细菌的一般形态和结构.ppt

显微镜观察结果描述 微生物的分类系统图 比较真核生物和原核生物 微生物的分类系统图 原核细胞与真核细胞的比较 细胞是除病毒以外的生物体结构和功能的基本单位 在种类繁多的细胞世界中 根据其进化地位 结构的复杂程度等方面的差异 可以将细胞分为原核细胞和真核细胞两大类 原核细胞没有典型的细胞核 由原核细胞构成的生物是原核生物 真核细胞有细胞核 由真核细胞构成的生物是真核生物 但二者的区别还不仅如此 现就高中阶段所学知识 将二者之间的区别归纳如下 细胞壁上的差异 原核细胞细胞壁的成分主要是肽聚糖和胞壁酸 还有脂多糖 脂蛋白等成分 细胞壁除对细胞有保护作用外 还对物质交换起部分调节作用 其成分还与抗原性 致病性等方面有关 真核细胞中动物细胞没有细胞壁 植物细胞的细胞壁成分主要是纤维素和果胶 起支持和保护作用 细胞核与染色体水平 原核生物的特征是体积较小 直径由0 2 10 m 进化地位较原始 现存资料可以证明真核细胞是由原核细胞进化而来 代表性的原核生物有 细菌 蓝藻 支原体 衣原体 立克次氏体等 原核细胞与真核细胞最本质的区别就是看有没有成型的细胞核 原核细胞没有核膜将它的遗传物质与细胞质分隔开 没有核膜 没有核仁 没有固定形态 结构也较简单 其遗传信息量小 遗传信息的载体是裸露的双链环状DNA分子 没有与组蛋白结合 不构成染色体 有的原核生物在其主基因组外还有更小的能进出细胞的质粒DNA 真核细胞具有双层膜结构的核膜将细胞内部分成细胞核与细胞质两部分 核膜上有核孔 核内有核仁 其绝大多数遗传物质就分布在细胞核内 双层核膜的出现为遗传物质结构的演化提供了良好的微环境 使高度复杂的遗传装置相对独立起来 也使基因的表达具有严格的区域性 真核细胞遗传信息的载体DNA与原核细胞的DNA相比 其结构与数量都有变化 数量由几千发展到几万甚至十万以上 结构为线状 线状的DNA分子能与多种组蛋白结合 形成直径10nm的核小体结构 然后再以核小体为结构单位高度螺旋盘绕形成复杂的染色体或染色质 细胞器水平 细胞器存在于细胞膜以内核膜以外具有一定形态结构功能 原核细胞只具有一种细胞器 核糖体 真核细胞除核糖体外 还有具有双层膜结构的细胞器 线粒体 叶绿体 植物细胞 单层膜结构的细胞器 高尔基体 内质网 溶酶体 液泡 植物细胞 和没有膜结构的细胞器 中心体 它们分散在细胞质中 每种细胞器都有各自的结构和功能 他们之间协调配合来完成物质的代谢 显微镜观察结果描述 细菌的一般形态 结构 和功能 真细菌 古细菌 细菌的结构 特殊结构 荚膜鞭毛菌毛芽胞 真细菌 细菌中的最大一类 多数为单细胞 呈球状 卵圆形 杆状或螺旋状 有的含细菌色素 具有坚韧的细胞壁 外形较固定 有非运动型或极生鞭毛和周生鞭毛运动型 如链球菌 芽孢杆菌 大肠杆菌 乳杆菌等 除古细菌以外的所有细菌均称为真细菌 真细菌域的细菌等是属于原核生物 具有拟核 拟核是原核生物细胞内DNA分子所在区域 由一个环状DNA分子卷曲折叠而成 DNA不与蛋白质结合 无染色体或染色质没有核膜包围 原核细胞直径在1 10 m之间 多数原核生物细胞膜外有一层细胞壁 cellwall 保护着 主要成分为肽聚糖 细胞质中仅有核糖体以及各种内含物 