原核生物省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx
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1、第1页细菌是微生物世界里一个大家族,是一类细胞细菌是微生物世界里一个大家族,是一类细胞结构简单、细胞壁坚韧、以二等分裂方式繁殖和水结构简单、细胞壁坚韧、以二等分裂方式繁殖和水生性较强原核微生物。生性较强原核微生物。第2页一、细菌细胞大小:一、细菌细胞大小:数量级:微米级(数量级:微米级(m););表示方法:直径表示方法:直径,或宽或宽长长;如如0.1-0.50.5-5m;重量:重量:10-12g细胞,即细胞,即10亿个细胞重量约为亿个细胞重量约为1mg;注意:注意:a、染色方法不一样,测量结果差异可能很大;、染色方法不一样,测量结果差异可能很大;b、菌龄、培养条件等原因也会影响测量结果。、菌龄
2、、培养条件等原因也会影响测量结果。第3页GiantbacteriaEpulopiscium fishelsoniThiomargarita namibiensis第4页二、细菌菌体形态二、细菌菌体形态基本形状基本形状:球状、杆状、螺旋状,:球状、杆状、螺旋状,基本形态类型基本形态类型:球菌、杆菌、螺旋菌。:球菌、杆菌、螺旋菌。也有些细菌含有其它特殊形态。也有些细菌含有其它特殊形态。第5页A放线菌B肺炎支原体C螺旋体属菌D含有菌丝和芽生丝微菌属菌E方形细菌F含有柄锈色嘉利翁氏菌第6页(一一)球球菌(菌(coccus)球菌单独存在时球菌单独存在时,呈球状或拟球状,呈球状或拟球状,依据球菌分裂方向及
3、分裂后各子细胞排列状态,可分为依据球菌分裂方向及分裂后各子细胞排列状态,可分为以下以下6种:单球菌、双球菌、链球菌、四联球菌、八叠球菌、种:单球菌、双球菌、链球菌、四联球菌、八叠球菌、葡萄球菌。是分类和判定主要依据。葡萄球菌。是分类和判定主要依据。球菌大小:普通以直径表示球菌大小:普通以直径表示,大多数为,大多数为1.0m。链球菌第7页葡萄球菌第8页(二)杆菌(二)杆菌(bacillus)杆菌形态基本呈杆菌形态基本呈杆状杆状。各种杆菌大小、长短、粗细很不一致。有杆菌菌体很长称各种杆菌大小、长短、粗细很不一致。有杆菌菌体很长称为为长杆菌长杆菌,有短而粗,称为,有短而粗,称为短杆菌短杆菌,有近似于
4、椭圆形称为,有近似于椭圆形称为球杆球杆菌菌。杆菌两端杆菌两端:普通普通钝圆钝圆,少数两端,少数两端平截平截,有略呈,有略呈尖型尖型。杆菌分裂及排列杆菌分裂及排列:永远沿着与其菌体长轴垂直方向分裂。永远沿着与其菌体长轴垂直方向分裂。多数分裂后马上分散,单个存在多数分裂后马上分散,单个存在;少数分裂后连接成链状称为少数分裂后连接成链状称为链杆菌。链杆菌。杆菌大小杆菌大小:普通为普通为0.2-1.250.5-5.0 0.2-1.250.5-5.0 m;大型大型1.01.01.25 1.25 3 38 8 m;中型中型0.50.51.0 21.0 23 3 m;小型小型0.20.20.4 0.4 0.
