第1講第1章 微生物的形態(tài)和構(gòu)造

第一講微生物的形態(tài)和構(gòu)造第一章原核生物的形態(tài)、構(gòu)造和功能根據(jù)不同進(jìn)化水平和性狀上區(qū)別分類：原核微生物、真核微生物和非細(xì)胞微生物根據(jù)細(xì)菌的形態(tài)：球菌：?jiǎn)吻蚓?、雙球菌、四聯(lián)球菌八疊球菌、葡萄球菌等桿菌：梭狀、竹節(jié)狀螺旋菌：螺旋狀、弧狀細(xì)菌的三種基本形態(tài)（左為模式圖，右為照片）圖1-4螺旋菌的形態(tài)（左為模式圖，右為照片）第一節(jié)細(xì)胞的形態(tài)結(jié)構(gòu)及其功能細(xì)菌細(xì)胞的一般結(jié)構(gòu)細(xì)胞壁的功能：固定細(xì)胞壁的外形協(xié)助鞭毛運(yùn)動(dòng)維持細(xì)胞正常分裂阻攔有害物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞保護(hù)細(xì)胞免受外力的損傷與細(xì)菌的抗原性、致病性，對(duì)噬菌體的敏感性密切相關(guān)（1）細(xì)胞壁細(xì)胞壁缺損型細(xì)菌L－型細(xì)菌：自發(fā)缺壁突變型，在固體培養(yǎng)基表面形成“油煎旦”形菌落，細(xì)胞膨大，對(duì)滲透壓十分敏感。念珠狀鏈桿菌原生質(zhì)體：用溶菌酶或青霉素除盡細(xì)胞壁（G+）。球狀體：還殘余部分細(xì)胞壁的原生體（G－）。衣原體、支原體：自然界進(jìn)化形成。G+細(xì)菌與G-細(xì)胞壁對(duì)比革蘭氏陽(yáng)性菌（G＋）革蘭氏陰性菌（G－）G+細(xì)菌細(xì)胞壁的肽聚糖（金黃色葡萄球菌S.aureus）G+菌和G-菌肽聚糖結(jié)構(gòu)的區(qū)別G-菌以E.coil為代表，它的肽聚糖含量占細(xì)胞壁的10％，由1-2層網(wǎng)狀分子組成，在細(xì)胞壁上的厚度僅為2～3nm。G+菌與G-菌肽聚糖的區(qū)別：肽尾的第3個(gè)氨基酸為內(nèi)消旋二氨基庚二酸（m-DAP）沒(méi)有特殊的肽橋，其前后兩個(gè)單體間的聯(lián)系僅由甲肽尾的第4個(gè)氨基酸——D－丙氨酸的羧基與乙肽尾第3個(gè)氨基酸——m-二氨基庚二酸的氨基直接連接而成。S.aureusE.coli革蘭氏染色的方法丹麥醫(yī)生C.Gram于1884年創(chuàng)立主要步驟：初染、媒染、脫色和復(fù)染革蘭氏染色的機(jī)制1983年T.Beveridge證明G+和G-細(xì)胞壁化學(xué)成分的差異引起脫色能力的不同。1）初染結(jié)晶紫與媒染碘液在細(xì)菌細(xì)胞壁內(nèi)形成不溶于水的復(fù)合物。G＋細(xì)胞壁含有多層肽聚糖且交聯(lián)致密，遇脫色劑乙醇收縮，因此把結(jié)晶紫和碘復(fù)合物留在細(xì)胞壁內(nèi)，使其呈紫色。2）反之，G-細(xì)胞壁肽聚糖層薄且交聯(lián)度差，并含有類脂，遇乙醇外膜類脂溶解，結(jié)晶紫和碘復(fù)合物從松散的肽聚糖網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中溶出，細(xì)胞退成無(wú)色。G+細(xì)菌細(xì)胞壁中的磷壁酸磷壁酸主要成分為甘油磷酸和核糖醇磷酸磷壁酸壁磷壁酸：與肽聚糖分子間發(fā)生共價(jià)結(jié)合。