微生物學(PPT格式課件)第一章 原核_第1頁
微生物學(PPT格式課件)第一章 原核_第2頁
微生物學(PPT格式課件)第一章 原核_第3頁
微生物學(PPT格式課件)第一章 原核_第4頁
微生物學(PPT格式課件)第一章 原核_第5頁
已閱讀5頁,還剩100頁未讀 繼續免費閱讀

下載本文檔

版權說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內容提供方,若內容存在侵權,請進行舉報或認領

文檔簡介

1、第一章 原核生物 (Procaryotes),指一大類細胞核無核膜包裹,只存在稱作核區的裸露DNA的原始單細胞生物。包括真細菌和古生菌兩大類。 根據外表特征把原核生物分為六種類型 細菌、放線菌、藍細菌、支原體、立克次氏體、衣原體。,第一節 細菌,細菌的定義 細菌與人類的關系,一、細胞的形態構造及其功能,(一)形態和染色 1.形態 球形 桿形 螺旋形 其它形狀 絲狀 三角形 方形等,球菌(Sphericalcoccus),桿菌 (bacillus),腸道桿菌,棒狀桿菌,螺旋菌(spirilla):弧菌、螺菌、螺旋體,螺旋體 是一類細長、柔軟、彎曲呈螺旋狀、運動活潑的單細胞型微生物。 在生物學上的

2、位置介于細菌與原生動物之間。在分類學上由于更接近于細菌而歸屬在細菌的范疇。,幽門螺桿菌,2.大小、重量,典型的大腸桿菌 長2um;寬0.5um;重10-12克; 1500個細胞的長徑相連,相當于一個芝麻大 120個向相連,有一根人發的粗細; 109個細胞才有1mg重; 最大的細菌 納米比亞嗜硫珠菌 (Thiomargarita namibiensis) 最小的細菌 納米細菌(nanobacteria),顫藍菌屬,巨大芽孢桿菌,大腸桿菌,肺炎球菌,嗜血流感菌,納米細菌,3.染色,3.染色,抗酸性染色,檢查抗酸細菌(如結核分支桿菌、麻風桿菌等)的一種特殊染色法。 先以濃石炭酸復紅加溫初染,隨即以鹽

3、酸、酒精或硫酸脫色,最后用美藍液復染。如屬于抗酸性細菌呈紅色,如屬于一般細菌呈藍色。 其機理是分支桿菌等抗酸性細菌的細胞壁富含脂質,能抵抗鹽酸酒精的脫色,而染上紅色的外觀。,一般構造,特殊構造,(二)構造,1.一般構造,(1)細胞壁 定義 是位于細胞最外的一層厚實、堅韌的外被,主要由肽聚糖構成,有固定外形和保護細胞等多種功能。 功能(P12),細胞壁結構 G+ 和G-的細胞壁的構造不同,1) G+細菌的細胞壁結構(Staphylococcus aureus),細胞壁厚; 化學成分簡單(由肽聚糖和磷壁酸組成); 肽聚糖(Peptidoglycan)的結構 真細菌細胞壁中的特有成分; 由大量小分子

4、單體聚合而成; 單體組成 雙糖單位 N-乙酰葡糖胺和N-乙酰胞壁酸通過-1,4糖苷鍵相連接; 四肽尾 肽橋 甘氨酸五肽,-1,4糖苷鍵 可被溶菌酶水解,L-Ala,D-Glu,L-Lys,D-Ala,單體間的連接,磷壁酸,是結合在G+細菌細胞壁上的一種酸性多糖; 可分為兩類:壁磷壁酸和膜磷壁酸 功能(P14),細胞壁薄; 層次多、成分復雜; 外膜 脂多糖 外膜蛋白(20多種) 脂蛋白 孔蛋白 磷脂 內膜 肽聚糖,2) G-細菌的細胞壁結構,2) G-細菌的細胞壁結構,G-細菌單體間的連接,G+細菌和G-細菌肽聚糖單體結構的比較,G+細菌和G-細菌細胞壁的比較,革蘭氏陽性細菌和革蘭氏陰性細菌的細

