微生物学:原核生物演示课件.ppt
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- 微生物学 生物 演示 课件
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1、 原核生物:细胞核无核膜包裹,只有裸露的DNA的原始单细胞生物,即广义的细菌。 包括真细菌和古生菌。 据外表特征可分为六类:细菌(狭义)、放线菌、蓝细菌、支原体、立克次氏体和衣原体。第一章:原核微生物形态、构造和功能Cncnc-micro1 1 1 1 细菌(bacteria)放线菌(actinomycetes))蓝细菌(cyanobacteria)其他几种原核微生物(others)细菌是一类细胞体积小、结构简单、细胞壁坚韧、以二分裂方式繁殖和水生性较强的原核微生物。应用:工业、农业、医药、环保、国防等。危害:人、动物、植物的传染病、食物和工农业产品腐烂变质。细菌(Bacteria)细菌的形态
2、观察细菌的方法细菌细胞的大小细菌的细胞构造细菌的繁殖方式Cncnc-micro细菌的群体形态细菌的形态构造及其功能细菌细胞形态:根据细胞分裂的方向及分裂后的各子细胞的空间排列状态不同,可分为以下几种:Cncnc-micro球菌(Coccus)杆菌(Bacillus)螺旋菌(Spirlla)其他形状的细菌球菌(coccus)Cncnc-micro单球菌双球菌四联球菌八叠球菌葡萄球菌链球菌.单球菌(显微镜下示意图)单球菌(single coccus). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .双球菌(
3、显微镜下示意图)双球菌(double coccus) 上:显微镜效果 下:电 镜 照 片 四联球菌(Micrococcus lactis)八 叠 球 菌八叠球菌(Sarcina ureae)八叠球菌(显微镜下示意图) 葡萄球菌左:电镜照片右:显微镜下的金黄色葡萄球菌葡萄球菌(Staphylococcus aureus)链球菌链球菌(显微镜下示意图)链球菌(电镜照片)显微镜下的杆菌杆菌杆菌( (bacillus) )短杆菌短杆菌长杆菌长杆菌梭状芽孢杆菌梭状芽孢杆菌杆菌(bacillus) 电子显微镜下的结核菌 (绿色的就是结核杆菌)杆菌动物宿主细胞感染杆菌濒临死亡 电镜照片链杆菌链杆菌链显微镜下
4、的链杆菌螺旋菌(Spirlla) 弧菌 (vibrio) 螺菌(spirllum) 螺旋体(spirochaeta)根据其弯曲情况分为根据其弯曲情况分为:显微镜下的螺旋菌 幽门螺旋菌左:显微数码摄像右:结构示意图柄细菌其他形状的细菌柄细菌(Caulobacter bacterroides)变形菌Different ShapesFig. 4.11Different Shapes观察细菌的方法观察工具观察方法Cncnc-micro观察工具(tools)普通光学显微镜暗视野显微镜相差显微镜荧光显微镜电子显微镜 microorganisms can be observed using a micros
5、cope钩端螺旋体钩端螺旋体(暗视野显微镜暗视野显微镜) 相差显微镜实拍图相差显微镜实拍图:细菌细菌 荧光抗体染色:大肠杆菌电子显微镜下大肠杆菌Cncnc-micro用显微镜观察细菌的方法活体观察染色观察压滴法悬滴法菌丝埋片法细菌染色法死菌正染色负染色:简单染色法鉴别染色法 革兰氏染色法 抗酸性染色法芽 孢 染 色 法荚膜染色法等 活菌: 用美蓝或TTC(氯化三苯基四唑)等 作活菌染色 姬姆萨染色法染色观察Cncnc-micro甲菌乙菌初染结晶紫媒染碘液脱色乙醇复染沙黄紫色(G)红色(G-)革兰氏染色步骤示意图细胞壁与革兰氏染色革兰氏染色革兰氏染色由丹麦医生C.Gram于1884年创立 细菌电
