第二章 微生物的形态构造

肽聚糖 磷壁酸 类脂质 蛋白质
革兰氏阳性菌细胞壁，可用典型的金黄色 葡萄球菌代表，它的肽聚糖层厚约20－80nm， 葡萄球菌代表，它的肽聚糖层厚约20－80nm， 由40层左右的网状分子所组成，网状的肽聚糖 40层左右的网状分子所组成，网状的肽聚糖 又由大量小分子单位聚合而成，每个肽聚糖单 体含三个组分①双糖单位即N 体含三个组分①双糖单位即N－乙酰葡萄糖胺 与N－乙酰胞壁酸以β－1，4糖苷键相连②短 乙酰胞壁酸以β 肽“尾”即L－丙氨酸→D－谷氨酸→L－赖氨 丙氨酸→ 谷氨酸→ 酸→D－丙氨酸组成的四肽与N－乙酰胞壁酸相 丙氨酸组成的四肽与N 连③肽“ 连③肽“桥” 金黄色葡萄球菌的为甘氨酸五 肽，其氨基端与前一肽聚糖的短肽尾第四个D 肽，其氨基端与前一肽聚糖的短肽尾第四个D －丙氨酸的羧基相连，而肽桥的羧基端与后一 肽聚糖单位肽尾第三个L 肽聚糖单位肽尾第三个L－赖氨酸的氨基相连， 从而使前后两个肽聚糖单体交联起来。
(4）核质体（nuclear body） 为原核生 (4）核质体（nuclear body） 物特有的无核膜结构的原始细胞核，又叫 核区、类核、拟核或核基因组，是一环状 大型DNA分子，长0.25－ mm。 大型DNA分子，长0.25－3mm。
2.细菌的特殊构造 不是一切细菌都有的 2.细菌的特殊构造 构造，包括荚膜、鞭毛、菌毛核和芽孢等 四种
葡萄球菌
2.杆菌（bacillus） 短杆（球杆）菌、棒杆 2.杆菌（bacillus） 菌、梭杆菌、梭菌、弯月状、分枝状、竹 节状（两端平截）等，按杆菌的排列又有 链状、栅栏状、八字状及有鞘衣的丝状等。
球杆菌
杆菌
链杆菌
棒状杆菌
分枝杆菌
3.螺旋菌 有弧菌和螺菌（spirilla＝vibrio 3.螺旋菌 有弧菌和螺菌（spirilla＝ ＋spirillum），这类菌体积小，坚硬，环 spirillum），这类菌体积小，坚硬，环 数由单环到2 数由单环到2－6环，而旋 周数在6环以 环，而旋转周数在6 上，体大而柔软的螺旋状细菌，我们称 其为螺旋体（spirochoeta） 其为螺旋体（spirochoeta） 自然界的细菌，最常见的是杆菌、其次 是球菌，螺旋状的少见。近年又发现了 三角形、方形和圆盘形的细菌。
这一方法几乎可将所有细菌分为G 这一方法几乎可将所有细菌分为G＋和G－ 菌两类，所以在分类鉴定上十分重要。关 于其原理与细菌细胞壁的形成结构有关， 待后述。
（二）构造 细菌细胞的构造： 所有细菌都具有的一般构造和某些细 菌特有的特殊构造
1.细胞壁； 细胞壁； 细胞壁 2.细胞膜； 细胞膜； 细胞膜 3.核质体； 核质体； 核质体 4.间体； 间体； 间体 5.贮藏物； 贮藏物； 贮藏物 6.细胞质； 细胞质； 细胞质 7.芽孢； 芽孢； 芽孢 8.鞭毛； 鞭毛； 鞭毛 9.菌毛； 菌毛； 菌毛 10.性菌毛； 性菌毛； 性菌毛 11.荚膜； 荚膜； 荚膜 12.粘液层 粘液层
第一节 细菌
细菌是一类细胞细而短（D 0.5µm 细菌是一类细胞细而短（D约0.5µm， L 为0.5－5µm），结构简单，细胞壁坚韧， 0.5－5µm），结构简单，细胞壁坚韧， 二分裂繁殖，且水生性较强的原核微生物。 细菌生存在我们周围的环境中，我们可 以通过气味、手感、视觉等察之。细菌不 都是有害的，相反多数是有益的。
