第二章 微生物的形態(tài)與分類

第二章微生物的形態(tài)與分類原核生物prokaryotes真核微生物eukaryoticmicroorganisms非細胞微生物acellularmicroorganisms

主要內容：形態(tài)與大小，細胞結構與功能，繁殖方式與生活史，分類等第一節(jié)細菌Bacteria原核生物Prokaryotes指一大類細胞核無核膜包裹，只有稱作為核區(qū)（nuclearregion）的裸露DNA的原始單細胞生物。指核質和細胞質之間不存在明顯核膜，其染色體由單一核酸組成的一類微生物包括：真細菌eubacteria

古細菌archaea細菌是一類細胞細而短、結構簡單、細胞壁堅韌、以二等分裂方式繁殖和水生性較強的原核微生物。在分類學上，細菌屬于原核生物界（Procaryotae）,細菌門(Bacteriophyta)，真細菌綱(Eubacteriae)，真細菌亞綱(Eubacteria)一.細菌的形態(tài)與大小1、細菌的細胞形態(tài)基本形態(tài)球菌coccus桿菌bacillus螺旋菌spirilla

球菌的種類桿菌的種類螺旋菌的種類弧菌Vibrio螺旋菌Spirilla（螺旋體Spirochaeta）coccus雙球菌鏈球菌四聯(lián)球菌bacillus鏈狀桿菌大腸桿菌棒狀桿菌流感嗜血桿菌梭狀芽孢桿菌巨大芽孢桿菌vibrio細菌的異常形態(tài)：由于環(huán)境條件或菌齡引起的不規(guī)則的形態(tài)，如細胞膨大、或出現(xiàn)梨形、或產生分支、或細胞拉長等。①畸形：由于化學的或物理的因素的刺激，阻礙了細胞的發(fā)育而引起的異常形態(tài)。②衰頹形：由于培養(yǎng)時間過長，細胞衰老，營養(yǎng)缺乏，代謝排泄物濃度積累過高使細胞衰老而引起的異常形態(tài)。巴氏醋酸桿菌的畸形乳酪桿菌的衰頹形2、細菌細胞的大小用mm表示大小球菌：f0.2～1.5mm

桿菌：寬×長小型：0.2～0.4×0.7～1.5mm

中型：0.5～1.0×2.0～3.0mm

大型：1.0～1.5×3.0～8.0mm

螺旋菌：寬×長0.3～1.0×1～50mm3測定方法：測微尺測定，投影或照相測定影響大小測定的因素測定方法菌齡（主要影響長度）細胞的干重：10-12～10-13g／個

二.細菌細胞的構造一般構造：為所有的細菌細胞所共有，一般為生命所必需。細胞壁、細胞膜、類核、間體、細胞質、核糖體、顆粒狀內含物特殊構造：只存在于某些細菌、甚至是某特定的生理階段，賦予細胞特殊功能、一般為生命非必需。鞭毛、傘毛、纖毛、莢膜、芽孢（一）一般構造1.細胞壁cellwall（1）定義：細胞壁是位于細胞表面、內側緊貼細胞膜的一層較為堅韌、略具彈性的結構．（2）生理功能固定細胞外形保護細胞免受機械和滲透壓等外力的損傷為鞭毛運動提供支點對大分子物質的屏障作用賦予細菌特定的抗原性、致病性以及對抗生素和噬菌體的敏感性（3）化學組成肽聚糖、磷壁酸、類脂質（脂多糖、脂蛋白、磷脂）及蛋白質等①肽聚糖(peptidoglycan)

雙糖單位N-乙酰葡糖胺(NAG)N-乙酰胞壁酸(NAM)四肽尾肽橋S.aureusS.aureus②磷壁酸t(yī)eichoicacidG+細胞壁特有的一種酸性多糖主要種類甘油磷壁酸、核糖醇磷壁酸