5、70.71.5 1.5 m第9页第10页(三)螺旋菌(三)螺旋菌螺旋状细菌称为螺旋菌螺旋状细菌称为螺旋菌(spirilla),大小普通为,大小普通为0.3-1.01.0-50微米,若螺旋不足一环称为微米,若螺旋不足一环称为弧菌弧菌(vibrio),满),满26环小型、坚硬螺旋状细菌称为环小型、坚硬螺旋状细菌称为螺菌螺菌(spirochaeta),而旋转而旋转周数多(通常超出周数多(通常超出6环)、体长而柔软螺旋状细菌则专称环)、体长而柔软螺旋状细菌则专称螺旋螺旋体体(spirochaeta)。)。第11页弧菌 螺菌 螺旋体在自然界存在细菌中,以杆菌为常见,球菌次之,而在自然界存在细菌中,以杆菌
6、为常见,球菌次之,而螺旋状则最少。螺旋状则最少。第12页金黄色葡萄球菌(1000)粪肠球菌(200)第13页巨大芽孢杆菌(600)深红红螺菌(500)第14页霍乱弧菌(1000)第15页三、细菌细胞结构三、细菌细胞结构 细菌细胞结构可分细菌细胞结构可分为为普通结构普通结构和和特殊结构,特殊结构,普通结构是普通细菌普通结构是普通细菌都有结构,包含都有结构,包含细胞壁、细胞壁、细胞膜、细胞质、核质细胞膜、细胞质、核质体等体等;特殊结构并非普通细特殊结构并非普通细菌都有,包含菌都有,包含鞭毛、菌鞭毛、菌毛、荚膜、芽孢等。毛、荚膜、芽孢等。第16页(一)细菌细胞普通结构(一)细菌细胞普通结构1、细胞壁
7、和革兰氏染色、细胞壁和革兰氏染色(1)细胞壁是位于细胞最外层一层厚实、坚韧外被,主细胞壁是位于细胞最外层一层厚实、坚韧外被,主要由肽聚糖组成。在普通光学显微镜下不易观察到,可经要由肽聚糖组成。在普通光学显微镜下不易观察到,可经过染色、质壁分离等方法处理再在光学显微镜下观察或用过染色、质壁分离等方法处理再在光学显微镜下观察或用电镜观察。电镜观察。细胞壁细胞壁(cellwall)功效功效a.固定细胞外形和提升机械强度;固定细胞外形和提升机械强度;b.为细胞生长、分裂和鞭毛运动所必需;为细胞生长、分裂和鞭毛运动所必需;c.阻拦大分子有害物质进入细胞;阻拦大分子有害物质进入细胞;d.与细菌抗原性、致病
8、性和对噬菌体敏感性相关。与细菌抗原性、致病性和对噬菌体敏感性相关。第17页(2 2)细胞壁缺损或无细胞壁细菌)细胞壁缺损或无细胞壁细菌 原生质体原生质体:指在人工条件下用溶菌酶除尽原有细胞壁: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合成后,所留下仅由细胞膜包裹着或用青霉素抑制细胞壁合成后,所留下仅由细胞膜包裹着脆弱细胞,普通由革兰氏阳性菌形成。脆弱细胞,普通由革兰氏阳性菌形成。球状体或原生质球球状体或原生质球:指还残留着部分细胞壁原生质体,:指还残留着部分细胞壁原生质体,普通由革兰氏阴性菌形成;普通由革兰氏阴性菌形成;L型细菌型细菌:狭义上讲,专指在试验室中经过自发突变而:狭
9、义上讲,专指在试验室中经过自发突变而形成遗传性稳定细胞壁缺点菌株。形成遗传性稳定细胞壁缺点菌株。支原体支原体第18页(3 3)革兰氏染色)革兰氏染色(Gramstain)革兰氏染色法是由丹麦医生革兰氏染色法是由丹麦医生C.Gram于于1884年创建,所年创建,所以称为革兰氏染色法以称为革兰氏染色法(Gramstain)。其简明操作分。其简明操作分初染、初染、媒染、脱色和复染四步。媒染、脱色和复染四步。各种细菌经革兰氏染色法后,能区分为两大类,一类染各种细菌经革兰氏染色法后,能区分为两大类,一类染成紫色,称成紫色,称革兰氏阳性细菌(革兰氏阳性细菌(G G+),另一类被染成红色,称,另一类被染成红
10、色,称革兰氏阴性细菌(革兰氏阴性细菌(G G-)。不一样细菌为何会被染成不一样颜。不一样细菌为何会被染成不一样颜色?主要是因为细胞壁结构和成份不一样所造成。色?主要是因为细胞壁结构和成份不一样所造成。第19页第20页革兰氏阳性菌产气荚膜梭菌(800)革兰氏阴性菌大肠杆菌(500)第21页(4 4)革兰氏阳性菌与革兰氏阴性细菌细胞壁结构)革兰氏阳性菌与革兰氏阴性细菌细胞壁结构革兰氏阳性菌与革兰氏阴性菌细胞壁结构比较革兰氏阳性菌与革兰氏阴性菌细胞壁结构比较第22页M:肽聚糖层或胞壁质层 OM:外膜 PM:质膜P:周质空间 W:革兰氏阳性肽聚糖壁第23页(5)细胞壁主要成份)细胞壁主要成份肽聚糖肽聚