膜磷壁酸：甘油磷酸鏈分子與細(xì)胞膜上的磷脂共價(jià)結(jié)合。甘油磷壁酸結(jié)構(gòu)磷壁酸的主要功能1.磷壁酸帶負(fù)電，可吸引Mg2＋等陽(yáng)離子，以提高細(xì)胞膜上一些合成酶的活力。2.能保證G+致病菌與宿主細(xì)胞之間的粘連。3.作為某些噬菌體的吸附受體。4.賦于G＋細(xì)菌特異的表面抗原。5.調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)自溶素的活力，借以防止細(xì)胞因自溶而死亡。貯藏P元素。協(xié)助肽聚糖加固細(xì)胞壁G－細(xì)菌的細(xì)胞壁（E.coli）薄、多層、成分復(fù)雜、肽聚糖層薄、機(jī)械強(qiáng)度弱G-細(xì)胞壁外膜（外壁）周質(zhì)空間脂蛋白、外膜蛋白、孔蛋白脂多糖（LPS）磷脂肽聚糖、水解酶、合成酶和運(yùn)輸?shù)鞍最愔珹核心多糖O－特異側(cè)鏈G-菌脂多糖（LPS）的主要功能1.是G-菌致病物質(zhì)——內(nèi)毒素的物質(zhì)基礎(chǔ)。2.與磷壁酸相似，能夠吸附Mg2+、Ca2＋等陽(yáng)離子以提高這些離子在細(xì)胞表面的濃度。3.LPS結(jié)構(gòu)的變化，決定了G-菌細(xì)胞表面抗原決定簇的多樣性。4.是許多噬菌體細(xì)胞表面的吸附受體。G-菌細(xì)胞壁中嵌入蛋白類型及功能基質(zhì)蛋白（孔蛋白）：具有分子篩的功能。外膜蛋白：特異性的運(yùn)送蛋白和受體。脂蛋白：使外膜層與內(nèi)壁肽聚糖層緊密連接。嵌合在LPS和磷脂層外膜上的蛋白，約20余種：（2）細(xì)胞膜與間體細(xì)胞膜：是緊貼在細(xì)胞壁內(nèi)側(cè)的一層由磷脂（20％～30％）和蛋白質(zhì)（50％～70％）組成的柔軟、富有彈性的半透性薄膜。液態(tài)鑲嵌模型（1972）磷脂的分子結(jié)構(gòu)細(xì)胞膜的生理功能1.控制細(xì)胞內(nèi)外物質(zhì)的運(yùn)輸與交換。2.維持細(xì)胞內(nèi)正常滲透壓的結(jié)構(gòu)屏障。3.是氧化磷酸化和光合磷酸化的產(chǎn)能基地。4.合成細(xì)胞壁LPS、肽聚糖、磷壁酸和莢膜大分子的場(chǎng)所。5.是許多酶和電子傳遞鏈組分的所在地。6.是鞭毛著生點(diǎn)，同時(shí)可以提供鞭毛運(yùn)動(dòng)的能量。間體：由細(xì)胞膜內(nèi)褶而形成的囊狀結(jié)構(gòu)，其內(nèi)充滿著層狀或管狀的泡囊。（3）細(xì)胞質(zhì)及其內(nèi)含物細(xì)胞質(zhì)：被細(xì)胞膜包圍的除核區(qū)以外的一切半透明、膠體狀、顆粒狀物質(zhì)的總稱。主要成分：核糖體、儲(chǔ)藏物、各種酶、中間代謝物、質(zhì)粒。少數(shù)含有類囊體、羧酶體、氣泡和伴孢晶體內(nèi)含物：指細(xì)胞質(zhì)內(nèi)一些形狀較大的顆粒狀構(gòu)造。細(xì)菌細(xì)胞的主要內(nèi)含物①儲(chǔ)藏物：按照營(yíng)養(yǎng)組分不同形成的顆粒。PHB（聚-β-羥丁酸）：生物塑料異染粒：磷源（聚偏磷酸）②

