第二章 微生物的形态和分类(1)

第二章微生物的形态和分类Aprocaryoticcell微生物原核微生物真核微生物病毒细菌放线菌古菌蓝藻衣原体、支原体、立克次氏体真菌原生动物微型后生动物藻类（除蓝藻）酵母菌霉菌蕈菌（伞菌）第二章微生物的形态和分类原核微生物（prokaryotes）：即广义的细菌，指一大类细胞核无核膜包裹，只存在称做核区的裸露DNA的原始单细胞生物，包括真细菌（eubacteria）和古细菌（archaea)。真细菌包括:细菌、放线菌、蓝细菌、支原体、衣原体、立克次氏体。原核微生物原核细胞和真核细胞的区别一、定义（Definitionofbacteria）是一类结构简单、细胞壁坚韧、以二等分裂方式繁殖和水生性较强的单细胞原核微生物。第一节细菌（Bacteria）二、细菌的形态与大小常见细菌的主要形态为球状、杆状、螺旋状，分别称为球菌、杆菌和螺旋菌。食品相关的微生物主要为球菌和杆菌。1、细菌个体的基本形态1、细菌个体的基本形态球菌螺旋菌杆菌1)、球菌(coccus)及其排列状态根据细胞分裂方向及分裂后的各子细胞的空间排列状态不同,可将球菌分为以下几种:单球菌、双球菌、链球菌、四联球菌、八叠球菌、葡萄球菌等。如尿素微球菌(Micrococcusureae)单球菌肺炎双球菌(Diplococcuspneumoniae)双球菌乳链球菌（Streptococcuslactis）、无乳链球菌（Streptococcusagalactiae)、溶血链球菌（Streptococcushemolyticus)链球菌四联球菌细胞分裂是沿两个相垂直的平面进行，分裂后每四个细胞特征性地连在一起，呈田字形.如四联微球菌（Micrococcustetragenus）。细胞按三个互相垂直的平面进行分裂后，每八个球菌特征性地连在一起成立方体形。如藤黄八叠球菌（Sarcinaureae)。八叠球菌细胞无定向分裂，多个新个体形成一个不规则的群体，犹如一串葡萄。如：金黄色葡萄球菌（Staphylococcusaureus)，白色葡萄球菌（Staphylcoccusalbus)。葡萄球菌2)、杆菌(Bacillus)及其排列状态杆菌的形态：短杆状、长杆状、棒杆状、梭状杆状、月亮状、竹节状等。短杆菌长杆菌梭状芽孢杆菌两端齐平炭疽芽孢杆菌两端尖细白喉棒状杆菌杆菌(bacillus)双歧杆菌保加利亚乳杆菌炭疽杆菌枯草芽孢杆菌蜡状芽孢杆菌3)、螺旋菌(Spirilla)根据其弯曲情况分为：弧菌（Vibrio)：螺旋不满一圈，菌体呈弧形或逗号形。如霍乱弧菌、逗号弧菌。螺旋菌(Spirillum)：螺旋满2~6环，螺旋状。螺旋体(Spirochaeta)：旋转周数在6环以上。梅毒密螺旋体干酪螺菌霍乱弧菌4)、细菌的特殊形态2、细菌的大小（1）测量：测微尺（2）单位：微米（μm）（3）表示：球菌测直径；杆菌测长度和宽度;螺旋菌测长度、宽度和螺距.个体差异；干燥、固定后的菌体会一般由于脱水而比活菌体缩短1/3-1/4；染色方法的影响，一般用负染色法观察的菌体较大；幼龄细菌一般比成熟的或老龄的细菌大；环境条件，如培养基中渗透压的改变也会导致细胞大小的变化。细菌大小测量结果的影响因素细菌染色法死菌活菌：用美蓝或TTC等作活菌染色正染色负染色：荚膜染色法革兰染色法抗酸性染色法芽孢染色法吉姆萨染色法简单染色鉴别染色革兰染色法把细菌分为G+、G-三、细菌细胞的基本结构细菌细胞的结构模式图一般构造：一般细菌都有的构造。特殊构造：部分细菌具有的或一般细菌在特殊环境下才有的构造。是位于细胞最外的一层厚实、坚韧的外被，主要由肽聚糖构成，有固定细胞外形和保护细胞等多种生理功能。(一)细胞壁（Cellwall）1.证实细胞壁存在的方法1）细菌超薄切片的电子显微镜直接观察；2）质、壁分离与适当的染色，可以在光学显微镜下看到细胞壁3）制备原生质体，观察细胞形态的变化Christian.Gram（革兰）于1884年发明的一种鉴别不同类型细菌的染色方法。