原核細菌幻燈片

1、1,第二章 原核微生物,The Prokaryotes,2,一大類細胞核無核膜包裹，只有被稱作核區(qū)的裸露DNA的單細胞生物, 亦即廣義的細菌。 原核微生物的主要類群： 根據(jù)形態(tài)特征：細菌（狹義，典型代表菌）、放線菌、藍細菌、支原體、立克次氏體、衣原體和螺旋體。（三菌四體） 根據(jù)生理生化和分子生物學特征：真細菌和古生菌,什么是原核微生物,3,本章主要內容,第1節(jié) 細菌（Bacteria） 第2節(jié) 放線菌（Actinomycetes） 第3節(jié) 藍細菌（Cyanobacteria） 第4節(jié) 古生菌（Archaeobacteria） 第5節(jié) 其它原核微生物（Other Prokaryotes,4,目的

2、要求,通過本章學習，要求掌握： 細菌、放線菌、藍細菌形態(tài)特征 重點： 細菌細胞壁的結構及革蘭氏染色原理。 難點： 代表原核微生物的主要特點,5,狹義細菌：指一類細胞細短、結構簡單、 胞壁堅韌、多以二分裂方式繁殖和水生性 較強的原核生物,第一節(jié) 細菌 (Bacteria,6,1、有害影響: 動植物致病菌,引起食物和物 品腐爛變質等。 2、有益作用: 細菌發(fā)酵產(chǎn)品的生產(chǎn)，農(nóng)業(yè)殺 蟲菌劑、細菌肥料生產(chǎn)，細菌浸礦，微 生態(tài)制劑，污水處理等,細菌對人類社會生活的影響,7,一、個體形態(tài) 二、大小 三、結構 四、繁殖與群體形態(tài) 五、工業(yè)上重要細菌的形態(tài)、 特性及其應用,第一節(jié) 細菌 (Bacteria,8,

3、第一節(jié) 細菌 (Bacteria,一、細菌個體形態(tài) 細菌的基本形態(tài)有三種: 球狀 桿狀 螺旋狀 分別稱為球菌、桿菌和螺旋菌。 桿菌為最常見，球菌次之，螺旋狀最少,9,10,一)球菌 (coccus,細胞呈球形或橢圓形，分裂后常呈一定的空間排列形式，其排列形式在分類學上有一定的意義:有6種排列 單、雙、鏈、四聯(lián)、八疊、葡萄狀,11,Arrangement of Spherical Bacterial Cells,diplococci,streptococci,tetracocci,sarcinae,staphylococci,Sphericalcoccus,12,分裂后的細胞分散而單獨存在的球菌

4、。如尿素微球菌(Micrococcus ureae,單球菌,1、單球菌,13,分裂后兩個球菌成對排列的為雙球菌。 如肺炎雙球菌 (Diplococcus pneumoniae,雙球菌,2、雙球菌,14,分裂是沿一個平面進行，分裂后細胞排列成鏈狀。 如發(fā)酵酸奶的乳鏈球菌 （Streptococcus lactis,鏈球菌,3、鏈球菌,15,分裂是沿兩個相垂直的平面進行，分裂后每四個細胞在一起呈田字形。 如四聯(lián)微球菌 （Micrococcus etragenus,四聯(lián)球菌,4、四聯(lián)球菌,16,按三個互相垂直的平面進行分裂后，每八個球菌在一起成立方體形。 如藤黃八疊球菌（Sarcina ureae,

5、八疊球菌,5、八疊球菌,17,分裂面不規(guī)則，多個球菌聚在一起，像一串串葡萄。 如金黃色葡萄球菌（Staphylococcus aureus,葡萄球菌,6、葡萄球菌,18,19,二)桿菌 (rod,桿菌的細胞呈桿狀或圓柱狀。短粗、細長，兩端平截、略尖、半圓。 桿菌分裂面只有一個。 桿菌是細菌中種類最多的一群細菌，生產(chǎn)中所應用的細菌也大多是桿菌,20,Bacilli divide only across their short axis, so there are fewer groupings of bacilli than of cocci,Rod-shaped Bacteria,Diplob

6、acilli,streptobacilli,Single bacillus,Coccobacillus,21,短桿菌,長桿菌,梭狀芽孢桿菌,22,電子顯微鏡下的結核菌 （綠色的就是結核桿菌,桿菌,23,桿菌,動物宿主細胞感染桿菌瀕臨死亡,動物宿主細胞感染桿菌瀕臨死亡,電鏡照片,24,桿菌細胞兩端的形態(tài)特征,25,三)螺旋菌(spiral-shaped bacteria,菌體呈螺旋狀的原核生物，根據(jù)螺旋的數(shù)目和特征分為 弧菌 螺（旋）菌 螺旋體,26,弧菌：菌體彎曲、螺旋不足一環(huán)的叫弧菌，如霍亂弧菌(Vibrio cholerae)。一端生叢生鞭毛,弧菌,27,螺旋菌：菌體彎曲、螺旋26環(huán)、小型

