微生物學教案-文庫吧

【正文】 溶酶體和過氧化物酶體有微管骨架存在由一根蛋白鞭毛絲構成鞭毛鞭毛有微管排列的復雜結構核糖體——核糖體——(線粒體和葉綠體的核糖體是)肽聚糖的細胞壁(只有真細菌有，古細菌中是不同的多聚體)多糖的細胞壁，一般或者是纖維素或者是幾丁質原核細胞和真核細胞的區別原核生物和真核生物原核生物和真核生物細胞之間有許多差別。真核生物的主要特征是有細胞核和如線粒體、葉綠體的細胞器及復雜的內膜系統。病毒屬于非細胞類，細菌屬于原核生物，所有其他微生物屬于真核生物。原核細胞和真核細胞的區別 核、核膜、染色體原核生物細胞沒有核膜，有一個明顯的核區，這個核區上集中了它的主要遺傳物質，由一條與類組蛋白相聯系的雙鏈構成的染色體組成。真核生物細胞則是由一條或一條以上的雙鏈與組蛋白等結合成的染色體，并由核膜包圍。代謝場所原核細胞沒有獨立的內膜系統，與代謝有關的酶如呼吸酶合成酶等位于細胞膜上，因此它的能量代謝在質膜上進行。真核細胞不僅有獨立的內膜系統，還有細胞骨架，呼吸酶在線粒體中，有專用的細胞器來完成各項生理功能，如線粒體、葉綠體。核糖體的大小和分布原核細胞的核糖體大小為，常以游離狀態或多聚體狀態分布于細胞質中。真核細胞的核糖體大小為，可以游離狀態存在于細胞結合于內質網上。線粒體和葉綠體內有各自在結構上特殊的核糖體。167。 細菌細菌（）是一類細胞細短（直徑約μ，長度約～μ）、結構簡單，胞壁堅韌，多以二分裂方式繁殖和水生性較強的原核生物。倍以上顯微鏡才能看到其形狀。一、細菌的形態構造及其功能（一）形態與染色、基本外形：球狀——球菌；桿狀——桿菌；螺旋狀——螺旋菌。（）球菌（）：　　球形或近球形，根據空間排列方式不同又分為單、雙、鏈、四聯、八疊、葡萄球菌。不同的排列方式是由于細胞分裂方向及分裂后情況不同造成的。細胞呈球狀或橢圓形。根據這些細胞分裂產生的新細胞所保持的一定空間排列方式有以下幾種情形：見圖單球菌——尿素微球菌（圖211）雙球菌——肺炎雙球菌（圖212）鏈球菌——溶血鏈球菌（圖213）四聯球菌——四聯微球菌（圖214）八疊球菌——尿素八疊球菌（圖215）葡萄球菌——金黃色葡萄球菌（圖216）（）桿菌 () ：桿狀或圓柱形，徑長比不同，短粗或細長。是細菌中種類最多的。桿菌細胞呈桿狀或圓柱形。圖中的為長桿菌和短桿菌，為枯草芽孢桿菌，為溶纖維梭菌。（）螺旋菌（）：細胞呈彎曲桿狀的細菌統稱為螺旋菌。是細胞呈彎曲桿狀細菌統稱，一般分散存在。根據其長度、螺旋數目和螺距等差別，分為弧菌（菌體只有一個彎曲，形似字）和螺旋菌（螺旋狀，超過圈）。　　與螺旋體 區別：無鞭毛。弧菌 偏端單生鞭毛或叢生鞭毛（圖2110）螺旋菌 兩端都有鞭毛（圖2111）細菌形態不是一成不變的，受環境條件影響（如溫度、培養基濃度及組成、菌齡等）。 異常形態：一般，幼齡，生長條件適宜，形狀正常、整齊。老齡，不正常，異常形態。　 畸形：由于理化因素刺激，阻礙細胞發育引起。　　衰頹形：由于培養時間長，細胞衰老，營養缺乏，或排泄物積累過多引起。、細菌染色法由于細菌細胞既小又透明，故一般先要經過染色才能作顯微鏡觀察。細菌染色法 細菌染色法死菌活菌：用美藍或等負染色：莢膜染色法正染色鑒別染色法莢膜染色法革蘭氏染色抗酸性染色法芽孢染色法姬姆薩（）染色法、細菌的大小細菌大小的度量單位：以為單位。