原核微生物课件

原核微生物课件第一节细菌一、细菌得形态、构造1、细菌得形态:2、细菌得结构:3、细菌得繁殖:二、细菌得群体形态1、固体培养基上得群体形态2、半固体培养基上得群体形态3、液体培养基上得群体形态1、细菌得形态细菌细胞得外表特征可从形态、大小和细胞间排列方式3方面加以描述。细菌得形态极其简单,主要有球状、杆状和螺旋状。杆菌球菌螺旋菌单球菌双球菌四联球菌八叠球菌葡萄球菌链球菌球菌得排列方式细菌细胞得排列方式单生杆菌长杆菌短杆菌单生杆菌双杆菌链杆菌杆菌得排列方式螺旋菌得排列方式弧菌螺菌螺旋体弯曲〈12≦弯曲≦6球菌得大小以细胞得直径来度量,杆菌和螺旋菌则就是用宽×长来表示。球菌得直径一般就是0、5~1、0µm,金黄色葡萄球菌为0、8~1、0µm。杆菌得宽度一般为0、5~1、0µm,长度为宽度得一倍或几倍。

如大肠杆菌得大小为0、4~0、7×1、0~3、0µm

螺旋菌得宽度一般为0、5~1、0µm,长度因其螺旋得数目而不同。最小得细菌:纳米细菌直径为50nm最大得细菌:纳米比亚嗜硫珠菌直径为0、32~1、00mm2、细菌得结构一般结构细胞壁:细胞膜:间体细胞质内含物核区二、特殊结构糖被鞭毛菌毛性毛芽孢鞭毛菌毛性菌毛芽孢微荚膜荚膜粘液层糖被特殊构造细胞壁细胞膜间体核区内含物一般构造细菌细胞得模式构造细菌细胞得结构核糖体①②③④⑤⑥大家学习辛苦了，还是要坚持继续保持安静细胞壁

细菌细胞壁(cellwall)就是位于细胞最外得一层(一般结构)厚实、坚韧得外被,主要成分为肽聚糖。细菌细胞壁可用电子显微镜直接观察细菌得超薄切片。细菌细胞壁绝大多数以肽聚糖为基本成分,但不同细菌,细胞壁在结构和成分上各有自己得特点。哪些细胞具有细胞壁哪些细胞具有细胞壁？植物细胞细胞壁主要成分为纤维素细菌细胞壁主要成分为肽聚糖真菌细胞壁主要成分为几丁质*细胞壁得功能

维持菌体固有得形态保护细菌抵抗低渗环境,防止酶解参与菌体内外得物质交换菌体表面带有多种抗原分子,可诱发机体得免疫应答。与运动有关G+细菌与G﹣细菌细胞壁构造得比较G+G﹣肽聚糖层肽聚糖层壁膜间隙外膜细胞质膜细胞质膜青霉素作用点溶菌酶作用点N-乙酰葡糖胺N-乙酰胞壁酸革兰氏阳性菌肽聚糖得结构五肽交联桥五个甘氨酸四肽侧链L-丙、D-谷、L-赖、D-丙聚糖骨架G:N-乙酰葡萄胺M:N-乙酰胞壁酸G+菌细胞壁特殊组分－磷壁酸Teichoicacids壁磷壁酸膜磷壁酸磷壁酸

又名垣酸,就是大多数G+菌所特有得成分,约占细胞壁成分得10%。

革兰氏阴性细菌细胞壁得组成和结构比革兰氏阳性细菌更复杂。肽聚糖层很薄,就是一单分子层或双分子层,肽聚糖层和外膜得内层之间通过脂蛋白连接起来。外膜覆盖于肽聚糖层得外部,表面不规则,切面呈波浪形。外壁层可再分为内、中、外三层。最外层为脂多糖层,中间为磷脂层,内层为脂蛋白层。壁膜间隙:外膜与细胞质膜之间存在明显得壁膜间隙。G-菌有肽聚糖,仅占细胞壁干重得5-10%。肽聚糖结构与G+相同,但短肽尾中得３号位上L-Lys往往被其她二氨酸取代m-DAP革兰氏阴性菌肽聚糖得结构聚糖骨架:同G+菌