如糖原颗粒 脂肪颗粒 某些原核生物中有中膜体 它是质膜内陷褶皱折叠而成的 其中有小泡和细管样结构 含有琥珀酸脱氢酶和细胞色素类物质 与能量代谢有关 分裂方式多为二分裂 古细菌 古细菌 archaeobacteria 又可叫做古生菌 古菌 古核生物的结构核细胞或原细菌 是一类很特殊的 多生活在极端的生态环境中 具有原核生物的某些特征 如无核膜及内膜系统 也有真核生物的特征 如以甲硫氨酸起始蛋白质的合成 核糖体对氯霉素不敏感 RNA聚合酶和真核细胞的相似 DNA具有内含子并结合组蛋白 此外还具有既不同于原核细胞也不同于真核细胞的特征 如 细胞膜中的脂类是不可皂化的 细胞壁不含肽聚糖 有的以蛋白质为主 有的含杂多糖 有的类似于肽聚糖 但都不含胞壁酸 D型氨基酸和二氨基庚二酸 与真细菌主要区别 1 形态学上 古细菌有扁平直角几何形状的细胞 而在真细菌中从未见过2 中间代谢上 古细菌有独特的辅酶 如产甲烷菌含有F420 F430和COM及B因数 3 有无内含子 introns 上 许多古细菌有内含子 4 膜结构和成分上 古细菌膜含醚而不是酯 其中甘油以醚键连接长链碳氢化合物异戊二烯 而不是以酯键同脂肪酸相连5 呼吸类型上 严格厌氧是古细菌的主要呼吸类型 6 代谢多样性上 古细菌单纯 不似真细菌那样多样性 7 在分子可塑性 molecularplasticity 上 古细菌比真细菌有较多的变化 8 在进化速率上 古细菌比真细菌缓慢 保留了较原始的特性 2020 3 16 36 可编辑 放线菌 放线菌因菌落呈放线状而的得名 它是一个原核生物类群 在自然界中分布很广 主要以孢子繁殖 放线菌与人类的生产和生活关系极为密切 目前广泛应用的抗生素约70 是各种放线菌所产生 一些种类的放线菌还能产生各种酶制剂 蛋白酶 淀粉酶 和纤维素酶等 维生素 B12 和有机酸等 形态结构 放线菌种类很多 多数放线菌具有发育良好的分支状菌丝体 少数为杆状或原始丝状的简单形态 菌丝大多无隔膜 其粗细与杆状细菌相似 直径为1微米左右 细胞中具核质而无真正的细胞核 细胞壁含有胞壁酸与二氨基庚二酸 而不含几丁质和纤维素 以与人类关系最密切 分布最广 种类最多 形态最典型的链霉菌属为例 链霉菌主要由菌丝和孢子两部分结构组成 根据菌丝的着生部位 形态和功能的不同 放线菌菌丝可分为基内菌丝 气生菌丝和孢子丝三种 和霉菌不同 没有直立菌丝 放线菌准确来说不能算细菌 因为形态差异太大 可说霉菌又没有准确特征 1 基内菌丝 substratemycelium 链霉菌的孢子落在适宜的固体基质表面 在适宜条件下吸收水分 孢子肿胀 萌发出芽 进一步向基质的四周表面和内部伸展 形成基内菌丝 又称初级菌丝 primarymycelium 或者营养菌丝 vegetativemycelium 直径在0 2 0 8微米之间 色淡 主要功能是吸收营养物质和排泄代谢产物 可产生黄 蓝 红 绿 褐和紫等水溶色素和脂溶性色素 色素在放线菌的分类和鉴定上有重要的参考价值 放线菌中多数种类的基内菌丝无隔膜 不断裂 如链霉菌属和小单孢菌属等 但有一类放线菌 如诺卡氏菌型放线菌的基内菌丝生长一定时间后形成横隔膜 继而断裂成球状或杆状小体 2 