农业微生物学：第一章 原核生物

甘油磷壁酸 核糖醇磷壁酸等
根据与壁中结合分子类型及分布： 壁磷壁酸 膜磷壁酸
甘油磷壁酸的结构
磷壁酸的主要生理作用：
① 因带负电荷，故可与环境中的Mg2+等阳离子结合， 提高细胞膜上一些合成酶的活力；
② 对一些革兰氏阳性致病菌(如A族链球菌)而言，可借 此(主要为膜磷壁酸)与其宿主粘连；
③是某些噬菌体特异性吸附受体。
革兰氏阳性菌肽聚糖的结构
溶菌酶作用点
N-乙酰葡糖胺
N-乙酰胞壁 酸
青霉素作用点
五肽桥—— 五个甘氨酸 四肽尾—— L-丙、D-谷、L-赖、D-丙
（2）磷壁酸（teichoic acid）
磷壁酸是结合在革兰氏阳性细菌细胞壁上的一种酸性多 糖，是革兰氏阳性细菌所特有的成分。
磷壁酸类型：
根据糖成分：
球菌 (coccus)
双球菌(diplococcus)
四联球菌(tetrad)
链球菌(Streptococcus) 葡萄球菌(Staphylococcus)
八叠球菌(sarcina)
八叠球菌
杆菌 (bacillus)
Single bacillus
diplobacillus streptobacillus
G-肽聚糖结构
（1）肽聚糖层：
特点（以大肠杆菌为例）：
1）肽聚糖层薄（1～2层，2～3nm）
2）四肽尾的第三个不是L-Lys，而是内消旋二氨基庚二 酸（M-DAP）
3）没有特殊的肽桥，其前后两个单体间的联系仅由前 一肽尾的第4个氨基酸即D-丙氨酸的羧基与后一肽尾第3 个氨基酸即M-DAP的氨基直接连接。（因而只能形成较 疏密、机械强度较差的肽聚糖网络）
③阻拦酶蛋白或抗生素等有害物质进入细胞。
革兰氏阳性细菌和革兰氏阴性细菌细胞壁的构造
1、革兰氏阳性细菌的细胞壁结构
金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus)
特点：细胞壁厚度大，20～80 nm；化学组分简 单，一 般含90%肽聚糖和10%磷壁酸。 （1）肽聚糖
革兰氏阳性细菌细胞壁肽聚糖的单体图解 左：简化的单体分子间的连接；右：单体的分子构造。 箭头表示溶菌酶的水解位点
第一节 细 菌
细菌（bacteria）是一类细胞细短（直径约0.5μm，长度 约0.5～5μm）、结构简单、细胞壁坚韧、多以二分裂方 式繁殖和水生性较强的原核生物。
细菌分布： 大气、水体、土壤、动植物体内。 细菌种类和数量：
种类繁杂，数量巨大。 细菌对人类生产生活的影响： 1. 有害影响: 动植物致病菌；引起食物和物品腐烂变质等。 2. 有益作用: 细菌发酵产品生产、农业杀虫菌剂、细菌 肥料生产、污水处理等。
一、细菌的形态与染色
（一）细菌的形态 细菌个体的基本形态:
球状——球菌 杆状——杆菌 螺旋状——螺旋菌
(a)单球菌 (b)双球菌 (c)四联球菌 (d)八叠球菌 (e)葡萄球菌 (f)链球菌 各种不同形状的球菌
各种不同形状的杆菌 (a)球杆菌 (b)单杆菌 (c)双杆菌 (d)链杆菌
各种不同形状的螺旋菌 (a) 螺菌 (b)螺旋体 (c)弧菌
N-乙酰葡糖胺 (G)
肽聚糖
溶菌酶作用位点
N-乙酰胞壁酸 (M)
G+
菌
四肽尾
肽桥（5个甘氨酸）
磷壁酸 G+特有
壁磷壁酸 膜磷壁酸
青霉素作用位点
2、革兰氏阴性细菌细胞壁结构
以大肠杆菌（E. coli）为例
特点：肽聚糖层很薄（仅2～3nm），壁厚度较 G+菌薄，机械强度较G+菌弱。
革兰氏阴性细菌的细胞壁
2004年由德国麦斯宾克海洋微生物学院的生物学家舒尔 斯在非洲西南面的纳米比亚海岸(Namibian coast)发现。
最小的细菌——纳米细菌（nanobacteria）
1988年芬兰科学家Kajander等进行哺乳动物细胞培养时 发现细胞内存在一种原核微生物，能通过100nm的滤菌 器，1990年Kajander等将此种微生物命名为纳米细菌 (nanobacteria)。
（三）细菌的染色
由于细菌Байду номын сангаас胞既小又透明，显微镜观察时常常需 要先进行染色。
简单染色法
正染色
革兰氏染色法
细菌染色
死菌
鉴别染色法 芽孢染色法
负染色：荚膜染色法等
活菌：用美蓝等作活菌染色
常用的染色法有：
A . 简单染色：用一种染液染色菌体。一般菌体被染 上染料的颜色。
B . 复合染色法：两种染料染色。革兰氏染色反应、 芽孢染色。
在特 特殊 殊结 环构 境： 下部 才分 有细 的菌
具 有 的 或 一 般 细 菌
(一) 细菌的一般构造—细胞壁（cell wall）
细胞壁：是细胞最外的一层厚实、坚韧的外被，主要成 分为肽聚糖。
细胞壁功能：
①固定细胞外形和提高机械强度，保护细胞免受外力的 损伤；
②为细胞生长、分裂和鞭毛运动所必需；
coccobacillus
杆菌的形态多样
两端齐平
两端尖细
炭疽芽胞杆菌
白喉棒状杆菌
破伤风梭菌
炭疽病的病原菌 -------炭疽杆菌
螺旋菌(spiral bacterium)
弧菌
螺旋菌
螺旋体
幽门螺旋菌
显微数码摄像
结构示意图
特殊形态的细菌:
（二）细菌大小与重量
细菌的大小测量单位是um
世界上最大的细菌——纳米比亚嗜硫珠菌，阔度普遍有 0.1-0.3毫米，但有些大至0.75毫米
第一章 原核生物
微生物
非细胞型：病毒
细胞型
原核生物
细菌Bacteria 古生菌Archaea
真核微生物
真菌（酵母、霉菌、蕈菌等） 单细胞藻类、原生动物等
什么是原核生物?
是指一大类细胞核无核膜包裹，只有被称作核区的裸露 DNA的单细胞生物，亦即广义的细菌。
细菌
蓝细菌
衣原体
原核生物
支原体
立克次氏体
放线菌
革兰氏染色方法
是 C. Gram 于1884年发明的 一种鉴别不同类型细菌的染 色方法——非常著名的、有 用的、在细菌鉴定中必须用 到的方法。
革兰氏染色法：
初染
媒染
脱色
复染
（结晶紫） （碘液） （乙醇） （番红）
革兰氏阳性菌 G＋——紫色 革兰氏阴性菌 G－——红色
二、细菌细胞的构造
一 般 结 构 ： 一 般 细 菌 都 有 的 构 造
G-肽聚糖结构
（2）脂多糖（LPS，lipopolysaccharide）
脂多糖是位于革兰氏阴性细菌细胞壁最外层的一层较厚 （8～10nm）类脂多糖类物质，是革兰氏阴性细菌所特 有的成分。
类脂A
LPS 核心多糖