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原核微生物
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原核微生物的类群 细菌(真细菌) 古生菌 蓝细菌 其它几种原核微生物 放线菌 支原体 立克次体 衣原体 螺旋体 细菌的形态和大小
细菌细胞的结构与功能 细菌的繁殖 细菌的致病性 其它几种原核微生物 放线菌 支原体 放线菌的形态、大小和结构 立克次体 放线菌的细胞结构 衣原体 放线菌的繁殖 螺旋体 放线菌的菌落
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一、细菌的形态和大小 细菌(bacteria)是一类具有细胞壁,以无性二分裂方式进行繁殖的原核细胞型微生物。
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1. 细菌的大小—— 使用目镜测微尺和镜台测微尺在显微镜下测量 球菌:直径; 杆菌:宽 × 长 螺旋菌:宽 ×长
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细菌细胞的大小 菌名 直径或宽×长/ ( μm × μm ) 乳链球菌 金黄色葡萄球菌 大肠杆菌 枯草芽胞杆菌 霍乱弧菌 0.5 ~1
0.8 ~1 0.5 × (1 ~3) (0.8 ~1.2) ×( 1.2~3) (0.2 ~ 0.6) ×(1 ~ 3) 由于菌种不同,细菌的大小存在很大的差异;对于同一个菌种,细胞的大小也常随着菌龄变化。另外,对于同一个菌种染色前后其细胞大小都有所不同。所以,有关细菌大小的记载,常是平均值或代表性数值。 通常球菌直径: μm, 杆菌: 长(1-5) μm, 宽(0.5-1) μm。 例如:大肠杆菌:平均长度:2 μm ;宽度0.5 μm 1500个大肠杆菌头尾相接等于3 mm; 109个大肠杆菌重1 mg.
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2. 细菌的形态—— 球状:球菌 杆状:杆菌 螺旋状:螺形菌
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(近似)球形, 二均分裂方式繁殖, 新细胞保持一定的空间排列方式。
(1). 球菌(coccus) (近似)球形, 二均分裂方式繁殖, 新细胞保持一定的空间排列方式。 双球菌 单球菌 四联球菌 链球菌 八叠球菌 葡萄球菌
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a.单球菌(single coccus) 分裂后的细胞分散而单独存在的球菌. 如尿素微球菌(Micrococcus ureae)
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b.双球菌(Diplococcus) 分裂后两个球菌成对排列的为双球菌. 如肺炎双球菌 (Diplococcus pneumoniae)
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分裂是沿一个平面进行,分裂后细胞排列成链状.
c.链球菌(Streptococcus) 分裂是沿一个平面进行,分裂后细胞排列成链状. 如乳链球菌 (Streptococcus lactis)
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分裂是沿两个相垂直的平面进行,分裂,分裂后每四个细胞在一起呈田字形.
d.四联球菌 分裂是沿两个相垂直的平面进行,分裂,分裂后每四个细胞在一起呈田字形. 如四联微球菌 (Micrococcus tetragenus)
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e.八叠球菌 按三个互相垂直的平面进行分裂后,每八个球菌在一起成立方体形. 如藤黄八叠球菌 (Sarcina ureae)
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f.葡萄球菌(staphylococcus)
分裂面不规则,多个球菌聚在一起,像一串串葡萄。 如金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)
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(2). 杆菌(bacillus) 短杆菌 长杆菌 梭状芽胞杆菌 杆菌是细菌中种类最多的类型,因菌种不同,菌体细胞的长短、粗细等都有所差异。
短杆菌、长杆菌、棒杆菌、梭状、梭杆状、月亮状、分支状、竹节状等。 短杆菌 长杆菌 梭状芽胞杆菌
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杆菌排列状态 Single bacillus Diplobacilli Streptobacilli Coccobacillus
