第一章原核微生物的形態(tài)、構造和功能原核微生物（prokaryoticmicroorganism）指一大類僅含有一個DNA分子的原始核區(qū)而無核膜包被的原始單細胞微生物。

線粒體細胞膜核糖體細胞核鞭毛核糖體擬核細胞壁鞭毛細胞膜原核微生物細胞原核微生物的細胞真核微生物的細胞第一節(jié)細菌細菌（bacteria，單數bacterium）是一大群結構簡單、品種繁多、主要以二分裂繁殖和水生性較強的單細胞原核微生物。一、細菌細胞的形態(tài)1.大小常用度量單位為μm測量方法：（1）顯微鏡中的測微尺直接測量（2）照片，按放大倍數測算eg.E.coli長2μm,寬0.5μm

2.1基本形態(tài)2.2特殊形態(tài)二、細菌細胞的結構一般結構：一般細菌細胞共有的結構，如細胞壁、細胞質膜、細胞質、核區(qū)。特殊結構：只有某些細菌才具有的結構，如鞭毛、糖被、芽孢。（一）細菌細胞的細胞壁指細菌細胞最外一層堅硬而有彈性的外被，主要成份是肽聚糖，它賦予細菌細胞強度和形狀。1.細菌細胞壁的功能（1）固定細胞的外形（2）機械力（3）屏障保護（4）賦予細胞特定的抗原性，致病性，對抗生素及噬菌體的敏感性（5）協助鞭毛運動（6）為正常細胞分裂所必需2.細菌細胞壁的構造與化學組成

1）肽聚糖

（peptidoglycan）G+

肽聚糖結構（以Staphylococcusaureus為例）

肽聚糖大分子是由大量小分子單體聚合而成，每一肽聚糖單體含三部分：a.雙糖單位：N-乙酰葡萄糖胺和N-乙酰胞壁酸以β-1,4-糖苷鍵相連b.短肽尾：Ala、Glu、Lys、Ala按L型與D型交替連接c.肽橋：甘氨酸五肽G-肽聚糖結構（以Escherichiacoli為例）a.短肽尾中的第三個氨基酸為m-DAP（內消旋二氨基庚二酸）b.無特殊肽橋，甲乙鏈通過肽鍵相連，形成較為稀疏、機械強度較弱的肽聚糖網。溶菌酶：廣泛存在于卵清、人的淚液、鼻涕、部分細菌和噬菌體體內的一種酶，它能有效的水解細菌的肽聚糖，水解位點為N-乙酰葡萄糖胺的4碳和N-乙酰胞壁酸的1碳間β-1，4-糖苷鍵。

疵壁菌(mendosicutes)

少數屬于古細菌類的微生物（如一些嗜鹽菌、產甲烷菌、嗜熱菌、嗜酸菌…），其細胞壁不含肽聚糖，而是由假肽聚糖、糖蛋白或蛋白質構成，這類微生物稱為疵壁菌。（2）磷壁酸（teichoicacid）

又稱垣酸，是G＋細胞壁特有的成分，是由8-50個甘油或核糖醇以磷酸二酯鍵連結成的一種酸性多糖。有兩種類型，壁磷壁酸和膜酸壁酸。磷壁酸的功能：協助肽聚糖加固細胞壁。提高細胞膜結合酶的活力。調節(jié)細胞壁生長。賦予G＋特異的表面抗原。提供某些噬菌體特異吸附的受體位點。貯藏磷元素。

3）脂多糖（lipopolysaccharide，LPS）

位于G－細胞壁最外層的一層較厚（8-10nm）的類脂多糖類物質。由類脂A、核心多糖和O-特異側鏈三部分組成。

LPS的功能：構成G－致病物質—內毒素的物質基礎。與磷壁酸類似，結合陽離子（Mg2+、Ca2+…）,提高細胞壁的穩(wěn)定性。重要的抗原因子，決定了G－抗原表位（抗原決定簇）的多樣性。提供某些噬菌體特異吸附的受體位點。阻止外界環(huán)境中的酶、染料、抗生素等侵入菌體，同時防止自身細胞壁中的酶外漏。

