第一章微生物的形態(tài)和結構()

微生物（病毒）古生菌（Archaea）細菌（Bacteria）真菌（酵母、霉菌、蕈菌等）、單細胞藻類、原生動物等非細胞型細胞型原核微生物真核微生物（Eukarya）古生菌在進化譜系上與真細菌及真核微生物相互并列，且與后者關系更近，而其細胞構造卻與真細菌較為接近，同屬于原核生物。第一章原核微生物的形態(tài)、構造和功能一、原核微生物

無核膜包裹，裸露DNA的原始單細胞生物。

包括真細菌和古生菌兩大類群。

二、真核微生物

細胞核具有核膜、核仁、能進行有絲分裂,有細胞器的微小生物，稱為真核微生物。包括真菌(fungi)、單細胞(顯微)藻類(singlecellalgae)、原生動物(protozoon)。三、原核微生物與真核微生物(特點)的比較(p11表1-1)

細菌:

是以二等分裂方式繁殖為主的單細胞原核生物。無典型細胞核，只有核質體，無核膜和核仁，無細胞器，不進行有絲分裂。第一節(jié)細菌

最小最大肉眼可見（0.75mm）與無細胞結構的病毒相仿（50nm）1.細菌的大小多數(shù)常見的細菌，則在幾微米之間一、細菌的細胞形態(tài)構造與功能一般細菌的大小范圍直徑:0.5~1mm直徑:0.2~1mm,長度:1~8.0mm0.3~1mm（直徑）

×1~5.0mm（長度）(長度是菌體兩端點之間的距離，而非實際長度)1.細菌的大小幾種細菌大小比較(P13表1-2)（二）大小1、范圍細菌的大小范圍（nanobacteria）（50nm）最大和最小細菌的個體大小懸殊（Thiomargaritanamibiensis）（0.75mm）10億~100億倍費氏刺骨魚菌(0.08mm×0.6mm)(Epulopisciumfishelsoni)比大腸桿菌大100萬倍（1985年發(fā)現(xiàn)）范圍2.細菌的形態(tài)與染色球狀桿狀螺旋狀基本形態(tài)

(1)球菌(Coccus)

細胞個體呈球形或橢圓形。不同種的球菌在細胞分裂時會形成不同的空間排列方式，常被作為分類依據(jù)。

例如：單球菌、雙球菌、四聯(lián)球菌、八疊球菌、鏈球菌和葡萄球菌等。2.細菌的細胞形態(tài)金黃色葡萄球菌肺炎鏈球菌

(2)桿菌(Bacillus)

細胞呈桿狀或圓柱形

桿狀細菌的排列方式常因生長階段和培養(yǎng)條件而發(fā)生變化，一般不作為分類依據(jù)。長寬比例

(1)長桿菌

(2)短桿菌

(3)球桿菌菌體形狀

(1)直桿狀

(2)稍彎曲狀

(3)梭狀

(4)分枝狀

(Y或V形)兩端形狀

(1)兩端鈍圓

(2)兩端平截

(3)兩端尖細依排列單桿菌雙桿菌鏈桿菌枯草芽孢桿菌地衣芽孢桿菌炭疽病的病原菌----炭疽桿菌菌體成彎曲或扭轉呈螺旋狀圓柱形，螺旋菌的細胞比較堅韌。1)弧菌菌體短僅有一個彎曲，呈逗點狀為弧菌如霍亂弧菌(Vibriocholerae)

2)螺菌菌體較長有兩個以上的彎曲，捻轉呈螺旋狀。如紅色螺旋菌，鼠咬熱螺旋菌(3)螺旋菌(Spirillar

bacterium)弧菌螺旋菌螺旋體菌菌體只有一個彎曲，其程度不足一圈，形似“C”字或逗號，鞭毛偏端生?；魜y弧菌弧菌？螺旋菌？菌體較長，有兩個以上的彎曲，捻轉呈螺旋狀。螺旋數(shù)目和螺距大小因種而異。鞭毛二端生。細胞壁比較堅韌，菌體較硬(與螺旋體不同)。螺旋體菌?菌體柔軟，用于運動的類似鞭毛的軸絲位于細胞外鞘內梅毒密螺旋體細胞壁與革蘭氏染色

革蘭氏染色：C.Gram(革蘭)于1884年發(fā)明的一種鑒別不同類型細菌的染色方法。(1)細胞壁

革蘭氏染色1細菌的基本結構(二)、細菌的結構圖1-4細菌細胞構造模式圖(1)細胞壁細胞壁(cellwall)是位于細胞表面，內側緊貼細胞膜的一層無色透明，質地堅韌，而富有彈性的構造。1.細菌的一般結構

