微生物-第二章-原核微生物的形态、构造与功能.ppt

第二章原核微生物形态,第一节 细 菌,一、古细菌细胞的形态特征,二、古细菌的细胞结构与功能,三、古细菌的在生物界中的地位,四、古细菌的分类及代表属,第二章原核微生物形态,第三节 古细菌（,Archaea,）,一、古细菌的形态特征,第二章原核微生物形态,古生菌,细胞形态,包括,球形、裂片状、螺旋形、片状或杆状,，也存在,单细胞、多细胞的丝状体和聚集体,，其单细胞的直径,0.115,m,，丝状体长度可达,200,m,。,古生菌,菌落颜色,有红色、紫色、粉红色、橙褐色、黄、绿、绿黑、灰色和白色。,古细菌细胞壁物质极为多样：,类似肽聚糖的物质、,假肽聚糖,(,假胞壁质,),、,多糖、,蛋白质,、,糖蛋白,。,第二章原核微生物形态,二、古细菌的细胞结构,1,、古细菌的细胞壁和表面,细菌和古细菌的差异,特 征,细 菌,古 菌,细胞壁,有胞壁酸,无胞壁酸,脂类,酯键连接,醚键连接,甲烷生成过程,没有,可能有,RNA,多聚酶,一个,几个,起始,tRNA,甲酰甲硫氨酸,甲硫氨酸,核糖体,链霉素和氯霉素敏感白喉毒素抗性,链霉素和氯霉素抗性白喉毒素敏感,第二章原核微生物形态,1,、细胞壁成分独特而多样：不含胞壁酸、,D,型氨基酸和乙酰。,2,、细胞膜类脂特殊：所含类脂不可皂化，以醚键连接类异戊二烯。,3,、核糖体,16S rRNA,上的核苷酸顺序独特。,4,、蛋白质合成起始密码为甲硫氨酸，与真核生物相同。,5,、对抗生素的敏感性与真核生物类似。,6,、生态条件独特：严格厌氧等极端环境。,7,、,tRNA,不含胸腺嘧啶。,1987,年，沃斯根据,16S rRNA,核苷酸序列分析为主的一系列研究结果，将生物分为,3,个原界，即生命是由真细菌、古细菌和真核生物所构成。,三、古细菌在生物界中的地位,第二章原核微生物形态,古细菌,被认为是地球上细胞生物的第三种生命形式，由于这类具有独特基因结构或系统发育的单细胞生物，通常生活在地球上极端环境或生命出现初期的自然环境中。,第二章原核微生物形态,美国黄石公园的间歇泉中漂流的彩色的古细菌,俄罗斯西伯利亚地区的细菌,Actinobacteria,是在一个冰芯中发现的。,DNA,分,析结果显示它们的年龄在,40,万岁到,60,万岁之间。,第二章原核微生物形态,1,）产甲烷菌,专性厌氧菌，生活于沼泽、污水、水稻田、反刍动物的反刍胃等富含有机质且严格无氧的环境中。,有,18,个属，自养或异养，能利用,H,2,还原,CO,2,产生甲烷（,CH,4,）,。这类菌已用于污水处理和沤肥，在将有机物转化为气体燃料甲烷的过程中起重要作用。,四、古细菌的主要类群,2),极端嗜盐菌,生活于盐湖、盐田、死海及盐腌制品表面，,能够在盐饱和环境中生长，当盐浓度低于,10,时不能生长。,是,严格好氧,的化能异养菌，有,8,个属。在厌氧光照条件下，有些菌株产生一种,菌视紫素,嵌入细胞质膜中，成为紫膜，使菌体呈现红紫色。紫膜能进行光合作用，将太阳能转换为电能。利用紫膜的能量转换机制，有可能使紫膜成为功能材料用于电子器件，作为生物计算机的光开关、存储器等组装元件。,第二章原核微生物形态,3),极端嗜热菌,通常生存于含硫的热泉、泥潭、海底热溢口等处。目前已分离到的超嗜热古细菌,最适生长温度,70105,。