微生物理论课件第1章细菌

wugenfu,第一章微生物的形态和结构（一）原核微生物Prokaryote,wugenfu,原核生物的主要特点：拟核，染色质体；无完整的细胞器；核糖体分布于细胞质中，70S。主要种类：细菌放线菌立克次氏体支原体衣原体,wugenfu,第一节、细菌Bacterium,单细胞的原核微生物。是一类细胞细而短（0.50.55u），结构简单，细胞壁坚韧，以二等分裂繁殖的原核微生物在自然界中分布最广，数量最多，与人类的关系最为密切，是微生物学研究的重要对象。,wugenfu,一、细菌的形态,球菌Coccus：单球菌、双球菌、四联球菌、八叠球菌、链球菌、葡萄球菌杆菌Bacillus：短杆菌、长杆菌、球杆菌、梭杆菌螺旋菌Spirilla：弯曲6周大于6周的一般为螺旋体Spirochaeta近年还发现一些三角形、方形及圆盘形的细菌,弧菌Vibrio,螺旋菌Spirillum（1-6周）,wugenfu,Streptococcuslactis0.51Staphylococcusaureus0.81Escherichiacoli0.5(13)Bacillussubtilis(0.81.2)(1.23)Vibriocholerae(0.30.6)(13)Spirillumvolutans(1.52)(1020),菌体大小（宽长，常用单位：微米，m）球菌：0.5-2m；杆菌：0.5-11-5m,二、细菌的大小,wugenfu,三、细菌的细胞结构,基本结构：细胞壁、细胞膜、细胞质、拟核、核糖体、间体特殊结构：荚膜、黏液层、鞭毛、伞毛、芽孢等,wugenfu,（一）细胞壁Cellwall,是包在细胞表面的、坚韧而略有弹性的结构，有保护细胞及维持外型等多种功能。1、革兰氏染色2、革兰氏阳性菌3、革兰氏阴性菌,wugenfu,1、革蓝氏染色与细菌细胞壁,革蓝氏染色(Gramstaining)菌体涂片固定结晶紫初染碘液媒染乙醇脱色番红复染结果判断菌体呈紫色者为革蓝氏阳性菌G+菌体呈红色者为革蓝氏阴性菌G-,wugenfu,2、革兰氏阳性菌,（以Staphylococcusaureus为例）骨架为肽聚糖，基质为磷壁酸。连续层，20-80nm，40层左右网状分子，交联度75%有肽桥,染成紫色的机理,wugenfu,细菌细胞壁肽聚糖结构,肽聚糖单层结构模式图,金黄色葡萄球菌肽聚糖示意图,wugenfu,3、革兰氏阴性菌,（以Escherichiacoli为例）内外层，内层为肽聚糖，交联度30%，只有1-2层，仅2-3nm；外层为脂蛋白、磷脂层、脂多糖层染成红色的机理,wugenfu,G菌细胞壁模拟图,wugenfu,4、细胞壁缺陷型细菌,（1）原生质体(Protoplast)在革蓝氏阳性菌培养物中加入溶菌酶或通过青霉素阻止其细胞壁的正常合成而获得的完全缺壁细胞即为原生质体。特征呈球状，对环境条件很敏感，需高渗；保留有鞭毛，但不运动；合适条件下壁可再生，形成芽孢，形成菌落；生物活性不变。,wugenfu,细胞壁缺陷型细菌,（2）原生质球或球形体(Spheroplast)指细胞壁未全部去除的细菌细胞，呈圆球形，可人为地通过溶菌酶或青霉素处理革蓝氏阴性菌而获得。特征细胞壁肽聚糖已被除去，但外壁层中的脂多糖、脂蛋白仍保留，对外界环境有一定抗性，能在普通培养基中生长。,wugenfu,细胞壁缺陷型细菌,（3）L型细菌BacterialL-form：是变异型，无完整而坚韧的细胞壁，细胞呈多形态，低渗下生长缓慢，形成油煎蛋状小菌落古细菌类Archaebacteria为疵壁菌mendosicutes；支原体无细胞壁,wugenfu,5、细胞壁的功能,维持细胞外形；协助鞭毛运动；保护细胞免受外力损伤；阻拦有害物质进入；与抗原性、致病性、对噬菌体的敏感性有关；与细胞分裂有关,wugenfu,（二）、细胞膜Membrane,外侧紧贴细胞壁、内侧包围原生质的一层柔软而富有弹性的半透性薄膜，厚7-8nm1、化学组成：脂类（20-30%），蛋白质（60-70%），少量糖类及微量核酸2、结构：流动镶嵌模型3、功能：渗透屏障；物质运输；参与壁及荚膜的形成；参与能量产生；与DNA复制有关；与细胞运动有关,wugenfu,4、细胞内膜系统间体Mesosome：细胞膜内褶形成的一种管状、层状或囊状结构。功能有：呼吸作用电子传递中心（线粒体）；横隔壁的形成；遗传物质的复制及分离；物质运输（内质网）。