三章原核微生物細菌

第三原核微生第三原核微生E-原核原核微生物與真核微生物的原核微生物包括兩個類非細胞型（病毒細菌原核微生物包括兩個類非細胞型（病毒細菌又稱真細菌（eubacteria），包括原核微生物古生菌菌較為接近，同屬于原核生物胞生物霉菌酵母菌藻類真核微生物原生動物包含包含三域系統(tǒng)中兩個第一第一細一、細菌一、細菌菌落的形二二、細菌細胞的形細菌的形態(tài)和排細菌的形態(tài)和排球桿螺旋（1）球不同種（1）球不同種的球菌在細胞分裂時會形成不同的空間排列球菌的空間排列方式常被作為分類依金黃金黃色葡萄球淋病奈淋病奈瑟氏球肺炎肺炎鏈球（2）桿（2）桿桿菌舉枯草芽桿菌舉枯草芽孢地衣芽孢銅綠假銅綠假單胞（綠膿桿菌1、個體1、個體形態(tài)和結(jié)核分枝桿破傷風(fēng)破傷風(fēng)梭（3）螺旋（3）螺旋弧菌：菌體只有一個彎曲，其程螺旋菌：菌體回轉(zhuǎn)如螺旋，螺旋螺旋體菌：菌體柔軟，用于運的類似鞭毛的軸絲位于細胞外鞘內(nèi)弧菌舉寄生弧菌舉寄生性弧 蛭弧霍亂弧梅毒密螺梅毒密螺旋（4）其它形1（4）其它形1）柄桿菌細胞呈桿狀或梭狀，并有特征性的細柄2）星形細2）星形細菌（star-）3）方形細菌（square-細菌細胞的大細菌細胞的大0.5~1μm（直0.2~1μm（直徑）1~80μ（長度0.3~1μm（直徑）1~50μm（長度最大和最小的細最小的最大和最小的細最小的細菌）最大的細菌德國科學(xué)家H.N.Schulz等1999年在納米比海岸的海底沉積物中發(fā)現(xiàn)納米比亞硫磺細（Thiomargaritanamibiensis），大小0.75費氏刺骨（0.08mmx0.6（1985年發(fā)現(xiàn)常見常見細菌的大三、細菌三、細菌細胞的結(jié)構(gòu)與1.1.細胞壁（cellwall證實細胞壁存在的方證實細胞壁存在的方細胞壁的功能細胞壁的功能細菌染色細菌染色TTC（氧化三苯基四氮唑）革蘭氏染色與細菌細胞革蘭氏染色與細菌細胞用堿性染料結(jié)晶紫對菌液涂片進行初染（G?），稱為革蘭氏性菌（G?細菌）三種細菌的細三種細菌的細胞抗酸細菌細胞G+細菌細胞G-（1）G+細（1）G+細菌的細胞厚度 組 磷壁酸：G+細菌細胞壁特有成分，占1）肽聚糖， 橋肽1）肽聚糖， 橋肽一頭連接L-賴氨酸ε-氨基，β-1，4N-acetylmuramicacid，簡 原核生物所有的已 肽聚糖 四肽肽聚糖又稱粘肽（mucopeptide）、胞壁質(zhì)肽（murein）或粘質(zhì)復(fù)合物（mucocomplex）聚是由肽聚糖單體聚合而成的多層網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)糖大分子化合物。2）磷壁酸（teichoic2）磷壁酸（teichoic并與細胞膜相交聯(lián)的由甘油磷酸鏈分子與磷細胞膜上的磷脂進行共價結(jié)合?？捎?5%熱酚水提取，也可用熱水從脫壁磷壁酸：與肽聚糖N-乙酰胞壁酸進行壁胞壁重量的10%，有時可接近50%磷磷壁酸是革蘭氏陽性細菌細胞壁上特有的一壁酸性多糖，主要成分為甘油磷酸或核糖醇磷酸由核糖醇（Ribitol）或甘油（Glyocerol）酸經(jīng)由磷酸二鍵互相連接而成的多聚物磷壁酸的功磷壁酸的功（2）G-細菌細（2）G-細菌細胞胞壁總重的10%1）內(nèi)消旋二1）內(nèi)消旋二庚二酸(m-沒有特殊肽橋基直接相2）外膜（outer2）外膜（outer脂多磷脂蛋外膜等若干種蛋白質(zhì)組成的膜，有時也稱為功能A.