1、微生物学第二章第二章 原核微生物原核微生物 微生物根据不同进化水平和性状上的差微生物根据不同进化水平和性状上的差别可分为：别可分为：原核、真核、非细胞型生物原核、真核、非细胞型生物。原核微生物：原核微生物：细菌、放线菌、蓝细菌、支原体、立克次体和衣原体六类。第一节第一节 细菌细菌 细菌细菌是一类细胞细短、结构简单、胞壁坚韧、是一类细胞细短、结构简单、胞壁坚韧、多以多以二分裂二分裂方式繁殖和水生性较强的原核生物。方式繁殖和水生性较强的原核生物。细菌的存在？Where?When?1.培养：2.可观察的形态：群体（菌落，菌苔）个体（显微镜）Anywhere?Anytime?适宜生长的环境条件:温度，
2、湿度，pH，营养How to find and detect?球状球状(Coccus)杆状杆状(Rod)螺旋状螺旋状(Spirillum)基本形态基本形态 细胞个体呈细胞个体呈球形球形或或椭圆形椭圆形，不同种的球菌在，不同种的球菌在细胞分裂时会形成不同的空间排列方式，常被作为细胞分裂时会形成不同的空间排列方式，常被作为分类依据。分类依据。单球菌单球菌双球菌双球菌链球菌链球菌四联球菌四联球菌八联球菌八联球菌葡萄球菌葡萄球菌单球菌：单球菌：细胞沿一个平面进行分裂，分裂后子细胞分开单独细胞沿一个平面进行分裂，分裂后子细胞分开单独 存在。存在。Eg.Eg.尿素微球菌尿素微球菌链球菌：链球菌：如果子细胞
3、排列成链状，就是。如果子细胞排列成链状，就是。Eg.Eg.乳链球菌乳链球菌双球菌：如果子细胞成双成对排列，就是。双球菌：如果子细胞成双成对排列，就是。Eg.Eg.肺炎双球菌肺炎双球菌球菌形态四联球菌：四联球菌：细胞沿两个互相垂直的平面进行分裂，分裂后子细胞沿两个互相垂直的平面进行分裂，分裂后子细胞连在一起成细胞连在一起成“田田”字则称。字则称。Eg.Eg.四联微球菌四联微球菌八叠球菌：八叠球菌：如果沿三个互相垂直的平面进行分裂，八个子如果沿三个互相垂直的平面进行分裂，八个子细胞叠成一个立方体，称八叠球菌。细胞叠成一个立方体，称八叠球菌。Eg.Eg.尿素八叠球菌尿素八叠球菌葡萄球菌：葡萄球菌：如
4、果细胞分裂方向不定，子细胞不规则的集在一如果细胞分裂方向不定，子细胞不规则的集在一起，象一串串葡萄，称。起，象一串串葡萄，称。Eg.Eg.金黄色葡萄球菌金黄色葡萄球菌球菌形态分裂行为与球菌形态关系球菌形态金黄色葡萄球菌的扫描电镜照片金黄色葡萄球菌的扫描电镜照片金黄色葡萄球菌感染炎症金黄色葡萄球菌感染炎症球菌与疾病肺炎双球菌肺炎双球菌球菌与疾病细胞体夹膜双球菌吞噬细胞菌体侵入肺部细胞呈杆状或圆柱形，一般其粗细（直径）细胞呈杆状或圆柱形，一般其粗细（直径）比较稳定，而长度则常因培养时间、培养条比较稳定，而长度则常因培养时间、培养条件不同而有较大变化。件不同而有较大变化。杆菌有的笔直杆菌有的笔直,有
5、的弯曲有的弯曲,杆菌两端的情况杆菌两端的情况在分类上很重要。在分类上很重要。杆菌两端：杆菌两端：有的象刀切一样整齐有的象刀切一样整齐(eg.(eg.炭疽杆菌）；炭疽杆菌）；有的是钝圆有的是钝圆(eg.(eg.枯草杆菌枯草杆菌)；有的是尖的有的是尖的(eg.(eg.鼠疫巴斯德氏菌）。鼠疫巴斯德氏菌）。杆菌形态Note:杆状细杆状细菌的排列方菌的排列方式常因生长式常因生长阶段和培养阶段和培养条件而发生条件而发生变化，一般变化，一般不作为分类不作为分类依据。依据。球杆菌球杆菌链状杆菌链状杆菌双杆菌双杆菌单杆菌单杆菌杆菌形态杆状细菌的排列方式与形态杆状细菌的排列方式与形态杆菌与疾病1、结核分枝杆菌结核
