原核微生物-細菌課件

1、1一 研究形態(tài)和構造的意義：形態(tài)是入門向導，構造是研究基礎提高定向篩選效率掌握發(fā)酵進程、及時探測雜菌污染分類鑒定中應用二 原核微生物的類群 光能：藍細菌“三菌” 化能： 細菌 放線菌“三體” 人工培養(yǎng)基：支原體 專門寄生： 立克次氏體 衣原體2第一節(jié) 細菌 體小而細 形簡而短(球、桿、弧)是一類 壁堅而韌 單細胞原核生物 二等分裂 分布很廣泛 細菌是單細胞原核微生物，個體微小，形態(tài)簡單，以二等分裂方式繁殖。在自然界中，細菌分布最廣、數量最多。3Contents細菌的形態(tài)和大小1細菌的細胞結構2細菌的繁殖與群體形態(tài)3細菌的物理化學性質44一、 細菌的形態(tài)和大小 不同細菌的形態(tài)可以說是千差萬別，豐

2、富多彩，但就單個有機體而言，其基本形態(tài)可分為球狀、桿狀與螺旋狀三種. 除了球菌、桿菌、螺旋菌三種基本形態(tài)外，還有許多具其他形態(tài)的細菌。例如柄桿菌細胞上有柄、菌絲、附器等細胞質伸出物，細胞呈桿狀或梭狀，并有特征性的細柄；球衣菌能形成衣峭，桿狀的細胞呈鏈狀排列在衣鞘內而成為絲狀,而支原體由于只有細胞膜，沒有紉胞壁，故細胞柔軟，形態(tài)多變，具有高度多形性。另外，人們還發(fā)現了細胞呈星形和方形的細菌.5（一） 細菌的形態(tài)細菌的三種基本形態(tài): 球狀、桿狀和螺旋狀6細菌的外形與大小細菌細胞微小而透明，通常用適當染料染色后顯微鏡觀察圖1-1 常見的三種細菌典型形態(tài)A.球菌 B.桿菌 C.弧菌7培養(yǎng)時間、培養(yǎng)溫度

3、、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。一般處于幼齡階段和生長條件適宜時，細菌形態(tài)正常、整齊，表現出特定的形態(tài)。在較老的培養(yǎng)物中，或不正常的條件下，細胞常出現不正常形態(tài)，尤其是桿菌，有的細胞膨大，有的出現梨形，有的產生分枝，有時菌體顯著伸長以至呈絲狀等異常形態(tài)。有的細菌則是多形態(tài)的，有周期性的生活史，如粘細菌可形成無細胞壁的營養(yǎng)細胞和子實體。影響細菌形態(tài)的因素：8（二）細菌的大小細菌大小的測定：(1)測量： 測微尺(2)長度單位：微米(m)(3)表示： 球菌：直徑 桿菌： 寬長 螺菌： 寬、長、螺距9（二）細菌的大小10 通常球菌直徑：0.2 1.5 m， 桿菌:長1 5

4、 m, 寬0.5 1 m。例如：大腸桿菌：平均長度：2 m ； 寬度0.5m 1500個大腸桿菌頭尾相接等于3mm; 109個大腸桿菌重1 mg. 由于菌種不同，細菌的大小存在很大的差異；對于同一個菌種，細胞的大小也常隨著菌齡變化。另外，對于同一個菌種染色前后其細胞大小都有所不同。所以，有關細菌大小的記載，常是平均值或代表性數值。（二）細菌的大小11 菌名 直徑或寬長/ （ m m ）乳鏈球菌金黃色葡萄球菌大腸桿菌枯草芽孢桿菌霍亂弧菌 0.5 1 0.8 1 0.5 (1 3)(0.8 1.2) ( 1.23)(0.2 0.6) (1 3) 細菌細胞的大小12二、細菌的細胞結構基本結構包括：細

5、胞壁、細胞膜、細胞質、核區(qū)、間體、核糖體、氣泡和儲藏物。 特殊結構包括：莢膜、鞭毛、纖毛、芽孢。 13 細菌細胞由外向里依次有鞭毛、菌（纖）毛、莢膜、細胞壁、細胞膜、細胞質，細胞質中又有液泡、儲存性顆粒、核質等。細菌的結構141.細胞壁1）功能：固定細胞外形； 保護細胞免受外力的損傷； 阻攔大分子物質進人細胞； 使某些細菌具有致病性及對噬菌體的敏感性。15革蘭氏染色法細胞壁化學組成與結構革蘭氏染色的機理青霉素的作用及應用2）細胞壁的化學組成與結構16 革蘭氏染色法是細菌細胞的復合染色法，由丹麥醫(yī)生Hans Christian Gram于1884年創(chuàng)立?；静襟E： 涂片固定 結晶紫初染1min

