微生物学课件2

微生物学Microbiology第一章原核微生物Procaryotes种类微生物病毒亚病毒拟病毒类病毒朊病毒古细菌真细菌放线菌蓝细菌酵母菌霉菌藻类原生动物无细胞微生物原核微生物真核微生物原核微生物与真核微生物的区别原核微生物真核微生物核膜—+核仁—+DNA1条，不与RNA和组蛋白结合1~数条，与RNA和组蛋白结合核糖体70S，在细胞质中80S，细胞质中70S，某些细胞器中细胞器—线粒体，叶绿体，高尔基体，内质网中间体+—原核微生物与真核微生物的区别原核微生物真核微生物细胞膜甾醇—（除支原体外）+呼吸链位置细胞膜中间体线粒体细胞壁组成肽聚糖或脂多糖几丁质，多聚糖或寡糖基因重组接合、转导、转化有性过程细胞分裂二分裂有丝分裂、减数分裂运动器官较细的鞭毛（中空管）较粗的鞭毛（9+2结构）或纤毛原核微生物细胞模式图真核微生物细胞模式图菌体形态第一节细菌（Bacteria)球形菌菌体形态杆形菌菌体形态螺旋菌菌体形态特殊形态二、菌体大小（宽x长，常用单位mm）0.5~10.5x(1~3)(0.8~1.2)x(1.2~3）(1.5~2)x(10~20)StreptococcuslactisEscherichiacoliBacillussubtilisSpirillumvolutans细菌细胞的构造与功能基本构造细胞壁(Cellwall)细胞膜(Cellmembrane)细胞核(Cellnucleus)细胞质(Cytoplasm)特殊构造荚膜(Capsule)鞭毛(Flagella)纤毛(Pili)芽孢(Spore)胞囊(Cyst)1构造细菌细胞壁定义是包围在细胞表面，内侧紧贴细胞膜的一层较为坚韧、略具弹性的结构，占细胞干重的10%－25%功能固定细胞外形保护细胞分类革蓝氏阳性菌(G+)革蓝氏阴性菌(G-)革蓝氏染色与细菌细胞壁革蓝氏染色(Gramstaining)过程固定碘液媒染乙醇脱色结晶紫染色番红复染菌体涂片结果判断菌体呈紫色者为革蓝氏阳性菌——G+菌体呈红色者为革蓝氏阴性菌——G-革蓝氏阳性菌和阴性菌的比较性质革蓝氏阳性菌G+革蓝氏阴性菌G-内壁层外壁层厚度(nm)20~802~38层次单层多层肽聚糖结构多层，75%亚单位交链，网络坚紧单层，30%亚单位交链，网络疏松与细胞膜关系不紧密紧密肽聚糖占胞壁干重40~90%5%~10%无磷壁质（酸）有或无无无革蓝氏阳性菌和阴性菌的比较性质革蓝氏阳性菌革蓝氏阴性菌内壁层外壁层多糖有无无蛋白质有或无无有脂多糖无无11%~22%脂蛋白无有或无有对青霉素敏感不够敏感对溶菌酶敏感不够敏感菌细胞壁模拟图G+菌细胞壁模拟图G-革蓝氏阳性菌和阴性菌的细胞壁模式图革蓝氏阳性菌革蓝氏阴性菌革蓝氏阳性菌和阴性菌细胞壁电镜图革蓝氏阳性菌革蓝氏阴性菌肽聚糖的化学组成和一级结构细菌细胞壁肽聚糖结构肽聚糖单层结构模式图金黄色葡萄球菌肽聚糖示意图甘油型磷壁酸磷壁酸类型及基本结构核糖醇磷壁酸细胞壁缺陷型细菌原生质体(Protoplast)在革蓝氏阳性菌培养物中加入溶菌酶或通过青霉素阻止其细胞壁的正常合成而获得的完全缺壁细胞即为原生质体。特征对环境条件很敏感，特别脆弱，保留有鞭毛，但不运动，可生长，可形成芽孢，可繁殖，形成菌落，生物活性不变。1细胞壁缺陷型细菌2原生质球(Spheroplast)细胞壁未全部去除的细菌细胞，呈圆球形，可人为地通过溶菌酶或青霉素处理革蓝氏阴性菌而获得。特征细胞壁肽聚糖已被除去，但外壁层中的脂多糖、脂蛋白仍保留，对外界环境有一定抗形性。细胞壁缺陷型细菌细菌L-型(BacterialL-form)细菌在某种环境条件下因基因突变而产生的无壁类型。多形态，有的可通过细菌滤器而又称滤过型细菌。由英国李斯特(Lister)医学研究院发现而命名。特征生长缓慢，2~7d方见针尖样小菌落，中心部分深埋于培养基内，如典型的油煎蛋状。3细菌细胞周质空间周质空间（Periplasmicspace）也称壁膜空间，位于细胞壁和细胞膜之间的狭小空间，内含质外酶，包括RNA酶，DNA内切酶I，青霉素酶，和许多磷酸化酶。