原核生物的形态、结构与功能-工业微生物学教案-02

精品文档 1欢迎下载 第二授课单元第二授课单元 一 教学目的一 教学目的 此章为本课程的重点内容之一 计划用五个授课单元讲授原核生物的形态 结构和功能 通过本章的学习 要求学生掌握细菌 放线菌的形态 结构与功 能 培养特征 生理特征和繁殖方式等基本理论知识 了解食品发酵和制药工 业中常见的细菌和放线菌 并了解蓝细菌 支原体 立克次氏体和衣原体的特 性和与人类工业生产的关系 该授课单元主要使学生熟悉原核生物的定义和所包括的种类 熟悉细菌细 胞的三种基本形态和细菌细胞的一般构造和特殊构造 掌握革兰氏阳性细菌和 革兰氏阴性细菌细胞壁的成分 结构和功能 掌握革兰氏染色的原理 熟悉四 类缺壁细菌和古生菌的细胞壁 二 教学内容二 教学内容 第二章第二章 原核生物的形态 结构与功能原核生物的形态 结构与功能 第一节第一节 细菌细菌 一 原核生物的定义和种类 二 细菌细胞的形态 排列方式和大小 三 细菌细胞的结构和功能 一 细胞壁 1 定义 证实细胞壁存在的方法和细胞壁的功能 2 革兰氏阳性细菌的细胞壁 3 革兰氏阴性细菌的细胞壁 4 革兰氏染色的原理 5 缺壁细菌 6 古生菌的细胞壁 三 教学重点 难点及其处理三 教学重点 难点及其处理 重点 重点 1 原核生物 prokaryotes 一大类细胞微小 只有称作拟核 无核膜 包裹的裸露 DNA 的原核单细胞生物 所有原核生物都是微生物 包括真细菌和古生菌两个完全不同的系统发育 类群 原核生物可粗分为 三菌 和 三体 即细菌 含古生菌 放线菌 蓝细菌和支原体 立克次氏体 衣原体 2 细菌细胞的三种基本形态及存在的不同排列方式 通过多媒体播放一些 重要工业生产菌和重要医疗致病菌的菌体形态照片 以增强学生对细菌基本形 态和排列方式的感性认识 3 以细菌为代表 介绍大多数细菌都具备的构造称 一般构造 包括细 胞壁 细胞质膜 细胞质和内含物 拟核等 只有少数种类才具有的细胞构造 称 特殊构造 包括芽孢 糖被 鞭毛和菌毛等 采用多媒体展现细菌细胞结 构的模式图 4 细胞壁的成分和构造 在一般构造中 细胞壁是介绍的重点内容 细菌 精品文档 2欢迎下载 细胞壁的成分既独特 复杂 又十分重要 多数原核生物细胞壁所含有的独特 成分 肽聚糖 则是本教学单元的重点内容之一 按照肽聚糖的有无和含量 多少 可把原核生物分成 4 类 1 革兰氏阳性细菌 细胞壁厚 层次少 主要 成分为肽聚糖和磷壁酸 2 革兰氏阴性细菌 细胞壁薄 层次多 包括由脂多 糖 LPS 外膜蛋白 磷脂和脂蛋白构成的外膜层 以及由肽聚糖构成的内壁 层 3 古生菌 有细胞壁但不含肽聚糖 细胞壁的成分为假肽聚糖 糖蛋白或 蛋白质 4 支原体 因无细胞壁而不含肽聚糖 5 革兰氏染色的原理 由于细菌细胞壁的物理构造和化学成分的不同 使 它们通过革兰氏染色而显示紫色或红色 前者称为革兰氏阳性细菌 后者称为 革兰氏阴性细菌 革氏阳性菌与革氏阴性菌之间的区别在于细胞壁的物理性质 细胞壁中的肽聚糖本身并不被染上颜色 但它可作为渗透性屏障阻止结晶紫与 碘大分子复合物的流失 它们初染色特性不同外 在形态 生理代谢 遗传 生态 进化和致病性等一系列生物学特性上均有显著差别 这就是为何革兰氏 染色在微生物学工作中受到如此关注的原因 6 脂多糖 是革兰氏阴性细菌细胞壁中的特有成分 为细胞壁最外层的一 层较厚的类脂多糖类物质 脂多糖由 3 部分组成 类脂 A 核心多糖和 O 特异侧链 或称 O 抗原 其中类脂 A 是革兰氏阴性致病菌致病性物质内毒素的物质基础 O 特异侧链是 抗原特异性的物质基础 构成 O 特异侧链的糖的种类 顺序和空间构型是菌株 特异的 难点 难点 1 革兰氏阳性细菌和革兰氏阴性细菌在细胞壁的结构 组成和功能方面的 异同 通过多媒体展现两类细菌细胞壁的结构模式图 以比较两类细菌在细胞 壁结构和组成上的差异 再分别详细介绍革兰氏阳性细菌和革兰氏阴性细菌细 胞壁各组分的结构和功能 重点比较两类菌细胞壁中肽聚糖的差异 并介绍革 兰氏阳性细菌细胞壁中的独特成分 