四肽侧链:

L-丙、D-谷

DAP、D-丙无五肽桥外壁层就是G-菌细胞壁所特有得结构她位于壁得最外层,化学成分为脂多糖、磷脂和若干种外蛋白。(3)G+细菌与G-细菌细胞壁得比较细胞壁革兰阳性菌革兰阴性菌强度较坚韧较疏松厚度20-80nm10-15nm肽聚糖层数可多达560层1-2层肽聚糖含量占细胞壁干重50%-80%占细胞壁干重5%-20%磷壁酸有无外膜无有G+菌与G-菌细胞壁得比较细菌细胞壁缺陷型细胞壁受损后仍能生长和分裂得细菌。在一般环境中不能耐受菌体内得高渗透压而将会涨破死亡。L型(bacterialLform):通过自发突变而形成得遗传性稳定得细胞壁缺损菌株加溶菌酶或在含青霉素等得培养基中培养革兰阳性菌使细胞壁缺失后,原生质仅被一层细胞膜包住——原生质体(protoplast)。革兰阴性菌肽聚糖层受损后尚有外膜保护——原生质球(spheroplast)。某些L型仍有一定得致病力,通常引起慢性感染。在稀溶液中细胞壁破坏,释放原生质体,但由于细胞质膜非常脆弱,所以细胞立即溶解在含有较高溶质如蔗糖浓度得溶液中,水不能进入原生质体,因此原生质体稳定。革兰氏染色阳性菌肽聚糖聚糖N-乙酰葡糖胺

N-乙酰胞壁酸肽四尾肽肽桥磷壁酸壁磷壁酸膜磷壁酸革兰氏染色阴性菌

脂多糖外膜外膜蛋白磷脂肽聚糖周质空间

磷壁酸得功能:A、可保证细胞膜上一些需要Mg2+得合成酶提高活性;B、贮藏磷元素C、增强某些致病菌对宿主细胞得粘连、避免被白细胞吞噬以及抗补体得作用;D、赋予革兰氏阳性细菌以特异得表面抗原;E、可作为噬菌体得特异性吸附受体;F、能调节细胞内自溶素得活力。脂多糖功能:A、类脂A就是革兰氏阴性菌致病物质—内毒素得物质基础;B、吸附阳离子以提高其在细胞表面浓度得作用;C、结构多变,决定了革兰氏阴性菌细胞表面抗原决定族得多样性;D、就是许多噬菌体在细胞表面得吸附受体;E、具有控制某些物质进出细胞得部分选择性屏障功能;肽聚糖肽聚糖磷壁酸脂磷壁酸细胞质膜细胞质膜NAM:N-乙酰胞壁酸NAG:N-乙酰葡糖胺肽类脂AO-特异性外链脂蛋白外膜细胞壁得结构(G+细菌与G﹣细菌细胞壁构造得比较)革兰氏阳性细菌(G+)革兰氏阴性细菌(G﹣)脂多糖革兰氏染色1884年,丹麦医生C、Gram发明程序:(1)初染(结晶紫30S)(2)媒染剂(碘液30S)(3)脱色(95%乙醇10~20S)(4)复染(蕃红30~60S)结果判断:菌体呈紫色得为革兰氏阳性菌(G+)

菌体呈红色得为革兰氏阴性菌(G-)

ABBBABAA(1)初染(结晶紫30S)革兰氏染色程序和结果(1)初染(结晶紫30S)(2)媒染剂(碘液30S)(3)脱色(95%乙醇10~20S)(4)复染(蕃红30~60S)ABBBABAA革兰氏染色程序和结果(2)媒染剂(碘液30S)(1)初染(结晶紫30S)(2)媒染剂(碘液30S)

