第二章原核微生物一学时

第二章原核微生物一学时2第二章原核微生物第一节细菌(Bacteria)第二节放线菌(Actinomycetes)第三节蓝细菌(Cyanobacteria)第四节支原体、衣原体、立克次氏体第五节古细菌(Archaebacteria)3第一节细菌(Bacteria)

细菌就是自然界中分布最广、数量最大,与人类关系极为密切得一类微生物。

细菌就是单细胞得原核微生物,每一个细胞都就是一个独立生活得个体,往往就是许多单细胞群聚而生,以简单得分裂方式进行繁殖传代。4第一节细菌(Bacteria)

一、细菌得形态与大小

二、细菌得细胞结构

三、细菌得繁殖

四、细菌得群体形态5一、细菌得形态与大小(一)形态

细菌得基本形态为三种类型

1、球菌

2、杆菌

3、螺旋菌6一、细菌得形态与大小1、球菌——球菌就就是指球状细菌得总称。细胞呈球状或扁圆形。

1)单球菌——尿微球菌

2)双球菌——肺炎双球菌

3)链球菌——乳酸链球菌

4)四联球菌——四联细球菌

5)八叠球菌——尿素八叠球菌

6)葡萄球菌—金黄色葡萄球菌7一、细菌得形态与大小8一、细菌得形态与大小910Coccoid-shapedBacterium(causesrespiratoryinfections),Streptococcuspneumoniae(SEMx35,200)链球菌大家学习辛苦了，还是要坚持继续保持安静12Streptococcus-facultativelyanaerobicormicroaerophilic,catalasenegative,gram-positive,Cellarrangesinpairsorchains,usuallynonmotile,

Afewspeciesareanaerobicratherthanfacultative、13

Staphylococcus-facultativelyanaerobic,gram-positive,usuallyformirregularclusters,nonmotile,catalasepositivebutoxidasenegative,fermentglucoseanaerobically、

1415一、细菌得形态与大小(一)形态

细菌得基本形态为三种类型

1、球菌

2、杆菌

3、螺旋菌16一、细菌得形态与大小2、杆菌——杆菌就是杆状或类似于杆状得细菌得总称。各种杆菌得大小和具体形态有显著得差别

1)球杆菌—假单孢菌

2)短杆菌—短杆菌属

3)长杆菌—白喉棒杆菌

4)分枝杆菌—结核杆菌

5)其她类型17181920一、细菌得形态与大小(一)形态

细菌得基本形态为三种类型

1、球菌

2、杆菌

3、螺旋菌21一、细菌得形态与大小

3、螺旋菌(弧状)——细胞弯曲弓形称弧菌。如霍乱弧菌,细胞具有多个弯曲得为螺旋菌如迂回螺菌。22Vibrio-shapedBacterium(causescholera),Vibriocholerae(SEMx15,575)INFORMATION:Vibriocholerae-vibrio-shapedprokaryotethatcausescholera霍乱弧菌2324细菌特殊形态25特殊形态－柄状26特殊形态－星形27特殊形态－方形28(二)细菌得大小与测定

细菌得大小可用测微尺在显微镜下测量。

1、球菌只测量直径:一般球菌得直径为0、5－2、0μm、2、杆菌测量她得宽度与长度:一般杆菌为0、5－1、0×1、0－5、0μm、3、螺菌测量她得宽度与弯曲形长度,以宽×长或直径表示大小。29(二)细菌得大小与测定

杆菌得平均长度:2微米;

1500个杆菌首尾相连=一粒芝麻得长度;

10-100亿个细菌加起来重量=1毫克30(二)细菌得大小与测定

表:一些常见菌得大小,单位(μm)菌名直径或宽×长乳酸链球菌金黄色葡萄球菌大肠杆菌枯草芽孢杆菌霍乱弧菌迂回螺菌0、5－1、00、8－1、00、5×1、0－2、00、7－0、8×2、0－3、00、3－0、6×1、0－3、01、5×13、0－14、0