这些酶对细菌的营养吸收、核酸代谢、趋化性、抗药性等有重要作用。细胞质膜也称细胞膜，是围绕在细胞质外面的一层柔软而富有弹性的薄膜，厚约8nm，占细胞干重的10%左右。组成：脂类20%~30%，蛋白质60%~70%少量糖蛋白、糖脂、微量核酸细胞质膜（Cytoplasmicmembrane）Diagramofthestructureofthecytoplasmicmembrance细胞膜模式图真核生物原核生物细胞质膜的功能控制细胞内外营养物质和代谢产物的运送与交换；维持细胞内正常渗透压的屏障作用；合成细胞壁各组分和荚膜的场所；进行氧化磷酸化或光合磷酸化的产能基地；膜上有某些蛋白质能接受光、电及化学物质等产生的刺激信号并发生构象变化，引起细胞内一系列的代谢变化和产生相应的反应。是蓝细菌细胞中存在的囊状体，由单位膜组成，含有叶绿素、藻胆色素等光合色素和有关酶类，光合作用场所细菌细胞的内膜系统是细胞膜局部内陷折叠而成，与细胞壁合成、核质分裂、细胞呼吸和芽孢形成有关，功能与线粒体相似而又称拟线粒体。是蓝细菌细胞中存在的囊状体，由单位膜组成，含有叶绿素、藻胆色素等光合色素和有关酶类，光合作用场所。类囊体中间体类囊体是自养细菌所特有的内膜结构。有以蛋白质为主的单层包围，厚3.5nm，内含固定CO2所需的1,5-二磷酸核酮糖羧化酶和5-磷酸核酮糖激酶，是自养细菌固定CO2的场所。细菌细胞的内膜系统是一些不放氧的光合细菌的细胞膜多次折叠形成的片层状、微管状或囊状结构。含有菌绿素和类胡萝卜素等光合色素及光合磷酸化所需的酶类和电子传递体，是光合作用的部位。羧酶体载色体细胞质（Cytoplasm)定义组成细胞膜内除细胞核外的所有物质都为细胞质物。1.核糖体(Ribosome)2.气泡(Gasvesicle)3.内含物(Inclusion)1核糖体是多肽和蛋白质合成场所，由50S和30S2个亚单位组成。化学成分为蛋白质和核酸。原核生物中游离于细胞质中或以多聚核糖体存在。真核生物中核糖体游离于细胞质中或接合于内质网上。1核糖体某些水生细菌如蓝细菌、不放氧光合细菌和盐细菌细胞内储存气体的特殊结构即为气泡。2气泡气泡大小、形状、多少随细菌种类而异。气泡由许多小的气囊组成，气囊膜只含蛋白质而无磷脂。气泡能使细胞保持浮力，有利于调节细菌细胞处于最佳水层位置，以获得氧、光和营养。2气泡是碳源储备物，可用碘液染色检查，分别成红褐色或兰色3细菌细胞内含物是以无机偏磷酸盐为主要成分的一种无机磷储备物，嗜碱性或嗜中性，用兰色染料如甲苯胺蓝或甲烯蓝染色时不呈兰色而呈紫红色异染颗粒（Metachromaticgranules)肝糖粒（Glycogen)某些氧化硫的细菌细胞内可积累有具强折光性的硫滴，系通过氧化硫化氢而形成，可作储备物，需要时可被细菌再利用为细菌所特有，是一种b-3-羟基丁酸的直链聚合物。革蓝氏染色时此物不易着色，但可被苏丹黑着色。产碱杆菌属、根瘤菌属和固氮菌属中细菌常有积累聚-b-羟丁酸颗粒硫滴细菌细胞核特征细胞质内，无核膜、核仁，仅为一核区，称为拟核(Nucleoid)或原核(Protonucleus)；只有一条染色体(Chromosome)，主要为DNA，有少量RNA和蛋白质，无组蛋白；染色体为双螺旋链构成的环形结构。静止期呈球形或不规则的棒状或哑铃形；细菌细胞活跃生长时，复制先于细胞分裂细胞内往往有2~4个核区，低速生长时可见有1~2个核区。质粒(Plasmid)染色体外存在的一种能自我复制的小环状DNA分子；比染色体小，约（2~100)x106；每个菌体可含1~数个质粒；不同质粒之间可重组；质粒对菌体生存并不是必需的，但携带某些特殊的编码基因，其存在可使细菌细胞具有某些特性。