①維持菌體固有形狀;

②具有保護作用，免受細胞受機械性或滲透壓的破壞;

③細胞壁有許多微孔(1～10nm)，對大分子物質有阻攔作用④協(xié)助鞭毛的運動。細胞壁是某些細菌鞭毛的伸出支柱點;

⑤與橫隔壁的形成有關。將原細菌細胞分裂為兩個子細胞。細胞壁的主要功能★圖1-5革蘭氏陽性菌與革蘭氏陰性菌細胞壁構造的比較G+與Gˉ細菌細胞壁區(qū)別(1)細胞壁★G+和G-細菌細胞壁化學成分的比較僅由肽聚糖骨架(雙糖單位)、四肽側鏈(四肽尾)和交聯(lián)橋(肽橋)三部分組成。

原核生物所特有的已糖

肽聚糖骨架由N-乙酰葡萄糖胺(NAG)和N-乙酰胞壁酸(NAM)通過β-1,4-苷鍵交替連接成的多糖鏈，每條多糖鏈含10～65個雙糖單位雙糖單位肽聚糖結構圖1-6G+細菌肽聚糖的立體結構(片段)1）G+細菌細胞壁1、細胞壁A、肽聚糖由四個氨基酸分子按L型與D型交替方式連接而成溶菌酶的溶菌作用：雙糖單位中的β-1,4-糖苷鍵很容易被溶菌酶(lysozyme)所水解，從而引起細菌因肽聚糖細胞壁的“散架”而死亡。肽聚糖圖1-7金黃色葡萄球菌的肽聚糖結構M：N-乙酰胞壁酸;G：N-乙酰葡萄糖丙谷賴丙：四肽側鏈;x：甘氨酸五肽肽聚糖結構

G+特點：厚度大（20-80nm），有15-50層，化學組分簡單，一般只含90%肽聚糖和10%磷壁酸、少量的表面蛋白質，一般不含類脂質。細菌細胞壁跨越肽聚糖層并與細胞膜相交聯(lián)的膜磷壁酸（又稱脂磷壁酸），由甘油磷酸鏈分子與細胞膜上的磷脂進行共價結合后形成。磷壁酸革蘭氏陽性細菌細胞壁上特有的化學成分，主要成分為甘油磷酸或核糖醇磷酸。壁磷壁酸，它與肽聚糖分子間進行共價結合，含量會隨培養(yǎng)基成分而改變1）G+細菌細胞壁

磷壁酸:G+細胞壁特有的成分。是多聚磷酸甘油或多聚磷酸核糖醇的衍生物。磷壁酸以約30個或更多的重復單位構成長鏈，插于肽聚糖中。

磷壁酸的主要生理功能

a.帶有負電荷，可吸附環(huán)境中的Mg2+等陽離子，保證細胞膜上某些合成酶維持高活性。b.壁酸抗原性很強，是G+菌重要的特異性表面抗原，因而可用于鑒定菌種。c.與致病性有關,某些細菌的磷壁酸有類似菌毛的作用能黏附在宿主細胞表面，保證G+致病菌與其宿主間的黏連(主要為膜磷壁酸)。d.為某些噬菌體提供特異的吸附受體。肽聚糖外膜外膜蛋白周質空間.G-細菌細胞壁(1)細胞壁

G―細菌的細胞壁較薄(10～15nm)，多層結構。在肽聚糖的外層還有由外膜。不含有磷壁酸

肽聚糖層:埋藏在外膜層之內，多糖鏈(雙糖單位)與G+菌相同;較薄(僅2～3nm)，有1～3層，僅占細胞壁干重的5%～20%。故對機械強度的抵抗力較革蘭氏陽性菌弱。.G-細菌細胞壁肽聚糖內消旋二氨基庚二酸(m-DAP)（只在原核微生物細胞壁上發(fā)現(xiàn)）沒有特殊的肽橋，只形成較為疏稀、機械強度較差的肽聚糖網(wǎng)套.G-細菌細胞壁(1)細胞壁

G―細菌的細胞壁較薄(10～15nm)，多層結構。在肽聚糖的外層還有由外膜。不含有磷壁酸

肽聚糖層:埋藏在外膜層之內，多糖鏈(雙糖單位)與G+菌相同;較薄(僅2～3nm)，有1～3層，僅占細胞壁干重的5%～20%。故對機械強度的抵抗力較革蘭氏陽性菌弱。.G-細菌細胞壁外膜位于G-細菌肽聚糖層外表面，由脂多糖、磷脂和脂蛋白等若干種蛋白質組成的膜，有時也稱為外壁。.G-細菌細胞壁★脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)是位于G―菌細胞外壁層中的一類脂多糖類物質。

