四微生物形態(tài)與類別-課件

第四章

原核微生物與疾病第四章

原核微生物與疾病1原核微生物由原核細(xì)胞構(gòu)成的微生物原核細(xì)胞：細(xì)胞中沒有細(xì)胞核原核微生物由原核細(xì)胞構(gòu)成的微生物2原核細(xì)胞無細(xì)胞核染色體游離在細(xì)胞漿中充滿顆粒狀的核糖體：用于蛋白質(zhì)合成原核生物：由原核細(xì)胞構(gòu)成的生物原核細(xì)胞無細(xì)胞核3原核生物和真核生物原核生物原核生物和真核生物原核生物4原核生物所有的原核生物都是微生物：細(xì)胞結(jié)構(gòu)簡單，限制了其進(jìn)一步的進(jìn)化？原核微生物的類型：兩大類古菌（古生菌）：最古老的生物類型包括很多生活在極端環(huán)境中的微生物：極端嗜鹽菌，嗜高熱菌具有一些特殊的功能：產(chǎn)甲烷菌細(xì)菌（真細(xì)菌）：環(huán)境中大多數(shù)原核生物原核生物所有的原核生物都是微生物：5甲烷球菌甲烷嗜熱菌甲烷桿菌古生球菌嗜鹽甲烷菌甲烷八疊球菌熱原體甲烷螺菌鹽桿菌鹽球菌甲烷嗜熱菌熱網(wǎng)菌熱變型菌熱球菌硫化葉菌硫還原球菌KorarchaeotaCrenarchaeotaEuryarchaeota古菌的主要類群甲烷球菌甲烷嗜熱菌甲烷桿菌古生球菌嗜鹽甲烷菌甲烷八疊球菌熱原6古菌的形態(tài)古菌的形態(tài)7產(chǎn)液菌/產(chǎn)氫菌棲熱孢菌綠色非硫化細(xì)菌異常球菌等螺旋體綠色硫細(xì)菌類桿菌－黃桿菌浮霉?fàn)罹纫略w格蘭氏陽性菌藍(lán)細(xì)菌紫細(xì)菌細(xì)菌的主要類群產(chǎn)液菌/產(chǎn)氫菌棲熱孢菌綠色非硫化細(xì)菌異常球菌等螺旋體綠色硫細(xì)8細(xì)菌、古菌與真核細(xì)胞的異同

真核

細(xì)菌

古菌

細(xì)胞類型 真核 原核 原核

染色體數(shù)

>1

1 1染色體構(gòu)造

線形

環(huán)形 環(huán)形細(xì)胞壁中的是否有胞壁質(zhì) 無

有 無

細(xì)胞膜中的脂質(zhì)

酯聯(lián)甘油脂

酯鏈甘油脂

醚聯(lián)

不分叉 不分叉

分叉

高度不飽和

飽和或低度不飽和

飽和

細(xì)胞膜中的固醇

有

無 無

細(xì)胞器（線粒體，葉綠體）

有

無 無

核糖體大小

80S

70S 70S

細(xì)胞質(zhì)流動

有

無 無減數(shù)分裂與有絲分裂

有

無 無

轉(zhuǎn)錄與轉(zhuǎn)譯相連

否 是 ?蛋白合成的起始氨基酸 甲硫氨酸

N－甲酰甲硫氨酸 甲硫氨酸蛋白合成是否受氯霉素 否

是 否和鏈霉素抑制蛋白合成是否受白喉毒素抑制是 否 是細(xì)菌、古菌與真核細(xì)胞的異同 真核 細(xì)菌9古菌在進(jìn)化史上很早就與細(xì)菌和真核生物分開并獨立進(jìn)化古菌在進(jìn)化史上很早就與細(xì)菌和真核生物分開并獨立進(jìn)化10原核微生物的形態(tài)特點：微?。?微米，或更?。┖唵危?xì)胞內(nèi)較為均一，主要是單細(xì)胞生物）主要形態(tài)有：桿菌 –球菌 –弧菌螺旋體 –放線菌 –……形態(tài)與分類近緣的微生物往往有類似的形態(tài)，但形態(tài)類似的微生物未必是近緣的微生物原核微生物的形態(tài)特點：11Esherichiacoli

