原核微生物的形態(tài)和構(gòu)造

1、第一章原核微生物的形態(tài)和構(gòu)造,一 、細(xì)菌的形態(tài)和染色,一)細(xì)菌的正常形態(tài),球菌,桿菌,螺旋菌,1. 球菌,單球菌,雙球菌,八疊球菌,四聯(lián)球菌,鏈球菌,葡萄球菌,2. 桿菌,梭狀芽孢桿菌,短桿菌,長桿菌,3. 螺旋菌：螺旋狀的細(xì)菌。螺旋不滿一圈稱為弧菌，滿26環(huán)稱為螺旋菌，旋轉(zhuǎn)周數(shù)在6環(huán)以上的稱為螺旋體,螺旋菌,弧菌,螺旋體,二)染色,簡單染色 革蘭氏染色,用一種染料進(jìn)行染色，較未染色的樣本易于觀察,單染色,細(xì)菌的鑒別染色法革蘭氏染色法,C.Gram 丹麥醫(yī)生 步驟： 涂片固定； 結(jié)晶紫初染1min； 碘液媒染1min； 95%乙醇脫色0.5min； 番紅復(fù)染1min。 結(jié)果: 陽性菌紫色； 陰

2、性菌紅色,細(xì)菌的形態(tài)和染色,二、細(xì)菌細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu),細(xì)菌細(xì)胞的結(jié)構(gòu),細(xì)菌細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)包括： 細(xì)胞壁、細(xì)胞質(zhì)膜、間體、細(xì)胞質(zhì)、核糖體、氣泡、細(xì)胞核、質(zhì)粒和儲藏物。 特殊結(jié)構(gòu)包括： 莢膜、鞭毛、菌毛、芽孢和伴孢晶體,細(xì)胞壁是位于胞外緊貼胞膜的一層無色透明，堅(jiān)韌而有彈性的結(jié)構(gòu),一)細(xì)胞壁（cell wall,革蘭氏陽性菌肽聚糖單體,概念：肽聚糖是由 N乙酰胞壁酸（NAM）和N乙酰葡糖胺（NAG）以及少數(shù)氨基酸短肽鏈組成的亞單位聚合而成的大分子復(fù)合體,1）細(xì)胞壁的基本骨架肽聚糖,肽聚糖單體,革蘭氏陽性菌肽聚糖單體,革蘭氏陰性菌肽聚糖單體,由NAG 、 NAM 、肽尾、肽橋構(gòu)成,肽聚糖網(wǎng)格狀結(jié)構(gòu),肽聚

3、糖的特點(diǎn),1)為原核生物所特有(古細(xì)菌例外) 2)D-Glu, D-Ala, M-DAP在自然界蛋白 質(zhì)中不存在 3)個(gè)別菌中DAP可為Lys代替 4)個(gè)別菌中兩肽尾可直接由肽鍵連接,2）革蘭氏陽性菌的細(xì)胞壁,占3070% ,不同菌種中肽聚糖(肽鏈)組分不同,具重要分類意義,肽聚糖,由肽聚糖和磷壁酸組成,磷壁酸,占40%。G+菌所特有,其主鏈由數(shù)十個(gè)磷酸甘油或磷酸核糖醇組成,有的還有由DAla和還原糖組成的側(cè)鏈,磷壁酸的分類,1)按與壁的連接方式分,壁磷壁酸:與肽聚糖分子共 價(jià)結(jié)合,并延伸到肽 聚糖分子表面, 帶 有負(fù)電荷。 膜磷壁酸:與原生質(zhì)膜的脂 類共價(jià)結(jié)合,2)根據(jù)主鏈組成不同,甘油型

4、核糖醇型,一般一種菌含一種磷壁酸,磷壁酸的功能,1)使細(xì)胞壁形成負(fù)電荷環(huán)境,以利于 吸附鎂離子,維持酶活。 2)構(gòu)成噬菌體的吸附位點(diǎn),同時(shí)是某 種菌的抗原決定簇的主要成分。 3)可以和宿主粘連,3）革蘭氏陰性菌的細(xì)胞壁,革蘭氏陰性菌的細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)較復(fù)雜,分內(nèi)壁層和外壁層,內(nèi)壁層,緊貼胞膜,僅由12層肽聚糖分子構(gòu)成,占細(xì)胞壁干重5 10%,無磷壁酸,脂多糖; 蛋白質(zhì)層:脂蛋白、 基質(zhì)蛋白、 外壁蛋白; 磷脂,外壁層,位于肽聚糖層的外部。包括,埋嵌在外壁層中,如孔蛋白,三聚體構(gòu)成的疏水孔道貫穿外壁層,使小于800-900D的分子可通過,起分子篩作用,基質(zhì)蛋白,為特異性載體,可將Vit B12這類較大

