02 第二章 原核微生物的形态.ppt

第1页：原核微生物形态章节封面

第二章

第2页：微生物细胞的类型划分

微生物细胞生物非细胞生物：病毒、亚病毒原核生物：三菌、三体真核生物：真菌、单细胞藻类、原生动物

第3页：细菌等章节导览

• 第一节细菌
• 第二节放线菌
• 第三节蓝细菌
• 第四节古细菌
• 第五节其他原核微生物

第4页：微生物细胞细胞的定义

• 1、微生物细胞细胞的含义：生命活动的基本单位、构成生物体最基本的结构和功能单位、由膜包围的能进行独立繁殖的最小原生质团。
• 一、原核生物和真核生物细胞比较引子

第5页：没有细胞就没有完整的生命

• 一切有机体都是由细胞构成，细胞是构成有机体的基本单位。
• 细胞具有独立的、有序的自控代谢体系，细胞是代谢与功能的基本单位。
• 没有细胞就没有完整的生命

第6页：微生物细胞的功能

• 2、微生物细胞的功能营养功能：吸收营养物质、转化、合成，产能，排除废弃物
• 生长功能：生长和分裂
• 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7页：细胞、芽孢杆菌

细胞、芽孢杆菌

Prokaryotic Cell (Bacillus megaterium)

第8页：真核细胞（L细胞）

真核细胞（L细胞）

Eukaryotic Cell (L-Cell)

第9页：原核细胞真核细胞

原核细胞真核细胞

第10页：白色念珠菌细胞

白色念珠菌细胞

Candida albicans(Eukaryotic Cell)

第11页：原核微生物和真核微生物

• 原核微生物细胞无细胞核，只有原核或拟核
• 真核微生物细胞的主要特征是有细胞核和细胞器及复杂的内膜系统
• 病毒属于非细胞类生物。
• 二、原核细胞和真核细胞结构的区别
• 1、原核微生物和真核微生物

第12页：核、核膜与染色体

• 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。
• 2、原核细胞和真核细胞的区别

第13页：代谢场所

• 原核细胞没有独立的内膜系统，与代谢有关的酶如呼吸酶合成酶等位于细胞膜上，因此它的能量代谢在质膜上进行。
• 真核细胞不仅有独立的内膜系统，还有细胞骨架，呼吸酶在线粒体中，有专用的细胞器来完成各项生理功能，如线粒体、叶绿体。
• 2） 代谢场所

第14页：核糖体的大小和分布

• 原核细胞的核糖体大小为70S，常以游离状态或多聚体状态分布于细胞质中。
• 真核细胞的核糖体大小为80S，可以游离状态存在于细胞或结合于内质网上。
• 线粒体和叶绿体内有各自在结构上特殊的核糖体。
• 3） 核糖体的大小和分布

第15页：核糖体、翻译

核糖体、翻译

70S Ribosome During Translation The 70S prokaryotic ribosome consists of a 50S and a 30S subunit. "S" refers to a unit of density called the Svedberg unit.

第16页：遗传物质与复制的组装比较

• 原核生物真核生物遗传物质和复制的组装 DNA 在细胞质中游离 DNA 在膜包围的核中，只有一个核仁只有一个染色体多于一个染色体，每个染色体是双拷贝(双倍体)DNA 与类组蛋白连系 DNA 与组蛋白连系含有染色体外的遗传物质，称为质粒只在酵母中发现质粒在 mRNA 中没有发现内含子所有基因中都发现内含子细胞分裂以二等分裂方式，只有无性繁殖细胞分裂为有丝分裂遗传信息传递可通过接合、转导、转化发生遗传信息交换发生在有性繁殖过程，减数分裂导致产生单倍体细胞(配子)，它们能融合。
• 原核生物和真核生物遗传的和细胞组装上的主要差别

第17页：细胞组装的比较

原核生物真核生物细胞的组装质膜含有 hopanoids、脂多糖和磷壁酸质膜含有固醇能量代谢与细胞质膜连系多数情况在线粒体中发生光合作用与细胞质中膜系统和泡囊连系藻类和植物细胞中存在叶绿体蛋白质合成和寻靶作用与内膜、粗糙内质网膜和高尔基体相连系有膜的泡囊如溶酶体和过氧化物酶体有微管骨架存在由一根蛋白鞭毛丝构成鞭毛鞭毛有9+2 微管排列的复杂结构核糖体-70S 核糖体-80S(线粒体和叶绿体的核糖体是70S) 肽聚糖的细胞壁(只有真细菌有，古细菌中是不同的多聚体) 多糖的细胞壁，一般或者是纤维素或者是几丁质原核生物和真核生物遗传的和细胞组装上的主要差别（续）

第18页：细菌等章节导览

• 一、细菌的形状和大小
• 二、细菌的细胞构造
• 三、细菌的繁殖和菌落的形成
• 四、常见的细菌类群 第一节细菌

第19页：细菌的基本形态等要点导览

• （1） 球状—球菌（2） 杆状—杆菌（3） 螺旋状—螺旋菌 一、细菌的形状和大小
• 1、细菌的基本形态

第20页：细胞呈球状或椭圆形

• 细胞呈球状或椭圆形。
• 根据细胞分裂后新细胞所保持的空间排列方式，分为以下几种情形：单球菌——尿素微球菌双球菌——肺炎双球菌链球菌——溶血链球菌四联球菌——四联微球菌八叠球菌——尿素八叠球菌葡萄球菌——金黄色葡萄球菌 （1） 球菌

第21页：Cocci的排列方式

Cocci的排列方式

Arrangements of Cocci

第22页：淋病奈瑟菌的电子显微照片

淋病奈瑟菌的电子显微照片

Electron Micrograph of Neisseria gonorrhoeae, a Diplococcus

第23页：革兰氏阳性

革兰氏阳性

Streptococcus pyogenesNote gram-positive (purple) cocci in chains (arrows).