,有,18,个属，绝大多数专性厌氧，行化能有机营养或化能无机营养，能代谢硫。这类菌的,耐高温酶类,有很大的应用前景，,如,PCR,技术中所使用的,Taq,酶就是从水生嗜热菌（,T.aquatics,）中分离到的，,Taq DNA,聚合酶的应用，明显提高了,PCR,的各项性能，才使这一技术得到迅速发展和广泛的应用。,第二章原核微生物形态,4),无细胞壁的古细菌,一类,无细胞壁,、,嗜热,、,嗜酸,、,行好氧化能有机营养的古细菌。目前已知只有三个种。热原体的基因组极小，与其他原核生物不同的是，其,DNA,周围裹有结合蛋白，经氨基酸测序比较，其,蛋白组分与真核细胞,核小体中的组蛋白有一定的,同源性,。,第二章原核微生物形态,第四节 蓝细菌,(cyanobacteria),一、概述,二、蓝细菌形态,三、蓝细菌细胞生理特性,四、蓝细菌的繁殖,五、常见的蓝细菌类群,一、概述,1,、蓝细菌是一类含有叶绿素,a,，无鞭毛，具有放氧性光合作用的大型原核生物。,与光合细菌相比：光合细菌不产,O,2,，有菌绿素。,与绿色植物相比：无叶绿素,b,，有,-,胡萝卜素和藻胆蛋白。,2,、分布,：蓝细菌广泛分布于河流、湖泊、海洋等各种水体及各类植物（红萍等）叶腔中，具有固氮能力和对不良环境的抵抗能力，因此可在沙质海滩及荒漠上找到，并有“先锋生物”的美称。,第二章原核微生物形态,蓝细菌形态差异极大，,有单细胞和丝状体两类形态,。细胞的直径从,0.51,m,到,60,m,，丝状体的长度差异很大。多个体聚集在一起，可形成肉眼可见的很大的群体。,第二章原核微生物形态,二、蓝细菌形态,蓝细菌（,cyanobacteria),形态,蓝细菌（,cyanobacteria),形态,多聚磷酸盐颗粒,蓝藻颗粒体,羧酶体,糖原颗粒,细胞壁,细胞膜,核区,汽泡,第二章原核微生物形态,三、蓝细菌细胞生理特性,为,原核，,G-,，,细胞壁与,G-,细菌相似，由肽聚糖等多粘复合物组成，并含有二氨基庚二酸，细胞壁可以,分泌许多胶粘物质,使一群群的细胞或丝状结合在一起形成胶团或胶鞘；细胞核,无核膜,；细胞质中,有汽泡,，可使细胞漂浮。,蓝细菌具有,特殊结构,光合器,，光合器有,两种不同,的构型，一是位于,细胞膜的外膜,下面呈一,连续层,；但大多数是,位于类囊体的膜层,中。光合器中含有,光合作用色素,有,叶绿素,a,、,藻胆素和类胡萝卜素,。蓝细菌可进行,光合作用。,1,、营养细胞,第二章原核微生物形态,2,、特化细胞,（,1,）异形胞：位于细胞链的中间或末端，大、色浅、壁厚、只具,PS,，是固氮场所。,（,2,）静息孢子：长在细胞链中间或末端的形大、色深、壁厚的休眠细胞富含贮藏物，能抵御干旱等不良环境。,（,3,）链丝段（连锁体）：又称连锁体或藻殖段，是由长细胞链断裂而成的短链段，具繁殖功能。,（,4,）内孢子：少数种类如,Chamaesiphon,(,管孢蓝细菌属,),能在细胞内形成许多球形或三角形的内孢子，待成熟后可释放，具有繁殖作用。,蓝细菌,无有性繁殖,，以,分裂繁殖,为主，极少种类有孢子。有的利用,藻殖段,繁殖。