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1、原核生物 prokaryotes真核微生物 eukaryotic microorganisms非细胞微生物 acellular microorganisms主要内容：形态与大小，细胞结构与功能 ，繁殖方式与生活史，分类等第二章 微生物种类及形 态结构原核生物 Prokaryotes 指一大类细胞核无核膜包裹，只有称 作为核区（nuclear region）的裸露DNA 的原始单细胞生物。包括：真细菌 eubacteria 古细菌 archaea第一节 原核生物形态、结构与功能n真细菌1.一般形态及细胞结构2.放线菌3.蓝细菌4.粘细菌5.蛭弧菌6.植原体、支原体、立克次氏体、螺原体和衣原体n古
2、生菌1.概念的提出2.细胞形态3.细胞结构原核微生物真细菌(Eubacteria)古生菌（Archaea)一般细菌放线菌支原体、立克次氏体、衣原体等细胞无核膜包围的,DNA裸露的一大类。一 真细菌n一般形态及细胞结构n放线菌n蓝细菌n粘细菌n蛭弧菌n支原体、立克次氏体、螺旋体和衣原体细 菌 Bacteria细菌：是一类细胞细而短、结构简单、细胞壁坚 韧、以二等分裂方式繁殖和水生性较强的原核微生 物。 在分类学上，细菌隶属于原核生物界（Procaryotae）细菌门（Bacteriophyta）真细菌纲（Eubacteriae）真细菌亚纲（Eubacteria） 细菌形态：球状、杆状、螺旋状。自
3、然界中杆菌 最多，球菌次之，螺旋状最少真细菌（一）一般形态真细菌球菌（coccus）形态根据分裂方向及相互间连接方式又分为单球菌、双球 菌、链球菌、四联球菌、八叠球菌、葡萄球菌 等。是分类的一个依据。右图自上而下： 双球菌、链球菌、四联球菌、 八叠球菌、葡萄球菌真细菌球菌（coccus）形态淋病奈瑟氏球菌真细菌球菌（coccus）形态肺炎球菌链球菌真细菌杆菌（bacillus）形态细胞呈杆状或圆柱形，一般其粗细（直径）比较稳定，而长度则常因培养时间、培养条件不同而有较大变化。分：短杆状、棒杆状、梭状、分枝状、螺杆状杆菌的排列方式常因生长阶段和培养条件而发生变 化，一般不作为分类依据。真细菌杆菌
4、（bacillus）形态铜绿假单胞菌（绿脓杆菌 ）蜡状芽孢杆菌真细菌杆菌（bacillus）形态梭状芽孢杆菌真细菌杆菌（bacillus）形态破伤风梭菌当机体受到外伤，创口被污染，或分娩时使用不洁器 械剪断脐带等，本菌可侵入，发芽繁殖，释放毒素。 发病后机体呈强直性痉挛、抽搐、可因窒息或呼吸衰 竭死亡。据估计世界上每年约有100万病例发生，死亡 率在20%左右。在发展中国家，新生儿破伤风死亡率 可高达90%。真细菌螺旋菌（spirilla）形态弧菌（vibrio)：螺旋周数不足一圈细菌 螺菌（spirillum)：26圈小型、坚硬的螺旋状细菌 螺旋体（spirochaeta)：螺旋周数超6周，
5、体长柔软弧菌鞭毛偏端生，螺菌鞭毛两端生真细菌螺旋菌（spirilla）形态梅毒密螺旋体霍乱弧菌迂回螺菌真细菌异常形态环境条件变化： 培养时间过长，细胞衰老、营养缺乏、代谢物 积累等物理化学因子刺激，阻碍细胞正常发育等 可造成细胞异常形态产生。真细菌大小（以m表示）如：E.Coli长2 m，宽0.5 m. 1500个相当一粒芝麻长 较大细菌，1997年在纳米比亚海岸沉积物中发现 的硫细菌（Thiomargarita namibiensis）0.1 0.3mm，肉眼可见。 较小细菌，1998年芬兰学者E.O.Kajander发现引 起尿结石的纳米细菌（nanobacteria），直径 仅50nm，