6、碘液媒染1min95%乙醇脫色0.5min 番紅復染min 結果: 革蘭氏陽性菌紫色； 革蘭氏陰性菌紅色。革蘭氏染色法：17 成分 占細胞壁干重的%革蘭氏陽性細菌革蘭氏陰性細菌 肽聚糖 磷壁酸 類脂質 蛋白質含量很高（3095）含量較高（50）一般無（2） 無含量很低（520） 無含量較高（20）含量較高革蘭氏陽性細菌與革蘭氏陰性細菌細胞壁成分比較細胞壁的化學組成與結構18青霉素的作用 作用于肽聚糖肽橋的聯(lián)結，即抑制肽聚糖的合成，故僅對生長著的菌有效，主要是G+菌。細菌可作為重金屬吸附劑使用？與細菌細胞壁的哪些性質有關？開發(fā)與應用情況如何？19細胞膜是緊貼細胞壁內側包圍細胞質的一層柔軟、富有彈

7、性的半透明薄膜。 細胞膜的化學組成 蛋白質主要包括 磷脂 糖類 少量核酸2、細胞膜201972年Singer和Nicolson提出的細胞膜液態(tài)鑲嵌模型。 認為：膜是由球形蛋白與磷脂按照二維排列方式構成的流體鑲嵌式，流動的脂類雙分子層構成了膜的連續(xù)體，而蛋白質象孤島一樣無規(guī)則地漂流在磷脂類的海洋當中。細胞膜液態(tài)鑲嵌模型細胞膜的結構21細胞內外物質交換和運送。 在原核微生物中,參與生物氧化和能量產生。 與細胞壁及莢膜的合成有關（酶）。 是鞭毛著生的位點。間體的形成 細胞膜的功能：22間體：由細胞膜內褶形成的一種管狀、層狀或串狀物，一般位于細胞分裂的部位或附近。間體間體的功能:參與隔膜形成與核分裂有

8、關類線粒體功能23擬核：由大型環(huán)狀雙鏈DNA纖絲不規(guī)則地折疊或纏繞而構成的無核膜、核仁的區(qū)域。這是原核生物與真核生物一個主要的區(qū)別之處。 細菌DNA：長度：一般為：13mm例：大腸桿菌的DNA長約1mm。生長迅速的細菌在核分裂之后細胞往往來不及分裂,所以細胞中常有24個核，而生長緩慢的細菌細胞中一般只有12個核，不在染色體復制時期一般是單倍體。功能：負載遺傳信息。 擬核 3、擬核nucleoid（或核質體、核區(qū)）24質粒：細菌染色體外的遺傳物質，由共價閉合環(huán)狀雙鏈DNA分子組成分子量約為100 106 D.攜帶1100個基因, 一個菌細胞可有一至數個質粒。 質粒的特點：可自我復制，穩(wěn)定遺傳。對

9、生存不是必要的。復制與染色體分開，但同步進行。不同質粒攜帶不同遺傳信息。無質粒細菌可通過接合、轉化、轉導等方式獲得，不能自發(fā)產生。例：細菌抗藥性因子、大腸桿菌的F因子。質粒應用:基因工程，體外重組.254、核糖體： 是分散在細胞質中的顆粒狀結構，由核糖體核酸（占60%）和蛋白質（占40%）組成。細菌的核糖體沉降系數為：70s，由50s大亞基和 30s 小亞基構成。功能：是細胞合成蛋白質的機構。26細胞質：是在細胞膜內除核區(qū)以外的細胞物質。細胞質是無色、透明、粘稠狀物質。主要成分為水，蛋白質，核酸，脂類、少量糖和無機鹽。 細胞質功能：細胞質中含有豐富的酶系，是營養(yǎng)物質合成、轉化、代謝的場所。5、

10、細胞質及其內含物27顆粒狀貯藏物(reserve materials)： 貯藏物是一類由不同化學成分累積而成的不溶性沉淀顆粒，主要功能是貯存營養(yǎng)物。貯藏物的種類很多,表解如下:28貯藏物碳源及能源類氮源類磷源(異染粒) 糖原:大腸桿菌、克雷伯氏菌、芽孢 桿菌和藍細菌等 聚-羥丁酸(PHB):固氮菌、產堿菌 和腸桿菌等 硫粒:紫硫細菌、絲硫細菌、貝氏硫 桿菌等藻青素：藍細菌藻青蛋白：藍細菌迂回螺菌、白喉棒桿菌、結核分枝桿菌296.莢膜 是某些細菌在新陳代謝過程中形成的，分泌于細胞壁外的粘液狀物質。多出現在“中老年細菌”外圍功能： 儲備糧； 生物吸附菌膠團 多糖 、糖蛋白水生生物的共性含水率在90

11、98，極難染色；單染后墨汁背景襯托法觀察301)主要成分是多糖、多肽或蛋白質,尤以多糖居多.經特殊的莢膜染色，特別是負染色(又稱背景染色)后可在光學顯微鏡清楚地觀察到它的存在。2)產生糖被是微生物的一種遺傳特性,其菌落特征及血清學反應是是細菌分類鑒定的指標之一。31往往長度超過菌體若干倍，但直徑很細。7.鞭毛鞭毛的著生方式和數目是細菌分類鑒定的重要指標。功能：細菌藉鞭毛趨避運動化學成分主要是？蛋白質328. 纖毛（或線毛、菌毛、傘毛）纖細、中空、短直、數量較多（250根300根） 相當于各類禽獸的體表的毛發(fā)，如兔毛、狗毛、鴨毛等等，故稱為菌毛。33雞毛撣子的作用提問：功能？主要與吸附營養(yǎng)物、有

