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第二章原核微生物一、名词解释1、荚膜：一些细菌在其细胞表面分泌的、把细胞壁完全包围封住的一种粘性物质，一般成分为多糖，少数为多肽或多糖与多肽的复合物。
荚膜具有保护、贮藏、附着和堆积代谢废物等生理功能。
2、芽孢：某些细菌在它的生活史中的某个阶段或某些细菌遇到不良环境时，在其细胞内形成的一个圆形或椭圆形、厚壁、含水量低、抗逆（抗热、抗药物、抗辐射等）极强的内生休眠孢子。
产芽孢的细菌主要有好氧的芽孢杆菌属和厌氧的梭菌属。
3、鞭毛：由细胞质膜上的鞭毛基粒长出的穿过细胞壁神像体外的一条纤细的波浪状的丝状物。
4、菌落：由一个细菌繁殖起来的，由无数细菌组成具有一定形态特征的细菌集团。
5、菌苔：细菌在斜面培养基接种线上长成的一片密集的细菌群落。
6、丝状菌：细菌的一种形态，分布在水生境、潮湿土壤和活性污泥中，由柱状或椭圆状的细菌细胞连接在一起，外围有鞘。
如铁细菌，丝状硫细菌等。
7、菌胶团：有些细菌由于其遗传特性决定，细菌之间按一定的排列方式互相黏集在一起，被一个公共荚膜包围形成一定形状的细菌集团叫菌胶团。
8、衣鞘：球衣菌属、纤发菌属、发硫菌属、亮发菌属、泉发菌属等丝状体表面的粘液层或荚膜硬质化，形成一个透明坚韧的空壳，叫衣鞘。
9、黏液层：有些细菌的表面分泌的黏性的疏松地附着在细菌细胞壁表面上的，与外界没有明显边缘的多糖。
二、选择题1.革兰氏阴性菌细胞壁的⑤成分比阳性菌高。
①肽聚糖②磷壁酸③类脂质④蛋白质⑤类脂质和蛋白质2. ②可作为噬菌体的特异性吸附受体，且能贮藏磷因素。
①脂多糖②磷壁酸③质膜④葡聚糖3. 噬菌体属于病毒类别中的①。
①微生物病毒②昆虫病毒③植物病毒④动物病毒4. 下列微生物中，属于革兰氏阴性菌的是①。
①大肠杆菌②金黄色葡萄球菌③芽孢杆菌④枯草杆菌5. 革兰氏阳性菌对青霉素②。
①不敏感②敏感③无法判断6. 聚－β－羟丁酸可用④染色。
①碘液②伊红③美蓝④苏丹黑7. 属于细菌细胞基本结构的为②。
①荚膜②细胞壁③芽胞④鞭毛8. 原核微生物细胞核糖体大小为③。
第二章：原核微生物真核微生物：有细胞核，有核膜，核仁，有染色体〔DNA〕原核微生物：是指一大类仅含有一个DNA分子的原始核区,而无核膜包裹的原始单细胞微生物。
无核膜、核仁，无染色体。
属于原核微生物的有：细菌，放线菌，立克次氏体，支原体，衣原体，兰细菌。
古细菌：20世纪70年代发现，在极端环境下的古老微生物。
古核细胞〔古核生物、古细菌、原细菌〕是20世纪80年代出现的名称。
古细菌：是一些生长在极端特不环境中的细菌，过往回属于原核细胞。
回属缘故：〔1〕形态、结构、DNA结构和根基生活方式与原核细胞相似。
〔2〕其16SrRNA与原核生物相差特别远。
〔产甲烷细菌〕种类：100多种，在特不环境中生活与人类关系不大。
〔高温、高盐〕第一节：细菌是一大类群结构简单、种类繁多、要紧以二分分裂法生殖和水生性较强的单细胞原核微生物。
一、细菌的形态与结构（一）细菌细胞形态1、细菌的大小：在显微镜下用测微尺测量，单位是：μm1〕球菌：测量直径，一般为：Φ=0.5-2μm2〕杆菌：测长度和宽度，一般为：长1-5μm，宽0.5-1μm表示方法：长×宽，即：1-5×μm3）旋菌：测量长度及宽度，在一定条件培养大小对比稳定。
