主要的抗生素生产菌-放线菌.ppt

第二章 微生物的类群与形态 原核微生物 真核微生物 病毒 根据微生物的进化水平和性状上的明根据微生物的进化水平和性状上的明显差别，可分为显差别，可分为原核微生物原核微生物（prokaryotic miacroorganismsprokaryotic miacroorganisms）、真）、真核微生物（核微生物（eukaryotic eukaryotic microorganismsmicroorganisms）和非细胞微生物）和非细胞微生物（acellular microorganismsacellular microorganisms）。）。其中，原核微生物包括其中，原核微生物包括细菌、放线菌、细菌、放线菌、蓝细菌、支原体、立克次氏体和衣原体。蓝细菌、支原体、立克次氏体和衣原体。细菌细胞的形态与构造 细菌细胞的大小与形态 细菌的大小 细菌细胞的基本形态球状 杆状 螺旋状 细菌细胞的构造一般构造 特殊构造杆状细菌q 细菌的一般构造细菌的一般构造 指大部分细菌细胞所共有的结构，指大部分细菌细胞所共有的结构，包括：包括：细胞壁、细胞壁、细胞膜、细胞质、细胞核、细胞膜、细胞质、细胞核、核糖体、间体、气泡、质粒和贮藏物。核糖体、间体、气泡、质粒和贮藏物。q 细菌的特殊构造细菌的特殊构造 指并非一般细菌共有的或一般细菌在特殊环指并非一般细菌共有的或一般细菌在特殊环 境下才有的构造，境下才有的构造，主要包括：主要包括：鞭毛、鞭毛、菌毛菌毛、荚膜荚膜和和芽孢芽孢生长在某些细菌体表的长丝状、波曲的蛋白质附属物。生长在细菌体表的一种纤细、中空、短直、数量较多的蛋白质附属物。在某些细菌细胞壁外存在着一层厚度不定的胶状物质。某些细菌在其生长发育后期，在细胞内形成一个圆形或椭圆形、厚壁、含水量极低、抗逆性极强的休眠体。细胞壁的生理功能 固定细胞外形和提高机械强度，从而使其免受渗固定细胞外形和提高机械强度，从而使其免受渗透压等外力的损伤；透压等外力的损伤；为细胞的生长、分裂和鞭毛运动所必需，失去了为细胞的生长、分裂和鞭毛运动所必需，失去了细胞壁的原生质体，也就丧失了这些功能；细胞壁的原生质体，也就丧失了这些功能；阻拦酶蛋白和某些抗生素等大分子物质进入细胞，阻拦酶蛋白和某些抗生素等大分子物质进入细胞，保护细胞免受溶菌酶、消化酶和青霉素等有害物质的保护细胞免受溶菌酶、消化酶和青霉素等有害物质的损伤；损伤；赋予细菌具有特定的抗原性、致病性以及对抗生赋予细菌具有特定的抗原性、致病性以及对抗生素和噬菌体的敏感性。素和噬菌体的敏感性。缺壁细菌缺壁细菌nL L型细菌型细菌:指在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。n原生质体原生质体(protoplast):(protoplast):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的圆球状渗透敏感细胞。n球状体 还残留了部分细胞壁的原生质体n支原体支原体成成成成 分分分分 占细胞壁干重的占细胞壁干重的%G G+菌菌 G G-菌菌肽聚糖肽聚糖肽聚糖肽聚糖含量很高（含量很高（含量很高（含量很高（30-95%30-95%30-95%30-95%）含量很低（含量很低（含量很低（含量很低（5-20%5-20%5-20%5-20%）磷壁酸磷壁酸磷壁酸磷壁酸 含量较高（含量较高（含量较高（含量较高（50%50%50%50%）0 0 0 0类脂质类脂质类脂质类脂质 一般无（一般无（一般无（一般无（2%2%2%2%）含量较高（含量较高（含量较高（含量较高（0-20%0-20%0-20%0-20%）蛋白质蛋白质蛋白质蛋白质 0 0 0 0含量较高含量较高含量较高含量较高G G+和和G G-菌细胞壁化学成分的比较菌细胞壁化学成分的比较菌毛的生理功能：赋予细菌黏附能力。使某些细菌缠集在一起，而在液体表 面形成菌膜，以获取充足的氧气。某些细菌的抗原。