第24页：化脓性链球菌的电子显微照片

化脓性链球菌的电子显微照片

Electron Micrograph of Streptococcus pyogenes , a Streptococcus

第25页：排列方式

排列方式

Tetrad Arrangement

第26页：八叠球菌、排列方式

八叠球菌、排列方式

Sarcina Arrangement

第27页：cocci的电子显微照片

cocci的电子显微照片

Electron Micrograph of cocci

第28页：有长杆菌、短杆菌

• （2） 杆菌（bacillus） 杆菌细胞呈杆状或圆柱形。
• 有长杆菌、短杆菌

第29页：芽孢杆菌

芽孢杆菌

Single Rod (Bacillus)

第30页：铜绿假单胞菌的扫描电镜照片

铜绿假单胞菌的扫描电镜照片

Scanning Electron Micrograph of Pseudomonas aeruginosa

第31页：芽孢杆菌、排列方式

芽孢杆菌、排列方式

Strep to bacillus Arrangement

第32页：第二章原核微生物形态章节分隔页

本页源文件仅提取到章节标题文字，主体为图片内容，其后内容为「螺旋菌」。

第33页：螺旋菌

• 细胞呈弯曲杆状的细菌统称为螺旋菌。
• 包括：弧菌：偏端单生鞭毛或丛生鞭毛螺旋菌：两端都有鞭毛。
• （3） 螺旋菌

第34页：螺旋菌的形态

Spiral Forms

第35页：霍乱弧菌的电子显微照片

霍乱弧菌的电子显微照片

Electron Micrograph of Vibrio cholerae , a Vibrio Caption:--Vibrio cholerae Gram negative facultatively anaerobic, curved (vibrio-shaped), rod prokaryote; causes Asiatic cholera.

第36页：问号钩端螺旋体的扫描电镜照片

问号钩端螺旋体的扫描电镜照片

Scanning Electron Micrograph of Leptospira interrogans

第37页：第二章原核微生物形态章节分隔页

本页源文件仅提取到章节标题文字，主体为图片内容，其后内容为「细菌特殊形态」。

第38页：细菌特殊形态

• 柄细菌、肾形菌、臂微菌、网格硫细菌、贝日阿托氏菌(丝状)、具有子实体的粘细菌等是特殊形态的细菌。
• 细菌特殊形态

第39页：细菌大小的度量与测定

• 细菌大小的度量单位：以 m 为单位。
• 细菌大小的表示：球菌，一般以直径来表示。
• 杆菌和螺旋菌，以长和宽来表示。
• 2.51m。
• 细菌大小的测定：在显微镜下使用显微测微尺测定。
• 2、细菌的大小

第40页：细菌大小的测量

细菌大小的测量

第41页：细胞质膜外结构

细胞质膜外结构原生质体细胞膜细胞质细胞核 二、细菌细胞的结构

第42页：

第43页：细菌细胞结构导览

(一) 细胞壁(二) 细胞膜(三) 细胞质及其内含物(四) 原核和质粒(五) 鞭毛和菌毛(六) 芽孢(七) 细胞外层基本结构特殊结构

第44页：细胞壁等结构导览

• 1、概念
• 2、功能
• 3、革兰氏染色
• 4、化学组成与超微结构 （一） 细胞壁（cell wall）

第45页：细胞壁的定义

1、细胞壁的概念是细胞质膜外面具有一定硬度和韧性的一层壁套，使细胞保持一定形状，保障其在不同渗透压条件下生长，即使在不良环境中也能防止胞溶作用

第46页：细菌细胞壁由肽聚糖构成

• 细菌细胞壁由肽聚糖构成
• 肽聚糖是 N-乙酰氨基葡萄糖(NAG) 和带有交替排列的 D-型或 L-型氨基酸侧链的 N-乙酰胞壁酸(NAM) 的多聚体。
• Prokaryotic Cell (Bacillus megaterium)

第47页：肽聚糖的结构

肽聚糖的结构

Structure of Peptidoglycan

第48页：肽聚糖构件示意动画

肽聚糖构件示意动画

Animation Illustrating the Assembly of Peptidoglycan Building Blocks

第49页：自溶酶与转肽酶示意动画

自溶酶与转肽酶示意动画

Animation Illustrating the Role of Autolysin and Transpeptidase Enzymes

第50页：转肽酶示意动画

转肽酶示意动画

Animation Illustrating the Role of Penicillins in Blocking Transpeptidase Enzymes

第51页：转肽酶示意动画

转肽酶示意动画

Animation Illustrating the Role of Vancomycin in Blocking Transpeptidase Enzymes

第52页：肽聚糖

肽聚糖

A Peptidoglycan MonomerThe peptidoglycan monomer in E. coli, most gram-negative bacteria, and many gram-positive bacteria.

These monomers join together to form chains and the chains are then joined by cross-links between the tetrapeptides to provide strength.

第53页：细菌细胞壁的生理功能

• 2、细菌细胞壁的生理功能保护原生质体免受渗透压引起破裂的作用
• 维持细菌的细胞形态(可用溶菌酶处理不同形态的细菌细胞壁后，菌体均呈现圆形得到证明)
• 细胞壁是多孔结构的分子筛，阻挡某些分子进入和保留蛋白质在间质(革兰氏阴性菌细胞壁和细胞质之间的区域)
• 细胞壁为鞭毛提供支点，使鞭毛运动

第54页：

第55页：细菌染色法

细菌染色法

第56页：细菌的革兰氏染色

• 3、细菌细胞革兰氏染色1884 年革兰姆·克里斯琴(Christian Gram) 发明
• 细菌常被分成两类：G+和 G-。
• 染色反应的差别是由于两类细菌的细胞壁结构的差异引起

