原核微生物形态结构.ppt

第1章 原核微生物,微生物,（病毒）,古生菌（Archaea）细菌（Bacteria）,真菌（酵母、霉菌、蕈菌等）、单细胞藻类、原生动物等,非细胞型,细胞型,原核微生物,真核微生物（Eukarya）,又称真细菌（eubacteria），包括普通细菌、放线菌、蓝细菌、枝原体、立克次氏体和衣原体等,古生菌在进化谱系上与真细菌及真核生物相互并列，且与后者关系更近，而其细胞构造却与真细菌较为接近，同属于原核生物。,Eubacteria（真细菌）,Archaebacteria（古细菌）,第一节 真细菌（Eubacteria）,二、放线菌,三、支原体、立克次氏体和衣原体,一、一般形态及细胞结构,四、粘细菌（myxobacteria）,五、蛭弧菌（Bdellovibrio）,六、蓝细菌（Cyanobacteria）,第一节 真细菌（Eubacteria）,一、一般形态及细胞结构,（一）个体形态和排列,（二）大小,（三）细胞的结构,1、细胞壁,2、细胞膜,3、细胞质和内含物,4、核区,5、特殊的休眠构造芽孢,6、细菌细胞壁以外的构造 糖被,7、细菌细胞壁以外的构造 鞭毛,8、细菌细胞壁以外的构造 菌毛 9、细菌细胞壁以外的构造 性毛,第一节 真细菌（Eubacteria）,一、一般形态及细胞结构,（一）个体形态和排列,球状,杆状,螺旋状,基本形态,一、一般形态及细胞结构,（一）个体形态和排列,1、球状,细胞个体呈球形或椭圆形，不同种的球菌在细胞分裂时会形成不同的空间排列方式，常被作为分类依据。,金黄色葡萄球菌,淋病奈瑟氏球菌,肺炎链球菌,一、一般形态及细胞结构,（一）个体形态和排列,2、杆状,细胞呈杆状或圆柱形，一般其粗细（直径）比较稳定，而长度则常因培养时间、培养条件不同而有较大变化。,杆状细菌的排列方式常因生长阶段和培养条件而发生变化，一般不作为分类依据。,枯草芽孢杆菌,地衣芽孢杆菌,炭疽病的病原菌-炭疽杆菌,破伤风梭菌,一、一般形态及细胞结构,（一）个体形态和排列,3、螺旋状,弧菌,螺旋菌,螺旋体菌,弧菌：,菌体只有一个弯曲，其程度不足一圈，形似“C”字或逗号，鞭毛偏端生。,(寄生性弧菌-蛭弧菌),霍乱弧菌,螺旋菌：,菌体回转如螺旋，螺旋数目和螺距大小因种而异。鞭毛二端生。细胞壁坚韧，菌体较硬。,一、一般形态及细胞结构,（一）个体形状和排列,4、其它形状,1）,柄杆菌（prosthecate bacteria）,细胞上有柄（stalk）、菌丝（hyphae）、附器（appendages）等细胞质伸出物，细胞呈杆状或梭状，并有特征性的细柄。一般生活在淡水中固形物的表面，其异常形态使得菌体的表面积与体积之比增加，能有效地吸收有限的营养物；,（一）个体形状和排列,2）3）,星形细菌（star-shaped bacteria）,3,方形细菌（square-ahaped bacteria）,（Stella）,（Haloarcula）,4、其它形状,（一）个体形状和排列,4、其它形状,4）异常形态,环境条件的变化：,物理、化学因子的刺激,培养时间过长,阻碍细胞正常发育,细胞衰老,营养缺乏,自身代谢产物积累过多,异常形态,正常形态,环境条件恢复正常,（二）大小,1、范围,最小：,与无细胞结构的病毒相仿（50 nm；）,最大：,肉眼可见（0.75 mm）；,德国科学家H.N.Schulz等1999年在纳米比亚海岸的海底沉积物中发现的一种硫磺细菌（sulfur bacterium），其大小可达0.75 mm，Thiomargarita namibiensis，-“纳米比亚硫磺珍珠”,（二）大小,1、范围,光学显微镜物镜的特性,在对细菌进行光学显微镜观察时，油镜最常使用，也最为重要。