《微生物形態(tài)》PPT課件.ppt

第2章 微生物形態(tài)和結(jié)構(gòu),一 研究形態(tài)和構(gòu)造的意義： 形態(tài)是入門向?qū)?，?gòu)造是研究基礎(chǔ) 提高定向篩選效率 掌握發(fā)酵進程、及時探測雜菌污染 分類鑒定中應(yīng)用,二 原核微生物的類群 光能：藍細菌 “三菌” 化能： 細菌 放線菌 “三體” 人工培養(yǎng)基：支原體 專門寄生： 立克次氏體 衣原體,體小而細 形簡而短(球、桿、弧) 是一類 壁堅而韌 單細胞原核生物 二等分裂 水生性很強,2.1 原核微生物,2.1.1 細菌,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、 細胞的形態(tài),桿狀 形態(tài) 球狀 螺旋狀,球菌,單、雙鏈(分裂面一) 四聯(lián)球菌(分裂面二) 八疊球菌(分裂面三) 葡萄球菌(分裂面多),金黃色葡萄球菌,桿菌,長桿菌，如 Bactillus subtilis,短桿菌，如 Escherichia coli,螺旋菌,弧菌(vibrio)6圈,畸形 物理化學(xué)因素影響(阻礙細胞發(fā)育) 異常形 營養(yǎng)條件影響 衰頹形：菌齡,1） 細菌細胞的一般構(gòu)造 (1)細胞壁 (2)細胞膜和間體 (3)細胞質(zhì) (4)核質(zhì)體 2） 細菌細胞的特殊構(gòu)造 (1)莢膜 (2)鞭毛 (3)芽孢,2、 細胞的結(jié)構(gòu),鞭毛,菌毛,性菌毛,芽孢,微莢膜,莢膜,粘液層,糖被,特殊構(gòu)造,細胞壁,細胞膜,間體,核區(qū),內(nèi)含物,一般構(gòu)造,細菌細胞的模式構(gòu)造,細菌細胞的結(jié)構(gòu),核糖體,1） 細菌細胞的一般構(gòu)造,(1)細胞壁,位于細胞最外的一層厚實、堅韌的外被，內(nèi)側(cè) 緊貼細胞質(zhì)膜，略具彈性，占細胞干重的10%25%。,主要功能： 固定外形、提高機械強度 為細胞的生長、分裂和鞭毛運動所必須 滲透屏障 細菌特定的抗原性、致病性以及對抗生素和噬菌體敏感性的物質(zhì)基礎(chǔ),細胞壁的成分？,(2)革蘭氏染色法,金黃色葡萄球菌,大腸桿菌,G+菌 肽聚糖含量高，層多厚，交聯(lián)度大，無類脂 G-菌 肽聚糖含量低，層少薄，交聯(lián)度小，類脂多,染色技術(shù),(1)細菌染色法,染色方法和胞壁成分不同分類： G+和G-,肽聚糖,肽聚糖單體 雙糖單位 N-乙酰葡萄糖胺(G) N-乙酰胞壁酸(M) 肽尾 短肽(45個氨基酸) 肽橋 15個氨基酸,G+細胞壁成分,青霉素殺細菌,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(表面抗原決定因子為磷壁酸) 噬菌體的吸附位點 聚集陽離子Mg2+ 保持胞壁透性 激活酶活性,G+細胞壁成分,肽聚糖,G-細胞壁成分（比G+成分復(fù)雜）,脂多糖,功 能 濃縮陽離子Mg2+、Ca2+ 噬菌體吸附位點 G-表面抗原 保護作用、屏障作用 內(nèi)毒素物質(zhì)基礎(chǔ)（類脂A）,O-側(cè)鏈,核心多糖,類脂A,細胞壁缺陷型：無完整的細胞壁，細胞呈球形，對滲透壓敏感，易導(dǎo)入外源遺傳物質(zhì),細胞壁缺陷型,特點？ 用途？ 形成？