原核微生物

这篇导图与原核生物有关，内容详细全面，主要讲述细菌、放线菌以及蓝细菌与支原体、立克次氏体和衣原体，知识涵盖详细，会对您有所帮助的

第一章 原核微生物

细菌(bacteria)

定义

一类细胞细短（0.5x0.5~5um)，结构简单，细胞壁坚韧，多二分裂繁殖，水生性较强的原核生物

习性

生活在温暖、潮湿和富含有机质的地方，有臭味、酸败味；固体表面水珠状、鼻涕状突起；粘、滑感觉；液体浑浊

与人类关系

坏:引起人、动物和植物的疾病，及食品、工农产品变质 

好:有益细菌用于工农医药和环保，基础研究的模式 生物

细菌形态与大小

形态与排列

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

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

螺旋状

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

螺菌

螺旋2-6环，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

螺旋体

螺旋超过6环，菌体柔软，用于运动的类似鞭毛的轴丝位于细胞外鞘内

其他形状

柄杆菌(prosthecate bacteria)

星形细菌( star-shaped bacteria)

方形细菌(square-ahaped bacteria)

异常形态

大小

范围

0.5~1μm（直径）

0.2~1μm（直径）×1~80μm（长度）

0.3~1μm（直径）×1~50μm（长度）

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

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

细胞结构与功能

染色

细菌染色法

死菌

正染色

简单染色法

鉴别染色法

革兰氏染色法

抗酸性染色法

芽孢染色法

姬姆萨染色法

负染色

荚膜染色法等

活菌

用美蓝或TTC(氧化三苯基四氮唑）等作活菌染色

结构

细胞壁

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坚韧厚实，略具弹性的细胞结构

证实细胞壁存在的方法

细菌超薄切片的电镜直接观察

细胞壁的功能

固定细胞外形和提高机械强度

为细胞的生长、分裂和鞭毛运动所必需

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

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

革兰氏染色与细胞壁

革兰氏染色

革兰氏阳性和阴性细菌细胞壁成分的比较

革兰氏阳性细菌的细胞壁

肽聚糖(peptidoglycan)

肽聚糖又称粘肽(mucopeptide)、胞壁质(murein)或粘质复合物(mucocomplex)，是真细菌细胞壁中的特有成分

磷壁酸(teichoic acid)

革兰氏阳性细菌细胞壁上特有的化学成分，主要成分为甘油磷酸或核糖醇磷酸

革兰氏阴性细菌的细胞壁

肽聚糖(peptidoglycan)

埋藏在外膜层之内，是仅由1~2层肽聚糖网状分子组成的薄层(2~3nm)，含量约占细胞壁总重的10%，故对机械强度的抵抗力较革兰氏阳性菌弱

外膜(outer membrane)

位于革兰氏阴性细菌细胞壁外层，由脂多糖、磷脂和外膜蛋白等若干种蛋白质组成的膜，有时也称为外壁

外膜蛋白(outer membrane protein)

嵌合在LPS和磷脂层外膜上的蛋白。有20余种，但多数功能尚不清楚

周质空间(periplasmic space,periplasm)

又称壁膜间隙。在革兰氏阴性细菌中，一般指其外膜与细胞膜之间的狭窄空间（宽约12~15nm），呈胶状周质空间是进出细胞的物质的重要中转站和反应场所

革兰氏阳性和阴性细菌的比较

革兰氏染色反应

肽聚糖层

磷壁酸

外膜

脂多糖（LPS）

类脂和脂蛋白含量

鞭毛结构

产毒素

对机械力的抗性

细胞壁抗溶菌酶

对青霉素和磺胺

古生菌细胞壁

具有与真细菌类似功能的细胞壁

细胞壁的结构和化学成分均差别甚大

已研究过的一些古生菌，它们细胞壁中没有真正的肽聚糖，而是由多糖（假肽聚糖）、糖蛋白或蛋白质构成的

热原体属(Thermoplasma)没有细胞壁

细胞壁缺陷细菌

缺壁细菌

实验室或宿主体内形成

缺壁突变——L型细菌

人工去壁

基本去尽——原生质体（G+）

部分去除——球状体（G-）

在自然界长期进化中形成——支原体

L型细菌( L-form of bacteria)

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）

原生质体(protoplast)

