《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(mén)向?qū)В瑯?gòu)造是研究基礎(chǔ) 提高定向篩選效率 掌握發(fā)酵進(jìn)程、及時(shí)探測(cè)雜菌污染 分類(lèi)鑒定中應(yīng)用,二 原核微生物的類(lèi)群 光能：藍(lán)細(xì)菌 “三菌” 化能： 細(xì)菌 放線菌 “三體” 人工培養(yǎng)基：支原體 專(zhuān)門(mén)寄生： 立克次氏體 衣原體,體小而細(xì) 形簡(jiǎn)而短(球、桿、弧) 是一類(lèi) 壁堅(jiān)而韌 單細(xì)胞原核生物 二等分裂 水生性很強(qiáng),2.1 原核微生物,2.1.1 細(xì)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(xì)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(zhǎng)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(xì)胞發(fā)育) 異常形 營(yíng)養(yǎng)條件影響 衰頹形：菌齡,1） 細(xì)菌細(xì)胞的一般構(gòu)造 (1)細(xì)胞壁 (2)細(xì)胞膜和間體 (3)細(xì)胞質(zhì) (4)核質(zhì)體 2） 細(xì)菌細(xì)胞的特殊構(gòu)造 (1)莢膜 (2)鞭毛 (3)芽孢,2、 細(xì)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(xì)胞壁,細(xì)胞膜,間體,核區(qū),內(nèi)含物,一般構(gòu)造,細(xì)菌細(xì)胞的模式構(gòu)造,細(xì)菌細(xì)胞的結(jié)構(gòu),核糖體,1） 細(xì)菌細(xì)胞的一般構(gòu)造,(1)細(xì)胞壁,位于細(xì)胞最外的一層厚實(shí)、堅(jiān)韌的外被，內(nèi)側(cè) 緊貼細(xì)胞質(zhì)膜，略具彈性，占細(xì)胞干重的10%25%。,主要功能： 固定外形、提高機(jī)械強(qiáng)度 為細(xì)胞的生長(zhǎng)、分裂和鞭毛運(yùn)動(dòng)所必須 滲透屏障 細(xì)菌特定的抗原性、致病性以及對(duì)抗生素和噬菌體敏感性的物質(zhì)基礎(chǔ),細(xì)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(wú)類(lèi)脂 G-菌 肽聚糖含量低，層少薄，交聯(lián)度小，類(lèi)脂多,染色技術(shù),(1)細(xì)菌染色法,染色方法和胞壁成分不同分類(lèi)： 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(gè)氨基酸) 肽橋 15個(gè)氨基酸,G+細(xì)胞壁成分,青霉素殺細(xì)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(diǎn) 聚集陽(yáng)離子Mg2+ 保持胞壁透性 激活酶活性,G+細(xì)胞壁成分,肽聚糖,G-細(xì)胞壁成分（比G+成分復(fù)雜）,脂多糖,功 能 濃縮陽(yáng)離子Mg2+、Ca2+ 噬菌體吸附位點(diǎn) G-表面抗原 保護(hù)作用、屏障作用 內(nèi)毒素物質(zhì)基礎(chǔ)（類(lèi)脂A）,O-側(cè)鏈,核心多糖,類(lèi)脂A,細(xì)胞壁缺陷型：無(wú)完整的細(xì)胞壁，細(xì)胞呈球形，對(duì)滲透壓敏感，易導(dǎo)入外源遺傳物質(zhì),細(xì)胞壁缺陷型,特點(diǎn)？ 用途？ 形成？,1） 細(xì)菌細(xì)胞的一般構(gòu)造,(2)細(xì)胞膜和間體,細(xì)胞壁,細(xì)胞膜：緊貼細(xì)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(dòng)運(yùn)輸 合成基地 三基地 產(chǎn)能基地 酶基地 助鞭毛運(yùn)動(dòng),間體mesosome：由細(xì)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(xì)胞分裂部位或其鄰近，其功能主要是促進(jìn)細(xì)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(xì)胞壁 細(xì)胞膜和間體,1） 細(xì)菌細(xì)胞的一般構(gòu)造,(3)細(xì)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(lèi)、糖 無(wú)機(jī)鹽、水 C源 糖朊 有機(jī) PHB(聚 -羥丁酸) 藻青素 儲(chǔ)藏物 N源 核糖體 多肽 內(nèi)含物 無(wú)機(jī) 異染顆粒 硫磺 氣泡 類(lèi)囊體 羧酶體,聚-羥丁酸,功能,儲(chǔ)藏能源和碳源 維持細(xì)胞中性環(huán)境，避免酸性增高 