原核微生物細(xì)菌和古生菌

原核微生物細(xì)菌和古生菌第1頁，共41頁，2023年，2月20日，星期四CONTENTSSurveyofProcaryoticCellStructureBacterialExternalStructureBacterialInternalStructureBacterialShapes,Arrangements,andSizesBacterialIdentificationandClassificationSystemsUnusualProcaryoticGroups第2頁，共41頁，2023年，2月20日，星期四SECTION1

SurveyofProcaryoticCellStructure

(原核細(xì)胞的結(jié)構(gòu)概覽)第3頁，共41頁，2023年，2月20日，星期四Surveyofprocaryoticcellstructure(atypicalrod-shapedbacterium).Generalstructure;Specialstructure10986754123中間體：1.增加表面積；2.類似細(xì)胞器功能糖被儲(chǔ)藏顆粒菌毛性毛鞭毛類核第4頁，共41頁，2023年，2月20日，星期四SurveyofProcaryoticCellStructureProcaryoticcell(原核細(xì)胞)Appendages(附體)Cytoplasm(細(xì)胞質(zhì))Cellenvelope(細(xì)胞包被)Flagella(鞭毛)Pili(性毛)Fimbriae(菌毛)Glycocalyx(糖被)CellwallCellmembraneCellpoolGranules(貯藏顆粒)RibosomesNucleoid(類核)/chromosomeCapsules(莢膜)Slimelayers(粘液層)ExternalstructureInternalstructure第5頁，共41頁，2023年，2月20日，星期四SECTION2

BacterialExternalStructure

(細(xì)菌的外部結(jié)構(gòu))第6頁，共41頁，2023年，2月20日，星期四2.1APPENDAGES:CELLEXTENSIONS

(附體：細(xì)胞的延伸)Appendages(附體)Flagella(鞭毛)→motility(運(yùn)動(dòng)性)Pili(性毛)→DNAtransfer(DNA轉(zhuǎn)移)Fimbriae(菌毛)→adhesion(粘附)第7頁，共41頁，2023年，2月20日，星期四Flagella—BacterialPropellers

(鞭毛—細(xì)菌的螺旋槳)Flagellum:

Latin,whip20nmindiameter,

1-70nminlengthFunction:motility,

orself-propulsion,

toswiminaqueoushabitatAllspirilla(螺旋菌),

abouthalfofthebacilli(桿菌),

andasmallnumberofcocci(球菌)

areflagellated第8頁，共41頁，2023年，2月20日，星期四Fig.4.2Structureofflagella.

(a)Electronmicrographofbasalbodiesandfilaments(atarrows)ofbacterialflagella(66,000×).(b)Detailsofthebasalbodyinagram-negativecell.Formofflagella鞭毛絲鞭毛鞘(sheath)基體!第9頁，共41頁，2023年，2月20日，星期四Filament,ahelicalstructurecomposedofproteins

—

flagellin(鞭毛絲,由鞭毛蛋白構(gòu)成),20nmindiameter,

1-70nminlength第10頁，共41頁，2023年，2月20日，星期四Fig.4.3ElectronmicrographsdepictingtypesofflagellararrangementsTypesofflagella(三種類型)1.Monotrichous(a.單生)2.Lophotrichous(b.單端叢生)

Amphitrichous(c.兩端叢生)3.Peritrichous(d.周生)Note:

端生=極生(polarflagella)Gr.hairy第11頁，共41頁，2023年，2月20日，星期四Motility(運(yùn)動(dòng)性)運(yùn)動(dòng)方式不同于鞭子的抽動(dòng)，而是360°旋轉(zhuǎn)(rotation)Velocity:

Pseudomonasaeruginosa(銅綠假單胞菌):polar,

canswim4.4mm/min(2,000-foldthelengthofthebacterium)

E.coli:

peritrichous(周生),

1mm/minFunctionofflagella第12頁，共41頁，2023年，2月20日，星期四Fig.4.5Theoperationofflagellaandthemodeoflocomotioninbacetriawithpolarandperitrichousflagella.Directionofrotation:Counterclockwise:swimforward(run)Clockwise:stop(tumble翻滾)第13頁，共41頁，2023年，2月20日，星期四MotilityDetectiona.