一般G+较发达，G-菌中不很明显。载色体Chromatophore：又称色素体，是光合细菌进行光合作用的部位（相当于叶绿体）羧酶体Carboxysome（多角体Polyhedralbody）：自养细菌固定CO2的地方,wugenfu,（三）、拟核,拟核：无核膜、核仁，无固定形态，由单条环状双链DNA高度折叠而成（E.coli：1200m2m，MW为3109Da,约5106bp,至少含5103个基因）染色质体Chromatinicbody：无组蛋白，而与精胺、亚精胺等结合。一般每个细菌只一个染色质体，为双螺旋的大分子链构成的环形结构。静止期呈球形或不规则的棒形或哑铃形，活跃生长时，复制先于细胞分裂而细胞内往往有2-4个核区，低速生长时可见有1-2个核区。,wugenfu,质粒(Plasmid)：存在于细菌染色体外或附加于染色体上的一种能自我复制的遗传物质（小型共价闭合环状DNA分子，cccDNA，1-多个）为染色体外存在的较染色体小，约（2-100)106Da每个菌体可含1-数个质粒不同质粒之间可重组，质粒于染色体也可重组质粒对菌体生存并不是必需的，但携带有编码某些特性的基因，其存在可使细菌细胞具有某些特性,wugenfu,（四）、核糖体Ribosome,为蛋白质合成场所，65%RNA，35%蛋白质游离于细胞质中，70S：30S（16SrRNAand21proteins）+50S（23SrRNAand35proteins），某些抗生素作用部位多聚核糖体：快速繁殖时可达10000-70000个，繁殖慢时也有2000个左右,wugenfu,（五）、细胞质及其内含物,狭义细胞质：基质广义细胞质：包括悬浮颗粒如核糖体内含物：异染颗粒（多聚偏磷酸）：用兰色染料如甲苯胺、甲烯兰染色后呈红色。聚-羟丁酸颗粒：碳源和能源性贮藏物肝糖粒和淀粉粒：碳源和能源性贮藏物,wugenfu,（六）荚膜和黏液层,2.1荚膜Capsule：是某些细菌在一定的营养条件下向细胞表面分泌的一层松散透明的粘液性物质能否形成荚膜是细菌种的特性；糊精明串珠菌在葡萄糖和果糖中不形成荚膜（或很少），而在蔗糖培养基中形成很多；荚膜（厚度超过200nm，与膜结合较松）微荚膜（小于200nm，与膜结合较紧）粘液层Slimelayer（无明显边缘，好似分泌物）。主要成分是多糖，也有为多肽、蛋白质、脂及它们的复合物。如明串珠菌产生的是葡聚糖，又名右旋糖酐，可作代血浆。,wugenfu,作用：防止细菌变干；是细胞外的碳源和能源性贮藏物；防止真核细胞的吞噬消化及噬菌体的侵袭；形成菌胶团，防止原生动物吞噬；特异性吸附（如链球菌吸附于牙表面）危害污染食品产生黏液状物黏附于牙齿表面引起龋齿,wugenfu,（七）鞭毛与伞毛,鞭毛Flagella：运动性细菌从细胞表面长出的细长弯曲如卷发状的丝状物，是细菌的运动器官”。鞭毛的功能主要是运动,wugenfu,分类一端生鞭毛(Monotrichaete)两端生鞭毛(Amphitrichaete)丛生鞭毛(Lophotrichaete)周生鞭毛(Peritrichaete),一般球菌无鞭毛（尿素八叠球菌例外），杆菌有或无鞭毛，弧菌和螺菌具鞭毛.鞭毛着生方式:端生，侧生，周生,wugenfu,细胞表面长出:基体位于细胞表面，G-菌通过L、P、S、M环与细胞壁和细胞膜相连，G+菌通过S、M环与细胞壁和细胞膜相连，鞭毛运动的能量也来自于表面的细胞膜；,wugenfu,细长弯曲如卷发的丝状物，直径10-20nm，长度70，必须用电镜或经特殊染色后用光镜才能看到。,wugenfu,鞭毛的主要成分是蛋白质，另有少量的多糖或脂类。鞭毛蛋白占细胞蛋白的2%，为15000-40000Da鞭毛蛋白是一种抗原物质，鞭毛抗原又称H抗原。由于各细菌的鞭毛蛋白的氨基酸组成不同而抗原性质不同，通过血清学反应进行分类鉴定。,wugenfu,伞毛，菌毛,纤毛（pilus）：是革蓝氏阴性菌和少数阳性菌细胞表面比鞭毛细（7-9nm）、短（200-2000nm）而直硬的丝状体纤毛由纤毛蛋白(pillin)组成与鞭毛相似，起源与细胞膜内侧基粒上不具运动性，主要起吸附粘连作用。性纤毛(Sexpiliorconjugalpili)是细菌传递遗传物质的通道,wugenfu,（八）芽孢和伴胞晶体,芽孢Spore：是某些细菌于生长发育的一定时期在细胞内特定部位形成的一个圆形或椭圆形的抗逆性休眠体。也称内生孢子（Endospore)。