細菌特殊模式構造

1、特殊構造特殊構造特殊構造歸納鞭毛 長在各種原核生物細胞表面長絲狀、波曲形具有運動能力的蛋白質附屬稱為鞭毛。其數(shù)目為一條至數(shù)十條，能通過快速旋轉推動細胞運動。鞭毛運動能增強細菌對宿主的侵害，因運動往往有化學趨向性，可避開有害環(huán)境或向高濃度環(huán)境的方向移動。 每根鞭毛由固定于細胞表面的基體、游離的鉤形鞘和鞭毛絲基體、游離的鉤形鞘和鞭毛絲三部分組成。 具有鞭毛的細菌大多是弧菌、弧菌、桿菌和個別球菌。桿菌和個別球菌。鞭毛的觀察 電子顯微鏡直接觀察 長：1520MM直徑：0.010.02MM 光學顯微鏡下觀察： 鞭毛染色和暗視野觀察 鞭毛染色的基本原理：即在染色前先用媒染劑(如單寧酸或明礬鉀)處理，讓它沉

2、積在鞭毛上，使鞭毛直徑加粗，然后再進行染色（如堿性復紅、硝酸銀、結晶紫）。常用的媒染劑由丹寧酸和氯化高鐵或鉀明礬等配制而成。 根據培養(yǎng)特征： 半固體穿刺，菌落形態(tài)鞭毛類型 根據鞭毛的數(shù)量和部位，可將鞭毛菌分成4類：單毛菌單毛菌：只有一根鞭毛，位于菌體一端，如霍亂弧菌；雙毛菌雙毛菌：菌體兩端各有一根鞭毛，如空腸彎曲菌；叢毛菌叢毛菌：菌體一端或兩端有一叢鞭毛，如銅綠假單胞菌；周毛菌周毛菌：菌體周身遍布許多鞭毛，如傷寒沙門菌。單端鞭毛單端鞭毛端生叢毛端生叢毛周生鞭毛周生鞭毛兩端生鞭毛兩端生鞭毛鞭毛的構造革蘭氏陰性革蘭氏陽性 G菌：L環(huán)、P環(huán)、S環(huán)、M環(huán) G+菌：S環(huán)，M環(huán) 鞭毛絲鞭毛絲：中空螺旋狀、

3、絲狀結構，球蛋白亞基螺旋排列中空螺旋狀、絲狀結構，球蛋白亞基螺旋排列。 鞭毛鉤：鞭毛鉤：又稱鉤形鞘，是連接鞭毛絲和基體的一個彎曲筒狀部分，蛋白質亞基組成。又稱鉤形鞘，是連接鞭毛絲和基體的一個彎曲筒狀部分，蛋白質亞基組成。 基體：基體：由若干個盤狀物即環(huán)組成。由若干個盤狀物即環(huán)組成。鞭毛的生長 鞭毛的生長方式是在其頂部延伸。 鞭毛蛋白，3萬6萬DOLTON，不同種由不同球蛋白分子亞基構成，有些含多糖、類脂等，為極好抗原。鞭毛運動與細菌的趨避性運動鞭毛運動與細菌的趨避性運動 化學趨避性運動化學趨避性運動：細菌對某化學物質敏感，通過運動聚集于該物質的高濃度區(qū)域或低濃度區(qū)域。 氧氧趨避性趨避性運動運動

4、：好氧細菌根據氧氣充足區(qū)域進行分布。 光光趨避性趨避性運動運動：有的細菌能區(qū)別不同波長的光而集中在一定波長光區(qū)內。 趨磁運動或趨磁運動或趨磁性趨磁性：趨磁細菌根據磁場方向進行分布。 運動速度運動速度：鞭毛菌的運動速度極高，每秒高達2080UM ，最高100UM （每分鐘達到3000倍體長）！ 運動方式運動方式：通過拴菌實驗，發(fā)現(xiàn)細菌只能在載玻片上不斷打轉。說明鞭毛運動的機制是高速旋轉。菌毛 就是以前我們所說的纖毛，也稱傘毛、線毛、須毛，是一種長在細菌體表的纖細、中空、短直且數(shù)量較多的蛋白質類附屬物，有使菌體附著于物體表面上的功能。不具有運動功能，但與菌的致病性吸附等有關 每個細菌約有25030

