细菌细胞的特殊结构与功能
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细菌的特殊结构
芽孢 鞭毛 荚膜 菌毛 性菌毛
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一、细菌芽孢 (Spore)
概念：某些细菌生长到一定
阶段或在一定环境条件下，
细胞的正常生长和分裂停止，
细胞内细胞质浓缩，逐步行
成一个圆形、椭圆形或圆柱
形的，对不良环境有较强抵
抗力的特殊结构，称为芽胞。
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三、细菌菌毛
1.定义
细菌菌毛毛((PPili oorrfifmimbrbirai)a又)又称称伞纤毛毛，，菌是毛革，蓝是氏 革阴蓝性氏菌阴和性少菌数和阳少性数菌阳菌性体菌表性面别的表比面鞭的毛比更鞭细毛、更短 细而、直短硬而的直丝硬状的体丝结状构体。结构
长约0.5~6mm，个别可达200mmmm，，直直径径约约33~~77nnmm 菌毛由菌毛蛋白(piilllliinn))组组成成。 与鞭毛相似，起源与细胞膜内侧基粒上。 不具运动性，但可有助于细胞胞在在固固体体物物表表面面的的黏黏
基体：由若干个盘状物即 环组成。
G–菌：L环、P环、S环、M环
G+菌：S环，M环
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细菌鞭毛
革蓝氏阴性菌鞭毛结构
革蓝氏阳性菌鞭毛结构
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5. 鞭毛的化学组成
鞭毛蛋白，3万~6万Dolton，不同种 由不同球蛋白分子亚基构成，有些含 多糖、类脂等，为极好抗原。
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6.鞭毛运动与细菌的趋避性运动
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一、鞭毛（flagellum）
1.概念： 某些微生物表面由细胞内生出的 细长、波曲、毛发状
的丝状附属物即为鞭毛
鞭毛的长度： 一般为15—20 µm，最长可 达70 µm 。 鞭µm毛. 的直径：为0.01—0.02
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2. 观察和判断细菌鞭毛的方法：
1)从固体培养基上的菌落形态判断 2)光学显微镜（悬滴法） 3)光学显微镜 特殊鞭毛染色 4)电镜 5)半固体穿刺培养
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Bacillus thuringiensis
viewed by phase contrast
microscopy.
The
vegetative cells contain
endospores (phase bright)
and crystals of an
insecticidal protein toxin
★4、一个芽孢萌发只产生一个营养状 态的细胞。
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芽孢的耐热机制
是由芽孢化学组成的特点决定的 1.含有吡啶－2，6二羧酸（DPA-Ca） 2.含有芽孢特有的芽孢肽聚糖 3.芽孢平均含水40％，皮层含水70％ 4.芽孢中酶的分子量较营养细胞小
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芽孢的本质
即不是细菌生活周期的必经阶段，也不是细 菌繁殖的一种形式，又不是对环境的消极反 应，而是一种生命形式，一种独立的休眠体。
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结构示意图
细菌芽孢
芽孢的外壁层厚而致密，主要 成分为脂蛋白，通透性差,不易 着色。
核心含有大量的DNA、RNA、蛋 白质酶等物质，还含有2,6—吡 啶二羧酸（DPA）,DPA是芽孢特 有的成分。一般以 DPA—Ca的形 式存在。 皮层主要含芽孢肽聚糖、 DPA—Ca，皮层体积大，比较致 密。 芽孢平均含水量低,约40%.
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细菌芽孢
芽孢形成过程
轴丝 形成
隔膜 形成
前孢子 形成
芽孢 释放
芽孢 成熟
皮层 形成
孢子外 壳层形成
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细菌芽孢形成示意图
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芽孢萌发
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细菌芽孢特性
★1、对高温、干燥、辐射、化学药物 有强大的抵抗力。
★2、含水量低、壁厚而致密，通透性 差,不易着色，折光性强。
★3、芽胞内新陈代谢几乎停止，处于 休眠状态，但保持潜在萌发力。
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伴胞晶体（parasporal crystal）
少数芽孢杆菌，如Bacillus thuringiensis （苏云金芽孢杆菌）在形成芽孢的同时，会 在芽孢旁形成一个菱形或双锥形的碱溶性蛋 白晶体（即δ内毒素）称为伴胞晶体。它的 干重可达芽孢囊的约30%，由18种氨基酸组 成，大小约0.6＊2.0μm。伴胞晶体对200多 种昆虫尤其是鳞翅目昆虫的幼虫有毒杀作用， 因此可以用做生物农药。
(delta endotoxin). Most
cells have lysed and
released the spores and
toxin crystals (the
structures with a
bipyramidal shape).
