天津大学微生物课件第一章 1

O-特异侧链：单糖种类差异很大 核心多糖：单糖种类比较稳定 类脂A：糖与脂肪酸形成的酯 27
E. coli LPS 的组成
辛糖酸 辛糖酸 辛糖酸 庚糖 庚糖 庚糖 葡萄糖 半乳糖 葡萄糖 葡萄糖 O-侧链
N-乙酰葡糖胺
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LPS中的特异性单糖
LPS中含有稀有的单糖衍生物，即LPS特有的单糖；
辛糖酸：2-酮-3-脱氧辛糖酸（KDO） 庚糖： L-甘油-D-甘露庚糖（Hep）
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生物膜的液态镶嵌模型
膜的主体是由具有流动性的脂质双分子层构成； 膜上镶嵌有多种跨膜蛋白和膜结合蛋白，这些蛋白可 在膜的内部和表面作横向移动；
1972年 S. Jonathan Singer Garth Nicholson 34
磷脂的结构和类型
甘油、脂肪酸和磷酸构成磷脂酸；其磷酸连接不同的 极性分子形成具有疏水性尾部和亲水性头部的两性磷 脂分子； 疏水端 磷脂酰甘油 磷脂酰乙醇胺 磷脂酰胆碱 磷脂酰肌醇 磷脂酰丝氨酸 35 亲水端
高倍镜
各种物镜的参数
放大倍数 数值孔径 焦深 工作距离 分辨率
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正确使用油镜
选用蓝色滤光片，使照射光波长（λ）最短； 介质选用香柏油，使折射率 （n）达到最大： n空气=1.0； n水=1.33；n香柏油=1.52 油镜的镜口角半数（θ）大， 工作距离短，数值孔径值最 大为1.4，最高分辨率： 0.18µm 6
霍乱弧菌(Vibrio cholerae)
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杆菌的形态
杆菌的细微形态特征：棒状、梭状、两端钝园、两端 平直、短粗、细长；
枯草芽孢杆菌 Bacillus subtilis 9
螺菌的形态
运动外硫红螺菌 Ectothiorhodospira mobilis
深红红螺菌 Rhodospirillum rubrum 10
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细胞壁缺陷型细菌
L型细菌：细胞壁缺陷型遗传 突变株； 原生质体：用溶菌酶或青霉 素处理G+，形成的无细胞壁 的球状细胞； 球形体：采用上述处理方法 处理G-，形成的残留细胞壁 外壁层的细胞；
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1.2.4 细菌的细胞膜
细菌细胞膜是厚约5～10nm的生物膜，构成生物膜双 分子层的主要脂质是磷脂酰乙醇胺和磷脂酰甘油，一 般不含甾醇； 膜蛋白约占70％～80％；
周质空间（ periplasm）
细菌细胞壁与细胞膜之间宽约12~15nm的狭窄空间， 呈胶状，含多种蛋白，是各种物质进出细胞的中转站；
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1.2.5 细胞质与核糖体
细胞质是半透明胶状液体，含水量约70%，是细胞进 行代谢的场所； 细胞内除细胞质以外，还可能有一些光学显微镜下不 可见的颗粒状核糖体； 原核细胞平均含有2000-15000个核糖体，参与细胞蛋 白质的合成；
1.1.3 细菌的大小
原核生物都是单细胞生物，原核细胞一般比真核细胞 小1－2个数量级；细菌大小一般在1 µm左右； 球菌（直径）： 0.5 ~ 1 µm 杆菌（直径×长度）：0.2~ 1 µm × 1~ 5 µm
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一些细菌的大小
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1.1.4 细菌的繁殖
原核生物只有无性繁殖； 多数细菌以二分裂殖的方式进 行无性繁殖，少数进行芽殖； 二分裂殖的过程：染色体DNA 复制并分开，细胞膜内陷形成 横膈膜，细胞壁内陷形成横隔 壁，细胞分开。
1.2.3 革兰氏阴性菌细胞壁
革兰氏阴性菌细胞壁分为二层： 内壁层：为1～2层网状肽聚糖，肽尾第三位为二氨 基庚二酸（m-DAP），肽尾直接交联，交联度低； 外壁层：由外至内分别为脂多糖层、磷脂层和脂蛋 白层；
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脂多糖（lipopolysaccharide, LPS）
脂多糖是带有脂肪酸的多糖，是构成G－细胞壁特有的 生化物质；由三部分组成：
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革兰氏染色反应
细胞呈紫红色为革兰氏阳性反应（G+）；细胞呈红色 为革兰氏阴性反应（G-）； 所有细菌依据革兰氏染色反应结果，可划分为革兰氏 阳性和革兰氏阴性菌； 21
1.2.2 革兰氏阳性菌细胞壁
数十层网状肽聚糖覆盖在细 胞表面，磷壁酸贯穿肽聚糖 层，形成厚约20~80nm的细 胞壁； 壁磷壁酸：与羟基形成酯 键固定在肽聚糖上； 膜磷壁酸：以酯键固定在 细胞膜上； 细胞膜 22
肽聚糖肽尾第3位L-Lys的游离氨基与相邻肽尾第4位DAla的游离羧基之间形成酰胺键直接交联；或者通过一 段短肽（肽桥、间桥）交联，形成的立体网状结构；
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磷壁酸（teichoic acid）