5、0條菌毛。有菌毛的細菌一般以革蘭氏陰性致病菌居多，借助菌毛可把它們牢固地粘附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，進一步定植和致病。 菌毛在普通光學顯微鏡下看不到,必須用電子顯微鏡觀察。菌毛直徑大約37NM，長度約為0.56UM，有些菌毛可長達20UM。其化學組成是菌毛蛋白，與鞭毛相似。也源于細胞質膜內側基粒上。菌毛不具備運動功能，也見于非運動的細胞中。因機械因素而失去菌毛的細菌很快又能形成新的菌毛，因此認為菌毛可能經常脫落并不斷更新。 菌毛類型很多，根據菌毛功能可將其分為兩大類：普通菌毛和性菌毛。普通菌毛 數(shù)目多，短粗，有黏附作用，與致病性有關。 普通菌毛長0.31.0UM

6、，直徑7NM，可增加細菌吸附于其他細胞或物體的能力。例如腸道菌的I型菌毛，它能牢固的吸附在動植物、真菌以及多種其他細胞上，包括人的呼吸道、消化道和泌尿道的上皮細胞上；有的能吸附于紅細胞上，引起紅細胞凝集；有的是噬菌體的吸附位點。菌毛的這種吸附性可能對細菌在自然環(huán)境中的生活有著某種意義。性菌毛 僅見于少數(shù)革蘭陰性菌，比普通菌毛略微稍粗，中空呈管狀，數(shù)量少，一個菌體只有14根，通常由質粒編碼。帶有性菌毛的細菌具有致育能力，稱為F+菌或者雄性菌。無性菌毛的細菌稱為F-菌或雌性菌。 性菌毛是在性質粒（F因子）控制下形成的，故又稱F-菌毛（F-PILI）。性菌毛是細菌傳遞游離基因的器官，作為細菌接合時遺

7、傳物質的通道?，F(xiàn)在很多學者趨向于用纖毛表示普通菌毛，而菌毛多指性菌毛。F+菌體內的質?；蛉旧wDNA可通過中空的性菌毛進入F-菌體內，這個過程稱為接合（CONJUGATION）。細菌的毒性及耐藥性等性狀可通過此方式傳遞，這是某些腸道桿菌容易產生耐藥性的原因之一。性菌毛機制作用 菌毛的主體由蛋白質“菌毛蛋白”通過聚合作用形成，當然其它蛋白，如菌毛與細胞膜結合處的蛋白質和促進菌毛組合蛋白質在菌毛的結構與形成中也有重要作用。 可以帶給細菌接合能力的質粒一般攜帶有性菌毛的基因，一般不同的質粒所攜帶的性菌毛的基因有所不同，但有的卻非常相似。在最著名的F質粒中，性菌毛及相關蛋白質由操縱子編碼。 大量的實驗

8、證據顯示，接合時，性菌毛與與接受細胞上的受體蛋白結合，去聚合作用產生，性菌毛縮短，將兩個細胞拉近，細胞與細胞間建立起一道細胞質的橋梁，質?？赏ㄟ^這道橋轉移到另一個細胞中。交換質粒可使細胞獲得新的功能，如抗生素抗性。這個過程極為復雜，其中涉及的蛋白質和過程還處于研究之中細菌細胞壁以外的構造糖被 糖被包被于某些細菌細胞壁外的一層厚度不定的透明膠狀物質。糖被的有無、厚薄除與菌種的遺傳性相關外，還與環(huán)境尤其是營養(yǎng)條件密切相關。糖被按其有無固定層次、層次厚薄又可細分為大莢膜、微莢膜、黏液層和菌膠團等數(shù)種。 莢膜的含水量很高，經脫水和特殊染色后可在光鏡下看到。在實驗室中，若用炭黑墨水對產莢膜細菌進行負染色

