《微生物学》主要知识点-02 第二章 原
核微生物
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第二章 原核微生物
古菌（archaea）在进化谱系上与细菌（bacteria）和真核生物相互并列，但其在细胞构造上却与细菌较为接近，同属于原核生物。原核微生物是指一大类细胞核无核膜包裹，只有称作核区(nuclear region)的裸露DNA的原始单细胞生物，包括细菌和古菌两大群。细菌的细胞膜含由酯键连接的脂类，细胞壁中含特有的肽聚糖（无壁的枝原体除外），DNA中一般没有内含子（但近年来也有例外的发现）。
2.1.1 细菌的定义
细菌是一类细胞细而短(0.5×0.5~5μm)、结构简单、细胞壁坚韧、以二等分裂方式繁殖和水生性较强的原核微生物。
2.1.2 细菌的形态
球状、杆状、螺旋状、三角形、方形、圆盘形等。 2.1.3 细菌的构造
由于细菌的细胞极其微小（μm）又十分透明，因此用水浸片或悬滴观察法在光学显微镜下进行观察时，只能看到其大体形态和运动情况。若要在光学显微镜下观察其细致形态和主要构造，一般都要对它们进行染色。1884年丹麦医生C.Gram创立的革兰氏染色法（Gram stain）是最为重要的染色方法。
2.1.3.1 细菌的一般构造
一般细菌共有的结构：细胞壁、细胞膜、细胞质、核质体细胞最外层的一层厚实、坚韧的外被，有固定外形和保护细胞等多种功能。
革兰氏阳性细菌与革兰氏阴性细菌细胞壁成分的比较
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占细胞壁干重的% 成分 革兰氏阳性细菌 肽聚糖 磷壁酸 类脂质 蛋白质 革兰氏染色的机制
通过结晶紫初染和碘液媒染后，在细胞膜内形成了不溶于水的结晶紫与碘的复合物（CVI dye complex）。革兰氏阳性细菌由于其细胞壁较厚、肽聚糖网层次多和交联致密，故遇乙醇或丙酮作脱色处理时，因失水反而使网孔缩小，再加上它不含类脂，故乙醇处理不会溶出缝隙，因此能把结晶紫与碘复合物牢牢留在壁内，使其仍呈紫色。反之，革兰氏阴性细菌因其细胞壁薄、外膜层的类脂含量高、肽聚糖层薄和交联度差，在遇脱色剂后，以类脂为主的外膜迅速溶解，薄而松散的肽聚糖网不能阻挡结晶紫与碘复合物的溶出，因此，通过乙醇脱色后细胞退成无色。这时，再经沙黄等红色染料进行复染，就使革兰氏阴性菌呈现红色，而革兰氏阳性菌则仍保留紫色（实为紫加红色）了。 1、革兰氏阳性细菌的细胞壁
革兰氏阳性细菌细胞壁的特点是厚度大（20-80nm）和化学组分简单，一般只含90%肽聚糖和10%磷壁酸。
肽聚糖——又称粘肽(mucopeptide)、胞壁质(murein)或粘质复合物(mucocomplex)，是真细菌细胞壁中的特有成分。每一肽聚糖单体由三部分组成：①双糖单位：由一个N-乙酰葡糖胺通过β-1,4-糖苷键与另一个N-乙酰胞
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革兰氏阴性细菌 含量很低（5~20） 0 含量较高（~20） 含量较高 含量很高（30~95） 含量较高（<50） 一般无（<2） 0 精品资料
壁酸相连，后者为原核生物所特有的已糖。②四肽尾或四肽侧链(tetrapeptide side chain)：是由四个氨基酸分子按L型与D型交替方式连接而成。在金黄色葡萄球菌中，接在N-乙酰胞壁酸上的四肽尾为L-ala →D-glu → L-lys → D-ala，其中两种D型氨基酸在细菌细胞壁之外很少出现。③肽桥或肽间桥(peptide interbridge)：在金黄色葡萄球菌中，肽桥为甘氨酸五肽，它起着连接前后两个四肽尾分子的“桥梁”作用。目前所知的肽聚糖已超过100种，在这一“肽聚糖的多样性”中，主要的变化发生在肽桥上。
磷壁酸（teichoic acid）——结合在革兰氏阳性细菌细胞壁上的一种酸性多糖，主要成分为甘油磷酸或核糖醇磷酸。磷壁酸可分两类，其一为壁磷壁酸，它与肽聚糖分子间进行共价结合，含量会随培养基成分而改变，一般占细胞壁重量的10%，有时可接近50%。用稀酸或稀碱可以提取。其二为跨越肽聚糖层并与细胞膜相交联的膜磷壁酸（又称脂磷壁酸），由甘油磷酸链分子与细胞膜上的磷脂进行共价结合后形成。其含量与培养条件关系不大。可用45%热酚水提取，也可用热水从脱脂的冻干细菌中提取。 2、革兰氏阴性细菌的细胞壁
肽聚糖——革兰氏阴性细菌的肽聚糖可举大肠杆菌为代表。它的肽聚糖埋藏在外膜层之内，是仅由1-2层肽聚糖网状分子组成的薄层(2-3nm)，含量约占细胞壁总重的10%，故对机械强度的抵抗力较革兰氏阳性菌弱。其结构单体与上述革兰氏阳性菌基本相同，差别仅在于：①四肽尾的第3个氨基酸不是L-lys，而是被一种只有在原核微生物细胞壁上才有的内消旋二氨基庚二酸(m-DAP)所代替；②没有特殊的肽桥，其前后两个单体间的连接仅通过甲四肽尾的第4
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个氨基酸——D-ala的羧基与乙四肽尾的第3个氨基酸——mDAP的氨基直接相连，因而只形成较为疏稀、机械强度较差的肽聚糖网套。
外膜(outer membrane) ——位于革兰氏阴性细菌细胞壁外层，由脂多糖、磷脂和脂蛋白等若干种蛋白质组成的膜，有时也称为外壁。脂多糖
（lipopolysaccharide, LPS）：是位于革兰氏阴性细菌细胞壁最外层的一层较厚（8-10nm）的类脂多糖类物质，由类脂A、核心多糖(core polysaccharide)和O-特异侧链（O-specific side chain，或称O-多糖或O-抗原）三部分组成。其主要功能为：①其中的类脂A是革兰氏阴性细菌致病物质——内毒素的物质基础；②因其负电荷较强，故与磷壁酸相似，也有吸附Mg2+、Ca2+等阳离子以提高其在细胞表面浓度的作用；③由于LPS结构的多变，决定了革兰氏阴性细菌细胞表面抗原决定簇的多样性，例如，根据LPS抗原性的测定，国际上已报道过的沙门氏菌属(Salmonella)的抗原型多达2107种（1983年）；④是许多噬菌体在细胞表面的吸附受体；⑤具有控制某些物质进出细胞的部分选择性屏障功能
2.1.3.2 细菌的特殊构造
不是一般细菌都具有的结构：荚膜、鞭毛、菌毛、芽孢
1、荚膜（capsule）：某些细菌细胞壁外存在着一层厚度不定的胶状物质。主要功能：保湿、储养、堆积代谢废物、附着。
2、鞭毛 （flagellum）：鞭毛为某些细菌表面的长丝状、波曲的附属物。其数目为一至数十根，具有运动的功能。不同细菌鞭毛着生情况及数目不一致。
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