,1） 細菌細胞的一般構(gòu)造,(2)細胞膜和間體,細胞壁,細胞膜：緊貼細胞壁內(nèi)側(cè)的一層由磷脂和蛋白質(zhì)組成的柔軟、富有彈性的半透性薄膜,功 能 滲透作用、層析作用 主動運輸 合成基地 三基地 產(chǎn)能基地 酶基地 助鞭毛運動,間體mesosome：由細胞膜內(nèi)褶形成的一種管狀、層狀或囊狀結(jié)構(gòu)，一般位于細胞分裂部位或其鄰近，其功能主要是促進細胞間隔的形成并與遺傳物質(zhì)的復(fù)制及其相互分離有關(guān)。,細胞壁 細胞膜和間體,1） 細菌細胞的一般構(gòu)造,(3)細胞質(zhì)及其內(nèi)含物,透明粘液狀物質(zhì) 核酸、蛋白質(zhì)、脂類、糖 無機鹽、水 C源 糖朊 有機 PHB(聚 -羥丁酸) 藻青素 儲藏物 N源 核糖體 多肽 內(nèi)含物 無機 異染顆粒 硫磺 氣泡 類囊體 羧酶體,聚-羥丁酸,功能,儲藏能源和碳源 維持細胞中性環(huán)境，避免酸性增高 降低細胞滲透壓,芽孢桿菌 固氮菌,由-丁酸單位形成的直鏈聚合物，集合成高度折射性的小球狀物，隨細胞老化更加突出。,異染顆粒,主要成分 偏聚磷酸鹽 多聚磷酸鹽,異染現(xiàn)象 這些顆?？梢杂煤芏鄩A性染料染色。如用甲苯胺藍染色時同多聚磷酸鹽結(jié)合成淡紅紫色,儲藏能源和磷源 降低滲透壓 菌種鑒定,功能,羧酶體,是化能自養(yǎng)類細菌所特有的內(nèi)膜結(jié)構(gòu)，被一層厚約3.5nm的蛋白質(zhì)單層膜所包圍，是固定CO2的場所。,1,5-2P核酮糖羧化酶 酶系 Calvine循環(huán)中的關(guān)鍵酶 5-P核酮糖激酶,氣泡,由一層膜包起來，該膜由蛋白質(zhì)組成，含有重復(fù)的蛋白質(zhì)亞單位。,功能 使細胞具浮力 有利于吸收溶解氧,細胞骨架,核質(zhì)體,細菌為大型環(huán)狀的雙鏈DNA，多為0.253mm。 每個細菌所含的核質(zhì)體為14個，少數(shù)有20多個。 核質(zhì)體為單倍體，僅在染色體復(fù)制的短期為雙倍體。,細胞壁 細胞膜和間體 細胞質(zhì)及內(nèi)含物,(1)芽孢Endospore,某些細菌在其生長發(fā)育后期，可在細胞內(nèi)形成一個圓形或橢圓形抗逆性休眠體。,2） 細菌細胞的特殊構(gòu)造,芽孢結(jié)構(gòu),芽孢的形成,圖示為蘇云金芽孢桿菌。,芽孢耐熱機制,篩選 利 保存菌種、鑒定菌種 滅菌指標：121，10 食品工業(yè)：罐頭發(fā)胖 害 發(fā)酵工業(yè) 產(chǎn)毒菌,DPA-Ca 吡啶二羧酸鈣鹽學(xué)說 皮層膨脹學(xué)說,實際意義,2） 細菌細胞的特殊構(gòu)造,(2)莢膜capsule,(1)芽孢,又稱糖被，某些細菌壁外存在著一層厚度不定的、粘液狀、膠狀物質(zhì)。,成分,多糖 多肽,種類,微莢膜 莢膜 粘液層 菌膠團,功能,與病原菌的毒性密切相關(guān) 儲藏養(yǎng)料，堆積代謝產(chǎn)物 保護作用，免受干燥 抵抗吞噬細胞的吞噬,(1)芽孢 （2）莢膜,2） 細菌細胞的特殊構(gòu)造,(3)鞭毛flegellum,某些細菌長在體表的長絲狀、波曲的附屬絲狀物結(jié)構(gòu)。是細菌的運動器官,非生命活動所必須，易脫落，也可因變異而喪失，數(shù)目和著生位置因種而異，是細菌鑒定依據(jù)之一,2） 細菌細胞的特殊構(gòu)造,(4)纖毛pili,又稱菌毛，長在菌體表面的纖細、中空、短直，數(shù)量較多的蛋白質(zhì)類附屬物。