微生物学微生物的形态和构造

微生物学微生物的形态和构造第1页/共49页第二章微生物的形态和构造(一)

原核微生物一研究形态和构造的意义：形态是入门向导，构造是研究基础提高定向筛选效率掌握发酵进程、及时探测杂菌污染分类鉴定中应用二原核微生物的类群光能：蓝细菌“三菌”化能：细菌放线菌“三体”人工培养基：支原体专门寄生：立克次氏体衣原体第2页/共49页

第一节细菌

体小而细形简而短(球、杆、弧)是一类壁坚而韧单细胞原核生物二等分裂水生性很强Myobacteriumtuberculosis(TB)第3页/共49页二等分裂Bacteriaareallaroundus.Givengoodgrowingconditions,abacteriumgrowsslightlyinsizeorlength,newcellwallgrowsthroughthecenter,andthe"bug"splitsintotwodaughtercells,eachwithsamegeneticmaterial.Iftheenvironmentisoptimum,thetwodaughtercellsmaysplitintofourin20minutes.第4页/共49页一细胞的形态构造及其功能(一)形态和染色杆状1形态球状螺旋状第5页/共49页杆菌

长杆菌，如

Bactillussubtilis

短杆菌，如Escherichiacoli第6页/共49页

球菌单、双链(分裂面一)四联球菌(分裂面二)八叠球菌(分裂面三)葡萄球菌(分裂面多)金黄色葡萄球菌第7页/共49页螺旋菌弧菌(vibrio)<1圈螺菌(spirillum)=2~6圈螺旋体(spirochaete)>6圈

畸形物理化学因素影响(阻碍细胞发育)异常形营养条件影响衰颓形：菌龄第8页/共49页2染色(1)细菌染色法第9页/共49页(2)革兰氏染色法金黄色葡萄球菌大肠杆菌G+菌肽聚糖含量高，层多厚，交联度大，无类脂G-菌肽聚糖含量低，层少薄，交联度小，类脂多第10页/共49页(二)构造1细菌细胞的一般构造

(1)细胞壁

(2)细胞膜和间体

(3)细胞质

(4)核质体2细菌细胞的特殊构造

(1)荚膜

(2)鞭毛

(3)芽孢第11页/共49页(1)细胞壁

位于细胞最外的一层厚实、坚韧的外被，主要由肽聚糖构成，有固定外形和保护细胞等多种功能。第12页/共49页肽聚糖肽聚糖单体双糖单位N-乙酰葡萄糖胺(G)N-乙酰胞壁酸(M)肽尾短肽(4~5个氨基酸)肽桥1~5个氨基酸第13页/共49页第14页/共49页溶菌酶、青霉素对细菌细胞壁的作用第15页/共49页青霉素杀细菌Penicillinkillsbacteriabyinterferingwiththeabilitytosynthesizecellwall.Inthissequence,Escherichiacoliwereincubatedinpenicillinfor30minutes.Thebacterialengthen,butcannotdivide.Eventuallytheweakcellwallruptures(lastpanel).第16页/共49页磷壁酸功能G+抗原(表面抗原决定因子为磷壁酸)噬菌体的吸附位点聚集阳离子Mg2+保持胞壁透性激活酶活性

G+特有的同肽聚糖混在一起的是一类分子比较短(6~9个)的阴离子多聚物以甘油磷壁酸为主链核糖醇磷壁酸第17页/共49页脂多糖

G-特有的位于外壁外层是一类厚度8~10nm

类脂+各种多糖功能保护作用、屏障作用浓缩阳离子Mg2+、Ca2+噬菌体吸附位点G-表面抗原内毒素物质基础第18页/共49页外壁层中的蛋白质周质空间(Periplasmicspace)第19页/共49页2特殊结构(1)荚膜capsule某些细菌壁外存在着一层厚度不定的胶状物质。成分多糖多肽功能非必需的储藏养料，堆积代谢产物保护作用附着的物质基础种类菌胶团意义鉴定菌种制成代血浆或Sephadex污水处理三次采油

微荚膜荚膜粘液层第20页/共49页

某些细菌长在体表的长丝状、波曲的附属物。鞭毛细丝：鞭毛球蛋白三条丝状亚基一条鞭毛细丝钩形鞘：蛋白质亚基组成基体：套管作用(2)鞭毛flegellum第21页/共49页AmotileE.colipropelsitselffromplacetoplacebyrotatingitsflagella.Tomoveforward,theflagellarotatecounterclockwiseandtheorganism"swims".Butwhenflagellarrotationabruptlychangestoclockwise,thebacterium"tumbles"inplaceandseemsincapableofgoinganywhere.Thenthebacteriumbeginsswimmingagaininsomenew,randomdirection.Swimmingismorefrequentasthebacteriumapproachesachemoattractant(food).Tumbling,hencedirectionchange,ismorefrequentasthebacteriummovesawayfromthechemoattractant.Soitisacomplexcombinationofswimmingandtumblingthatkeepstheminareasofhigherfoodconcentrations.

