原核微生物的类群与形态构造精选PPT.ppt
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1、关于原核微生物的类群与形态构造第1页,讲稿共74张,创作于星期日第一节第一节 细菌细菌第二节第二节 放线菌放线菌第三节第三节 其它几类原核微生物其它几类原核微生物第2页,讲稿共74张,创作于星期日原核生物原核生物:即:即广义的细菌广义的细菌,指一大类细胞核无核膜包裹,只存在称作核区,指一大类细胞核无核膜包裹,只存在称作核区的裸露的裸露DNADNA的原始的原始单细胞生物单细胞生物,包括,包括真细菌真细菌和和古生菌古生菌两大类群。两大类群。第一节第一节 细菌细菌 BacteriaBacteria一、概述:一、概述:细菌细菌是一类细胞细短、结构简单、胞壁坚韧、多以二分裂方式是一类细胞细短、结构简单、
2、胞壁坚韧、多以二分裂方式繁殖和水生性较强的原核生物。繁殖和水生性较强的原核生物。1 1、生境:温暖、潮湿、富含有机质的地方。、生境:温暖、潮湿、富含有机质的地方。2 2、细菌对人类的危害:、细菌对人类的危害:(1)(1)有些细菌能引起传染病;有些细菌能引起传染病;(2)(2)不少腐败菌能引起工农业产品的腐败变质。不少腐败菌能引起工农业产品的腐败变质。3 3、细菌对人类的贡献:、细菌对人类的贡献:(1)(1)工业上:利用细菌生产氨基酸、核苷酸、酶制剂、乙醇、丙酮、丁醇、工业上:利用细菌生产氨基酸、核苷酸、酶制剂、乙醇、丙酮、丁醇、有机酸、抗生素等有机酸、抗生素等第3页,讲稿共74张,创作于星期日
3、(2)(2)农业上:生产生物杀虫剂、细菌肥料。农业上:生产生物杀虫剂、细菌肥料。(3)(3)医药上:生产各种疫苗、类毒素、代血浆。医药上:生产各种疫苗、类毒素、代血浆。(4)(4)环保、国防上:环保、国防上:二、细菌的形态和大小二、细菌的形态和大小(一)(一)基本形态基本形态:球状、杆状、螺旋状。:球状、杆状、螺旋状。1 1、球菌球菌 CoccusCoccus:细胞呈球形或近似球形。细胞呈球形或近似球形。单球菌单球菌:分裂后的细胞分散而单独存在的为单球菌。分裂后的细胞分散而单独存在的为单球菌。双球菌双球菌:分裂后两个球菌成对排列。分裂后两个球菌成对排列。链球菌链球菌分裂是沿一个平面进行,分裂后
4、细胞排列成链状。分裂是沿一个平面进行,分裂后细胞排列成链状。四联球菌四联球菌沿两个相垂直的平面分裂,分裂后每四个细沿两个相垂直的平面分裂,分裂后每四个细胞在一起呈田字形。胞在一起呈田字形。八叠球菌八叠球菌按按3 3个互相垂直的平面进行分裂后,每个互相垂直的平面进行分裂后,每8 8个球菌在一起个球菌在一起成立方形。成立方形。葡萄球菌:分裂面不规则,多个球菌聚在一起,像一串串葡葡萄球菌:分裂面不规则,多个球菌聚在一起,像一串串葡萄。萄。第4页,讲稿共74张,创作于星期日 2 2、杆菌杆菌 Bacillus(Bacterium)Bacillus(Bacterium):(1)(1)形态:短杆状、纺锤状
5、、棒状、梭状、月亮状、分枝状、竹节状等形态:短杆状、纺锤状、棒状、梭状、月亮状、分枝状、竹节状等(2)(2)排列方式:链状、栅状、排列方式:链状、栅状、“八八”字状及有鞘衣的丝状等。字状及有鞘衣的丝状等。3 3、螺旋菌螺旋菌 SpirillumSpirillum:是细胞呈弯曲杆状细菌统称,一般分散存在。是细胞呈弯曲杆状细菌统称,一般分散存在。根据其长度、螺旋数目和螺距等差别,分为弧菌、螺菌和螺旋体。根据其长度、螺旋数目和螺距等差别,分为弧菌、螺菌和螺旋体。弧菌:菌体弯曲呈弧形或逗号形,螺旋不足一环。弧菌:菌体弯曲呈弧形或逗号形,螺旋不足一环。螺菌:菌体回转如螺旋,螺旋为螺菌:菌体回转如螺旋,螺