5、胞壁結構和成分間的差別導致: 染色反應不同; 形態、構造、化學成分、生理生化和致病性等的不同; 革蘭氏陽性細菌和革蘭氏陰性細菌一系列生物學特性的比較(P16),3)革蘭氏染色的方法和機制,革蘭氏染色的機制(P18) 基于細菌細胞壁特殊化學組分基礎上的一種物理原因。,革蘭氏染色法,4)古生菌的細胞壁,古生菌又稱古細菌(Archaebacteria),或 稱古菌(Archaea),是一個在進化途徑上很早就 與真細菌和真核生物相互獨立的生物類群,如產甲烷菌(Methanobacterium)和大多數嗜極菌(Extremophile)。,在古生菌中除Thermoplasma(熱原體屬)無細胞壁外,其他

6、都具有與真細菌功能相似的細胞壁,然而細胞壁的成分與真細菌差別甚大,已知的一些古生菌細胞壁中沒有真正的肽聚糖,而是由多糖(假肽聚糖)、糖蛋白或蛋白質構成。,古生菌的細胞壁結構,由多糖組成,結構與細菌肽聚糖不同之處: 雙糖骨架是由N-乙酰葡糖胺和N-乙酰塔羅糖胺糖醛酸以-1,3-糖苷鍵(不被溶菌酶水解)交聯而成; 肽尾是由L-Glu、L-Ala和L-Lys 3個L型氨基酸組成; 肽橋由1個L-Glu 組成。,甲烷桿菌屬(Methanobacterium)的細胞壁,5)缺壁細菌(Cell wall deficient bacteria),(2)細胞膜(cell membrane),1)定義 緊貼在細

7、胞壁內側的一層由磷脂和蛋白質組成的柔軟、富有彈性的半透性薄膜; 不含甾醇; 2)細胞膜的結構 1972年Singer和Nicolson提出的液態鑲嵌模型 其主要內容 P18,3) 細胞膜的生理功能(P19),2003年美國科學家彼得阿格雷和羅德里克麥金農獲得了諾貝爾化學獎表彰他們在細胞膜通道方面做出的貢獻。,阿格雷得獎是由于發現了細胞膜水通道。 目前,科學家發現水通道蛋白廣泛存在于動物、植物和微生物中,人體內的水通道有11種。,阿格雷,如在人的腎臟中,通常一個成年人每天要產生170升的原尿,這些原尿經腎臟腎小球中的水通道蛋白的過濾,其中大部分水分被人體循環利用,最終只有約1升的尿液排出人體。,

8、麥金農的貢獻主要是在細胞膜離子通道的結構和機理研究方面。 1988年,他利用X射線晶體成像技術獲得了世界第一張離子通道的高清晰度照片; 它可以讓科學家觀測到離子在進入離子通道前、進入離子通道中和進入離子通道后的狀態。,麥金農,阿格雷和麥金農對水通道和離子通道的研究意義重大; 很多疾病,如一些神經系統疾病和心血管疾病就是由于細胞膜通道功能紊亂造成的; 對細胞膜通道的研究可以幫助科學家尋找具體的病因,并研制相應的藥物; 利用不同的細胞膜通道,可以調節細胞的功能,從而達到治療疾病的目的。,Morphology of a gram-positive bacterial cell,由細胞膜內褶形成的一種

9、囊狀結構,其內充滿著層狀或管狀的泡囊; 多見于革蘭氏陽性細菌,每個細胞含一個至數個,革蘭氏陰性細菌中不甚明顯; 著生部位可在表層或深層 表層與某些酶的分泌有關; 深層與DNA復制及細胞分裂有關。,4)間體,5)古生菌的細胞膜,與細菌細胞膜的不同 疏水尾由長鏈烴組成(異戊二烯的重復單位四聚體植烷); 親水頭與疏水尾通過醚鍵連接; 膜的結構有單分子層或單、雙混合膜; 甘油分子的C3位上連接的基團(R)與細菌和真核生物不同; 含有多種獨特的脂類(細菌紅素、番茄紅素、胡蘿卜素、視黃醛等)。,古生菌磷脂的分子結構,真細菌菌磷脂的分子結構,(3)細胞質(cytoplasm),被細胞膜包圍著的除核區以外的一

