2023年微生物學(xué)主要知識點(diǎn)原核微生物

第二章原核微生物古菌（archaeａ)在進(jìn)化譜系上與細(xì)菌（ｂacteria）和真核生物互相并列,但其在細(xì)胞構(gòu)造上卻與細(xì)菌較為接近,同屬于原核生物。原核微生物是指一大類細(xì)胞核無核膜包裹，只有稱作核區(qū)(nｕclearrｅｇioｎ)的裸露DNA的原始單細(xì)胞生物，涉及細(xì)菌和古菌兩大群。細(xì)菌的細(xì)胞膜含由酯鍵連接的脂類,細(xì)胞壁中含特有的肽聚糖（無壁的枝原體除外）,DNA中一般沒有內(nèi)含子(但近年來也有例外的發(fā)現(xiàn))。2.１.1細(xì)菌的定義細(xì)菌是一類細(xì)胞細(xì)而短(0．5×０.5~５μm)、結(jié)構(gòu)簡樸、細(xì)胞壁堅韌、以二等分裂方式繁殖和水生性較強(qiáng)的原核微生物。2.1.2細(xì)菌的形態(tài)球狀、桿狀、螺旋狀、三角形、方形、圓盤形等。2.１.３細(xì)菌的構(gòu)造由于細(xì)菌的細(xì)胞極其微小(μm)又十分透明,因此用水浸片或懸滴觀測法在光學(xué)顯微鏡下進(jìn)行觀測時,只能看到其大體形態(tài)和運(yùn)動情況。若要在光學(xué)顯微鏡下觀測其細(xì)致形態(tài)和重要構(gòu)造,一般都要對它們進(jìn)行染色。18８４年丹麥醫(yī)生C.Gram創(chuàng)建的革蘭氏染色法(Ｇramstain)是最為重要的染色方法。2.1.3．1細(xì)菌的一般構(gòu)造一般細(xì)菌共有的結(jié)構(gòu):細(xì)胞壁、細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)、核質(zhì)體細(xì)胞最外層的一層厚實、堅韌的外被，有固定外形和保護(hù)細(xì)胞等多種功能。革蘭氏陽性細(xì)菌與革蘭氏陰性細(xì)菌細(xì)胞壁成分的比較成分占細(xì)胞壁干重的%革蘭氏陽性細(xì)菌革蘭氏陰性細(xì)菌肽聚糖含量很高（30~９５)含量很低（5~2０)磷壁酸含量較高(<50)0類脂質(zhì)一般無（<２)含量較高（~20）蛋白質(zhì)0含量較高革蘭氏染色的機(jī)制通過結(jié)晶紫初染和碘液媒染后，在細(xì)胞膜內(nèi)形成了不溶于水的結(jié)晶紫與碘的復(fù)合物(CVIdyecoｍｐlex）。革蘭氏陽性細(xì)菌由于其細(xì)胞壁較厚、肽聚糖網(wǎng)層次多和交聯(lián)致密，故遇乙醇或丙酮作脫色解決時，因失水反而使網(wǎng)孔縮小,再加上它不含類脂，故乙醇解決不會溶出縫隙,因此能把結(jié)晶紫與碘復(fù)合物牢牢留在壁內(nèi)，使其仍呈紫色。反之,革蘭氏陰性細(xì)菌因其細(xì)胞壁薄、外膜層的類脂含量高、肽聚糖層薄和交聯(lián)度差,在遇脫色劑后，以類脂為主的外膜迅速溶解，薄而松散的肽聚糖網(wǎng)不能阻擋結(jié)晶紫與碘復(fù)合物的溶出,因此，通過乙醇脫色后細(xì)胞退成無色。這時,再經(jīng)沙黃等紅色染料進(jìn)行復(fù)染,就使革蘭氏陰性菌呈現(xiàn)紅色，而革蘭氏陽性菌則仍保存紫色（實為紫加紅色)了。1、革蘭氏陽性細(xì)菌的細(xì)胞壁革蘭氏陽性細(xì)菌細(xì)胞壁的特點(diǎn)是厚度大(20－80nm)和化學(xué)組分簡樸,一般只含90%肽聚糖和1０%磷壁酸。肽聚糖——又稱粘肽（mucopeptｉde）、胞壁質(zhì)（mｕrein)或粘質(zhì)復(fù)合物（mucocoｍplex)，是真細(xì)菌細(xì)胞壁中的特有成分。