大腸桿菌桿菌Bacillusanthracis

炭疽桿菌Esherichiacoli桿菌Bacillus12桿菌Pseudomonasaeruginosa

綠膿桿菌桿菌Pseudomonasaeruginosa13芽孢桿菌芽孢：細(xì)菌用來躲避不利環(huán)境的方式芽孢桿菌芽孢：細(xì)菌用來躲避不利環(huán)境的方式14球菌Staphylococcusaureus金黃色葡萄球菌Enterococcusfaecium屎腸球菌球菌StaphylococcusaureusEntero15鏈球菌肺炎鏈球菌Streptococcuspneumoniae化膿鏈球菌Streptococcuspyogenes鏈球菌肺炎鏈球菌化膿鏈球菌16弧菌Vibriocholerae霍亂弧菌弧菌Vibriocholerae17梭菌肉毒梭菌Clostridiumbotulinum破傷風(fēng)梭菌Clostridiumtetani梭菌肉毒梭菌破傷風(fēng)梭菌18螺旋體Borreliaburgdorferi布氏疏螺旋體Treponemapallidum蒼白密螺旋體（梅毒密螺旋體）螺旋體BorreliaburgdorferiTrepo19放線菌Streptomyceslividansw/pIJ702淺青紫鏈霉菌Streptomyceslividans1326淺青紫鏈霉菌放線菌Streptomyceslividansw/20放線菌

