微生物学第二章原核微生物

芽孢衣中蛋白质三维结构空间发生可逆性变化，使芽孢透性增加，蛋白质溶解，随后皮层膨胀、溶解、消失，外界水分进入核心，使核心膨胀，各种酶类活化。。

原核微生物

• 细菌
  • 细菌细胞的结构
    • 细胞壁
      • 几乎所有细菌（除支原体外）都有细胞壁
      • 主要成分为肽聚糖
      • 细菌细胞壁的功能
        • 1.保护细菌免受机械性或其他外力的破坏。
        • 2.维持细胞特有的形状。
        • 3.屏障保护功能。
        • 4.提供细胞的生长、分裂和鞭毛的着生、运动等所必需结构。
        • 5.赋予细胞的特定抗原、致病性和对抗生素及噬菌体的敏感性。
      • 细菌细胞壁的构造
        • 革兰氏阳性菌
          • 细胞壁较厚（20-25nm），含90%的肽聚糖和10%的磷壁酸。
        • 革兰氏阴性菌
          • 细胞壁较薄（10-15nm）有多层结构（肽聚糖层和外膜），其化学组分中除含有肽聚糖以外，还含有脂多糖（主要位于外膜，是革兰氏阴性菌的内毒素）
      • 细菌细胞壁的化学组成
        • 革兰氏阴性细菌和革兰氏阳性细菌细胞壁结构的比较
          • 革兰氏阳性细菌
            • 主要成分为肽聚糖和磷壁酸
            • 肽聚糖层数为20~50层，壁厚度20~80nm
            • 无外膜
            • 周质空间窄
            • 无孔蛋白
            • 无类脂质
          • 革兰氏阴性细菌
            • 主要成分为肽聚糖和脂多糖
            • 肽聚糖层数为1~2层，壁厚度10~15nm
            • 有外膜
            • 周质空间宽
            • 有孔蛋白
            • 有类脂质
        • 肽聚糖
          • 1）聚糖链
            • 由N-乙酰葡糖胺（G）和N-乙酰胞壁酸（M）两种糖衍生物通过B-1，4-糖苷键重复交替连接成。该糖苷键容易被溶菌酶水解。
          • 2）短肽
            • 由4个氨基酸分子连接而成。
          • 3）肽桥
            • 肽聚糖的多样性表现在肽桥的多样性。
        • 磷酸壁
          • 结合在革兰氏阳性细菌细胞壁上的；
          • 以磷酸二酯键连接而成。
        • 脂多糖（LPS）
          • 位于革兰氏阴性细菌细胞壁外膜中，由磷脂双分子层、脂蛋白与脂多糖组成的外膜。
          • 鼠伤寒沙门氏菌的脂多糖由脂质A-核心多糖-O-特异侧链3个部分组成。
          • 脂质A是细菌内毒素的主要成分。
      • 细菌的革兰氏染色机制
        • 革兰氏阳性细菌呈蓝紫色，革兰氏阴性细菌呈现红色。
      • 细胞壁缺损型
        • 1）原生质体
          • 原生质体是指在等渗溶液中用溶菌酶完全脱去原有细胞壁或用青霉素抑制细胞壁的合成后，所留的仅由细胞膜包裹着的脆弱细胞。
        • 2）球形体
          • 是指用溶菌酶部分除去革兰氏阴性菌的细胞壁而形成的缺损性细胞。
        • 3）L型细菌
          • 是指因为一种因自发突变而形成的细胞壁缺损的细菌，其细胞膨大，对渗透压十分敏感。由英国李斯德发现。
    • 细胞质膜
      • 细菌细胞质膜的结构及组成
        • 细胞膜的结构是磷脂双分子层，头部亲水，尾部疏水。
      • 细菌细胞质膜的功能
        • 1）渗透屏障功能。
        • 2）物质运输功能。
        • 3）参与膜脂、细胞壁各种组分以及糖被等的生物合成。
        • 4）参与产能代谢，在细菌中，电子传递链和ATP合成酶均位于细胞膜，是氧化磷酸化的场所。
        • 5）分泌细胞壁和糖被的成分（孔蛋白、脂蛋白、多糖）、胞外蛋白（各种毒素、细菌溶菌素）以及胞外酶（青霉素酶、蛋白酶、淀粉酶等）。
        • 6）参与DNA复制与子细菌的分离。
        • 7）提供鞭毛的着生位点。
    • 内膜系统
      • 间体
        • 许多细菌的细胞膜内延形成一个或几个片层状、管状或囊状的间体。
    • 细胞质及其内含物
      • 核糖体
        • 细菌核糖体为70S核糖体，它由30S和50S两个亚基组成。
      • 储藏性颗粒
        • 1）聚B-羟丁酸（PHB）颗粒
        • 2）异染粒
