《细菌和放线菌》PPT课件.ppt

第三章原核微生物 本章重点 原核生物和真核生物的区别细菌的个体形态细菌的一般结构和特殊结构及其功能革兰氏染色原理细菌繁殖方式菌落常见描述特征放线菌的基本结构及繁殖方式了解常见的工业用原核微生物 什么是原核微生物 是指一大类细胞核无核膜包裹 只有被称作核区的裸露DNA的单细胞生物 亦即广义的细菌 原核微生物的主要类群 根据形态特征 细菌 狭义 放线菌 蓝细菌 支原体 立克次氏体 衣原体和螺旋体 根据生理生化和分子生物学特征 真细菌和古生菌 第一节细菌狭义细菌是指一类细胞细短 结构简单 胞壁坚韧 多以二分裂方式繁殖和水生性较强的原核生物 细菌分布 大气 水体 土壤 动植物体内细菌种类和数量 种类繁杂 数量巨大细菌对人类社会生活的影响 1 有害影响 动植物致病菌 引起食物和物品腐烂变质等 2 有益作用 细菌发酵产品生产 农业杀虫菌剂 细菌肥料生产 细菌浸矿 微生态制剂 污水处理等 一 细菌的形态与大小 一 细菌的形态细菌个体的基本形态 球状 杆状和螺旋状三大类型 a 单球菌 b 双球菌 c 四联球菌 d 八叠球菌 e 葡萄球菌 f 链球菌各种不同形状的球菌 各种不同形状的杆菌 a 球杆菌 b 单杆菌 c 双杆菌 d 链杆菌 各种不同形状的螺旋菌 a 螺菌 b 螺旋体 c 弧菌 球菌 杆菌 螺旋型菌 特殊形态的细菌 二 细菌大小多数细菌细胞的直径约0 5mm 长度约0 5 5mm 但已报道最小的纳米细菌 nanobacteria 直径甚至小于0 05mm 最大的球菌纳米比亚嗜硫珠菌 Thiomargaritanamibia 其直径大小可达100 750 m 细菌细胞的模式构造 二 细菌的结构 一 细胞壁 cellwall 细胞壁概念 是细胞最外的一层厚实 坚韧的外被 主要成分为肽聚糖 具有固定外形和保护细胞等多种功能 细胞壁功能 固定细胞外形和提高机械强度 保护细胞免受外力的损伤 为细胞生长 分裂和鞭毛运动所必需 阻拦酶蛋白或抗生素等有害物质进入细胞 赋予细菌特有的抗原性和致病性 如内毒素 并与细菌对抗生素和噬菌体的敏感性密切相关 革兰氏阳性细菌和革兰氏阴性细菌细胞壁的构造 细胞壁类型 革兰氏阳性细菌细胞壁 革兰氏阴性细菌细胞壁 1 革兰氏阳性细菌的细胞壁结构特点 细胞壁厚度大 20 80nm 化学组分简单 一般含90 肽聚糖和10 磷壁酸 肽聚糖 肽聚糖是由多糖链经短肽相交联而形成的网络状分子 是真细菌细胞壁特有的成分 构成细菌细胞壁坚硬的骨架部分 短肽交联 多糖链 肽聚糖分子中的四种主要肽桥类型 类型甲肽尾上连接点肽桥乙肽连接点例 I第四氨基酸 CO NH 直接相连第三氨基酸E coli G II第四氨基酸 Gly 5第三氨基酸S aureus G III第四氨基酸 肽尾 1 2 第三氨基酸M luteus G IV第四氨基酸 D Lys 第二氨基酸C poinsettiae G 2 革兰氏阴性细菌细胞壁结构特点 肽聚糖层很薄 仅2 3nm 在肽聚糖层外还有一个外膜 成分较复杂 整个壁厚度较G 菌薄 机械强度较G 菌弱 3 革兰氏染色 显微镜下的G 与G 细菌 显微镜下的G 细菌 表革兰氏阳性细菌与阴性细菌细胞壁成分的比较 4 细胞壁缺损 几类细胞壁缺损或无细胞壁的细菌类型 原生质体 protoplast 指在人工条件下用溶菌酶除尽原有细胞壁或用青霉素抑制细胞壁的合成后 所留下的仅由细胞膜包裹着的细胞 常见于革兰氏阳性菌 球状体或原生质球 sphaeroplast 指还残留部分细胞壁的原生质体 