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Chap 1 原核生物的形态、构造和功能

§1 细 菌 一 细胞的形态构造及其功能 (一) 形态和染色 1、细菌的基本形态 :球状、杆状、 螺旋状

球菌 杆菌 螺旋菌：

螺旋菌: ---弧菌

---螺菌

---螺旋体

2、染色 ●细菌的形态和主要构造的观察：一般都要 将菌体细胞染色。 原因： 1）便于形态观察 2） 微生物鉴别重要特征

—活菌：用美蓝或TTC（氯化三苯基四氮唑）染色 ●染色方法 ： ——死菌： 简单染色法 正染色 革兰氏染色法、抗酸染色法、 芽孢染色法 鉴别染色法 负染色：荚膜染色法等 —活菌：用美蓝或TTC（氯化三苯基四氮唑）染色

● 革兰氏染色 ● 芽孢染色 问题与要点： 1）何时采用何种方法进行染色？ 2）相关技术要点；

二、细菌细胞构造与功能 ●构造

（一）细胞壁 1.组成与结构 （1）成分 ---肽聚糖：由四肽尾、肽桥和双糖为肽聚糖基 本单 位构成的网状大分子化合物。 ---磷壁酸：G+菌细胞壁上的酸性多糖，由甘油磷酸 或核糖醇磷酸组成。 ---脂多糖：G-菌壁最外层的类脂多糖物质。由类脂 A、核心多糖和O-特异侧链组成。

A、肽聚糖 ●单体组成和结构特点： I 双糖

II.四肽尾 III.肽桥(四种主要类型 ) ●水解肽聚糖的酶类：溶菌酶、自溶酶

B、磷壁酸 (磷酸＋多元醇） ●存在：壁磷壁酸、膜磷壁酸

主要有甘油磷壁酸和核糖醇磷壁酸两种类型。 ●成分与结构：磷酸多元醇聚合体， 主要有甘油磷壁酸和核糖醇磷壁酸两种类型。 ●功能:赋予G+细胞表面的电负性

C、外膜：脂多糖＋外膜蛋白 ●结构：LPS（lipopolysacharid）

LPS组分：

● LPS的主要功能 ----对动物的毒性 (内毒素) ---与细胞透性有关 ----抗原性（O-抗原）

● 0－侧链结构与抗原性

----孔蛋白（Porin)：三聚体跨膜 ●外膜蛋白 ----孔蛋白（Porin)：三聚体跨膜 蛋白，小分子物质通道。 ----脂蛋白：布郎氏脂蛋白(Braus’ lipoprotein)使外膜与肽聚糖紧 密结合。

●周质空间：G-壁外膜与质膜间的胶质空间

● G+菌和G-菌细胞壁成分的比较

（2） G+菌和G-菌细胞壁构造比较

●G-菌特有的细胞壁成分 ---肽聚糖（双糖、四肽尾、肽桥） ---类脂质(脂多糖、类脂、脂蛋白） ---蛋白质 ---周质空间（酶类） ---无磷壁酸

●细胞壁与革兰氏染色

●机理 与细胞壁厚薄、肽聚糖和类脂含量有关 G+ 细胞壁较厚，肽聚糖含量高而构成的网状结构层次多交联致密；加上不含类脂，乙醇脱色时无法把结晶紫-碘复合物洗出，故保持原来初染的颜色。 G-则相反。

（3）特殊原核微生物细胞壁 ●古生菌 进化途径与真细菌及真核生物相互 独立的生物类群，主要包括一些嗜极 菌，如甲烷菌、嗜盐菌和极端嗜热菌等。

建议读物:

●假肽聚糖（注意：双糖、糖苷键、肽尾、肽桥）

●缺壁细菌 ---L型细菌 实验室或宿主体内通过自发突变而形成的遗传稳定的细胞壁缺陷菌株。 ---支原体 一种无细胞壁、营寄生生活的微小原核生物。

原生质体 人为处理去除细胞 壁后的细胞。 ---球状体 细菌细胞去壁后 还保留部分壁残 余的原生质体。

（4）细胞壁的功能 A、固定细胞外形和提高机强度，使其免受渗透 压等 外力的损伤； B、为细胞的生长、分裂和鞭毛运动所必需； C、阻拦大分子有害物质（某些抗生素和水解酶） 进入细胞； D、赋予细菌特定的抗原性以及对抗生素和噬菌体 的敏感性。

