高中生物竞赛——微生物学全套资料.docx

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1、第一章 绪论第二章 微生物类群与形态构造第三章 微生物的纯培育和显微技术第四章 微生物的养分第五章 微生物的代谢第六章 微生物的生长繁殖及其限制第七章 病毒第八章 微生物的遗传第九章 微生物生态第十章 感染与免疫第一章 绪论一 、 微生物学定义: 探讨微生物在确定条件下的形态构造，生理生化，遗传变异以及微生物的进化，分类，生态等生命活动规律及其应用的一门科学。2.探讨对象微生物1）微生物与我们微生物无处不在，我们无时不生活在“微生物的海洋”中。细菌数亿/g土壤，土壤中的细菌总重量估计为：10034 10 12 吨；每张纸币带细菌：900万个人体体表及体内存在大量的微生物：皮肤外表：平均10万个

2、细菌/平方厘米；口腔：细菌种类超过500种；肠道：微生物总量达100万亿，粪便干重的1/3是细菌，每克粪便的细菌总数为：1000亿个；每个喷嚏的飞沫含4500-150000个细菌，重感冒患者为8500万少数微生物也是人类的敌人！鼠疫；天花；艾滋病；疯牛病；埃博拉病毒；可以说，微生物与人类关系的重要性，你怎么强调都不过分，微生物是一把特别锐利的双刃剑，它们在给人类带来宏大利益的同时也带来“残忍”的破坏。它给人类带来的利益不仅是享受，而且事实上涉及到人类的生存。 微生物的特点： （1）体积小， 面积大：测量单位：微米或钠米 杆菌的平均长度：2 微米；1500个杆菌首尾相连= 一粒芝麻的长度；10-

3、100亿个细菌加起来重量 = 1毫克； 面积/体积比：人 = 1，大肠杆菌 = 30万； 这样大的比外表积特殊有利于它们和四周环境进展物质、能量、信息的交换。微生物的其它很多属性都和这一特点亲密相关。细小药丸豌豆60660cm26cm210311.0mm分子60，000，0006000 10211.0nm大分子6，000，000600 10180.01 m大胶粒600，00060 10150.1 m球菌60，000610121.0m变形虫6，0006000cm21090.01mm滑石粉粒600600cm21060.1mm1.0cm近似对象比面值总外表积立方体数边长 对1cm3固体做10倍系列三

4、维分割后的比面值变更（2）汲取多 ，转化快：微生物获得养分的方式多种多样，其食谱之广是动植物完全无法相比的！纤维素、木质素、几丁质、角蛋白、石油、甲醇、甲烷、自然气、塑料、酚类、氰化物、各种有机物均可被微生物作为粮食一头500 kg的食用公牛，24小时消费 0.5 kg蛋白质,而同样重量的酵母菌，以质量较次的糖液（如糖蜜）和氨水为原料，24小时可以消费 50000 kg优质蛋白质（3）生长旺，繁殖快大肠杆菌一个细胞重约10 12 克，平均20分钟繁殖一代24小时后： 4722366500万亿个后代，重量到达：4722吨48小时后：2.2 10 43个后代，重量到达2.2 10 25 吨相当于4

5、000个地球的重量！（4）适应强，易变异：抗热：有的细菌能在265个大气压，250 的条件下生长；自然界中细菌生长的最高温度可以到达113 ；有些细菌的芽孢，需加热煮沸8小时才被杀死；抗寒：有些微生物可以在12 30的低温生长；抗酸碱：细菌能耐受并生长的pH范围：pH 0.5 13耐浸透压：蜜饯、腌制品，饱和盐水（NaCl, 32%)中都有微生物生长；抗压力：有些细菌可在1400个大气压下生长个体小、构造简、且多与外界环境干脆接触繁殖快、 数量多（突变率：10-5 10-10）短时间内产生大量的变异后代。 （5）分布广，种类多：（6）起源早，发觉晚：38亿年前，生命在海洋中出现300多年前人们

