【正文】 極端環(huán)境（如高溫、高鹽、高酸等）下的古老的微生物。它們的細(xì)胞結(jié)構(gòu)（如細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)和化學(xué)、膜脂類結(jié)構(gòu)、分子生物學(xué)及代謝）既不完全相同于原核生物，也不同于真核生物，但其結(jié)構(gòu)與真細(xì)菌更為接近。桿狀（桿菌bacillus, bacilli)細(xì)胞呈桿狀或圓柱形，一般其粗細(xì)（直徑）比較穩(wěn)定，而長度則常因培養(yǎng)時間、培養(yǎng)條件不同而有較大變化。螺旋狀（螺旋菌spirilla,spirilla）弧菌：菌體只有一個彎曲，其程度不足一圈，形似“C”字或逗號，鞭毛偏端生。鞭毛二端生。螺旋體：菌旋轉(zhuǎn)周數(shù)在6環(huán)以上，菌體柔軟，用于運動的類似鞭毛的軸絲位于細(xì)胞外鞘內(nèi)。一般生活在淡水中固形物的表面，其異常形態(tài)使得菌體的表面積與體積之比增加，能有效地吸收有限的營養(yǎng)物；2）星形細(xì)菌（starshaped bacteria ）3）方形細(xì)菌（squareahaped bacteria）4）異常形態(tài)（畸形，衰頹型） 環(huán)境條件的變化： 正常形態(tài)物理、化學(xué)因子的刺激 阻礙細(xì)胞正常發(fā)育 環(huán)境條件恢復(fù)正常培養(yǎng)時間過長 細(xì)胞衰老 營養(yǎng)缺乏 異常形態(tài) 自身代謝產(chǎn)物積累過多常用的染色方法簡單染色法 正染色 革蘭氏染色法 鑒別染色法 抗酸性染色法 死菌 芽孢染色法 姬姆薩染色法細(xì)菌染色法 負(fù)染色： 莢膜染色法等 活菌：用美藍(lán)或TTC（氧化三苯基四氮唑）等作活菌染色（二）大小范圍一般細(xì)菌的大小范圍：測量單位——um（微米）球菌： ~ 1 um （直徑）桿菌：~ 1 um （直徑） X 1~ 80 um（長度）螺旋菌：~ 1 um （直徑） X 1~ 50 um（長度）(長度是菌體兩端點之間的距離，而非實際長度)測量方法顯微鏡測微尺；顯微照相后根據(jù)放大倍數(shù)進(jìn)行測算細(xì)菌大小測量結(jié)果的影響因素個體差異；干燥、固定后的菌體會一般由于脫水而比活菌體縮短1/31/4；染色方法的影響，一般用負(fù)染色法觀察的菌體較大；幼齡細(xì)菌一般比成熟的或老齡的細(xì)菌大；環(huán)境條件，如培養(yǎng)基中滲透壓的改變也會導(dǎo)致細(xì)胞大小的變化。（2）證實細(xì)胞壁存在的方法：1）細(xì)菌超薄切片的電鏡直接觀察；2）質(zhì)、壁分離與適當(dāng)?shù)娜旧?，可以在光學(xué)顯微鏡下看到細(xì)胞壁；3）機械法破裂細(xì)胞后，分離得到純的細(xì)胞壁；4）制備原生質(zhì)體，觀察細(xì)胞形態(tài)的變化；（3）細(xì)胞壁的功能：1）固定細(xì)胞外形和保護(hù)細(xì)胞免受外力損傷；2）為細(xì)胞的生長、分裂和鞭毛運動所必需；3）滲透屏障，阻攔酶蛋白和某些抗生素等大分子物質(zhì)（分子量大于800）進(jìn)入細(xì)胞；4）細(xì)菌特定的抗原性、致病性以及對抗生素和噬菌體的敏感性的物質(zhì)基礎(chǔ)；（4）革蘭氏染色、細(xì)胞壁的化學(xué)組成與結(jié)構(gòu)：革蘭氏染色法1）結(jié)晶紫初染2）碘溶液媒染3）乙醇脫色4）沙黃復(fù)染：革蘭氏陰性細(xì)菌呈紅色，革蘭氏陽性細(xì)菌呈深紫色G+菌：單層，厚（20~25nm），組分簡單，90%肽聚糖（含量高，交聯(lián)緊密），10%磷壁酸G菌：多層，薄（10~15nm），組分復(fù)雜，內(nèi)壁層：肽聚糖（含量低,交聯(lián)疏松），外膜有脂多糖、磷脂、脂蛋白 1）G+細(xì)菌的細(xì)胞壁G+細(xì)菌的細(xì)胞壁特點：厚度大（20~25nm）化學(xué)組分簡單，一般只含90%肽聚糖和10%磷壁酸。 