第一章 原核生物的形態(tài)構(gòu)造

第一章原核生物的形態(tài)、構(gòu)造和功能微生物根據(jù)其不同的進(jìn)化水平和性狀上的明顯差別可分為原核微生物、真核微生物和非細(xì)胞微生物三大類群。原核微生物：真細(xì)菌和古細(xì)菌兩大類群。細(xì)菌、放線菌、藍(lán)細(xì)菌、支原體、立克次氏體和衣原體。1第一節(jié)細(xì)菌（bacteria）細(xì)菌是一類細(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)的原核生物。細(xì)菌與人類的關(guān)系.flv2（一）形態(tài)和染色球狀桿狀螺旋狀基本形態(tài)自然界中桿菌最常見，球菌次之，螺旋菌最少.一、細(xì)胞的形態(tài)構(gòu)造及其功能31、球菌：球狀的細(xì)菌稱為球菌（coccus）。有單球菌、雙球菌、四聯(lián)球菌、八疊球菌、鏈球菌和葡萄球菌等。

4根據(jù)分裂方向及隨后相互間的連接方式52、桿狀的細(xì)菌稱為桿菌（bacillus)。有短桿（球桿）狀、棒桿狀、梭狀、梭桿狀、月亮狀、分枝狀、竹節(jié)狀（即兩端平截的桿狀）等；排列方式則有鏈狀、柵狀、“八”字狀以及有鞘衣的絲狀等。67結(jié)核分枝桿菌8炭疽病的病原菌-------炭疽桿菌9螺旋狀的細(xì)菌稱為螺旋菌（spirilla）?；【╲ibrio）：只有一個(gè)彎曲，螺旋不滿一環(huán)。螺菌（spirillum）：滿2～6環(huán)的小型、堅(jiān)硬的螺旋狀細(xì)菌。1011霍亂弧菌12螺旋菌：菌體回轉(zhuǎn)如螺旋，螺旋數(shù)目和螺距大小因種而異。鞭毛二端生細(xì)胞壁堅(jiān)韌，菌體較硬。134、大小與重量細(xì)菌的大小測(cè)量單位是um145、染色細(xì)菌細(xì)胞微小又透明，一般先要經(jīng)過染色才能作顯微觀察15一般構(gòu)造：一般細(xì)菌都具有的構(gòu)造。包括細(xì)胞壁、細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)、核區(qū)等。特殊構(gòu)造：僅在部分細(xì)菌中才有的或是在特殊環(huán)境條件下才形成的構(gòu)造。主要有鞭毛、菌毛、糖被（包括莢膜和粘液層）、芽胞等。（二）細(xì)菌構(gòu)造16171、細(xì)菌細(xì)胞的一般構(gòu)造（1）細(xì)胞壁（cellwall)細(xì)胞壁：位于細(xì)胞最外的一層厚實(shí)、堅(jiān)韌的外被，主要成分為肽聚糖。功能:固定細(xì)胞外形及保護(hù)作用等多種功能。生長、分裂、鞭毛運(yùn)動(dòng)所必須。阻攔大分子有害物質(zhì)?？乖?，敏感性。1819(1)革蘭氏陽性細(xì)菌的細(xì)胞壁成分特點(diǎn)：厚度大（20~80nm）

、化學(xué)組分簡(jiǎn)單，一般含90%肽聚糖和10%磷壁酸20肽聚糖單體:由雙糖單位（N—乙酰葡糖胺與N—乙酰胞壁酸組成)、四肽尾或四肽側(cè)鏈、肽橋或肽間橋三部分組成。雙糖單位中的β-1,4-糖苷鍵很容易被溶菌酶所水解，從而引起細(xì)菌因肽聚糖細(xì)胞壁的“散架”而死亡；四肽尾由四個(gè)氨基酸分子按L型與D型交替方式連接而成；目前所知的肽聚糖已超過100種，“肽聚糖的多樣性”中，主要的變化發(fā)生在肽橋上。

2122磷壁酸是大多數(shù)G+菌所特有的成分，約占細(xì)胞壁成分的10%。是一種酸性多糖。壁磷壁酸:與肽聚糖分子間進(jìn)行共價(jià)結(jié)合。膜磷壁酸：跨越肽聚糖層并與細(xì)胞膜相交聯(lián)。功能：濃縮Mg2+貯藏元素調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)自溶素噬菌體吸附受體表面抗原增強(qiáng)粘附性；避免白細(xì)胞吞噬，抗補(bǔ)體