常见于革兰氏阴性细菌 L型细菌 L型细菌应专指那些在实验室中通过自发突变而形成的遗传性稳定的细胞壁缺陷菌株 1935年时 在英国李斯特 Lister 预防医学研究所中发现一种由自发突变而形成的细胞壁缺损的细菌 念珠状链杆菌 Streptobacillusmoniliformis 它的细胞膨大 对渗透压十分敏感 在固体培养基上形成 油煎蛋 似的小菌落 由于Lister研究所的第一字母是 L 故称L型细菌 二 细胞质膜 cytoplasmicmembrane 是紧靠在细胞壁内侧 围绕在细胞质外面的一层柔软 脆弱而富有弹性的半透性薄膜 主要化学成份 磷质 占20 30 与蛋白质 占50 70 间体 细胞膜向内延伸或折叠形成的一种管 状 层状或囊状结构 细胞膜的结构和生理功能 P22 整合蛋白 控制物质运输周边蛋白 酶促作用 间体 mesosome 三 细胞质和内含物 细胞质 cytoplasm 是细胞质膜包围的除核区外的一切半透明 胶体状 颗粒状物质的总称 原核微生物的细胞质是不流动的 这一点与真核生物明显不同 细胞质组成 水分 约80 蛋白质 核酸 脂质 糖类 无机盐细胞内含物 inclusionbody 储藏物 核糖体 羧酶体等 四 核质体 nuclearregion 核质体又称原核 prokaryon 或拟核 nucleoid 指原核生物所特有的无核膜结构 无固定形态的原始细胞核 五 糖被 glycocalyx 糖被是某些细菌在一定营养条件下向胞外分泌出厚度不定的胶粘状物质包被于细胞壁的外表 此称为糖被 糖被类型 荚膜 包裹在单个细胞壁上 有固定层的糖被粘液层 呈松散状态 未固定的的糖被菌胶团 包裹几个细胞或一群细胞 糖被的主要成分 多糖 多肽或蛋白质 尤以多糖居多 糖被的功能 保护作用 贮藏碳源和能源养料 以备营养缺乏时重新利用 作为透性屏障或 和 离子交换系统 可保护细菌免受重金属离子的毒害 表面附着作用 细菌间的信息识别作用 堆积代谢废物 六 鞭毛 生长在某些细菌体表的长丝状 波状弯曲的蛋白质附属物称为鞭毛 其数目为一至数十条 具有运动功能 鞭毛的长约15 20mm 直径为0 01 0 02mm 鞭毛的功能 运动 七 菌毛 普通菌毛 黏附在物体表面性菌毛 遗传物质传递通道 八 特殊的休眠构造 芽孢某些细菌在其生长发育后期 在细胞内形成一个圆形或椭圆形 厚壁 含水量极低 抗逆性极强的休眠构造 称为芽孢或内生孢子 spores 具有厚而致密的壁 通透性低 含水率低 一般在40 左右 对理化因素 热 化学药物 辐射 干燥 静水压等 有较强的抗性 不易被杀死 在自然界能长期保存生命 芽孢内的酶处于不活动的休眠状态 芽孢的休眠性能强 常规条件下 一般可保持几年至几十年不死 折光率高 菌落表面干燥 不透明 粗糙型菌落 芽孢特点 细菌芽孢构造的模式图 伴孢晶体少数芽孢杆菌 例如苏云金芽孢杆菌在其形成芽孢的同时 会在芽孢旁形成一颗菱形或双锥形的碱溶性蛋白晶体 内毒素 称为伴孢晶体 它的干重可达芽孢囊重的30 左右 由18种氨基酸组成 由于伴孢晶体对200多种昆虫尤其是鳞翅目的幼虫有毒杀作用 因而可将这类产伴孢晶体的细菌制成有利于环境保护的生物农药 细菌杀虫剂 三 细菌的繁殖与培养特征 一 细菌的繁殖 细菌一般为无性繁殖 多数繁殖方式 二分裂繁殖少数其它方式 三分裂 如绿色硫细菌复分裂 如小型弧状细菌芽殖 如芽生杆菌属 二 细菌的培养特征 细菌的培养特征主要指细菌在固体 半固体和液体培养基中生长后所表现出的群体形态特征 