课件：第1章原核微生物1.ppt

第一章 原核微生物,原核微生物细胞的结构模式 细菌的形态和繁殖 放线菌,一般构造：细胞壁、细胞膜、细胞质、间体 及内膜系统、原核、质粒、核糖体和贮 存物质等 特殊构造：荚膜（capsule）、芽孢（spore） 及鞭毛（flagellum）等。,第一节 原核微生物细胞的结构模式,典型细菌细胞的模式结构：,图1-1 细菌细胞结构模式图,1.细胞壁；2.细胞膜；3.核质体；4.间体； 5.贮藏物；6.细胞质； 7.芽孢； 8.鞭毛； 9.菌毛；10.性菌毛；11.荚膜；12.粘液层,一 细胞壁（cell wall)：,1.概念：通常是指包围原生质膜的一层较为紧韧且略带弹性的结构。,细菌细胞的基本结构,a维持菌形；,细胞壁,2、主要功能：,b具有保护作用；,c与物质运输有关；,d协助鞭毛运动；,e为正常的细胞分裂所必需；,f决定细菌具有特定的抗原性、致病力以 及对抗生素和噬菌体的敏感性。,3、革兰氏染色反应,结晶紫 初染 1min,碘液 媒染 1min,酒精 脱色 20-30s,番红 复染 1-2min,结果： G呈红色 G+呈蓝紫色,细胞壁,Figure 1-2 A Gram stain of Gram + Staphylococcus cells.,Figure 1-3 Gram stain of Gram - E. coli cells,细胞壁,革兰氏染色反应机制：,G菌：肽聚糖层厚且交联度高，类脂含量低。当乙醇脱色时，肽聚糖脱水而孔径缩小，透性降低，故保留结晶紫-碘复合物在细胞膜上，呈蓝紫色。,G菌：肽聚糖层薄，交联松散，且含有较多易被乙醇溶解的类脂质。当乙醇脱色时，类脂质被溶解，细胞壁透性增大，结晶紫-碘复合物溶出细胞壁，菌体变成无色，再经蕃红复染后呈红色。,细胞壁,4、G菌与G-菌细胞壁的结构,肽聚糖层,细胞膜,肽聚糖层,细胞膜,壁膜间隙,外膜,图1-4 细菌细胞壁结构,图 1.5 G-细菌与G细菌细胞壁比较图,细胞壁,细胞壁,表1-1 G+细菌与G细菌细胞壁的比较,细胞壁,5、细胞壁缺陷细菌 1）原生质体（protoplast） 溶菌霉、青霉素、丝裂酶素C等（能抑制细菌细胞壁合成）处理G菌，可将G菌的细胞壁完整的去除 2）原生质球（spheroplast） G-菌去壁不完整 原因：G-菌细胞壁的肽聚糖含量少，而溶霉菌和青霉素是一类只能去除肽聚糖或抑制肽聚糖合成的抗生素，因而不能去除外壁层中的脂蛋白，并依旧保留下来。,3）L-型细菌（bacteria L-form） 有些细菌在特定环境条件下，由于基因突变而产生的无壁类型。 形态多变，且能通过细菌滤器； 在低渗条件下生长缓慢，在固体培养基上可形成特殊的“煎鸡蛋”状小菌落； 在一定条件下，L-细菌能回复突变而成为有壁的正常细菌。,细胞壁,细菌细胞的基本结构,二 细胞膜（cell membrane),1、定义：是细胞壁以内包围着细胞质的一层柔软而有弹性的膜。一般厚约7-8nm，主要由磷脂和蛋白质组成。,2、 结构,图1-6 细胞膜的结构,1）选择性地控制细胞内外物质运送和交换；,细胞膜,3、功能：,2）有维持细胞内正常渗透压的屏障作用；,3）参与细胞膜及细胞壁的合成；,4）是原核生物细胞产生能量的主要场所；,5）是许多酶和电子传递链组分所在地；,6）是鞭毛的着生位点，并为其运动提供运动所需的能量。,细菌细胞的基本结构,三 内膜系统,1、间体（mesosome） 由质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。在G+细菌如枯草杆菌、粪链球菌中较为明显。,图1-7 细菌细胞的间体示意图,功能： 1）促进细胞间隔的形成，并与DNA的复制及其相互分离有关； 2）作为细胞呼吸时的氧化磷酸化中心，起“拟线粒体”的作用； 3）参与细胞内物质和能量的传递及芽胞的形成。,间 体,2、类囊体(thylakoid) 存在于蓝细菌中，是蓝细菌进行光合作用的场所。 3、载色体(chromatophore) 又称色素体，是光合细菌进行光合作用的场所。 