微生物学教程第3版内容重点文档格式.docx

1、细菌、放线菌、蓝细菌、支原体、立克次氏体、衣原体第一节 细菌细菌（bacteria）一类细胞细短（直径约0.5m，长度约0.55m），结构简单，胞壁坚韧，多以二分裂方式繁殖和水生性较强的原核生物。（一） 形态和染色 球菌（coccus）：单球、双球、四联球、链球、葡萄球1） 细菌形态 杆菌（bacillus）：短杆、棒杆、梭状、梭杆、分枝状 弧菌（vibrio）：半环螺旋菌（spirilla） 螺菌（spirillum）：26环 螺旋体（spirpcjete）：6环以上2） 细菌的大小是m级的（微米），典型细菌、大肠杆菌（E.coli）：2m长0.5m宽3） 细菌染色法活菌：美蓝或TTC（氯化

2、三苯基四氮唑） 简单染色法 正染色 革兰氏染色死菌 鉴别染色法 抗酸性染色 芽孢染色 负染色 姖姆萨（Giemsa）染色其中革兰染色法（Grang stain）最为重要，是由丹麦医生C.Gram于1884年发明，菌经革兰氏染色后可区分为两大类：革兰氏阳性（Gram positive, G+），成紫色；革兰氏阴性（Gram negative, G-），成红色。（二） 构造一般构造：一般细菌都具有的构造，胞壁、胞膜、胞质和核区。特殊构造：特殊环境下才形成的构造，鞭毛、菌毛、性菌毛、糖被、芽孢见：细菌细胞模式构造图1一般构造1）细胞壁（cell wall）细胞最外的一层厚实，坚韧的外被，主要成分为肽

3、聚糖。 固定细胞外形和提高机械强度，抵抗渗透压细胞壁的功能 为细胞生长、分裂和运动必需 阻拦大分子有害物进入细胞 赋予细菌抗原性和对抗生素和噬菌体的敏感性细胞壁成份分为以下三种类型来讲：见G+与G-胞壁构造比较图a） G+菌胞壁：胞壁厚度大（20-80nm）和化学组分简单，一般含90%肽聚糖10%磷壁酸。肽聚糖（peptidoglyean）是真细菌细胞壁中的特有成分，由肽和聚糖两部分组成，肽包括四肽尾和肽桥，而聚糖由N乙酰葡糖胺和N乙酰胞壁酸两种单糖相互间隔连接成的长链（金黄色葡萄球菌）双糖：N乙酰葡糖胺和N乙酰胞壁酸由1,4糖苷键相连接3个组成部分 四肽尾：由4个氨基酸分子按L型与D型交替连

4、接而成 肽桥：为甘氨酸五肽，连接前后2个四肽尾分子，起桥梁作用1.4糖苷键易被溶菌酶（lysogyme）水解，导致细胞壁“散架”而死亡。四肽尾中的D型氨基酸，一般仅在细菌胞壁上见到。肽桥的变化甚多，由此形成了肽聚糖多样性。肽聚糖功能：主要是框架和枝架结构磷壁酸（teichoic acid）是G+菌胞壁上的一种酸性多糖。 壁磷壁酸：与肽聚糖分子共价结合磷壁酸分为两类 膜磷壁酸：跨越肽聚糖层与细胞膜相交联磷壁酸的成份甘油磷酸或核糖醇磷酸见甘油磷酸结构模式图磷壁酸的生理现象：大量负电荷吸附Mg2+，提高膜上合成酶活力。贮藏元素调节细胞内自溶素的活力，防止细胞自溶。噬菌体特异吸附受体G+菌的特异表面抗

5、原，可用于鉴定菌种。增强对宿主细胞的粘连，免受白细胞吞噬，并有抗补体的作用。b） G-菌的细胞壁胞壁较G+菌薄，层次较多，成份较复杂，肽聚糖层很薄（2-3nm）肽聚糖单体结构与G+菌相似，有2点差别：四肽尾的第三个氨基酸分子不是L-Lys，而被内消旋二氨基庚（更）二酸（m-DAP）代替，是一种原核生物胞壁上特殊氨基酸。没有特异的肽桥，由前肽尾的第四个氨基酸（DAla）的羧基与后肽尾的第三个氨基酸（m-DAP）的氨基直接相连，薄、强度低于G+菌。外膜（out membrane）是G-菌胞壁的特有结构，位于壁最外层，成份有脂多糖、磷脂和多种外膜蛋白。脂多糖（lipopolysaccharide,