革兰氏阴性菌细胞壁的肽聚糖，可以用 E.coli代表，肽聚糖占细胞壁组分不足10％， E.coli代表，肽聚糖占细胞壁组分不足10％， 一般由1 一般由1－2层网状分子构成，厚度仅2－3nm， 层网状分子构成，厚度仅2 nm， 结构单位与Gram’ （＋）菌基本相同，差别仅 结构单位与Gram’s（＋）菌基本相同，差别仅 在于：①肽尾的第三个氨基酸为内消旋的二氨 基庚二酸（m DAP）②无特殊的肽桥，前后两 基庚二酸（m－DAP）②无特殊的肽桥，前后两 个单位相连只是前一个肽尾的第四个D 个单位相连只是前一个肽尾的第四个D－丙氨 酸的羧基与后一个肽尾第三位的m DAP的氨基 酸的羧基与后一个肽尾第三位的m－DAP的氨基 相连。
Gram’s(－ 菌特有的是脂多糖（LPS） Gram’s(－)菌特有的是脂多糖（LPS） 结构，位于细胞最外层，厚8 10nm的类 结构，位于细胞最外层，厚8－10nm的类 脂多糖类物质，它由类脂A 脂多糖类物质，它由类脂A、核心多糖和 O－特异侧链组成。功能有四：①G－菌致 特异侧链组成。功能有四：①G 病物质－内毒素的基础②类似磷壁酸的 作用能吸附 Ca2＋ 、Mg2＋等阳离子③决 定表面抗原（决定簇）的多样性，如沙 门氏菌属有21077种④噬菌体的吸附受体。 门氏菌属有21077种④噬菌体的吸附受体。
革兰氏染色机制（由实验课解决）：是由 细胞壁的特殊化学组分决定的。初染（结晶紫） 和媒染（碘液）后，壁及膜均着上了结晶紫与 碘的大分子复合色（紫），在乙醇脱色时，G 碘的大分子复合色（紫），在乙醇脱色时，G+ 菌因细胞壁原肽聚糖含量高，交联致密，所以 经乙醇脱水而明显收缩，加之无类脂，故壁上 无孔隙，使紫色阻留于细胞壁中，而G 无孔隙，使紫色阻留于细胞壁中，而G-菌因壁 薄，肽聚糖含量少，交联散，乙醇作用后，肽 聚糖孔不易收缩，又加之类脂量高，乙醇溶出 后留有孔隙较大，使紫色复合物溶出细胞壁， 细菌此时无色，再经沙黄等红色染料复染，又 可获得新的颜色红色，而G 可获得新的颜色红色，而G+仍为紫色。
（2）细胞膜与间体 细菌细胞膜也同其它 生物膜一样，属单位膜的液态镶嵌模型， 但蛋白质种类及数量均多，而脂类较少， 功能较复杂：①控制细胞内外物质运输、 交换②维持渗透压，起屏障作用③合成细 胞壁各种成分（LPS、 胞壁各种成分（LPS、肽聚糖、磷壁酸）和 荚膜等。 荚膜等。
间体：由细胞膜内褶形成的一种管状、 层状或囊状结构，一般位于细胞分裂部位 或其临近，其功能主要是促进细胞间隔的 形成并与遗传物质的复制及其相互分离有 关
Байду номын сангаас
1.细菌细胞的一般构造 1.细菌细胞的一般构造
（1）细胞壁 是位于细胞最外的一层厚实、 坚韧的外被，主要由肽聚糖构成，功能是 固定细胞外形和保护细胞，用染色、质壁 分离及制成原生质体可在光镜下证实，或 用超薄切片在电镜下见到该层。
个别情况下细胞壁缺损或无细胞壁的细菌有： ①原生质体（protoplast） ①原生质体（protoplast） 一般由溶菌酶或 青霉素处理G 青霉素处理G＋菌，制得的仅由细胞膜包裹的细 菌脆弱细胞。完全无细胞壁。 ②球状体或原生质球（sphaeroplast） ②球状体或原生质球（sphaeroplast）还残留 部分细胞壁的细菌，一般是G 部分细胞壁的细菌，一般是G－菌形成。 ③L型细菌 自发突变形成的，可稳定遗传的 细胞壁缺陷菌株。
