课件：第章真细菌.ppt

第2章 真细菌,第1节 细菌 第2节 放线菌 第3节 蓝细菌 第4节 其他,2019,-,1,第1节 细菌,1 原核微生物的主要特征 2 细菌的基本形态 3 细菌的大小 4 细菌细胞的基本结构与功能 5 细菌细胞的特殊构造 6 细菌的繁殖及其群体特征,2019,-,2,1 原核微生物的主要特征,原核微生物由原核细胞组成 原核细胞：细胞没有真正的核或者说核 没有核膜包裹着，只有DNA组成的拟核 细胞。 原核微生物包括：细菌、蓝细菌、放线菌、支原体、衣原体、立克次氏体等,2019,-,3,原核细胞构造,2019,-,4,原核细胞和真核细胞的区别,2019,-,5,特别提示,原核细胞和真核细胞的根本区别为： 有无核膜 原核细胞和真核细胞的显著区别为： 有无核仁,2019,-,6,2 细菌的基本形态,球 状：单球菌、双球菌、四联球菌、 八叠球菌、链球菌、葡萄球菌。 杆 状：长杆状、短杆状。 螺旋状：弧形、螺旋体。,2019,-,7,2019,-,8,2019,-,9,链球菌,2019,-,10,葡萄球菌,2019,-,11,八叠球菌,2019,-,12,2019,-,13,芽胞杆菌,2019,-,14,2019,-,15,2019,-,16,脊螺旋体,2019,-,17,磁性细菌,2019,-,18,3 细菌的大小,单位：um 1um=10-3mm=10-6m=103nm=104 一般球菌的直径：0.5-1.0um 一般杆菌的宽长:0.4-1um1-num,2019,-,19,4 细菌细胞的基本结构与功能,基本结构又称一般构造 (1)细胞壁 (2)细胞膜 (3)细胞质和内含物,2019,-,20,(1)细胞壁,功能 结构 组成 原生质体 革兰氏染色,2019,-,21,功 能,机械保护作用，抗渗透压，保持菌体形态； 内外物质交换的屏障； 与抗原性、致病性、对噬菌体的敏感性有关。,2019,-,22,结 构,1884年丹麦医生革兰用差别染色法将细菌细胞壁分G+ 和G-两种结构， G+ 比G-结构简单， G+ 细胞壁只有厚厚的一层肽聚糖物质，而G-除有一层薄薄的肽聚糖物质外，在外层还有一层脂质物质合并一起构成细胞壁。,2019,-,23,2019,-,24,2019,-,25,组 成,G+ 菌 G-菌 肽聚糖 50%-80% 1%-10% 磷壁酸 10%-20% - 脂多糖 - + 脂蛋白 - +,2019,-,26,肽 聚 糖,肽聚糖由N-乙酰葡萄糖胺(NAG,G)和N-乙酰胞壁酸(NAM,M)形成骨架，每个NAM上连接一个四肽(G+：L-丙氨酸、D-谷氨酸、 L-赖氨酸、 D-丙氨酸， G-： L-丙氨酸、 D-谷丙氨酸、内消旋二氨基庚二酸、 D-丙氨酸)与NAM的乳酰基结合，再由甘氨酸五肽从横向把两个相邻的四肽中的L-赖氨酸和D-丙氨酸连在一起，从而形成一坚硬而有弹性的三维空间结构。,2019,-,27,G+ L-Ala D-Gla L-Lys D-Ala G- L-Ala D-Gla m-DAP D-Ala,2019,-,28,2019,-,29,原生质体,细菌除去细胞壁剩下的部分称为原生质体，它包括细胞膜、细胞核、细胞质。G+除去完整的细胞壁称为原生质体，G-去壁不完全形成的球形体又称原生质球。 某些细菌在特定环境条件下因基因突变产生的无壁细菌称为L-细菌。,2019,-,30,革兰氏染色,机理 过程 关键步骤,2019,-,31,(2)细胞膜,结构 组成 功能 特性 间体,2019,-,32,结 构,2019,-,33,组 成,膜占细胞干重的10%， 其 中： 脂 类 20% - 50% 蛋白质 50% -75% 糖 类 1.5% - 10% 脂 类：低温型微生物含较多不饱和脂肪酸 高温型微生物含较多饱和脂肪酸 蛋白质：表面蛋白20 % 30% 结构蛋白70 % 80%,2019,-,34,功 能,作为细胞内外物质交换的屏障和介质，有选择性； 能量交换的场所，与呼吸、光合作用有关的酶类、电子传递链位于膜上； 传递信息； 参与细胞壁的合成。