微生物学教程2-1

第二章

微生物的形态与构造（一）原核微生物一、研究形态构造意义二、原核微生物类群三菌：光能营养：蓝细菌化能营养：细菌、放线菌三体：可以培养：支原体专营寄生：立克次氏体、衣原体第一节细菌本节提要：细菌的形态和染色细菌细胞的一般结构细菌细胞的特殊结构细菌的繁殖和培养细菌的概念：细菌是一类细胞细而短（细胞直径约0.5um）、结构简单、细胞壁坚韧、以二等分裂方式繁殖和水生性较强的原核微生物一、细菌的形态和染色(一)细菌的正常形态:细菌的形态和染色1.球菌(coccus)细菌的形态和染色单球菌双球菌八叠球菌四联球菌链球菌葡萄球菌2.杆菌(bacillus)2.杆菌(bacillus)细菌的形态和染色梭状芽孢杆菌短杆菌长杆菌3.螺旋菌（spirilla):螺旋状的细菌。螺旋不满一圈称为弧菌(vibrio)，满2~6环称为螺旋菌(spirllum)，旋转周数在6环以上的称为螺旋体(spirochaeta)。细菌的形态和染色3.螺旋菌（spirilla)螺旋菌弧菌螺旋体4.细菌的特殊形态：细菌的形态和染色柄细菌、肾形菌、臂微菌、网格硫细菌、贝日阿托氏菌(丝状)、具有子实体的粘细菌等是特殊形态的细菌。(二)细菌的异常形态：１.畸形：理化刺激细菌的形态和染色结核杆菌的异常形态:结核杆菌的正常形态:(三)细菌的大小：细菌的形态和染色(1)测量：测微尺(2)长度单位：

微米(μm)

(3)表示：

球菌：直径杆菌：宽×长螺菌：宽、长、

螺距球菌：一般不超过1μm，最大的旋动泡硫菌为 7~8μm.杆菌：一般宽度在1μm以内，长度约为1~6μm， 最大的炭疽芽孢杆菌为1~1.5x4~8μm。弧菌：一般宽度在1μm以内，长度为1~5μm， 霍乱弧菌为：0.3~0.6x1~3μm。螺旋菌：一般宽度在2μm以内，长度不超过 20μm，迂回螺菌：1.5~2x10~20μm。(四)染色单染法复染法负染法革兰氏染色细菌的形态和染色细菌的形态和染色用一种染料进行染色，较未染色的样本易于观察。单染色：细菌的形态和染色背景着色，菌体不着色，多用于荚膜的观察。二种以上染料进行染色，有鉴定价值。如革兰氏染色、抗酸染色等。复染法：负染法：细菌的鉴别染色法

——革兰氏染色法C.Gram

丹麦医生步骤：涂片固定；结晶紫初染1min；碘液媒染1min；95%乙醇脱色0.5min；番红复染1min。

结果:阳性菌——紫色；

阴性菌——红色。细菌的形态和染色革兰氏染色图片二、细菌细胞的基本结构细菌细胞的基本结构细菌细胞的结构：细菌细胞的基本结构包括：

细胞壁、细胞质膜、间体、细胞质、核糖体、气泡、细胞核、质粒和储藏物。特殊结构包括： 荚膜、鞭毛、菌毛、芽孢和伴孢晶体。细菌细胞的基本结构1.概念：细胞壁是位于胞外紧贴胞膜的一层无色透明，坚韧而有弹性的结构。(一)细胞壁（cellwall)：细菌细胞的基本结构分离：超声波、机械破碎、溶菌消化、差速离心观察：质壁分离、电子显微镜2.细胞壁的分离与观察3.缺壁细菌的形成：实验室中形成自发缺壁突变：L型细菌人工方法去壁彻底除尽：原生质体部分去除：球状体自然界长期进化中形成：支原体4.细胞壁的功能固定细胞外形协助鞭毛运动保护细胞免受外力的损伤为正常细胞分裂所必需阻拦有害物质进入细胞与细菌的抗原性、致病性和对噬菌体的敏感性有关细菌细胞的基本结构重点提示：细胞壁的基本骨架——肽聚糖革兰氏阳性菌的细胞壁革兰氏阴性菌的细胞壁革兰氏染色的机理溶菌酶与青霉素的作用5.细胞壁的化学组成与结构细菌细胞的基本结构革兰氏阳性菌肽聚糖单体概念：肽聚糖是由

N—乙酰胞壁酸（NAM）和N—乙酰葡糖胺（NAG）以及少数氨基酸短肽链组成的亚单位聚合而成的大分子复合体（1）细胞壁的基本骨架——肽聚糖肽聚糖单体细菌细胞的基本结构革兰氏阳性菌肽聚糖单体革兰氏阴性菌肽聚糖单体由NAG、NAM、肽尾、肽桥构成肽聚糖网格状结构:细菌细胞的基本结构S.aureusE.coliG＋与G－肽聚糖结构的区别:1)肽聚糖单体的短肽上第三个氨基酸不同2)肽桥不同3)肽聚糖层数与交联度不同细菌细胞的基本结构细菌细胞的基本结构（2）革兰氏阳性菌的细胞壁:占30~70%,不同菌种中肽聚糖(肽链)组分不同,具重要分类意义。肽聚糖:由肽聚糖和磷壁酸组成磷壁酸

