四微生物形态与类别-课件

第四章

原核微生物与疾病第四章

原核微生物与疾病1原核微生物由原核细胞构成的微生物原核细胞：细胞中没有细胞核原核微生物由原核细胞构成的微生物2原核细胞无细胞核染色体游离在细胞浆中充满颗粒状的核糖体：用于蛋白质合成原核生物：由原核细胞构成的生物原核细胞无细胞核3原核生物和真核生物原核生物原核生物和真核生物原核生物4原核生物所有的原核生物都是微生物：细胞结构简单，限制了其进一步的进化？原核微生物的类型：两大类古菌（古生菌）：最古老的生物类型包括很多生活在极端环境中的微生物：极端嗜盐菌，嗜高热菌具有一些特殊的功能：产甲烷菌细菌（真细菌）：环境中大多数原核生物原核生物所有的原核生物都是微生物：5甲烷球菌甲烷嗜热菌甲烷杆菌古生球菌嗜盐甲烷菌甲烷八叠球菌热原体甲烷螺菌盐杆菌盐球菌甲烷嗜热菌热网菌热变型菌热球菌硫化叶菌硫还原球菌KorarchaeotaCrenarchaeotaEuryarchaeota古菌的主要类群甲烷球菌甲烷嗜热菌甲烷杆菌古生球菌嗜盐甲烷菌甲烷八叠球菌热原6古菌的形态古菌的形态7产液菌/产氢菌栖热孢菌绿色非硫化细菌异常球菌等螺旋体绿色硫细菌类杆菌－黄杆菌浮霉状菌等衣原体格兰氏阳性菌蓝细菌紫细菌细菌的主要类群产液菌/产氢菌栖热孢菌绿色非硫化细菌异常球菌等螺旋体绿色硫细8细菌、古菌与真核细胞的异同

真核

细菌

古菌

细胞类型 真核 原核 原核

染色体数

>1

1 1染色体构造

线形

环形 环形细胞壁中的是否有胞壁质 无

有 无

细胞膜中的脂质

酯联甘油脂

酯链甘油脂

醚联

不分叉 不分叉

分叉

高度不饱和

饱和或低度不饱和

饱和

细胞膜中的固醇

有

无 无

细胞器（线粒体，叶绿体）

有

无 无

核糖体大小

80S

70S 70S

细胞质流动

有

无 无减数分裂与有丝分裂

有

无 无

转录与转译相连

否 是 ?蛋白合成的起始氨基酸 甲硫氨酸

N－甲酰甲硫氨酸 甲硫氨酸蛋白合成是否受氯霉素 否

是 否和链霉素抑制蛋白合成是否受白喉毒素抑制是 否 是细菌、古菌与真核细胞的异同 真核 细菌9古菌在进化史上很早就与细菌和真核生物分开并独立进化古菌在进化史上很早就与细菌和真核生物分开并独立进化10原核微生物的形态特点：微小（1微米，或更小）简单（细胞内较为均一，主要是单细胞生物）主要形态有：杆菌 –球菌 –弧菌螺旋体 –放线菌 –……形态与分类近缘的微生物往往有类似的形态，但形态类似的微生物未必是近缘的微生物原核微生物的形态特点：11Esherichiacoli

大肠杆菌杆菌Bacillusanthracis

炭疽杆菌Esherichiacoli杆菌Bacillus12杆菌Pseudomonasaeruginosa

绿脓杆菌杆菌Pseudomonasaeruginosa13芽孢杆菌芽孢：细菌用来躲避不利环境的方式芽孢杆菌芽孢：细菌用来躲避不利环境的方式14球菌Staphylococcusaureus金黄色葡萄球菌Enterococcusfaecium屎肠球菌球菌StaphylococcusaureusEntero15链球菌肺炎链球菌Streptococcuspneumoniae化脓链球菌Streptococcuspyogenes链球菌肺炎链球菌化脓链球菌16弧菌Vibriocholerae霍乱弧菌弧菌Vibriocholerae17梭菌肉毒梭菌Clostridiumbotulinum破伤风梭菌Clostridiumtetani梭菌肉毒梭菌破伤风梭菌18螺旋体Borreliaburgdorferi布氏疏螺旋体Treponemapallidum苍白密螺旋体（梅毒密螺旋体）螺旋体BorreliaburgdorferiTrepo19放线菌Streptomyceslividansw/pIJ702浅青紫链霉菌Streptomyceslividans1326浅青紫链霉菌放线菌Streptomyceslividansw/20放线菌