气生菌丝 aerialmycelium 是基内菌丝长出培养基外并伸向空间的菌丝 又称二级菌丝 secondarymycelium 在显微镜下观察时 一般气生菌丝颜色较深 比基内菌丝粗 直径为1 0 1 4微米 长度相差悬殊 形状直伸或弯曲 可产生色素 多为脂溶性色素 3 孢子丝 sporehypha 是当气生菌丝发育到一定程度 其顶端分化出的可形成孢子的菌丝 叫孢子丝 又称繁殖菌丝 孢子成熟后 可从孢子丝中逸出飞散 放线菌孢子丝的形态及其在气生菌丝上的排列方式 随菌种不同而异 是链球菌菌种鉴定的重要依据 孢子丝的形状有直形 波曲 钩状 螺旋状 螺旋状的孢子丝较为常见 其螺旋的松紧 大小 螺数和螺旋方向因菌种而异 孢子丝的着生方式有对生 互生 丛生与轮生 一级轮生和二级轮生 等多种 2 2孢子 spore 孢子丝发育到一定阶段便分化为孢子 在光学显微镜下 孢子呈圆形 椭圆形 杆状 圆柱状 瓜子状 梭状和半月状等 即使是同一孢子丝分化形成的孢子也不完全相同 因而不能作为分类 鉴定的依据 孢子的颜色十分丰富 孢子表面的纹饰因种而异 在电子显微镜下清晰可见 有的光滑 有的褶皱状 疣状 刺状 毛发状或鳞片状 刺又有粗细 大小 长短和疏密之分 一般比较稳定 是菌种分类 鉴定的重要依据 孢子的形成为横割分裂 横割分裂有两种方式 细胞膜内陷 并由外向内逐渐收缩 最后形成完整的横割膜 将孢子丝分隔成许多无性孢子 细胞壁和细胞膜同时内缩 并逐步缢缩 最后将孢子丝缢缩成一串无性孢子 2 3孢囊 生孢囊放线菌的特点是形成典型孢囊 孢囊着生的位置因种而异 有的菌孢囊长在气丝上 有的菌长在基丝上 孢囊形成分两种形式 有些属菌的孢囊是由孢子丝卷绕而成 有些属的孢囊是由孢囊梗逐渐膨大 孢囊外围都有囊壁 无壁者一般称假孢囊 孢囊有圆形 棒状 指状 瓶状或不规则状之分 孢囊内原生质分化为孢囊孢子 带鞭毛者遇水游动 如游动放线菌属 无鞭毛者则不游动 如链孢囊菌属 蓝细菌 蓝藻 Cyanobacteria 是原核生物 又叫蓝绿藻 蓝细菌 大多数蓝藻的细胞壁外面有胶质衣 因此又叫粘藻 在所有藻类生物中 蓝藻是最简单 最原始的一种 蓝藻是单细胞生物 没有细胞核 但细胞中央含有核物质 通常呈颗粒状或网状 染色质和色素均匀的分布在细胞质中 有的含有蓝藻叶黄素 有的含有胡萝卜素 有的含有蓝藻藻蓝素 也有的含有蓝藻藻红素 红海就是由于水中含有大量藻红素的蓝藻 使海水呈现出红色 蓝细菌在植物学和藻类学中被分类为蓝藻门 由于它的细胞结构简单 只具原始核 没有核膜和核仁 只有拟核 具有叶绿素和藻蓝素 没有叶绿体 故将它隶属于原核生物界的蓝光合菌门 这一门的细菌叫蓝细菌 它对于研究生物进化有重要意义 形态与构造 蓝细菌的细胞一般比细菌大 通常直径为3 10 m 最大的可达60 m 如巨颤蓝细菌 根据细胞形态差异 蓝细菌可分为单细胞和丝状体两大类 单细胞类群多呈球状 椭圆状和杆状 单生或团聚体 如粘杆蓝细菌和皮果蓝细菌等属 丝状体蓝细菌是有许多细胞排列而成的群体 包括 有异形胞的 如鱼腥蓝细菌属 无异形胞的 如颤蓝细菌属 有分支的 如费氏蓝细菌属 蓝细菌的细胞构造与革兰氏阴性细菌相似 细胞壁有内外两层 外层为脂多糖层 