第二章 原核微生物形態(tài)結(jié)構(gòu)

第二

章

原核微生物形態(tài)與細(xì)胞結(jié)構(gòu)《微生物學(xué)》課程Contents（6學(xué)時(shí)）第一節(jié)細(xì)菌重點(diǎn)：細(xì)菌的形態(tài)、細(xì)胞結(jié)構(gòu)以及與革蘭氏染色的關(guān)系第二節(jié)放線(xiàn)菌重點(diǎn)：放線(xiàn)菌的形態(tài)、結(jié)構(gòu)及其菌落特征

第三節(jié)其他原核微生物重點(diǎn)：藍(lán)細(xì)菌、支原體、衣原體、立克次氏體等原核微生物的基本特性1、細(xì)菌的形態(tài)、細(xì)胞結(jié)構(gòu)2、細(xì)菌的群體形態(tài)3、細(xì)菌的繁殖方式第一節(jié)細(xì)菌（Bacteria）一、一般形態(tài)及細(xì)胞結(jié)構(gòu)（一）個(gè)體形態(tài)和排列球狀桿狀螺旋狀基本形態(tài)一、一般形態(tài)及細(xì)胞結(jié)構(gòu)（一）個(gè)體形態(tài)和排列1、球狀

細(xì)胞個(gè)體呈球形或橢圓形，不同種的球菌在細(xì)胞分裂時(shí)會(huì)形成不同的空間排列方式，常被作為分類(lèi)依據(jù)。雙球菌四聯(lián)球菌八疊球菌葡萄球菌鏈球菌金黃色葡萄球菌肺炎鏈球菌一、一般形態(tài)及細(xì)胞結(jié)構(gòu)（一）個(gè)體形態(tài)和排列2、桿狀

細(xì)胞呈桿狀或圓柱形，一般其粗細(xì)（直徑)比較穩(wěn)定，而長(zhǎng)度則常因培養(yǎng)時(shí)間、培養(yǎng)條件不同而有較大變化。

大腸桿菌雙歧桿菌銅綠假單胞菌（綠膿桿菌）炭疽病的病原菌-----------炭疽桿菌一、一般形態(tài)及細(xì)胞結(jié)構(gòu)（一）個(gè)體形態(tài)和排列3、螺旋狀弧菌螺旋菌螺旋體菌弧菌：菌體只有一個(gè)彎曲,其程度不足一圈,形似“C”字或逗號(hào),鞭毛偏端生?；魜y弧菌螺旋菌：菌體回轉(zhuǎn)如螺旋,螺旋數(shù)目和螺距大小因種而異.鞭毛二端生.細(xì)胞壁堅(jiān)韌,菌體較硬。螺旋體菌梅毒密螺旋體（一）個(gè)體形狀和排列4、其它形狀（二）大小

最?。杭{米細(xì)菌(nanobacteria)，直徑約50nm。最大：球菌納米比亞嗜硫珠菌(Thiomargaritanamibia)，其直徑大小可達(dá)100-750μm！

德國(guó)科學(xué)家H.N.Schulz等1999年在納米比亞海岸的海底沉積物中發(fā)現(xiàn)的一種硫磺細(xì)菌(sulfurbacterium),其大小可達(dá)0.75mm,Thiomargaritanamibiensis，-----“納米比亞硫磺珍珠”（二）大小一般細(xì)菌的大小范圍：0.5~1um（直徑）0.2~1um(直徑)

X1~80um(長(zhǎng)度)0.3~1um(直徑)

X1~50um(長(zhǎng)度)(長(zhǎng)度是菌體兩端點(diǎn)之間的距離,而非實(shí)際長(zhǎng)度)（二）大小除病毒外，微生物都具有細(xì)胞的結(jié)構(gòu)每個(gè)微生物細(xì)胞都具有生命活動(dòng)的全部功能①營(yíng)養(yǎng)功能②生長(zhǎng)能力③分化④信號(hào)傳遞⑤進(jìn)化（三）細(xì)胞的結(jié)構(gòu)化學(xué)物質(zhì)能量合成轉(zhuǎn)化廢物①營(yíng)養(yǎng)功能②生長(zhǎng)能力3.1細(xì)胞的化學(xué)性質(zhì)