7、、堅硬、借鞭毛運動的叫螺旋菌，兩端均生鞭毛,螺旋菌,顯微數(shù)碼攝像,結構示意圖,28,螺旋體：旋轉周數(shù)超過6環(huán)、體長而柔軟、借軸絲收縮運動的專稱螺旋體。如梅毒密螺旋體(Treponema pallidium,螺旋體,29,Vibrio，Spirillum and Spirochete,Some bacteria are shaped like long rods twisted into spirals or helices; they are called vibrios (like commas or incomplete spirals), spirilla if rigid and sp

8、irochetes when flexible,vibrio,spirillum,spirochete,螺旋體,螺旋菌,弧菌,30,四)特殊形態(tài),細菌的三種基本形態(tài)：球狀、桿狀和螺旋狀 還有特殊形態(tài)：柄、腎形、網(wǎng)格狀等,31,細菌的特殊形態(tài),32,五)細菌個體形態(tài)與環(huán)境條件,當環(huán)境條件不適合某細菌生長時，會導致細菌產(chǎn)生異常形態(tài)。 例如巴氏醋桿菌(Acetobacter pasteurium)當培養(yǎng)溫度改變時，菌體會由短桿狀變?yōu)榧忓N狀、絲狀或鏈鎖狀,33,影響細菌形態(tài)的因素 培養(yǎng)時間、培養(yǎng)溫度、培養(yǎng)基成分、濃度、pH值等環(huán)境條件對細菌形態(tài)都有明顯的影響,34,處于幼齡階段和生長條件適宜時，細菌形

9、態(tài)正常、整齊，表現(xiàn)出特定的形態(tài)。 在較老培養(yǎng)物中，或不正常條件下，細胞常出現(xiàn)異常形態(tài)，尤其是桿菌，有的細胞膨大，有的出現(xiàn)梨形，有的產(chǎn)生分枝，有時菌體顯著伸長以至呈絲狀等異常形態(tài),35,若將它們轉移到新鮮培養(yǎng)基中或適宜的培養(yǎng)條件下又可恢復原來的形態(tài),36,細菌大小的測定 測量： 測微尺 長度單位：微米(m) 表示方法： 球菌：直徑 桿菌：寬長 螺菌：寬、長、螺距,二、細菌大小,37,細菌大小表示,球菌: 通常在 0.51m 桿菌: 0.51 15m 螺旋菌: 0.31 150m,38,39,細菌的大小受培養(yǎng)時間的影響，通常幼齡菌體比老菌體要大，也受測定方法的影響，測活菌的大小要比測染色涂片的大小

10、大1/31/4,40,最小的細菌：納米細菌(nanobacteria)，直徑只有50 nm，比最大的病毒還小。一種引起尿結石。 最大的細菌：納米比亞嗜硫珠菌（Thiomargarita namibiensis），直徑為0.321.0 mm。迄今為止的最大細菌。肉眼可見,41,細菌的觀察,細菌細胞需經(jīng)過染色才能作顯微鏡觀察 經(jīng)過革蘭氏染色，將各種細菌分成兩大類： 最終染成紫色為革蘭氏陽性G 最終染成紅色為革蘭氏陰性G 為什么呢,42,細菌細胞的模式構造,三、細菌的結構,43,細菌細胞的構造分一般構造和特殊構造 一般構造：一般細菌都具有的構造。包括細胞壁、細胞膜、細胞質和核區(qū)。 特殊構造：僅在部分

11、細菌中才有的或在特殊環(huán)境條件下才形成的構造。如：鞭毛、菌毛、性菌毛、糖被和芽孢等,44,一) 細胞壁（cell wall,細胞壁概念：位于細胞最外的一層厚實、堅韌的外被，主要成分為肽聚糖，具有固定外形和保護細胞不受損傷等多種生理功能,45,細菌細胞壁的組成成分： 細菌細胞壁基本成分：肽聚糖 革蘭氏陽性細菌G、 革蘭氏陰性細菌G 古生菌中還各有自己的特點,46,革蘭氏陽性細菌和革蘭氏陰性細菌細胞壁的構造,47,1、 G細菌細胞壁,G細胞壁：厚度大（2080 nm） 化學組分：90 %肽聚糖、10 %磷壁酸,48,革蘭氏陽性的細胞壁成分,49,肽聚糖：又稱粘肽、胞壁質或粘質復合物，是真細菌細胞壁中

12、的特有成分。 定義：由聚糖骨架與肽尾和肽橋相互交聯(lián)形 成堅硬的網(wǎng)狀結構,50,聚糖： N-乙酰葡糖胺（G）和N-乙酰胞壁酸 （M）以-1,4-糖苷鍵連接成長鏈骨架 肽尾：由四個氨基酸組成四肽尾與M連接 肽橋：5個甘氨酸組成5肽橋，連接2個四肽 尾，甲3乙4,51,52,表 肽聚糖分子中的四種主要肽橋類型,類型 甲肽尾上連接點 肽橋 乙肽連接點 例,I 第四氨基酸 -CO.NH-直接相連 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)12- 第三氨基酸 M. luteus (G+) IV 第四氨基酸

