原核微生物課件

第一章原核微生物的形態(tài)結(jié)構(gòu)和功能概述原核微生物：是指一大類(lèi)細(xì)胞核無(wú)核膜包裹，只有稱(chēng)作核區(qū)的裸露DNA的原始單細(xì)胞生物。包括真細(xì)菌和古生菌兩大類(lèi)。真細(xì)菌：細(xì)胞膜含有脂類(lèi)，細(xì)胞壁特含有肽聚糖，DNA沒(méi)有內(nèi)含子。包括細(xì)菌、放線菌、藍(lán)細(xì)菌、支原體、立克次氏體和衣原體。本節(jié)以細(xì)菌為代表介紹原核微生物的結(jié)構(gòu)和功能。一般構(gòu)造：細(xì)胞壁、細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)、原核細(xì)菌特殊構(gòu)造：纖毛、鞭毛、芽胞、莢膜等第一節(jié)細(xì)菌一、定義：二、細(xì)菌的形態(tài)：三、細(xì)菌的結(jié)構(gòu)：一、細(xì)菌的定義

細(xì)菌是一類(lèi)細(xì)胞細(xì)短、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、胞壁堅(jiān)韌、多以二分裂方式繁殖和水生性較強(qiáng)的原核微生物二、細(xì)菌的形態(tài)：〔一〕細(xì)菌的個(gè)體形態(tài)：三種根本形態(tài)；球狀，桿狀，螺旋狀。球菌、桿菌、螺旋菌RobertKoch最初1877年拍攝的炭疽桿菌照片1、球菌(coccus)：球形或近似球形的細(xì)菌，分裂以后有一定的排列方式，這在鑒定上有重要意義?！?〕、單球菌：分裂后的細(xì)胞分散而單獨(dú)存在，如：尿素微球菌〔Micrococcusureae〕〔2〕、雙球菌：兩個(gè)球菌成對(duì)排列：如：肺炎雙球菌〔Diplococcuspneumoniae〕〔3〕、鏈球菌：沿一個(gè)平面進(jìn)行，分裂后細(xì)胞排列成鏈狀，如：乳鏈球菌〔Streptococcuslactis〕〔4〕、四聯(lián)球菌：沿兩個(gè)垂直的平面分裂，分裂后每四個(gè)細(xì)胞在一起呈田字形，如：四聯(lián)微球菌(Micrococcustetragenus)(5)、八疊球菌：按3個(gè)互相垂直的平面進(jìn)行分裂，每8個(gè)球呈立方形如：尿素八疊球菌〔Sarcinaureae〕(6)葡萄球菌：分裂面不規(guī)那么，多個(gè)球菌聚在一起，像一串葡萄如：金黃色葡萄球菌〔Staphylococcusaureus〕2、桿菌：枯草桿菌〔Bacillussubtilis〕生產(chǎn)蛋白酶與淀粉酶3、螺旋菌：弧菌→螺旋不滿(mǎn)一環(huán),也稱(chēng)逗號(hào)菌〔Vibriocomma〕→霍亂。螺旋體：螺旋的多少及螺距隨菌種不同而異4、正常形態(tài)與異常形態(tài)：正常形態(tài)；形態(tài)與環(huán)境因子相關(guān)，如：培養(yǎng)溫度，培養(yǎng)時(shí)間，培養(yǎng)基的組成；異常形態(tài):畸形、衰退形?！捕?、細(xì)菌的大?。杭?xì)菌的個(gè)體一般很小，必須借助光學(xué)顯微鏡才能看到。(顯微測(cè)微尺)細(xì)菌形態(tài)大小差異很大，如：大腸桿菌長(zhǎng)寬2um×0.5um，迂回螺菌20um×2um。

三、細(xì)菌的構(gòu)造：研究和認(rèn)識(shí)細(xì)菌細(xì)胞的結(jié)構(gòu)；是分子生物學(xué)的重要內(nèi)容之一。典型的原核微生物——細(xì)菌，可分為兩局部：一是不變局部或根本構(gòu)造，如：細(xì)胞壁、細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)、核質(zhì)體；二是可變局部或特殊構(gòu)造：鞭毛、菌毛；性菌毛、莢膜和芽孢等。模式圖細(xì)胞壁細(xì)胞壁以?xún)?nèi)的結(jié)構(gòu)細(xì)胞壁以外的結(jié)構(gòu)細(xì)菌的構(gòu)造返回細(xì)胞壁位于細(xì)胞最外的一層厚實(shí)，堅(jiān)韌的外被，主要有肽聚糖構(gòu)成，有固定外形和保護(hù)細(xì)胞等多種功能。幾種證實(shí)細(xì)胞壁存在的方法：染色法，質(zhì)壁別離法，用溶菌酶水解細(xì)胞壁，電鏡下觀察細(xì)菌超薄切片。細(xì)胞壁

