微生物學(xué)第二章原核微生物

微生物學(xué)第二章原核微生物第1頁，共51頁，2023年，2月20日，星期四4、細胞壁的化學(xué)組成與結(jié)構(gòu)（1）革蘭氏染色（2）革蘭氏陽性菌細胞壁結(jié)構(gòu)（3）革蘭氏陰性菌細胞壁結(jié)構(gòu)第2頁，共51頁，2023年，2月20日，星期四(4)、溶菌酶對細胞壁的作用可切斷NAM和NAG之間的—1，4糖苷鍵，引起細菌裂解?！魧ˉ菌，在EDTA存在下，受溶菌酶作用。第3頁，共51頁，2023年，2月20日，星期四(5)、青霉素對細菌細胞壁的作用

Penicillium與轉(zhuǎn)肽酶結(jié)合，而使該酶失活，抑制了側(cè)鏈末端的丙氨酸與五肽橋的連接，破壞了細菌細胞壁的完整性（即抑制肽聚糖的合成），因此，Penicillium僅對正在生長著的細菌，且主要是對G+菌有效。第4頁，共51頁，2023年，2月20日，星期四5、缺壁細胞（1）、L形細菌：指那些在實驗室或宿主體內(nèi)通過自發(fā)突變或誘發(fā)突變而形成的遺傳性穩(wěn)定的細胞壁缺陷菌株。（2）、原生質(zhì)體：用溶菌酶處理革蘭氏陽性菌，得到細胞壁完全被脫去、圓球狀滲透敏感細胞。（3）、球形體：用溶菌酶處理革蘭氏陰性菌，得到細胞壁部分被脫去、圓球狀滲透敏感細胞。第5頁，共51頁，2023年，2月20日，星期四G+菌：細胞壁厚，肽聚糖含量高，交聯(lián)度大，當乙醇脫色時，肽聚糖因脫水而孔徑縮小，故結(jié)晶紫-碘復(fù)合物被阻留在細胞內(nèi)，細胞不能被酒精脫色，仍呈紫色。Gˉ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，因其含脂量高,乙醇將脂溶解，縫隙加大，結(jié)晶紫-碘復(fù)合物溶出細胞壁，酒精將細胞脫色，細胞無色，沙黃復(fù)染后呈紅色。6、革蘭氏染色原理第6頁，共51頁，2023年，2月20日，星期四

細胞膜是緊貼細胞壁內(nèi)側(cè)包圍細胞質(zhì)的一層柔軟、富有彈性的半透明薄膜。

①細胞膜的化學(xué)組成

蛋白質(zhì)主要包括磷脂糖類少量核酸(二)細胞膜第7頁，共51頁，2023年，2月20日，星期四

1972年Singer和Nicolson提出的細胞膜液態(tài)鑲嵌模型。

認為：膜是由球形蛋白與磷脂按照二維排列方式構(gòu)成的流體鑲嵌式，流動的脂類雙分子層構(gòu)成了膜的連續(xù)體，而蛋白質(zhì)象孤島一樣無規(guī)則地漂流在磷脂類的海洋當中。細胞膜液態(tài)鑲嵌模型②細胞膜的結(jié)構(gòu)第8頁，共51頁，2023年，2月20日，星期四③細胞膜的功能（1）選擇性的控制細胞內(nèi)、外的營養(yǎng)物質(zhì)和代謝產(chǎn)物的運送；（2）維持細胞內(nèi)正常滲透壓的屏障；（3)合成細胞壁和糖被的各種組分（肽聚糖、磷壁酸、LPS、夾膜多糖等）的重要基地；（4）膜上含有氧化磷酸化或光合磷酸化等能量代謝的酶系，是細胞產(chǎn)能的場所；（5）鞭毛基體的著生部位和鞭毛旋轉(zhuǎn)的供能部位。第9頁，共51頁，2023年，2月20日，星期四由細胞膜內(nèi)褶形成的一種管狀、層狀或串狀物，一般位于細胞分裂的部位或附近。間體間體的功能:參與隔膜形成與核分裂有關(guān)分泌胞外酶的地點（三）間體第10頁，共51頁，2023年，2月20日，星期四細胞質(zhì)：是在細胞膜內(nèi)除核區(qū)以外的細胞物質(zhì)。主要成分：

細胞質(zhì)功能：細胞質(zhì)中含有豐富的酶系，是營養(yǎng)物質(zhì)合成、轉(zhuǎn)化、代謝的場所。（四）細胞質(zhì)及其內(nèi)含物