細菌大小的表示：球菌 一般以直徑來表示，球菌直徑～。桿菌和螺旋菌則以長和寬來表示。如 180。，桿菌直徑～ ，長為直徑～幾倍，螺旋菌直徑～，長～。細菌大小的測定：在顯微鏡下使用顯微測微尺測定。細菌大小也不是一成不變的。　　細菌的重量：每個細菌細胞重量～12g ，大約個 細胞才達重。 二、細菌的細胞構造研究細菌細胞結構是分子生物學重要內容之一，有了電子顯微鏡才有可能。其結構分為基本結構和特殊結構。　　（一）細菌細胞的一般構造基本結構是細胞不變部分，每個細胞都有，如細胞壁、細胞膜、細胞核。　　、 細胞壁①概念：細胞壁（ ）是細胞質膜外面具有一定硬度和韌性的壁套，使細胞保持一定形狀，保障其在不同滲透壓條件下生長，即使在不良環境中也能防止胞溶作用。真細菌的細胞壁由肽聚糖構成，而古細菌細胞壁組成物質極為多樣，從類似肽聚糖的物質、假肽聚糖，到多糖、蛋白質和糖蛋白。真細菌細胞壁由膚聚糖構成，膚聚糖是乙酰氨基葡萄糖()和帶有交替排列的型或型氨基酸側鏈的乙酰胞壁酸()的多聚體。它是高度的交聯的分子，使得細胞具有剛性、強度和保護細胞抵抗滲透壓的裂解。肽聚糖有許多獨特的特性，如型氨基酸，它可作為抗生素攻擊肽聚糖的靶目標(抗生素通過抑制或干擾肽聚糖合成而使細胞壁缺損)。革蘭氏陽性細菌細胞還含有磷壁酸。②功能：細菌細胞壁的生理功能有：保護原生質體免受滲透壓引起破裂的作用；維持細菌的細胞形態(可用溶菌酶處理不同形態的細菌細胞壁后，菌體均呈現圓形得到證明)；細胞壁是多孔結構的分子篩，阻擋某些分子進入和保留蛋白質在間質(革蘭氏陰性菌細胞壁和細胞質之間的區域)；細胞壁為鞭毛提供支點，使鞭毛運動。③革蘭氏染色革蘭氏染色根據年革蘭姆克里斯琴( )發明的染色反應，真細菌常常分成兩類。對染色步驟反應的差別是由于兩類細菌的細胞外膜結構。革蘭氏陽性細菌有單一的膜稱作細胞膜(或原生質膜)，周圍被厚的肽聚糖層包圍(～)。革蘭氏陰性細菌只有一薄層肽聚糖(—)，但是在肽聚糖層外邊，仍有另一層的外膜，作為另外的屏障(圖)。　　革蘭氏染色步驟如下：固定過的細胞用暗染色例如結晶紫染色，接著加碘液媒染，細菌細胞壁內由于染色形成結晶紫與碘的復合物。隨后加酒精從薄的細胞壁中洗出結晶紫與碘暗染色的復合物，但是結晶紫—碘復合物不能從厚的細胞壁中洗出。最后，用較淺的石炭酸復紅復染。加石炭酸復紅染色，使脫色的細胞呈粉紅色，但在暗染色的細胞中沒有看到粉紅色，仍保持第一次的染色結果。保持原來染色(厚的細胞壁)的細胞稱作革蘭氏陽性，在光學顯微鏡下呈現藍紫色。脫色的細胞(薄的細胞壁和外膜)稱作革蘭氏陰性，染成粉紅色或淡紫色。表 革蘭氏染色程序和結果步 驟方 法結　　　果陽性()陰性()初 染結晶紫紫 色紫 色媒染劑碘液仍為紫色仍為紫色脫 色乙醇—保持紫色脫去紫色復 染蕃紅(或復紅)—仍顯紫色紅 色　　④化學組成與超微結構 革蘭氏陽性細菌（ ）革蘭氏陽性細菌細胞壁具有較厚（～）而致密的肽聚糖層，多達層，占細胞壁的成分，它同細胞膜的外層緊密相連(見圖)。有的革蘭氏陽性細菌細胞壁中含有磷壁酸（）,也即胞壁質（）。