【教学课件】第1章原核微生物的形态、构造与功能.ppt
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1、第一章第一章 原核微生物的形态、构造与功能原核微生物的形态、构造与功能微生物分类微生物分类非细胞型非细胞型:病毒、亚病毒:病毒、亚病毒(第二章第二章)原核细胞型:原核细胞型:细菌、支原体、衣原体、细菌、支原体、衣原体、立克次体、放线菌立克次体、放线菌(第一章第一章)真核细胞型真核细胞型:酵母、霉菌、蕈菌:酵母、霉菌、蕈菌(第三章第三章)本章主要介绍原核生物的六种类型:本章主要介绍原核生物的六种类型:细菌(狭义的)细菌(狭义的)放线菌放线菌蓝细菌蓝细菌支原体支原体立克次氏体立克次氏体衣原体衣原体 细菌是一类细胞细短、结构简单、胞细菌是一类细胞细短、结构简单、胞壁坚韧、多以二分裂方式繁殖和水生性较
2、壁坚韧、多以二分裂方式繁殖和水生性较强的原核生物。强的原核生物。生长环境:温暖、潮湿、富含有机质的生长环境:温暖、潮湿、富含有机质的地方地方第一节第一节 细菌细菌一、细菌的形态、构造及功能一、细菌的形态、构造及功能(一)形态和染色(一)形态和染色1、按外形分类、按外形分类l l球菌球菌l l杆菌杆菌l l螺旋菌:霍乱弧菌、幽螺旋菌:霍乱弧菌、幽门螺杆菌门螺杆菌(1 1)球菌)球菌根据这些细胞分裂产生的新细胞所保持的一根据这些细胞分裂产生的新细胞所保持的一定空间排列方式有以下几种情形:定空间排列方式有以下几种情形:单球菌单球菌双球菌双球菌链球菌链球菌四联球菌四联球菌八叠球菌八叠球菌葡萄球菌葡萄球
3、菌球菌球菌(coccus)脑膜炎奈瑟菌脑膜炎奈瑟菌双球菌双球菌(diplococcus)肺炎链球菌肺炎链球菌链球菌链球菌(streptococcus)球菌球菌(coccus)球菌球菌(coccus)葡萄球菌葡萄球菌(streptococcus)球菌球菌(coccus)四联球菌四联球菌(tetrad)球菌球菌(coccus)八叠球菌八叠球菌(sarcina)(2)杆菌)杆菌外形呈杆状。细菌中种类最多的外形呈杆状。细菌中种类最多的不同杆菌的大小、长短、粗细很不一致。不同杆菌的大小、长短、粗细很不一致。炭疽芽胞杆菌炭疽芽胞杆菌 3-10m大大中中大肠埃希菌大肠埃希菌 2-3m2-3m小小布鲁菌布鲁菌
4、 0.6-1.5 m杆菌杆菌(bacillus)杆菌的形态多样杆菌的形态多样分枝杆菌分枝杆菌双歧杆菌双歧杆菌杆菌的形态多样杆菌的形态多样杆菌杆菌(Bacillus)两端齐平两端齐平炭疽芽胞杆菌炭疽芽胞杆菌两端尖细两端尖细白喉棒状杆菌白喉棒状杆菌(3)螺旋菌)螺旋菌细胞呈弯曲杆状细菌统称细胞呈弯曲杆状细菌统称弧菌弧菌螺菌螺菌螺杆菌螺杆菌异常形态异常形态 一般,幼龄,生长条件适宜,形状正常、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。整齐。老龄,不正常,异常形态。畸形:由于理化因素刺激,阻碍细胞发育引畸形:由于理化因素刺激,阻碍细胞发育引起。起。衰颓形:由于培养时间长,细胞衰
