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02 第二章 微生物类群及形态结构.ppt

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本课件讲解微生物的类群与形态结构,从原核与真核细胞的比较入手,依次展开细菌的形态大小与细胞结构、放线菌的菌丝与孢子、酵母菌的细胞构造与出芽繁殖、霉菌的菌丝与各类孢子,并收于病毒的形态。

第二章微生物类群及形态结构,说明微生物可分为:无细胞结构真病毒、亚病毒
原核细胞和真核细胞的区别对比,包括真核细胞原核细胞有核膜,核仁有明显核区,无核膜、核仁细胞核有线粒体,能量代谢和许多合成代谢在线粒体中进行无线粒体,能量代谢和许多物质代谢在质膜上进行细胞器分布在内质网膜上
第一节细菌的概念,说明第一节细菌细菌是单细胞原核微生物,个体微小,形态简单,以二等分裂方式繁殖。在自然界中,细菌分布最广、数量最多
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第1页:第二章微生物类群及形态结构

第二章微生物类群及形态结构微生物可分为:无细胞结构真病毒、亚病毒;

具有原核细胞结构的真细菌(细菌、放线菌、蓝细菌、立克次氏体、支原体、衣原体)、古细菌;

具有真核细胞结构的真菌(酵母菌、霉菌)、单细胞藻类、原生动物等。

第2页:原核细胞和真核细胞的区别

原核细胞与真核细胞主要区别对比表
比较项目真核细胞原核细胞
细胞核有核膜、核仁有明显核区,无核膜、核仁
能量代谢有线粒体,能量代谢和许多合成代谢在线粒体中进行无线粒体,能量代谢和许多物质代谢在质膜上进行
细胞器与核糖体分布在内质网膜上,沉降系数为80S分布在细胞质中,沉降系数为70S

注:原课件本页为表格,OCR 后数值与项目名粘连,本表按教材通用数据对应还原,建议对照原图核对。

第3页:第一节细菌的概念

第一节细菌细菌是单细胞原核微生物,个体微小,形态简单,以二等分裂方式繁殖。

在自然界中,细菌分布最广、数量最多。

第4页:细菌的形态

一、细菌的形态和大小不同细菌的形态可以说是千差万别,丰富多彩,但就单个有机体而言,其基本形态可分为球状、杆状与螺旋状三种。

除了球茵、杆茵、蛆旋菌三种基本形态外,还有许多具其他形态的细茵。

例如柄杆菌细胞上有柄、菌丝、附器等细胞质伸出物,细胞呈杆状或梭状,并有特征性的细柄;

球衣菌能形成衣峭,杆状的细胞呈链状排列在衣鞘内而成为丝状,而支原体由于只有细胞膜,没有纫胞壁,故细胞柔软,形态多变,具有高度多形性。

另外,人们还发现了细胞呈星形和方形的细菌。

第5页:细菌的形态

(一)细菌的形态细菌的三种基本形态:球状、杆状和螺旋状

第6页:球菌的繁殖方式

1、球菌菌体呈球形或近似球形,以典型的二分裂殖方式繁殖,分裂后产生的新细胞常保持一定的空间排列方式。

根据细胞分裂的方向及分裂后的各子细胞的空间排列状态不同,可将球菌分为以下几种:单球菌、双球菌、链球菌、四联球菌、八叠球菌、葡萄球菌等。

第7页:单球菌

  • 球菌单球菌
  • 单球菌分裂后的细胞分散而单独存在的球菌。如尿素小球菌

第8页:双球菌

  • 球菌双球菌
  • 双球菌分裂后两个球菌成对排列的为双球菌。如肺炎双球菌

第9页:四联球菌

  • 球菌
  • 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。如四联小球菌四联球菌

第10页:八叠球菌

  • 球菌八叠球菌
  • 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。如尿素八叠球菌

第11页:链球菌

  • 球菌链球菌
  • 链球菌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

第12页:葡萄球菌

  • 球菌葡萄球菌
  • 葡萄球菌分裂面不规则,多个球菌聚在一起,像一串串葡萄。如金黄色葡萄球菌

第13页:杆菌的形态与排列方式

2、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。

杆菌的形态:短杆状、长杆状、棒杆状、梭状、梭杆状、月亮状、分枝状、竹节状等;

