微生物学简明讲义22246.pptx
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2、考试内容绪论绪论第一章第一章 原核微生物的形态、结构和功能原核微生物的形态、结构和功能第二章第二章 真核微生物的形态、结构和功能真核微生物的形态、结构和功能第三章第三章 病毒和亚病毒病毒和亚病毒第四章第四章 微生物的营养和培养基微生物的营养和培养基第五章第五章 微生物的新陈代谢微生物的新陈代谢第六章第六章 微生物的生长及其控制微生物的生长及其控制第七章第七章 微生物的遗传变异和育种微生物的遗传变异和育种第八章第八章 微生物的生态微生物的生态第九章第九章 传染与免疫传染与免疫第十章第十章 微生物的分类和鉴定微生物的分类和鉴定微生物学发展史微生物学发展史微生物学先驱微生物学先驱列文虎克列文虎克微生
3、物学之父微生物学之父巴斯德巴斯德细菌学之父细菌学之父科赫科赫v定义:是所有定义:是所有形体微小形体微小、单细胞单细胞或或结构较为结构较为简单简单的的多细胞多细胞生物、甚至生物、甚至没有细胞结构没有细胞结构的生物的生物的通称。的通称。v种类:微生物类群十分庞杂,包括:种类:微生物类群十分庞杂,包括:v无细胞结构的无细胞结构的:v属于原核生物的属于原核生物的:v属于真核生物的属于真核生物的:一、什么是微生物一、什么是微生物二、微生物的特点及其应用二、微生物的特点及其应用1、体积小、面积大、体积小、面积大(表面积表面积/体积比值大体积比值大;)2、吸收多、转化快(、吸收多、转化快(代谢活力强)代谢活
4、力强)3、生长旺、繁殖快、生长旺、繁殖快4、适应强、易变异、适应强、易变异5、分布广、种类多、分布广、种类多(多样性)(多样性);以啤酒酵母为例,它在分类学上的地位是:界(Kindom):真菌界门(Phyllum):真菌门纲(Class):子囊菌纲目(Order):内孢霉目科(Family):内孢霉科属(Genus):酵母属种(Species):啤酒酵母(一)、微生物的分类单位(一)、微生物的分类单位界、门、纲、目、科、属、种三、微生物的分类与命名学名学名是微生物的科学名称。是微生物的科学名称。双名法双名法:学名学名=属名属名+种的加词种的加词+(首次定名人)(首次定名人)+现定名人现定名人+
5、定名年份定名年份 (二)微生物的命名(二)微生物的命名必要,用斜体表示可省略,用正体字微生物的名字有微生物的名字有俗名俗名和和学名学名两种。如:两种。如:红色面包霉红色面包霉粗糙脉孢霉粗糙脉孢霉 绿脓杆菌绿脓杆菌铜绿假单胞菌铜绿假单胞菌三名法三名法:用于对亚种的命名,这时在属和种名后加写一个:用于对亚种的命名,这时在属和种名后加写一个subsp.,然后再附上亚种名称(斜排体)。,然后再附上亚种名称(斜排体)。如:如:Bacillus thuringiensissubsp.galleria苏云金芽孢杆菌腊螟亚种苏云金芽孢杆菌腊螟亚种四、原核微生物细菌细菌放线菌放线菌支原体、衣原体和立克次氏体支原
6、体、衣原体和立克次氏体蓝细菌蓝细菌(一一)细菌细菌1、细菌的大小、形态、细菌的大小、形态(1)长度单位:长度单位:微米微米(m)(2)表示:表示:球菌:球菌:直径直径杆菌:杆菌:宽宽长长螺菌:螺菌:宽、长、螺距宽、长、螺距球菌球菌(直径直径):0.2 0.2 1.51.5mm,杆菌杆菌:长长1 5 m,1 5 m,宽宽0.5 1 m0.5 1 m。细菌的形态3、细菌的细胞壁、细菌的细胞壁(1)成分:成分:膜素、胞壁酸和特殊的脂类复合物。膜素、胞壁酸和特殊的脂类复合物。膜素膜素:亦称多肽聚糖,即为糖类和蛋白质结合而成亦称多肽聚糖,即为糖类和蛋白质结合而成的化合物。的化合物。胞壁酸胞壁酸:则只是革
