第一章原核微生物-01细菌形态与构造.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第一节细菌的形态及构造,第二节细菌的生理学,第三节细菌的生长和繁殖,第四节其它原核微生物,第一章 原核细胞微生物,第一节 细菌的形态及构造,第一章 原核细胞微生物,一、细菌的大小,1.单位-,m,2.各种细菌的大小,球菌,:0.5-2.0m,一般1.0m,杆菌,:长2-3m，宽0.5-1.0m,螺旋菌：2-20m，宽0.4-0.2m,3同种细菌的大小存在一定差异,细菌的大小,，以生长,在适宜的温度和培养基中的,幼龄培养物,为标准。,颤蓝菌属,巨大芽孢杆菌,大肠杆菌,肺炎球菌,嗜血流感菌,纳米细菌,球菌,(,Sphericalcoccus),杆菌 (bacillus),棒状杆菌,螺旋菌（spirilla）,：,弧菌、螺菌,螺旋状菌示例,弧菌,螺菌,幽门螺杆菌,螺旋体,是一类细长、柔软、弯曲呈螺旋状、运动活泼的单细胞型微生物。,在生物学上的位置介于细菌与原生动物之间。,特殊形态：,衰老型和多形性,衰老型：细菌在不良环境或老龄期，会出现和正常形状不一样的个体。,多形性：在适宜的正常环境中生长，其形状也不一致。这种现象称为多形性，如嗜血杆菌。,第一章 原核细胞微生物,三、细菌的构造,基本构造,特殊构造,第一章 原核细胞微生物,一般构造,特殊构造,细菌细胞结构模式图,（一）细胞壁,细菌细胞最外层坚韧且具有高度弹性的结构。,组成成份：,肽聚糖、磷壁酸、脂多糖、磷脂、蛋白质和脂蛋白。,主要功能,：保持一定的形态和保护细菌，与,革兰氏染色特性、抗菌药物的敏感性、细菌的抗原性有关。,第一章 原核细胞微生物,G,+,和,G,-,的细胞壁的构造不同,G,+,细菌,和,G,-,细菌细胞壁的比较,G,与G,细胞壁的比较,细胞壁,G,菌,G,菌,强度,较坚韧,较疏松,厚度,2080,1015,肽聚糖层数,多达50层,12层,肽聚糖含量,占细菌干重50-80%,占细菌干重5-20%,糖类含量,45%,15-20%,脂类含量,1-4%,11-22%,磷壁酸,外膜,G,细胞壁,G,细胞壁,G,与G,细胞壁的比较,补充资料：革兰氏染色示例,G,G,（大肠杆菌）,（链球菌）,补充资料：革氏染色与细胞壁结构的关系,G,-,菌细胞壁，其脂类含量较多，而肽聚糖较少，以95%酒精脱色时，脂类被溶解，使得细胞壁孔隙变大；肽聚糖因95%酒精处理而使之孔隙缩小，但肽聚糖含量较少，细胞壁孔隙缩小有限，故能让紫色染料复合物被95%酒精洗脱出细胞壁外，而后来为红色的复染剂着色成为红色。,G,+,菌细胞壁所含脂类少，肽聚糖多，经95%酒精脱色时其细胞壁孔隙缩小到不易让紫色染料复合物洗出细胞壁外，而被染为紫色。当细胞壁失去其结构完整性时，革兰氏阳性菌就被染成革兰氏阴性反应。,Gram Stain Step,Gram negative,Gram positive,Heat/Dry,Crystal violet stain,Iodine,Fix,Safranin stain,Alcohol,de,-,stain,补充资料：革氏染色主要步骤及呈色原理,G,-,G,3.复红,1.结晶紫/碘液,2.酒精,被溶解,脂类,细胞壁,补充资料：革兰氏染色主要步骤及呈色模拟,脂肪颗粒,G,-,G,1.结晶紫/碘液,2.酒精,3.复红,细胞壁,溶解后形成空洞,补充资料：青霉素的杀菌原理,青霉素和先锋霉素(或头孢菌素)等抗生素，能抑制细菌细胞壁肽聚糖的合成，对某些细菌有抑菌和杀菌作用。由于细胞壁结构不同，这些药物可以直接扩散入革兰氏阳性菌的细胞壁内，这类细菌对药物就比较敏感；革兰氏阴性菌细胞壁的肽聚糖层有三层外胞壁围绕，药物不易扩散入内，对药物就不那么敏感。,缺壁细菌(Cell wall deficient bacteria),缺,壁,细,菌,实验室中形成,自然界长期进化中形成：,支原体,自发缺壁突变：,L型细菌,人工方法去壁,彻底除尽：,原生质体,部分去除：,球状体,（二）细胞膜(,cell membrane),紧贴在细胞壁内侧一层由,磷脂,、,蛋白质,及少量多糖组成的柔软、致密、富有弹性的,半透性薄膜；,主要功能,：,选择性的吸收和运送物质,是细菌细胞能量转换的重要场所,传递信息,参与细胞壁的生物合成,细胞膜的结构,1972年Singer和Nicolson提出的液态镶嵌模型,第一章 原核细胞微生物,整合蛋白,周边蛋白,周边蛋白,极性头,非极性尾,磷,脂,双,分,子,层,细胞膜的生理功能,2003年美国科学家,彼得阿格雷,和,罗德里克麦金农,获得了诺贝尔化学奖表彰他们在细胞膜通道方面做出的贡献。,阿格雷,得奖是由于发现了,细胞膜水通道,。,目前，科学家发现,水通道蛋白,广泛存在于动物、植物和微生物中，人体内的水通道有,11,种。