荚膜的生理功能 保护细菌免受干旱损伤，对一些致病菌来 说，则可保护它们免受宿主白细胞的吞噬；贮藏养料，以备营养缺乏时重新利用；堆积某些代谢废物；作为透性屏障和离子交换系统，可保护细菌免受重金属毒害；表面附着作用；细菌间的信息识别作用。细菌荚膜的实用意义细菌荚膜的实用意义鉴定菌种鉴定菌种提取葡聚糖提取葡聚糖“代血浆代血浆”胞外多糖：胞外多糖：黄原胶黄原胶用于石油开采用于石油开采菌胶团用于处理污水菌胶团用于处理污水 Endospore formation Life cycle of bacillus megaterium芽孢萌发（芽孢萌发（germination)germination)定义：由休眠状态的芽孢变成营养状态细菌的定义：由休眠状态的芽孢变成营养状态细菌的过程。过程。包括包括活化活化、出芽出芽和和生长生长三个阶段三个阶段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含有吡啶含有吡啶2，6二羧酸（二羧酸（DPA-Ca）含有芽孢特有的芽孢肽聚糖含有芽孢特有的芽孢肽聚糖芽孢平均含水芽孢平均含水40，皮层含水，皮层含水70研究芽孢的意义研究芽孢的意义l细菌分类、鉴定中的重要形态学指标细菌分类、鉴定中的重要形态学指标l指导菌种保藏指导菌种保藏l制定灭菌参数制定灭菌参数伴孢晶体伴孢晶体少数芽孢少数芽孢杆菌在形成杆菌在形成芽孢的同时，芽孢的同时，会在芽孢旁形成一颗菱形或双锥形会在芽孢旁形成一颗菱形或双锥形的碱溶性蛋白晶体的碱溶性蛋白晶体内毒素，称内毒素，称为伴孢晶体。为伴孢晶体。放线菌放线菌 (actinomyces)其他几种原核微生物其他几种原核微生物n 立克次氏体立克次氏体n 支原体支原体n 衣原体衣原体真核微生物真核微生物（Eukaryotes）1 1 1 真菌(Fungi)显微藻类(Algae)原生动物(Protozoa)酵母菌(Yeast)（单细胞真菌）霉菌(Mould)（丝状真菌）蕈菌(Mushroom)（大型真菌）Acellular MicroorganismAcellular Microorganism -Virus -VirusEarly Development of Virology1 1 1 1）Luria(1953):“Luria(1953):“Luria(1953):“Luria(1953):“病病病病毒毒毒毒是是是是能能能能侵侵侵侵入入入入特特特特定定定定的的的的机机机机体体体体或或或或细细细细胞胞胞胞内内内内，且只能在这样的细胞内繁殖的亚显微实体。且只能在这样的细胞内繁殖的亚显微实体。且只能在这样的细胞内繁殖的亚显微实体。且只能在这样的细胞内繁殖的亚显微实体。”2 2 2 2）LuriaLuriaLuriaLuria（1968196819681968）：“病病病病毒毒毒毒是是是是一一一一种种种种生生生生物物物物实实实实体体体体，其其其其基基基基因因因因组组组组是是是是能能能能利利利利用用用用细细细细胞胞胞胞的的的的合合合合成成成成系系系系统统统统在在在在活活活活细细细细胞胞胞胞内内内内复复复复制制制制，并并并并合合合合成成成成能能能能将将将将病病病病毒毒毒毒基基基基因因因因组组组组转转转转移移移移到到到到其其其其他他他他细细细细胞胞胞胞中中中中去去去去的的的的特特特特殊殊殊殊颗颗颗颗粒粒粒粒的的的的核核核核酸酸酸酸分分分分子子子子（DNADNADNADNA或或或或RNARNARNARNA）。）。）。）。3 3 3 3）向向向向近近近近敏敏敏敏（1983198319831983）：“病病病病毒毒毒毒是是是是一一一一种种种种核核核核蛋蛋蛋蛋白白白白分分分分子子子子，它它它它具具具具有有有有独独独独立立立立活活活活动动动动和和和和演演演演化化化化的的的的基基基基因因因因体体体体系系系系。