细菌

食品微生物化学中细菌的部分知识点，包括革兰氏阴性和阳性菌。结构只写了细胞壁，细胞膜和细胞质还在写。

细菌

• 形态
  • 细菌是一类个体微小、结构简单、主要以二分裂方式繁殖且水生性较强的单细胞原核微生物
  • 三形：球状、杆状、螺旋状
  • 球菌
    • 单球菌
      • 沿一个平面分裂，子细胞分散独立存在
      • 尿素微球菌
    • 双球菌
      • 沿一个平面分裂，子细胞成双排列
      • 褐色球形固氮菌、肺炎双球菌
    • 四联球菌
      • 细胞按两个互相垂直的平面分裂，子细胞“田”字形
      • 四联微球菌
    • 八叠球菌
      • 按三个互相垂直的平面分裂，子细胞呈立方体
      • 尿素八叠球菌、甲烷八叠球菌
    • 链球菌
      • 细胞沿一个平面分裂，子细胞呈连状
      • 嗜热链球菌、乳酸链球菌
    • 葡萄球菌
      • 细胞分裂无定向，子细胞呈葡萄状排列
      • 金黄色葡萄球菌、表皮葡萄球菌
  • 杆菌
    • 单杆菌
    • 双杆菌
    • 栅栏状排列杆菌
    • 链壮菌
  • 螺旋菌
    • 弧菌
      • 螺旋不足一周
      • 霍乱弧菌
    • 螺菌
      • 螺旋满2--6周，通常两端生鞭毛
      • 迂回螺菌
    • 螺旋体
      • 螺旋超过6周，菌体柔软
      • 梅毒密螺旋体
• 大小
  • 与固定染色的方法有关。经干燥固定的菌体比活菌体缩短⅓~¼
  • 长度单位
    • 纳米细菌0.05μm
    • 嗜硫细菌0.32~1mm
  • 表示方法
    • 球菌：直径
    • 杆菌：宽×长
    • 螺旋：宽×长×螺距
  • 环境条件影响
    • 培养基成分、浓度、培养温度、时间等
• 染色方法
  • 细菌在光镜下透明，与背景没有反差，需要染色提高反差
  • 细菌菌体（等电点一般pH2~5）在中性、碱性或弱酸性溶液带负电荷，易与碱性染料结合，常见：结晶紫、番红、美蓝、孔雀绿等
  • 细菌染色法
    • 死菌
      • 正染色
        • 简单染色法
        • 鉴别染色法
          • 革兰染色法
          • 抗酸性染色法
          • 芽孢染色法
          • 姬母萨染色法
      • 负染色
        • 荚膜染色法
    • 活菌
      • 用美蓝或TTC（氧化三苯基四氮锉）等做活菌染色
  • 革兰染色法
    • 结晶紫初染、碘液媒染、95%乙醇脱色、番红复染
    • 蓝紫色阳性
      • 细胞壁厚，肽聚糖多，95%乙醇脱色时，肽聚糖网孔因脱水收缩，复合物被阻留
    • 红色阴性
      • 细胞壁薄，肽聚糖少，类脂含量高，被乙醇溶解后出现较大缝隙，复合物易被溶出
    • 与细菌细胞壁的构造和化学组成有关
• 缺壁细胞
  • 实验室中形成
    • 自发缺壁突变：L型细菌
      • 专指在实验室中通过自发突变形成的遗传特性稳定的细胞壁缺陷菌株
      • 丧失合成细胞壁能力，一定渗透压下可生存繁殖，但不能保持原有细胞形态，菌体形态多变
      • 一般不可恢复
      • 在培养基上形成“油煎蛋”菌落
    • 人工方法去壁
      • 彻底除尽
        • 原生质体
          • 仅有细胞膜包裹着的圆球状渗透敏感细胞
          • 一般由G+构成
          • 特点
            • 无细胞壁，为圆球体
            • 对环境敏感—渗透压、震荡、离心、易溶菌
            • 有鞭毛，但不能移动
            • 不被噬菌体感染，无吸附位点
            • 生物学特性依旧
      • 部分去除
        • 球状体
          • 还残留部分细胞壁的原生质体
