第1章 原核生物的形態(tài)、構(gòu)造和功能.doc

第一章 原核生物的形態(tài)、構(gòu)造和功能1微生物可分為原核生物（prokaryotes,包括真細(xì)菌和古生菌）、真核微生物和非細(xì)胞微生物三大類群。2原核生物即廣義的細(xì)菌，指的是一大類細(xì)胞核無核膜包裹，只存在稱作核區(qū)的裸露DNA的原始單細(xì)胞生物，包括真細(xì)菌和古生菌兩大類群。其中除少數(shù)屬古生菌外，多數(shù)原核生物都是真細(xì)菌。第一節(jié) 細(xì)菌 狹義的細(xì)菌指的是一類細(xì)胞細(xì)短、結(jié)構(gòu)簡單、胞壁堅(jiān)韌、多以二分裂方式繁殖和水生性較強(qiáng)的原核生物；廣義細(xì)菌指的是所有原核生物。一、 細(xì)胞的形態(tài)、構(gòu)造及其功能（一） 形態(tài)和染色形態(tài)： 量度細(xì)菌大小的單位是微米 迄今為止的最大細(xì)菌：納米比亞嗜硫珠菌染色：革蘭氏染色：紫色，陽性菌；紅色，陰性菌。（二） 構(gòu)造1 一般構(gòu)造（1） 細(xì)胞壁主要功能：固定外形和提高機(jī)械強(qiáng)度；細(xì)胞生長、分裂及鞭毛運(yùn)動(dòng)所必需；阻攔大分子有害物質(zhì)進(jìn)入；賦予抗原性及對抗生素和噬菌體的敏感性。1革蘭氏陽性菌的細(xì)胞壁肽聚糖是真細(xì)菌細(xì)胞壁中的特有成分。 雙糖單位中的-1，4糖苷鍵易被溶菌酶所水解。 四肽尾由4個(gè)氨基酸分子按L和D型交替連接的方式連接而成，其中D型氨基酸一般僅在細(xì)菌細(xì)胞壁上見到。 肽橋中的氨基酸種類很多，除與四肽尾中氨基酸重復(fù)外，還可出現(xiàn)甘氨酸、蘇氨酸、絲氨酸和天冬氨酸，但從未發(fā)現(xiàn)過支鏈氨基酸、芳香氨基酸、含硫氨基酸和精氨酸、組氨酸、脯氨酸 磷壁酸是一種結(jié)合在革蘭氏陽性菌壁上的一種酸性多糖，主要成分為甘油磷酸或核糖醇磷酸。磷壁酸的主要功能：1. 分子上的大量負(fù)電荷濃縮細(xì)胞周圍的兩價(jià)陽離子，以提高細(xì)胞膜上的合成酶的活性；2. 貯藏元素；3. 調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)的自溶素活力，防止自溶；4. 噬菌體特異性吸附受體；5. 表面抗原，菌種鑒定；6. 增強(qiáng)某些致病菌的黏連，避免被白細(xì)胞吞噬，并有抗補(bǔ)體的作用。2）革蘭氏陰性的細(xì)胞壁差別： 四肽尾第三個(gè)氨基酸分子不是L-賴氨酸，而是被一種只存在于原核生物細(xì)胞壁上的特殊氨基酸m-DAP（內(nèi)消旋二氨基庚二酸）所代替 沒有肽橋。外膜是革蘭氏陰性細(xì)菌所特有的細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)，化學(xué)成分為脂多糖、磷脂和若干種外膜蛋白。脂多糖的主要功能：i. 類脂A內(nèi)毒素的物質(zhì)基礎(chǔ)；ii. 與磷壁酸相似，也有吸附兩價(jià)陽離子的作用；iii. LPS結(jié)構(gòu)多變，使菌體表面的抗原決定簇呈現(xiàn)多樣性；iv. 噬菌體在細(xì)胞表面的吸附受體；v. 選擇性吸收功能；LPS結(jié)構(gòu)須借鈣離子維持，經(jīng)EDTA去除鈣離子后，可使LPS解體，從而暴露內(nèi)壁層的肽聚糖，這時(shí)陰性菌易被溶菌酶破壞。3）抗酸細(xì)菌的細(xì)胞壁：細(xì)胞壁中含有大量的分枝菌酸等蠟質(zhì)的特殊革蘭氏陽性菌。染色反應(yīng)上呈陽性，但在壁的構(gòu)造上卻類似于陰性菌。索狀因子是其表層的一種糖脂4）古生菌的細(xì)胞壁：古生菌中，除熱原體屬?zèng)]有細(xì)胞壁外，其余具有與真細(xì)菌功能相似的細(xì)胞壁，但化學(xué)成分差別很大，都不含真正的肽聚糖，有些含假肽聚糖，有些含多糖，也有含糖蛋白或蛋白質(zhì)的。5)缺壁細(xì)菌革蘭氏陽性菌最易形成原生質(zhì)體，這種原生質(zhì)體除對相應(yīng)的噬菌體缺乏敏感性、不能進(jìn)行正常的鞭毛運(yùn)動(dòng)和細(xì)胞不能分裂外，仍保留著正常細(xì)胞所具有的正常的其他功能。