磷壁酸（teichoic acid）：又稱“垣酸”，結(jié)合在革蘭氏陽性細(xì)菌細(xì)胞壁上一種酸性多糖A、肽聚糖：厚約20~25nm，由40層左右的網(wǎng)格狀分子交織成的網(wǎng)套覆蓋在整個細(xì)胞上。由四個氨基酸分子按L型與D型交替方式連接而成。肽橋：短肽尾中的第四個氨基酸殘基D丙氨酸的羧基通過肽鍵與相鄰另一短肽尾中的第三個氨基酸的氨基相連。大部分革蘭氏陰性菌中的肽橋不需要短肽而直接通過D丙氨酸和堿性氨基酸的氨基相連而成。B、磷壁酸：革氏陽性細(xì)菌細(xì)胞壁上特有的化學(xué)成分（酸性多糖） 按成分分為 甘油磷酸 核糖醇磷酸按結(jié)合部位分為 壁磷壁酸 膜磷壁酸壁磷壁酸，它與肽聚糖分子間進(jìn)行共價結(jié)合（以末端磷酸二酯鍵連接在M第6位碳原子上），含量會隨培養(yǎng)基成分而改變，一般占細(xì)胞壁重量的10%，有時可接近50%。跨越肽聚糖層并與細(xì)胞膜相交聯(lián)的膜磷壁酸（又稱脂磷壁酸），由甘油磷酸鏈分子與細(xì)胞膜上的磷脂進(jìn)行共價結(jié)合后形成?？捎?5%熱酚水提取，也可用熱水從脫脂凍干細(xì)菌中提取。的存在，對于保持膜的硬度，提高細(xì)胞膜上需Mg2+的合成酶的活性極為重要。C、細(xì)胞壁中含有一些特殊成分的革氏陽性細(xì)菌大部分G+細(xì)菌細(xì)胞壁含脂量很低，但棒桿菌屬、分支桿菌屬諾卡氏菌屬的細(xì)胞壁卻含有豐富的稱為分支菌酸（Mycolic acid）的枝鏈羥基脂質(zhì)： R1— CH—CH—COOH R1， R2為很長的碳?xì)滏? OH R2 分支菌酸與肽聚糖復(fù)合在一起。 分支菌酸被認(rèn)為與這些細(xì)菌（白喉棒桿菌，結(jié)核分支桿菌）的致病性有關(guān)。大多數(shù)金黃色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）細(xì)胞壁中有葡萄球菌A蛋白（SPA），它與肽聚糖共價結(jié)合，對胰酶敏感，有抗吞噬和抗噬菌體的作用。革蘭氏陽性菌與陰性菌肽聚糖結(jié)構(gòu)的差別：沒有特殊的肽橋，只形成較為疏稀、機械強度較差的肽聚糖網(wǎng)套內(nèi)消旋二氨基庚二酸（mDAP)（只在原核微生物細(xì)胞壁上發(fā)現(xiàn)）肽聚糖只存在于真細(xì)菌中，古生菌和真核生物細(xì)胞壁中沒有肽聚糖。B、外膜(outer membrane)（參見P19）又稱外壁層，位于革蘭氏陰性細(xì)菌細(xì)胞壁外層，可分為內(nèi)、中、外三層，從內(nèi)到外由脂蛋白、磷脂和脂多糖等若干種蛋白質(zhì)組成的膜。這種多變性是革蘭氏陰性細(xì)菌躲避宿主免疫系統(tǒng)攻擊，保持感染成功的重要手段。2）LPS負(fù)電荷較強，與磷壁酸相似，也有吸附Mg2+、Ca2+等陽離子以提高其在細(xì)胞表面濃度的作用，對細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)起穩(wěn)定作用。有20余種，但多數(shù)功能尚不清楚。非特異性孔蛋白：可通過分子量小于800~900的任何親水性分子特異性孔蛋白：只容許一種或少數(shù)幾種相關(guān)物質(zhì)通過，如維生素B12和核苷酸等。C、周質(zhì)空間(periplasmic space, periplasm),又稱壁膜間隙在革蘭氏陰性細(xì)菌中，一般指其外膜與細(xì)胞膜之間的狹窄空間（寬約12~15nm），呈膠狀。在周質(zhì)空間中，存在著多種周質(zhì)蛋白（periplasmic proteins）：水解酶類；合成酶類；結(jié)合蛋白；受體蛋白；D. 