天科微生物各章課件2原核一

第一章

原核生物的形態(tài)、構(gòu)造與功能

微生物分為三大類群（根據(jù)進(jìn)化地位、性狀上明顯差別）3.非細(xì)胞生物(acellularmicroorganisms)細(xì)胞型生物1.原核生物(prokaryotes)2.真核微生物（eukaryoticmicroorganisms）原核生物的定義及種類原核生物：指一大類細(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（eubacteria）域古生菌（archaea）域古生菌域雖然在進(jìn)化上和若干生化反應(yīng)與真核生物關(guān)系較為密切,但其細(xì)胞構(gòu)造屬于原核生物。真細(xì)菌包括6種類群：

“三菌”化能營養(yǎng)細(xì)菌放線菌光能營養(yǎng)：藍(lán)細(xì)菌

“三體”人工培養(yǎng)：支原體專性細(xì)胞寄生衣原體立克次氏體第一節(jié)細(xì)菌（bacteria，bacterium單數(shù)）一、細(xì)胞的形態(tài)、構(gòu)造及功能二、細(xì)菌的繁殖三、細(xì)菌的群體形態(tài)四、食品發(fā)酵工業(yè)、醫(yī)藥上常用的細(xì)菌球狀桿狀螺旋狀基本形態(tài)一、細(xì)胞的形態(tài)、排列方式和大?。ㄒ唬﹤€體形態(tài)和排列1、球狀(球菌coccus)一、細(xì)胞的形態(tài)、排列方式和大?。ㄒ唬﹤€體形態(tài)和排列一、細(xì)胞的形態(tài)、排列方式和大?。ㄒ唬﹤€體形態(tài)和排列2、桿狀（桿菌bacillus,bacilli)一、細(xì)胞的形態(tài)、排列方式和大?。ㄒ唬﹤€體形態(tài)和排列3、螺旋狀（螺旋菌spirilla,spirilla）霍亂弧菌梅毒密螺旋體一、細(xì)胞的形態(tài)、排列方式和大?。ㄒ唬﹤€體形態(tài)和排列4、其它形狀1）柄桿菌（prosthecatebacteria）2)星形細(xì)菌（star-shapedbacteria）3)方形細(xì)菌（square-ahapedbacteria）（二）大小一、細(xì)胞的形態(tài)、排列方式和大小測量單位：um（微米）（Thiomargaritanamibiensis）納米比亞硫磺珍珠狀菌不同細(xì)菌的大小差別很大二、細(xì)菌細(xì)胞的構(gòu)造與功能（三）構(gòu)造二、細(xì)菌細(xì)胞的構(gòu)造與功能（一）細(xì)胞壁（cellwall）是緊貼細(xì)胞質(zhì)膜外側(cè)的一層厚實(shí)、堅韌的外被，主要由肽聚糖構(gòu)成，有固定細(xì)胞外形和保護(hù)細(xì)胞等多種生理功能。1）細(xì)菌超薄切片的電鏡直接觀察；2）質(zhì)、壁分離與適當(dāng)?shù)娜旧梢栽诠鈱W(xué)顯微鏡下看到細(xì)胞壁；3）機(jī)械法破裂細(xì)胞后，分離得到純的細(xì)胞壁；4）制備原生質(zhì)體，觀察細(xì)胞形態(tài)的變化；細(xì)胞壁怎么被發(fā)現(xiàn)的?二、細(xì)菌細(xì)胞的構(gòu)造與功能（一）細(xì)胞壁（cellwall）

1.G+細(xì)菌細(xì)胞壁G+細(xì)菌的細(xì)胞壁肽聚糖(peptidoglycan)(90%)磷壁酸（teichoicacid）(10%)又稱粘肽(mucopeptide)、胞壁質(zhì)(murein)或粘質(zhì)復(fù)合物(plex)，是真細(xì)菌細(xì)胞壁中的特有成分。肽聚糖只存在于真細(xì)菌中，古生菌和真核生物細(xì)胞壁中沒有肽聚糖。二、細(xì)菌細(xì)胞的構(gòu)造與功能（一）細(xì)胞壁（cellwall）