,（二）大小,2、测量方法,显微镜测微尺,显微照相后根据放大倍数进行测算,（二）大小,2、细菌大小测量结果的影响因素,个体差异；,干燥、固定后的菌体会一般由于脱水而比活菌体缩短1/3-1/4；,染色方法的影响，一般用负染色法观察的菌体较大；,幼龄细菌一般比成熟的或老龄的细菌大；,环境条件，如培养基中渗透压的改变也会导致细胞大小的变化。,第一节 真细菌（Eubacteria）,二、放线菌的形态结构,（一）概念,在形态上具有分枝状菌丝、菌落形态与霉菌相似，以孢子进行繁殖。,“介于细菌与丝状真菌之间又接近细菌的一类丝状原核生物”,近代生物学技术,放线菌实际上是属于细菌范畴内的原核微生物，只不过其细胞形态为分枝状菌丝。,第一节 真细菌（Eubacteria）,放线菌,（一）概念,放线菌是具有菌丝、以孢子进行繁殖、革兰氏染色阳性的一类原核微生物，属于真细菌范畴。,（二）形态与结构,单细胞，大多由分枝发达的菌丝组成；菌丝直径与杆菌类似，约1mm；细胞壁组成与细菌类似，革兰氏染色阳性（少数阴性）；细胞的结构与细菌基本相同，按形态和功能可分为营养、气生和孢子丝三种。,二、放线菌,（二）形态与结构,二、放线菌,（二）形态与结构,营养菌丝匍匐生长于培养基内，吸收营养,营养菌丝发育到一定阶段，伸向空间形成气生菌丝,气生菌丝发育到一定阶段，其上可分化出形成孢子的菌丝，即孢子丝,二、放线菌,（二）形态与结构,二、放线菌,（三）菌落形态,菌落形态,能产生大量分枝和气生菌丝的菌种（如链霉菌）,不能产生大量菌丝体的菌种（如诺卡氏菌）,菌落质地致密，与培养基结合紧密，小而不蔓延，不易挑起或挑起后不易破碎。,粘着力差，粉质，针挑起易粉碎,二、放线菌,（三）菌落形态,二、放线菌,（三）菌落形态,第一节 真细菌（Eubacteria）,三、支原体、立克次氏体和衣原体,支原体（Mycoplasma）立克次氏体（Rickettsia）衣原体（Chlamydia）革兰氏阴性细菌，其大小和特性均介于通常的细菌与病毒之间。,三、支原体、立克次氏体和衣原体,立克次氏体（Rickettsia）是大小介于通常的细菌与病毒之间，在许多方面类似细菌，专性活细胞内寄生的原核微生物。,（一）立克次氏体（Rickettsia）,1、概念,H.T.Ricketts 1909年，首次发现斑疹伤寒的病原体，并因研究此病而牺牲，1916年人们以他的名字命名这类病原体作为纪念。,三、支原体、立克次氏体和衣原体,（一）立克次氏体（Rickettsia）,2、特性,1）某些性质与病毒相近,专性活细胞寄生物，除五日热（战壕热）立克次氏体（Rickettsia wolhynica）外均不能在人工培养基上生长繁殖。,体内酶系不完全，一些必需的养料需从宿主细胞获得；细胞膜比一般细菌的膜疏松；可透性膜，使它们有可能容易从宿主细胞获得大分子物质，但也决定了它们一旦离开宿主细 胞则易死亡,大小介于病毒与一般细菌之间，其中伯氏立克次氏体（Rickettsia burneti）能通过细菌过滤器,一般个体：球状体：0.2-0.5 mm；杆状体：0.3-0.5 x 0.3-2 mm；,三、支原体、立克次氏体和衣原体,（二）支原体（Mycoplasma）,1、概念,又称类菌质体，是介于一般细菌与立克次氏体之间的原核微生物。,2、特性,1）无细胞壁，只有细胞膜，细胞形态多变；,2）个体很小，能通过细菌过滤器，曾被认为是最小的可独立 生活的细胞型生物。,3）可进行人工培养，但营养要求苛刻，菌落微小，呈典型的“油煎荷包蛋”形状；,4）一些支原体能引起人类、牲畜、家禽和作物的病害疾病,5）应用活组织细胞培养病毒或体外组织细胞培养时，常被支 原体污染；,球状体：0.2-0.25 mm，最小达0.1 mm；丝状体最长可达150 mm，因细胞柔软且具扭曲性，致使细胞能通过孔径比自身小得多的过滤器。