脂多糖A.脂多糖類脂A：2個N-乙酰葡糖胺和5個長度的飽和脂肪酸組核心多糖（Abq）、大腸桿菌糖（colitose）、副傷菌糖（paratose）或泰威糖（tyvelose）等O-特異側(cè)核心多類脂脂脂多糖是位于革蘭氏陰性細菌細胞壁最外層的一層較厚（8~10nm）的類多脂多糖類物質(zhì)，由類脂A、核心多糖（corepolysaccharide）和O-特異側(cè)鏈糖（O-specificsidechain，或稱O-多糖或O-抗原）三部分組成。脂多糖的脂多糖的類脂A是革蘭氏陰性細菌致病物質(zhì)——根據(jù)LPS抗原性的測定，沙門氏菌屬（Salmonella）的抗原型多2107種，一般都源自O(shè)-特異側(cè)鏈種類的變化B外膜蛋白（B外膜蛋白（outermembraneprotein孔蛋白（porins）是由層的物質(zhì)進行選擇脂蛋白（lipoprotein）：特異性孔蛋白：只容許一種或少數(shù)幾相關(guān)物質(zhì)通過，如維生素B12和核苷酸等非特異性孔蛋白：可通過分子量小800~900的任何親水性分外外膜蛋白（outermembraneprotein）是指嵌合在革蘭氏陰膜外膜上LPS和磷脂層中的蛋白質(zhì)蛋白種類有20余種，但多數(shù)功能尚不3）周質(zhì)空間周質(zhì)空間中存在著3）周質(zhì)空間周質(zhì)空間中存在著多種周質(zhì)蛋（periplasmic將細菌放入用Tris緩沖液配制、含EDTA的20%蔗糖溶液中保溫，使其生質(zhì)壁分離釋放周白方法：透休克借著快速地用4度的破裂并釋放周質(zhì)蛋白MgCl2溶液稀釋并降溫，是細胞外膜突離心沉淀細菌細胞即可從溶液中提取周質(zhì)蛋白周周質(zhì)空間：又稱周質(zhì)（periplasm）質(zhì)膜與細胞膜之間寬約12~15nm空間（3）抗酸細菌的細胞（3）抗酸細菌的細胞含量肽聚糖鏈與G-細胞壁抗抗酸細菌（acid-fastbacteria）是一類細胞壁中含酸有大量分枝菌酸（Mycolicacid）等蠟質(zhì)的革蘭細氏陽性菌，他們被酸性復(fù)紅染上色后不能被鹽酸菌乙醇脫色，故稱抗酸細菌?？顾峒毦毎诘幕顾峒毦毎诘幕瘜W(xué)分枝菌酸是一類含60~90個碳原的分支長鏈β-羥基脂肪酸海藻索狀因子是一種糖脂，即6，6-分枝菌酸海藻（4）缺壁細實驗室或宿（4）缺壁細實驗室或宿1）LL-L-型細菌菌L1）LL-L-型細菌菌L增“extrusion-resolution”殖機制M.LeaverPDomínguezCuevas,JMCoxhead,RA.Daniel&J.Errington.LifewithoutawallordivisionmachineinBacillussubtilis.Nature457,849-特點型細穩(wěn)定的細胞壁缺陷菌株，因英國李斯德（Lister）預(yù)防研究所1935菌（Streptobacillusmoniliformis）2）原生質(zhì)體2）原生質(zhì)體特在適宜條件（如高滲培養(yǎng)基）點在人為條件下，用溶菌酶處理除盡G+細胞生壁或在含青霉素的培養(yǎng)基中培養(yǎng)抑制其新質(zhì)生細胞壁合成而形成的僅由細胞膜包裹的體圓球形、對滲透壓變化敏感的細胞。