9、（即背景染色），也可方便地在光鏡下觀察到莢膜，而黏液層則無此特性。 糖被的成分一般是多糖，少數(shù)是蛋白質或多肽，也有多糖與多肽復合型的。糖被的分類 根據糖被的形狀和厚度的不同，將根據糖被的形狀和厚度的不同，將莢膜分為四類：莢膜分為四類： 大莢大莢膜膜：粘液狀物質具有一定外形，相對穩(wěn)定地附著在細胞壁外，厚度粘液狀物質具有一定外形，相對穩(wěn)定地附著在細胞壁外，厚度：0.20.2UM。v微莢膜微莢膜：粘液狀物質較薄，厚度：粘液狀物質較薄，厚度：0.20.2UM, ,與細胞與細胞表面牢固結合。表面牢固結合。v粘液粘液層層：粘液物質沒有明顯的邊緣，比莢膜松散粘液物質沒有明顯的邊緣，比莢膜松散, ,可向周圍環(huán)

10、境中擴散可向周圍環(huán)境中擴散, ,增大黏性。增大黏性。v菌膠團菌膠團: :包裹在細胞群體上的膠狀物質包裹在細胞群體上的膠狀物質。莢膜的觀察莢膜的生理功能 1、莢膜富含水分，可保護細胞免于干燥；、莢膜富含水分，可保護細胞免于干燥； 2、能抵御吞噬細胞的吞噬；、能抵御吞噬細胞的吞噬； 3、為主要表面抗原（、為主要表面抗原（K抗原），是有些病原菌的毒力因子；抗原），是有些病原菌的毒力因子； 4、能保護菌體免受噬菌體和其他物質（溶菌酶和補體）的侵害；、能保護菌體免受噬菌體和其他物質（溶菌酶和補體）的侵害； 5、是某些病原菌必須的粘附因子；、是某些病原菌必須的粘附因子； 6、貯藏養(yǎng)料，是細胞外碳源和能源的

11、儲備物質貯藏養(yǎng)料，是細胞外碳源和能源的儲備物質莢膜在生產實踐中的關系 應用：應用：莢膜也可以成為有價值的材料。如莢膜也可以成為有價值的材料。如：腸系膜明串珠菌腸系膜明串珠菌的的葡聚糖莢膜葡聚糖莢膜已用于生產已用于生產代血漿的主要成分代血漿的主要成分右旋糖酐和葡聚糖凝膠制劑；右旋糖酐和葡聚糖凝膠制劑； 從從野菜黃單野菜黃單胞菌胞菌莢膜莢膜提取黃原膠，它是優(yōu)良的食品添加劑，又是石油開采中提取黃原膠，它是優(yōu)良的食品添加劑，又是石油開采中優(yōu)良的壓漿優(yōu)良的壓漿劑劑； 用產菌用產菌膠團的菌進行膠團的菌進行污水處理等；污水處理等； 通過莢膜的血清通過莢膜的血清學反應進行細菌鑒定（莢膜膨脹試驗）。學反應進行細

12、菌鑒定（莢膜膨脹試驗）。 危害：危害：食品變質發(fā)粘；增強致病力；造成嚴重齲齒等。食品變質發(fā)粘；增強致病力；造成嚴重齲齒等。莢膜與菌落的關系 光滑型菌光滑型菌落落產莢膜的細菌在固體培養(yǎng)基上形成的菌落表面產莢膜的細菌在固體培養(yǎng)基上形成的菌落表面濕潤、有光澤、呈粘液狀，稱濕潤、有光澤、呈粘液狀，稱S-型菌落型菌落。 粗糙型菌粗糙型菌落落不產莢膜的細菌形成的菌落表面干燥、粗糙、不產莢膜的細菌形成的菌落表面干燥、粗糙、稱稱R-型菌落。型菌落。莢膜形成條件（1）莢膜的形成是微生物的遺傳特征之一，是）莢膜的形成是微生物的遺傳特征之一，是“種種”的特征。但的特征。但不是細菌的必要結構，失去莢膜的菌株照樣能夠生

13、活。不是細菌的必要結構，失去莢膜的菌株照樣能夠生活。 (2)莢膜的形成與組成明顯受培養(yǎng)基成分和培養(yǎng)條件的影響莢膜的形成與組成明顯受培養(yǎng)基成分和培養(yǎng)條件的影響（與環(huán)境密切相關）。（與環(huán)境密切相關）。 如如腸膜明串腸膜明串珠菌以珠菌以蔗糖為碳源時合成葡聚糖成蔗糖為碳源時合成葡聚糖成分的莢膜分的莢膜 。芽孢（備注） 芽孢囊（SPORANGIUM），母細胞的空殼； 孢外壁（EXSOSPORIUM），母細胞殘留物，主要由脂蛋白組成，含少量氨基糖，透性差； 芽孢衣（SPORE COAT），約3NM，層次多（315層），主要由疏水性角蛋白和少量磷脂蛋白組成，芽孢衣對溶菌酶、蛋白酶、表面活性劑有很強的抗性，對

