【正文】 表3—4芽孢的構(gòu)造和各部分功能┏━━━━━━━┳━━━━━━━━━━━━━━┳━━━━━━━━━━━━━━━━━━┓┃ 名稱 ┃ 主要成分 ┃ 生理功能 ┃┣━━━━━━━╋━━━━━━━━━━━━━━╋━━━━━━━━━━━━━━━━━━┫┃孢外壁 ┃脂蛋白 ┃阻止內(nèi)外物質(zhì)滲透 ┃┣━━━━━━━╋━━━━━━━━━━━━━━╋━━━━━━━━━━━━━━━━━━┫┃芽孢衣 ┃疏水性角蛋白 ┃抗酶解，抗藥物，阻止多價(jià)陽(yáng)離子滲透 ┃┣━━━━━━━╋━━━━━━━━━━━━━━╋━━━━━━━━━━━━━━━━━━┫┃皮層 ┃芽孢肽聚糖，．DPA—Ca ┃滲透壓高，可使芽孢核心保持干燥 ┃┣━━━━━━━╋━━━━━━━━━━━━━━╋━━━━━━━━━━━━━━━━━━┫┃核心 ┃ ┃ ┃┃ 芽孢壁 ┃肽聚糖 ┃可發(fā)展成新細(xì)胞的細(xì)胞壁 ┃┃ 芽孢質(zhì)膜 ┃磷脂，蛋白質(zhì) ┃可發(fā)展成新細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)膜 ┃┃ 芽孢質(zhì) ┃DPA—Ca，核糖體，RNA，酶類┃可發(fā)展成新細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì) ┃┃ 核區(qū) ┃DNA ┃遺傳信息的載體。因每一營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞僅形成一個(gè)芽孢，故芽孢無(wú)繁殖功能。芽孢是某些細(xì)菌在其生活史后期的細(xì)胞內(nèi)形成的一個(gè)抗逆性極強(qiáng)的休眠體。4種主要內(nèi)含物的特點(diǎn)可見(jiàn)表3—3。 表3—2 4類缺壁細(xì)菌的比較項(xiàng)目支原體L型細(xì)菌原生質(zhì)體球狀體形成原因自然進(jìn)化實(shí)驗(yàn)室中自發(fā)突變?nèi)斯こ谌斯こ谥苽浞椒ā芫溉ケ诨蚯嗝顾匾种齐木厶呛铣扇芫溉ケ诨蚯嗝顾匾种齐木厶呛铣扇北诔潭韧耆珶o(wú)壁無(wú)壁基本無(wú)壁部分缺壁繁殖能力有有無(wú)*無(wú)*實(shí)例各種支原體念珠狀鏈桿菌等多數(shù)G+ 細(xì)菌多數(shù)G— 細(xì)菌* 待細(xì)胞壁再生后即可恢復(fù)其繁殖能力 4．細(xì)菌的內(nèi)含物。但在自然和人為培養(yǎng)條件下，也可因自然進(jìn)化、自發(fā)突變或人為去除等方法而形成缺壁細(xì)菌。 3．缺壁細(xì)菌。其中的類脂A是革蘭氏陰性細(xì)菌致病物質(zhì)內(nèi)毒素的物質(zhì)基礎(chǔ)。表3—1 G+ 和G－細(xì)菌肽聚糖單體的比較項(xiàng)目G+G——聚糖鏈—（G+M）n——（G+M）n—肽鏈四肽尾L—Ala︱D—Glu︱L—Lys︱D—AlaL—Ala︱D—Glu︱m—DAP︱D—Ala肽橋—（Gly）5—等無(wú)注：G：N—乙酰葡糖胺，M：N乙酰胞壁酸，m—DAP：內(nèi)消旋二氨基庚二酸 2．G－ 細(xì)菌細(xì)胞壁的脂多糖構(gòu)造。二、重點(diǎn)、難點(diǎn)剖析1．革蘭氏陽(yáng)性細(xì)菌和革蘭氏陰性細(xì)菌肽聚糖單體的比較（表3—1）。由細(xì)胞骨架等組成的細(xì)胞間質(zhì)支撐著真核微生物的細(xì)胞質(zhì)，其內(nèi)包含著各種有一定結(jié)構(gòu)、執(zhí)行重要生理功能的細(xì)胞器，包括內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、容酶體、微體、線粒體和葉綠體（僅存在于光合生物中）等。