邱禮鴻

曾憲梓北院516室

84113009（辦）

第1章原核生物的形態、構造、功能及多樣性1原核生物（prokaryotes）概述形態特征細胞形態及大小繁殖方式及群體形態細胞結構及功能一般結構：細胞壁，細胞膜，細胞質，細胞核特殊結構：糖被，鞭毛，菌毛，芽孢)原核生物概述原核生胞的特征比真核細胞小、簡單缺少膜結構的細胞核，染色體為一環狀DNA無膜結構的細胞器，核糖體小，為70S原核生物種類古細菌（真）細菌球菌(Coccus)桿菌(Bacillus)弧菌(Vibrio)螺菌(Spirillum)個體形態1排列方式螺旋體(Spirochete)芽生和有附屬物的細菌絲狀細(Filamentous)形態2通常0.5-1.5μm最大直徑500μm

最小直徑0.05μm納米菌(Nanobacteria)受培養條件影響

大小1Epulopisciumfishelsoni費氏刺尾魚菌桿狀,0.05x0.5mmThiomargaritanamibiensis納米比亞嗜硫珠菌0.3-1mm大小2原核生物的增殖裂殖(fission)

二分裂三分裂(暗網菌)多分裂(蛭弧菌)芽殖(budding)蛭弧菌的繁殖（復分裂）生絲微菌的繁殖（芽殖）群體形態1

在固體培養基上的形態菌落（colony）：在固體培養基上，肉眼可見的，有一定形態的子細胞集團。菌苔（bacteriallawn）：多個純種菌落連成一片即形成菌苔。細菌菌落正面、側面和邊緣的各種形態示意圖群體形態2

在半固體培養基上（內）的群體形態檢驗細菌的運動性檢驗細菌對明膠的利用在液態培養基內的群體形態渾濁度沉淀菌醭、菌膜、菌環原核生物的形態鑒定和分類的重要特征受營養條件等環境因素的影響原核生物（prokaryotes）概述形態特征細胞形態及大小群體形態及增殖方式細胞結構及功能一般結構：細胞壁，細胞膜，細胞質，細胞核特殊結構：糖被，鞭毛，菌毛，芽孢原核生物細胞壁細胞壁質膜外的剛性結構主要成分為肽聚糖功能維持細胞特有形態，為細胞的生長、分裂和鞭毛運動提供支持具有分子篩的功能，阻攔大分子物質進入細胞，防止細胞滲透裂解賦予細菌特定的抗原性和對噬菌體的敏感性通過革蘭氏染色反應可將細菌分成兩個類群革蘭氏陽性菌（G+，菌體呈紫色）革蘭氏陰性菌（G-，菌體呈紅色）染色反應與細胞壁結構相關原核生物細胞壁的類型簡單染色涂片干燥固定染色鏡檢革蘭氏染色結晶紫初染1min。碘液媒染1min，水洗，吸干。95%乙醇脫色30sec。沙黃復染1min，水洗，風干。G+

細菌和G-細菌的細胞壁結構比較革蘭氏陽性菌細胞壁主要由肽聚糖組成(含量高達95%))也含大量磷壁酸肽聚糖是G+細菌和G-細菌細胞壁的重要化學成分由若干肽聚糖單體組成骨架鏈由兩種糖衍生物交替連接形成乙酰葡糖胺N-乙酰胞壁酸肽聚糖單體由3部分組成雙糖單位肽尾肽橋肽聚糖的單位結構肽聚糖的聯接方式短肽鏈直接相連Escherichiacoli短肽鏈通過肽橋相連：S.aureus磷壁酸（teichoicacid）是結合在G+細胞壁上的一種酸性多糖；與NAM第6位上的羥基結合；主要成分為甘油磷壁酸，或核糖醇磷壁酸。

壁磷壁酸：與肽聚糖分子共價結合脂磷壁酸（LTAs）：與細胞膜相交聯磷壁酸有5種類型，主要是甘油磷壁酸和核糖醇磷壁酸2類。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）濃縮細胞周圍的Mg2+，2）作為噬菌體的特異吸附位點，3）賦予G+細菌特異的表面抗原，4）增強某些致病菌對宿主細胞的粘連。革蘭氏陰性菌的細胞壁內壁層為肽聚糖網狀分子形成的薄層外膜(outermembrane)由磷脂雙分子層，脂蛋白和脂多糖組成脂多糖(LPS)組成

類脂A核心多糖

O–側鏈(O抗原)LPS的功能保護細菌免受宿主防御(O抗原)使細胞表面帶負電荷(核心多糖)穩定細胞外膜結構(類脂A)作為一種毒素(類脂A)外膜蛋白具有孔蛋白和轉運蛋白小分子(600-700D)可以通過孔蛋白形成的通道運輸周質空間質膜與細胞壁(G+)或外膜(G-)的空隙缺壁細菌L-型細菌：天然變異原生質體或球狀體支原體熱原體屬(古生菌)原核生物的細胞膜細胞膜的結構液態鑲嵌模型，含磷脂和蛋白質磷脂形成雙分子層蛋白質穿插或整合到磷脂雙分子層中高度組織性，不對稱性，韌性和流動性古生菌的細胞質膜由獨特磷脂組成一些膜為單層結構膜蛋白周緣蛋白：疏松附著于膜上,易流動整合蛋白：緊密結合于膜上，不易流動質膜的功能將細胞與環境隔離開選擇性通透屏障一些分子能夠自由進出細胞運輸體系協助分子的運轉通過膜上特異的受體感受并作用環境中的化學物質細胞質基質細胞質膜與類核之間的物質充滿核糖體和內含物內含物細胞內儲存的一些有機或無機物顆粒，主要有貯藏顆粒磁小體羧酶體氣泡