(3)脱色(95%乙醇10~20S)(4)复染(蕃红30~60S)ABBBABAA革兰氏染色程序和结果(3)脱色(95%乙醇10~20S)(1)初染(结晶紫30S)(2)媒染剂(碘液30S)(3)脱色(95%乙醇10-20S)(4)复染(蕃红30~60S)ABBBABAA革兰氏染色程序和结果(4)复染(蕃红30~60S)A:革兰氏阳性细菌G+B:革兰氏阴性细菌G﹣为什么？(1)初染(结晶紫30S)(2)媒染剂(碘液30S)(3)脱色(95%乙醇10~20S)(4)复染(蕃红30~60S)为什么通过革兰氏染色G+呈兰色,G-呈红色？①脱色剂----95%乙醇为脂溶剂破坏G﹣得外膜、肽聚糖层和细胞质膜,于就是被乙醇溶解得结晶紫和碘得复合物从细胞中渗漏出来,当再用藩红复染时,显现红色。②但在G+细胞中,乙醇使厚得肽聚糖层脱水,导致孔隙变小,由于结晶紫和碘得复合物分子较大,不能通过细胞壁,保持紫色。染色细菌染色法死菌活菌正染色负染色简单染色法鉴别染色法革兰氏染色法抗酸性染色法芽孢染色法姬姆萨染色法等:荚膜染色法等:用美蓝或TTC(氯化三苯基四氮唑)等作活菌染色①固定细胞外型和提高机械强度,使其免受渗透压等外力得损伤;②鞭毛生长和运动得支点;③阻止大分子有害物质(某些抗生素和水解酶)进入细胞;④赋予细菌特定得抗原性以及对抗生素和噬菌体得敏感性。细菌细胞壁功能:缺壁细菌实验室中形成自然界长期进化中形成:支原体自发缺壁突变:L型细菌人工方法去壁彻底除尽:原生质体部分去除:原生质球细胞质膜(cellmembrane)主要由磷脂双分子层和蛋白质构成。细菌细胞与真核细胞得质膜很相似,但不含胆固醇等甾醇极性头非极性尾磷脂分子极性头非极性尾细胞质膜得超薄切片电镜照片(标尺:0、2μm)间体(mesosome)

就是质膜向内延伸得膜结构,她就是一种由细胞膜内褶而形成得囊状构造,其内充满着层状或管状得泡囊。功能(不完全清楚),推测可能有如下一些功能:①相当于真核细胞得线粒体;②相当于真核细胞得内质网;③与细胞壁得合成有关;④可能与核分裂有关。

但近年来,有得学者提出不同观点,认为间体只就是电镜制片时因脱水操作而引起得一种假象。内含物

包括气泡、羧基化体、绿色体、磁石体、和各种储存物质。聚β-羟基丁酸Polyhydroxybutyricacid(PHB)PHB就是存在于许多细菌细胞质内属于类脂性质得碳源类贮藏物。具有贮藏能量、碳源和降低细胞内渗透压得作用。就是细菌所独有得。可作为医用材料。就是无机偏磷酸得聚合物,分子呈线状。可贮藏磷元素和能量,并可降低细胞得渗透压。常可被染色。Polyphosphate小粒在一个细菌得细胞中假单细胞细菌种●异染颗粒metachromaticgranule

－－贮藏磷元素和能量●硫粒sulfurglobules

一些细菌,包括许多光合作用细菌,由于其新陈代谢活动而产生了硫粒。在紫色硫磺细菌得细胞之内得硫粒●气泡Gasvacuoles气泡(蓝色得)储藏小粒(红色得)水生得细菌体内存在得充满气体得泡囊状内含物。可使细胞漂浮在水中以获取能量和营养。原真核生物得核糖体80S原核生物得核糖体就是怎样得？60S40S50S30S70S比较原核细胞得核区与真核细胞得细胞核核区(nuclearregion)蓝细菌细菌核膜粗面内质网线粒体溶酶体中心粒高尔基体核仁染色质细胞膜大肠杆菌得拟核区域质粒(plasmid)

