2. 细菌的特殊构造
1）
(p28)
(2) 鞭毛 (flegellum) 和菌毛 (pilus)
概念: 某些细菌长在体表的长丝状、波曲的附属物 成分：蛋白质
功能: 具有运动的功能，是菌体长度的几十倍。
第1章 原核微生物
2） 产生鞭毛的菌
螺旋菌（几乎都有）﹥杆菌﹥球菌
3） 鞭毛菌的分类
据鞭毛着生位置与数量可分为：
1、偏端单生鞭毛菌
2、偏端从生鞭毛菌
3、两端单生鞭毛菌
4、两端从生鞭毛菌
5、周生鞭毛菌 4) 实践意义
电镜下的大肠杆菌（示鞭毛）
鞭毛的着生方式：
单毛菌
鞭毛菌分类
丛毛菌
双毛菌
周毛菌
Four basic types of flagellar arrangements
a, monotrichous b, amphitrichous
c, lophotrichous
d, peritrichous
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
第1章 原核微生物
鞭毛的结构
Flagellar Ultrastructure
3 部分 鞭毛丝 Filament 钩形鞘 Hook
基体 Basal body
G+有两个盘状物固定、G-有四个盘状物固定
鞭毛的结构
The flagellum of a Gram-negative bacterium
4）菌毛 (fimbria，复数fimbriae) p30
鞭毛
长在细菌体表的一种纤细、 中空、短直、数量较多的蛋 白质附属物。
菌毛 性毛 糖被
功能：
作为噬菌体的吸附位点 作为附着到哺乳动物细胞或其他物体的工具
菌毛 (fimbria)
每个细菌约有250～300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。
鞭毛与菌毛的比较
项目 成分
鞭毛
鞭毛蛋白
0.01~0.02×70微米
一般由3股鞭毛蛋白链紧 密绞成丝状
菌毛
蛋白
0.007~0.009 ×0.5~20微米
有菌毛蛋白亚基卷绕成中空螺旋
大小
结构
数目
功能
1~数百根
运动
1~数百根
附着、接合
着生处
通过钩形鞘与细胞壁内 的鞭毛基体连接
许多杆菌和少数球菌
细胞质
菌种
许多 G- 杆菌和球菌
5）性菌毛 (pilus）
鞭毛 菌毛 性毛
构造和成分与菌毛相同， 但比菌毛长。 数量仅一至少数几根。
糖被
性毛一般见于革兰氏阴性细菌的雄性菌珠中。 功能 : 向雌性菌珠（受体菌）传递遗传物质。
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。
2. 细菌的特殊构造 （6）芽孢 (endospore) (p30）
a 芽孢的定义：
某些细菌在其生长发育后期，可在细胞内形成壁厚、
质浓、折光性强、抗不良环境条件的休眠体，称为芽
孢。由于每个细胞仅形成1个芽孢，故它无繁殖能力。
孢
孢外壁 芽孢衣 皮 层 芽孢质 芽孢核区
芽孢膜
芽
孢壁
核心
细菌芽孢构造的模式图
芽孢的大小、形状、位置等随菌种而异，有重要的鉴 别意义
肉毒梭菌
炭疽芽孢杆菌 破伤风梭菌
b 芽孢的特性
芽孢有极强的抗热、抗辐射、抗化学药物和抗静水压 等能力。
c
产芽孢的细菌
杆菌﹥球菌﹥螺旋菌
d 芽孢的结构
产芽孢细菌
芽孢囊 孢外壁：有的芽孢无此层 芽孢
芽孢衣
皮层
核心
芽孢壁 芽孢膜 芽孢质 核区
e
芽孢的形成
1、形成条件 产芽孢的细菌当其环境中营养缺乏，有害代谢产物累积 时及不良的环境条件（温度、通气等）就开始形成芽孢。 2、形成过程（分7个阶段）
f
芽孢的萌发
1、定义 由休眠状态的芽孢变成营养状态的细菌的过程，称为芽 孢的萌发。 2、萌发标志 折光性丧失、对热及理化性质的敏感性增强。
3、萌发过程 主要分 活化、出芽和生长 三个阶段。
芽孢的形成过程
DNA浓缩 形成束状 芽孢 裂解 皮层 合成 质膜内陷 前芽孢双 层膜形成
孢衣 合成
合成DPA
芽孢的萌发过程：
活化 出芽
生长
芽孢的抗逆机制：（p32）
1. 渗透调节皮层膨胀学说
2. 形成大量的DPA-钙的复合物
芽孢的耐热机制 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。
渗透调节皮层膨胀学说
研究芽孢的意义 （p32）
菌种鉴定的重要的形态学指标
芽孢的存在有利于对菌种的保藏
可作为衡量消毒灭菌措施的主要指标。