10、切半透明、膠狀、顆粒狀物質的總稱。 主要成分 水(約為80%) 核糖體 細胞內含物 細胞質內一些形狀較大的顆粒狀構造,如貯藏物、羧酶體、氣泡等; 與真核生物不同 細胞質不流動 核糖體是70S 內含物成分不同,貯藏物的作用,它是微生物合理利用營養物質的一種調節方式; 它 以多聚體的形式存在,有利于維持細胞內環境的平衡,避免不適合的pH,滲透壓等的危害; 它在細菌細胞中大量積累,是重要的自然資源。,PHB,sulfur globules,Polyphosphate granule,(4)核質體核區、擬核、核基因組,定義 原核生物特有的無核膜包裹、無固定形態的原始細胞核。,結構 Feulgen或Gi

11、emsa染色 大型環狀的雙鏈DNA分子,一般不含蛋白質,功能 負載細菌遺傳信息的物質基礎。,第一個測定完成全基因組序列的獨立生活的生物是Haemophilus influenzae; 第一個測定完成全基因組序列的自養生活的生物是古生菌; 第一個測定完成全基因組序列的真核生物是Saccharomyces cerevisiae;,細菌、古生菌與真核生物若干特性比較,2.細菌的特殊構造,glycocalyx,endospore,flagella,fimbriae,Sex-pili,(1)糖被(glycocalyx),定義 包被于某些細菌細胞壁外的一層厚度不定的透明膠狀物質。 糖被的類型,成分(P23

12、) 一般為多糖,少數為蛋白質、多肽或多糖與多肽復合型; 功能 保護作用; 貯藏養料; 作為透性屏障和離子交換系統; 表面附著作用; 堆積代謝廢物; 細菌間的信息識別作用 應用 用于菌種鑒定; 用作藥物和生化試劑(Leuconostoc mesenteroides); 用作工業原料(Xanthomonas campestris); 用于污水的生物處理(Zoogloea),(2)鞭毛(flagellum or flagella),某些細菌長在體表的長絲狀、波曲的蛋白質附屬物。其數目為一至數十條,具有運動功能,成分為蛋白質。 觀察鞭毛的方法,在暗視野中通過對細菌水浸片的觀察,鞭毛的結構 由基體、鉤形

13、鞘和鞭毛絲組成;,G-細菌的鞭毛結構 以 E.coli 為例,鞭毛運動的機制 “旋轉論”or“揮鞭論”?,“拴菌”試驗(tethered-cell experiment) P25,鞭毛的著生方式,偏端單生,兩端單生,偏端叢生,兩端叢生,周生,側生,(3)菌毛(fimbria),定義 粘連的功能; 以G-致病菌居多; 無基體構造,直接生于細胞膜上,(4)性菌毛(pilus ) 多見于G-的雄性菌株 向雌性菌株傳遞DNA片段;,() 芽孢(endospore),抗逆性極強的休眠構造(抗熱、抗輻射、抗壓等); 枯草芽孢桿菌,在沸水中可存活1小時; 肉毒梭狀芽孢桿菌要經5-10h才被殺死; 芽孢的形態

14、和著生位置,無繁殖功能;,能形成芽孢的細菌種類,Bacillus Aerobic,Clostridium Anaerobic,Bacillus subtilis,芽孢的結構,產 芽 孢 細 菌,芽孢囊:是產芽孢菌的營養細胞外殼,芽 孢,孢外壁:主要含脂蛋白,透性差(有的無),芽孢衣:主要含疏水性角蛋白,抗酶解、抗藥物,多價陽 離子難通過,皮層:主要含芽孢肽聚糖及DPA-Ca,體積較大,滲透 壓高,含水量大,核心,芽孢壁:含肽聚糖,可發展成新的細胞壁,芽孢質膜:含磷脂、蛋白質,可發展為新細胞的膜,芽孢質:含DPA-Ca、核糖體、RNA和酶類,核區:含DNA,endospore formation