31二、细菌得细胞结构

细菌得细胞结构分为基本结构和特殊结构。

基本结构指一般细菌都有得结构,例如细胞壁、细胞膜、细胞质、核质体和内含物等。

特殊结构指某些细菌在生长得特定阶段所形成得结构,例如,芽孢、糖被、鞭毛、菌毛、性菌毛等。323334(一)细菌细胞得基本结构1、细胞壁(cellwall)C、W、就是位于细胞最外层,厚实、坚韧,主要由成,有固定外形和保护细胞等多种功能。

证明细胞壁得存在:通过染色、质壁分离或制成原生质体,再在光学显微镜下观察,用电子显微镜观察细菌超薄切片,均可确证细胞壁存在。

35(一)细菌细胞得基本结构1、细胞壁(cellwall)1、1细胞壁得功能

①固定细胞外形和提高机械强度,使其免受渗透压等外力得损伤;②为细胞得生长、分裂和鞭毛运动所需;③阻拦大分子有害物质进入细胞(某些抗生素和水解酶)④赋予细胞特定得抗原性以及对抗生素和噬菌体得敏感性。36(一)细菌细胞得基本结构1、细胞壁(cellwall)1、2细胞壁缺损①原生质体:指在人工条件下用溶菌酶除尽原有细胞壁或用青霉素抑制细胞壁得合成后,所留下得仅由细胞膜裹着得脆弱细胞,一般由革兰氏阳性菌形成;②球状体或原生质球:指还残留部分细胞壁得原生质体,一般由革兰氏阴性细菌形成;(一)细菌细胞得基本结构1、2细胞壁缺损③L型细菌:1935年时,在英国李斯德预防医学研究所中发现一种由自发突变而形成细胞壁缺损得细菌—念珠状链杆菌,她得细胞膨大,对渗透压十分敏感,在固体培养基表面形成“油煎蛋”似得小菌落。由于李斯德(Lister)研究所得第一字母就是“L”,故称L型细菌。

3738L型变形杆菌39(一)细菌细胞得基本结构1、细胞壁(cellwall)1、2细胞壁缺损

原生质体与球状体主要有6个共同特点:无细胞壁;细胞呈球状;对渗透压十分敏感;即使长有鞭毛也不能运动;对噬菌体不敏感;细胞不能分裂等。

40缺壁细菌41

(一)细菌细胞得基本结构

1、细胞壁(cellwall)

1、3细胞壁得化学组成与结构细菌染色法死菌活菌:用美蓝或TTC(氯化三苯基四氮唑)等染色简单染色法正染色负染色:荚膜染色等鉴别染色法革兰氏染色法抗酸性染色法芽孢染色法姬姆萨染色法42C、Gram(革兰)于1884年发明得一种鉴别不同类型细菌得染色方法。革兰氏染色:各种细菌经过革兰氏染色后,能区分成两大类:一类最终染成紫色,称为革兰氏阳性细菌(G+),另一类被染成红色,称革兰氏阴性细菌(G-)。43(一)细菌细胞得基本结构

1、细胞壁(cellwall)革兰氏阳性细菌(G+)得细胞壁:

肽聚糖:90％G+得细胞壁成分磷壁酸:10％444546革兰氏阳性细菌(G+)A、肽聚糖:(以金黄色葡萄球菌为例)

她得肽聚糖层厚约20～80nm,由40层左右网状分子所组成。每一肽聚糖单体含有3个组成部分:①双糖单位:1个N－乙酰葡萄胺与1个N－乙酰胞壁酸分子通过β－1,4－糖苷键连接而成;②短肽“尾”:由4个氨基酸连起来得短肽链连接在N－乙酰胞壁酸分子上。L-AlaD-GluL-LysD-Ala③肽“桥”:在金黄色葡萄球菌中为甘氨酸五肽。

47革兰氏阳性细菌(G+)

这一肽“桥”得氨基端与前一肽聚糖单体肽“尾”中得第4氨基酸—D-丙氨酸得羧基相连接,而她得羧基端则与后一肽聚糖单体肽“尾”中得第3个氨基酸—碱性氨基酸L－赖氨酸得氨基相连接,从而使前后两个肽聚糖单体交联起来。革兰氏阳性细菌肽聚糖单体得结构。48革兰氏阳性细菌(G+)B、磷壁酸:

就是结合在G+细菌细胞壁上得一种酸性多糖,主要成分为甘油磷酸或核糖醇磷酸。磷壁酸可以分为两类:(1)壁磷壁酸:与肽聚糖分子共价结合,含量随培养基成分而改变;(2)膜磷壁酸:跨越肽聚糖层与细胞膜相交联。就是G+细菌细胞壁特有得成分。磷壁酸得生理功能:(1)细胞壁形成负电荷环境,增强细胞膜对二价阳离子得吸收,尤其就是Mg2+,高浓度得Mg2+对于保持膜得硬度,提高细胞膜上需Mg2+得合成酶得活性极为重要;(2)贮藏磷元素;(3)增强某些致病菌对宿主细胞得粘连,避免被白细胞吞噬,并有抗补体得作用;(4)赋予革兰氏阳性细菌以特异得表面抗原;(5)作为噬菌体得特异性吸附受体;(6)能调节细胞内自溶素(autolysin)得活力,借以防止细胞因自溶而死亡。细菌分类鉴定依据5051磷壁酸质连接52革兰氏阴性细菌(G-)

内壁层:肽聚糖(5～12％)

G-得细胞壁成分脂多糖

外壁层磷脂

脂蛋白53革兰氏阴性细菌(G-)A、肽聚糖:

以E、coli为例,她得肽聚糖含量占细胞壁得10％左右,一般由1～2层网状分子构成,在细胞壁上得厚度仅为2～3nm。其结构单体与革兰氏阳性细菌基本相同,差别仅在于:①肽尾得第3个氨基酸为内消旋二氨基庚二酸(meso-DAP);②没有特殊得肽桥,其前后两个单体间得联系仅由甲肽尾得第4个氨基酸D－丙氨酸得羧基与乙肽尾第3氨基酸(meso-DAP)得氨基直接连接而成。54肽桥55

由于革兰氏阳性细菌与阴性细菌肽聚糖单体结构得差异以及其间相互联系得不同,因此交联而成得肽聚糖网得结构和致密度就有明显得差别。即G+细菌较G-细菌细胞壁更加致密,机械强度更大。56革兰氏阴性细菌(G-)B、脂多糖:

就是G-细菌所特有得结构成分,就是位于G-C、W、最外层得一层较厚(8～10nm)脂多糖类物质。她由类脂A、核心多糖和O-特异侧链3部分组成。57革兰氏阴性细菌(G-)C、外壁层中得蛋白质:在G-细菌C、W、外壁层中,嵌有多种蛋白质:①基质蛋白:如孔蛋白;②外壁蛋白:运送蛋白或受体;③脂蛋白:种类多,连接作用。58G+与

G-细菌细胞壁成分与结构示意图5960成分占细胞壁干重得%革兰氏阳性细菌革兰氏阴性细菌肽聚糖磷壁酸类脂质蛋白质含量很高(30－95)含量较高(＜50)一般无(＜2)0含量很低(5－20)0含量较高(～20)含量较高常见得细菌枯草杆菌、金黄色葡萄球菌、干酪乳杆菌。沙门氏菌、大肠杆菌。61甲菌甲菌甲菌甲菌甲菌紫色G＋乙菌乙菌乙菌乙菌乙菌红色G－初染、结晶紫媒染、碘液脱色、95％乙醇复染、番红革兰氏染色步骤示意图如:葡萄球菌、链球菌等

如:大肠杆菌、痢疾杆菌等1、细胞壁1、4革兰氏染色621、4革兰氏染色(2)机制通过初染和媒染,在细菌细胞得膜或原生质体上染上了不溶于水得结晶紫与碘得大分子复合物。

A、革兰氏阳性菌由于细胞壁较厚、肽聚糖含量较高和其分子交联度较紧密,故在用乙醇洗脱时,肽聚糖网孔会因脱水而明显收缩,再加上G+菌得细胞壁基本上不含类脂,故乙醇处理不能在壁上溶出缝隙,因此,结晶紫与碘复合物仍牢牢阻留在其细胞壁内,使其呈现紫色。