磷壁酸和革兰氏阴性细菌细胞壁中的独 特成分 脂多糖 2 从立体结构而言 肽聚糖是具有一定交联度的多层网状构造 由肽和聚 糖两部分组成 其中聚糖由 N 乙酰葡糖胺和 N 乙酰胞壁酸相间连接 形成长链 骨架 N 乙酰胞壁酸上连有四肽尾 不同的聚糖链间通过肽桥交联 看似复杂的肽聚糖分子 若把它的基本组成单位解剖一下 就显得简单多 了 其单体有 3 部分组成 双糖单位 四肽尾和肽桥 革兰氏阳性菌与阴性菌 肽聚糖结构单体的差别主要有以下两个方面 1 革兰氏阴性菌四肽尾第 3 个氨 基酸是内消旋二氨基庚二酸 m DAP 而革兰氏阳性菌是 L lys 2 革兰氏阴 性菌 大肠杆菌 没有特殊的肽桥 前后两个单体间的连接仅通过甲肽尾第 4 个氨基酸 D Ala 的羧基与乙肽尾第 3 个氨基酸 m DAP 的氨基直接相连 只形成较为疏稀 机械强度较差的肽聚糖网套 而革兰氏阳性菌 金黄色葡萄 球菌 的肽桥是甘氨酸五肽 四 教学方法 手段四 教学方法 手段 本授课单元涉及细菌的形态和结构 授课方式为在多媒体提供细菌形态图 和结构模式图的基础上进行讲授 另外 采用比较的方式 以使学生熟悉革兰 氏阳性细菌和革兰氏阴性细菌在细胞壁的结构 组成和功能方面的异同 精品文档 3欢迎下载 五 板式设计五 板式设计 第二章 原核生物的形态 构造和功能 原核生物 指一类细胞微小 细胞核无核膜包裹 只存在称作拟核或核区 的裸露 DNA 的原始单细胞生物 分两个域 真细菌域 广义的细菌 包括 三菌 和 三体 古生菌域 第一节 细菌 一 细菌细胞的形态 排列方式和大小 三种基本形态 球状 其次 杆状 最多 螺旋状 最少 二 细菌细胞的结构和功能 一般构造 细胞壁 细胞质膜 细胞质和内含物 核区 拟核 特殊构造 芽孢 糖被 鞭毛 菌毛 性毛 一 细胞壁 1 革氏阳性细菌细胞壁 特点 厚度大 20 80nm 化学组分简单 含 90 肽聚糖和 10 磷壁酸 1 肽聚糖 peptidoglycan 金黄色葡萄球菌 特点 由 25 40 层左右的网格状分子 交联度 75 厚 20 80nm 单体 双糖单位 N 乙酰葡糖胺和 N 乙酰胞壁酸以 1 4 糖苷键连 接 可被溶菌酶水解 四肽尾 L Ala D Glu L Lys D Ala 肽桥 甘氨酸五肽 2 磷壁酸 teichoic acid 革氏阳性菌细胞壁特有 酸性多糖 按照成分分为 甘油醇型磷壁酸 核糖醇型磷壁酸 按结合部位分为 壁磷壁酸 膜磷壁酸 2 革氏阴性细菌细胞壁 特点 层次多 厚度低 成分复杂 1 肽聚糖 大肠杆菌 特点 1 2 层肽聚糖网状分子 交联度 30 组成的薄层 2 3nm 占细胞 壁总重 5 10 对机械强度的抵抗力弱 革兰氏阳性菌与阴性菌肽聚糖结构单体的差别 四肽尾的第 3 个氨基酸是内消旋二氨基庚二酸 m DAP 而不是 L Lys 没有特殊的肽桥 只形成较为疏稀 机械强度较差的肽聚糖网套 2 外膜 脂多糖 lipopolysaccharide LPS 类脂 A 内毒素的物质基础 3 部分组成 核心多糖 O 特异侧链 决定抗原性的差异 磷脂 脂蛋白 精品文档 4欢迎下载 3 革兰氏染色的机理 革氏阳性菌革氏阴性菌 肽聚糖含量高 交联密含量低 交联疏松 脂类一般无含量高 乙醇作用脱水 孔径缩小 结构更紧密脂溶 孔径增大 结构变得疏松 大分子复合物滞留大分子复合物溶出 结果紫色红色 4 缺壁细菌 1 4 类缺壁细菌 实验室或宿主体内形成 自发突变 L 型细菌 人工去壁 基本去尽 原生质体 G 部分去掉 球状体体 G 在自然界长期进化中形成 支原体 2 青霉素的杀菌作用原理 青霉素是肽聚糖单体五肽尾末端 D Ala D Ala 的结构类似物 可竞争性地 抑制肽聚糖合成中转肽酶的活性 从而阻断肽聚糖肽链之间的交联 形成缺乏 机械强度的肽聚糖 由此产生了原生质体或球状体之类的细胞壁缺损细菌 它 们在不利的渗透压环境下极易破裂死亡 作用特点 对生长旺盛的革氏阳性菌有明显的抑制作用 而对处于生长休 止期的细胞无抑制作用 3 溶菌酶去除细胞壁的作用机制 通过水解肽聚糖分子中 N 