Two bacilli together Chains of bacilli
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杆菌端部特征——鉴定菌种依据 同一种杆菌的宽度较稳定,长度随培养时间、培养条件的不同而变化。 杆菌举例:
略有尖 平截 钝圆形 半圆形 同一种杆菌的宽度较稳定,长度随培养时间、培养条件的不同而变化。 杆菌举例: 大肠杆菌(Escherichia coli) 枯草芽胞杆菌(Bacillus subtilis) 北京棒杆菌(Corynebacteriun Pekinensis) 苏云金芽胞杆菌(Bacillus thuringiensis) 常见菌种:Escherichia coli(大肠杆菌)、Bacillus subtilis(枯草芽孢杆菌)、Corynebacterium pekinensis(北京棒杆菌)等。 18
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比较:螺旋体(spirochaeta):旋转周数在6环以上,菌体柔软。 例:梅毒密螺旋体
(3). 螺旋菌(spirillum) 为螺旋状的细菌。根据其弯曲情况分: 弧菌(vibrio):螺旋不满一圈,菌体呈弧形或逗号形; 例:霍乱弧菌、逗号弧菌 螺旋菌(spirillum):螺旋满2—6环,螺旋状; 例:干酪螺菌 弧菌 螺旋菌 螺旋体 比较:螺旋体(spirochaeta):旋转周数在6环以上,菌体柔软。 例:梅毒密螺旋体
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细菌特殊形态 柄细菌、肾形菌、臂微菌、网格硫细菌、贝日阿托氏菌(丝状)、具有子实体的粘细菌等是特殊形态的细菌。
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丝状的亮发菌 长有附属丝的红微菌
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二、细菌细胞的结构 基本结构 特殊结构 细胞壁 细胞膜 细胞质及内含物 核物质 原生质体 荚膜 芽孢 鞭毛 菌毛 (所有细菌细胞都具有)
(部分细菌细胞所特有) 细胞壁 细胞膜 细胞质及内含物 核物质 原生质体 荚膜 芽孢 鞭毛 菌毛
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1.细胞壁(cell wall) 除支原体外,所有原核生物都具有, 细胞膜外一定硬度和韧性的壁套。 (1)作用 维持菌体固有形态,对细胞起保护作用。 细胞内外物质交换的第一屏障。 阻止胞外大分子物质或颗粒状物质的通过,而不妨碍溶液和小分子或小颗粒的进入。 决定细菌的抗原性、致病性和对噬菌体的特异敏感性。 对有鞭毛的细菌来说,细胞壁的存在是鞭毛运动的 必要条件,即细胞壁对鞭毛的运动起着力学支点的作用。 正常的细胞分裂所必需。
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(2)基本结构 细胞壁主要由肽聚糖(peptidoglycan)组成,还含有磷壁酸、脂多糖等特殊成分。 依据细胞壁的结构与化学组成不同,革兰氏染色法将细菌分为革兰氏阳性 和阴性细菌
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细胞壁的基本骨架——肽聚糖 肽聚糖网格状结构
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N-乙酰葡萄糖胺(NAG,简为G) 肽聚糖 N-乙酰胞壁酸(NAM,简为M) 短肽 聚合成多层网状结构的大分子化合物
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(1) 双糖单位: G—M重复交联构成骨架 (2) 短肽侧链:连接在M上的L-丙氨酸(Ala) D-谷氨酸(Glu)
L-赖氨酸(Lys) [二氨基庚二酸] D-丙氨酸(Ala) (3) 肽桥:金黄色葡萄球菌(S.aureus) G+:5个甘氨酸(Gly)构成的短肽 大肠杆菌(E.coli) G-: 无,短肽直接相联 NAG 与 NAM 残基以ß-1,4糖苷键交替连接,形成聚糖的骨架(主链);一组相同的短肽侧链接于NAM上; 相连主链上的短肽侧链通过一条肽桥、或直接相连,从而形成网状分子结构。 革兰氏阳性细菌肽聚糖单体 革兰氏阴性细菌肽聚糖单体
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G+和G-肽聚糖 G+(S.aureus) G- (E.coli) 双糖单体 一致(M-G) 四肽侧链 L-Ala D-glu L-Lys
D-Ala Meso-DAP 交联方式 有肽桥(5Gly) 无肽桥,四肽侧链直接相连 结构 结构紧密,交联度大,三维立体结构 结构松散,交联度小, 二维平面结构
