微生物的形态、结构与分类(二).ppt

*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,微生物的形态、结构与分类,微生物可分为：无细胞结构真病毒、亚病毒；具有原核细胞结构的真细菌,（细菌、放线菌、蓝细菌、立克次氏体、支原体、衣原体）、古细菌；具有真核细胞结构的真菌（酵母菌、霉菌）、单细胞藻类、原生动物等。,原核细胞和真核细胞的区别,原核细胞,真核细胞,细胞核,有明显核区，无核膜、核仁,有核膜，核仁,细胞器,无线粒体，能量代谢和许多物质代谢在质膜上进行,有线粒体，能量代谢和许多合成代谢在线粒体中进行,核糖体,分布在细胞质中，沉降系数为70,S,分布在内质网膜上，沉降系数为80,S,原核细胞,真核细胞,细菌,细菌是单细胞原核微生物，个体微小，形态简单，以二等分裂方式繁殖。在自然界中，细菌分布最广、数量最多。,一、,细菌的形态和大小,不同细菌的形态可以说是千差万别，丰富多彩，但就单个有机体而言，其基本形态可分为球状、杆状与螺旋状三种,。,除了球茵、杆茵、蛆旋菌三种基本形态外，,还有许多具,有,其他形态的细茵,。,例如柄杆菌细胞上有柄、菌丝、附器等细胞质伸出物，细胞呈杆状或梭状，并有特征性的细柄；球衣菌能形成衣峭，,杆状的细胞呈链状排列在衣鞘内而成为丝状,；,而支原体由于只有细胞膜,，,没有,细,胞壁,，,因此，细胞柔软，形态多变，具有高度多形性；另外，人们还发现了呈星形和方形的细菌。,（一）细菌的形态,细菌的三种基本形态:球状、杆状和螺旋状,1,、,球菌,菌体呈球形或近似球形,以典型的二分裂殖方式繁殖,分裂后产生的新细胞常保持一定的空间排列方式,。,根据细胞分裂的方向及分裂后的各子细胞的空间排列状态不同,可将球菌分为以下几种:,单球菌、双球菌、链球菌、四联球菌、八叠球菌、葡萄球菌等。,1,、,球 菌,单球菌,(1)单球菌,分裂后的细胞分散而单独存在的球菌,。,如尿素小球菌,1,、,球 菌,双球菌,(2)双球菌,分裂后两个球菌成对排列的为双球菌,。,如肺炎双球菌,1,、,球 菌,(,3)四联球菌,分裂是沿两个相垂直的平面进行，分裂，分裂后每四个细胞在一起呈田字形,。,如四联小球菌,四联球菌,1,、,球 菌,八叠球菌,(4)八叠球菌,按三个互相垂直的平面进行分裂后，每八个球菌在一起成立方体形,。,如尿素八叠球菌,1,、,球 菌,链球菌,(5)链球菌,分裂是沿一个平面进行，分裂后细胞排列成链状,。,如乳链球菌,1,、,球 菌,葡萄球菌,(6)葡萄球菌,分裂面不规则，多个球菌聚在一起，像一串串葡萄。,如金黄色葡萄球菌,2,、,杆菌,杆菌是细菌中种类最多的类型,因菌种不同,菌体细胞的长短、粗细等都有所差异。,杆菌的形态：短杆状、长杆状、棒杆状、梭状、梭杆状、月亮状、分枝状、竹节状等；按杆菌细胞的排列方式则有链状、栅状、“八”字状以及有鞘衣的丝状等。,2,、,杆 菌,短杆菌,长杆菌,梭状芽孢杆菌,2,、,杆 菌,单杆菌,链状杆菌,2,、,杆 菌,一般情况下,同一种杆菌的宽度比较稳定,但它的长度经常随培养时间、培养条件的不同而有较大的变化。,杆菌细胞两端的形态特征,3、螺旋菌螺旋状的细菌称为螺旋菌。根据其弯曲情况分为：弧菌：螺旋不满一圈，菌体呈弧形或逗号形 例：霍乱弧菌、逗号弧菌螺旋菌：螺旋满2,6环，螺旋状 例：干酪螺菌 螺旋体：旋转周数在6环以上，菌体柔软。