第11頁，共51頁，2023年，2月20日，星期四

是分散在細胞質(zhì)中的顆粒狀結(jié)構(gòu)，由核糖體核酸（占60%）和蛋白質(zhì)（占40%）組成。細菌的核糖體沉降系數(shù)為：70s，由50s大亞基和30s小亞基構(gòu)成。鏈霉素作用位點功能：是細胞合成蛋白質(zhì)的場所。①核糖體第12頁，共51頁，2023年，2月20日，星期四由蛋白質(zhì)膜構(gòu)成的充滿氣體的泡狀物。有些細菌細胞質(zhì)中含有幾個或多個氣泡。氣泡的功能：A:B:例：許多光合細菌和水生細菌、鹽桿菌常含有氣泡。②氣泡第13頁，共51頁，2023年，2月20日，星期四主要有：異染粒、聚β－羥丁酸、多糖、硫粒、磁小體等。③顆粒狀內(nèi)含物第14頁，共51頁，2023年，2月20日，星期四聚β－羥丁酸顆粒是許多細菌細胞質(zhì)內(nèi)常含有的碳源類儲藏物.PHB不溶于水,易被脂溶性染料(如蘇丹黑)著色。功能:貯存碳源、能源和降低滲透壓。應(yīng)用：聚β－羥丁酸顆粒(PHB)第15頁，共51頁，2023年，2月20日，星期四是普遍存在的貯藏物，主要成分是多聚偏磷酸鹽。異染粒大小和結(jié)構(gòu):大小為0.5—1μm

，是多聚偏磷酸鹽的聚合物，分子呈線狀。功能：貯存磷元素和能量，降低滲透壓。名稱由來：例:異染粒遇甲基胺藍或美藍變紫紅色.含異染粒的細菌種類:棒狀桿菌和某些芽孢桿菌等.異染粒第16頁，共51頁，2023年，2月20日，星期四是硫元素的貯藏體。形成：取決于環(huán)境硫化物含

量,當環(huán)境中S含量高時，在體內(nèi)積累；當缺S時,氧化成硫酸被菌利用。功能：

a.b.硫粒第17頁，共51頁，2023年，2月20日，星期四多糖包括糖原和淀粉類:都是碳源和能源的貯藏物。磁小體成分:Fe3O4功能:應(yīng)用:藻青素氮源儲藏物。第18頁，共51頁，2023年，2月20日，星期四

光和細菌進行光和作用的部位,相當于綠色植物的葉綠體.

在綠色光合細菌中，稱作類囊體，紫色光合細菌，稱為載色體。

④載色體（Chromatophore）第19頁，共51頁，2023年，2月20日，星期四

⑤羧酶體(carboxysome)

一些自養(yǎng)細菌細胞內(nèi)的多角形或六角形內(nèi)含物.其大小與噬菌體相仿,約10nm,內(nèi)含1,5-二磷酸核酮糖羧化酶,在自養(yǎng)細菌的CO2固定中起著關(guān)鍵作用。采用免疫電鏡技術(shù)觀察藍細菌中的羧酶體.第20頁，共51頁，2023年，2月20日，星期四擬核：由大型環(huán)狀雙鏈DNA纖絲不規(guī)則地折疊或纏繞而構(gòu)成的無核膜、核仁的區(qū)域。

細菌DNA：

長度：一般為：1—3mm

例：大腸桿菌的DNA長約1mm。

生長迅速的細菌在核分裂之后細胞往往來不及分裂,所以細胞中常有2—4個核，而生長緩慢的細菌細胞中一般只有1—2個核，不在染色體復(fù)制時期一般是單倍體。

功能：負載遺傳信息。

擬核

（五）擬核（核區(qū)）和質(zhì)粒第21頁，共51頁，2023年，2月20日，星期四

細菌染色體外的遺傳物質(zhì)，通常由共價閉合環(huán)狀雙鏈DNA分子組成．分子量約為２—100×106D.攜帶1—100個基因,一個菌細胞可有一至數(shù)個質(zhì)粒。

質(zhì)粒第22頁，共51頁，2023年，2月20日，星期四（六）芽孢

1、概念

某些細菌在其生長發(fā)育后期，在細胞內(nèi)形成一個圓形或橢圓形、厚壁、含水量極低、抗逆性極強的休眠體，稱為芽孢(endospore或spore，偶譯“內(nèi)生孢子”）。第23頁，共51頁，2023年，2月20日，星期四第24頁，共51頁，2023年，2月20日，星期四在桿菌中能形成芽孢的種類較多，在球菌和螺旋菌中只有少數(shù)菌種可形成芽孢。產(chǎn)生芽孢的幾個屬：芽孢桿菌屬梭狀芽孢桿菌屬芽孢乳桿菌屬生孢八疊球菌屬（其中的一個種）2、能形成芽孢的細菌種類第25頁，共51頁，2023年，2月20日，星期四

A近中央

B末端

C中央3、芽孢的形態(tài)及其在細胞中的位置第26頁，共51頁，2023年，2月20日，星期四

細菌芽孢的各種類型第27頁，共51頁，2023年，2月20日，星期四

芽孢有多層結(jié)構(gòu)，主要包括孢外壁、芽孢衣、皮層和核心。芽孢的結(jié)構(gòu)外壁層：厚而致密，主要成分為脂蛋白，通透性差,不易著色。芽孢衣：主要含疏水性角蛋白，抗酶解、抗藥物，多價陽離子難通過。皮層：主要含芽孢肽聚糖、DPA—Ca，皮層體積大，比較致密。核心：DPA是芽孢特有的成分。一般以DPA—Ca的形式存在。4、芽孢的組成和結(jié)構(gòu)第28頁，共51頁，2023年，2月20日，星期四5、芽孢的形成過程第29頁，共51頁，2023年，2月20日，星期四具有很強的抗熱、抗干燥、抗輻射、抗化學(xué)藥物能力。含水量低、壁厚而致密，通透性差,不易著色。新陳代謝幾乎停止，處于休眠狀態(tài)。一個芽孢萌發(fā)產(chǎn)生一個個體。6、芽孢的特性第30頁，共51頁，2023年，2月20日，星期四