——抗生素生产者StreptomyceslavendualeNRRL2564淡紫灰链霉菌放线菌

——抗生素生产者Streptomyceslav21立克次氏体

——细胞内寄生的细菌立克次氏体

——细胞内寄生的细菌22立克次氏体

——线粒体的祖先？立克次氏体

——线粒体的祖先？23支原体

——介于细胞内寄生与独立生活之间支原体

——介于细胞内寄生与独立生活之间24衣原体

——大型病毒？衣原体

——大型病毒？25粘菌

——独特的原核生物粘菌

——独特的原核生物26粘菌粘菌27粘菌分为细胞型和无细胞型依赖腐败的植物或细菌为生具有真核细胞的某些特征进化上可能是动物的祖先粘菌引起植物疾病粘菌分为细胞型和无细胞型粘菌引起植物疾病28原核微生物的基本构造胞浆菌毛鞭毛核糖体DNA质膜细胞壁荚膜原核微生物的基本构造胞浆菌毛鞭毛核糖体DNA质膜细胞壁荚膜29大肠杆菌切面图大肠杆菌切面图30原核微生物的结构（1）遗传物质（2）细胞质（3）细胞膜与细胞壁（4）菌毛与鞭毛（5）荚膜（6）芽孢原核微生物的结构（1）遗传物质31（1）细菌的遗传物质细菌的基因组多为双链环状的DNA，长度约为2－5x106碱基对基因组可以是一个或多个分子基因表达：基因组DNA与蛋白结合，连续转录成mRNA，又随即被转译成蛋白基因表达的调控主要以操纵子方式进行（1）细菌的遗传物质细菌的基因组多为双链环状的DNA，长度约32最小的细胞生物基因组是一种原核生物：支原体基因组长度580,070碱基对基因数517个利用它研究构成细胞的最简单的基因组生殖道支原体基因组示意图最小的细胞生物基因组是一种原核生物：支原体生殖道支原体基因组33四微生物形态与类别-课件34多少个基因能够构成能独立生活的细胞？小红三角：转座子，可以随机地插入到基因组的不同部位。多少个基因能够构成能独立生活的细胞？小红三角：转座子，可以随35在实验室培养的条件下，265-300个基因是必需的其中100个基因功能不详用这265－300个基因人工构建一个活的细胞？多少个基因能够构成能独立生活的细胞？在实验室培养的条件下，265-300个基因是必需的多少个基因36细菌的染色体外遗传物质：质粒质粒：染色体外DNA分子数量不定，可以没有，或每个细胞有数百个多为环状，能够独立复制常带有某些重要功能基因，如抗生素合成基因、抗药基因等易在细菌之间传递，使基因组具备可塑性是基因工程的重要工具细菌的染色体外遗传物质：质粒质粒：染色体外DNA分子37（2）细胞质（胞浆）比真核细胞简单得多较均一，没有复杂的内膜系统充满核糖体，进行蛋白质合成（2）细胞质（胞浆）比真核细胞简单得多38（3）细胞膜与细胞壁细菌表面均有一层由肽聚糖构成的细胞壁肽聚糖N乙酰氨基葡萄糖N乙酰氨基胞壁酸肽键（3）细胞膜与细胞壁细菌表面均有一层由肽聚糖构成的细胞壁肽聚39可根据是否能被革兰氏染色剂染色分为革兰氏阳性和革兰氏阴性菌革兰氏阴性革兰氏阳性细菌细胞表面的结构可根据是否能被革兰氏染色剂染色分为革兰氏阳性和革兰氏阴性菌革40革兰氏阳性菌细胞壁位于外表面，只有一层细胞质膜肽聚糖细胞壁细胞质膜革兰氏阳性菌细胞壁位于外表面，只有一层细胞质膜肽聚糖细胞壁细41革兰氏阴性菌有两层细胞质膜，细胞壁在两层膜之间外层细胞膜表面有脂多糖，可以成为致病因子脂多糖肽聚糖细胞壁细胞质膜革兰氏阴性菌有两层细胞质膜，细胞壁在两层膜之间脂多糖肽聚糖细42细胞壁脂多糖O-抗原核心脂质A细胞壁脂多糖O-抗原核心脂质A43脂多糖与疾病引起发烧改变白血球数量抑制凝血肿瘤坏死降低血压，造成血管崩溃，最终导致休克在高浓度时可以致死是细菌内毒素脂多糖与疾病引起发烧44（4）菌毛与鞭毛大肠杆菌纤毛大肠杆菌鞭毛（4）菌毛与鞭毛大肠杆菌纤毛大肠杆菌鞭毛45菌毛空心蛋白质构造功能：固体表面吸附性菌毛：在细菌间传递遗传物质菌毛空心蛋白质构造46菌毛传递遗传物质菌毛传递遗传物质47菌毛传递遗传物质菌毛传递遗传物质48鞭毛结构：蛋白鞭毛丝加外鞘基部附着在细胞壁上基部蛋白能振动功能：细菌运动内层质膜外层质膜鞭毛纤维钩子鞭毛固定体转动体蛋白多糖鞭毛结构：蛋白鞭毛丝加外鞘内层质膜外层质膜鞭毛纤维钩子鞭49鞭毛的分布鞭毛的分布50鞭毛的功能：运动