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

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

支原体（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

细胞膜

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7～8nm，由磷脂（占20%～30%）和蛋白质（占50%～70%）组成

观察方法

质壁分离后结合鉴别性染色在光学显微镜下观察

原生质体破裂

超薄切片电镜观察

细胞膜的化学组成与结构模型

磷脂

膜蛋白

液态镶嵌模型（fluid mosaic model）

甾醇类物质

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

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

古生菌的细胞膜的结构

古生菌的质膜在本质上也是由磷脂组成，但它比真细菌或真核生物具有更明显的多样性

细胞质和内含物

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%

颗粒状贮藏物（reserve materials）

碳源及能源类

糖原

大肠杆菌、克雷伯氏菌、芽孢杆菌和蓝细菌等

聚β－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

氮源

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

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

微生物合理利用营养物质的一种调节方式

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

储藏物在细菌细胞中大量积累，还可以被人们利用

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

羧酶体(carboxysome)

一些自养细菌细胞内的多角形或六角形内含物

气泡(gas vocuoles)

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

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

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

细菌细胞壁以外的构造

糖被(glycocalyx)

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

按其有无固定层次、层次厚薄

荚膜（capsule或macrocapsule，大荚膜）

微荚膜(microcapsule)

粘液层(slimelayer)

菌胶团(zoogloea)

特点

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

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

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

细菌糖被与人类的科学研究和生产实践有密切的关系

功能

保护作用，保护细胞免受干燥损伤

贮藏养料，是细胞外碳源和能源的储备物质

作为透性屏障和离子交换系统，保护细胞免受重金属离子的毒害

表面附着作用，是某些病原菌必需的粘附因子

细菌间的信息识别作用

堆积代谢废物

应用

菌种鉴定

药物和生化试剂

工业原料

污水的生物处理

鞭毛(flagellum,复flagella)

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”

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15~20μm；直径0.01~0.02μm

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

鞭毛的结构及其运动机制

鞭毛推动细菌运动的特点

速度快

运动方式

细菌的趋避运动

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

性毛(pili,单数pilus)

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

特殊的休眠构造

芽孢

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”）

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

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

形成

轴丝形成→前芽孢的隔膜形成→前芽孢的发育成熟→开始合成芽孢衣→ 脱水→芽孢衣合成并形成皮层→芽孢成熟→细胞裂解释放芽孢

萌发过程

活化→出芽→生长

萌发条件

短期加热（60度5分钟），低pH，还原剂处理（L-丙氨酸、Mn2+、表面活性剂、葡萄糖等

结构

产芽孢细菌

芽孢囊

是产芽孢菌的营养细胞外壳

芽孢

孢外壁

主要含脂蛋白，透性差(有的芽孢无此层)

芽孢衣

主要含疏水性角蛋白，抗酶解、抗药物，多价阳离子难通过

皮层

主要含芽孢肽聚糖及DPA-Ca,体积较大，渗透压高，含水量大

核心

芽孢壁

含肽聚糖，可发展成新细胞的壁

芽孢膜

含磷脂、蛋白质，可发展成新细胞的膜

芽孢质

含DPA-Ca、核糖体、RNA和酶类

核区

含DNA

耐热机制

皮层膨胀导致核心的脱水和耐热

皮层收缩导致核心因充水而不耐热

细菌的繁殖

繁殖

二分裂

绝大部分细菌

三分裂

绿硫细菌

复分裂

蛭壶菌

芽殖

芽生细菌

芽生杆菌属

细菌群体形态

固体培养基

菌落(colony)

菌苔(lawn)

半固体与液体培养基

放线菌(actinomycetes)

概念

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

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1μm

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

营养菌丝

气生菌丝

孢子丝

生长与繁殖

繁殖方式

无性孢子；错在多种孢子形成方式

凝聚孢子

横隔孢子

孢囊孢子

分生孢子

厚壁孢子

菌丝断裂；常见于液体培养基中，工业发酵生产抗生素是都以此法大量繁殖放线菌

菌落形态

能产生大量分枝和气生菌丝的菌种（如链霉菌）

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

不能产生大量菌丝体的菌种（如诺卡氏菌）

粘着力差，粉质，针挑起易粉碎

分布特点及与人类的关系

放线菌常以孢子或菌丝状态极其广泛地存在于自然界，土壤中最多，其代谢产物使土壤具有特殊的泥腥味

能产生大量的、种类繁多的抗生素（其中90%由链霉菌产生）

有的放线菌可用于生产维生素、酶制制；此外，在甾体转化、 石油脱蜡、烃类发酵、污水处理等方面也有应用

少数寄生型放线菌可引起人、动物（如皮肤、脑、肺和脚部感染）、植物（如马铃薯和甜菜的疮痂病）的疾病

蓝细菌(Cyanobacteria)