第57页：Gram Staining的操作步骤

Gram Staining的操作步骤

Procedures of Gram Staining

第58页：革兰氏染色

革兰氏染色

Gram positive or Gram negative

第59页：金黄色葡萄球菌的革兰氏染色结果

金黄色葡萄球菌的革兰氏染色结果

Gram Stain of Staphylococcus aureus

第60页：大肠杆菌的革兰氏染色结果

大肠杆菌的革兰氏染色结果

Gram Stain of Escherichia coli

第61页：革兰氏阳性与阴性菌混合染色

革兰氏阳性与阴性菌混合染色

A Gram Stain of a Mixture of Gram-Positive and Gram-Negative Bacteria

第62页：G+细菌细胞壁组成

• 1）G+细菌细胞壁组成革兰氏阳性细菌细胞壁具有较厚（30～40nm） 而致密的肽聚糖层，多达20 层，占细胞壁的成分60～90%，它同细胞膜的外层紧密相连
• 有的革兰氏阳性细菌细胞壁中含有磷壁酸（teichoi-acid），即胞壁质（murein） 多糖。
• 革兰氏阳性细菌有单一的膜称作细胞膜(或原生质膜)，周围被厚的肽聚糖层包围(20～80nm)。
• 革兰氏阴性细菌只有一薄层肽聚糖(1～3nm)，但是在肽聚糖层外边，仍有另一层外膜，作为另外的屏障

第63页：细胞壁的结构示意图

细胞壁的结构示意图

Schematic diagram of bacterial cell walls Bacteria can be divided into two major groups called gram positive and gram negative The original distinction between gram positive and gram negative was based on a special staining procedure the Gramstain

第64页：磷壁酸与脂磷壁酸

磷壁酸与脂磷壁酸

Tei choi c acids and l ipote ich oic acids are arranged in the overall wall structure of gram positive Bacteria

第65页：革兰氏阳性菌细胞壁结构

革兰氏阳性菌细胞壁结构

Structure of a Gram-Positive Cell WallThe Gram-positive cell wall appears as dense layer typically composed of numerous rows of peptidoglycan, and molecules of lipoteichoic acid, wall teichoic acid and surface proteins.

第66页：G-细菌细胞壁的组成

• 外膜革兰氏阴性细菌的外膜上含有许多独特的结构：把外膜与肽聚糖层连接起来的布朗(Braun’s) 脂蛋白
• 使营养物被动运输通过膜的[膜]孔蛋白和起保护细胞作用的脂多糖(LPS)。
• 脂多糖也称为内毒素，对哺乳动物有高度毒性。
• 2）G-细菌细胞壁组成

第67页：G-细菌细胞壁外膜成分

• G-细菌细胞壁外膜的基本成分是脂多糖，此外还有磷脂、多糖和蛋白质。
• 外膜被分为脂多糖层（外）、磷脂层（中）、脂蛋白层（内）

第68页：革兰氏阴性菌细胞壁结构

革兰氏阴性菌细胞壁结构

Structure of a Gram-Negative Cell Wall

第69页：

第70页：G-细菌的肽聚糖层与周质空间

• 肽聚糖层 G-细菌细胞壁肽聚糖层很薄，约有2－3nm 厚。
• 它与外膜的脂蛋白层相连。
• 周质空间周质空间(periplasmic space，即壁膜间隙） 是革兰氏阴性细菌细胞膜与外膜两膜之间的一个透明的区域

第71页：周质空间的蛋白质

• 周质空间含有与营养物运输和营养物进入有关的蛋白质，如营养物进入细胞的蛋白
• 营养物运输的酶，如蛋白[水解]酶
• 细胞防御有毒化合物的酶，如破坏青霉素的-内酰胺酶。
• 革兰氏阳性细菌以上这些酶常分泌到胞外周围，革兰氏阴性细菌则依靠它的外膜，保持这些酶与菌的紧密结合

第72页：G+与G-菌细胞壁特征比较

G+与G-菌细胞壁特征比较：下表列出相关数据。

第73页：细胞膜等结构导览

• 1、概念
• 2、成分与结构
• 3、功能
• 4、内膜结构 （二） 细胞膜

第74页：细胞质膜的概念

• 细胞质膜（cytoplasmic membrane），简称质膜（plasma membrane），是围绕细胞质外的双层膜结构，使细胞具有选择吸收性能，控制物质的吸收与排放，也是许多生化反应的重要部位。
• 原生质膜是一个磷脂双分子层，其中埋藏着与物质运输、能量代谢和信号接收有关的整合蛋白。
• 另外，有通过电荷相互作用，疏松附着于膜的外周蛋白。
• 膜中的脂类和蛋白质互相相对运动。
• 1、概念

第75页：细胞质、膜

细胞质、膜

The cytoplasmic membrane, a highly selective barrier, is constructed principally of lipid, within which certain proteins are embedded Membranes contain both lipids and proteins, although the exact proportions of lipid and protein vary widely.

第76页：细胞膜的成分与结构

• 原生质膜(细胞膜) 埋藏在磷脂双分子层中的是有各种功能的蛋白，包括转运蛋白、能量代谢中的蛋白和能够对化学刺激检测和反应的受体蛋白。
• 整合蛋白(integral) 是完全地与膜连接而且贯穿全膜的蛋白，所以这些蛋白在此区域中有疏水性氨基酸埋藏在脂中。
• 2、成分与结构

第77页：外周蛋白

• 外周蛋白(peripheral proteins) 是由于磷脂带正电荷极性头，只是通过电荷作用与膜松散连接的一类，用盐溶液洗涤可以从纯化的膜上除去。
• 脂类和蛋白质均在运动，而且是彼此之间相对运动。
• 这就是液态镶嵌模式的细胞膜结构模型。
• 脂双分子层：细胞膜由含有亲水区域的和疏水区域的两亲性分子磷脂组成。
• 在膜中磷脂以双分子层排列，极性头部亲水区指向膜的外表面，而其疏水区脂肪酸的尾部指向膜的内层。
• 结果，膜对于大分子或电荷高的分子成为一个选择渗透屏障，它们不易通过磷脂双分子的疏水性内层