细菌的运动物种 速率（公里/小时） 体长/秒猎豹 111 25人（世界记录） 37.5 5.4细菌 0.00015 10运动的方向：趋向或背离光、化学物质、氧气、磁场鞭毛的功能：运动

细菌的运动物种 速率（公里/小时） 51（5）荚膜有些细菌外围还有一层厚厚的荚膜结构：多糖构成，有的还有蛋白质功能：吸附，保湿，保护，保存营养，堆放废物（5）荚膜有些细菌外围还有一层厚厚的荚膜52（6）芽孢细菌的休眠体抗逆：抗热、抗辐射、抗化学物质、抗静水压......新陈代谢降低可保持活力上千年（6）芽孢细菌的休眠体53芽孢的形成孢子发芽芽孢的形成孢子发芽54Volume301,Number5632,Issueof25Jul2019,p.467.产生芽孢前先杀死周围细胞，获取最后的营养Volume301,Number5632,Issue55四微生物形态与类别-课件56第四章

原核微生物与疾病第四章

原核微生物与疾病57原核微生物由原核细胞构成的微生物原核细胞：细胞中没有细胞核原核微生物由原核细胞构成的微生物58原核细胞无细胞核染色体游离在细胞浆中充满颗粒状的核糖体：用于蛋白质合成原核生物：由原核细胞构成的生物原核细胞无细胞核59原核生物和真核生物原核生物原核生物和真核生物原核生物60原核生物所有的原核生物都是微生物：细胞结构简单，限制了其进一步的进化？原核微生物的类型：两大类古菌（古生菌）：最古老的生物类型包括很多生活在极端环境中的微生物：极端嗜盐菌，嗜高热菌具有一些特殊的功能：产甲烷菌细菌（真细菌）：环境中大多数原核生物原核生物所有的原核生物都是微生物：61甲烷球菌甲烷嗜热菌甲烷杆菌古生球菌嗜盐甲烷菌甲烷八叠球菌热原体甲烷螺菌盐杆菌盐球菌甲烷嗜热菌热网菌热变型菌热球菌硫化叶菌硫还原球菌KorarchaeotaCrenarchaeotaEuryarchaeota古菌的主要类群甲烷球菌甲烷嗜热菌甲烷杆菌古生球菌嗜盐甲烷菌甲烷八叠球菌热原62古菌的形态古菌的形态63产液菌/产氢菌栖热孢菌绿色非硫化细菌异常球菌等螺旋体绿色硫细菌类杆菌－黄杆菌浮霉状菌等衣原体格兰氏阳性菌蓝细菌紫细菌细菌的主要类群产液菌/产氢菌栖热孢菌绿色非硫化细菌异常球菌等螺旋体绿色硫细64细菌、古菌与真核细胞的异同

真核

细菌

古菌

细胞类型 真核 原核 原核

染色体数

>1

1 1染色体构造

线形

环形 环形细胞壁中的是否有胞壁质 无

有 无

细胞膜中的脂质

酯联甘油脂

酯链甘油脂

醚联

不分叉 不分叉

分叉

高度不饱和

饱和或低度不饱和

饱和

细胞膜中的固醇

有

无 无

细胞器（线粒体，叶绿体）

有

无 无

核糖体大小

80S

70S 70S

细胞质流动

有

无 无减数分裂与有丝分裂

有

无 无

转录与转译相连

否 是 ?蛋白合成的起始氨基酸 甲硫氨酸

N－甲酰甲硫氨酸 甲硫氨酸蛋白合成是否受氯霉素 否

是 否和链霉素抑制蛋白合成是否受白喉毒素抑制是 否 是细菌、古菌与真核细胞的异同 真核 细菌65古菌在进化史上很早就与细菌和真核生物分开并独立进化古菌在进化史上很早就与细菌和真核生物分开并独立进化66原核微生物的形态特点：微小（1微米，或更小）简单（细胞内较为均一，主要是单细胞生物）主要形态有：杆菌 –球菌 –弧菌螺旋体 –放线菌 –……形态与分类近缘的微生物往往有类似的形态，但形态类似的微生物未必是近缘的微生物原核微生物的形态特点：67Esherichiacoli