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

特性

分布极广

形态差异大，有球状、杆状和丝状等形态

细胞中含有叶绿素a,进行产氧型光合作用

具有原核生物的典型细胞结构

营养极为简单，不需要维生素，以硝酸盐或氨作为氮源，多数能固氮，其异形细胞（heterocyst）是进行固氮的场所

分泌粘液层、荚膜或形成鞘衣，因此具有强的抗干旱能力

无鞭毛，但能在固体表面滑行，进行光趋避运动

许多种类细胞质中有气泡，使菌体漂浮，保持在光线最充足的地方，以利用光合作用

形态

色球蓝细菌群

宽球蓝细菌群

颤蓝细菌群

念珠蓝细菌群

分枝异形胞蓝细菌群

构造

与G-细菌相似

细胞壁双层，含肽聚糖

特化形式

异形胞

静息孢子

链丝段

内孢子

支原体、立克次氏体和衣原体

支原体(Mycoplasma)

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

特性

无细胞壁，只有细胞膜，细胞形态多变

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

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

一些支原体能引起人类、牲畜、家禽和作物的病害疾病

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

立克次氏体(Rickettsia)

概念

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

特性

某些性质与病毒相近

从一种宿主传至另一宿主的特殊生活方式

衣原体(Chlamydia)

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

特性

细胞结构与细菌类似

细胞呈球形或椭圆形，直径0.2-0.3μm，能通过细菌滤器

专性活细胞内寄生

在宿主细胞内生长繁殖具有独特的生活周期，即存在原体和始体两种形态

衣原体广泛寄生于人类、哺乳动物及鸟类，少数致病

衣原体不耐热，60度10分钟即被灭活，但它不怕低温，冷冻干燥可保藏多年。对红霉素、氯霉素、四环素敏感

第一章 原核微生物

细菌(bacteria)

定义

一类细胞细短（0.5x0.5~5um)，结构简单，细胞壁坚韧，多二分裂繁殖，水生性较强的原核生物

习性

生活在温暖、潮湿和富含有机质的地方，有臭味、酸败味；固体表面水珠状、鼻涕状突起；粘、滑感觉；液体浑浊

与人类关系

坏:引起人、动物和植物的疾病，及食品、工农产品变质 

好:有益细菌用于工农医药和环保，基础研究的模式 生物

细菌形态与大小

形态与排列

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

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

螺旋状

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

螺菌

螺旋2-6环，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

螺旋体

螺旋超过6环，菌体柔软，用于运动的类似鞭毛的轴丝位于细胞外鞘内

其他形状

柄杆菌(prosthecate bacteria)

星形细菌( star-shaped bacteria)

方形细菌(square-ahaped bacteria)

异常形态

大小

范围

0.5~1μm（直径）

0.2~1μm（直径）×1~80μm（长度）

0.3~1μm（直径）×1~50μm（长度）

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

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

细胞结构与功能

染色

细菌染色法

死菌

正染色

简单染色法

鉴别染色法

革兰氏染色法

抗酸性染色法

芽孢染色法

姬姆萨染色法

负染色

荚膜染色法等

活菌

用美蓝或TTC(氧化三苯基四氮唑）等作活菌染色

结构

细胞壁

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坚韧厚实，略具弹性的细胞结构

证实细胞壁存在的方法

细菌超薄切片的电镜直接观察

细胞壁的功能

固定细胞外形和提高机械强度

为细胞的生长、分裂和鞭毛运动所必需

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

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

革兰氏染色与细胞壁

革兰氏染色

革兰氏阳性和阴性细菌细胞壁成分的比较

革兰氏阳性细菌的细胞壁

肽聚糖(peptidoglycan)

肽聚糖又称粘肽(mucopeptide)、胞壁质(murein)或粘质复合物(mucocomplex)，是真细菌细胞壁中的特有成分

磷壁酸(teichoic acid)