1、細(xì)胞壁的功能2、革蘭氏陽(yáng)性菌〔G+〕的細(xì)胞壁3、革蘭氏陰性菌〔G-〕的細(xì)胞壁

5、古生菌的細(xì)胞壁

6、缺壁細(xì)菌

4、G+菌與G-菌的細(xì)胞壁的區(qū)別及革蘭氏染色的機(jī)制返回①固定細(xì)胞外形②提高機(jī)械強(qiáng)度，保護(hù)細(xì)胞免受外力的損傷③協(xié)助鞭毛運(yùn)動(dòng)④為細(xì)胞分裂所必需；⑤阻擋有害物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞；⑥與細(xì)菌的抗原性、致病性等有關(guān)。細(xì)胞壁的功能

返回G+的細(xì)胞壁厚度大〔20-80nm)，化學(xué)組分簡(jiǎn)單，一般只含有90％的和10％的。G+細(xì)胞壁的構(gòu)造肽聚糖磷壁酸⑴G+肽聚糖的結(jié)構(gòu)〔以金黃色葡萄球菌為例〕肽聚糖又稱(chēng)粘肽、胞壁質(zhì)，是真細(xì)菌細(xì)胞壁所特有的成分，20－80nm，有40層左右的網(wǎng)格分子交織成網(wǎng)套覆蓋在整個(gè)細(xì)胞上，由肽和聚糖兩局部組成雙糖單位四肽尾肽橋N-乙酰葡糖胺〔G〕和N-乙酰胞壁酸〔M〕以β-1，4糖苷鍵相連。由4個(gè)氨基酸分子按L型與D型交替連接而成，

甘氨酸五肽返回革蘭氏陽(yáng)性菌革蘭氏陰性菌肽聚糖的整體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)金黃色葡萄球菌大腸桿菌⑵G+磷壁酸的結(jié)構(gòu)〔以金黃色葡萄球菌為例〕磷壁酸是結(jié)合在G+細(xì)菌細(xì)胞壁上的一種酸性多糖按結(jié)合部位分壁磷壁酸膜磷壁酸與肽聚糖分子間共價(jià)結(jié)合含量隨培養(yǎng)基成分而改變用稀酸或稀堿可以提取與細(xì)胞膜上的磷酯共價(jià)結(jié)合，含量與培養(yǎng)條件關(guān)系不大，用45％的熱酚水提取按結(jié)構(gòu)分甘油磷壁酸核糖醇磷壁酸功能：①帶負(fù)電荷，與環(huán)境中Mg2+結(jié)合，提高其濃度，以維持膜的硬度和保證膜上一些合成酶維持高活性的需要②保證G+致病菌與其宿主間的粘連③賦于G+菌經(jīng)特異的外表抗原④提供某些噬菌體特異的吸附受體⑤儲(chǔ)藏P元素⑥調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)自溶素的活力G-細(xì)胞壁的構(gòu)造〔1〕肽聚糖〔2〕外膜〔3〕周質(zhì)空間返回G-細(xì)菌肽聚糖埋藏在外膜之內(nèi)，是僅由1－2層肽聚糖網(wǎng)狀分子組成的薄層〔2-3nm)含量?jī)H占細(xì)胞壁的10％，與G+細(xì)菌的肽聚糖相比：(1〕肽尾的第3個(gè)基酸為內(nèi)消旋二氨基庚二酸〔m－DAP〕〔2〕沒(méi)有特殊的肽橋，D丙氨酸的羧基與m－DAP的氨基直接連結(jié)而成，只形成疏松的機(jī)械強(qiáng)度較差的肽聚糖網(wǎng)套外膜位于G-細(xì)菌細(xì)胞壁的外層，由脂多糖〔LPS〕、磷脂和外膜蛋白等假設(shè)干蛋白質(zhì)組成的膜類(lèi)脂A→G-內(nèi)毒素的毒性中心;核心多糖→三種獨(dú)特的糖;O-特異側(cè)鏈→可用血清學(xué)法參加鑒定G－的特有的脂多糖〔LPS〕結(jié)構(gòu)脂多糖〔LPS〕的功能(1)類(lèi)脂A是G-細(xì)菌致病物質(zhì)——內(nèi)毒素的物質(zhì)根底;〔2〕與磷壁酸相似，也有吸附Mg2+，Ca2+等陽(yáng)離子以提高這些離子在細(xì)胞外表的濃度；〔3〕由于LPS結(jié)構(gòu)的變化，決定了G-細(xì)胞外表抗原決定簇的多樣性；〔4〕是許多噬菌體外表的吸附受體外壁層中的蛋白質(zhì)?！?〕具有控制某些物資進(jìn)入細(xì)胞的局部選擇性屏障外膜蛋白指嵌合在LPS和磷脂層外膜上的蛋白，包括脂蛋白、孔蛋白等周質(zhì)空間〔壁膜空間〕：位于細(xì)胞壁與細(xì)胞膜間的狹小間隙，呈膠狀，內(nèi)中含有多周質(zhì)蛋白蛋白質(zhì)：①水解酶〔如蛋白質(zhì)酶，核酸酶〕，②合成酶〔肽聚糖合成酶〕③結(jié)合蛋白〔具有運(yùn)送營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的作用〕，④受體蛋白〔與細(xì)胞的趨化性有關(guān)〕構(gòu)造比較成分比較古生菌的細(xì)胞壁古生菌一般都有細(xì)胞壁，但化學(xué)成分差異很大，沒(méi)有真正的肽聚糖，由多糖〔假肽聚糖〕、糖蛋白或蛋白質(zhì)構(gòu)成類(lèi)型：①假肽聚糖細(xì)胞壁，甲烷桿菌屬②獨(dú)特多糖細(xì)胞壁甲烷八疊球菌③硫酸化多糖細(xì)胞壁鹽球菌屬④糖蛋白細(xì)胞壁鹽桿菌屬

