《微生物形态》PPT课件.ppt

第2章 微生物形态和结构,一 研究形态和构造的意义：形态是入门向导，构造是研究基础提高定向筛选效率掌握发酵进程、及时探测杂菌污染分类鉴定中应用,二 原核微生物的类群 光能：蓝细菌“三菌”化能：细菌 放线菌“三体”人工培养基：支原体 专门寄生：立克次氏体 衣原体,体小而细 形简而短(球、杆、弧)是一类 壁坚而韧 单细胞原核生物 二等分裂 水生性很强,2.1 原核微生物,2.1.1 细菌,Myobacterium tuberculosis(TB),二等分裂,Bacteria are all around us.Given good growing conditions,a bacterium grows slightly in size or length,new cell wall grows through the center,and the bug splits into two daughter cells,each with same genetic material.If the environment is optimum,the two daughter cells may split into four in 20 minutes.,1、细胞的形态,杆状形态 球状 螺旋状,球菌,单、双链(分裂面一)四联球菌(分裂面二)八叠球菌(分裂面三)葡萄球菌(分裂面多),金黄色葡萄球菌,杆菌,长杆菌，如 Bactillus subtilis,短杆菌，如Escherichia coli,螺旋菌,弧菌(vibrio)6圈,畸形 物理化学因素影响(阻碍细胞发育)异常形 营养条件影响 衰颓形：菌龄,1）细菌细胞的一般构造(1)细胞壁(2)细胞膜和间体(3)细胞质(4)核质体2）细菌细胞的特殊构造(1)荚膜(2)鞭毛(3)芽孢,2、细胞的结构,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,细菌细胞的模式构造,细菌细胞的结构,核糖体,1）细菌细胞的一般构造,(1)细胞壁,位于细胞最外的一层厚实、坚韧的外被，内侧 紧贴细胞质膜，略具弹性，占细胞干重的10%25%。,主要功能：固定外形、提高机械强度为细胞的生长、分裂和鞭毛运动所必须渗透屏障细菌特定的抗原性、致病性以及对抗生素和噬菌体敏感性的物质基础,细胞壁的成分？,(2)革兰氏染色法,金黄色葡萄球菌,大肠杆菌,G+菌 肽聚糖含量高，层多厚，交联度大，无类脂G-菌 肽聚糖含量低，层少薄，交联度小，类脂多,染色技术,(1)细菌染色法,染色方法和胞壁成分不同分类：G+和G-,肽聚糖,肽聚糖单体双糖单位N-乙酰葡萄糖胺(G)N-乙酰胞壁酸(M)肽尾短肽(45个氨基酸)肽桥15个氨基酸,G+细胞壁成分,青霉素杀细菌,Penicillin kills bacteria by interfering with the ability to synthesize cell wall.In this sequence,Escherichia coli were incubated in penicillin for 30 minutes.The bacteria lengthen,but cannot divide.Eventually the weak cell wall ruptures(last panel).,磷壁酸,功能G+抗原(表面抗原决定因子为磷壁酸)噬菌体的吸附位点聚集阳离子Mg2+保持胞壁透性激活酶活性,G+细胞壁成分,肽聚糖,G-细胞壁成分（比G+成分复杂）,脂多糖,功 能浓缩阳离子Mg2+、Ca2+噬菌体吸附位点G-表面抗原保护作用、屏障作用内毒素物质基础（类脂A）,O-侧链,核心多糖,类脂A,细胞壁缺陷型：无完整的细胞壁，细胞呈球形，对渗透压敏感，易导入外源遗传物质,细胞壁缺陷型,特点？用途？形成？,1）细菌细胞的一般构造,(2)细胞膜和间体,细胞壁,细胞膜：紧贴细胞壁内侧的一层由磷脂和蛋白质组成的柔软、富有弹性的半透性薄膜,功 能渗透作用、层析作用主动运输 合成基地三基地 产能基地 酶基地助鞭毛运动,间体mesosome：由细胞膜内褶形成的一种管状、层状或囊状结构，一般位于细胞分裂部位或其邻近，其功能主要是促进细胞间隔的形成并与遗传物质的复制及其相互分离有关。