第二章原核生物形态结构与功能

第二章原核生物形态结构与功能第1页，共36页，2023年，2月20日，星期一链杆菌，平截端第2页，共36页，2023年，2月20日，星期一微生物学西北第二民族学院2.原核生物的形态、构造和功能

2.1细菌2.1.2细菌的形态螺旋菌Spirillum：是细胞呈弯曲杆状细菌统称。根据其长度、螺旋数目和螺距等差别，弧菌（vibrio)：螺旋不满一圈，菌体呈弧形或逗号形。例：霍乱弧菌、逗号弧菌

螺旋菌(spirillum)：螺旋满2—6环，螺旋状。例：干酪螺菌

螺旋体(spirochaeta)：旋转周数在6环以上，菌体长而柔软。例：梅毒密螺旋体螺旋菌孤菌螺旋体第3页，共36页，2023年，2月20日，星期一螺旋状菌

弧菌螺菌螺旋体第4页，共36页，2023年，2月20日，星期一

幽门螺旋菌左：显微数码摄像右：结构示意图第5页，共36页，2023年，2月20日，星期一微生物学西北第二民族学院2.原核生物的形态、构造和功能

2.1细菌2.1.3细菌的大小血液红细胞较大的杆菌球菌细菌大小的度量单位：以m为单位。细菌大小的表示：球菌，一般以直径来表示。杆菌和螺旋菌，以长和宽来表示。如E.coli20.5m。细菌大小的测定：在显微镜下使用显微测微尺测定。第6页，共36页，2023年，2月20日，星期一个别情况：巨型细菌：费氏刺尾鱼菌

Epulopisciumfishelsoni：200~500um纳米比亚嗜硫珠菌

Thiomargaritanamibiensis：0.32~1.00mm

微型细菌：Nanobacteria：50nm（纳米细菌）2.原核生物的形态、构造和功能

2.1细菌2.1.3细菌的大小是E.coli的100万倍呈闪白色的硫质粒状

第7页，共36页，2023年，2月20日，星期一细菌染色法死菌正染色负染色：简单染色法鉴别染色法

革兰氏染色法

抗酸性染色法芽孢染色法荚膜染色法等

活菌:用美蓝或TTC（氯化三苯基四唑）等作活菌染色

姬姆萨染色法2.1.4染色观察微小而透明的细菌细胞，怎么来进行观察？第8页，共36页，2023年，2月20日，星期一涂片干燥固定染色1min水洗、吸干镜检制备涂片标本→染色简单染色第9页，共36页，2023年，2月20日，星期一步骤：结果:革兰氏阳性菌，G＋——紫色

革兰氏阴性菌，G－——红色结晶紫初染碘液媒染乙醇脱色番红复染涂片固定由丹麦医生HansChristianGram于1884年创立。（Koch实验室）革兰氏染色法（GramStain）第10页，共36页，2023年，2月20日，星期一①碱性染料（basicdye）—带正电染料，可与细胞中带负电的组分结合。如美蓝，结晶紫，番红。在较高pH条件下效果好。②酸性染料（Aciddye）—带负电染料，可与细胞中带正电的组分结合。如伊红，玫瑰红，酸性品红等。酸性条件下染色好。③脂溶性染料—如Sudanblack。

多数染料都是中性有机盐。据着色基的不同可分为以下类型：染料第11页，共36页，2023年，2月20日，星期一(3)细胞的结构和染色反应鞭毛菌毛性菌毛芽孢微荚膜荚膜粘液层糖被特殊构造细胞壁细胞膜间体核区内含物基本构造细菌细胞的模式构造核糖体2.1.5细菌的结构细胞不变部分，每个细胞都有，如细胞壁、膜、核。是细胞可变部分，不是每个都有，如鞭毛、荚膜、芽孢。2.原核生物的形态、构造和功能

2.1细菌第12页，共36页，2023年，2月20日，星期一微生物学西北第二民族学院2.原核生物的形态、构造和功能

2.1细菌2.1.4细菌的结构基本和特殊结构基本结构：是细胞不变部分，每个细胞都有，如细胞壁、膜、核。特殊结构：是细胞可变部分，不是每个都有，如鞭毛、荚膜、芽孢。第13页，共36页，2023年，2月20日，星期一微生物学西北第二民族学院2.原核生物的形态、构造和功能

