微生物学2-1-原核微生物形态-细菌的形状和大小.ppt

第二章原核微生物形态,第一节 细 菌,第二章原核微生物形态,微生物家族成员,微,生,物,病毒、亚病毒（类病毒、拟病毒、朊病毒）,古生菌（Archaea）,真细菌（Eubacteria）,真菌（酵母、霉菌等）、,单细胞藻类、,原生动物等,非细胞型,细胞型,原核生物,真核微生物,（Eukarya）,细菌、放线菌、蓝细菌、衣原体、支原体、螺旋体、立克次氏体等,古生菌在进化谱系上与真细菌及真核生物相互并列，且与后者关系更近，而其细胞构造却与真细菌较为接近，同属于原核生物。,原核微生物,(prokaryotes)-,广义的细菌,六种：细菌（狭义）、放线菌、蓝细菌、支原体、衣原体、立克次氏体,第一节 细 菌,第二节,放线菌,第三节,蓝细菌,第四节,古细菌,第五节,其他原核微生物,第二章原核微生物形态,2、微生物细胞的功能,营养功能：,吸收营养物质、转化、合成，产,能，排除废弃物；,生长功能：,生长和分裂；,分化：,形态和功能的变化，甚至出现特殊结,构；,信号传导：,微生物之间及与其它生物间通过,化学信号交流；,进化：,细胞适应环境条件而不断地进化。,第二章原核微生物形态,原核细胞Prokaryotic Cell(,Bacillus megaterium,),第二章原核微生物形态,真核细胞Eukaryotic Cell(L-Cell),第二章原核微生物形态,白色念珠菌,Candida albicans,(Eukaryotic Cell),第二章原核微生物形态,原核,微生物,细胞无细胞核，只有,原核或拟核,；,真核,微生物细胞,的主要特征是有,细胞核和细胞器及复杂的内膜系统,；,病毒,属于,非细胞类,生物。,第二章原核微生物形态,二、原核细胞和真核细胞结构的区别,1、原核微生物,和,真核微生物,第二章原核微生物形态,原核细胞,真核细胞,1）核、核膜、染色体,原核生物细胞,无核膜，有一个明显的核区，核区集中了主要遗传物质，由一条与,类组蛋白,相联系的双链,DNA,构成的染色体组成。,真核生物细胞,则是由一条或一条以上的双链,DNA,与,组蛋白,等结合成的染色体，并由核膜包围。,第二章原核微生物形态,2、原核细胞和真核细胞的区别,原核细胞,没有独立的内膜系统，与代谢有关的酶（如呼吸酶、合成酶等）位于细胞膜上，因此它的,能量代谢在质膜上,进行。,真核细胞,不仅有独立的内膜系统，还有细胞骨架，呼吸酶在线粒体中，有,专用的细胞器来完成各项生理功能,，如线粒体、叶绿体。,第二章原核微生物形态,2）代谢场所,原核细胞的核糖体,大小为,70S,，,常以,游离状态,或多聚体状态分布于细胞质中。,真核细胞的核糖体,大小为,80S,，,可以,游离状态,存在于细胞或,结合于内质网,上。线粒体和叶绿体内有各自在结构上特殊的核糖体。,第二章原核微生物形态,3）核糖体的大小和分布,原 核 生 物,真 核 生 物,遗传物质和复制的组装,DNA在细胞质中游离,DNA在膜包围的核中，只有一个核仁,只有一个染色体,多于一个染色体，每个染色体是双拷贝(双倍体),DNA与类组蛋白连系,DNA与组蛋白连系,含有染色体外的遗传物质，称为质粒,只在酵母中发现质粒,在mRNA中没有发现内含子,所有基因中都发现内含子,细胞分裂以二等分裂方式，,只有无性繁殖,细胞分裂为有丝分裂,遗传信息传递可通过接合、,转导、转化发生,遗传信息交换发生在有性繁殖过程，减数分裂导致产生单倍体细胞(配子)，它们能融合。