第二章 原核生物的形態(tài)結(jié)構(gòu)與功能

第一章

原核生物的形態(tài)、構(gòu)造與功能第一節(jié)細(xì)菌第一節(jié)放線菌第一節(jié)藍(lán)細(xì)菌第一節(jié)支原體、立克次氏體和衣原體

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(wú)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(yíng)養(yǎng)細(xì)菌放線菌光能營(yíng)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)菌概述概念：

廣義：所有原核生物；狹義：一類細(xì)短、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、胞壁堅(jiān)韌、二分裂的原核生物。有益：工、農(nóng)、醫(yī)、生態(tài)平衡及科學(xué)研究中的應(yīng)用。有害：致病、致腐等球狀桿狀螺旋狀基本形態(tài)一、細(xì)胞的形態(tài)、排列方式和大小（一）個(gè)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﹤€(gè)體形態(tài)和排列一、細(xì)胞的形態(tài)、排列方式和大小（一）個(gè)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﹤€(gè)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﹤€(gè)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(cè)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)造重點(diǎn)知識(shí)回顧1、微生物的三大類群及分類最重要的依據(jù)是什么？2、原核生物的六大類群及革蘭氏染色分類？3、細(xì)菌的三種基本形態(tài)？每一形態(tài)又有哪些排列方式？細(xì)菌的個(gè)體形態(tài)及排列方式能否作為分類依據(jù)？細(xì)菌菌落呢？4、已知最大、最小的細(xì)菌分別是什么？最強(qiáng)的細(xì)菌毒素是什么？由什么細(xì)菌產(chǎn)生？5、細(xì)菌的一般構(gòu)造和特殊構(gòu)造分別是什么？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(jiān)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?，可以在光學(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(mucocomplex)，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(méi)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(zhǎng)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(yáng)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(duì)二價(jià)陽(yáng)離子的吸收，尤其是Mg2+，高濃度的Mg2+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；(2)貯藏磷元素；(3)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；(4)革蘭氏陽(yáng)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(zhǎng)，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)胞壁細(xì)菌細(xì)胞壁主要成分及構(gòu)造

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(wàn)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)磷脂脂多糖的主要功能1、內(nèi)毒素的物質(zhì)基礎(chǔ)-類脂A；2、負(fù)電荷較多，與G+類似；3、細(xì)菌表面抗原的物質(zhì)基礎(chǔ)；4、噬菌體的吸附受體；5、對(duì)物質(zhì)的選擇吸收功能（革蘭氏陽(yáng)性菌對(duì)青霉素和溶菌酶等敏感的原理）。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(duì)機(jī)械強(qiáng)度的抵抗力較革蘭氏陽(yáng)性菌弱。沒(méi)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(chǎng)所。G+菌G-菌單層，厚（20~80nm），組分簡(jiǎn)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(jiǎn)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(guò)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(yáng)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(yáng)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(yáng)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(wú)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(yáng)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(wú)法連接，抑制細(xì)胞壁的合成。重點(diǎn)知識(shí)回顧1、革蘭氏陽(yáng)性菌和陰性菌的細(xì)胞壁主要成分分別是什么？哪些是其特有的？2、革蘭氏陽(yáng)性菌細(xì)胞壁肽聚糖的特點(diǎn)什么？有哪些成分組成？與革蘭氏陰性菌有何區(qū)別？3、磷壁酸的種類及功能？4、革蘭氏陰性菌細(xì)胞壁脂多糖的組成及功能是什么？5、革蘭氏染色的原理及操作流程？6、青霉素殺菌作用原理？溶菌酶的作用：

通過(guò)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(yáng)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?？顾峒?xì)菌的細(xì)胞壁抗酸細(xì)菌細(xì)胞壁特點(diǎn)1、壁厚，含有大量的分枝菌酸和索狀因子；2、革蘭氏染色陽(yáng)性，結(jié)構(gòu)卻類似陰性菌；3、肽聚糖含量少，結(jié)構(gòu)與革蘭氏陰性菌一致；4、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、藥物等難以通過(guò)細(xì)胞壁，有特殊的孔蛋白通道；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(zhǎng)期進(jìn)化中形成：支原體

（1）L型細(xì)菌（L-formofbac