13、 -D-Lys- 第二氨基酸 C. poinsettiae(G,53,結合在G細菌細胞壁上的一種酸性多糖，主要化學成分為甘油磷酸或核糖醇磷酸。分為 壁磷壁酸：與肽聚糖分子進行共價結合的， 其含量會隨培養(yǎng)基成分而改變。 膜（脂）磷壁酸：跨越肽聚糖層并與細胞膜 相交聯(lián)的,磷壁酸（垣酸,54,55,肽聚糖,肽聚糖,脂磷壁酸,細胞質膜,細胞質膜,NAM：N-乙酰胞壁酸 NAG：N-乙酰葡糖胺,肽,脂多糖,類脂A,O-特異性外鏈,脂蛋白,外膜,G+細菌與G細菌細胞壁構造的比較,革蘭氏陽性細菌（G,革蘭氏陰性細菌（G,56,磷壁酸的主要生理作用： 濃縮Mg2+，提高細胞膜上一些合成酶的活力 貯藏元素。 調

14、節(jié)細胞內自溶素的活力，借以防止細胞因 自溶而死亡。 是某些噬菌體的特異性吸附受體。 賦予G特異的表面抗原，可用于菌種鑒定。 增強某些致病菌(如A族鏈球菌)對宿主細胞 的粘連，避免被白細胞吞噬，并有抗補體的 作用,57,組成：肽聚糖和外壁層即外膜 外膜：脂多糖、磷脂和脂蛋白 特點：厚度較G細菌薄，層次較多， 成分較復雜，肽聚糖層很薄 （僅23 nm），機械強度弱,2、G細胞壁,58,G細菌細胞壁成分大腸桿菌 E.coli為典型代表,G肽聚糖：聚糖骨架和四肽尾，無肽橋， 埋藏在外膜脂多糖（LPS）層之內。 四肽尾：第3 個氨基酸為m-DAP，2肽互連 甲4乙3,59,60,獨有：為G細胞壁所特有，

15、位于壁的最外層 化學成分：脂多糖、磷脂和外膜蛋白 脂多糖：類脂A、核心多糖、O特異側鏈， 壁抗原決定族， G致病物質內毒 素的物質基礎,G外壁層,61,62,G+ 細菌與G細菌細胞壁的比較p16,63,3 、古生菌細胞壁,古菌細胞壁成分：假肽聚糖、糖蛋白或蛋白質 假肽聚糖：多糖骨架與肽尾和肽橋交聯(lián) 多糖骨架：N-乙酰葡糖胺和N-乙酰塔羅糖胺 糖醛酸以-1, 3-糖苷鍵連接 肽尾： L-Glu、L-Ala和L-Lys 3個L型 肽橋：L-Glu 1個氨基酸。連接2肽尾， 甲3乙3,64,假肽聚糖,65,4、細胞壁缺損,幾類細胞壁缺損或無細胞壁的細菌類型： 原生質體(protoplast)：人工用

16、溶菌酶除盡壁或用青霉素抑制新生細胞壁的合成得到圓球狀滲透敏感細胞，G+，原生質體融合研究。 球狀體或原生質球(sphaeroplast)：指還殘留部分細胞壁（尤其是G細菌外膜層）的原生質體,66,67,L型細菌：L型細菌應專指那些在實驗室中通過自發(fā)突變而形成的遺傳性穩(wěn)定的細胞壁缺陷菌株。1935年時，在英國李斯特(Lister) 發(fā)現(xiàn)的，取Lister研究所的第一字母 “L”，故稱L型細菌,68,有些能通過細菌濾器，故又稱“濾過型細菌,對滲透敏感，在固體培養(yǎng)基上形成“油煎蛋”似 的小菌落（直徑在0.1 mm左右,69,支原體：在長期進化過程中形成的、適應 自然生活條件的無細胞壁的原核生物。 其

17、細胞膜中含有甾醇，其膜仍有較高機械強度,70,5、革蘭氏染色,丹麥醫(yī)生C.Gram（革蘭）于1884年發(fā)明的一種鑒別不同類型細菌的染色方法。 不同細菌細胞壁的化學 組成和結構不同，通過 革蘭氏染色法可將所有 的細菌分為革蘭氏陽性 （G+）和革蘭氏陰性 （G,71,初染：結晶紫在細菌膜內形成紫色 媒染：碘液在細菌膜內與結晶紫可形成不 溶于水的復合物。菌體呈深紫色,革蘭氏染色反應及原理,72,脫色處理：乙醇或丙酮脫色 G：因壁厚，肽聚糖網(wǎng)層次多、交聯(lián)致密，遇脫 色劑處理時，會失水使網(wǎng)孔縮小，其不含脂 類，故不會溶出縫隙，結晶紫與碘復合物牢 牢留在壁內，菌體保持紫色。 G：因璧薄、外層類脂含量高，肽聚糖薄、交聯(lián) 度差，遇脫色劑