微生物 第二章 原核微生物的形态构造与功能ppt课件

一、古细菌细胞的形态特征二、古细菌的细胞结构与功能三、古细菌的在生物界中的地位四、古细菌的分类及代表属,第二章原核微生物形态,第三节古细菌（Archaea）,一、古细菌的形态特征,第二章原核微生物形态,古生菌细胞形态包括球形、裂片状、螺旋形、片状或杆状，也存在单细胞、多细胞的丝状体和聚集体，其单细胞的直径0.115m，丝状体长度可达200m。古生菌菌落颜色有红色、紫色、粉红色、橙褐色、黄、绿、绿黑、灰色和白色。,古细菌细胞壁物质极为多样：类似肽聚糖的物质、假肽聚糖(假胞壁质)、多糖、蛋白质、糖蛋白。,第二章原核微生物形态,二、古细菌的细胞结构,1、古细菌的细胞壁和表面,有的古细菌细胞壁含假肽聚糖(假胞壁质)；而有的古细菌则是由两个双向的、不完全结晶的蛋白质或糖蛋白在细胞表面排列而成的表层；其它古细菌在原生质膜外有厚的多糖的细胞壁。古细菌有鉴别性的特征之一是在原生质膜中脂类的性质不像细菌的脂类由酯键连接甘油，而和真核生物一样由醚键连接甘油，它们的脂类也是长链和分支的脂肪酸。,第二章原核微生物形态,与细菌的染色体相似，由不含核膜的单个环状DNA分子构成，但大小通常小于大肠杆菌的DNA。,第二章原核微生物形态,2、古细菌的DNA,同细菌的核糖体同样大小，但在某些特性上，它们与真核生物的核糖体相似。如对抗生素链霉素和氯霉素的抗性及对白喉毒素的敏感性。,3、古细菌的核糖体,细菌和古细菌的差异,第二章原核微生物形态,1、细胞壁成分独特而多样：不含胞壁酸、D型氨基酸和乙酰。2、细胞膜类脂特殊：所含类脂不可皂化，以醚键连接类异戊二烯。3、核糖体16SrRNA上的核苷酸顺序独特。4、蛋白质合成起始密码为甲硫氨酸，与真核生物相同。5、对抗生素的敏感性与真核生物类似。6、生态条件独特：严格厌氧等极端环境。7、tRNA不含胸腺嘧啶。,1987年，沃斯根据16SrRNA核苷酸序列分析为主的一系列研究结果，将生物分为3个原界，即生命是由真细菌、古细菌和真核生物所构成。,三、古细菌在生物界中的地位,第二章原核微生物形态,古细菌被认为是地球上细胞生物的第三种生命形式，由于这类具有独特基因结构或系统发育的单细胞生物，通常生活在地球上极端环境或生命出现初期的自然环境中。,第二章原核微生物形态,美国黄石公园的间歇泉中漂流的彩色的古细菌,俄罗斯西伯利亚地区的细菌Actinobacteria是在一个冰芯中发现的。DNA分析结果显示它们的年龄在40万岁到60万岁之间。,第二章原核微生物形态,1）产甲烷菌专性厌氧菌，生活于沼泽、污水、水稻田、反刍动物的反刍胃等富含有机质且严格无氧的环境中。有18个属，自养或异养，能利用H2还原CO2产生甲烷（CH4）。这类菌已用于污水处理和沤肥，在将有机物转化为气体燃料甲烷的过程中起重要作用。,四、古细菌的主要类群,2)极端嗜盐菌生活于盐湖、盐田、死海及盐腌制品表面，能够在盐饱和环境中生长，当盐浓度低于10时不能生长。是严格好氧的化能异养菌，有8个属。在厌氧光照条件下，有些菌株产生一种菌视紫素嵌入细胞质膜中，成为紫膜，使菌体呈现红紫色。紫膜能进行光合作用，将太阳能转换为电能。利用紫膜的能量转换机制，有可能使紫膜成为功能材料用于电子器件，作为生物计算机的光开关、存储器等组装元件。,第二章原核微生物形态,3)极端嗜热菌通常生存于含硫的热泉、泥潭、海底热溢口等处。目前已分离到的超嗜热古细菌最适生长温度70105。有18个属，绝大多数专性厌氧，行化能有机营养或化能无机营养，能代谢硫。