真菌細(xì)胞壁的主要成分是纖維素、葡聚糖或幾丁質(zhì)多糖，藻類則主要是纖維素類多糖。2．真核微生物。在此基礎(chǔ)上劃分的革蘭氏陽(yáng)性細(xì)菌和革蘭氏陰性兩大類細(xì)菌不僅反映在染色反應(yīng)上的差別，也反映出它們間在系統(tǒng)進(jìn)化史上以及在細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能，生理代謝，遺傳，生態(tài)和致病性等多方面的差異。其每一單體由肽（四肽尾和肽橋）和聚糖（N乙酰葡糖胺和N乙酰胞壁酸交替排列）兩種成分構(gòu)成。細(xì)胞壁的主要功能是固定細(xì)胞外形和保護(hù)細(xì)胞不受損傷。革蘭氏陽(yáng)性細(xì)菌的細(xì)胞壁很厚，主要含肽聚糖和磷壁酸兩種成分；革蘭氏陰性細(xì)菌的細(xì)胞壁雖然薄，但層次較多、成分復(fù)雜，除由肽聚糖組成的一薄層內(nèi)壁外，還有一層稱為外膜的外壁層。原核微生物細(xì)胞壁的成分、結(jié)構(gòu)和功能是本章最先討論的重點(diǎn)內(nèi)容，其中多數(shù)原核生物細(xì)胞壁所含有的獨(dú)特成分——肽聚糖，則是本章的重點(diǎn)內(nèi)容之一。原核微生物。本章先把有細(xì)胞構(gòu)造的微生物分成原核微生物和真核微生物兩大部分，再?gòu)募?xì)胞與外界環(huán)境分隔的界面——細(xì)胞壁開(kāi)始，由表及里地逐一剖析各主要構(gòu)造和特殊構(gòu)造的結(jié)構(gòu)和其相應(yīng)的生理功能。真菌、顯微藻類和原生動(dòng)物等屬于真核微生物類，它們的特點(diǎn)是細(xì)胞直徑較大，細(xì)胞核有核膜包裹，染色質(zhì)由DNA和組蛋白構(gòu)成，細(xì)胞以有絲分裂或減數(shù)分裂方式繁殖，細(xì)胞內(nèi)有多種功能專一的細(xì)胞器等。(陳向東)第三章 微生物細(xì)胞的結(jié)構(gòu)與功能一、要點(diǎn)提示 在微生物世界中，除病毒外，其他成員都是具有細(xì)胞結(jié)構(gòu)的種類。問(wèn)答題 1．一般說(shuō)來(lái)，嚴(yán)格的無(wú)菌操作是一切微生物工作的基本要求，但在分離與培養(yǎng)極端嗜鹽菌時(shí)常在沒(méi)有點(diǎn)酒精燈的普通實(shí)驗(yàn)臺(tái)上傾倒培養(yǎng)平板、在日常環(huán)境中直接打開(kāi)皿蓋觀察和挑取菌落，而其研究結(jié)果并沒(méi)有因此受到影響，你知道這是為什么嗎?2．如果希望從環(huán)境中分離得到厭氧固氮菌，你該如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)?3．為什么光學(xué)顯微鏡的目鏡通常都是15?是否可以采用更大放大倍率的目鏡(如30)來(lái)進(jìn)一步提高顯微鏡的總放大倍數(shù)?4．為什么透射電鏡和掃描電鏡對(duì)樣品厚度與大小的要求有如此大的差異?能否用掃描電鏡來(lái)觀察樣品的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，而用透射電鏡來(lái)觀察樣品的表面結(jié)構(gòu)?5．試論電子顯微鏡在進(jìn)行生物樣品制備與觀察時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題。10．和動(dòng)植物一樣，細(xì)菌細(xì)胞也會(huì)經(jīng)歷由小長(zhǎng)大的過(guò)程，因此，在相同情況下應(yīng)選擇成熟的細(xì)菌而非幼齡細(xì)菌進(jìn)行顯微鏡觀察，這樣可以看得更清楚。8．與其他電子顯微鏡相比，掃描隧道顯微鏡在技術(shù)上的最大突破是能對(duì)活樣品進(jìn)行觀察。