由類脂A、核心多糖和O-特異側鏈(或稱O-特異性多糖或O-抗原)三部分組成。習慣上將脂多糖稱為

細菌內毒素。

外膜①O-特異側鏈的種類、排列順序及空間構型的變化決定了G―細菌細胞表面抗原決定簇的多樣性。根據(jù)LPS抗原性的測定，沙門氏菌屬的抗原類型多達2107多種，一般都源自O-特異側鏈種類的變化。這種多變性是革G―細菌躲避宿主免疫系統(tǒng)攻擊，保持感染成功的重要手段。也可依此用靈敏的血清學方法對病原菌進行鑒定，在傳染病的診斷中有其重要意義。外膜★脂多糖的主要功能②核心多糖負電荷較強，與磷壁酸相似，可以吸附Mg2+、Ca2+等陽離子，以提高其在細胞表面濃度，對細胞膜結構起穩(wěn)定作用。★脂多糖的主要功能外膜③類脂A是革蘭氏陰性細菌致病物質內毒素的毒性中心★脂多糖的主要功能④是許多噬菌體在細菌細胞表面的吸附受體。外膜外膜蛋白(outermembraneprotein)

指嵌合在LPS和磷脂雙層外膜上的20余種蛋白質。主要有孔蛋白、脂蛋白和非微孔蛋白(表面蛋白)外膜

①孔蛋白：是由三個相同分子量36000的蛋白亞基組成的一種三聚體跨膜蛋白，中間有一直徑約1nm的孔道，通過孔的開閉，可對進入外膜層的物質進行選擇地通過。非特異性孔蛋白特異性孔蛋白可通過分子量小于800~900的任何親水性分子只容許一種或少數(shù)幾種相關物質通過，如維生素B12和核苷酸等。外膜蛋白(outermembraneprotein)

外膜脂蛋白是一種通過共價鍵使外膜層牢固地連接在肽聚糖內壁層上的蛋白，分子量約為7200。外膜蛋白(outermembraneprotein)

圖1-5革蘭氏陽性菌與革蘭氏陰性菌細胞壁構造的比較外膜②脂蛋白：由脂質與蛋白質構成，一端的蛋白質部分以共價鍵連接于肽聚糖中的四肽側鏈的二氨基庚二酸上，另一端脂質部分則以非共價鍵連接于外膜層的磷脂上，其功能是穩(wěn)定外膜并將之固定于肽聚糖層。③非微孔蛋白：它是鑲嵌于磷脂雙層外膜上的一種表面蛋白，具有特異性運輸?shù)鞍谆蚴荏w的功能,可將一些特定較大分子物質輸入細胞內。外膜蛋白(outermembraneprotein)

外膜周質空間(periplasmicspace,periplasm)

又稱壁膜間隙。在革蘭氏陰性細菌中，一般指其外膜與細胞膜之間的狹窄空間寬約(12~15nm)呈膠狀。周質空間是進出細胞的物質的重要中轉站和反應場所革蘭氏陽性和陰性細菌細胞壁的比較★G+細菌和G-細菌一些特性的比較P21表1-33）古細菌的細胞壁除熱原菌屬沒有細胞壁以外，其余都具有與真細菌功能相似的細胞壁細胞壁中含有假肽聚糖、糖蛋白或蛋白質假肽聚糖結構：N-乙酰葡糖胺和N-乙酰塔羅糖胺糖醛酸交替連接而成，連在后一氨基糖上的肽尾由L-glu、L-ala和L-lys三個L型氨基酸組成，肽橋則由L-glu一個氨基酸組成。β-1,3糖苷鍵不被溶菌酶水解4)細胞壁缺陷細菌：

缺壁突變——L型細菌

實驗室或宿主體內形成徹底去盡——原生質體（G+）缺壁人工去壁細菌部分去除——球狀體（G-）在自然界長期進化中形成——枝原體（1）L型細菌指那些實驗室或宿主體內通過自發(fā)突變而形成的遺傳性穩(wěn)定的細胞壁缺陷菌株。（2）原生質體（protoplast)：是指在人為條件下，用溶菌酶除盡原有細胞壁或用青霉素抑制新生細胞壁合成后，所得到的僅有一層細胞膜包裹著的圓球狀滲透敏感細胞，一般由革蘭氏陽性細菌形成。經溶菌酶或青霉素處理后，還殘留了部分細胞壁(尤其是G―細菌的外膜)的原生質體。通常由G―

細菌形成。

4.

支原體(Mycoplasma)

無細胞壁的原核微生物。因其細胞膜中含有一般原核生物所沒有的甾醇，其細胞膜仍有較高的機械強度。

3.原生質球(sphaeroplast)1、用堿性染