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微生物检验员培训考证-细菌的分类、结构及发展简史
来源:圣问技术职业技能培训中心 | 作者:stspx134 | 发布时间: 2023-04-04 | 79 次浏览 | 分享到:
细菌概述与结构特点作为地球最早的“主人”,细菌约产生于40亿年前,但直到1676年,荷兰显微镜学家列文虎克( Leeuwenhoek)用自己设计的原始显微镜观察到细菌;1828年,德国显微镜学家埃伦伯格引入“细菌”一词

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微生物检验员培训考证-细菌的分类、结构及发展简史

细菌概述与结构特点作为地球最早的“主人”,细菌约产生于40亿年前,但直到1676年,荷兰显微镜学家列文虎克( Leeuwenhoek)用自己设计的原始显微镜观察到细菌;1828年,德国显微镜学家埃伦伯格引入“细菌”一词。

图1. 典型细菌结构

细菌均为单细胞原核生物,且遗传物质均为DNA。相比于真核细胞,细菌无细胞核(为拟核/核质体),核糖体为唯一细胞器。不过细菌中存在其他一些结构。 细菌与病毒不同,大多数细菌并无致病性且细菌大多不侵入细胞内,而在体液中生存繁殖。

图2. 细菌结构简介

世界上大约有3-4万种细菌、而其中致病菌不到5%。细菌生存于地球上的每一个栖息地:土壤、岩石、海洋,甚至北极的雪地。 目前已知的致病菌大约1400种。大部分细菌对人体无害,甚至许多细菌对人体有益,如大肠杆菌、益生菌等。事实上人体内的细菌总数约是细胞数量的1-10倍。 有些细菌可以形成内生孢子。孢子为休眠结构,对恶劣的物理和化学条件(例如热、紫外线辐射和消毒剂)具有极强的抵抗力。使得摧毁它们变得非常困难。许多产生内生孢子的细菌令人异常烦恼,例如炭疽杆菌,结核杆菌等。结核杆菌孢子在痰液中可存活6-8个月。 细菌的分类主要有以下几种方法:(1)根据形状分类;(2)根据对氧气的需求分类;(3)根据染色情况分类;(4)ICSP细菌分类法。根据形状分类细菌根据其基本形状分为五类:球形(球菌)、杆形(杆菌)、螺旋形(螺旋体)、逗号(弧菌)或螺旋形(扭曲)。它们可以作为单个细胞、成对、链或簇存在。

图3. 形态各异的细菌

根据对氧气的需求分类根据细菌是否需要依赖有氧条件生存,可将细菌分为需氧菌和厌氧菌,其中需氧菌的生长代谢需要氧气参与,而厌氧菌由于缺乏氧化还原呼吸酶和分解有毒氧基团的酶,在有氧条件下部分细菌会死亡。需氧菌根据对氧气的依赖程度可分为四类专性需氧菌在没有氧气的情况下完全无法生存,如芽孢杆菌属、分枝杆菌属和假单胞菌属; 兼性需氧菌并不完全依赖环境中的氧气的可用性,在有氧环境下利用氧气,无氧环境下利用厌氧方法产生ATP/能量分子生存,如肠杆菌科; 微需氧菌顾名思义,仅需要少量氧气即可产生能量,相反较高的氧气存在反而对微需氧菌可能产生致命影响,这主要是因为微需氧菌缺乏电子传输系统,依赖发酵反应产生能量,如螺杆菌和弯曲杆菌; 耐氧需氧菌不利用氧气不利用氧气进行代谢活动或产生能量。它们也不会因氧气的存在而产生不利影响,如乳杆菌和链球菌。

图4. 根据是否需要氧气的细菌分类

厌氧菌根据对氧气的需求和耐受也可分为三类专性厌氧菌无法进行有氧代谢,氧气可引起此类细菌的毒性反应和死亡,如破上风梭菌;兼性厌氧菌在有氧或无氧环境中均能生长繁殖,同时具有有氧呼吸和无氧发酵等功能,如酵母菌;耐氧厌氧菌在有限时间内可以耐受氧气或无氧条件下生存较好,而有氧条件下生存不佳,如溶组织梭菌。根据染色情况分类1882年丹麦细菌学家革兰(Hans Christian Gram)提出革兰氏染色法,旨在通过细胞壁的结构差异来区分两种类型的细菌

图5. 革兰氏阳性菌与阴性菌细胞壁差异

主要原理是革兰氏阳性菌的细胞壁较厚,且肽聚糖成分较为均一,可不阔结晶紫-碘复合物;而革兰氏阴性菌的细胞壁较薄,且各层差异较大。不能容纳结晶紫-碘复合物,但可容纳番红素。

图6. 革兰氏染色法操作步骤

革兰氏阴性菌和阳性菌的细胞壁差异性,导致了二者在治疗手段上的差异。如革兰氏阴性菌对链霉素、氯霉素敏感;而革兰氏阳性菌对青霉素敏感ICSP细菌分类法ICSP是国际原核生物系统学委员会(International Committee on Systematics of Prokaryotes),负责各种原核生物的分类和命名的规范化。 该分类法主要按照细菌之间的亲缘关系和进化关系进行分类和命名。首先是严格区分古细菌和细菌。并在2021年将细菌分为42门

图7. 细菌进化关系图

圣问锐评:细菌作为地球的第一代主人,其中的鼠疫杆菌、霍乱弧菌、结核杆菌等均令人闻风丧胆,但最终被地球的新主人攻克。然而细菌似乎不甘落后于时代,正努力进化成“超级细菌”,以图恢复自己的昔日“霸主地位”。


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