细菌形态及大小受培养温度、时刻、培养基组成及浓度的碍事，也受染色方法等碍事，因此同一菌种在不同时期、形态、大小不同。
因此，同一菌种在同时期、不同培养条件其形态、大小不同。
2.细菌细胞的根基形态和排列方式外形〔细菌的根基形态〕1〕杆菌：细胞呈杆状或圆柱状〔短的：近似球形。
长的：呈丝状。
〕①数量：细菌中种类最多。
②长短：短的近似球形，长的呈丝状。
③两端：平齐〔如：炭疸芽孔杆菌〕，稍尖〔如：鼠疫巴斯德菌〕④菌体：有的直，有的弯排列方式：单个，链状，栅栏状，八字形。
多数分散存在。
如：E。
coli，少特不形态：链状——链杆菌。
2〕球菌：菌体呈球形或扁球形〔近似球形〕①单球菌：只有一个分裂面，分裂后细胞分散独立存在。
第二章原核生物的形态、构造和功能P12-41第一节细菌细菌：是一类细胞细短（直径约0.5um,长0.5~5um）、结构简单、胞壁坚韧、二分裂繁殖、水生性强的单细胞原核生物(周德庆版P13)生活特性：喜温暖、潮湿、富含有机物微碱环境（大多数）腐生或寄生，好氧或厌氧，自养或异养一、细菌的形态与大小P121、基木形态：3种（球状杆状、螺旋状）在自然界中，杆菌最常见，球菌次之，而螺旋状的最少。
2、大小：度量细菌大小的单位是微米级（um）球状：0.5~1mm（直径)光学显微镜、油镜观察）杆状：0.2~1mm（直径）X1~80mm（长度）螺旋状：0.3~1mm（直径）X1~50mm（长度）(长度是菌体两端点之间的距离，而非实际长度）3、测定方法：显微镜测微定:显微照相后根据放大倍数进行测算4、细菌大小测量结果的影响因素1)个体差异；2)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；3)染色方法的影响，一般用负染色法观察的菌体较大；4)幼龄细菌一般比成熟的或老龄的细菌大；5)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。
简单染色法正染色革兰氏染色法鉴别染色法抗酸性染色法芽孢染色法死菌姬姆萨染色法负染色：荚膜染色法等细菌染色法周德庆版P15活菌：用美蓝或TTC（氧化三苯基四氮唑）等作活菌染色二、细菌的细胞结构与功能P14一般构造（一）细胞壁概念：是紧贴细胞质膜外侧的一层厚实、坚韧的外被。
主要成分：肽聚糖构成细胞壁的功能：1）固定细胞外形和提高机械强度，保护细胞免受渗透压等外力损伤2）为细胞的生长、分裂和鞭毛运动所必需；3）渗透屏障，阻拦大分子有害物质（水解酶和某些抗生素）进入细胞；4）赋予细菌特定的抗原性、致病性和对抗生素和噬菌体的敏感性。
1、革兰氏阳性细菌细胞壁特点：厚度大（20-80nm）化学组分简单，一般只含90%肽聚糖和10%磷壁酸。
（1）肽聚糖（peptidoglycan，金黄色葡萄球菌为例）特点：由25-40层左右的网格状分子，交联度75%，厚20~80nm。
【学时1】第二章原核微生物原核微生物即广义的细菌，指一大类细胞核无核膜包裹,只存在核区(nuclear region)的裸露DNA的原始单细胞生物。
包括真细菌(eubacteria)和古生菌(archaea)两大类群。
其中除少数属古生菌外,多数原核生物都属真细菌。
真细菌包括细菌、放线菌、蓝细菌、支原体、衣原体和立克次氏体等。