乙酰葡萄糖胺与 N 乙酰胞壁酸间的 1 4 糖苷 键 引起细胞壁 散架 形成细胞壁完全脱去或部分除去的原生质体 革氏阳 性菌 或球状体 革氏阴性菌 5 古生菌的细胞壁 无真正的肽聚糖 而是由假肽聚糖 不被溶菌酶水解 独特多糖 硫酸化 多糖 糖蛋白或蛋白质构成 假肽聚糖 是某些古生菌细胞壁的主要成分 其多糖骨架由 N 乙酰葡萄糖 胺和 N 乙酰塔罗糖胺糖醛酸以 1 3 糖苷键交替连接而成 连在后一氨基糖 上 肽尾由 L Glu L Ala 和 L Lys 3 个 L 型氨基酸组成 肽桥则由 L Glu 一 个氨基酸组成 古生菌 是一类在进化起就与真细菌和真核生物的远祖相互独立演化 原 核生物 主要包括一些与地球早期环境 联系的极端微生物 嗜热菌 嗜酸菌 嗜盐菌等 和产甲烷菌等 主要特点 细胞壁无肽聚糖 细胞膜脂由醚键连接 以及真细菌有明显差别的 16SrRNA 序列等 六 思考题六 思考题 1 名词解释 原核生物 细菌细胞壁 肽聚糖 peptidoglycan 假肽聚糖 磷壁酸 teichoic acid 脂多糖 外膜 古生菌 L 型细菌 原 精品文档 5欢迎下载 生质体 proteplast 球状体 2 试图示革兰氏阳性和革兰氏阴性细菌细胞壁的主要构造 并简要说明其异同 3 试用简图表示革兰氏阳性和革兰氏阴性细菌肽聚糖单体构造的差别 并作简 要说明 4 试述细菌革兰氏染色的机制 精品文档 6欢迎下载 第三授课单元第三授课单元 一 教学目的一 教学目的 该授课单元主要使学生熟悉细菌细胞质膜的化学组成 结构模型和功能 并了解古生菌细胞质膜的独特性和多样性 熟悉细菌内含物的组分及功能 熟 悉细菌核区的特点 二 教学内容二 教学内容 第二章 原核生物的形态 结构与功能 第一节 细菌 三 细菌细胞的结构和功能 二 细胞质膜 1 化学组成 2 结构模型 3 功能 4 古生菌细胞膜的独特性和多样性 5 间体 三 细胞质和内含物 1 贮藏物 聚 羟丁酸 PHB 多糖类贮藏物 异染粒 硫粒 藻青素 2 磁小体 3 羧酶体 4 气泡 四 核区 三 教学重点 难点及其处理三 教学重点 难点及其处理 重点 重点 1 细菌细胞质膜的化学组成 结构和功能 磷脂是细菌细胞膜双分子层的 主要成分 另外 还含有大量的蛋白质 细菌细胞膜中的蛋白质含量比任何一 种生物膜都高 约占细胞膜的 75 而且种类多 由于细菌细胞内无膜包裹的 细胞器 因此 很多生理功能都是在细胞膜上完成的 细胞膜是细菌重要的代 谢活动中心 原核生物细胞膜中一般不含胆固醇等甾醇 支原体例外 而在几种细菌中 含有与固醇类似的五环分子称为类何帕烷 藿烷类化合物 hopanoid 增强了 细胞膜的坚韧性 2 细菌的内含物 位于细菌细胞质内 呈颗粒状或泡囊状的构造 4 种主 要内含物的特点见下表 名称实例 精品文档 7欢迎下载 碳源或 能源类 聚 羟丁酸 PHB 或聚羟链烷酸 PHA 固氮菌和产碱菌 糖原 大肠杆菌和芽孢杆菌 硫粒 紫硫细菌和丝硫细菌 氮源类藻青素或藻青蛋白 蓝细菌等 贮藏物 磷源类异染粒 迂回螺菌 棒杆菌和分支杆菌等 磁小体在水生螺菌和嗜胆螺菌中存在 羧酶体在硫杆菌和蓝细菌等自养细菌中存在 气泡在蓝细菌 红单胞菌和盐杆菌等水生细菌中存在 难点 难点 1 真细菌与古生菌细胞膜的不同 1 细胞膜中的磷脂有明显差异 真细菌 磷酸甘油酯 疏水尾是脂肪酸 甘油与脂肪酸通过酯键连接 古生菌 磷酸甘油醚 疏水尾是长链烃 一般是异戊二烯的重复单位 甘油与疏水尾通过醚键连接 2 古生菌细胞膜中存在着独特的单分子层或单 双分子层混合膜 而真 细菌和真核生物的细胞质膜都是双分子层 3 甘油 C3 上可连接多种不同的基团 磷酸酯基 硫酸酯基及多种糖基 4 仅嗜盐菌细胞膜中含多种独特脂类 细胞红素 胡萝卜素 胡 萝卜素 番茄红素 视黄醛 四 教学方法 手段四 教学方法 手段 本授课单元涉及细菌细胞膜 内含物的组成和结构 授课方式结合多媒体 提供形态图和结构模式图进行讲授 五 板式设计五 板式设计 二 细胞质膜 1 化学组成 磷脂 20 30 一般无甾醇 支原体例外 