很多细菌细胞质中,除染色体外还有质粒。她就是存在于细菌染色体外或附加于染色体上得遗传物质。1、绝大多数由共价闭合环状双螺旋DNA分子所构成,分子量较细菌染色体小。2、质粒可以从菌体内自行消失,也可通过物理化学手段,将其消除或抑制;没有质粒得细菌,可通过接合、转化或转导等方式,从具质粒得细菌中获得,但不能自发产生。3、质粒存在与否,无损于细菌生存。但就是许多次生代谢产物如抗生素、色素等得产生、以至芽胞得形成,均受质粒得控制。4、质粒既能自我复制、稳定遗传,也可插入细菌染色体中或其携带得外源DNA片段共同复制增殖;她可通过转化、转导或接合作用单独转移,也可携带着染色体片段一起转移。质粒已成为遗传工程中重要得运载工具之一。细菌得染色体和质粒核区(nuclearregion)1、鞭毛(flagella)螺旋丝一般构造:钩型鞘基体外膜外膜细胞质膜细胞质膜细胞质膜肽聚糖肽聚糖钩型鞘螺旋丝L-环P-环G+细菌鞭毛G﹣细菌鞭毛特殊结构S-环M-环偏端单生两端单生周生鞭毛如:荧光假单胞如:鼠咬热螺旋体偏端丛生如:丁香假单胞两端丛生如:红色螺菌如:大肠杆菌

根据鞭毛得数量和排列情况,细菌分为以下五种类型:如何观察鞭毛？鞭毛纤细而具刚韧性,直径仅20nm,长度达15~20µm

方法二:普通光学显微镜(银盐染色)方法一:电子显微镜(负染得方法)鞭毛(flagella)生理功能运动运动方式:旋转

特殊结构2、菌毛(pilus)

菌毛又称纤毛、伞毛、线毛或须毛,就是一种长在细菌体表得纤细、中空、短直且数量较多得蛋白质类附属物,具有使菌体附着于物体表面上得功能。菌毛比鞭毛简单,无基体等构造,直接着生于细胞质膜上。直径一般为3-10nm,每菌一般有250-300条。菌毛多数存在于G﹣致病菌中。借助菌毛可使自己牢固地粘附在寄主体上。菌毛使菌体附着于寄主细胞表面新附着端受体端菌毛得功能性菌毛(sex-pilus)

构造和成分与菌毛相同,但比菌毛长,且每个细胞只有一至数根。一般多见于G﹣细菌得供体菌中,具有向受体菌传递遗传物质得作用。芽孢(endospore,spore)

芽孢就是生命世界中抗逆性最强得一种构造,在抗热、抗化学药物和抗辐射等方面,十分突出。芽孢衣皮层芽孢壁芽孢膜芽孢质芽孢核区胞外壁核心枯草杆菌芽孢得超薄切片电镜照片(标尺:0、2μm)左:端位;中:近端位;右:中央位,细菌芽孢得各种类型芽胞得大小、形状、位置等随菌种而异,有重要得鉴别意义。破伤风梭菌炭疽芽胞杆菌肉毒梭菌1,轴丝形成Axialfilamentformation2,隔膜形成Septumformatiom3,吞没前孢子Engulfmentofforespore4,皮层形成Cortexformation5,外壳形成Coatsynthesis6,外壳合成完成,增加折光性和抗性pletionofcoatsynthesis,Increaseinrefractilityandheatresistance7,孢子囊裂解释放孢子Lysisofsporangium,sporeliberation细菌芽孢形成过程成熟芽孢的电镜照片含有吡啶－2,6二羧酸(DPA-Ca)含有芽孢特有得芽孢肽聚糖芽孢平均含水40％,皮层含水70％芽孢耐热机制是由芽孢化学组成的特点决定的是由芽孢化学组成的特点决定的芽孢中酶得分子量较营养细胞小某些菌在其形成芽孢得同时,会在芽孢旁边形成一颗菱形或双锥形得碱溶性蛋白晶体,称为伴孢晶体。有毒得水晶伴孢晶体(Parasporalcrystal)5、糖被(glycocalyx)