12、性生殖有關或稱性絲，每一個有性細菌有1根4根，參與細菌有性生殖時細菌間傳遞遺傳物質。菌毛性菌毛349.芽孢1多層結構功能由內至外，依次為芽孢外壁 某些細菌當環(huán)境惡劣時，細胞質濃縮凝集，逐步形成一個圓形、橢圓形或圓柱形的休眠體，稱為芽孢。 一層或幾層芽孢衣 主要成分是角蛋白，非常致密，通透性差，能夠阻止各類化學物質包括殺菌劑的進入；由蛋白質、脂類和糖組成35皮層 很厚，主要成分為芽孢特有的肽聚糖，其中含有一種特殊的物質吡啶二羧酸以及大量的Ca2+，二者形成了一種極為耐熱的凝膠狀物質，使得芽孢菌異?？篃?，在沸水中芽孢也可存活數小時。 芽孢質中含水量極低，細胞內代謝極為緩慢，處于休眠狀態(tài)。36能形成

13、芽孢的細菌種類不多，最主要的是芽孢桿菌屬（Bacillus）和梭菌屬（Cletridium），它們都是革蘭氏陽性菌。很多都是強致病菌，如肉毒梭菌、破傷風梭菌，有些形成的芽孢膨大，寬度明顯超過菌體。含芽孢的梭菌 芽孢寬度超過菌體，使細胞呈梭狀37 芽孢的形成對于產芽孢菌度過困境有著極為重要的意義，芽孢可在普通條件下保存幾年甚至幾十年都依然可以復活。 在實驗室進行滅菌處理時，由于芽孢最難殺死，滅菌手段主要考慮的是殺滅芽孢； 芽孢菌普遍存在于處理各類有毒廢水中，并對水質凈化起著十分重要的作用。38(二)有性生殖研究表明各類細菌普遍具有有性生殖能力 雌雄性菌毛1質粒復制轉移392部分染色體復制轉移極少

14、數個體可以進行，大約只占0.11%。但這卻有著十分重要的生物學意義。 提問：有性生殖意義何在呢？ 種內進化、種間合作共生 特有的抗性基因可以傳遞給另一些種類的細菌；40（三）菌落定義固體培養(yǎng)基上的各種菌類的“村落”。固體培養(yǎng)基固體狀態(tài)的培養(yǎng)細菌的基質有的是天然物質，如土豆、饅頭及其他各種固體食物，微生物學研究中多使用人工制作的固體瓊脂培養(yǎng)基。 向“營養(yǎng)湯”中加入瓊脂(約2)加熱到100，然后再冷卻就制成了人工固體培養(yǎng)基。 常用的固體培養(yǎng)基容器稱為培養(yǎng)皿。41培養(yǎng)皿通常稱平板細菌在培養(yǎng)基上生長，會形成各種顏色和外觀的菌落。純化的菌落是菌種鑒定、通過誘變技術或基因工程改良的前提。單菌落（純菌落）4

15、2 菌落形態(tài)菌落的特征主要由各種微生物特殊的遺傳特性決定，同時也與培養(yǎng)基成分及培養(yǎng)條件有關當固定培養(yǎng)基成分及培養(yǎng)條件相同時，不同種類微生物形成的菌落特征是固定的，可作為微生物鑒定的重要依據。43菌落描述a.隆起特征描述 b.邊緣特征描述 c.表面特征描述沒有鞭毛不運動的細菌，特別是球菌，常形成較小、較厚、邊緣較整齊的菌落；有鞭毛的細菌則較大而扁平，邊緣波狀、鋸齒狀等；有莢膜的細菌菌落較大并且表面光滑，而沒有莢膜的則表面較粗糙；具有芽孢的細菌菌落表面常有褶皺并且不透明。44細菌菌落具有一些共同的特征：小、濕潤、粘稠、與基質結合松散，易被剝離，質地均勻，各部位顏色一致。但不同的細菌菌落也具有自己特有的特征。啤酒紅酵母菌 （真菌）菌落45在液體中群體細菌的生存會有哪些形式？隨密度不同或者在液體培養(yǎng)基表面形成膜（輕）或產生絮狀沉淀（粘重，如菌膠團、活性污泥）。46四、細菌的物理化學性質1、細菌表面電荷和等電點:細菌體含有50以上的蛋白質 氨基酸的等電點 兩性電解質的性質 細菌的等電點在pH為：25 G+:23 G-:45 培養(yǎng)條件，使細菌表面總是帶負電（細胞壁的磷酸壁含有大量酸性較強的磷酸基，更加導致細菌表面帶負電）。472、細菌