第一講微生物的形態(tài)和構造第一章原核生物的形態(tài)、構造和功能根據不同進化水平和性狀上區(qū)別分類：原核微生物、真核微生物和非細胞微生物根據細菌的形態(tài)：球菌：單球菌、雙球菌、四聯(lián)球菌八疊球菌、葡萄球菌等桿菌：梭狀、竹節(jié)狀螺旋菌：螺旋狀、弧狀細菌的三種基本形態(tài)（左為模式圖，右為照片）圖1-4螺旋菌的形態(tài)（左為模式圖，右為照片）第一節(jié)細胞的形態(tài)結構及其功能細菌細胞的一般結構細胞壁的功能：固定細胞壁的外形協(xié)助鞭毛運動維持細胞正常分裂阻攔有害物質進入細胞保護細胞免受外力的損傷與細菌的抗原性、致病性，對噬菌體的敏感性密切相關（1）細胞壁細胞壁缺損型細菌L－型細菌：自發(fā)缺壁突變型，在固體培養(yǎng)基表面形成“油煎旦”形菌落，細胞膨大，對滲透壓十分敏感。念珠狀鏈桿菌原生質體：用溶菌酶或青霉素除盡細胞壁（G+）。球狀體：還殘余部分細胞壁的原生體（G－）。衣原體、支原體：自然界進化形成。G+細菌與G-細胞壁對比革蘭氏陽性菌（G＋）革蘭氏陰性菌（G－）G+細菌細胞壁的肽聚糖（金黃色葡萄球菌S.aureus）G+菌和G-菌肽聚糖結構的區(qū)別G-菌以E.coil為代表，它的肽聚糖含量占細胞壁的10％，由1-2層網狀分子組成，在細胞壁上的厚度僅為2～3nm。G+菌與G-菌肽聚糖的區(qū)別：肽尾的第3個氨基酸為內消旋二氨基庚二酸（m-DAP）沒有特殊的肽橋，其前后兩個單體間的聯(lián)系僅由甲肽尾的第4個氨基酸——D－丙氨酸的羧基與乙肽尾第3個氨基酸——m-二氨基庚二酸的氨基直接連接而成。S.aureusE.coli革蘭氏染色的方法丹麥醫(yī)生C.Gram于1884年創(chuàng)立主要步驟：初染、媒染、脫色和復染革蘭氏染色的機制1983年T.Beveridge證明G+和G-細胞壁化學成分的差異引起脫色能力的不同。1）初染結晶紫與媒染碘液在細菌細胞壁內形成不溶于水的復合物。G＋細胞壁含有多層肽聚糖且交聯(lián)致密，遇脫色劑乙醇收縮，因此把結晶紫和碘復合物留在細胞壁內，使其呈紫色。2）反之，G-細胞壁肽聚糖層薄且交聯(lián)度差，并含有類脂，遇乙醇外膜類脂溶解，結晶紫和碘復合物從松散的肽聚糖網狀結構中溶出，細胞退成無色。G+細菌細胞壁中的磷壁酸磷壁酸主要成分為甘油磷酸和核糖醇磷酸磷壁酸壁磷壁酸：與肽聚糖分子間發(fā)生共價結合。膜磷壁酸：甘油磷酸鏈分子與細胞膜上的磷脂共價結合。甘油磷壁酸結構磷壁酸的主要功能1.磷壁酸帶負電，可吸引Mg2＋等陽離子，以提高細胞膜上一些合成酶的活力。2.能保證G+致病菌與宿主細胞之間的粘連。3.作為某些噬菌體的吸附受體。4.賦于G＋細菌特異的表面抗原。5.調節(jié)細胞內自溶素的活力，借以防止細胞因自溶而死亡。貯藏P元素。協(xié)助肽聚糖加固細胞壁G－細菌的細胞壁（E.coli）薄、多層、成分復雜、肽聚糖層薄、機械強度弱G-細胞壁外膜（外壁）周質空間脂蛋白、外膜蛋白、孔蛋白脂多糖（LPS）磷脂肽聚糖、水解酶、合成酶和運輸?shù)鞍最愔珹核心多糖O－特異側鏈G-菌脂多糖（LPS）的主要功能1.是G-菌致病物質——內毒素的物質基礎。2.與磷壁酸相似，能夠吸附Mg2+、Ca2＋等陽離子以提高這些離子在細胞表面的濃度。3.LPS結構的變化，決定了G-菌細胞表面抗原決定簇的多樣性。4.是許多噬菌體細胞表面的吸附受體。G-菌細胞壁中嵌入蛋白類型及功能基質蛋白（孔蛋白）：具有分子篩的功能。外膜蛋白：特異性的運送蛋白和受體。脂蛋白：使外膜層與內壁肽聚糖層緊密連接。