按杆菌细胞的排列方式则有链状、栅状、“八”字状以及有鞘衣的丝状等。

第14页:杆菌短杆菌长杆菌梭状芽孢

2、杆菌短杆菌长杆菌梭状芽孢杆菌

第15页:杆菌单杆菌链状

2、杆菌单杆菌链状杆菌

第16页:杆菌宽度与长度的变化

2、杆菌一般情况下,同一种杆菌的宽度比较稳定,但它的长度经常随培养时间、培养条件的不同而有较大的变化。

杆菌细胞两端的形态特征

第17页:螺旋菌

3、螺旋菌螺旋状的细菌称为螺旋菌。

根据其弯曲情况分为:弧菌: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:螺旋满2—6环,螺旋状例:干酪螺菌螺旋体:旋转周数在6环以上,菌体柔软。

例:梅毒密螺旋体

第18页:螺旋菌

3、螺旋菌弧菌螺旋菌螺旋体

第19页:细菌的大小

  • 细菌的大小细菌大小的测定
  • 测量:测微尺
  • 长度单位:微米(μm)
  • 表示:球菌:直径杆菌:宽×长螺菌:宽、长、螺距

第20页:细菌的大小

(二)细菌的大小

第21页:细菌的大小

(二)细菌的大小通常球菌直径:0.2—1.5 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0.5μm1500个大肠杆菌头尾相接等于3mm;109个大肠杆菌重1 mg.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。

第22页:细菌细胞的大小对比表

细菌细胞的大小比较表
菌名直径或宽×长(μm×μm)
乳链球菌0.5~1
金黄色葡萄球菌0.8~1
大肠杆菌0.5×(1~3)
枯草芽孢杆菌(0.8~1.2)×(1.2~3)
霍乱弧菌(0.2~0.6)×(1~3)

注:原课件本页为表格,OCR 后数值与项目名粘连,本表按教材通用数据对应还原,建议对照原图核对。

第23页:细菌的细胞结构

二、细菌的细胞结构基本结构包括:细胞壁、细胞膜、细胞质、核区、间体、核糖体、气泡和储藏物。

特殊结构包括:荚膜、鞭毛、纤毛、芽孢。

第24页:细菌细胞结构

细菌细胞结构

第25页:细菌细胞的基本结构

  • 细菌细胞的基本结构
  • 细胞壁细胞壁是位于菌体的最外层,内侧紧贴细胞膜的一层无色透明,坚韧而有弹性的结构。细胞壁约占细胞干重的10%—25%
  • 细胞壁的功能:保护细胞免受外力损伤
  • 维持菌体外形
  • 协助鞭毛运动
  • 与胞膜一起完成细胞内外物质交换,为正常细胞分裂所必需
  • 与细菌的抗原性,致病性和对噬菌体的敏感性密切相关

第26页:细胞壁的化学组成

  • 细胞壁的化学组成与结构
  • 革兰氏染色法:革兰氏染色法是细菌细胞的复合染色法,由丹麦医生Hans Christian Gram于1884年创立。基本步骤:涂片固定——结晶紫初染1min——碘液媒染1min——95%乙醇脱色0.5min——番红复染min结果:革兰氏阳性菌——紫色;革兰氏阴性菌——红色

第27页:革兰氏染色法

  • 阴性菌阳性菌
  • 革兰氏染色法

第28页:革兰氏阳性与阴性菌细胞壁成分比较表

革兰氏阳性菌与阴性菌细胞壁成分比较表(占细胞壁干重%)
成分革兰氏阳性细菌革兰氏阴性细菌
肽聚糖含量很高(30~95)含量很低(5~20)
磷壁酸含量较高(<50)无
类脂质一般无(<2)含量较高
蛋白质无含量较高

注:原课件本页为表格,OCR 后数值与项目名粘连,本表按教材通用数据对应还原,建议对照原图核对。

第29页:细胞壁的化学组成

②细胞壁的化学组成与结构细菌细胞壁的结构:细胞壁的基本骨架——肽聚糖肽聚糖:是由N—乙酰胞壁酸(NAM)和N—乙酰葡糖胺(NAG)以及少数氨基酸短肽链组成的亚单位聚合而成的大分子复合体。