6、才真正发觉微生物的存在26亿年前，陆地上就可能存在微生物，虽然目前已定种的微生物只有大约10万种，远较动植物为少，但一般认为目前为人类所发觉的微生物还不到自然界中微生物总数的1%级界宽（7）休眠长：世界上最古老的活细菌（芽孢）：2.5亿年3.在生物界中的地位 Wittaker(1969): 五界系统Woes(1977，1990): 三原界分类系统，包括细菌，古生菌，真核生物4.内容及分科 工业微生物学农业微生物学医学微生物学药学微生物学兽医微生物学食品微生物学预防微生物学 微生物学根底微生物学 应用微生物学 按过程或功能分按与疾病的关系分按生态环境分按技术与工艺分 按应用范围分细菌学真菌学病毒

7、学菌物学原生动物学藻类学 免疫学 医学微生物学 流行病学分析微生物学 微生物学技术学 发酵微生物学 遗传工程微生物学分类微生物生理学微生物遗传学微生物生态学 分子微生物学 细胞微生物学 微生物基因组学土壤微生物学海洋微生物学环境微生物学 水微生物学 宇宙微生物学按微生物种类分二、微生物的发觉和微生物学的建立和开展（一）微生物的发觉：我国8000年前就开场出现了曲蘖酿酒，；制酱，醋4000年前埃及人已学会烘制面包和酿制果酒； 2500年前独创酿酱、醋，用曲治消化道疾病； 公元六世纪(北魏时期)贾思勰的巨著“齐民要术”； 公元2世纪，张仲景：禁食病死兽类的肉和不清洁食物； 公元前112年-212年

8、间，华佗：“割腐肉以防传染”； 公元九世纪痘浆法、痘衣法预防天花； 1346年，克里米亚半岛上的法卡城之战(靼坦人-罗马人)； 16世纪，古罗巴医生G.Fracastoro：疾病是由肉眼看不见的生物(living creatures)引起的；1641年，明末医生吴又可也提出“戾气”学说 显微镜的独创：列文虎克（荷兰）：1664年，英国人虎克（Robert Hooke）曾用原始的显微镜对生长在皮革外表及蔷薇枯叶上的霉菌进展视察，首次看见并描绘微生物：1676年，微生物学的先驱荷兰人列文虎克（Antony van leeuwenhoek）首次视察到了细菌。他没有上过高校，是一个只会荷兰语的小商人，

9、但却在1680年被选为英国皇家学会的会员。列文虎克利用业余时间制造过400多架单式显微镜和放大镜，放大率一般为50200倍。 1、开展过程史前期初创期：列文虎克 、显微镜奠基期开展期成熟期（二）微生物学的建立和开展 2、微生物学的奠基法国人巴斯德（Louis Pasteur）（18221895）(1) 发觉并证明发酵是由微生物引起的；(2) 彻底否认了“自然发生”学说；闻名的曲颈瓶试验无可辩驳地证明，空气内确实含有微生物，是它们引起有机质的腐败。(3) 免疫学预防接种首次制成狂犬疫苗(4)其他奉献巴斯德消毒法：6065作短时间加热处理，杀死有害微生物德国人柯赫（Robert Koch）（184

10、31910） （1）微生物学根本操作技术方面的奉献a）细菌纯培育方法的建立土豆切面 养分明胶 养分琼脂（平皿）b）设计了各种培育基，实现了在试验室内对各种微生物的培育c）流淌蒸汽灭菌（2）对病原细菌的探讨作出了突出的奉献：a）具体证明了炭疽杆菌是炭疽病的病原菌b）发觉了肺结核病的病原菌；（1905年获诺贝尔奖）c）证明某种微生物是否为某种疾病病原体的根本原则 闻名的柯赫原则柯赫原则1、 在每一一样病例中都出现这种微生物；2 、要从寄主分别出这样的微生物并在培育基中培育出来；3、用这种微生物的纯培育接种安康而敏感的寄主，同样的疾病会 重复发生；4 、从试验发病的寄主中能再度分别培育出这种微生物来