例：梅毒密螺旋体,3、螺旋菌,弧菌,螺旋菌,螺旋体,（二）细菌的大小,细菌大小的测定：,(1)测量：测微尺,(2)长度单位：微米(,m),(3),表示：,球菌：直径,杆菌：宽长,螺菌：宽、长、螺距,（二）细菌的大小,（二）细菌的大小,通常球菌直径：0.2 1.5,m，,杆菌:长1 5,m,宽0.5 1,m。,例如：大肠杆菌：平均长度：2,m；,宽度0.5,m,1500,个大肠杆菌头尾相接等于3,mm;,10,9,个大肠杆菌重1,mg.,由于菌种不同，细菌的大小存在很大的差异；对于同一个菌种，细胞的大小也常随着菌龄变化。另外，对于同一个菌种染色前后其细胞大小都有所不同。所以，有关细菌大小的记载，常是平均值或代表性数值。,细菌细胞的大小,菌名,直径或宽,长/,（,m m）,乳链球菌,金黄色葡萄球菌,大肠杆菌,枯草芽孢杆菌,霍乱弧菌,0.5,1,0.8,1,0.5,(1,3),(0.8,1.2),(,1.2,3),(0.2,0.6),(1,3,),二、细菌的细胞结构,基本结构包括：细胞壁、细胞膜、细胞质、核区、间体、核糖体、气泡和储藏物。,特殊结构包括：,荚膜、鞭毛、纤毛、芽孢。,细菌细胞结构,（一）细菌细胞的基本结构,1、细胞壁,细胞壁是位于菌体的最外层，内侧紧贴细胞膜的一层无色透明，坚韧而有弹性的结构。细胞壁约占细胞干重的10%,25%。,（1）细胞壁的功能：保护细胞免受外力损伤；维持菌体外形；协助鞭毛运动；与胞膜一起完成细胞内外物质交换,，,为正常细胞分裂所必需；与细菌的抗原性，致病性和对噬菌体的敏感性密切相关。,（2）细胞壁的化学组成与结构,革兰氏染色法：,革兰氏染色法是细菌细胞的复合染色法，由丹麦医生,Hans Christian Gram,于1884年创立。,基本步骤：,涂片固定 结晶紫初染1,min,碘液媒染1,min95%,乙醇脱色0.5,min,番红复染,min,结果:,革兰氏阳性菌紫色；,革兰氏阴性菌红色。,阴性菌,阳性菌,革兰氏染色法,细胞壁的化学组成与结构,细菌细胞壁的化学组成：,革兰氏阳性细菌与革兰氏阴性细菌细胞壁成分比较,成分,占细胞壁干重的%,革兰氏阳性细菌,革兰氏阴性细菌,肽聚糖,磷壁酸,类脂质,蛋白质,含量很高（30,95）,含量较高（50）,一般无（2）,无,含量很低（5,20）,无,含量较高（,20）,含量较高,细胞壁的化学组成与结构,细菌细胞壁的结构：,细胞壁的基本骨架肽聚糖,肽聚糖：是由,N,乙酰胞壁酸（,NAM）,和,N,乙酰葡糖胺（,NAG）,以及少数氨基酸短肽链组成的亚单位聚合而成的大分子复合体。,肽聚糖单体：是由,NAG、NAM、,肽尾、肽桥构成。,细菌细胞壁的结构,革兰氏阳性菌细胞壁：,由肽聚糖和磷壁酸组成,磷壁酸：占40%。,G+,菌所特有,其主链由数十个磷酸甘油或磷酸核糖醇组成,有的还有由,D,-,Ala,和还原糖组成的侧链。,肽聚糖:占30,70%,不同菌种中肽聚糖(肽链)组分不同。,细菌细胞壁的结构,革兰氏阴性菌细胞壁：,分内壁层和外壁层。,外壁层：,位于肽聚糖层的外部。,脂多糖;,脂蛋白、,包括:蛋白质层:基质蛋白、外壁蛋白;,磷脂.,内壁层：,紧贴胞膜,仅由1,2层肽聚糖分子构成,占细胞壁干重5,10%,无磷壁酸。