,2019,-,35,特 性,磷脂双分子层排列的有序性， 运动性和不对称性； 膜蛋白分布的镶嵌性、运动性 和不均匀性； 负电荷性。,2019,-,36,间 体,间体是由细胞膜内陷折叠性成的袋状结构 其功能 与横隔壁和壁的形成、DNA的复制、细胞分裂、氧化磷酸化、细胞内物质和能量的传递、芽胞的形成等有关。,2019,-,37,周质空间,周质空间又称壁膜空间，指位于细胞壁与细胞膜之间的狭窄间隙，革兰氏阳性细菌与阴性细菌均有，其中含有蛋白酶、核酸酶等各种水解酶类，还有运送某些物质进入细胞内的结合蛋白及与趋化性相关的受体蛋白。,2019,-,38,(3)细胞质和内含物,贮藏物 类囊体 载色体 羧酶体,气泡 核区 质粒 核糖体,2019,-,39,贮藏物,糖原和淀粉:碳源和能源贮存物质。 聚-羟基丁酸（PHB):细菌特有，碳源和能源 贮存物质，可用脂溶性染料(苏丹黑)着色, 可制作可降解塑料。 异染粒:细菌特有，可用美蓝染成紫红色。 硫滴,硫粒: 化能自养菌的能源贮存物质。 磁粒:少数磁细菌中特有的串状Fe3O4磁性颗粒,能感应地球磁场,使细胞按地球磁场排列。,2019,-,40,鼠疫杆菌 白喉棒状杆菌,2019,-,41,磁细菌,2019,-,42,2019,-,43,类 囊 体,类囊体是蓝细菌细胞膜折叠内陷形成，其上有光和作用酶系，是光和作用的场所。,2019,-,44,载 色 体,载色体是光和细菌的内膜系统，上有进行光和作用的色素和酶系。,2019,-,45,羧酶体,羧酶体是自养细菌中一种由蛋白质为主的单层膜包围的小体，内含固定CO2的酶类。,2019,-,46,气 泡,气泡是水生细菌中由蛋白质形成的膜状体，内贮气体，调节细菌在水层中的位置。,2019,-,47,核 区（核质体或拟核）,细菌的核物质无核膜，称为原、拟核或细菌染色体。一个细菌一般只有一个原核，在快速生长的细菌中可有多个。原核不含组蛋白，原核是一个闭合环状双链DNA，控制着细菌的生长、代谢和遗传。,2019,-,48,2019,-,49,),2019,-,50,质 粒,质粒是细菌染色体以外的能独立复制的小分子，为共价闭合环状双链DNA。分子量一般在1-100 106，约含几个到几百个基因，是遗传工程中重要的工具。,2019,-,51,质粒的种类,接合质粒 抗性质粒 降解质粒 致瘤质粒 共生固氮质粒 细菌素质粒,2019,-,52,质粒的特性,是细菌中控制次要性状的非必要的遗传物质 大质粒较少而小质粒较多 具互不相容性,可转移 可整合 可重组 可消除 耐碱性,2019,-,53,核 糖 体 核糖体由65%RNA和蛋白质组成，每个细胞可有104个，是蛋白质合成的场所。,原核细胞与真核细胞比较 原核细胞 真核细胞 核糖体 70S 80S 亚 基 50S 30S 60S 40S 蛋白质 30-35 20 30-50 45-75 RNA 23S 5S 16S 28S 5.8S 5S 18S,2019,-,54,5 细菌细胞的特殊构造,某些细菌在生长的特定阶段能形成荚膜、鞭毛、菌毛、芽孢等特殊够造，它们一般在不同的生长期中出现。 （1）荚膜 （4）性菌毛 （2）鞭毛 （5）芽孢 （3）菌毛 （6）伴胞晶体,2019,-,55,（1）荚膜,概念 特性 组成 功能 应用,2019,-,56,不动杆菌 三叶草根瘤菌,2019,-,57,2019,-,58,概 念,荚膜：包被与某些细菌细胞壁外的一层 厚度不定的透明胶状物质可分为 荚膜、微荚膜、粘液、菌胶团等。,2019,-,59,特 性,不易染色，需用负染色将其衬托出来。 厚度一般为0.2um至数um小于0.2um的称微荚膜。