11、。3、微生物学开展过程中的重大事务1890 Von Behring制备抗毒素治疗白喉和破伤风1892 Ivanovsky 供应烟草花叶病毒是由病毒引起的证据；1928 Griffith发觉细菌转化；对其机理的探讨导致DNA是遗传物质确实证；外源遗传物质导入各种细胞的基因重组技术的建立；1929 Fleming 发觉青霉素；1944 Avery等证明转化过程中DNA是遗传信息的载体；1953 Watson和Crick提出DNA双螺旋构造；19701972 Arber、Smith和Nathans发觉并提纯了DNA限制性内切酶1977 Woese提出古生菌是不同于细菌和真核生物的特殊类群 Sange

12、r首次对f174噬菌体DNA进展了全序列分析；19821983 Prusiner发觉朊病毒(prion)；19831984 Mullis 建立PCR技术；1995 第一个独立生活的细菌(流感嗜血杆菌)全基团组序列测定完成；1996 第一个自养生活的古生菌基因组测定完成 1997 第一个真核生物(啤酒酵母)基因组测序完成 4、20世纪的微生物学十九世纪末到二十世纪中期：微生物学：鉴定病原菌、探讨免疫学及其在预防疾病中的作用、找寻化学治疗药物、分析微生物的化学活性。一般生物学：细胞的构造及其在繁殖和开展中的作用、植物和动物的遗传和进化的机制。 20世纪40年头后，微生物自身的特点使其成为生物学探讨

13、的“明星”，微生物学很快与生物学主流集合，并被推到了整个生命科学开展的前沿，获得了快速的开展，在生命科学的开展中作出了宏大的奉献。微生物学与生物学开展的主流集合、穿插，获得了全面、深化的开展5、21世纪微生物学展望与其他学科实现更广泛的穿插，获得新的开展学科穿插恒久是科学创新的源泉！微生物基因组的序列测定和分析；微生物的快速检定；微量热技术对生命过程的探讨计算机技术与微生物学的结合。三、 微生物学对生命科学的促进1. 多学科穿插促进微生物学的全面开展2. 促进重大理论问题的打破3. 对生命科学探讨技术的奉献4. 微生物与人类基因组安排生命科学根底理论：分子遗传学，分子生物学探讨技术：动植物细胞

14、培育 ，组织培育基因组安排：形式生物（真核生物，酵母菌）四、我国微生物学界面临的机遇和挑战生物工程学遗传工程（主导）细胞工程微生物工程（发酵工程）（根底）酶工程生物反响器工程获得工程菌（工程细胞柱）医学工业农业获得产品思 考 题： 试根据微生物的特点，谈谈为什么说微生物既是人类的敌人，更是人类的挚友。 为什么说巴斯德和柯赫是微生物学的真正奠基人？第二章 微生物的纯培育和显微技术微生物的根本特点：小！ 在绝大多数状况下都是利用微生物的群体来探讨其属性；微生物的物种（菌株）一般也是以群体的形式进展繁衍、保存；培育技术在微生物学中具有重要意义！几个概念：培育物：微生物学中，在人为规定的条件下培育繁殖

15、得到的微生物群体称为培育物。混合培育物：含有多种微生物的培育物；纯培育物：只有一种微生物的培育物；纯培育技术是进展微生物学探讨的根底微生物个体微小的特点确定了显微技术是进展微生物探讨的一项重要技术，因为绝大多数微生物的个体形态及其内部构造只能通过显微镜才能进展视察和探讨。第一节 微生物的分别和纯培育从混杂的群体中分别特定的某一种微生物，是探讨和利用微生物的第一步。一、无菌技术用于分别、培育微生物的器具事先不含任何微生物；在转接、培育微生物时防止其它微生物的污染。1、微生物培育的常用器具及其灭菌常用的器具：试管、瓶子、培育皿等常用的灭菌方法：高压蒸汽灭菌 高温干热灭菌2、接种操作：无菌操作。 二

16、、分别纯培育 培育基：液体培育基；固体培育基； 半固体培育基； 1、用固体培育基分别纯培育菌落（colony）：单个微生物在相宜的培育基外表或内部生长、繁殖到 确定程度可以形成肉眼可见的、有一 定形态构造的子细胞生 长群体。菌苔(lawn):当固体培育基外表众多菌落连成一片时便成为菌苔。固体培育基分别方法 不同微生物在特定培育基上生长形成的菌落或菌苔一般都具有稳定的特征（形态、颜色等），可以成为对该微生物进展分类、鉴定的重要根据。同一细菌在不同的培育基平板上形成不同特征的菌落。固体培育基分别方法包括：稀释倒平板涂布平板法平板划线法厌氧微生物分别-稀释摇管法菌落的培育特征2、 液体培育基分别方法