,革兰氏染色原理：,第一步：结晶紫使菌体着上紫色,第二步：碘和结晶紫形成大分子复合物，分子大，能被细胞壁阻留在细胞内。,第三步：酒精脱色，细胞壁成分和构造不同，出现不同的反应。,G,+,菌：细胞壁厚，肽聚糖含量高，交联度大，当乙醇脱色时，肽聚糖因脱水而孔径缩小，故结晶紫,-,碘复合物被阻留在细胞内，细胞不能被酒精脱色，仍呈紫色。,G,菌：肽聚糖层薄，交联松散，乙醇脱色不能使其结构收缩，因其含脂量高,乙醇将脂溶解，缝隙加大，结晶紫-碘复合物溶出细胞壁，酒精将细胞脱色，细胞无色，沙黄复染后呈红色。,2、细胞膜 细胞膜是紧贴细胞壁内侧包围细胞质的一层柔软、富有弹性的半透明薄膜。,蛋白质,主要包括 磷脂,糖类,少量核酸,细胞膜的化学组成,细胞膜的功能细胞内外物质交换和运送。在原核微生物中,参与生物氧化和能量产生。与细胞壁及荚膜的合成有关。是鞭毛着生的位点。,细胞膜的结构,细胞膜液态镶嵌模型:,认为：膜是由球形蛋白与磷脂按照二维排列方式构成的流体镶嵌式，流动的脂类双分子层构成了膜的连续体，而蛋白质无规则地漂流在磷脂类的当中。,3、细胞质及其内含物,细胞质：是在细胞膜内除核区以外的细胞物质。细胞质是无色、透明、粘稠状物质。主要成分为水，蛋白质，核酸，脂类、少量糖和无机盐,。,细胞质功能：细胞质中含有丰富的酶系，是营养物质合成、转化、代谢的场所,。,细胞质中的内含物：,气泡：由蛋白质膜构成的充满气体的泡状物。有些细菌细胞质中含有几个或多个气泡,。,气泡的功能：,调节细胞比重，以使其漂浮在合适的水层中。,气泡吸收空气，空气中的氧气可供代谢需要。,例：许多光合细菌和水生细菌、盐杆菌常含有气泡。,颗粒状内含物：,细菌细胞质中含有各种颗粒状内含物，它们大多数为细胞贮藏物，颗粒状内含物的多少因细菌的种类、菌龄及培养条件不同而改变。,主要有：异染粒、聚,-,羟丁酸、肝糖粒、淀粉粒、脂肪粒、硫粒和液泡等等。,异染粒：,是普遍存在的贮藏物，主要成分是多聚偏磷酸盐。,异染粒大小和结构:大小为0.5,1,m,是多聚偏磷酸盐的聚合物，分子呈线状。,功能：贮存磷元素和能量，降低渗透压。,多聚偏磷酸盐对某些染料有特殊反应,产生与所用染料不同的颜色,因此得名异染颗粒,。,例:异染粒遇甲基胺蓝变紫红色,。,含异染粒的细菌种类:棒状杆菌和某些芽孢杆菌等,。,4、核区（或核质体、原核、,拟核,）,由大型环状双链,DNA,纤丝不规则地折叠或缠绕而构成的无核膜、核仁的区域。,细菌,DNA：,长度：一般为：1,3,mm,例：大肠杆菌的,DNA,长约1,mm。,生长迅速的细菌在核分裂之后细胞往往来不及分裂,所以细胞中常有2,4个核，而生长缓慢的细菌细胞中一般只有1,2个核，不在染色体复制时期一般是单倍体。功能：负载遗传信息。,（二）细菌细胞的特殊结构,1、芽孢,概念：某些菌生长到一定阶段，细胞内形成一个圆形、椭圆形或卵圆形的内生孢子，是对不良环境有较强抵抗力的休眠体。,芽孢,能形成芽孢的细菌种类：,在杆菌中能形成芽孢的种类较多，在球菌和螺旋菌中只有少数菌种可形成芽孢。,产生芽孢的几个属：,芽孢杆菌属,梭状芽孢杆菌属,芽孢乳杆菌属,生孢八叠球菌属（其中的一个种）,A,近中央,B,末端,C,中央,芽孢的形态及其在细胞,中的位置,细菌芽孢的各种类型,芽孢的组成和结构,芽孢有多层结构，主要包括孢外壁、芽孢衣、皮层和核心,芽孢的结构,芽孢的外壁层厚而致密，主要成分为脂蛋白，通透性差,不易着色。