细菌的概念医学心理学病毒学_高等教育-大学课件.pdf

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1、细菌的概念 广义的细菌即为原核生物。是指一大类细胞核无核膜包 裹，只存在称作拟核区（nuclear region）（或拟核）的裸露 DNA 的原始单细胞生物，包括真细菌（eubacteria）和古生 菌（archaea）两大类群。人们通常所说的即为狭义的细菌，狭义的细菌为原核微生物的一类，是一类形状细短，结构简 单，多以二分裂方式进行繁殖的原核生物，是在自然界分布 最广、个体数量最多的有机体，是大自然物质循环的主要参 与者。细菌的形态基本形态（1）球菌：按其排列方式（繁殖时细菌分裂平面不同分裂后 菌体间黏附程度不同）和又可分为单球菌、双球菌、四联球 菌、八叠球菌，葡萄球菌和链球菌。（2）杆菌：

2、细胞形态较复杂，有短杆状、棒杆状、梭状、月亮状、分枝状。（3）螺旋状：可分为弧菌（螺旋不满一环）和螺菌（螺旋 满 26 环，小的坚硬的螺旋状细菌）。此外，人们还发现星 状和方形细菌。细胞大小测量细菌大小的单位是微米，球菌直径一般为 0.51 微米，杆菌直径与球菌相似。细胞壁 细胞壁厚度因细菌不同而异，一般为 15-30nm。主要成分是 肽聚糖，由 N-乙酰葡糖胺和 N-乙酰胞壁酸构成双糖单元，以B-1,4 糖苷键连接成大分子。N-乙酰胞壁酸分子上有四肽 侧链，相邻聚糖纤维之间的短肽通过肽桥（革兰阳性菌）或 肽键（革兰阴性菌）桥接起来，形成了肽聚糖片层，像胶合 板一样，粘合成多层。肽聚糖中的多糖

3、链在各物种中都一样，而横向短肽链却有种 间差异。革兰阳性菌细胞壁厚约 2080nm,有 15-50 层肽聚 糖片层，每层厚 1nm,含 20-40%的磷壁酸（teichoic acid）,有的还具有少量蛋白质。革兰阴性菌细胞壁厚约 10nm,仅 2-3 层肽聚糖，其他成分较为复杂，由外向内依次为脂多糖、细菌外膜和脂蛋白。此外，外膜与细胞之间还有间隙。肽聚糖是革兰阳性菌细胞壁的主要成分，凡能破坏肽聚糖结 构或抑制其合成的物质，都有抑菌或杀菌作用。如溶菌酶是 N-乙酰胞壁酸酶，青霉素抑制转肽酶的活性，抑制肽桥形成。细菌细胞壁的功能包括：保持细胞外形，提高机械强度；抑制机械和渗透损伤（革兰阳性菌的细

4、胞壁能耐受 20kg/cm2 的压力）：介导细胞间相互作用（侵入宿主）；防止大分子入侵；协助细胞运动和生长，分裂和鞭毛运动；赋予细菌特定的抗原性以及对抗生素和噬菌体的敏感性。其中还有一些缺壁细菌，分为四类：L 型细菌，是指某些 在实验室或宿主体内，通过自发突变，形成细胞壁缺陷的变 异菌株；原生质体，是指在人为条件下（用溶菌酶或青霉 素）处理革兰阳性细菌，获得的无壁细胞；球状体，是指 在人为条件下，处理革兰阴性菌，获得的残留部分细胞壁的 细胞；生物包括真细菌和古生菌两大类群人们通常所说的即为狭义的细菌狭义的细菌为原核微生物的一类是一类形状细短结构简单多以二分裂方式进行繁殖的原核生物是在自然界分布

5、最广个体数量最多的有机体是大自然物质循环的主要参菌双球菌四联球菌八叠球菌葡萄球菌和链球菌杆菌细胞形态较复杂有短杆状棒杆状梭状月状分枝状螺旋状可分为弧菌螺旋不满一环和螺菌螺旋满环小的坚硬的螺旋状细菌此外人们还发现星状和方形细菌细胞大小测量细菌大小的单位酰葡糖胺和乙酰胞壁酸构成双糖单元以糖苷键连接成大分子乙酰胞壁酸分子上有四肽侧链相邻聚糖纤维之间的短肽通过肽桥革兰阳性菌或肽键革兰阴性菌桥接起来形成了肽聚糖片层像胶合板一样粘合成多层肽聚糖中的多糖链在各物支原体，是指在进化过程中获得的无壁的原核微生 物。细胞膜 是典型的单位膜结构，厚约 810nm，外侧紧贴细胞壁，某 些革兰阴性菌还具有细胞外膜。通常