15、,束狀染色質形成; 細胞膜內陷,形成前芽孢; 前芽孢雙層隔壁形成, 兩層隔壁間填充內容物,形成皮層 芽孢衣和皮層合成完成; 芽孢成熟; 芽孢囊裂解,芽孢游離;,1. 滲透調節皮層膨脹學說,2. DPA(吡啶2,6-二羧酸)-Ca,芽孢的耐熱機制,思考題: 研究細菌的芽孢有何意義?,研究芽孢的意義,菌種鑒定; 提高菌種的篩選效率,有利于菌種保藏; 衡量消毒滅菌手段的重要指標; 肉類:肉毒梭菌; 外科器材:破傷風梭菌和產氣莢膜梭菌; 實驗室和發酵工業:嗜熱脂肪芽孢桿菌;,伴胞晶體(內毒素),少數芽孢桿菌,如Bacillus thuringiensis在形成芽孢的同時,會在芽孢旁形成,一顆菱形、方形

16、或不規則型的堿溶性蛋白質晶體,為伴胞晶體。,伴胞晶體的應用,其他的休眠構造:孢囊、粘液孢子、蛭孢囊等,孢囊,是Azotobacter vinelandii(棕色固氮菌)等一些固氮菌在外界缺乏營養的條件下,由整個營養細胞外壁加厚、細胞失水而形成的一種抗干旱但不耐熱的圓形休眠體。,裂殖:多數 二分裂:絕大多數細菌 三分裂:綠色硫細菌 復分裂:蛭弧菌 芽殖:少數 硝化桿菌屬、芽生桿菌屬等10余屬細菌,(三)細菌的繁殖,二、細菌的群體形態,在固體培養基上(內)的群體形態 菌落(colony):P28 菌苔(bacterial lawn) 菌落特征的描述 大小: 形狀:圓形、假根狀、放射狀、不規則; 顏

17、色: 透明程度:透明、不透明、半透明; 隆起狀態:低凸、扁平、隆起、乳頭狀; 邊緣情況:整齊、波浪狀、鋸齒狀; 表面狀態:光滑、皺褶、同心環; 表面光澤:無光澤、金屬光澤; 質地:油脂狀、膜狀、粘、脆;,圓、整,不、波狀,不、葉狀,規、放狀,細菌菌落表面結構、形態及邊緣特征,規、扇狀,規、齒狀,規、環狀,不、毛毯,規、菌絲,不、卷發,不、絲狀,不、根狀,細菌菌落特征,濕潤、較光滑、較透明、較粘稠、易挑取、質地均勻、菌落正反面顏色一致等。,G+細菌與G-細菌生物學特性的比較,一、放線菌的形態構造 鏈霉菌的形態構造 其他放線菌的形態構造 二、放線菌的繁殖 三、放線菌的群體特征,第二節 放線菌,是一

18、類呈菌絲狀生長、主要以孢子繁殖和陸生性強的原核生物; G+ ; 是一類具有絲狀分枝細胞的細菌; 細胞壁成分、大小、結構、鞭毛、對抗生素的敏感性等方面與細菌一致; 作用:P29,放線菌(actinomycetes),一、放線菌的形態和構造,鏈霉菌屬 分布最廣; 種類最多; 形態特征最典型; 與人類關系最密切;,Streptomyces 的形態和構造模式圖,Streptomyces 的形態和結構,營養菌絲(基內菌絲) 氣生菌絲 孢子絲(繁殖菌絲) 孢子絲的形態多樣; 孢子的形態多樣; 孢子顏色十分豐富, 孢子表面光滑、褶皺、刺狀或毛發狀等,因種而異; 孢子絲和孢子的形態是對放線菌進行分類、鑒定的重

