细菌的形态和结构
存在于胞浆中的一小段闭合环状双股DNA,是 某些细菌染色体以外的遗传物质,能独立复制,带 有遗传信息,控制细菌某些特点的遗传性状;但并 非细菌生命活动所必需。
质粒的功能:
与抗药性有关 与有性接合有关 基因工程中作为目的基因载体
(五)核体或拟核(nucleoid)
一般有两种排 列方式:一类 是核体相当密 实地处于菌体 的中心或边缘 区;另一类是 较松散地排列
嗜血流感菌 纳米细菌
二、细菌的外形和排列 外形:球状、杆状和螺旋状。 据外形和排列分为:球菌、杆菌和螺旋菌。
形态
球形 杆形 螺旋形 其它形状
丝状 三角形 方形等
球菌(Sphericalcoccus)
杆菌 (bacillus)
棒状杆菌
杆菌形态
1)长:呈丝状(猪丹毒杆菌) 短:卵圆形(球杆菌)
一、细菌的大小
1. 单位----μm 2. 各种细菌的大小
球菌: 0.5-2.0μm, 一般1.0μm 杆菌: 长2-3μm,宽0.5-1.0μm 螺旋菌:2-20μm,宽0.4-1.2μm 3.同种细菌的大小存在一定差异
细菌的大小,以生长在适宜的温度和培养基中的 幼龄培养物为标准。
颤蓝菌属
巨大芽孢杆菌 大肠杆菌 肺炎球菌
Gram negative
Heat/Dry
Gram positive
Crystal violet stain
Iodine Fix
Alcohol de-stain
Safranin stain
补充资料:革氏染色主要步骤及呈色原理
1.结晶紫 /碘液
2.酒精
3.复红
脂类
被溶解
G-
细胞壁
G+
补充资料:革兰氏染色主要步骤及呈色模拟
1-4% +
11-22% -
-
+
补充资料:革兰氏染色示例
G-Βιβλιοθήκη G+( 大 肠 杆
菌 )
( 链 球 菌
)
补充资料:革氏染色与细胞壁结构的关系
G+菌细胞壁,其脂类含量较多,而肽聚糖较少,以95%酒 精脱色时,脂类被溶解,使得细胞壁孔隙变大;肽聚糖因95% 酒精处理而使之孔隙缩小,但肽聚糖含量较少,细胞壁孔隙缩 小有限,故能让结晶紫与碘形成的紫色染料复合物被95%酒精 洗脱出细胞壁外,而后来为红色的复染剂着色成为红色。
间体
由细胞膜内褶形成的一种 囊状结构,其内充满着层 状或管状的泡囊;
多见于革兰氏阳性细菌, 每个细胞含一个至数个, 革兰氏阴性细菌中不甚明 显;
着生部位可在表层或深层
表层与某些酶的分泌有关; 深层与DNA复制及细胞分裂 有关。
Morphology of a grampositive bacterial cell
主要功能:
选择性的吸收和运送物质 是细菌细胞能量转换的重要场所 传递信息 参与细胞壁的生物合成 细胞膜的结构
1972年Singer和Nicolson提出的液态镶嵌模型
整合蛋白
磷 脂 双 分 子 层
周边蛋白 极性头 非极性尾
周边蛋白
细胞膜的生理功能
2003年美国科学家彼得·阿格雷和罗德里克·麦金农获得了诺贝 尔化学奖——表彰他们在细胞膜通道方面做出的贡献。
阿格雷
阿格雷得奖是由于发现了细胞膜水 通道。
目前,科学家发现水通道蛋白广泛 存在于动物、植物和微生物中,人体 内的水通道有11种。
如在人的肾脏中,通常一个成年人每天要产生170升的原尿, 这些原尿经肾脏肾小球中的水通道蛋白的过滤,其中大部分水 分被人体循环利用,最终只有约1升的尿液排出人体。
麦金农
特殊构造
(一)荚膜
有些细菌在细胞壁的外面产生一种粘液 样的物质包围整个菌体,用理化方法除去后 并不影响菌体的生长代谢。荚膜的有无、厚薄
与菌种遗传性有关,还与环境条件(特别是营养) 密切相关。
➢一般在动物组织中或含大量血清或糖的培 养基中容易形成。
➢大多数细菌的荚膜是多糖,少数是多肽。
图片:细菌的荚膜(电镜)
应用特别强化的染色方法,可使芽胞着色,一经 着色却又不易脱色。
芽孢的形成的意义:
耐高温、耐干燥、化学消毒剂、辐射等 在自然界存活时间长,成为某些传染病的重要传染来源。
芽孢形成的条件 干燥 营养缺乏 气体条件
研究芽孢的意义
菌种鉴定; 提高菌种的筛选效率,有利于菌种保藏; 衡量消毒灭菌手段的重要指标;
肉类:肉毒梭菌; 外科器材:破伤风梭菌和产气荚膜梭菌; 实验室和发酵工业:嗜热脂肪芽孢杆菌;
三、细菌的构造
基本构造 特殊构造
一般构造
特殊构造
细菌细胞结构模式图
(一)细胞壁
细菌细胞最外层坚韧且具有高度弹性的结构。
组成成份:肽聚糖、磷壁酸、脂多糖、磷脂、 蛋白质和脂蛋白。