5、老,营养衰颓形:由于培养时间长,细胞衰老,营养缺乏缺乏,或排泄物积累过多引起。,或排泄物积累过多引起。2、细菌大小、细菌大小(1)单位:)单位:m,亚细胞构造单位,亚细胞构造单位nm(2)表示:细菌大小一般用显微测微尺测量,)表示:细菌大小一般用显微测微尺测量,并以多个菌体的平均值或变化范围表示。并以多个菌体的平均值或变化范围表示。显微专用测微尺显微专用测微尺球菌大小以直径表示;杆菌以宽球菌大小以直径表示;杆菌以宽长表示;长表示;螺旋菌以宽螺旋菌以宽弯曲长度表示弯曲长度表示3、常用的、常用的细细菌染色法菌染色法 细菌染色法细菌染色法死菌死菌活菌:用美蓝或活菌:用美蓝或TTC等等负染色:荚膜染色
6、法负染色:荚膜染色法正染色正染色鉴别染色法鉴别染色法荚膜染色法荚膜染色法革兰氏染色革兰氏染色抗酸性染色法抗酸性染色法芽孢染色法芽孢染色法姬姆萨染色法姬姆萨染色法(二)细菌的构造(二)细菌的构造一般构造一般构造细胞壁、细胞膜、细胞质、核区细胞壁、细胞膜、细胞质、核区特殊构造特殊构造糖被(荚膜、黏液层)、糖被(荚膜、黏液层)、鞭毛、菌毛、芽孢鞭毛、菌毛、芽孢1.基本结构基本结构(1)细胞壁:坚韧,略有弹性的结构。)细胞壁:坚韧,略有弹性的结构。功能功能固定细胞外形;保护细胞免受机固定细胞外形;保护细胞免受机械损伤和渗透压危害等械损伤和渗透压危害等革兰氏染色程序和结果革兰氏染色程序和结果 革兰氏染色
7、最关键的一步是脱色,如果脱色过度,会将革兰氏染色最关键的一步是脱色,如果脱色过度,会将革兰氏染色最关键的一步是脱色,如果脱色过度,会将革兰氏染色最关键的一步是脱色,如果脱色过度,会将G+G+误认为误认为误认为误认为G-G-;如果脱色不足,会将;如果脱色不足,会将;如果脱色不足,会将;如果脱色不足,会将G-G-误认为误认为误认为误认为G+G+。步骤步骤步骤步骤试剂试剂试剂试剂结果结果结果结果阳性阳性阳性阳性(G+G+)阴性(阴性(阴性(阴性(G-G-)初染初染初染初染结晶紫结晶紫结晶紫结晶紫紫色紫色紫色紫色紫色紫色紫色紫色媒染媒染媒染媒染碘液碘液碘液碘液仍为紫色仍为紫色仍为紫色仍为紫色仍为紫色仍
8、为紫色仍为紫色仍为紫色脱色脱色脱色脱色95%95%乙醇乙醇乙醇乙醇保持紫色保持紫色保持紫色保持紫色脱去紫色脱去紫色脱去紫色脱去紫色复染复染复染复染复红复红复红复红仍显紫色仍显紫色仍显紫色仍显紫色红色红色红色红色 革兰阳性菌革兰阳性菌革兰阴性菌革兰阴性菌革兰染色革兰染色两类细菌细胞壁的共同组分为肽聚糖,但各有两类细菌细胞壁的共同组分为肽聚糖,但各有其特殊组分。其特殊组分。肽聚糖肽聚糖革兰阳性菌肽聚糖革兰阳性菌肽聚糖聚糖骨架、四肽尾、五肽交联桥聚糖骨架、四肽尾、五肽交联桥(溶菌酶作用点溶菌酶作用点)青霉素作用点青霉素作用点1 1)革兰阳性菌的细胞壁革兰阳性菌的细胞壁壁磷壁酸壁磷壁酸膜磷壁酸膜磷壁酸