,原核生物和真核生物遗传的和细胞组装上的主要差别,原 核 生 物,真 核 生 物,细胞的组装,质膜含有hopanoids、脂多糖和磷壁酸,质膜含有固醇,能量代谢与细胞质膜连系,多数情况在线粒体中发生,光合作用与细胞质中膜系统和泡囊连系,藻类和植物细胞中存在叶绿体,蛋白质合成和寻靶作用与内膜、粗糙内质网膜和高尔基体相连系,有膜的泡囊如溶酶体和过氧化物酶体有微管骨架存在,由一根蛋白鞭毛丝构成鞭毛,鞭毛有9+2微管排列的复杂结构,核糖体70S,核糖体80S(线粒体和叶绿体的核糖体是70S),肽聚糖的细胞壁(只有真细菌有，古细菌中是不同的多聚体),多糖的细胞壁，一般或者是纤维素或者是几丁质,原核生物和真核生物遗传的和细胞组装上的主要差别（续）,一、细菌的形状和大小,二、,细菌的细胞构造,三、,细菌的繁殖和菌落的形成,四、,常见的细菌类群,第二章原核微生物形态,第一节 细 菌,第二章原核微生物形态,细菌,是一类细胞细短、结构简单、胞壁坚韧、多以,二分裂,方式繁殖和水生性较强的原核生物。,细菌的存在？,Where?When?,1.培养：,2.可观察的形态：群体（菌落，菌苔）,个体（显微镜）,Anywhere,?,Anytime?,How to find and detect?,第二章原核微生物形态,（1）,球状,球菌,（2）,杆状,杆菌,（3）,螺旋状,螺旋菌,一、细菌的形状和大小,1、细菌的基本形态,细胞呈,球状或椭圆形,。,不同种的球菌在细胞分裂时会形成不同的空间排列方式，常被作为分类依据。,根据细胞分裂后新细胞所保持的空间排列方式，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,第二章原核微生物形态,（1）球 菌,第二章原核微生物形态,单球菌,：,细胞沿一个平面进行分裂，分裂后子细胞分开单独 存在。Eg.尿素微球菌,链球菌,：,如果子细胞排列成链状，就是。Eg.乳链球菌,双球菌,：如果子细胞成双成对排列，就是。,Eg.,肺炎双球菌,第二章原核微生物形态,四联球菌：,细胞沿两个互相垂直的平面进行分裂，分裂后子细胞连在一起成“田”字则称。,Eg.四联微球菌,八叠球菌：,如果沿三个互相垂直的平面进行分裂，八个子细胞叠成一个立方体，称八叠球菌。,Eg.尿素八叠球菌,葡萄球菌：,如果细胞分裂方向不定，子细胞不规则的集在一起，象一串串葡萄，称。,Eg.金黄色葡萄球菌,分裂行为与球菌形态关系,Electron Micrograph of,Neisseria gonorrhoeae,a Diplococcus,Streptococcus pyogenes,Note gram-positive(purple)cocci in chains(arrows).,Electron Micrograph of,Streptococcus pyogenes,a Streptococcus,Tetrad Arrangement,Sarcina Arrangement,Electron Micrograph of,cocci,上世纪,60,年代，,deinococcus,菌（耐辐射奇球菌）在一听被辐射过的肉罐头里出现，它的特性就是能够忍耐极干燥的气温和高强度的辐射。,在南极冰雪中发现的细菌能够抵制住南极地区极低气温，可能靠的是自身独特的酶和特殊的细胞膜。,如果这些物质的特性被科学家掌握，对人类来说将会有极高的商业价值。,Gram-Positive Bacteria:Cocci:Deinococcus,（2）杆 菌（bacillus）,细胞呈杆状或圆柱形，具体有球杆状、棒状、梭状等，一般其粗细（直径）比较稳定，而长度则常因培养时间、培养条件不同而有较大变化。,第二章原核微生物形态杆菌有的笔直,有的弯曲,杆菌两端的情况在分类上很重要。,杆菌两端：,有的象,刀切,一样整齐(eg.炭疽杆菌）；,有的是,钝圆,(eg.枯草杆菌)；,有的是,尖的,(eg.鼠疫巴斯德氏菌）。,Note:,杆状细菌的排列方式常因生长阶段和培养条件而发生变化，,一般不作为分类依据,。