l 革蘭氏陰性細菌（ ）外膜 革蘭氏陰性細菌特殊的是外膜上含有許多獨特的結構（見圖示），如把外膜與肽聚糖層連接起來的布朗(’)脂蛋白，使營養物被動運輸通過膜的[膜]孔蛋白和起保護細胞作用的脂多糖()。脂多糖也稱為內毒素，對哺乳動物有高度毒性。細菌細胞壁外膜的基本成分是脂多糖（ ），此外還有磷脂、多糖、和蛋白質。外膜被分為脂多糖層（外）、磷脂層（中）、脂蛋白層（內）。肽聚糖層 細菌細胞壁肽聚糖層很薄，約有厚。它與外膜的脂蛋白層相連。周質空間 周質空間（ ，即壁膜間隙）是革蘭氏陰性細菌細胞膜與外膜兩膜之間的一個透明的區域（見圖）。它含有與營養物運輸和營養物進入有關的蛋白質，有：營養物進入細胞的蛋白；營養物運輸的酶，如蛋白[水解]酶；細胞防御有毒化合物，如破壞青霉素的內酰胺酶。革蘭氏陽性細菌以上這些酶常分泌到胞外周圍，革蘭氏陰性細菌則依靠它的外膜，保持這些酶與菌的緊密結合。⑤ 與－菌的細胞壁的特征比較表 兩類細胞壁的特征比較特 征　細菌－　細菌肽聚糖層厚層薄類脂極少脂多糖外膜缺有壁質間隙很薄較厚細胞狀態僵硬僵硬或柔韌酸消化的效果原生質體原生質球對染料和抗生素的敏感性很敏感中度敏感⑥細胞壁缺陷細菌　　、原生質體（）：人工條件下用溶菌酶除去細胞壁或用青霉素抑制細胞壁合成后，所留下的部分。一般由細菌形成。　　、球形體（）：殘留部分細胞壁，一般由細菌形成。有一定抗性。　　特點：對滲透壓敏感；長鞭毛也不運動；對噬菌體不敏感；細胞不能分裂等。　　、細菌 型：一種由自發突變形成的變異型，無完整細胞壁，在固體培養基表面形成 油煎蛋 狀小菌落。　　、支原體：長期進化形成，獨立成為柔膜菌綱，柔膜菌目。 、 細胞膜與中間體① 概念細胞質膜（ ），簡稱質膜（ ），是圍繞細胞質外的雙層膜結構，使細胞具有選擇吸收性能，控制物質的吸收與排放，也是許多生化反應的重要部位。原生質膜是一個磷脂雙分子層，其中埋藏著與物質運輸、能量代謝和信號接收有關的整合蛋白。另外，有通過電荷相互作用，疏松附著于膜的外周蛋白。膜中的脂類和蛋白質互相相對運動。②成分與結構原生質膜(細胞膜)埋藏在磷脂雙分子層中的是有各種功能的蛋白(圖)，包括轉運蛋白、能量代謝中的蛋白和能夠對化學刺激檢測和反應的受體蛋白。整合蛋白()是完全地與膜連接而且貫穿全膜的蛋白，所以這些蛋白在此區域中有疏水性氨基酸埋藏在脂中。外周蛋白( )是由于磷脂帶正電荷極性頭，只是通過電荷作用與膜松散連接的一類，用鹽溶液洗滌可以從純化的膜上除去。脂類和蛋白質均在運動，而且是彼此之間相對運動。這就是被廣泛接受的稱作液態鑲嵌模式的細胞膜結構模型。脂雙分子層 細胞膜由含有親水區域的和疏水區域的兩親性分子磷脂組成。在膜中磷脂以雙分子層排列，極性頭部親水區指向膜的外表面，而其疏水區脂肪酸的尾部指向膜的內層。結果，膜對于大分子或電荷高的分子成為一個選擇滲透屏障，它們不易通過磷脂雙分子的疏水性內層。③功能細胞質膜的生理功能有：維持滲透壓的梯度和溶質的轉移；細胞質膜是半滲透膜，具有選擇性的滲透作用，能阻止高分子通過，并選擇性地逆濃度梯度吸收某些低分子進入細胞；由于膜有極性，膜上有各種與滲透有關的酶，還可使兩種結構相類似的糖進入細胞的比例不同，吸收某些分子，排出某些分子；細胞質膜上有合成細胞壁和形成橫隔膜組分的酶，故在膜的外表面合成細胞壁；膜內陷形成的中間體(相當于高等植物的粒線體)含有細胞色素，參與呼吸作用；中間體與染色體的分離和細胞分裂有關，還為提供附著點；細胞質膜上有琥珀酸脫氫酶、脫氫酶、細胞色素氧化酶、電子傳遞系統、氧化磷酸化酶及腺昔三磷酸酶()。