鞭

毛

运

动第22页/共49页原核生物与真核生物鞭毛差异第23页/共49页(3)芽孢Endospore某些细菌在其生长发育后期，可在细胞内形成一个圆形或椭圆形抗逆性休眠体。第24页/共49页

芽孢的形成图示为苏云金芽孢杆菌。第25页/共49页芽孢的萌发

由休眠状态的芽孢变为营养状态的细菌过程。活化出芽生长第26页/共49页芽孢耐热机制

筛选利保存菌种、鉴定菌种灭菌指标：121℃，10‘

食品工业：罐头发胖害发酵工业产毒菌DPA-Ca吡啶二羧酸钙盐学说皮层膨胀学说实际意义第27页/共49页二细菌群体形态菌落(colony)

以母细胞为中心的、肉眼可见的、有一定形态构造的子细胞群体。克隆(clone)

如果菌落是由一个单细胞发展而来的，则它就是一个纯种细胞群或克隆。菌苔(lawn)

大量细胞密集地接种到固体培养基表面，结果长成的“菌落”连成一片。第28页/共49页菌落形态是个体形态的集中表现

个体群体球状体小、圆、隆起杆状大、圆、隆起大、扁平鞭毛很大、不规则芽孢透明度差，皮肤状皱褶荚膜群体透明度高，鼻涕状，菌落大第29页/共49页(2)细胞膜紧贴细胞壁内侧的一层由磷脂和蛋白质组成的柔软、富有弹性的半透性薄膜功能渗透作用、层析作用主动运输合成基地三基地产能基地酶基地助鞭毛运动第30页/共49页间体mesosome

由细胞膜内褶形成的一种管状、层状或囊状结构，一般位于细胞分裂部位或其邻近，其功能主要是促进细胞间隔的形成并与遗传物质的复制及其相互分离有关。第31页/共49页(3)细胞质

透明粘液状物质核酸、蛋白质、脂类、糖无机盐、水

C源糖朊有机PHB(聚β-羟丁酸)

藻青素储藏物N源核糖体多肽内含物无机异染颗粒硫磺气泡类囊体羧酶体第32页/共49页聚β-羟丁酸功能储藏能源和碳源维持细胞中性环境，避免酸性增高降低细胞渗透压芽孢杆菌固氮菌

由β-丁酸单位形成的直链聚合物，集合成高度折射性的小球状物，随细胞老化更加突出。第33页/共49页异染颗粒主要成分偏聚磷酸盐多聚磷酸盐异染现象

这些颗粒可以用很多碱性染料染色。如用甲苯胺蓝染色时同多聚磷酸盐结合成淡红紫色储藏能源和磷源降低渗透压菌种鉴定功能第34页/共49页羧酶体

是化能自养类细菌所特有的内膜结构，被一层厚约3.5nm的蛋白质单层膜所包围，是固定CO2的场所。

1,5-2P核酮糖羧化酶酶系Calvine循环中的关键酶

5-P核酮糖激酶第35页/共49页气泡

由一层膜包起来，该膜由蛋白质组成，含有重复的蛋白质亚单位。功能使细胞具浮力有利于吸收溶解氧第36页/共49页细胞骨架第37页/共49页

(4)核质体细菌为大型环状的双链DNA，多为0.25~3mm。每个细菌所含的核质体为1~4个，少数有20多个。核质体为单倍体，仅在染色体复制的短期为双倍体。第38页/共49页第二节放线菌Actinomycetes一定义：是一类呈菌丝状生长、主要以孢子繁殖和陆生性较强的原核生物。第39页/共49页二放线菌近细菌特征原核菌丝直径与细菌相仿细胞壁的主要成分是肽聚糖有鞭毛的放线菌孢子同细菌鞭毛相同放线菌噬菌体同细菌的相似pH值同多数细菌相似，呈碱性DNA重组方式同细菌同核糖体为70S对溶菌酶敏感同细菌有相同敏感的抗生素三放线菌的分布土壤空气、水体、反刍动物肠道四放线菌的作用利产生抗生素、生产酶制剂、提取维生素、固氮作用害动植物病害结核杆菌麻风杆菌疮痂病第40页/共49页五放线菌的形态构造(一)形态构造1基内菌丝2气生菌丝3孢子丝吸收营养