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1、Pally ren,第二节 微生物概论,刘 海 2009,微生物及其特点,微生物的结构,微生物的生命活动规律,微生物的遗传与变异,微生物与人类健康,H1N1甲型流感病毒,一.微生物的概念,什么是微生物?,A Microbe or microorganism is a member of a large, extremely diverse, group of organisms that are lumped together on the basis of one property the fact that normally, they are so small that they can
2、not be seen without the use of a microscope. 微生物通常是指那些微小、简单、肉眼难以观察的物。 英文“微生物”一词“microorganism”。微生物并不是一个分类学上的术语，它们主要是根据生物体的大小而被人为地划归在一起的,微生物在生命世界的位置,植物界,微生物小的直观感觉,20-200nm,0.5-20m,（一）微生物的分类,微生物,细胞型微生物,非细胞型微生物,原核微生物,真核微生物,原核微生物细胞核无核膜真核微生物细胞有核膜,真细菌、古细菌,真菌、单细胞藻类、原生动物,病毒、亚病毒,Pally ren,2、微生物种类,整个微生物家族的成员包
3、括三大类：非细胞类微生物原核细胞类微生物真核细胞类微生物,2.1 非细胞类微生物,病毒、类病毒、拟病毒等,HIV病毒,Pally ren,2.2 原核细胞类微生物,细菌、放线菌、立克次氏体（0.45m）、衣原体（0.25m）、支原体（0.15m）等,大肠杆菌 0157:H7,放线菌,（二）原核微生物,1、细菌,细菌是属于原核型细胞的单细胞生物，形体微小，结构简单。无成形的细胞核、核仁及核膜，除核糖体外，无其他细胞器。其基本形态有：球状、杆状和螺旋状，分别被称为球菌、杆菌和螺旋菌。,（1）球菌：细胞呈球形或椭圆形，直径多为0.5 1.0m。细胞分裂后产生的新细胞，常保持一定的空间排列方式。包括单
4、球菌、双球菌、链球菌、四联球菌、八叠球菌、葡萄球菌。 （2）杆菌：细胞呈杆状或圆柱状，一般为（0.2 1.25）(0.55.0)m2 。 （3）螺旋菌：包括弧菌 与 螺旋菌弧菌与螺旋菌的显著特征，前者多为偏端单生鞭毛或丛生鞭毛，后者两端都有鞭毛。,球菌,杆菌,螺旋菌,所有细菌细胞所共有的一般结构，如细胞壁、细胞膜、核糖体、细胞质及拟核；另有特殊结构，如鞭毛、纤毛、荚膜、芽孢等。,细菌的结构： （1）细胞壁：细胞壁主要成分是肽聚糖，肽聚糖是由N-乙酰葡萄糖胺和N-乙酰胞壁酸两种氨基糖经-1,4糖苷键连接间隔排列形成的多糖支架。,肽聚糖结构图,细胞壁的结构 （ G+细菌与G细菌细胞壁构造的比较）,
5、革兰氏阳性细菌（G+）,革兰氏阴性细菌（G）,肽聚糖,肽聚糖,外膜,细菌染色步骤,结晶紫染色30秒,碘液染色1分,乙醇脱色20秒,番红复染色30秒,革兰氏阳性菌,革兰氏阴性菌,阳性菌,阴性菌,革兰氏染色法,革兰氏阳性菌对青霉素敏感，外毒素生产者。微生物：炭疽芽孢杆菌，金黄色葡萄球菌，破伤风梭菌，白喉棒杆菌革兰氏阴性菌对四环素类抗生素和氨基糖苷类抗生素敏感。如新霉素，卡那霉素和庆大霉素。微生物：伤寒沙门氏菌，索氏志贺氏菌，百日咳博德氏菌和鼠疫耶尔森氏菌,细菌的鞭毛,（1）细胞膜的功能有：a、物质交换作用。b、细胞生物合成的重要场所。c、呼吸作用的场所。（2）核区：细菌的细胞核无核膜、核仁，由裸露
6、的双股DNA回旋、盘绕、卷曲而成的松散网状结构；双股DNA共价结合在一个闭环中。,（3）核糖体：细菌属70S颗粒（核生物核糖体为80S）。 （4）质体：是细菌染色体外的遗传物质，为双股环状DNA分子，可以独立复制，稳定地遗传。 （5）荚膜：是某些细菌在生长过程中，合成并分泌黏稠性物质堆积於细胞壁外，形成一层特殊的黏液物质结构。 （6）芽孢：产生芽孢的细菌都是G菌。 （7）鞭毛：细菌的运动器官 （8）菌毛：是某些细菌入侵宿主体引起感染致病的第一步。,细菌的繁殖和培养,（一）繁殖 一般为无性繁殖，二分裂法。 同形裂殖：裂殖后形成的子细胞大小相等。 异形裂殖：分裂产生两个大小不等的子细胞。 细菌分裂