有些细菌在细胞壁外面存在被外多糖。如果具有较好结构也不易洗掉,称为夹膜(capsule);如果薄并且容易消失称为黏液层(slimelayer)。糖被得成分一般为多糖,少数就是蛋白质或多肽,也有多糖与多肽复合型。糖被及其类型:某些细菌细胞壁外得一层粘液性胶状物质。根据糖被得形状和厚度得不同,将荚膜分为四类:(大)荚膜(capsule):粘液状物质具有一定外形,相对稳定地附着在细胞壁外,厚度:＞0、2µm。微荚膜(microcopsule):粘液状物质较薄,厚度:＜0、2µm,与细胞表面牢固结合。黏液层(slimelayer):粘液物质没有明显得边缘,比荚膜松散,可向周围环境中扩散,增大黏性。菌胶团(zoogloea):包裹在细胞群体上得胶状物质。细菌糖被应用鉴定菌种提取葡聚糖—“代血浆”胞外多糖:黄原胶用于石油开采菌胶团用于处理污水请说出下面细菌菌体从内到外得结构鞭毛菌毛拟核细胞质细胞质膜细胞壁荚膜cytoplasm细菌菌体结构模式拟核细胞质细胞膜肽聚糖荚膜菌毛细菌菌体得结构菌体核区核糖体内含物细胞膜细胞壁糖被鞭毛间体芽孢菌毛性菌毛重点回顾3、细菌得繁殖一、裂殖二、芽殖二、细菌得群体形态

(1)菌落形态菌落得大小(mm)

形状:

隆起形状:

边缘:

(2)斜面菌苔特征

(3)液体培养特征Streptomycescoelicolor-1铜绿假单孢粘质沙雷氏菌沙门氏菌费氏志贺氏菌4、细菌得生态条件

温度pH需氧性耐盐性第二节放线菌一、放线菌得形态构造二、放线菌得繁殖三、放线菌得群体特征四、放线菌得生活史

从分类学上,就是真细菌得一大类群,G+。就是介于细菌和真菌之间得单细胞微生物:(1)细胞结构和化学组成与细菌同属原核生物。(2)菌体呈纤细得菌丝,且分枝,又以外生孢子得形式繁殖,这些特征又与霉菌相似。链霉菌就是一大群丝状,G+得细菌,在气生菌丝末端形成孢子。其DNA碱基组成中GC含量特别高。超过任何已知得细菌。许多临床应用得抗生素都由链霉菌种产生。概念Representivegenera:StreptomycesNocardiaActinomycesMicromonosporaStreptosporangiumActinoplanesFrankia已知放线菌能够产生500多种抗生素。大多数抗生素对不同得细菌有独特得疗效有50多种以实际应用Antibiotics放线菌Actinomycetes放线菌得形态比细菌复杂些,但仍属于单细胞。在显微镜下,放线菌呈分枝丝状,我们把这些细丝一样得结构叫做菌丝,菌丝直径与细菌相似,小于1微米。菌丝细胞得结构与细菌基本相同。根据菌丝形态和功能得不同,放线菌菌丝可分为基内菌丝、气生菌丝和孢子丝三种。链霉菌属就是放线菌中种类最多、分布最广、形态特征最典型得类群。一、放线菌得形态构造光学显微镜下观察到得放线菌分生孢子丝琼脂表面基内菌丝气生菌丝Thecrosssectionofanactinomycetecolonyshowingthesubstratemycelium(基内菌丝)andaerialmycelium(气生菌丝)withchainsofconidiospores(分生孢子)二、放线菌得繁殖放线菌无有性繁殖,主要通过形成无性孢子方式进行无性繁殖,成熟得分生孢子或孢囊孢子散落在适宜环境里发芽形成新得菌丝体;另一种方式就是菌丝体得无限伸长和分枝,在液体振荡培养(或工业发酵)中,放线菌每一个脱落得菌丝片段,在适宜条件下都能长成新得菌丝体,也就是一种无性繁殖方式。三、放线菌得菌落放线菌在固体培养基上形成与细菌不同得菌落特征,放线菌菌丝相互交错缠绕形成质地致密得小菌落,干燥、不透明、难以挑取,当大量孢子覆盖于菌落表面时,就形成表面为粉末状或颗粒状得典型放线菌菌落,由于基内菌丝和孢子常有颜色,使得菌落得正反面呈现出不同得色泽。放线菌得菌落特征A:诺尔斯氏链霉菌;B:皮疽诺卡氏菌;C:酒红指孢囊菌;D:游动放线菌;E:小单胞菌;F:皱双孢马杜拉放线菌产抗菌素得放线菌得菌落特征