这类菌的耐高温酶类有很大的应用前景，如PCR技术中所使用的Taq酶就是从水生嗜热菌（T.aquatics）中分离到的，TaqDNA聚合酶的应用，明显提高了PCR的各项性能，才使这一技术得到迅速发展和广泛的应用。,第二章原核微生物形态,4)无细胞壁的古细菌一类无细胞壁、嗜热、嗜酸、行好氧化能有机营养的古细菌。目前已知只有三个种。热原体的基因组极小，与其他原核生物不同的是，其DNA周围裹有结合蛋白，经氨基酸测序比较，其蛋白组分与真核细胞核小体中的组蛋白有一定的同源性。,第二章原核微生物形态,第四节蓝细菌(cyanobacteria),一、概述二、蓝细菌形态三、蓝细菌细胞生理特性四、蓝细菌的繁殖五、常见的蓝细菌类群,一、概述1、蓝细菌是一类含有叶绿素a，无鞭毛，具有放氧性光合作用的大型原核生物。与光合细菌相比：光合细菌不产O2，有菌绿素。与绿色植物相比：无叶绿素b，有-胡萝卜素和藻胆蛋白。2、分布：蓝细菌广泛分布于河流、湖泊、海洋等各种水体及各类植物（红萍等）叶腔中，具有固氮能力和对不良环境的抵抗能力，因此可在沙质海滩及荒漠上找到，并有“先锋生物”的美称。,第二章原核微生物形态,蓝细菌形态差异极大，有单细胞和丝状体两类形态。细胞的直径从0.51m到60m，丝状体的长度差异很大。多个体聚集在一起，可形成肉眼可见的很大的群体。,第二章原核微生物形态,二、蓝细菌形态,蓝细菌（cyanobacteria)形态,蓝细菌（cyanobacteria)形态,第二章原核微生物形态,三、蓝细菌细胞生理特性,为原核，G-，细胞壁与G-细菌相似，由肽聚糖等多粘复合物组成，并含有二氨基庚二酸，细胞壁可以分泌许多胶粘物质使一群群的细胞或丝状结合在一起形成胶团或胶鞘；细胞核无核膜；细胞质中有汽泡，可使细胞漂浮。蓝细菌具有特殊结构光合器，光合器有两种不同的构型，一是位于细胞膜的外膜下面呈一连续层；但大多数是位于类囊体的膜层中。光合器中含有光合作用色素有叶绿素a、藻胆素和类胡萝卜素。蓝细菌可进行光合作用。,1、营养细胞,第二章原核微生物形态,2、特化细胞（1）异形胞：位于细胞链的中间或末端，大、色浅、壁厚、只具PS，是固氮场所。（2）静息孢子：长在细胞链中间或末端的形大、色深、壁厚的休眠细胞富含贮藏物，能抵御干旱等不良环境。（3）链丝段（连锁体）：又称连锁体或藻殖段，是由长细胞链断裂而成的短链段，具繁殖功能。（4）内孢子：少数种类如Chamaesiphon(管孢蓝细菌属)能在细胞内形成许多球形或三角形的内孢子，待成熟后可释放，具有繁殖作用。,蓝细菌无有性繁殖，以分裂繁殖为主，极少种类有孢子。有的利用藻殖段繁殖。,四、蓝细菌的繁殖,五、常见的蓝细菌类群,一、支原体（Mycoplasma）二、立克次氏体（Rickettsia）三、衣原体（Chlamydia）,第二章原核微生物形态,第五节其他原核微生物,第二章原核微生物形态,又称霉状体、菌质体。是最小的G菌，无细胞壁，细胞柔软、形态不规则。细胞膜含甾醇类。直径0.20.25m，可滤过。已知可独立生活的最小的细胞型生物。可人工培养，营养要求苛刻。,一、支原体（Mycoplasma),特点：150300nm介于细菌与病毒之间，有滤过性。无细胞壁，对渗透压及表面活性剂敏感。以二等分裂方式繁殖。具氧化型或发酵型产能代谢，在有O2及无O2条件下均生长。与人类关系：害大于利。引起人和动物的肺炎和植物病害。,二、立克次氏体(Rickettsia),第二章原核微生物形态,介于细菌、病毒之间，专性真核活细胞内寄生，不能人工培养。不滤过，直径0.3-0.6m，存在与寄主细胞质和核中。