3.革蘭氏染色的原理和方法

（1）關于細菌染色

（2）革蘭氏染色法

C.Gram丹麥醫(yī)生1884

初染媒染脫色復染結晶紫碘液乙醇沙黃（番紅）步驟：革蘭氏染色的原理初染媒染脫色復染金黃色葡萄球菌和大腸桿菌經革蘭氏染色后的光鏡照片StaphylococcusareusEscherichiacoli

4.幾種細胞壁缺損型細菌原生質體（protoplast）：用溶菌酶完全除去或用青霉素等抑制G＋的細胞壁,所得到的僅有細胞膜包裹著的脆弱細胞。原生質球（spheroplast）/球狀體：用溶菌酶或青霉素處理G－細胞壁,所得到的有部分殘留細胞壁的細胞。L-型細菌（bacterialL-form）：經某些誘導因子作用，細菌細胞因為基因突變而產生的無壁類型。細胞呈多形態(tài)，菌落生長緩慢，呈“油煎蛋”形。有些L-型細菌在去除誘導后，可回復至原來親代一樣的細菌,稱為不穩(wěn)定L型，而有些不易回復的稱為穩(wěn)定L型。（二）細菌細胞質膜細菌細胞質膜的基本結構(引自Prescottetal.,2002)

細菌細胞質膜的主要功能：a.物質運輸，信息傳遞。b.維持正常滲透壓。c.合成細胞壁組分（LPS、肽聚糖、磷壁酸）和莢膜等大分子的場所。d.氧化磷酸化和光合磷酸化的產能基地。e.鞭毛著生位點。

（三）細菌細胞的內膜系統(tǒng)間體（mesosome）類囊體（thylakoid）載色體（chromatophore）羧酶體（carboxysome）（四）細菌細胞的細胞質

細胞質膜包圍的，除核區(qū)以外的透明、膠狀、顆粒狀物質。流體部分：80%是水，可溶性酶類等顆粒部分異染粒PHB(聚β--羥丁酸)硫顆粒淀粉粒磁小體等細胞質核糖體：70s(30s和50s兩個亞基)——蛋白質合成氣泡：水生bac.——浮力貯藏性顆粒AVibriospeciesPHB一種紫色硫細菌硫顆粒（五）細菌細胞的核區(qū)從嚴格意義上來講，細菌無真正的細胞核，“擬核（nucleoid）”“核區(qū)（nuclearregion）”“核質體（nuclearbody）”。核區(qū)DNA是一個很大的閉合環(huán)狀雙鏈分子，總長度0.25～3mm,DNA是細菌負載遺傳信息的物質基礎。質粒：游離于原核生物核基因組以外，具有獨立（自主）復制的小型共價閉合環(huán)狀的dsDNA（cccDNA）。質粒上攜帶有細菌的某些遺傳特性基因，如接合、抗藥、產毒、降解毒物等。質粒作為克隆載體，在基因工程中發(fā)揮著重要作用。（質粒）（六）特殊的休眠構造

——芽孢

（endospore,spore）

指某些細菌在生長發(fā)育后期，在細胞內形成的圓形或橢圓形、厚壁、折光性強、含水量低的抗逆性休眠體。產生芽孢的幾個屬：Bacillus（芽孢桿菌屬）Clostridium（梭狀芽孢桿菌屬）Sporosarcina（芽孢八疊球菌屬）Bacillussubtilis（枯草芽孢桿菌）

1.芽孢的特性整個生物界中抗逆性最強的一種構造；含水量低、壁厚而致密，通透性差，不易著色，折光性強；休眠能力，芽胞內新陳代謝幾乎停止；一個芽孢萌發(fā)只產生一個營養(yǎng)狀態(tài)的細胞；細菌分類的形態(tài)特征之一。

2.芽孢的構造

芽孢衣皮層芽孢外壁3.芽孢形成（sporulation,sporogenesis）前芽孢

4.芽孢的抗熱機制滲透調節(jié)皮層膨脹學說（osmoregulatoryexpandedcortextheory）實踐意義：（1）有利于這些菌種的篩選和保藏。（2）能否殺滅一些有代表性的芽孢成為衡量各種滅菌措施的主要指標5.芽孢萌發(fā)（germination）

