2023年微生物学主要知识点原核微生物

第二章原核微生物

古菌（archaea）在进化谱系上与细菌（bacteria）和真核生物互相并列，但其在细胞

构造上却与细菌较为靠近，同属于原核生物。原核微生物是指一大类细胞核无核膜包裹，

只有称作核区（nuclearregion）"勺裸露DNA的原始单细胞生物，包括细菌和古菌两大群。

细菌的细胞膜含由酯键连接I）勺脂类，细胞壁中含特有U勺肽聚糖（无壁U勺枝原体除外），DNA

中一般没有内含子（但近年来也有例外的发现）。

2.1.1细菌的定义

细菌是一类细胞细而短（O.5XO.5〜5口1】）、构造简朴、细胞壁坚韧、以二等分裂方式繁殖

和水生性较强II勺原核微生物。

2.1.2细菌的形态

球状、杆状、螺旋状、三角形、方形、圆盘形等。

2.1.3细菌的构造

由于细菌H勺细胞极其微小（Mm）又十分透明，因此用水浸片或悬滴观测法在光学显微

镜下进行观测时，只能看到其大体形态和运动状况。若要在光学显微镜下观测其细致形态

和重要构造，一般都要对它们进行染色。1884年丹麦医生C.Gram创立的革兰氏染色法

（Gramstain）是最为重要的染色措施。

2.1.3.1细菌时一般构造

一般细菌共有的构造：细胞壁、细胞膜、细胞质、核质体细胞最外层的一层厚实、坚

韧的外被，有固定外形和保护细胞等多种功能。

革兰氏阳性细菌与革兰氏阴性细菌细胞壁成分的比较

占细胞壁干重的％

成分

革兰氏阳性细菌革兰氏阴性细菌

肽聚糖含量很高（30~95）含量很低（5-20）

磷壁酸含量较高（＜50）0

类脂质一般无（＜2）含量较高（~20）

蛋白质0含量较高

革兰氏染色的机制

通过结晶紫初染和碘液媒染后，在细胞膜内形成了不溶于水的结晶紫与碘的复合物

（CVIdyecomplex）。革兰氏阳性细菌由于其细胞壁较厚、肽聚糖网层次多和交联致密，

故遇乙醇或丙酮作脱色处理时，因失水反而使网孔缩小，再加上它不含类脂，故乙醇处理

不会溶出缝隙，因此能把结晶紫与碘复合物牢牢留在壁内，使其仍呈紫色。反之，革兰氏

阴性细菌因其细胞壁薄、外膜层的类脂含量高、肽聚糖层薄和交联度差，在遇脱色剂后，

以类脂为主H勺外膜迅速溶解，薄而松散的肽聚糖网不能阻挡结晶紫与碘复合物的J溶出，因

此，通过乙静脱色后细胞退成无色。这时，再经沙黄等红色染料进行复染，就使革兰氏阴

性菌展现红色，而革兰氏阳性菌则仍保留紫色（实为紫加红色）了。

1、革兰氏阳性细菌的细胞壁

革兰氏阳性细菌细胞壁H勺特点是厚度大（20-80nm）和化学组分简朴,一•般只含20%肽

聚糖和10%磷壁酸。

肽聚糖---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。每•肽聚糖单体由三部分构成：①双糖单位：由•种N-乙