降低細(xì)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(xì)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(lán)染色時(shí)同多聚磷酸鹽結(jié)合成淡紅紫色,儲(chǔ)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(lèi)細(xì)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(chǎng)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(lái)，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(xì)胞具浮力 有利于吸收溶解氧,細(xì)胞骨架,核質(zhì)體,細(xì)菌為大型環(huán)狀的雙鏈DNA，多為0.253mm。 每個(gè)細(xì)菌所含的核質(zhì)體為14個(gè)，少數(shù)有20多個(gè)。 核質(zhì)體為單倍體，僅在染色體復(fù)制的短期為雙倍體。,細(xì)胞壁 細(xì)胞膜和間體 細(xì)胞質(zhì)及內(nèi)含物,(1)芽孢Endospore,某些細(xì)菌在其生長(zhǎng)發(fā)育后期，可在細(xì)胞內(nèi)形成一個(gè)圓形或橢圓形抗逆性休眠體。,2） 細(xì)菌細(xì)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(jī)制,篩選 利 保存菌種、鑒定菌種 滅菌指標(biāo)：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(shuō) 皮層膨脹學(xué)說(shuō),實(shí)際意義,2） 細(xì)菌細(xì)胞的特殊構(gòu)造,(2)莢膜capsule,(1)芽孢,又稱(chēng)糖被，某些細(xì)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(lèi),微莢膜 莢膜 粘液層 菌膠團(tuán),功能,與病原菌的毒性密切相關(guān) 儲(chǔ)藏養(yǎng)料，堆積代謝產(chǎn)物 保護(hù)作用，免受干燥 抵抗吞噬細(xì)胞的吞噬,(1)芽孢 （2）莢膜,2） 細(xì)菌細(xì)胞的特殊構(gòu)造,(3)鞭毛flegellum,某些細(xì)菌長(zhǎng)在體表的長(zhǎng)絲狀、波曲的附屬絲狀物結(jié)構(gòu)。是細(xì)菌的運(yùn)動(dòng)器官,非生命活動(dòng)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(xì)菌鑒定依據(jù)之一,2） 細(xì)菌細(xì)胞的特殊構(gòu)造,(4)纖毛pili,又稱(chēng)菌毛，長(zhǎng)在菌體表面的纖細(xì)、中空、短直，數(shù)量較多的蛋白質(zhì)類(lèi)附屬物。,(1) 芽孢 （2）莢膜 （3）鞭毛,性纖毛與 遺傳物質(zhì) 在細(xì)菌間 轉(zhuǎn)移有關(guān),吸附器官而非運(yùn)動(dòng)器官,菌落(colony) 以母細(xì)胞為中心的、肉眼可見(jiàn)的、有一定形態(tài)構(gòu)造的子細(xì)胞群體。 克隆(clone) 如果菌落是由一個(gè)單細(xì)胞發(fā)展而來(lái)的，則它就是一個(gè)純種細(xì)胞群或克隆。,菌苔(lawn) 大量細(xì)胞密集地接種到固體培養(yǎng)基表面，結(jié)果長(zhǎng)成的“菌落”連成一片。,3、 細(xì)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(zhuān)一性 是衡量菌種純度，辨認(rèn)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(lèi)呈菌絲狀生長(zhǎng)、主要以孢子繁殖和陸生性較強(qiáng)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(yíng)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(xì)，直徑同細(xì)菌類(lèi)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(xì)胞核具有核膜，能進(jìn)行有絲分裂，細(xì)胞質(zhì)中存在線粒體或同時(shí)存在葉綠體等細(xì)胞器的微小生物，就稱(chēng)為真核微生物，包括真菌，原生動(dòng)物和顯微藻類(lèi)三大類(lèi)；其中真菌又分為酵母菌，霉菌和大型真菌（覃菌）三類(lèi)。