9、肽聚糖肽聚糖细胞壁细胞壁细胞膜细胞膜2 2)革兰阴性菌的细胞壁革兰阴性菌的细胞壁脂多糖脂多糖脂蛋白脂蛋白外膜外膜肽聚糖肽聚糖细胞膜细胞膜周质空间周质空间革兰阳性菌与阴性菌细胞壁结构比较(掌握)革兰阳性菌与阴性菌细胞壁结构比较(掌握)细胞壁细胞壁细胞壁细胞壁 革兰阳性菌革兰阳性菌革兰阳性菌革兰阳性菌革兰阴性菌革兰阴性菌革兰阴性菌革兰阴性菌强度强度强度强度较坚韧较坚韧较坚韧较坚韧较疏松较疏松较疏松较疏松厚度厚度厚度厚度20-80nm20-80nm10-15nm10-15nm肽聚糖层数肽聚糖层数肽聚糖层数肽聚糖层数可多达可多达可多达可多达5050层层层层1-21-2层层层层肽聚糖含量肽聚糖含量肽聚糖
10、含量肽聚糖含量占细胞壁干重占细胞壁干重占细胞壁干重占细胞壁干重50-80%50-80%占细胞壁干重占细胞壁干重占细胞壁干重占细胞壁干重5-20%5-20%磷壁酸磷壁酸磷壁酸磷壁酸+外膜外膜外膜外膜+脂蛋白脂蛋白脂蛋白脂蛋白+脂多糖脂多糖脂多糖脂多糖+l l细胞壁功能与真细菌类似,但不含真正的肽聚糖,而含假肽聚糖、糖蛋白或蛋白质。如:产甲烷菌 大多数嗜极菌3 3)古生菌的细胞壁(了解)古生菌的细胞壁(了解)l l指细胞壁缺乏或缺损的细菌。4 4)缺壁细菌的细胞壁(了解)缺壁细菌的细胞壁(了解)紧贴细胞壁内侧,包围着细胞质的柔软而紧贴细胞壁内侧,包围着细胞质的柔软而富有弹性的半透性膜,厚富有弹性的
11、半透性膜,厚7-8nm。在电镜下观察到的细胞膜,是在内外两暗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色层之间夹着一浅色中间层的一种双层膜结构。结构。(2)细胞膜)细胞膜(细胞质膜,质膜,内膜)(细胞质膜,质膜,内膜)1)化学组成:蛋白和磷脂,不含甾醇类。)化学组成:蛋白和磷脂,不含甾醇类。磷脂:磷脂双分子层磷脂:磷脂双分子层蛋白:整合蛋白、周边蛋白蛋白:整合蛋白、周边蛋白磷脂磷脂2)结构模型)结构模型液态镶嵌模型液态镶嵌模型3 3)功能)功能)功能)功能高度选择透性膜,控制物质运输高度选择透性膜,控制物质运输高度选择透性膜,控制物质运输高度选择透性膜,控制物质运
12、输渗透屏障,维持正常渗透压渗透屏障,维持正常渗透压渗透屏障,维持正常渗透压渗透屏障,维持正常渗透压重要代谢活动中心重要代谢活动中心重要代谢活动中心重要代谢活动中心与细胞壁、糖被合成有关与细胞壁、糖被合成有关与细胞壁、糖被合成有关与细胞壁、糖被合成有关4 4)观察方法)观察方法)观察方法)观察方法质壁分离质壁分离质壁分离质壁分离选择性染色选择性染色选择性染色选择性染色电镜观察电镜观察电镜观察电镜观察溶菌酶处理溶菌酶处理溶菌酶处理溶菌酶处理间体:间体:细胞膜内褶形成的细胞膜内褶形成的一种管状、层状或一种管状、层状或串状物,一般位于串状物,一般位于细胞分裂的部位或细胞分裂的部位或附近。多见于附近。多
13、见于G+菌菌功能:(1)参与隔膜形成(2)与核分裂有关(3)类线粒体功能1 1)细胞质)细胞质)细胞质)细胞质指被细胞膜包围的除核区以外的一切半透明、胶体指被细胞膜包围的除核区以外的一切半透明、胶体指被细胞膜包围的除核区以外的一切半透明、胶体指被细胞膜包围的除核区以外的一切半透明、胶体状、颗粒状物质的总称。状、颗粒状物质的总称。状、颗粒状物质的总称。状、颗粒状物质的总称。原核与真核不同原核与真核不同原核与真核不同原核与真核不同原核生物的细胞质不流动。原核生物的细胞质不流动。原核生物的细胞质不流动。原核生物的细胞质不流动。主要成分:水、蛋白、核酸、脂类及少量糖和无机主要成分:水、蛋白、核酸、脂类