2.1细菌2.1.4细菌的结构

2.1.4.1细胞壁细胞壁cellwall位于细胞表面，较坚硬，略具弹性结构。第14页，共36页，2023年，2月20日，星期一微生物学西北第二民族学院2.原核生物的形态、构造和功能

2.1细菌2.1.4细菌的结构

2.1.4.1细胞壁功能：维持细胞外形；保护细胞免受机械损伤和渗透压危害；屏障作用，可保护细胞免受有毒物质的损害；正常细胞分裂必需；鞭毛运动支点；多种抗生素作用的靶位点。第15页，共36页，2023年，2月20日，星期一微生物学西北第二民族学院2.原核生物的形态、构造和功能

2.1细菌2.1.4细菌的结构

2.1.4.1细胞壁重要特征--革兰氏染色凡是不能被乙醇脱色，呈蓝紫色，称为革兰氏阳性菌G+凡是经乙醇脱色，呈复染剂颜色，称为革兰氏阴性菌G-Gram+Gram-第16页，共36页，2023年，2月20日，星期一甲菌乙菌初染结晶紫媒染碘液脱色乙醇复染沙黄紫色（G＋）红色（G-）革兰氏染色步骤示意图细胞壁与革兰氏染色第17页，共36页，2023年，2月20日，星期一微生物学西北第二民族学院2.原核生物的形态、构造和功能

2.1细菌2.1.4细菌的结构

2.1.4.1细胞壁成分

占细胞壁干重的％G+细菌G-细菌肽聚糖含量很高(30-95)含量很低(5-20）磷壁酸含量较高(<50)0类脂质一般无(<2)含量较高蛋白质O含量较高革兰氏染色原理细胞壁结构、成分差别第18页，共36页，2023年，2月20日，星期一革兰氏阳性菌细胞壁特点：厚度大（20－80nm），均一，细胞壁厚故强度高。化学成分简单（90％肽聚糖和10％磷壁酸组成）

G＋细菌细胞壁结构示意图2.原核生物的形态、构造和功能

2.1细菌2.1.4细菌的结构

2.1.4.1细胞壁第19页，共36页，2023年，2月20日，星期一肽聚糖多肽四肽尾肽桥聚糖N－乙酰葡糖胺N－乙酰胞壁酸磷壁酸甘油磷酸或核糖醇磷酸2.原核生物的形态、构造和功能

2.1细菌2.1.4细菌的结构

2.1.4.1细胞壁第20页，共36页，2023年，2月20日，星期一StructureofPeptidoglycan2.原核生物的形态、构造和功能

2.1细菌2.1.4细菌的结构

2.1.4.1细胞壁肽聚糖：以S.aureus为例双糖单位：MG四肽尾：4个氨基酸分子按L型与D型交替连接肽桥：甘氨酸五肽β—1，4糖苷键第21页，共36页，2023年，2月20日，星期一磷壁酸G+菌独有一种酸性多糖主要成分为甘油磷壁酸和核糖醇磷壁酸功能类型壁磷壁酸膜磷壁酸2.原核生物的形态、构造和功能

2.1细菌2.1.4细菌的结构

2.1.4.1细胞壁根据结合部位的不同分为：壁磷壁酸:含量多，通过共价键与肽聚糖分子结合,并延伸到肽聚糖分子表面,带有负电荷。膜磷壁酸:与细胞膜上的脂类结合相连第22页，共36页，2023年，2月20日，星期一磷壁酸的功能因带负电荷，故可与环境中的Mg＋等阳离子结合，提高这些离子的浓度，以保证细胞膜上一些合成酶维持高活性的需要。保证革兰氏阳性致病菌与其宿主间的粘连赋于革兰氏阳性细菌以特异的表面抗原提供某些噬菌体以特异的吸附受体贮藏磷元素调节细胞内自溶素（autolysin）的活力，防止细胞死亡第23页，共36页，2023年，2月20日，星期一革兰氏阴性菌细胞壁比G+菌复杂厚度:很薄，机械强度弱。层次：多化学成分与结构肽聚糖层：薄2-3nm，含量较低外膜（外壁层）：覆盖在肽聚糖外侧，较厚2.原核生物的形态、构造和功能