在細胞質膜上進行物質代謝和能量代謝；細胞質膜上有鞭毛基粒，鞭毛由此長出，即為鞭毛提供附著點。④內膜結構間體（） 是從質膜向內伸展的細胞質中主要單位膜結構，常常同核質相聯系，位于細胞分裂處。間體的功能可能參與呼吸作用、同的復制和細胞的分裂有關。載色體() 也稱為色素體，是光合細菌進行光合作用的部位，由單層的與細胞膜相連的內膜所圍繞，主要化學成分是蛋白質和脂類。它們含有菌綠素、胡蘿卜素等色素以及光合磷酸化所需的酶系和電子傳遞體。在綠硫菌科和紅硫菌科中存在。羧酶體（） 又稱為多角體，是自養細菌所特有的內膜結構，可能是固定場所。l類囊體（） 由單位膜組成，含有葉綠素、胡蘿卜素等光合色素和有關酶類，在藍細菌中為其進行光合作用的場所。、 細胞質及其內含物①概念細胞質：是指除核以外，質膜以內的原生質。②細胞質的主要成分細菌細胞質是含水的、含有細胞功能所需的各種分子、和蛋白質的混合物。對所有的細菌都是一樣的，細胞質中的主要結構是核糖體。表 細菌細胞質中的內含物內含物存在于組成功能非單位膜被包裹的聚經基丁酸許多細菌主要是貯備碳和能源硫滴氧化細菌和紫硫光合細菌液狀硫能源氣泡許多水生細菌羅紋蛋白膜浮力羧基化體自養細菌固定酶固定的部位綠色體綠色光合細菌類脂、蛋白、菌綠素捕光中心碳氫內含物許多利用碳氫化合物的細菌包裹在蛋白質殼中內含物能源磁石體許多水生細菌磁鐵顆粒趨磁性無膜包裹的多聚葡糖苷許多細菌高分子葡萄糖聚合物碳源和能源多聚磷酸鹽許多細菌高分子磷酸鹽聚合物磷酸鹽貯藏物藻青素()許多藍細菌精氨酸和天冬氨酸的多肽氮源藻膽蛋白體許多藍細菌捕光色素和蛋白質捕捉光能③核糖體核糖體 由一個小的亞基和一個大的亞基組成，核糖體的亞基是由蛋白質和組成的復合物，是細胞中合成蛋白質的場所。原核細胞中的核糖體，盡管在形狀上和功能上與真核細胞相似，但是組建核糖體亞基的蛋白質和性質上有差別。古細菌的核糖體與真細菌的核糖體()同樣大小，但是對于白喉毒素和某些抗生素的敏感性卻不同，而與真核生物的核糖體相似。業已證明抗生素對人類是非常有用的，因為抑制細菌蛋白質合成的抗生素，對真核生物蛋白質合成無效果，這樣就有了選擇毒性。④內含體某些細菌含有與特殊功能相連系的結構，稱作內含體( ) 它常常在光學顯微鏡下觀察到。這些顆粒常是儲存物，可以與膜結合，例如聚經丁酸鹽()顆粒；細胞質中發現的分散顆粒如多聚磷酸鹽顆粒(也稱為異染粒)。某些細菌中也能看到脂肪滴。一個有趣的內含體是在藍細菌(藍綠藻)和生活在水環境中的其他光合細菌內發現的氣泡，在細胞內四周排列的由蛋白質構成的氣泡提供浮力，使得細菌漂浮靠近水的表面。詳情見表、 原核和質粒①原核細菌的在細胞質中為單個環狀染色體，有些時候稱為擬核。細菌的位于細胞質中，由一個染色體構成，不同種的細菌之間染色體大小不同(大腸桿菌染色體有堿基對長)。是環狀、致密超螺旋，而且與真核細胞中發現的組蛋白相類似的蛋白質結合。雖然染色體沒有核膜包圍，但在電子顯微鏡中常可看到細胞內分離的核區，稱為擬核()。古細菌的染色體和真細菌的