          • 一般G-构成
          • 可培养、有一定抗性，可重新形成细胞壁
  • 自然界长期进化中形成
    • 支原体
      • 细胞膜中含甾醇（胆固醇）
      • 细胞膜有较高机械强度
• 细胞壁
  • 光镜看不到，需要电镜或染色或质壁分离
  • 构造
    • 一般构造
      • 细胞壁、细胞质膜、核区、间体、细胞质、内含物
    • 特殊构造
      • 鞭毛
      • 菌毛
      • 性菌毛
      • 芽孢
      • 糖被
        • 微荚膜
        • 荚膜
        • 黏液层
  • 功能
    • 固定细胞外形，提高机械强度，使其免受渗透压等外力损伤
    • 细胞生长、分裂和鞭毛运动的必需
    • 阻拦大分子有害物质（某些抗生素和水解酶）
    • 赋予细菌特定的抗原性、致病性（如内毒素）
    • 与对抗生素和噬菌体的敏感性有关
  • 肽聚糖
    • 细菌细胞壁特有成分，杂多糖衍生物
    • 双糖单位
      • N-乙酰葡糖胺（G）
      • N-乙酰胞壁酸（M）
      • β-1,4糖苷键相连
    • 肽尾
      • 一般4个氨基酸连成短肽连接在N-乙酰胞壁酸分子上
      • 阴阳差异主要在第三个aa分子上
    • 肽桥
      • 将相邻肽尾交联形成高强度网络结构
  • 磷壁酸
    • G+特有，主要成分甘油磷酸、核糖醇磷酸
    • 根据结合部位不同分两种类型：壁磷壁酸、膜磷壁酸
    • 功能
      • 协助肽聚糖加固细胞壁
      • 提高膜结合活力，带负电，吸二价阳离子，维持酶活性，贮藏磷元素
      • 调节细胞内自溶素活力，防止细胞自溶而死
      • 作某些噬菌体特异性吸附受体
      • 赋予G+细菌特异表面抗原，可用于菌种鉴定
      • 增强某些致病菌对宿主细胞的粘连，避免被靶细胞吞噬，并有抗补体作用
  • 外膜
    • G-特有，由脂多糖、磷脂多分子层和脂蛋白组成
    • 细胞壁的最外侧，也叫外壁，插有跨膜孔蛋白
    • 也称脂多糖层，中间的磷脂双分子层与细胞膜脂双层非常相似
  • 脂多糖（LPS）
    • G-特有，致病的物质基础
    • 组成
      • 类脂A
        • 两个氨基葡萄糖组成的二糖
      • 核心多糖
        • 5~10种糖，主要是己糖或己糖胺
      • O-特异侧链
        • 也称O-抗原，有抗原特异性
    • 主要功能
      • G-细菌致病性内毒素的物质基础
      • 吸附Mg、Ca等二价阳离子，以提高这些离子在细胞表面浓度的作用
      • 由于LPS结构变化，决定了G-表面抗原决定簇的多样性
      • 是许多噬菌体在细胞表面的吸附受体
      • 具有控制某些物质进出细胞的部分选择性屏障功能
    • 结构稳定性需要足量Ca离子，如果螯合剂除去，则LPS解体，然后内壁层肽聚糖暴露，可被溶菌酶水解
  • 蛋白质
    • G-细菌细胞壁含较多蛋白质
  • G+
    • 细胞壁较厚，化学组成单一，只含90%肽聚糖和10%磷脂酸
    • 肽聚糖15~50层，机械强度大，较坚韧
    • 肽尾：L-D交替排列，两者差异主要在第三个aa上
    • 肽桥：金黄色葡萄球菌，甘氨酸五肽
      • 氨基端与甲肽尾中的第四个氨基酸的羧基相连
      • 羧基端与乙肽尾中的第三个氨基酸的氨基相连
  • G-
    • 细胞壁较薄，多层构造，除含肽聚糖、脂多糖外，还有一定量的类脂质和蛋白质等成分
    • 肽聚糖1~3层，机械强度小，较疏松
    • 大肠杆菌肽尾：L-Ala，D-Glu，m-DAP，D-Ala
    • 肽桥：大肠杆菌，没有特殊肽桥
      • 甲肽尾第四个氨基酸D-Ala的羧基
      • 乙肽尾第三个氨基酸m-DAP的氨基
      • 较稀疏、机械强度较差的肽聚糖网套