17、-稀释法稀释法进展液体分别必需在同一个稀释度的很多平行试管中，大多数（一般应超过95%）表现为不生长。例如：若同一稀释度的试管中有95%表现为不生长，则生长的试管中仅含一个细胞的几率为：4.8%； 含二个细胞的几率为：0.12%； 含三个细胞的几率为：0.002%则：0。048/（0.048+0.0012+0.00002）=0.975在有细菌生长的试管中得到纯培育的几率为97.5%3、单细胞（孢子）分别一般采纳显微操作仪，在显微镜下进展t 操作难度与细胞或个体的大小成反比t 单细胞（单孢子）分别:可以实行显微分别法从混杂 群体中干脆分别单个细胞或单个个体进展培育以获得纯培育4、选择培育分别用于

18、微生物群落中数量占少数的微生物的分别纯化：原理：抑制大多数其它微生物的生长；使待分别的微生物生长更快；使待分别的微生物在群落中的数量上升；使待分别的微生物生长“突出”，干脆挑取待分别的微生物的菌落获得纯培育。 1） 利用选择平板进展干脆分别：根据微生物的特点选择不同的培育条件，使待分别的微生物生长，其它微生物的生长被抑制，或使待分别的微生物的生长特征明显不同于其它微生物。t 高温下培育：分别嗜热细菌；t 培育基中不含N：分别固氮菌；t 培育基加抗生素：分别抗性菌； t 牛奶平板：分别蛋白酶产生菌；t 颜色反响：分别特定的菌株；t 利用特定细菌的滑动特点进展分别纯化；2） 富集培育：利用不同微生

19、物间生命活动特点的不同，制定特定的环境条件，使 仅适应于该条件的微生物旺盛生长，待分别微生物在群落中的数量大大增加，从自然界中分别到所需的特定微生物。 富集培育过程利用该方法，可根据微生物的特殊要求，从自然界分别出特定已知微生物种类，分别培育在特定环境中能生长的微生物；三、二元培育物培育物中只含有二种微生物，而且是有意识地保持二者之间的特定关系的培育物称为二元培育物。如：病毒和宿主细胞；纤毛虫、变形虫和粘细菌。第二节 显微镜和显微技术几个根本概念：放大：被视察物越小，放大倍数应越大，否则难以看清！ 区分率：能区分两点之间最小间隔 的实力 反差：被视察物区分于背景的程度与显微镜的自身特点有关，但

20、也取决于进展显微视察时对显微镜的正确运用及良好的标本制作和视察技术，这就是显微技术。一、显微镜的种类及原理1. 一般光学显微镜光学显微镜一般配置的最大放大倍数是多少？为什么？目镜：10 15 ；物镜： 100 ；总放大倍数10001500 ；如何实现光学显微镜一般配置的最大放大倍数？其原理？运用油镜，即在100 物镜和载玻片之间滴加香柏油； 区分率（最小可区分间隔 ）= 0.5 /n sin为物镜镜口角的半数，它取决于物镜的直径和工作间隔 n：玻片与物镜间介质的折射率空气 (n=1.0)、水 (n=1.33)、香柏油 (n=1.52)、玻璃 ( n=1.54)显微视察时可根据物镜的特性而选用不

21、同的介质用浸没油取代空气的作用：介质折射率进步 数值孔径值和区分率均得到进步浸没油与玻璃的折射率相近很多原来由于在透镜及载片外表的反射和折射而损失的光线可以进入物镜，使照光明度进步，改善视察效果。光学显微镜物镜的特性人眼的区分实力在0.2 mm左右，因此光学显微镜的最大有效放大倍数（运用油镜）是1,000到1,500 2. 暗视野显微镜3. 相差显微镜形成亮背景暗物象的结果4. 荧光显微镜5. 透射电子显微镜；6. 扫描电子显微镜能否用扫描电镜来视察样品的内部构造，而用透射电镜来视察样品的外表构造？7. 扫描隧道显微镜二、显微视察样品的制备光学显微镜的制样1. 活体视察：压滴法、悬滴法、菌丝埋