6、分枝杆菌Picture 12、炭疽杆菌、炭疽杆菌3、破伤风梭菌、破伤风梭菌Picture 2Picture 3螺旋状的细菌，称为螺旋菌。螺旋状的细菌，称为螺旋菌。弧菌弧菌：菌体只有一个弯曲，菌体只有一个弯曲，其程度不足一圈，形似其程度不足一圈，形似 C C 字或逗号，鞭毛偏端生。字或逗号，鞭毛偏端生。螺旋菌螺旋菌：菌体回转如螺菌体回转如螺旋，螺旋数目旋，螺旋数目2-6环。环。鞭毛二端生。细胞壁坚鞭毛二端生。细胞壁坚韧，菌体较硬。韧，菌体较硬。螺旋体螺旋体：螺旋数目大于螺旋数目大于6 6环环，菌体柔软，无鞭毛菌体柔软，无鞭毛，大多数是致病菌。，大多数是致病菌。螺旋菌形态1 1、霍乱弧菌霍乱弧菌2
7、、梅毒螺旋体、梅毒螺旋体螺旋菌与疾病Picture 1Picture 21 1）柄杆菌柄杆菌（prosthecate bacteria）细胞上有细胞上有柄柄(stalk),(stalk),菌丝菌丝(hyphae),(hyphae),附器附器(appendages)(appendages)等等细胞细胞质伸出物质伸出物，细胞呈杆，细胞呈杆状或梭状，并有特征状或梭状，并有特征性的细柄。性的细柄。2)2)星形细菌星形细菌（star-shaped bacteria）（Stella）特殊形态细菌3)方形细菌方形细菌（square-ahaped bacteria）（Haloarcula）特殊形态细菌畸形畸形
8、：细胞在理化因素的刺激下，细胞发育细胞在理化因素的刺激下，细胞发育受到阻碍，从而形态异常。受到阻碍，从而形态异常。衰颓型衰颓型：培养时间过长，营养贫乏或自身代：培养时间过长，营养贫乏或自身代谢产物浓度过高等原因使细胞异常。谢产物浓度过高等原因使细胞异常。异常形态正常形态：正常形态：短杆状短杆状畸形：丝状、纺锤畸形：丝状、纺锤状、链锁状状、链锁状温度变化温度变化正常形态：正常形态：杆状杆状衰颓型：衰颓型：分枝状分枝状过熟过熟奶酪杆菌奶酪杆菌醋酸杆菌醋酸杆菌4）异常形态异常形态细胞大小表示：直径细胞大小表示：直径长长,单位：微米单位：微米细菌大小测量细菌大小测量:显微测微尺显微测微尺 一般细菌的大
9、小范围：一般细菌的大小范围：0.5 1 m mm(直径直径)0.21 m mm(直径直径)1 80 m mm(长度长度)0.31 m mm(直径直径)1 50 m mm(长度长度)(长度是菌体两端点之间的距离，而非实长度是菌体两端点之间的距离，而非实际长度际长度)细菌大小费氏刺尾鱼菌费氏刺尾鱼菌(Epulopiscium fishelsoni)(0.6 mm 0.08 mm)体积比大肠杆菌大体积比大肠杆菌大10106 6倍倍（19851985年发现）年发现）个别大型细菌费氏刺尾鱼菌费氏刺尾鱼菌草履虫德国Schulz等1997年在纳米比亚海岸的海底沉积物中发现的一种硫磺细菌(sulfur bac
10、terium)，以H2S为生。个别大型细菌纳米比亚嗜硫珠菌 Thiomargarita namibiensis细胞直径可达 0.31 mm(迄今发现最大的细菌！)（nanobacteria）（50 nm）最大和最小细菌的个体大小悬殊：最大和最小细菌的个体大小悬殊：（Thiomargarita namibiensis）（0.31 mm）10亿亿 100 亿倍亿倍细菌大小比较细菌大小比较菌菌 名名直直径径或或宽宽长长度度（m mm）乳乳链链球球菌菌（Streptococcus lactis）酿酿脓脓链链球球菌菌（Streptococcus pyogenes）金金黄黄色色葡葡萄萄球球菌菌（Staph