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青霉素对细胞壁的作用 与转肽酶结合,使该酶失活,抑制了侧链末端的丙氨酸与五肽桥的连接,破坏了细菌细胞壁的完整性(即抑制肽聚糖合成最后阶段的交联作用转肽反应,对G+和G-都一样),故仅对生长着的菌有效,主要是G+菌。 青霉素作用位点
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溶菌酶对细胞壁的作用 可切断NAM和NAG之间 的-1,4-糖苷键,引 起细菌裂解。 对Gˉ菌,在EDTA存 在下,受溶菌酶作用。
溶菌酶作用位点
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细菌细胞壁的结构 革兰氏阳性菌细胞壁:由肽聚糖和磷壁酸组成 肽聚糖:
磷壁酸:占40%。G+菌所特有,其主链由数十个磷酸甘油或磷酸核糖醇组成,有的还有由D—Ala和还原糖组成的侧链。 肽聚糖: 占30-70% ,不同菌种中肽聚糖(肽链)组分不同。
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G+细胞壁特有成分 磷壁酸(teichoic acid) 结合环境中的某些阳离子,如Mg2+,Ca2+, 提高细胞膜表面酶活性
构成细胞壁的表面抗原成分 噬菌体吸附的特异性受体 调节细胞自溶 与细菌致病性有关:黏附性
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细菌细胞壁的结构 革兰氏阴性菌细胞壁:分内壁层和外壁层。 外壁层:位于肽聚糖层的外部。
脂多糖; 脂蛋白、 包括: 蛋白质层: 基质蛋白、 外壁蛋白; 磷脂. 内壁层:紧贴胞膜,仅由1—2层肽聚糖分子构成,占细胞壁干重5-10%,无磷壁酸。
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G-细胞壁特有成分 脂多糖(lipopolysaccharide, LPS): 多糖部分:核心多糖 O-多糖(抗原成分,O抗原)
结合环境中的某些阳离子,如Mg2+,Ca2+,提高细胞膜表面酶活性 与细菌致病性有关(内毒素):类脂A的致热作用 o-抗原构成细胞壁的表面抗原成分 噬菌体吸附的特异性受体
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细菌的染色法 细菌染色 活菌染色 死菌染色 正染色 负染色 普通染色 特殊染色 简单染色法 复杂染色法 芽孢染色法 细胞壁染色法 鞭毛染色法
革兰氏染色 抗酸染色
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革兰氏染色 丹麦学者C.Gram(革兰) 于1884年发明了一种鉴别 不同类型细菌的染色方法。
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革兰氏染色与细胞壁: 1、碱性染料结晶紫对菌液涂片初染 2、碘液媒染,其作用是提高染料和细 胞间的相互作用而使二者结合更牢固。 3、乙醇脱色。脱色后将结晶紫保留在胞内的为革兰氏阳 性细菌,革兰氏阴性细菌的结晶紫被洗掉,细胞呈无色。 4、沙黄复染。原来无色的革兰氏阴性细菌呈现桃红到红色, 而革兰氏阳性细菌保持深紫色
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G+菌和 G-菌细胞壁的结构和化学组成 结构 化学组成 G+菌 厚(30~80nm)、 肽聚糖,占胞壁重量的60-90%
结构 化学组成 G+菌 厚(30~80nm)、 肽聚糖,占胞壁重量的60-90% 结构致密均匀 磷壁酸 细胞壁与细胞膜外层紧密相连 G-菌 薄(15~20nm),结构复杂 分为两层 外膜 双层类脂 脂多糖(LPS) 、多糖、蛋白质 内层 肽聚糖,无磷壁酸 细胞壁的外膜与细胞膜 水解酶;结合蛋白;化学受体 之间存在明显的壁膜间隙
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结晶紫(CV) 初染 紫色 紫色 革兰氏染色的机制
细菌的不同显色反应是由于细菌细胞壁对乙醇的通透性和抗脱色能力的差异,主要在于细胞壁的结构和特殊化学组成。 G+菌 G-菌 结晶紫(CV) 初染 紫色 紫色 碘液(I) 媒染 紫色 紫色 形成不溶性复合物 (CV-I复合物) (CV-I复合物) 酒精 脱色 保持紫色 脱去紫色 (乙醇使厚的肽聚糖层脱水, (乙醇处理不但破坏了胞壁外 导致孔径变小,由于 CV-I 膜,还可能损伤肽聚糖层和 复合物分子太大,不能通过 溶解脂质,被乙醇溶解 CV-I 细胞壁。) 复合物从细胞中渗漏出来,) 沙黄 复染 紫色 红色
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Gram Stain Figure 1 - A Gram stain of Gram + Staphylococcus cells.