,2019,-,60,组 成,多糖和少量蛋白质,2019,-,61,功 能,保护细胞免受干燥环境影响，附着在 基质上； 保护细胞免受寄主吞噬细胞的吞噬， 增强毒力； 细胞外的贮存物质； 具有抗原性，其血清型可作为分类鉴 定依据。,2019,-,62,应 用,用于菌种鉴定； 用作药物和生化试剂，如代血浆； 用作工业原料如黄单胞菌产生的 黄原胶； 用于污水的生物处理。,2019,-,63,（2）鞭 毛,概念 结构 组成 着生方式 功能,2019,-,64,2019,-,65,概 念,鞭毛：生长在细菌表面的一类比较 细长的蛋白质附属物。,2019,-,66,结 构 鞭毛发源于细胞膜内侧的基粒上 细胞壁为鞭毛的运动提供了支撑点。G+和G-菌中，鞭毛结构有区别。,2019,-,67,2019,-,68,组 成,鞭毛是由鞭毛蛋白组成直径15 25nm,长度3 12um,2019,-,69,着生方式,鞭毛有单极生、单极丛生、偏极生、双极生、周生； 鞭毛着生的方式和数量一般都是分类鉴定的依据。,2019,-,70,功 能,鞭毛：运动、具有抗原性 细菌的三种运动方式： 细菌鞭毛的自由运动 粘细菌的滑行运动 螺旋体的伸缩运动,2019,-,71,（3）菌毛,概念 结构 组成 着生方式 功能,2019,-,72,2019,-,73,概 念,菌毛：生长在细菌表面的一类 比较细短的细丝。,2019,-,74,组 成,菌毛是由菌毛 蛋白组成,2019,-,75,着生方式,菌毛至少十根以上一般周生,2019,-,76,功 能,粘附，与致病性有关,2019,-,77,（4）性菌毛,概念 结构 组成 着生方式 功能,2019,-,78,2019,-,79,2019,-,80,概 念,性菌毛：生长在细菌表面的一类比较细短 且能进行遗传物质交流的细丝。,2019,-,81,组 成,性菌毛是由菌毛 蛋白组成,2019,-,82,着生方式,性菌毛仅一至少数几根。,2019,-,83,功 能,传递遗传物质。,2019,-,84,（5） 芽 孢,概念 特性 着生方式 休眠体 构造 形成过程 抗性原因,2019,-,85,2019,-,86,2019,-,87,2019,-,88,概 念,某些细菌在生长后期于细胞内形成一个圆形、椭圆形、或圆柱形的具高度折光性的休眠体。,2019,-,89,特 性,芽孢难染色、抗逆行强、抗辐射、耐化学药剂、耐高温、耐干燥、含水量低、代谢水平低、可长期保存。,2019,-,90,着生方式,2019,-,91,休眠体,一个芽孢只能萌发一个细菌，反之依然。芽孢不是繁殖体，休眠体是相对于营养体而言。,2019,-,92,构 造,2019,-,93,2019,-,94,形成过程,2019,-,95,抗性原因,低含水量（40%）； 耐热的酶类（小分子酶类，带有二键）； 皮层中含有大量的吡啶二羧酸钙（DPACa）； 多层次厚而致密的芽胞壁； 渗透调节皮层膨胀学说。,2019,-,96,（6）伴胞晶体,伴胞晶体：少数芽孢杆菌在形成芽孢的同时会在芽孢旁形成一颗菱形、方形或不规则的碱溶性蛋白质晶体称伴胞晶体（即内毒素）。 对鳞翅目昆虫幼虫有毒性，可制成生物农药，对人、畜安全。 晶体不溶于水及稀酸，但在昆虫肠道的碱性环境中溶解，引起肠道麻痹、穿孔，毒素进入体腔和血液，破坏昆虫正常生理，引起瘫痪死亡。,2019,-,97,2019,-,98,6 细菌的繁殖及其群体特征,(1)细菌的繁殖 (2)细菌的群体特征,2019,-,99,(1)细菌的繁殖,裂殖 芽殖,2019,-,100,裂 殖 细菌的繁殖主要以裂殖进行，即一个母系胞分裂产生二个大小形态相似的子代细胞，在杆菌中最普通的方式是与轴垂直横分裂，大多数为同形分裂，少数为异形分裂和多次分裂。可分为下面三种：,二分裂 三分裂 复分裂,2019,-,101,二分裂,典型的二分裂是一种对称的二分裂方式，即一个细胞在其对称中心形成两个形态、大小和构造完全相同的子细胞。绝大多数的细菌都借这种分裂方式进行繁殖。