11、ylococcus aureus）最最大大八八叠叠球球菌菌（Sarcina maxima）旋旋动动泡泡硫硫菌菌（Thiophysa volutans）大大肠肠杆杆菌菌（Escherichia coli）普普通通变变形形杆杆菌菌（Proteus vulgaris）伤伤寒寒沙沙门门氏氏菌菌（Salmonella typhi）嗜嗜酸酸乳乳细细菌菌（Lactobacterium acidophilus）枯枯草草芽芽孢孢杆杆菌菌（Bacillus subtilis）炭炭疽疽芽芽孢孢杆杆菌菌（Bacillus anthracis）土土拉拉巴巴斯斯德德氏氏菌菌（Pasteurella tularensis）
12、德德氏氏乳乳细细菌菌（Lactobacterium delbruckii）霍霍乱乱弧弧菌菌（Vibrio cholerae）迂迂回回螺螺菌菌（Spirillum volutans）0.5-10.6-10.8-14-4.57-80.5 x 1-30.5 1 x 1-30.6-0.7 x 2-30.6-0.9 x 1.5-60.8-1.2 x 1.2-31-1.5 x 4-80.2 x 0.7-0.70.4-0.7 x 2.8-70.3-0.6 x 1-31.5 2 10-20特殊构造特殊构造：部分细菌具：部分细菌具有的或一般细菌在特殊有的或一般细菌在特殊环境下才有的构造环境下才有的构造一般构造一
13、般构造：一般细菌：一般细菌都有的构造都有的构造见见P11)细菌细胞的结构细菌细胞的结构(立体图）立体图）细菌细胞结构 细胞壁是位于细胞表面，内侧紧贴细胞膜的细胞壁是位于细胞表面，内侧紧贴细胞膜的一层较为坚韧，略具弹性的细胞结构。一层较为坚韧，略具弹性的细胞结构。ell wall）细菌细胞结构细菌超薄切片电镜照片 （示细胞壁与细胞膜）Cell wallCell wall分离获得纯细胞壁1）细胞壁的功能细胞壁的功能：（1 1）固定细胞外形和提高机械强度）固定细胞外形和提高机械强度;（2 2）为细胞的生长、分裂和鞭毛运动所必需）为细胞的生长、分裂和鞭毛运动所必需;（3 3）渗透屏障，阻拦酶蛋白和某些
14、抗生素等大分子物质）渗透屏障，阻拦酶蛋白和某些抗生素等大分子物质 （分子量大于（分子量大于800800）进入细胞，保护细胞免受溶菌酶、）进入细胞，保护细胞免受溶菌酶、消化酶和青霉素等有害物质的损伤消化酶和青霉素等有害物质的损伤;（4 4）细菌特定的抗原性、致病性以及对抗生素和噬菌体的）细菌特定的抗原性、致病性以及对抗生素和噬菌体的 敏感性的物质基础敏感性的物质基础;细菌细胞结构2）革兰氏染色与细胞壁革兰氏染色与细胞壁：细菌染色法细菌染色法死菌死菌正染色正染色革兰氏染色法革兰氏染色法抗酸性染色法抗酸性染色法芽孢染色法芽孢染色法姬姆萨染色法姬姆萨染色法鉴别染色法鉴别染色法简单染色法简单染色法活菌活
15、菌负染色：荚膜染色法等负染色：荚膜染色法等用美蓝或用美蓝或TTCTTC（氧化三苯基四氮唑）（氧化三苯基四氮唑）等作活菌染色等作活菌染色细菌细胞结构C.Gram（革兰）于（革兰）于1884年发明的一种鉴别年发明的一种鉴别不同类型细菌的染色方不同类型细菌的染色方法。法。细菌细胞结构1 1、结晶紫结晶紫对菌液涂片进行对菌液涂片进行初染初染;2 2、用、用碘溶液碘溶液进行媒染，染进行媒染，染料和细胞间的结合得更牢。料和细胞间的结合得更牢。3 3、用、用95%95%乙醇乙醇或丙酮进行冲洗或丙酮进行冲洗脱脱 色。色。4 4、用与结晶紫具有不同颜、用与结晶紫具有不同颜色的碱性染料复染。例如色的碱性染料复染。