232)G-細(xì)菌的細(xì)胞壁：厚度較G+細(xì)菌薄，層次較多，成分較復(fù)雜，肽聚糖層很薄(僅2-3nm)，故機(jī)械強(qiáng)度較G+細(xì)菌弱。外壁(外膜）是G－細(xì)菌細(xì)胞壁所特有的結(jié)構(gòu),它位于壁的最外層，化學(xué)成分為脂多糖（LPS）、磷脂和若干種外膜蛋白。24脂多糖的主要功能：

1）表面抗原決定簇；2）LPS負(fù)電荷較強(qiáng)，有吸附Mg2+、Ca2+等陽離子，對(duì)細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)起穩(wěn)定作用。

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)；

3）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；

4）許多噬菌體在細(xì)胞表面的吸附受體。5)選擇性吸收功能25抗酸細(xì)菌細(xì)胞壁：分枝菌酸。被酸性復(fù)紅染上色后，不能被鹽酸乙醇脫色。2627C.Gram（革蘭）于1884年發(fā)明的一種鑒別不同類型細(xì)菌的染色方法。3)革蘭氏染色革蘭氏染色.flv28◆結(jié)晶紫◆碘溶液媒染◆乙醇或丙酮脫色◆番紅復(fù)染。簡(jiǎn)單染色法革蘭氏染色法29G+代表菌：金黃色葡萄球菌G-代表菌：大腸桿菌304)古生菌(Archaea)的細(xì)胞壁：有（熱原體無），有的細(xì)胞壁中含有假肽聚糖、糖蛋白或蛋白質(zhì)。（古細(xì)菌、稱古菌）：在進(jìn)化途徑上很早就與真細(xì)菌和真核生物相互獨(dú)立的生物類群。包括一些獨(dú)特生態(tài)類型的原核生物，如產(chǎn)甲烷菌及大多數(shù)嗜極菌，包括極端嗜鹽菌、極端嗜熱菌和Thermoplasma(熱原體屬)等。31缺壁突變——L型細(xì)菌

實(shí)驗(yàn)室或宿主體內(nèi)形成基本去盡——原生質(zhì)體（G+）缺壁人工去壁細(xì)菌部分去除——球狀體（G-）在自然界長期進(jìn)化中形成——支原體5)缺壁細(xì)菌：缺細(xì)胞壁32a.L型細(xì)菌（L-formofbacteria）由Lister研究所學(xué)者發(fā)現(xiàn)。細(xì)菌在實(shí)驗(yàn)室或宿主體內(nèi)通過自發(fā)突變而形成的遺傳性穩(wěn)定的細(xì)胞壁缺損菌株。特點(diǎn)：沒有完整而堅(jiān)韌的細(xì)胞壁，細(xì)胞呈多形態(tài)；有些能通過細(xì)菌濾器，故又稱“濾過型細(xì)菌”對(duì)滲透敏感，在固體培養(yǎng)基上形成“油煎蛋”似的小菌落（直徑在0.1mm左右）33b.原生質(zhì)體（protoplast）在人為條件下，用溶菌酶處理或在含青霉素的培養(yǎng)基中培養(yǎng)而抑制新生細(xì)胞壁合成而形成的僅由一層細(xì)胞膜包裹的，圓球形、對(duì)滲透壓變化敏感的細(xì)胞，一般由革蘭氏陽性細(xì)菌形成。特點(diǎn)：有的原生質(zhì)體具有鞭毛，但不能運(yùn)動(dòng)，也不被相應(yīng)噬菌體所感染；比正常有細(xì)胞壁的細(xì)菌更易導(dǎo)入外源遺傳物質(zhì)，是研究遺傳規(guī)律和進(jìn)行原生質(zhì)體育種的良好實(shí)驗(yàn)材料。3435c.球狀體(sphaeroplast)革蘭氏陰性細(xì)菌被處理后而獲得的殘留部分細(xì)胞壁（外壁層）的球形體。與原生質(zhì)體相比，它對(duì)外界環(huán)境具有一定的抗性，可在普通培養(yǎng)基上生長。36d支原體(Mycoplasma)：是在長期進(jìn)化過程中形成的、適應(yīng)自然生活條件的無細(xì)胞壁的原核生物。細(xì)胞膜仍有較高的機(jī)械強(qiáng)度。372）、細(xì)胞膜與間體（1）細(xì)胞膜概念：細(xì)胞質(zhì)膜（cytoplasmicmembrane），又稱質(zhì)膜（plasmamembrane）、細(xì)胞膜（cellmembrane）或內(nèi)膜（innermembrane），是緊貼在細(xì)胞壁內(nèi)側(cè)、包圍著細(xì)胞質(zhì)的一層柔軟、脆弱、富有彈性的半透性薄膜，厚約7～8nm，由磷脂（占20%～30%）和蛋白質(zhì)（占50%～70%）組成。結(jié)構(gòu)與功能關(guān)系：液態(tài)鑲嵌模型38生理功能：①能選擇性地控制細(xì)胞內(nèi)、外的營養(yǎng)物質(zhì)和代謝產(chǎn)物的運(yùn)送；②是維持細(xì)胞內(nèi)正常滲透壓的結(jié)構(gòu)屏障；③是合成細(xì)胞壁和糖被有關(guān)成分(如肽聚糖、磷壁酸、LPS和莢膜多糖等)的重要場(chǎng)所；④是細(xì)胞的產(chǎn)能基地；⑤是鞭毛基體的著生部位，并可提供鞭毛旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)所需的能量。39間體（mesosome）由細(xì)胞膜內(nèi)褶形成的一種管狀、層狀或囊狀結(jié)構(gòu)。多見于G+菌。間體403）、細(xì)胞質(zhì)和內(nèi)含物（1）概念：