Figure 2 - Gram stain of Gram - E. coli cells
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细胞壁缺陷型细菌 共同点:细菌呈球形、对渗透压敏感、对噬菌体不敏感、即使有鞭毛,也不能运动。 缺壁突变——L型细菌 实验室或宿主体内形成
基本去尽——原生质体 (G+) 人工去壁 部分去除——圆球体(G-) 在自然界长期进化中形成——支原体 共同点:细菌呈球形、对渗透压敏感、对噬菌体不敏感、即使有鞭毛,也不能运动。
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(1)L型细菌(L-form bacteria)
细菌在某些环境条件下(实验室或宿主体内)通过自发突变形成的遗传性稳定的细胞壁缺陷变异型。1935年,英国李斯德(Lister)预防研究所首先发现而得名。 最早发现的L型细菌是念珠状链杆菌(Streptobacillus moniliformis),随后,在大肠杆菌、变形杆菌、葡萄球菌、链球菌、分枝杆菌和霍乱弧菌等20多种细菌中均有发现。 特点 没有完整而坚韧的细胞壁,细胞呈多形态; 有些能通过细菌滤器,又称“滤过型细菌”; 对渗透压敏感,固体培养基上形成“油煎蛋”似的小菌落(直径在0.1mm左右)。
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(2)原生质体(protoplast) 用溶菌酶或青霉素处理G+细菌,抑制新生细胞壁合成而形成的仅由一层细胞膜包裹的、圆球形、对渗透压变化敏感的细胞。 对环境条件变化敏感,低渗透压、振荡、离心甚至通气等都易引起其破裂; 特点 有的原生质体具有鞭毛,但不能运动,也不被相应噬菌体所感染; 稀溶液中,水进入,细胞质膜脆弱,原生质体易溶解。高渗溶液,如蔗糖溶液中,水不易进入,因而原生质体稳定。 适宜条件(如高渗培养基)可生长繁殖、形成菌落,恢复成有细胞壁的正常结构; 比正常有细胞壁的细菌更易导入外源遗传物质,是研究遗传育种及细胞融合的良好实验材料。
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(3)圆球体(spheroplast) 特点 溶菌酶加EDTA对G-细菌处理后而获得的残留部分细胞壁(外膜层)的球形体。
同原生质体,对环境因素敏感。 不同于原生质体,处理后残留部分细胞壁,因而对环境有一定抗性。 不同于原生质体,一般是G-细菌在高渗环境中形成。 特点 lysozyme Cell membrane protoplast spheroplast
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2.细胞质膜(cytoplasmic membrane)
紧贴在细胞壁内侧,包围着细胞质的柔软且具一定弹性的半透性薄膜。
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(1)作用 *细胞内外物质交换和运送 *维持细胞内正常渗透压的屏障 *与细胞壁及荚膜的合成有关 *鞭毛着生的位点 *原核微生物中,参与生物氧化和能量产生 (2)化学构成 磷脂双分子层,脂肪酸和甘油通过酯键相连 蛋白质(约60-70%) 磷脂(骨架,约20-30%) 少量糖
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1972年Singer和Nicolson提出的细胞膜液态镶嵌模型。
认为:膜是由球形蛋白与磷脂按照二维排列方式构成的流体镶嵌式,流动的脂类双分子层构成了膜的连续体,而蛋白质象孤岛一样无规则地漂流在磷脂类的海洋当中。
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内膜系统 中介体,间体( mesosome): 由细胞膜内褶形成的一种管状、层状或串状物,一般位于细胞分裂的部位或附近。 功能:
参与隔膜形成 与核分裂有关 类线粒体功能:参与呼吸、提供能量
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3.细胞质及内含物(cytoplasm) 核糖体 颗粒状内含物 其它 细胞膜内除核质体外的一切半透明、胶状、颗粒状 物质可总称为细胞质。
