《第三章 微生物类群及形态结构》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第三章 微生物类群及形态结构（235页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第三章 微生物类群与 形态结构,微生物的多样性 P29p359,（病毒）,古生菌（Archaea）细菌（Bacteria）,真菌（酵母、霉菌、蕈菌等）、单细胞藻类、原生动物等,非细胞型,细胞型,原核微生物,真核微生物（Eukarya）,古生菌在进化谱系上与真细菌及真核生物相互并列，且与后者关系 更近，而其细胞构造却与真细菌较为接近，同属于原核生物。,第一节 真细菌（Eubacteria）,一、一般形态及细胞结构,（一）个体形态和排列 P29,球状,杆状,螺旋状,基本形态,一、一般形态及细胞结构,（一）个体形态和排列 1、球状 细胞个体呈球形或椭圆形，不同种的球菌在细胞分裂时会形成不同的空间排列
2、方式，常被作为分类依据。,金黄色葡萄球菌 引起化脓性炎症、毒素性疾病 淋病奈瑟氏球菌 肺炎链球菌大叶性肺炎,一、一般形态及细胞结构,（一）个体形态和排列,2、杆状,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。,杆状细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。,枯草芽孢杆菌,地衣芽孢杆菌,铜绿假单胞菌 （绿脓杆菌）,结核分枝杆菌,炭疽病的病原菌-炭疽杆菌,破伤风梭菌,3.螺旋状 弧菌 菌体只有一个弯曲，其程度不足一圈，形似“C”字或逗号，鞭毛偏端生霍乱弧菌 螺旋菌 菌体回转如螺旋，螺旋数目和螺距大小因种而异。鞭毛二端
3、生。细胞壁坚韧，菌体较硬。 螺旋体菌 菌体柔软，细胞外鞘内具有用于运动的类似鞭毛的轴丝 梅毒密螺旋体,霍乱弧菌,梅毒密螺旋体,一、一般形态及细胞结构,（一）个体形状和排列 4、其它形状 1）柄杆菌细胞上有柄、菌丝、附器等细胞质伸出物，细胞呈杆状或梭状，并有特征性的细柄。 一般生活在淡水中固形物的表面，其异常形态使得菌体的表面积与体积之比增加，能有效地吸收有限的营养物；,（一）个体形状和排列,2）,星形细菌（star-shaped bacteria ）,3）,方形细菌（square-ahaped bacteria） 参见,（Stella）,（Haloarcula）,4、其它形状,（一）个体形状和
4、排列,4、其它形状,4）异常形态,环境条件的变化： 物理、化学因子的刺激（阻碍细胞正常发育） 培养时间过长（细胞衰老、营养缺乏、自身代谢产物积 累过多）形成异常形态。但当环境条件恢复后，又可形成正常形态。,（二）大小,1、范围,（参见 P 33，最小和最大的细菌）,最小：,与无细胞结构的病毒相仿（50 nm）,最大：,肉眼可见（0.75 mm）；“纳米比亚硫磺珍珠”,（二）大小,1、范围,一般细菌的大小范围：,0.5 1 mm （直径）,0.2 1m（直径） X 1 80 mm（长度）,0.3 1 mm （直径） X 1 50 mm（长度） (长度是菌体两端点之间的距离，而非实际长度),（二）
5、大小,2、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,（二）大小,2、细菌大小测量结果的影响因素,个体差异；,干燥、固定后的菌体会一般由于脱水而比活菌体缩短1/3-1/4；,染色方法的影响，一般用负染色法观察的菌体较大；,幼龄细菌一般比成熟的或老龄的细菌大；,环境条件，如培养基中渗透压的改变也会导致细胞大小的变化。,（参见 P 32）,（三）细菌的细胞结构,特殊构造：部分细菌具有的或一般细菌在特殊环境下才有的构造,（见P39）,一般构造：一般细菌都有的构造,（三）细胞的结构,1、细胞壁,1）概念：,细胞壁（cell wall）是位于细胞表面，内侧紧贴细胞膜的 一层较为坚韧，略具弹性