6、旋为2-62-6环。环。螺旋体:螺旋超过螺旋体:螺旋超过6 6环。环。第5页,讲稿共74张,创作于星期日异常形态异常形态 一般,幼龄,生长条件适宜,形状正常、整齐。老龄,不正一般,幼龄,生长条件适宜,形状正常、整齐。老龄,不正常,异常形态。常,异常形态。畸形:畸形:由于理化因素刺激,阻碍细胞发育引起。由于理化因素刺激,阻碍细胞发育引起。衰颓形:衰颓形:由于培养时间长,细胞衰老,营养缺乏,或排泄物积累过多引起。由于培养时间长,细胞衰老,营养缺乏,或排泄物积累过多引起。(二)(二)细菌大小细菌大小 1 1、单位:、单位:umum,亚细胞构造单位亚细胞构造单位nmnm2 2、表示:、表示:细菌细胞的
7、大小一般用细菌细胞的大小一般用显微测微尺显微测微尺测量,并以多个菌体的平均值或变测量,并以多个菌体的平均值或变化范围表示。化范围表示。球菌球菌大小以直径表示;大小以直径表示;杆菌杆菌以宽以宽长表示;长表示;螺旋菌螺旋菌以宽以宽弯曲长弯曲长度表示。度表示。第6页,讲稿共74张,创作于星期日(三)常用的细菌染色法:(三)常用的细菌染色法:第7页,讲稿共74张,创作于星期日三、三、细菌细胞结构细菌细胞结构(一)基本结构:一般细菌都具有的构造。(一)基本结构:一般细菌都具有的构造。1 1、细胞壁、细胞壁 cell wallcell wall:细胞壁在细菌菌体的最外层。为坚韧、略具有弹性的结构。细胞壁在
8、细菌菌体的最外层。为坚韧、略具有弹性的结构。(1 1)功能:)功能:1 1)维持细胞外形;)维持细胞外形;2 2)保护细胞免受机械损伤和渗透压危害;)保护细胞免受机械损伤和渗透压危害;3 3)鞭毛运动支点;)鞭毛运动支点;4 4)正常细胞分裂必需;)正常细胞分裂必需;5 5)一定的屏障作用;)一定的屏障作用;6 6)噬菌体受体位点所在。)噬菌体受体位点所在。7)7)与细菌的抗原性、致病性有关。与细菌的抗原性、致病性有关。第8页,讲稿共74张,创作于星期日(2 2)形态特征形态特征 1 1)光镜下观察:通过染色、质壁分离、制成原生质体。)光镜下观察:通过染色、质壁分离、制成原生质体。2 2)电镜
9、观察。)电镜观察。(3)(3)细胞壁的构成:细胞壁的构成:革兰氏阳性细菌与阴性细菌的细胞壁成分革兰氏阳性细菌与阴性细菌的细胞壁成分(占细胞壁干重的占细胞壁干重的%)%)成成 分分革兰氏阳性细菌革兰氏阳性细菌革兰氏阴性细菌革兰氏阴性细菌肽聚糖肽聚糖磷壁酸磷壁酸类脂质类脂质蛋白质蛋白质含量很高(含量很高(30-9530-95)含量较高(含量较高(5050)一般无(一般无(22)0 0含量很低(含量很低(520520)0 0含量较高(约含量较高(约2020)含量较高含量较高第9页,讲稿共74张,创作于星期日革兰氏染色革兰氏染色:革兰氏染色程序和结果革兰氏染色程序和结果步步骤骤试试剂剂结结果果阳性(阳
10、性(G+)阴性(阴性(G-)初初染染结晶紫结晶紫紫紫色色紫紫色色媒染媒染碘液碘液仍为紫色仍为紫色仍为紫色仍为紫色脱脱色色95%乙醇乙醇保持紫色保持紫色脱去紫色脱去紫色复复染染蕃红(或复红)蕃红(或复红)仍显紫色仍显紫色红红色色革兰氏染色中最关键的一步是脱色,如果脱色过度,会将革兰氏染色中最关键的一步是脱色,如果脱色过度,会将G+误误认为认为G-;如果脱色不足,会将如果脱色不足,会将G-误认为误认为G+。第10页,讲稿共74张,创作于星期日1 1)革兰氏阳性菌)革兰氏阳性菌 Gram positiveGram positive 以金黄色葡萄球菌为例以金黄色葡萄球菌为例(i i)细胞壁构成:一连续