内层为肽聚层 许多种能不断地向细胞壁外分泌胶粘物质 将一群细胞或丝状体结合在一起 形成粘质糖被或鞘 细胞膜单层 很少有间体 大多数蓝细菌无鞭毛 但可以 滑行 蓝细菌光合作用的部位称为类囊体 数量很多 以平行或卷曲方式贴近地分布在细胞膜附近 其中含有叶绿素和藻胆素 一类辅助光合色素 蓝细菌的细胞内含有糖原 聚磷酸盐 以及蓝细菌肽等贮藏物以及能固定的羧酶体 少数水生性种类中还有气泡 蓝细菌的细胞有几种特化形式 较重要的是异形胞 静息孢子 链丝段和内孢子 异形胞是存在于丝状体蓝细菌中的较营养细胞稍大 色浅 壁厚 位于细胞链中间或末端 且数目少而不定的细胞 异形胞是固氮蓝细菌的固氮部位 营养细胞的光合产物与异形胞的固氮产物 可通过胞间连丝进行物质交换 静息孢子是一种着生于丝状体细胞链中间或末端的形大 色深 壁厚的休眠细胞 胞内有贮藏性物质 具有抗干旱或冷冻的能力 链丝段又称连锁体或藻殖段 是长细胞断裂而成的短链段 具有繁殖功能 内孢子是少数蓝细菌种类在细胞内形成许多球形或三角形的内孢子 成熟后可释放 具有繁殖功能 对水体的影响 蓝细菌与水体环境质量关系密切 在水体生长旺盛时 能使水色变蓝或其他颜色 并且有的蓝细菌能发出草腥味或霉味 湖波中常见的蓝细菌有铜绿微囊藻 曲鱼腥藻等 某些种属的蓝细菌大量繁殖会引起 水华 淡水水体 或 赤潮 海水 导致水质恶化 引起一系列环境问题 在污水中或潮湿的土地上常见的有灰颤藻或巨颤藻 生态危害 在一些营养丰富的水体中 有些蓝藻常于夏季大量繁殖 并在水面形成一层蓝绿色而有腥臭味的浮沫 称为 水华 大规模的蓝藻爆发 被称为 绿潮 和海洋发生的赤潮对应 绿潮引起水质恶化 严重时耗尽水中氧气而造成鱼类的死亡 不同种类的蓝菌含有不同类型的毒素 当中包括神经毒素 Neurotoxin 肝毒素 Hepatotoxicity 细胞毒素 Cytotoxicity 及内毒素等 使他们对人体及动物构成生命危险 酵母菌 酵母菌是人类直接食用量最大的一种微生物 酵母菌体含有丰富的蛋白质 脂肪 糖分和B族维生素等 以及酶 辅酶 核糖核酸 甾醇和一些新陈代谢的中间产物 有些酵母菌如酿酒酵母在嫌气条件下具有将糖转化为乙醇和二氧化碳的能力 酵母菌是单细胞真核微生物 酵母菌细胞的形态通常有球形 卵圆形 腊肠形 椭圆形 柠檬形或藕节形等 比细菌的单细胞个体要大得多 一般为1 5微米 5 30微米 酵母菌无鞭毛 不能游动 酵母菌具有典型的真核细胞结构 有细胞壁 细胞膜 细胞核 细胞质 液泡 线粒体等 有的还具有微体 多数酵母可以分离于富含糖类的环境中 比如一些水果 葡萄 苹果 桃等 或者植物分泌物 如仙人掌的汁 一些酵母在昆虫体内生活 酵母菌是单细胞真核微生物 酵母菌细胞的形态通常有球形 卵圆形 腊肠形 椭圆形 柠檬形或藕节形等 比细菌的单细胞个体要大得多 一般为1 5微米或5 20微米 酵母菌无鞭毛 不能游动 酵母菌具有典型的真核细胞结构 有细胞壁 细胞膜 细胞核 细胞质 液泡 线粒体等 有的还具有微体 酵母菌的遗传物质组成 细胞核DNA 线粒体DNA 以及特殊的质粒DNA 大多数酵母菌的菌落特征与细菌相似 但比细菌菌落大而厚 菌落表面光滑 湿润 粘稠 容易挑起 菌落质地均匀 正反面和边缘 