⑤蛋白質(zhì)細(xì)胞壁少數(shù)產(chǎn)甲烷菌返回缺壁細(xì)菌雖然細(xì)胞壁是原核生物的根本構(gòu)造，但在自然進(jìn)化中和實(shí)驗(yàn)室中菌種會(huì)產(chǎn)生缺失細(xì)胞壁的種類(lèi)。缺失細(xì)胞壁的細(xì)菌共有4類(lèi)：(1)L型細(xì)菌①1935年，英國(guó)李斯特預(yù)防研究所發(fā)現(xiàn)的，一種由自發(fā)突變而形成的細(xì)胞壁缺損細(xì)菌②它的細(xì)胞膨大，對(duì)滲透壓敏感③在固體培養(yǎng)基上形成“油煎蛋〞狀的小菌落〔2〕原生質(zhì)體在人為條件下，用溶菌酶除盡原有細(xì)胞壁或用青霉素抑制新的細(xì)胞壁的形成，所得到的僅有一層細(xì)胞膜包裹的圓球狀滲透敏感細(xì)胞一般由G+菌形成〔3〕球狀體〔原生質(zhì)球〕還殘留局部細(xì)胞壁的細(xì)菌，原生質(zhì)體和球狀體的特點(diǎn)：無(wú)完整的細(xì)胞壁、細(xì)胞呈球狀、對(duì)滲透壓極其敏感、革蘭氏染色陰性、有鞭毛也無(wú)法運(yùn)動(dòng)，細(xì)胞不能分裂、比正常的細(xì)菌更易導(dǎo)入外源基因〔是研究遺傳規(guī)律和進(jìn)行原生質(zhì)體育種的良好材料。〔4〕支原體支原體是在長(zhǎng)期進(jìn)化過(guò)程中形成的、適應(yīng)自然生活條件的無(wú)細(xì)胞壁的原核生物，它的細(xì)胞膜中含有一般原核生物所沒(méi)有的甾醇，細(xì)胞膜仍有較高的機(jī)械強(qiáng)度。返回革蘭氏染色的機(jī)制

簡(jiǎn)單染色的一般過(guò)程

革蘭氏染色的過(guò)程

革蘭氏染色的機(jī)制返回●革蘭氏染色的機(jī)制●革蘭氏染色簡(jiǎn)介：由丹麥病理學(xué)家革蘭于1884年創(chuàng)造的并使用的一種能鑒別細(xì)菌的染色方法。1983年彼弗里奇進(jìn)一步證明了主要是革蘭氏陽(yáng)性菌和革蘭氏性陰菌在細(xì)胞壁化學(xué)成分的差異而引起革蘭氏染色的不同。

●革蘭氏染色過(guò)程簡(jiǎn)介甲菌乙菌結(jié)晶紫初染碘液媒染95%酒精脫色番紅復(fù)染紫色紅色●革蘭氏染色機(jī)理

?細(xì)菌通過(guò)結(jié)晶紫初染和碘液媒染之后，在細(xì)胞內(nèi)形成了不溶于水的結(jié)晶紫與碘的復(fù)合物〔CVI〕。革蘭氏陽(yáng)性菌由于細(xì)胞壁厚，肽聚糖的含量高，網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)層次多和交聯(lián)致密，網(wǎng)孔小。故用乙醇〔或丙酮〕作脫色處理時(shí)，乙醇使細(xì)胞壁脫水，肽聚糖的網(wǎng)孔變得更小，透性降低。再加上它不含類(lèi)脂，用乙醇處理也不會(huì)溶出縫隙，因此，乙醇不能透過(guò)細(xì)胞壁而把結(jié)晶紫—碘復(fù)合染料抽提出來(lái)，也就是說(shuō)，乙醇不能進(jìn)入細(xì)胞去脫色，故用蕃紅復(fù)染時(shí)仍為紫色。〔實(shí)際是紫色加紅色〕