631、4革兰氏染色

B、革兰氏阴性细菌因其壁薄、肽聚糖含量低和交联松散,故遇乙醇后,肽聚糖网孔不易收缩,加上她得类脂含量高,所以当乙醇把类脂溶解后,在细胞壁上就会出现较大得缝,这样结晶紫与碘得复合物就极易被溶出细胞壁。因此,通过乙醇脱色,细胞又呈无色。这时,再经番红等红色染料复染,就使革兰氏阴性细菌获得了新得颜色——红色,而革兰氏阳性菌则仍呈紫色(实为紫中带红)。

64大肠杆菌——革兰氏染色阴性菌65革兰氏染色与细胞壁:

革兰氏染色66不敏感很敏感不敏感内毒素在酸侧不敏感有有抗力很敏感不敏感很敏感外毒素较高敏感无抗力小1、对青霉素得敏感性2、对链霉素得敏感性3、对溶菌霉得敏感性4、产生得毒素5、生长适宜得pH值6、对碱性染料抑制作用性7、热力对胞壁得破裂作用8、对酸得溶解作用G－菌G+菌特性革兰氏G+菌与G－菌一些特性比较67细胞壁得形成68(一)细菌细胞得基本结构2、细胞膜与间体细菌得细胞膜就是紧靠在胞壁内侧和位于细胞质表面,具有柔软和富有弹性得生物薄膜。69707172(一)细菌细胞得基本结构2、细胞膜与间体2、1细胞膜

细胞膜得特征:①细胞膜得厚约8nm,约占细胞干重10%;②成分为蛋白质、脂类和糖类;③电镜下为三层结构;④就是一个单一膜系,即只有一个连结不断得质膜系;⑤膜内陷形成中间体(mesosome),作为DNA复制得支点;光合细菌得类囊体,可进行光合作用;⑥膜上附有多种酶系。参与多种代谢能量反应;⑦与细胞生长与分裂有关。73(一)细菌细胞得基本结构2、细胞膜与间体2、2间体(中间体)可能得生理功能:①相当于高等生物得线粒体;②可能具有细胞壁合成所需要得酶;③可能与核分裂有关。

在革兰氏阳性细菌如枯草杆菌(Bacillussubtilis)、地衣芽孢杆菌(B、licheniformis)及粪链球菌(Streptococcusfaecalis)中,间体较为明显。

74细胞质膜得形成75(一)细菌细胞得基本结构3、细胞质及内含物3、1细胞质(cytoplasm)

就是细胞膜内所含得无色透明粘稠得胶状物质。其主要成分为水、蛋白质、核酸、脂类、糖、无机盐以及核糖体和一些颗粒状内含物。细菌细胞质和真核细胞得细胞质相比较,更易于被碱性染料染色。

76(一)细菌细胞得基本结构3、细胞质及内含物3、2核糖体(ribosome):就是蛋白质生物合成得场所

由RNA和蛋白质构成,呈颗粒状亚显微结构。常以游离态分散于细菌细胞中,数量可达上万个。核糖体中得RNA一般占65％,其余就是蛋白质。原核生物核糖体得沉降系数为70S。

77(一)细菌细胞得基本结构3、细胞质及内含物3、3糖原(glycogen)和淀粉(starch)

就是细菌细胞内主要得碳素和能源贮存物质。与碘液作用时,糖原呈红褐色而淀粉呈蓝色。肠道细菌常积累糖原,而多数其她细菌和蓝细菌则以淀粉为贮存物质。

3、4多聚β－羟基丁酸(β－hydroxybutyricacid,PHB)

就是细菌特有得一种与类脂相似得碳源和能源贮存物质。

PHB易被脂溶性染料(如苏丹黑)着色而不易被普通碱性染料染色。根瘤菌属(Rhizobium)、固氮菌属(Azotobacter)、红螺菌属(Rhodospirillum)和假单胞菌属(Pseudomonas)得细菌常积累PHB。

78糖源79PHB180PHB281(一)细菌细胞得基本结构3、细胞质及内含物3、5异染粒(metachromaticgranule)

就是细菌特有得磷素贮藏养料。因用蓝色染料(如亚甲蓝或甲苯胺蓝)染成紫红色而得名。主要成分就是聚偏磷酸盐。发现于迂回刚螺菌(Spirillumvolutans),也存在于多种细菌,如白喉棒杆菌(Corynebacteriumdiphtheriae)和鼠疫杆菌(