,细胞壁细胞膜和间体,1）细菌细胞的一般构造,(3)细胞质及其内含物,透明粘液状物质 核酸、蛋白质、脂类、糖 无机盐、水 C源 糖朊 有机 PHB(聚-羟丁酸)藻青素 储藏物 N源 核糖体 多肽 内含物 无机 异染颗粒 硫磺 气泡 类囊体 羧酶体,聚-羟丁酸,功能,储藏能源和碳源维持细胞中性环境，避免酸性增高降低细胞渗透压,芽孢杆菌固氮菌,由-丁酸单位形成的直链聚合物，集合成高度折射性的小球状物，随细胞老化更加突出。,异染颗粒,主要成分偏聚磷酸盐多聚磷酸盐,异染现象 这些颗粒可以用很多碱性染料染色。如用甲苯胺蓝染色时同多聚磷酸盐结合成淡红紫色,储藏能源和磷源降低渗透压菌种鉴定,功能,羧酶体,是化能自养类细菌所特有的内膜结构，被一层厚约3.5nm的蛋白质单层膜所包围，是固定CO2的场所。,1,5-2P核酮糖羧化酶酶系 Calvine循环中的关键酶 5-P核酮糖激酶,气泡,由一层膜包起来，该膜由蛋白质组成，含有重复的蛋白质亚单位。,功能使细胞具浮力有利于吸收溶解氧,细胞骨架,核质体,细菌为大型环状的双链DNA，多为0.253mm。每个细菌所含的核质体为14个，少数有20多个。核质体为单倍体，仅在染色体复制的短期为双倍体。,细胞壁细胞膜和间体细胞质及内含物,(1)芽孢Endospore,某些细菌在其生长发育后期，可在细胞内形成一个圆形或椭圆形抗逆性休眠体。,2）细菌细胞的特殊构造,芽孢结构,芽孢的形成,图示为苏云金芽孢杆菌。,芽孢耐热机制,筛选 利 保存菌种、鉴定菌种 灭菌指标：121，10 食品工业：罐头发胖 害 发酵工业 产毒菌,DPA-Ca 吡啶二羧酸钙盐学说皮层膨胀学说,实际意义,2）细菌细胞的特殊构造,(2)荚膜capsule,(1)芽孢,又称糖被，某些细菌壁外存在着一层厚度不定的、粘液状、胶状物质。,成分,多糖多肽,种类,微荚膜 荚膜 粘液层 菌胶团,功能,与病原菌的毒性密切相关储藏养料，堆积代谢产物保护作用，免受干燥抵抗吞噬细胞的吞噬,(1)芽孢（2）荚膜,2）细菌细胞的特殊构造,(3)鞭毛flegellum,某些细菌长在体表的长丝状、波曲的附属丝状物结构。是细菌的运动器官,非生命活动所必须，易脱落，也可因变异而丧失，数目和着生位置因种而异，是细菌鉴定依据之一,2）细菌细胞的特殊构造,(4)纤毛pili,又称菌毛，长在菌体表面的纤细、中空、短直，数量较多的蛋白质类附属物。,(1)芽孢（2）荚膜（3）鞭毛,性纤毛与遗传物质在细菌间转移有关,吸附器官而非运动器官,菌落(colony)以母细胞为中心的、肉眼可见的、有一定形态构造的子细胞群体。克隆(clone)如果菌落是由一个单细胞发展而来的，则它就是一个纯种细胞群或克隆。,菌苔(lawn)大量细胞密集地接种到固体培养基表面，结果长成的“菌落”连成一片。,3、细菌菌落的特征,菌落特征包括：大小形状隆起形状边缘情况表面状态表面光泽质地颜色、透明度等,具有一定的稳定性和专一性是衡量菌种纯度，辨认和鉴定的重要依据,2.1 原核微生物,2.1.2 放线菌Actinomycetes,定义：是一类呈菌丝状生长、主要以孢子繁殖和陆生性较强的原核生物。,放线菌的形态构造,1）基内菌丝2）气生菌丝3）孢子丝,吸收营养,气生菌丝及孢子丝,功能：繁殖直、钩状、螺旋状(圈数、方向)、轮生、螺旋数目、疏密程度、旋转方向等等,气生菌丝分化形成孢子菌丝,干燥、小、密菌落表面颜色为孢子丝颜色+孢子的颜色菌丝细，直径同细菌类似菌丝密菌落边缘下陷，难以挑起。,放线菌的菌落,繁殖：形成孢子繁殖 菌丝断裂繁殖,2.2 真核微生物Eukaryotic Microorganism,凡是细胞核具有核膜，能进行有丝分裂，细胞质中存在线粒体或同时存在叶绿体等细胞器的微小生物，就称为真核微生物，包括真菌，原生动物和显微藻类三大类；其中真菌又分为酵母菌，霉菌和大型真菌（覃菌）三类。,1 真菌 霉菌丝状真菌Mould,Mold,2.2 真核微生物Eukaryotic Microorganism,霉菌：喜温湿，具丝状、绒毛或蛛丝网状的菌丝体，陆生性强，无大型子实体，易引起工农业产品变质的真菌。