细胞质主要成分:水、蛋白质、核酸、脂类,少量糖和无机盐。 功能:含丰富的酶类,是细菌合成和分解代谢的主要场所。 核糖体 颗粒状内含物 其它
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核糖体是分散在细胞质中的颗粒状结构,由核糖体核酸(占60%)和蛋白质(占40%)组成。
细菌的核糖体 沉降系数为:70 s,由50 s大亚基和 30 s 小亚基构成。 功能:是细胞合成蛋白质的机构。
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颗粒状内含物 碳源及能源类 脂肪粒:聚β-羟丁酸(PHB):固氮菌、肠杆菌等 硫粒:紫硫细菌、丝硫细菌、贝氏硫杆菌等 内含物 藻青素:蓝细菌
简称内含物(inclusion),是一类由不同化学成分累积而成的不溶性沉淀颗粒,主要功能是贮存营养物。 氮源类 肝糖粒和淀粉粒:大肠杆菌、芽胞杆菌和蓝细菌等 碳源及能源类 脂肪粒:聚β-羟丁酸(PHB):固氮菌、肠杆菌等 硫粒:紫硫细菌、丝硫细菌、贝氏硫杆菌等 内含物 藻青素:蓝细菌 藻青蛋白:蓝细菌 磷源 异染粒:迂回螺菌、白喉棒杆菌、结核分枝杆菌
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肝糖粒和淀粉粒:葡萄糖聚合物 均匀分布,颗粒较小。 这类贮藏物大量存在时,用碘使对其染色,肝糖粒能被碘液染成红色,淀粉粒被碘成蓝色。
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脂肪粒:类脂性碳源贮藏体 聚β-羟丁酸颗粒是许多细菌(好氧菌和光合厌氧菌)细胞质内常含有的碳源类储藏物.
CH3—CHOH—CH2—COOH H--O—C—CH2—CO---OH (n﹥6) n CH3 聚β-羟丁酸颗粒是许多细菌(好氧菌和光合厌氧菌)细胞质内常含有的碳源类储藏物. 不溶于水,易被脂溶性染料(如苏丹黑)着色。 功能:贮存碳源、能源和降低渗透压。
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硫粒:硫元素的贮藏体 形成: 取决于环境硫化物含量,当环境中S含量高时,在体内积累;当缺S时,氧化成硫酸被菌利用。 功能:
a.好氧硫细菌的能源 b.厌氧硫细菌的电子供体
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异染粒: 普遍存在的贮藏物,主要成分是多聚偏磷酸盐。 大小和结构:0.5—1μm,分子呈线状。 功能:贮存磷元素和能量,降低渗透压。 对某些染料有特殊反应,产生与所用染料不同的颜色,因此得名。 例:异染粒遇甲基胺蓝变紫红色。
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气泡 由蛋白质膜构成的充满气体的泡状物。 有些细菌细胞质中含有几个或多个气泡。 功能: a.调节细胞比重,使其漂浮在合适的水层中。
b.吸收空气,空气中的氧气可供代谢需要。 例:许多光合细菌和水生细菌、盐杆菌常含有气泡。
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液泡:许多活细菌细胞内有,主要成分是水和可溶性盐类,被一层脂蛋白的膜包围。可用中性红染色使之显现出来。液泡具有调节渗透压的功能,还可与细胞质进行物质交换。 羧酶体:含有固定CO2所需的1,5-二磷酸核酮糖羧化酶和5-磷酸核酮糖激酶,可能是合成CO2的场所。 磁小体:趋磁细菌细胞中含有的大小均匀、数目不等的Fe3O4颗粒,外有一层磷脂、蛋白或糖蛋白膜包裹。功能是导向作用,即借鞭毛游向对该菌最有利的泥、水界面微氧环境处生活。 磁小体实用前景:生产磁性定向药物或抗体,以及制造生物传感器等
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4.核质(nuclear material),拟核 由大型环状双链DNA纤丝不规则地折叠或缠绕而构成的无核膜、核仁的区域。
细菌DNA 长度:一般为:1—3mm 例:大肠杆菌的DNA长约1mm。 生长迅速的细菌在核分裂之后细胞往往来不及分裂,细胞中常有2—4个核,而生长缓慢的细菌细胞中一般只有1—2个核,不在染色体复制时期一般是单倍体。 功能:负载遗传信息。
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质粒(Plasmids):细菌染色体外的遗传物质,由共价闭合环状双链DNA分子组成。分子量约为2-100 ×10 D。携带1-100个基因, 一个菌细胞可有一至数个质粒。