,四、蓝细菌的繁殖,类群,形态,繁殖,色球蓝细菌群,(Chroococacean),单细胞，球、杆状,二分分裂或芽殖,宽球菌细菌群,(Pleurocapsalean),单细胞，杆状细胞,在鞘套内,多重分裂，产生小,繁殖细胞,baeocytes,颤蓝细菌群,(Osciliatorian),丝状，单个细胞在,藻丝内,藻丝断裂,不分枝、异形胞群,(Nonbranching,heterocystous),丝状，不分枝藻丝,藻丝断裂和静息孢,子萌发,分枝异形胞群,(Branching,heterocystous),丝状，分枝藻丝,藻丝断裂生成连锁,体,(himogonia),和静,息孢子萌发,五、常见的蓝细菌类群,一、支原体,（,Mycoplasma,）,二、立克次氏体,（,Rickettsia,）,三、衣原体,（,Chlamydia,）,第二章原核微生物形态,第五节 其他原核微生物,第二章原核微生物形态,又称霉状体、菌质体。是最小的,G,菌，无细胞壁，细胞柔软、形态不规则。细胞膜含甾醇类。直径,0.2,0.25,m,，可滤过。,已知可独立生活的最小的细胞型生物,。可人工培养，营养要求苛刻。,一、支原体（,Mycoplasma),特点：,150,300nm,介于细菌与病毒之间，,有滤过性。,无细胞壁，对渗透压及表面活性剂敏感。,以二等分裂方式繁殖。,具氧化型或发酵型产能代谢，在有,O,2,及,无,O,2,条件下均生长。,与人类关系：害大于利。,引起人和动物的肺炎和植物病害。,二、立克次氏体,(Rickettsia),第二章原核微生物形态,介于细菌、病毒之间，专性真核活细胞内寄生，不能人工培养。不滤过，直径,0.3-0.6,m,，存在与寄主细胞质和核中。细胞球状或杆状，不运动。,G,-,，膜疏松，酶系统不完全，不完整的产能代谢，抵抗性差。,可透性膜，使它们有可能容易从宿主细胞获得大分子物质，但也决定了它们一旦离开宿主细胞则易死亡,从一种宿主传至另一宿主的特殊生活方式主要以节肢动物（虱、蜱、螨等）为媒介，寄生在它们的消化道表皮细胞中，然后通过节肢动物叮咬和排泄物传播给人和其他动物。防治以预防为主。,三、衣原体,(Chlamydia),衣原体是一类在脊椎动物细胞中专性寄生的小型,G,原核生物。如沙眼衣原体。具滤过性，专性细胞内寄生，并可形成包涵体。,特性：,1,）细胞,结构与细菌类似,；,2,）细胞呈,球形或椭圆形,，直径,0.2-0.3,m,，,能通过细菌,滤器,；,3,）专性活细胞内,寄生,；,衣原体有一定的代谢活性，能进行有限的大分子合成，但缺乏产生能量的系统，必须依赖宿主获得,ATP,，因此又被称为“,能量寄生型生物,”。,4,）在宿主细胞内生长繁殖具有,独特的生活周期,，即存在,原体和始体,两种形态。具有感染性的原体通过胞饮作用进入宿主细胞，被宿主细胞膜包围形成空泡，原体逐渐增大成为始体，始体无感染性，但能在空泡中以二分裂方式反复繁殖，形成大量新的原体，积聚于细胞质内成为各种形状的包涵体，宿主细胞破裂，释放出的原体则感染新的细胞。,5,）衣原体,广泛寄生,于人类、哺乳动物及鸟类，,少数致病,。,6,）衣原体,不耐热,，,60,、,10,分钟即被灭活，但它,不怕低温,，冷冻干燥可保藏多年。对红霉素、氯霉素、四环素,敏感,。