蛋白质 50 70 较真核生物含量高 2 结构模型 液态镶嵌模型 fluid mosaic model 3 功能 物质运输 渗透屏障 合成基地 肽聚糖 磷壁酸 LPS 荚膜多糖等 产能场所 鞭毛基体的着生部位 与趋化性有关 4 古生菌细胞膜的独特性和多样性 比较项目真细菌古生菌 亲水头与疏水尾连接酯键醚键 精品文档 8欢迎下载 疏水尾成分脂肪酸异戊二烯的重复单位 单分子层膜不存在存在 甘油 C3 上连接物磷酸酯 磷脂酰乙醇 磷脂酰胆碱 磷脂酰甘油 磷脂酰肌醇 磷脂酸 硫脂酸 各种糖基 膜上含独特脂类无种类多样 5 间体 细胞质膜内褶而形成的泡囊状 管状或层状的构造 三 细胞质和内含物 1 贮藏物 各种有机或无机物质的颗粒 主要功能是贮存 碳源 能源 氮源 磷源 也可将分子连接为特定的形式来降低渗透压 糖原 大肠杆菌 克雷伯氏菌 芽孢杆菌 碳源及 聚 羟丁酸 PHB 固氮菌 能源类 硫粒 紫硫细菌 丝硫细菌 贮藏物 氮源类 藻青素 蓝细菌 藻青蛋白 蓝细菌 磷源类 异染粒 迂回螺菌 白喉棒杆菌 结核分枝杆菌 2 磁小体 导向作用 3 羧酶体 CO2固定 自养细菌 4 气泡 上浮或下沉 无鞭毛运动的水生细菌 四 核区 无核膜 无固定形态的原始细胞核 一个大型环状双链 DNA 分子 只有少量蛋白质与之结合 高度折叠 六 思考题六 思考题 1 名词解释 间体 聚 羟丁酸 PHB 异染粒 2 何谓液态镶嵌模型 试述该假说的要点 3 试列表比较真细菌与古生菌细胞膜的差别 精品文档 9欢迎下载 第四授课单元第四授课单元 一 教学目的一 教学目的 该授课单元主要介绍细菌的特殊构造 通过学习使学生掌握芽孢的定义 特点 形成菌种和耐热机制 熟悉伴孢晶体 熟悉糖被的成分和与工业生产的 关系 熟悉鞭毛的结构 运动机制 观察方法和趋向性 了解菌毛和性毛的功 能 二 教学内容二 教学内容 第二章 原核生物的形态 结构与功能 第一节 细菌 三 细菌细胞的结构和功能 五 芽孢 1 定义 2 特点 3 形成芽孢的菌种 4 构造与耐热机制 5 芽孢的形成与萌发 6 研究芽孢的意义 7 伴孢晶体 六 糖被 1 定义和种类 2 成分 3 特性 4 功能 5 与人类的关系 七 鞭毛 1 概念 2 观察和判断细菌鞭毛的方法 3 结构及运动机制 4 趋向性 八 菌毛 九 性毛 三 教学重点 难点及其处理三 教学重点 难点及其处理 重点 重点 1 芽孢 由于芽孢的特性与实际应用关系密切 因此 芽孢是本教学单元 所要重点介绍的一个特殊构造 精品文档 10欢迎下载 1 定义 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 抗逆性极强的休眠体 强调芽孢是休眠体 不是繁殖体 其仅仅是能形成芽孢细菌生活史的一部分 2 特点 芽孢最显著的特点是抗热性 另外 其对化学药物 辐射等的 抗性也增强 3 形成芽孢的菌种 主要是革兰氏阳性杆菌的两个属 芽孢杆菌属 Bacillus 和梭菌属 Clostridium 4 芽孢的耐热机制 比较得到承认的是渗透调节皮层膨胀学说 该学说 包括三点 芽孢衣结构致密对多价阳离子和水分的透性很差 皮层的离子 强度很高 产生极高的渗透压夺取芽孢核心的水分 结果造成皮层的充分膨胀 核心部分的细胞质却变得高度失水 因此 具极强的耐热性 结合芽孢结构 图讲解 另外 有的观点认为 芽孢皮层含大量营养细胞所没有的吡啶二羧酸 钙 DPA Ca 使芽孢中的生物的分子形成一种稳定而耐热性强的凝胶 2 糖被 指包被于某些细菌细胞壁外的一层厚度不定的胶状物质 糖被按 其有无固定层次 层次厚薄又可细分为 荚膜 capsule 或 macrocapsule 大 荚膜 微荚膜 microcapsule 粘液层 slime layer 和菌胶团 zoogloea 糖被的成分一般为多糖 少数为多肽 蛋白质或糖蛋白 荚膜对染料亲和力低 需经特殊的荚膜染色 碳素墨水 才能观察 形成荚膜细菌的菌落为表面湿润 粘液状的光滑型菌落 称 S 型菌落 糖被与生产和生活关系密切 如肠膜状明 