第78页：细胞质膜的结构示意图

细胞质膜的结构示意图

Diagram of a Cytoplasmic Membrane

第79页：

第80页：细胞膜的功能

• （1） 维持渗透压梯度和溶质的转移半渗透膜具有选择性的渗透作用，能阻止高分子通过，并选择性地逆浓度梯度吸收某些低分子进入细胞。
• 膜有极性膜上有各种与渗透有关的酶，还可使两种结构相类似的糖进入细胞的比例不同，吸收某些分子，排出某些分子。
• （2） 参与细胞壁、糖被合成细胞质膜上有合成细胞壁和形成横隔膜组分的酶。
• 3、功能

第81页：

第82页：细胞膜参与呼吸作用

• （3） 参与呼吸作用等膜内陷形成的中间体含有细胞色素，中间体与染色体和细胞的分裂有关，还为 DNA 提供附着点。
• (4) 参与物质代谢和能量代谢细胞质膜上有琥珀酸脱氢酶、NADH 脱氢酶、细胞色素氧化酶、电子传递系统、氧化磷酸化酶及腺苷三磷酸酶(ATPase)。
• (5) 为鞭毛提供附着点细胞质膜上有鞭毛基粒，鞭毛由此长出

第83页：内膜结构

• 4、内膜结构（1） 间体（mesosome）：是从质膜向内伸展的细胞质中主要单位膜结构，常常同核质相联系，位于细胞分裂处。
• 间体的功能可能参与呼吸作用、同 DNA 的复制和细胞的分裂有关。
• （2） 载色体(chromatophore)：也称为色素体，是光合细菌进行光合作用的部位，由单层的与细胞膜相连的内膜所围绕，主要化学成分是蛋白质和脂类。
• 它们含有菌绿素、胡萝卜素等色素以及光合磷酸化所需的酶系和电子传递体。
• 在绿硫菌科和红硫菌科中的细菌存在。
• （3） 羧酶体（carboxysome）：又称为多角体，是自养细菌所特有的内膜结构，可能是固定 CO2 场所。
• （4） 类囊体（thylakoid）：由单位膜组成，含有叶绿素、胡萝卜素等光合色素和有关酶类，在蓝细菌中为其进行光合作用的场所

第84页：细胞质等结构导览

• 1、概念
• 2、细胞质的主要成分
• 3、核糖体
• 4、内含物 （三） 细胞质

第85页：细胞质的概念

• 1、细胞质概念指除核以外，质膜以内的原生质。
• 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80%。
• 2、细胞质的主要成分细菌细胞质是含水的、含有细胞功能所需的各种分子、RNA 和蛋白质的混合物。
• 细胞质的主要成分是核糖体

第86页：

第87页：核糖体

• 3、核糖体(ribosome) 由一个小的亚基和一个大的亚基组成，核糖体的亚基是由蛋白质和 RNA 组成的复合物，是细胞中合成蛋白质的场所。
• 原核细胞中的核糖体，尽管在形状上和功能上与真核细胞相似，但是组建核糖体亚基的蛋白质和 RNAs 性质上有差别。
• 古细菌的核糖体与细菌的核糖体(70S) 同样大小，但是对于白喉毒素和某些抗生素的敏感性却不同，而与真核生物的核糖体相似。
• 已证明抗生素对人类是非常有用，因为抑制细菌蛋白质合成的抗生素，对真核生物蛋白质合成无效果，这样就有了选择毒性

第88页：核糖体、翻译

核糖体、翻译

70S Ribosome During Translation

第89页：内含体

• 4、内含体(inclusion bodies) 某些细菌含有与特殊功能相连系的结构，称作内含体，在光学显微镜下可观察到。
• 内含体常是储存物，可与膜结合：聚--羟基丁酸盐(PHB) 颗粒
• 多聚磷酸盐颗粒(也称异染粒)
• 某些细菌中也能看到脂肪滴
• 气泡：在蓝细菌(蓝绿藻) 和生活在水环境中的其它光合细菌内发现的一个有趣的内含体。
• 在细胞内四周排列的由蛋白质构成的气泡，可提供浮力，使得细菌漂浮靠近水的表面

第90页：内含物存在于组成功能

内含物存在于组成功能非单位膜被包裹的聚-经基丁酸许多细菌主要是 PHB 贮备碳和能源硫滴 H2S 氧化细菌和紫硫光合细菌液状硫能源气泡许多水生细菌罗纹蛋白膜浮力羧基化体自养细菌 CO2 固定酶固定 CO2 的部位绿色体绿色光合细菌类脂、蛋白、菌绿素捕光中心碳氢内含物许多利用碳氢化合物的细菌包裹在蛋白质壳中内含物能源磁小体许多水生细菌磁铁颗粒趋磁性无膜包裹的多聚葡糖苷许多细菌高分子葡萄糖聚合物碳源和能源多聚磷酸盐许多细菌高分子磷酸盐聚合物磷酸盐贮藏物藻青素(cyanophycin) 许多蓝细菌精氨酸和天冬氨酸的多肽氮源藻胆蛋白体许多蓝细菌捕光色素和蛋白质捕捉光能细菌细胞质中的内含物

第91页：原核与质粒

原核与质粒

1、原核(nucleoid)2、质粒(p1asmids) （四）原核和质粒

第92页：原核（拟核）

• 1、原核(nucleoid) 细菌的 DNA 在细胞质中为单个环状染色体、双链结构，无核膜包围，在电子显微镜中常可看到细胞内分离的核区，称为拟核。
• 细菌的 DNA 位于细胞质中，由一个染色体构成，不同种的细菌之间染色体大小不同。
• 其 DNA 是环状、致密超螺旋，与组蛋白相类似的蛋白质结合。
• 古细菌的染色体和细菌的染色体类似，是一个单个环状的 DNA 分子，大小通常小于大肠杆菌的 DNA

第93页：细胞、芽孢杆菌

细胞、芽孢杆菌

Prokaryotic Cell (Bacillus megaterium)

第94页：拟核的电子显微照片

拟核的电子显微照片

Electron Micrograph of Nucleoid DNA

第95页：拟核的功能

拟核的功能

Function The nucleoid is the genetic material of the bacterium.