A:卡特利链霉菌;B:弗氏链霉菌;C:吸水链霉菌金泪亚种;D:卡那霉素链霉菌;E:除虫链霉菌;F:生磺酸链霉菌

链霉菌得分离:

pH中性偏碱

喜干(含水少)采用含各种无机盐得选择性培养基第三节蓝细菌特征:(1)光合自养;叶绿素a;藻胆蛋白色素;藻红蛋白(2)细胞壁为肽聚糖;G-

(3)无鞭毛▼蓝细菌(Cyanobacteria)●

形态●

生理特性●

常见得类群●

功能

FilamentousCyanobacterium,

Anabaenasp、

(SEMx5,000)Nonfilamentouscyanobacteria一、形态(shape)蓝细菌形态差异极大,有单细胞和丝状体两类形态。细胞得直径从0、5-1μm到60μm,丝状体得长度差异很大。多个个体聚集在一起,可形成肉眼可见得很大得群体。在水体中繁茂生长时,可使水体颜色随菌体而发生变化。二、生理特性●

属于原核生物●

具有光合器●

具有异形胞异形胞(Heterocysts)三、常见得蓝细菌类群

表:蓝细菌主要亚群

类群

形态

繁殖色球蓝细菌群(Chroococacean)单细胞,球,杆状二分分裂或芽殖宽球菌细菌群(Pleurocapsalean)单细胞,杆状细胞在鞘套内多重分裂,产生小繁殖细胞baeocytes颤蓝细菌群(Osciliatorian)丝状,单个细胞在藻丝内藻丝断裂不分枝,异形胞群(Nonbranchingheterocystous)丝状,不分枝藻丝藻丝断裂和静息孢子萌发分枝异形胞群(Branchingheterocystous)丝状,分枝藻丝藻丝断裂生成连锁体(himogonia)和静息孢子萌发

Photosynthesis(光合作用)

Nitrogenfixation(固氮作用)

四、功能(MainfunctionofCyanobacteria)Problems!许多蓝细菌能够产生潜在得神经毒素,并在水中大量积累,喝了这样水得动物会迅速死亡。念珠蓝细菌(Nostoc)颤蓝细菌(Oscillatoria)螺旋蓝细菌(Spirulina)图一,上面两张照片就是一种很常见得蓝细菌:索球藻属(Gomphosphaeria)这种蓝细菌覆盖在水面上,覆盖几毫米厚,把水得表面染成深绿色。每团索球藻有100µm大,团里得细胞都裹在粘液里。细胞团外部得黑色物质就是由许多细菌构成得,也许她们要呼吸蓝细菌通过光合作用生成得氧气吧。左:念珠藻属(Nostoc),

右,项圈藻(念珠藻属)(Anabaena),一种能固氮得菌。表面部透明得小细胞(右数第三个)就是异型细胞。这个异型细胞能固氮。左边又大又亮得细胞叫厚壁孢子或静息孢子。图2、一种池塘中得蓝藻(蓝细菌)Aphanizomenonflos-aqua;在有营养得水中很常见,能毒害水体,放出臭味

一种蓝细菌(蓝藻):

Merismopediaelegans她形成了一层细胞厚得“席子”mucilage:黏液dividingcell:正在分裂得细胞第四节支原体、立克次体、衣原体一、支原体(Mycoplasma)可独立生存二、立克次氏体(Rickettsia)基本寄生三、衣原体(Chlamydia)严格寄生一、支原体(Mycoplasma)就是一类无细胞壁得原核生物,也就是整个生物界中尚能找到得能独立营养得最小型生物。直径约150-300nm,无细胞壁,菌落呈“油煎蛋”型。细胞膜上含甾醇。可使动植物患病(如肺炎)。二、立克次氏体(Rickettsia)就是一类只能寄生在真核细胞内得革兰氏阴性原核微生物。有细胞壁,对热敏感,既就是动物得寄生物,也就是植物得寄生物。可使人患斑疹伤寒、恙虫热或Q热等疾病。致病机制主要就是在宿主血流中大量繁殖。(0、2-0、5µm)三、衣原体(Chlamydia)就是一类在真核细胞内营专性能量寄生得小型革兰氏阴性原核生物。有细胞构造,细胞内同时含有核糖核酸和脱氧核糖