§2-1细菌的大小与形态细菌是一类细胞细短（直径0.5μm，长0.5~5μm），结构简单，具有坚韧细胞壁和原始核质，无核膜、核仁，除核糖体外无其他的细胞器，多以二分裂繁殖,水生性较强的原核生物。
细菌是单细胞的原核微生物。
细菌的个体微小，我们用肉眼无法看到它的个体，观察细菌最常用的仪器是光学显微镜。
因为小，所以细菌大小的计量一般以微米（μm）为单位。
被称为生物界超级明星的大肠杆菌（E.coli）平均长2μm，宽0.5μm。
形象地说，1500个细菌长径相连仅有芝麻的长度3mm，单个细胞的湿重为10—12g，约109个E.coli细胞仅1mg重。
1985年在红海澳大利亚海域发现大型细菌费氏刺尾鱼菌长200~500μm，体积是E.coli的106倍。
1997年德国科学家在非洲西部大陆架土壤中发现迄今最大的细菌——纳米比亚嗜硫珠菌，其直径0.32~1.00mm，肉眼可见，以海底H2S为生。
此后芬兰学者又在1998年报道一种最小的细菌——纳米细菌，是一种可引起尿结石的细菌，直径是E.coli 的1/10（50nm）。
在显微镜下我们看到不同的细菌长相也各有不同，科学家通常根据外形把它们分为3个类群：圆球状的称为球菌，瘦瘦长长像杆子一样的称为杆菌，细胞略呈弯曲或螺旋状的称为螺旋菌。
（长/直径＜1.3为球菌；长/直径＞1.3为杆菌。
）1.球菌（coccus）１球状的细菌为球菌。
根据其分裂方向和随后相互间的连接方式分为六类：孤身只影的，称为单球菌，例如尿素小球菌；成双成对的，称为双球菌，例如肺炎双球菌；4个菌体成“田”字形联合在一起的，称为四联球菌，例如四联小球菌；8个菌体像“叠罗汉”一样地叠在一起的，称为八叠球菌，例如藤黄八叠球菌；菌体像一条条珍珠项链一样连在一起的，称为链球菌，例如乳酸链球菌；菌体不规则地聚集在一起，看起来像一串串葡萄的，叫作葡萄球菌，例如金黄色葡萄球菌。
2.杆菌（bacillus）杆菌中也有长杆菌（细胞长宽之比较大，例如结核杆菌）、短杆菌（细胞长宽之比较小，例如谷氨酸生产菌之一的黄色短杆菌）、棒杆菌（细胞一端大，另一端小，例如另一种谷氨酸生产菌谷氨酸棒杆菌）等之分。
有的杆状菌体能连在一起，这样的杆菌称为链杆菌（例如炭疽杆菌，美国遭“9.11”恐怖袭击后，又有恐怖分子采用信件传播炭疽热，这种传染病就是由炭疽杆菌引起的）。
还有的杆菌菌体上能长出侧枝，这样的杆菌称为分枝杆菌。
杆菌是细菌中种类最多的，工业生产中用到的细菌大多是杆菌。
当然其中也有许多像结核杆菌、炭疽杆菌、破伤风杆菌之类的致病菌。
总之，杆菌有链杆菌、梭杆菌、棒杆菌、球杆菌、分枝杆菌、双歧杆菌等。
3.螺旋菌（spiral bacterium）螺旋菌菌体是弯曲的，有些弯曲不到一圈，有点像弓或逗号的形状，长2-3μm，称为弧菌，如霍乱弧菌，又称逗号弧菌；而其他弯曲超过一圈的呈螺旋状的，菌体长3-6μm称螺旋菌，鼠咬热螺菌、幽门螺杆菌。
除了上述这3个类群之外，还有一类丝状细菌，其杆状菌体连成长链，外面由一个共同的黏质衣鞘包围，形成丝状或毛发状的菌丝。
这样的细菌称为鞘衣细菌，常见于下水道或其他有机质丰富的水里。
２３【学时2】§2-2 细菌细胞的结构与功能如果我们把细菌切开来观察，可以看到细菌的细胞结构。
细菌细胞的结构主要可分为基本结构和特殊结构。
细胞壁、细胞膜、细胞质、核质这些是各种细菌都有的结构，称它们为细菌的基本结构。
而荚膜、鞭毛、菌毛、芽胞这些结构不是每种细菌都有的，仅仅为某些细菌特有，所以称为细菌的特殊结构。