Stabinoculationintoasemisolidmedium(半固體穿刺培養(yǎng))(a)(b)b.Hangingdropslide(懸滴法)Motile:thecellswimsandprogressesfromonepointtoanother;Nonmotile:thecelloscillates(振蕩)inthesamespace(Brownianmovement).第14頁，共41頁，2023年，2月20日，星期四鞭毛與趨向性TheycandetectandmoveinresponsetochemicalandlightsignalsChemotaxis(趨化性)

Positive:favorablechemicalstimulus(nutrients,

moveforward)

Negative:harmfulchemicalstimulus(moveaway)Phototaxis(趨光性)

somephotosyntheticbacteria第15頁，共41頁，2023年，2月20日，星期四Fig.4.9Threebacteriaintheprocessofconjugation(bacterialmating細(xì)菌接合作用).Pili(性毛)SexpilusFoundonlyonG-bacteriaFunction:DNATransfer第16頁，共41頁，2023年，2月20日，星期四第17頁，共41頁，2023年，2月20日，星期四Fig.4.8FormandfunctionofbacetrialfimbriaeFunction:adhesion

(粘附attachment)RelationshipbetweenFimbriaeandpathogenicityGonococcus(淋球菌)侵染泌尿道

E.coli侵染腸道

MutationandpathogenicityFimbriae(菌毛)(絨毛)第18頁，共41頁，2023年，2月20日，星期四2.2THECELLENVELOPE(細(xì)胞包被)123第19頁，共41頁，2023年，2月20日，星期四Glycocalyx(糖被)

糖被：是包裹在某些細(xì)菌細(xì)胞壁外的一層膠狀物質(zhì)多種名稱：多糖-多肽復(fù)合物，糖萼，糖被兩類：

莢膜

(b)：結(jié)構(gòu)比較緊密，有固定形態(tài)，固定在壁上

粘液層

(a)：結(jié)構(gòu)比較松散，無固定形態(tài)，未固定在壁上第20頁，共41頁，2023年，2月20日，星期四不動(dòng)桿菌屬根瘤菌屬Capsule(莢膜)*thecellproper:thepropercell嚴(yán)格意義上的(真正的，本身的)細(xì)胞第21頁，共41頁，2023年，2月20日，星期四光滑型菌落：S型，smoothtype，mucoid(粘液樣的)，有莢膜粗糙型菌落：R型，roughtype，noncoid，無莢膜根據(jù)有無莢膜，菌落分為2種類型：第22頁，共41頁，2023年，2月20日，星期四莢膜的功能保護(hù)(protection)：極端環(huán)境下（e.g.干旱、貧瘠）防止水分和營養(yǎng)丟失；防止噬菌體的吸附和裂解；防止宿主白細(xì)胞吞噬：有莢膜的肺炎鏈球菌有致病性，引起肺炎，如發(fā)生突變，無莢膜的肺炎鏈球菌致病性大大下降營養(yǎng)補(bǔ)充(nutrientsupplement)：莢膜多糖、多肽粘附(adhesion)：

定位作用，菌膠團(tuán)（莢膜包裹在細(xì)胞群上，e.g.動(dòng)膠菌屬Zoogloea）第23頁，共41頁，2023年，2月20日，星期四Fig.4.13Biofilm.Staphylococcusaureus(金葡)cellsattachedtoacatheter(導(dǎo)尿管)byaslimesecretion.第24頁，共41頁，2023年，2月20日，星期四ApplicationofCapsules腸膜狀明串株菌糖被中提取葡聚糖制備“代血漿”野油菜黃單胞菌粘液層中提取胞外多糖

