微生物学教学课件-第2章-原核微生物

第二章第二章 原核微生物原核微生物主要内容1.1.细菌细菌2.2.放线菌放线菌3.3.古细菌古细菌4.4.蓝细菌蓝细菌5.5.缺壁细胞缺壁细胞3原核生物原核生物:细菌细菌和和古菌古菌位于生命树位于生命树的的“根部根部”无机营养型无机营养型 嗜热的原核生物嗜热的原核生物概述4真核生物真核生物起源于原起源于原核生物核生物叶绿体起源叶绿体起源于蓝细菌于蓝细菌;线粒体起源线粒体起源于变形细菌于变形细菌5原核生物在生物演化中的位置原核生物在生物演化中的位置原核生物是地球上最早出现的细胞生物，位于原核生物是地球上最早出现的细胞生物，位于生命进化树的根部；生命进化树的根部；原核生物具有真核生物不可比拟的多样性；原核生物具有真核生物不可比拟的多样性；真核生物由原核生物进化产生。真核生物由原核生物进化产生。概述7原核生物原核生物(Prokaryotes)Prokaryotes)一类一类无真正细胞核无真正细胞核的单细胞或类似的单细胞或类似于多细胞的简单组合结构的微生物，即于多细胞的简单组合结构的微生物，即细胞核和细胞器无膜包被的细胞生物细胞核和细胞器无膜包被的细胞生物。概述微生物非细胞型细胞型（病毒）原核微生物真核微生物（Eukarya）古生菌（Archaea）真细菌（eubacteria）真菌（酵母、霉菌、蕈菌等）、单细胞藻类 原生动物等古生菌在进化谱系上与真细菌及真核生物相互并列，且与后者关系更近，而其细胞构造却与真细菌较为接近，同属于原核生物。概述（一）细菌的形态和大小（一）细菌的形态和大小 1、细菌的个体形态和排列 基本形态球状杆状螺旋状自然界中分布最广、数量最大，与人类关系极为密切的一类微生物。一、细菌 细胞呈球形或椭圆形。依细胞分裂面的数目和分裂后新细胞的排列方式又可区分。不同种的球菌在细胞分裂时会形成不同的空间排列方式，常被作为分类依据。（一）细菌的形态和大小（一）细菌的形态和大小 一、细菌(1)(1)单球菌单球菌 分裂后的细胞分散而分裂后的细胞分散而单独存在的球菌单独存在的球菌.如尿素微球菌如尿素微球菌(Micrococcus ureaeMicrococcus ureae)球球 菌菌（一）细菌的形态和大小（一）细菌的形态和大小 一、细菌 (2)(2)双球菌双球菌 分裂后两个球菌成对排分裂后两个球菌成对排列的为双球菌列的为双球菌.如肺炎双球菌如肺炎双球菌 (Diplococcus pneumoniaeDiplococcus pneumoniae)球球 菌菌（一）细菌的形态和大小（一）细菌的形态和大小 一、细菌 (3)(3)链球菌链球菌 分裂是沿一个平面进行，分裂是沿一个平面进行，分裂后细胞排列成链状分裂后细胞排列成链状.如乳链球菌如乳链球菌 （Streptococcus lactisStreptococcus lactis）球球 菌菌（一）细菌的形态和大小（一）细菌的形态和大小 一、细菌 (4)(4)四联球菌四联球菌 分裂是沿两个相垂直的平分裂是沿两个相垂直的平面进行，分裂，分裂后每四面进行，分裂，分裂后每四个细胞在一起呈田字形个细胞在一起呈田字形.如四联微球菌如四联微球菌 Micrococcus tetragenusMicrococcus tetragenus球球 菌菌（一）细菌的形态和大小（一）细菌的形态和大小 一、细菌 (5)(5)八叠球菌八叠球菌 按三个互相垂直的平按三个互相垂直的平面进行分裂后，每八个面进行分裂后，每八个球菌在一起成立方体形球菌在一起成立方体形.