由休眠的芽孢變成營養(yǎng)的cell的過程。分為三個階段：（1）活化（2）出芽（3）生長伴孢晶體

少數芽孢桿菌（eg.Bacillusthuringiensis蘇云金芽孢桿菌）在形成芽孢的同時，會在芽孢旁形成一顆菱形或雙錐形的堿溶性蛋白晶體——δ內毒素，稱為伴孢晶體。蘇云金桿菌的芽孢和伴孢晶體

ABC固氮菌的營養(yǎng)細胞B.孢囊(Madiganetal.,2000)C.圓褐固氮菌孢囊的超薄切片電鏡照片(浙江大學學報,2001)（七）糖被（glycocalyx）指有些細菌在一定營養(yǎng)條件下，向細胞壁外分泌的一層厚度不定的透明膠狀物質。根據其厚度、可溶性及在細胞表面存在的狀況，可把它們分為莢膜、微莢膜和粘液層。a.一種不動桿菌（Acinetobactersp.）的負染色相差顯微照片b.一種根瘤菌（Rhizobiumsp.）的糖被（八）鞭毛（flegella）指某些細菌長在體表的長絲狀、波曲狀的附屬物，數目為1～10根，具有運動的功能。鞭毛是細菌重要的分類學特征之一。a,monotrichous單鞭毛的b,amphitrichous雙鞭毛的c,lophotrichous頂端鞭毛的d,peritrichous周身鞭毛的鞭毛結構鉤形鞘

鞭毛絲基體鞭毛桿

G-G+（九）菌毛（fimbriae）菌毛（fimbriae）是長在bac.體表的一種纖細、中空、短直、數量較多的蛋白質附屬物，菌毛在G－中較為常見，有粘附和致病的功能。性菌毛（sexpili）：即性絲、性毛，一般存在于G－的供體菌（F＋或Hfr菌株）表面的，比普通菌毛較長的絲狀結構。性菌毛與細菌接合有關，也是噬菌體特異性吸附的受體位點。細菌的鞭毛與菌毛(Madiganetal.,2000)

裂殖二分裂：細菌最普遍和最主要的繁殖方式三分裂：少數細菌，例如綠色硫細菌、暗網菌復分裂：少數細菌，例如蛭弧菌芽殖：少數細菌，例如芽生桿菌屬、生絲微菌屬、硝化桿菌屬等10余屬三、細菌的繁殖細菌二分裂的復制子學說四、細菌的菌落菌落（colony）指單個或幾個微小的微生物細胞在固體培養(yǎng)基上生長繁殖時。產生的以母細胞為中心的肉眼可見的，具有一定形態(tài)結構的子細胞群。純培養(yǎng)

菌苔（lawn）菌落特征：光滑、較透明、粘稠、濕潤、易挑取、質地均勻、正反中間邊緣顏色一致、臭味。鞭毛有：大、?。ㄆ教梗?、邊緣不平整（有缺刻）無：小、厚、邊緣平整莢膜有：大、光滑、透明蛋清狀無：小、粗糙、不透明芽孢有：不透明、“干燥”感（折光性強）、粗糙、多褶無：透明、濕潤超凈臺平板劃線法稀釋涂布平板法稀釋倒平板法厭氧罐厭氧手套箱細菌在液體培養(yǎng)基中的培養(yǎng)特征絮狀浮膜狀色素環(huán)狀第二節(jié)放線菌（Actinomycetes）放線菌是一類呈絲狀生長和以外生孢子繁殖的陸生性較強的革蘭氏染色陽性細菌。放線菌的主要類群有鏈霉菌屬(Streptomyces)、小單孢菌屬(Micromonospora)、諾卡氏菌屬(Nocardia)、放線菌屬(Actinomyces)、游動放線菌屬(Actinoplanes)等。鏈霉菌1.放線菌的形態(tài)結構