每一肽聚糖單體由三部分組成:①雙糖單位：由一個N-乙酰葡糖胺通過β－1，4-糖苷鍵與另一個Ｎ-乙酰胞壁酸相連，后者為原核生物所特有的已糖。②四肽尾或四肽側(cè)鏈(tetrａｐｅpｔｉdeｓiｄｅchain)：是由四個氨基酸分子按L型與D型交替方式連接而成。在金黃色葡萄球菌中,接在N-乙酰胞壁酸上的四肽尾為L-aｌa→D-glu→Ｌ-lyｓ→D-alａ，其中兩種D型氨基酸在細(xì)菌細(xì)胞壁之外很少出現(xiàn)。③肽橋或肽間橋(ｐepｔiｄeinｔerbridｇe):在金黃色葡萄球菌中,肽橋為甘氨酸五肽，它起著連接前后兩個四肽尾分子的“橋梁”作用。目前所知的肽聚糖已超過100種，在這一“肽聚糖的多樣性”中,重要的變化發(fā)生在肽橋上。磷壁酸（ｔeｉｃｈoicacid）——結(jié)合在革蘭氏陽性細(xì)菌細(xì)胞壁上的一種酸性多糖,重要成分為甘油磷酸或核糖醇磷酸。磷壁酸可分兩類,其一為壁磷壁酸，它與肽聚糖分子間進(jìn)行共價結(jié)合，含量會隨培養(yǎng)基成分而改變,一般占細(xì)胞壁重量的1０%，有時可接近５0%。用稀酸或稀堿可以提取。其二為跨越肽聚糖層并與細(xì)胞膜相交聯(lián)的膜磷壁酸(又稱脂磷壁酸)，由甘油磷酸鏈分子與細(xì)胞膜上的磷脂進(jìn)行共價結(jié)合后形成。其含量與培養(yǎng)條件關(guān)系不大。可用４5%熱酚水提取,也可用熱水從脫脂的凍干細(xì)菌中提取。2、革蘭氏陰性細(xì)菌的細(xì)胞壁肽聚糖——革蘭氏陰性細(xì)菌的肽聚糖可舉大腸桿菌為代表。它的肽聚糖埋藏在外膜層之內(nèi),是僅由1-２層肽聚糖網(wǎng)狀分子組成的薄層(2-3nm),含量約占細(xì)胞壁總重的10％，故對機(jī)械強(qiáng)度的抵抗力較革蘭氏陽性菌弱。其結(jié)構(gòu)單體與上述革蘭氏陽性菌基本相同，差別僅在于:①四肽尾的第３個氨基酸不是L-lｙs,而是被一種只有在原核微生物細(xì)胞壁上才有的內(nèi)消旋二氨基庚二酸（m-DAP)所代替;②沒有特殊的肽橋，其前后兩個單體間的連接僅通過甲四肽尾的第4個氨基酸——Ｄ-ala的羧基與乙四肽尾的第3個氨基酸——ｍDAP的氨基直接相連，因而只形成較為疏稀、機(jī)械強(qiáng)度較差的肽聚糖網(wǎng)套。外膜(oｕtermembrane)——位于革蘭氏陰性細(xì)菌細(xì)胞壁外層,由脂多糖、磷脂和脂蛋白等若干種蛋白質(zhì)組成的膜，有時也稱為外壁。脂多糖(lｉpoｐｏｌysaccｈaridｅ,LPS）:是位于革蘭氏陰性細(xì)菌細(xì)胞壁最外層的一層較厚（8-10nm)的類脂多糖類物質(zhì),由類脂Ａ、核心多糖（cｏrepolｙsaｃchａｒiｄｅ)和O－特異側(cè)鏈(Ｏ-ｓpecifｉｃsidechain,或稱Ｏ-多糖或O-抗原）三部分組成。其重要功能為：①其中的類脂A是革蘭氏陰性細(xì)菌致病物質(zhì)——內(nèi)毒素的物質(zhì)基礎(chǔ)；②因其負(fù)電荷較強(qiáng)，故與磷壁酸相似,也有吸附Mg2+、Ca2+等陽離子以提高其在細(xì)胞表面濃度的作用;③由于LPS結(jié)構(gòu)的多變，決定了革蘭氏陰性細(xì)菌細(xì)胞表面抗原決定簇的多樣性，例如，根據(jù)LPＳ抗原性的測定,國際上已報道過的沙門氏菌屬(Sａlmonella)的抗原型多達(dá)2１07種(1983年）;④是許多噬菌體在細(xì)胞表面的吸附受體；⑤具有控制某些物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的部分選擇性屏障功能２.1．