微生物细胞的结构和功能.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,第二层,第三层,第四层,第五层,*,细菌(bacterium)是属于原核生物界(prokaryotae)的一种形体微小、结构简单、具有细胞壁和原始核质、无核仁和核膜，除核糖体外无其他细胞器的单细胞型微生物。,细菌的概念,：,狭义,则专指其中数量最大、种类最多、具有典型代表性的,细菌。,广义,的细菌泛指各类原核细胞型微生物，,细菌的大小与形态,细菌的结构,细菌形态与结构检查法,细菌的大小与形态,观察工具,光学显微镜,测量单位,一般以,m,为测量单位,球菌,据形态不同分三大类,杆菌,螺形菌,四联球菌,八叠球菌,葡萄球菌,杆 菌,球杆菌,链杆菌,棒状杆菌,分枝杆菌,螺形菌,弧菌,只有一个弯曲,螺菌,有若干个弯曲,弧 菌,螺 菌,细菌的结构,基本结构,细胞壁、细胞膜、细胞质、核质、,核蛋白体、质粒,特殊结构,荚膜、菌毛、鞭毛、芽孢,细菌细胞构造模式图,第一节 原核微生物,细胞壁,基本结构,细胞壁、细胞膜、细胞质、核质,特殊结构,荚膜、鞭毛、菌毛、芽孢,第一节 原核微生物,细胞壁功能,细胞壁,主要功能,固型和保护功能,固定细胞外形和提高机械强度，,并保护细菌抵抗低渗环境（阳性菌2025大气压，阴性菌56大气压）,为细胞的生长、分裂和鞭毛运动所必须,保护细胞免受溶菌酶、消化酶和青霉素等有害物质的损伤,赋予细菌具有特定的抗原性、致病性以及对抗生素和噬菌体的敏感性。,金黄色葡萄球菌,A,蛋白抗吞噬等作用,A,群链球菌膜磷壁酸抗吞噬作用,革兰阴性菌脂多糖多种生物学效应,第一节 原核微生物,革兰氏阳性菌,革兰阳性菌肽聚糖,双糖单位、四肽尾、肽桥,细胞壁,肽聚糖,第一节 原核微生物,革兰氏,阳,性菌,细胞壁,磷壁酸,（特殊成分）,组成,甘油磷壁酸和核糖醇磷壁酸,成分,壁磷壁酸和膜磷壁酸,功能,提高,Mg2,浓度、贮藏磷元素、增强致病性、赋予革兰氏阳性菌特异表面抗原、调节细胞内自溶素,第一节 原核微生物,革兰氏,阴,性菌,细胞壁,肽聚糖,革兰阴性菌肽聚糖,双糖单位、四肽侧链,第一节 原核微生物,革兰氏,阴,性菌,细胞壁,外膜,外膜,（,outer membrane）,脂蛋白,脂质双层,脂多糖,LPS,LPS,孔蛋白,外膜,周质空间,细胞膜,脂蛋白,肽聚糖,第一节 原核微生物,革兰氏,阴,性菌,细胞壁,外膜,脂多糖,（lipopolysaccharide，LPS）,（1）脂质A（lipid A）,为一种糖磷脂，由,D-,氨基葡萄糖双糖组成的基本骨架，不同细菌骨架一致。,内毒素物质基础,无种属特异性,（,2,）,核心多糖（,core polysaccharide）,位于脂质,A,的外层,有属特异性，同一属细菌相同,（3）特异多糖（,specific polysaccharide）,最外层，由数个至数十个低聚糖（35个单糖）重复单位所构成的多糖链。,是革兰阴性菌的菌体抗原（,O,抗原）,，具有种特异性,缺失，细菌变为粗糙型,第一节 原核微生物,革兰氏,阴,性菌,外膜蛋白,和,周质空间,第一节 原核微生物,古生菌细胞壁,假肽聚糖细胞壁,独特多糖细胞壁,硫酸化多糖细胞壁,糖蛋白细胞壁,蛋白质细胞壁,第一节 原核微生物,缺壁细菌,缺壁细菌,自然界长期进化中或在实验室菌种自发突变、或认为的方法抑制新生细胞壁的合成或对现成细胞壁进行酶解获得的,缺壁,的细菌,细菌L型,细胞壁缺陷细菌,第一节 原核微生物,缺壁细菌,形成条件,生物学特性,与医学关系,细胞壁中肽聚糖结构受理化或生物因素的直接破坏或合成抑制而形成,。,形态多形性 染色革兰阴性、,培养高滲培养基 菌落油煎蛋样,仍有一定致病性，常发生在使用作用细胞壁的抗菌素治疗过程中，临床上遇有症状明显而常规细菌培养阴性者应考虑此菌感染。