        • 3）多糖（淀粉或糖原）
        • 有降低细胞内渗透压的作用
        • 4）元素硫颗粒
          • 紫硫细菌等硫细菌，紫色细菌，绿色细菌和蓝细菌等光合细菌在富含H2S的环境中会有元素硫颗粒储存。
        • 5）磁小体
          • 功能：即导向作用，借助鞭毛引导细菌游向泥、水界面微氧环境处生活。
        • 6）气泡
          • 气泡具有调节细胞密度而使细胞漂浮在水中的功能。
    • 芽孢
      • 概念
        • 产芽孢细菌生长发育后期，菌体内形成的圆形、厚壁、折光性强、具抗逆性的休眠体。
      • 特点
        • 一个营养细胞内仅生成一个芽孢，无繁殖功能；
        • 代谢活性低；
        • 对干燥、热、化学物质、辐射等具有高度抗性。
      • 结构
        • 孢外壁
        • 芽孢衣
        • 皮层
        • 芽孢质
        • 芽孢核区
        • 芽孢膜
        • 芽胞壁
        • 核心
      • 芽孢的萌发
        • 活化
          • 人为条件下用短时期热处理，可逆。
        • 出芽
          • 芽孢衣中蛋白质三维结构空间发生可逆性变化，使芽孢透性增加，蛋白质溶解，随后皮层膨胀、溶解、消失，外界水分进入核心，使核心膨胀，各种酶类活化，并合成细胞壁。
        • 生长
          • 芽孢核心合成DNA、RNA和蛋白质，出芽并萌发成新的细胞。
      • 芽孢的耐热机制
        • 渗透调节皮层膨胀学说
      • 研究芽孢的意义
        • 1）细菌分类、鉴定中的重要形态学指标。
        • 2）许多产芽孢菌是强烈致病菌。
        • 3）指定灭菌参数。
        • 4）有些芽孢会产生有益的代谢产物。
      • 伴饱晶体
        • 伴随着芽孢的产生形成的晶体，多具有毒性。
        • 应用：细菌杀虫剂
    • 鞭毛
      • 定义
        • 生长在某些细菌体表的丝状蛋白质附属物。
      • 功能
        • 运动
      • 判断鞭毛有无的方法
        • 半固体培养基、平板培养菌落边缘、悬滴法。
      • 结构
        • 鞭毛丝
        • 鞭毛钩
        • 基体
          • 革兰氏阴性菌，如大肠杆菌
            • 共有4个环，分别位于细胞壁的脂多糖层（L环）、肽聚糖层（P环）、位于细胞膜表面的S环和细胞膜内的M环。
          • 革兰氏阳性菌，如枯草芽孢杆菌
            • 环系只有S环和M环组成。
    • 菌毛
      • 功能
        • 1）促进细菌的黏附，粘附于宿主的消化道、呼吸道、泌尿生殖道等粘膜上，进一步定植和治病。
        • 2）促使某些细菌缠集在一起而在液体表面形成菌膜。
        • 3）菌毛抗原。
    • 性丝
      • 多见于革兰氏阴性菌的雄性菌株中
      • 功能
        • 向雌性菌株传递遗传物质，参与质粒的转移。
    • 糖被
      • 糖被的种类
        • 包裹在单个细胞上
          • 在壁上有固定层
            • 层次厚
              • 大荚膜
            • 层次薄
              • 微荚膜
          • 松散，未固定在壁上
            • 粘液层
        • 包裹在细胞群上
          • 菌胶团
            • 动胶菌属
        • 糖被的种类
      • 荚膜与菌落形态的关系
        • 产荚膜菌
          • 光滑型（S型），菌落表面湿润、有光泽、黏液状。
        • 无荚膜菌
          • 粗糙型（R型），菌落干燥、粗糙。
      • 组成与功能
        • 组成
          • 除水外主要是多糖，此外还有多肽、蛋白质、糖蛋白等。
        • 功能
          • 1）保护作用。
          • 2）致病功能，如变异链球菌引起龋齿。
          • 3）储藏养料。
      • 应用
        • 1）鉴定菌种。
        • 2）提取葡聚糖--“代血浆”
        • 3）胞外多糖：黄原胶用于石油开采。
        • 4）菌胶团用于处理污水。
  • 细菌的形态及观察
    • 细菌的基本形态
      • 杆菌
        • 长杆菌