——抗生素生產(chǎn)者StreptomyceslavendualeNRRL2564淡紫灰鏈霉菌放線菌

——抗生素生產(chǎn)者Streptomyceslav21立克次氏體

——細(xì)胞內(nèi)寄生的細(xì)菌立克次氏體

——細(xì)胞內(nèi)寄生的細(xì)菌22立克次氏體

——線粒體的祖先？立克次氏體

——線粒體的祖先？23支原體

——介于細(xì)胞內(nèi)寄生與獨立生活之間支原體

——介于細(xì)胞內(nèi)寄生與獨立生活之間24衣原體

——大型病毒？衣原體

——大型病毒？25粘菌

——獨特的原核生物粘菌

——獨特的原核生物26粘菌粘菌27粘菌分為細(xì)胞型和無細(xì)胞型依賴腐敗的植物或細(xì)菌為生具有真核細(xì)胞的某些特征進(jìn)化上可能是動物的祖先粘菌引起植物疾病粘菌分為細(xì)胞型和無細(xì)胞型粘菌引起植物疾病28原核微生物的基本構(gòu)造胞漿菌毛鞭毛核糖體DNA質(zhì)膜細(xì)胞壁莢膜原核微生物的基本構(gòu)造胞漿菌毛鞭毛核糖體DNA質(zhì)膜細(xì)胞壁莢膜29大腸桿菌切面圖大腸桿菌切面圖30原核微生物的結(jié)構(gòu)（1）遺傳物質(zhì)（2）細(xì)胞質(zhì)（3）細(xì)胞膜與細(xì)胞壁（4）菌毛與鞭毛（5）莢膜（6）芽孢原核微生物的結(jié)構(gòu)（1）遺傳物質(zhì)31（1）細(xì)菌的遺傳物質(zhì)細(xì)菌的基因組多為雙鏈環(huán)狀的DNA，長度約為2－5x106堿基對基因組可以是一個或多個分子基因表達(dá)：基因組DNA與蛋白結(jié)合，連續(xù)轉(zhuǎn)錄成mRNA，又隨即被轉(zhuǎn)譯成蛋白基因表達(dá)的調(diào)控主要以操縱子方式進(jìn)行（1）細(xì)菌的遺傳物質(zhì)細(xì)菌的基因組多為雙鏈環(huán)狀的DNA，長度約32最小的細(xì)胞生物基因組是一種原核生物：支原體基因組長度580,070堿基對基因數(shù)517個利用它研究構(gòu)成細(xì)胞的最簡單的基因組生殖道支原體基因組示意圖最小的細(xì)胞生物基因組是一種原核生物：支原體生殖道支原體基因組33四微生物形態(tài)與類別-課件34多少個基因能夠構(gòu)成能獨立生活的細(xì)胞？小紅三角：轉(zhuǎn)座子，可以隨機(jī)地插入到基因組的不同部位。多少個基因能夠構(gòu)成能獨立生活的細(xì)胞？小紅三角：轉(zhuǎn)座子，可以隨35在實驗室培養(yǎng)的條件下，265-300個基因是必需的其中100個基因功能不詳用這265－300個基因人工構(gòu)建一個活的細(xì)胞？多少個基因能夠構(gòu)成能獨立生活的細(xì)胞？在實驗室培養(yǎng)的條件下，265-300個基因是必需的多少個基因36細(xì)菌的染色體外遺傳物質(zhì)：質(zhì)粒質(zhì)粒：染色體外DNA分子數(shù)量不定，可以沒有，或每個細(xì)胞有數(shù)百個多為環(huán)狀，能夠獨立復(fù)制常帶有某些重要功能基因，如抗生素合成基因、抗藥基因等易在細(xì)菌之間傳遞，使基因組具備可塑性是基因工程的重要工具細(xì)菌的染色體外遺傳物質(zhì)：質(zhì)粒質(zhì)粒：染色體外DNA分子37（2）細(xì)胞質(zhì)（胞漿）比真核細(xì)胞簡單得多較均一，沒有復(fù)雜的內(nèi)膜系統(tǒng)充滿核糖體，進(jìn)行蛋白質(zhì)合成（2）細(xì)胞質(zhì)（胞漿）比真核細(xì)胞簡單得多38（3）細(xì)胞膜與細(xì)胞壁細(xì)菌表面均有一層由肽聚糖構(gòu)成的細(xì)胞壁肽聚糖N乙酰氨基葡萄糖N乙酰氨基胞壁酸肽鍵（3）細(xì)胞膜與細(xì)胞壁細(xì)菌表面均有一層由肽聚糖構(gòu)成的細(xì)胞壁肽聚39可根據(jù)是否能被革蘭氏染色劑染色分為革蘭氏陽性和革蘭氏陰性菌革蘭氏陰性革蘭氏陽性細(xì)菌細(xì)胞表面的結(jié)構(gòu)可根據(jù)是否能被革蘭氏染色劑染色分為革蘭氏陽性和革蘭氏陰性菌革40革蘭氏陽性菌細(xì)胞壁位于外表面，只有一層細(xì)胞質(zhì)膜肽聚糖細(xì)胞壁細(xì)胞質(zhì)膜革蘭氏陽性菌細(xì)胞壁位于外表面，只有一層細(xì)胞質(zhì)膜肽聚糖細(xì)胞壁細(xì)41革蘭氏陰性菌有兩層細(xì)胞質(zhì)膜，細(xì)胞壁在兩層膜之間外層細(xì)胞膜表面有脂多糖，可以成為致病因子脂多糖肽聚糖細(xì)胞壁細(xì)胞質(zhì)膜革蘭氏陰性菌有兩層細(xì)胞質(zhì)膜，細(xì)胞壁在兩層膜之間脂多糖肽聚糖細(xì)42細(xì)胞壁脂多糖O-抗原核心脂質(zhì)A細(xì)胞壁脂多糖O-抗原核心脂質(zhì)A43脂多糖與疾病引起發(fā)燒改變白血球數(shù)量抑制凝血腫瘤壞死降低血壓，造成血管崩潰，最終導(dǎo)致休克在高濃度時可以致死是細(xì)菌內(nèi)毒素脂多糖與疾病引起發(fā)燒44（4）菌毛與鞭毛大腸桿菌纖毛大腸桿菌鞭毛（4）菌毛與鞭毛大腸桿菌纖毛大腸桿菌鞭毛45菌毛空心蛋白質(zhì)構(gòu)造功能：固體表面吸附性菌毛：在細(xì)菌間傳遞遺傳物質(zhì)菌毛空心蛋白質(zhì)構(gòu)造46菌毛傳遞遺傳物質(zhì)菌毛傳遞遺傳物質(zhì)47菌毛傳遞遺傳物質(zhì)菌毛傳遞遺傳物質(zhì)48鞭毛結(jié)構(gòu)：蛋白鞭毛絲加外鞘基部附著在細(xì)胞壁上基部蛋白能振動功能：細(xì)菌運動內(nèi)層質(zhì)膜外層質(zhì)膜鞭毛纖維鉤子鞭毛固定體轉(zhuǎn)動體蛋白多糖鞭毛結(jié)構(gòu)：蛋白鞭毛絲加外鞘內(nèi)層質(zhì)膜外層質(zhì)膜鞭毛纖維鉤子鞭49鞭毛的分布鞭毛的分布50鞭毛的功能：運動

