课件：第二章-细菌(1).ppt

第二章 原核微生物,古菌域 细菌域,原核微生物没有核膜和核仁，核质裸露，与细胞质没有明显界限，叫拟核或似核，没有细胞器，不能进行有丝分裂。,细菌 蓝细菌 放线菌 立克次氏体 其它原核生物,2019,-,1,第一节 古菌域,一、古菌的特点,（一）古菌的形态,细胞形态有球形、杆状、螺旋形、耳垂形、盘状、不规则形状。 直径大小一般在0.1-15m，丝状体长有200 m。,2019,-,2,（二）古菌的细胞结构 细胞壁不含二氨基庚二酸（D-氨基酸）和胞壁酸，不受溶菌酶和内酰胺抗生素的作用 细胞膜的脂质是非皂化性甘油二醚的磷脂和糖脂的衍生物 （三） 代谢 代谢呈多样性，有自养型、异养型和不完全光合作用3种类型，代谢过程中有许多特殊辅酶。,2019,-,3,（四）呼吸类型 严格厌氧、兼性厌氧、专性好氧 （五）繁殖方式和繁殖速度 二分裂、芽殖 繁殖速度比较慢 （六）生活习性 大多数古菌生活在极端环境,2019,-,4,二、古菌的分类,根据生活习性和生理热性：产甲烷菌、嗜热嗜酸菌、 极端嗜盐菌,1、产甲烷菌 可进行厌氧消化，与水解菌和产酸菌等协同作用，将有机物降解成H2、CO2、乙酸和甲烷（具有经济价值的生物能源和清洁燃料）。 专性厌氧菌，分为3目、7科、19属、70种,2019,-,5,2019,-,6,产甲烷菌的培养方法： 专性厌氧菌，分裂和培养均需要在特殊的环境和用特殊的技术进行。 保证厌氧环境：厌氧手套箱 在环境工程中，产甲烷菌具有特殊的意义。在厌氧条件下，产甲烷菌与其他菌（水解菌、产酸菌等）共同作用，将有机物转化为甲烷，这就是所谓的“沼气发酵”。,2019,-,7,2、极端嗜盐菌 对NaCL有特殊的适应性和需要性。栖息在高盐环境。通常极端嗜盐菌的要求盐浓度下限为1.5mol/L（约9），大多数为24mol/L（约1223），甚至高达5.5mol/L（32，达饱和状态）。有的种类也能在低盐浓度下生长。,2019,-,8,三、研究古菌的意义,极端微生物对极端环境有很强的适应性和需要性，对极端微生物基因组的研究有助于从分子水平研究极限条件下微生物的适应性，加深对生命本质的认识 。 古菌生活条件涵盖了自然极端环境的所有恶劣条件，在极端环境下直接进行污染治理，可极大降低运行费用 、节约成本。,2019,-,9,第二节 细菌域,一、个体形态与大小,基本形态,丝状,（一）,2019,-,10,球状,球菌细胞个体呈球形或椭圆形 不同种的球菌在细胞分裂时会形成不同的空间排列方式，常被作为分类依据。 分有：单球菌、双球菌（肺炎球菌）、四联球菌、八叠球菌（甲烷球菌）、链球菌、葡萄球菌,2019,-,11,双球菌,四联球菌,八叠球菌,链球菌,葡萄球菌,2019,-,12,杆状,细胞呈杆状或圆柱形，一般其粗细（直径）比较稳定，而长度则常因培养时间、培养条件不同而有较大变化。 分有：单杆菌、双杆菌和链杆菌。,2019,-,13,单杆菌,双杆菌,链杆菌,球杆菌,2019,-,14,螺旋菌呈螺旋卷曲状，螺纹不满一圈的称为弧菌。,弧菌,螺旋菌,螺旋体菌,2019,-,15,丝状菌,分布在水生境、潮湿土壤和活性污泥中。主要特征是菌体丝状，可引起污泥膨胀。,2019,-,16,（二）细菌大小,细菌的大小以m计 多数球菌：（直径）0.2-80m 杆菌：（长宽） (0.5-1.0) (1-5) m 螺旋菌：宽度弯曲长度 (0.25-1.7) (2-60) m,2019,-,17,二、细菌的细胞结构,基本结构：细胞壁、细胞质膜、细胞质及其内含物、拟核。 特殊结构：芽孢、鞭毛、荚膜、黏液层、衣鞘、光合作用层片等。,2019,-,18,（一）细胞壁（cell wall） 位于细胞表面，内侧紧贴细胞膜的一层较为坚韧略见弹性的结构，占细胞干重10-25%。