中央部位的颜色都很均一 菌落多为乳白色 少数为红色 个别为黑色 酵母的作用 酵母菌功用之一发酵发酵是酵母菌最主要的功用 人类很早就开始将酵母菌应用于食品生产中 例如酒精饮料 酱油 食醋 馒头和面包的发酵等等 在面包和馒头的生产中 酵母发酵产生大量二氧化碳 使面团膨胀 形成松软的组织 在食品工业上常见的酵母菌有啤酒酵母 用于生产啤酒 白酒和酒精 以及制做面包 葡萄酒酵母 也称酿酒酵母 用于酿造葡萄酒和果酒 也用于啤酒和白酒的酿造 其中啤酒酵母是食品工业上应用最为广泛的微生物之一 啤酒酵母菌体内维生素 蛋白质含量很高 其药用价值也很高 还可以用于做饲料 提取核酸 麦角醇 谷胱甘肽 凝血质和三磷酸腺苷等 酵母菌功用之二营养强化 通过研究 人们发现酵母菌本身也具有很高的营养价值 其菌体含水量约为75 85 干物质含量是15 25 酵母菌含有丰富的蛋白质 占干重的45 60 其中含有人体必需的氨基酸 特别是谷物蛋白中含量较少的赖氨酸 不仅如此 其氨基酸的比例接近联合国粮农组织 FAO 推荐的较理想的氨基酸组成值 从酵母菌中提取的蛋白质色泽乳白 无异味 纯度高 目前酵母菌提取蛋白主要添加到面包 饼干中作为营养强化剂 也添加到香肠 火腿等食品中 增强产品的口味 除此之外 酵母菌中水溶性维生素和麦角甾醇 维生素D的前体 含量非常丰富 值得一提的是 酵母菌很容易富集硒元素 所以经过特殊工艺添加到食品之后可以补充人体内的硒元素 目前在市场上已经出现了硒酵母片 适用于低硒的肿瘤 肝病 心脑血管疾病病人或其他低硒引起的疾病 在食品中作为营养强化剂添加的酵母菌蛋白 氨基酸和维生素 很少在食品成分表中明确标示其来源 酵母菌功用之三调味 酵母菌还能够被用来生产调味料 酵母精就是其中一种 酵母精也叫酵母味素 是以酵母为原料 经过使用酵母自身酶系或添加酶制剂进行分解消化 再经过滤 浓缩等精制工序制成的天然调味料 酵母精具有强烈的呈味性能 富含十多种氨基酸 肽 呈味核苷酸 维生素及微量元素等 营养丰富 滋味鲜美 肉香味浓郁 后味悠长 集调味与营养两大功能于一体 可与动物肉类提取物相媲美 是味精 植物水解蛋白等调味料所无法比拟的 可以广泛地应用于食品加工中 起到改善产品风味 提高产品品质及营养价值等功能 此外酵母精还具有缓和酸味 除去苦味 屏蔽成味及异味的效果 霉菌 霉菌其实并不是一个生物分类学的名称 而是一些丝状真菌的通称 可能属于真菌 也有可能属于放线菌门 霉菌的菌丝呈长管 分枝状 无横隔壁 具多个细胞核 并会聚成菌丝体 霉菌常用孢子的颜色来称呼 如黑霉菌 红霉菌或青霉菌 结构 霉菌是形成分枝菌丝的真菌的统称 不是分类学的名词 在分类上属于真菌门的各个亚门 构成霉菌体的基本单位称为菌丝 呈长管状 宽度2 10微米 可不断自前端生长并分枝 无隔或有隔 具1至多个细胞核 细胞壁分为三层 外层无定形的 葡聚糖 87nm 中层是糖蛋白 蛋白质网中间填充葡聚糖 49nm 内层是几丁质微纤维 夹杂无定形蛋白质 20nm 在固体基质上生长时 部分菌丝深入基质吸收养料 称为基质菌丝或营养丝 向空中伸展的称气生菌丝 可进一步发育为繁殖菌丝 产生孢子 大量菌丝交织成绒毛状 絮状或网状等 称为菌丝体 菌丝体常呈白色