6、不形成内膜系统，除核 糖体外，没有其它类似真核细胞的细胞器，呼吸和光合作用 的电子传递链位于细胞膜上。某些行光合作用的原核生物（蓝细菌和紫细菌），质膜内褶形成结合有色素的内膜，与 捕光反应有关。某些革兰阳性细菌质膜内褶形成小管状结 构，称为中膜体（mesosome）或间体（图 3-11），中膜体扩 大了细胞膜的表面积，提高了代谢效率，有拟线粒体（Chondroid）之称，此外还可能与 DNA 的复制有关。细胞质与核质体 细菌和其它原核生物一样，只有拟核，没有核膜，DNA 集中 在细胞质中的低电子密度区，称核区或核质体（nuclear body）。细菌一般具有 1-4个核质体，多的可达 20 余

7、个。核 质体是环状的双链 DNA 分子，所含的遗传信息量可编码 2000 3000 种蛋白质，空间构建十分精简，没有内含子。由 于没有核膜，因此 DNA 的复制、RNA 的转录与蛋白质的合 成可同时进行，而不像真核细胞那样这些生化反应在时间和 空间上是严格分隔开来的。每个细菌细胞约含 5000 50000 个核糖体，部分附着在细胞 膜内侧，大部分游离于细胞质中。细菌核糖体的沉降系数为 70S,由大生物包括真细菌和古生菌两大类群人们通常所说的即为狭义的细菌狭义的细菌为原核微生物的一类是一类形状细短结构简单多以二分裂方式进行繁殖的原核生物是在自然界分布最广个体数量最多的有机体是大自然物质循环的主要

8、参菌双球菌四联球菌八叠球菌葡萄球菌和链球菌杆菌细胞形态较复杂有短杆状棒杆状梭状月状分枝状螺旋状可分为弧菌螺旋不满一环和螺菌螺旋满环小的坚硬的螺旋状细菌此外人们还发现星状和方形细菌细胞大小测量细菌大小的单位酰葡糖胺和乙酰胞壁酸构成双糖单元以糖苷键连接成大分子乙酰胞壁酸分子上有四肽侧链相邻聚糖纤维之间的短肽通过肽桥革兰阳性菌或肽键革兰阴性菌桥接起来形成了肽聚糖片层像胶合板一样粘合成多层肽聚糖中的多糖链在各物亚单位（50S）与小亚单位（30S）组成，大亚单 位含有 23SrRNA，5SrRNA 与 30 多种蛋白质，小亚单位含 有 16SrRNA 与 20 多种蛋白质。30S 的小亚单位对四环素与

9、链霉素很敏感，50S 的大亚单位对红霉素与氯霉素很敏感。细菌核区 DNA 以外的，可进行自主复制的遗传因子，称为 质粒（plasmid）。质粒是裸露的环状双链 DNA 分子，所含遗 传信息量为 2200 个基因，能进行自我复制，有时能整合到 核 DNA 中去。质粒 DNA 在遗传工程研究中很重要，常用作 基因重组与基因转移的载体。胞质颗粒是细胞质中的颗粒，起暂时贮存营养物质的作用，包括多糖、脂类、多磷酸盐等。荚膜 许多细菌的最外表还覆盖着一层多糖类物质，边界明显的称 为荚膜（capsule），如肺炎球菌，边界不明显的称为粘液层（slime layer），如葡萄球菌。荚膜对细菌的生存具有重要意

10、义，细菌不仅可利用荚膜抵御不良环境；保护自身不受白细 胞吞噬；而且能有选择地粘附到特定细胞的表面上，表现出 对靶细胞的专一攻击能力。例如，伤寒沙门杆菌能专一性地 侵犯肠道淋巴组织。细菌荚膜的纤丝还能把细菌分泌的消化 酶贮存起来，以备攻击靶细胞之用。另外在细菌入侵免疫系统时，荚膜可以防止免疫系统识别细 菌，从而存活下来。鞭毛 鞭毛是某些细菌的运动器官，由一种称为鞭毛蛋白(flagellin)的生物包括真细菌和古生菌两大类群人们通常所说的即为狭义的细菌狭义的细菌为原核微生物的一类是一类形状细短结构简单多以二分裂方式进行繁殖的原核生物是在自然界分布最广个体数量最多的有机体是大自然物质循环的主要参菌双