（1）荚膜（capsule） 某些细菌细胞壁外存在着一层厚 ）荚膜（capsule） 度不定的胶状物质。按其厚度又分微荚膜、荚膜和粘液层。 有的细菌会产生有一定性状的大型粘胶物，称为菌胶团 （zoogloea），其实是细菌群体共用的荚膜。 zoogloea），其实是细菌群体共用的荚膜。
第二章 原核微生物的形态构造
原核微生物主要有六大类：细菌、放线 菌、蓝细菌、支原体、立克次氏体和衣原 体。
第一节 细菌 第二节 放线菌（actinomycetes） 放线菌（actinomycetes） 第三节 蓝细菌（cyanobacteria） 蓝细菌（cyanobacteria） 第四节 支原体，立克次氏体和衣原体
螺形菌
弧菌——只有一个弯曲 只有一个弯曲 弧菌 螺菌——有若干个弯曲 有若干个弯曲 螺菌
弧菌
螺菌
细菌的大小以微米（µm，10 m）表示， －9 亚细胞构造用纳米（nm，10 m）表示。 细菌小而透光，需放大并染色才易于观察。
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细菌的染色方法很多，有单染色和复 染色多种，其中Gram’ 染色多种，其中Gram’s染色法最重要，该 法由丹麦G.Gram于1884年创立，简要操 法由丹麦G.Gram于1884年创立，简要操 作分初染、媒染、脱色和复染四步，最 终凡被染成紫色的称革兰氏阳性菌，用 G＋表示，染成红色的称革兰氏阴性菌， 用G－表示。
Gram’s(－ Gram’s(－)菌外壁层的蛋白质有三种 ①基质蛋白，可通过小分子的糖类（双 糖）、氨基酸、短肽和离子等，起分子 筛作用②外壁蛋白是受体或运输蛋白、 以运送较大分子的维生素等③脂蛋白， 作用是使外壁层附着在内壁层的肽聚糖 上。
周质空间或壁膜空间：指位于细胞 膜与细胞壁之间的狭窄间隙，G 膜与细胞壁之间的狭窄间隙，G＋与G－菌 均有。
磷壁酸又分甘油型与核糖醇型两类型， 它的主要功能有①带负电，可吸Mg 它的主要功能有①带负电，可吸Mg2＋等阳 离子，保证了膜上酶的活性②保证Gram’s(+) 离子，保证了膜上酶的活性②保证Gram’ 菌（A族链球菌）与宿主的粘联③G 菌（A族链球菌）与宿主的粘联③G＋菌表面 的特异抗体④某些噬菌体的特异受体。
（3）细胞质 被细胞膜包围的，除核质体 以外的一切透明、胶状、颗粒状物质的总 称。
其主要成分有: 其主要成分有:
①贮藏物 聚－β-羟丁酸（PHB）许多细菌内可以经常见到的碳 聚－β 羟丁酸（PHB） 源类贮藏物、不溶于水，可贮藏能量、碳源和降低细胞内的渗透 压，PHB可制成无毒易降解的医用塑料器皿和外科用的手术针及缝 压，PHB可制成无毒易降解的医用塑料器皿和外科用的手术针及缝 线。 ②异染粒 又称迂回体或棙转菌素，是无机偏磷酸的聚合物。功 能是贮藏磷元素和能量，并可降低渗透压。 ③藻青素和藻青蛋白（一种辅助光合色素） 常见于蓝细菌，属 内源性氮源贮藏物，还有贮藏能源的作用。 ④羧化( ④羧化(酶)体 在化能自养细菌中含有的多角形细胞内含物，大小 似噬菌体，内含1,5－二磷酸核酮糖羧化酶，在自养菌中起固定 似噬菌体，内含1,5－二磷酸核酮糖羧化酶，在自养菌中起固定 CO2的作用。 ⑤气泡 许多光合营养型无鞭毛运动的水生细菌细胞内含有为数 众多的充满气体的小泡囊，具有调节细胞比重使其漂浮于合适的 水层中的作用。