酰葡糖胺通过-糖昔键与另•种N-乙酰胞壁酸相连，后者为原核生物所特有的己

糖。②四肽尾或四肽侧链(tetrapeptidesidechain)：是由四个氨基酸分子按L型与D型

交替方式连接而成。在金黄色葡萄球菌中，接在N-乙酰胞壁酸上欧)四肽尾为L-ala-D-

glu-L-lys-D-ala,其中两种D型氨基酸在细菌细胞壁之外很少出现。③肽桥或肽间

桥(peptideinterbridge)：在金黄色葡萄球菌中，肽桥为甘氨酸五肽，它起着连接前后两

个四肽尾分子日勺“桥梁”作用。目前所知的肽聚糖已超过100种，在这•“肽聚糖的多样

性”中，重要的变化发生在肽桥上。

磷壁酸(teichoicacid)——结合在革兰氏阳性细菌细胞壁上的一种酸性多糖，重要

成分为甘油磷酸或核糖醉磷酸。磷壁酸可分两类，其一为壁磷壁酸，它与肽聚糖分了•间进

行共价结合，含量会随培养基成分而变化，一般占细胞壁重量的1。吊，自时可靠近50%。用

稀酸或稀碱可以提取。其二为跨越肽聚糖层并与细胞膜相交联的膜磷壁酸(又称脂磷壁

酸)，由甘油磷酸链分子与细胞膜上的磷脂进行共价结合后形成。其含量与培养条件关系

不大。可用45%热酚水提取，也可用热水从脱脂的冻干细菌中提取。

2、革兰氏阴性细菌的细胞壁

肽聚糖一一革兰氏阴性细菌的肽聚糖可举大肠杆菌为代表。它的肽聚糖埋藏在外膜层

之内，是仅由1-2层肽聚糖网状分子构成的薄层(2-3nm),含量约占细胞壁总重的10$,故

对机械强度U勺抵御力较革兰氏阳性菌弱。其构造单体与上述革兰氏阳性菌基本相似，差异

仅在于：①四肽尾的第3个氨基酸不是L-lys,而是被一种只有在原核微生物细胞壁上才

有的内消旋二氨基炭二酸(m-DAP)所替代；②没有特殊的肽桥，其前后两个单体间的连接仅

通过甲四肽尾的第4个氨基酸一一D-ala的竣基与乙四肽尾的第3个氨基酸一一mDAP的翅

基直接相连，因而只形成较为疏稀、机械强度较差II勺肽聚糖网套。

外膜(outermembrane)一—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构成的膜,有时也称为外壁。脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)：

是位于革兰氏阴性细菌细胞壁最外层的一层较厚(8-10nm)的类脂多糖类物质，由类脂

关键多糖(corepolysaccharide)和0-特异侧链(O-specificsidechain,或称0-多

糖或0-抗原)三部分构成。其重要功能为：①其中日勺类脂A是革兰氏阴性细菌致病物质一

一内毒素的物质基础；②因其负电荷较强，故与磷壁酸用似，也有吸附Mg2\Ca?♦等阳离子

以提高其在细胞表面浓度的作用；③由于LPS构造的多变，决定了革兰氏阴性细菌细胞表

面抗原决定簇的多样性，例如，根据LPS抗原性的测定，国际上已报道过的沙门氏菌属

的抗原型多达2107种(1983年)；④是许多噬菌体化细胞表面的吸附受

体；⑤具有控制某些物质进出细胞的部分选择性屏障功能

2.1.3.2细菌欧I特殊构造

不是一般细菌都具有的构造：荚膜、鞭毛、菌毛、芽抱

1、荚膜(capsule)：某些细菌细胞壁外存在着一层厚度不定的胶状物质。重要功

能：保湿、储养、堆积代谢废物、附着。

2、鞭毛(flagellum)：鞭毛为某些细菌表面的长丝状、波曲的附属物。其数目为一

至数十根，具有运动的功能。不一样细菌鞭毛着生状况及数H不一致。

3、菌毛(pilus)：南毛(pilus)是长在细菌体表的一种纤细、中空、短直、数量较

多的蛋白质附属物。在革兰氏阴性细菌中较为常见。性菌毛(sexpilus)是一种特殊

的菌毛。其功能是在不一样性别的菌株间传递DNA片段。

4、芽狗(endospore)：芽泡为某些细菌生•长发育后期，在细胞内形成的一种圆形或

椭圆性的抗逆性休眠为。一种细胞仅形成一种芽胞。芽也具有极强的抗热、抗辐射、

抗化学药物和抗静水压。芽泡形成(sporulation)：产芽胞H勺细菌当其环境中营养缺

乏及有害代谢产物积累时，就开始形成芽抱。

2.1.4细菌群体(菌落)的形态

菌落(colony)：将单一微生物或一小堆同种细胞接种在固体培养基上，在合适的培

养条件下，形成以母细胞为中心的一堆肉眼可见的、有一定形态构造日勺子细胞集团。

菌落特性：大小、形态、边缘、隆起、光泽、质地、颜色。

2.2放线菌(actinomycetes)