          • 长宽相差较大，如枯草芽孢杆菌。
        • 短杆菌
          • 呈球杆状，其长宽非常接近，如黄色短杆菌。
        • 双杆菌
          • 菌体成对排列，如双歧杆菌、肉毒梭菌。
        • 链杆菌
          • 菌体形成链状。
        • 芽孢杆菌
          • 杆菌可以产生芽孢。
      • 球菌
        • 根据其细胞的分裂面和子细胞分离与否，可分为多种不同的排列方式
          • 单球菌
          • 双球菌
          • 链球菌
          • 四联球菌
          • 八叠球菌
          • 葡萄球菌
      • 螺旋菌
        • 弧菌
          • 螺旋不到一周，如霍乱弧菌。
        • 螺菌
          • 螺旋一周或多周（6周），如幽门螺杆菌。
        • 螺旋体
          • 螺旋6周以上，如梅毒螺旋体。
      • 其他形态
        • 如梨状、叶球状、盘叠状、方形、星形及三角形。
    • 细菌的大小
      • 度量细菌细胞大小的单位
        • 微米（um）
          • 大肠杆菌其平均长度约2um，宽约0.5um。
    • 细菌的观察
      • 细菌观察常用染色方法
        • 死菌
          • 正染色
            • 简单染色法
            • 革兰氏染色法
            • 抗酸性染色法
            • 芽孢染色法
            • 吉姆萨染色法
          • 负染色
            • 荚膜染色法
        • 活菌
          • 活性染色
            • 美蓝（亚甲蓝）染色法
            • 氯化三苯基四氮唑染色法
      • 革兰氏染色法的主要过程：细胞涂片-初染-媒染-脱色-复染-观察
        • 被染成蓝紫色的细菌称为革兰氏阳性菌（G+）
        • 被染成浅红色的细菌称为革兰氏阴性菌（G-）
  • 细菌的菌落
    • 菌落
      • 以母细胞为中心聚集在一起，形成一个肉眼可见的，具有一定形态结构的子细胞群。
    • 菌苔
      • 成片的菌落连在一起。
    • 克隆
      • 一个菌落是由一个细菌繁殖而来的。
• 其他原核微生物
  • 支原体
    • 特点
      • 细胞膜中含有固醇或脂聚糖
      • 无细胞壁，呈G-，对青霉素不敏感
      • 菌落呈荷包蛋状
      • 二分裂繁殖
  • 立克次氏体
    • 定义
      • 一类介于细菌与病毒之间，较接近于细菌的、专性活细胞内寄生繁殖的原核微生物。
    • 特点
      • 有细胞壁，G-
      • 二分裂繁殖
      • 对热敏感，有些能产生内毒素
      • 存在不完整的产能代谢途径
  • 衣原体
    • 定义
      • 介于立克次氏体与病毒之间能通过细菌过滤器的生物。已知细胞型生物中最简单的生物。
  • 螺旋体
    • 定义
      • 细长柔软弯曲呈螺旋运动的单细胞原核生物。如梅毒螺旋体。
• 蓝细菌
  • 概念
    • 一类含有叶绿素a，具有产氧性光合作用的的大型原核生物。
  • 形态
    • 链杆状
    • 球状（正在分裂）
    • 丝状聚合体
  • 特点
    • 细胞壁似于G-菌，有内外两层，外层为脂多糖层，内层为肽聚糖层。
    • 水生种类
      • 有气泡使菌体漂浮以利于光合作用。
    • 分布广，“先锋生物”
  • 危害
    • N、P等富营养化的海水“赤潮”，湖泊“水华”的元凶。
• 放线菌
  • 概念
    • 一类具分枝状菌丝体和以外生孢子繁殖的陆生较强的原核生物。
  • 特征
    • 基本特征与细菌G+相同，多数腐生少数寄生。
  • 形态与构造
    • 营养菌丝
      • 吸收营养代谢产物，产生色素。
    • 气生菌丝
      • 颜色深。
    • 孢子丝
      • 繁殖作用。
      • 孢子丝的形态多样是菌种鉴定的依据。
  • 繁殖方式
    • 无性繁殖
      • 菌丝断裂
        • 生物个体生长到一定阶段，其菌丝断裂成数段，每段又各自发展成一个个体。常见于液体培养。
      • 分生孢子
        • 凝聚分裂
        • 横膈分裂
      • 孢子囊孢子
  • 代表菌
    • 链霉菌属
      • 1）大多数抗生素是链霉菌产生的。
      • 2）孢子丝形态多样。