細(xì)菌的運動物種 速率（公里/小時） 體長/秒獵豹 111 25人（世界記錄） 37.5 5.4細(xì)菌 0.00015 10運動的方向：趨向或背離光、化學(xué)物質(zhì)、氧氣、磁場鞭毛的功能：運動

細(xì)菌的運動物種 速率（公里/小時） 51（5）莢膜有些細(xì)菌外圍還有一層厚厚的莢膜結(jié)構(gòu)：多糖構(gòu)成，有的還有蛋白質(zhì)功能：吸附，保濕，保護(hù)，保存營養(yǎng)，堆放廢物（5）莢膜有些細(xì)菌外圍還有一層厚厚的莢膜52（6）芽孢細(xì)菌的休眠體抗逆：抗熱、抗輻射、抗化學(xué)物質(zhì)、抗靜水壓......新陳代謝降低可保持活力上千年（6）芽孢細(xì)菌的休眠體53芽孢的形成孢子發(fā)芽芽孢的形成孢子發(fā)芽54Volume301,Number5632,Issueof25Jul2019,p.467.產(chǎn)生芽孢前先殺死周圍細(xì)胞，獲取最后的營養(yǎng)Volume301,Number5632,Issue55四微生物形態(tài)與類別-課件56第四章

原核微生物與疾病第四章

原核微生物與疾病57原核微生物由原核細(xì)胞構(gòu)成的微生物原核細(xì)胞：細(xì)胞中沒有細(xì)胞核原核微生物由原核細(xì)胞構(gòu)成的微生物58原核細(xì)胞無細(xì)胞核染色體游離在細(xì)胞漿中充滿顆粒狀的核糖體：用于蛋白質(zhì)合成原核生物：由原核細(xì)胞構(gòu)成的生物原核細(xì)胞無細(xì)胞核59原核生物和真核生物原核生物原核生物和真核生物原核生物60原核生物所有的原核生物都是微生物：細(xì)胞結(jié)構(gòu)簡單，限制了其進(jìn)一步的進(jìn)化？原核微生物的類型：兩大類古菌（古生菌）：最古老的生物類型包括很多生活在極端環(huán)境中的微生物：極端嗜鹽菌，嗜高熱菌具有一些特殊的功能：產(chǎn)甲烷菌細(xì)菌（真細(xì)菌）：環(huán)境中大多數(shù)原核生物原核生物所有的原核生物都是微生物：61甲烷球菌甲烷嗜熱菌甲烷桿菌古生球菌嗜鹽甲烷菌甲烷八疊球菌熱原體甲烷螺菌鹽桿菌鹽球菌甲烷嗜熱菌熱網(wǎng)菌熱變型菌熱球菌硫化葉菌硫還原球菌KorarchaeotaCrenarchaeotaEuryarchaeota古菌的主要類群甲烷球菌甲烷嗜熱菌甲烷桿菌古生球菌嗜鹽甲烷菌甲烷八疊球菌熱原62古菌的形態(tài)古菌的形態(tài)63產(chǎn)液菌/產(chǎn)氫菌棲熱孢菌綠色非硫化細(xì)菌異常球菌等螺旋體綠色硫細(xì)菌類桿菌－黃桿菌浮霉?fàn)罹纫略w格蘭氏陽性菌藍(lán)細(xì)菌紫細(xì)菌細(xì)菌的主要類群產(chǎn)液菌/產(chǎn)氫菌棲熱孢菌綠色非硫化細(xì)菌異常球菌等螺旋體綠色硫細(xì)64細(xì)菌、古菌與真核細(xì)胞的異同

真核

細(xì)菌

古菌

細(xì)胞類型 真核 原核 原核

染色體數(shù)

>1

1 1染色體構(gòu)造

線形

環(huán)形 環(huán)形細(xì)胞壁中的是否有胞壁質(zhì) 無

有 無

細(xì)胞膜中的脂質(zhì)