—黃原膠新型粘著劑？第25頁，共41頁，2023年，2月20日，星期四CellWall(細(xì)胞壁)壁與墻的區(qū)別第26頁，共41頁，2023年，2月20日，星期四CellWall(細(xì)胞壁)Location:

thesecondlayerofcellenvelope,betweenglycocalyxandcellmembrane.Composition:

mainlycomposedofpeptidoglycan(肽聚糖),theuniquecomponentofeubacteriacellwall(注意：真細(xì)菌特有，古細(xì)菌沒有).Function:

keepthecellshape,provideosmotic

(滲透壓)protection.第27頁，共41頁，2023年，2月20日，星期四1.Glycanchain(聚糖鏈)2.Tetrapeptidesidechain(四肽側(cè)鏈)3.Peptideinterbridge(肽間橋)(G)(M)Peptidoglycan(肽聚糖)—網(wǎng)絡(luò)狀大分子第28頁，共41頁，2023年，2月20日，星期四(N-乙酰氨基葡萄糖)(N-乙酰胞壁酸)Glycanchain(聚糖鏈)Lacticacid糖苷鍵第29頁，共41頁，2023年，2月20日，星期四Glycanchain(聚糖鏈)G：N-乙酰氨基葡萄糖M：N-乙酰胞壁酸聚糖鏈：每條鏈10-65個(gè)二糖單位(…-G-M-…)金葡：只有9個(gè)二糖單位地衣芽胞桿菌：79個(gè)二糖單位第30頁，共41頁，2023年，2月20日，星期四S.aureus(G+)Peptidechain(G+)=O短肽鏈：包括四肽側(cè)鏈和肽間橋penicillinactingsite第31頁，共41頁，2023年，2月20日，星期四PeptideChain(肽鏈)四肽側(cè)鏈：4個(gè)aa按L型與D型交替方式連接，在金葡（G+）中為L-Ala-D-Glu-L-Lys-D-Ala，D-型aa在細(xì)菌細(xì)胞壁之外很少出現(xiàn)肽間橋：金葡中為5個(gè)Gly，不同細(xì)菌可能肽聚糖不同（已知超過100種，肽聚糖多樣性），主要是肽間橋組成aa不同。青霉素：作用于肽間橋Gly與四肽側(cè)鏈D-Ala之間（不同抗生素作用效果不同，肽間橋組成多樣性造成，見上圖）第32頁，共41頁，2023年，2月20日，星期四Lacticacid糖苷鍵Tetrapeptidesidechain(四肽側(cè)鏈,G－)N-乙酰胞壁酸乙酰氨基葡萄糖內(nèi)消旋二氨基庚二酸,G-獨(dú)有G－四肽側(cè)鏈與G+組成有所不同第33頁，共41頁，2023年，2月20日，星期四m-DAP(內(nèi)消旋二氨基庚二酸,G－)與Lysine(賴氨酸,G+)第34頁，共41頁，2023年，2月20日，星期四Peptidoglycan(肽聚糖)—網(wǎng)絡(luò)狀大分子復(fù)合物由3部分組成：1.Glycanchain(聚糖鏈)2.Tetrapeptidesidechain(四肽側(cè)鏈)3.Peptideinterbridge(肽間橋)單層多層:枯草桿菌20層第35頁，共41頁，2023年，2月20日，星期四肽聚糖網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)Rigidity

剛性：決定和保持細(xì)胞的形狀I(lǐng)ntegrity完整性：保護(hù)細(xì)胞不致因滲透壓破裂Meshwork網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)：物質(zhì)交換(營養(yǎng)吸收、廢物排出)

*交聯(lián)度：決定網(wǎng)孔大小與結(jié)構(gòu)強(qiáng)度(交聯(lián)度越大，網(wǎng)孔越小，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度越大)第36頁，共41頁，2023年，2月20日，星期四MechanismsofAntibioticsandLyso