,三、支原体、立克次氏体和衣原体,（三）衣原体（Chlamydia）,1、概念,介于立克次氏体与病毒之间，能通过细菌滤器，专性活细胞内寄生的一类原核微生物。,过去误认为“大病毒”，但它们的生物学特性更接近细菌而不同于病毒。,在宿主细胞内观察到的衣原体微菌落（microcolony）,表 支原体、立克次氏体、衣原体与细菌、病毒的比较,第一节 真细菌（Eubacteria）,四、蓝细菌（Cyanobacteria）,1、概念,也称蓝藻或蓝绿藻（blue-green algae），是一类含有叶绿素a、能以水作为供氢体和电子供体、通过光合作用将光能转变成化学能、同化CO2为有机物质的光合细菌。,以前曾归于藻类，因为它和高等植物一样具有光和色素-叶绿素a，能进行产氧型光合作用。,第二节 细菌构造,特殊构造：部分细菌具有的或一般细菌在特殊环境下才有的构造,一般构造：一般细菌都有的构造,真细菌的细胞结构,1、细胞壁,1）概念：,细胞壁（cell wall）是位于细胞表面，内侧紧贴细胞膜的一层较为坚韧，略具弹性的细胞结构。,真细菌的 细胞结构,1、细胞壁,2）证实细胞壁存在的方法：,（1）细菌超薄切片的电镜直接观察；,（2）质、壁分离与适当的染色，可以在光学显微镜下看到细胞壁；,（3）机械法破裂细胞后，分离得到纯的细胞壁；,（4）制备原生质体，观察细胞形态的变化；,真细菌的细胞结构,1、细胞壁,3）细胞壁的功能：,（1）固定细胞外形和提高机械强度；,（2）为细胞的生长、分裂和鞭毛运动所必需；,（3）渗透屏障，阻拦酶蛋白和某些抗生素等大分子物质（分子量大于800）进入细胞，保护细胞免受溶菌酶、消化酶和青霉素等有害物质的损伤；,（4）细菌特定的抗原性、致病性以及对抗生素和噬菌体的 敏感性的物质基础；,真细菌的细胞结构,1、细胞壁,4）革兰氏染色与细胞壁：,简单染色法 正染色 革兰氏染色法 鉴别染色法 抗酸性染色法 芽孢染色法 死菌 姬姆萨染色法 负染色：荚膜染色法等细菌染色法 活菌：用美蓝或TTC（氧化三苯基四氮唑）等作活菌染色,（1）革兰氏染色,1、细胞壁,4）革兰氏染色与细胞壁：,（1）革兰氏染色,C.Gram（革兰）于1884年发明的一种鉴别不同类型细菌的染色方法。,1、细胞壁,4）革兰氏染色与细胞壁：,（1）革兰氏染色,1、用碱性染料结晶紫对菌液涂片进行初染,2、用碘溶液进行媒染，其作用是提高染料和细 胞间的相互作用从而使二者结合得更牢固。,3、用乙醇或丙酮冲洗进行脱色。在经历脱色后 仍将结晶紫保留在细胞内的为革兰氏阳性细 菌，而革兰氏阴性细菌的结晶紫被洗掉，细 胞呈无色。,4、用一种与结晶紫具有不同颜色的碱性染料对 涂片进行复染。例如沙黄，它使原来无色的 革兰氏阴性细菌最后呈现桃红到红色，而革 兰氏阳性细菌继续保持深紫色,1、细胞壁,4）革兰氏染色与细胞壁：,（1）革兰氏染色,1、细胞壁,4）革兰氏染色与细胞壁：,（1）革兰氏染色,表3-1 革兰氏阳性和阴性细菌细胞壁成分的比较,1、细胞壁,4）革兰氏染色与细胞壁：,（2）革兰氏阳性和阴性细菌的比较,（参见P45，表3-1）,1、细胞壁,4）革兰氏染色与细胞壁：,（2）革兰氏阳性和阴性细菌的比较,1、细胞壁,4）革兰氏染色与细胞壁：,（2）革兰氏阳性和阴性细菌的比较,革兰氏染色的原理,1、细胞壁,7）细胞壁缺陷细菌：,缺壁突变L型细菌 实验室或宿主体内形成 基本去尽原生质体（G+）缺壁细菌 人工去壁 部分去除球状体（G-）在自然界长期进化中形成枝原体,1、细胞壁,5）细胞壁缺陷细菌：,（1）L型细菌（L-form of bacteria）,细菌在某些环境条件下（实验室或宿主体内）通过自发突变而形成的遗传性稳定的细胞壁缺陷变异型。