第1讲第1章-微生物的形态和构造.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,*,细菌的三种基本形态（左为模式图，右为照片）,图1-4 螺旋菌的形态（左为模式图，右为照片）,细菌细胞的一般结构,细胞壁的功能：,固定细胞壁的外形,协助鞭毛运动,维持细胞正常分裂,阻拦有害物质进入细胞,保护细胞免受外力的损伤,与细菌的抗原性、致病性，对噬菌体的敏感性密切相关,（1）细胞壁,细胞壁缺损型细菌,L型细菌：自发缺壁突变型，在固体培养基表面,形成“油煎旦”形菌落，细胞膨大，对,渗透压十分敏感。念珠状链杆菌,原生质体：用溶菌酶或青霉素除尽细胞壁（G,+,）。,球状体：还残余部分细胞壁的原生体（G,）。衣原体、支原体：自然界进化形成。,G,+,细菌与G,-,细胞壁对比,革兰氏阳性菌（G,）,革兰氏阴性菌（G,）,G,+,细菌细胞壁的肽聚糖（金黄色葡萄球菌,S.aureus,）,G,+,菌和G,-,菌肽聚糖结构的区别,G,-,菌以,E.coil,为代表，它的肽聚糖含量占细胞壁的10，由1-2层网状分子组成，在细胞壁上的厚度仅为23nm。,G,+,菌,与,G,-,菌肽聚糖的区别：,肽尾的第,3,个氨基酸为内消旋二氨基庚二酸（,m-DAP,）,没有特殊的肽桥，其前后两个单体间的联系仅由甲肽尾的第,4,个氨基酸,D,丙氨酸的羧基与乙肽尾第,3,个氨基酸,m-,二氨基庚二酸的氨基直接连接而成。,S.aureus,E.coli,革兰氏染色的方法,丹麦医生C.Gram于1884年创立,主要步骤：初染、媒染、脱色和复染,革兰氏染色的机制,1983年T.Beveridge证明G,+,和G,-,细胞壁化学成分的差异引起脱色能力的不同。,1）初染结晶紫与媒染碘液在细菌细胞壁内形成不溶于水的复合物。G,细胞壁含有多层肽聚糖且交联致密，遇脱色剂乙醇收缩，因此把结晶紫和碘复合物留在细胞壁内，使其呈紫色。,2）反之，G,-,细胞壁肽聚糖层薄且交联度差，并含有类脂，遇乙醇外膜类脂溶解，结晶紫和碘复合物从松散的肽聚糖网状结构中溶出，细胞退成无色。,G,+,细菌细胞壁中的磷壁酸,磷壁酸主要成分为甘油磷酸和核糖醇磷酸,磷壁酸,壁磷壁酸：与肽聚糖分子间发生共价结合。,膜磷壁酸：甘油磷酸链分子与细胞膜上的磷,脂共价结合。,甘油磷壁酸结构,磷壁酸的主要功能,1.磷壁酸带负电，可吸引Mg,2,等阳离子，以提高细胞,膜上一些合成酶的活力。,2.能保证G,+,致病菌与宿主细胞之间的粘连。,3.作为某些噬菌体的吸附受体。,4.赋于G,细菌特异的表面抗原。,5.调节细胞内自溶素的活力，借以防止细胞因自溶而,死亡。,贮藏,P,元素。,协助肽聚糖加固细胞壁,G,细菌的细胞壁（,E.coli,）,薄、多层、成分复杂、肽聚糖层薄、机械强度弱,G,-,细胞壁,外膜（外壁）,周质空间,脂蛋白、外膜蛋白、孔蛋白,脂多糖（LPS）,磷脂,肽聚糖、水解酶、合成酶和运输蛋白,类脂A,核心多糖,O特异侧链,G,-,菌脂多糖（LPS）的主要功能,1.是G,-,菌致病物质内毒素的物质基础。,2.与磷壁酸相似，能够吸附Mg,2+,、Ca,2,等阳离子以,提高这些离子在细胞表面的浓度。,3.LPS结构的变化，决定了G,-,菌细胞表面抗原决定簇,的多样性。,4.是许多噬菌体细胞表面的吸附受体。,G,-,菌细胞壁中嵌入蛋白类型及功能,基质蛋白（孔蛋白）：具有分子筛的功能。,外膜蛋白：特异性的运送蛋白和受体。,脂蛋白：使外膜层与内壁肽聚糖层紧密连接。,嵌合在LPS和磷脂层外膜上的蛋白，约20余种：,（2）细胞膜与间体,细胞膜：是紧贴在细胞壁内侧的一层由磷脂（20,30）和蛋白质（5070）组成,的柔软、富有弹性的半透性薄膜。