Genes located along the DNA are transcribed into RNA which, in the case of mRNA, is then translated into protein at the ribosomes.

In other words, DNA determines what proteins and enzymes an organism can synthesize and, therefore, what chemical reactions it is able to carry out.

第96页：质粒

• 2、质粒(p1asmids) 某些细菌还含有染色体外的小分子环状 DNA 称作质粒。
• 其上携带的基因对细菌正常生活并非必需，但在某些情况下对细胞有利，如抗生素抗性质粒。
• 质粒常以不同大小的环状双螺旋存在，它可以独立复制，也可整合到染色体上

第97页：致育因子（F因子）

• ①致育因子(fertility factor, F 因子) 又称 F 质粒，一种与大肠杆菌的有性生殖现象（接合作用） 有关质粒。
• 携带 F 质粒的菌株称为 F+菌株（相当于雄性），无 F 质粒的菌株称为 F-菌株(相当于雌性)。
• F 质粒整合到宿主细胞染色体上的菌株称为高频重组菌株（high frequence recombination, 简称 Hfr) 质粒的类型

第98页：F因子与附加体

• 由于 F 因子能以游离状态(F+) 和以与染色体相结合的状态(Hfr) 存在于细胞中，所以又称之为附加体(episome)。
• F 质粒在大肠杆菌的接合作用(conjugation) 中起主要作用。
• 当 Hfr 菌株上的 F 因子通过重组回复成自主状态时，有时可将其相邻的染色体基因一起切割下来，而成为携带某一染色体基因的 F 因子，例如 F-lac、F-gal、F-pro 等。
• 因此将这些携带不同基因的 F 因子统称为 F’，带有这些 F’因子的菌株也常用 F’表示

第99页：抗性因子（R因子）

• ②抗性因子(resistance factor，R 因子) 另一类普遍而重要的质粒，主要包括抗药性和抗重金属二大类，简称 R 质粒。
• 带有抗药性因子的细菌有时对于几种抗生素或其它药物呈现抗性。
• 例如 R1 质粒(94kb) 可使宿主对下列五种药物具有抗性：氯霉素(Chlorampenicol，Cm)、链霉素(Streptomycin，Sm)、磺胺(Sulfonamide，Su)、氨苄青霉素(Ampicillin，Ap)、卡那霉素(Kanamycin，Km)。
• 并且负责这些抗性的基因是成簇地存在于 R1 抗性质粒上

第100页：R质粒与金属离子抗性

• 许多 R 质粒能使宿主细胞对许多金属离子呈现抗性，包括碲(Te6+)、砷(As3+)、汞(Hg2+)、镍(Ni2+)、钴(Co2+)、银(Ag+)、镉(Cd2+) 等。
• 在肠道细菌中发现的 R 质粒，约有25％是抗汞离子的，而铜绿假单胞菌中约占75％。
• ③Col 质粒④毒性质粒(virulence plasmid)⑤代谢质粒(metabolic plasmid) ⑥隐秘质粒(cryptic plasmid)

第101页：

第102页：质粒的结构与复制

质粒的结构与复制

Plasmid Prokaryotic cells have small extra chromosomal genetic elements called plasmids.

第103页：

第104页：

第105页：

第106页：

第107页：质粒的功能

质粒的功能

Function Plasmids code for synthesis of a few proteins not coded for by the nucleoid.

For example, R-plasmids, found in some gram-negative bacteria, often have genes coding for both production of a conjugation pilus (discussed later in this unit) and multiple antibiotic resistance.

Through a process called conjugation, the conjugation pilus enables the bacterium to transfer a copy of the R-plasmids to other bacteria, making them also multiple antibiotic resistant and able to produce a conjugation pilus.

In addition, some exotoxins , such as the tetanus exotoxin and Escherichia coli entero toxin discussed later in this unit under Bacterial Pathogenicity, are also coded for by plasmids.

第108页：鞭毛的结构

• （五） 鞭毛（flagellum） 鞭毛是从细胞质膜和细胞壁伸出细胞外面的蛋白质组成的丝状体结构，使细菌具有运动性。
• 鞭毛纤细而具有刚韧性，直径仅20nm，长度达15~20 m，可以分为三部分：基体（base body）、钩形鞘（hook） 和螺旋丝（helical filament）。
• 具鞭毛的细菌，鞭毛数目和在细胞表面分布因种不同而有差异，是细菌鉴定的依据之一。
• 鞭毛有三类：单生鞭毛、丛生鞭毛和周生鞭毛。
• 鞭毛与细菌运动有关，如趋化性和趋渗性等

第109页：

第110页：

第111页：鞭毛、排列方式

鞭毛、排列方式

单生鞭毛、丛生鞭毛、对生鞭毛、周生鞭毛Bacterial Flagellar Arrangements

第112页：鞭毛、弧菌

鞭毛、弧菌

Monotrichous Flagellum of Vibrio cholerae

第113页：大肠杆菌的透射电镜照片

大肠杆菌的透射电镜照片

Transmission Electron Micrograph of Escherichia coliO157:H7

第114页：沙门氏菌、排列方式、鞭毛

沙门氏菌、排列方式、鞭毛

Salmonellawith a peritrichous arrangement of flagella

第115页：原核生物鞭毛的运动

原核生物鞭毛的运动

The movement of a procaryotic flagellum results from rotation of its basal body and is similar to the movement of the shaft of an electric motor.

Bacterial cells can alter the speed and direction of rotation of flagella and thus are capable of various patterns ofmotility.