2.2.1放线菌(actinomycetes)：一类呈菌丝状生长、重要以胞子繁殖和陆生性强的

原核生物。

2.2.2形态构造(以streptomyces为例)：基内菌丝(substratemycelium)、

气生菌丝(aerialmycelium)＞抱了丝(在菌丝逐渐成熟时，由气生菌丝分化成)。

放线菌的一般形态和构造

2.2.3放线菌的繁殖：横割分裂。

2.2.4放线菌的菌落特性:干燥、不透明、表面呈紧密的丝绒状，上有一层色彩鲜艳的

干粉；菌落和培养基连接紧密，难以挑取；菌落正背面的颜色常不一致；菌落边缘培

养基U勺平面有变形现象。

2.3蓝细菌(cyanobacteria)

2.3.1蓝细菌(cyanobacteria)：一类进化历史悠久、G-、无鞭毛、含叶绿素a、具

有放氧光合作用的原核微生物。

2.3.2细胞构造：细胞构造与G-细菌细胞壁极其相似。胞内有类囊体

(thylakoids)。细胞内贮藏物(reservematerials)：糖原、聚磷酸盐、PHB、蓝

细菌肽(cynophycine)。

2.3.3蓝细菌细胞的特化形式：

异形胞(heterocyst)：存在于丝状体蓝细菌中的较营养细胞稍大，色浅、壁厚、位

于细胞链中间或末端，且数目少而不定的细胞。异形胞是固氮蓝细菌的I固氮部位。营

养细胞日勺光合产物与异形胞的固氮产物，可通过胞间连丝进行物质互换。

静息抱子(akinete)：一种着生于丝状体细胞链中间或末端的J形大、色深、壁厚H勺

休眠细胞，胞内内贮藏性物质，具右抗干旱或冷冻H勺能力。

链丝段(hormogonia)：又称连锁体或藻殖段，是长细胞断裂而成的短链段，具有

繁殖功能。

内抱子：少数蓝细菌种类在细胞内形成许多球形或三角形II勺内抱子，成熟后可释

放，具有繁殖功能。

2.4支原体、立克次氏体和衣原体

2.4.1支原体(Mycoplasma)：一类无细胞壁、介于独立生活和细胞内寄生生活间时

最小型原核生物。

特点：

1、个体直径约为150-300nm,一般为250nm,光学显微镜下勉强可见。

2、缺乏细胞壁。

3、菌落小，直径一般为0.1T.0mm,“油煎蛋”状,

4、二等分裂方式繁殖。

5、能在含血清、酵母膏、胆固醇等营养丰富的人工培养基上独立生长。

6、具有氧化型或发醉型的产能代谢，在好氧或厌氧条件下生长。

7、对能与核糖体结合、克制蛋白质合成的四环素、红霉素以及毛地黄皂苗等破坏细胞

膜构造的表面活性剂极为敏感。由于细胞膜上具有留醇，故对两性霉素、制霉菌素等

多烯类抗生素十分敏感。

分类地位：已知日勺支原体种类已超过80种。原核生物界(Procai、yotae)、柔膜菌门

(Tenericutes)、柔膜菌纲(Mollicutes)的J支原体目(Mycoplasmatales)。

2.4.2立克次氏体(Rickettsia)

立克次氏体(Rickettsia)：一类只能寄生在真核细胞内的革兰氏阴性原核微生物。

特点：

1、细胞大小一般为0.3-0.6X0.8-2.0M,光学显微镜下清晰可见。

2、细胞形态多变，自杆状至球状、双球状或丝状。

3、有细胞壁，呈革兰氏阴性反应。

4、在真核细胞内营专性寄生(个别例外)，其宿主一般为虱、蚤、蜘、蛾等节肢动

物，可传至人或其他脊椎动物(如啮齿类)。

5、二等分裂方式繁殖。

6、对四环素、青霉素等抗生素敏感。

7、有不够完整的产能代谢途径，大多只能运用谷氨酸产能而不能运用葡萄糖产能。

8、一般可用鸡胚、敏感动物或合适的组织培养物(如Hela细胞株)来培养。

9、对热敏感，一般在56℃以上经30分钟即可杀死,

引起人类感染的重要立克次氏体有：普氏立克次氏体(Rickettsiaprowazeki)、斑疹

伤寒立克次体(Rickettsiatyphi