14、多價陽離子滲透性很差； 皮層（CORTEX），占芽孢體積的3660%，含有大量芽孢皮層特有的芽孢肽聚糖，特點是呈纖維束狀、交聯(lián)度小、負電荷強、可被溶菌酶水解，皮層中還含有占芽孢干重710%的DPA-CA（吡啶二羧酸鈣鹽），不含磷壁酸。皮層的滲透壓可高達20個大氣壓左右，含水量約70%，略低于營養(yǎng)細胞（約80%），而比芽孢的平均含水量（約40%）高出許多； 核心（CORE ，包括芽孢壁、芽孢膜、芽孢質、核區(qū)）等結構，又稱芽孢原生質體，含水量極低，與一般細胞的區(qū)別僅為芽孢壁中不含磷壁酸，芽孢質中含有DPA-CA。細菌的休眠體芽孢 芽孢是某些細菌在其生活史后期在細胞內形成的一個抗逆性極強的休眠體，呈

15、圓形或橢圓形，壁厚，含水量低，對熱、輻射和化學藥物有很強的抗性。因每一營養(yǎng)細胞僅形成一個芽孢，故芽孢無繁殖功能。芽胞成熟后可自行從芽胞囊中釋放出來。因芽胞的形成都是在細胞內，故又稱內生孢子。芽孢的構造和各部分功能名稱名稱主要成分主要成分生理功能生理功能芽外壁脂蛋白隔絕內外物質滲透芽孢衣疏水性角蛋白抗酶解，抗藥物，阻止多價陽離子滲透皮層芽孢肽聚糖，DPACa滲透壓高，可使芽孢核心失水并保持干燥核心芽孢壁肽聚糖可發(fā)展成新細胞的細胞壁芽孢質膜磷脂，蛋白質可發(fā)展成新細胞的細胞質膜芽孢質DPACa，核糖體，RNA，酶類可發(fā)展成新細胞的細胞質核區(qū)DNA遺傳信息的載體DPA-Ca：鈣-吡啶二羧酸能形成芽孢的

16、細菌種類能形成芽孢的細菌種類在桿菌中能形成芽孢的種類在桿菌中能形成芽孢的種類較多較多，而而在在球菌和螺旋菌中只有球菌和螺旋菌中只有少數(shù)少數(shù)菌種菌種可形成芽孢?？尚纬裳挎?。產生芽孢的幾個屬：產生芽孢的幾個屬：( (BACILLUS)BACILLUS)芽孢桿菌屬芽孢桿菌屬( (CLOSTRIDIUM)CLOSTRIDIUM)梭狀芽孢桿菌屬梭狀芽孢桿菌屬(SPOROSARCINA)(SPOROSARCINA)芽孢八疊球菌屬芽孢八疊球菌屬芽孢的形成過程芽孢的形成過程軸絲形成形成前芽孢前芽孢隔膜形成前芽孢發(fā)育成熟芽孢形成芽孢囊裂解 核物質融合成軸絲狀（桿狀）。在細胞中央或一端，細胞膜內陷形成隔膜包圍核物質，產生一個小細胞。小細胞被原來的細胞膜包圍，生成前孢子。前孢子實質上是一個被兩層同心膜包圍著的原生質體。在光學顯微鏡下觀察未染色的活細菌，可以看到前孢子是一個清亮的、與菌體其他部分明顯不同的區(qū)域。前孢子再被多層膜包圍，如皮層、孢子衣等，最后成為成熟的芽孢，由于細胞壁的潰溶而釋放出來。芽孢的本質 即不是細菌生活周期的必經階段，也不是細菌繁殖的一種形式，即不是細菌生活周期的必經階段，也不是細菌繁殖的一種形式，又不是對環(huán)境的消極反應，而又不是對環(huán)境的消極反應，而是一種生命形式是一種生命形式，一種獨立的休，一種獨立的休眠體眠體。伴胞伴胞晶