6 种类:接合质粒、抗性质粒、降解质粒、细菌素质粒、致瘤质粒 例:细菌抗药性因子、大肠杆菌的F因子。 质粒应用:基因工程,体外重组. 详见遗传和变异章节
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1.荚膜(capsule) 某些细菌细胞壁外的一层粘液性物质。
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根据荚膜的形状和厚度的不同,将荚膜分为四类:
荚膜或大荚膜:粘液状物质具有一定外形,相对稳定地附着在细胞壁外,厚度:>0.2µm。 微荚膜:粘液状物质较薄,厚度:<0.2µm , 与细胞表面牢固结合。 粘液层:没有明显边缘,比荚膜松散,可向周围环境中扩散,增大黏性。 菌胶团:多个细菌共有一个荚膜。
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荚膜的组成:因种而异,除水外,主要是多糖(包括同型多糖和异型多糖),此外还有多肽,蛋白质,糖蛋白等。
荚膜的生理功能: 1.保护细胞,抗干燥。 2.贮藏养料,是细胞外碳源和能源的储备物质。 3.荚膜可以抵御外界细胞对菌体的吞噬作用。 4.荚膜具有抗原性(M抗原);与致病力有关。 5.堆积代谢废物。
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荚膜与菌落形态 光滑(Smooth,S-)型菌落——产荚膜的细菌在固体培养基上形成的菌落表面湿润、有光泽、呈粘液状,称S-型菌落。
粗糙(Rough,R-)型菌落——不产荚膜的细菌形成的菌落表面干燥、粗糙、称R-型菌落。 光滑型菌落 粗糙型菌落
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2.芽孢(spore) 某些细菌,特别是G+杆菌,生长到稳定期后,在细胞内形成一个圆形或椭圆形的、由多层壁膜包围、对不良环境具有抗性的特殊结构称为芽胞。 注意:芽胞是休眠体不是繁殖体(一个细菌只有一个芽胞,一个芽胞只能萌发成一个细菌细胞) 统一改为孢
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芽孢形态及结构 细菌分类鉴定重要指标 形状:圆形、椭圆形 大小:直径>菌体横径 直径≤菌体横径 位置:一端、中央
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芽胞的组成和结构,主要包括胞外壁、芽胞衣、皮层和核心.
芽胞的外壁层厚而致密,主要成分为脂蛋白,通透性差,不易着色。 核心含有大量的DNA、RNA、蛋白质酶等物质,还含有2,6—吡啶二羧酸(DPA),DPA是芽胞特有的成分。一般以 DPA—Ca的形式存在。 皮层主要含芽胞肽聚糖、 DPA—Ca,皮层体积大,比较致密。 芽胞平均含水量低,约40%。 芽胞的结构
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芽胞的特性: 1.具有很强的抗热、抗干燥、抗辐射、抗化学药物能力。 2.含水量低、壁厚而致密,通透性差,不易着色。 3.新陈代谢几乎停止,处于休眠状态。 4.一个芽胞萌发产生一个个体。 芽胞的抗热机制: 可能与以下因素有关,如含水量低、壁厚而致密,芽胞中的酶分子量小,比较耐热。过去认为芽胞抗热与DPA有关,现在已否认了这种假设。 伴孢晶体(Spore-companioned crystal):生物农药 苏云金芽胞杆菌属中的细菌在形成芽胞时,一个细胞内只能形成一个菱形、方形或不规则形的蛋白毒性晶体。
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3.鞭毛(flagellum) 某些细菌表面一根或数根细长波状弯曲的丝状物,是细菌的运动器官。 鞭毛的化学组成:
主要:鞭毛蛋白,还有少量的多糖、脂类和核酸等。 鞭毛起源于细胞质膜内侧的基粒。 细胞质区内有一个颗粒状小体(基粒),鞭毛自基粒长出穿过细胞壁延伸到细胞外部。 鞭毛的观察: 1)从固体培养基上的菌落形态判断 2)光学显微镜 悬滴法、暗视野映光法 3)光学显微镜 特殊鞭毛染色 4)电镜 5)半固体穿刺培养