粘合位點：P19革蘭氏陰性菌細(xì)胞壁的許多部位，外膜與質(zhì)膜直接接觸，是加固革蘭氏陰性菌細(xì)胞壁并支撐外膜的另一結(jié)構(gòu)。革蘭氏陽性和陰性細(xì)菌一系列生物學(xué)特性的比較（參見周德慶P16）3）革蘭氏染色原理革蘭氏染色的陽性或陰性，與細(xì)胞的物理結(jié)構(gòu)有關(guān)。革氏陽性菌革氏陰性菌肽聚糖含量高，交聯(lián)密含量低，交聯(lián)疏松脂類一般無含量高乙醇作用脫水作用脂溶作用大分子復(fù)合物滯留大分子復(fù)合物溶出結(jié)果紫色紅色（5）細(xì)胞壁缺陷細(xì)菌：（參見P21） 自發(fā)突變——L型細(xì)菌 實驗室或宿主體內(nèi)形成 基本去盡——原生質(zhì)體（G+） 人工去壁缺壁細(xì)菌 部分去除——球狀體（G）在自然界長期進(jìn)化中形成——枝原體1）L型細(xì)菌（Lform of bacteria）細(xì)菌在某些環(huán)境條件下（實驗室或宿主體內(nèi)）通過自發(fā)突變而形成的遺傳性穩(wěn)定的細(xì)胞壁缺陷變異型。特點：沒有完整而堅韌的細(xì)胞壁，細(xì)胞呈多形態(tài)；有些能通過細(xì)菌濾器，故又稱“濾過型細(xì)菌”；對滲透敏感，在固體培養(yǎng)基上形成“油煎蛋”似的小菌落（）；2）原生質(zhì)體（protoplast）在人為條件下，用溶菌酶處理或在含青霉素的培養(yǎng)基中培養(yǎng)而抑制新生細(xì)胞壁合成而形成的僅由一層細(xì)胞膜包裹的，圓球形、對滲透壓變化敏感的細(xì)胞，一般由革蘭氏陽性細(xì)菌形成。及恢復(fù)成有細(xì)胞壁的正常結(jié)構(gòu)；比正常有細(xì)胞壁細(xì)菌更易導(dǎo)入外源遺傳物質(zhì)，是研究遺傳規(guī)律和進(jìn)行原生質(zhì)體育種良好實驗材料。與原生質(zhì)體相比，它對外界環(huán)境具有一定的抗性，可在普通培養(yǎng)基上生長。因它的細(xì)胞膜中含有甾醇(一般原核生物沒有)，所以即使缺乏細(xì)胞壁，其細(xì)胞膜仍有較高的機械強度。作用特點：對生長旺盛的革氏陽性菌有明顯的抑制作用。溶菌酶的作用：通過水解N乙酰葡萄糖胺與N乙酰胞壁酸間的β1,4糖苷鍵，引起細(xì)胞壁“散架”，形成細(xì)胞壁完全脫去或部分除去的原生質(zhì)體（革氏陽性菌）或球狀體（革氏陰性菌）。古生菌的細(xì)胞壁（周德慶p16）古生菌除了熱原體屬沒有細(xì)胞壁外，其余都有與真細(xì)菌類似功能的細(xì)胞壁。假肽聚糖：雙糖單位：N乙酰葡糖胺 β –1，3糖苷鍵 N乙酰塔羅糖胺 （不被溶菌酶水解）肽尾：LGlu, LAla, LLys 3個肽橋：LGlu 1個氨基酸組成 細(xì)胞膜（cell membrane）細(xì)胞質(zhì)膜（cytoplasmic membrane），又稱質(zhì)膜（plasma membrane）、細(xì)胞膜（cell membrane）或內(nèi)膜（inner membrane），是緊貼在細(xì)胞壁內(nèi)側(cè)、包圍著細(xì)胞質(zhì)的一層柔軟、脆弱、富有彈性的半透性薄膜，厚約7～8nm，由磷脂（占20%～30%）和蛋白質(zhì)（占50%～70%）組成。（1）化學(xué)組成：磷脂（20~30%）；蛋白質(zhì)（50~70%）A. 磷脂親水的極性端；疏水的非極性端在極性頭的甘油3C上，不同種微生物具有不同的R基，如磷脂酸、磷脂酰甘油、磷脂酰乙醇胺、磷脂酰膽堿、磷脂酰絲氨酸或磷脂酰肌醇等。在生理溫度下，脂肪酸末端排列成固定的晶格。當(dāng)磷脂分子中二者同時存在時，在一定條件下就阻礙了形成晶格結(jié)構(gòu)所需要的有秩序排列。