,液态镶嵌模型（1972）,磷脂的分子结构,细胞膜的生理功能,1.控制细胞内外物质的运输与交换。,2.维持细胞内正常渗透压的结构屏障。,3.是氧化磷酸化和光合磷酸化的产能基地。,4.合成细胞壁LPS、肽聚糖、磷壁酸和荚膜大分子的场所。,5.是许多酶和电子传递链组分的所在地。,6.是鞭毛着生点，同时可以提供鞭毛运动的能量。,间体：由细胞膜内褶而形成的囊状结构，,其内充满着层状或管状的泡囊。,（3）细胞质及其内含物,细胞质：被细胞膜包围的除核区以外的一切半透,明、胶体状、颗粒状物质的总称。,主要成分：核糖体、储藏物各种酶、中间代谢物、,质粒。少数含有类囊体、羧酶体、气泡和伴,孢晶体,内含物：指细胞质内一些形状较大的颗粒状构造。,细菌细胞的主要内含物,储藏物：按照营养组分不同形成的颗粒。,PHB（聚-,-羟丁酸,）：生物塑料,异染粒：磷源（聚偏磷酸）,核糖体:由RNA(5070%)和蛋白质(30%50)组成，每个菌体内所含有的核糖体可多达数万个，其直径为18nm，沉降系数为70S，由50S与30S两个亚基组成。它是蛋白质的合成场所。,羧酶体：存在于化能自养细菌细胞中，含有1，5-二磷酸核酮糖羧化酶，与CO,2,固定化有关。,气泡：存在于光能营养型细菌中，具有调节细胞比重、获取光能、氧和营养物质的作用。蓝细菌,细菌细胞的主要内含物,磁小体：存在于趋磁性细菌中，成分,Fe,3,O,4,。,（4）核 区,核区：原核生物所特有的无核膜包裹、无固,定形态的原始细胞核。,主要化学成分：环状双链DNA分子。,主要功能：负载遗传信息的物质基础。,细菌细胞的特殊结构,不是所有细菌细胞都具有的构造，称为特殊构造，一般指糖被、鞭毛、菌毛和芽孢等,芽孢：某些细菌在生长发育后期或在极端环境中，形成的一个圆形、椭圆形、壁厚、含水量低、抗逆性强的休眠构造,例如：,Clostridium,（梭菌属）、,Bacillus,（芽孢杆菌属）,产芽孢细菌的主要类型,芽孢的构造,芽孢形成过程,芽孢的萌发过程,活化：通过短期加热或用低pH、还原剂的处,理引起。,出芽：芽孢透性增加，皮层膨胀、溶解和消,失；水分进入芽孢核心，合成细胞,壁、DNA、RNA和蛋白质，变成营养,细胞。,生长：开始具有繁殖能力。,芽孢耐热机制渗透调节皮层膨胀学说,糖 被,糖被：包被于某些细菌细胞壁外的一层厚度,不定的透明胶状物质。,（大）荚膜,微荚膜,粘液层,菌胶团（动胶菌属）,糖被按厚度不同分为,糖被的化学成分及功能,糖被的化学成分：多糖、多肽和蛋白质,糖被的功能：,1.免受干旱、噬菌体、重金属离子和白细胞损伤。,2.贮藏养料，以备营养缺乏时用。,3.表面附着作用。,4.细菌间信息识别作用。,5.堆积代谢废物。,鞭 毛,长在细菌表面的长丝状、波曲状能运动的蛋白附属物，约为110根。,鉴别存在鞭毛的方法,a.在半固体直立柱中间，用穿刺接种法接种某菌，如果在穿刺线周围有混浊的扩散区，说明该菌有鞭毛。,b.根据平板培养基上的菌落形状，如果大、薄且不规则，菌落边缘及不平整，证明有鞭毛。,鞭毛的着生方式,一端单毛菌：霍乱弧菌,一端从毛菌：荧光假单胞菌,两端鞭毛菌：红色螺菌,周毛菌：,E.coli,侧生鞭毛菌：反刍月形单胞菌,菌毛和性毛,菌毛：,纤细、短直、中空，一般存在于G,-,致病菌中，直接附着在细胞质膜上。起到固定菌体的作用。,性毛：,比菌毛长、14根。例如,E.coli,在不同性别的菌株间传递DNA片段，是RNA噬菌体吸附的受体。,伴胞晶体,伴孢晶体：,少数芽孢杆菌，如苏云金芽孢杆菌在形成芽孢的同时，形成菱形、方形或不规则形的碱溶性蛋白晶体，称为伴孢晶体。