6．冷凍真空干燥保藏、液氮保藏法是目前使用最普遍、最重要的微生物保藏方法，大多數(shù)專業(yè)的菌種保藏機(jī)構(gòu)均采用這兩種方法作為主要的微生物保存手段。4．直接挑取在平板上形成的單菌落就可以獲得微生物的純培養(yǎng)。2．所有的微生物都能在固體培養(yǎng)基上生長(zhǎng)，因此，用固體培養(yǎng)基分離微生物的純培養(yǎng)是最重要的微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)。 (1)波長(zhǎng) (2)顏色 (3)相位 (4)振幅9．( )不是鑒別染色。 (1)目鏡 (2)物鏡 (3)聚光器 (4)總放大倍數(shù)7．暗視野顯微鏡和明視野顯微鏡的區(qū)別在于( )。冷凍真空干燥法可以長(zhǎng)期保藏微生物的原因是微生物處于( )的環(huán)境，代謝水平大大降低。 (1)平皿 (2)試管 (3)燒瓶 (4)燒杯2．( )可用來(lái)分離培養(yǎng)出由科學(xué)家設(shè)計(jì)的特定環(huán)境中能生長(zhǎng)的微生物，盡管我們并不知道什么微生物能在這種特定的環(huán)境中生長(zhǎng)。它們個(gè)體微小，大多數(shù)都需要顯微鏡才能看見(jiàn)。有的氣生菌絲發(fā)育到一定階段，分化成 。許多菌絲交織在一起，稱為 。13．在顯微鏡下不同細(xì)菌的形態(tài)可以說(shuō)是千差萬(wàn)別，豐富多彩，但就單個(gè)有機(jī)體而言，其基本形態(tài)可分為 、 與 3種。11．在 的照射下，發(fā)熒光的物體會(huì)在黑暗的背景下表現(xiàn)為光亮的有色物體，這就是熒光顯微技術(shù)的原理。9．光學(xué)顯微鏡能達(dá)到的最大有效放大倍數(shù)是 ，這時(shí)一般使用 的目鏡，和 的物鏡，并應(yīng)在物鏡鏡頭和玻片之間加 。7．一般說(shuō)來(lái)，采用冷凍法時(shí)，保藏溫度越 ，保藏效果越 。微生物在特定培養(yǎng)基上生長(zhǎng)形成的菌落或菌苔一般都具有穩(wěn)定的特征，可以成為對(duì)該微生物進(jìn)行 、 的重要依據(jù)。4．用培養(yǎng)平板進(jìn)行微生物純培養(yǎng)分離的方法包括： 、 和 。四、習(xí) 題填空趣1 動(dòng)植物的研究能以 體為單位進(jìn)行，而對(duì)微生物的研究一般用 體2在微生物學(xué)中，在人為規(guī)定的條件下培養(yǎng)、繁殖得到的微生物群體稱為培養(yǎng)物，其中只有 培養(yǎng)物能較好地被研究、利用和重復(fù)結(jié)果。 41．藻類(algae) 能進(jìn)行光合作用的真核微生物。 39．真菌(fungi) 有線粒體，無(wú)葉綠體，沒(méi)有根、莖、葉分化，以無(wú)性和有性孢子進(jìn)行繁殖的真核微生物。 37．柄細(xì)菌(prosthecate bacteria) 細(xì)胞上有柄、菌絲、附器等細(xì)胞質(zhì)伸出物，細(xì)胞呈桿狀或梭狀，并有特征性細(xì)柄的細(xì)菌。 35．螺旋體(spirochete) 柔韌的螺旋狀細(xì)菌，具有周質(zhì)鞭毛。 33．球菌(COCCUS) 細(xì)胞大致呈球狀的細(xì)菌。 31．菌絲(hypha) 大多數(shù)霉菌和某些細(xì)菌的結(jié)構(gòu)單位，管形絲狀體。 29．負(fù)染色(negative staining) 染料使背景顏色加深而樣品沒(méi)有著色的染色法。 27．暗視野顯微鏡(dark—field microscope) 這種顯微鏡利用特殊的聚光器進(jìn)行斜射照明，經(jīng)樣品反射或折射的光線進(jìn)入物鏡成像。 25．