7、兰氏阳性菌才有。则只是革兰氏阳性菌才有。脂类复合物脂类复合物:是革兰氏阴性菌的特征。是革兰氏阴性菌的特征。(2)细菌细胞壁的功能细菌细胞壁的功能细胞壁细胞壁(cellwall)是位于细胞表面,内侧紧贴细胞膜的一是位于细胞表面,内侧紧贴细胞膜的一层较为坚韧、略具弹性的结构。占细胞干重的层较为坚韧、略具弹性的结构。占细胞干重的10-25%。*细胞壁的功能胞壁的功能 维持菌体固有的形态维持菌体固有的形态 保护细菌抵抗低渗环境保护细菌抵抗低渗环境 参与菌体内外的物质交换参与菌体内外的物质交换 菌体表面带有多种抗原分子,可诱菌体表面带有多种抗原分子,可诱发机体的免疫应答。发机体的免疫应答。G+和G-的细
8、胞壁比较肽聚糖肽聚糖:由由N乙酰胞壁酸乙酰胞壁酸(NAM)和和N乙酰葡糖胺乙酰葡糖胺(NAG)以及短肽链以及短肽链(主要是四肽)组成的亚单位聚(主要是四肽)组成的亚单位聚合而成的大分子聚合物。合而成的大分子聚合物。(2)(2)细胞壁的基本骨架胞壁的基本骨架肽聚糖(共有成分)聚糖(共有成分)肽肽聚糖网格状聚糖网格状结结构构细胞壁细胞壁革兰阳性菌革兰阳性菌革兰阴性菌革兰阴性菌强强 度度较坚韧较坚韧较疏松较疏松厚厚 度度20-80nm10-15nm肽聚糖层数肽聚糖层数可多达可多达560层层1-2层层肽聚糖含量肽聚糖含量占细胞壁干重占细胞壁干重50%-80%占细胞壁干重占细胞壁干重5%-20%磷磷 壁
9、壁 酸酸有有无无外外 膜膜无无有有2、细菌染色法、细菌染色法:革革兰兰氏氏染染色色法法(Giamstaining)由由丹丹麦麦医医生生GhristianGram于于1884年创立。年创立。通通过过革革兰兰氏氏染染色色法法可可将将所所有有细细菌菌分分为为革革兰兰氏氏阳阳性性和和革革兰兰氏氏阴阴性性两两大大类类。它它是是鉴鉴别别细细菌的重要方法。菌的重要方法。步骤:步骤:结果结果:阳性菌阳性菌紫色紫色 阴性菌阴性菌红色红色结晶紫初染结晶紫初染碘液媒染碘液媒染乙醇脱色乙醇脱色番红复染番红复染涂片固定涂片固定由丹麦医生由丹麦医生Hans Christian GramHans Christian Gra
10、m于于18841884年创立年创立。革兰氏染色法(革兰氏染色法(GramStain)初染初染复染复染脱色脱色媒染媒染结晶紫结晶紫碘液碘液95%95%乙醇乙醇复红复红甲菌乙菌ProceduresofGramStainingG+G-显微镜下菌体呈显微镜下菌体呈红色者红色者为革兰氏染色阴为革兰氏染色阴性细菌性细菌(常以常以G-表示表示),呈,呈深蓝紫色深蓝紫色者为者为革兰氏染色阳性反应细菌革兰氏染色阳性反应细菌(常以常以G+表示表示)。目前一般认为革兰氏染色是基于细菌细胞壁特殊化学组分目前一般认为革兰氏染色是基于细菌细胞壁特殊化学组分基础上的一种物理原因。基础上的一种物理原因。通过初染和媒染后,细胞
11、内形成了不溶于水的结晶紫通过初染和媒染后,细胞内形成了不溶于水的结晶紫-碘碘的大分子复合物。革兰氏阳性细菌由于的大分子复合物。革兰氏阳性细菌由于细胞壁较厚细胞壁较厚、肽聚、肽聚糖含量较高和其分子交联度较紧密,故在用乙醇洗脱时,糖含量较高和其分子交联度较紧密,故在用乙醇洗脱时,肽聚糖网孔会因脱水而明显收缩,加上它基本不含类脂,肽聚糖网孔会因脱水而明显收缩,加上它基本不含类脂,故乙醇处理不能在壁上溶出缝隙,因此,结晶紫与碘复合故乙醇处理不能在壁上溶出缝隙,因此,结晶紫与碘复合物仍牢牢阻留在细胞壁内,使其呈现紫色。而革兰氏阴性物仍牢牢阻留在细胞壁内,使其呈现紫色。而革兰氏阴性细菌因其壁薄、肽聚糖含量