③脂多糖（lipopolysaccharide，LPS）G-細菌細胞壁特有的類脂多糖物質

結構復雜類脂A：2個N-乙酰葡糖胺5個長鏈脂肪酸LPS核心多糖：O—特異側鏈：（4）細胞壁的結構G+細胞壁：一層，10-50(20-80)nm，含90%的肽聚糖和10%的磷壁酸G-細胞壁：2層內壁層：2-3nm，肽聚糖外壁層/外膜：8-10nm，由脂多糖、磷脂和外膜蛋白構成周質空間(periplasmicspace)成分占細胞壁干重的%G+細菌G-細菌肽聚糖含量很高(30~95)含量很低(5~20)磷壁酸含量較高(＜50)0類脂質一般無(＜2)含量較高(約20)蛋白質0含量較高G+與G-細菌細胞壁成分的比較（5）原生質體及球形體原生質體Protoplast

細菌被完全除去細胞壁后所剩下的部分。球形體/原生質球Spheroplast

細菌被部分除去細胞壁后所剩下的部分。制備方法：溶菌酶(lysozyme)處理2.細胞膜：(cellmembrance)①定義：是一層緊貼在細胞壁內側，包圍著細胞質的柔軟、脆弱、富有彈性半透性薄膜。厚度7~8nm②功能選擇透性維持細胞內正常滲透壓的屏障在細胞的呼吸過程中起關鍵作用與細胞膜、細胞壁及莢膜的合成有關鞭毛基體的著生部位和旋轉的供能部位③化學組成磷脂(20-30%)蛋白質(50~70%)少量糖蛋白、糖脂(約2%)

磷脂：磷脂酰膽堿磷脂酰絲氨酸磷脂酰乙醇胺等膜蛋白：外周蛋白peripheralprotein

整合蛋白integralprotein

結構：液態(tài)鑲嵌模型fluidmosaicmodel液態(tài)鑲嵌模型fluidmosaicmodel要點：①由兩層磷脂分子構成膜的骨架，親水的極性端朝外，疏水的非極性端朝內；②膜蛋白可以結合在膜的表面，也可以由外側伸入膜的內部，或貫穿整個膜；③膜具有親水小孔，由整合蛋白貫穿膜而構成；④膜具有流動性，包括蛋白質的橫向流動，脂類的橫向流動及翻斤頭式的縱向運動；⑥膜的外表面結合有樹杈狀的多糖鏈----糖脂．3.間體mesosome：①定義：由細胞膜內陷而成的層狀、管狀或囊狀結構。是特化的CM，多見于G+細菌②化學組成與結構

與細胞膜相同③生理功能產生能量的基地向細胞外分泌消化酶與細胞橫隔的合成有關

4.核質體nuclearbody,擬核nucleoid

(1)

位置：核質體是原核生物所特有的無核膜包裹、無固定形態(tài)的原始細胞核。(2)

化學組成：DNA(3)

結構：環(huán)狀、高度折疊纏繞的“超線圈”結構的DNA。即一條染色體。

E.coli基因組4.64Mb，由4300個基因組成（1997）

B.subtilis基因組4.21Mb，4100個基因（1997）(4)

生理功能：貯存和傳遞遺傳信息；細胞的控制中心。每個細胞中一般有1~2個核質體，在生長迅速的細胞中也會有2~4個

核質體(Nucleoid)5.質粒plasmid：游離于原核生物核基因組以外，具有獨立復制能力的小型供價閉合環(huán)狀的DNA分子結構：circularcovalentlyclosedDNA(cccDNA)，3000-15000bp，MW2~100×106d。生理功能：（各種質粒功能不一）