革兰氏阳性细菌细胞壁上特有的化学成分，主要成分为甘油磷酸或核糖醇磷酸

革兰氏阴性细菌的细胞壁

肽聚糖(peptidoglycan)

埋藏在外膜层之内，是仅由1~2层肽聚糖网状分子组成的薄层(2~3nm)，含量约占细胞壁总重的10%，故对机械强度的抵抗力较革兰氏阳性菌弱

外膜(outer membrane)

位于革兰氏阴性细菌细胞壁外层，由脂多糖、磷脂和外膜蛋白等若干种蛋白质组成的膜，有时也称为外壁

外膜蛋白(outer membrane protein)

嵌合在LPS和磷脂层外膜上的蛋白。有20余种，但多数功能尚不清楚

周质空间(periplasmic space,periplasm)

又称壁膜间隙。在革兰氏阴性细菌中，一般指其外膜与细胞膜之间的狭窄空间（宽约12~15nm），呈胶状周质空间是进出细胞的物质的重要中转站和反应场所

革兰氏阳性和阴性细菌的比较

革兰氏染色反应

肽聚糖层

磷壁酸

外膜

脂多糖（LPS）

类脂和脂蛋白含量

鞭毛结构

产毒素

对机械力的抗性

细胞壁抗溶菌酶

对青霉素和磺胺

古生菌细胞壁

具有与真细菌类似功能的细胞壁

细胞壁的结构和化学成分均差别甚大

已研究过的一些古生菌，它们细胞壁中没有真正的肽聚糖，而是由多糖（假肽聚糖）、糖蛋白或蛋白质构成的

热原体属(Thermoplasma)没有细胞壁

细胞壁缺陷细菌

缺壁细菌

实验室或宿主体内形成

缺壁突变——L型细菌

人工去壁

基本去尽——原生质体（G+）

部分去除——球状体（G-）

在自然界长期进化中形成——支原体

L型细菌( L-form of bacteria)

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）

原生质体(protoplast)

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

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

支原体（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

细胞膜

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7～8nm，由磷脂（占20%～30%）和蛋白质（占50%～70%）组成

观察方法

质壁分离后结合鉴别性染色在光学显微镜下观察

原生质体破裂

超薄切片电镜观察

细胞膜的化学组成与结构模型

磷脂

膜蛋白

液态镶嵌模型（fluid mosaic model）

甾醇类物质

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

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

古生菌的细胞膜的结构

古生菌的质膜在本质上也是由磷脂组成，但它比真细菌或真核生物具有更明显的多样性

细胞质和内含物

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%

颗粒状贮藏物（reserve materials）

碳源及能源类

糖原

大肠杆菌、克雷伯氏菌、芽孢杆菌和蓝细菌等

聚β－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

氮源

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

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

微生物合理利用营养物质的一种调节方式

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

储藏物在细菌细胞中大量积累，还可以被人们利用

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

羧酶体(carboxysome)

一些自养细菌细胞内的多角形或六角形内含物

气泡(gas vocuoles)

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

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

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

细菌细胞壁以外的构造

糖被(glycocalyx)

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

按其有无固定层次、层次厚薄

荚膜（capsule或macrocapsule，大荚膜）

微荚膜(microcapsule)

粘液层(slimelayer)

菌胶团(zoogloea)

特点

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

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

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

细菌糖被与人类的科学研究和生产实践有密切的关系

功能

保护作用，保护细胞免受干燥损伤

贮藏养料，是细胞外碳源和能源的储备物质

作为透性屏障和离子交换系统，保护细胞免受重金属离子的毒害

表面附着作用，是某些病原菌必需的粘附因子

细菌间的信息识别作用

堆积代谢废物

应用

菌种鉴定

药物和生化试剂

工业原料

污水的生物处理

鞭毛(flagellum,复flagella)

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”

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15~20μm；直径0.01~0.02μm

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

鞭毛的结构及其运动机制

鞭毛推动细菌运动的特点

速度快

运动方式

细菌的趋避运动

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

性毛(pili,单数pilus)