12、低和交联松散,故遇乙醇后,细菌因其壁薄、肽聚糖含量低和交联松散,故遇乙醇后,肽聚糖网孔不易收缩,加上它类脂含量高,所以当乙醇把肽聚糖网孔不易收缩,加上它类脂含量高,所以当乙醇把类脂溶解后,在细胞壁上就会出现较大缝隙,复合物容易类脂溶解后,在细胞壁上就会出现较大缝隙,复合物容易溶出细胞壁,因此通过乙醇脱色后,细胞又成无色。这时溶出细胞壁,因此通过乙醇脱色后,细胞又成无色。这时再用红色染料进行复染,革兰氏阴性细菌获得一层新的颜再用红色染料进行复染,革兰氏阴性细菌获得一层新的颜色红色,而革兰氏阳性菌则仍呈紫色。色红色,而革兰氏阳性菌则仍呈紫色。革兰氏染色的机制革兰氏染色的机制4、细胞膜胞膜功能:功能
13、:a)a)控制细胞内外物质的运送、交换;控制细胞内外物质的运送、交换;b)b)维持细胞内正常渗透压的渗透屏障作用;维持细胞内正常渗透压的渗透屏障作用;c)c)合成细胞壁各种组分和荚膜物质的场所;合成细胞壁各种组分和荚膜物质的场所;d)d)进行氧化磷酸化或光合磷酸化的产能基地;进行氧化磷酸化或光合磷酸化的产能基地;e)e)参与能量代谢;参与能量代谢;f)f)提供鞭毛的着生点并提供鞭毛运动所需能量。提供鞭毛的着生点并提供鞭毛运动所需能量。5 5、细胞质及其内含物、细胞质及其内含物细胞质功能:细胞质功能:细胞质中含有丰富的酶系,是营养物质合成、细胞质中含有丰富的酶系,是营养物质合成、转化、代谢的场所
14、。转化、代谢的场所。细胞膜内除核质体外的一切半透明、胶状、颗粒细胞膜内除核质体外的一切半透明、胶状、颗粒状物质可总称为细胞质。状物质可总称为细胞质。主要成分有:核糖体、贮藏物、各种酶类、中间主要成分有:核糖体、贮藏物、各种酶类、中间代谢物及质粒等代谢物及质粒等,核糖体核糖体 是分散在细胞质中的颗粒状结构,由核糖体核酸是分散在细胞质中的颗粒状结构,由核糖体核酸(占(占60%60%)和蛋白质(占)和蛋白质(占40%40%)组成。)组成。细菌的核糖体细菌的核糖体组成组成:70s,由,由50s大亚基和大亚基和30s小亚基。小亚基。功能功能:细胞合成蛋白质的机细胞合成蛋白质的机构。构。6 6、核核质体体
15、(又称核区、拟核)细菌细菌DNADNA:长度:一般为:长度:一般为:1313mmmm功能:功能:负载遗传信息。负载遗传信息。由大型环状双链由大型环状双链DNADNA纤丝不规则地折叠或缠纤丝不规则地折叠或缠绕而构成的无核膜、核仁的区域绕而构成的无核膜、核仁的区域7 7、质粒的特点:、质粒的特点:1、可以在细胞质中独立于染色体之外存在,、可以在细胞质中独立于染色体之外存在,也可以插入到染色体上以附加体的形式存在;也可以插入到染色体上以附加体的形式存在;2、在细胞分裂时,可以不依赖于细菌染色体、在细胞分裂时,可以不依赖于细菌染色体而独立进行自我复制,也可以插入到细菌染色而独立进行自我复制,也可以插入