11、球菌四联球菌八叠球菌葡萄球菌和链球菌杆菌细胞形态较复杂有短杆状棒杆状梭状月状分枝状螺旋状可分为弧菌螺旋不满一环和螺菌螺旋满环小的坚硬的螺旋状细菌此外人们还发现星状和方形细菌细胞大小测量细菌大小的单位酰葡糖胺和乙酰胞壁酸构成双糖单元以糖苷键连接成大分子乙酰胞壁酸分子上有四肽侧链相邻聚糖纤维之间的短肽通过肽桥革兰阳性菌或肽键革兰阴性菌桥接起来形成了肽聚糖片层像胶合板一样粘合成多层肽聚糖中的多糖链在各物弹性蛋白构成，结构上不同于真核生物的鞭毛。细菌可以 通过调整鞭毛旋转的方向(顺和逆时针)来改变运动状态。菌毛 菌毛是在某些细菌表面存在着一种比鞭毛更细、更短而直硬 的丝状物，须用电镜观察。特点是：细、

12、短、直、硬、多，菌毛与细菌运动无关，根据形态、结构和功能，可分为普通 菌毛和性菌毛两类。前者与细菌吸附和侵染宿主有关，后者 为中空管子，与传递遗传物质有关。芽孢 有些细菌在生长发育的后期，个体缩小，细胞壁增厚，形成 芽孢。芽孢是细菌的休眠体，对不良环境有较强的抵抗能力。小而轻的芽孢还可以随风四处飘散，落在适当环境中，又能 萌发成为细菌。细菌快速繁殖和形成芽孢的特性，使它们几 乎无处不在。某些细菌处于不利的环境，或耗尽营养时，形成内生孢子，又称芽孢，是对不良环境有强抵抗力的休眠体，由于芽孢在 细菌细胞内形成，故常称为内生孢子。芽孢的生命力非常顽强，有些湖底沉积土中的芽孢杆菌经 500-1000年

13、后仍有活力，肉毒梭菌的芽孢在 pH 7.0 时能耐受 100c煮沸 5-9.5 小时。芽孢由内及外有以下几部分组成：1.芽孢原生质(spore protoplast,核心 core):含浓缩的原生 质。2.内膜(inner membrane):由原来繁殖型细菌的细胞膜形 成，包围芽孢原生质。还有细模质。3.芽孢壁(spore wall)：由繁殖型细菌的肽聚糖组成，包围 内膜。发芽后成为细菌的细胞壁。生物包括真细菌和古生菌两大类群人们通常所说的即为狭义的细菌狭义的细菌为原核微生物的一类是一类形状细短结构简单多以二分裂方式进行繁殖的原核生物是在自然界分布最广个体数量最多的有机体是大自然物质循环的主

14、要参菌双球菌四联球菌八叠球菌葡萄球菌和链球菌杆菌细胞形态较复杂有短杆状棒杆状梭状月状分枝状螺旋状可分为弧菌螺旋不满一环和螺菌螺旋满环小的坚硬的螺旋状细菌此外人们还发现星状和方形细菌细胞大小测量细菌大小的单位酰葡糖胺和乙酰胞壁酸构成双糖单元以糖苷键连接成大分子乙酰胞壁酸分子上有四肽侧链相邻聚糖纤维之间的短肽通过肽桥革兰阳性菌或肽键革兰阴性菌桥接起来形成了肽聚糖片层像胶合板一样粘合成多层肽聚糖中的多糖链在各物4.皮质(cortex):是芽孢包膜中最厚的一层，由肽聚糖组 成，但结构不同于细胞壁的肽聚糖，交联少，多糖支架中为 胞壁酐而不是胞壁酸，四肽侧链由 L-Ala 组成。5.外膜(outer me

15、mbrane):也是由细菌细胞膜形成的。6.外壳(coat):芽孢壳，质地坚韧致密，由类角蛋白组成(keratinlike protein),含有大量二硫键，具疏水性特征。7.外壁(exosporium)芽孢外衣，是芽孢的最外层，由脂 蛋白及碳水化合物(糖类)组成，结构疏松 生物包括真细菌和古生菌两大类群人们通常所说的即为狭义的细菌狭义的细菌为原核微生物的一类是一类形状细短结构简单多以二分裂方式进行繁殖的原核生物是在自然界分布最广个体数量最多的有机体是大自然物质循环的主要参菌双球菌四联球菌八叠球菌葡萄球菌和链球菌杆菌细胞形态较复杂有短杆状棒杆状梭状月状分枝状螺旋状可分为弧菌螺旋不满一环和螺菌螺旋满环小的坚硬的螺旋状细菌此外人们还发现星状和方形细菌细胞大小测量细菌大小的单位酰葡糖胺和乙酰胞壁酸构成双糖单元以糖苷键连接成大分子乙酰胞壁酸分子上有四肽侧链相邻聚糖纤维之间的短肽通过肽桥革兰阳性菌或肽键革兰阴性菌桥接起来形成了肽聚糖片层像胶合板一样粘合成多层肽聚糖中的多糖链在各物