細(xì)胞膜上長鏈脂肪酸的鏈長和飽和度因細(xì)菌種類和生長溫度而異，通常生長溫度要求越高的種，其飽和度也越高，反之則低。細(xì)胞膜是重要的代謝活動中心。細(xì)胞膜是高度有序且不對稱的系統(tǒng)，同時又是柔韌、動態(tài)的。多見于革蘭氏陽性細(xì)菌。含水量約80%。一些內(nèi)含物無膜包裹，自由存在于細(xì)胞質(zhì)中，如多聚磷酸鹽顆粒、藻青素顆粒和一些糖原顆粒；另一些內(nèi)含物則由單層膜（不是典型的雙層膜）所包裹，如聚β羥丁酸顆粒、某些糖原和硫粒、羧酶體及氣泡等。（１）顆粒狀貯藏物(reserve materials) P26各種有機或無機物質(zhì)的顆粒，主要功能是貯存（碳化合物、無機物和能源），也可將分子連接為特定的形式來降低滲透壓。PHB于1929年被發(fā)現(xiàn)，至今已發(fā)現(xiàn)60屬以上的細(xì)菌能合成并貯藏。作用：細(xì)菌特有的碳源和能源儲藏物；維持胞內(nèi)中性環(huán)境；降低胞內(nèi)滲透壓用途：它無毒、可塑、易降解，被認(rèn)為是生產(chǎn)醫(yī)用塑料、生物降解塑料的良好原料。有的細(xì)菌積累淀粉粒，用碘液染成深蘭色。）功能：磷源和能量；可降低細(xì)胞的滲透壓（sulfur globules）很多光合細(xì)菌（紫硫細(xì)菌、紫色細(xì)菌、綠色細(xì)菌和藍(lán)細(xì)菌），在進(jìn)行產(chǎn)能代謝或生物合成時，常涉及對還原性的硫化物（H2S，硫代硫酸鹽等）的氧化，所產(chǎn)生的折光性很強的硫粒，可在周質(zhì)空間或細(xì)胞質(zhì)中積累。通常存在于藍(lán)細(xì)菌中。③儲藏物以多聚體的形式存在，有利于維持細(xì)胞內(nèi)環(huán)境的平衡，避免不適合的pH，滲透壓等的危害。）儲藏物在細(xì)菌細(xì)胞中大量積累，還可以被人們利用。存在：少數(shù)水生螺菌屬等。即借鞭毛游向?qū)υ摼钣欣哪?、水界面微氧環(huán)境處生活。（３）羧酶體(carboxysome) （參見周德慶P21）一些自養(yǎng)細(xì)菌（藍(lán)細(xì)菌、硝化細(xì)菌和硫桿菌）細(xì)胞內(nèi)由單層膜圍成的多角形或六角形內(nèi)含物內(nèi)含1,5二磷酸核酮糖羧化酶（卡爾文循環(huán)的關(guān)鍵酶）作用：自養(yǎng)細(xì)菌的CO2固定場所（4）氣泡（gas vocuoles）（參見P25） 許多光合營養(yǎng)型、無鞭毛運動的水生細(xì)菌中存在的充滿氣體的泡囊狀內(nèi)含物，～75nm，內(nèi)由數(shù)排柱形小空泡組成，外有2nm厚的蛋白質(zhì)膜包裹。有些厭氧性光合細(xì)菌利用氣泡集中在水下1030米深處，這樣既能吸收適宜的光線和營養(yǎng)進(jìn)行光合作用，又可以避免直接與氧接觸。氣泡的膜只含蛋白質(zhì)而無磷脂。膜的外表面親水，而內(nèi)側(cè)絕對疏水，故氣泡只能透氣而不能透過水和溶質(zhì)。功能：合成蛋白質(zhì)的場所鏈霉素等抗生素通過作用于細(xì)菌核糖體的30S亞基而抑制細(xì)菌蛋白質(zhì)的合成，而對人的80S核糖體不起作用，故可治療細(xì)菌引起的疾病，而對人體無害。細(xì)菌染色體的組織結(jié)構(gòu)： 大腸桿菌染色體由50~100個結(jié)構(gòu)域（domain）或環(huán)（loop）組成。功能：負(fù)載遺傳信息的主要物質(zhì)基礎(chǔ)芽孢（spore）P331）概念某些細(xì)菌在其生長發(fā)育后期，在細(xì)胞內(nèi)形成一個圓形或橢圓形、厚壁、含水量極低、抗逆性極強的休眠體，稱為芽孢（偶譯“內(nèi)生孢子” ，endospore ）。 整個生物界中抗逆性最強的生命體，是否能消滅芽孢是衡量各種消毒滅菌手段的最重要的指標(biāo)。在適宜的條件下可以重新轉(zhuǎn)變成為