第三章 微生物类群与形态结构

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。
4、其它形状 1）柄杆菌（prosthecate bacteria）
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。 一般生活在淡水中固形物的表面，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；
是指细菌在某些环境条件下（实验室或宿主体内）通过 自发突变而形成的遗传性稳定的细胞壁缺陷变异型。
因英国李斯德（Lister）预防研究所首先发现而得名 （1935年，念珠状链杆菌 Streptobacillus moniliformis）
大肠杆菌、变形杆菌、葡萄球菌、链球菌、分枝杆菌和霍乱弧菌等 20多种细菌中均有发现，被认为可能与针对细胞壁的抗菌治疗有关。
6）细胞壁缺陷细菌
缺壁突变 —— L型细菌
实验室或宿主体内形成 缺壁细菌
人工去壁
基本去尽 —— 原生质体 （G+）
部分去除 —— 球状体 （G-）
在自然界长期进化中形成——枝原体(Mycoplasma )
（参见P46）
6）细胞壁缺陷细菌
（1）L型细菌（L-form of bacteria）（遗传物质的改变）
D、周质空间(periplasmic space, periplasm)
又称壁膜间隙。在革兰氏阴性细菌中，一般指其外膜与细胞膜 之间的狭窄空间（宽约12~15nm），呈胶状。
周质空间是进出细胞的物质的重要中转站和反应场所。
1.水解酶 2.结合蛋白 3.化学受体分子（提高细胞膜的透性） 4.解毒酶 5.渗透保护
特点：
比正常有细胞壁的细菌更易导入外源遗传物质，是 研究遗传规律和进行原生质体育种的良好实验材料 没有完整而坚韧的细胞壁，细胞呈多形态；
有些能通过细菌滤器，故又称“滤过型细菌”；
对渗透敏感，在固体培养基上形成“油煎蛋”似 的小菌落（直径在0.1mm左右）；
（2）原生质体（protoplast）
在人为条件下，用溶菌酶处理或在含青霉素的培养基中培养而 抑制新生细胞壁合成而形成的仅由一层细胞膜包裹的，圆球形、 对渗透压变化敏感的细胞，一般由革兰氏阳性细菌形成。
最大：肉眼可见（0.75 mm）；
最小：与无细胞结构的病毒相仿（50 nm；）
最大和最小细菌的个体大小悬殊：
一般细菌的大小范围：0.5~1μm
（Thiomargarita namibiensis）（0.75mm）
10亿 ~ 100 亿倍
（nanobacteria）（50 nm）
2、测量方法 显微镜测微尺
杆状：细胞呈杆状或圆柱形，一般其粗细
本
（直径）比较稳定，而长度则常因培养时
形
间、培养条件不同而有较大变化。
态
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。
螺旋状：弧菌、螺旋菌、螺旋体菌
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。
显微照相后根据放大倍数进行测算
3 、细菌大小测量结果的影响因素
个体差异；
（参见 P 31）
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；
染色方法的影响，一般用负染色法观察的菌体较大；
幼龄细菌一般比成熟的或老龄的细菌大； 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 （见P39）
特点：
对环境条件变化敏感，低渗透压、振荡、离心甚至 通气等都易引起其破裂；
有的原生质体具有鞭毛，但不能运动，也不被相应 噬菌体所感染； 在适宜条件（如高渗培养基）可生长繁殖、形成菌 落，形成芽孢。及恢复成有细胞壁的正常结构。
比正常有细胞壁的细菌更易导入外源遗传物质，是 研究遗传规律和进行原生质体育种的良好实验材料。
（1）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细菌，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，它使原来无色的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
（参见P38）
3）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；
正常形态
2）星形细菌（star-shaped bacteria ）
环
3）方形细菌（square-ahaped bacteria）
境
条
4）异常形态
件 恢
环境条件的变化：
复 正
常
物理、化学因子的刺激
阻碍细胞正常发育
培养时间过长
细胞衰老
异 常
营养缺乏形Fra bibliotek态自身代谢产物积累过多
（二）大小
1、范围
单位：nm或mm
B、外膜(outer membrane)
（参见P41）
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。
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 类脂多糖类物质，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。
4）革兰氏染色与细胞壁：
（参见P46）
（1）革兰氏染色(Gram staining)
细菌染色法
死菌
正染色
简单染色法 鉴别染色法
负染色： 荚膜染色法等
革兰氏染色法 抗酸性染色法 芽孢染色法 姬姆萨染色法
活菌：用美蓝或TTC（氧化三苯基四氮唑）等作活菌
染色 （参见P26）
C.Gram（革兰）于1884年发明的一种鉴别不同类型细菌 的染色方法。
（3）革兰氏阴性细菌的细胞壁
（参见P41）
A、肽聚糖（peptidoglycan）
埋藏在外膜层之内，是仅由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%，故对机械强 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套
内消旋二氨基庚二酸(m-DAP) （只在原核微生物细胞壁上发现）
贮藏磷元素；
二价阳离子，特别是高浓度的Mg2+。的存在，对于保持膜的 硬度，提高细胞膜上需Mg2+的合成酶的活性极为重要。
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；
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；
可作为细菌分 类、鉴定的依据
能调节细胞内自溶素(autolysin)的活力，防止细胞因自溶而死亡。
是结合在革兰氏阳性细菌细胞壁上的一种酸性多糖，厚约 20~80nm，由40层左右的网格状分子交织成的网套覆盖在 整个细胞上。
双糖单位：双糖单位中的β-1,4-糖苷键很容易被溶菌酶 (lysozyme)所水解，从而引起细菌因肽聚糖细胞壁的“散架” 而死亡。
四肽尾或四肽侧链：由四个氨基酸分子按L型与D型交替方 式连接而成
第3章
微生物类群与 形态结构
微生物
非细胞型 （病毒） 细胞型 原核微生物
Archaebacteria （古细菌） 古生菌（Archaea）
细菌（Bacteria）
Eubacteria （真细菌）
真核微生物（Eukarya）
真菌（酵母、霉菌、蕈菌等）、 单细胞藻类、 原生动物等
又称真细菌（eubacteria），包括普通细菌、放线菌、蓝细菌、 枝原体、立克次氏体和衣原体等
（3）球状体(sphaeroplast) ，又称原生质球
采用上述同样方法，针对革兰氏阴性细菌处理后而获得的 残留部分细胞壁（外壁层）的球形体。与原生质体相比， 它对外界环境具有一定的抗性，可在普通培养基上生长。
（4）枝原体(Mycoplasma)
在长期进化过程中形成的、适应自然生活条件的无细胞壁的 原核生物。因它的细胞膜中含有一般原核生物所没有的甾醇， 所以即使缺乏细胞壁，其细胞膜仍有较高的机械强度。
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。
B、磷壁酸 主要生理功能：
（参见P41）
细胞壁形成负电荷环境，增强细胞膜对二价阳离子的吸收；
层的功能.)
孔蛋白（porins）是由三个相同分子量（36000）蛋白亚基组 成的一种三聚体跨膜蛋白，中间有一直径约1nm的孔道，通 过孔的开、闭，可对进入外膜层的物质进行选择。
非特异性孔蛋白：可通过分子量小于800~900的任何亲水性 分子。
特异性孔蛋白：只容许一种或少数几种相关物质通过，如维 生素B12和核苷酸等。
（4）革兰氏阳性和阴性细菌的比较
项目
革兰氏阳性菌
革兰氏染色反应 能阻留结晶紫而染成紫色
肽聚糖层
厚，层次多
磷壁酸
多数含有
外膜
无