透射電子顯微鏡(transmission electron microscope) 這種顯微鏡用電子束透射樣品，用磁透鏡使散射的電子聚焦成像。 23．掃描探針顯微鏡(scanning probe microscope) 通過(guò)在物體表面移動(dòng)一種敏銳的探針來(lái)研究表面特征的顯微鏡（如掃描隧道顯微鏡）。 22．掃描電子顯微鏡(scanning electron microscope。同時(shí)儀器體積較小，價(jià)格也相┃┃ ┃原子力┃行恒定高度的掃描，同時(shí)通過(guò) ┃對(duì)便宜 ┃┃鏡 ┃顯微鏡┃一個(gè)激光裝置來(lái)監(jiān)測(cè)探針隨樣 ┃ ┃┃ ┃ ┃品表面的升降變化來(lái)獲取樣品 ┃ ┃┃ ┃ ┃表面形貌的信息 ┃ ┃┗━━━┻━━━┻━━━━━━━━━━━━━━┻━━━━━━━━━━━━━━━┛ 20．相差顯微鏡(phase—contrast microscope) 這種光學(xué)顯微鏡通過(guò)特殊的裝置把樣品不同部位間折射率和細(xì)胞密度的微弱差異轉(zhuǎn)變?yōu)槿搜劭梢圆煊X(jué)的明暗差，可在不染色的情況下對(duì)透明的活細(xì)胞及其內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行直接觀察。分 ┃一般用于觀察樣品的表面立體結(jié)構(gòu)┃┃ ┃鏡 ┃辨率遠(yuǎn)高于光學(xué)顯微鏡。儀器龐大昂貴、對(duì)工作環(huán)境和┃胞的內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行觀察 ┃┃電子顯┃ ┃操作技術(shù)有較高要求 ┃ ┃┃ ┣━━━╋━━━━━━━━━━━━━━╋━━━━━━━━━━━━━━━┫┃微鏡 ┃ ┃電子柬在樣品表面掃描。為光學(xué)顯微鏡的最基本 ┃體形態(tài)的觀察 ┃┃ ┃ ┃配置，價(jià)格便宜、容易使用 ┃ ┃┃ ┣━━━╋━━━━━━━━━━━━━━╋━━━━━━━━━━━━━━━┫┃ ┃ ┃ ┃明視野顯微鏡下不易看清的活細(xì)胞┃┃ ┃暗視野┃通過(guò)特殊的聚光器實(shí)現(xiàn)斜射照 ┃的觀察；不易被染色或易被染色過(guò)┃┃ ┃顯微鏡┃明，亮物像形成于暗背景中 ┃程破壞的細(xì)胞的觀察（例如對(duì)梅毒┃┃ ┃ ┃ ┃密螺旋體的檢測(cè)）；觀察活細(xì)胞的 ┃┃ ┃ ┃ ┃運(yùn)動(dòng)性 ┃┃ ┣━━━╋━━━━━━━━━━━━━━╋━━━━━━━━━━━━━━━┫┃光學(xué)顯┃相差顯┃通過(guò)特殊的聚光器和物鏡提高樣┃活細(xì)胞及其內(nèi)部結(jié)構(gòu)的觀察 ┃┃ ┃微鏡 ┃品不同部位間的反差(明暗差異)┃ ┃┃微鏡 ┣━━━╋━━━━━━━━━━━━━━╋━━━━━━━━━━━━━━━┫┃ ┃熒光顯┃經(jīng)熒光染料染色或熒光抗體處理┃環(huán)境微生物的直接觀察；病灶或 ┃┃ ┃微鏡 ┃的樣品在紫外線照射下激發(fā)出各┃醫(yī)學(xué)樣品中特定病原微生物的直 ┃┃ ┃ ┃種波長(zhǎng)的可見(jiàn)光，在黑暗的背景┃接檢測(cè)（使用特定的熒光抗體） ┃┃ ┃ ┃中形成明亮的彩色物像 ┃ ┃┃ ┣━━━╋━━━━━━━━━━━━━━╋━━━━━━━━━━━━━━━┫┃ ┃共聚焦┃激光作為光源，每次照明樣品的┃對(duì)完整細(xì)胞的細(xì)微立體結(jié)構(gòu)進(jìn)行 ┃┃ ┃顯微鏡┃一個(gè)點(diǎn)，連續(xù)掃描后經(jīng)計(jì)算機(jī)處┃觀察和分析 ┃┃ ┃ ┃理獲得樣品的二維或三維圖像。 19．?dāng)?shù)值孔徑(numerical aperture) 決定顯微鏡