6、LPS）：位于G-菌胞壁最外层的类脂多糖类物质，主要由类脂A；核心多糖；O特异侧外膜成份 链3部分组成。外膜蛋白（outer membrane protein）：指嵌合在LPS和磷脂层外膜上的20多种蛋白，其中脂蛋白和孔蛋白是比较清楚的。外膜功能：脂多糖功能：控制细胞的透性，提高Mg2+浓度，决定细胞壁抗原多样性等。外膜蛋白：脂蛋白有使外膜层与内壁肽聚糖层紧密连接的功能孔蛋白是一类中间有孔道，可控制某些物质（如抗生素）进入 外膜的跨膜蛋白。c） 古生菌（Archaea）细胞壁古生菌是在进化上很早就与真细菌和真核生物互相独立的生物群，主要包括一些独特生态型，如嗜极菌、产甲烷菌等。古生菌大都具有与

7、真细菌功能相似的细胞壁，但化学成份差别很大，它们不含肽聚糖，而含假肽聚糖、糖蛋白或蛋白质。假伏聚糖的结构与成份多糖骨架由N乙酰葡萄糖胺和N乙酰塔罗糖胺糖醛酸以1,3糖苷键交替连接而成，连在后一氨基糖上的肽尾由3个L型氨基酸组成肽桥由LGlu1个氨基酸组成。d） 缺壁细菌（cell wall deficient bacteria） 自发型缺壁突变：L型 实验室中形成 人工法去壁：原生质体缺壁细菌 自然界长期进化形成：支原体2）细胞膜（cell membrane）细胞膜是一层紧贴在细胞壁内侧，包围着细胞质的柔软，脆弱，富有弹性的半透性薄膜（78nm），由砭脂（20%30%）和蛋白质（50%70）组

8、成。 两层砭脂分子对称排列，极性头（砭酸端）朝向内外表面 非极性头（烃端）埋入膜内层，形成砭脂双分子层细胞膜的成份 整合蛋白（内嵌蛋白）：有时分子内有通道，具运输功能，横向移动 周边蛋白（膜外蛋白）：有酶促作用，能作侧向移动。见细胞膜模式构造图细胞膜生理功能：能控制细胞内、外的营养物质和代谢产物的运送维持细胞内正常渗透压合成细胞壁和糖被的场所细胞的产能基地（氧化砭酸化，光合砼酸化的酶系）鞭毛基体的着生部，提供鞭毛旋转运动的能量。3）细胞质和内含物细胞质（cytoplasm）指被细胞膜包围的除核区以外的一切半透明，胶体状、颗粒状物质的总称。细胞质的成份：核糖体、贮藏物，酶类，中间代谢产物，质粒，

9、各种营养物质和大分子的单体等。细胞内含物（miclusion body）指细胞质内一些形状较大的颗粒构造贮藏物（reserve materials）：一类由不同化学成分累积而成的不溶性颗粒，主要功能是贮存营养物。 糖原：大肠杆菌 碳源及能源类 聚羟（抗）丁酸（PHB）：固氮菌 硫粒：紫硫细菌贮藏物 氮源类 藻青素：蓝细菌 藻青蛋白： 磷源（异染粒）：结核分枝杆菌磁小体（magnetosome）：一种20100nm，数目不等（220颗），形状为八面，六面，或六棱柱体，成分为Fe3O4，外有一层膜色裹，具有导向功能，即借鞭毛引导细菌游向最有利的泥水界面，微氧环境处生活，存在于水生螺菌和嗜胆球菌等趋

10、磁细菌中。羧酶体（carboxysome）：又称羧化体，成多角形（10nm）内含1.5二砭酸核酮糖羧化酶，在CO2固定中起作用，一般在自养细菌中，如硫杆菌属（化能自养）、蓝细菌（光能自养）气泡（gas vacuoles）：细菌中的泡囊状内含物，内有数排柱状小空泡，大小为0.21.0m75nm，由2nm膜包裹，具有调节细胞比重，漂浮在最适水层中的作用。4）核区（nuclear region oraren）：又称核质体（nuclear body），是原核生物所特有的无核包裹，无固定形态的原始细胞核，是原核生物负载遗传信息的场所。成份：一个大型的环状双链DNA分子，不含蛋白，在染色体复制时呈双倍体外