以鏈霉菌為代表來闡明放線菌的一般構造。

固體基質基內菌絲孢子絲分生孢子氣生菌絲小單孢菌

諾卡氏菌

2．放線菌的繁殖放線菌的繁殖為無性繁殖，主要通過分生孢子進行繁殖。鏈霉菌的生活史

孢子萌發(fā)2.基內菌絲體3.氣生菌絲體

4.孢子絲5.孢子絲分化為孢子3．放線菌的菌落特征

質地致密、絲絨狀或有褶皺、干燥、不透明、不易挑取正反面顏色常常不一致、菌落邊緣的培養(yǎng)基平面有變形現象，泥腥味。第三節(jié)其它原核微生物一、古菌（archaea）主要特征：1）生活環(huán)境特殊2）16srRNA核苷酸序列獨特3）

tRNA上無胸腺嘧啶4）蛋白質合成的起始密碼為甲硫氨酸5）細胞壁成分獨特6）細胞膜的類脂成份獨特7）對各種抗生素的敏感程度不同Methanobacterium

sp.;Methanobrivebacter

sp.;AstrainofMethanosarcina

mazaii

;astrainofMethanosarcina

barkeri

;e.astrainofMethanosarcinavacuolata;f.Methanococcusjannaschii;g.Methanothrixsp.;h.Methanococcusigneus自養(yǎng)古生球菌(Archaeoglobuslithotrophicus)嗜酸熱原體(Thermoplasmaacidophilum)

過去叫藍藻、藍綠藻，它是一大群古老、分布極廣、含葉綠素a、多數營產氧光合作用的原核微生物，通過無性方式進行繁殖。二．藍細菌（cyanobacteria）

水華赤潮藍細菌的菌體結構

細胞壁類囊體（thylakoid）氣泡異形胞(heterocyst)鏈絲段(hormogonium)靜息孢子（akinete）內孢子特化結構粘桿藍細菌皮果藍細菌顫藍細菌魚腥藍細菌及異形胞飛氏藍細菌魚腥藍細菌的異形胞顫藍細菌絲狀體分隔顫藍細菌的鏈絲段魚腥藍細菌的靜息孢子鏈絲段（顫藍細菌屬，Oscillatoria）靜息孢子（魚腥藍細菌屬，Anabaena）三.支原體（Mycoplasma）支原體電子顯微照片(Madiganetal.,2000)可引起人和動物呼吸道、生殖系統(tǒng)的炎癥支原體的特點：1.非常小，d=0.2～0.3um,光鏡下勉強可見，有濾過性。2.單細胞,無細胞壁,細胞膜中含有甾醇，比較堅韌。3.對青霉素和溶菌酶不敏感，對四環(huán)素、紅霉素等抗生素敏感。4.二等分裂方式進行繁殖。5.菌落小，典型“油煎蛋”樣。6.體外培養(yǎng)條件非常苛刻。7.氧化型或發(fā)酵型的產能代謝，好氧或厭氧。

支原體是一類能在體外營獨立生活的最小的細胞微生物。支原體“油煎蛋”樣的菌落支原體與L型細菌的比較相似點濾過性，缺細胞壁菌落大小、形狀，“油煎蛋”狀對青霉素不敏感用其特異性抗體可抑制其生長不同點支原體L型細菌自然界長期進化實驗室自發(fā)突變培養(yǎng)需要甾醇不需要甾醇不能回復突變可回復突變?yōu)橛屑毎诘念愋退?、衣原體宿主細胞內的衣原體菌落可引起沙眼、鸚鵡熱、肺炎、敗血癥等（一）衣原體的特點1.小。d=0.2～0.3um,有濾過性，能形成類似“包涵體”的細胞集群。注意：衣原體不是大型病毒群體。2.有細胞構造，同時含有DNA和RNA兩種核酸。3.缺乏獨立的產能（ATP）系統(tǒng)，為嚴格的真核cell內專性寄生。4.實驗室培養(yǎng)條件苛刻。5.二等分裂6.對熱敏感7.對一般的抑制細菌的抗生素或常用的消毒劑十分敏感。衣原體是一類生活能力最簡單的細胞型微生物。（二）衣原體獨特的生活周期原體始體類似“包涵體”的細胞集群五、立克次氏體（Richettsia）1909年美國醫(yī)生HowardTaylorRickettsia

可引起人的斑疹傷寒、恙蟲熱、Q熱等傳染病。立克次氏體立克次氏體的