第116页：细菌的趋化性

细菌的趋化性

Bacterial Chemotaxis

第117页：细菌细胞表

• 细菌细胞表面发现的象头发样的特殊的蛋白质表膜附属物，有几微米长。
• （六） 菌毛（pili）Bacterial Pili

第118页：大肠杆菌的电子显微照片

大肠杆菌的电子显微照片

Electron Micrograph of Escherichia coli with Pili

第119页：细菌菌毛的黏附

细菌菌毛的黏附

Adhesive Tip of Bacterial Pili Binding to Host Cell Receptors

第120页：细菌黏附端的改变

细菌黏附端的改变

Bacteria Altering the Adhesive Tips of Their PiliBy genetically altering the adhesive tips of their pili, certain bacteria are able to: 1) adhere to and colonize different cell types with different receptors, and 2) evade antibodies made against the previous pili.

第121页：细菌的菌毛黏附

细菌的菌毛黏附

Bacterial Adherence with Pili

第122页：性菌毛

• 性菌毛（sex pili） 与遗传物质从一个细菌转移到另一个细菌有关，即在细菌接合交配时起作用。
• 性菌毛比菌毛稍长，数量少，只有一根或几根

第123页：大肠杆菌的电子显微照片

大肠杆菌的电子显微照片

Electron Micrograph of Escherichia coli with a Conjugation Pilus

第124页：芽孢的形态与结构导览

• 1、概念
• 2、形态与结构
• 3、生理特性
• 4、形成过程 (七） 芽孢（endospore）

第125页：芽孢的概念

• 在一些属包括芽孢杆菌属和梭菌属中产生细菌的芽孢。
• 它们是由细菌的 DNA 和外部多层蛋白质及肽聚糖包围而构成，芽孢对干燥和热具有高度抗性。
• 1、芽孢概念

第126页：芽孢、染色、芽孢杆菌

芽孢、染色、芽孢杆菌

Endospore stain of Bacillus megaterium

第127页：芽孢的形态与结构

• 芽孢结构相当复杂，最里面为核心，含核质、核糖体和一些酶类，由核心壁所包围
• 核心外面为皮层，由肽聚糖组成
• 皮层外面是由蛋白质所组成的芽孢衣
• 最外面是芽孢外壁。
• 一般含内生芽孢的细菌总称为孢子囊(sporangium)。
• 2、形态与结构

第128页：

第129页：芽孢的生理特性

• 芽孢杆菌属和梭菌属产生一种特化的繁殖结构它无繁殖功能，为抗逆性休眠体。
• 在光学显微镜下用特殊的芽孢染色(如孔雀绿染色) 或通过相差显微镜能够观察到芽孢。
• 由于芽孢有许多层包围细菌遗传物质的结构，使得芽孢具有惊人的、对所有类型环境应力的抗性，例如热、紫外线辐射、化学消毒剂和干燥。
• 3、生理特性

第130页：芽孢、染色、梭菌

芽孢、染色、梭菌

Endospore stain of Clostridium tetani

第131页：梭菌的电子显微照片

梭菌的电子显微照片

Electron Micrograph of Clostridium botulinum

第132页：芽孢形成的阶段

• 阶段特征0 营养细胞ⅠDNA 变浓稠Ⅱ细胞质膜内陷形成芽孢隔膜，将细胞分成大小不同的两个部分Ⅲ前阶段形成的较大部分细胞膜继续沿着小的细胞部分延伸并逐步将它包围，形成具有双层膜的前芽孢(forespore)Ⅳ初生皮层在前芽孢的双层膜之间形成，此时伴有毗啶二羧酸(DPA) 的合成与钙离子吸收。
• 皮层主要由肽聚糖组成。
• 同时，在初生皮层形成过程中开始合成外壁。
• Ⅴ外膜形成Ⅵ皮层形成，芽孢继续发育形成具有对热和化学药物等特殊抗性的芽孢，芽孢成熟Ⅶ营养细胞自溶，芽孢游离而出细菌芽孢形成的阶段芽孢形成过程

第133页：

第134页：芽孢形成步骤2

芽孢形成步骤2

Endospore Cycle, Step 2 The nucleoid replicates Endospore Cycle, Step 3A spore septum forms Endospore Cycle, Step 1Endospore Cycle, Step 4Each nucleoid becomes surrounded by its own cytoplasmic membrane.

第135页：芽孢形成步骤5

芽孢形成步骤5

Endospore Cycle, Step 5The cytoplasmic membrane surrounds the isolated nucleoid, cytoplasm, and membrane from the previous step forming a fore spore Endospore Cycle, Step 6The forespore is completed and the other molecule of DNA is eventually degraded Endospore Cycle, Step 7Endospore Cycle, Step 8Another protective layer called the spore coat and composed of protein is synthesized.

第136页：芽孢形成步骤9

芽孢形成步骤9

Endospore Cycle, Step 9Sometimes a final layer called the exosporium is added.

As the vegetative portion of the bacterium is degraded, the completed endospore is released Endospore Cycle, Step 11The vegetative bacterium now begins to divide by binary fission Endospore Cycle, Step 10Endospore Cycle, Step 12

第137页：功能№对细菌表

• （八) 糖被(glycocalyx)
• 1、概念№细胞表面常常被多糖或(蛋白) 表膜物质所覆盖，按其密度称为荚膜（capsule） 或粘液层。
• 多糖层有时称为糖萼(多糖包被)。
• №这些细胞的外层结构起保护细胞免受干燥和有毒化合物的损害，也使细菌附着于物体表面。
• 2、功能№对细菌表面起渗透屏障作用
• №保护细胞免受吞噬
• №保护细胞免受干燥损伤
• №帮助细菌附着到物体表面

第138页：荚膜、染色

荚膜、染色

Capsule stain of Enterobacter aerogenes

第139页：第二章原核微生物形态章节分隔页

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第140页：细菌的繁殖方式等结构导览

• （一） 细菌的繁殖方式
• （二） 细菌的菌落特征
• （三） 菌落特征描述
• （四） 影响菌落特征的因素 三、细菌的繁殖和菌落的形成

第141页：细菌的繁殖方式

• 当细菌从周围环境中吸收了营养物质后，发生一系列的合成反应，把进入的营养物质转变成为新的营养物质—DNA、RNA、蛋白质、酶及其它大分子，之后细胞开始了形成两个新细胞的过程，称为繁殖。
• （一） 细菌的繁殖方式