16、例如沙黄沙黄。步骤：步骤：细菌细胞结构Left:单菌染色结果(G+或 G-)Right:混合菌染色结果(G+和 G-)细菌细胞结构革兰氏染色结果及细菌分类革兰氏染色阴性革兰氏阳性菌革兰氏阳性菌产气荚膜梭菌（产气荚膜梭菌（800）革兰氏阴性菌革兰氏阴性菌大肠杆菌（大肠杆菌（500）G GG G肽聚糖肽聚糖 胞壁酸胞壁酸 细胞膜细胞膜 膜蛋白膜蛋白 外膜外膜 孔蛋白孔蛋白 脂类脂类 周质空间周质空间 肽聚糖肽聚糖 细菌细胞结构G+和 G-细胞壁结构比较（立体模型）细菌细胞结构G+和 G-细胞壁结构比较(平面模型)参见P12 特点特点:(1)厚度大厚度大(2080nm);(2)化学组分简单化学组分简
17、单:一般只含肽聚糖一般只含肽聚糖(peptidoglycan)90%和磷壁酸和磷壁酸(teichoic acid)10%。细菌细胞结构又称又称粘肽粘肽(mucopeptide)(mucopeptide)、胞壁质胞壁质(murein)(murein)或或粘质复粘质复合物合物(mucocomplex)(mucocomplex)，是真细菌细胞壁中的特有成分，结，是真细菌细胞壁中的特有成分，结合在合在G G+细胞壁上的一种酸性多糖。细胞壁上的一种酸性多糖。(peptidoglycan)肽聚糖肽聚糖肽肽聚糖聚糖四肽尾四肽尾肽桥肽桥N-N-乙酰葡糖胺乙酰葡糖胺N-N-乙酰胞壁酸乙酰胞壁酸厚约厚约2080n
18、m，由，由40层左右的网格状层左右的网格状分子交织成的网套分子交织成的网套覆盖在整个细胞上覆盖在整个细胞上细菌细胞结构厚约厚约2080nm，由，由40层左右的网格状层左右的网格状分子交织成的网套分子交织成的网套覆盖在整个细胞上覆盖在整个细胞上每一个肽聚糖单体含有三个组成部分：每一个肽聚糖单体含有三个组成部分：主链主链，即，即双糖单位双糖单位，由一个，由一个N-乙酰胞壁酸乙酰胞壁酸（NAM）与一个）与一个N-乙酰葡萄糖胺乙酰葡萄糖胺(NAG)分子通过分子通过-1，4糖苷键连接而成。该键可被溶菌酶水解糖苷键连接而成。该键可被溶菌酶水解。：侧链：侧链，即短肽，即短肽“尾尾”，即由四个氨基酸，即由四个
19、氨基酸(L-Ala-D-Glu-L-Lys-D-Ala)连接起来的短连接起来的短肽连接在肽连接在N-乙酰胞壁酸分子上。乙酰胞壁酸分子上。D型氨基酸型氨基酸一般仅在细菌的细胞壁中见到。一般仅在细菌的细胞壁中见到。Structure of peptidoglycan N-acetyl glucosamineN-acetylmuramic acidb-(1,4)linkagesL-alanineD-glutamic acidmeso-diaminopimelic acidD-alaninepeptide bondCH3-CH-C=0 CH2OHOCH2OHOOHONH HC-C-CH3 C=0 nN
20、H COOH-C-H (CH2)2 C=0 NH H-C-(CH2)-NH2 NH C=0 CH3-C-H COOH L-AlaD-GluL-LysD-AlaG+细胞壁 肽聚糖单体结构MG ：肽肽“桥桥”，以甘氨酸五肽居多，肽“桥”的氨基端与前一肽聚糖单位肽“尾”中的第4位氨基酸（D-Ala)的羧基端相连接，而它的羧基端则与后一肽聚糖单位肽“尾”中的第3位氨基酸（L-Lys）的氨基端相连接，从而使前后两个肽聚糖单体交联起来。金黄色葡萄球菌为5个甘氨酸 甘aa甘aa甘aa甘aa甘aa 不同的菌可能肽桥不完全相同，目前不同菌的肽桥已发现100多种。革兰氏阳性菌的肽聚糖单位结构如图所示。青霉素作用点