細(xì)胞質(zhì)（cytoplasm）是細(xì)胞質(zhì)膜包圍的除核區(qū)外的一切半透明、膠狀、顆粒狀物質(zhì)的總稱。含水量約80%。細(xì)胞質(zhì)的主要成分為核糖體、貯藏物、多種酶類和中間代謝物、質(zhì)粒、各種營養(yǎng)物和大分子的單體等，少數(shù)細(xì)菌，還有類囊體、羧酶體、氣泡或伴孢晶體等。41細(xì)胞內(nèi)含物細(xì)胞內(nèi)含物(inclusionbody)指細(xì)胞質(zhì)內(nèi)一些形狀較大的顆粒狀構(gòu)造，主要有：①貯藏物：由不同化學(xué)成分累積而成的不溶性顆粒。功能：貯存營養(yǎng)物。如碳源、氮源、能源等。②磁小體：成分為Fe3O4，外有一層磷脂、蛋白質(zhì)或糖蛋白膜包裹。水生螺菌屬和嗜膽球菌等趨磁細(xì)菌中，具有導(dǎo)向功能?？捎米鞔判远ㄏ蛩幬锖涂贵w，以及制造生物傳感器等。42③羧酶體：又稱羧化體，是存在于一些自養(yǎng)細(xì)菌的多角形或六角形內(nèi)含物，C02固定中起者關(guān)鍵作用。硫桿菌屬、藍(lán)細(xì)菌。④氣泡：是存在于許多光能營養(yǎng)型、無鞭毛運(yùn)動(dòng)水生細(xì)菌中的泡囊狀內(nèi)含物，充滿氣體。調(diào)節(jié)細(xì)胞比重，以使其漂浮在最適水層中的作用，借以獲取光能、氧和營養(yǎng)物質(zhì)。434）、核區(qū)（nuclearregionorarea）原核生物所特有的無核膜結(jié)構(gòu)、無固定形態(tài)的原始細(xì)胞核。雙鏈環(huán)狀DNA分子。442、細(xì)菌細(xì)胞的特殊構(gòu)造：

不是所有細(xì)菌細(xì)胞都具有的構(gòu)造，稱作特殊構(gòu)造

1）、糖被（glycocalyx）（1)概念

包被于某些細(xì)菌細(xì)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(xì)分為莢膜（capsule或macrocapsule，大莢膜）、微莢膜(microcapsule)、粘液層(slimelayer)和菌膠團(tuán)(zoogloea)。細(xì)菌的莢膜染色.flv45莢膜粘液層菌膠團(tuán)46糖被功能①保護(hù)細(xì)菌免受干燥的影響；②貯藏養(yǎng)料，以備營養(yǎng)缺乏時(shí)重新利用；③透性屏障和離子交換系統(tǒng)；④表面附著作用；⑤細(xì)菌間的信息識(shí)別作用；

