第三章 微生物类群与形态-1

《微生物学》课件文字版

第三章 微生物类群与形态

微生物在自然界中分布广泛，细菌是最重要的微生物类群之一，它在阐述生物学的重大

问题方面发挥了重要作用，所以本章将重点讲述原核生物中细菌的结构和组成。 非细胞生物 病毒

微生物类群细胞型生物原核生物Archaea）

细菌（Bacteria）细菌、放线菌、蓝细菌、枝原

体、立克次氏体和衣原体等

真核生物 真菌（酵母、霉菌、蕈菌等）、单细胞藻类、

原生动物等

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 细菌

一、个体形态：球菌、杆菌、螺旋菌。

球菌：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方式，

常被作为分类依据。

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。

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。

螺旋菌：菌体回转如螺旋，螺旋数目和螺距大小因种而异。鞭毛二端生。细胞壁坚韧，菌体

较硬。

螺旋体菌：菌体柔软，用于运动的类似鞭毛的轴丝位于细胞外鞘内。

柄杆菌：细胞上有柄（stalk）、菌丝（hyphae）、附器（appendages）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质。

二、大小

最小：与无细胞结构的病毒相仿（50 nm；）；最大：肉眼可见（0.75 mm）

德国科学家H. N. Schulz等1999年在纳米比亚海岸的海底沉积物中发现的一种硫磺细

菌（sulfur bacterium），其大小可达0.75 mm，Thiomargarita namibiensis，--“纳米比亚硫

磺珍珠”。其体积比E . fishelsoni还大100倍。

1、一般细菌的大小范围：

球菌：0.5 ~ 1 mm （直径）

杆菌：0.2~ 1 mm （直径） X 1~ 80 mm（长度）

螺旋菌：0.3~1 mm （直径）X1~50 mm（长度）(长度是菌体两端点之间的距离而非实际长度)

2、测量方法

利用显微镜测微尺；显微照相后根据放大倍数进行测算。

3、影响细菌测量大小的因素

（1）个体差异；

（2）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；

（3）染色方法的影响，一般用负染色法观察的菌体较大；

（4）幼龄细菌一般比成熟的或老龄的细菌大；

（5）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。

三、细胞的结构

一般构造：一般细菌都有的构造。

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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

1、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，略具弹性的细

胞结构。

其细胞壁的功能：

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。

（1）革兰氏染色与细胞壁

革兰氏染色法

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

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，它使原来无色得

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。

（2）革兰氏阳性细菌的细胞壁

特点：厚度大（20~80nm），化学组分简单，一般只含90%肽聚糖和10%磷壁酸。

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A、肽聚糖

原核生物所特有的已糖，厚约20~80nm，由网格状分子交织成的网套覆盖在整个细胞上。每

一肽聚糖单体含有三个组成部分：①双糖单位，即由N-乙酰葡萄糖胺和N-乙酰胞壁酸分子

通过β-1,4-糖苷键连接而成；②短肽尾，由四个氨基酸分子按L型与D型交替方式连接在

N-乙酰胞壁酸上，即L-丙氨酸-D-谷氨酸-L-赖氨酸-D-丙氨酸；③肽桥，对于金黄色葡萄球

菌肽桥为甘氨酸五肽。

目前所知的肽聚糖已超过100种，其肽聚糖的多样性主要发生在肽桥上氨基酸组成及数量

上。

细胞壁中的D-谷氨酸、D-丙氨酸及内消旋二氨基庚二酸不是组成蛋白质的常规氨基酸（L-

氨基酸），所以细菌细胞壁不易被蛋白酶水解。而N-乙酰胞壁酸、D-谷氨酸、D-丙氨酸及内

消旋二氨基庚二酸只存在于原核生物中。

B、磷壁酸

革兰氏阳性细菌细胞壁上特有的化学成分，主要成分为甘油磷酸或核糖醇磷酸。它又分为两

种：膜磷壁酸和壁磷壁酸。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。

壁磷壁酸，它与肽聚糖分子间进行共价结合，含量会随培养基成分而改变，一般占细胞壁重

量的10%，有时可接近50%。用稀酸或稀碱可以提取。

主要生理功能：

①细胞壁形成负电荷环境，增强细胞膜对二价阳离子的吸收；二价阳离子，特别是高浓度的

2+2+Mg的存在，对于保持膜的硬度，提高细胞膜上需Mg合成酶的活性极为重要。

②贮藏磷元素；

③增强某些致病菌对宿主细胞的粘连、避免被白细胞吞噬以及抗补体的作用；

④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；

⑤能调节细胞内自溶素(autolysin)的活力，防止细胞因自溶而死亡。

（3）革兰氏阴性细菌的细胞壁

A、肽聚糖

埋藏在外膜层之内，仅由1~2层肽聚糖网状分子组成的薄层(2~3nm)，含量约占细胞壁

总重的10%，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；肽尾中的L-lys被内消旋二氨基庚二酸(m-DAP)（只在原核生物

细胞壁上发现）取代。

B、外膜(outer membrane)

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 脂多糖（lipopolysaccharide, LPS）

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。其中，类脂A为内毒素成分。

脂多糖的主要功能：

1）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 …… 此处隐藏：16910字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……