串珠菌的葡聚糖糖被用于制备代血浆和生化试剂 Sephadex 法国罗素公司生产 的治疗上呼吸道感染的药物 必思添 的成分是肺炎克雷伯氏菌的荚膜糖蛋白 为一种非特异免疫调节剂 野油菜黄单胞菌 Xanthomonas campestris 的糖 被用于制备黄原胶 形成菌胶团的细菌 如生枝动胶菌 是活性污泥中的主要 微生物 另外 形成糖被的细菌污染制糖厂的糖汁 面包 牛乳和酒类等 将 引起食品发粘变质 3 鞭毛 1 定义 生长在某些细菌体表的一至数十条长丝状 螺旋形的附属物 为细菌的 运动器官 2 观察方法 由于鞭毛很细 需采用电子显微镜直接观察 或经特殊的 鞭毛染色使染料附着于鞭毛使其加粗才能在光学显微镜下观察 常用半固体穿 刺接种法观察菌体是否沿穿刺线扩散生长而判断菌体是否具有鞭毛 3 原核生物的鞭毛由三部分构成 基体 革兰氏阴性菌由四个环 钩 形鞘和鞭毛丝 通过 栓菌 试验 证明了细菌鞭毛的运动机制 旋转论 细 菌鞭毛似精巧的微型马达 能量来自细胞质膜内外的质子梯度 难点 难点 1 芽孢的构造及各部分的功能 芽孢分为多层 通过芽孢构造模式图 自 外向内介绍各层的成分和功能 四 教学方法 手段四 教学方法 手段 本授课单元主要介绍细菌的特殊构造 授课方式采用教师讲授与多媒体教 学相结合 五 板式设计五 板式设计 精品文档 11欢迎下载 五 芽孢五 芽孢 spore spore 1 1 定义 定义 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 抗逆性极强的休眠体 2 2 特点特点 1 抗逆性强 热 化学药物 辐射等 2 是休眠体 不是繁殖体 3 折光性强 不易着色 3 3 形成芽孢的菌种形成芽孢的菌种 主要为革兰氏阳性杆菌的两个属 好气性 芽孢杆菌属 Bacillus 厌气性 梭菌属 Clostridium 4 4 构造与耐热机制构造与耐热机制 渗透调节皮层膨胀学说 芽孢衣结构致密对多价阳离子和水分的透性 很差 皮层的离子强度很高 产生极高的渗透压夺取芽孢核心的水分 结果造成皮层的充分膨胀 核心部分的细胞质却变得高度失水 因此 具极强的耐热性 皮层含吡啶二羧酸钙 DPA Ca 使生物分子形成稳定而耐热性强的凝胶 5 5 芽孢的形成与萌发芽孢的形成与萌发 产芽孢产芽孢 缺乏营养和有害代谢产物积累时 细菌开始形成芽孢 7 个阶段 芽孢萌发的 3 个阶段 热刺激 60 5min L Ala Mn2 芽孢 活化 出芽 生长 形成营养 体 葡萄糖 表面活性剂 6 研究芽孢的意义研究芽孢的意义 能否杀灭芽孢 作为衡量消毒灭菌手段的重要的指标 利用芽孢保藏菌种 从混合样品中筛选芽孢菌时 可利用芽孢的耐热性 细菌分类 鉴 定的重要依据 能否形成芽孢 芽孢的形状和位置 7 7 伴孢晶体伴孢晶体 parasporal parasporal crystal crystal 1 定义 少数芽孢杆菌 例如苏云金芽孢杆菌 Bacillus thuringiensis 简称 Bt 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 2 用途 生物农药 细菌杀虫剂 六 糖被六 糖被 1 1 定义 定义 包被于某些细菌细胞壁外的一层厚度不定的胶状物质 荚膜 capsule 或 macrocapsule 大荚膜 糖被分为 微荚膜 microcapsule 粘液层 slime layer 菌胶团 zoogloea 动胶菌属 2 2 成分 成分 一般为多糖 少数为多肽 蛋白质或糖蛋白 精品文档 12欢迎下载 3 3 特性 特性 1 荚膜对染料亲和力低 需经特殊的荚膜染色 碳素墨水 才能观察 2 形成表面湿润 粘液状的光滑型菌落 S 型菌落 4 4 功能功能 糖被并非细胞生活的必要结构 但它对细菌在环境中的生存有利 1 保护作用 2 储藏养料 3 致病作用 5 5 与人类工业生产的关系与人类工业生产的关系 利 1 菌种鉴定指标 2 制备代血浆和生化试剂 Sephadex 肠膜状明串珠菌的葡聚糖糖被 治疗上呼吸道感染的药物 