,(1) 芽孢 （2）莢膜 （3）鞭毛,性纖毛與 遺傳物質(zhì) 在細菌間 轉(zhuǎn)移有關(guān),吸附器官而非運動器官,菌落(colony) 以母細胞為中心的、肉眼可見的、有一定形態(tài)構(gòu)造的子細胞群體。 克隆(clone) 如果菌落是由一個單細胞發(fā)展而來的，則它就是一個純種細胞群或克隆。,菌苔(lawn) 大量細胞密集地接種到固體培養(yǎng)基表面，結(jié)果長成的“菌落”連成一片。,3、 細菌菌落的特征,菌落特征包括： 大小 形狀 隆起形狀 邊緣情況 表面狀態(tài) 表面光澤 質(zhì)地 顏色、透明度等,具有一定的穩(wěn)定性和專一性 是衡量菌種純度，辨認和鑒 定的重要依據(jù),2.1 原核微生物,2.1.2 放線菌Actinomycetes,定義：是一類呈菌絲狀生長、主要以孢子繁殖和陸生性較強的原核生物。,放線菌的形態(tài)構(gòu)造,1 ） 基內(nèi)菌絲 2 ） 氣生菌絲 3 ） 孢子絲,吸收營養(yǎng),氣生菌絲及孢子絲,功能：繁殖 直、鉤狀、螺旋狀(圈數(shù)、方向)、輪生、螺旋數(shù)目、疏密程度、旋轉(zhuǎn)方向等等,氣生菌絲分化 形成孢子菌絲,干燥、小、密 菌落表面顏色為孢子絲顏色+孢子的顏色 菌絲細，直徑同細菌類似 菌絲密 菌落邊緣下陷，難以挑起。,放線菌的菌落,繁殖： 形成孢子繁殖 菌絲斷裂繁殖,2.2 真核微生物Eukaryotic Microorganism,凡是細胞核具有核膜，能進行有絲分裂，細胞質(zhì)中存在線粒體或同時存在葉綠體等細胞器的微小生物，就稱為真核微生物，包括真菌，原生動物和顯微藻類三大類；其中真菌又分為酵母菌，霉菌和大型真菌（覃菌）三類。,1 真菌 霉菌絲狀真菌Mould, Mold,2.2 真核微生物Eukaryotic Microorganism,霉菌：喜溫濕，具絲狀、絨毛或蛛絲網(wǎng)狀的菌絲體，陸生性強，無大型子實體，易引起工農(nóng)業(yè)產(chǎn)品變質(zhì)的真菌。,作用,工業(yè)應(yīng)用：有機酸(檸檬酸、葡萄糖酸等)，酶制劑(淀粉酶、果膠酶、纖維素酶等)，抗生素(青霉素、灰黃霉素) 生產(chǎn)傳統(tǒng)食品 基本理論研究 工農(nóng)業(yè)產(chǎn)品霉變 植物、動物病害：黃曲霉素、黃米毒素、雜色曲霉素、展青酶素,菌絲,有隔菌絲 無隔菌絲,霉菌菌絲相互交織形成的菌絲集團成為菌絲體,菌絲體,營養(yǎng)菌絲體特化形態(tài) 1 假根 2 吸器 3 附著胞 4 附著枝 5 菌核 6 菌索 7 匍匐菌絲 8 菌環(huán)、菌網(wǎng),氣生菌絲體特化形態(tài),結(jié)構(gòu)簡單的子實體 分生孢子頭 孢子囊 擔(dān)子(有性) 結(jié)構(gòu)復(fù)雜的子實體 分生孢子器 分生孢子座 分生孢子盤 子囊果(有性),無性孢子 游動孢子 孢囊孢子 分生孢子 節(jié)孢子 厚垣孢子 芽孢子 有性孢子 卵孢子 子囊孢子 結(jié)合孢子,真菌的孢子,霉菌菌落,圖示為青霉菌，左為灰黃青霉菌，右為產(chǎn)黃青霉菌。,圖示為黑曲霉菌落。,松：菌絲粗，分布散 干：絲狀、粉狀 大：同細菌、放線菌菌落比較 顏色：基內(nèi)菌絲、氣生菌絲、孢子,1 真菌 酵母菌單細胞真菌Saccharomycetaceae,2.2 真核微生物Eukaryotic Microorganism,酵母菌在自然界分布很廣，主要生長在偏酸性的含糖環(huán)境中。