,对鳞翅目、双翅目和鞘翅目的幼虫有毒杀作用，称为生物农药。,细菌的繁殖：二分裂方式,第二节 放线菌,放线菌：是一类呈菌丝状生长和以孢子繁殖的陆生,性较强的,G,+,细菌,。,放线菌的主要用途：抗生素,抗癌剂,酶制剂,免疫抑制剂,放线菌的形态构造,典型放线菌 链霉菌,基内菌丝,基质菌丝、营养菌丝或一级菌丝，生长在培养基内或表面。基内菌丝较细，一般颜色浅，但有的产生水溶性或脂溶性色素。主要功能是吸收营养物质和排泄废物,。,气生菌丝,二级菌丝，它是基内菌丝生长到一定时期长出培养基表面伸向空中的菌丝。较粗，颜色较深。其形状有直形或弯曲状，有的有分枝。主要功能是传递营养物质和繁殖后代。,孢子丝,繁殖菌丝、产孢丝，它是气生菌丝生长发育到一定阶段分化成的可产孢子的菌丝。其形状有直形、波曲形、钩形或螺旋，着生方式有互生、轮生或丛生等。,放线菌的繁殖,以横隔分裂方式形成孢子进行繁殖,繁殖方式,孢子繁殖,菌丝繁殖,分生孢子,孢囊孢子,基内菌丝片段,任何菌丝片段,放线菌的菌落特征,干燥，不透明，表面成紧密丝绒状，上有一层色彩鲜艳的干粉；菌落与培养基的连接紧密，难以挑取，正反面颜色不一致，菌落边缘培养基的平面有变形现象。,固体培养,液体培养,液面形成菌苔，培养液清而不混，悬浮珠状菌丝团，瓶底有大型菌丝团沉淀。,第三节 蓝细菌,蓝细菌：,是一类含有叶绿素a、有产氧性光合,作用的G,-,菌。,主要特点：1.自养微生物,2.具有固定CO,2、,N,2,能力,3.可进行非循环光合磷酸化反应,4.产氧,蓝细菌的细胞比细菌大，通常直径为310m，最大的可60m，,如巨颤蓝细菌。,蓝细菌的分类,第一群：色球蓝细菌群：细胞呈球状或杆状，可单生或长成聚合体；细胞间有荚膜或粘液；通过二等 分裂或出芽方式进行繁殖。,按细胞形态和种群特征分类,紫粘蓝杆菌属,聚球篮菌属,粘杆篮菌属,第二群 厚球蓝细菌群：包括一些仅通过复分裂来进行繁殖的单细胞蓝细菌，当母细胞发生复分裂时，其内可产生许多小球状具有繁殖能力的细胞。,皮果蓝细菌属,第三群 无异形胞丝状蓝细菌：细胞链单纯由营养细胞组成。,螺旋蓝细菌属,颤蓝细菌属,林氏蓝细菌属,第四群 有异形胞丝状蓝细菌：细胞链存在于只有游离氮作氮源的条件下，分化出异形胞或静息孢子。,鱼腥蓝细菌,念珠蓝细菌,简孢蓝细菌,眉篮细菌,第五群 具有分枝状菌丝的蓝细菌：细胞能多平面方向分裂的有异形胞的丝状蓝细菌。,费氏蓝细菌,静息孢子：抗不良环境，壁厚，色深。,链丝段：长形细胞链断裂形成，具有繁殖功能。,蓝细菌中细胞的特化形式,异形胞：是一种固氮细胞，只有光合系统I，,不产氧，壁厚，色浅。,内孢子：在细胞内形成的球形或三角形孢子，,成熟后可释放，具有繁殖作用,1.细胞壁结构与G,菌相似：分两层，外层是 LPS，内层是肽聚糖，壁外粘质糖或鞘衣。,蓝细菌的构造,2.细胞质含光合色素层，即类囊体，类囊体的膜上含叶绿素a和藻胆素。,3.细胞内含物包括：羧酶体、糖原、PHB、蓝细菌肽和聚磷酸盐。,4.含多个双键的不饱和脂肪酸。,类囊体膜外表面上特色的藻胆素，呈盘状结构。,其中的藻青素和藻红素有吸收光能的功能，并转给光合系统II、叶绿素a在光合系统I中发挥作用。,藻胆素主要含有,藻青素：75在红光中占优势,别藻篮素：12,藻红素：12 在篮绿光中占优势,蓝细菌的光合结构体叶绿素a和藻胆素,蓝细菌进行光合作用的部位是类囊体。,蓝细菌与红螺菌目的区别,蓝细菌：类似绿色植物的非光合磷酸化反应，,反应过程中会释放O,2,，是好氧生物。,红螺菌目光合细菌：较原始的循环光合 磷酸,化生物，反应过程中不放氧为厌氧生物。,第二章 真核微生物的形态、构造和功能,