貯藏顆粒碳源氮源磷源（異染粒）：迂回螺菌，白喉桿菌硫顆粒：紫色硫細菌，貝氏硫細菌糖原：大腸桿菌，芽胞桿菌，藍細菌聚β-羥丁酸（PHB）：固氮菌，芽胞桿菌藍藻顆粒藻膽（蛋白）體藍細菌貯藏顆粒聚β-羥丁酸（PHB）具有貯藏碳源、能源和降低細胞內滲透壓的作用。

PHB的結構藍藻顆粒（cyanophycin），藻膽體（phycobilisomes）AspAspAspAspAspArgArgArgArgArg藍藻顆粒藻膽素phycobilin藻膽體（phycobilisomes）異染顆粒（metachromaticgranules，volutin）

無機偏磷酸的聚合物。貯藏磷、能量和降低滲透壓的作用。可用美藍或甲苯胺藍染成紫紅色。白喉棒桿菌Corynebacteriumdiphtheria結核分枝桿菌Mycobacteriumtuberculosis硫顆粒（sulfurglobules）

奧氏著色菌Chromatiumokenii耶拿硫螺菌Thiospirillumjenense作為一種能量貯藏物，常見于紫色硫細菌。磁小體（magnetosome）

主要成分Fe3O4

主要在于：水生螺菌屬（Aquaspirillum）嗜膽球菌屬（Bilophococcus）。

使菌體順磁力線排列。自然界含磁體的生物有：細菌，藻類，鳥類，海豚，綠龜等。順磁水螺菌Aquaspirillummagnetotacticum核糖體*由蛋白質和RNA組成的復雜結構*蛋白質合成場所*比真核生物核糖體小原核生物70S真核生物80S

擬核(nucleoid)無膜包被不規則形狀染色質體存在的區域每個細胞通常只有一個染色體原核（nucleoid，procaryon）1環狀雙鏈DNA0.25-3.00mm以超螺旋狀態存在。質粒(plasmid)通常為閉合環狀的小DNA獨立于染色質體存活復制不是生長繁殖所必需可能攜帶某些特殊性狀基因(如抗藥性)細胞壁外部結構糖被(glycocalyx)細胞表面的多聚糖網狀物莢膜多聚糖組成組織緊湊不易從細胞脫落粘液層與莢膜結構相似，但易擴散，松散和易脫落菌膠團莢膜菌膠團粘液層糖被的功能抵御宿主防御(細胞吞噬)抵抗外界惡劣環境(干燥)表面附著作用免受病毒侵染和細菌掠食保護細胞免受化學物質傷害(去污劑)運動性增強抵抗滲透壓迫是生長在某些細菌表面的長絲狀、波曲的蛋白質附屬物，具有運動功能。鞭毛（flagellum）鞭毛亞顯微結構包括3部分：鞭毛絲,基體,鞭毛鉤鞭毛絲中空圓柱體由鞭毛蛋白組成一些原生動物的鞭毛絲被一層鞘包裹鞭毛鉤和基體鞭毛鉤(hook)

--聯結鞭毛絲和基體基體(basalbody)一系列的環驅動鞭毛旋轉鞭毛形成自組裝涉及許多基因和基因產物的復雜過程新形成的鞭毛蛋白分子通過中空的鞭毛絲傳輸自頂部延伸而非基部延伸鞭毛運動的機制鞭毛像螺旋槳一樣旋轉拴菌試驗菌毛(fimbriae)和性菌毛(pili)菌毛

--纖細，短直，數量較多的蛋白質類附屬物調節細菌的吸附性性菌毛結構與菌毛相似，但較長，較粗，數量較小

(1-10個/細胞)交配所必需芽孢(Endospore)在某些細菌內形成處于休眠狀態對許多環境條件具有抗性抗熱抗輻射抗化學物質抗干燥endosporesporangiumcentralsporesubterminalsporeterminalsporeterminalsporewithswollensporangiumFigure3.422.芽孢衣Sporecoat

3.皮層Cortex1.孢外壁Exosporium核心壁CorewallDNA核糖體Ribosomesparasporalcrystal伴胞晶體芽孢具有強抗逆性的機理滲透調節皮層膨脹學說芽孢外被鈣(與吡啶二羧酸結合)含水量很低的芽孢核心其它機制酸溶性DNA結合蛋白DNA修復酶芽孢形成(Sporogenesis)通常在營養耗盡而停止生長時發生多階段反應過程芽孢萌發過程活化(activation)預備通常需要熱處理出芽(germination)孢子膨大芽孢外被吸水破裂抗逆性缺失代謝活動增強生長(outgrowth)出現營養狀態細菌芽孢向營養態細菌的轉變

復雜的多級反應過程小結

概述形態特征細胞形態及大小增殖方式及群體形態細胞結構及功能一般結構：細胞壁，細胞膜，細胞質，細胞核特殊結構：糖