1.G+細(xì)菌細(xì)胞壁（1）肽聚糖金黃色葡萄球菌為代表肽聚糖分子由肽與聚糖兩部分組成，其中的肽有四肽尾和肽橋，聚糖由N－乙酰葡萄糖胺和N－乙酰胞壁酸間隔連接，呈長鏈骨架。原核生物所特有的已糖:

N－乙酰胞壁酸

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(xì)菌因肽聚糖細(xì)胞壁的“散架”而死亡。肽聚糖單體由三部分組成：

(1)雙糖單位

(2)四肽尾

(3)肽橋（２）磷壁酸

1.G+細(xì)菌細(xì)胞壁

革氏陽性細(xì)菌細(xì)胞壁特有的化學(xué)成分（酸性多糖）按成分甘油醇型磷壁酸核糖醇型磷壁酸按結(jié)合部位壁磷壁酸膜磷壁酸磷壁酸的生理功能：(1)細(xì)胞壁形成負(fù)電荷環(huán)境，增強(qiáng)細(xì)胞膜對二價陽離子的吸收，尤其是Mg2+，高濃度的Mg2+對于保持膜的硬度，提高細(xì)胞膜上需Mg2+的合成酶的活性極為重要；(2)貯藏磷元素；(3)增強(qiáng)某些致病菌對宿主細(xì)胞的粘連、避免被白細(xì)胞吞噬以及抗補(bǔ)體的作用；(4)革蘭氏陽性細(xì)菌特異表面抗原的物質(zhì)基礎(chǔ)；(5)噬菌體的特異性吸附受體；(6)能調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)自溶素(autolysin)的活力而調(diào)節(jié)細(xì)胞壁的增長，防止細(xì)胞因自溶而死亡。細(xì)菌分類鑒定依據(jù)肽聚糖外膜外膜蛋白周質(zhì)空間

2.G-細(xì)菌細(xì)胞壁

2.G-細(xì)菌細(xì)胞壁（1）外膜(outermembrane)，又稱外壁層

位于革蘭氏陰性細(xì)菌細(xì)胞壁外層，由脂多糖、磷脂和脂蛋白等若干種蛋白質(zhì)組成的膜。（2）外膜(outermembrane)脂多糖（lipopolysaccharide，LPS）位于細(xì)胞壁最外層的一層較厚的類脂多糖類物質(zhì)(分子量1萬以上)，是革蘭氏陰性細(xì)菌細(xì)胞壁特有的成分。三部分組成：

類脂A（內(nèi)毒素的主要成分）

核心多糖

O-特異側(cè)鏈（O-多糖，O-抗原）外膜蛋白(outermembraneprotein)磷脂2.G-細(xì)菌細(xì)胞壁（2）肽聚糖埋藏在外膜層之內(nèi)，由1~2層肽聚糖網(wǎng)狀分子（交聯(lián)度30%）組成的薄層(2~3nm)，約占細(xì)胞壁總重10%。對機(jī)械強(qiáng)度的抵抗力較革蘭氏陽性菌弱。沒有特殊的肽橋，只形成較為疏稀、機(jī)械強(qiáng)度較差的肽聚糖網(wǎng)套內(nèi)消旋二氨基庚二酸(m-DAP)（只在原核生物細(xì)胞壁上發(fā)現(xiàn)）（３）G-菌的周質(zhì)空間(periplasmicspace,periplasm)周質(zhì)空間是進(jìn)出細(xì)胞的物質(zhì)的重要中轉(zhuǎn)站和反應(yīng)場所。G+菌G-菌單層，厚（20~80nm），組分簡單多層，?。?0~15nm），組分復(fù)雜

90%肽聚糖（含量高，交聯(lián)緊密）內(nèi)壁層肽聚糖（含量低,交聯(lián)疏松）

10%磷壁酸(2~7nm)

脂多糖外膜磷脂由外向內(nèi)