21、溶菌酶作用点N-乙酰葡糖胺N-乙酰胞壁酸革兰氏阳性菌肽聚糖的结构革兰氏阳性菌肽聚糖的结构五肽交联桥五肽交联桥 五个甘氨酸五个甘氨酸四肽侧链四肽侧链 L-丙、丙、D-谷、谷、L-赖、赖、D-丙丙聚糖骨架聚糖骨架 G：N-乙酰葡萄胺乙酰葡萄胺 M：N-乙酰胞壁酸乙酰胞壁酸革兰氏阳性细菌细胞壁上特有的化学成分，主要革兰氏阳性细菌细胞壁上特有的化学成分，主要分为分为甘油磷酸甘油磷酸或或核糖醇磷酸核糖醇磷酸。磷壁酸磷壁酸壁磷壁酸：壁磷壁酸：膜磷壁酸（脂膜磷壁酸（脂磷壁酸磷壁酸）：）：跨越肽聚糖层并与跨越肽聚糖层并与细胞膜细胞膜相交联的称相交联的称。与与肽聚糖肽聚糖分子进行共价结合的称分子进行共价结合的称
22、。细菌细胞结构由甘油磷酸链分子与细由甘油磷酸链分子与细胞膜上的磷脂进行共价胞膜上的磷脂进行共价结合后形成。其含量与结合后形成。其含量与培养条件关系不大。培养条件关系不大。与肽聚糖分子间进行共价结与肽聚糖分子间进行共价结合，含量会随培养基成分而合，含量会随培养基成分而改变，一般占细胞壁重量的改变，一般占细胞壁重量的10%10%，有时可接近，有时可接近50%50%。细菌细胞结构膜磷壁酸；膜磷壁酸；脂磷壁酸脂磷壁酸壁磷壁酸壁磷壁酸磷壁酸种类磷壁酸种类（参见（参见P14）磷壁酸的磷壁酸的主要生理功能：主要生理功能：1、通过分子上大量的负电荷浓缩细胞周围的通过分子上大量的负电荷浓缩细胞周围的Mg2+，提
23、高，提高细胞膜上需细胞膜上需Mg2+的合成酶的活性；的合成酶的活性；2、贮藏磷元素贮藏磷元素；6、增强某些致病菌对宿主细胞的粘连、避免被白细胞吞噬增强某些致病菌对宿主细胞的粘连、避免被白细胞吞噬以及抗补体的作用；以及抗补体的作用；5、革兰氏阳性细菌特异表面抗原的物质基础；革兰氏阳性细菌特异表面抗原的物质基础；4 4、噬菌体的特异性吸附受体；、噬菌体的特异性吸附受体；3、能调节细胞内自溶素能调节细胞内自溶素(autolysin)的活力，防止细胞因自溶的活力，防止细胞因自溶而死亡。而死亡。可作为细菌可作为细菌分类、鉴定分类、鉴定的依据的依据细菌细胞结构分子结构 埋藏在外膜层之内，是仅由埋藏在外膜层
24、之内，是仅由12层肽聚糖层肽聚糖网状分子组成的薄层网状分子组成的薄层(23nm)，含量约占细胞，含量约占细胞壁总重的壁总重的10%，故对机械强度的抵抗力较，故对机械强度的抵抗力较G+细菌弱。细菌弱。A 肽聚糖肽聚糖G-Cell WallG-细菌肽聚糖单体结构与细菌肽聚糖单体结构与G+细菌基本相同，细菌基本相同，差别仅在于：差别仅在于：四肽尾的第三个氨基酸分子是四肽尾的第三个氨基酸分子是内消旋二氨基庚二酸内消旋二氨基庚二酸(m-DAP)(m-DAP)。（只在原核微生物细胞壁上发现。（只在原核微生物细胞壁上发现）没有特殊的肽桥没有特殊的肽桥，只形成较为疏稀、机械强度较差，只形成较为疏稀、机械强度较
25、差的肽聚糖网套。的肽聚糖网套。G-Cell WallL-丙氨酸D-谷氨酸m-二氨基庚二酸D-丙氨酸 赖氨酸二氨基庚二酸 是是G-细菌细胞壁所特有的结构，位于细菌细胞壁所特有的结构，位于G-细菌细胞细菌细胞壁外层，由壁外层，由脂多糖脂多糖、磷脂磷脂和和脂蛋白脂蛋白等若干种蛋白质组等若干种蛋白质组成的膜，有时也称为成的膜，有时也称为外壁外壁。G-Cell Wall外膜外膜肽聚糖肽聚糖脂多糖脂多糖脂蛋白脂蛋白磷脂磷脂 脂多糖脂多糖（lipopolysaccharide,LPS）位于位于G-细胞壁最外层的一层较厚（细胞壁最外层的一层较厚（810nm）的类）的类脂多糖类物质。脂多糖类物质。类脂类脂A核心