11、层,厚细胞壁构成:一连续层,厚20-8020-80nmnm两部分:两部分:网状骨架:微纤丝组成网状骨架:微纤丝组成 基质:骨架埋于基质中基质:骨架埋于基质中(ii)ii)化学组成:主要是肽聚糖(网状骨架)和磷壁酸(基质)化学组成:主要是肽聚糖(网状骨架)和磷壁酸(基质)i i)肽聚糖肽聚糖 peptidoglycan(peptidoglycan(粘肽、胞壁质粘肽、胞壁质):是真细菌细胞壁中的特有成:是真细菌细胞壁中的特有成分。是呈多层网状结构的大分子复合体,由许多亚单位(肽聚糖单体)交分。是呈多层网状结构的大分子复合体,由许多亚单位(肽聚糖单体)交联而成。联而成。亚单位亚单位a.a.双糖单位:
12、双糖单位:N-N-乙酰胞壁酸(乙酰胞壁酸(NAMNAM)和和N-N-乙酰葡萄糖胺(乙酰葡萄糖胺(NAGNAG)通过通过-1-1,4 4糖苷键相连而成。糖苷键相连而成。M M和和G G交替连接,从而形成了肽聚糖层的骨架交替连接,从而形成了肽聚糖层的骨架 聚糖。聚糖。第11页,讲稿共74张,创作于星期日b.b.短肽:是连接在胞壁酸分子上的、由四个氨基酸以短肽:是连接在胞壁酸分子上的、由四个氨基酸以L L、D D交替连接起来交替连接起来的短肽。含的短肽。含D-D-谷氨酸、谷氨酸、D-D-和和L-L-丙氨酸和二氨基庚二酸或赖氨酸丙氨酸和二氨基庚二酸或赖氨酸L-L-Ala-D-Glu-L-Lys-D-A
13、laAla-D-Glu-L-Lys-D-Ala 。c.c.肽桥肽桥:短肽之间连接。:短肽之间连接。肽聚糖生理功能:是真细菌细胞壁中的特有成分,它构成了壁的肽聚糖生理功能:是真细菌细胞壁中的特有成分,它构成了壁的坚硬度,决定细胞的形态,并防止渗透压引起的裂解。坚硬度,决定细胞的形态,并防止渗透压引起的裂解。ii)ii)磷壁酸磷壁酸 teichoic acid(teichoic acid(垣酸垣酸)G+G+特有成分。多元醇与磷酸复合物,分为壁磷壁酸和膜磷壁酸。特有成分。多元醇与磷酸复合物,分为壁磷壁酸和膜磷壁酸。生理功能:生理功能:a.a.通过分子上的大量负电荷浓缩细胞周围的通过分子上的大量负电荷
14、浓缩细胞周围的MgMg2+2+,以提高细胞膜上一以提高细胞膜上一些合成酶的活力;些合成酶的活力;b.b.贮藏元素;贮藏元素;第12页,讲稿共74张,创作于星期日c.c.调节细胞内自溶素的活力,借以防止细胞因自溶而死亡;调节细胞内自溶素的活力,借以防止细胞因自溶而死亡;d.d.作为噬菌体的特异性吸附受体;作为噬菌体的特异性吸附受体;e.e.赋予赋予G+G+细菌特异的表面抗原,因而可用于菌种鉴定;细菌特异的表面抗原,因而可用于菌种鉴定;f.f.增强某些致病菌(如增强某些致病菌(如A A族链球菌)对宿主细胞的粘连,避免被白细族链球菌)对宿主细胞的粘连,避免被白细胞吞噬,并有抗补体的作用。胞吞噬,并有
15、抗补体的作用。2)2)革兰氏阴性菌革兰氏阴性菌 Gram negativeGram negative 以大肠杆菌为例:以大肠杆菌为例:(i i)细胞壁构成细胞壁构成:G G-细菌细胞壁比细菌细胞壁比G G细菌细胞壁薄(细菌细胞壁薄(15152020nmnm)而结而结构较复杂构较复杂i i)内壁层:厚内壁层:厚2-3 2-3 nmnm,单(双)分子层,由肽聚糖构成。单(双)分子层,由肽聚糖构成。与与G+G+区别:交联低;区别:交联低;DAPDAP取代取代 L-LysL-Lys;无特殊肽桥。无特殊肽桥。第13页,讲稿共74张,创作于星期日ii)ii)外壁层(外膜):由脂多糖、磷脂和外膜蛋白构成。外
