàn)出的菌落特征是一致的，所以，菌落形態(tài)特征對菌種的鑒定有一定的意義。菌落特征包括：菌落的大小、形態(tài)、顏色、隆起程度、光澤、表面狀態(tài)、透明度、質(zhì)地、干濕、邊緣等。產(chǎn)莢膜的細菌菌落表面光滑，為光滑型（S-型，Smooth）菌落；不產(chǎn)莢膜的細菌菌落表面干燥，為粗糙型（R-型,Rough）菌落。菌落的觀察一般以培養(yǎng)3—7天為宜。第23頁，共32頁，2023年，2月20日，星期五2、細菌的其它生長表現(xiàn)①試管斜面：觀察菌苔，一般要培養(yǎng)3—5天，生長情況：良好、微弱、不生長。菌苔形狀：線狀、串珠狀、擴展狀、根狀。菌苔隆起程度：扁平、苔狀、凸起。表面形狀：光滑、透明、顏色。菌種保存常采用斜面培養(yǎng)法。②液體培養(yǎng)：一般培養(yǎng)1—3天。觀察的內(nèi)容：表面生長情況（菌膜、菌環(huán)）、混濁度、沉淀的形成、有無氣泡、培養(yǎng)物顏色的變化等。③半固體培養(yǎng)：觀察細菌的運動性，也可判斷產(chǎn)氣的情況等。生長物呈線狀、擴展狀、試管刷狀等。這種培養(yǎng)也可用于菌種保存。第24頁，共32頁，2023年，2月20日，星期五四、細菌的分類（一）關(guān)于微生物分類的概念微生物種類繁雜，姿態(tài)各異，但它們之間又有一定的親緣關(guān)系。微生物分類，就是把看起來雜亂無章的各種微生物，按其親緣關(guān)系進行分群歸類，給予命名并排列為一個系統(tǒng)。微生物分類的意義：便于人們對各種微生物的認識、了解和研究等提供工作方便。（二）細菌的分類第25頁，共32頁，2023年，2月20日，星期五目前應(yīng)用較為廣泛的有三個細菌分類系統(tǒng)：A前蘇聯(lián)克拉西里尼科夫編著的《細菌和放線菌的鑒定》；B法國，普雷沃（Prevot）著，《細菌分類學(xué)》；C美國，布瑞德（Breed）著，《伯杰氏細菌鑒定手冊》；該著作應(yīng)用最為廣泛，第一版創(chuàng)作于1923年，1984年已修訂至第九版，并改名為《伯杰氏細菌學(xué)分類手冊》。第九版共分為4卷33章：第一卷：革蘭氏陰性菌，支原體等；第二卷：革蘭氏陽性菌；第三卷：古細菌，蘭細菌；第四卷：放線菌。該著作是一部較有參考價值的實用性細菌鑒定手冊。第26頁，共32頁，2023年，2月20日，星期五（三）細菌分類的命名法則和分類單位1、細菌分類的命名法則這是一個統(tǒng)一的命名法則，是采用瑞典植物學(xué)家林奈氏于1753年創(chuàng)立的雙名法的原則。雙名法：即由兩個拉丁文或希臘文組成一個學(xué)名。①前面一個是屬名，通常是一個描述生物形態(tài)的名稱或發(fā)現(xiàn)該生物的人名，該字的第一個字母必須大寫；②后面一個字是種名，表示該生物的某種特征，字母一律小寫，在印刷時學(xué)名用斜體字。例如：金黃色葡萄球菌Staphylococcusaureus.其中，Staphylococcus是屬名，表示葡萄球菌的意思，aureus是一個拉丁文的形容詞，表示金黃色的意思，合起來即為金黃色葡萄球菌。第27頁，共32頁，2023年，2月20日，星期五另外，有時為了避免同物異名或同名異物的混亂，要在正式的拉丁文名稱后面附上定名人的姓名及發(fā)表的年份，例如：StaphylococcusaureusBergey1939.有時，只講屬名而不講具體種名或沒有種名，只有屬名時，要在屬名后面加sp或spp來表示，例如：Staphylococcussp表示葡萄球菌之意。這里sp是單數(shù)，spp是復(fù)數(shù)，都是種（Speicis）的縮寫。2、細菌的分類單位細菌的分類單位和其他生物分類單位相同：“界”、“門”、“綱”、“目”、“科”、“屬”、“種”。第28頁，共32頁，2023年，2月20日，星期五例如：啤酒酵母（根據(jù)魏景超）真菌界(Fungi)真菌門(Fungi)子囊菌綱(Ascomycetes)[半子囊菌亞綱(Hemiascomycetes)]酵母目(En{r}domycetales)酵母科(Saccharomycetaceae)[酵母亞科(Saccharomycetoideae)]酵母菌屬[Saccharomyce