11、，一般为单倍体。2细菌细胞的特殊构造特殊构造不是所有细菌都具有的构造，一般为糖被、鞭毛、菌毛和芽孢。1）糖被（glycocalyx）包被在某些细菌细胞壁外的一层厚度不定的透明胶状物质。 层次厚：（大）荚膜 在壁上有固定层次 包裹在单个细胞上 层次薄：微荚膜糖被的种类 松散，未固定在壁上：粘液层（不同类菌） 包裹在细胞群上：菌胶团不同类菌糖被的成份也不一样 葡聚糖（肠膜状明串珠菌） 纯多糖 果聚糖（变异链链球菌） 纤维素（木醋杆菌） 多糖 海藻酸（棕色固氮菌） 杂多糖 透明质酸（若干链球菌） 聚D谷氨酸（炭疽杆菌）糖被成分 多肽 聚谷氨酰胺（若干黄单胞菌）多肽和多糖（巨大芽孢杆菌）蛋白质（鼠疫耶

12、尔森氏菌）糖被的功能：保护作用： 其上极性基团可保护菌体免受干旱 可防止噬菌体的吸附和裂解荚膜可保护致病菌免受宿主白细胞的吞噬贮藏养料： 从备营养缺乏时重新利用作为透性屏障和离子交换系统：保护细菌不受金属离子毒害表面附着作用：如粘液、果聚糖，可将细菌粘附于呼吸道或牙表面细菌间的信息识别作用堆积代谢废物2）鞭毛（flagellum, flagella）鞭毛生长在某些细菌表面的长丝状，波曲的蛋白质物质，数目1多十条，具有运动功能，长约1520m，直径0.010.02m，一般只能在电镜下看到。 基体 鞭毛构造 钩形鞘 鞭毛丝原核生物（包括古生菌）的鞭毛都有共同的结构G-细菌E.colia）基体（ba

13、sal body）：由4个盘状物（ring）组成L环最外层，连接在细胞壁的外膜上P环连在细胞壁内壁层肽聚糖上S环细胞质膜上，靠近周质空间 称SM环（或内环）M环与S环连在一起，在细胞质膜上SM环共同嵌在细胞质膜上，被一对Mot蛋白包围，基部还存在一个Fli蛋白。Mot蛋白可驱动SM环快速旋转。Fli蛋白起键钮作用，可根据信号令鞭毛正转或逆转。b） 鞭毛钩（hook）：一个钩形似鞘，它将基体和鞭毛丝连在一起，直径17mm。c） 鞭毛丝（filament）：一条15-20m，直径20nm的中空丝管，是由鞭毛蛋白（flagellin）亚基沿中央孔作螺旋状缠绕而成，每周810个亚基，鞭毛蛋白在胞质中合

14、成后，由基部通过中央孔道输送到鞭毛游离端进行自装配。见鞭毛构造图G+细菌，BacillusG+细菌鞭毛结构较简单，基体仅有S和M两环，其它结构均与G-细菌相同。鞭毛的功能：运动、实现趋性趋性生物体对环境中的不同物理，化学或生物因子作用方向性的应答，有正趋和负趋性两种。 趋化性（chemo taxis） 趋光性（photo taxis）趋性还可分为 趋氧性（oxygen taxis） 超磁性（mageneto taxis）鞭毛的运动机制：“栓菌”试验证明鞭毛以旋转方式产生运动，一般2080m /秒，最高时100m，极生鞭毛菌速度超过周生鞭毛菌。 一根（霍乱弧菌） 一端生 一束（荧光假单胞菌） 一

15、根（鼠咬热螺旋体）鞭毛着生方式 两端生 一束（红色螺菌） 肠杆菌科（沙门氏菌） 周生 芽孢杆菌科（枯草芽孢杆菌）侧生：反刍月形单胞菌鞭毛的有无和着生方式在细菌的分类和鉴定上是一重要指标。3）菌毛（fimbria, fimbriae）菌毛长在细菌体表面的纤细、中空、短直，而且数量多的一种蛋白质类物质。结构：较简单，直接着生于细胞质膜上，直径3-10nm，每菌一般250300条功能：使菌体粘附在宿主的呼吸道、消化道或泌尿生殖道等粘膜上，引起疾病。菌毛多存在于G-致病菌中。4）性毛（pilus, 复数pili）构造和成分与菌毛相同，比菌毛长，每个细胞仅一至几根，一般见于G-细菌的雄性菌株中。用于向雌

16、性菌株传递遗传物质的作用，是RNA噬菌体的特异性吸附受体。5）芽孢和其他休眠构造芽孢（endospore, spore）细胞内形成的一个圆型或椭圆形，厚壁，含水量低，抗逆性强的休眠构造，胞内只有一个，无繁殖功能，存在于很少菌类，主要G+菌的两个属，好氧性芽孢杆菌（Bacillus）和厌氧性梭菌（clostridium）。芽孢的特性及功能： 抗热抗逆性最强 抗化学药物抗辐射例：肉毒梭菌的芽孢在沸水中经5.09.5h才被杀死巨大芽孢杆菌的芽孢的抗辐射能力比E.coli高36倍。美国的一块25004000万年的琥珀，有人从其中蜜蜂肠道内分离到有生命芽孢 孢外壁：含脂蛋白，透性差 芽孢衣：含疏水性角蛋