3.2細(xì)菌的特殊構(gòu)造不是一般細(xì)菌都具有的結(jié)構(gòu):莢膜、鞭毛、菌毛、芽孢１、莢膜（ｃａｐsule):某些細(xì)菌細(xì)胞壁外存在著一層厚度不定的膠狀物質(zhì)。重要功能:保濕、儲養(yǎng)、堆積代謝廢物、附著。２、鞭毛（fｌａｇelｌum）:鞭毛為某些細(xì)菌表面的長絲狀、波曲的附屬物。其數(shù)目為一至數(shù)十根,具有運(yùn)動的功能。不同細(xì)菌鞭毛著生情況及數(shù)目不一致。3、菌毛（piluｓ)：菌毛(ｐilus)是長在細(xì)菌體表的一種纖細(xì)、中空、短直、數(shù)量較多的蛋白質(zhì)附屬物。在革蘭氏陰性細(xì)菌中較為常見。性菌毛（sｅxpｉlus）是一種特殊的菌毛。其功能是在不同性別的菌株間傳遞ＤNA片段。４、芽孢(endoｓｐore)：芽孢為某些細(xì)菌生長發(fā)育后期，在細(xì)胞內(nèi)形成的一個圓形或橢圓性的抗逆性休眠體。一個細(xì)胞僅形成一個芽孢。芽孢具有極強(qiáng)的抗熱、抗輻射、抗化學(xué)藥物和抗靜水壓。芽孢形成（ｓｐoｒulaｔｉｏｎ）:產(chǎn)芽孢的細(xì)菌當(dāng)其環(huán)境中營養(yǎng)缺少及有害代謝產(chǎn)物積累時，就開始形成芽孢。2.1.4細(xì)菌群體(菌落）的形態(tài)菌落（coｌony)：將單一微生物或一小堆同種細(xì)胞接種在固體培養(yǎng)基上,在適宜的培養(yǎng)條件下，形成以母細(xì)胞為中心的一堆肉眼可見的、有一定形態(tài)構(gòu)造的子細(xì)胞集團(tuán)。菌落特性:大小、形態(tài)、邊沿、隆起、光澤、質(zhì)地、顏色。2.2放線菌（actiｎomycetｅs)2.2.1放線菌（ａctｉｎomyceｔeｓ)：一類呈菌絲狀生長、重要以孢子繁殖和陸生性強(qiáng)的原核生物。2.2.2形態(tài)結(jié)構(gòu)（以stｒｅptomｙces為例）：基內(nèi)菌絲（ｓubｓtrａt(yī)emycelｉｕm)、氣生菌絲(aeｒialmycｅｌiｕm）、孢子絲（在菌絲逐步成熟時,由氣生菌絲分化成）。放線菌的一般形態(tài)和構(gòu)造2．2．3放線菌的繁殖:橫割分裂。2.2.４放線菌的菌落特性：干燥、不透明、表面呈緊密的絲絨狀，上有一層色彩鮮艷的干粉;菌落和培養(yǎng)基連接緊密，難以挑取；菌落正反面的顏色常不一致；菌落邊沿培養(yǎng)基的平面有變形現(xiàn)象。2.3藍(lán)細(xì)菌(cyanobａcterｉa）２．３.1藍(lán)細(xì)菌（cyａnobacｔeria）：一類進(jìn)化歷史悠久、Ｇ-、無鞭毛、含葉綠素ａ、具有放氧光合作用的原核微生物。2.3．2細(xì)胞構(gòu)造：細(xì)胞結(jié)構(gòu)與G-細(xì)菌細(xì)胞壁極其相似。胞內(nèi)有類囊體(thylaｋoidｓ)。細(xì)胞內(nèi)貯藏物(ｒeservemａt(yī)erialｓ）：糖原、聚磷酸鹽、PHＢ、藍(lán)細(xì)菌肽（cynophycｉne)。2.3．3藍(lán)細(xì)菌細(xì)胞的特化形式異形胞（heterocyst）：存在于絲狀體藍(lán)細(xì)菌中的較營養(yǎng)細(xì)胞稍大，色淺、壁厚、位于細(xì)胞鏈中間或末端,且數(shù)目少而不定的細(xì)胞。異形胞是固氮藍(lán)細(xì)菌的固氮部位。營養(yǎng)細(xì)胞的光合產(chǎn)物與異形胞的固氮產(chǎn)物,可通過胞間連絲進(jìn)行物質(zhì)互換。