4、羧酶体(carboxysome) 又称多角体，是存在于自养细菌中的一种多角形或六角形结构，是自养细菌进行光合作用的场所。,内膜系统,细菌细胞的基本结构,原核（prokaryon）,一般是一条很长的环状双螺旋DNA，又称细菌染色体，是遗传信息的载体，控制细菌的生长发育、新陈代谢和遗传变异。,五 质粒(plasmid),质粒是染色体以外的共价闭合环状的双链DNA分子。分布在细胞质中或附着在核染色体上，一个菌体内可有一个或多个质粒。 特性： 1）自我复制和稳定遗传； 2）非必要的遗传物质，控制生物的次要性状； 3）可整合。,细菌细胞的基本结构,1、细胞质(cytoplasm)：是细胞膜内除核 质外的无色透明粘稠的胶状物质和一些 颗粒状物质。其主要成分为水、蛋白质、 核酸、脂类、糖、无机盐和一些颗粒状 内含物。 2、功能： 它是菌体分解与合成代谢的主要场所。,六 细胞质及其内含物,细菌细胞的基本结构,细菌细胞的特殊结构,七 荚膜（Capsule）,1、定义：指某些细菌在一定营养条件下，可在其细胞壁外形成一层疏松透明的粘液物质，这些粘液物质具有一定外形，并相对稳定地附着于细胞壁外，就称为荚膜。,图1-8 荧光显微镜下的荚膜,2、种类：,A 微荚膜（microcapsule）：厚度 0.2m； B 荚膜（Capsule） ：厚度0.2m； C 黏液层（smile layer）：与菌表面结合松 散，且能脱离菌体细胞而存在； D 菌胶团（zoogloea）：多个细菌共有一 个荚膜。,荚膜,图1-8 肺炎双球菌的荚膜,图1-9 细菌的荚膜及菌胶团,A 保护菌体； B 贮存养料； C与细菌的致病力有关，如肺炎链球菌； D 具有表面附着作用，如唾液链球菌； E 具有堆积代谢废物的作用；,3、生理功能：,荚膜,细菌细胞的特殊结构,八 鞭毛（flagella）,1、定义：鞭毛是从细胞质膜和细胞壁伸出细胞外面的蛋白质组成的丝状结构。数目一般为一至数十条，是细菌的运动器官。,2、鞭毛的着生方式,图1-10 细菌的鞭毛类型,鞭毛,3、结构：,图1-11 鞭毛结构图,鞭毛,细菌细胞的特殊结构,1、定义：芽孢是指某些细菌在生长后期于细胞内形成的一种圆形、椭圆型或圆柱型的、厚壁、折光性高、含水量极低而抗逆性极强的内生休眠体。,九 芽孢（spore or endospore）,1）每一个营养细胞只能形成一个芽孢， 因此芽孢没有繁殖功能； 2）芽孢是整个生物界抗逆性最强的生命体； 3）芽孢具有很强的休眠能力。,2、特性：,芽孢,3. 芽孢的结构,芽孢,图1-12 芽孢的结构与类型,居中不膨大 末端不膨大 居中膨大 末端膨大 鼓槌状 接种环形,能形成芽孢的细菌大多数为杆菌，球菌和螺旋菌中只有少数菌种可形成芽孢。 产生芽孢的几个属： (Bacillus)芽孢杆菌属 (Clostridium)梭状芽孢杆菌属 (Sporosarcina)芽孢八叠球菌属,4、能形成芽孢的细菌种类,芽孢,少数芽孢杆菌，如苏云金芽孢杆菌（ Bacillus thuringiensis ）在形成芽孢的同时，会在芽孢旁形成一个菱形或双锥形的碱溶性蛋白晶体（即内毒素）称为伴胞晶体。,5、伴胞晶体（parasporal crystal）,芽孢,该晶体对200多种昆虫尤其是鳞翅目昆虫的幼虫有毒杀作用，因此可以用做微生物农药。,图1-13 伴孢晶体,细菌细胞的特殊结构,菌毛（fimbriae）：是一种长在细菌体表 的纤细、中空、短直、且数量较多的 蛋白质类附属物。 功能：提高菌体的粘附和聚集能力。,十 菌毛和性毛,性毛（pili or pilus）：其成分与结构和 菌毛相同，但比菌毛长，数量仅为 一至少数几根。 功能：与细菌的接合作用有关。,细菌细胞的特殊结构,思考题 1. 细菌有哪些基本结构？其中细胞壁和细胞膜各有什么功能？ 2. 细菌的特殊结构有几种，各自的功能是什么？ 3. 简述革兰氏染色法的步骤与机理？并说明G菌和G菌细胞壁的异同？,后面内容直接删除就行 资料可