微生物学-第一章

邱礼鸿

曾宪梓北院516室

84113009（办）

第1章原核生物的形态、构造、功能及多样性1原核生物（prokaryotes）概述形态特征细胞形态及大小繁殖方式及群体形态细胞结构及功能一般结构：细胞壁，细胞膜，细胞质，细胞核特殊结构：糖被，鞭毛，菌毛，芽孢)原核生物概述原核生胞的特征比真核细胞小、简单缺少膜结构的细胞核，染色体为一环状DNA无膜结构的细胞器，核糖体小，为70S原核生物种类古细菌（真）细菌球菌(Coccus)杆菌(Bacillus)弧菌(Vibrio)螺菌(Spirillum)个体形态1排列方式螺旋体(Spirochete)芽生和有附属物的细菌丝状细(Filamentous)形态2通常0.5-1.5μm最大直径500μm

最小直径0.05μm纳米菌(Nanobacteria)受培养条件影响

大小1Epulopisciumfishelsoni费氏刺尾鱼菌杆状,0.05x0.5mmThiomargaritanamibiensis纳米比亚嗜硫珠菌0.3-1mm大小2原核生物的增殖裂殖(fission)

二分裂三分裂(暗网菌)多分裂(蛭弧菌)芽殖(budding)蛭弧菌的繁殖（复分裂）生丝微菌的繁殖（芽殖）群体形态1

在固体培养基上的形态菌落（colony）：在固体培养基上，肉眼可见的，有一定形态的子细胞集团。菌苔（bacteriallawn）：多个纯种菌落连成一片即形成菌苔。细菌菌落正面、侧面和边缘的各种形态示意图群体形态2

在半固体培养基上（内）的群体形态检验细菌的运动性检验细菌对明胶的利用在液态培养基内的群体形态浑浊度沉淀菌醭、菌膜、菌环原核生物的形态鉴定和分类的重要特征受营养条件等环境因素的影响原核生物（prokaryotes）概述形态特征细胞形态及大小群体形态及增殖方式细胞结构及功能一般结构：细胞壁，细胞膜，细胞质，细胞核特殊结构：糖被，鞭毛，菌毛，芽孢原核生物细胞壁细胞壁质膜外的刚性结构主要成分为肽聚糖功能维持细胞特有形态，为细胞的生长、分裂和鞭毛运动提供支持具有分子筛的功能，阻拦大分子物质进入细胞，防止细胞渗透裂解赋予细菌特定的抗原性和对噬菌体的敏感性通过革兰氏染色反应可将细菌分成两个类群革兰氏阳性菌（G+，菌体呈紫色）革兰氏阴性菌（G-，菌体呈红色）染色反应与细胞壁结构相关原核生物细胞壁的类型简单染色涂片干燥固定染色镜检革兰氏染色结晶紫初染1min。碘液媒染1min，水洗，吸干。95%乙醇脱色30sec。沙黄复染1min，水洗，风干。G+

细菌和G-细菌的细胞壁结构比较革兰氏阳性菌细胞壁主要由肽聚糖组成(含量高达95%))也含大量磷壁酸肽聚糖是G+细菌和G-细菌细胞壁的重要化学成分由若干肽聚糖单体组成骨架链由两种糖衍生物交替连接形成乙酰葡糖胺N-乙酰胞壁酸肽聚糖单体由3部分组成双糖单位肽尾肽桥肽聚糖的单位结构肽聚糖的联接方式短肽链直接相连Escherichiacoli短肽链通过肽桥相连：S.aureus磷壁酸（teichoicacid）是结合在G+细胞壁上的一种酸性多糖；与NAM第6位上的羟基结合；主要成分为甘油磷壁酸，或核糖醇磷壁酸。

壁磷壁酸：与肽聚糖分子共价结合脂磷壁酸（LTAs）：与细胞膜相交联磷壁酸有5种类型，主要是甘油磷壁酸和核糖醇磷壁酸2类。磷壁酸磷壁酸（核糖醇型）磷壁酸（甘油型）磷壁酸的主要生理功能：1）浓缩细胞周围的Mg2+，2）作为噬菌体的特异吸附位点，3）赋予G+细菌特异的表面抗原，4）增强某些致病菌对宿主细胞的粘连。革兰氏阴性菌的细胞壁内壁层为肽聚糖网状分子形成的薄层外膜(outermembrane)由磷脂双分子层，脂蛋白和脂多糖组成脂多糖(LPS)组成

类脂A核心多糖

O–侧链(O抗原)LPS的功能保护细菌免受宿主防御(O抗原)使细胞表面带负电荷(核心多糖)稳定细胞外膜结构(类脂A)作为一种毒素(类脂A)外膜蛋白具有孔蛋白和转运蛋白小分子(600-700D)可以通过孔蛋白形成的通道运输周质空间质膜与细胞壁(G+)或外膜(G-)的空隙缺壁细菌L-型细菌：天然变异原生质体或球状体支原体热原体属(古生菌)原核生物的细胞膜细胞膜的结构液态镶嵌模型，含磷脂和蛋白质磷脂形成双分子层蛋白质穿插或整合到磷脂双分子层中高度组织性，不对称性，韧性和流动性古生菌的细胞质膜由独特磷脂组成一些膜为单层结构膜蛋白周缘蛋白：疏松附着于膜上,易流动整合蛋白：紧密结合于膜上，不易流动质膜的功能将细胞与环境隔离开选择性通透屏障一些分子能够自由进出细胞运输体系协助分子的运转通过膜上特异的受体感受并作用环境中的化学物质细胞质基质细胞质膜与类核之间的物质充满核糖体和内含物内含物细胞内储存的一些有机或无机物颗粒，主要有贮藏颗粒磁小体羧酶体气泡

