第二章原核生物

第二章原核微生物

第一节细菌

一、细菌的个体形态和大小

（一）细菌的形态：有四种基本形态：球状杆状、螺旋状和丝状。

1、球菌：单球菌、双球菌、链球菌、四联球菌、八叠球菌、葡萄球菌

2、杆菌：呈杆状或圆柱状，不同种长度与直径比例差异很大。

3、螺旋菌

弧菌：只有一个弯曲，不足一圈，与略弯曲的杆菌很难区分，如霍乱弧菌

螺旋菌：菌体回转如螺旋状。

两者的区分：弧菌往往为偏端单生鞭毛或丛生鞭毛，螺旋菌两端都有鞭毛。

4、丝状菌：分布在水中、潮湿土壤和活性污泥中。主要特征是菌体丝状。

●特殊形状：双歧杆菌（分叉状）、柄杆菌属（水生菌，呈杆状或丝状，有一根特征性细柄，可附着于基质上）

●异常形态

畸形：由于理化因子的刺激，阻碍了细胞发育而引起的异常

衰颓形：由于培养时间过长，细胞衰老，营养缺乏或因自身代谢产物积累过多等原因而造成。

（二）细菌的大小：细菌的大小以μm计，通常在0.2—8μm。多数球菌的直径在0.5—2.0μm，

二、细菌的细胞结构

基本结构：细胞壁、细胞质膜、细胞质及其内含物、细胞核。特殊结构：芽孢、鞭毛、荚膜、衣鞘、气泡等。

（一）细胞壁（cell wall）

位于细胞表面，内侧紧贴细胞膜的一层较为坚韧略见弹性的结构，占细胞干重10-25%。

1、细胞壁的化学组成及结构

革兰氏染色（Gram staining）：结晶紫染色+碘液媒染→乙醇脱色→沙黄或番红复染→菌体呈红色，阴性G-；深紫色，G+。

（1）革兰氏阳性菌细胞壁

网状骨架：主要成分为肽聚糖（peptidoglycan），原核生物特有。

组成N-乙酰葡萄糖胺（NAG）-β-1，4葡萄糖苷键-N-乙酰胞壁酸（NAM）基质（matrix）：主要成分为磷壁（酸）质（垣酸），G+基质特有。由多元醇和磷酸结合而成，连接在NAM上。

（2）革兰氏阴性菌细胞壁

内壁层：紧贴细胞膜，2-3nm，肽聚糖组成的单分子或双分子层

组成结构疏松

+脂蛋白层（内层）

O-侧链核心脂质

（具抗原性和致病性）（脂多糖的主要毒性成分）

2、细菌细胞壁的生理功能

①保护细胞免受机械性或渗透压的破坏；②维持细胞外形；③多孔性，具有一定屏障作用，水和某些化学物可通过，大分子物质不能；④为鞭毛运动提供支点；⑤其化学组成使之具有一定抗原性、致病性及对噬菌体的敏感性。

（二）原生质体（protoplasm）

1、细胞质膜（protoplasmic membrane）

又称原生质膜或质膜，外侧贴于细胞壁内侧包围细胞质的一层柔软而有弹性的半透性薄膜。

（1）组成：

蛋白质（60-70%）、脂类（30-40%）、多糖（2%）、微量核酸

脂类：细菌细胞中的脂类几乎全部分布在细胞膜中，主要为甘油磷脂

蛋白质：含量高于任何一种生物膜。种类包括转运蛋白、电子转运蛋白、多种酶类。根据分布可分：外周蛋白质：可溶性蛋白，分布在细胞膜内外侧，占20-30%

固有蛋白质：插入或贯穿于磷脂双分子层，占70-80%

（2）结构：目前看法并不一致，有几点是公认的

a、磷脂双分子层构成膜的基本骨架；

b、磷脂分子以多种形式不断运动使膜结构具流动性；

c、膜蛋白质无规则的、以不同深度分布于膜的磷脂层中；

d、膜上的蛋白质和磷脂其数量与种类可随细菌生理状态而变化

（3）功能：a、维持渗透压的梯度和溶质的转移——渗透酶；b、参与细胞壁的合成——合成酶；c、参与能量的产生（中间体，相当于线粒体）——呼吸酶、A TP合成酶；c、与细菌运动有关；d、与细菌DNA 复制后分离有关

（4）细胞内膜

间体：细胞膜向内凹陷形成的。不规则的管状、层状或束状物，细胞质中主要的典型的膜结构。功能：a、可能是呼吸作用的电子传递系统的中心，相当于高等动物的线粒体，也称拟线粒体；b、与细胞分裂形成横隔有关

载色体：也称色素体，光合细菌进行光合作用的部位，相当于叶绿体

羧酶体：也称多角体，自养细菌特有，可能是固定二氧化碳的场所

2、细胞质及其内含物

细胞质是在细胞质膜以内，除核物质以外的无色透明、粘稠的复杂胶体，也称原生质。由蛋白质、核酸、多糖、脂类、无机盐和水组成。

细胞质内含物：

（1）核糖体ribosome

是分散在细胞质中的颗粒体结构，合成蛋白质的部位。由RNA（60%）和蛋白质（40%）组成。原核生物的核糖体（70S）以游离状态或多聚核糖体（生长旺盛的细胞）状态分布在细胞质中；真核生物的核糖体（80S）可以游离也可以结合在内质网上，其线粒体、叶绿体、细胞核中也有各自在结构上特殊的核糖体（70S）。

S：沉降常数，svdberg unit of sedimentation coefficient，斯维德泊格单位（10-13秒）

50S——23SRNA+35种特殊核糖体蛋白质

70S 30S——16SRNA+21种蛋白，16SRNA起转录作用

（5SRNA）——大肠杆菌中，作用不明

（2）内含颗粒inclusome granule

a、异染粒（volutin）：可能是磷源和能源性贮藏物。主要成分是多聚偏磷酸盐，还有RNA、蛋白质、脂

类及Mg2+。嗜碱性或嗜中性较强，用蓝色染料如甲苯胺蓝或甲烯蓝染色后不呈蓝色而呈紫红色，故称异染粒。

白喉杆菌和鼠疫杆菌具有特征性的异染粒，常排列在菌体两端，所以又叫极体，鉴定上有一定意义。

b、聚β-羟基丁酸（poly-β-hydroxybutyric acid）PHB：是D-3-羟基丁酸聚合物，外有一层单层蛋白质膜。

细菌特有，可作为碳源和能源。易被脂溶性染料苏丹黑着色，光镜下可见。

c、硫粒（sulfur granule）；是硫素贮藏物质,某些硫细菌可积累，将H2S氧化而来。缺乏营养时可被细菌重

新利用，氧化S取得能量。

d、肝糖（glucogen）和淀粉粒：可用作碳源和能源，前者可被碘液染成红褐色，后者染成深蓝色。

e、气泡（gas vaculoe）：某些光合细菌和水生细菌含有，调节浮力。圆柱形或纺锤形，由许多气泡囊组成，

其膜不同于真正的细胞膜，只含蛋白不含磷脂。