,临床分离葡萄球菌L型,葡萄球菌L型回复后,细菌L型,菌落类型,电镜照片,1、多形性,2、多为革兰阴性菌,3、去除诱导因素后，L型可回复为原菌,形 态 特 征,培 养 特 征：,难培养，营养要求与原菌相似但需在高渗低琼脂含血清的培养基中生长，生长速度缓慢，一般培养2-7天可见荷包蛋样菌落。,荷包蛋样L型菌落,原菌菌落,颗粒型L型菌落,丝状型L型菌落,致病特征：,有一定的致病力，通常引起,慢性感染,，常在,使用了作用于细胞壁的抗菌药物后发生,，,尿路感染,较多见。,第一节 原核微生物,缺壁细菌,原生质体,（,protoplast）,：,指在人为条件下，用溶菌酶处理或在含青霉素的培养基中培养而抑制新生细胞壁合成而形成的仅由一层细胞膜包裹的，圆球形、渗透压变化敏感的细胞，一般由革兰氏阳性细菌形成。,球状体：,针对革兰氏阴性细菌处理后而获得的残留部分细胞壁（外壁层）的球形体,。,特点：,对环境条件变化敏感，低渗透压、振荡、离心甚至通气等都易引起其破裂；比正常有细胞壁的细菌更,易导入外源遗传物质,，是研究遗传规律和进行原生质体育种的良好实验材料,。,支原体：,在长期进化过程中形成的、适应自然生活条件的无细胞壁的 原核生物,。,因它的细胞膜中含有一般原核生物所没有的甾醇，所以即使缺乏细胞壁，其细胞膜仍有较高的机械强度,第一节 原核微生物,革兰氏染色,革兰氏染色,1884年，由丹麦医生C.Gram创立,，,鉴别,真细菌和古生菌,革兰氏染色机制,步骤,染色机理：,经初染、媒染以后，结晶紫和碘液形成大分子的紫碘复合物，由于G菌细胞壁的肽聚糖层，较厚且交联紧密，故用酒精脱色时细胞壁未被破坏，紫碘复合物不能溢出细胞，菌体显,蓝紫色,，而G菌的细胞壁含有脂多糖，肽聚糖层较薄且交联松散，用酒精脱色时细胞壁被破坏，类脂溶解，紫碘复合物溢出细胞，菌体显无色，再用复红染色即成,红色,。,小 结,1、细胞壁的组分,2、革兰阳性菌细胞壁肽聚糖的组成与结构,3、革兰阴性菌细胞壁肽聚糖的组成与结构,4、细胞壁的功能,5、细菌L型及其特点,细胞膜：,为于细胞壁内紧包细胞质，结构与真核细胞基本相同。,功,能,细胞膜电镜照片,分泌呼吸,载体蛋白,脂质双层,物质转运,生物合成,细胞膜模式结构图,第一节 原核微生物,细胞膜,白喉杆菌,细胞膜与中介体,间 体,部分细胞膜折叠形成的向内陷入细胞质中的囊状物,功,能,类似真核细胞线粒体，为细菌提供大量能量,。,第一节 原核微生物,细胞膜,细胞质,细胞膜包裹的溶胶状物质有水、蛋白质、脂类、核酸及少量糖和无机盐组成，,细胞质不流动,细胞质内含有许多重要结构,常见有,核糖体,质粒,胞质颗粒,与真核细胞不同，抗菌素作用部位,染色体外遗传物质，与遗传变异有关,异染颗粒等，可鉴别细菌,Cytoplasm,第一节 原核微生物,细胞质,异染颗粒,质粒,细菌核蛋白体,电镜照片,核质（,nuclear material,）,原核细胞，不具成形的核。遗传物质称为核质或拟核（,nucleoid,），,无核膜、核仁和有丝分裂器,；因其功能与真核细胞的染色体相似，,决定细菌的遗传变异，,亦称细菌的染色体（,chromosome,）,一般为单倍体，是一个共价闭合环状双链,DNA,分子,大肠埃希菌核质分子量约,310,9,Dal,，,长度,1.1mm,，,4.710,6,碱基，约,30005000,个基因,第一节 原核微生物,核区,第一节 原核微生物,特殊结构,芽孢,芽孢,某些细菌在其生长发育后期，在细胞里形成的一个圆形的抗逆性,休眠体,。,无繁殖功能,强抗热，,抗辐射，,抗化学物,抗静水压,产芽孢细菌的主要类型,芽孢的构造,胞外壁,芽孢衣,皮层,核心,芽孢壁,芽孢质膜,芽孢质,核区,2、芽孢特点：,（1）带有细菌生命活动所必需的全部物质，可游离与菌体而独立存在；,（2）难着色，其大小、形态及在菌体中的位置可籍细菌鉴别；,（3）可发芽形成新的菌体，但芽孢不是细菌的繁殖方式,。