(teichoicacid):细菌细胞的基本结构占40%。G+菌所特有,其主链由数十个磷酸甘油或磷酸核糖醇组成,有的还有由D—Ala和还原糖组成的侧链。磷壁酸的分类:细菌细胞的基本结构(1)按与壁的连接方式分:壁磷壁酸:与肽聚糖分子共

价结合,并延伸到肽

聚糖分子表面,带

有负电荷。膜磷壁酸:与原生质膜的脂

类共价结合。(2)根据主链组成不同:细菌细胞的基本结构甘油型核糖醇型

一般一种菌含一种磷壁酸。磷壁酸的功能：1)使细胞壁形成负电荷环境,以利于

吸附镁离子,维持酶活。2)构成噬菌体的吸附位点,同时是某

种菌的抗原决定簇的主要成分。3)可以和宿主粘连。细菌细胞的基本结构（3）革兰氏阴性菌的细胞壁细菌细胞的基本结构革兰氏阴性菌的细胞壁结构较复杂,分内壁层和外壁层。内壁层:细菌细胞的基本结构紧贴胞膜,仅由1~2层肽聚糖分子构成,占细胞壁干重5~10%,无磷壁酸。细菌细胞的基本结构

脂多糖;蛋白质层:脂蛋白、

基质蛋白、

外壁蛋白;磷脂.外壁层:位于肽聚糖层的外部。包括:细菌细胞的基本结构脂质A:两个葡糖胺连接多

个脂肪酸,为内毒素

的中心。核心多糖:与脂质A相连,由

糖及其衍生物组成。O-侧链:短多糖链,其顺序有

菌种特异性,具有诊断

细菌学意义。脂多糖(LPS,lipopolysaccharide)：细菌细胞的基本结构2.与磷壁酸相似，吸附二价阳离子以提

高这些离子在细胞表面的浓度。3.由于LPS的多样性，决定Gˉ菌表面抗

原决定簇的多样性。4.噬菌体吸附位点。脂多糖（LPS）的功能：1.Gˉ菌致病物质——内毒素的物质基础。G＋与G－细菌细胞壁构造的比较G＋与G－细菌细胞壁成分的比较成分占细胞壁干重的%G＋G－肽聚糖含量很高（20－95）含量很低（5－20）磷壁酸含量较高（<50）0类脂质一般无（<2）含量较高（－20）蛋白质0含量较高细菌细胞的基本结构（4）革兰氏染色的原理

G﹢菌：细胞壁厚，肽聚糖网状分子形成一种透性障，当乙醇脱色时，肽聚糖脱水而孔障缩小，故保留结晶紫-碘复合物在细胞膜上。呈紫色。Gˉ菌：肽聚糖层薄，交联松散，乙醇脱色不能使其结构收缩，其脂含量高,乙醇将脂溶解，缝隙加大，结晶紫-碘复合物溶出细胞壁，沙黄复染后呈红色。细菌细胞的基本结构(5)溶菌酶与青霉素的作用细菌细胞的基本结构溶菌酶(lysozyme):作用于NAM的G1和NAG的C1-C4之间的糖苷键，所以又称乙酰胞壁质酶。对Gˉ菌，在EDTA存在下，受溶菌酶作用。溶菌酶处理后的菌细胞应保存在弱高渗（0.1

~0.2M）蔗糖液中。青霉素(penicillium):细菌细胞的基本结构作用于肽聚糖肽桥的联结，即抑制肽聚糖的合成，故仅对生长着的菌有效，主要是G+菌。在溶霉菌或青霉素作用下产生细胞壁缺陷或无细胞壁的细菌。细菌细胞的基本结构原生质体球状体Ｌ型细菌细菌除去细胞壁剩下由细胞膜包裹的部分。多为G+菌。细菌细胞的基本结构原生质体（protoplast）：原生质体的特点：细菌细胞的基本结构1)无细胞壁，为圆球形2)对环境敏感：渗透压，震荡，离心，易溶菌3)有鞭毛，而不能运动4)不被噬菌体感染（因为没有吸附位点）5)生物学特性依旧原生质体的应用：基础研究，作为新的子实体,培育新种,固定化。细菌细胞的基本结构b.球状体（spheroplast)：还保留有部分细胞壁的菌体细胞,多见于Gˉ菌。细菌细胞的基本结构特点：除具原生质体特点外a)可有一定抗性，可培养b)可重新合成细胞壁

c.Ｌ型细菌(L-forms