不同的细菌有其固有的培养特征 1 细菌的固体培养特征菌落 colony 是指在固体培养基上 由一个细菌或孢子生长 繁殖形成的肉眼可见的群体 菌落特征 湿润 较光滑 较透明 较粘稠 易挑起 质地均匀 菌落正反面及边缘与中央部位的颜色一致 生物学意义 微生物分类鉴定的指征之一 菌苔 bacteriallawn 是指在固体培养基上由许多细菌或孢子生长 繁殖形成的肉眼可见 相互连成一片的大量菌落群体 2 细菌的半固体培养特征半固体培养基 含0 35 0 4 琼脂穿刺接种法 用途 观察细菌是否扩散生长 判断细菌运动性及是否含鞭毛 3 细菌的液体培养特征多数呈浑浊状 少数形成沉淀 菌醭 菌膜等 四 工业上重要的细菌及其应用 是一类主要呈菌丝状生长和以孢子繁殖的陆生性较强的原核生物 因几乎都呈G 故又定义为 一类主要呈丝状生长和以孢子繁殖的革兰氏阳性细菌 第二节放线菌 放线菌与人类 绝大多数抗生素由放线菌产生 用来生产酶制剂等和维生素 少数寄生型放线菌可引起动植物病害 放线菌的分布与生活方式 放线菌一般分布在含量较低 有机物丰富和呈微生物碱性的土壤中 孢子数107个 g左右 能看到 春季深层黑土地的白丝 能闻到 泥土特有的 泥腥味 一 放线菌的形态构造 一 典型放线菌 链霉菌的形态构造 细胞呈丝状分枝 菌丝很细 1 m 菌丝无隔 呈多核的单细胞状态 菌丝结构 基内菌丝 气生菌丝 孢子丝 基内菌丝 Substratemycelium 又称营养菌丝 基质菌丝 营养菌丝 一级菌丝 功能是吸收营养与排泄代谢废物 直径0 2 1 2um 长度100 600um 色素可有可无 基内菌丝 基内菌丝长到一定时期 长出培养基外 伸向空间的菌丝 直径1 1 4um 长短不一 形状不一 颜色较深的二级菌丝 气生菌丝 Aerialmycelium 孢子丝 Reproductivemycelium 当气生菌丝生长发育到一定阶段 气生菌丝上分化出的可形成孢子的菌丝 孢子的形状及在气生菌丝上排列的方式随种而异 放线菌孢子丝类型 直形 弯曲丛生 成束 单轮生无螺旋 开环钩形原始螺旋形 松螺旋 紧螺旋 螺旋单轮生 无螺旋两级轮生 螺旋两级轮生 孢子丝的形态 孢子的形态 二 其他放线菌所特有的形态构造 1 基内菌丝会断裂成大量杆菌状体的放线菌2 菌丝顶端形成少量孢子的放线菌3 具有包囊并产生孢囊孢子的放线菌4 具有孢囊并产游动孢子的放线菌 2 2 3放线菌的生活史 孢子萌发 基内菌丝 气生菌丝菌丝 孢子丝 5孢子丝分化形成的孢子 二 放线菌的繁殖 放线菌的生活史 放线菌的繁殖方式 在自然条件下 多数形成各种孢子 也有菌丝断裂成孢子状细胞的 分生孢子 最常见 孢囊孢子 基内菌丝断裂 仅少数 任何菌丝片段 各种放线菌 放线菌繁殖方式 借孢子 借菌丝 无鞭毛 有鞭毛 放线菌孢子的形成 1细胞膜内陷 2细胞壁和细胞膜同时内陷 三放线菌的菌落特征 放线菌菌落与细菌菌落有明显差异 菌落表面干燥 不透明 呈紧密的绒状或坚实 多皱 上有一薄层彩色 干粉 菌落周围具放射状菌丝 菌落质地硬而且致密 菌落小而不广泛延伸 接种针难以挑取 有时可挑碎 有时可将整个菌落挑起 由于菌丝和孢子常具不同色素 使菌落正面 背面呈不同色泽 菌落边缘的琼脂平面有变形现象 少数缺乏气生菌丝或气生菌丝不发达的原始放线菌如Nocardia菌落外形与细菌相似 放线菌的菌落形态 在液体培养基上 内 振荡培养液面与瓶壁交界处粘贴着一层菌苔 液清不混 其中悬浮许多菌丝球 大的菌丝球会沉在瓶底 静置培养液面与瓶壁交接处有环状 斑状或