6、为E.Coli的1/10，与病毒大小类似。 分裂缓慢，三天才分裂一次，是目前所知最小 的具有细胞壁的细菌。真细菌大小（以m表示）费氏刺骨鱼菌(0.08 mm x 0.6 mm) (Epulopiscium fishelsoni)1985年发现）真细菌大小（以m表示）细菌测量方法显微镜测微尺显微照相后根据放大倍数进行测算影响测量因素：个体差异干燥、固定使菌缩短染色方法不同大小不同菌龄不同环境条件，如：渗透压真细菌大小（以m表示）细菌细胞构造模式图细菌细胞结构一般结构：CW、CM、拟核、CP 特殊结构：鞭毛、芽孢、荚膜等细胞壁（cell wall）：细胞最外一层坚韧厚实的外被，主要由肽聚糖构成。
7、作用： 1）维持外形，提高机械强度 2）为细胞生长、分裂、运动必需 3）阻碍抗生素、蛋白酶等大分子进入 4）抗原性、对抗生素和噬菌体的敏感性细菌细胞结构CW革兰氏染色与CW细菌细胞结构CW丹麦医生C.Gram（革兰） 于1884年发明的一种鉴别 不同类型细菌的染色方法 。细菌细胞结构CW革兰氏染色与CW1、初染：碱性染料结晶紫初染2、媒染：加碘液。提高染料和细胞间的相互作用使二者结合得更牢固。3、脱色：酒精或丙酮。脱色后将结晶紫保留在 细胞内的为革兰氏阳性细菌，而阴性细菌的结晶紫 被洗掉，细胞呈无色。4、复染：用一种与结晶紫具有不同颜色的碱性染料对 涂片进行复染。沙黄使原来无色的革兰氏阴性细菌
8、最后 呈现桃红到红色，而革兰氏阳性细菌继续保持深紫色特征GG+ 强度疏松坚韧 厚度薄，510nm厚，2080nm 肽聚糖层数少，13层多，多达50层 肽聚糖含量少（1020） 高（5090） 磷壁酸 外膜 类脂质含量较高一般无 蛋白质含量较高无革兰氏阳性和阴性细菌细胞壁构造上的比较细菌细胞结构革兰氏染色机制革兰氏染色机制 C.Gram1884发明的鉴别方法。 主要依据CW结构不同。结晶紫初染，碘媒染形成不溶的结晶紫碘复 合物。G因CW厚，肽聚糖交联密，乙醇脱色使孔紧密，不含脂类不被乙醇溶解，故为紫色； G正相反。革兰氏阳性和阴性细菌细胞壁构造上的比较细菌细胞结构 G+ CW厚（2080nm），
9、化学成分简单，含90肽聚糖 和10磷壁酸。肽聚糖（peptidoglycan） 真细菌细胞壁特有成分，如：金葡菌肽聚糖厚20 80nm，40层左右的网格分子交集覆盖细胞上。细菌细胞结构 G+ CWG+肽聚糖立体结构四肽尾肽桥聚糖：NAG和NAMNAG：N乙酰葡糖胺NAM：N乙酰胞壁酸双糖单位中的-1,4-糖苷键很容易被溶菌酶 (lysozyme)所水解，从而引起细菌因肽聚糖细 胞壁的“散架”而死亡。肽聚糖肽聚糖三部分组成：双糖单位：NAG和NAM以1 ，4糖苷键连键连 接。溶菌酶水解 此位点.四肽肽尾或四肽侧链肽侧链 ：四个aa，L 型与D型交替连连接。 L-Ala D-Glu L-Lys D
10、-Ala肽桥肽桥 ：Gly五肽连肽连 接两个四肽肽尾 细细菌肽肽聚糖100多种，主要是肽肽 桥桥有变变化。G+肽聚糖单体构造目前所知的肽聚糖已超过100种，在这一 “肽聚糖的多样性”中，主要的变化发生在 肽桥上。磷壁酸（teichoic acid） G+ CW特有的酸性多糖，主要甘油磷酸或核糖醇磷酸。细菌细胞结构 G+ CW壁磷壁酸：与肽聚糖共价结合，含量与培养基有关。可用稀酸或稀碱提取。 膜磷壁酸：跨越肽聚糖层与CM交联。含量与培养条件关系不 大。又叫脂磷壁酸。可用45%热酚水提取，也可用热水从脱脂 的冻干细菌中提取。细菌细胞结构 G+ CW磷壁酸（teichoic acid）主要功能1、磷
11、酸的负电荷提高细胞周围的Mg2浓度，保证细 胞膜上需要Mg2合成酶活性 2、贮藏磷 3、增强某些致病菌对宿主的粘连、避免白细胞吞噬 及抗补体 4、噬菌体特异吸附受体，赋予G特异表面抗原 5、调节细胞内自溶素活力，防止细胞自溶细菌细胞结构 G CW肽聚糖外膜周质空间外膜蛋白1.肽聚糖 12层肽聚糖（23nm），单体结构与G基本同。 与G差别：四肽尾第三个氨基酸为内消旋二氨基庚二酸（m -DAP）没有特殊肽桥，两单体连接前一四肽尾的第四 个氨基酸D-Ala羧基与后一个四肽尾第三氨基酸 m-DAP氨基直接连接细菌细胞结构 G CW细菌细胞结构 G CW革兰氏阴性菌肽聚糖2.外膜CW外，脂多糖、磷脂、