,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(qiáng)，無(wú)大型子實(shí)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(jī)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(dòng)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(wú)隔菌絲,霉菌菌絲相互交織形成的菌絲集團(tuán)成為菌絲體,菌絲體,營(yíng)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(jiǎn)單的子實(shí)體 分生孢子頭 孢子囊 擔(dān)子(有性) 結(jié)構(gòu)復(fù)雜的子實(shí)體 分生孢子器 分生孢子座 分生孢子盤(pán) 子囊果(有性),無(wú)性孢子 游動(dòng)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(xì)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(xì)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(zhǎng)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(jìn)行無(wú)性繁殖和有性繁殖。,酵母菌的形態(tài)構(gòu)造,(一)細(xì)胞壁 外層：甘露聚糖 中間：蛋白質(zhì) 內(nèi)層：葡聚糖,（二）細(xì)胞膜 （三）細(xì)胞核及其它,無(wú)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(rùn)、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(lèi)微生物菌落形態(tài)特征的比較,2 藻類(lèi) 藻類(lèi)的細(xì)胞結(jié)構(gòu)： 細(xì)胞壁 細(xì)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(dòng)物,2.2 真核微生物Eukaryotic Microorganism,身體由單細(xì)胞構(gòu)成，由細(xì)胞器(organelle)或胞器或類(lèi)器官完成各種生活機(jī)能,1、光合營(yíng)養(yǎng)(phototrophy)植物性營(yíng)養(yǎng),2、吞噬營(yíng)養(yǎng)(phagotrophy)動(dòng)物性營(yíng)養(yǎng) 3、滲透營(yíng)養(yǎng)(osmotrophy)腐生性營(yíng)養(yǎng),基本生殖方式：無(wú)性生殖和有性生殖,1、無(wú)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(gè)配子的融合或受精形成一個(gè)新個(gè)體的生殖方式,纖毛蟲(chóng)所具有的生殖方式，即兩個(gè)蟲(chóng)體暫時(shí)附帖在一起并發(fā)生細(xì)胞質(zhì)和核物質(zhì)交換，然后蟲(chóng)體分開(kāi)并分裂,原生動(dòng)物門(mén)的分類(lèi),約有5萬(wàn)種，包括約2萬(wàn)種化石,2.3 非細(xì)胞形態(tài)生物病毒,病毒-核蛋白體 核酸 蛋白質(zhì),病毒 類(lèi)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(wú)細(xì)胞結(jié)構(gòu) 只含一種核酸 專(zhuān)性活細(xì)胞內(nèi)寄生 體外可以無(wú)生命狀態(tài)存在且保持其侵染性,特點(diǎn)： 小 可通過(guò)細(xì)菌濾器 成分：一種核酸+蛋白質(zhì) 缺乏酶類(lèi)、無(wú)核糖體、無(wú)蛋白質(zhì)合成系統(tǒng) 專(zhuān)性活細(xì)胞內(nèi)寄生 可結(jié)晶，且可在外界長(zhǎng)期保存 特殊的繁殖方式：復(fù)制+裝配 對(duì)干擾素敏感，對(duì)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(jiàn)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(mǎn)細(xì)菌的營(yíng)養(yǎng)瓊脂表面，培養(yǎng)一定時(shí)間后噬菌體裂解細(xì)菌后留下的空斑。 空斑、病斑：動(dòng)物單層細(xì)胞培養(yǎng)病毒后留下的，類(lèi)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(diǎn)：受體、性菌毛等 過(guò)程：隨機(jī)碰撞、尾絲散開(kāi)、固著、刺突插入、基板固定 感染復(fù)數(shù)(multiplicity of infection)：每一敏感細(xì)胞可吸附的相應(yīng)噬菌體的數(shù)量。 自外