,根据革兰氏染色效果的不同，将细菌分为革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌两大类。,2019,-,19,革 兰 氏 染 色 法,1.涂片固定,2.单染结晶紫染液第一次染色 1min,2019,-,20,3.媒染碘-碘化钾溶液浸湿30S,4. 脱色95%乙醇溶液进行颜色洗脱,5.复染红色的藩红染液第二次染色,2019,-,21,呈现第二次染色的效果红色；称革兰氏阴性菌（红阴G -）,细菌呈现第一次染色的效果紫色，革兰氏阳性菌（紫阳G）；,2019,-,22,（1）革兰氏阳性菌(G+)细胞壁 厚度为20-80nm，含肽聚糖、磷壁酸和少量蛋白质和脂肪。,2019,-,23,内壁层：紧贴细胞膜，2-3nm，肽聚糖组成的单分子或双分 子层, 结构疏松 外壁层：脂多糖（外层）+磷脂层（中层）+脂蛋白层（内层）,（2） 革兰氏阴性菌(G-)细胞壁,2019,-,24,G+细菌与G细菌细胞壁化学组成与结构：,2019,-,25,对照革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌的组成和构造说明什么通过革兰氏染色G+呈兰色，G-呈红色？,脱色剂-95%乙醇为脂溶剂破坏G的外膜、肽聚糖层和细胞质膜，于是被乙醇溶解的结晶紫和碘的复合物从细胞中渗漏出来，当再用藩红复染时，显现红色。 但在G+细胞中，乙醇使厚的肽聚糖层脱水，导致孔隙变小，由于结晶紫和碘的复合物分子较大，不能通过细胞壁，保持紫色。,2019,-,26,1.保护原生质体免受渗透压引起的破裂作用； 2.维持细菌的形态。（溶菌酶处理不同形态的菌体细胞壁后，菌体均呈球状） 3.细胞壁为多孔结构的分子筛，可以阻挡某些分子的进入。 4.细胞壁为鞭毛提供支点，使鞭毛运动,细菌细胞壁的生理功能：,2019,-,27,（二）原生质体,细胞质膜 细胞质及内含物 拟核,磷 脂 分子,水 溶 性 甘 油 和 磷 酸,难 溶 于 水 的 脂 肪 酸,细胞质膜：,半透膜，主要由磷脂双分子层和蛋白质构成。,2019,-,28,a、磷脂双分子层构成膜的基本骨架 b、磷脂分子以多种形式不断运动使膜结构具流动性 c、膜蛋白质无规则的、以不同深度分布于膜的磷脂层中 d、膜上的蛋白质和磷脂数量与种类可随细菌生理状态而变化,细胞质膜的结构,2019,-,29,细胞质膜的超薄切片电镜照片（标尺：0.2m）,2019,-,30,细胞膜的生理功能：,维持细胞内正常渗透压梯度和溶质的转移； 含有合成细胞壁和形成横膈膜组分的酶，合成细胞壁重要基地； 膜内陷形成中间体，含有细胞色素，参与呼吸作用； 膜上含有进行能量代谢的酶系，在细胞质膜上进行物质代谢和能量代谢，是细胞产能场所； 细胞质膜上有鞭毛基粒，是鞭毛基体的着生部位和鞭毛旋转的供能部位。,2019,-,31,细胞质和内含物 细胞质,是细胞质膜包围的除核物质以外的无色透明、黏稠的复杂胶体；由蛋白质、核酸、多糖、脂质、无机盐和水组成。,细胞质内含物 （1）核糖体：是分散在细胞质中的亚微颗粒，是合成蛋白质的场所，由核糖核酸RNA(60%)和蛋白质(40%)组成。,2019,-,32,（2）内含颗粒,当细菌生长到成熟阶段，因营养过剩而形成。主要功能是贮存营养物。,多聚磷酸盐颗粒（异染粒） 由多聚偏磷酸盐、核糖核酸、蛋白质、脂类及Mg2+组成， 是磷酸盐的贮存体，或者可说是能量仓库。 正在生长的细胞中多聚磷酸盐颗粒含量较多，而老龄细胞中，多聚磷酸盐颗粒被用作碳源、能源和磷源而减少。 因其可用蓝色的染料（甲苯胺蓝或甲烯蓝）染成紫红色或深浅不同的蓝色，被称为异染粒 。,2019,-,33,聚-羟丁酸 为脂溶性物质，不溶于水。很容易被脂溶性染料苏丹黑着染，在光学显微镜下清晰可见。 当缺乏营养时，被用作碳源和磷源。