细胞球状或杆状，不运动。G-，膜疏松，酶系统不完全，不完整的产能代谢，抵抗性差。可透性膜，使它们有可能容易从宿主细胞获得大分子物质，但也决定了它们一旦离开宿主细胞则易死亡从一种宿主传至另一宿主的特殊生活方式主要以节肢动物（虱、蜱、螨等）为媒介，寄生在它们的消化道表皮细胞中，然后通过节肢动物叮咬和排泄物传播给人和其他动物。防治以预防为主。,三、衣原体(Chlamydia),衣原体是一类在脊椎动物细胞中专性寄生的小型G原核生物。如沙眼衣原体。具滤过性，专性细胞内寄生，并可形成包涵体。,特性：1）细胞结构与细菌类似；2）细胞呈球形或椭圆形，直径0.2-0.3m，能通过细菌滤器；3）专性活细胞内寄生；衣原体有一定的代谢活性，能进行有限的大分子合成，但缺乏产生能量的系统，必须依赖宿主获得ATP，因此又被称为“能量寄生型生物”。,4）在宿主细胞内生长繁殖具有独特的生活周期，即存在原体和始体两种形态。具有感染性的原体通过胞饮作用进入宿主细胞，被宿主细胞膜包围形成空泡，原体逐渐增大成为始体，始体无感染性，但能在空泡中以二分裂方式反复繁殖，形成大量新的原体，积聚于细胞质内成为各种形状的包涵体，宿主细胞破裂，释放出的原体则感染新的细胞。5）衣原体广泛寄生于人类、哺乳动物及鸟类，少数致病。6）衣原体不耐热，60、10分钟即被灭活，但它不怕低温，冷冻干燥可保藏多年。对红霉素、氯霉素、四环素敏感。,第二章原核微生物形态,支原体、立克次氏体、衣原体和病毒的比较,第六节常见致病原核微生物,第二章原核微生物形态,一、常见病原性球菌,1、葡萄球菌（G+）,所致疾病侵袭性疾病：局部化脓性感染、全身化脓性感染毒素性疾病：食物中毒、假膜性肠炎、烫伤样皮肤综合征、毒性休克综合征,1、防止食物中毒2、选择敏感抗菌素,防治,2、链球菌（G+）,所致疾病化脓性感染、猩红热、风湿病亚急性细菌性心内膜炎,防治,1、隔离猩红热患者2、抗菌素：首选青霉素,第二章原核微生物形态,3、肺炎链球菌（G+）,所致疾病大叶性肺炎、支气管炎中耳炎、乳突炎、副鼻窦炎、脑膜炎、败血症等（免疫缺陷患者）,防治,疫苗：多价荚膜多糖疫苗抗菌素：青霉素（耐药菌株日益增多）,第二章原核微生物形态,4、脑膜炎奈瑟球菌（G+）,所致疾病流行性脑膜炎：普通型爆发型慢性败血症型,1、疫苗：多价荚膜多糖疫苗（A、C群）2、抗菌素：青霉素、磺胺类药物,防治,第二章原核微生物形态,二、常见肠道杆菌,与医学有关的肠道杆菌,菌属代表菌埃希菌属大肠埃希菌志贺菌属痢疾志贺菌沙门菌属伤寒沙门菌克雷伯菌属肺炎克雷伯菌变形杆菌属普通变形杆菌摩根菌属摩氏摩根菌枸橼酸菌属弗劳地枸橼酸杆菌肠杆菌属产气杆菌沙雷菌属粘质沙雷菌耶尔森菌属鼠疫耶尔森菌,第二章原核微生物形态,1、大肠埃希菌,所致疾病肠外感染：尿路感染、腹膜炎、阑尾炎、新生儿脑膜炎肠内感染：ETEC肠产毒型霍乱样腹泻（水样泻）EIEC肠侵袭型菌痢样腹泻（可侵入结肠黏膜上皮，引起志贺样腹泻，能产生粘液脓血便）EPEC肠致病型婴幼儿腹泻EHEC肠出血型出血性大肠炎和溶血性尿毒综合征EAEC肠集聚型婴幼儿持续性腹泻,第二章原核微生物形态,1、加强食品卫生监督2、疫苗：ETEC菌毛疫苗3、抗菌素：对多数抗菌素敏感、易产生耐药,防治,第二章原核微生物形态,2、沙门菌属,所致疾病肠热症：伤寒、副伤寒急性胃肠炎（食物中毒）败血症,第二章原核微生物形态,疫苗：伤寒三联疫苗（死疫苗：有一定的保护作用，但常引起局部和全身反应。）Ty-zla株减毒活疫苗（副反应较小，免疫效果且较持久。Ty-z1