含有芽孢的细胞称为孢子囊（Sporangium）,wugenfu,某些细菌：主要是芽孢杆菌属和梭状芽孢杆菌属，还有芽孢乳杆菌属、脱硫肠状菌属、多孢子菌属和芽孢八叠球菌属；生长发育的一定时期：一般为后期形成，用于抵抗不良环境；细胞内特定部位：中间生或端生,有的膨大；一般只形成一个：不是一个繁殖器官，但多孢锥柱杆菌是一个特例；抗逆性休眠体，致密的结构，含特殊成分。,wugenfu,伴胞晶体Parasporalcrystal，sporecompanionedcrystal,芽孢杆菌的某些种，如苏云金芽孢杆菌（B.thuringiensis），形成芽孢的同时，在细胞内产生一种晶体状多肽类内含物。一般一个细菌只产一个伴胞晶体，当它进入鳞翅目昆虫的消化道后，引起肠穿孔，可作微生物杀虫剂。,wugenfu,三、细菌的繁殖,裂殖：同型分裂，异型分裂。有性接合；出芽繁殖，如普通生丝微菌,wugenfu,四、细菌的菌落形态及其特征,菌落Colony：将单个微生物细胞或一小堆同种细胞接种在固体培养基表面（有时为内部），在合适的条件下，迅速繁殖成一堆以母细胞为中心的，有一定形态构造的子细胞集团。纯培养（单菌落）；菌苔lawn,wugenfu,菌落特征：大小、形状、隆起、边缘、表面、质地、颜色、透明度等。鞭毛菌：大而扁平，形状不规则，边缘多缺刻荚膜菌；光滑、透明、较大芽孢菌：不透明、干燥，表面粗糙，有皱折细菌菌落：小、湿润，光滑、透明，易挑起,wugenfu,第二节放线菌Actinomycetes,介于细菌与丝状真菌之间而又接近细菌的一类丝状原核微生物，因菌落呈放射状而得名。,1877发现寄生于牛体的厌气性牛型防线菌-放线菌属Actinomyces后来又发现好气型腐生种类链霉菌属Streptomyces,wugenfu,一、放线菌的分布,广布于自然界，土中最多，尤其中性偏碱、有机质丰富的土壤中最多数万-数百万个孢子/克土，产生泥腥味,wugenfu,二、放线菌的结构,接近于细菌：属于原核生物，菌丝直径与细菌差不多，大约1；细胞壁组成为肽聚糖，含胞壁酸，G+，而不含几丁质或纤维素；拟核；核糖体70S；无细胞器；对溶菌酶及抗细菌剂敏感；某些放线菌生有细菌型鞭毛。,wugenfu,丝状微生物其菌丝根据形态及功能不同可分为基内菌丝（营养菌丝，初级菌丝，一级菌丝）：无隔膜，为单细胞，直径0.2-0.8，长度可差别很大，不产或产色素（水溶，脂溶）气生菌丝（二级菌丝）：直径比营养菌丝粗，1-1.4u，在光镜下看颜色较深。直或弯，可分枝，有的产生色素。孢子丝（繁殖菌丝）：气生菌丝生长发育到一定时候，分化形成孢子丝，形状和排列方式各异，可作分类鉴定的依据。孢子丝长到一定时候形成孢子。,wugenfu,三、放线菌的繁殖方式,1、菌体断片2、无性繁殖形成无性孢子：凝聚？横隔？孢囊内形成孢囊孢子（可在基内或气生菌丝上形成）,wugenfu,四、放线菌的菌落特征,总特征介于细菌与霉菌之间：小，圆形，不蔓延，质地致密，不易被挑起。表面常呈较紧密的绒状，干燥多皱。幼龄时与细菌相似。有的菌丝及孢子能产色素，使表面或背面呈现不同的颜色,wugenfu,第三节其他原核微生物,立克次氏体,衣原体,wugenfu,一、立克次氏体Richettsia,介于细菌与病毒之间，在许多方面又类似于细菌，专性活细胞内寄生的原核微生物类群，在其中有不少是致病菌，如斑疹伤寒立克次氏体是流行性斑疹伤寒的病原菌，在1900年代的一次流行中曾造成几百万人死亡。细胞特性：比细菌小，0.3-0.5*0.8-2，在光镜下清晰可见，形态多样，具原核生物的一般特征，二分裂繁殖，G-专性寄生：具有非常独特的能量代谢，只能氧化谷氨酸，不能氧化葡萄糖和有机酸；体内的酶系统不完全，不能合成某些大分子物质如NAD，CoA等，必须从宿主细胞中渗入，因此细胞膜的结构比较疏松，通透性较好，这样胞内物质也容易流出，离开宿主就死亡。一般通过节肢动物传播至人，现在已基本消灭寄生于植物的称类立克次氏体,wugenfu,二、支原体Mycoplasma,介于细菌与立克次氏体之间的一类原核微生物，又叫类菌质体，类胸膜炎微生物是已知的能独立生长和生活的最简单的生命形式之一，也是最小的细胞形生物之一（250nm），在光镜下勉强可见，能通过细菌过滤器。最大特点：无细胞壁，G-，能在低渗的环境中缓慢生活，形成油煎蛋形菌落，因膜中具固醇或类胡萝卜素等,细胞柔软，能变形，球、杆、丝，分支繁殖方式多样：如