第二章原核微生物-微生物学-陈义光(可编辑修改word版)

第二章原核微生物（Prokaryotes）

微生物三大类：P r o ka r y o t i c/e u ka r y o t i c/a c e ll u l a r m i c r oo r g a n i s m

主要章节，以第一节为主

比较原核细胞与真核细胞

主要内容：细菌（bacteria）放线菌(actinomycetes）蓝细菌(cyanobacteria)

古菌（Archaea）和其他几种原核微生物(others)

原核生物：广义上都可称之为细菌（bacteria）,指一大类细胞核无核膜包裹的原始单细胞生物。

包括（真）细菌（eubacteria/bacteria）和古（生）菌（archaea）两大类。（真）细菌主要要有：细菌（狭义的）、放线菌、蓝细菌、支原体、衣原体、立

克次氏体

第一节细菌（bacteria）

大量存在,小，单细胞，具肽聚糖细胞壁，水生型强，分布极其广泛，多喜中性

偏碱环境；

多数发酵后出现腐臭气味；

有害菌：各类病原菌、产生有毒物质的细菌、引起食品和工农业产品腐败变质、减产

有益菌：工业微生物、医药微生物、污染物讲解菌、动植物正常菌群、物质循环一、细菌的形态大小

（一）细菌细胞形态

较稳定，为分类学依据之一

三大类：球菌(coccus) 杆菌(bacillus) 螺旋菌(spirillum)

其他形状的细菌

1球菌(coccus):球形，常因为分裂具有方向性以及新细胞暂时不分开，而形成

各种细胞堆积―――图示并解释(分裂面的情况)：

单球菌双球菌四联球菌八叠球菌葡萄球菌链球菌

如金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）是引起伤口化脓的主要微生物;肺炎双球菌（Diplococcus pneumoniae）、乳链球菌（Streptococcus lactis）、尿素微球菌（Micrococcus ureae）、藤黄八叠球菌（Sarcina lutea）。

2杆菌(bacillus) 图示并解释：

杆状、棒状、丝状，单个或成链。杆菌短径(‘粗细’)稳定，但长度变化大。单生、双生或成链

如大肠杆菌（Escherichia coli），为短杆状 G－肠道正常或条件致病菌；芽孢杆菌属（Bacillus）是最常见 G＋杆菌，如枯草杆菌（Bacillus subtilis）、炭疽杆菌（Bacillus anthracis）等。

3螺旋菌（spirllum/spirochete) 细胞壁较坚韧，细胞成刚性

弧菌 (vibrio)：弧状，靠鞭毛运动

如霍乱弧菌（Vibrio cholerae）

螺菌（spirllum）：螺旋状，靠鞭毛运动，如幽门螺杆菌（Helicobater pylori）

4其它形态细菌: 图示并解释：

柄细菌：杆状细胞一端有细柄

鞘细菌（球衣菌）：较多杆状细胞包裹于一个丝状衣鞘中

细菌的多态：有些细菌不同生长期、不同菌龄、不同生理状态、老化时可能出现不同形态

（二）细菌细胞的大小

数μm, 0.2～80μm,光学显微镜可见。P15；

如大肠杆菌（Escherichia coli）约0.5*1-2μm

图示并解释：

细胞的大小是细菌分类特征

同一细菌的不同菌龄细胞大小可能不同；杆菌短径较稳定，而长度变化较大

细菌细胞大小还与营养等因素相关

细胞大小的测量结果只是近似值，在显微镜下用测量

二细菌细胞的结构

基本结构：所有细胞具备的结构，细胞壁、细胞膜、细胞质、核糖体、细胞核、简单内膜系统如简体、载色体等

特殊结构：某些细菌才有的结构，鞭毛、纤毛、荚膜、芽孢、质粒

（＋P32 细菌形态和结构的观察方法，待加，加上染色介绍）

（一）革兰氏染色（Gram staining)

1884, 丹麦，Christian Gram

1革兰氏染色步骤: 图示并解释：

（细胞图片、干燥固定后）结晶紫初染→碘液媒染→乙醇脱色→沙黄/番红复染2革兰氏染色结果图示并解释：

革兰氏阳性菌（G+）：保持初染的紫色，如芽孢杆菌、多数球菌、放线菌

革兰氏阴性菌（G－）：初染紫色被乙醇褪去，复染成红色

（二）细胞壁（cell wall)

1细胞壁的功能―――活性壁

●固定细胞外形

●保护细胞免受外力的损伤

●协助鞭毛运动

●为正常细胞分裂所必需

●阻拦有害物质进入细胞

●与细菌的抗原性、致病性和对噬菌体的敏感性密切相关

2细菌细胞壁（cell wall）的结构图示并解释：

革兰氏阳性菌（G+）：厚的肽聚糖（Peptidoglycan）层，另含磷壁酸，无外壁层

革兰氏阴性菌（G－）：在较薄的肽聚糖层外还有较厚的由脂多糖和脂蛋白构成的外壁层；不含磷壁酸

3细胞壁的化学组成

高等植物：纤维素(cellulose)

霉菌：几丁质(chitin)

酵母：甘露聚糖，葡聚糖

细菌：肽聚糖，磷壁酸，脂多糖

肽聚糖（图示并解释）: N－乙酰葡萄糖胺和 N－乙酰胞壁酸交替以β-1,4 糖苷键相连成骨架，由短肽把骨架连成多层网状结构

短肽（图示并解释）：由4～5 个氨基酸构成，其中往往含D-型氨基酸和二氨基庚二酸（diaminopimelic acid；DAP）

图示各结构单位一级结构

注：

纤维素：葡萄糖单位以β-1,4 糖苷键连接而成的线性结构

淀粉：直链淀粉由葡萄糖单位以α-1,4 糖苷键连接而成的线性结构；支链淀粉的线性段同直链淀粉，分支处为α-1,6 糖苷键连接

几丁质（壳多糖）：为N－乙酰葡萄糖胺（N-acetylglucosamine; NAG）由β-1,4 糖苷键连接而成的线性结构，与纤维素极相似，只是每个葡萄糖残基的C2 上被乙酰化的氨基取代

N－乙酰胞壁酸(N-acetylmuramic acid, NAM)：N－乙酰葡萄糖胺中葡萄糖残基C3 上被丙酸取代

磷壁酸(t e i c h o i c a c i d)：在 G＋中存在，占有些细菌细胞壁干重的 50％；主链

是由醇（核糖醇或甘油）与磷酸分支交替连接成，侧链是

单个的 D－alanine 或glucose

脂多糖:是 G－特有的，构成外膜外表面的主要物质，由脂质和杂多糖共价连接成

溶菌酶（l y s o z y m e/m u r a m i d a s e）作用：破坏肽聚糖的ß（1，4）糖苷键，使细菌细胞壁溶解，细胞破裂

青霉素(p e n i c illi n)的作用：结构与 D-型氨基酸相似，干扰新生细胞壁的形成，造成新生细胞细胞壁不完整或缺壁而死亡。G+对青霉素敏感

4G+、G-细胞壁比较（图示并解释）