如藤黄八叠球菌如藤黄八叠球菌 （Sarcina ureaeSarcina ureae)球球 菌菌（一）细菌的形态和大小（一）细菌的形态和大小 一、细菌 (6)(6)葡萄球菌葡萄球菌 分裂面不规则，多个球分裂面不规则，多个球菌聚在一起，像一串串葡萄菌聚在一起，像一串串葡萄 如金黄色葡萄球菌如金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus)Staphylococcus aureus)球球 菌菌（一）细菌的形态和大小（一）细菌的形态和大小 一、细菌（1）球状球状菌球状球状菌（2）杆状杆状菌杆状杆状菌（3）螺旋状螺旋状菌（弧状）螺旋状螺旋状菌（弧状）（4）其他形态）其他形态（一）细菌的形态和大小（一）细菌的形态和大小 杆杆 菌菌短杆菌短杆菌长杆菌长杆菌梭状芽孢杆菌梭状芽孢杆菌（一）细菌的形态和大小（一）细菌的形态和大小 其他形态的细菌其他形态的细菌丝状的亮发菌肺炎链球菌一、细菌肺炎链球菌（Streptococcus pneumoniae）简称肺炎球菌（pneumococcus）。1881年首次由巴斯德（Louis Pasteur）及G.M.Sternberg分别在法国及美国从患者痰液中分离出。为革兰染色阳性，菌体似矛头状，成双或成短链状排列的双球菌，有毒株菌体外有化学成分为多糖的荚膜。5%10%正常人上呼吸道中携带此菌。有毒株是引起人类疾病的重要病原菌。此菌可引起大叶性肺炎、脑膜炎、支气管炎等疾病。一、细菌2.杆状细胞呈杆状或圆柱状。各种杆菌的大小和具体形状有显著差别，有些短粗为短杆菌，有的近似球菌，有些呈长圆柱形为长杆菌，有的稍弯曲，有的一端稍膨大，有的一端具分叉。形态单杆菌 链杆菌 铜绿假单胞菌（绿脓杆菌）结核分枝杆菌 结核病3.螺旋状弧菌螺旋菌螺旋体菌（一）细菌的形态和大小（一）细菌的形态和大小 弧菌：霍乱弧菌菌体只有一个弯曲，其程度不足一圈，形似“C”字或逗号，鞭毛偏端生。螺旋菌：菌体回转如螺旋，螺旋数目和螺距大小因种而异。鞭毛二端生。细胞壁坚韧，菌体较硬。螺旋体菌：菌体柔软，借轴丝收缩运动。类似鞭毛的轴丝位于细胞外鞘内。梅毒密螺旋体（一）细菌的形态和大小（一）细菌的形态和大小 4.特殊形态柄菌柄细菌细胞呈杆状、梭状或弧状。在细胞的一端有鞭毛，另一端有一特征性的细柄可附着在基质上，如柄细菌属（Caulobacter）。（一）细菌的形态和大小（一）细菌的形态和大小 1.细菌的大小细菌细胞的大小一般用显微测微尺测量，并以多个菌体的平均值或变化范围表示。长度单位为微米（m）。菌 名直径或宽长度（m）乳酸链球菌(Streptococcus latics)化脓链球菌(Streptococcus pyogenes)金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)最大八叠球菌(Sarcina maxima)大肠杆菌(Escherichia coli)普通变形杆菌(Proteus vulgaris)伤寒沙门氏菌(Salmonella typh)枯草芽胞杆菌(Bacillus subtilis)炭疽芽胞杆菌(Bacillus anthrac)霍乱弧菌(Vibrio cholerae)迂回螺菌(Spirillum volutans)0.510.610.8144.50.5130.51130.60.7230.81.21.2311.5480.30.6130.521020（一）细菌的形态和大小（一）细菌的形态和大小 细胞的大小细胞的大小球菌：直径；球菌：直径；杆菌：宽杆菌：宽*长长 螺旋菌：宽螺旋菌：宽*长长（一）细菌的形态和大小（一）细菌的形态和大小 2.细菌的体积单个细菌细胞的体积一般为0.15m3酵母菌为2050m3单细胞藻类为515103m3。细菌的大小和形态除随种类而变化外，同一种细菌的大小和形态还要受环境条件（如培养基成分、浓度、培养温度和时间等）的影响。（一）细菌的形态和大小（一）细菌的形态和大小 基本结构指一般细菌都有的结构，例如细胞壁、细胞膜、细胞质、核质体和内含物等 特殊结构指某些细菌在生长的特定阶段所形成的结构，例如，芽孢、鞭毛和荚膜等（二）细菌的细胞结构（二）细菌的细胞结构一、细菌1.细胞壁1）概念细胞壁（cell wall）是位于细胞最外的一层厚实、坚韧的外被，主要由肽聚糖构成，有固定外形和保护细胞等多种生理功能。