16、到细菌染色体中与染色体一道进行复制;体中与染色体一道进行复制;3、质粒可以通过转化、转导、或接合作用而、质粒可以通过转化、转导、或接合作用而由一个细胞转移到另一个细胞,使两个细胞都由一个细胞转移到另一个细胞,使两个细胞都成为带有质粒的细胞;成为带有质粒的细胞;4、质粒对于细胞生存并不是必要的。、质粒对于细胞生存并不是必要的。质质粒粒应应用用8、荚膜、荚膜负染色负染色特殊染色特殊染色荚膜的生理功能荚膜的生理功能1、荚膜富含水分,可保护细胞免于干燥;、荚膜富含水分,可保护细胞免于干燥;2、能抵御吞噬细胞的吞噬;、能抵御吞噬细胞的吞噬;3、为主要表面抗原,是有些病原菌的毒力因子;、为主要表面抗原,是
17、有些病原菌的毒力因子;4、能保护菌体免受噬菌体和其他物质的侵害;、能保护菌体免受噬菌体和其他物质的侵害;5、是某些病原菌必须的粘附因子;、是某些病原菌必须的粘附因子;6、贮藏养料,是细胞外碳源和能源的储备物质贮藏养料,是细胞外碳源和能源的储备物质荚膜与菌落形态荚膜与菌落形态光滑型菌落光滑型菌落产荚膜的细菌在固体培养基上形成的菌落产荚膜的细菌在固体培养基上形成的菌落表面湿润、有光泽、呈粘液状,称表面湿润、有光泽、呈粘液状,称S-型菌落。型菌落。粗糙型菌落粗糙型菌落不产荚膜的细菌形成的菌落表面干燥、粗不产荚膜的细菌形成的菌落表面干燥、粗糙、称糙、称R-型菌落。型菌落。9、鞭毛、鞭毛由鞭毛由鞭毛丝鞭
18、毛鞭毛钩基体三部分基体三部分组成:成:鞭毛丝:鞭毛丝:中空螺旋状、丝状结构。鞭毛钩:鞭毛钩:是连接鞭毛丝和基体是连接鞭毛丝和基体的一个弯曲筒状部分。的一个弯曲筒状部分。G菌:菌:L环、P环、S环、M环G+菌菌:S环,M环基体:基体:由若干个盘状物即环由若干个盘状物即环组成。组成。概念:概念:某些细菌生长到一某些细菌生长到一定阶段或在一定环境条件定阶段或在一定环境条件下,细胞的正常生长和分下,细胞的正常生长和分裂停止,细胞内细胞质浓裂停止,细胞内细胞质浓缩,逐步行成一个圆形、缩,逐步行成一个圆形、椭圆形或圆柱形的,对不椭圆形或圆柱形的,对不良环境有较强抵抗力的特良环境有较强抵抗力的特殊结构。殊结
19、构。10、芽胞、芽胞芽胞芽胞芽胞囊芽胞囊对高温、干燥、对高温、干燥、辐射、化学药物有强大的抵抗辐射、化学药物有强大的抵抗力。力。含水量低、壁厚而致密,通透性差含水量低、壁厚而致密,通透性差,不易着色,不易着色,折光性强。折光性强。芽胞内新陈代谢几乎停止,处于休眠状态,但芽胞内新陈代谢几乎停止,处于休眠状态,但保持潜在保持潜在萌发萌发力。力。一个芽孢萌发只产生一个营养状态的细胞。一个芽孢萌发只产生一个营养状态的细胞。芽孢的特性芽孢的特性由分枝状菌丝组成。菌丝无隔膜,仍属单细胞。由分枝状菌丝组成。菌丝无隔膜,仍属单细胞。细胞壁不含几丁质、纤维素;革兰氏阳性。细胞壁不含几丁质、纤维素;革兰氏阳性。(
20、二二)放线菌放线菌菌丝可分为:菌丝可分为:基内菌丝基内菌丝 气生菌丝气生菌丝 孢子丝孢子丝分枝丝状体,原核微生物分枝丝状体,原核微生物革兰氏染色阳性反应革兰氏染色阳性反应高含量(高含量(G+C)mol%(6378%GC)营养期通常不运动营养期通常不运动2.6放线菌放线菌是一类主要呈菌丝状生长和以孢子放线菌是一类主要呈菌丝状生长和以孢子繁殖的陆生性较强的原核生物。与细菌十繁殖的陆生性较强的原核生物。与细菌十分接近,几乎都呈革兰氏阳性。因菌落呈分接近,几乎都呈革兰氏阳性。因菌落呈放射状而得名。放射状而得名。广泛分布在含水量较低、有机物较丰富和广泛分布在含水量较低、有机物较丰富和呈微碱性的土壤中。呈