必思添 法国罗素公司生产 肺炎克雷 伯氏菌的荚膜糖蛋白 非特异免疫调节剂 3 制备黄原胶 野油菜黄单胞菌 Xanthomonas campestris 4 污水处理 形成菌胶团的细菌 如生枝动胶菌 是活性污泥中的主要 微生物 害 1 引起食品发粘变质 制糖厂的糖汁 面包 牛乳和酒类 2 污染发酵液 阻碍发酵的正常进行和影响产物的提取 3 增强致病力 4 引起龋齿 七 鞭毛七 鞭毛 1 1 概念概念 某些细菌体表的一至数十条长丝状 螺旋形的附属物 为细菌 的 运动器官 2 2 观察和判断细菌鞭毛的方法观察和判断细菌鞭毛的方法 1 电子显微镜直接观察 2 光学显微镜下观察 鞭毛染色和暗视野显微镜 3 根据培养特征判断 半固体穿刺接种 菌体沿穿刺线扩散生长 平板培养基上的菌落形状 大 薄 不规则 边缘不整齐 3 3 结构及运动机制结构及运动机制 1 结构 三部分 基体 basal body 革兰氏阴性菌由四个环 钩形鞘 hook 鞭毛丝 filament 自我组装 顶端延伸 2 运动机制 旋转论 栓菌 试验 微型马达 能量来自细胞质膜内外的质子梯度 4 4 趋向性趋向性 趋化性 趋光性 趋磁性等 八 菌毛八 菌毛 纤细 中空 短直 数量较多 附着功能 革兰氏阴性致病菌居多 九 性毛九 性毛 一至少数几根 革兰氏阴性细菌的雄性菌株 向雌性菌株 即受体菌 传递遗传物质 RNA 噬菌体的特异性吸附受体 精品文档 13欢迎下载 比较 比较 鞭毛菌毛性毛 粗长 柔 少细短 硬直 多比菌毛长 1 数根 运动附着传递遗传物质 G G 都有G 较多G 雄性菌株 相同点 菌体表面的中空 丝状蛋白质类附属物 六 思考题六 思考题 1 名词解释 芽孢 spore 糖被 伴孢晶体 parasporal crystal S 型菌落 smooth colony 区别 DAP 二氨基庚二酸 ADP 腺苷二磷酸 DPA 吡啶二羧酸钙 2 何谓 栓菌 试验 它的创新思维在哪里 3 渗透调节皮层膨胀学说是如何解释芽孢耐热机制的 4 试列表比较鞭毛 菌毛和性毛间的异同 5 如何初步判断并进一步验证某一细菌是否长有鞭毛 6 为什么说营养体细胞形成芽孢是细胞分化 精品文档 14欢迎下载 第五授课单元第五授课单元 一 教学目的一 教学目的 通过本授课单元的学习 要求学生掌握细菌的繁殖方式 菌落的概念和获 得单菌落的方法 熟悉细菌菌落的特征 并了解食品发酵工业中常用的细菌 二 教学内容二 教学内容 第二章 原核生物的形态 结构与功能 第一节 细菌 三 细菌的繁殖方式 四 细菌的群体形态 一 固体培养基上 内 的群体形态 1 菌落定义 2 细菌菌落的特点 3 菌落的用途 二 半固体培养基上 内 群体形态 三 液体培养基中的群体形态 五 食品发酵工业中常用的细菌介绍 1 枯草芽孢杆菌 Bacillus subtilis 用于生产 淀粉酶 BF7658 蛋 白酶 中性蛋白酶 AS1 398 2 醋酸杆菌 醋酸发酵 恶臭醋杆菌 AS 1 41 巴氏醋酸菌 沪酿 1 01 3 保加利亚乳杆菌 Lactobacillus bulgaricus 改名 德氏乳杆菌保加 利亚亚种 酸奶发酵剂 4 嗜热链球菌 Streptococcus thermophilus 酸奶发酵剂 5 北京棒杆菌 Corynebacterium pekinese 谷氨酸发酵 6 大肠埃希氏菌 Escherichia coli 生产谷氨酸脱羧酶 天冬氨酸 苏氨酸 缬氨酸 天冬酰胺酶 食品卫生重要指示菌 作为粪便污染指标来评价食品的卫生质量 精品文档 15欢迎下载 7 肠膜明串珠菌 Leuconostoc mesenteroides 右旋糖酐 代血浆 和葡聚糖 sephadex 8 双歧杆菌 Bifidobacterium 能在肠道定植的益生菌 9 苏云金芽孢杆菌 Bacillus thuringiensis 细菌杀虫剂 10 丙酮丁醇梭菌 Clostridium acetobutylicum 丙酮 丁醇 11 荧光假单胞杆菌 Pserdomonas fluorescens 