2.1细菌2.1.4细菌的结构

2.1.4.1细胞壁第24页，共36页，2023年，2月20日，星期一StructureofPeptidoglycan2.原核生物的形态、构造和功能

2.1细菌2.1.4细菌的结构

2.1.4.1细胞壁肽聚糖：以E.coli为例双糖单位：MG四肽尾：第三个氨基酸分子特殊是二氨基庚二酸(DAP）没有特殊的肽桥：肽键β—1，4糖苷键第25页，共36页，2023年，2月20日，星期一G＋和G－肽聚糖的组成不同G，M都是ß－1，4－糖苷键连接肽尾：第三氨基酸不同

G＋赖氨酸

G－二氨基庚二酸(DAP)肽桥

G＋：5个苷氨酸

G－：肽键总结：G＋和G－细胞壁比较第26页，共36页，2023年，2月20日，星期一外膜G-菌独有主要成分为脂多糖、磷脂和若干种外膜蛋白。功能外膜被分为脂多糖层（外）、磷脂层（中）、脂蛋白层（内）2.原核生物的形态、构造和功能

2.1细菌2.1.4细菌的结构

2.1.4.1细胞壁

第27页，共36页，2023年，2月20日，星期一脂多糖：组成：由类脂A、核心多糖和O－特异侧链三部分组成。2.原核生物的形态、构造和功能

2.1细菌2.1.4细菌的结构

2.1.4.1细胞壁类脂A是G-内毒素的基础第28页，共36页，2023年，2月20日，星期一外膜蛋白定位种类脂蛋白：最多的是布朗氏脂蛋白，使外膜和肽聚糖紧密联系在一起。孔蛋白：三聚体跨膜蛋白。中央有孔道控制某些物质进入外膜。2.原核生物的形态、构造和功能

2.1细菌2.1.4细菌的结构

2.1.4.1细胞壁第29页，共36页，2023年，2月20日，星期一外膜的生理功能起细菌自我保护作用，它可以阻止溶菌酶、抗生素和染料等侵入菌体，也可以阻止周质空间中的酶外漏；有孔蛋白存在，使细胞具有较高的可渗透性构成某些革兰氏阴性细菌致病物质—内毒素的物质基础；作为重要的抗原因子决定了革兰氏阴性菌抗原的多样性；是许多噬菌体吸附的受体。2.原核生物的形态、构造和功能

2.1细菌2.1.4细菌的结构

2.1.4.1细胞壁第30页，共36页，2023年，2月20日，星期一周质空间解释

在革兰氏阴性菌中存在于外膜和细胞膜间的狭窄胶质空间（约12-15nm）周质蛋白水解酶合成酶：参与蛋白质合成。运输蛋白：参与营养获取和物质运输。革兰氏阴性细菌则依靠它的外膜，保持这些酶与菌的紧密结合。革兰氏阳性细菌以上这些酶常分泌到胞外周围2.原核生物的形态、构造和功能

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2.1.4.1细胞壁第31页，共36页，2023年，2月20日，星期一微生物学西北第二民族学院2.原核生物的形态、构造和功能

2.1细菌2.1.4细菌的结构

2.1.4.1细胞壁G+G-肽聚糖磷壁酸细胞膜脂质蛋白质革兰氏染色原理

细胞壁较厚、肽聚糖网层次多和交联致密。脱色剂处理时，不易溶出。革兰氏染色原理细胞壁薄、外膜层类脂含量高、肽聚糖层薄和交联度差，脱色剂处理，类脂为主的外膜迅速溶解。薄而松散的肽聚糖网不能阻挡染料的的溶出，细胞褪色。复染，呈现红色。第32页，共36页，2023年，2月20日，星期一什么是古生菌？

类型：产甲烷菌和Eetremophiles：嗜盐菌、嗜热菌和热原体属特性：除热原体属无细胞壁，其余都有。但与真细菌化学成分差别大。不含有真正的肽聚糖，含假肽聚糖、糖蛋白和蛋白质。甲烷杆菌的假肽聚糖多糖骨架：N-乙酰葡萄糖胺，N-乙酰塔罗糖胺糖醛酸，beta-1，3-糖苷键肽尾：3个L型氨基酸肽桥：L-Glu1个氨基酸组成2.原核生物的形态、构造和功能

2.1细菌2.1.4细菌的结构

2.1.4.1细胞壁第33页，共36页，2023年，2月20日，星期一缺壁细菌

实验室中形成自然界长期进化中形成：支原体自发缺壁突变：L型细菌人工方法去壁彻底除尽：原生质体部分去除：球