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研究芽孢的意义：
1、分类鉴定 2、保存菌种 3、分离菌种 4、生物杀虫 5、灭菌标准
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5.荚膜的形成条件
（1）荚膜的形成是微生物的遗传特征之 一，是“种”的特征。但不是细菌的必要 结构，失去荚膜的菌株照样能够生活。
(2)荚膜的形成与组成明显受培养基成分 和培养条件的影响（与环境密切相关）。
如肠膜明串珠菌(Leuconosto mesenterondes)以蔗 糖为碳源时合成葡聚糖成分的荚膜 。•
2.分 类
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细菌纤毛
普通菌毛图
性菌毛图
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电镜下的大肠杆菌（示鞭毛） 20
鞭毛
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3.鞭毛的着生方式
鞭 毛的着生方式
端生
周生
侧生
单端
双端
单根
一束
单根
一束
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4. 鞭毛的结构
由鞭毛丝．鞭毛钩．基体三部分组成： 鞭毛丝：中空螺旋状、丝状 结构，球蛋白亚基螺旋排列。
鞭毛钩：又称钩形鞘，是连 接鞭毛丝和基体的一个弯曲 筒状部分，蛋白质亚基组成。
芽胞成熟后可自行从芽胞囊
中释放出来。因芽胞的形成
都是在细胞内，故又称内生
孢子。
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5
芽孢
产芽孢细菌的种类 芽孢的构造 芽孢形成 芽孢萌发 芽孢的耐热机制 研究芽孢的意义 伴孢晶体
spor es
枯草芽孢杆菌 6
1、能形成芽孢的细菌种类
在杆菌中能形成芽孢的种类较多，在 球菌和螺旋菌中只有少数菌种可形成 芽孢。 产生芽孢的几个属： (Bacillus)芽孢杆菌属 (Clostridium)梭状芽孢杆菌属 (Sporosarcina)芽孢八叠球菌属
3.组成：
大多为多糖、多肽、蛋白质
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细菌荚膜
4.功能
细胞外碳源和能源性储存物质； 保护细胞免受干燥影响；
增强某些病原菌的致病能力， 抗宿主细胞的 吞噬作用；
污水处理中形成具有良好功能 与沉降性能的活性污泥。
危害
污染食品后产生 黏液状物；
黏附于牙齿表面 引起龋齿 。
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从野菜黄单胞菌（Xanthomonas campestris）荚膜提取黄原胶，它是优良 的食品添加剂，又是石油开采中优良的压 浆剂；
附。
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Figure . Fimbriae (common pili) on the surface of bacterial cells.
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细菌菌毛
普通菌毛(Common pili) 可增加细菌吸附于其他细胞 和物体的能力。
性菌毛(Sex pili or conjugal pili) 很少，仅1~4根， 是细菌传递游离基因的器官， 细菌结合时遗传物质的通道。
趋避性运动：
化学趋避性运动 氧趋避性运动 光趋避性运动
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细菌细胞的特殊构造与功能
定义
某些细菌在一 定的营养条件 下向细胞外分 泌的一层粘性 物质。
二、细菌荚膜 分类
荚膜 (Macrocapsule)：
有一定外形，厚200nm， 粘性较大，稳定。
粘 液 层 (Slime layer) ：
较疏松，无明显形状，可 悬浮于基质中，增加培养 液黏度。
微 荚 (Microcapsule) ：
厚度在200nm以下，与细 胞接合较紧，不易观察到。
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1.荚膜的观察：
荧光显微镜 负染色 特殊染色
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细菌荚膜
2.荚膜与菌落形态
S型菌落为产荚膜的细菌菌落，因其通常光滑透 明而称之S型。
R型菌落为不产荚膜的细菌菌落，因其菌落表面 较粗糙而称之R型。