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鞭毛着生方式 周 生
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鞭毛结构与功能 鞭毛的结构: 鞭毛丝 鞭毛 鞭毛钩 基础小体 功能: a. 细菌的运动器官; b. 细菌鉴定的指标;
鞭毛 鞭毛钩 基础小体 功能: a. 细菌的运动器官; b. 细菌鉴定的指标; c. 鞭毛蛋白具有很强的抗原性。
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4.菌毛(pilus) 某些细菌表面纤细中空、短而多的丝状物。
纤毛比鞭毛更短、更细,且又直又硬。数量很多,不具有运动功能,但与菌的致病性.吸附等有关。
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三、细菌的繁殖 生长繁殖条件: 充足的营养物质(碳源、氮源、无机盐、生长因子、水) 适宜的酸碱度:大多数pH6.8-7.4
适宜的温度:25-37℃ 气体条件:需氧、微需氧、耐氧、专性厌氧、兼性厌氧
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繁殖方式:裂殖为主,少数有性接合 过程:染色体复制-细胞质膜内陷-横隔/壁的形成-同时染色体分裂-子细胞分裂(成子代细胞)
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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。
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四、细菌的致病性(病原菌) 1.病原菌毒力 2.病原菌侵入数量:与致病能力成正比; 与毒力成反比。 3.侵入途径:呼吸道 荚膜 黏附素
侵袭性物质 细菌生物膜 1.病原菌毒力 侵袭力: 粘附和侵入能力 繁殖与扩散能力 对宿主防御功能的抵抗能力 毒素: 外毒素 内毒素 2.病原菌侵入数量:与致病能力成正比; 与毒力成反比。 3.侵入途径:呼吸道 消化道 泌尿生殖道 伤口 2012,7,13 Science Steven Chu 新成像技术破坏生物膜杀死耐药菌
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细菌的毒力 侵袭力—病原菌突破宿主防线,并能于宿主体内定居、繁殖、扩散的能力。借助于表面结构(菌毛、鞭毛、荚膜)、侵袭性酶类。
毒素—按其来源、性质和作用的不同: 外毒素是细菌在生长繁殖过程中分泌到胞外的毒性蛋白,主要由G+细菌产生,毒性作用强。白喉杆菌产生的白喉毒素,破伤风梭菌产生的破伤风毒素等。 内毒素是G-细菌细胞壁成分中的脂多糖(LPS),引起机体发热、白细胞增多、血压下降及微循环障碍等,相对毒性较弱。 类毒素:由于外毒素对热和某些化学物质敏感,用 %甲醛处理,使其毒性完全丧失,保持抗原性。常用来预防注射。 抗毒素:用类毒素注射动物,以制备外毒素的抗体,作治疗用。
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外毒素 内毒素 产生菌 G+为主 G- 化学成分 蛋白质 脂多糖(LPS) 释放时间 一般随时分泌 菌体死亡裂解后释放 致病特异性 不同外毒素各不相同 不同病原菌的内毒素作用基本相同 毒性 强 弱 抗原性 完全抗原,抗原性强 不完全抗原,抗原性弱 制成类毒素 能 不能 热稳定性 差
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按临床表现分(细菌致病力和机体抵抗力的博弈):隐性、潜伏、显性、带菌状态
感染的分类 按感染来源分:外源性、内源性 按临床表现分(细菌致病力和机体抵抗力的博弈):隐性、潜伏、显性、带菌状态 “伤寒玛丽”(真名:Mary Mallon): 一个健康带菌者,被证实在美国有7个地区多达1500个伤寒患者都是她传染的。 按病情轻重分:急性、慢性 按疾病发生部位分(显性):局部、全身(毒血症、菌血症、败血症、脓毒血症)
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一、放线菌的形态、大小和结构 定义:大部分放线菌由分枝状的菌丝组成,菌丝大多无隔膜,属单细胞。革兰氏阳性 。 归属为原核微生物的分类依据!