,因英国李斯德（Lister）预防研究所首先发现而得名（1935年，念珠状链杆菌 Streptobacillus moniliformis）,大肠杆菌、变形杆菌、葡萄球菌、链球菌、分枝杆菌和霍乱弧菌等20多种细菌中均有发现，被认为可能与针对细胞壁的抗菌治疗有关。,特点：,没有完整而坚韧的细胞壁，细胞呈多形态；,有些能通过细菌滤器，故又称“滤过型细菌”；,对渗透敏感，在固体培养基上形成“油煎蛋”似的小菌落（直径在0.1mm左右）；,1、细胞壁,5）细胞壁缺陷细菌：,（2）原生质体（protoplast）,在人为条件下，用溶菌酶处理或在含青霉素的培养基中培养而抑制新生细胞壁合成而形成的仅由一层细胞膜包裹的，圆球形、对渗透压变化敏感的细胞，一般由革兰氏阳性细菌形成。,特点：,对环境条件变化敏感，低渗透压、振荡、离心甚至通气等都易引起其破裂；,有的原生质体具有鞭毛，但不能运动，也不被相应噬菌体所感染；,在适宜条件（如高渗培养基）可生长繁殖、形成菌落，形成芽孢。及恢复成有细胞壁的正常结构。,比正常有细胞壁的细菌更易导入外源遗传物质，是研究遗传规律和进行原生质体育种的良好实验材料。,1、细胞壁,5）细胞壁缺陷细菌：,（3）球状体(sphaeroplast)，又称原生质球,采用上述同样方法，针对革兰氏阴性细菌处理后而获得的残留部分细胞壁（外壁层）的球形体。与原生质体相比，它对外界环境具有一定的抗性，可在普通培养基上生长。,1、细胞壁,5）细胞壁缺陷细菌：,（4）枝原体(Mycoplasma),在长期进化过程中形成的、适应自然生活条件的无细胞壁的原核生物。因它的细胞膜中含有一般原核生物所没有的甾醇，?所以即使缺乏细胞壁，其细胞膜仍有较高的机械强度。,绘出G和G的细胞壁的结构模式图并标明各部分的名称，说明各部分的功能。,细胞质的主要成分为核糖体、贮藏物、多种酶类和中间代谢物、质粒、各种营养物和大分子的单体等，少数细菌还有类囊体、羧酶体、气泡或伴孢晶体等。,2、细胞质和内含物,1）概念：,细胞质（cytoplasm）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 细胞壁以内的构造,2 细胞壁以内的构造,1、细胞膜,1）概念：,细胞质膜（cytoplasmic membrane），又称质膜（plasma membrane）、细胞膜（cell membrane）或内膜（inner membrane），是紧贴在细胞壁内侧、包围着细胞质的一层柔软、脆弱、富有弹性的半透性薄膜，厚约78nm，由磷脂（占20%30%）和蛋白质（占50%70%）组成。,3）细胞膜的化学组成与结构模型：,（3）液态镶嵌模型(fluid mosaic model),1、细胞膜,4）细胞膜的生理功能：,选择性地控制细胞内、外的营养物质和代谢产物的运送；,是维持细胞内正常渗透压的屏障；,合成细胞壁和糖被的各种组分（肽聚糖、磷壁酸、LPS、荚膜多糖等）的重要基地；,膜上含有氧化磷酸化或光合磷酸化等能量代谢的酶系，是细胞的产能场所；,是鞭毛基体的着生部位和鞭毛旋转的供能部位；,2 细胞壁以内的构造,（二）细胞的结构,1、细胞膜,5）间体（mesosome，或中体）：,细胞质膜内褶而形成的囊状构造，其中充满着层状或管状的泡囊。多见于革兰氏阳性细菌。,青霉素酶分泌、DNA复制、分配以及细胞分裂有关,“间体”仅是电镜制片时因脱水操作而引起的一种赝像,2、细胞质和内含物,1）颗粒状贮藏物(reserve materials)：,贮藏物是一类由不同化学成分累积而成的不溶性沉淀颗粒，主要功能是贮存营养物。