但但但但须须须须在在在在活活活活细细细细胞胞胞胞内内内内，借借借借助助助助于于于于细细细细胞胞胞胞的的的的合合合合成成成成代代代代谢谢谢谢体体体体系系系系才才才才能能能能表表表表达达达达和和和和繁繁繁繁殖殖殖殖，并并并并装装装装配配配配成成成成为为为为一一一一定定定定的的的的实实实实体形式以便从一个细胞传至另一个细胞。体形式以便从一个细胞传至另一个细胞。体形式以便从一个细胞传至另一个细胞。体形式以便从一个细胞传至另一个细胞。”4 4 4 4）Fields(1990):“Fields(1990):“Fields(1990):“Fields(1990):“病病病病毒毒毒毒为为为为具具具具有有有有独独独独立立立立于于于于其其其其宿宿宿宿主主主主的的的的进进进进化化化化史史史史的的的的绝绝绝绝对对对对细细细细胞胞胞胞内内内内寄寄寄寄生生生生物物物物，它它它它的的的的DNADNADNADNA或或或或RNARNARNARNA基基基基因因因因组组组组被被被被其其其其所所所所编编编编码码码码的的的的蛋白质壳体化。蛋白质壳体化。蛋白质壳体化。蛋白质壳体化。”Definition 病毒（真病毒）是含有病毒（真病毒）是含有DNADNA或或RNARNA，能，能在活细胞内增殖，又能在细胞外以亚显在活细胞内增殖，又能在细胞外以亚显微的大分子颗粒状态存在，可以作为致微的大分子颗粒状态存在，可以作为致病因子，也可以当作遗传成分的非细胞病因子，也可以当作遗传成分的非细胞型微生物。型微生物。Virus host 病毒的宿主范围病毒的宿主范围 指病毒能够侵染并在其中复制的宿主指病毒能够侵染并在其中复制的宿主种类和组织细胞种类。种类和组织细胞种类。q 病毒的形态学病毒的形态学q 理化性质理化性质q 基因组结构特点基因组结构特点q 基因组的组成及复制方式基因组的组成及复制方式q 病毒的蛋白质病毒的蛋白质q 宿主范围宿主范围q 抗原性抗原性q 致病性致病性 Principles of Virus Taxonomy DNA/RNA Type of VirusDNA/RNA Type of Virusv DNA DNA病毒病毒 v RNARNA病毒病毒 v （+）DNADNA病毒病毒 v （+）RNARNA病毒病毒 v （-）RNARNA病毒病毒 v （-）DNADNA病毒病毒 Viral ProteinViral ProteinStructural protein(Structural protein(结构蛋白结构蛋白)：构成一个形态成熟的有感染性的病毒颗粒构成一个形态成熟的有感染性的病毒颗粒所必需的蛋白质，如壳体蛋白、包膜蛋白等。所必需的蛋白质，如壳体蛋白、包膜蛋白等。Non-Structural protein(Non-Structural protein(非结构蛋白非结构蛋白)由病毒基因组编码的，在病毒复制过程中由病毒基因组编码的，在病毒复制过程中产生并具有一定功能，但不结合于毒粒中的产生并具有一定功能，但不结合于毒粒中的蛋白质。蛋白质。The Symmetry of Viruses The Symmetry of Viruses螺旋对称（螺旋对称（Helical Virus)Helical Virus)二十面体对称（二十面体对称（Icosahedron Icosahedron Virus)Virus)复合对称复合对称(Complex Virus)(Complex Virus)VirusVirus Purification and AssaysPurification and AssayspDifferential and density gradient centrifugationDifferential and density gradient centrifugation 差速和密度梯度离心差速和密度梯度离心差速和密度梯度离心差速和密度梯度离心pPrecipitation of virusesPrecipitation of viruses 病毒沉淀法病毒沉淀法病毒沉淀法病毒沉淀法pDenaturationDenaturation of contaminants of