,第二章原核微生物形态,比较项目,支原体,立克次氏体,衣原体,病 毒,细胞结构,有,有,有,无,核酸类型,DNA&RNA,DNA&RNA,DNA&RNA,DNAorRNA,核糖体,有,有,有,无,细胞壁,无,有,有,无,细胞膜,有,有,有,无,繁殖时,个体完整性,保持,保持,保持,不保持,大分子,合成能力,有,有,无,无,ATP,系统,有,有,无,无,抗生素,敏感,敏感,敏感,不敏感,氧化谷氨,酰胺的能力,有,有,无,无,支原体、立克次氏体、衣原体和病毒的比较,第六节,常见致病原核微生物,第二章原核微生物形态,一、常见病原性球菌,1,、葡萄球菌（,G,+,）,所致疾病,侵袭性疾病：局部化脓性感染、全身化脓性感染,毒素性疾病：食物中毒、假膜性肠炎、烫伤样皮肤综合征、毒性休克综合征,1,、防止食物中毒,2,、选择敏感抗菌素,防治,2,、链球菌（,G,+,）,所致疾病,化脓性感染、猩红热、风湿病,亚急性细菌性心内膜炎,防治,1,、隔离猩红热患者,2,、抗菌素：首选青霉素,第二章原核微生物形态,3,、,肺炎,链球菌（,G,+,）,所致疾病,大叶性肺炎、支气管炎,中耳炎、乳突炎、副鼻窦炎、脑膜炎、败血症等（免疫缺陷患者）,防治,疫苗：多价荚膜多糖疫苗,抗菌素：青霉素（耐药菌株日益增多）,第二章原核微生物形态,4,、,脑膜炎奈瑟,球菌（,G,+,）,所致疾病,流行性脑膜炎：普通型,爆发型,慢性败血症型,1,、疫苗：多价荚膜多糖疫苗（,A,、,C,群）,2,、抗菌素：青霉素、磺胺类药物,防治,第二章原核微生物形态,二、常见肠道杆菌,与医学有关的肠道杆菌,菌属 代表菌,埃希菌属 大肠埃希菌,志贺菌属 痢疾志贺菌,沙门菌属 伤寒沙门菌,克雷伯菌属 肺炎克雷伯菌,变形杆菌属 普通变形杆菌,摩根菌属 摩氏摩根菌,枸橼酸菌属 弗劳地枸橼酸杆菌,肠杆菌属 产气杆菌,沙雷菌属 粘质沙雷菌,耶尔森菌属 鼠疫耶尔森菌,第二章原核微生物形态,1,、,大肠埃希菌,所致疾病,肠外感染：尿路感染、腹膜炎、阑尾炎、,新生儿脑膜炎,肠内感染：,ETEC,肠产毒型,霍乱样腹泻（水样泻）,EIEC,肠侵袭型,菌痢样腹泻,（可侵入结肠黏膜上皮，引起志贺样腹泻，,能产生粘液脓血便）,EPEC,肠致病型,婴幼儿腹泻,EHEC,肠出血型,出血性大肠炎和,溶血性尿毒综合征,EAEC,肠集聚型,婴幼儿持续性腹泻,第二章原核微生物形态,1,、加强食品卫生监督,2,、疫苗：,ETEC,菌毛疫苗,3,、抗菌素：对多数抗菌素敏感、易产生耐药,防治,第二章原核微生物形态,2,、,沙门菌属,所致疾病,肠热症：伤寒、副伤寒,急性胃肠炎（食物中毒）,败血症,第二章原核微生物形态,疫苗：伤寒三联疫苗（死疫苗：,有一定的保护作用，但常引起局部和全身反应,。,）,Ty-zla,株减毒活疫苗,（副反应较小，免疫效果且较持久。,Ty-z1a,活菌苗是缺少,尿苷二磷酸半乳糖,-4-,差向异构酶,的伤寒杆菌突变株。该菌株失去合成脂多糖的能力，故无发热反应，无返祖现象，服用安全，以产生细胞免疫为主，经国内、外现场试用，此菌株安全、稳定、有效免疫期至少为三年。）,抗菌素：氯霉素、氨卞青霉素,中药：白花蛇舌草，穿心莲等,防治,第二章原核微生物形态,3,、,志贺菌属,所致疾病,急性菌痢,中毒性菌痢,慢性菌痢,传染源,为病人和带菌者，,经粪口传播。,疫苗：,Sd,活疫苗,抗菌素：氯霉素、磺胺药物,（有多重耐药菌株存在）,防治,第二章原核微生物形态,