6、的细胞结构。,（三）细胞的结构,1、细胞壁,2）证实细胞壁存在的方法：,（1）细菌超薄切片的电镜直接观察；,（2）质、壁分离与适当的染色，可以在光学显微镜下看到细胞壁；,（3）机械法破裂细胞后，分离得到纯的细胞壁；,（4）制备原生质体，观察细胞形态的变化；,（三）细胞的结构,1、细胞壁,3）细胞壁的功能：,（1）固定细胞外形和提高机械强度；,（2）为细胞的生长、分裂和鞭毛运动所必需；,（3）渗透屏障，阻拦酶蛋白和某些抗生素等大分子物质（分子量大于800）进入细胞，保护细胞免受溶菌酶、消化酶和青霉素等有害物质的损伤；,（4）细菌特定的抗原性、致病性以及对抗生素和噬菌体的敏感性的物质基础；,参见P
7、39,（三）细胞的结构,1、细胞壁,4）革兰氏染色与细胞壁：,（参见P49）,简单染色法正染色 革兰氏染色法鉴别染色法 抗酸性染色法芽孢染色法死菌 姬姆萨染色法负染色： 荚膜染色法等 细菌染色法活菌：用美蓝或TTC（氧化三苯基四氮唑）等作活菌染色,（参见P27）,（1）革兰氏染色,1、细胞壁,4）革兰氏染色与细胞壁：,（1）革兰氏染色,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。,1、细胞壁,4）革兰氏染色与细胞壁：,（1）革兰氏染色,1、用碱性染料结晶紫对菌液涂片进行初染,2、用碘溶液进行媒染，其作用是提高染料和细胞间的相互作用从而使二者结合得更牢固,3、用乙醇
8、或丙酮冲洗进行脱色。在经历脱色后仍将结晶紫保留在细胞内的为革兰氏阳性细菌，而革兰氏阴性细菌的结晶紫被洗掉，细胞呈无色。,4、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。例如沙黄，它使原来无色的革兰氏阴性细菌最后呈现桃红到红色，而革兰氏阳性细菌继续保持深紫色,1、细胞壁,4）革兰氏染色与细胞壁：,（1）革兰氏染色,表3-1 革兰氏阳性和阴性细菌细胞壁成分的比较,1、细胞壁,4）革兰氏染色与细胞壁：,（2）革兰氏阳性细菌的细胞壁,特点：厚度大（2080nm）化学组分简单，一般只含90%肽聚糖和10%磷壁酸。,1、细胞壁,4）革兰氏染色与细胞壁：,（2）革兰氏阳性细菌的细胞壁,肽聚糖(pep
9、tidoglycan),磷壁酸（teichoic acid）,又称粘肽(mucopeptide)、胞壁质(murein)或粘质复合物 (mucocomplex)，是真细菌细胞壁中的特有成分。,结合在革兰氏阳性细菌细胞壁上的一种酸性多糖,1、细胞壁,4）革兰氏染色与细胞壁：,（2）革兰氏阳性细菌的细胞壁,A、肽聚糖,厚约2080nm，由40层左右的网格状分子交织成 的网套覆盖在整个细胞上。,双糖单位,原核生物所特有的已糖,1、细胞壁,4）革兰氏染色与细胞壁：,（2）革兰氏阳性细菌的细胞壁,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
10、”而死亡。,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。,1、细胞壁,4）革兰氏染色与细胞壁：,（2）革兰氏阳性细菌的细胞壁,B、磷壁酸,（参见P42）,主要生理功能：,细胞壁形成负电荷环境，增强细胞膜对二价阳离子的吸收；,贮藏磷元素；,增强某些致病菌对宿主细胞的粘连、避免被白细胞吞噬以及抗补 体的作用；,革兰氏阳性细菌特异表面抗原的物质基础；,噬菌体的特异性吸附受体；,能调节细胞内自溶素(autolysin)的活力，防止细胞因自溶而死亡。,可作为细菌分 类、鉴定的依据,1、细胞壁,4）革兰氏染色与细胞壁：,（3）革兰氏阴性细菌的细胞壁,A、肽聚糖,