●革蘭氏染色機(jī)理反之，革蘭氏陰性菌因其細(xì)胞壁薄，外膜層類(lèi)脂含量高。肽聚糖層薄含量低，結(jié)構(gòu)疏松交聯(lián)度低，網(wǎng)孔大。當(dāng)用結(jié)晶紫初染和碘液媒染之后，再用乙醇處理時(shí)，乙醇能使以類(lèi)脂為主的外膜層迅速溶解，薄而疏松的肽聚糖網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)很容易使乙醇進(jìn)入細(xì)胞而把結(jié)晶紫—碘液復(fù)合染料抽提出來(lái)而脫色。再經(jīng)番紅復(fù)染時(shí)，就被染成紅色。注：酒精具有脫水、脫脂、使細(xì)胞脫色等作用。光學(xué)顯微鏡下所看到的革蘭氏陽(yáng)性菌和陰性菌細(xì)胞壁以?xún)?nèi)的結(jié)構(gòu)—原生質(zhì)體細(xì)胞質(zhì)膜和間體細(xì)胞質(zhì)和內(nèi)含物核區(qū)特殊的休眠結(jié)構(gòu)—芽孢第一節(jié)原核微生物二、細(xì)胞壁以?xún)?nèi)的構(gòu)造——原生質(zhì)體〔一〕細(xì)胞質(zhì)膜又稱(chēng)質(zhì)膜、細(xì)胞膜或內(nèi)膜。1、細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)：為一蛋白鑲嵌磷脂雙分子層，具有流動(dòng)性和高度選擇透性。一個(gè)磷脂分子由一個(gè)帶正電荷且溶于水的親水基〔極性頭〕和一個(gè)不帶電荷、不溶于水的疏水基〔非極性尾〕構(gòu)成。親水基在外側(cè)，疏水基在內(nèi)側(cè)構(gòu)成磷脂雙分子層。常溫下，磷脂雙分子層呈液態(tài)，其中鑲嵌許多具運(yùn)輸功能的整合蛋白或內(nèi)嵌蛋白；在磷脂雙分子層的外表“漂浮〞著許多有酶促作用的周邊蛋白或膜外蛋白。第一節(jié)原核微生物磷脂分子的結(jié)構(gòu)脂肪酸的飽和度與菌種是否耐高溫有關(guān)，脂肪酸飽和度越高越能耐高溫。疏水基尾親水基頭第一節(jié)原核微生物2、細(xì)胞膜的功能：具有選擇性控制膜內(nèi)外營(yíng)養(yǎng)物和代謝產(chǎn)物的進(jìn)出；維持細(xì)胞內(nèi)正常滲透壓的屏障；是合成細(xì)胞壁和糖被的各種組分的重要基地；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(xì)胞產(chǎn)能的場(chǎng)所；是鞭毛基體著生部位和鞭毛旋轉(zhuǎn)的功能部位。3、細(xì)菌與真核生物在細(xì)胞膜上的區(qū)別：細(xì)菌細(xì)胞膜不含膽固醇等甾醇，真核生物的細(xì)胞膜含有膽固醇〔可增加韌性〕；細(xì)菌細(xì)胞膜上有電子傳遞系統(tǒng)，而真核生物的電子傳遞系統(tǒng)在線粒體內(nèi)膜上。第一節(jié)原核微生物4、內(nèi)膜系統(tǒng)：內(nèi)膜系統(tǒng)是由細(xì)胞膜內(nèi)陷形成的一些特殊結(jié)構(gòu)。間體：是一種由細(xì)胞膜內(nèi)陷而形成的囊狀結(jié)構(gòu)，其中充滿(mǎn)著層狀或管狀的泡囊。多見(jiàn)于革蘭氏陽(yáng)性菌。間體又分隔壁間體〔深層〕和側(cè)性間體〔淺層〕，深層間體與DNA復(fù)制、分配以及細(xì)胞分裂有關(guān)；淺層側(cè)性間體與胞外酶的分泌〔如青霉素酶〕有關(guān)。也有人認(rèn)為間體僅是電鏡制片時(shí)因脫水操作而引起的一種贗象。載色體〔色素體〕：是光合細(xì)菌的光合作用部位，相當(dāng)于高等植物的葉綠體。含有菌綠素和胡蘿卜素等色素。類(lèi)囊體：是藍(lán)細(xì)菌進(jìn)行光合作用的場(chǎng)所。第一節(jié)原核微生物5、古生菌細(xì)胞膜的特點(diǎn)親水基和疏水基之間是通過(guò)醚鍵而不是酯鍵連接的組成疏水基長(zhǎng)鏈烴是異戊二烯的重復(fù)單位，而細(xì)菌或真核生物的疏水尾是脂肪酸。古生菌細(xì)胞膜存在著獨(dú)特的單分子層膜或單、雙分子層混合膜，而細(xì)菌或真核生物的細(xì)胞膜都是雙分子層。單分子層膜多存在于嗜高溫的古生菌中，其原因可能是這種膜的機(jī)械強(qiáng)度要比雙分子層質(zhì)膜高。在甘油親水頭3C分子上，可以連接多種與其它生物不同的基團(tuán)。