7、芽孢的抗熱機制

滲透調(diào)節(jié)皮層膨脹學(xué)說

綜合了不少較新的研究成果，比較有說服力:芽孢衣對多價陽離子和水分的通透性差，而芽孢皮層的高離子強度使其具有極高的滲透壓，結(jié)果芽孢原生質(zhì)高度失水并皺縮成含水量極少的狀態(tài)，因而產(chǎn)生極強的耐熱性。第31頁，共51頁，2023年，2月20日，星期四芽孢的耐熱機制芽孢與母細胞相比不論化學(xué)組成、細微結(jié)構(gòu)、生理功能等方面都完全不同滲透調(diào)節(jié)皮層膨脹學(xué)說芽孢衣對多價陽離子和水分的透性很差皮層的離子強度很高,產(chǎn)生極高的滲透壓奪取芽孢核心的水分,結(jié)果造成皮層的充分膨脹。核心部分的細胞質(zhì)卻變得高度失水,因此,具極強的耐熱性。第32頁，共51頁，2023年，2月20日，星期四8、研究芽孢的意義a、分類鑒定b、保存菌種c、分離菌種d、滅菌標準第33頁，共51頁，2023年，2月20日，星期四9、伴胞晶體（parasporalrystal）少數(shù)芽孢桿菌，如Bacillusthuringiensis（蘇云金芽孢桿菌）在形成芽孢的同時，會在芽孢旁形成一個菱形或雙錐形的堿溶性蛋白晶體（即δ內(nèi)毒素）稱為伴胞晶體。應(yīng)用：第34頁，共51頁，2023年，2月20日，星期四（七）鞭毛（flagellum）1.概念：

鞭毛的長度：一般為15—20μm，最長可達70μm。鞭毛的直徑：為0.01—0.02μm.

某些細菌細胞表面著生的一至數(shù)十條長絲狀、螺旋形的附屬物,具有推動細菌運動功能,為細菌的“運動器官”。第35頁，共51頁，2023年，2月20日，星期四2、觀察和判斷細菌鞭毛的方法電子顯微鏡直接觀察光學(xué)顯微鏡下觀察：鞭毛染色和暗視野顯微鏡根據(jù)培養(yǎng)特征判斷：半固體穿刺、菌落（菌苔）形態(tài)第36頁，共51頁，2023年，2月20日，星期四3、鞭毛的著生方式第37頁，共51頁，2023年，2月20日，星期四4、鞭毛的結(jié)構(gòu)由鞭毛絲．鞭毛鉤．基體三部分組成：鞭毛絲：中空螺旋狀、絲狀結(jié)構(gòu)，球蛋白亞基螺旋排列。鞭毛鉤：又稱鉤形鞘，是連接鞭毛絲和基體的一個彎曲筒狀部分，蛋白質(zhì)亞基組成。G–菌：L環(huán)、P環(huán)、S環(huán)、M環(huán)G+菌：S環(huán)，M環(huán)基體：由若干個盤狀物即環(huán)組成。第38頁，共51頁，2023年，2月20日，星期四5、鞭毛運動與細菌的趨避性運動趨避性運動：化學(xué)趨避性運動氧趨避性運動光趨避性運動鞭毛具有推動細菌運動的功能鞭毛運動機制：

’拴菌’試驗第39頁，共51頁，2023年，2月20日，星期四細菌以推進方式做直線運動,以翻騰形式做短促轉(zhuǎn)向運動。第40頁，共51頁，2023年，2月20日，星期四

某些菌體表面存在的短而多的附屬物。菌毛比鞭毛更短、更細，且又直又硬。數(shù)量很多性質(zhì):1、粘附2、形成菌膜3、細菌抗原不具有運動功能，但與菌的致病性、吸附等有關(guān)。（八）菌毛(fimbria）第41頁，共51頁，2023年，2月20日，星期四（九）性毛（pili)

構(gòu)造成分與菌毛相同，數(shù)量僅一至少數(shù)幾根，一般見于革蘭氏陰性菌的雄性菌株，功能是向雌性菌株傳遞遺傳信息第42頁，共51頁，2023年，2月20日，星期四（十)糖被(glycocalyx)

包被于某些細菌細胞壁外的一層厚度不定的膠狀物質(zhì).糖被按其有無固定層次、層次厚薄又可細分為莢膜(capsule或Macrocapsule,大莢膜)、微莢膜(microcapsule)、粘液層(slimelayer)和菌膠團(zoogloea)。第43頁，共51頁，2023年，2月20日，星期四莢膜粘液層菌膠團第44頁，共51頁，2023年，2月20日，星期四

莢膜的組成：主要是多糖（包括同型多糖和異