26、多糖核心多糖(core polysaccharide)O-特异侧链或称特异侧链或称O-多糖或多糖或O-抗原抗原（O-specific side chain）脂多糖脂多糖G-Cell Wall2个个N-乙酰葡萄糖胺及乙酰葡萄糖胺及5个长脂个长脂 肪链肪链分为内核心区和外核心区分为内核心区和外核心区多个多个4己糖单位，内含半乳糖、鼠李糖、阿己糖单位，内含半乳糖、鼠李糖、阿 可比糖可比糖(Abq)等等脂多糖脂多糖LPS的结构与主要功能的结构与主要功能LPS LPS O-O-特异侧链特异侧链结构的多变，决定了结构的多变，决定了G G-细菌细胞表面细菌细胞表面抗原决定簇的多样性；抗原决定簇的多样性；如：
27、如：沙门氏菌属沙门氏菌属(SalmonellaSalmonella)的抗原型的抗原型多达多达21072107种。种。这种多变性是革兰氏这种多变性是革兰氏阴性细菌躲避宿主免疫阴性细菌躲避宿主免疫系统攻击，保持感染成系统攻击，保持感染成功的重要手段。功的重要手段。G-Cell WallLPSLPS（核心多糖）核心多糖）负电荷较强，与磷壁酸相似，也负电荷较强，与磷壁酸相似，也有吸附有吸附MgMg2+2+、CaCa2+2+等阳离子以提高其在细胞表面浓等阳离子以提高其在细胞表面浓度的作用，对细胞膜结构起稳定作用。度的作用，对细胞膜结构起稳定作用。G-Cell WallLPSLPS（类脂类脂A)A)是是G
28、 G-细菌致病物质细菌致病物质内毒素的物质基础内毒素的物质基础G-Cell Wall具有控制某些物质进出细胞的部分选择性屏障功能；具有控制某些物质进出细胞的部分选择性屏障功能；许多噬菌体在细胞表面的吸附受体；许多噬菌体在细胞表面的吸附受体；G-Cell Wall 外膜蛋白外膜蛋白(outer membrane protein)嵌合在嵌合在LPS和磷脂层外膜上的蛋白。有和磷脂层外膜上的蛋白。有20余种，余种，但多数功能尚不清楚。但多数功能尚不清楚。G-Cell Wall 是一种通过共价键使外膜层牢固地连接在肽聚糖是一种通过共价键使外膜层牢固地连接在肽聚糖内壁层上的蛋白，分子量约为内壁层上的蛋白，
29、分子量约为7200。脂蛋白脂蛋白(lipoprotein)G-Cell Wall内层：脂蛋白内层：脂蛋白 是由三个相同分子量（是由三个相同分子量（36000）蛋白亚基组成的一种）蛋白亚基组成的一种三聚体跨膜蛋白，中间有一直径约三聚体跨膜蛋白，中间有一直径约1 nm的孔道，通过孔的孔道，通过孔的开、闭，可对进入外膜层的物质进行选择。的开、闭，可对进入外膜层的物质进行选择。非特异性孔蛋白非特异性孔蛋白特异性孔蛋白特异性孔蛋白可通过分子量小于可通过分子量小于800900的任何亲水性分子的任何亲水性分子只容许一种或少数几种相关只容许一种或少数几种相关物质通过，如维生素物质通过，如维生素B12和核和核苷
30、酸等。苷酸等。孔蛋白（孔蛋白（porins）G-Cell Wall 又称壁膜间隙。又称壁膜间隙。G+和和G-细菌中均有，一般指其细胞细菌中均有，一般指其细胞壁与细胞膜之间的狭窄空间（宽约壁与细胞膜之间的狭窄空间（宽约1215nm），呈胶状。），呈胶状。G-Cell Wall周质空周质空间是进间是进出细胞出细胞的物质的物质的重要的重要中转站中转站和反和反应场所应场所在周质空间中，存在着多种周质蛋白在周质空间中，存在着多种周质蛋白（periplasmic proteins）水解酶类水解酶类合成酶类合成酶类结合蛋白结合蛋白受体蛋白受体蛋白G-Cell Wall革兰氏阳性和阴性细菌的比较革兰氏阳性和阴