,作用,工业应用：有机酸(柠檬酸、葡萄糖酸等)，酶制剂(淀粉酶、果胶酶、纤维素酶等)，抗生素(青霉素、灰黄霉素)生产传统食品基本理论研究工农业产品霉变植物、动物病害：黄曲霉素、黄米毒素、杂色曲霉素、展青酶素,菌丝,有隔菌丝无隔菌丝,霉菌菌丝相互交织形成的菌丝集团成为菌丝体,菌丝体,营养菌丝体特化形态1 假根2 吸器3 附着胞4 附着枝5 菌核6 菌索7 匍匐菌丝8 菌环、菌网,气生菌丝体特化形态,结构简单的子实体分生孢子头孢子囊担子(有性)结构复杂的子实体分生孢子器分生孢子座分生孢子盘子囊果(有性),无性孢子游动孢子孢囊孢子分生孢子节孢子厚垣孢子芽孢子有性孢子卵孢子子囊孢子结合孢子,真菌的孢子,霉菌菌落,图示为青霉菌，左为灰黄青霉菌，右为产黄青霉菌。,图示为黑曲霉菌落。,松：菌丝粗，分布散干：丝状、粉状大：同细菌、放线菌菌落比较颜色：基内菌丝、气生菌丝、孢子,1 真菌 酵母菌单细胞真菌Saccharomycetaceae,2.2 真核微生物Eukaryotic Microorganism,酵母菌在自然界分布很广，主要生长在偏酸性的含糖环境中。其形态通常呈球状，卵圆状，椭圆状等，可进行无性繁殖和有性繁殖。,酵母菌的形态构造,(一)细胞壁外层：甘露聚糖中间：蛋白质内层：葡聚糖,（二）细胞膜（三）细胞核及其它,无性：出芽生殖、裂殖 有性：子囊孢子,酵母菌繁殖,假菌丝,酵母菌菌落,湿润、光滑稠厚、不透明边缘整齐色调单一,啤酒酵母菌落,红酵母菌落,四大类微生物菌落形态特征的比较,2 藻类藻类的细胞结构：细胞壁 细胞核 色素和色素体 贮藏物质 鞭毛,2.2 真核微生物Eukaryotic Microorganism,3 原生动物,2.2 真核微生物Eukaryotic Microorganism,身体由单细胞构成，由细胞器(organelle)或胞器或类器官完成各种生活机能,1、光合营养(phototrophy)植物性营养,2、吞噬营养(phagotrophy)动物性营养3、渗透营养(osmotrophy)腐生性营养,基本生殖方式：无性生殖和有性生殖,1、无性生殖(asexual reproduction),（5）出芽生殖,（1）二分裂,（2）复分裂（多分裂、裂体生殖）,（3）质裂,（4）孢子生殖,2、有性生殖(sexual reproduction),（1）配子生殖(gamogenesis),（2）接合生殖(conjugation),经两个配子的融合或受精形成一个新个体的生殖方式,纤毛虫所具有的生殖方式，即两个虫体暂时附帖在一起并发生细胞质和核物质交换，然后虫体分开并分裂,原生动物门的分类,约有5万种，包括约2万种化石,2.3 非细胞形态生物病毒,病毒-核蛋白体核酸蛋白质,病毒 类病毒亚病毒 拟病毒 朊病毒,噬菌体：,寄生于原核微生物的病毒,病毒是超显微的大分子生物无细胞结构只含一种核酸专性活细胞内寄生体外可以无生命状态存在且保持其侵染性,特点：小可通过细菌滤器成分：一种核酸+蛋白质缺乏酶类、无核糖体、无蛋白质合成系统专性活细胞内寄生可结晶，且可在外界长期保存特殊的繁殖方式：复制+装配对干扰素敏感，对抗生素不敏感,一 病毒形态构造和化学组成,(一）病毒的大小单位为nm，即10-9mm,(二)病毒的形态,核心：DNA或RNA衣壳：衣壳粒蛋白,典型的病毒粒子,病毒粒子,核衣壳,包膜,（三）病毒群体形态,包涵体：某些感染病毒的宿主内，出现光镜可见的大小、形态和数量不等的小体。噬菌斑：把适量噬菌体倒在充满细菌的营养琼脂表面，培养一定时间后噬菌体裂解细菌后留下的空斑。空斑、病斑：动物单层细胞培养病毒后留下的，类似于噬菌斑。枯斑：病毒作用于植物留下的局部坏死部分。,病毒侵入后的三种结局裂性噬菌体增殖 吸附、侵入、增殖(复制)、装配、释放,二 病毒的繁殖-以噬菌体为例,1 吸附,位点：受体、性菌毛等过程：随机碰撞、尾丝散开、固着、刺突插入、基板固定感染复数(multiplicity of infection)：每一敏感细胞可吸附的相应噬菌体的数量。自外裂解(lysis from without)内裂解：,2 侵入过程：尾丝展开、释放溶菌酶、尾丝尾鞘收缩、DNA注入,动物病毒借助胞饮作用或直接穿过膜，植物病毒则通过伤口或昆虫刺吸传染,3 增殖,(1)核酸复制,核酸复制核酸转录蛋白质合成,DNA病毒(poxvirus)的复制,(2)核酸转录(3)蛋白质合成,4 装 配,DNA分子的缩合,通过衣壳包裹DNA而形成头部,尾丝和尾部其它部件独立装配完成,头部与尾部相结合,装上尾丝,成熟的病毒粒子从被感染细胞内转移到外界的过程。没有包膜的病毒合成溶解细胞的酶，引起内裂解。有包膜的病毒以下图方式进行：,5 释放,