6）革蘭氏染色機(jī)制（2） 細(xì)胞膜在所有的細(xì)菌細(xì)胞膜上都含磷脂酰甘油，而在革蘭氏陰性菌中，通常還富含磷脂酰乙醇胺；分枝桿菌中可以發(fā)現(xiàn)磷脂酰肌醇；磷脂酰膽堿偶爾存在于陰性菌中，未見于陽性菌中。細(xì)胞膜的生理功能：i. 選擇性控制細(xì)胞內(nèi)、外營養(yǎng)物質(zhì)和代謝產(chǎn)物的運(yùn)送；ii. 維持細(xì)胞內(nèi)正常滲透壓的結(jié)構(gòu)屏障；iii. 合成細(xì)胞壁和糖被有關(guān)成分的重要場所；iv. 氧化磷酸化和光合磷酸化的酶系存在，產(chǎn)能基地；v. 鞭毛基體著生部位。古生菌細(xì)胞膜的獨(dú)特性和多樣性：（3） 細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞內(nèi)含物： 貯藏物：PHB（屬于脂類的碳源類貯藏物）、PHA、異染粒（迂回體，儲藏磷元素）磁小體（四氧化三鐵）羧酶體：又稱羧化體氣泡（4） 核區(qū)細(xì)菌細(xì)胞的特殊構(gòu)造（1） 糖被：莢膜、微莢膜、黏液層和菌膠團(tuán)糖被的作用：l 保護(hù)；l 貯藏養(yǎng)料；l 滲透性屏障和離子交換系統(tǒng)；l 表面附著；l 細(xì)菌間的信息識別；l 堆積代謝廢物。（2） S層：一層包圍在原核微生物的細(xì)胞壁外、由大量蛋白質(zhì)或糖蛋白亞基以方塊形或六角形方式排列的連續(xù)層。（3） 鞭毛趨性：生物體對環(huán)境中的不同物理、化學(xué)或生物因子作有方向性的應(yīng)答運(yùn)動(dòng)稱為趨性。（4） 菌毛（5） 性毛（6） 芽孢和其他休眠構(gòu)造芽孢形成：芽孢萌發(fā)：活化、出芽和生長三個(gè)階段。活化作用可逆。有些化學(xué)物質(zhì)可顯著促進(jìn)芽孢的萌發(fā)，稱作萌發(fā)劑；發(fā)芽速度很快，過程為：發(fā)芽過程中，核心中含量較高的可防止DNA損傷的小酸溶性芽孢蛋白SASP迅速下降。滲透調(diào)節(jié)皮層膨脹學(xué)說（7） 伴胞晶體 堿溶性蛋白質(zhì)晶體（三） 細(xì)菌的繁殖1. 裂殖二分裂、三分裂、復(fù)分裂2. 芽殖芽生細(xì)菌二、細(xì)菌的群體形態(tài)菌落：在固體培養(yǎng)基上以母細(xì)胞為中心的一堆肉眼可見的，有一定形態(tài)、構(gòu)造等特征的子細(xì)胞集團(tuán)。生物被膜：由細(xì)菌分泌胞外多糖附著于自然物體表面而形成的一種由細(xì)菌群體組成的膜狀構(gòu)造。菌膜第二節(jié) 放線菌放線菌是一類主要呈菌絲狀生長和以孢子繁殖的陸生性較強(qiáng)的原核生物/革蘭氏陽性細(xì)菌。橫割分裂，兩種途徑： 細(xì)胞膜內(nèi)陷 細(xì)胞壁、細(xì)胞膜同時(shí)內(nèi)陷第三節(jié) 藍(lán)細(xì)菌一類 革蘭氏陰性、無鞭毛、含葉綠素a、產(chǎn)氧性光合作用的大型原核生物。l 構(gòu)造與革蘭氏陰性菌相似：l 細(xì)胞壁雙層，含肽聚糖，還有一層外壁膜；l 壁外有黏質(zhì)糖被或鞘；l 細(xì)胞質(zhì)周圍有復(fù)雜的光合色素層，通常以類囊體的形式出現(xiàn)，其中含葉綠素a和藻膽素，有羧酶體、氣泡；l 有糖原、PHB，用作氮源的藍(lán)細(xì)菌肽和貯存磷的聚磷酸鹽；l 脂肪酸含有兩至多個(gè)雙鍵的不飽和脂肪酸，而其他原核生物只含飽和脂肪酸或單個(gè)雙鍵的不飽和脂肪酸。幾種特化的形式：異形胞，專司固氮功能；靜息孢子，休眠細(xì)胞；鏈絲段，繁殖的功能；內(nèi)孢子，繁殖。第四節(jié) 支原體、立克次氏體和衣原體同屬革蘭氏陰性一、 支原體一類無細(xì)胞壁、介于獨(dú)立生活和細(xì)胞內(nèi)寄生生活間的最小型原核生物。特點(diǎn)： 細(xì)胞很??； 細(xì)胞膜含甾醇； 菌落“油煎蛋”狀； 二分裂和出芽方式繁殖； 多數(shù)能以糖類為能源，在有氧或無氧條件下進(jìn)行氧化型或發(fā)酵型產(chǎn)能代謝； 基因組很??； 對能抑制蛋白質(zhì)生物合成的抗生素和破壞甾體的細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的抗生素都很敏感。二、立克次氏體寄生于真核細(xì)胞內(nèi)，不能獨(dú)立生活