《原核微生物新》课件

《原核微生物新》ppt课件目录CONTENTS原核微生物概述原核微生物的形态与结构原核微生物的生理特性原核微生物的基因组与蛋白质组原核微生物的基因工程与生物技术应用原核微生物的进化与系统发育01原核微生物概述CHAPTER原核微生物是细胞核未完全进化、遗传物质没有被细胞膜完全包裹的一类生物。定义原核微生物主要包括细菌、蓝细菌、立克次氏体、支原体和衣原体等。分类定义与分类原核微生物只有核糖体一种细胞器，无其他细胞器。结构简单生长速度快遗传物质裸露由于其简单的结构，原核微生物的生长速度相对较快。原核微生物的遗传物质未被细胞膜包裹，直接暴露在细胞质中。030201原核微生物的特点原核微生物在各种环境中都有分布，如土壤、水体、空气等。分布广泛由于其简单的结构和快速的生长速度，原核微生物具有较强的适应性。适应性强部分原核微生物对人类有益，如乳酸菌；部分对人类有害，如病原菌。与人类关系密切原核微生物的生态分布02原核微生物的形态与结构CHAPTER杆状球状螺旋状弧状形态01020304大多数肠道细菌为杆状，如大肠杆菌、沙门氏菌等。如金色黄色葡萄球菌、肺炎球菌等。如幽门螺杆菌、霍乱弧菌等。如副溶血性弧菌等。结构由肽聚糖组成，具有保护作用。具有物质转运、能量转换和信息传递等功能。原核微生物只有一种细胞器，即核质，无染色体和染色质之分。含有核糖体、质粒、质粒酶等。细胞壁细胞膜核质细胞质原核微生物最普遍的繁殖方式，一个母细胞经过分裂产生两个子细胞。二分裂法部分细菌通过出芽方式进行繁殖，子细胞从母细胞上长出芽体，成熟后与母细胞分离成为独立个体。出芽繁殖病毒的繁殖方式，病毒的核酸复制于宿主细胞核蛋白质合成之后，病毒粒子遂由细胞释放，再感染其他活细胞。复制繁殖方式03原核微生物的生理特性CHAPTER

营养类型光能营养型利用光能进行生长繁殖，如蓝细菌、紫硫细菌等。化能营养型利用化学能进行生长繁殖，如硝化细菌、硫化细菌等。光化能营养型同时利用光能和化学能进行生长繁殖，如绿色硫细菌等。酶的特性原核微生物的酶通常具有较高的活性和稳定性，适应不同的环境条件。酶的种类原核微生物通常含有多种酶，包括氧化还原酶、水解酶、裂合酶等。酶的调节原核微生物通过调节酶的合成和活性来适应环境变化。酶系统原核微生物在有氧环境中通过好氧呼吸获取能量。好氧呼吸原核微生物在无氧环境中通过厌氧呼吸获取能量。厌氧呼吸部分原核微生物既能在有氧环境中进行好氧呼吸，也能在无氧环境中进行厌氧呼吸。兼性厌氧呼吸呼吸类型繁殖方式原核微生物通过二分裂法进行无性繁殖，部分种类可进行接合、转化或转导等。生殖周期不同种类的原核微生物具有不同的生殖周期，包括延时生殖、定时生殖和连续生殖等。生长方式原核微生物的生长方式有连续培养和分批培养等。生长与繁殖04原核微生物的基因组与蛋白质组CHAPTER123原核微生物的基因组大小范围从数千个基因到数百万个基因不等，其中典型的细菌基因组大约包含数千个基因。基因组大小原核微生物的基因组通常具有环状结构，没有真核生物的染色体结构，且基因组中存在大量的重复序列和可移动元件。基因组特点原核微生物的基因组进化涉及到基因复制、基因转移和基因丢失等过程，这些过程共同影响了基因组的多样性和复杂性。基因组进化基因组结构03调控机制原核微生物的基因表达调控涉及到复杂的调控机制，包括DNA甲基化、RNA聚合酶的调控、小RNA的作用等。01转录调控原核微生物通过调节转录起始和转录延伸来控制基因表达，其中转录起始是主要的调控点。02翻译调控原核微生物通过调节翻译起始和翻译延伸来控制蛋白质合成，其中翻译起始是主要的调控点。基因表达调控蛋白质分离通过双向电泳等技术将蛋白质进行分离，并利用质谱等技术进行鉴定。蛋白质相互作用研究蛋白质之间的相互作用，以揭示蛋白质在细胞中的功能和调控机制。比较蛋白质组学通过对不同生长条件或不同物种的蛋白质组进行分析，以揭示蛋白质的差异表达和功能多样性。蛋白质组学研究05原核微生物的基因工程与生物技术应用CHAPTER基因克隆通过限制性内切酶将目的基因从原核微生物的基因组中切割下来，再通过DNA连接酶将其连接到载体DNA上，形成重组DNA的过程。基因表达将重组DNA导入到宿主细胞中，通过特定的诱导手段使目的基因在宿主细胞中表达，产生相应的蛋白质或代谢产物。基因克隆与表达利用同源重组技术将目的基因从原核微生物的基因组中删除，实现基因敲除。通过改变目的基因的特定碱基，实现定点突变，以研究特定基因的功能或提高微生物的某些性能。基因编辑与改造基因定点突变基因敲除生产生物制品利用基因工程技术改造原核微生物，生产各种生物制品，如胰岛素、干扰素等。生物农药和生物肥料通过基因工程技术将抗虫、抗病等有益基因导入到植物中，培育抗性更强的新品种。同时，可以将固氮基因导入到植物中，提高植物的固氮能力，减少化肥的使用。生物技术应用实例06原核微生物的进化与系统发育CHAPTER指生物体内分子（如DNA、蛋白质）在时间上发生变化的进程，是生物进化的基础。分子进化指生物种群在进化过程中形成和发展的历史，以及种群之间的演化关系。系统发育分子进化与系统发育关系基于物种间的差异度构建系统发育树，考虑了物种间的进化关系和进化速率。最大似然法基于物种间的距离矩阵构建系统发育树，考虑了物种间的进化距离和方向。邻接法基于贝叶斯统计理论构建系统发育树，考虑了物种间的进化历史和进化速率的变化。贝叶斯法系统发育树的构建方法大约在35亿年前，地球上出现了最早的原核生物，它们是单细胞生物，没有细胞核。