嵌合在LPS和磷脂層外膜上的蛋白，約20余種：（2）細胞膜與間體細胞膜：是緊貼在細胞壁內側的一層由磷脂（20％～30％）和蛋白質（50％～70％）組成的柔軟、富有彈性的半透性薄膜。液態(tài)鑲嵌模型（1972）磷脂的分子結構細胞膜的生理功能1.控制細胞內外物質的運輸與交換。2.維持細胞內正常滲透壓的結構屏障。3.是氧化磷酸化和光合磷酸化的產能基地。4.合成細胞壁LPS、肽聚糖、磷壁酸和莢膜大分子的場所。5.是許多酶和電子傳遞鏈組分的所在地。6.是鞭毛著生點，同時可以提供鞭毛運動的能量。間體：由細胞膜內褶而形成的囊狀結構，其內充滿著層狀或管狀的泡囊。（3）細胞質及其內含物細胞質：被細胞膜包圍的除核區(qū)以外的一切半透明、膠體狀、顆粒狀物質的總稱。主要成分：核糖體、儲藏物、各種酶、中間代謝物、質粒。少數(shù)含有類囊體、羧酶體、氣泡和伴孢晶體內含物：指細胞質內一些形狀較大的顆粒狀構造。細菌細胞的主要內含物①儲藏物：按照營養(yǎng)組分不同形成的顆粒。PHB（聚-β-羥丁酸）：生物塑料異染粒：磷源（聚偏磷酸）②

核糖體:由RNA(50％～70%)和蛋白質(30%～50％)組成，每個菌體內所含有的核糖體可多達數(shù)萬個，其直徑為18nm，沉降系數(shù)為70S，由50S與30S兩個亞基組成。它是蛋白質的合成場所。④羧酶體：存在于化能自養(yǎng)細菌細胞中，含有1，5-二磷酸核酮糖羧化酶，與CO2固定化有關。⑤氣泡：存在于光能營養(yǎng)型細菌中，具有調節(jié)細胞比重、獲取光能、氧和營養(yǎng)物質的作用。藍細菌細菌細胞的主要內含物③磁小體：存在于趨磁性細菌中，成分Fe3O4。（4）核區(qū)核區(qū)：原核生物所特有的無核膜包裹、無固定形態(tài)的原始細胞核。主要化學成分：環(huán)狀雙鏈DNA分子。主要功能：負載遺傳信息的物質基礎。細菌細胞的特殊結構不是所有細菌細胞都具有的構造，稱為特殊構造，一般指糖被、鞭毛、菌毛和芽孢等①芽孢：某些細菌在生長發(fā)育后期或在極端環(huán)境中，形成的一個圓形、橢圓形、壁厚、含水量低、抗逆性強的休眠構造例如：Clostridium（梭菌屬）、Bacillus（芽孢桿菌屬）產芽孢細菌的主要類型芽孢的構造芽孢形成過程芽孢的萌發(fā)過程活化：通過短期加熱或用低pH、還原劑的處理引起。出芽：芽孢透性增加，皮層膨脹、溶解和消失；水分進入芽孢核心，合成細胞壁、DNA、RNA和蛋白質，變成營養(yǎng)細胞。生長：開始具有繁殖能力。芽孢耐熱機制——滲透調節(jié)皮層膨脹學說②糖被糖被：包被于某些細菌細胞壁外的一層厚度不定的透明膠狀物質。（大）莢膜微莢膜粘液層菌膠團（動膠菌屬）糖被按厚度不同分為糖被的化學成分及功能糖被的化學成分：多糖、多肽和蛋白質糖被的功能：1.免受干旱、噬菌體、重金屬離子和白細胞損傷。2.貯藏養(yǎng)料，以備營養(yǎng)缺乏時用。3.表面附著作用。4.細菌間信息識別作用。5.堆積代謝廢物。③鞭毛長在細菌表面的長絲狀、波曲狀、能運動的蛋白附屬物，約為1～10根。鑒別存在鞭毛的方法a.在半固體直立柱中間，用穿刺接種法接種某菌，如果在穿刺線周圍有混濁的擴散區(qū)，說明該菌有鞭毛。b.根據平板培養(yǎng)基上的菌落形狀，如果大、薄且不規(guī)則，菌落邊緣及不平整，證明有鞭毛。鞭毛的著生方式一端單毛菌：霍亂弧菌一端從毛菌：熒光假單胞菌兩端鞭毛菌：紅色螺菌周毛菌：E.coli側生鞭毛菌：反芻月形單胞菌④菌毛和性毛菌毛：纖細、短直、中空，一般存在于G-致病菌中，直接附著