染色步骤2、革兰染色步骤（StepsofGramstain）结果判断菌体呈紫色者为革兰氏阳性菌—G+菌体呈红色者为革兰氏阴性菌—G-G+：肽聚糖、磷壁酸G-：肽聚糖、外膜（脂多糖LPS、磷脂、外膜蛋白）3.细胞壁的化学组成3、细胞壁（Cellwall）的化学组成•G+肽聚糖、磷壁酸•G-肽聚糖、脂多糖、外膜蛋白肽聚糖(peptidoglycan)分子由肽和聚糖组成。肽包括短肽尾和肽桥两种，而聚糖由N-乙酰葡萄糖胺和N-乙酰胞壁酸两种单糖连接而成。（1）革兰阳性菌（G+）肽聚糖的化学组成和一级结构肽聚糖由双糖单位、短肽尾和肽桥三部分构成。溶菌酶：水解N-乙酰胞壁酸与N-乙酰葡萄糖胺之间的B-1，4-糖苷键；青霉素：与转肽酶结合，使之形成青霉噻唑酰基酶，从而抑制肽聚糖合成最后阶段的转肽反应。青霉素和溶菌酶对细菌的作用原理（2）磷壁酸：G+菌特有主要成分为甘油磷酸或核糖醇磷酸。核糖醇磷壁酸甘油磷壁酸革兰阳性菌（G+）细胞壁结构：磷壁酸膜磷壁酸，又称脂磷壁酸：跨越肽聚糖层并与细胞膜上的磷脂进行共价结合。壁磷壁酸：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。磷壁酸的功能磷壁酸带负电荷，可吸附环境中Mg2+，利于细胞膜稳定及酶活性的调节。赋予G+以特异的表面抗原和某些噬菌体的特异性吸附受体。调节磷元素平衡。1.两条肽聚肽聚糖结构与G+相同，但短肽尾中的３号位上L-Lys往往被其他二氨酸取代。2.糖的肽链直接交联(3)（G-）细菌的细胞壁肽聚糖G+菌（如金黄色葡萄球菌），肽聚糖层厚，交联程度较高，且网状结构紧密。G-菌（如大肠杆菌），肽聚糖层薄，交联程度较低，且网状结构疏松。大肠埃希氏菌主要成分：①肽聚糖（1-3层）②外膜革兰阴性菌(G-)细胞壁结构（4）脂多糖：G-特有外膜由外膜蛋白、脂质双层、脂多糖（lipopolysaccharide，LPS）三者构成肽聚糖细胞膜基本结构革兰阴性菌(G-)细胞壁结构：外膜脂质双层脂多糖(LPS)脂蛋白孔蛋白脂多糖结构：由脂质A、核心多糖、特异性多糖三部分组成。内毒素：脂多糖（LPS）中的有毒成份（类脂A）。基本结构革兰阴性菌(G-)细胞壁结构：外膜①类脂A是内毒素的物质基础；②调节Mg2+、Ca2+浓度；③LPS多变，抗原决定簇多变；④许多噬菌体的吸附受体⑤选择性吸收功能。脂多糖的功能脂多糖结构：由脂质A、核心多糖、特异性多糖三部分组成。内毒素：脂多糖（LPS）中的有毒成份（类脂A）。基本结构革兰阴性菌(G-)细胞壁结构：外膜（5）（G-）外膜蛋白小分子进入细胞的通道外膜与肽聚糖连接4.G+和G-细胞壁构造差异项目革兰氏阳性细菌革兰氏阴性细菌革兰氏染色反应呈结晶紫的颜色（紫色）呈复染液的颜色(红色）肽聚糖厚，一般单层薄，多层磷壁酸多数含有无外膜无有脂多糖(LPS)无有对溶菌酶抗性弱强对青霉素抗性敏感不敏感碱性染料的抑菌作用强弱对干燥抗性强抗性弱产芽孢有的可产生不产生G+菌与G-菌一系列生物学特性的比较5.革兰氏染色机制G-菌：肽聚糖层薄，交联松散，乙醇脱色不能使其结构收缩，其脂含量高,乙醇将脂溶解，缝隙加大，结晶紫-碘复合物溶出细胞壁，沙黄复染后呈红色。第一步：结晶紫使菌体着上紫色。第二步：碘和结晶紫形成脂溶性大分子复合物，分子大，能被细胞壁阻留在细胞内。第三步：酒精脱色，细胞壁成分和构造不同，出现不同的反应。第四步：沙黄复染，增加脱色菌与背景的反差并区别于未脱色菌。G﹢菌：细胞壁厚，肽聚糖网状分子形成一种透性障，当乙醇脱色时，肽聚糖脱水而孔障缩小，故保留结晶紫-碘复合物在细胞膜上，呈紫色。（1）固定细胞外形和提高机械强度，保护细胞免受渗透压等外力的损伤；（2）为细胞的生长、分裂和鞭毛运动所必需；（3）阻拦大分子有害物质（酶蛋白和某些抗生素等）进入细胞；（4）赋予细菌特定的抗原性、致病性以及对抗生素和噬菌体的敏感性。6.细胞壁的生理功能小结细菌细胞的一般构造1、细胞壁（Cellwall）(1)细胞壁定义(2)细胞壁化学组成(3)革兰氏阳性和阴性菌细胞壁构造差异(4)革兰氏染色机制(5)细胞壁功能