肉类罐头：以肉毒梭菌为指标，121℃维持20分钟以上； 外科器材：以破伤风梭菌和产气荚膜梭菌为指标，121℃维持
10分钟或115℃维持30分钟；
发酵工业：以嗜热脂肪芽孢杆菌为标准，湿热灭菌条件为121℃
维持15分钟。干热灭菌为150~160 ℃维持1~2小时。
细菌的特殊构造
(7) 伴孢晶体 (parasporad crystal)：一些细菌在
形成芽孢的同时，会在芽孢旁，形成一颗菱形或
双椎形的碱溶性蛋白晶体（δ内毒素） (p32)
（三）细菌繁殖方式
裂殖：横分裂和纵分裂， 细菌一般为横分裂
DNA结合位点
核分裂及细胞延长
多数细菌：对称二等分裂
横隔壁形成
形成两个子细胞
分裂的三阶段过程
二、细菌群体的形态（细菌的培养特征）
(p34)
细菌的菌落特征
细菌的其它培养特征
• 菌落：由单个微生物细胞在固体培养基表面 （或内部）生长繁殖所形成的一堆肉眼可见 的、有一定形态构造的子细胞集团，称为菌 落。
菌苔：由某一纯种的大量细胞密集地接种到固 体培养基表面，长成的各“菌落”连成一片的 群体，称为菌苔。
细菌的菌落
特征：湿润、较光滑、较透明、较粘稠、易挑取、
质地均匀以及菌落正反面或边缘与中央部位的颜色 一致
细菌菌落 细菌细胞的电子显微镜图片 固体培养基表面细菌菌落（照片）
Colony morphology
细菌在半固体培养上的培养特征
a、丝状 b.有小刺 c.念珠状 d.绒毛状 e.假根状 f.树状
细菌在琼脂培养基中穿刺培养的生长特征
絮状
环状
浮膜状
膜状
细菌在肉汤培养基中的表面生长特征
细菌在肉汤培养基中的表面生长特征
第二节 放线菌 (actinomyces)
什么是放线菌 放线菌的形态构造 放线菌的菌落特征 放线菌的繁殖 放线菌的生理
放线菌与人类生活
放线菌是一类具有丝状与枝细胞的细菌
有原核 细胞壁的主要成分是肽聚糖 菌丝直径与细菌相仿 有的放线菌产生有鞭毛的孢子,其鞭毛类型与细菌相同
放线菌噬菌体的形状与细菌的相似 最适生长PH相近，一般呈微碱性 DNA重组的方式与细菌的相同 核糖体同为70S 对溶菌酶敏感
凡细菌所敏感的抗生素，放线菌也同样敏感
放线菌的分布与生活方式
放线菌一般分布在水分含量较低；有机物丰富和呈 微碱性的土壤中。 107个／g左右
能看到：北方春季深层黑土地的白丝 能闻到：泥土特有的“泥腥味”
一、放线菌的形态结构（模式图）
基内菌丝（Substrate mycelium)
基内 菌丝
又称营养菌丝 功能:吸收营养， 直径 0.2-1.2um长度100－600um，色素可有可无。
气生菌丝（Aerial mycelium)
基内菌丝长到一定时期，长出培养基外，伸向 空间的菌丝，直径1－1.4um, 长短不一，形状不一， 颜色较深。
孢子丝
( Reproductive mycelium)
当气生菌丝生长发 育到一定阶段，
气生菌丝上分化出 的可形成孢子的菌 丝。
孢子的形状及在气 生菌丝上排列的方 式随种而异。
气生菌丝
孢子丝
放线菌孢子丝类型
放线菌的菌落形态
菌落质地硬而且致密，菌落小而不广泛延伸 菌落表面呈紧密的绒状或坚实、干燥多皱。 接种针难以挑取，有时可挑碎，有时可将整 个菌落挑起。
老龄菌：幼龄菌 菌落与细菌难以 区分。 菌落周围具放射 状菌丝，
由于菌丝和孢子常具 不同色素，使菌落 正面，背面呈不同色 泽。
放线菌的繁殖
5 孢子丝分化形成的孢子 2.2.3放线菌的生活史：
孢子丝
气生 菌丝菌丝
孢子 萌发
放线菌生活史
基内 菌丝
二、放线菌的繁殖方式
分生孢子 孢子囊孢子 菌丝断裂 其他方式
分生孢子繁殖
（3）成熟孢子 （1）孢子丝中形成横隔
（2）沿横隔断裂形成孢子
横隔断裂形成孢子的过程
孢子囊孢子繁 殖
孢子囊形成初期
成熟孢子囊
孢子囊 继续生长
粉红链孢霉孢子囊形成过程
放线
菌生理
绝大多数为异养型，能利用不同的碳水化合物。 氮源以蛋白质 ,蛋白胨，以及某些氨基酸最合适， 硝酸盐、铵盐和尿素次之. 一般都需要金属离子。 大多放线菌是好气性的。 最适温度23－370C
放线菌与人类
绝大多数抗生素由放线菌产生 用来生产纤维素、酶、维生素 具固氮作用，用于生产生物菌肥 少数寄生型放线菌可引起动植物病害 有的放线菌能破坏棉毛织品和纸张
第三节 蓝细菌
形态
链杆状
球状（正在分裂） 丝状聚合体
蓝细菌生理
光能自养型生物：只需空气、阳光、水分、少量 无机盐 没有有性生殖，以裂殖为之，也可芽生殖，极少数 有孢子 已知蓝细菌有20多种具固氮作用。