主要功能:保持一定的形态和保护细菌,同 时与革兰氏染色特性、抗菌药物的敏感性、细 菌的致病性和抗原性有关。
G+ 和G-的细胞壁的构造不同
G+与G-细胞壁的比较
G+细胞壁
G-细胞壁
G+细菌和G-细菌细胞壁的比较
G+与G-细胞壁的比较
细胞壁 强度 厚度 肽聚糖层数 肽聚糖含量 糖类含量 脂类含量 磷壁酸 外膜
G+菌 较坚韧
G-菌 较疏松
20-80 多达50层
10-15 1-2层
占细菌干重50-80% 占细菌干重5-20%
45%
15-20%
1.结晶紫 /碘液
2.酒精
3.复红
溶解后形成空洞
细胞壁
脂肪颗粒
G-
G+
补充资料:青霉素的杀菌原理
青霉素和先锋霉素(或头孢菌素)等抗生素,能抑制 细菌细胞壁肽聚糖的合成,对某些细菌有抑菌和杀 菌作用。虽然细菌细胞壁都有肽聚糖成分,但由于 细胞壁结构不同,这些药物可以直接扩散入革兰氏 阳性菌的细胞壁内,这类细菌对这些药物就比较敏 感,而革兰氏阴性菌细胞壁的肽聚糖层,有三层外 胞壁围绕,药物不易扩散入内,对这些药物就不那 么敏感。霉形体和细菌的L型没有细胞壁,也就没有 细胞壁上的肽聚糖成分,所以对青霉素就不敏感。 这都说明细菌细胞壁的化学组成、结构与细菌的抗 药性有关。
按生长情况可分为:
1.单毛菌(monotrichate) 2.双毛菌(amphitrichate) 3.丛毛菌(lopotrichate)
4.周毛菌(Peritrichate)
鞭毛的着生方式
偏端单生
两端单生
偏端丛生 两端丛生
侧生
周生
破伤风梭菌的周身鞭毛
(三)菌毛(纤毛)(pilus) 许多G-菌和少数G+菌菌体表面存在着一种比 鞭毛数量较多、更细、更短而直硬的毛发状 细丝。
G+菌荚膜
G-菌微荚膜
图片:炭疽菌的荚膜(瑞氏)
由菌落判断形成规律: 光滑型(S)或粘液型(M)菌落--有荚膜 粗糙型(R)菌落--(丢失荚膜)
功能:
1.抗吞噬 2.抗有害物质的损伤 3.抗干燥 4.具有抗原性(K抗原) 5.营养物质的储存及废物排出场所
(二)鞭毛(flagellum)
在菌体表面附有细长并呈波状弯曲的丝状物。 鞭毛蛋白(flagillin)、H抗原
缺壁细菌(Cell wall deficient bacteria)
自发缺壁突变:L型细菌
实验室中形成
缺
彻底除尽:原生质体
壁
人工方法去壁
细
菌
部分去除:球状体
自然界长期进化中形成:支原体
(二)细胞膜 cell membrane
紧贴在细胞壁内侧一层由磷脂、蛋白质及少量多 糖组成的柔软、致密、富有弹性的半透性薄膜;
破 伤 风 梭 菌
螺旋菌(spirilla):弧菌、螺菌
螺旋状菌示例
弧菌
螺菌
幽门螺杆菌
螺旋体
是一类细长、柔软、弯曲呈螺旋状、运动活泼的单 细胞型微生物。
在生物学上的位置介于细菌与原生动物之间。
衰老型和多形性
衰老型:细菌在不良环境或老龄期,会出现和正 常形状不一样的个体。
多形性:在适宜的正常环境中生长,其形状也不 一致。这种现象称为多形性,如嗜血杆菌。
间体图片
(四)细胞质(cytoplasm)
被细胞膜包围着的除核区以外的一切半透明、 胶状、颗粒状物质的总称。
主要成分 水(约为80%) 核糖体 细胞内含物
与真核生物不同 细胞质不流动
核糖体是70S
内含物成分不同
碳源及能源类:聚-β-羟丁酸(PHB)
藻青素 贮藏物 氮源类
藻青蛋白
➢ 抗逆性极强的休眠构造(抗热、抗辐射、抗压等);
➢ 枯草芽孢杆菌,在沸水中可存活1小时; ➢ 肉毒梭状芽孢杆菌要经5-10h才被杀死;
➢ 芽孢的形态和着生位置 ➢无繁殖功能;
➢ 能形成芽孢的细菌种类
Bacillus— Aerobic 需氧芽孢杆菌
Clostridium —Anaerobic 梭状芽孢杆菌
功能:与致病性有关(与运动无关)
粘连的功能;
以G-致病菌居多;
无基体构造,直接生于细胞膜上
性菌毛
•多见于G-的雄性菌株 •向雌性菌株传递DNA片段;
(四)芽胞/芽孢(spore)
某些细菌(G+菌)在一定条件下,能在菌体 内形成的一个圆形或卵圆形小体。
❖只在动物体外才能形成,芽胞不是细菌的繁殖 方式。
2)一端膨大,呈棒状(棒状杆菌) 3)形成侧支或分支(分支杆菌) 4)菌体两端:多为钝圆(巴氏杆菌)
少数为平截(炭疽杆菌) 极少数呈梭状(破伤风梭菌)
杆菌形态示例 猪 丹 毒 杆 菌
杆菌形态示例 巴 氏 杆 菌
杆菌形态示例
炭 疽 杆 菌 ( 电 镜 )
杆菌形态示例
诺 维 氏 梭 菌
杆菌形态示例