31、性细菌的比较G GG GG+与与G-细菌比较细菌比较革兰氏阳性细菌 革兰氏阴性细菌 细胞膜 肽聚糖磷壁酸脂磷壁酸 肽聚糖 周质空间 细胞膜 外膜 脂多糖 孔蛋白 磷脂 脂蛋白 膜蛋白 膜蛋白 网架结构：肽聚糖（含量高，约网架结构：肽聚糖（含量高，约30%95%）革兰氏阳性菌革兰氏阳性菌 壁磷壁酸壁磷壁酸 磷壁酸磷壁酸 膜磷壁酸膜磷壁酸 基质基质 类脂质（含量类脂质（含量2%）内壁层：内壁层：肽聚糖（含量低，约肽聚糖（含量低，约520%）革兰氏阴性菌革兰氏阴性菌 内层内层 外壁蛋白外壁蛋白 脂蛋白脂蛋白 外壁层外壁层 基质蛋白基质蛋白 中层：中层：磷脂类磷脂类 核心多糖核心多糖 外层：外层：脂多
32、糖层脂多糖层 O特异侧链特异侧链 类脂类脂A 项项 目目革革兰兰氏氏阳阳性性菌菌革革兰兰氏氏阴阴性性菌菌1、革 兰 氏 染 色 反 应能 阻 留 结 晶 紫 而 染 成 紫 色可 经 脱 色 而 复 染 成 红 色2、肽 聚 糖 层厚，层 次 多薄，一 般 单 层3、磷 壁 酸多 数 含 有无4、外 膜无有5、脂 多 糖（LPS）无有6、类 脂 和 脂 蛋 白 含 量低（仅 抗 酸 性 细 菌 含 类 脂）高7、鞭 毛 结 构基 体 上 着 生 两 个 环基 体 上 着 生 四 个 环8、产 毒 素以 外 毒 素 为 主以 内 毒 素 为 主9、对 机 械 力 的 抗 性强弱10、细 胞 壁
33、抗 溶 菌 酶弱强11、对 青 霉 素 和 磺 胺敏 感不 敏 感（参见（参见P16，表，表13）革兰氏染色的原理分革兰氏染色的原理分析析G+与与G-细菌比较细菌比较参见P185 5）细胞壁缺陷细菌细胞壁缺陷细菌：缺壁细菌缺壁细菌人工去壁人工去壁实验室或宿主实验室或宿主体内形成体内形成在自然界长期在自然界长期进化中形成进化中形成缺壁突变缺壁突变L L型细菌型细菌 基本去尽基本去尽原生质体原生质体(G(G+)部分去除部分去除球状体球状体(G(G-)支原体支原体Cell Wall Deficient bacteria（1）L 型细菌（型细菌（L-form of bacteriaL-form of
34、bacteria）细菌在某些环境条件下（实验室或宿主体内）通过细菌在某些环境条件下（实验室或宿主体内）通过自发突变而形成的遗传性稳定的细胞壁缺陷变异型。自发突变而形成的遗传性稳定的细胞壁缺陷变异型。英国英国李斯特（李斯特（Lister）预防研究所首先于预防研究所首先于1935年年发现而得名。发现而得名。Cell Wall Deficient bacteriaL L型细菌特点型细菌特点没有完整而坚韧的细胞壁，细胞呈多形态没有完整而坚韧的细胞壁，细胞呈多形态有些能通过细菌滤器，故又称有些能通过细菌滤器，故又称“滤过型细菌滤过型细菌”对渗透敏感，在固体培养基上形成对渗透敏感，在固体培养基上形成“油煎