,糖原：大肠杆菌、克雷伯氏菌、芽孢杆菌和蓝细菌等 碳源及能源类 聚-羟丁酸（PHB）：固氮菌、产碱菌和肠杆菌等 硫粒：紫硫细菌、丝硫细菌、贝氏硫杆菌等贮藏物 藻青素：蓝细菌 藻青蛋白：蓝细菌 磷源（异染粒）：迂回螺菌、白喉棒杆菌、结核分枝杆菌,氮源类,2 细胞壁以内的构造,1）颗粒状贮藏物(reserve materials)：,聚-羟丁酸(poly-hydroxybutyrate,PHB),巨大芽孢杆菌（Bacillus megaterium）在含乙酸或丁酸的培养基中生长时，细胞内贮藏的PHB可达其干重的60%。,类脂性质的碳源类贮藏物,2 细胞壁以内的构造,1）颗粒状贮藏物(reserve materials)：,聚-羟丁酸(poly-hydroxybutyrate,PHB),PHB于1929年被发现，至今已发现60属以上的细菌能合成并贮藏。,它无毒、可塑、易降解，被认为是生产医用塑料、生物降解塑料的良好原料。,2 细胞壁以内的构造,1）颗粒状贮藏物(reserve materials)：,多糖类贮藏物,在真细菌中以糖原为多糖原粒较小，不染色需用电镜观察，用碘液染成褐色，可在光学显微镜下看到。,糖原粒淀粉粒,有的细菌积累淀粉粒，用碘液染成深兰色。,2 细胞壁以内的构造,1）颗粒状贮藏物(reserve materials)：,异染粒(metachromatic granules),颗粒大小为0.51.0m，是无机偏磷酸的聚合物，一般在含磷丰富的环境下形成。功能是贮藏磷元素和能量，并可降低细胞的渗透压。,在暗视野显微镜下看到的迂回螺菌(Spirillum volutans)异染粒（迂回体）,2 细胞壁以内的构造,1）贮藏物(reserve materials)：,藻青素（cyanophycin）,一种内源性氮源贮藏物，同时还兼有贮存能源的作用。通常存在于蓝细菌中。,由含精氨酸和天冬氨酸残基（1:1）的分枝多肽所构成，分子量在25000125000。,2 细胞壁以内的构造,1）贮藏物(reserve materials)：,硫粒（sulfur globules）,很多真细菌在进行产能代谢或生物合成时，常涉及对还原性的硫化物如H2S，硫代硫酸盐等的氧化。在环境中还原性硫素丰富时，常在细胞内以折光性很强的硫粒的形式积累硫元素。当环境中环境中还原性硫缺乏时，可被细菌重新利用。,2 细胞壁以内的构造,1）贮藏物(reserve materials)：,微生物储藏物的特点及生理功能：,不同微生物其储藏性内含物不同,（例如厌气性梭状芽孢杆菌只含PHB，大肠杆菌只储藏糖原，但有些光和细菌二者兼有）,微生物合理利用营养物质的一种调节方式,当环境中缺乏能源而碳源丰富时，细胞内就储藏较多的碳源类内含物，甚至达到细胞干重的50%，如果把这样的细胞移入有氮的培养基时，这些储藏物将被作为碳源和能源而用于合成反应。,储藏物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。,（例如羟基丁酸分子呈酸性，而当其聚合成聚-羟丁酸（PHB）就成为中性脂肪酸了，这样便能维持细胞内中性环境，避免菌体内酸性增高。）,储藏物在细菌细胞中大量积累，还可以被人们利用。,2 细胞壁以内的构造,2、细胞质和内含物,2）磁小体(megnetosome),趋磁细菌细胞中含有的大小均匀、数目不等的Fe3O4颗粒，外有一层磷脂、蛋白或糖蛋白膜包裹。,2 细胞壁以内的构造,2）磁小体(megnetosome),功能是导向作用，即借鞭毛游向对该菌最有利的泥、水界面微氧环境处生活。,实用前景，包括生产磁性定向药物或抗体，以及制造生物传感器等,2 细胞壁以内的构造,（三）细胞的结构,2、细胞质和内含物,3）羧酶体(carboxysome),一些自养细菌细胞内的多角形或六角形内含物,其大小与噬菌体相仿，约10nm，内含1,5-二磷酸核酮糖羧化酶，在自养细菌的CO2固定中起着关键作用。