,核心含有大量的,DNA、RNA、,蛋白质酶等物质，还含有2,6,-,吡啶二羧酸（,DPA）,DPA,是芽孢特有的成分。一般以,DPA,-,Ca,的形式存在。,皮层主要含芽孢肽聚糖、,DPA,-,Ca，,皮层体积大，比较致密。,芽孢平均含水量低,约40%.,芽孢的特性:,具有很强的,抗热、,抗干燥、抗,辐射、,抗化学,药物,能力,。,含水量低、壁厚而致密，通透性差,不易着色。,新陈代谢几乎停止，,处于,休眠,状态。,一个芽孢,萌发,产生一个个体。,芽孢的抗热机制：,目前尚不清楚，但可能与以下因素有关，如含水量低、壁厚而致密，芽孢中的酶分子量小，比较耐热。过去认为芽孢抗热与,DPA,有关，现在已否认了这种假设。,2、鞭毛：某些细菌表面由细胞内生出的细长、波曲、毛发状的结构。,鞭毛具有运动功能，一般认为鞭毛靠鞭毛丝旋转而动，它们是细菌的“运动器官”。,鞭毛的长度：,一般为15,20,m，,最长可达70,m。,鞭毛的直径：为0.01,0.02,m.,不同细菌的鞭毛数目和着生位置不同，鞭毛数目一般一至数十条。,鞭毛的着生方式,：,鞭毛的化学组成：,主要由鞭毛蛋白构成，还含有少量的多糖、脂类和核酸等。,鞭毛起源于细胞质膜内侧的基粒。,细胞质区内有一个颗粒状小体，此小体为基粒，鞭毛自基粒长出穿过细胞壁延伸到细胞外部。,鞭毛的结构：,鞭毛丝,鞭毛 鞭毛钩,基体,3、糖被,荚膜：,某些细菌细胞壁外的一层粘液性物质。,根据荚膜的形状和厚度的不同，将荚膜分为四类：,荚膜或大荚膜：粘液状物质具有一定外形，相对稳定地附着在细胞壁外，厚度,：,0.2,m。,微荚膜：粘液状物质较薄，厚度：0.2,m,，,与细胞表面牢固结合。,粘液层：粘液物质没有明显的边缘，比荚膜松散,可向周围环境中扩散,增大黏性。,菌胶团：多个细菌共有一个荚膜。,荚膜的组成：因种而异，除水外，主要是多糖（包括同型多糖和异型多糖），此外还有多肽，蛋白质，糖蛋白等。,荚膜的生理功能：保护细胞，抗干燥,；,贮藏养料，是细胞外碳源和能源的储备物质,；,荚膜可以抵御外界细胞对菌体的吞噬作用,；,荚膜具有抗原性,；,与致病力有关。,四、细菌的繁殖和培养,（一）繁殖,一般为无性繁殖，,二分裂法。,同形裂殖：裂殖后形成的子细胞大小相等。,异形裂殖：分裂产生两个大小不等的子细胞。,细菌分裂过程：,核分裂,形成横隔壁,子细胞分离,1,、细胞增大,2,、,DNA,分子复制,3,、细胞中部的细胞膜和细胞壁向内生长形成隔膜，细胞质一分为二，形成二个子细胞,正在分裂的细菌,（二分裂）,（二）群体形态,1.固体培养,菌落：在固体培养基上,由单个细胞繁殖形成的肉眼可见的子细胞群体。,菌苔:大量细胞密集生长,结果长成的各“菌落”连接成一片,。,(1)平板培养,(2)固体斜面培养,2,、,液体培养基,3,、,半固体培养,不同的微生物种类，其菌落特征不同。同一种菌在不同培养条件下菌落特征也不尽相同。,菌落,的特征：,包括大小、形状、颜色、边缘、质地、透明度、光泽、表面、湿润度等。,菌落的形状,细菌（单细胞原核生物）,鞭毛（便于运动）,荚膜（保护细胞）,细胞壁（保护细胞，维持形状）,细胞膜,核区（控制细菌的遗传物质）,细胞质（含有核糖体，质粒，储藏颗粒）,