,2019,-,102,2019,-,103,普通细菌,巴斯德氏芽菌属、 芽生杆菌属,生丝微菌属、红微菌属、土微菌属,红假单胞菌属、硝化杆菌属、甲基弯菌属,2019,-,104,三分裂,绿色硫细菌能形成松散、不规则、三维构造并由细胞链组成的网状体。,2019,-,105,2019,-,106,复分裂,是一种寄生于细菌细胞中具有端生单鞭毛称作蛭弧菌的小型状细菌所具有的繁殖方式。,2019,-,107,2019,-,108,节杆菌的劈裂,2019,-,109,芽 殖,芽殖是指在母细胞表面（尤其在其一端）先形成一个小突起，待其长大到母细胞相仿后再相互分离并独立生活的一种繁殖方式。,2019,-,110,2019,-,111,(2)细菌的群体特征,在固体培养基上（内）的群体形态 在半固体培养基上（内）的群体形态 在液体培养基上（内）的群体形态,2019,-,112,在固体培养基上（内）的 群体形态,菌落：单个细胞或一团遗传上相同的细胞 在固体基质上生长形成的肉眼可见 的群体 。 菌苔：由多个细胞在固体基质上生长形成 的群体。,2019,-,113,酸奶中的乳酸菌菌落,培养皿正面,培养皿反面,2019,-,114,2019,-,115,在半固体培养基上（内）的 群体形态,2019,-,116,在液体培养基上（内）的 群体形态,好气性：菌膜、菌醭、菌圈； 厌气性：沉淀； 兼 性：混浊,2019,-,117,2019,-,118,2019,-,119,第2节 放线菌,1 放线菌的形态构造 2 放线菌的繁殖方式 3 放线菌的菌落特征 4 放线菌的代表属,2019,-,120,概述：菌落呈放射状，有菌丝，无隔，多核；大多数好氧/微好氧；pH中性至微碱性；土壤中数量可达 105106 CFUg-1; 多数种产生土腥气味。 放线菌在自然界中的作用： 产生大量的抗生素，60%的抗生素由放线菌产生,很多已投入使用； 可参与物质转化，石油脱蜡，污水处理； 少数病原菌。,2019,-,121,放线菌的形态构造,（1）典型放线菌-链霉菌的形态构造 （2）其他放线菌所特有的形态构造,2019,-,122,（1）典型放线菌-链霉菌的形态构造,放线菌菌丝直径与细菌相仿， 细胞壁含NAM,多为G+。 基内菌丝 气生菌丝 孢子丝和分生孢子 孢子囊和游动孢子,2019,-,123,2019,-,124,基内菌丝,营养菌丝，吸收水分和营养物质；无隔、多核，直径0.2 1.2m，可产 色素。,2019,-,125,气生菌丝,直径1.0 1.4m， 可产色素；直、弯曲、分枝。,2019,-,126,孢子丝和分生孢子,孢子丝由气生菌丝分化而来，其排列方式是分类 的依据； 孢子丝形态 有直、波曲、螺旋之分； 排列方式 有单生、丛生、轮生和互生之分，螺旋 的大小、疏密、数目、方向也是分类的依据； 孢子丝上带有单个/成串的分生孢子，呈球、椭圆、 圆柱或瓜子形，具不同的颜色。,2019,-,127,孢子囊和游动孢子,游动放线菌菌丝顶端形成球形、棒或 瓶状的孢子囊，内含多个带鞭毛的游 动孢子。,2019,-,128,2019,-,129,（2）其他放线菌所特有的形态构造,基内菌丝会断裂成大量杆菌状体的放线菌 菌丝顶端形成少量孢子的放线菌 具有孢囊并产孢囊孢子的放线菌 具有孢囊并产游动孢子的放线菌,2019,-,130,2019,-,131,2 放线菌的繁殖方式,菌丝片段 分生孢子 游动孢子,2019,-,132,3 放线菌的菌落特征,（1）在固体培养基上 （2）在液体培养基上（内）,2019,-,133,（）在固体培养基上,早期与细菌的菌落类似 后期因产生气生菌丝和孢子丝， 变为圆形、粉质、紧密、干燥 表面有辐射状皱折 不扩散 不易挑起 正反面常有不同颜色,2019,-,134,2019,-,135,（）在液体培养基上（内）,液面与瓶壁交界处的一圈菌苔 培养液清而不混,2019,-,136,4 放线菌的代表属,（）链霉菌属 （）诺卡氏菌 （）小单孢菌属 （）游动放线菌属,2019,-,137,（1） 链霉菌属,菌丝体组成： 基内菌丝、气生菌丝、 孢子丝、分生孢子，典型的放线菌。 