contaminants 杂质变性法杂质变性法杂质变性法杂质变性法pEnzymatic digestion of cell constituentsEnzymatic digestion of cell constituents 细胞组分的酶消化法细胞组分的酶消化法细胞组分的酶消化法细胞组分的酶消化法Differential and density gradient centrifugationDifferential and density gradient centrifugation 病毒的测定（病毒的测定（Virus assays)Virus assays)Assay of virus particles Assay of virus particles 病毒的物理颗粒计数病毒的物理颗粒计数 Assay of infectivityAssay of infectivity 病毒的感染性测定病毒的感染性测定 病毒测定的几种方法病毒测定的几种方法 噬（蚀）菌斑测定噬（蚀）菌斑测定 蚀斑和感染病灶蚀斑和感染病灶 坏死斑坏死斑 包含体包含体 细胞病变效应（细胞病变效应（cytopathiccytopathic efectefect CPE)CPE)其他方法其他方法指细胞受病毒感染后出现指细胞受病毒感染后出现的宏观或微观、局部或普的宏观或微观、局部或普遍的退化性病变或异常遍的退化性病变或异常病毒的感染单位（病毒的感染单位（Infectious units IU)Infectious units IU)能够引起宿主或宿主细胞一定特异性反应能够引起宿主或宿主细胞一定特异性反应的病毒最小剂量。的病毒最小剂量。噬菌体效价（噬菌体效价（Titer)Titer)：指每单位体积的噬菌体指每单位体积的噬菌体悬液中能侵染、裂解细菌，并产生噬菌斑的噬悬液中能侵染、裂解细菌，并产生噬菌斑的噬菌体数。菌体数。即：以即：以 N=Y/VX N=Y/VX 计算，其中计算，其中N N为噬菌体效价，为噬菌体效价，Y Y为每个平板产生的噬菌斑数，为每个平板产生的噬菌斑数，V V为噬菌体稀释液的体积，为噬菌体稀释液的体积，X X为噬菌体稀释液的为噬菌体稀释液的稀释度。稀释度。病毒定量中的几个概念病毒定量中的几个概念 One-step Growth Curve(One-step Growth Curve(一步生长曲线一步生长曲线)定义：定量描述烈性噬菌体增殖的曲线。定义：定量描述烈性噬菌体增殖的曲线。Burst size(Burst size(Burst size(Burst size(裂解量裂解量裂解量裂解量):):):):平均每一宿主细胞裂解平均每一宿主细胞裂解 后产生的子代噬菌体数后产生的子代噬菌体数Replicative Circle(Replicative Circle(病毒的复制周期病毒的复制周期)定义：自病毒吸附于细胞开始，到子代病毒从感染细胞释放到细胞外的病毒复制过程称为病毒的复制周期。uAdsorption(吸附）uPenetration and Uncoating（侵入和脱壳）uReplication and Transcription of Virus （病毒的复制和转录）uAssembly of Virus（装配）uRelease of virion(释放)Viral Attachment ProteinViral Attachment Protein，VAP VAP 病毒吸附蛋白病毒吸附蛋白 能够特异性地识别细胞受体并与之结合的毒粒表面能够特异性地识别细胞受体并与之结合的毒粒表面的结构蛋白分子，亦称反受体（的结构蛋白分子，亦称反受体（antireceptorantireceptor）。）。Cell receptor Cell receptor 细胞受体细胞受体 能被病毒吸附蛋白特异性地识别并与之结合，介能被病毒吸附蛋白特异性地识别并与之结合，介导病毒进入细胞，启动感染发生的细胞表面组分。导病毒进入细胞，启动感染发生的细胞表面组分。