細(xì)胞膜上含有多種獨(dú)特脂類(lèi)。第一節(jié)原核微生物〔二〕細(xì)胞質(zhì)與內(nèi)含物1、細(xì)胞質(zhì)：在細(xì)胞膜和核區(qū)之間的半透明、膠狀、顆粒狀物質(zhì)的總稱(chēng)。原核生物的細(xì)胞質(zhì)是不流動(dòng)的，這與真核生物不同。主要成分：是核糖體，、貯藏物、多種酶類(lèi)、質(zhì)粒中間代謝產(chǎn)物和80%的水等。少數(shù)細(xì)菌還有類(lèi)囊體、羧酶體、氣泡和伴孢晶體等。第一節(jié)原核微生物2、核糖體：無(wú)被膜包裹的蛋白質(zhì)顆粒，其沉降系數(shù)為70s〔50s和30s〕。是合成蛋白質(zhì)的場(chǎng)所。有80%—90%的核糖體串聯(lián)在mRNA上以多聚核糖體的形式存在。每個(gè)細(xì)菌有上萬(wàn)個(gè)核糖體。鏈霉素、四環(huán)素、氯霉素等抗生素能選擇性抑制70s核糖體蛋白合成。而對(duì)真核生物80核糖體不起作用。故可用這些抗生素治療細(xì)菌引起的疾病，而對(duì)高等動(dòng)物和人類(lèi)無(wú)害。注：沉降系數(shù)是指在離心場(chǎng)中顆粒的沉降速度。用s表示，單位是秒，10-13秒為一個(gè)沉降系數(shù)。第一節(jié)原核微生物3、貯藏物：主要是貯存營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)糖元和淀粉：是細(xì)菌的碳源和能源物質(zhì)，大腸桿菌及許多芽孢桿菌含之。聚β-羥丁酸〔PHB〕：是許多細(xì)菌特有的碳源和能源類(lèi)貯藏物。它無(wú)毒、可塑、易降解，是生產(chǎn)醫(yī)用塑料、生物降解塑料的好材料。藻青素：常存在于藍(lán)細(xì)菌中，是一種內(nèi)源性氮源、能源儲(chǔ)藏物。異染顆?！灿纸杏鼗伢w或捩轉(zhuǎn)菌素〕：其只要功能是儲(chǔ)藏磷酸鹽和能量，并可降低滲透壓。因此物質(zhì)能把藍(lán)色染料變?yōu)榧t紫色，故名異染顆粒。迂回螺菌、白喉棒桿菌、分支桿菌含之。第一節(jié)原核微生物4、磁小體1975年，由勃萊克摩在一種折疊螺旋體的趨磁細(xì)菌中發(fā)現(xiàn)，磁小體是成分是Fe3O4，外有一層磷脂、蛋白質(zhì)或糖蛋白膜包裹，其功能是導(dǎo)向作用，趨磁菌具有一定實(shí)用前景，比方生產(chǎn)磁性定向藥物或抗體等。5、羧酶體：是自養(yǎng)菌所特有的內(nèi)膜系統(tǒng)，可能是固定CO2的場(chǎng)所。6、氣泡：存在于許多水生細(xì)菌中，其功能是調(diào)節(jié)細(xì)胞比重以使細(xì)胞漂浮在水上層，以便獲取光能、氧氣和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。第一節(jié)原核微生物〔三〕核區(qū)〔原核〕·核區(qū)：又稱(chēng)核質(zhì)體、原核、擬核或基因組，是指原核生物所特有的無(wú)核膜結(jié)構(gòu)、無(wú)固定形態(tài)的原始細(xì)胞核。原始細(xì)胞核沒(méi)有核膜、核仁，只是由環(huán)狀雙鏈的DNA分子纏繞形成類(lèi)似于核的結(jié)構(gòu)，且DNA不與組蛋白結(jié)合，是一種分化不完善的原始性細(xì)胞核，故特稱(chēng)原核、核區(qū)、擬核或細(xì)菌染色體等。每個(gè)細(xì)菌細(xì)胞一般1—4個(gè)核質(zhì)體。并且在復(fù)制以外時(shí)期均為單倍體。細(xì)菌細(xì)胞核的功能是儲(chǔ)存和復(fù)制遺傳信息的場(chǎng)所。第一節(jié)原核微生物〔四〕細(xì)菌的休眠結(jié)構(gòu)—芽孢1、芽孢：某些細(xì)菌在其生長(zhǎng)發(fā)育后期，可在細(xì)胞內(nèi)形成一個(gè)圓形或橢圓形、含水量極低的抗逆性很強(qiáng)的休眠體，這就是芽孢。2、芽孢的屬性：一個(gè)營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞只能形成一個(gè)芽孢，一個(gè)芽孢也只能產(chǎn)生一個(gè)營(yíng)養(yǎng)體，所以，芽胞是休眠體，而不是繁殖體。3、芽孢的抗逆性：芽胞是生物界抗逆性最強(qiáng)的生命體。具有抗熱、抗化學(xué)藥物、抗輻射和抗靜水壓等特性。