降解苯酚等 三 教学重点 难点及其处理三 教学重点 难点及其处理 重点 重点 1 细菌的繁殖方式 主要为裂殖 二等分裂 2 菌落的定义和细菌的菌落特征 四 教学方法 手段四 教学方法 手段 本授课单元采用教师讲授与多媒体教学相结合的授课方式 五 板式设计五 板式设计 三 细菌的繁殖 主要为裂殖 二等分裂 四 细菌的群体形态 一 固体培养基上 内 的群体形态 1 菌落 colony 的定义 由单个或少量同种微生物细胞在固体培养基 表面或内部繁殖出来的 有一定形态和构造 肉眼可见的子细胞集 团 获得单菌落的方法 划线分离法 涂布分离法 倾注分离法 2 细菌菌落的特点 湿 粘 半透明 易挑起 质地均匀 内外正反 颜色一致 3 菌落的用途 分离纯化 分类鉴定 细胞计数 选种和育种 二 半固体培养基上 内 群体形态 穿刺接种 观察运动能力 明胶液化情况 三 液体培养基中的群体形态 浑浊 沉淀 菌膜 菌环 菌岛或菌 醭 五 食品发酵工业中常用的细菌 1 枯草芽孢杆菌 Bacillus subtilis 淀粉酶 BF7658 蛋白酶 中性蛋白酶 AS1 398 2 醋酸杆菌 醋酸发酵 恶臭醋杆菌 AS 1 41 巴氏醋酸菌 沪酿 1 01 精品文档 16欢迎下载 3 保加利亚乳杆菌 Lactobacillus bulgaricus 改名 德氏乳杆 菌保加利亚亚种 酸奶发酵剂 4 嗜热链球菌 Streptococcus thermophilus 酸奶发酵剂 5 北京棒杆菌 Corynebacterium pekinese 谷氨酸发酵 6 大肠埃希氏菌 Escherichia coli 生产谷氨酸脱羧酶 天冬氨酸 苏氨酸 缬氨酸 天冬酰胺酶 食品卫生重要指示菌 作为粪便污染指标来评价食品的卫生质量 7 肠膜明串珠菌 Leuconostoc mesenteroides 右旋糖酐 代血浆 和葡聚糖 sephadex 8 双歧杆菌 Bifidobacterium 能在肠道定植的益生菌 9 苏云金芽孢杆菌 Bacillus thuringiensis 细菌杀虫剂 10 丙酮丁醇梭菌 Clostridium acetobutylicum 丙酮 丁醇 11 荧光假单胞杆菌 Pserdomonas fluorescens 降解苯酚等 六六 思考题 思考题 1 名词解释 菌落 colony 2 有四种细菌 分别属于假单胞菌 大肠杆菌 乳酸杆菌和梭状芽孢杆菌 由 于保存菌种时标签失落 需要重新鉴别 简要说明这四种细菌的判别方法 3 举例列出有代表性细菌的学名与重要用途 精品文档 17欢迎下载 第六授课单元第六授课单元 一 教学目的一 教学目的 该授课单元主要使学生熟悉放线菌 链霉菌属为代表 的形态与构造 繁 殖方式和菌落特点 并了解具有重要工业生产和应用价值的放线菌 了解蓝细 菌的基本形态结构 特性和重要经济价值 了解支原体 立克次氏体和衣原体 的基本结构 特性和致病性 二 教学内容二 教学内容 第二章 原核生物的形态 结构与功能 第二节 放线菌 一 放线菌的形态 结构 二 放线菌的生活史 三 放线菌的繁殖方式 四 放线菌的菌落特征 五 工业生产上常用的放线菌 第三节 蓝细菌 简介 第四节 支原体 立克次氏体和衣原体 简介 三 教学重点 难点及其处理三 教学重点 难点及其处理 重点 重点 1 放线菌的特点 放线菌是一类 介于细菌与丝状真菌之间 又接近细菌 的一类丝状单细胞原核生物 一方面 在形态上具有分枝状菌丝 菌落形态与 霉菌相似 以孢子进行繁殖 这些特征与霉菌相似 另一方面 细胞结构和细 胞壁化学组成与细菌相似 同属原核生物 放线菌实际上是属于真细菌范畴内 的原核微生物 只不过其细胞形态为分枝状菌丝 精品文档 18欢迎下载 2 链霉菌的形态构造 以链霉菌 Streptomyces 为例 说明放线菌的一 般形态结构 一株完整的链霉菌由三部分组成 按发生顺序 基内菌丝 气 生菌丝和孢子丝 链霉菌具有发达的基内菌丝和气生菌丝 孢子丝的形态 钩 状 松螺旋 紧螺旋等 排列方式 簇生 单轮生 二轮生等 及分生孢子的 