酯聯(lián)甘油脂

酯鏈甘油脂

醚聯(lián)

不分叉 不分叉

分叉

高度不飽和

飽和或低度不飽和

飽和

細(xì)胞膜中的固醇

有

無 無

細(xì)胞器（線粒體，葉綠體）

有

無 無

核糖體大小

80S

70S 70S

細(xì)胞質(zhì)流動

有

無 無減數(shù)分裂與有絲分裂

有

無 無

轉(zhuǎn)錄與轉(zhuǎn)譯相連

否 是 ?蛋白合成的起始氨基酸 甲硫氨酸

N－甲酰甲硫氨酸 甲硫氨酸蛋白合成是否受氯霉素 否

是 否和鏈霉素抑制蛋白合成是否受白喉毒素抑制是 否 是細(xì)菌、古菌與真核細(xì)胞的異同 真核 細(xì)菌65古菌在進(jìn)化史上很早就與細(xì)菌和真核生物分開并獨立進(jìn)化古菌在進(jìn)化史上很早就與細(xì)菌和真核生物分開并獨立進(jìn)化66原核微生物的形態(tài)特點：微?。?微米，或更?。┖唵危?xì)胞內(nèi)較為均一，主要是單細(xì)胞生物）主要形態(tài)有：桿菌 –球菌 –弧菌螺旋體 –放線菌 –……形態(tài)與分類近緣的微生物往往有類似的形態(tài)，但形態(tài)類似的微生物未必是近緣的微生物原核微生物的形態(tài)特點：67Esherichiacoli

大腸桿菌桿菌Bacillusanthracis

炭疽桿菌Esherichiacoli桿菌Bacillus68桿菌Pseudomonasaeruginosa

綠膿桿菌桿菌Pseudomonasaeruginosa69芽孢桿菌芽孢：細(xì)菌用來躲避不利環(huán)境的方式芽孢桿菌芽孢：細(xì)菌用來躲避不利環(huán)境的方式70球菌Staphylococcusaureus金黃色葡萄球菌Enterococcusfaecium屎腸球菌球菌StaphylococcusaureusEntero71鏈球菌肺炎鏈球菌Streptococcuspneumoniae化膿鏈球菌Streptococcuspyogenes鏈球菌肺炎鏈球菌化膿鏈球菌72弧菌Vibriocholerae霍亂弧菌弧菌Vibriocholerae73梭菌肉毒梭菌Clostridiumbotulinum破傷風(fēng)梭菌Clostridiumtetani梭菌肉毒梭菌破傷風(fēng)梭菌74螺旋體Borreliaburgdorferi布氏疏螺旋體Treponemapallidum蒼白密螺旋體（梅毒密螺旋體）螺旋體BorreliaburgdorferiTrepo75放線菌Streptomyceslividansw/pIJ702淺青紫鏈霉菌Streptomyceslividans1326淺青紫鏈霉菌放線菌Streptomyceslividansw/76放線菌