22、片法1. 染色视察缘由： 加大反差，便于视察 细菌染色法：死菌：正染色：简洁染色法鉴别染色法：革兰氏染色法；抗酸性染色法；姬姆萨染色法；芽孢染色法；负染色：荚膜染色法等 活菌：用美蓝或TTC（氧化三苯基四氮唑）等做活菌染色 思索题：1、为什么说Koch等建立的微生物纯培育技术是微生物学建立与开展的基石？一般可用哪些方法获得微生物的纯培育？2、微生物的最显著特征就是个体微小，通常只能通过显微镜进展视察。试列举在显微视察中通过变更样品的反差以改善视察效果的技术及方法。第三章 微生物类群与形态构造第一节 原核微生物原核微生物的种类 : 真细菌 、放线菌、 蓝细菌、 支原体、衣原体、 立克次氏体、古细

23、菌一、真细菌（一）一般形态根本形态：球状， 杆状， 螺旋状。 1、球状细胞个体呈球形或椭圆形，不同种的球菌在细胞分裂时会形成不同的空间排列方式，常被作为分类根据。（金黄色葡萄球菌，淋病奈瑟氏球菌， 肺炎链球菌）2、杆状细胞呈杆状或圆柱形，一般其粗细（直径）比拟稳定，而长度则常因培育时间、培育条件不同而有较大变更。杆状细菌的排列方式常因生长阶段和培育条件而发生变更，一般不作为分类根据。如：枯草芽孢杆菌，地衣芽孢杆菌， 铜绿假单胞菌， 炭疽杆菌，破伤风梭菌3、螺旋状弧菌 螺旋菌 螺旋体菌弧菌：菌体只有一个弯曲，其程度缺乏一圈，形似“C”字或逗号，鞭毛偏端生。如：霍乱弧菌， 寄生性弧菌-蛭弧菌螺旋菌

24、：菌体回转如螺旋，螺旋数目和螺距大小因种而异，鞭毛二端生，细胞壁坚韧，菌体较硬。螺旋体菌：菌体松软，用于运动的类似鞭毛的轴丝位于细胞外鞘内。如：梅毒密螺旋体4、其它形态1）柄杆菌（prosthecate bacteria）细胞上有柄（stalk）、菌丝（hyphae）、附器（appendages）等细胞质伸出物，细胞呈杆状或梭状，并有特征性的细柄。一般生活在淡水中固形物的外表，其异样形态使得菌体的外表积与体积之比增加，能有效地汲取有限的养分物；2）星形细菌（star-shaped bacteria ）3）方形细菌（square-ahaped bacteria）4）异样形态环境条件的变更： 物理

25、、化学因子的刺激 阻碍细胞正常发育 培育时间过长 细胞苍老 环境条件复原正常 养分缺乏 异样形态正常形态 自身代谢产物积累过多 （二）大小最小：与无细胞构造的病毒相仿（50 nm；）最大：肉眼可见（0.75 mm）；费氏刺骨鱼菌(0.08 mm x 0.6 mm)(Epulopiscium fishelsoni)比大肠杆菌大100万倍（1985年发觉）德国科学家H. N. Schulz等1999年在纳米比亚海岸的海底沉积物中发觉的一种硫磺细菌（sulfur bacterium），其大小可达0.75 mm，Thiomargarita namibiensis，-“纳米比亚硫磺珍宝” 最大和最小细菌

26、的个体大小悬殊：Thiomargarita namibiensis（0.75mm）是T.nanobacteria（50 nm） 的10亿 100 亿倍。 一般细菌的大小范围：球菌 0.5 1 mm （直径）杆菌 0.2 1 mm （直径） X 1 80 mm（长度）螺旋菌 0.3 1 mm （直径） X 1 50 mm（长度）(长度是菌体两端点之间的间隔 ，而非实际长度) （三）细胞的构造与功能一般构造：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。1、细胞壁1）概念：细胞壁（cell wall）是位于细胞外表，内侧紧贴细胞膜的一层较为坚韧，略具弹性的细胞构造。