,硫粒 一些硫化菌如：贝日阿托氏菌可以利用H2S作为能源， 氧化为硫粒积累在菌体，当缺乏营养时，氧化体内硫粒为SO42-,从中获得能量。 硫粒具有很好的折光性，在光学显微镜下可轻松看到。,糖元和淀粉粒 均可用碘染色，前者为红褐色，后者为蓝色，二者可作为碳源和能源。,2019,-,34,气泡,调节细胞比重以使细胞漂浮在最适水层中获取光能、O2和营养物质,通常，一种菌含有一种或两种内含颗粒。,2019,-,35,（3）拟核,原核生物所特有的、无核膜结构、无固定形态的原始细胞核。没有核膜和核仁。 由一条环状双链的DNA高度折叠缠绕而成。 拟核携带着细菌的全部遗传信息，决定着遗传性状和传递遗传信息。,2019,-,36,2019,-,37,（三）荚膜、粘液层、菌胶团和衣鞘 1.荚膜 capsule：一些细菌在细胞表面分泌的一种黏性物质，把细胞壁完全包围封住。 （1）化学成分：含水率为90-98%，固形物主要是多糖，有的也含有多肽。,2019,-,38,（2） 功能 ： a、能增强某些病原菌的致病能力； b、使之抵御宿主吞 噬细胞的吞噬，保护细胞免受干燥的影响； c、细胞外碳源和能源性贮藏物质； d、生物吸附作用,2019,-,39,负染色法又称衬托法,1.先染菌体。 2.再将背景染成黑色。 在菌体及背景的衬托下，二者之间会出现透明区，就是荚膜，在显微镜下清晰可见。,2019,-,40,2粘液层： 有些细菌不产生荚膜，其细胞表面仍分泌粘性多糖，疏松地附着在细胞壁表面，与外界没有明显边界.,在污水处理中也有一定的生物吸附功能。,2019,-,41,3菌胶团 zoogloea： 有的细菌荚膜物质互相融合，连为一体，若干细菌按一定的排列方式互相粘集在一起，被一个公共荚膜包围形成一定形状的细菌集团，叫做菌胶团。,形态：球形、蘑菇形、椭圆形、分枝状、埀丝状及其它不规则形。,形成菌胶团的典型细菌为动胶菌属的细菌。 菌胶团吸附物（物质、其他微生物）活性污泥,2019,-,42,4衣鞘 sheath：水生丝状菌多数有衣鞘。由表面的粘液层或荚膜硬质化，形成一个透明坚韧的空壳。,2019,-,43,（四）芽孢 spore 某些细菌在其生活史中的某个阶段或某些细菌在遇到外界不良环境时，在其细胞内形成一个内生孢子叫芽孢。所有的芽孢都可以抵挡外界不良环境。它是抵挡外界不良环境的休眠体。,2019,-,44,枯草杆菌芽孢的超薄切片电镜照片（标尺：0.2m）,2019,-,45,1、芽孢含水率低，38-40% 2、芽孢壁分三层： 外层：芽孢外壳，蛋白质 中层：皮层，肽聚糖，含2，6-吡啶二羧酸（DPA） 内层：孢子壁，肽聚糖，萌发后成为营养细胞的细胞壁 3芽孢中2，6-吡啶二羧酸含量高，占干重的5-15%。芽孢形成过程中，随着DPA的形成而具抗热性，当芽孢萌发，DPA释放到培养基后，抗热性消失。DPA是芽孢耐热的主要原因。 4、含有耐热性酶,芽孢的特点,2019,-,46,（五）鞭毛 flagella 由细胞质膜上的鞭毛基粒长出穿过细胞壁伸向体外的一条纤细的波浪状的丝状物叫做鞭毛。 鞭毛是细菌的运动器官，不具鞭毛的细菌不能运动。某些不具鞭毛的细菌可以滑动。鞭毛运动是靠细胞质膜上的ATP水解酶水解ATP提供能量，,2019,-,47,鞭毛着生的位置和数目是种的特征，具有分类鉴定的意义，根据鞭毛的数目和位置可将具有鞭毛的细菌分为： 极端生鞭毛菌（偏端单生）：在菌体的一端只生一根鞭毛，如霍乱弧菌、荧光假单胞菌,两极端生鞭毛菌（两端单生）：菌体两端各具一根鞭毛.,双毛菌,2019,-,48,束极端生鞭毛菌（偏端丛生）：菌体一端生一束鞭毛，如铜绿假单胞菌,2019,-,49,两束极端生鞭毛菌（两端丛生）：菌体两端各具一束鞭毛，如红螺菌,周身鞭毛菌：周身都有鞭毛，如大肠杆菌,2019,-,50,后面内容