14、及少量糖和无机主要成分:水、蛋白、核酸、脂类及少量糖和无机主要成分:水、蛋白、核酸、脂类及少量糖和无机盐。富含核糖核酸。盐。富含核糖核酸。盐。富含核糖核酸。盐。富含核糖核酸。(4)细胞质及其内含物)细胞质及其内含物贮藏物贮藏物:一类由不同化学组分累积而成的:一类由不同化学组分累积而成的不溶性颗粒,其主要功能是贮存营养物。不溶性颗粒,其主要功能是贮存营养物。2)内含物)内含物细胞质内一些形状较大的颗粒状结构。细胞质内一些形状较大的颗粒状结构。概念概念:为碳源贮存物为碳源贮存物性质性质:可用尼罗蓝或苏丹黑染色可用尼罗蓝或苏丹黑染色功能功能:贮存能量,碳源,可降低渗透贮存能量,碳源,可降低渗透压。压
15、。形成:取决于环境硫化物含量形成:取决于环境硫化物含量,缺缺S时时,氧化成硫酸被菌利用。氧化成硫酸被菌利用。或为某些菌的解毒产物。或为某些菌的解毒产物。磁小体:存在于一些趋磁细菌中,成分磁小体:存在于一些趋磁细菌中,成分为为Fe3O4,具有导向功能。,具有导向功能。羧酶体:在自养细菌的羧酶体:在自养细菌的CO2固定中起关键固定中起关键作用作用气泡气泡液泡液泡伴孢晶体:少数芽孢杆菌在形成芽孢时,伴孢晶体:少数芽孢杆菌在形成芽孢时,会在芽孢旁形成一颗菱形、方形或不规会在芽孢旁形成一颗菱形、方形或不规则形的碱溶性蛋白质晶体(即则形的碱溶性蛋白质晶体(即内毒素)。内毒素)。质粒质粒 染色体外独立存在的
16、,能自主复制的遗传染色体外独立存在的,能自主复制的遗传染色体外独立存在的,能自主复制的遗传染色体外独立存在的,能自主复制的遗传物质。呈双股环状物质。呈双股环状物质。呈双股环状物质。呈双股环状DNADNA,可游离存在,也可整合,可游离存在,也可整合,可游离存在,也可整合,可游离存在,也可整合到宿主到宿主到宿主到宿主DNADNA上。上。上。上。功能功能:携带着某些染色体上:携带着某些染色体上所没有的基因,使细菌等原所没有的基因,使细菌等原核生物被赋予了某些对其生核生物被赋予了某些对其生存并非必不可少的特殊功能,存并非必不可少的特殊功能,如接合、产毒、抗药、固氮、如接合、产毒、抗药、固氮、产特殊酶或
17、降解毒物等功能。产特殊酶或降解毒物等功能。2 2)成分:)成分:)成分:)成分:DNADNA,环状双,环状双,环状双,环状双链,超线圈结构链,超线圈结构链,超线圈结构链,超线圈结构3 3)功能:负载遗传信息)功能:负载遗传信息)功能:负载遗传信息)功能:负载遗传信息的物质基础。的物质基础。的物质基础。的物质基础。4 4)观察方法:在普通光)观察方法:在普通光)观察方法:在普通光)观察方法:在普通光学显微镜下,通过富学显微镜下,通过富学显微镜下,通过富学显微镜下,通过富尔根染色法观察。尔根染色法观察。尔根染色法观察。尔根染色法观察。(5)核区)核区类核,核质体类核,核质体1)特点:无核膜、核仁、