贮藏颗粒碳源氮源磷源（异染粒）：迂回螺菌，白喉杆菌硫颗粒：紫色硫细菌，贝氏硫细菌糖原：大肠杆菌，芽胞杆菌，蓝细菌聚β-羟丁酸（PHB）：固氮菌，芽胞杆菌蓝藻颗粒藻胆（蛋白）体蓝细菌贮藏颗粒聚β-羟丁酸（PHB）具有贮藏碳源、能源和降低细胞内渗透压的作用。

PHB的结构蓝藻颗粒（cyanophycin），藻胆体（phycobilisomes）AspAspAspAspAspArgArgArgArgArg蓝藻颗粒藻胆素phycobilin藻胆体（phycobilisomes）异染颗粒（metachromaticgranules，volutin）

无机偏磷酸的聚合物。贮藏磷、能量和降低渗透压的作用。可用美蓝或甲苯胺蓝染成紫红色。白喉棒杆菌Corynebacteriumdiphtheria结核分枝杆菌Mycobacteriumtuberculosis硫颗粒（sulfurglobules）

奥氏着色菌Chromatiumokenii耶拿硫螺菌Thiospirillumjenense作为一种能量贮藏物，常见于紫色硫细菌。磁小体（magnetosome）

主要成分Fe3O4

主要在于：水生螺菌属（Aquaspirillum）嗜胆球菌属（Bilophococcus）。

使菌体顺磁力线排列。自然界含磁体的生物有：细菌，藻类，鸟类，海豚，绿龟等。顺磁水螺菌Aquaspirillummagnetotacticum核糖体*由蛋白质和RNA组成的复杂结构*蛋白质合成场所*比真核生物核糖体小原核生物70S真核生物80S

拟核(nucleoid)无膜包被不规则形状染色质体存在的区域每个细胞通常只有一个染色体原核（nucleoid，procaryon）1环状双链DNA0.25-3.00mm以超螺旋状态存在。质粒(plasmid)通常为闭合环状的小DNA独立于染色质体存活复制不是生长繁殖所必需可能携带某些特殊性状基因(如抗药性)细胞壁外部结构糖被(glycocalyx)细胞表面的多聚糖网状物荚膜多聚糖组成组织紧凑不易从细胞脱落粘液层与荚膜结构相似，但易扩散，松散和易脱落菌胶团荚膜菌胶团粘液层糖被的功能抵御宿主防御(细胞吞噬)抵抗外界恶劣环境(干燥)表面附着作用免受病毒侵染和细菌掠食保护细胞免受化学物质伤害(去污剂)运动性增强抵抗渗透压迫是生长在某些细菌表面的长丝状、波曲的蛋白质附属物，具有运动功能。鞭毛（flagellum）鞭毛亚显微结构包括3部分：鞭毛丝,基体,鞭毛钩鞭毛丝中空圆柱体由鞭毛蛋白组成一些原生动物的鞭毛丝被一层鞘包裹鞭毛钩和基体鞭毛钩(hook)

--联结鞭毛丝和基体基体(basalbody)一系列的环驱动鞭毛旋转鞭毛形成自组装涉及许多基因和基因产物的复杂过程新形成的鞭毛蛋白分子通过中空的鞭毛丝传输自顶部延伸而非基部延伸鞭毛运动的机制鞭毛像螺旋桨一样旋转拴菌试验菌毛(fimbriae)和性菌毛(pili)菌毛

--纤细，短直，数量较多的蛋白质类附属物调节细菌的吸附性性菌毛结构与菌毛相似，但较长，较粗，数量较小

(1-10个/细胞)交配所必需芽孢(Endospore)在某些细菌内形成处于休眠状态对许多环境条件具有抗性抗热抗辐射抗化学物质抗干燥endosporesporangiumcentralsporesubterminalsporeterminalsporeterminalsporewithswollensporangiumFigure3.422.芽孢衣Sporecoat

3.皮层Cortex1.孢外壁Exosporium核心壁CorewallDNA核糖体Ribosomesparasporalcrystal伴胞晶体芽孢具有强抗逆性的机理渗透调节皮层膨胀学说芽孢外被钙(与吡啶二羧酸结合)含水量很低的芽孢核心其它机制酸溶性DNA结合蛋白DNA修复酶芽孢形成(Sporogenesis)通常在营养耗尽而停止生长时发生多阶段反应过程芽孢萌发过程活化(activation)预备通常需要热处理出芽(germination)孢子膨大芽孢外被吸水破裂抗逆性缺失代谢活动增强生长(outgrowth)出现营养状态细菌芽孢向营养态细菌的转变

复杂的多级反应过程小结

概述形态特征细胞形态及大小增殖方式及群体形态细胞结构及功能一般结构：细胞壁，细胞膜，细胞质，细胞核特殊结构：糖