第一節(jié)原核微生物4、產(chǎn)芽孢細(xì)菌：主要是好氧性芽孢桿菌屬和厭氧型梭菌屬。芽孢的有無(wú)、芽孢的形態(tài)、大小和著生位置是細(xì)菌的分類(lèi)依據(jù)之一。5、芽孢的結(jié)構(gòu)：芽孢由孢外壁、芽孢衣〔殼〕、皮層、原生質(zhì)體〔核心〕構(gòu)成。核心又有芽孢壁、芽孢質(zhì)膜、芽孢質(zhì)、芽孢核區(qū)組成。第一節(jié)原核微生物芽孢囊：是產(chǎn)芽孢母細(xì)胞的外殼

孢外壁：透性差，主要含脂蛋白。有的芽孢無(wú)此層。芽孢衣：多價(jià)陽(yáng)離子不易透過(guò)。主要含角蛋白，抗酶解解，抗藥物芽孢皮層：主要含芽孢肽聚糖和吡啶二羧酸鈣，滲透壓高，體積大。芽胞壁：含肽聚糖，可開(kāi)展成新細(xì)胞的壁。核心芽胞膜：含磷脂、蛋白質(zhì)，可開(kāi)展成新細(xì)胞膜。芽孢質(zhì)：含吡啶二羧酸鈣〔DPA〕、核糖體、RNA和酶類(lèi)。核區(qū)含dna產(chǎn)芽孢細(xì)菌第一節(jié)原核微生物細(xì)菌的休眠結(jié)構(gòu)—芽孢第一節(jié)原核微生物6、芽孢的形成當(dāng)芽孢產(chǎn)生菌在缺乏營(yíng)養(yǎng)或有害代謝產(chǎn)物積累過(guò)多而停止生長(zhǎng)時(shí)，就開(kāi)始形成芽胞。從形態(tài)上看，芽孢形成分七個(gè)階段：〔1〕軸絲形成。菌體先出現(xiàn)兩個(gè)核區(qū)，DNA濃縮，軸絲〔束狀染色體〕形成〔2〕芽胞壁形成。菌體一端的細(xì)胞膜內(nèi)陷橫膈膜，將菌體分隔成一大一小兩個(gè)細(xì)胞。〔3〕形成前芽胞。小細(xì)胞被大細(xì)胞細(xì)胞膜包裹，形成具有雙膜的前芽胞〔此時(shí)抗輻射性提高〕〔4〕原皮層形成。合成芽孢肽聚糖和吡啶二羧酸鈣復(fù)合物，填充于雙層膜之間形成原皮層。此時(shí)折光率提高。芽胞外壁開(kāi)始出現(xiàn)?！?〕芽孢衣形成。合成半胱氨酸和疏水氨基酸沉積于膜外表形成芽胞外衣。〔6〕形成皮層。芽孢成熟，出現(xiàn)抗熱性。〔7〕芽胞釋放。菌體裂解，釋放出芽胞。細(xì)菌芽孢的形成第一節(jié)原核微生物7、芽孢的萌發(fā)：由休眠狀態(tài)的芽孢變成營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)細(xì)菌的過(guò)程，叫做芽孢的萌發(fā)。包括三個(gè)階段。活化：可由短期熱處理或用低PH、強(qiáng)氧化劑處理引起.Mg2+、葡萄糖、外表活性劑等可促進(jìn)芽孢萌發(fā)。發(fā)芽：芽孢通透性增加；芽孢衣上的蛋白質(zhì)逐步降解，外界陽(yáng)離子進(jìn)入皮層，皮層發(fā)生膨脹、溶解和消失；外界水分不斷進(jìn)入核心，核心膨脹、各種酶活化，開(kāi)始合成細(xì)胞壁。抗逆性下降。生長(zhǎng)：芽孢核心局部合成新的DNA、RNA和蛋白質(zhì)，很快變成營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞。此時(shí)細(xì)胞處于感受態(tài)，已接受外來(lái)的DNA而發(fā)生轉(zhuǎn)化。第一節(jié)原核微生物8、芽孢的抗熱機(jī)理：滲透調(diào)節(jié)皮層膨脹學(xué)說(shuō)：該學(xué)說(shuō)認(rèn)為，芽孢的抗熱性在于芽胞有生命的局部——核心局部的生命物質(zhì)高度失水而產(chǎn)生極強(qiáng)的耐熱性。