肽聚糖单体:是由NAG、NAM、肽尾、肽桥构成。

第30页:细菌细胞壁的结构

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。

第31页:细菌细胞壁的结构

  • 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

第32页:革兰氏染色原理

革兰氏染色原理:第一步:结晶紫使菌体着上紫色第二步:碘和结晶紫形成大分子复合物,分子大,能被细胞壁阻留在细胞内。

第三步:酒精脱色,细胞壁成分和构造不同,出现不同的反应。

G+菌:细胞壁厚,肽聚糖含量高,交联度大,当乙醇脱色时,肽聚糖因脱水而孔径缩小,故结晶紫-碘复合物被阻留在细胞内,细胞不能被酒精脱色,仍呈紫色。

Gˉ菌:肽聚糖层薄,交联松散,乙醇脱色不能使其结构收缩,因其含脂量高,乙醇将脂溶解,缝隙加大,结晶紫-碘复合物溶出细胞壁,酒精将细胞脱色,细胞无色,沙黄复染后呈红色。

第33页:细胞膜

  • 细胞膜细胞膜是紧贴细胞壁内侧包围细胞质的一层柔软、富有弹性的半透明薄膜
  • 细胞膜的化学组成蛋白质主要包括磷脂糖类少量核酸

第34页:细胞膜的功能

  • 细胞膜的功能细胞内外物质交换和运送
  • 在原核微生物中,参与生物氧化和能量产生
  • 与细胞壁及荚膜的合成有关
  • 是鞭毛着生的位点

第35页:细胞膜的结构

细胞膜的结构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,而蛋白质无规则地漂流在磷脂类的当中。

第36页:细胞质

3、细胞质及其内含物细胞质:是在细胞膜内除核区以外的细胞物质。

细胞质是无色、透明、粘稠状物质。

主要成分为水,蛋白质,核酸,脂类、少量糖和无机盐细胞质功能:细胞质中含有丰富的酶系,是营养物质合成、转化、代谢的场所。

第37页:细胞质

  • 细胞质中的内含物
  • 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气泡的功能:调节细胞比重,以使其漂浮在合适的水层中
  • 气泡吸收空气,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

第38页:颗粒状内含物

②颗粒状内含物:细菌细胞质中含有各种颗粒状内含物,它们大多数为细胞贮藏物,颗粒状内含物的多少因细菌的种类、菌龄及培养条件不同而改变。

主要有:异染粒、聚β-羟丁酸、肝糖粒、淀粉粒、脂肪粒、硫粒和液泡等等。

第39页:异染粒

  • 异染粒:是普遍存在的贮藏物,主要成分是多聚偏磷酸盐
  • 异染粒大小和结构:大小为0.5—1μm是多聚偏磷酸盐的聚合物,分子呈线状
  • 功能:贮存磷元素和能量,降低渗透压

第40页:异染粒

  • 多聚偏磷酸盐对某些染料有特殊反应,产生与所用染料不同的颜色,因此得名异染颗粒
  • 例:异染粒遇甲基胺蓝变紫红色
  • 含异染粒的细菌种类:棒状杆菌和某些芽孢杆菌等

第41页:核区与细菌DNA

4、核区(或核质体、原核、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,所以细胞中常有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。

第42页:细菌细胞的特殊结构

  • 细菌细胞的特殊结构
  • 芽孢概念:某些菌生长到一定阶段,细胞内形成一个圆形、椭圆形或卵圆形的内生孢子,是对不良环境有较强抵抗力的休眠体。芽孢

第43页:能形成芽孢的细菌种类

能形成芽孢的细菌种类:在杆菌中能形成芽孢的种类较多,在球菌和螺旋菌中只有少数菌种可形成芽孢。

产生芽孢的几个属:芽孢杆菌属梭状芽孢杆菌属芽孢乳杆菌属生孢八叠球菌属(其中的一个种)

第44页:中央芽孢的形态

A近中央B末端C中央芽孢的形态及其在细胞中的位置

第45页:细菌芽孢的各种类型

细菌芽孢的各种类型

第46页:芽孢的组成

芽孢的组成和结构芽孢有多层结构,主要包括孢外壁、芽孢衣、皮层和核心芽孢的外壁层厚而致密,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是芽孢特有的成分。

一般以DPA—Ca的形式存在。

皮层主要含芽孢肽聚糖、DPA—Ca,皮层体积大,比较致密。

芽孢平均含水量低,约40%.芽孢的结构

第47页:芽孢的特性

  • 芽孢的特性:具有很强的抗热、抗干燥、抗辐射、抗化学药物能力
  • 含水量低、壁厚而致密,通透性差,不易着色
  • 新陈代谢几乎停止,处于休眠状态
  • 一个芽孢萌发产生一个个体
  • 芽孢的抗热机制:目前尚不清楚,但可能与以下因素有关,如含水量低、壁厚而致密,芽孢中的酶分子量小,比较耐热
  • 过去认为芽孢抗热与DPA有关,现在已否认了这种假设