第四节 其他几种原核微生物 支原体 立克次氏体
衣原体
支原体（Mycoplasma）
直径约为150－300nm 缺乏细胞壁 “油煎蛋”状菌落（0.1-1.0mm） 二等分裂
基因组很小，0.6-1.1Mb
能在人工培养基上独立生长
具有氧化型或发酵型的产能代谢,在好氧或厌氧条件下生长 对能与核糖体、细胞膜结合的表面活性剂、抗生素敏感
立克次氏体（Rickettsia） p41
是落基山斑疹伤寒的病原体 原核，G 只能寄生于真核细胞体内（多用鸡胚培养） 无滤过性(o.3-o.6×o.8-2um) 细胞形态多变 有不够完整的产能代谢途径 基因组1.1Mb,834个基因（98年11月公布）
衣原体
寄 主 细 胞 膜
正分裂的网状体
始体
包涵体
中间体
衣原体（Chlamydia psittaci)在寄主细胞质中的形态
衣原体 (Chlamydia)
有细胞构造 1897-1958 细胞内同时含有 DNA和 RNA 有革兰氏阴性菌特征的不含肽聚糖的细胞壁 有核糖体 有不完整的酶系统，尤其缺乏产能代谢的酶系统 二等分裂繁殖； 对抑制细菌的抗生素如青霉素和磺胺等都很敏感 鸡胚卵黄囊膜、小白鼠腹腔、或 HeLa细胞培养
汤非凡教授
微生物学家----汤飞凡（Feifan Tang
1897-1958）
1897年7月23日生于湖南醴陵县。1958年9月30日卒于北京。 1914年考入湘雅医学院，1921年毕业并获得美国康涅狄克大学医 学博士学位。同年到北京协和医学院细菌系进修和工作。1925年 在美国哈佛大学医学院深造。1929年回国，先后任上海中央大学 医学院教授、上海雷斯德研究院细菌学系主任。1935年到英国国 家医学研究所任客座研究员。1937年抗日战争爆发，受命到昆明 重建中央防疫处并被任命为处长。1945年抗日战争胜利，继续在 北平任中央防疫实验处处长。1949年新中国成立后，主持组建了 我国最早的生物制品质量管理机构——中央人民政府卫生部生物 制品研究所。1951年任中国菌种保藏委员会首任主任委员，1955 年被选为中国科学院生物地学部委员。曾任中华医学会理事、中 国微生物学会理
事长和卫生部生物制品委员会主任委员。1947年， 第七届国际微生物学大会上，被选为国际微生物学会常任理事。
微生物学家----汤飞凡（Feifan Tang
1897-1958） 汤飞凡早在20世纪20年代中期已开始用物理学的方法研究病毒 性状，用离心和过滤的方法研究疱疹、牛痘等病毒，给当时病毒 是否为生物的观点的争论以肯定支持。他是最早研究介于病毒和 细菌之间的支原体的微生物学家之一。1925年他在研究疱疹病毒 的嗜神经性和疱疹脑炎和免疫反应的关系时最早观察到单纯疱疹 的潜伏感染。40年代在国内首次报道了鼠疫斑疹伤寒的地方流行， 出血性黄疸钩端螺旋体和伊氏锥虫。1954年重新开始搁置了30年 的沙眼病原研究。1955年首次分离出沙眼衣原体,无可争辩地结束 了半个多世纪关于沙眼病原的争论。他所创建的方法被广泛采用， 后来许多类似的病原被分离出来，一类介于细菌与病毒之间的特 殊微生物——衣原体陆续被发现，他是迄今为止发现重要病原体, 并开辟了一个研究领域的唯一的中国微生物学家。由于沙眼病原 的确认，使沙眼病在全世界大为减少。1982年在巴黎召开的国际 眼科学大会上，国际沙眼防治组织为表彰他的卓越贡献，追授给 他金质沙眼奖章，随后，他和他的共同工作者因成功地分离了沙 眼衣原体而获得我国科学发明奖。
微生物学家----汤飞凡（Feifan Tang
1897-1958）
汤飞凡对我国生物制品事业的发展有不可磨灭的功绩。他在 抗日战争期间和胜利后两次重建中国最早的生物制品机构中央防 疫处，主持制定了我国第一部《生物制品制造检定规程》，创建 了中国最早的抗生素生产研究机构和第一个实验生物饲养场。 汤飞凡是一位有强烈民族自尊心，热爱祖国和人民，毕生献 身科学事业的正直的科学家。他渊博的学识和丰富的实践经验使 他具有深刻的洞察力和科学的预见力，因此他能大胆怀疑前人的 结论，并用自己的实验否定前人的错误学说。在沙眼衣原体研究 中，他为了证实病原，竟两次用自己的眼睛做实验，最具体的表 现了为人类健康勇于献身的崇高品质。英国著名学者李约瑟曾称 汤飞凡是“他的国家的科学公仆”，是“预防医学领域里的一名 顽强的斗士”并断言：“在中国，他将永远不会被忘记。” *1958年因不堪无辜受辱非正常死亡。 全文摘自SCITOM
Thank you!