6、子显微镜照片细菌细胞的大小(1)(1)长度单位:微米长度单位:微米(m)(m)(2)(2)表示:表示: 球菌:直径球菌:直径 杆菌:宽杆菌:宽长长 螺菌:宽、长、螺距螺菌:宽、长、螺距 通常通常球菌直径:球菌直径:0.20.21.5m1.5m杆菌杆菌: : 长长1 15m, 5m, 宽宽0.50.51m1m细菌细胞的大小细菌细胞的大小细胞的大小是细菌分类特征不同细菌细胞大小不同同一细菌的不同菌龄细胞大小不同细菌细胞大小还与营养等因素相关细胞大小的测量结果只是近似值或平均值2。1。2细菌细胞的结构 细菌细胞的结构细胞壁细胞壁以内的构造原生质体细胞壁以外的构造Cncnc-micro细胞壁(cell
7、 wall)Cncnc-micro细胞壁的结构细胞壁 的功能细胞壁 的化学组成细胞壁与革兰氏染色无壁细胞与原生质体细胞壁的结构:最外的一层厚实、坚韧的外被。主要成分是肽聚糖。肽聚糖细胞质膜外壁层Gram positive bacteria, G+Gram negative bacteria, G细菌的细胞壁(粉红色以外的部分)Cell Walls of BacteriaPeptidoglycan is found only in bacteria肽聚 糖质 膜外壁层周质空间革兰氏阳性革兰氏阴性细胞壁抛面结构细胞壁的功能固定细胞外形和提高机械强度,使其免受渗透压等外力的损伤为细胞的生长、分裂和鞭
8、毛运动所必需阻拦大分子有害物质进入细胞 赋予细菌特定的抗原性以及对抗生素和噬菌体的敏感性Cncnc-micro 细 胞 壁化学组成高等植物 纤维素 霉菌 几丁质酵母 甘露聚糖,葡聚糖 细菌肽聚糖N乙酰葡萄糖胺N乙酰胞壁酸短肽脂多糖Cncnc-micro磷壁酸Structure of peptidoglycan N-acetyl glucosamineN-acetylmuramic acidb-(1,4) linkagesL-alanineD-glutamic acidmeso-diaminopimelic acidD-alaninepeptide bondCH3-CH- C=0 CH2OHOC
9、H2OHOOHONH HC-C-CH3 C=0 nNH COOH-C-H (CH2 )2 C=0 NH H-C- (CH2)-NH2 NH C=0 CH3-C-H COOH L-AlaD-GluL-LysD-AlaG+细胞壁 肽聚糖单体结构MG DPA(二氨基庚二酸)革兰氏阴性菌细胞壁肽聚糖的一个重复单位肽聚糖(Peptidoglycan)结构中短肽的连接形式G-细菌G+细菌E.coli(左)与C.poinsettiae(右)肽聚糖中的肽桥 类型 甲肽尾上连接点 肽 桥 乙肽尾上连接点 实 例第4氨基酸第4氨基酸第4氨基酸第4氨基酸-CONH-(Gly)5-(肽尾)12-D-Lys-第3氨基酸
10、第3氨基酸第3氨基酸第2氨基酸E.coli (G-)S.aureus(G+)M.luteus(G+)C.poinsettiae(G+)肽聚糖分子中的4种主要肽桥类型 NAGNAG与与NAMNAM残基以残基以-1,4-1,4糖苷键交替连接,形成聚糖苷键交替连接,形成聚糖的骨架糖的骨架( (主链主链) );一组相同的短肽侧链接于;一组相同的短肽侧链接于NAMNAM上;上;相邻主链上的短肽侧链通过一条肽桥相连,从而形相邻主链上的短肽侧链通过一条肽桥相连,从而形成网状分子结构。成网状分子结构。G+菌肽聚糖单体G G肽聚糖的组成不同肽尾第三氨基酸不同G 赖氨酸G 二氨基庚二酸G,M都是1,4糖苷键连接肽