(二) 细胞膜 1.电镜： 2.磷脂的结构 3.蛋白 整合蛋白、周边蛋白 4液态镶嵌模型

●磷脂 ● 胆固醇和藿烷类化合物

●细菌细胞膜的特殊结构 ---不含胆固醇、甾醇(但含藿烷类化合物) --间体：膜内折形成的囊状结构？

●古生菌的细胞膜 甘油、异戊二烯组成的植烷甘油醚。

●古生菌的膜结构

●细胞膜的功能： ——运送、 交换； ——屏障作用； ——合成场所； ——产能基地； ——鞭毛的着生点

(三)细胞质和内含物 ---内含物 (颗粒结构） ●聚-β-羟基丁酸（PHB） ●异染颗粒：偏磷酸盐聚合物 ●羧化体 ●气泡 ●磁小体

(四) 核质体 ●核区、拟核、核基因组、核质体 拟核（黑色部分）姬姆萨染色

(五) 细菌细胞的特殊构造 （1）鞭毛 ●构造： 鞭毛丝 鞭毛钩 基体：鞭毛竿、 L、P、 S-M环

●鞭毛的运动

西佛曼（M.Silverman）和西蒙（M.Simon）的“拴菌”试验 (tethered-cell experiment)

●鞭毛着生方式： 极生（一端生） 两端生 周生 侧生

●如何观察鞭毛： 1.鞭毛的染色 2.暗视野显微镜 2.电子显微镜观察 3.半固体培养基穿插接种

滑移运动 螺旋菌 粘细菌

（2）菌毛 ●细菌体表（特别是肠道菌，假单胞菌）的 一种蛋白质附属物，有使菌体附着物体表面的 功能。 ●（3）性菌毛（Pilus）：性接合通道。

(4) 糖被 ●荚膜（capsule） ●粘液层 （slime layer） ●菌胶团（zoogloea）

●培养特征

●成分与应用 (多糖、糖蛋白) ●糖被生理功能 保护作用； 储藏营养 黏附作用； 堆积代谢废物 信息识别作用；屏障作用 ●应用

（5）芽孢：细菌的抗逆结构 ●产生芽孢的细菌Bacillus ; Clostridium ----肽类抗生素、药物 ----工业用酶 ----病原微生物 ----肽类抗生素、药物 ----工业用酶 ----延长细菌制剂存活期 ----杀菌指标

●芽孢形成的生活史

●芽孢的着生位置与大小 芽孢囊

●细菌的芽孢构造

●芽孢耐热机制 （渗透调节皮层膨胀学说） 芽孢衣对多价阳离子和水分的透性很差,皮层 的离子强度很高,使皮层产生极高的渗透压去夺 取芽孢核心中的水分,造成皮层充分膨胀和核心 高度失水,从而给予芽孢极强的抗逆性.

（6）伴孢晶体

（三）、细菌的繁殖 1、裂殖

●大肠杆菌细胞周期的调控（复制与分裂协调)

2、芽殖：生丝微菌属

二、细菌群体培养特征及用途 1、固体平板上群体： 菌落形态 CFU(菌落形成单位） 菌苔

2、液体培养基特征： 异味、混浊、菌膜、或絮状沉淀。 3、半固体培养基用途： ----运动性观察 ----拮抗性测定 ----噬菌体效价测定

§2 放线菌（actinomycetes） ●定义： 一类以菌丝状生长和孢子繁殖为特征、 高G+C 含量的革兰氏阳性细菌。 ●分布

建议读物:

一、放线菌的形态构造（链霉菌Streptomyces） ●一般形态与构造

●主要结构 1）基内菌丝 2）气生菌丝 3）孢子丝 4）分生孢子

●特殊形态

二、放线菌的繁殖 三、培养特征 ●分生孢子： 横割分裂：细胞膜内陷或壁膜同时 内陷。 ●孢囊孢子：分生孢子产于囊状结构内 ●菌丝段：菌丝断裂 ●固体： ●液体：

●抗菌活性测定 方法：扩散法（纸片；琼脂）

●形态观察（插片法）

§ 4 支原体、立克次氏体、衣原体 1、支原体（Mycoplasma） 一类无细胞壁、介于独立生活和细胞内 寄生生活之间的最小型原核生物。 ●类支原体（MLO）

●主要特征： ●个体微小 ●缺乏细胞壁 ●可在人工培养基 上生长: ‘油煎蛋’ 状菌落 ● 对抑制壁的抗生素不敏感

●支原体的菌落

2、立克次氏体（Rickettsia） 一类专性寄生的G-细菌。

●斑疹热

主要特征： ●细胞较大,介于细菌和支原体之间 ●具壁, G- ●专性寄生 ,只能活体培养 ●对四环素、青霉素敏感

3、衣原体（chlamydia） ●是一类在真核细胞内营专性能量寄生、有独特 生活周期（原体、始体）、小型G-原核微生物。 ●主要特征 1) 细胞壁无肽聚糖 2) 缺乏产能酶系,严格寄生 3) 对青霉素不敏感 4) 生活史包括原体和始体细胞阶段