见图示：一、细菌的基本结构细菌基本结构从外到内有细胞壁、细胞膜、细胞质、核质等，我们主要讲前面这四个基本结构。
1.细胞壁一般的细菌都有细胞壁，细胞壁包裹在细胞的最外层。
细胞壁的主要作用是：①保护细菌；②维持菌体的形态；③参与物质交换；与细菌的致病性有关。
细菌细胞壁的化学成分很复杂，而且不同的细菌细胞壁的化学组成不同。
因为细胞壁成分不同，细菌革兰染色以后，有两情况，一种被染成红色，一种染成紫色，由此可以将细菌分为两类：革兰氏阳性菌和革兰氏阴性细菌。
其细胞壁化学组成，既有相同又有不同之处。
相同之处是：不管是G +还是 G ＿，它们的细胞壁中都含有肽聚糖，也可以说肽聚糖是细菌细胞壁的特有成分；另一方面，这两种菌的细胞壁组成成分也有不同之处。
（1）革兰氏阳性菌G+（如金黄色葡萄球菌）细胞壁比较厚（大约20-80nm），除了含有15-20层的肽聚糖外（肽聚糖是G+主要成分），大多数还含有大量的磷壁酸（又称垣酸yuan，G+菌特有成分）。
交联度达75%，大约占细胞干重的50~80%。
肽聚糖是真细菌细胞壁的特有成分，是一种网状结构的大分子化合物。
肽聚糖由肽和聚滩两部分组成，其中的肽包括有四肽尾和肽桥两种。
而聚糖则是有N-乙酰葡萄糖胺（G）和N-乙酰胞壁酸（M）两种单糖相互间隔连接成的长链。
这种肽聚糖网格分子交织成一个致密的网套覆盖在整个细胞上。
每个肽聚糖单体由三部分组成：①双糖单位：有一个G通过β—1，4葡萄糖苷键与另一个M相连；②四肽尾（四肽侧链）：是由4个氨基酸分子按L型与D型交替连接而成。
在金黄色葡萄球菌中连在M上的是L-Ala→D-Glu→L-Lys→D-Ala；③肽桥：为氨基酸五肽，起着连接前后两个四肽尾分子的桥梁作用。
肽桥变化多样，形成了肽聚糖多样性。
磷壁酸：是结合在G+细菌细胞壁上的一种酸性多糖，主要成分是甘油磷酸或核糖醇磷酸。
主要分两类：一类是与肽聚糖分子进行共价结合的壁磷壁酸，另一类是跨越肽聚糖层与细胞膜交联的膜磷壁酸或脂磷壁酸。
其生理功能是①浓缩Mg2+提高细胞膜上合成酶的活力②贮藏元素③调节细胞内自溶素活力，借以防止细胞因自溶而死亡④作为噬菌体特异性吸附受体⑤赋予G+细菌特异表面抗原⑥增强某些致病菌对宿主细胞的粘连，避免被白细胞吞噬。
（2）革兰氏阴性菌G—（如大肠杆菌）细胞壁比较薄（大约10-15 nm），但是它的结构较复杂。
含有2-3层的肽聚糖（内壁层），交联度25%，以及8~10 nm特殊组成成分的外膜，外膜大约占细胞壁干重的80%左右。
外膜由内到外是脂蛋白、脂质双层（磷脂层）和脂多糖（LPS）三部分组成。
其中最外层的脂多糖由脂质A、核心多糖和特异多糖三部分组成，与细菌的致病性有关的是脂质A，脂质A是细菌内毒素的主要成分，它耐热，所以一般难以去除。
（3）革兰氏染色及其原理由于细菌个体微小且无色透明，为便于观察，需要给细菌染上颜色。
1884年，丹麦科４学家革兰姆（Christian Gram）创造了一种复合染色法——革兰染色。
（注：染色是染原生质，固定时膜已被破坏，失去过滤性，染料大分子通过细胞壁进入原生质）革兰染色的步骤是：涂片→风干→固定（火焰）→初染1min（草酸胺结晶紫）→媒染（卢戈碘液，1min）→脱色（95%乙醇一滴接一滴30~60s）→复染（2%番红2~3min）→镜检。