27、2）证明细胞壁存在的方法：（1）细菌超薄切片的电镜干脆视察；（2）质、壁分别与适当的染色，可以在光学显微镜下看到细胞壁；（3）机械法裂开细胞后，分别得到纯的细胞壁； （4）制备原生质体，视察细胞形态的变更；3）细胞壁的功能：（1）固定细胞外形和进步机械强度；（2）为细胞的生长、分裂和鞭毛运动所必需；（3）浸透屏障，阻拦酶蛋白和某些抗生素等大分子物质（分子量大于800）进入细胞，爱护细胞免受溶菌酶、消化酶和青霉素等有害物质的损伤；（4）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根底；4）革兰氏染色与细胞壁：（1）革兰氏染色细菌染色法：死菌：正染色 ：简洁染色法 鉴别染色法 革兰氏

28、染色法 抗酸性染色法 芽孢染色法 死菌姬姆萨染色法 负染色： 荚膜染色法等 活菌：用美蓝或TTC（氧化三苯基四氮唑）等作活菌染色 革兰氏染色1、用碱性染料结晶紫对菌悬液涂片进展初染；2、用碘溶液进展媒染，其作用是进步染料和细胞间的互相作用从而使二者结合得更坚固；3、用乙醇或丙酮冲洗进展脱色。在经验脱色后仍将结晶紫保存在细胞内的为革兰氏阳性细 菌，而革兰氏阴性细菌的结晶紫被洗掉，细胞呈无色； 4、用一种与结晶紫具有不同颜色的碱性染料对涂片进展复染。例如沙黄，它使原来无色的 革兰氏阴性细菌最终呈现桃红到红色，而革兰氏阳性细菌接着保持深紫色。表3-1 革兰氏阳性和阴性细菌细胞壁成分的比拟 （2）革兰

29、氏阳性细菌的细胞壁：肽聚糖（90%）：聚糖 肽：四尾肽，肽桥 磷壁酸（10%）：壁磷壁酸，膜磷壁酸 周质空间A、 肽聚糖(peptidoglycan)：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。结合在革兰氏阳性细菌细胞壁上的一种酸性多糖厚约2080nm，由40层左右的网格状分子交织成的网套覆盖在整个细胞上。 双糖单位中的-1,4-糖苷键很简洁被溶菌酶(lysozyme)所水解，从而引起细菌因肽聚糖细胞壁的“散架”而死亡。目前所知的肽聚糖已超过100种，在这一“肽聚糖的多样性”中，主要的变更发生在肽桥上。B、

30、磷壁酸： 革兰氏阳性细菌细胞壁上特有的化学成分，主要成分为甘油磷酸或核糖醇磷酸。壁磷壁酸：与肽聚糖分子间进展共价结合，用稀酸或稀碱可以提取。跨越肽聚糖层并与细膜磷壁酸：与细胞膜相交联，又称脂磷壁酸，由甘油磷酸链分子与细胞膜上的磷脂进展共 价结合后形成，可用45%热酚水提取，也可用热水从脱脂的冻干细菌中提取。主要生理功能：细胞壁形成负电荷环境，增加细胞膜对二价阳离子的汲取；二价阳离子，特殊是高浓度的Mg2+的存在，对于保持膜的硬度，进步细胞膜上需Mg2+的合成酶的活性极为重要；增加某些致病菌对宿主细胞的粘连、避开被白细胞吞噬以及抗补体的作用； 革兰氏阳性细菌特异外表抗原的物质根底；噬菌体的特异性