如：F質粒致育性R質?？顾幮訡ol質粒大腸桿菌素合成質粒DNA分子質粒的特點

并非細菌生活必需可通過物理或化學因子處理從細胞中除去只能從有質粒的細胞中獲得

6.細胞質和內含物（1）細胞質cytoplasm：是細胞質膜包圍的除核質體以外的一切半透明、膠體狀、顆粒狀物質的總稱。主要組成：水、核糖體、貯藏物、酶類、中間代謝產物、質粒、各種營養(yǎng)物質和大分子單體功能:為細胞進行新陳代謝提供內在環(huán)境（2）細胞內含物核糖體ribosome

分散在細胞質中的沉降系數(shù)為70s、由RNA和蛋白質組成的顆粒狀結構。功能：合成蛋白質的場所貯藏物主要是一些不同化學成分積累而成的不溶性沉淀顆粒。功能：儲存營養(yǎng)物質

①碳源及能源類多糖類：淀粉粒、肝糖粒類脂：聚β-羥丁酸(PHB)粒、脂肪粒

硫粒：

細胞中的硫粒②氮源類藻青素：由含精氨酸和天冬氨酸殘基的分支多肽構成，藍細菌③磷源類

異染顆粒：是無機偏磷酸的聚合物

（二）細菌的特殊構造1、鞭毛flagellum，flagella（1）定義：生長在某些細菌（運動細菌）體表面的長絲狀、波曲的蛋白質性質的附屬物。（2）著生情況菌種

著生類型偏端單生monopolarmonotrichous兩端單生bipolarmonotrichous偏端叢生lophotrichous兩端叢生amphitrichous周生peritrichous

flagellaflagella生理功能：細菌的運動器官觀察：

直接法：染色后顯微鏡下觀察電鏡觀察間接法：觀察細菌運動情況如懸滴法、半固體穿刺培養(yǎng)法,半固體點種培養(yǎng)法，化學組成：鞭毛蛋白組成結構：G+菌和G-細菌不同E.coli鞭毛的結構:鞭毛絲10-20nm×15-20mm鞭毛鉤基體L環(huán):包埋在CW的外壁層中P環(huán):包埋在CW的內壁層中S環(huán):位于CM表面M環(huán):位于CM中或恰好居于CM下G+菌僅有S環(huán)和M環(huán)2.傘毛/菌毛fimbria,fimbriae長在細菌體表的纖細、中空、短直、數(shù)量較多的蛋白質類附屬物。直徑3-10nm，250-300條/細胞化學組成：菌毛蛋白pilin結構：著生于細胞膜上，穿過細胞壁后伸展于體表。3~10×100~5000nm。功能：使菌體附著于物體表面3、(性)纖毛（Sex-pili,F-pili，pili）由F質粒DNA編碼，存在于具有F質粒的E.coli的表面，每個細胞1至幾根。是中空管狀物，是細菌接合時DNA轉移的通道。fimbriapilus細菌細胞附屬物appendages鞭毛：flagella傘毛：fimbrae性纖毛：sex-pili4.糖被glycocalyx（1）包被于某些細菌細胞壁外的一層厚度不定的膠狀物質。（2）類型：

大莢膜macrocapsule/capsule微莢膜microcapsule粘液層slimelayer菌膠團zoogloea（3）化學組成：水、多糖和/或多肽（4）功能：細胞外的營養(yǎng)儲存保護細胞免受干燥的影響增加病原菌的致病力等堆積廢物（5）光滑型菌落、粗糙型菌落（6）注①②③（7）利用與危害dextran,xanthangum5、芽孢endospore/spore（1）某些細菌在其生長發(fā)育后期,在細胞內形成一個圓形或橢圓形，壁厚、含水量極低、抗逆性極強的休眠體。（2）著生情況：

菌種形狀大小

在細胞中的位置

芽孢（3）特點組成特點:含水量低含吡啶2,6-羧酸(DPA)結構特點:

具有厚而致密的孢子外層折光性強，不易著色生理特點:

代謝活動極弱或基本停止對熱、輻射及化學物質具有較強抗性（4）芽孢的構造孢外壁/芽孢殼sporecoat：主要含脂蛋白芽孢衣/外膜outermembra