第二章 原核微生物（Prokaryotes）
微生物三大类：Prokaryotic/eukaryotic/acellular microorganism 主要章节，以第一节为主 比较原核细胞与真核细胞 主要内容：细菌（bacteria） (cyanobacteria)
古菌（Archaea）和其他几种原核微生物(others)
原核生物：广义上都可称之为细菌（bacteria）,指一大类细胞核无核膜包裹的原始单细胞生物。
包括（真）细菌（eubacteria/bacteria）和古（生）菌（archaea）两大类。 （真）细菌主要要有：细菌（狭义的）、放线菌、蓝细菌、支原体、衣原体、立克次氏体
放线菌(actinomycetes）蓝细菌
第一节 细 菌（bacteria）
大量存在,小，单细胞，具肽聚糖细胞壁，水生型强，分布极其广泛，多喜中性偏碱环境；
多数发酵后出现腐臭气味；
有害菌：各类病原菌、产生有毒物质的细菌、引起食品和工农业产品腐败变质、减产
有益菌：工业微生物、医药微生物、污染物讲解菌、动植物正常菌群、物质循环一、细菌的形态大小 （一）细菌细胞形态 较稳定，为分类学依据之一
三大类：球菌(coccus) 杆菌(bacillus) 螺旋菌(spirillum) 其他形状的细菌
1 球菌(coccus):球形，常因为分裂具有方向性以及新细胞暂时不分开，而形成各种细胞堆积―――图示并解释(分裂面的情况)：
单球菌 双球菌 四联球菌 八叠球菌 葡萄球菌 链球菌 如金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）是引起伤口化脓的主要微生
物;肺炎双球菌（Diplococcus pneumoniae）、乳链球菌（Streptococcus lactis）、尿素微球菌（Micrococcus ureae）、藤黄八叠球菌（Sarcina lutea）。 2 杆菌(bacillus) 图示并解释：
杆状、棒状、丝状，单个或成链。杆菌短径(‘粗细’)稳定，但长度变化大。单生、双生或成链
如大肠杆菌（Escherichia coli），为短杆状 G－肠道正常或条件致病菌；芽孢杆菌属（Bacillus）是最常见 G＋杆菌，如枯草杆菌（Bacillus subtilis）、炭疽杆菌（Bacillus anthracis）等。
3 螺旋菌（spirllum/spirochete) 细胞壁较坚韧，细胞成刚性 弧菌 (vibrio)：弧状，靠鞭毛运动如霍乱弧菌（Vibrio cholerae）
螺菌（ spirllum） ： 螺旋状， 靠鞭毛运动， 如幽门螺杆菌（ Helicobater
pylori）
4 其它形态细菌: 图示并解释： 柄细菌：杆状细胞一端有细柄
鞘细菌（球衣菌）：较多杆状细胞包裹于一个丝状衣鞘中
细菌的多态：有些细菌不同生长期、不同菌龄、不同生理状态、老化时可能出现不同形态
（二）细菌细胞的大小
数 μm, 0.2～80μm,光学显微镜可见。P15； 如大肠杆菌（Escherichia coli）约 0.5*1-2μm 图示并解释：
细胞的大小是细菌分类特征
同一细菌的不同菌龄细胞大小可能不同；杆菌短径较稳定，而长度变化较大细菌细胞大小还与营养等因素相关
细胞大小的测量结果只是近似值，在显微镜下用测量
二 细菌细胞的结构
基本结构：所有细胞具备的结构，细胞壁、细胞膜、细胞质、核糖体、细胞核、
简单内膜系统如简体、载色体等
特殊结构：某些细菌才有的结构，鞭毛、纤毛、荚膜、芽孢、质粒 （＋P32 细菌形态和结构的观察方法，待加，加上染色介绍） （一） 革兰氏染色（Gram staining) 1884, 丹麦，Christian Gram 1 革兰氏染色步骤: 图示并解释：
（细胞图片、干燥固定后）结晶紫初染→碘液媒染→乙醇脱色→沙黄/番红复染 2 革兰氏染色结果 图示并解释：