16、壁层(外膜):由脂多糖、磷脂和外膜蛋白构成。内层:脂蛋白层,以脂类部分与肽聚糖相连。内层:脂蛋白层,以脂类部分与肽聚糖相连。中层:磷脂层。中层:磷脂层。外层:脂多糖层,外壁重要成分,外层:脂多糖层,外壁重要成分,8-10 8-10 nmnm。iiiiii)周质空间:在周质空间:在G-G-细菌中,其外膜与细胞膜间的狭窄胶质空间。细菌中,其外膜与细胞膜间的狭窄胶质空间。(ii)ii)脂多糖脂多糖 lipopolysaccharide LPSlipopolysaccharide LPS,G-G-特有成分。特有成分。i i)结构结构:类脂:类脂A+A+核心多糖核心多糖+O-O-侧链侧链 ii)ii)功
17、能:功能:a.a.内毒素物质基础;内毒素物质基础;b.b.吸附镁、钙离子以提高它们在细胞表面的浓度;吸附镁、钙离子以提高它们在细胞表面的浓度;c.c.决定决定G-G-表面抗原多样性;表面抗原多样性;d.d.噬菌体受体位点;噬菌体受体位点;e.e.具有某种选择性吸收功能具有某种选择性吸收功能(iii)外膜蛋白:指嵌合在外膜蛋白:指嵌合在LPSLPS层和磷脂层外膜上的层和磷脂层外膜上的2020余种蛋白。其中脂余种蛋白。其中脂蛋白具有使外膜层与内壁肽聚糖层紧密连接的功能;三聚体跨膜蛋白可控蛋白具有使外膜层与内壁肽聚糖层紧密连接的功能;三聚体跨膜蛋白可控制分子量大于制分子量大于600600的物质进入。
18、的物质进入。第14页,讲稿共74张,创作于星期日(iviv)G G+与与G G-比较比较第15页,讲稿共74张,创作于星期日第16页,讲稿共74张,创作于星期日第17页,讲稿共74张,创作于星期日(iviv)革兰氏染色机制革兰氏染色机制 主要是细胞壁组成及结构差异造成的。主要是细胞壁组成及结构差异造成的。结晶紫液初染和碘液媒染:在细菌的细胞壁内可形成不溶于水的结晶紫与碘的结晶紫液初染和碘液媒染:在细菌的细胞壁内可形成不溶于水的结晶紫与碘的复合物。复合物。乙醇脱色:乙醇脱色:G G细胞壁较厚、肽聚糖网层次多和交联致密且不含类脂细胞壁较厚、肽聚糖网层次多和交联致密且不含类脂 ,把结晶紫与碘的复合物
19、牢牢留在壁内,使其保持紫色;,把结晶紫与碘的复合物牢牢留在壁内,使其保持紫色;G G-细胞壁细胞壁薄、外膜层类脂含量高、肽聚糖层薄和交联度低,结晶紫与碘复合薄、外膜层类脂含量高、肽聚糖层薄和交联度低,结晶紫与碘复合物的溶出,细胞退成无色。物的溶出,细胞退成无色。复染复染:G G-细菌呈现红色,而细菌呈现红色,而G G+细菌则仍保留最初的紫色。细菌则仍保留最初的紫色。第18页,讲稿共74张,创作于星期日3 3)古生菌:细胞壁功能与真细菌相似)古生菌:细胞壁功能与真细菌相似 ,但不含真正的肽聚糖,而含假,但不含真正的肽聚糖,而含假肽聚糖、糖蛋白或蛋白质。肽聚糖、糖蛋白或蛋白质。假肽聚糖:假肽聚糖:
20、聚糖:聚糖:由由N-N-乙酰葡萄糖胺和乙酰葡萄糖胺和N-N-乙酰塔罗糖胺糖醛酸通过乙酰塔罗糖胺糖醛酸通过-1-1,3 3糖苷糖苷键交替连接而成。键交替连接而成。肽尾:肽尾:由由L-GluL-Glu、L-AlaL-Ala和和L-Lys3L-Lys3个个L L型氨基酸组成。型氨基酸组成。肽桥:由肽桥:由L-Glu1L-Glu1个氨基酸组成。个氨基酸组成。4 4)抗酸细菌)抗酸细菌一类特殊的革兰氏阳性菌一类特殊的革兰氏阳性菌a.a.呈革兰氏阳性,但细胞壁分层,外层为蜡质层,内层为肽聚糖层。呈革兰氏阳性,但细胞壁分层,外层为蜡质层,内层为肽聚糖层。b.b.类脂含量高,而肽聚糖含量低。类脂含量高,而肽聚