31、吸附受体；（可作为细菌分类、鉴定的根据）能调整细胞内自溶素(autolysin)的活力，防止细胞因自溶而死亡。贮藏磷元素；（3）革兰氏阴性细菌的细胞壁：例如： 大肠杆菌 肽聚糖（10%）； 外膜：脂多糖，磷脂 ；外膜蛋白（脂蛋白，孔蛋白，其他未知蛋白 ）；周质空间；A、 肽聚糖：埋藏在外膜层之内，是仅由12层肽聚糖网状分子组成的薄层(23nm)；含量约占细胞壁总重的10%，故对机械强度的反抗力较革兰氏阳性菌弱；没有特殊的肽桥，只形成较为疏稀、机械强度较差的肽聚糖网套；具内消旋二氨基庚二酸(m-DAP)（只在原核微生物细胞壁上发觉）；B、外膜(outer membrane) :位于革兰氏阴性细菌

32、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）：位于革兰氏阴性细菌细胞壁最外层的一层较厚（810nm）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。脂多糖的主要功能： LPS构造的多变，确定了革兰氏阴性细菌细胞外表抗原确定簇的多样性； LPS负电荷较强，与磷壁酸相像，也有吸附Mg2+、Ca2+等阳离子以进步其在细胞外表浓度的作用，对细胞膜构造起稳定作用。具有限制某些物质进出细胞的部分

33、选择性屏障功能；很多噬菌体在细胞外表的吸附受体；类脂A是革兰氏阴性细菌致病物质内毒素的物质根底；C、外膜蛋白(outer membrane protein)：嵌合在LPS和磷脂层外膜上的蛋白。 孔蛋白（porins）：是由三个一样分子量（36000）蛋白亚基组成的一种三聚体跨膜蛋白，中间有始终径约1nm的孔道，通过孔的开、闭，可对进入外膜层的物质进展选择。非特异性孔蛋白： 可通过分子量小于800900的任何亲水性分子特异性孔蛋白： 只容许一种或少数几种相关物质通过，如维生素B12和核苷酸等。脂蛋白(lipoprotein)：是一种通过共价键使外膜层坚固地连接在肽聚糖内壁层上的蛋白，分子量约为7

34、200。D、 周质空间(periplasmic space, periplasm)，又称壁膜间隙在革兰氏阴性细菌中，一般指其外膜与细胞膜之间的狭窄空间（宽约1215nm），呈胶状。周质空间是进出细胞的物质的重要中转站和反响场所，在周质空间中，存在着多种周质蛋白（periplasmic proteins），如水解酶类；合成酶类；结合蛋白；受体蛋白。革兰氏阳性和阴性细菌的比拟5）细胞壁缺陷细菌： 缺壁细菌：试验室或宿主体内形成：缺壁突变-L型细菌 人工去壁：根本去尽-原生质体（G+） 部分去除-球状体（G-） 在自然界长期进化中形成-支原体（1）L型细菌（L-form of bacteria）细菌

35、在某些环境条件下（试验室或宿主体内）通过自发突变而形成的遗传性稳定的细胞壁缺陷变异型。特点：没有完好而坚韧的细胞壁，细胞呈多形态； 有些能通过细菌滤器，故又称“滤过型细菌”； 对浸透敏感，在固体培育基上形成“油煎蛋”似的小菌落（直径在0.1mm左右）；（2）原生质体（protoplast）在人为条件下，用溶菌酶处理或在含青霉素的培育基中培育而抑制新生细胞壁合成而形成的仅由一层细胞膜包袱的，圆球形、对浸透压变更敏感的细胞，一般由革兰氏阳性细菌形成。特点：对环境条件变更敏感，低浸透压、振荡、离心甚至通气等都易引起其裂开； 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； 在相宜条件（如高

36、渗培育基）可生长繁殖、形成菌落，形成芽孢。及复原成有细胞壁的正常构造。 比正常有细胞壁的细菌更易导入外源遗传物质，是探讨遗传规律和进展原生质体育种的良好试验材料（3）球状体(sphaeroplast) ，又称原生质球采纳上述同样方法，针对革兰氏阴性细菌处理后而获得的残留部分细胞壁（外壁层）的球形体。与原生质体相比，它对外界环境具有确定的抗性，可在一般培育基上生长。（4）支原体(Mycoplasma)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。因它的细胞膜中含有一般原核生物所没有的甾醇，所以即使缺乏细胞壁，其细胞膜仍有较高的机械强度。2、细胞膜1）概念：细胞质膜（cytopla