5、分子送入細(xì)胞內(nèi),外壁蛋白,與肽聚糖層共價(jià)結(jié)合,并埋置在外壁層,使外壁層牢固的與內(nèi)壁層連接,脂蛋白,脂質(zhì)A:兩個(gè)葡糖胺連接多 個(gè)脂肪酸,為內(nèi)毒素 的中心,核心多糖:與脂質(zhì)A相連,由 糖及其衍生物組成,O-側(cè)鏈:短多糖鏈,其順序有 菌種特異性,具有診斷 細(xì)菌學(xué)意義,脂多糖(LPS,2. 與磷壁酸相似，吸附二價(jià)陽離子以提 高這些離子在細(xì)胞表面的濃度。 3. 由于LPS的多樣性，決定G菌表面抗 原決定簇的多樣性。 4. 噬菌體吸附位點(diǎn),脂多糖（LPS）的功能,1. G菌致病物質(zhì)內(nèi)毒素的物質(zhì)基礎(chǔ),G菌：細(xì)胞壁厚，肽聚糖網(wǎng)狀分子形成一種透性障，當(dāng)乙醇脫色時(shí)，肽聚糖脫水而孔障縮小，故保留結(jié)晶紫-碘復(fù)合物在細(xì)

6、胞膜上。呈紫色,G菌：肽聚糖層薄，交聯(lián)松散，乙醇脫色不能使其結(jié)構(gòu)收縮，其脂含量高,乙醇將脂溶解，縫隙加大，結(jié)晶紫-碘復(fù)合物溶出細(xì)胞壁，沙黃復(fù)染后呈紅色,4）革蘭氏染色的原理,細(xì)菌除去細(xì)胞壁剩下由細(xì)胞膜包裹的部分。多為G+菌,原生質(zhì)體,原生質(zhì)體的特點(diǎn),1)無細(xì)胞壁，為圓球形 2)對環(huán)境敏感：滲透壓，震蕩，離心，易溶菌 3)有鞭毛，而不能運(yùn)動 4)不被噬菌體感染（因?yàn)闆]有吸附位點(diǎn)） 5)生物學(xué)特性依舊,b . 球狀體,還保留有部分細(xì)胞壁的菌體細(xì)胞,多見于G菌,特點(diǎn)： 除具原生質(zhì)體特點(diǎn)外 a)可有一定抗性，可培養(yǎng) b)可重新合成細(xì)胞壁,c .型細(xì)菌,自發(fā)突變形成的細(xì)胞壁缺陷(部分或全部),具多形性。

7、可以生長繁殖,在培養(yǎng)基上形成油煎蛋菌落。有些可重新合成細(xì)胞壁,5. 細(xì)胞壁的功能,1)保護(hù)細(xì)胞,維持菌形 2)具有抗原性致病性對噬菌體的敏感性 3)與胞膜一起完成細(xì)胞內(nèi)外物質(zhì)交換 4)為正常細(xì)胞分裂所必需 5)鞭毛運(yùn)動的支點(diǎn),二）細(xì)胞膜(cell membrane,1.概念: 細(xì)胞膜是緊貼細(xì)胞壁內(nèi)側(cè)包圍細(xì)胞質(zhì)的一層柔軟，富有彈性的半透明薄膜,2. 細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu),1972年Singer和Nicolson提出的細(xì)胞膜液態(tài)鑲嵌模型,3. 細(xì)胞膜的功能,1)細(xì)胞內(nèi)外物質(zhì)交換和運(yùn)送。 (2)在原核微生物中,參與生物氧化和 能量產(chǎn)生。 (3)與細(xì)胞壁及莢膜的合成有關(guān)。 (4)是鞭毛著生的位點(diǎn),4.間體：膜

8、內(nèi)陷并延伸到細(xì)胞質(zhì)內(nèi)，在繁殖和代謝多種過程中起作用,間體： 細(xì)胞膜內(nèi)褶形成的一種管狀、層狀或串狀物，一般位于細(xì)胞分裂的部位或附近,間體的功能,1）參與隔膜形成 （2）與核分裂有關(guān) （3）類線粒體功能,三）核質(zhì)體(nuclear body;nucleoid,1. 概念： 由大型環(huán)狀雙DNA纖絲構(gòu)成的無核膜核仁的區(qū)域，故又稱類核或擬核,2. 核質(zhì)體的觀察,1)光鏡下特殊染色,相差顯微鏡， 電鏡均可見。 (2)在細(xì)胞分裂時(shí)可見多個(gè),細(xì)菌DNA,放射自顯影下，24m長的E.coli 其DNA長11.4m。無組蛋白，與精胺、亞精胺結(jié)合，故有穩(wěn)定性和柔軟性,四)細(xì)胞質(zhì)及其內(nèi)含物,1. 成分： 細(xì)菌的細(xì)胞質(zhì)