11、糖细菌细胞壁结构与真核生物细胞壁显著不一样,其主要化学成份是细菌细胞壁结构与真核生物细胞壁显著不一样,其主要化学成份是肽聚糖肽聚糖,肽聚糖是由肽聚糖是由聚糖骨架聚糖骨架、四肽侧链四肽侧链和和交联桥交联桥组成组成(革兰氏阴性细(革兰氏阴性细菌肽聚糖无交联桥)。菌肽聚糖无交联桥)。聚糖骨架聚糖骨架:是由两种氨基糖即:是由两种氨基糖即N-乙酰葡萄糖胺乙酰葡萄糖胺和和N-乙酰胞壁酸乙酰胞壁酸交替间交替间隔排列,经隔排列,经1,4糖苷键联接而成;糖苷键联接而成;四肽侧链及交联桥:四肽侧链及交联桥:连接在胞壁酸上,其氨基酸依次为连接在胞壁酸上,其氨基酸依次为L-丙氨酸、丙氨酸、D-谷氨酸、谷氨酸、L-赖氨
12、酸、赖氨酸、D-丙氨酸,丙氨酸,第三位第三位L赖氨酸经过赖氨酸经过五个甘氨酸五个甘氨酸组成交组成交联桥联结到相邻聚糖骨架四肽侧链第四位联桥联结到相邻聚糖骨架四肽侧链第四位D-丙氨酸上,组成坚韧三维立丙氨酸上,组成坚韧三维立体网状结构。革兰氏阴性菌四肽侧链中,第三位氨基酸为体网状结构。革兰氏阴性菌四肽侧链中,第三位氨基酸为二氨基庚二酸二氨基庚二酸(DAP),并由,并由DAP与相邻侧链中与相邻侧链中D-丙氨酸直接联结,没有五肽交联桥,丙氨酸直接联结,没有五肽交联桥,只有二维结构,形成单层平面网络。只有二维结构,形成单层平面网络。第24页第25页第26页第27页革兰氏阳性细菌细胞壁革兰氏阳性细菌细胞
13、壁:较厚,约为:较厚,约为20-80nm,其主要成份,其主要成份为肽聚糖,约为肽聚糖,约15-50层厚,占细胞壁干重层厚,占细胞壁干重5080%。革兰氏阳性菌细胞壁特有成份是革兰氏阳性菌细胞壁特有成份是磷壁酸磷壁酸,有壁磷壁酸和,有壁磷壁酸和膜磷壁酸,从化学组分上分甘油磷壁酸和核糖醇磷壁酸。膜磷壁酸,从化学组分上分甘油磷壁酸和核糖醇磷壁酸。其其主要主要功效功效:带负电荷,可与环境中:带负电荷,可与环境中Mg2+等阳离子结合,提升等阳离子结合,提升离子浓度,以确保细胞膜上一些合成酶维持高活性需要;调离子浓度,以确保细胞膜上一些合成酶维持高活性需要;调整细胞内自溶素活力,预防细胞自溶死亡;确保革兰
14、氏阳性整细胞内自溶素活力,预防细胞自溶死亡;确保革兰氏阳性致病菌与宿主间粘连;赋予革兰氏阳性菌以特异表面抗原;致病菌与宿主间粘连;赋予革兰氏阳性菌以特异表面抗原;提供一些噬菌体以特异吸附受体。提供一些噬菌体以特异吸附受体。第28页革兰氏阴性细菌细胞壁革兰氏阴性细菌细胞壁:较薄,约为:较薄,约为10-15nm,结构比较复,结构比较复杂,肽聚糖含量少,只有杂,肽聚糖含量少,只有1-3层,占细胞壁干重层,占细胞壁干重10-20%左右;左右;肽聚糖层缺乏五肽交联桥,结构疏松。在肽聚糖层外,由内肽聚糖层缺乏五肽交联桥,结构疏松。在肽聚糖层外,由内向外依次为脂蛋白、外膜和脂多糖。向外依次为脂蛋白、外膜和脂
15、多糖。脂多糖(脂多糖(LPS):是位于革兰氏阴性细菌细胞壁外层一层:是位于革兰氏阴性细菌细胞壁外层一层较厚(较厚(8-10nm)类脂多糖类物质。它由)类脂多糖类物质。它由类脂类脂A、关键多、关键多糖和糖和O-特异侧链特异侧链三部分所组成。其主要功效有四:三部分所组成。其主要功效有四:是革兰氏阴性细菌致病物质是革兰氏阴性细菌致病物质内毒素物质基础;内毒素物质基础;与磷壁酸相同,也有吸附与磷壁酸相同,也有吸附Mg2+、Ca2+等阳离子以提升等阳离子以提升这些离子在细胞表面浓度作用;这些离子在细胞表面浓度作用;决定了革兰氏阴性细菌细胞表面抗原多样性。决定了革兰氏阴性细菌细胞表面抗原多样性。是许多噬菌