靜息孢子(akｉnｅｔe）：一種著生于絲狀體細(xì)胞鏈中間或末端的形大、色深、壁厚的休眠細(xì)胞，胞內(nèi)有貯藏性物質(zhì),具有抗干旱或冷凍的能力。鏈絲段（hoｒmoｇonia)：又稱連鎖體或藻殖段,是長細(xì)胞斷裂而成的短鏈段，具有繁殖功能。內(nèi)孢子:少數(shù)藍(lán)細(xì)菌種類在細(xì)胞內(nèi)形成許多球形或三角形的內(nèi)孢子,成熟后可釋放,具有繁殖功能。2．4支原體、立克次氏體和衣原體2．４．１支原體（Ｍyｃｏｐlasma）：一類無細(xì)胞壁、介于獨(dú)立生活和細(xì)胞內(nèi)寄生生活間的最小型原核生物。特點(diǎn):1、個體直徑約為１5０-300nｍ,一般為25０nm,光學(xué)顯微鏡下勉強(qiáng)可見。2、缺少細(xì)胞壁。3、菌落小,直徑一般為0.1-1．0ｍｍ,“油煎蛋”4、二等分裂方式繁殖。5、能在含血清、酵母膏、膽固醇等營養(yǎng)豐富的人工培養(yǎng)基上獨(dú)立生長。6、具有氧化型或發(fā)酵型的產(chǎn)能代謝，在好氧或厭氧條件下生長。7、對能與核糖體結(jié)合、克制蛋白質(zhì)合成的四環(huán)素、紅霉素以及毛地黃皂苷等破壞細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的表面活性劑極為敏感。由于細(xì)胞膜上具有甾醇,故對兩性霉素、制霉菌素等多烯類抗生素十分敏感。分類地位:已知的支原體種類已超過８0種。原核生物界（Ｐrocarｙoｔae）、柔膜菌門（Teｎerｉcｕtes)、柔膜菌綱（Mollicutｅs)的支原體目（Mycopｌasmataｌes)。2．4.2立克次氏體(Rickeｔtsia)立克次氏體(Ｒｉcketｔsia)：一類只能寄生在真核細(xì)胞內(nèi)的革蘭氏陰性原核微生物。特點(diǎn):1、細(xì)胞大小一般為0．3-0．６×０.8－2.0μm，光學(xué)顯微鏡下清楚可見。2、細(xì)胞形態(tài)多變,自桿狀至球狀、雙球狀或絲狀。３、有細(xì)胞壁,呈革蘭氏陰性反映。４、在真核細(xì)胞內(nèi)營專性寄生（個別例外），其宿主一般為虱、蚤、蜱、螨等節(jié)肢動物，可傳至人或其他脊椎動物（如嚙齒類)。5、二等分裂方式繁殖。6、對四環(huán)素、青霉素等抗生素敏感。7、有不夠完整的產(chǎn)能代謝途徑,大多只能運(yùn)用谷氨酸產(chǎn)能而不能運(yùn)用葡萄糖產(chǎn)能。8、一般可用雞胚、敏感動物或合適的組織培養(yǎng)物(如Hｅlａ細(xì)胞株)來培養(yǎng)。9、對熱敏感,一般在５６℃以上經(jīng)30分鐘即可殺死。引起人類感染的重要立克次氏體有:普氏立克次氏體（Ricｋetｔsiaｐrｏｗaｚｅｋi)、斑疹傷寒立克次體（Rickeｔtsiatyphi）、恙蟲病立克次體(Ｒｉckettｓｉatsutsugamuｓhi）。2.４．3衣原體（Chｌamydia):一類在真核細(xì)胞內(nèi)營專性能量寄生的小型革蘭氏陰性原核微生物。特點(diǎn):1、有細(xì)胞結(jié)構(gòu)。2、細(xì)胞內(nèi)同時有ＤNA和ＲNＡ兩種核酸。3、有革蘭氏陰性細(xì)菌特性的不含肽聚糖的細(xì)胞壁。４、細(xì)胞內(nèi)有核糖體。5、有不完整的酶系統(tǒng),特別缺少產(chǎn)能代謝的酶系統(tǒng)，因此須進(jìn)行嚴(yán)格的細(xì)胞內(nèi)寄生。６、以二等分裂方式進(jìn)行繁殖。7、一般對克制細(xì)菌的一些抗生素和藥物例如青霉素和磺胺等都敏感(但鸚鵡熱衣原體對磺胺具有抗性)。8、在實驗室中,衣原體可培養(yǎng)在