烈性噬菌体（烈性噬菌体（virulent phagevirulent phage）：）：能在宿主能在宿主细菌细胞内增殖，产生大量子代噬菌体并引起细细菌细胞内增殖，产生大量子代噬菌体并引起细菌裂解的噬菌体。菌裂解的噬菌体。温和噬菌体（温和噬菌体（temperate phagetemperate phage）：）：侵染细菌侵染细菌后，不产生子代噬菌体和引起细胞裂解的噬菌体。后，不产生子代噬菌体和引起细胞裂解的噬菌体。溶源性（溶源性（lysogencylysogency）：）：温和噬菌体侵染敏感温和噬菌体侵染敏感细菌后不裂解它们，而与细菌共存的特性。细菌后不裂解它们，而与细菌共存的特性。前噬菌体（前噬菌体（prophageprophage）：）：温和噬菌体侵染敏温和噬菌体侵染敏感细菌后，其感细菌后，其DNADNA整合到宿主细菌染色体整合到宿主细菌染色体DNADNA中，中，这种处于整合状态的噬菌体这种处于整合状态的噬菌体DNADNA称为前噬菌体。称为前噬菌体。Replication of virulent phageLysogenic infectionLysogenic infection 溶源性细菌的特性溶源性细菌的特性 具有遗传的产生噬菌体的能力具有遗传的产生噬菌体的能力 一定条件下可以裂解一定条件下可以裂解 免疫性免疫性 复愈复愈 获得新的特性获得新的特性 局限性传导局限性传导自发裂解（自发裂解（spontaneous lysis)spontaneous lysis)溶源性细菌在自然情况下的裂解。溶源性细菌在自然情况下的裂解。诱发裂解（诱发裂解（inductive lysis)inductive lysis)溶源性细菌经紫外线、溶源性细菌经紫外线、X X射线等理化射线等理化因子处理后引起的高频率裂解。因子处理后引起的高频率裂解。病毒的非增殖性感染病毒的非增殖性感染定义：定义：由于病毒或细胞的原因，致使病由于病毒或细胞的原因，致使病毒的复制在病毒进入敏感细胞后的某一毒的复制在病毒进入敏感细胞后的某一阶段受阻，结果导致病毒感染的不完全阶段受阻，结果导致病毒感染的不完全循环。循环。非增殖性感染包括非增殖性感染包括:流产感染流产感染(abortive infection)(abortive infection)限制性感染（限制性感染（restrictive infection)restrictive infection)潜伏感染（潜伏感染（latent infection)latent infection)缺损病毒：缺损病毒：在宿主细胞内的复制必须在宿主细胞内的复制必须借助其他病毒基因组或病毒基因的辅借助其他病毒基因组或病毒基因的辅助活性才能完成的病毒。包括：助活性才能完成的病毒。包括：v干扰缺损病毒（或干扰缺损颗粒干扰缺损病毒（或干扰缺损颗粒 defective interfering particles,defective interfering particles,DIDI颗粒）颗粒）v卫星病毒（卫星病毒（satellite viruses)satellite viruses)v条件缺损病毒（条件缺损病毒（conditional conditional defective virus)defective virus)v整合的病毒基因组整合的病毒基因组亚病毒因子亚病毒因子q 类病毒类病毒(ViroidViroid)q 拟病毒拟病毒(VirusoidVirusoid)q 朊病毒朊病毒(PrionPrion)类病毒类病毒(Viroid)(Viroid)一类只含一类只含RNARNA一种成分、专性寄生在活一种成分、专性寄生在活细胞内的分子病原体。细胞内的分子病原体。拟病毒拟病毒(Virusoid)(Virusoid)一类包裹在真病毒粒中的有缺陷的类病一类包裹在真病毒粒中的有缺陷的类病毒。毒。朊病毒朊病毒(Prion)(Prion)一类不含核酸的传染性蛋白质分子。一类不含核酸的传染性蛋白质分子。