革兰氏阳性菌（G+）：保持初染的紫色，如芽孢杆菌、多数球菌、放线菌革兰氏阴性菌（G－）：初染紫色被乙醇褪去，复染成红色
（二）细胞壁（cell wall) 1 细胞壁的功能―――活性壁 ? 固定细胞外形
? 保护细胞免受外力的损伤 ? 协助鞭毛运动 ? 为正常细胞分裂所必需 ? 阻拦有害物质进入细胞
? 与细菌的抗原性、致病性和对噬菌体的敏感性密切相关 2 细菌细胞壁（cell wall）的结构 图示并解释：
革兰氏阳性菌（G+）：厚的肽聚糖（Peptidoglycan）层，另含磷壁酸，无外壁层
革兰氏阴性菌（G－）：在较薄的肽聚糖层外还有较厚的由脂多糖和脂蛋白构成的外壁层；不含磷壁酸 3 细胞壁的化学组成
高等植物：纤维素(cellulose)
霉菌：几丁质(chitin) 酵母：甘露聚糖，葡聚糖 细菌：肽聚糖，磷壁酸，脂多糖
肽聚糖（图示并解释）: N－乙酰葡萄糖胺和 N－乙酰胞壁酸交替以 β-1,4 糖苷键
相连成骨架，由短肽把骨架连成多层网状结构
短肽（图示并解释）：由 4～5 个氨基酸构成，其中往往含 D-型氨基酸和二氨基
庚二酸（diaminopimelic acid；DAP） 图示各结构单位一级结构
注：
纤维素：葡萄糖单位以 β-1,4 糖苷键连接而成的线性结构
淀粉：直链淀粉由葡萄糖单位以 α-1,4 糖苷键连接而成的线性结构；支链淀粉的
线性段同直链淀粉，分支处为 α-1,6 糖苷键连接
几丁质（壳多糖）：为 N－乙酰葡萄糖胺（N-acetylglucosamine; NAG）由 β-1,4
糖苷键连接而成的线性结构，与纤维素极相似，只是每个葡萄糖残基的 C2 上被乙酰化的氨基取代
N－乙酰胞壁酸(N-acetylmuramic acid, NAM)：N－乙酰葡萄糖胺中葡萄糖残基C3
上被丙酸取代
磷壁酸(teichoic acid)：在 G＋中存在，占有些细菌细胞壁干重的 50％；主链
是由醇（核糖醇或甘油）与磷酸分支交替连接成，侧链是单个的 D－alanine 或 glucose
脂多糖:是 G－特有的，构成外膜外表面的主要物质，由脂质和杂多糖共价连接成
溶菌酶（lysozyme/muramidase）作用：破坏肽聚糖的 ?（1，4）糖苷键，使细菌细胞壁溶解，细胞破裂
青霉素(penicillin)的作用：结构与 D-型氨基酸相似，干扰新生细胞壁的形成，
造成新生细胞细胞壁不完整或缺壁而死亡。G+对青霉素敏感
4 G+、G-细胞壁比较（图示并解释）
革兰氏阳性菌（G）：厚的肽聚糖层，20～80nm,多层（约 40 层），网格紧密；
含磷壁酸；无外壁层
革兰氏阴性菌（G－）：肽聚糖层薄，2～3nm,单层，网格疏松；不含磷壁酸；肽
聚糖层外还有较厚的由脂多糖和脂蛋白构成的外壁层。
+
附：革兰氏染色的可能机理（结合结构和染色过程讲解，并说明假阳性或假阴性
出现的可能原因）
在染色过程中，细胞内形成了深紫色的结晶紫-碘的复合物。这种复合物可被酒
精从 G-细胞内浸出，而 G＋菌则较困难：
G＋菌：细胞壁肽聚糖层厚，网格结构紧密，含脂量低，当它被酒精脱色时，肽
聚糖层网格孔径缩小甚至关闭，从而阻止了结晶紫-碘的复合物的逸出，故而成深紫色
G-菌：细胞壁肽聚糖壁层薄，网格结构稀疏，酯类含量又高，当它被酒精脱色时， 酯
类物质溶解，细胞壁通透性增大，结晶紫-碘的复合物被抽提出来，紫色退去，细胞被复染成红色
假阴性：过度脱色、老化、死亡的 G+细胞可能染色结果为革兰氏阴性
5 缺壁细菌：
自发缺壁突变：L 型细菌(首先被英国的 Lister 医学研究院发现) 人工方法去壁： 彻底除尽：原生质体部分去除：球状体
自然界长期进化中形成：支原体
（三）细胞膜(cell membrane)： 质膜（cytoplasmic membrance） 1 细胞膜液体镶嵌模型（图示并解释） （复习）物质组成和结果
第二章原核微生物-微生物学-陈义光(可编辑修改word版)