芽孢衣對(duì)多價(jià)陽(yáng)離子和水的透性差，而皮層含有大量負(fù)電荷的芽孢肽聚糖，可吸引陽(yáng)離子使皮層的離子濃度升高，從而使皮層有極高的滲透壓去奪取核心局部的水分，其結(jié)果造成皮層的充分膨脹，而核心局部的生命物質(zhì)卻形成高度失水狀態(tài)，因而產(chǎn)生極強(qiáng)的耐熱性。芽孢耐熱機(jī)制芽胞衣四、細(xì)菌的休眠結(jié)構(gòu)—芽孢#芽孢的抗熱其他學(xué)說(shuō)：關(guān)于芽孢抗熱的本質(zhì)至今尚無(wú)圓滿(mǎn)地解釋。有的資料從芽孢的化學(xué)成分和結(jié)構(gòu)上揭示其抗熱性。在化學(xué)組成上，芽胞含有耐熱物質(zhì)吡啶二羧酸鈣和耐熱性的酶類(lèi)，且原生質(zhì)的含水量較低。在結(jié)構(gòu)上具有厚而致密的壁。從而芽孢具有抗熱性。9、研究芽孢的意義是細(xì)菌分類(lèi)的依據(jù)之一可用高溫篩選芽孢菌用芽孢菌的芽孢可長(zhǎng)期保存菌種是否殺死芽孢是消毒滅菌手段的最重要指標(biāo)。第一節(jié)原核微生物〔五〕伴孢晶體1、伴孢晶體：少數(shù)芽孢桿菌在形成芽孢的同時(shí)，在菌體另一端的原生質(zhì)中形成一種菱形或雙錐形的堿溶性蛋白晶狀體內(nèi)含物，稱(chēng)為伴孢晶體。2、伴孢晶體的作用：伴孢晶體是一種蛋白質(zhì)，稱(chēng)伴孢晶體內(nèi)毒素，即δ內(nèi)毒素。在堿性昆蟲(chóng)腸道中很快被吸收引起腸道麻痹、穿孔，導(dǎo)致蟲(chóng)體癱瘓死亡。對(duì)鱗翅目的幼蟲(chóng)有很高毒性，對(duì)人和動(dòng)物無(wú)毒性，是一種很受歡送的環(huán)保生物農(nóng)藥—微生物殺蟲(chóng)劑。第一節(jié)原核微生物3、蘇云金芽胞桿菌產(chǎn)生的毒素：蘇云金芽胞桿菌能產(chǎn)生三種外毒素和一種晶體內(nèi)毒素。外毒素：有α、β、γ三種類(lèi)型。對(duì)昆蟲(chóng)的毒效只發(fā)生在幼蟲(chóng)蛻皮或變態(tài)期，主要造成幼蟲(chóng)畸形。晶體內(nèi)毒素：δ內(nèi)毒素。存在于蛋白質(zhì)晶體之中，具殺蟲(chóng)作用〔六〕細(xì)菌的其他休眠結(jié)構(gòu)孢囊：由固氮菌形成的一種抗干旱圓形休眠體粘液孢子：由粘球菌產(chǎn)生蛭孢子：由蛭弧菌產(chǎn)生外生孢子：由嗜甲基細(xì)菌和紅微菌產(chǎn)生第一節(jié)原核微生物第一節(jié)原核微生物三、細(xì)胞壁以外的構(gòu)造〔一〕糖被1、糖被：包被于某些細(xì)菌細(xì)胞壁之外的一層厚度不定的膠狀物，稱(chēng)為糖被?？煞譃榍v膜、微莢膜、粘液層和菌膠團(tuán)。2、糖被的主要成分：主要成分是水、多糖、多肽或蛋白質(zhì)，尤以多糖居多。3、糖被的作用：糖被的有無(wú)可用于細(xì)菌的鑒定；從糖被中提取葡聚糖制備代血漿或葡聚糖生化試劑；從粘液層提取胞外多糖——黃原膠，用作石油鉆井液添加劑。4、糖被的危害：污染食品；致病第一節(jié)原核微生物〔二〕莢膜1、莢膜的概念：有些細(xì)菌生活在一定的營(yíng)養(yǎng)條件下，可向細(xì)胞壁外表分泌一層粘液狀或膠質(zhì)狀物質(zhì)，稱(chēng)為莢膜。產(chǎn)莢膜細(xì)菌菌落光滑〔S-型〕，不產(chǎn)莢膜細(xì)菌菌落較粗糙〔R-型〕。