大肠杆菌杆菌Bacillusanthracis

炭疽杆菌Esherichiacoli杆菌Bacillus68杆菌Pseudomonasaeruginosa

绿脓杆菌杆菌Pseudomonasaeruginosa69芽孢杆菌芽孢：细菌用来躲避不利环境的方式芽孢杆菌芽孢：细菌用来躲避不利环境的方式70球菌Staphylococcusaureus金黄色葡萄球菌Enterococcusfaecium屎肠球菌球菌StaphylococcusaureusEntero71链球菌肺炎链球菌Streptococcuspneumoniae化脓链球菌Streptococcuspyogenes链球菌肺炎链球菌化脓链球菌72弧菌Vibriocholerae霍乱弧菌弧菌Vibriocholerae73梭菌肉毒梭菌Clostridiumbotulinum破伤风梭菌Clostridiumtetani梭菌肉毒梭菌破伤风梭菌74螺旋体Borreliaburgdorferi布氏疏螺旋体Treponemapallidum苍白密螺旋体（梅毒密螺旋体）螺旋体BorreliaburgdorferiTrepo75放线菌Streptomyceslividansw/pIJ702浅青紫链霉菌Streptomyceslividans1326浅青紫链霉菌放线菌Streptomyceslividansw/76放线菌

——抗生素生产者StreptomyceslavendualeNRRL2564淡紫灰链霉菌放线菌

——抗生素生产者Streptomyceslav77立克次氏体

——细胞内寄生的细菌立克次氏体

——细胞内寄生的细菌78立克次氏体

——线粒体的祖先？立克次氏体

——线粒体的祖先？79支原体

——介于细胞内寄生与独立生活之间支原体

——介于细胞内寄生与独立生活之间80衣原体

——大型病毒？衣原体

——大型病毒？81粘菌

——独特的原核生物粘菌

——独特的原核生物82粘菌粘菌83粘菌分为细胞型和无细胞型依赖腐败的植物或细菌为生具有真核细胞的某些特征进化上可能是动物的祖先粘菌引起植物疾病粘菌分为细胞型和无细胞型粘菌引起植物疾病84原核微生物的基本构造胞浆菌毛鞭毛核糖体DNA质膜细胞壁荚膜原核微生物的基本构造胞浆菌毛鞭毛核糖体DNA质膜细胞壁荚膜85大肠杆菌切面图大肠杆菌切面图86原核微生物的结构（1）遗传物质（2）细胞质（3）细胞膜与细胞壁（4）菌毛与鞭毛（5）荚膜（6）芽孢原核微生物的结构（1）遗传物质87（1）细菌的遗传物质细菌的基因组多为双链环状的DNA，长度约为2－5x106碱基对基因组可以是一个或多个分子基因表达：基因组DNA与蛋白结合，连续转录成mRNA，又随即被转译成蛋白基因表达的调控主要以操纵子方式进行（1）细菌的遗传物质细菌的基因组多为双链环状的DNA，长度约88最小的细胞生物基因组是一种原核生物：支原体基因组长度580,070碱基对基因数517个利用它研究构成细胞的最简单的基因组生殖道支原体基因组示意图最小的细胞生物基因组是一种原核生物：支原体生殖道支原体基因组89四微生物形态与类别-课件90多少个基因能够构成能独立生活的细胞？小红三角：转座子，可以随机地插入到基因组的不同部位。多少个基因能够构成能独立生活的细胞？小红三角：转座子，可以随91在实验室培养的条件下，265-300个基因是必需的其中100个基因功能不详用这265－300个基因人工构建一个活的细胞？多少个基因能够构成能独立生活的细胞？在实验室培养的条件下，265-300个基因是必需的多少个基因92细菌的染色体外遗传物质：质粒质粒：染色体外DNA分子数量不定，可以没有，或每个细胞有数百个多为环状，能够独立复制常带有某些重要功能基因，如抗生素合成基因、抗药基因等易在细菌之间传递，使基因组具备可塑性是基因工程的重要工具细菌的染色体外遗传物质：质粒质粒：染色体外DNA分子93（2）细胞质（胞浆）比真核细胞简单得多较均一，没有复杂的内膜系统充满核糖体，进行蛋白质合成（2）细胞质（胞浆）比真核细胞简单得多94（3）细胞膜与细胞壁细菌表面均有一层由肽聚糖构成的细胞壁肽聚糖N乙酰氨基葡萄糖N乙酰氨基胞壁酸肽键（3）细胞膜与细胞壁细菌表面均有一层由肽聚糖构成的细胞壁肽聚95可根据是否能被革兰氏染色剂染色分为革兰氏阳性和革兰氏阴性菌革兰氏阴性革兰氏阳性细菌细胞表面的结构可根据是否能被革兰氏染色剂染色分为革兰氏阳性和革兰氏阴性菌革96革兰氏阳性菌细胞壁位于外表面，只有一层细胞质膜肽聚糖细胞壁细胞质膜革兰氏阳性菌细胞壁位于外表面，只有一层细胞质膜肽聚糖细胞壁细97革兰氏阴性菌有两层细胞质膜，细胞壁在两层膜之间外层细