17、白抗酶解、抗药物、多价阳离子难通过皮层：含芽孢肽聚糖及DPACa含水，渗透压高芽孢的成分 芽孢壁：含肽聚糖可发展成新胞壁 芽孢质膜：含砭脂、蛋白可发展成新胞膜 核心 芽孢质：含DPADPACa，核糖体，RNA和酶类 核区：含DNA芽孢的有无、形态、大小和着生位置是细菌分类和鉴定中的重要指标孢囊（cyst）在干旱条件下，细胞外壁加厚，细胞失水，而形成的一种坑干旱不抗热的圆形休眠体特性：与芽孢相似，一个菌只形成一个，不繁殖，条件适宜可发芽并重新营养生长，一般存在于一些固氮菌中。6）体孢晶体（parasporal crystal）某些芽孢杆菌在形成芽孢时，在芽孢旁形成一颗菱形、方形或不规则的碱溶性蛋

18、白质晶体（内毒素），对一些昆虫，动、植物线虫有毒杀作用。（三） 细菌的繁殖细菌的繁殖方式主要是裂殖，少数是芽殖。1裂殖（fission）指细菌细胞通过分裂形成两个子细胞的过程，杆状菌有横分裂和纵分裂，一般分为横分裂。（1） 二分裂（binary fission）对称二分裂：一个细胞在其对称中心形成一隔膜，进而分裂成两个形态，大小和构造完全相同的子细胞，绝大多是这样。不等二分裂（unegual binary fission）：不等二分裂产生两个形态，构造不同的子细胞，如柄细菌属，分裂产生一个有柄，不动，另一个无柄，有鞭毛，能动，少数以这种方式。（2） 三分裂（trinary fission）：细

19、胞分裂时形成一对“Y”形细胞，随后仍进行二分裂，结果形成网状菌丝体，如绿色硫细菌。（3） 复分裂（multiple fission）：细胞在生长时会形成不规则的盘曲的长细胞，然后细胞多处同时发生均等长度的分裂，形成多个细胞，如蛭弧菌寄生于细菌内的分裂方式。2芽殖（budding）在母细胞表面形成小突起，长成与母细胞相等时，相互分离，并独立生活的一种繁殖方式。如：芽生杆菌（Blastobacter），生丝微菌（Hyphomiorobium）等等。二、细菌的群体形态（一） 在固体培养基上菌落（colony）在固体培养基上以母细胞为核心的一堆肉眼可见的，有一定形态，构造的子细胞集团。克隆（clone

20、）菌落由一个单细胞繁殖而成的，一个纯种细胞群菌苔（bacterial lawn）大量菌落已连成一片菌落的形态结构可用于分离，纯化，鉴定，计数，选种，育种等工作。（二） 在半固体培养基上细菌在半固体的培养性状可用于菌种鉴定，如运动能力，产蛋白酶能力等，根据基形态和是否扩散来判断。（三） 在液体培养基内菌体在液体培养时，因细胞特征，比重，运动能力和对氧气等关系的不同，形成不同群体形态，如混浊、沉淀，在液面形成菌醭 （pellicle）、菌膜（scum），成环状，小片状等。第二节 放线菌放线菌（actinomycetes）一类呈菌丝状生长和以孢子繁殖的陆生性较强的原核生物 （G+菌）放线菌与人类关系

21、密切：产生抗生素：近万种抗生素中70%由放线菌产生产生生化药物：多数是放线菌的次生代谢产物产生维生素和多种酶对植物的共同固氮作用对提高土壤肥力，环境保护的作用：分解纤维素、石蜡、角蛋白、琼脂和橡胶等放线菌大多有益菌，少数对人和动、植病有病害。一、放线菌的形态构造（一） 典型放线菌的形态构造链霉菌（streptomyces）细胞呈丝状分枝，菌丝直径很细（1m），在营养生长阶段，菌丝内无隔，一般呈多核的单细胞状。链霉菌的形态结构根据其生长阶段的不同而有所不同。1基内菌丝（substrote mycelium）：孢子落在基质表面，发芽，不断伸长分枝并以放射状向基质表面和内层扩展，色浅，较细，具有吸收