21、微碱性的土壤中。放线菌最突出的特性之一是能产生大量的、放线菌最突出的特性之一是能产生大量的、种类繁多的种类繁多的抗生素抗生素。全世界共发现。全世界共发现4,000多种抗生素,其中绝大多数由放线菌产生。多种抗生素,其中绝大多数由放线菌产生。有的放线菌还用于生产维生素、酶制剂、有的放线菌还用于生产维生素、酶制剂、烃类发酵、污水处理等方面。烃类发酵、污水处理等方面。放线菌与细菌的比较放线菌与细菌的比较v同为单细胞,菌丝比真菌细,其直径与细菌接近;同为单细胞,菌丝比真菌细,其直径与细菌接近;v同属原核生物。同属原核生物。v胞壁含磷壁酸,二氨基庚二酸,不含几丁质,纤维胞壁含磷壁酸,二氨基庚二酸,不含几丁
22、质,纤维素;素;G+;v对环境的要求与细菌相近;对环境的要求与细菌相近;v对溶菌酶敏感;对溶菌酶敏感;v对抗生素的反应像细菌。对抗生素的反应像细菌。(三三)支原体、立克次氏体和衣原体支原体、立克次氏体和衣原体-支原体支原体:可通过滤菌器。无细胞壁。细胞膜中胆固醇可通过滤菌器。无细胞壁。细胞膜中胆固醇含量多。含量多。-立克次氏体立克次氏体(Rickettsia):专性细胞内寄生,通专性细胞内寄生,通过蚤、虱、蜱、螨传入人体、如斑疹伤寒、战壕热。美国过蚤、虱、蜱、螨传入人体、如斑疹伤寒、战壕热。美国医生医生H.T.Richetts1909年首次发现。年首次发现。-衣原体衣原体:能通过细菌滤膜。能通
23、过细菌滤膜。有革兰氏阴性细菌特征有革兰氏阴性细菌特征,含肽聚糖的细胞壁,但酶系统不完全,必须在寄主细胞内含肽聚糖的细胞壁,但酶系统不完全,必须在寄主细胞内生活,有摄能寄生物之称。砂眼是衣原体引起的生活,有摄能寄生物之称。砂眼是衣原体引起的.支原体支原体立克次氏体立克次氏体衣衣原原体体(四四)蓝细蓝细菌菌又称蓝细菌,光合作用与高等植物类似,与光合细又称蓝细菌,光合作用与高等植物类似,与光合细菌不一样。菌不一样。没有叶绿体,仅有十分简单的光合作用结构装置。没有叶绿体,仅有十分简单的光合作用结构装置。细胞遗传信息载体与其它原核细胞一样,是一个环细胞遗传信息载体与其它原核细胞一样,是一个环状状DNA分
24、子,但遗传信息量很大。分子,但遗传信息量很大。细胞的体积比其它原核细胞大得多。细胞的体积比其它原核细胞大得多。属单细胞生物,有些以丝状的细胞群体存在属单细胞生物,有些以丝状的细胞群体存在.特特征征真真细细菌菌立克次氏立克次氏体体衣原体衣原体支原体支原体直径直径(m)0.52.00.20.50.20.30.20.25可可见见性性光学光学显显微微镜镜光学光学显显微微镜镜光学光学显显微微镜镜勉勉强强可可见见光学光学显显微微镜镜勉勉强强可可见见过滤过滤性性不能不能过滤过滤不能不能过滤过滤能能过滤过滤能能过滤过滤革革兰兰氏染色氏染色阳性或阴性阳性或阴性阴性阴性阴性阴性阴性阴性细细胞壁胞壁有有坚韧坚韧的的
25、细细胞壁胞壁与与细细菌菌相似相似与与细细菌相似菌相似缺缺繁殖方式繁殖方式二分裂二分裂二分裂二分裂二分裂二分裂二分裂二分裂培养方式培养方式人工培养基人工培养基宿主宿主细细胞胞宿主宿主细细胞胞人工培养基人工培养基大分子合成大分子合成有有进进行行进进行行有有产产生生ATP系系统统有有有有无无有有(五)(五)原原核核生生物比较物比较真核生物与原核生物的比较真核生物与原核生物的比较比较项目比较项目 原核生物原核生物 真核生物真核生物 细胞大小细胞大小 较小(通常直径小于较小(通常直径小于2um2um)较大(通常直径大于较大(通常直径大于2um2um)细胞壁主要成分细胞壁主要成分 多数为肽聚糖多数为肽聚糖
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