莢膜可用負(fù)染色觀察2、莢膜的功能：保護(hù)作用；貯藏養(yǎng)料；重金屬的透性屏障；外表附著作用〔例如唾液鏈球菌粘附于牙齒外表，產(chǎn)生的乳酸腐蝕牙齒外表引起齲齒〕；細(xì)菌間的信息識(shí)別作用；堆積代謝廢物；抵抗枯燥。糖被第一節(jié)原核微生物菌膠團(tuán)：有時(shí)細(xì)菌的莢膜連在一起，成為一團(tuán)，其中包含多個(gè)細(xì)菌，叫菌膠團(tuán)。〔三〕粘液層：1、粘液層：假設(shè)細(xì)菌細(xì)胞壁外表這層粘液狀物質(zhì)比莢膜疏松，而且可向周?chē)h(huán)境擴(kuò)散，無(wú)明顯界限。這就是粘液層。2、莢膜與粘液層的區(qū)別：黏液層與莢膜成分一致。莢膜外周有明顯的界限，質(zhì)地均勻。是細(xì)胞的一局部。粘液層那么近稠遠(yuǎn)稀，且無(wú)明顯邊緣，可看作是細(xì)菌的分泌物。如肉放的時(shí)間長(zhǎng)了，就發(fā)粘，這就是粘液層。莢膜通過(guò)離心而沉淀，粘液層那么不能第一節(jié)原核微生物〔四〕鞭毛1、什么是鞭毛：運(yùn)動(dòng)性微生物外表著生著一根或數(shù)根長(zhǎng)絲狀、波曲的蛋白質(zhì)附屬物，稱(chēng)為鞭毛。球菌一般無(wú)鞭毛，局部桿菌有鞭毛，螺旋菌均有鞭毛。2、用肉眼觀察推斷鞭毛的是否存在：用穿刺法在半固體培養(yǎng)基上接種某一菌，經(jīng)培養(yǎng)后，在穿刺線周?chē)谢鞚釘U(kuò)散區(qū)，可推測(cè)有鞭毛。從平板菌落推測(cè)鞭毛的存在，菌落大、薄而不規(guī)那么、邊緣不整齊，說(shuō)明該菌有鞭毛。第一節(jié)原核微生物3、鞭毛的結(jié)構(gòu)：由基體、鞭毛桿、鉤形鞘和鞭毛絲組成基體：即環(huán)狀體，是一個(gè)超微型馬達(dá)，Ｇ-菌由L環(huán)、P環(huán)、S環(huán)—M環(huán)組成，L環(huán)與Ｇ-菌細(xì)胞壁的脂多糖層相連，P環(huán)與Ｇ-菌細(xì)胞壁的肽聚糖相連；S環(huán)—M環(huán)與細(xì)胞膜相連。G＋只有這兩個(gè)環(huán)。S環(huán)—M環(huán)被一對(duì)Mot蛋白包圍，由它驅(qū)動(dòng)該環(huán)快速轉(zhuǎn)動(dòng)，在S環(huán)—M環(huán)基部還存在Fli蛋白，起鍵鈕作用，根據(jù)細(xì)胞信息使鞭毛正轉(zhuǎn)或逆轉(zhuǎn)。第一節(jié)原核微生物鞭毛桿(柱狀體)：與基體四環(huán)相連。鉤形鞘(鞭毛鉤或鉤狀體)：可以相對(duì)于環(huán)狀體運(yùn)動(dòng)。鞭毛絲(絲狀體)：其轉(zhuǎn)動(dòng)或收縮可引起細(xì)菌運(yùn)動(dòng)。4、鞭毛的功能：細(xì)菌借鞭毛旋轉(zhuǎn)而運(yùn)動(dòng)，故鞭毛是運(yùn)動(dòng)細(xì)胞器。有鞭毛的細(xì)菌能夠運(yùn)動(dòng)，并有趨性。無(wú)鞭毛的細(xì)菌那么不能運(yùn)動(dòng)。5、鞭毛菌的類(lèi)型：?jiǎn)紊廾?、叢生鞭毛菌、周生鞭毛菌。端生叢毛菌單端鞭毛菌周毛菌鞭毛的不同旋轉(zhuǎn)方式第一節(jié)原核微生物第一節(jié)原核微生物〔五〕菌毛〔又叫纖毛、傘毛〕1、菌毛是長(zhǎng)在細(xì)菌體表的一種比鞭毛細(xì)、短、直、硬、中空、且