,阿格雷,如在人的肾脏中，通常一个成年人每天要产生,170,升的原尿，这些原尿经肾脏肾小球中的水通道蛋白的过滤，其中大部分水分被人体循环利用，最终只有约,1,升的尿液排出人体。,麦金农,的贡献主要是在,细胞膜离子通道,的结构和机理研究方面。,1988,年，他利用,X,射线晶体成像技术获得了世界第一张离子通道的高清晰度照片；,它可以让科学家观测到离子在进入离子通道前、进入离子通道中和进入离子通道后的状态。,麦金农,阿格雷,和,麦金农,对水通道和离子通道的研究意义重大；,很多疾病，如一些神经系统疾病和心血管疾病就是由于细胞膜通道功能紊乱造成的；,对细胞膜通道的研究可以帮助科学家寻找具体的病因，并研制相应的药物；,利用不同的细胞膜通道，可以调节细胞的功能，从而达到治疗疾病的目的。,（,三,）间体,细胞膜凹入细胞浆内形成囊状结构。,可能的功能：,与细菌分裂及核质的复制密切相关,和细胞壁的合成有关,在芽胞的形成中起重要的作用,相当于线粒体的作用,第一章 原核细胞微生物,Morphology of a,gram-positive,bacterial cell,由细胞膜内褶形成的一种囊状结构，其内充满着层状或管状的泡囊；,多见于革兰氏阳性细菌，每个细胞含一个至数个，革兰氏阴性细菌中不甚明显；,着生部位可在表层或深层,表层与某些酶的分泌有关,;,深层与,DNA,复制及细胞分裂有关。,间体,间体图片,第一章 原核细胞微生物,（四）细胞质,被细胞膜包围着的除核区以外的一切半透明、胶状、颗粒状物质的总称。,主要成分,水,（约为80%）,核糖体,细胞内含物,细胞质内一些形状较大的颗粒状构造，如贮藏物、羧酶体、气泡等；,与真核生物不同,细胞质不流动,核糖体是70,S,内含物成分不同,(五)质粒(plasmid),：,存在于胞浆中的一小段闭合环状双股DNA，是某些细菌染色体以外的遗传物质；能独立复制，带有遗传信息，控制细菌某些特点的遗传性状；但并非细菌生命活动所必需。,质粒的功能：,与抗药性有关,与有性接合有关,基因工程中作为目的基因载体,第一章 原核细胞微生物,（五）核体,第一章 原核细胞微生物,一般有两种排列方式：一类是核体相当密实地处于菌体的中心或边缘区；另一类是较松散地排列,特殊构造,(一)荚膜,有些细菌在其生命活动过程中，一定条件下可以在细胞壁的外面产生一种粘液样的物质，包围整个菌体，称之荚膜。,第一章 原核细胞微生物,G,+,菌荚膜,G,-,菌微荚膜,图片：炭疽菌的荚膜(瑞氏),由菌落判断形成规律：,光滑型（S）或粘液型（M）菌落-有荚膜,粗糙型（R）菌落-（丢失荚膜）,第一章 原核细胞微生物,功能：,抗吞噬,抗有害物质的损伤,抗干燥,具有抗原性,（,K,抗原）,营养物质的储存及废物排出场所,第一章 原核细胞微生物,(二),鞭毛(flagellum),在菌体表面附有细长并呈波状弯曲的丝状物。,鞭毛蛋白(flagillin)、H抗原,按生长情况可分为：,单毛菌,(monotrichate),双毛菌,(amphitrichate),丛毛菌,(,lopotrichate,),周毛菌,(,Peritrichate,),第一章 原核细胞微生物,鞭毛的着生方式,偏端单生,两端单生,偏端丛生,两端丛生,周生,侧生,破伤风梭菌的周身鞭毛,(三)菌毛（柔毛、纤毛）（pilus）,许多G-菌和少数G+菌菌体表面存在着一种比鞭毛数量较多、更细、更短而直硬的毛发状细丝,。,功能：与致病性有关,第一章 原核细胞微生物,粘连,的功能；,以,G,-,致病菌,居多；,无基体构造，直接生于细胞膜上,性菌毛,多见于,G,-,的雄性菌株,向雌性菌株,传递,DNA,片段,；,(,四,),芽孢(spore),某些细菌在一定条件下，能在菌体内形成的一个多层厚膜、遮光性强的圆形或椭圆形小体。,抗逆性,极,强的,休眠构造,(,抗热、抗辐射、抗压等,),；,枯草芽孢杆菌，在沸水中可存活,1,小时；,肉毒梭状芽孢杆菌要经,5-10h,才被杀死；,第一章 原核细胞微生物,无繁殖功能,；,芽孢的,形态,和,着生位置,能形成芽孢的细菌种类,Bacillus,Aerobic,需氧芽孢杆菌,Clostridium,Anaerobic,梭状芽孢杆菌,Bacillus subtilis,枯草杆菌,芽孢着色力,使用普通的染色方法，不易使芽孢着色，未着色的芽孢，因本身折光性强，在普通显微镜下呈现为无色的,空洞状,。,应用特别强化的染色方法，可使芽孢着色，一经着色却又不易脱色。,第一章 原核细胞微生物,芽孢的形成的意义：,耐高温、耐干燥、化学消毒剂、辐射等,在自然界存活时间长，成为某些传染病的重要传染来源。,芽孢形成的条件,干燥,营养缺乏,气体条件,研究芽孢的意义,菌种鉴定；,提高菌种的筛选效率，有利于菌种保藏；,衡量消毒灭菌手段的重要指标；,肉类：肉毒梭菌；,外科器材：破伤风梭菌和产气荚膜梭菌；,实验室和发酵工业：嗜热脂肪芽孢杆菌；,