基内菌丝和孢子常有不同颜色。,2019,-,138,单轮生式,螺旋式,具不同形态孢子丝的链霉菌,2019,-,139,（2）诺卡氏菌属,基内菌丝发达，少有气生菌丝，基 内菌丝常猝然断裂成杆、球形。,2019,-,140,2019,-,141,（3）小单孢菌属,分枝，无隔，只有基内菌丝，无气生菌丝，基内菌丝上着生孢子梗，上有孢子（单个）。,2019,-,142,2019,-,143,（4） 游动放线菌属,基内菌丝为主，少或无气生菌丝，基内菌丝上有孢子梗，顶生孢囊，内生很多游动孢子，是适应水生的表现，发育史上属于放线菌与真菌的过渡阶段（？）。,2019,-,144,2019,-,145,2019,-,146,第3节 蓝细菌,1 蓝细菌的形态与构造 2 蓝细菌的繁殖 3 蓝细菌的生理、生态特征 4 蓝细菌的类群,2019,-,147,1 蓝细菌的形态与构造,蓝细菌可分单细胞和丝状体两大类。 单细胞类呈球形、椭圆或柱形，常聚集成 团，并有共同的胶质层。 丝状的可分枝或假分枝，丝外常有胶质鞘。 蓝细菌细胞大小一般310 m，长丝体可 达100 m 。,2019,-,148,细胞学特征,蓝细菌是原核生物，G-，细胞壁双层，外膜含脂多糖，内含肽聚糖、核糖体70S，细胞壁外有多糖类的鞘套。 细胞内有广泛、精致的内膜系统，称为类囊 体。细胞内有气泡，可上浮， 接受光照。,2019,-,149,类囊体：质膜多次重叠形成的片层状结构，叶绿 素和藻胆色素等光合色素呈颗粒状依次 附着在其表面,并含有光合作用酶系, 是 光合作用场所。 光合色素：叶绿素a，藻胆蛋白：藻蓝素和异藻 蓝素（吸收峰625630nm）、藻红蛋 白（吸收峰570580nm）。因光照条 件不同而合成不同比例的三种蛋白， 使细胞呈现不同颜色。,2019,-,150,2019,-,151,2019,-,152,2019,-,153,2019,-,154,）,2019,-,155,2019,-,156,）,聚球蓝细菌,鱼腥l蓝细菌,2019,-,157,2 蓝细菌的繁殖,段殖体（连锁体）:长的丝状体断裂的前端的 短片段，可长成完整的丝状体。 静止细胞：丝状体中间或末端特化的细胞， 壁厚、色深，可抵御不良环境，是休眠体， 可萌发形成新的丝状体。 异形胞：丝状体中间或末端壁厚、色浅的特 化的细胞，不含藻胆蛋白，只存在光合系统， 不会产生分子氧，不会对固氮菌产生毒害 作用，是固氮的场所。,2019,-,158,段殖体开始形成,颤蓝菌,段殖体形成,2019,-,159,静息孢子,2019,-,160,3 蓝细菌的生理、生态特征,蓝细菌广泛分布于水域、土壤，在某些极端环境 （温泉、盐湖、贫瘠的土壤、岩石表面、植物树干 等）中也能生长，在富营养化的水域形成水华，有 些种类可固氮;有些种类有异形胞，是固氮位点。 一些蓝细菌与真菌、植物共生，如: 蓝细菌十真菌 地衣 鱼腥藻十蕨类满江红 红萍 念珠藻、鱼腥藻十裸子植物苏铁 念珠藻十被子植物根乃拉属,2019,-,161,2019,-,162,4 蓝细菌的类群,微囊藻属:细胞较小，球状，多聚集，形成胶团； 鱼腥藻属:细胞球形，形成丝状体，外有鞘套， 有异形胞； 念珠藻属:丝状体常卷曲在坚固的胶被中，如雨 后地木耳； 颤藻属：丝状体中细胞成柄状重叠，不分枝， 无异形胞，在水中颤动； 螺旋藻属:细胞圆饼形，叠加成丝状，外有鞘套， 蛋白质含量可达70%，营养丰富。,2019,-,163,）,蓝杆菌属 聚球蓝菌属 粘杆蓝菌属 粘球蓝菌属,皮果蓝菌属,螺旋蓝菌属,颤蓝菌属,林氏蓝菌属,鱼腥蓝菌属,念珠蓝菌属,简孢蓝菌属,眉蓝菌属,费氏蓝菌属,2019,