第142页：细菌的裂殖

1、裂殖：裂殖是细菌最普遍、最主要的繁殖方式，通常表现为横分裂

第143页：分裂过程裂和隔膜形成

• 2、分裂过程裂和隔膜形成
• 横隔壁形成
• 子细胞分离

第144页：细菌繁殖示意图

细菌繁殖示意图球菌分裂电镜图

第145页：菌落的概念

• 单个微生物在适宜的固体培养基表面或内部生长、繁殖到一定程度可以形成肉眼可见的、有一定形态结构的子细胞生长群体，称为菌落。
• 当固体培养基表面众多菌落连成一片时，便成为菌苔(1awn) 。
• 3、菌落（colony）

第146页：细菌的培养方式

(1) 平板培养(2) 固体斜面培养（3） 液体培养基（4） 半固体培养

第147页：菌落特征

• №各种细菌在一定条件下形成的菌落具有一的稳定性和专一性特征，称为菌落特征。
• №菌落特征是衡量菌种纯度、辨认和鉴定菌种的重要依据。
• 菌落特征包括大小，形状，隆起形状，边缘情况，表面状态，表面光泽，质地，颜色，透明度等。
• （二） 菌落特征
• （三） 菌落特征描述

第148页：

第149页：芽孢杆菌

芽孢杆菌

（四）影响菌落特征的因素枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)大肠杆菌(Escherichia coli)乳酸杆菌(Lactobacillus)丙酮丁醇梭菌(Clos. acetobutyleum)肠膜明串珠菌(Leuconostoc mesenteroides)醋酸杆菌(Acetobacter)棒状杆菌(Cory ne bacterium)短杆菌(Brevibacterium)黄单孢菌(Xanthomonas)细胞结构和生长行为；邻近菌落影响菌落的大小；培养条件，尤其是培养基成分

第150页：放线菌等章节导览

• 一、放线菌与人类生活及生产的关系
• 二、形态结构
• 三、菌落特征
• 四、繁殖方式
• 五、几种常见的放线菌 第二节放线菌

第151页：形态结构放线菌菌体为单细胞

• 细菌的一个大类群，为革兰氏阳性。
• 多为腐生，少数为寄生。
• 寄生型放线菌会引起放线菌病和诺卡氏病。
• 能产生大量的、种类繁多的抗生素。
• 世界上绝大多数的抗生素由放线菌产生。
• 一、放线菌与人类生活及生产的关系
• 二、形态结构放线菌菌体为单细胞，大多数由分枝发达的菌丝组成。
• 根据放线菌菌丝的形态和功能分为营养菌丝、气生菌丝和孢子丝三种.

第152页：

第153页：第二章原核微生物形态章节分隔页

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第154页：放线菌菌落的切面

放线菌菌落的切面

The cross section of an actinomycete colony showing the substrate mycelium and aerial mycelium with chains of conidiospores Various types of spore-bearing structures on the streptomyces

第155页：放线菌的营养菌丝

• 1、营养菌丝又称为初级菌丝体、一级菌丝体或基内菌丝，匍匐生长于培养基内，主要生理功能是吸收营养物。
• 营养菌丝一般无隔膜
• 直径
• 0.2~0.8m
• 长度差别很大
• 短的小于100 m，长的可达600 m. 有的产生色素：黄、橙、红、紫、蓝、绿、灰、褐、黑等，包括脂溶性和水溶性，脂溶性色素局限于菌丝，水溶性色素可在培养基中扩散

第156页：气生菌丝

• 又称为二级菌丝体。
• 营养菌丝体发育到一定时，长出培养基外并伸向空间的菌丝为气生菌丝。
• 2、气生菌丝

第157页：孢子丝

3、孢子丝当气生菌丝发育到一定程度，其上分化出可形成孢子的菌丝即为孢子丝，又名产孢丝或繁殖菌丝

第158页：菌落特征

• 放线菌的菌落由菌丝体组成，一般圆形、初期光平，后期产生皱褶。
• 在光学显微镜下观察，菌落周围具有辐射状菌丝。
• 三、菌落特征

第159页：链霉菌的菌落

• 由大量产生分枝的和气生菌丝的菌种所形成的菌落，如链霉菌。
• 特点：菌落小而不蔓延，质地致密，表面呈紧密的绒状，坚实，干燥，多皱，与培养基结合紧密，不易挑取，或挑起后不易破碎。
• 有时气生菌丝体呈同心圆环状，大量孢子布满整个菌落表面后，形成絮状，粉状或颗粒状的典型放线菌菌落。
• 有的产生色素。
• 由不产生大量菌丝的种类形成，如诺卡氏菌。
• 特点：菌落粘着力差，结构呈粉质状，用针挑取则粉碎

第160页：繁殖方式

• 放线菌主要通过形成无性孢子的方式进行繁殖，也可利用菌丝片断进行繁殖。
• 放线菌生长到一定阶段，一部分菌丝形成孢子丝，孢子丝成熟便分化形成许多孢子，称为分生孢子。
• 孢子呈白、黄、绿、淡紫、粉红、蓝、褐、灰等颜色。
• 四、繁殖方式

第161页：常见的放线菌

诺卡氏菌链霉菌小单孢菌游动放线菌 五、几种常见的放线菌

第162页：蓝细菌章节导览

• 一、蓝细菌形态
• 二、蓝细菌细胞生理特性
• 三、蓝细菌的繁殖
• 四、常见的蓝细菌类群 第三节蓝细菌(cyanobacteria)

第163页：蓝细菌的形态

• 蓝细菌形态差异极大，有单细胞和丝状体两类形态。
• 细胞的直径从
• 0.5~1m 到60m，丝状体的长度差异很大。
• 多个体聚集在一起，可形成肉眼可见的很大的群体。
• 一、蓝细菌形态