菌丝直径与细菌相仿:µm级 原核结构:无核膜,核仁 细胞壁主要成分为肽聚糖,并含有二氨基庚二酸 核糖体为70s 最适生长pH与多数细菌相近,呈微碱性 对溶菌酶和抑制细菌类抗生素敏感 繁殖方式与细菌相同,无性繁殖 DNA重组方式与细菌相同
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形态与结构 菌丝体 基内菌丝(营养菌丝):紧贴培养基表面向基内生 孢子 形态:圆、卵圆、柱状等 长,吸收营养和水分,产生水溶性和脂溶性色素;
菌丝体 基内菌丝(营养菌丝):紧贴培养基表面向基内生 长,吸收营养和水分,产生水溶性和脂溶性色素; 气生菌丝:营养菌丝发育一定阶段向空间伸展; 孢子丝(繁殖菌丝):气生菌丝发育晚期,部分顶端分化成孢子丝。 孢子 形态:圆、卵圆、柱状等 表面:光滑、粗糙 色素:因种而异
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垂直 弯曲 丛生 单轮(无螺旋) 松环、初级螺旋钩状 松螺旋 紧螺旋 单轮(有螺旋) 双轮(无螺旋) 双轮(有螺旋)
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单轮生 螺旋状 放线菌孢子丝的光学显微镜图片
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二、放线菌的细胞结构 细胞的结构与细菌基本相同 细胞壁组成与细菌类似 革兰氏染色阳性(少数阴性)
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三、放线菌的繁殖 生长适宜温度28-30℃,pH7.0-7.6
放线菌主要通过形成无性孢子的方式进行繁殖,也可借菌丝断裂(液体培养时)进行繁殖。 1.分生孢子:气生菌丝顶端分裂形成成串或单个孢子 2、孢囊孢子:气生或基内菌丝反复分裂,顶端膨大或盘卷缠绕形成孢子囊 3、横隔孢子:气生或基内菌丝横隔分裂形成大小相似的球杆状孢子
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放线菌的生活史 假根 萌发管
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四、放线菌的菌落 1.液体静止培养——表面常形成一层膜 2.固体培养基培养——与细菌不同,
1)以链霉菌为代表:辐射状皱折;表面干燥、粉粒状;质地紧密,不易挑取; 2)以诺卡氏菌为代表:结构松散,易挑取。 基内菌丝和孢子常有颜色,菌落的正反面呈现不同颜色。
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其它几种原核生物——支原体 Mycoplasma
不具细胞壁。G-,直径0.2~0.25μm,可通过细菌滤器。可人工培养,营养要求苛刻,油煎蛋样菌落。已知可独立生活的最小的细胞型生物。
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立克次体 Rickttsia 专性真核活细胞内寄生,不能人工培养。G-,直径0.3~0.6μm,球状或杆状,不运动,存在于寄主细胞质和核中。酶系统不完善。大多为人畜共患病病原体,带菌节肢动物传播。
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衣原体 Chlamydia 自身的结构简单,严格寄生在活细胞中的致病性原核微生物。有原体和始体两种独特的发育周期,能通过细菌滤器,没有产能系统,需要从其它生物取得能量,故有“能量寄生物”之称。 沙眼衣原体包涵体
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螺旋体 介于细菌与原生动物之间的单细胞原核微生物,细胞细长、螺旋状、柔软且易弯曲、无鞭毛,但能作特殊的弯曲扭动或象蛇一样的运动,繁殖方式为二分裂。
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微生物类型 大小 有无 胞壁 革染结果 繁殖方式 生活方式 直径(μm) 光学显微镜可见性 除菌滤器滤过性 螺旋体 0.2×(2~500) ++ – + G– 二等分裂 腐生/寄生 细菌 0.5~2.0 G+/G– 立克次氏体 0.3~0.6 × 0.8~2 寄生 衣原体 0.2~0.5 一般<0.4 勉强+ 二等分裂(形成包涵体) 支原体 0.2~0.3 病毒 <0.25 无细胞结构 复制
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掌握:细菌的概念,大小和基本形态。 细菌的基本结构、特殊结构。 细菌形态检查法。 熟悉:细菌的化学组成,细菌的生长繁殖。 细菌的致病性及常见病原性细菌。 放线菌概念。 了解:细菌的不规则形态,细菌分类。 链霉菌属的生物学特性。
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下节课再见了……
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