G+菌细胞壁除肽聚糖以 外，还含有高分子阴离 子化合物，使细胞壁带 负电； 常见的是磷壁酸，为多 元醇与磷酸通过酯键形 成聚合物，包括： 核糖醇磷壁酸 甘油磷壁酸 甘油型磷壁酸 25
细胞壁
肽聚糖（peptidoglycan）
肽聚糖是一种多糖，由二糖肽 通过β-1,4-糖苷键聚合而成； 二糖肽是肽聚糖的重复单位： 双糖单位：N-乙酰葡萄糖胺 与N-乙酰胞壁酸通过β-1,4β 糖苷键连接； 四肽尾与 N-乙酰胞壁酸相 连： L-Ala－D-Glu－L-Lys－D-Ala 23
网状肽聚糖
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细菌的核糖体
核糖体大小为15nm×20nm，原核细胞核糖体沉降系数 为70S，其中大亚基为50S，小亚基为30S； 大亚基：23SrRNA、5SrRNA和35种蛋白； 小亚基：16SrRNA和21种蛋白质； 沉降系数S：Svedberg value，离心场中的沉降速率，与 粒子的分子量、形状和体积有关；
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球菌的排列特征
藤黄八叠球菌
金黄色葡萄球菌
酿浓链球菌
脑膜炎奈瑟氏球菌 16
1.1.6 细菌的群体形态
生长在液体中，可使液体混浊或形成沉淀、菌醭； 在固体基质表面，由单个细胞繁殖形成肉眼可见的细胞 群体为单菌落（colony）；连成片的菌落称为菌苔； 单菌落的形态具有菌种特异性，与细菌的某些细胞结构 相关，是细菌的鉴别标志之一；
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细菌菌落形态特征指标
菌落大小（直径）；菌落形态（圆形，不规则形）；菌 落边缘（规则，不规则，假根状，放线状）；菌落扁平 或隆起；菌落表面（光泽或无光泽，透明或不透明，湿 润或干燥，光滑或粗糙）；
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第二节 细菌的一般组成和结构
1.2.1 革兰氏染色法 1.2.2 革兰氏阳性菌细胞壁 1.2.3 革兰氏阴性菌细胞壁 1.2.4 细菌的细胞膜 1.2.5 细胞质与核糖体 1.2.6 细菌的核区
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1.1.1普通光学显微镜
目镜倍数：×10；×16 目镜 镜筒 物镜 载物台 聚光器 滤光片 光源 物镜倍数： 搜索物镜 ×4； 低倍镜 ×10； 高倍镜 ×40； 油镜 ×100；
放大倍数：目镜和物镜放 大倍数相乘； 3
物镜的分辨率
显微镜的有效放大倍数取决于物镜的分辨率； 分辨率：可分辨的两点之间的最小距离； 物镜分辨率 = ———— n sin θ λ：光源波长 n sin θ：数值孔径值 θ：物镜镜口角的半数 n：物镜与样本之间介质的光折射率 4 低倍镜 0.5 λ
第一章 原核生物的形态结构
第一节 细菌形态和繁殖 第二节 细菌的一般组成和结构 第三节 细菌的特殊细胞结构 第四节 放线菌 第五节 蓝细菌 第六节 原核生物的系统分类
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第一节 细菌的形态和繁殖
1.1.1 普通光学显微镜 1.1.2 细菌的基本形态 1.1.3 细菌的大小 1.1.4 细菌的排列特征 1.1.5 细菌的壁结构
内壁层：肽聚糖 外壁层：脂多糖、磷脂、脂蛋白 30
革兰氏染色反应的机理
当乙醇脱色时， G＋细胞壁因失水而网孔缩小，结晶 紫与碘复合物被保留在细胞内，使细胞仍呈紫色。红 色染料复染后，呈紫红色； 当乙醇脱色时， G－细胞壁外膜因脂类含量高而迅速 溶解，内膜的肽聚糖层因薄且交联度低而不能阻挡结 晶紫与碘复合物的溶出，使细胞褪成无色。红色染料 复染后，呈红色；
1.1.2 细菌的基本形态
细菌（bacteria）不是分类学的概念，是对细菌超界中 一群细胞细短、细胞壁坚韧、含有肽聚糖、水生性较 强的原核生物的总称； 细菌的基本形态： 球状：球菌 杆状：杆菌 螺旋状： 弧菌：弯曲不足一圈 螺菌：螺旋2～6圈 7
球菌的形态
Diplococcus pneumoniae 肺炎双球菌
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1. 2.6 细菌的核区（nuclear region ）
原核细胞没有细胞核，其染色体是一条裸露的，0.25～ 3.00mm长的环状双链DNA；无规则的存在于细胞质内， 在电镜下为透明区，用富尔根法染色后，在普通光学 显微镜下呈紫色，称为核区；
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1.2.1 革兰氏染色法
初染：用碱性染料结晶紫对菌液涂片染色1～2分钟， 水洗； 媒染：用碘溶液染1分钟，使碘与结晶紫形成复合物， 水洗； 脱色：用乙醇或丙酮冲洗涂片20秒，水洗； 复染：用另外一种不同颜色的碱性染料，例如番红， 染色1～2分钟，水洗；－－镜检 －丹麦医生C.Cram1884年发明
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1.1.5 细菌的排列特征
某些细菌进行二分裂殖后，子细胞暂时不分开，而呈 现一定的排列特征，是细菌的鉴别标志之一； 细菌的排列特征与细胞每次分裂面的相互角度有关； 多数杆菌分裂后彼此分开，不存在明显的排列特征： 少数杆菌有排列特征：链状、栅状和“八”字排列；
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球菌的排列特征
除单球菌外，许多球菌呈现特定的排列特征： 分裂面平行：双球菌、链球菌； 分裂面垂直：四联球菌、八叠球菌； 分裂面角度无规则：葡萄球菌；