35、蛋油煎蛋”似的小菌落（直径在似的小菌落（直径在0.1mm左右）左右）Cell Wall Deficient bacteria（2）原生质体原生质体(protoplast)在人为条件下，在人为条件下，用用溶菌酶溶菌酶处理或在含处理或在含青霉素青霉素的培养基中培的培养基中培养而抑制新生细胞壁养而抑制新生细胞壁合成而形成的仅由一合成而形成的仅由一层细胞膜包裹的，圆层细胞膜包裹的，圆球形、对渗透压变化球形、对渗透压变化敏感的细胞，一般由敏感的细胞，一般由G G+细菌形成。细菌形成。Cell Wall Deficient bacteria原生质体原生质体 特特 点点 ：对环境条件变化敏感，低渗透压、振荡
36、、离心甚至对环境条件变化敏感，低渗透压、振荡、离心甚至通气等都易引起其破裂；通气等都易引起其破裂；有的原生质体具有鞭毛，但不能运动，也不被相应有的原生质体具有鞭毛，但不能运动，也不被相应噬菌体所感染；噬菌体所感染；在适宜条件（如高渗培养基）可生长繁殖、形成菌在适宜条件（如高渗培养基）可生长繁殖、形成菌落，形成芽孢。及恢复成有细胞壁的正常结构；落，形成芽孢。及恢复成有细胞壁的正常结构；比正常有细胞壁的细菌更易导入外源遗传物质，是比正常有细胞壁的细菌更易导入外源遗传物质，是研究遗传规律和进行原生质体育种的良好实验材料研究遗传规律和进行原生质体育种的良好实验材料；Cell Wall Deficien
37、t bacteria（3）球状体球状体(sphaeroplast),又称原生质球又称原生质球 采用上述同样方法，针对采用上述同样方法，针对革兰氏阴性细菌革兰氏阴性细菌处理后而获得的处理后而获得的残留部分细胞壁残留部分细胞壁（外壁层）的球形体。与原生质体相比，（外壁层）的球形体。与原生质体相比，它对外界环境具有一定的抗性，可在普通培养基上生长。它对外界环境具有一定的抗性，可在普通培养基上生长。Cell Wall Deficient bacteria（4）支原体（）支原体（Mycoplasma）在长期进化过程中形成的、适应自然生活条件的在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。
38、无细胞壁的原核生物。Cell Wall Deficient bacteria本节要点 细菌形态；2.细菌细胞壁结构：革兰氏阳性菌与阴性菌的区别？肽聚糖结构肽聚糖单体组肽聚糖单体组成成双糖双糖单位单位四肽四肽尾尾肽桥肽桥原核生物所原核生物所特有的已糖特有的已糖四肽尾四肽尾双糖单位双糖单位由四个由四个氨基酸氨基酸分子按分子按L L型与型与D D型型交替方交替方式连接式连接而成而成双糖单位中的双糖单位中的-1,4-糖苷键很容易被溶菌糖苷键很容易被溶菌酶酶(lysozyme)所水解所水解,从而引起细菌因肽聚从而引起细菌因肽聚糖细胞壁的糖细胞壁的“散架散架”而死亡。而死亡。肽聚糖结构肽桥肽桥（肽间桥）肽
39、桥（肽间桥）目前所知的目前所知的肽聚糖已超肽聚糖已超过过100种种,在这在这一一“肽聚糖肽聚糖的多样性的多样性”中中,主要的变主要的变化发生在肽化发生在肽桥上桥上。肽聚糖结构Cell wall磷壁酸磷壁酸分子结构片段分子结构片段Cell wall结核分枝杆菌结核分枝杆菌杆菌与疾病炭疽病的病原菌炭疽病的病原菌 -炭疽杆菌炭疽杆菌杆菌与疾病破伤风梭菌破伤风梭菌Clostridum tetani 破伤风毒素侵染症状杆菌与疾病 菌体只有一个弯曲，其程度不足一圈，形似菌体只有一个弯曲，其程度不足一圈，形似“C”C”字或字或逗号，鞭毛偏端生。逗号，鞭毛偏端生。霍乱弧菌霍乱弧菌螺旋菌：螺旋菌：菌体回转如螺菌体回转如螺旋，螺旋旋，螺旋数目和螺距大数目和螺距大小因种而小因种而异。鞭毛二端异。鞭毛二端生。细胞生。细胞壁坚韧，菌体壁坚韧，菌体较硬。较硬。梅毒密螺旋体梅毒密螺旋体