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

特殊的休眠构造

芽孢

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”）

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

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

形成

轴丝形成→前芽孢的隔膜形成→前芽孢的发育成熟→开始合成芽孢衣→ 脱水→芽孢衣合成并形成皮层→芽孢成熟→细胞裂解释放芽孢

萌发过程

活化→出芽→生长

萌发条件

短期加热（60度5分钟），低pH，还原剂处理（L-丙氨酸、Mn2+、表面活性剂、葡萄糖等

结构

产芽孢细菌

芽孢囊

是产芽孢菌的营养细胞外壳

芽孢

孢外壁

主要含脂蛋白，透性差(有的芽孢无此层)

芽孢衣

主要含疏水性角蛋白，抗酶解、抗药物，多价阳离子难通过

皮层

主要含芽孢肽聚糖及DPA-Ca,体积较大，渗透压高，含水量大

核心

芽孢壁

含肽聚糖，可发展成新细胞的壁

芽孢膜

含磷脂、蛋白质，可发展成新细胞的膜

芽孢质

含DPA-Ca、核糖体、RNA和酶类

核区

含DNA

耐热机制

皮层膨胀导致核心的脱水和耐热

皮层收缩导致核心因充水而不耐热

细菌的繁殖

繁殖

二分裂

绝大部分细菌

三分裂

绿硫细菌

复分裂

蛭壶菌

芽殖

芽生细菌

芽生杆菌属

细菌群体形态

固体培养基

菌落(colony)

菌苔(lawn)

半固体与液体培养基

放线菌(actinomycetes)

概念

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

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1μm

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

营养菌丝

气生菌丝

孢子丝

生长与繁殖

繁殖方式

无性孢子；错在多种孢子形成方式

凝聚孢子

横隔孢子

孢囊孢子

分生孢子

厚壁孢子

菌丝断裂；常见于液体培养基中，工业发酵生产抗生素是都以此法大量繁殖放线菌

菌落形态

能产生大量分枝和气生菌丝的菌种（如链霉菌）

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

不能产生大量菌丝体的菌种（如诺卡氏菌）

粘着力差，粉质，针挑起易粉碎

分布特点及与人类的关系

放线菌常以孢子或菌丝状态极其广泛地存在于自然界，土壤中最多，其代谢产物使土壤具有特殊的泥腥味

能产生大量的、种类繁多的抗生素（其中90%由链霉菌产生）

有的放线菌可用于生产维生素、酶制制；此外，在甾体转化、 石油脱蜡、烃类发酵、污水处理等方面也有应用

少数寄生型放线菌可引起人、动物（如皮肤、脑、肺和脚部感染）、植物（如马铃薯和甜菜的疮痂病）的疾病

蓝细菌(Cyanobacteria)

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

特性

分布极广

形态差异大，有球状、杆状和丝状等形态

细胞中含有叶绿素a,进行产氧型光合作用

具有原核生物的典型细胞结构

营养极为简单，不需要维生素，以硝酸盐或氨作为氮源，多数能固氮，其异形细胞（heterocyst）是进行固氮的场所

分泌粘液层、荚膜或形成鞘衣，因此具有强的抗干旱能力

无鞭毛，但能在固体表面滑行，进行光趋避运动

许多种类细胞质中有气泡，使菌体漂浮，保持在光线最充足的地方，以利用光合作用

形态

色球蓝细菌群

宽球蓝细菌群

颤蓝细菌群

念珠蓝细菌群

分枝异形胞蓝细菌群

构造

与G-细菌相似

细胞壁双层，含肽聚糖

特化形式

异形胞

静息孢子

链丝段

内孢子

支原体、立克次氏体和衣原体

支原体(Mycoplasma)

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

特性

无细胞壁，只有细胞膜，细胞形态多变

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

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

一些支原体能引起人类、牲畜、家禽和作物的病害疾病

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

立克次氏体(Rickettsia)

概念

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

特性

某些性质与病毒相近

从一种宿主传至另一宿主的特殊生活方式

衣原体(Chlamydia)

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

特性

细胞结构与细菌类似

细胞呈球形或椭圆形，直径0.2-0.3μm，能通过细菌滤器

专性活细胞内寄生

在宿主细胞内生长繁殖具有独特的生活周期，即存在原体和始体两种形态

衣原体广泛寄生于人类、哺乳动物及鸟类，少数致病

衣原体不耐热，60度10分钟即被灭活，但它不怕低温，冷冻干燥可保藏多年。对红霉素、氯霉素、四环素敏感