22、营养和排泄代谢物功能。2气生菌丝（aerial mycelium）：菌丝向上不断向空间分化成为色深直径较粗的分枝菌丝。3孢子丝（spore-bearing mycelium）：气生菌丝成熟，分化成孢子丝。4分生孢子（conidin, spore）：孢子丝通过横割分裂方式，产生成串的孢子。链霉菌孢子丝的形态多样：有直、波曲、弯钩、螺旋、轮生等。见链霉菌的各种孢子丝形态图。（二） 其他放线菌的形态构造 简单提及：无气生菌丝、产生孢囊孢子，有些带鞭毛。二、放线菌的繁殖放线菌繁殖方式分为两种： 分生孢子：最常见 无鞭毛1借孢子 孢囊孢子 有鞭毛 基内菌丝断裂2借菌丝 任何菌丝片段（液体培养时，不产生孢

23、子）三、放线菌的群体特征菌落干燥，不透明，表面呈致密的丝绒状，上有一薄层彩色的“干粉”，菌落和培养基的连接紧密、正反面颜色常不一致。一些缺乏气生菌的放线菌落与细菌菌落接近。（二） 在液体培养基上在液面与瓶壁交界处粘贴一圈菌苔，培养液清面不浊，菌丝团悬浮液中或沉在瓶底。第三节 蓝细菌蓝细菌（cyanobacteria）旧名蓝藻（blue algae）一类无鞭毛含叶绿素a，能进行产氮性光合作用的G-大型原核生物，一般直径3-10m，最大60m。一、蓝细菌的形态（分为5类）1由二分裂形成的单细胞（粘杆属Gloeothece）2由复分裂形成的单细胞（皮果属Dermocarpa）3有异形胞的菌丝（鱼腥属

24、Anabaena）4无异形胞的菌丝（颤蓝属Oscillaloria）5分枝状菌丝（飞氏属Fischerella）见蓝细菌的典型形态图二、蓝细菌的构造蓝菌的构造与G-细菌相似。构造：双层细胞壁肽聚糖粘质糖被或鞘类囊体（thylakoid）：含叶绿素a，用以光合作用。藻胆素（phycopilin）：一类辅助光合色素。羧酶体：有固定CO2作用。蓝细菌肽（cyanophycine）：用作氮源营养。聚砭酸盐：贮存砭蓝细菌分布很广，在水体、土壤和部分生物体内外，岩石表面和一些其它恶劣环境，如高温、低温、盐湖、荒漠、冰原都有“先锋生物”，蓝细菌在人类生活中很有价值，约120多种蓝细菌有固氮能力。第四节 支原

25、体、立克次氏体和衣原体支原体、立克次氏体和衣原体都属G-，寄生在营养细胞内的小型原核生物，它们介于细菌与病毒间的一类原核生物。一、支原体支原体（Mycoplasmn）一类无细胞壁，介于独立生活和细胞内寄生之间的最小型原核生物。支原体大都是人和动物的致病菌，也可感染植物，有些腐生种类生活在污水、土壤或肥堆中，感染植物的也可称植原体（Phytoplasma）。支原体的型态, 构造及特点：细胞很小：150-300nm细胞膜含甾（灾）醇：膜比较坚韧无细胞壁：对渗透压敏感菌落小（0.1-1.0mm）：呈“油煎蛋”状以二分裂和出芽等方式繁殖能在营养丰富培养基上生长（血清、酵母膏和甾醇）多以糖类作能源，能在

26、有氧或无氧条件下进行氧化型或发酵型产能代谢基因组很小，0.6-1.1Mb左右。对抑制蛋白合成抗生素（四环素、红霉素）和破坏甾体的抗生素（两性霉素、制霉菌素）都很敏感。二、立克次氏体立克次氏体（Rickettsia）一类专性寄生于真核细胞内的G-原核生物，有细胞壁，细胞较大，有产能代谢系统，不能独立生活。1909年，美国医生H.T. Ricketts首次发现落基山斑疹伤寒的病原体，被弃去生命，因此而命名。立克次氏体可寄生动、植物细胞，寄生植物细胞的称类立克次氏体细菌（Rickeltsia-like bacteria）立克次氏体形态，构造及特点：细胞大： 0.3-0.60.8-2.0m细胞型态多：球状、双球状、杆状、丝状等有细胞壁G-真核细胞内寄生，虱、蚤等节肢动物和人、鼠等脊椎动物以二分裂方式繁殖存在不完整的产能代谢，不能利用葡萄糖对四环素、青霉素等抗生素敏感对热敏感：56、30min杀死可在鸡胚，Hela细胞株或敏感动物等组织培养物上培养基因