农业微生物重点课件

1、农业微生物重点农业微生物重点第一节 细菌细胞 的一般性质一、细胞的形状与大小二、细胞的化学成分三、细胞的繁殖第一节 细菌细胞 的一般性质一、细一、细胞的形状与大小 1细菌的基本形态球状杆状螺旋状一、细胞的形状与大小 1球状杆状螺旋状细菌的异常形态当培养基的化学组成、浓度、培养温度、pH和培养时间等发生变化时，会引起微生物的形态的改变。细菌的异常形态当培养基的化学组成、浓度、培养温度、pH和培养2、细菌的大小1）单位（微米）：1米=103毫米=106微米=109纳米=1010埃2）大小： 细菌的大小可用测微尺在显微镜下进行测量。球形菌测其直径，杆菌测其宽度与长度，螺旋菌则测其弯曲形长度 球菌：0

2、.52微米 杆菌：0.5115微米 E.coli:0.52微米 螺旋菌：0.31260微米2、细菌的大小1）单位（微米）：1米=103毫米=106微米常见微生物的大小 菌名 直径或宽长 （ m m ）乳链球菌金黄色葡萄球菌大肠杆菌枯草芽孢杆菌霍乱弧菌 0.5 1 0.8 1 0.5 (1 3)(0.8 1.2) ( 1.23)(0.2 0.6) (1 3)常见微生物的大小 直径或宽第二节、原核生物细胞的结构 基本结构细胞壁；细胞膜；细胞质；核区；特殊结构鞭毛spore ；纤毛pilus;荚膜capsule芽孢flagella ；第二节、原核生物细胞的结构 基本结构特殊结构细菌细胞的结构模式图细

3、菌细胞的结构模式图二、细胞壁细胞壁位于细胞膜外，具有一定硬度、韧性的，使细胞保持一定形状，并且具有多种生理功能。厚1080nm,占细胞干重的1025。二、细胞壁细胞壁位于细胞膜外，具有一定硬度、韧性的，使细胞保 成分： 构成细菌细胞壁的主要成分为肽聚糖 (Peptidoglycan)。肽聚糖是由（G）N乙酰葡萄糖胺(N-acetylglucosamine)、（M）N一乙酰胞壁酸(N-acetylmuremic acid)以及短肽聚合而成的多层网状结构大分子化合物。短肽一般由四五个氨基酸组成。 成分： 肽聚糖的化学组成和一级结构 肽聚糖的化学组成和一级结构肽聚糖单体含有三个组成部分：双糖单位，即

4、由一个N乙酰葡萄糖胺(NAG)和N乙酰胞壁酸(NAM)通过,糖苷键连接而成的。短肽“尾”，即由四个氨基酸连接起来的短肽，它们连接在NAM上。这四个氨基酸是按L型与D型交替排列的方式连接而成的，即L-Ala、D-Glu、L-Lys、D-Ala；肽“桥”，指把前一肽聚糖单体肽“尾”中的第4个氨基酸L-Ala与后一个肽聚糖单体肽“尾”中的第3个氨基酸L-Lys通过肽键连接起来短肽。肽聚糖单体含有三个组成部分：革兰氏染色法(Gramstaining) 革兰氏染色法 是丹麦医生 Gram1884年创立的一种新的使细菌染上颜色的方法。一般先用草酸胺结晶紫液初染，再加碘液媒染，使细菌着色，继而用乙醇脱色，最

5、后用蕃红复染。用此法染色可将细菌分为两大类： 一类是经乙醇处理不脱色，而保持其初染的深紫色，称为革兰氏阳性反应细菌，简示为 G+； 另一类经乙醇处理就迅速脱去原来的着色，而染上蕃红的颜色，称为革兰氏阴性反应细菌， 简示为G-。革兰氏染色法是鉴定细菌的一种主要方法。革兰氏染色法(Gramstaining) 革兰细菌的鉴别染色法革兰氏染色法GramstainingC.Gram 丹麦医生步骤： 涂片固定； 结晶紫初染1min； 碘液媒染1min； 95%乙醇脱色30s； 番红复染1min。 结果: 阳性菌紫色； 阴性菌红色。微生物的种类细菌的鉴别染色法革兰氏染色法GramstainingCG菌细胞壁