9、是由水，蛋白質(zhì)，核酸，脂類和少量糖，無機(jī)鹽組成的無色透明粘稠狀透明物質(zhì),2. 氣泡,由蛋白質(zhì)膜構(gòu)成的泡狀物，加大菌體的浮力，便于菌體吸收水中的氧氣。常見于光合細(xì)菌和水生細(xì)菌，借氣泡漂浮能力，使無鞭毛菌在適合環(huán)境中生長,3.顆粒狀內(nèi)含物,顆粒狀內(nèi)含物為細(xì)胞儲藏物質(zhì)，因種而異，隨菌齡及培養(yǎng)條件不同而改變。 主要有糖元、異染粒、聚羥丁酸、藻青素、藻青蛋白、多聚磷酸鹽和硫粒等,1)異染粒,概 念：為多聚偏磷酸鹽。 功 能：貯存磷元素和能，降低 滲透壓。 鑒定意義：遇甲基胺藍(lán)變紫紅色， 如白喉?xiàng)U菌，鼠疫桿菌,2)聚羥丁酸顆粒（PHB,概念:為碳源貯存物功能：貯存能量，碳 源，可降低滲 透壓,3)藻青素,

10、概念：存在于藍(lán)細(xì)菌中的藻青蛋白 功能：貯氮，貯能。厭氧時(shí)可進(jìn)行 鳥氨酸循環(huán),4 . 細(xì)胞質(zhì)的功能,提供新陳代謝的場所,三、細(xì)菌細(xì)胞的特殊結(jié)構(gòu),一）莢膜(capsule,1. 概念： 某些細(xì)菌細(xì)胞壁外的一層粘液性物質(zhì),2. 種類,莢膜 ：0.2m 與菌表面結(jié)合松弛,震 蕩離心可得。 粘液層：與菌表面結(jié)合松散,可向菌的周 圍擴(kuò)散,增大黏性。 菌膠團(tuán)： 多個(gè)細(xì)菌共有一個(gè)莢膜,微莢膜：0.2m 與細(xì)胞表面牢固結(jié)合,3. 莢膜的組成,因種而異，除水外，主要是多糖（包括同型多糖和異型多糖），此外還有多肽，蛋白質(zhì)，糖蛋白等,4 . 莢膜的形成,1)莢膜的形成是由種的遺傳性所決定為種的特征。 (2)莢膜的形成

11、與組成明顯受培養(yǎng)基成 分和培養(yǎng)條件的影響。 如腸膜明串珠菌以蔗糖為碳源時(shí)合成葡聚糖成分的莢膜,5. 莢膜的生理功能,1）保護(hù)作用：抗干燥，抗吞噬 （吞噬細(xì)胞、噬菌體、蛭弧菌等） （2）貯藏養(yǎng)料 （3）具有致病性，抗原性,二）鞭毛,1. 概念： 某些微生物表面由細(xì)胞內(nèi)生出的細(xì)長、波曲的結(jié)構(gòu),2. 鞭毛的著生方式,3. 鞭毛的化學(xué)組成,鞭毛蛋白，3萬6萬Dolton，不同種由不同球蛋白分子亞基構(gòu)成，有些含多糖、類脂等，為極好抗原,4. 鞭毛的結(jié)構(gòu),鞭毛絲,中空螺旋狀、絲狀結(jié)構(gòu)，球蛋白亞基螺旋排列,由鞭毛絲鞭毛鉤基體組成,鞭毛鉤,又稱鉤形鞘，是連接鞭毛絲和基體的一個(gè)彎曲筒狀部分，蛋白質(zhì)亞基組成,基體,由幾個(gè)環(huán)狀結(jié)構(gòu)構(gòu)成，環(huán)中央有一桿狀結(jié)構(gòu)（鞭毛桿），將鞭毛固定于細(xì)胞膜與細(xì)胞壁上,G菌：L環(huán)、P環(huán)、S環(huán)、M環(huán) G+菌：S環(huán)，M環(huán),菌毛,某些菌體表面存在的短而多的附屬物。 與菌的致病性吸附有關(guān),性菌毛,性狀介于菌毛與鞭毛之間，傳遞遺傳信息,三）芽孢,1. 概念： 某些菌生長到一定階段，細(xì)胞內(nèi)形成的圓或卵圓形的內(nèi)生孢子，是對不良環(huán)境有較強(qiáng)抵抗力的休眠體,2 .芽孢的形成,軸絲形成,形成前芽孢,前芽孢隔