3）球狀體3）球狀體在人為條件下，用溶菌酶處理形成的仍然殘留部分細胞壁的由一層細胞膜包裹的圓球形、對滲透壓變化敏體感的細胞。4）支原體4）支原體在長期進化過程中形成的、適應(yīng)自然生活條件的一種類似細菌但原（pleuropneumonia-likeorganism，PPLO），1967年正式命名為原體特能在無生命的人工培養(yǎng)基上生長繁殖直徑50-300nm，無細胞壁，能通過細菌點細胞膜中含有一般原核生物所沒有的2.2.細胞質(zhì)膜（cytoplasmicmembrane又稱質(zhì)膜（plasmamembrane）、細胞膜（cellmembrane）或內(nèi)膜（innermembrane），是緊貼在細胞壁內(nèi)側(cè)、包圍2）外A.“質(zhì)壁分2）外A.“質(zhì)壁分離+D.B.3）細胞膜的結(jié)構(gòu)和化學(xué)組成3）細胞膜的結(jié)構(gòu)和化學(xué)組成AA脂質(zhì)雙分脂質(zhì)雙分子B膜蛋整B膜蛋整合蛋白（integralprotein）：或稱內(nèi)嵌蛋白（intrinsicprotein），具運輸功周邊蛋白（peripheralprotein）：或膜外蛋白（extrinsicprotein），具酶促作原核生物膜上某些蛋白還和其呼吸作用和光合作用C.液態(tài)C.液態(tài)鑲嵌模1972年辛格（J.S.Singer）尼科爾森（G.L.Nicolson）出細胞膜的液態(tài)鑲嵌D.甾醇類物甾醇一D.甾醇類物甾醇一般磷脂分子穩(wěn)定膽固真核生物細胞膜中一般含有膽甾醇，含量為5%-25%原核生物與真核生物的最大區(qū)其細胞膜中一般不含膽固醇有類何帕烷（hopanoid）類何類何帕類何帕烷與化石燃油原（kerogen，或稱油母巖質(zhì)44）是維持細胞內(nèi)正常滲透壓的屏合成細胞壁和糖被的各種組分（肽聚糖、磷壁LPS、莢膜多糖等）的重要基是鞭毛基體的著生部位和鞭毛旋轉(zhuǎn)的供能部位膜上某些蛋白與趨化性有5）間體或中體間體或5）間體或中體間體或中體（mesosome）是細菌細也有人認為：“間體”僅是電時因脫水操作而引起的一種贗像間間體的青霉素酶分泌DNA復(fù)制DNA分配間細胞質(zhì)和細胞質(zhì)和內(nèi)含細胞質(zhì)（cytoplasm）：是細胞質(zhì)膜包圍的除核區(qū)外的含水量約1.貯藏物（reserve糖原1.貯藏物（reserve糖原：大腸桿菌、克雷伯氏菌、芽孢桿菌和藍細菌碳源及能源聚β-羥丁酸（PHB）：固氮菌、產(chǎn)堿菌和腸桿菌硫粒：紫硫細菌、絲硫細菌、貝氏硫桿菌貯藏藻青素：藍細氮源藻青蛋白：藍細磷源（異染粒迂回螺菌、白喉棒桿菌、結(jié)核分枝桿A.聚-β-羥丁A.聚-β-羥丁質(zhì)內(nèi)的類脂性質(zhì)、直徑為0.2~0.7μm的小顆粒狀碳源類貯藏物。不溶于水，可溶于氯OCOnPHB結(jié)構(gòu)式，n大于性質(zhì)貯存能量和碳源產(chǎn)醫(yī)用塑料、生物降解塑料的良好原聚羥鏈烷近年來在一些革蘭氏陽性和陰性好聚羥鏈烷近年來在一些革蘭氏陽性和陰性好氧菌、光和厭氧菌中，都存在PHB類化合物他們與PHB僅是R側(cè)記不同，這類化合物統(tǒng)稱為聚羥鏈（polyhydroxyalkanoate，PHA）ROCOnR為甲基時，單體為β-羥基丁酸（HB），聚合物為聚β-羥基丁酸R為乙基時，單體為β-羥基戊酸（HV），聚合物為聚β-羥基戊酸；如由兩種單體3-HB和3-HV共聚合形成共聚物P（HB-co-HV），又寫為PHBVB.