表面结构 光滑 瘤状 刺状 毛发状 鳞片状等 是区分各种链霉菌不同种 明显的表观特征 链霉菌属是放线菌中种类最多的一个属 产多种抗生素是链霉菌最突出的 生理特性 在已报道过的近万种抗生素中 约 70 由放线菌产生 而其中 90 由 链霉菌属产生 3 放线菌的繁殖方式 主要以产无性孢子的方式进行繁殖 其中大多数放 线菌产生分生孢子 横隔分裂方式形成 少数产孢囊孢子 游动放线菌属 链 孢囊菌属 诺卡氏菌属通过基内菌丝断裂成杆状细胞的方式繁殖 另外 放线 菌在液体培养中通过菌丝断裂的方式大量繁殖 常见于工业发酵生产的扩大培 养 4 放线菌的菌落特点 1 产生大量气生菌丝的菌种 如链霉菌属 干燥 不透明 质地致密 小而不蔓延 上覆不同颜色的干粉 孢子 正反颜色常不一致 与培养基结合 紧密 不易挑起或挑起后不易破碎 2 不产大量气生菌丝体的菌种 如诺卡氏菌属 菌落秃棵 粉质 针 触即碎 难点 难点 1 支原体 立克次氏体和衣原体的基本结构 特性和致病性 支原体 立克次氏体 衣原体是大小和特性介于细菌与病毒之间的原核生 物 可从大小 能否通过细菌滤器 有无细胞壁 培养方式 大分子合成能力 和产 ATP 系统 致病性等方面对其进行比较 支原体 Mycoplasma 无细胞壁 只有细胞膜 含甾醇 细胞形态多变 引起人的非典型肺炎 立克次氏体 大小介于通常的细菌与病毒之间 在许多方面类似细菌 专 性寄生于真核细胞内的 G 原核生物 能量代谢有限 只能氧化谷氨酸或谷氨酰 胺 不能氧化葡萄糖 6 磷酸葡萄糖或有机酸 能合成一些大分子和生长必需 的小分子 同时从宿主获得其它的营养物质 细胞膜疏松 具有 从一种宿 主传至另一宿主的特殊生活方式 以节肢动物为媒介 是斑疹伤寒 Q 热的病 原体 衣原体 Chlamydia 在真核细胞内专性能量寄生的一类原核微生物 在 宿主细胞内生长繁殖具有独特的生活周期 即存在原体 具感染性 和始体 二等分裂方式繁殖 两种形态 是引起沙眼的病原体 2 放线菌不同属的形态特点 1 链霉菌属 Streptmyces 具有典型的气生菌丝和孢子丝 产分生孢子 2 诺卡氏菌属 Nocardia 菌丝体断裂成为杆状 多数种只有营养菌 丝 而无气生菌丝 一些种具有极薄气生菌丝 其分化成孢子丝 精品文档 19欢迎下载 3 小单孢菌属 Micromonspora 一般不形成气生菌丝 基内菌丝上长出 单轴分支的孢子梗 顶端着生圆形的单生孢子 四 教学方法 手段四 教学方法 手段 本授课单元采用教师讲授与多媒体教学相结合的授课方式 重点介绍放线 菌的形态与构造 繁殖方式和菌落特点 蓝细菌 支原体 立克次氏体和衣原 体只简要介绍 学生主要采取自学的方式 五 板式设计五 板式设计 第二节第二节 放线菌 放线菌 ActinomycetesActinomycetes 放线菌是一类 多数呈菌丝状生长 以无性孢子繁殖 陆生性强 高 G C 含量的革氏阳性原核生物 60 70 mol 介于细菌与丝状真菌之间 又接近细菌的一类丝状单细胞原核生物 分布特点 与人类的关系 分布特点 与人类的关系 1 广泛分布 土壤泥腥味 2 产生种类繁多的抗生素 3 产生维生素 B12 酶制制 葡萄糖异构酶 蛋白酶 甾体转化 石 油脱蜡 烃类发酵 污水处理等 4 少数致病 寄生型 一 形态构造一 形态构造 一株完整的链霉菌 Streptmyces 由 3 部分组成 按发生顺序 基内菌丝 营养菌丝 气生菌丝 孢子丝 二 生长与繁殖二 生长与繁殖 无性孢子 分生孢子 大多数放线菌 横隔分裂方式形成 孢囊孢子 游动放线菌属 链孢囊菌属 菌丝断裂 诺卡氏菌属 放线菌 液体培养 三 菌落特征三 菌落特征 1 产大量气生菌丝的菌种 链霉菌属 干燥 不透明 质地致密 小 而不蔓延 上覆不同颜色的干粉 孢子 正反颜色常不一致 与培 养基结合紧密 不易挑起或挑起后不易破碎 2 不产大量气生菌丝的菌种 诺卡氏菌属 菌落秃棵 粉质 针触易 碎 四 生长要求四 生长要求 培养基 高氏一号培养基 培养条件 偏碱 pH 7 5 8 5 好氧型 23 37 5 7d