(8nm)脂蛋白G+細(xì)菌與G-細(xì)菌細(xì)胞壁組成與構(gòu)造比較

G+細(xì)菌與G-細(xì)菌細(xì)胞壁組成與構(gòu)造比較3.革蘭氏染色

簡單染色法

正染色

革蘭氏染色法鑒別染色法抗酸性染色法

芽孢染色法

死菌

姬姆薩染色法

負(fù)染色：莢膜染色法等細(xì)菌染色法

活菌：用美藍(lán)或TTC（氧化三苯基四氮唑）染色常用的染色方法：C.Gram（革蘭）于1884年發(fā)明的一種鑒別不同類型細(xì)菌的染色方法。革蘭氏染色過程：1）結(jié)晶紫初染2）碘溶液媒染3）乙醇脫色

革蘭氏陰性細(xì)菌呈紅色革蘭氏陽性細(xì)菌呈深紫色4）沙黃復(fù)染革蘭氏染色原理：革蘭氏染色的陽性或陰性，與細(xì)胞壁的化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)有關(guān)。革氏陽性菌革氏陰性菌肽聚糖含量高，交聯(lián)密含量低，交聯(lián)疏松脂類一般無含量高乙醇作用脫水作用脂溶作用孔徑縮小，結(jié)構(gòu)更緊密孔徑增大，結(jié)構(gòu)變得疏松大分子復(fù)合物滯留大分子復(fù)合物溶出結(jié)果紫色紅色細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)與革蘭氏染色的關(guān)系

革氏陽性菌與革氏陰性菌之間的區(qū)別在于細(xì)胞壁的物理性質(zhì)。細(xì)胞壁中的肽聚糖本身并不被染上顏色，但它可作為滲透性屏障阻止結(jié)晶紫與碘大分子復(fù)合物的流失。4.細(xì)胞壁缺陷細(xì)菌青霉素的殺菌作用原理：青霉素b-內(nèi)酰胺環(huán)結(jié)構(gòu)與D-丙氨酸末端結(jié)構(gòu)相似，占據(jù)D-丙氨酸的位置與轉(zhuǎn)肽酶結(jié)合，肽鏈無法連接，抑制細(xì)胞壁的合成。溶菌酶的作用：

通過水解肽聚糖分子中N-乙酰葡萄糖胺與N-乙酰胞壁酸間的β-1,4-糖苷鍵，引起細(xì)胞壁“散架”，形成細(xì)胞壁完全脫去或部分除去的原生質(zhì)體（革氏陽性菌）或球狀體（革氏陰性菌）。

在低滲溶液中，原生質(zhì)體或球狀體因吸水膨脹并最終導(dǎo)致破裂而死亡；

在等滲蔗糖溶液中，能得到原生質(zhì)體或球狀體。細(xì)胞壁缺陷細(xì)菌種類：

自發(fā)突變：L型細(xì)菌

實(shí)驗(yàn)室或宿主體內(nèi)形成基本去盡：原生質(zhì)體（G+）缺壁細(xì)菌

人工去壁

部分去除：球狀體（G-）

在自然界長期進(jìn)化中形成：支原體

（1）L型細(xì)菌（L-formofbacteria）

細(xì)菌在某些環(huán)境條件下（實(shí)驗(yàn)室或宿主體內(nèi)）通過自發(fā)突變而形成的遺傳性穩(wěn)定的細(xì)胞壁缺陷變異型。

因英國李斯德（Lister）預(yù)防研究所首先發(fā)現(xiàn)而得名。（1935年，念珠狀鏈桿菌Streptobacillusmoniliformis）特點(diǎn)沒有完整而堅韌的細(xì)胞壁，細(xì)胞呈多形態(tài)；有些能通過細(xì)菌濾器，故又稱“濾過型細(xì)菌”；對滲透敏感，在固體培養(yǎng)基上形成“油煎蛋”似的小菌落（直徑在0.1mm左右）

（2）原生質(zhì)體（protoplast）

在人為條件下，用溶菌酶處理或在含青霉素的培養(yǎng)基中培養(yǎng)而抑制新生細(xì)胞壁合成而形成的僅由一層細(xì)胞膜包裹的圓球形，對滲透壓變化敏感的細(xì)胞，一般由革蘭氏陽性細(xì)菌形成。特點(diǎn)：對環(huán)境條件變化敏感，低滲透壓、振蕩、離心甚至通氣等都易引起其破裂；有的原生質(zhì)體具有鞭毛，但不能運(yùn)動，也不被相