1、細(xì)胞的化學(xué)成分

2、細(xì)胞中的有機(jī)單體和多聚體

（1）碳水化合物和多糖（2）脂肪酸和類(lèi)脂（3）核苷酸和核酸（4）氨基酸和蛋白質(zhì)3.2原核生物細(xì)胞的結(jié)構(gòu)與功能干物質(zhì)10%-30%水分：70%-90%有機(jī)成分：99%無(wú)機(jī)成分：1%3.2原核生物細(xì)胞的結(jié)構(gòu)與功能一般構(gòu)造：一般細(xì)菌都有的構(gòu)造特殊構(gòu)造：部分細(xì)菌具有的或一般細(xì)菌在特殊環(huán)境下才有的構(gòu)造1、細(xì)胞壁1）概念：4）革蘭氏染色與細(xì)胞壁：（1）革蘭氏染色簡(jiǎn)介（2）革蘭氏染色步驟（3）細(xì)胞壁類(lèi)型:G+細(xì)胞壁、G－細(xì)胞壁（4）肽聚糖結(jié)構(gòu)的不同（5）革蘭氏染色的原理本節(jié)重點(diǎn)掌握內(nèi)容2）證實(shí)細(xì)胞壁存在的方法：3）細(xì)胞壁的功能：（三）細(xì)胞的結(jié)構(gòu)1、細(xì)胞壁（cellwall）1）概念：

細(xì)胞壁是位于細(xì)胞表面，內(nèi)側(cè)緊貼細(xì)胞膜的一層較為堅(jiān)韌，略具彈性的細(xì)胞結(jié)構(gòu)。細(xì)胞壁2）證實(shí)細(xì)胞壁存在的方法：（1）細(xì)菌超薄切片的電鏡直接觀(guān)察；（2）制備原生質(zhì)體，觀(guān)察細(xì)胞形態(tài)的變化；（3）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；（4）機(jī)械法破裂細(xì)胞后，分離得到純的細(xì)胞壁；（三）細(xì)胞的結(jié)構(gòu)1、細(xì)胞壁3）細(xì)胞壁的功能：（1）固定細(xì)胞外形和提高機(jī)械強(qiáng)度；（2）為細(xì)胞的生長(zhǎng)、分裂和鞭毛運(yùn)動(dòng)所必需；（3）滲透屏障，阻攔酶蛋白和某些抗生素等大分子物質(zhì)（分子量大于800）進(jìn)入細(xì)胞，保護(hù)細(xì)胞免受溶菌酶、消化酶和青霉素等有害物質(zhì)的損傷；（4）細(xì)菌特定的抗原性、致病性以及對(duì)抗生素和噬菌體的敏感性的物質(zhì)基礎(chǔ)；1、細(xì)胞壁4）革蘭氏染色與細(xì)胞壁：