⑥堆積代謝廢物。

應(yīng)用472）S層S層：是一層包圍在原核微生物細(xì)胞壁處，由大量蛋白質(zhì)或糖蛋白亞基以方塊形或六角開方式排列的連續(xù)層。G+:S層結(jié)合在肽聚糖表面。G-:粘合在細(xì)胞壁的外膜上。483）、

鞭毛(flagellum,復(fù)flagella)（1)概念某些細(xì)菌細(xì)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(dòng)細(xì)菌運(yùn)動(dòng)功能，為細(xì)菌的“運(yùn)動(dòng)器官”。49觀察和判斷細(xì)菌鞭毛的方法電子顯微鏡直接觀察鞭毛長度：15～20μm；直徑：0.01～0.02μm光學(xué)顯微鏡下觀察：鞭毛染色和暗視野顯微鏡半固體培養(yǎng)基穿刺培養(yǎng)5051鞭毛的有無和著生方式單端鞭毛端生叢毛兩端生鞭毛周生鞭毛524）、菌毛(fimbria，復(fù)數(shù)fimbriae)長在細(xì)菌體表的纖細(xì)、中空、短直、數(shù)量較多的蛋白質(zhì)類附屬物，具有使菌體附著于物體表面的功能。535）、性毛(pili,單數(shù)pilus)構(gòu)造和成分與菌毛相同，但比菌毛長，數(shù)量?jī)H一至少數(shù)幾根。性毛一般見于革蘭氏陰性細(xì)菌的雄性菌株（即供體菌）中，其功能是向雌性菌株（即受體菌）傳遞遺傳物質(zhì)（DNA片段）。有的性毛還是RNA噬菌體的特異性吸附受體。546）、芽孢和其它休眠構(gòu)造（1）概念

某些細(xì)菌在其生長發(fā)育后期，在細(xì)胞內(nèi)形成一個(gè)圓形或橢圓形、厚壁、含水量極低、抗逆性極強(qiáng)的休眠體，稱為芽孢（endospore或spore）。5556（2）細(xì)菌芽孢的特點(diǎn)芽孢有較強(qiáng)的抗熱，抗輻射，抗化學(xué)物和抗靜水壓的能力。是否能消滅芽孢是衡量各種消毒滅菌手段的最重要的指標(biāo)。芽孢是細(xì)菌的休眠體，在適宜的條件下可以重新轉(zhuǎn)變成為營養(yǎng)態(tài)細(xì)胞；產(chǎn)芽孢細(xì)菌的保藏多用其芽孢。產(chǎn)芽孢的細(xì)菌多為桿菌，也有一些球菌。芽孢的有無、形態(tài)、大小和著生位置是細(xì)菌分類和鑒定中的重要指標(biāo)。57（3）芽孢的耐熱機(jī)制——滲透調(diào)節(jié)皮層膨脹學(xué)說滲透調(diào)節(jié)皮層膨脹學(xué)說芽孢衣對(duì)多價(jià)陽離子和水分的透性很差皮層的離子強(qiáng)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(xì)胞質(zhì)卻變得高度失水，因此，具極強(qiáng)的耐熱性。58（7）伴孢晶體（parasporalcrystal）

少數(shù)芽孢桿菌，例如蘇云金芽孢桿菌(Bacillusthuringiensis)在其形成芽孢的同時(shí)，會(huì)在芽孢旁形成一顆菱形或雙錐形的堿溶性蛋白晶體——δ內(nèi)毒素，稱為伴孢晶體。伴孢晶體對(duì)200多種昆蟲尤其是鱗翅目的幼蟲有毒殺作用，因而可將這類產(chǎn)伴孢晶體的細(xì)菌制成有利于環(huán)境保護(hù)的生物農(nóng)藥——細(xì)菌殺蟲劑。特點(diǎn)：不溶于水，對(duì)蛋白酶類不敏感；容易溶于堿性溶劑。5960①裂殖（fission）指一個(gè)細(xì)胞通過分裂而形成兩個(gè)子細(xì)胞的過程，一般細(xì)菌均進(jìn)行橫分裂，少數(shù)進(jìn)行縱分裂。裂殖的方式有二分裂、三分裂、復(fù)分裂等類型。

②芽殖（budding）芽殖是指在細(xì)胞表面（尤其在其一端）形成一個(gè)小突起，待其長大到與母細(xì)胞相仿后相互分離并獨(dú)立生活的一種繁殖方式，凡以這類方式繁殖的細(xì)菌，統(tǒng)稱芽生細(xì)菌。如硝化桿菌屬等。