核糖體:由RNA(50％～70%)和蛋白質(zhì)(30%～50％)組成，每個(gè)菌體內(nèi)所含有的核糖體可多達(dá)數(shù)萬(wàn)個(gè)，其直徑為18nm，沉降系數(shù)為70S，由50S與30S兩個(gè)亞基組成。它是蛋白質(zhì)的合成場(chǎng)所。④羧酶體：存在于化能自養(yǎng)細(xì)菌細(xì)胞中，含有1，5-二磷酸核酮糖羧化酶，與CO2固定化有關(guān)。⑤氣泡：存在于光能營(yíng)養(yǎng)型細(xì)菌中，具有調(diào)節(jié)細(xì)胞比重、獲取光能、氧和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的作用。藍(lán)細(xì)菌細(xì)菌細(xì)胞的主要內(nèi)含物③磁小體：存在于趨磁性細(xì)菌中，成分Fe3O4。（4）核區(qū)核區(qū)：原核生物所特有的無(wú)核膜包裹、無(wú)固定形態(tài)的原始細(xì)胞核。主要化學(xué)成分：環(huán)狀雙鏈DNA分子。主要功能：負(fù)載遺傳信息的物質(zhì)基礎(chǔ)。細(xì)菌細(xì)胞的特殊結(jié)構(gòu)不是所有細(xì)菌細(xì)胞都具有的構(gòu)造，稱為特殊構(gòu)造，一般指糖被、鞭毛、菌毛和芽孢等①芽孢：某些細(xì)菌在生長(zhǎng)發(fā)育后期或在極端環(huán)境中，形成的一個(gè)圓形、橢圓形、壁厚、含水量低、抗逆性強(qiáng)的休眠構(gòu)造例如：Clostridium（梭菌屬）、Bacillus（芽孢桿菌屬）產(chǎn)芽孢細(xì)菌的主要類型芽孢的構(gòu)造芽孢形成過(guò)程芽孢的萌發(fā)過(guò)程活化：通過(guò)短期加熱或用低pH、還原劑的處理引起。出芽：芽孢透性增加，皮層膨脹、溶解和消失；水分進(jìn)入芽孢核心，合成細(xì)胞壁、DNA、RNA和蛋白質(zhì)，變成營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞。生長(zhǎng)：開(kāi)始具有繁殖能力。芽孢耐熱機(jī)制——滲透調(diào)節(jié)皮層膨脹學(xué)說(shuō)②糖被糖被：包被于某些細(xì)菌細(xì)胞壁外的一層厚度不定的透明膠狀物質(zhì)。（大）莢膜微莢膜粘液層菌膠團(tuán)（動(dòng)膠菌屬）糖被按厚度不同分為糖被的化學(xué)成分及功能糖被的化學(xué)成分：多糖、多肽和蛋白質(zhì)糖被的功能：1.免受干旱、噬菌體、重金屬離子和白細(xì)胞損傷。2.貯藏養(yǎng)料，以備營(yíng)養(yǎng)缺乏時(shí)用。3.表面附著作用。4.細(xì)菌間信息識(shí)別作用。5.堆積代謝廢物。③鞭毛長(zhǎng)在細(xì)菌表面的長(zhǎng)絲狀、波曲狀、能運(yùn)動(dòng)的蛋白附屬物，約為1～10根。鑒別存在鞭毛的方法a.在半固體直立柱中間，用穿刺接種法接種某菌，如果在穿刺線周圍有混濁的擴(kuò)散區(qū)，說(shuō)明該菌有鞭毛。b.根據(jù)平板培養(yǎng)基上的菌落形狀，如果大、薄且不規(guī)則，菌落邊緣及不平整，證明有鞭毛。鞭毛的著生方式一端單毛菌：霍亂弧菌一端從毛菌：熒光假單胞菌兩端鞭毛菌：紅色螺菌周毛菌：E.coli側(cè)生鞭毛菌：反芻月形單胞菌④菌毛和性毛菌毛：纖細(xì)、短直、中空，一般存在于G-致病菌中，直接附著