12、脂蛋白组成。脂多糖（LPS）：最外层，类脂A、核心多 糖、 O-抗原组成。细菌细胞结构 G CW细菌细胞结构 G CW功能：类脂A是G致病物质内毒素 物质基础负电，与磷壁酸相似，吸附阳离子 LPS结构多变，决定Ag多样性噬菌体表面吸附受体 部分选择性屏障3.外膜蛋白 如：脂蛋白（lipoprotein）共价键使外膜层牢固连接在肽聚糖内壁层。孔蛋白：36000蛋白亚基构成的三聚体，中间 1nm孔，控制抗生素进出。已知非特异孔蛋白（任何亲水分子进出）和特异孔蛋白（几种特 异物质进出）细菌细胞结构 G CW细菌细胞结构 G CW孔蛋白（porins）对进入外膜层的物质进行选择。脂蛋白4.周质空间 外
13、膜和CM之间，1215nm厚，胶状。细菌细胞结构 G CW周质空间细菌细胞结构 G CW周质空间含许多周质蛋白（periplasmic proteins）如：水解酶、合成酶、运送物质的结合蛋白、 受体蛋白（与细胞趋化性有关）。周质蛋白提取：冷休克（渗透休克）法 细菌放Tris-EDTA的20蔗糖溶液保温，质壁分 离，快速4，0.005MMgCl2稀释降温，离心。细菌细胞结构 特殊细菌CW某些G的分枝杆菌和诺卡氏菌：细胞壁含有大量霉菌酸（Mycolic acid一种支链羟基 脂质） （1）与感染能力有关； （2）简单染色很难使其着色 抗酸性染色 ：1）细胞与碱性复红和苯酚的混合液一起 加热；2）
14、 酸性酒精脱色；3）美蓝复染； 阳性为红色，阴性为蓝色细菌细胞结构 特殊细菌CW用抗酸性染色对宿主体内的麻风及结核分枝杆 菌病原体进行检测自发突变或人为得到缺壁细菌。细菌细胞结构 CW缺陷细菌缺壁细菌实验室或宿主体内形成自然界长期进化形成支原体缺壁突变L型细菌人工去壁基本去尽 原生质体（G）部分去掉 球状体（G-）1.L型细菌 1935年英国Lister预防医学研究所发现而得名。 自发突变形成的CW缺损细菌，细胞膨大，对渗透压敏感， 能变形通过细菌滤器，“油煎蛋”菌落。专指实验室或宿主自发突变、遗传性状稳定、 CW缺陷菌细菌细胞结构 CW缺陷细菌大肠杆菌、变形杆菌、葡萄球菌、链球菌、分枝杆菌和
15、霍乱弧菌等 20多种细菌中均有发现，被认为可能与针对细胞壁的抗菌治疗有关。2.原生质体 人为用溶菌酶除CW或青霉素抑制CW合成得CM包 裹的球状细胞，一般G 特点：对环境条件变化敏感；即使有鞭毛，也不能运动；对噬菌体不敏感；外源基因容易导入；在适宜条件下能形成菌落细菌细胞结构 CW缺陷细菌3.球状体 同样方法处理G-，残留部分CW的球形体，比原生质体抗性强。球状体特点：(与原生质体类似） 无完整CW，球状，渗透压敏感，革兰氏染色阴性无法运动，对噬菌体不敏感，比正常细菌易导入外源 遗传物质，是遗传和原生质体育种好材料细菌细胞结构 CW缺陷细菌支原体（Mycoplasma） 自然选择，因其CM含甾醇，较高机械强度。细菌细胞结构 CW缺陷细菌CW内侧，柔软、弹性、半透明，半透性薄膜 ，78nm， 磷脂（2030）蛋白（5070） 电镜下，暗明暗 磷脂极性头，疏水尾。 证明： 质壁分离、选择性染色、原生质体破裂、电 子显微镜观察细菌细胞结构CM磷脂分子结构：有甘油磷脂和鞘磷脂两种。细菌细胞结构CMCM组成磷脂甘油磷脂 左到右分别是磷脂酰乙醇胺、磷脂酰丝氨酸、 磷脂酰胆碱、磷脂酰肌醇鞘磷脂磷脂分子细菌细胞结构CM非极性尾则由长链 脂肪酸通过酯键连 接在甘油的C1和C2位上组成，其链长和饱和度因细菌种 类和生长温度而异。在极性头的甘油3C上， 不同种微