（三）、細(xì)菌的繁殖611、裂殖（fission）1）、二分裂（binaryfission）62細(xì)胞的分裂

E.coli的裂殖632)三分裂除了部分細(xì)胞進(jìn)行常規(guī)的二分裂繁殖外，還有部分細(xì)胞進(jìn)行成對(duì)地“一分為三”方式的三分裂，形成一對(duì)Y形細(xì)胞，隨后仍進(jìn)行二分裂，其結(jié)果就形成了特殊曲網(wǎng)眼狀菌絲體。64復(fù)分裂蛭弧菌在宿主細(xì)菌體內(nèi)生長時(shí)，形成不規(guī)則的盤曲的長細(xì)胞．然后細(xì)胞多處同時(shí)發(fā)生均等長度的分裂，形成多個(gè)弧形子細(xì)胞。65三、細(xì)菌的群體形態(tài)（一）在固體培養(yǎng)基上(內(nèi))的群體形態(tài)菌落：在固體培養(yǎng)基上(內(nèi))以母細(xì)胞為中心的一堆肉服可見的，有—定形態(tài)、構(gòu)造等特征的子細(xì)胞集團(tuán)。如果菌落是由一個(gè)單細(xì)胞繁殖形成的，則它就是—個(gè)純種細(xì)胞群或克隆(clone)。

菌落若連成片，則稱為菌苔。

菌落的意義：在微生物分離，純化、鑒定、計(jì)算等研究及選育工作有重要意義6667在固體培養(yǎng)基上（內(nèi)）的群體形態(tài)686970(二)在半固體培養(yǎng)基上(內(nèi))的群體形態(tài)對(duì)菌種鑒定十分重要。用穿刺接種法接入高層直立柱。如膠柱液化層中呈現(xiàn)的不同形狀來判斷某細(xì)菌有否蛋白酶產(chǎn)生和某些其他特征。根據(jù)半固體直立柱表面和穿刺線上細(xì)菌群體的生長狀態(tài)和有否擴(kuò)散現(xiàn)象判斷該菌的運(yùn)動(dòng)能力71在半固體培養(yǎng)基上（內(nèi)）的群體形態(tài)7273(三)在液體培養(yǎng)基上（內(nèi)）的群體形態(tài)形成幾種不同的群體形態(tài)：多數(shù)表現(xiàn)為混濁，部分表現(xiàn)為沉淀，一些好氧性細(xì)菌則在液向上大量生長，形成有特征性的、厚薄有差異的菌醭、菌膜或環(huán)狀、小片狀不連續(xù)的菌膜等。74在液體培養(yǎng)基上（內(nèi)）的群體形態(tài)75常見的細(xì)菌類群舉例葡萄球菌屬（Staphylococcus）G+，通常表現(xiàn)為葡萄串狀的群體，為兼厭氣性，大多數(shù)生活在溫血?jiǎng)游锏钠ば?，皮腺和粘膜上，有些菌株是致病的。金黃色葡萄球菌香港發(fā)現(xiàn)變種抗藥金黃葡萄球菌.mp476大腸桿菌屬（Escherichia）G-，大腸桿菌（E.coli）。單生或成對(duì)，周生鞭毛或不生鞭毛，有些菌株有莢膜，化能有機(jī)營養(yǎng)型，兼厭氣性，生活于人體或溫血?jiǎng)游锏拇竽c和糞便中。77炭疽桿菌炭疽桿菌菌體粗大，兩端平截或凹陷，是致病菌中最大的細(xì)菌。排列似竹節(jié)狀，無鞭毛，無動(dòng)力，革蘭氏陽性，本菌在氧氣充足，溫度適宜（25～30℃）的條件下易形成芽胞。

炭疽桿菌在活體或未經(jīng)解剖的尸體內(nèi)，則不能形成芽胞。芽胞呈橢圓形，位于菌體中央，其寬度小于菌體的寬度。在人和動(dòng)物體內(nèi)能形成莢膜。家畜炭疽病的防控.flv78第二節(jié)放線菌（Actinomyces）79概念在形態(tài)上具有分枝狀菌絲、菌落形態(tài)與霉菌相似，以孢子進(jìn)行繁殖。“介于細(xì)菌與絲狀真菌之間又接近細(xì)菌的一類絲狀原核生物