18、固定形态,结构简单,)特点:无核膜、核仁、固定形态,结构简单,细胞分裂前核分裂。一般为单倍体。细胞分裂前核分裂。一般为单倍体。(1)糖被)糖被包被于某些细菌细胞壁外的一层厚度不定的透明胶状包被于某些细菌细胞壁外的一层厚度不定的透明胶状物质。物质。为疏水性多糖或蛋白质的多聚体,用理化方法为疏水性多糖或蛋白质的多聚体,用理化方法为疏水性多糖或蛋白质的多聚体,用理化方法为疏水性多糖或蛋白质的多聚体,用理化方法去除后并不影响细胞的生命活动。去除后并不影响细胞的生命活动。去除后并不影响细胞的生命活动。去除后并不影响细胞的生命活动。2.特殊构造特殊构造肺炎链球菌荚膜肺炎链球菌荚膜荚膜荚膜分类 荚膜荚膜:0
19、.2m 0.2m 与菌表面结合松弛与菌表面结合松弛,震荡离心可得。震荡离心可得。粘液层:与菌表面结合松散粘液层:与菌表面结合松散,可向周围扩散可向周围扩散,增大黏性。增大黏性。菌胶团:多个细菌共有一个荚膜。菌胶团:多个细菌共有一个荚膜。微荚膜:微荚膜:0.2m 0.2m 与细胞表面牢固结合。与细胞表面牢固结合。荚膜荚膜 粘液层粘液层 菌胶团菌胶团荚膜的观察:l l光镜l l负染色l l特殊染色负染色荧光显微镜下的荚膜成份:l l90%以上为水,余为多糖和蛋白质,也有多糖和多肽复合型的。功能:l l保护作用l l贮藏养料l l表面附着l l信息识别l l堆积代谢废物(2)鞭毛)鞭毛在菌体上附有细
20、长并呈波状弯曲的丝状物,称为在菌体上附有细长并呈波状弯曲的丝状物,称为鞭毛鞭毛。主要成分是蛋白质,有抗原性。主要成分是蛋白质,有抗原性。鞭毛需用电子显微镜观察,或经特殊染色法使鞭毛增鞭毛需用电子显微镜观察,或经特殊染色法使鞭毛增粗后才能在光镜下看到。粗后才能在光镜下看到。G菌:菌:L环、环、P环、环、S环、环、M环环G+菌:菌:S环,环,M环环构造:构造:由鞭毛丝、鞭毛钩及基体组成。由鞭毛丝、鞭毛钩及基体组成。鞭毛的结构及其运动机制鞭毛的结构及其运动机制(旋转论旋转论)功能:a.a.赋予细菌趋性运动的功能。b.b.作为菌种分类鉴定的重要指标。大多数球菌不生鞭毛,杆菌中有的生鞭毛有的不生鞭毛,弧
21、菌与螺旋菌都生鞭毛。l l长在细菌体表的一种纤细、中空、短直、数量较多的长在细菌体表的一种纤细、中空、短直、数量较多的长在细菌体表的一种纤细、中空、短直、数量较多的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。多见于蛋白质附属物。多见于蛋白质附属物。多见于蛋白质附属物。多见于G-G-,特别是革兰阴性致病菌。,特别是革兰阴性致病菌。,特别是革兰阴性致病菌。,特别是革兰阴性致病菌。l l发生于质膜或紧贴质膜的细胞质中发生于质膜或紧贴质膜的细胞质中发生于质膜或紧贴质膜的细胞质中发生于质膜或紧贴质膜的细胞质中,是僵硬的蛋白质是僵硬的蛋白质是僵硬的蛋白质是僵硬的蛋白质丝或丝管。必须用电子显
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