6、模拟图G菌细胞壁模拟图G+细菌细胞壁的组成 90肽聚糖 壁磷壁酸：与肽聚糖分子共价结合 10磷壁酸 （甘油和核糖醇的聚合物） 膜磷壁酸：与细胞膜相交联G+细菌细胞壁的组成 90肽聚糖G菌细胞壁模拟图G菌细胞壁模拟图G-细菌细胞壁的组成 类脂A 脂多糖 核心多糖 外膜 O-特异多糖 外膜蛋白 脂蛋白、孔蛋白（通道蛋白） 肽聚糖层 一到少数几层肽聚糖 壁膜间隙 水解酶、结合蛋白和化学受体G-细菌细胞壁的组成 革兰氏阳性菌与阴性菌细胞壁成份的差别微生物的种类 项 目革蓝氏阳性菌G+ 革蓝氏阴性菌 G- 肽聚糖多层，75%亚单位交链，网络紧密单层，30%亚单位交链，网络疏松类脂极少脂多糖外膜无有壁质间

7、隙很薄较厚酸消化的效果原生质体原生质球敏感性很敏感中度敏感革兰氏阳性菌与阴性菌细胞壁成份的差别微生物的种类 项 革兰氏染色的原理 从细胞壁的化学组成已知，革兰氏阴性细菌细胞壁中脂类物质含量较高，肽聚糖含量较低，因而乙醇处理后，溶解了脂类，增加了通透性，结晶紫和碘复合物易被乙醇提出，于是革兰氏阴性细菌细胞被脱色。 革兰氏阳性细菌由于细胞壁肽聚糖含量高，脂类含量低，乙醇处理中被脱水引起细胞壁肽聚糖层中孔径变小，通透性降低，结晶紫一碘复合物被保留在细胞内，细胞不被脱色 革兰氏染色的原理特殊形态（缺壁细菌）（1）L型细菌L-form：指那些实验室或宿主体内通过自发突变而形成的遗传性稳定的细胞壁缺损菌株

8、。（2）原生质体protoplast ：是指在人为条件下，用溶菌酶除尽原有细胞壁或用青霉素抑制新生细胞壁合成后，所得到的仅有一层细胞膜包裹着的圆球状渗透敏感细胞（3）球状体spheroplast ：又称原生质球，指还残留部分细胞壁，尤其是革兰氏阴性细菌外膜的原生质体。（4）支原体mycoplasma ：是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。特殊形态（缺壁细菌）（1）L型细菌L-form：指那些实验室（五）细胞壁外的表层结构 1、表面层（surface layer）：在有些细菌和古菌细胞表面，由同型蛋白或糖蛋白组成，成网格状，疏松地附着在细胞壁表面，可起到保护细胞、增加

9、细胞吸附能力等作用。（五）细胞壁外的表层结构 1、表面层（surface l2 荚 膜（Capsule) 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，为多糖、多肽、多糖蛋白质复合体。在碳氮比较高和通气良好的条件下有利于荚膜的形成。由于荚膜的折光率比较低，不易着色，故常用负（衬托）染色法。2 荚 膜（Capsule) 某些细菌荚膜的应用有利的方面：人们可以从肠膜明串珠菌Leucomostoc mesenteroides的糖被中提取葡聚糖以制备“代血浆”或葡聚糖利用野油菜黄单胞菌Xanthomonas campestris的粘液层可提取黄原胶污水处理有害的方面： 污染食品: 食品变质发粘

10、 增强致病力 引起龋齿荚膜的应用有利的方面：三、细胞质膜（Cytoplasmic membrane） 是一层紧贴在细胞壁内侧，围绕细胞质外面的，具有双层分子结构的单位膜，柔软、脆弱、富有弹性的半透性薄膜，厚约78nm，占细胞干重的10%左右,是生物体生存所必需的细胞结构。 成分：50-70%蛋白质，20-30%的磷脂三、细胞质膜（Cytoplasmic membrane） 结构： 1972年由J.S.Singer和G.L.Nicolson提出“流动镶嵌”模型。，其中不饱和脂肪酸的结构与含量决定了膜的流动性。认为：膜是由球形蛋白与磷脂按照二维排列方式构成的流体镶嵌式，流动的脂类双分子层构成了膜的