7、过程： 核分裂 形成横隔壁 子细胞分离,（二）群体形态 1. 固体培养,菌落：在固体培养基上,由单个细胞繁殖形成的肉眼可见的子细胞群体。 菌苔:大量细胞密集生长,结果长成的各“菌落”连接成一片。,(1)平板培养,不同的微生物种类，其菌落特征不同。同一种菌在不同培养条件下菌落特征也不尽相同。菌落的特征： 包括大小、形状、颜色、边缘、质地、透明度、光泽、表面、湿润度等。,粘质沙雷氏菌的菌落特征,沙门氏菌的菌落特征,铜绿假单孢菌的菌落,弗氏志贺氏菌的菌落特征,粘质沙雷氏菌的菌落特征,链霉菌属实放线菌中种类最多的类群，抗生素主要由放线菌产生，而其中90%又由链霉菌属产生。蓝藻或蓝绿藻：它与高等绿色植物
8、或高等藻类一样，含叶绿素A而无叶绿体，是与属于真核生物的藻类的最大区别。蓝细菌无核膜，细胞壁结构与细菌细胞壁相似，有肽聚糖、二胺基庚二酸，目前趋于归入原核生物中。蓝细菌形态差异变化较大，有球状、杆状、单细胞、丝状体等，从一般细菌大小(0.51m)到60m ，有时许多个体聚集在一起，形成肉眼可见的很大的群体。,1. 立克次体 2. 支原体：支原体又称类菌质体，无细胞壁，大小为0.20.3m3. 衣原体：是一类在真核细胞内营专性寄生的小型革兰氏阴性原核生物，有DNA和RNA两种核酸，以二分裂方式繁殖，缺乏产生能量的酶系，必須依靠宿主细胞的代谢中间产物 。,2、其他原核微生物,Pally ren,2
9、.3 真核细胞类微生物,酵母菌和霉菌，单细胞藻类、原生动物等,酵母菌,霉菌分生孢子,Pally ren,3、微生物的特点,3.1 种类多 3.2 分布广 3.3 体积小 3.4 繁殖快 3.5 代谢强 3.6 易变异,Pally ren,3.1 种类多,微生物的种数,类型 低限 倾向种数 高限 病毒与立克次氏体 1,217 1,217 1,217 支原体 42 42 42 细菌与放线菌 1,000 1,500 1,500 蓝细菌 1,227 1,500 1,500 藻类 15,051 23,100 23,100 真菌 37,175 47,300 68,939 原生动物 24,068 24,06
10、8 30,000 总数 79,780 98,727 127,298,微生物的生理代谢类型多、代谢产物种类多。,人类已经开发利用的微生物则仅占已发现微生物种的约1%。,Pally ren,3.2 分布广,在空气、水、土壤和动植物体表体内, 到处都充满了大量的各种微生物。,万米深海、85公里高空、 地层下128米和427米 沉积岩中都发现有微生物存在。,更高空最新,2009年4月印度科学家在地球同温层顶部发现3种新微生物细菌，它们并不存在于地面上，具有抵御强烈紫外线辐射的能力。科学家在样本中总共发现12种细菌和6种真菌，其中8种微生物是基于16S RNA基因序列，与地面上的已知微生物种有98%的相
11、似性。但其中有3种细菌是新物种，它们比邻近的物种具有非常高的抗紫外线能力。然而，在当前的研究中科学家并未确定这3种来自同温层微生物的起源，在未来的研究中科学家将进一步探索揭示其起源之谜。,第一种新微生物细菌被命名为“霍伊尔降解菌”(Jani bacter hoylei)，是以受人尊敬的天体物理学家佛雷德霍伊尔命名，第二种微生物细菌被命名为“伊斯隆恩西斯杆菌”(Bacillus isronensis)，这个命名代表对印度航天研究组织(ISRO)进行的此次气球实验取得成功的认可，第三种微生物细菌被命名为“阿耶波多杆菌”(Bacillus aryabhata)，是以印度著名古代天文学家阿耶波多(Ar
12、yabhata)命名。,Pally ren,3.3 体积小,病毒0.2 m 杆状细菌0.52.0 m,支原体 立克次氏体 衣原体,0.20.5 m,放线菌菌丝直径 0.52.0 m 霉菌菌丝直径 210m 酵母15530 m,Pally ren,3.4 繁殖快, 一般细菌的世代时间为几十分钟至一百多分钟。 在最适宜的培养条件下, 大肠杆菌每1320分钟就可分裂出新的一代。 在液体培养基中，细菌细胞的浓度一般为108-109个/ml。,微生物繁殖速度快的特性, 在发酵工业上有着重要的实践意义。,实现发酵工业的短周期、高效率生产。例如生产鲜酵母时，几乎12小时就可以收获一次，每年可以收获数百次。,微生物的代时及每日增殖率 微生物名称 代时 每日分裂次数 温度 每日增殖率 乳酸菌 38分 38 25 2.71011 大肠杆菌 18分 80 37 1.21024 根瘤菌 110分 13 25 8.2103 枯草杆菌 31分 46 30 7.01013 光合细菌 144分 10 30 1.0103 酿酒酵母 120分 12 30 4.1103 小球藻 7小时 3.4 25 10.6 念珠藻 * 23小时 1.04 25 2.1 硅藻 17小时 1.4 20 2.64 草履虫 10.4小时 2.3 26 4.92,Pally ren,3.5 代谢强,