结果是，G+被染成紫色，G＿而染成红色，为什么会出现这种结果呢？1983年T.Beveridge等人用铂代替媒染剂碘的作用，再用电镜观察到结晶紫与铂复合物可被细胞壁阻留，从而证明了G+和G—细菌主要由于其细胞壁化学成分的差异而引起物理特性（脱色能力）的不同，从而决定了最终染色反应的不同。
革兰染色染色机理1：G+细菌的细胞壁较厚，肽聚糖网层次多及交联致密，故遇脱色机乙醇（或丙酮）处理时，因失水而使网孔缩小，再加上不含类脂，结晶紫与碘形成的复合物不致因乙醇的处理溶出缝隙，被牢牢留在细胞壁内使其保持紫色；相反，G—细菌因细胞壁薄、外膜层类脂含量高、肽聚糖薄及交联度差，遇脱色剂乙醇后，以类脂为住的外膜迅速溶解，这时薄而松散的肽聚糖网不能阻挡结晶紫与碘复合物的溶出，因此细胞褪成无色，再经红色染料复染，就使G—细菌呈现红色，而G+细菌则仍保留最初的紫色（实为紫加红色）。
革兰染色染色机理2：G—细菌因为细胞壁中脂类物质比较多，肽聚糖含量少，在染色过程中，脂溶剂乙醇，溶解了脂类物质，使革兰氏阴性菌细胞壁的通透性增加，于是结晶紫-碘的复合物被乙醇带出来，这样革兰氏阴性菌被脱色，最后被复红染成了红色；而革兰氏阳性菌，细胞壁中肽聚糖含量多，结晶紫-碘复合物很难被带出来，所以最后还是结晶紫的紫色。
革兰染色的关键：要控制好脱色时间和染色时间，否则实验会出现假阳性或假阴性，本来应该是红的最后成紫，本来应该是紫的倒染成红色。
【学时3】缺壁细菌：自发突变或人为方法引起，分为四类：①L型细菌：实验室或宿主体内通过自发而形成的遗传性稳定的细胞壁缺损菌株，对渗透压敏感，在S培养基上形成油煎蛋似小菌落。
５②原生质体：人为条件下，用溶菌酶除尽原有细胞壁或用青霉素抑制新生细胞壁合成，所得到的仅有一层细胞膜包裹的圆球状渗透敏感细胞。
G+细菌最易形成原生质体。
③球状体（又称原生质球）：还残留了部分细胞壁（尤其是G—细菌的细胞壁外膜层）的原生质体。
④支原体：是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，因为细胞膜中特有甾醇，故即使缺乏细胞壁，细胞仍有较高的机械强度。
2.细胞膜（1）概念及组成细胞膜（或称细胞质膜），是一层紧贴在细胞壁内侧、紧包在细胞质外的、柔软富有弹性的一层具有半透性的生物膜。
细胞膜由脂类、蛋白质和糖类组成。
厚度大约是7~8nm，由20~30%的磷脂和50~70%的蛋白质，其余为糖类组成。
它的结构基本上是脂质双层。
许多细菌的细胞质膜会向内陷进，形成一个或数个较大而不规则的层状、管状或囊状物，称为中体或间体。
在细胞分裂时，细胞中部的细胞膜会向内凹陷形成横隔壁。
图(2)细胞膜的作用及功能：①选择性地控制细胞内外营养物质和代谢产物的运送②维持细胞内外正常渗透压的结构屏障③是合成细胞壁和糖被有关成分（肽聚糖、磷壁酸、LPS和荚膜多糖等）重要场所④膜上含有与氧化磷酸化能量代谢有关的酶系，为产能基地⑤鞭毛基体着生位点，并可提供鞭毛旋转运动所需能量。
3.细胞质细胞质是被细胞膜包裹除核区以外的一切半透明、胶体状及颗粒状物质的总称。
含水量占80%，不流动。
细胞质不是单纯的液体，还含有一些特定功能的细胞组分，称为细胞内含物，指细胞质内一些形状较大的颗粒状构造，主要有：６（1）贮藏物①聚—B—羟基丁酸（PHB）：是一种存在于许多细菌细胞质内属于类脂性质的碳源类物质，贮藏碳源和能源。
具有无毒可降解的特点。