,球杆菌,链状杆菌,双杆菌,单杆菌,杆状细菌的排列方式与形态,Single Rod(,Bacillus,),Scanning Electron Micrograph of,Pseudomonas aeruginosa,Streptobacillus,Arrangement,第二章原核微生物形态,乳酸杆菌,Lactic Acid Bacteria,枯草芽孢杆菌,地衣芽孢杆菌,结核分枝杆菌,炭疽病的病原菌,-炭疽杆菌,破伤风梭菌,白喉棒状杆菌,细胞呈弯曲杆状的细菌统称为螺,旋菌。包括：,弧菌：,偏端单生鞭毛或丛生鞭毛,螺旋菌：,两端都有鞭毛。,第二章原核微生物形态,（3）螺 旋 菌,弧菌：,菌体只有一个弯曲，其程度不足一圈，形似 C,字或逗号，鞭毛偏端生。,螺旋菌：,菌体回转如螺旋，螺旋数目2-6环。鞭毛二端生。细胞壁坚韧，菌体较硬。,螺旋体：,螺旋数目大于6环，,菌体柔软，无鞭毛，大多数是致病菌。,Electron Micrograph of,Vibrio cholerae,a Vibrio,Caption:Vibrio cholerae,-Gram-negative,facultatively anaerobic,curved(vibrio-shaped),rod prokaryote;causes Asiatic cholera.,Spirillum volutans,Intestinal spirillum,Spirilla,迂回螺菌,Scanning Electron Micrograph of,Leptospira interrogans,Spirochetes,Treponema saccharophilum,糖密螺旋体,第二章原核微生物形态,柄细菌、肾形菌、臂微菌、网格硫细菌、贝日阿托氏菌(丝状)、具有子实体的粘细菌等是特殊形态的细菌。,第二章原核微生物形态,细菌特殊形态,星形细菌,（,star-shaped bacteria,）,（,Stella,）,方形细菌,（,square-ahaped bacteria,）,（Haloarcula）,Question:,The following statement is True or False?,*细菌的形态是固定不变的，通常为球状、杆状、螺旋状，故可以作为细菌分类鉴定的依据！,畸形,：,细胞在理化因素的刺激下，细胞发育受到阻碍，从而形态异常。,衰颓型,：,培养时间过长，营养贫乏或自身代谢产物浓度过高等原因使细胞异常。,正常形态：,短杆状,畸形：,丝状、纺锤状、链锁状,温度变化,正常形态：,杆状,衰颓型：,分枝状,过熟,奶酪杆菌,醋酸杆菌,异常形态,细菌大小的度量单位,：以,m,为单位。,细菌,大小的表示,：,球菌，一般以,直径,来表示。,杆菌和螺旋菌，以,长和宽,来表示。如 2.5,1,m。,细菌,大小的测定方法,：,第二章原核微生物形态,2、细菌的大小,显微照相后根据放大倍数进行测算,显微镜测微尺,细菌大小的测量,第二章原核微生物形态,一般细菌的大小范围：,0.5 1,m,m,(直径),0.51,m,m,(直径),1 3,m,m,(长度),0.31,m,m,(直径),1 50,m,m,(长度),(长度是菌体两端点之间的距离，而非实际长度),球菌：,杆菌：,弧菌：,费氏刺尾鱼菌,(,Epulopiscium fishelsoni,),长度：200500,m,体积：比大肠杆菌大10,6,倍,（1985年发现）,费氏刺尾鱼菌,草履虫,德国Schulz等1997年在纳米比亚海岸的海底沉积物中发现的一种硫磺细菌(,sulfur bacterium)，以H,2,S为生。,纳米比亚嗜硫珠菌,Thiomargarita namibiensis,细胞直径可达 0.31,mm,(迄今发现最大的细菌！),（,nanobacteria,）,（50 nm）,最大和最小细菌的个体大小悬殊：,（,Thiomargarita namibiensis）,（0.31 mm）,10亿 100 亿倍,第二章原核微生物形态,