11、桥G:5个甘氨酸G:肽键Cncnc-micro磷壁酸(teichoic acid) 占壁干重占壁干重40-50%。是以。是以磷酸多元醇磷酸多元醇分子的重分子的重复结构单位为主链(骨架)的阴离子多聚物。复结构单位为主链(骨架)的阴离子多聚物。在多数情况下,磷壁酸分子中的磷酸多元醇是在多数情况下,磷壁酸分子中的磷酸多元醇是磷酸甘油,或磷酸核糖醇,因此,根据磷酸甘油,或磷酸核糖醇,因此,根据主链组主链组成不同成不同可以将磷壁酸分为两大类:可以将磷壁酸分为两大类:磷酸甘油型磷壁酸磷酸甘油型磷壁酸核糖醇型磷壁酸核糖醇型磷壁酸磷壁酸的功能因带负电荷,故可与环境中的Mg等阳离子结合,提高这些离子的浓度,以保
12、证细胞膜上一些合成酶维持高活性的需要。保证革兰氏阳性致病菌与其宿主间的粘连赋于革兰氏阳性细菌以特异的表面抗原提供某些噬菌体以特异的吸附受体Cncnc-micro贮藏磷原素调节细胞内自溶素(autolysin)的活力防止细胞死亡LPS类脂A:2个N乙酰葡糖胺及5个长链脂肪酸核心多糖区O特异侧链:多个4Hex单位,内含半乳糖、鼠李糖 甘露糖、阿比可糖(Abq)等内核心区3个2酮3脱氧辛糖酸3个L甘油甘露庚糖外核心区:5个己糖(Hex),包括葡糖胺、 半乳糖、葡萄糖 脂多糖(Lipolysaccharide)的组成Cncnc-microROR1、R2一般为3羟基豆蔻酸CH2OROCH2PO4PO4N
13、H|R1NH|R2OR1、6O特异侧链 核心多糖R可有3种: 月桂酸基 棕榈酸基 豆蔻酰豆蔻酸基类脂A是G-内毒素的基础脂多糖功能是革兰氏阴性细菌致病物质内毒素的物质基础与磷酸相似,也有吸附Mg+、Ca2+等阳离子以提高这些离子在细胞表面的浓度的用;由于LPS结构的变化,决定了革兰氏阴性细胞表面抗原决定簇的多样性;是许多噬菌体在细胞表面的吸附受体。Cncnc-micro具有控制某些物质进出细胞的部分选择性屏障功能。G G细胞壁成分的区别Cncnc-micro成 分肽聚糖磷壁酸类脂质蛋白质占细胞壁干重的%含量很高(30-95)含量较高(50)一般无(106-羟基丁酸(羟基丁酸(PHB):):通常
14、在显微镜下,显现为一种折光性很强折光性很强的小体。碳源类贮藏物碳源类贮藏物,不溶于水,具有贮藏能量、碳源和降低细胞内渗透压的作用。可制作易降解且无毒的医用塑料器皿和外科用的手术针及缝线。OHPO HnHO O异染粒(metachromatic granule)n=2106异染粒:异染粒:成分:多聚偏磷酸盐。功能:贮藏磷元素和能量,并可降低细胞的渗透压。藻青素(cyanophycin):属于氮素贮藏物,同时还具有贮藏能源的作用。 CO2AspCOH3N+nAspAspCOCONHNHNHArgArgArg磁小体(megnetosome)Cncnc-micro1975年由R P Blakemore
15、D 在趋磁细菌中发现主要成分是Fe3O4 外被一层磷脂、蛋白或糖蛋白膜,是单磁畴晶体,无毒,大小20100nm,每个细胞有2 20颗形状为平截八面体、平行六面体或六棱柱体等功能 导向作用,即借助鞭毛游向泥、水界面微氧 我 环境处生活实用前景: 生产磁性定向药物或抗体,以及制造生物传感器羧酶体(carboxysome)Cncnc-micro存在于一些自养细菌内的多角形或六角形内含物大小约10nm(与噬菌体相仿)内含1,5二磷酸核酮糖羧化酶在自养细菌的CO2固定中起关键作用气泡(gas vocuoles)Cncnc-micro是许多光合型、无鞭毛水生菌中充满气体的泡囊状内含物大小为0.2-1.0u
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