——抗生素生產(chǎn)者StreptomyceslavendualeNRRL2564淡紫灰鏈霉菌放線菌

——抗生素生產(chǎn)者Streptomyceslav77立克次氏體

——細(xì)胞內(nèi)寄生的細(xì)菌立克次氏體

——細(xì)胞內(nèi)寄生的細(xì)菌78立克次氏體

——線粒體的祖先？立克次氏體

——線粒體的祖先？79支原體

——介于細(xì)胞內(nèi)寄生與獨立生活之間支原體

——介于細(xì)胞內(nèi)寄生與獨立生活之間80衣原體

——大型病毒？衣原體

——大型病毒？81粘菌

——獨特的原核生物粘菌

——獨特的原核生物82粘菌粘菌83粘菌分為細(xì)胞型和無細(xì)胞型依賴腐敗的植物或細(xì)菌為生具有真核細(xì)胞的某些特征進(jìn)化上可能是動物的祖先粘菌引起植物疾病粘菌分為細(xì)胞型和無細(xì)胞型粘菌引起植物疾病84原核微生物的基本構(gòu)造胞漿菌毛鞭毛核糖體DNA質(zhì)膜細(xì)胞壁莢膜原核微生物的基本構(gòu)造胞漿菌毛鞭毛核糖體DNA質(zhì)膜細(xì)胞壁莢膜85大腸桿菌切面圖大腸桿菌切面圖86原核微生物的結(jié)構(gòu)（1）遺傳物質(zhì)（2）細(xì)胞質(zhì)（3）細(xì)胞膜與細(xì)胞壁（4）菌毛與鞭毛（5）莢膜（6）芽孢原核微生物的結(jié)構(gòu)（1）遺傳物質(zhì)87（1）細(xì)菌的遺傳物質(zhì)細(xì)菌的基因組多為雙鏈環(huán)狀的DNA，長度約為2－5x106堿基對基因組可以是一個或多個分子基因表達(dá)：基因組DNA與蛋白結(jié)合，連續(xù)轉(zhuǎn)錄成mRNA，又隨即被轉(zhuǎn)譯成蛋白基因表達(dá)的調(diào)控主要以操縱子方式進(jìn)行（1）細(xì)菌的遺傳物質(zhì)細(xì)菌的基因組多為雙鏈環(huán)狀的DNA，長度約88最小的細(xì)胞生物基因組是一種原核生物：支原體基因組長度580,070堿基對基因數(shù)517個利用它研究構(gòu)成細(xì)胞的最簡單的基因組生殖道支原體基因組示意圖最小的細(xì)胞生物基因組是一種原核生物：支原體生殖道支原體基因組89四微生物形態(tài)與類別-課件90多少個基因能夠構(gòu)成能獨立生活的細(xì)胞？小紅三角：轉(zhuǎn)座子，可以隨機(jī)地插入到基因組的不同部位。多少個基因能夠構(gòu)成能獨立生活的細(xì)胞？小紅三角：轉(zhuǎn)座子，可以隨91在實驗室培養(yǎng)的條件下，265-300個基因是必需的其中100個基因功能不詳用這265－300個基因人工構(gòu)建一個活的細(xì)胞？多少個基因能夠構(gòu)成能獨立生活的細(xì)胞？在實驗室培養(yǎng)的條件下，265-300個基因是必需的多少個基因92細(xì)菌的染色體外遺傳物質(zhì)：質(zhì)粒質(zhì)粒：染色體外DNA分子數(shù)量不定，可以沒有，或每個細(xì)胞有數(shù)百個多為環(huán)狀，能夠獨立復(fù)制常帶有某些重要功能基因，如抗生素合成基因、抗藥基因等易在細(xì)菌之間傳遞，使基因組具備可塑性是基因工程的重要工具細(xì)菌的染色體外遺傳物質(zhì)：質(zhì)粒質(zhì)粒：染色體外DNA分子93（2）細(xì)胞質(zhì)（胞漿）比真核細(xì)胞簡單得多較均一，沒有復(fù)雜的內(nèi)膜系統(tǒng)充滿核糖體，進(jìn)行蛋白質(zhì)合成（2）細(xì)胞質(zhì)（胞漿）比真核細(xì)胞簡單得多94（3）細(xì)胞膜與細(xì)胞壁細(xì)菌表面均有一層由肽聚糖構(gòu)成的細(xì)胞壁肽聚糖N乙酰氨基葡萄糖N乙酰氨基胞壁酸肽鍵（3）細(xì)胞膜與細(xì)胞壁細(xì)菌表面均有一層由肽聚糖構(gòu)成的細(xì)胞壁肽聚95可根據(jù)是否能被革蘭氏染色劑染色分為革蘭氏陽性和革蘭氏陰性菌革蘭氏陰性革蘭氏陽性細(xì)菌細(xì)胞表面的結(jié)構(gòu)可根據(jù)是否能被革蘭氏染色劑染色分為革蘭氏陽性和革蘭氏陰性菌革96革蘭氏陽性菌細(xì)胞壁位于外表面，只有一層細(xì)胞質(zhì)膜肽聚糖細(xì)胞壁細(xì)胞質(zhì)膜革蘭氏陽性菌細(xì)胞壁位于外表面，只有一層細(xì)胞質(zhì)膜肽聚糖細(xì)胞壁細(xì)97革蘭氏陰性菌有兩層細(xì)胞質(zhì)膜，細(xì)胞壁在兩層膜之間外層細(xì)