多糖B.多糖類貯藏在真細菌中以糖原為糖原粒較小，直徑20~100nm，有的細菌積累C.異染粒（metachromaticC.異染粒（metachromatic一種為大小0.5-1μm的聚合偏磷酸色HOPOOnH分子呈線狀，n值在2-106功能D.藻青素藻青素（cyanophycin）：是一種存在于D.藻青素藻青素（cyanophycin）：是一種存在于 n相對分子質(zhì)量在25000-125000之間功能貯存氮源和能E硫粒（E硫粒（sulfurglobules很多真細菌在進行產(chǎn)能代謝或合成時，常涉及對還原性的硫如H2S，硫代硫酸鹽等的氧化在環(huán)境中還原性硫素豐富時當(dāng)環(huán)境中還原性硫缺乏時，可菌重新微生物貯藏物的特點及生理不同微生物其儲藏微生物貯藏物的特點及生理不同微生物其儲藏性內(nèi)含物不微生物合理利用營養(yǎng)物質(zhì)的一儲藏細菌細胞中大量積累可以被人們利用儲藏物以多聚體的形式有于維持細胞內(nèi)環(huán)境的平衡，避適合的pH，滲透壓等的危害調(diào)節(jié)方氮的培和能源時，這些儲藏物將被作為碳于合成反應(yīng)2）磁小體2）磁小體大小數(shù)量：2~20顆/細胞排列方式：鏈狀排列功能應(yīng)用前3）羧酶體3）羧酶體羧酶體（carboxysome）：是存在于一自養(yǎng)細菌細胞內(nèi)的多角形或六角形由大?。号c噬菌體相仿，約10nm功能在自養(yǎng)細菌的CO2作用Chlorogloeopsisfritischii）中的羧4）氣泡（gas4）氣泡（gas大小0.2-1.0μm×75nm的泡囊狀內(nèi)含物氣泡的膜只含蛋白質(zhì)不能透過水和溶功能取光能、O2和營養(yǎng)物質(zhì)5）載色體5）載色體5.核區(qū)（nuclear5.核區(qū)（nuclearregionor核區(qū)（nuclearregionorarea）：又稱核質(zhì)（nuclearbody）、擬核（nucleiod）原用富爾根（Feulgen）長度一般為在生長快速的細菌中DNA可占細胞總體積的20%6.芽孢（6.芽孢（endosporespore）：偶譯“內(nèi)生孢水量極低、抗逆性極強的休眠抗抗輻休眠能力突出22）好陽性芽孢桿菌屬厭氧性的梭菌屬球菌：芽孢八疊球菌屬螺菌：孢螺菌屬芽孢乳桿菌屬脫硫腸狀菌屬考克斯氏體屬鼠孢菌屬高溫放線菌屬3）3）芽孢的有無、形態(tài)、大小和著生位置是細菌分類和鑒定中的重要4）4）4）孢外壁：主要4）孢外壁：主要含脂蛋白，透性芽孢質(zhì)：含DPA-Ca、核糖體、RNA芽孢核區(qū)：含芽孢壁：含肽聚糖，可發(fā)展成新細胞的細胞5）5）分裂（5）芽孢衣合成結(jié)6）芽6）芽孢是細菌的轉(zhuǎn)變成為營養(yǎng)細胞芽孢萌發(fā)是指由休眠的芽孢變成營養(yǎng)狀態(tài)細菌的過程，包括活化、發(fā)和生長三個階AA活化枯草芽孢桿菌的芽孢經(jīng)7天休眠后，用60℃處理5min可有些芽孢需用100℃處理10min例如L-丙氨酸、Mn2+、表面活性劑（n-十二烷胺等）相反D-BB出芽SASPs：酸溶性芽孢小蛋白質(zhì)，可防止DNA損傷CC生長7）小分子酸7）小分子酸溶性結(jié)合蛋白保DPA-Ca導(dǎo)致形成凝中所沒有的DPA-Ca，Ca2+與DPA的螯合 皮層：富含低交聯(lián) 滲透壓奪取芽孢核心的水分，結(jié)（6%）、負電荷強 造成皮層的充分膨脹。