,采用免疫电镜技术观察蓝细菌cyanobacterium Chlorogloeopsis fritischii中的羧酶体,2、细胞质和内含物,4）气泡（gas vocuoles）,许多光合营养型、无鞭毛运动的水生细菌中存在的充满气体的泡囊状内含物，大小为0.21.0m75nm，内由数排柱形小空泡组成，外有2nm厚的蛋白质膜包裹。,功能：调节细胞比重以使细胞漂浮在最适水层中获取光能、O2和营养物质,蓝细菌生长时依靠细胞内的气泡而漂浮于湖水表面，并随风聚集成块，常使湖内出现“水花”。,有些厌氧性光和细菌利用气泡集中在水下10-30米深处，这样既能吸收适宜的光线和营养进行光和作用，又可以避免直接与氧接触。,专性好氧的盐杆菌属（Halobacterium）的细菌，却生活在含氧极少的饱和盐水中，它们细胞中气泡显著，其作用被认为是使菌体浮于盐水表面，以保证细胞更接近空气。,2 细胞壁以内的构造,2、细胞质和内含物,4）气泡（gas vocuoles）,气泡的膜只含蛋白质而无磷脂。二种蛋白质相互交连，形成一个坚硬的结构，可耐受一定的压力。膜的外表面亲水，而内侧绝对疏水，故气泡只能透气而不能透过水和溶质。,2 细胞壁以内的构造,2、细胞质和内含物,5）载色体（Chromatophore）,光和细菌进行光和作用的部位相当于绿色植物的叶绿体,2 细胞壁以内的构造,2、细胞质和内含物,6）核糖体（ribosome）,略,2 细胞壁以内的构造,2、细胞质和内含物,7）质粒（plasmid）,移到“微生物遗传”,2 细胞壁以内的构造,3、核区（nuclear region or area）,原核生物所特有的无核膜结构、无固定形态的原始细胞核,2 细胞壁以内的构造,3、核区（nuclear region or area）,原核生物所特有的无核膜结构、无固定形态的原始细胞核,2 细胞壁以内的构造,4、特殊的休眠构造芽孢,1）概念,某些细菌在其生长发育后期，在细胞内形成一个圆形或椭圆形、厚壁、含水量极低、抗逆性极强的休眠体，称为芽孢（endospore或spore，偶译“内生孢子”）。,2 细胞壁以内的构造,4、特殊的休眠构造芽孢,2）细菌芽孢的特点,整个生物界中抗逆性最强的生命体，是否能消灭芽孢是衡量各种消毒灭菌手段的最重要的指标。,常规加压蒸汽灭菌的条件：121，15 min以上 115，30 min以上,芽孢是细菌的休眠体，在适宜的条件下可以重新转变成为营养态细胞；产芽孢细菌的保藏多用其芽孢。,产芽孢的细菌多为杆菌，也有一些球菌。芽孢的有无、形态、大小和着生位置是细菌分类和鉴定中的重要指标。,芽孢与营养细胞相比化学组成存在较大差异，容易在光学显微镜下观察。（相差显微镜直接观察；芽孢染色）,2 细胞壁以内的构造,4、特殊的休眠构造芽孢,3）芽孢的形成与芽孢的萌发过程,2 细胞壁以内的构造,4、特殊的休眠构造芽孢,3）芽孢的形成与芽孢的萌发过程,2 细胞壁以内的构造,4、特殊的休眠构造芽孢,4）芽孢的耐热机制,芽孢与母细胞相比不论化学组成、细微结构、生理功能等方面都完全不同,渗透调节皮层膨胀学说,芽孢衣对多价阳离子和水分的透性很差,皮层的离子强度很高，产生极高的渗透压夺取芽孢核心的水分，结果造成皮层的充分膨胀。,核心部分的细胞质却变得高度失水，因此，具极强的耐热性。,2 细胞壁以内的构造,4、特殊的休眠构造芽孢,5）伴孢晶体（parasporal crystal）,少数芽孢杆菌，例如苏云金芽孢杆菌(Bacillus thuringiensis)在其形成芽孢的同时，会在芽孢旁形成一颗菱形或双锥形的碱溶性蛋白晶体内毒素，称为伴孢晶体。,伴孢晶体对200多种昆虫尤其是鳞翅目的幼虫有毒杀作用，因而可将这类产伴孢晶体的细菌制成有利于环境保护的生物农药细菌杀虫剂。