微生物学 章节二：原核微生物

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2.1 原核微生物的概念

• prokaryotic microorganisms
• 指一大类无核膜包裹，只存在称作核区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
• 三菌：细菌、放线菌、蓝细菌
• 三体：支原体、衣原体、立克次氏体

2.2 细菌的形态和大小

2.2.1 细菌的基本形态

1. 球菌cocci
   • 以典型的二分裂殖方式繁殖
   • 分裂后产生的新细胞常保持一定的空间排列方式
   • eg. 肺炎双球菌、溶血链球菌、金黄色葡萄球菌
2. 杆菌
   • 杆菌是细菌中种类最多的类型
3. 螺旋菌
   • 分类：弧菌（如霍乱弧菌）；螺旋菌（干酪螺菌）；螺旋体（梅毒密螺旋体）
4. 其他特殊形态

2.2.2 影响细菌形态的因素

• 培养时间
• 培养温度
• 培养基成分
• 培养基浓度
• pH
• 菌龄

2.2.3 细菌形态异常

• 畸形：由于物理/化学因素刺激
• 衰退形：培养时间过长、细胞衰老、营养缺乏、自生代谢产物过多

2.3 细菌的细胞结构

• 基本结构
  • 细胞壁
  • 细胞膜
  • 细胞质
  • 核区
  • 间体
  • 核糖体
  • 气泡和储藏物
• 特殊结构
  • 荚膜
  • 鞭毛
  • 菌毛
  • 芽孢

2.3.1 细胞壁cell wall

细胞壁的功能

1. 保护细胞免受外力损伤，维持菌体外形
2. 协助鞭毛运动
3. 与质膜一起完成细胞内外物质交换
4. 为正常细胞分裂所必须
5. 与细菌的抗原性、致病性和对噬菌体的敏感性密切相关

细胞壁的化学组成与结构

• 细胞壁的基本骨架： 肽聚糖

• G+细菌细胞壁组成：由肽聚糖和磷壁酸组成
  • 肽聚糖层厚而致密
  • 含多糖
• G-细胞壁组成：分为外壁层和内壁层
  • 外壁层包括脂多糖、蛋白质层、磷脂
  • 内壁层仅由数层肽聚糖分子构成，无磷壁酸
• G+与G-的细胞壁特征比较

革兰氏染色

青霉素的作用

• 作用域肽聚糖肽桥的联结，即抑制肽聚糖的合成，故仅对生长着的菌有效，主要是G+菌

溶菌酶的作用

• 溶菌酶主要通过破坏细胞壁中的N-乙酰胞壁酸和N-乙酰葡糖胺之间的β-1,4糖苷键，使细胞壁不溶性黏多糖分解成可溶性

缺壁细胞

1. L型细菌：在实验室或宿主体内通过自发突变而形成的遗传性状稳定的细胞壁缺损菌株
2. 原生质体protoplast：在人为条件下，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后，得到仅有一层细胞膜包裹的圆球状渗透敏感细胞
3. 原生质球sphaeroplast：还残留着部分细胞壁（尤指G-菌外膜层）的原生质体
4. 支原体mycoplasma：在长期进化中形成的适应自然生活条件的无细胞壁的原核生物

2.3.2 质粒plasmid

• 细菌染色体外的遗传物质，有共价闭合dsDNA分子组成
• 特点：
  1. 可自我复制，稳定遗传
  2. 对生存不是必要的
  3. 复制与染色体分开，但同步进行
  4. 不同质粒携带不同的遗传信息
  5. 无质粒的细菌可通过接合、转化、转导等方式获得，不能自发产生
  6. 可消除

2.3.3 糖被glycocalyx

• 细胞壁表面形成的一层松散透明的粘液物质。主要成分是多糖、多肽、蛋白质、糖蛋白等
• 分类：
  1. 荚膜或大荚膜
  2. 微荚膜
  3. 粘液层
  4. 菌胶团

2.3.4 鞭毛flagellum

• 鞭毛起源于细胞质膜内内侧的基粒
• 结构：基体、钩形鞘、螺旋丝

基体 G+：由四个环构成，分别是L环、P环、S-M环。S-M环中Mot蛋白负责驱动，Fli蛋白负责转向 G-：由两个环组成

• 鞭毛的观察
  1. 电镜观察
  2. 特殊鞭毛染色，在OM下观察
  3. 半固体穿刺培养
  4. 从固体培养基上的菌落形态判断
     • 菌落形状大，薄且不规则，边缘极不平整 可能有鞭毛
     • 菌落十分圆滑，边缘平整且相对较厚 可能没有鞭毛

2.3.5 芽孢spore

• 是一种对不良环境有较强抵抗力的休眠体
• 结构： 从内往外分别是核心、皮层、芽孢衣、孢外壁
• 芽孢的抗热机制：渗透调节皮层膨胀学说

渗透调节皮层膨胀学说 皮层阳离子浓度大，渗透压高，由于芽孢衣对阳离子高度不透，故从核质吸水。脱水后，核质内的酶类、核酸等物质稳定

2.4 放线菌actinomycete

• 放线菌的菌丝hypha
  • 基内菌丝（营养菌丝）：会产生水溶性或脂溶性的色素，吸收营养
  • 气生菌丝：可分化出繁殖结构（孢子丝）
  • 孢子丝：可形成孢子
• 放线菌的无性孢子：
  • 分生孢子：气生菌丝顶端形成（外生孢子）
  • 孢囊孢子：气生/营养菌丝顶端膨大（内生孢子）或盘卷缠绕（外生孢子）形成
  • 横隔孢子：气生/营养菌丝横隔分裂形成

2.5 蓝细菌

• 形态分单细胞和丝状体两类
• 原核，G-，细胞核无核膜，细胞质中的气泡可使细胞悬浮
• 有光合器，含叶绿素a、藻胆素、类胡萝卜素，可进行光合作用
• 有异形胞heterocyst：固氮作用

2.6 支原体

2.7 衣原体

2.8 立克次氏体

2.9 三菌三体总结

• 暂不总结细菌