核心細胞體積大的芽孢肽聚 卻變得高度失水，因此具有極強滲透調(diào)節(jié)皮層膨脹88）芽孢高度耐熱和抗逆，芽孢菌可作為評價消果的指9）伴孢晶體（parasporal9）伴孢晶體（parasporalcrystal蘇云金芽孢桿菌殺蟲血液pH升高，昆蟲全身麻痹而死亡。芽孢桿菌（Bacillusthuringiensis）在其形10）細菌的10）細菌的其他休眠構(gòu)粘細菌的休眠體——粘液棕色固氮菌（Azotobacter的休眠體——孢囊7.糖被7.糖被1）概糖被是指包被于某些細菌細胞壁外的一層厚度不定的膠狀物質(zhì)是否產(chǎn)生糖被是微生物的一種遺傳特性，其菌分類鑒定的指標(biāo)2）2）（zoogloea）不同類型糖莢不同類型糖莢莢3）3）4）經(jīng)4）經(jīng)特殊的莢膜染色，特別是負染色（又稱背景染色）后可在光學(xué)顯微清楚地觀察到它的55）細胞外C源和能源貯存物表面附著作細菌間的信號識堆積代謝廢6）與人類科研和生產(chǎn)實踐關(guān)系A(chǔ).6）與人類科研和生產(chǎn)實踐關(guān)系A(chǔ).糖被的有無及其性質(zhì)可用于菌種鑒定B.從腸膜明串珠菌糖被中提取的葡聚被用作“代血漿”或生化試6）與人類科研和生產(chǎn)實踐關(guān)系之二C.6）與人類科研和生產(chǎn)實踐關(guān)系之二C.D.6）與人類科研和生產(chǎn)實踐關(guān)系之三E6）與人類科研和生產(chǎn)實踐關(guān)系之三E將影響生產(chǎn)和降低產(chǎn)品品質(zhì)產(chǎn)糖被的細菌污染工業(yè)發(fā)酵，莢膜是鏈球菌容易粘附在牙H.長產(chǎn)生的糖被粘附在管道內(nèi)部成工業(yè)管道堵塞，影響管道流8.8.鞭毛是某些細菌細胞表面著生的一至數(shù)十條長絲狀、螺旋形的物，具有推動細菌運動功能，為細菌的“運動器鞭毛長度：15～20μm；直2）單端鞭2）單端鞭兩端生鞭端生叢周生鞭3）觀察和判斷細菌鞭毛的方法電子顯微鏡直接觀鞭3）觀察和判斷細菌鞭毛的方法電子顯微鏡直接觀鞭毛染色光鏡觀暗視野顯微鏡觀固體培養(yǎng)基上菌落（菌苔）形4）鞭毛4）鞭毛基體原核微生物鞭毛由基體、鉤形鞘和鞭毛絲革蘭氏陰性菌的鞭革蘭氏陰性菌的鞭L環(huán)：連接在外膜P環(huán)：連接在肽聚糖S環(huán)：靠近周質(zhì)空M環(huán)：位于細胞膜內(nèi)Mot蛋白：位于S-M環(huán)外側(cè)包圍S-M環(huán)，由MotaMotbFli蛋白：位于S-M環(huán)基底，由FliG、FliM、FliN三種蛋革蘭氏陰性菌基體由四個盤狀物鞭毛鞭毛絲鞭毛鞭毛絲是由許多直徑4.5nm的鞭毛蛋白亞基沿著直徑為20nm中央孔道螺旋狀排列形成，每周包8~10個鞭毛蛋白亞基鞭毛蛋白（flagelln）0000600