其形態(tài)通常呈球狀，卵圓狀，橢圓狀等，可進行無性繁殖和有性繁殖。,酵母菌的形態(tài)構(gòu)造,(一)細胞壁 外層：甘露聚糖 中間：蛋白質(zhì) 內(nèi)層：葡聚糖,（二）細胞膜 （三）細胞核及其它,無性：出芽生殖、裂殖 有性：子囊孢子,酵母菌繁殖,假菌絲,酵母菌菌落,濕潤、光滑 稠厚、不透明 邊緣整齊 色調(diào)單一,啤酒酵母菌落,紅酵母菌落,四大類微生物菌落形態(tài)特征的比較,2 藻類 藻類的細胞結(jié)構(gòu)： 細胞壁 細胞核 色素和色素體 貯藏物質(zhì) 鞭毛,2.2 真核微生物Eukaryotic Microorganism,3 原生動物,2.2 真核微生物Eukaryotic Microorganism,身體由單細胞構(gòu)成，由細胞器(organelle)或胞器或類器官完成各種生活機能,1、光合營養(yǎng)(phototrophy)植物性營養(yǎng),2、吞噬營養(yǎng)(phagotrophy)動物性營養(yǎng) 3、滲透營養(yǎng)(osmotrophy)腐生性營養(yǎng),基本生殖方式：無性生殖和有性生殖,1、無性生殖(asexual reproduction),（5）出芽生殖,（1）二分裂,（2）復(fù)分裂（多分裂、裂體生殖）,（3）質(zhì)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),經(jīng)兩個配子的融合或受精形成一個新個體的生殖方式,纖毛蟲所具有的生殖方式，即兩個蟲體暫時附帖在一起并發(fā)生細胞質(zhì)和核物質(zhì)交換，然后蟲體分開并分裂,原生動物門的分類,約有5萬種，包括約2萬種化石,2.3 非細胞形態(tài)生物病毒,病毒-核蛋白體 核酸 蛋白質(zhì),病毒 類病毒 亞病毒 擬病毒 朊病毒,噬菌體：,寄生于原核微生物的病毒,病毒是 超顯微的大分子生物 無細胞結(jié)構(gòu) 只含一種核酸 專性活細胞內(nèi)寄生 體外可以無生命狀態(tài)存在且保持其侵染性,特點： 小 可通過細菌濾器 成分：一種核酸+蛋白質(zhì) 缺乏酶類、無核糖體、無蛋白質(zhì)合成系統(tǒng) 專性活細胞內(nèi)寄生 可結(jié)晶，且可在外界長期保存 特殊的繁殖方式：復(fù)制+裝配 對干擾素敏感，對抗生素不敏感,一 病毒形態(tài)構(gòu)造和化學(xué)組成,(一）病毒的大小 單位為nm，即10-9mm,(二) 病毒的形態(tài),核心：DNA或RNA 衣殼：衣殼粒蛋白,典型的病毒粒子,病毒粒子,核衣殼,包膜,（三） 病毒群體形態(tài),包涵體：某些感染病毒的宿主內(nèi)，出現(xiàn)光鏡可見的大小、形態(tài)和數(shù)量不等的小體。 噬菌斑：把適量噬菌體倒在充滿細菌的營養(yǎng)瓊脂表面，培養(yǎng)一定時間后噬菌體裂解細菌后留下的空斑。 空斑、病斑：動物單層細胞培養(yǎng)病毒后留下的，類似于噬菌斑。 枯斑：病毒作用于植物留下的局部壞死部分。,病毒侵入后的三種結(jié)局 裂性噬菌體增殖 吸附、侵入、增殖(復(fù)制)、裝配、釋放,二 病毒的繁殖 -以噬菌體為例,1 吸附,位點：受體、性菌毛等 過程：隨機碰撞、尾絲散開、固著、刺突插入、基板固定 感染復(fù)數(shù)(multiplicity of infection)：每一敏感細胞可吸附的相應(yīng)噬菌體的數(shù)量。 自外