11、埋藏在外膜层之内，是仅由12层肽聚糖网状分子 组成的薄层(23nm)，含量约占细胞壁总重的10%， 故对机械强度的抵抗力较革兰氏阳性菌弱。,没有特殊的肽桥，只形成较为疏稀 、机械强度较差的肽聚糖网套,（参见P41）,1、细胞壁,4）革兰氏染色与细胞壁：,（3）革兰氏阴性细菌的细胞壁,B、外膜(outer membrane),（参见P41）,位于革兰氏阴性细菌细胞壁外层，由 脂多糖、磷脂和脂蛋白等若干种蛋白 质组成的膜，有时也称为外壁。,1、细胞壁,4）革兰氏染色与细胞壁：,（3）革兰氏阴性细菌的细胞壁,B、外膜(outer membrane),脂多糖（lipopolysaccharide, L
12、PS）,位于革兰氏阴性细菌细胞壁最外层 的一层较厚（810nm）的类脂多糖 类物质，由类脂A、核心多糖(core polysaccharide)和O-特异侧链（ O-specific side chain，或称O-多糖 或O-抗原）三部分组成。,1、细胞壁,4）革兰氏染色与细胞壁：,（3）革兰氏阴性细菌的细胞壁,B、外膜(outer membrane),脂多糖（lipopolysaccharide, LPS）,LPS结构的多变，决定了革兰氏阴性细菌细胞表面抗原决定簇 的多样性； LPS负电荷较强，与磷壁酸相似，也有吸附Mg2+、Ca2+等阳离 子以提高其在细胞表面浓度的作用，对细胞膜结构起稳定
13、作用。 类脂A是革兰氏阴性细菌致病物质内毒素的物质基础； 具有控制某些物质进出细胞的部分选择性屏障功能； 许多噬菌体在细胞表面的吸附受体；,1、细胞壁,4）革兰氏染色与细胞壁：,（3）革兰氏阴性细菌的细胞壁,C、外膜蛋白(outer membrane protein),嵌合在LPS和磷脂层外膜上的蛋白。有20余种，但多数功能尚不清楚。,1、细胞壁,4）革兰氏染色与细胞壁：,（3）革兰氏阴性细菌的细胞壁,D、周质空间(periplasmic space, periplasm),又称壁膜间隙。在革兰氏阴性细菌中，一般指其外膜与细胞膜 之间的狭窄空间（宽约1215nm），呈胶状。,周质空间是进出细胞
14、的 物质的重要中转站和反 应场所,在周质空间中，存在着多种周质蛋白（periplasmic proteins）,水解酶类；,合成酶类；,结合蛋白；,受体蛋白；,1、细胞壁 5）抗酸细胞的细胞壁,结核分枝杆菌 麻风分枝杆菌 细胞壁中含大量的分枝菌酸等蜡质（结构参见P46） 从染色反应结果看，属于革兰氏阳性菌；从结构看，与革兰氏阴性菌相似，故描述为 特殊革兰氏阳性菌,缺壁突变L型细菌实验室或宿主体内形成 基本去尽原生质体（G+）缺壁细菌 人工去壁部分去除球状体（G-）在自然界长期进化中形成支原体 （参见P49）,1、细胞壁 5）细胞壁缺陷细菌：,5）细胞壁缺陷细菌： （1）L型细菌（L-form
15、of bacteria）,细菌在某些环境条件下（实验室或宿主体内）通过自发突变而形成的遗传性稳定的细胞壁缺陷变异型。 (因英国李斯德（Lister）预防研究所首先发现而得名 1935年 念珠状链杆菌 后来在大肠杆菌、变形杆菌、葡萄球菌、链球菌、分枝杆菌和霍乱弧菌等20多种细菌中均有发现， ),（1）L型细菌（L-form of bacteria）,特点： 没有完整而坚韧的细胞壁，细胞呈多形态； 有些能通过细菌滤器，故又称“滤过型细菌”； 对渗透敏感，在固体培养基上形成“油煎蛋”似的小菌落（直径在0.1mm左右）；,（2）原生质体（protoplast）,在人为条件下，用溶菌酶处理或在含青霉素的培养基中培养而抑制新生细胞壁合成而形成的仅由一层细胞膜包裹的，圆球形、对渗透压变化敏感的细胞，一般由革兰氏阳性细菌形成。,特点： 对环境条件变化敏感，低渗透压、振荡、离心甚至通气等都易引起其破裂； 有的原生质体具有鞭毛，但不能运动，也不被相应噬菌体所感染； 在适宜条件（如高渗培养基）可生长繁殖、形成菌落，形成芽孢。及恢复成有细胞壁的正常结构。 比正常有细胞壁的细菌更易导入外源遗传物质，是研究遗传规律和进行原生质体育种的良好实验材料。,