细胞核外DNA—质粒细菌质粒性状1大肠杆菌中的F因子使宿主产生性纤毛，决定性别2大肠杆菌中的Col因子产生蛋白质类杀菌素-大肠菌素3大肠杆菌中的Ent因子产生肠毒素4大肠杆菌中的Hty因子决定溶血素的产生5大肠杆菌中的RYB质粒使宿主产生限制性内切酶和甲基化酶6许多G-细菌中的R因子抗磺胺药和多种抗生素7金黄色葡萄球菌中的P128因子抗Cd2+,Hg2+等重金属离子8假单胞菌中的降解性质粒降解某些复杂芳香族化合物9根癌病农杆菌中的Ti质粒能使感染植株发生根癌病细菌细胞核外DNA—质粒细菌细胞的构造与功能某些细菌在一定的营养条件下向细胞外分泌的一层粘性物质。荚膜(Macrocapsule)：有一定外形，厚200nm，粘性较大，稳定。粘液层(Slimelayer)：较疏松，无明显形状，可悬浮于基质中，增加培养液黏度。微荚(Microcapsule)：厚度在200nm以下，与细胞接合较紧，不易观察到。细菌荚膜定义分类S型菌落和R型菌落S型菌落为产荚膜的细菌菌落，因其通常光滑透明而称之S型。R型菌落为不产荚膜的细菌菌落，因其菌落表面较粗糙而称之R型。细菌荚膜组成：大多为多糖、多肽、蛋白质功能细胞外碳源和能源性储存物质；保护细胞免受干燥影响；增强某些病原菌的致病能力，抗宿主细胞的吞噬作用；污水处理中形成具有良好功能与沉降性能的活性污泥。细菌荚膜危害污染食品厚产生黏液状物；黏附于牙齿表面引起龋齿。细菌鞭毛（Flagella)定义：某些细菌在细胞表面伸出细长、波曲、毛发状的附属丝状物即为鞭毛。特征长度常为菌体的若干倍，最长可达70mm，直径10~20nm。只有染色后才能在光镜下观察到。主要成分是蛋白质，还有少量多糖或脂类。鞭毛蛋白是一种抗原物质，鞭毛抗原又称H抗原。由于各细菌的鞭毛蛋白氨基酸组成不同而抗原性质不同，通过血清学反应进行分类鉴定。鞭毛的功能主要是运动。图示细菌鞭毛分类一端生鞭毛(Monotrichaete)两端生鞭毛(Amphitrichaete)丛生鞭毛(Lophotrichaete)周生鞭毛(Peritrichaete)细菌鞭毛革蓝氏阳性菌鞭毛结构革蓝氏阴性菌鞭毛结构细菌鞭毛细菌鞭毛结构的复杂性细菌纤毛细菌纤毛(Piliorfimbria)又称伞毛，菌毛，是革蓝氏阴性菌和少数阳性菌性别表面的比鞭毛更细、短而直硬的丝状体结构长约0.5~6mm，个别可达20mm，直径约3~7nm纤毛由纤毛蛋白(pillin)组成与鞭毛相似，起源与细胞膜内侧基粒上不具运动性，但可有助于细胞在固体物表面的黏附细菌纤毛(Piliorfimbria)又称菌毛，是革蓝氏阴性菌和少数阳性菌性别表面的比鞭毛更细、短而直硬的丝状体结构。长约0.5~6mm，个别可达20mm，直径约3~7nm纤毛由纤毛蛋白(pillin)组成。与鞭毛相似，起源与细胞膜内侧基粒上。不具运动性，但可有助于细胞在固体物表面的黏附。定义细菌纤毛分类普通纤毛(Commonpili)可增加细菌吸附于其他细胞和物体的能力。性纤毛(Sexpiliorconjugalpili)很少，仅1~4根，是细菌传递游离基因的器官，细菌结合时遗传物质的通道。细菌纤毛普通纤毛图性纤毛图细菌芽孢(Spore)定义特性芽孢时某些细菌在其生活史的一定阶段于营养细胞内形成的一个圆形或椭圆形结构，也称内生孢子(Endospore)。含有芽孢的细胞称为孢子囊(Sporangium)。•芽孢的着生位置、大小、形状因种而异，可作鉴定依据；•芽孢有较厚的壁。有较强的折光性，不易染色•一般一个细胞仅有一个芽孢，但也有少数细胞有2个者。结构示意图细菌芽孢芽孢形成过程细菌芽孢轴丝形成隔膜形成前孢子形成皮层形成孢子外壳层形成芽孢成熟芽孢释放细菌芽孢形成示意图细菌芽孢特性芽孢含水量低。酶组成型与营养细胞的酶组成型有差异。抗高温，抗干燥，抗低温。含有高量的2，6-吡啶二羧酸(Dipicolinicacid,DPA),在营养细胞和其他生物细胞中不存在。芽孢在适宜的条件下可萌发。萌发时酶活性发生改变，抗逆性和DPA丧失。芽孢没有繁殖意义，仅是一个休眠体。细菌芽孢的伴孢晶体伴孢晶体(Sporecompanio