（1）革蘭氏染色簡(jiǎn)介C.Gram（革蘭）于1884年發(fā)明的一種鑒別不同類(lèi)型細(xì)菌的染色方法。2）革蘭氏染色與細(xì)胞壁：（2）革蘭氏染色步驟1、用堿性染料結(jié)晶紫對(duì)菌液涂片進(jìn)行初染2、用碘溶液進(jìn)行媒染，其作用是提高染料和細(xì)胞間的相互作用從而使二者結(jié)合得更牢固3、用乙醇或丙酮沖洗進(jìn)行脫色。在經(jīng)歷脫色后仍將結(jié)晶紫保留在細(xì)胞內(nèi)的為革蘭氏陽(yáng)性細(xì)菌，而革蘭氏陰性細(xì)菌的結(jié)晶紫被洗掉，細(xì)胞呈無(wú)色4、用一種與結(jié)晶紫具有不同顏色的堿性染料對(duì)涂片進(jìn)行復(fù)染。例如沙黃，它使原來(lái)無(wú)色的革蘭氏陰性細(xì)菌最后呈現(xiàn)桃紅到紅色，而革蘭氏陽(yáng)性細(xì)菌繼續(xù)保持深紫色2）革蘭氏染色與細(xì)胞壁：（2）革蘭氏染色步驟WHY?（3）細(xì)胞壁類(lèi)型:革蘭氏陽(yáng)性細(xì)菌細(xì)胞壁革蘭氏陰性細(xì)菌細(xì)胞壁革蘭氏陽(yáng)性細(xì)菌革蘭氏陰性細(xì)菌細(xì)胞膜

肽聚糖磷壁酸脂磷壁酸肽聚糖周質(zhì)空間細(xì)胞膜外膜

脂多糖孔蛋白磷脂脂蛋白膜蛋白

膜蛋白

革蘭氏陽(yáng)性和陰性細(xì)菌細(xì)胞壁成分的比較★共有組分—肽聚糖★特有組分—G＋磷壁酸

Gˉ類(lèi)脂質(zhì)、脂多糖、脂蛋白

磷壁酸t(yī)eichoicacid（垣酸）

占壁干重40-50%。是以磷酸多元醇分子的重復(fù)結(jié)構(gòu)單位為主鏈（骨架）的陰離子多聚物。在多數(shù)情況下，磷壁酸分子中的磷酸多元醇是磷酸甘油，或磷酸核糖醇，因此，根據(jù)主鏈組成不同可以將磷壁酸分為兩大類(lèi)：磷酸甘油型磷壁酸核糖醇型磷壁酸跨越肽聚糖層并與細(xì)胞膜相交聯(lián)的膜磷壁酸（又稱(chēng)脂磷壁酸），壁磷壁酸，它與肽聚糖分子間進(jìn)行共價(jià)結(jié)合，含量會(huì)隨培養(yǎng)基成分而改變，一般占細(xì)胞壁重量的10%，有時(shí)可接近50%。用稀酸或稀堿可以提取。二價(jià)陽(yáng)離子，特別是高濃度的Mg2+。的存在，對(duì)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。革蘭氏陽(yáng)性細(xì)菌的細(xì)胞壁磷壁酸的主要生理功能：細(xì)胞壁形成負(fù)電荷環(huán)境，增強(qiáng)細(xì)胞膜對(duì)二價(jià)陽(yáng)離子的吸收；貯藏磷元素；增強(qiáng)某些致病菌對(duì)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；革蘭氏陽(yáng)性細(xì)菌特異表面抗原的物質(zhì)基礎(chǔ)；噬菌體的特異性吸附受體；能調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)自溶素(autolysin)的活力，防止細(xì)胞因自溶而死亡?？勺鳛榧?xì)菌分類(lèi)、鑒定的依據(jù)革蘭氏陰性細(xì)菌的細(xì)胞壁外膜(outermembrane)脂多糖（lipopolysaccharide,LPS）位于革蘭氏陰性細(xì)菌細(xì)胞壁最外層的一層較厚（8~10nm）的類(lèi)脂多糖類(lèi)物質(zhì)，由類(lèi)脂A、核心多糖(corepolysaccharide)和O-特異側(cè)鏈（O-specificsidechain，或稱(chēng)O-多糖或O-抗原）三部分組成。脂多糖的主要功能LPS結(jié)構(gòu)的多變，決定了革蘭氏陰性細(xì)菌細(xì)胞表面抗原決定簇的多樣性；根據(jù)LPS抗原性的測(cè)定，沙門(mén)氏菌屬(Salmonella)的抗原型多達(dá)2107