19、要指標;,(一)鏈霉菌(Streptomyces)的形態構造,Various types of spore-bearing structures on the streptomyces,(二)其他放線菌所特有的形態構造,基內菌絲斷裂成大量桿菌狀體的放線菌 以諾卡氏菌屬(Nocardia)為代表的原始放線菌 具有發達的營養菌絲,但多數無氣生菌絲; 以橫割分裂方式產分生孢子;,菌絲頂端形成少量孢子的放線菌 小單孢菌屬:在基內菌絲頂端產一個孢子; 小雙孢菌屬:在氣生菌絲頂端形成2個孢子; 小四孢菌屬:在氣生菌絲頂端形成個4孢子 小多孢菌屬:在氣生菌絲頂端形成2-10個孢子;,(二)其他放線菌所特有的

20、形態構造,具有孢囊并產孢囊孢子的放線菌 孢囊鏈霉菌屬:由孢子絲盤卷成孢囊,內部產生多個孢囊孢子;,(二)其他放線菌所特有的形態構造,具有孢囊并產游動孢子的放線菌 游動放線菌屬:氣生菌絲不發達,在基內菌絲上形成孢囊,內含許多孢囊孢子;,二、放線菌的繁殖,孢子繁殖 孢子的形成橫割分裂 細胞膜內陷許多分生孢子; 細胞壁和細胞膜同時內陷 一串分生孢子;,細胞壁和細胞膜同時內陷,細胞膜內陷,干燥、不透明、表面呈致密的絲絨狀; 顏色十分多樣; 菌落和培養基連接緊密,難以挑取; 菌落的正反面顏色不一致。,三、放線菌的菌落特征,進化歷史悠久(21億17億年前已經形成); 革蘭氏染色陰性; 無鞭毛; 含葉綠素a

21、,但無葉綠體; 能進行產氧性光合作用; 大型原核生物; 分布廣,有“先鋒生物”之美稱; 形態多樣;,第三節 藍細菌(Cyanobacteria),Nonfilamentous cyanobacteria,Filamentous Cyanobacterium Anabaena sp.,The morphological diversity of the cyanobacteria,分支狀菌絲,有異形胞 菌絲,由二分裂形成的單細胞,由復分裂形成的單細胞,無異形胞 菌絲,藍細菌的構造,其構造同革蘭氏陰性細菌; 一些水生種類在其壁外有糖被或鞘; 細胞質內有類囊體(光合作用)、羧酶體(固定CO2)、內含

22、物(PHB、藍細菌肽和聚磷酸鹽)和氣泡(水生性種類); 含兩至多個不飽和脂肪酸;,藍細菌細胞的幾種特化形式,異形胞 固氮功能; 靜息孢子休眠細胞; 鏈絲段繁殖功能; 內孢子繁殖功能;,螺旋藻就是藍細菌的一種,原生長在熱帶地區高濃度堿性鹽湖中。它是生長于水體中的一種微小生物,在顯微鏡下可見其形態為螺旋絲狀由此得其名; 螺旋藻富含蛋白質、亞麻酸、維生素和鋅、鐵、鉀、鈣等礦物質,是近年來發現的營養最豐富、最全面、最均衡的天然食品。 螺旋藻中的營養成分與聯合國糧農組織設計的人體理想的標準成分幾乎一致,因而受到了聯合國和世界各地的一致推崇,被譽為 “ 21世紀人類最理想的天然保健食品 ” 。,藍細菌的作用 有益:螺旋藻,有害:赤潮和水華,第四節 支原體、立克次氏體和衣原體,支原體、立克次氏體和衣原體是三類同屬G-的代謝能力

溫馨提示

  • 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
  • 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯系上傳者。文件的所有權益歸上傳用戶所有。
  • 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網頁內容里面會有圖紙預覽,若沒有圖紙預覽就沒有圖紙。
  • 4. 未經權益所有人同意不得將文件中的內容挪作商業或盈利用途。
  • 5. 人人文庫網僅提供信息存儲空間,僅對用戶上傳內容的表現方式做保護處理,對用戶上傳分享的文檔內容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內容負責。
  • 6. 下載文件中如有侵權或不適當內容,請與我們聯系,我們立即糾正。
  • 7. 本站不保證下載資源的準確性、安全性和完整性, 同時也不承擔用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。

評論

0/150

提交評論