,特点：不溶于水，对蛋白酶类不敏感；容易溶于碱性溶剂。,2 细胞壁以内的构造,4、特殊的休眠构造芽孢,6）细菌的其他休眠构造,粘液孢子(myxospore)粘细菌(myxobacteria)产生,4、特殊的休眠构造芽孢,6）细菌的其他休眠构造,孢囊(cyst)棕色固氮菌(Azotobacter vinelandii),2 细胞壁以内的构造,1、糖被（glycocalyx）,1)概念,包被于某些细菌细胞壁外的一层厚度不定的胶状物质。糖被按其有无固定层次、层次厚薄又可细分为荚膜（capsule或macrocapsule，大荚膜）、微荚膜(microcapsule)、粘液层(slime layer)和菌胶团(zoogloea)。,其有无、厚薄除与DNA有关外，与环境密切相关,3 细胞壁以外的构造,主要成分是多糖、多肽或蛋白质，尤以多糖居多,荚膜,粘液层,菌胶团,2）特点,（1）主要成分是多糖、多肽或蛋白质，尤以多糖居多。经特殊的荚膜染色，特别是负染色（又称背景染色）后可在光学显微镜清楚地观察到它的存在。,3 细胞壁以外的构造,2）特点,（1）主要成分是多糖、多肽或蛋白质，尤以多糖居多。经特殊的荚膜染色，特别是负染色（又称背景染色）后可在光学显微镜清楚地观察到它的存在。,（2）产生糖被是微生物的一种遗传特性，其菌落特征及血 清学反应是是细菌分类鉴定的指标之一。,（3）荚膜等并非细胞生活的必要结构，但它对细菌在环境 中的生存有利。,（4）细菌糖被与人类的科学研究和生产实践有密切的关系。,3 细胞壁以外的构造,3、鞭毛(flagellum,复flagella),1)概念,某些细菌细胞表面着生的一至数十条长丝状、螺旋形的附属物，具有推动细菌运动功能，为细菌的“运动器官”。,3 细胞壁以外的构造,鞭毛的有无和着生方式具有十分重要的分类学意义,单端鞭毛,端生丛毛,两端生鞭毛,周生鞭毛,老龄细菌常失去鞭毛，鞭毛受震易脱落，可再生。,2）观察和判断细菌鞭毛的方法,电子显微镜直接观察,鞭毛长度：1520m；直径：0.010.02m,光学显微镜下观察：鞭毛染色和暗视野显微镜,根据培养特征判断：半固体穿刺、菌落（菌苔）形态,3 细胞壁以外的构造,4）鞭毛推动细菌运动的特点,（1）速度,一般速度在每秒2080m范围，最高可达每秒100m（每分钟达到3000倍体长），超过了陆上跑得最快的动物猎豹的速度（每分钟1500倍体长或每小时110公里）。,3 细胞壁以外的构造,4）鞭毛推动细菌运动的特点,（2）方式,细菌以推进方式做直线运动，以翻腾形式做短促转向运动。,拴菌实验,3 细胞壁以外的构造,4）鞭毛推动细菌运动的特点,（3）细菌的趋避运动,鞭毛的功能是运动，这是原核生物实现其趋性（taxis）即趋向性的最有效方式。,化学趋避运动或趋化作用（chemotaxis）：细菌对某化学物质敏感，通过运动聚集于该物质的高浓度区域或低浓度区域。,光趋避运动或趋光性（phototaxis）：有的细菌能区别不同波长的光而集中在一定波长光区内。,趋磁运动或趋磁性（magnetotaxis），趋磁细菌根据磁场方向进行分布。,4、菌毛(fimbria，复数fimbriae),长在细菌体表的纤细、中空、短直、数量较多的蛋白质类附属物，具有使菌体附着于物体表面的功能。,3 细胞壁以外的构造,每个细菌约有250300条菌毛。有菌毛的细菌一般以革兰氏阴性致病菌居多，借助菌毛可把它们牢固地粘附于宿主的呼吸道、消化道、泌尿生殖道等的粘膜上，进一步定植和致病。,5、性毛(pili,单数pilus),构造和成分与菌毛相同，但比菌毛长，数量仅一至少数几根。,性毛一般见于革兰氏阴性细菌的雄性菌株（即供体菌）中，其功能是向雌性菌株（即受体菌）传递遗传物质。有的性毛还是RNA噬菌体的特异性吸附受体。,3 细胞壁以外的构造,