37、smic membrane），又称质膜（plasma membrane）、细胞膜（cell membrane）或内膜（inner membrane），是紧贴在细胞壁内侧、包围着细胞质的一层松软、脆弱、富有弹性的半透性薄膜，厚约78nm，由磷脂（占20%30%）和蛋白质（占50%70%）组成。2）视察方法 质壁分别后结合鉴别性染色在光学显微镜下视察；原生质体裂开；超薄切片电镜视察；3）细胞膜的化学组成与构造模型 非极性尾则由长链脂肪酸通过酯键连接在甘油的C1和C2位上组成，其链长和饱和度因细菌种类和生长温度而异。在极性头的甘油3C上，不同种微生物具有不同的R基，如磷脂酸、磷脂酰甘油、磷脂酰乙醇胺

38、、磷脂酰胆碱、磷脂酰丝氨酸或磷脂酰肌醇等。 液态镶嵌模型(fluid mosaic model)膜的主体是脂质双分子层；脂质双分子层具有流淌性；整合蛋白因其外表呈疏水性，故可“溶”于脂质双分子层的疏水性内层中；周边蛋白外表含有亲水基团，故可通过静电引力与脂质双分子层外表的极性头相连；脂质分子间或脂质与蛋白质分子间无共价结合；脂质双分子层如同一“海洋”，周边蛋白可在其上作“漂移”运动，而整合蛋白则似“冰山”状沉醉在其中作横向挪动。4）甾醇类物质 原核生物与真核生物的最大区分就是其细胞膜中一般不含胆固醇，而是含有hopanoid。5）细胞膜的功能选择性地限制细胞内、外的养分物质和代谢产物的运送；是

39、维持细胞内正常浸透压的屏障；合成细胞壁和糖被的各种组分（肽聚糖、磷壁酸、LPS、荚膜多糖等）的重要基地；膜上含有氧化磷酸化或光合磷酸化等能量代谢的酶系，是细胞的产能场所；是鞭毛基体的着生部位和鞭毛旋转的供能部位；6）间体（mesosome，或中体） 细胞质膜内褶而形成的囊状构造，其中充溢着层状或管状的泡囊。多见于革兰氏阳性细菌。3、细胞质和内含物1） 概念细胞质（cytoplasm）是细胞质膜包围的除核区外的一切半透亮、胶状、颗粒状物质的总称。含水量约80%。 细胞质的主要成分为核糖体、贮藏物、多种酶类和中间代谢物、质粒、各种养分物和大分子的单体等，少数细菌还有类囊体、羧酶体、气泡或伴孢晶体等

40、。2）颗粒状贮藏物(reserve materials)：贮藏物是一类由不同化学成分累积而成的不溶性沉淀颗粒，主要功能是贮存养分物。贮藏物： 碳源及能源类；糖原；聚-羟丁酸（PHB）；硫粒；藻青素；藻青蛋白； 磷源（异染粒）；淀粉粒3）磁小体(megnetosome)趋磁细菌细胞中含有的大小匀称、数目不等的Fe3O4颗粒，外有一层磷脂、蛋白或糖蛋白膜包袱。 功能是导向作用，即借鞭毛游向对该菌最有利的泥、水界面微氧环境处生活好用前景，包括消费磁性定向药物或抗体，以及制造生物传感器等4）羧酶体(carboxysome)一些自养细菌细胞内的多角形或六角形内含物，其大小与噬菌体相仿，约10nm，内含1,5-二磷酸核酮糖羧化酶，在自养细菌的CO2固定中起着关键作用。 5）气泡（gas vocuoles）很多光合养分型、无鞭毛运动的水生细菌中存在的充溢气体的泡囊状内含物，大小为0.21.0m75nm，内由数排柱形小空泡组成，外有2nm厚的蛋白质膜包袱。功能：调整细胞比重以使细胞漂移在最适水层中获得光能、O2和养分物质6）载色体（Chromatophore）光合细菌进展光和作用的部位相当于绿色植物的叶绿体。4、核区（nuclear region or area）原核生物所特有的无核膜