11、连续体，而蛋白质象孤岛一样无规则地漂流在磷脂类的海洋当中。结构： 1972年由J.S.Singer和G.L.Nicol农业微生物重点功能：（1）控制细胞内外营养物质和代谢产物的运送与交换。（2）维持细胞内正常渗透压 。（3）合成细胞壁各组分（脂多糖、肽聚糖、磷壁酸）和荚膜的场所。（4）进行氧化磷酸化或光合磷酸化的产能基地。（5）信号物质的通道。功能：（二）内膜系统细胞膜内陷形成的管状、层状或囊状的结构称为间体(mesosome )。一般位于细胞分裂部位或邻近，一方面与呼吸作用有关，另一方面与细胞横隔形成 有关。（二）内膜系统细胞膜内陷形成的管状、层状或囊状的结构称为间体四、核质和细胞质被细胞膜

12、包围的全部物质为原生质体成分： 水、核酸、蛋白质、脂类、碳水化合物及无机盐。 主要有：核质区和质粒、 核糖体ribosome 内含物inclusion四、核质和细胞质被细胞膜包围的全部物质为原生质体核质区和质粒拟核 nucleoid 细菌没有核膜和核仁，没有固定形态，结构也很简单，故称为原始核或拟核，也称细菌染色质，这是原核生物和真核生物的主要区别之一。 拟核由一条环状双链DNA分子高度折叠缠绕而成，呈球状、棒状、哑铃状。 核质区和质粒拟核 nucleoid质粒（plasmid）：存在于细菌染色体外或附加于染色体上的遗传物质，绝大多数由共价闭合双螺旋DNA分子构成。分子量小。质粒（plasmi

13、d）：存在于细菌染色体外或附加于染色体上的 （1）为多肽和蛋白质合成场所， 沉降系数为：70s，由50s大亚基 和 30s 小亚基构成。 （2）核糖体由rRNA （60）和蛋白质 （40）组成 。 （3）原核生物中游离于细胞质中或以多聚核糖体存在 （4）真核生物中核糖体游离于细胞质中或结合于内质网上核糖体（Ribosome） （1）为多肽和蛋白质合成场所，核糖体（Ribosome）气泡： 气泡不是所有细菌都有，而是有些细胞在一定的条件下才具有的，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。 内含物气泡： 气泡不是所有细菌都有，而是有些细胞在一定的条件下才聚-

14、羟基丁酸（poly-hydroxybutyric acid）PHB：是D-3-羟基丁酸聚合物，外有一层单层蛋白质膜。细菌特有，可作为碳源和能源。易被脂溶性染料苏丹黑着色，光镜下可见。聚-羟基丁酸（poly-hydroxybutyric五、芽孢（Spore)某些细菌在生长后期，细胞内部可以形成一个圆形、椭圆或圆柱形高度折光的内生孢子称为芽孢（Endospore)。芽孢是抵御外界不良环境的一个休眠体。芽孢的形状、大小、着生位置和表面特征因种而异，是重要的分类鉴定依据芽孢有较厚的壁。有较强的折光性，不易染色。五、芽孢（Spore)某些细菌在生长后期，细胞内部可以形成一Figure. Gram sta

15、in of Bacillus anthracis,the cause of anthraxFigure. Gram stain of Bacillus芽孢的特点含水率低38-40%结构上：分四层，复杂，分为核心，皮层（肽聚糖），芽孢外壳（蛋白质）、和孢子壁（肽聚糖）。成分上：含特有的2，6-吡啶二羧酸（Dipicolinic acid, DPA)和高浓度的钙离子。起缩小细胞质体的作用。生理上：代谢活动弱，是休眠体。含耐热性酶，对热、辐射、化学物质有较强抗性。芽孢的特点含水率低38-40%六、 鞭毛和菌毛 鞭毛：从某些细菌的细胞质膜核细胞壁伸出细胞外的由蛋白质组成的细长、呈波浪状弯曲的丝状物，具有刚韧性，是细菌的“运动器官”。大小：直径为20nm，长度达1520mm，最长可达70mm。只有经特殊染色，使鞭毛加粗后，才能在光镜下观察到。六、 鞭毛和菌毛 鞭毛：从某些细菌的细胞质膜核细胞壁伸出鞭毛可以区分为三个部分： 螺旋丝：中空细丝，由鞭毛蛋白亚基螺旋排列而成 钩形鞘： 连接鞭毛丝与基体的筒状弯曲部位 基 体： 由一个中心杆和套环组成。 L环 P环 S环 M 环G-G+鞭毛可以区分为三个部分： L环G结构The E. coli Flagellar Structure结构The类型： 单生鞭毛 霍乱弧菌 丛生鞭毛 荧光假单胞菌 周生鞭毛 普通变形杆菌功能： 帮助细菌运动，是细菌的运