21、糖含量低。第19页,讲稿共74张,创作于星期日原生质体原生质体protoplastprotoplast:人工条件下用溶菌酶除去细胞壁或用青霉素抑人工条件下用溶菌酶除去细胞壁或用青霉素抑制细胞壁合成后,所留下的仅由一层细胞膜包裹的圆球状细胞。一般由制细胞壁合成后,所留下的仅由一层细胞膜包裹的圆球状细胞。一般由G+G+形成。形成。特点:对渗透压敏感;对相应的噬菌体缺乏敏感性;不能进行正常的鞭特点:对渗透压敏感;对相应的噬菌体缺乏敏感性;不能进行正常的鞭毛运动;细胞不能分裂。毛运动;细胞不能分裂。5)5)缺壁细菌:指细胞壁缺乏或缺损的细菌。包括原生质体、球状体、缺壁细菌:指细胞壁缺乏或缺损的细菌。包
22、括原生质体、球状体、L L型型细菌和支原体。细菌和支原体。第20页,讲稿共74张,创作于星期日球状体球状体:残留部分细胞壁,一般由残留部分细胞壁,一般由G G-形成。有一定抗性。形成。有一定抗性。特点:对渗透压敏感;长鞭毛也不运动;对噬菌体不敏感;细胞特点:对渗透压敏感;长鞭毛也不运动;对噬菌体不敏感;细胞不能分裂等。不能分裂等。LL型细菌:一种由自发突变形成的变异型,无完整细胞壁,在固体培养基型细菌:一种由自发突变形成的变异型,无完整细胞壁,在固体培养基表面形成表面形成 油煎蛋油煎蛋 状小菌落。状小菌落。支原体:长期进化形成。无细胞壁的原核生物,因为它的细胞膜中含支原体:长期进化形成。无细胞
23、壁的原核生物,因为它的细胞膜中含有一般原核生物所没有的甾醇,故即使缺乏细胞壁,其细胞膜仍有较有一般原核生物所没有的甾醇,故即使缺乏细胞壁,其细胞膜仍有较高的机械强度高的机械强度.2 2、细胞膜、细胞膜 cell membranecell membrane(1)(1)形态特征形态特征:(2)(2)在细胞壁与细胞质之间的一层柔软而富有弹性的半透性膜,在细胞壁与细胞质之间的一层柔软而富有弹性的半透性膜,厚厚7-87-8nmnm。在电镜下观察到的细胞膜,是在内外两暗色层之间夹着一浅色在电镜下观察到的细胞膜,是在内外两暗色层之间夹着一浅色中间层的一种双层膜结构。中间层的一种双层膜结构。第21页,讲稿共7
24、4张,创作于星期日(2)(2)化学组成化学组成:蛋白和磷脂,蛋白含量高达:蛋白和磷脂,蛋白含量高达75%75%,种类也多。膜,种类也多。膜不含甾醇类。不含甾醇类。1)1)磷脂:磷脂:磷脂双分子层磷脂双分子层由两层磷脂分子整齐地对称排列而成。由两层磷脂分子整齐地对称排列而成。2)2)蛋白:蛋白:i i整整合合蛋蛋白白(或或内内嵌嵌蛋蛋白白):嵌嵌埋埋在在呈呈液液态态的的磷磷脂脂双双分分子子层层中中,具运输功能。具运输功能。iiii周边蛋白(或膜外蛋白):周边蛋白(或膜外蛋白):“漂浮漂浮”在磷脂双分子层的外在磷脂双分子层的外表面,具有酶促作用。表面,具有酶促作用。第22页,讲稿共74张,创作于星
25、期日(3)(3)膜结构膜结构液态镶嵌模型液态镶嵌模型 膜的主体是脂质双分子层;膜的主体是脂质双分子层;脂质双分子层具有流动性;脂质双分子层具有流动性;整合蛋白因其表面呈疏水性,故可整合蛋白因其表面呈疏水性,故可“溶溶”于脂质双分子层的疏水性内于脂质双分子层的疏水性内层中;层中;周边蛋白表面含有亲水基团,故可通过静电引力与脂质双分子层表面周边蛋白表面含有亲水基团,故可通过静电引力与脂质双分子层表面的极性头相连;的极性头相连;脂质分子间或脂质与蛋白质分子间无共价结合;脂质分子间或脂质与蛋白质分子间无共价结合;脂质双分子层犹如脂质双分子层犹如“海洋海洋”,周边蛋白可在其上作,周边蛋白可在其上作“漂浮
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