第164页：蓝细菌形态

蓝细菌形态

蓝细菌（cyanobacteria)形态

第165页：

第166页：蓝细菌的细胞结构

多聚磷酸盐颗粒蓝藻颗粒体羧酶体糖原颗粒细胞壁细胞膜核区汽泡

第167页：蓝细菌细胞生理特性

• 二、蓝细菌细胞生理特性为原核，G-，细胞壁与 G-细菌相似，由肽聚糖等多粘复合物组成，并含有二氨基庚二酸，细胞壁可以分泌许多胶粘物质使一群群的细胞或丝状结合在一起形成胶团或胶鞘
• 细胞核无核膜
• 细胞质中有汽泡，可使细胞漂浮。
• 蓝细菌具有特殊结构—光合器，光合器有两种不同的构型，一是位于细胞膜的外膜下面呈一连续层
• 但大多数是位于类囊体的膜层中。
• 光合器中含有光合作用色素有叶绿素 a、藻胆素和类胡萝卜素。
• 蓝细菌可进行光合作用

第168页：蓝细菌的繁殖

• 蓝细菌无有性繁殖，以分裂繁殖为主，极少种类有孢子。
• 有的利用藻殖段繁殖。
• 有的蓝细菌有异形胞(heterocyst)，是蓝细菌进行固氮作用的场所。
• 异形胞内有固氮酶系统，它可利用 ATP 和还原性物质来还原自由态的氮成为氨。
• 三、蓝细菌的繁殖

第169页：常见的蓝细菌类群

• 类群形态繁殖色球蓝细菌群(Chroococacean) 单细胞，球、杆状二分分裂或芽殖宽球菌细菌群(Pl euro cap sale an) 单细胞，杆状细胞在鞘套内多重分裂，产生小繁殖细胞 baeocytes 颤蓝细菌群(Osciliatorian) 丝状，单个细胞在藻丝内藻丝断裂不分枝、异形胞群(Non branching he te roc ys to us) 丝状，不分枝藻丝藻丝断裂和静息孢子萌发分枝异形胞群(Branching he te roc ys to us) 丝状，分枝藻丝藻丝断裂生成连锁体(himogonia) 和静息孢子萌发
• 四、常见的蓝细菌类群

第170页：古细菌章节导览

• 一、古细菌细胞的结构特点
• 二、细菌和古细菌的差异
• 三、古细菌的生长环境
• 四、古细菌的类群 第四节古细菌（Archaea）

第171页：古细菌与三域系统

古细菌是根据16S rRNA 寡核苷酸序列分析，显示出三个主要的生物域（细菌、古细菌和真核生物） 之一

第172页：

第173页：

第174页：古细菌的细胞壁和表

• 古细菌细胞壁物质极为多样：类似肽聚糖的物质、假肽聚糖(假胞壁质)，多糖、蛋白质和糖蛋白(P16)。
• 有的古细菌细胞壁含假肽聚糖(假胞壁质)
• 而有的古细菌则是由两个双向的、不完全结晶的蛋白质或糖蛋白在细胞表面排列而成的表层
• 其它古细菌在原生质膜外有厚的多糖的细胞壁。
• 古细菌有鉴别性的特征之一是在原生质膜中脂类的性质不像细菌的脂类由酯键连接甘油，而和真核生物一样由醚键连接甘油，它们的脂类也是长链和分支的脂肪酸。
• 一、古细菌细胞的结构特点
• 1、古细菌的细胞壁和表面

第175页：古细菌的核糖体

• 与细菌的染色体相似，由不含核膜的单个环状 DNA 分子构成，但大小通常小于大肠杆菌的 DNA。
• 2、古细菌的 DNA 同细菌的核糖体同样大小，但在某些特性上，它们与真核生物的核糖体相似。
• 如对抗生素链霉素和氯霉素的抗性及对白喉毒素的敏感性。
• 3、古细菌的核糖体

第176页：细菌和古细菌的差异特征

二、细菌和古细菌的差异特征细菌古菌细胞壁有胞壁酸无胞壁酸脂类酯键连接醚键连接甲烷生成过程没有可能有 RNA 多聚酶一个几个起始 tRNA 甲酰甲硫氨酸甲硫氨酸核糖体链霉素和氯霉素敏感白喉毒素抗性链霉素和氯霉素抗性白喉毒素敏感

第177页：古细菌的类群

• 古细菌类群包括能够在极端环境中生存的细菌，如：热泉(例如硫化叶菌属 Sulfolobus 和热球菌属 Pyrococcus) 高盐(盐杆菌属 Halobacterium) 产甲烷菌如甲烷杆菌属(Met hano bacterium)，产生甲烷。
• 三、古细菌的生长环境产甲烷菌
• 极端嗜盐菌极端嗜热菌
• 无细胞壁的古细菌
• 四、古细菌的类群

第178页：其他原核微生物导览

其他原核微生物导览

一、支原体（Mycoplasma)二、立克次氏体(Rickettsia)三、衣原体(Chlamydia) 第五节其他原核微生物

第179页：支原体

• 介于细菌、立克次氏体之间。
• 不具细胞壁，细胞膜含甾醇类。
• G-，直径
• 0.2～0.25um，可滤过。
• 已知可独立生活的最小的细胞型生物。
• 可人工培养，营养要求苛刻，油煎蛋菌落。
• 一、支原体（Mycoplasma)

第180页：立克次氏体

• 二、立克次氏体(Rickettsia) 介于细菌、病毒之间，专性真核活细胞内寄生，不能人工培养。
• 不滤过，直径
• 0.3-0.6um，存在与寄主细胞质和核中。
• 细胞球状或杆状，不运动。
• G-，膜疏松，酶系统不完全，不完整的产能代谢，抵抗性差。
• 三、衣原体(Chlamydia) 介于立克次氏体、病毒之间。
• 可滤过，专性活细胞内寄生。
• G-，"能量寄生物"。

第181页：支原体、立克次氏体与衣原体比较

支原体、立克次氏体与衣原体比较：下表列出相关数据。