（二）细菌的细胞结构（二）细菌的细胞结构一、细菌2）细胞壁缺损的细菌 缺壁细胞 实验室中形成 人工方法去壁 自然界长期进化中形成：支原体 自发缺壁突变：L型细菌彻底除尽：原生质体 部分去除：球状体 原生质体与球状体主要有6个共同特点：无细胞壁；细胞呈球状；对渗透压十分敏感；即使长有鞭毛也不能运动；对噬菌体不敏感；细胞不能分裂等。（二）细菌的细胞结构（二）细菌的细胞结构原生质体：指在人工条件下用溶菌酶除尽原有细胞壁或用青霉素抑制细胞壁的合成后，所留下的仅由细胞膜裹着的脆弱细胞，一般由革兰氏阳性菌形成 球状体或原生质球：指还残留部分细胞壁的原生质体，一般由革兰氏阴性细菌形成 L型细菌：一种由自发突变而形成细胞壁缺损的细菌，它的细胞膨大，对渗透压十分敏感，在固体培养基表面形成“油煎蛋”似的小菌落 支原体：在长期进化过程中形成的、适应自然生活条件的无细胞壁的原核生物。（二）细菌的细胞结构（二）细菌的细胞结构3）细胞壁的功能 固定细胞外形；协助鞭毛运动；保护细胞免受外力的损伤；为正常细胞分裂所必需；阻拦大分子物质进入细胞（如革兰氏阴性细菌细胞壁可阻拦分子量超过800的抗生素透入）：与细菌的抗原性、致病性（如内毒素）和对噬菌体的敏感性密切相关。（二）细菌的细胞结构（二）细菌的细胞结构4）革兰氏染色与细胞壁 革兰氏阳性细菌与阴性细菌的细胞壁成分(占细胞壁干重的%)成 分革兰氏阳性细菌革兰氏阴性细菌肽聚糖磷壁酸类脂质蛋白质含量很高（3095）含量较高（50）一般无（2）0含量很低（520）0含量较高（约20）含量较高革兰氏阳性细菌的和革兰氏阴性细菌细胞壁构造（二）细菌的细胞结构（二）细菌的细胞结构（1）革兰氏阳性细菌特点：厚度大（2080nm）化学组分简单，一般只含90%肽聚糖和10%磷壁酸。肽聚糖单体 双糖单位 短肽“尾”肽“桥”双糖单位A、肽聚糖（二）细菌的细胞结构（二）细菌的细胞结构结构:以金黄色葡萄球菌为例：图中的箭头处表示溶菌酶的水解点）（二）细菌的细胞结构（二）细菌的细胞结构B、磷壁酸革兰氏阳性细菌细胞壁上特有的化学成分，主要成分为甘油磷酸或核糖醇磷酸。壁磷壁酸，它与肽聚糖分子间发生共价结合，可用稀酸或稀碱进行提取，其含量有时可达壁重的50（或细胞干重的10），含量多少与培养基成分密切相关；（二）细菌的细胞结构（二）细菌的细胞结构主要生理功能：细胞壁形成负电荷环境，增强细胞膜对二价阳离子的吸收；贮藏磷元素（二）细菌的细胞结构（二）细菌的细胞结构一、细菌二价阳离子，特别是高浓度的Mg2+。的存在，对于保持膜的硬度，提高细胞膜上需Mg2+的合成酶的活性极为重要。增强某些致病菌对宿主细胞的粘连、避免被白细胞吞噬以及抗补体的作用；革兰氏阳性细菌特异表面抗原的物质基础；噬菌体的特异性吸附受体；能调节细胞内自溶素(autolysin)的活力，防止细胞因自溶而死亡。（二）细菌的细胞结构（二）细菌的细胞结构（2）革兰氏阴性细菌细胞壁 A、肽聚糖含量占细胞壁的10弱，一般由12层网状分子构成，在细胞壁上的厚度仅为23nm。与革兰氏阳性细菌差别在于 肽尾的第3个氨基酸为内消旋二氨基庚二酸（m-DAP）没有特殊的肽桥，其前后两个单体间的联系仅由甲肽尾的第4个氨基酸D丙氨酸的羧基与乙肽尾第3氨基酸（m-DAP）的氨基直接连接而成 以大肠杆菌为例：革兰氏阴性细菌特有的脂多糖（LPS）B、脂多糖 O特异侧链类脂A核心多糖脂多糖要维持其结构的稳定性需要足量Ca2+的存在。如果用螯合剂除去Ca2+，LPS就解体。这时，革兰氏阴性细菌的内壁层肽聚糖就暴露出来，因而就可被溶菌酶所水解。（二）细菌的细胞结构（二）细菌的细胞结构主要功能：是革兰氏阴性细菌致病性内毒素的物质基础 与磷壁酸相似，也有吸附Mg2+、Ca2+等阳离子以提高这些离子在细胞表面浓度的作用 由于LPS结构的变化，决定了革兰氏阴性细菌细胞表面抗原决定簇的多样性 是许多噬菌体在细胞表面的吸附受体（二）细菌的细胞结构（二）细菌的细胞结构（3）革兰氏染色法 细菌染色法死菌活菌：正染色负染色：简单染色法鉴别染色法革兰氏染色法抗酸性染色法芽孢染色法姬姆萨染色法荚膜染色法等用美蓝或TTC（氧化三苯基四氮唑