16、体在细胞表面吸附受体。是许多噬菌体在细胞表面吸附受体。第29页细胞壁细胞壁革兰氏阳性菌革兰氏阳性菌革兰氏阴性菌革兰氏阴性菌肽聚糖肽聚糖类脂含量类脂含量脂蛋白脂蛋白磷壁酸磷壁酸脂多糖脂多糖多,占细胞干重多,占细胞干重5080%少,约少,约14%少少多数有多数有-少,占细胞干重少,占细胞干重1020%多,约多,约1122%多多-+革兰氏阳性菌与革兰氏阴性菌细胞壁成份比较革兰氏阳性菌与革兰氏阴性菌细胞壁成份比较第30页(6)革兰氏染色机制及意义)革兰氏染色机制及意义机机制制:G为何会被染成红色?因为脂类物质较多,肽聚糖少,为何会被染成红色?因为脂类物质较多,肽聚糖少,用丙酮或酒精(脂溶剂)溶掉脂类,
17、使细胞壁透性增加,从用丙酮或酒精(脂溶剂)溶掉脂类,使细胞壁透性增加,从而把结晶紫与碘复合物溶出来,而染上复染液红色。而把结晶紫与碘复合物溶出来,而染上复染液红色。G+为何会被染成紫色?因为肽聚糖含量较多,脂类物质为何会被染成紫色?因为肽聚糖含量较多,脂类物质含量较低,用丙酮或酒精(脂溶剂)处理脱水,而使壁肽聚含量较低,用丙酮或酒精(脂溶剂)处理脱水,而使壁肽聚糖网孔变小,通透性降低,使结晶紫与碘复合物溶不出来,糖网孔变小,通透性降低,使结晶紫与碘复合物溶不出来,也就不能染上复染液颜色而保持原来紫色。也就不能染上复染液颜色而保持原来紫色。芽孢杆菌和绝大多数球菌(以及全部放线菌和酵母菌)芽孢杆菌
18、和绝大多数球菌(以及全部放线菌和酵母菌)都呈革兰氏阳性反应,而大多数无芽孢杆菌、弧菌、螺旋菌都呈革兰氏阳性反应,而大多数无芽孢杆菌、弧菌、螺旋菌和一些球菌则呈阴性反应。和一些球菌则呈阴性反应。意义意义:革兰氏染色是菌种判定主要指标;革兰氏染色是菌种判定主要指标;经过革兰氏染色可提供菌体其它生物学特征方面信息。经过革兰氏染色可提供菌体其它生物学特征方面信息。第31页2、细胞膜、细胞膜(cellmembrane)性质与结构性质与结构:细胞膜位于细胞壁内侧,紧包住细胞质,厚:细胞膜位于细胞壁内侧,紧包住细胞质,厚7.5-10nm,柔软而有弹性,约占细胞干重,柔软而有弹性,约占细胞干重10-30%,主
19、要成份为,主要成份为60-70%蛋白质、蛋白质、20-30%脂类和约脂类和约2%多糖。细胞膜所含脂类均多糖。细胞膜所含脂类均为磷脂。为磷脂。经过质壁分离、选择性染色、原生质体破裂或电子显经过质壁分离、选择性染色、原生质体破裂或电子显微镜观察等方法,能够证实细胞膜存在。微镜观察等方法,能够证实细胞膜存在。细胞膜结构普通采取细胞膜结构普通采取Singer和和Nicolson提出提出液态镶嵌模型液态镶嵌模型。功效功效:a.控制细胞内、外物质运输、交换;控制细胞内、外物质运输、交换;b.b.维持细胞内正常渗透压屏障作用;维持细胞内正常渗透压屏障作用;c.c.合成细胞壁各种组分和荚膜等大分子场所;合成细
20、胞壁各种组分和荚膜等大分子场所;d.d.进行氧化磷酸化和光合磷酸化产能基地;进行氧化磷酸化和光合磷酸化产能基地;e.e.鞭毛着生点和提供其运动所需能量等。鞭毛着生点和提供其运动所需能量等。第32页中间体(中间体(mesosome):细胞膜内陷形成层状、管状或囊:细胞膜内陷形成层状、管状或囊状结构。其主要功效可能与状结构。其主要功效可能与DNA复制和分离、酶和其它蛋白质复制和分离、酶和其它蛋白质分泌、以及细胞分裂时横隔形成及芽孢形成相关。分泌、以及细胞分裂时横隔形成及芽孢形成相关。第33页第34页3、细胞质(、细胞质(cytoplasm)及其内含物)及其内含物细胞质包裹在细胞膜内,是一个无色、透
21、明、粘稠胶细胞质包裹在细胞膜内,是一个无色、透明、粘稠胶体物质。其主要成份是核糖体、贮藏物、各种酶类、中间体物质。其主要成份是核糖体、贮藏物、各种酶类、中间代谢物、无机盐、载色体、质粒等,少数细菌还存在羧化代谢物、无机盐、载色体、质粒等,少数细菌还存在羧化体、伴胞晶体或气泡等结构。细胞质中有许多体、伴胞晶体或气泡等结构。细胞质中有许多内含物内含物,主,主要有:要有:核糖体:主要由核糖体:主要由50S大亚基和大亚基和30S小亚基组成小亚基组成细胞内含物细胞内含物:贮藏物贮藏物:不溶颗粒,贮藏营养物质。:不溶颗粒,贮藏营养物质。第35页常见颗粒状内含物:常见颗粒状内含物:a.异染颗粒异染颗粒:是细
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