,轴丝形成,细胞膜内凹，形成前芽孢,前芽孢的隔膜形成,前芽孢发育成熟,开始合成芽孢衣,芽孢衣合成并形成皮层,芽孢囊裂解,芽孢萌发,芽孢的形成,渗透调节皮层膨胀学说,：芽孢衣对多价阳离子和水分的透性很差，而皮层的离子强度很高，产生极高的渗透压夺取芽孢核心的水分，结果造成皮层的充分膨胀，核心部分的细胞质却变得高度失水，因此就具有极强的耐热性。,芽孢的耐热机制,研究芽孢的意义,芽孢的有无作为分类依据,确定灭菌程度的依据,有利于菌种筛选、保藏,破伤风,炭疽杆菌的芽孢,艰难梭菌的芽孢,肉毒梭菌的芽孢,特殊结构,化学组成：,功能：,产汽荚膜杆菌,肺炎链球菌,Capsule,多糖或多肽,保护作用，抗吞噬,贮藏养料,作为透性屏障,粘附作用,信息识别,堆积代谢废物,荚膜,特殊结构,概念,：,许多细菌菌体上附有细长并呈波状弯曲的丝状物。鞭毛长520,m，,直径1230,nm,数量与部位：单毛菌 双毛菌 丛毛菌 周毛菌,化学组成：鞭毛蛋白,鞭毛,单毛菌,周毛菌,双毛菌,丛毛菌,鞭毛的观察,穿刺实验,鞭毛的结构和功能,组成：,基体、鞭毛钩、鞭毛丝,功能：,鞭毛是运动器官。,鞭毛有抗原性,鞭毛的功能：,1、是细菌的运动器官，使细菌游向营养物质，而逃离有害物质；,2、有些鞭毛与细菌的致病性密切相关。,3、可籍鉴定细菌及对细菌分类。,菌毛,(pilus or fimbriae),多数G,-,菌和少数G,+,菌菌体表面存在一种比鞭毛更细、更短而直硬的丝状物，称菌毛，必需电子显微镜观察。,种类：1、普通菌毛 2、性菌毛,性菌毛,：,接合，毒力、耐药性等性状的遗传物质传递。,普通菌毛,：,细菌的粘附结构，与宿主细胞表面特异性受体结合，与致病性密切相关,1、普通菌毛(ordinary pilus)：,是,细菌的粘附结构,，可与宿主细胞表面受体结合，是细菌感染的第一步，所以与菌毛结合的特异性决定了宿主感染的易感部位。,血凝现象：,菌毛+红细胞表面的菌毛受体,出现血凝,（鉴定菌毛）,2、性菌毛(sex pilus),仅见于少数G,-,菌，一般仅1-4根，比普通菌毛长而粗。有性菌毛的细菌为F,+,菌，否则为F,-,菌（Fertility 编码）。,接合,（,conjugation,）,F,+,菌与F,-,菌相遇，F,+,菌的性菌毛与F,-,菌的性菌毛受体结合，F,菌体内的质粒或染色体DNA可通过中空的性菌毛进入F,-,菌体内，这个过程称接合。,F,+,菌,F,-,菌,F,+,菌,F,-,菌,F,+,菌,F,+,菌,第二节 原核微生物,真核微生物,概念：,凡是细胞核具有,核膜,，能进行,有丝分裂,，细胞质中存在线粒体或叶绿体等,细胞器,的微小生物，称真核微生物。,其个体一般较原核微生物大。真核微生物包括,真菌、单细胞藻类、粘菌和原生动物,，其中真菌又分为酵母菌、丝状真菌(霉菌)和大型真菌(蕈菌)三类。,真核微生物,第二节 原核微生物,真核微生物,细胞壁,包括真菌和藻类,真菌的细胞壁,主要成分：,多糖,酵母菌细胞壁,葡聚糖,丝状真菌细胞壁,几丁质,藻类细胞壁,纤维素,鞭毛和纤毛,第二节 原核微生物,真核微生物,概念,：,在有些真核微生物细胞的表面长有或长或短的毛发状的细胞器，具有运动功能，,较长者称鞭毛,，,较短者称纤毛,。,基本构造,鞭杆,92型,基体,90型,过渡区,小 结,原核微生物的,基本结构,（,细胞壁,、细胞膜、细胞质、核质）和,特殊结构,（荚膜、鞭毛、菌毛、,芽孢,）的特点、功能和结构的掌握和了解,真核微生物与原核原生物差别和比较,革兰氏染色的原理和结果,思考题,比较革兰氏阳性菌与阴性菌的主要区别。,简述细菌脂多糖的组成及其作用,简述细菌,L,型的形成、生物学性状特点及其致病性。,简述细菌芽孢的形成及功能。,渗透调节皮层膨胀学术是如何解释芽孢耐热机制的？,什么是缺壁细菌？试简述四类缺壁细菌的形成、特点和实践意义。,