第48页:鞭毛的结构与运动功能

2、鞭毛:某些细菌表面由细胞内生出的细长、波曲、毛发状的结构。

鞭毛具有运动功能,一般认为鞭毛靠鞭毛丝旋转而动,它们是细菌的“运动器官”。

鞭毛的长度:一般为15—20µm,最长可达70µm。

鞭毛的直径:为0.01—0.02µm.不同细菌的鞭毛数目和着生位置不同,鞭毛数目一般一至数十条。

第49页:鞭毛的着生方式

鞭毛的着生方式:

第50页:鞭毛的化学组成

鞭毛的化学组成:主要由鞭毛蛋白构成,还含有少量的多糖、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,此小体为基粒,鞭毛自基粒长出穿过细胞壁延伸到细胞外部。

第51页:鞭毛的结构

鞭毛的结构:鞭毛丝鞭毛鞭毛钩基体

第52页:糖被荚膜

3、糖被荚膜:某些细菌细胞壁外的一层粘液性物质。

第53页:荚膜的分类

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:粘液物质没有明显的边缘,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。

第54页:荚膜的组成

  • 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:保护细胞,抗干燥
  • 贮藏养料,是细胞外碳源和能源的储备物质
  • 荚膜可以抵御外界细胞对菌体的吞噬作用
  • 荚膜具有抗原性
  • 与致病力有关

第55页:细菌的繁殖

  • 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
  • 细菌分裂过程
  • 核分裂
  • 形成横隔壁
  • 子细胞分离

第56页:细菌二分裂的主要步骤

  • 细胞增大
  • DNA分子复制
  • 细胞中部的细胞膜和细胞壁向内生长形成隔膜,细胞质一分为二,形成二个子细胞正在分裂的细菌(二分裂)

第57页:群体形态

  • 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
  • 平板培养

第58页:固体斜面培养

(2)固体斜面培养2.液体培养基3.半固体培养

第59页:不同的微生物种类

  • 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

第60页:

第61页:细菌细胞结构总览图

细菌(单细胞原核生物)鞭毛(便于运动)荚膜(保护细胞)细胞壁(保护细胞,

维持形状)细胞膜核区(控制细菌的遗传物质)细胞质(含有核糖体,

质粒,储藏颗粒)

第62页:第二节放线菌

第二节放线菌放线菌是一类介于细菌和真菌之间的单细胞生物。

一方面,放线菌的细胞构造和细胞壁的化学组成与细菌相似,与细菌同属原核生物;

另一方面,放线菌菌体呈纤细的菌丝状,而且分枝,又以外生孢子的形式繁殖,这些特征又与霉菌相似。

放线菌菌落中的菌丝常从一个中心向四周辐射状生长,因此叫放线菌.

第63页:放线菌

放线菌分布:主要存在于含有机质丰富的中性或偏碱性的土壤中,在空气、淡水和海水等处也有一定的分布。

放线菌的生活类型:腐生(多数)寄生(少数)

第64页:放线菌的应用

  • 放线菌的应用
  • 能产生大量的、种类繁多的抗生素,到目前为止,已分离得到的放线菌产生的抗生素达4000种以上
  • 生产维生素和酶
  • 进行甾体转化、烃类发酵和污水处理

第65页:放线菌

  • 放线菌的危害
  • 有的放线菌能引起人和动植物病害,如人类的皮肤病等
  • 有的放线菌能使水和食品变味,或破坏棉毛织品和纸张等

第66页:放线菌的形态

  • 放线菌的形态构造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
  • 菌丝的粗细与细菌中的杆菌宽度相近(1μm左右)
  • 细胞壁含胞壁酸、二氨基庚二酸,不含几丁质、纤维素
  • 革兰氏阳性

第67页:放线菌的形态

  • 放线菌的形态模式图123451、气生菌丝
  • 基内菌丝(吸收营养物质)
  • 培养基
  • 孢子丝
  • 孢子

第68页:菌丝的类型与功能

(一)菌丝:根据形态和功能不同可分为:基内菌丝(营养菌丝)气生菌丝孢子丝。

第69页:基内菌丝

  • 1.基内菌丝培养基内匍匐生长的菌丝,无隔,约0.2-0.8μm
  • 通常会产生水溶性或脂溶性色素
  • 功能:吸收营养,所以又称营养菌丝

第70页:气生菌丝

  • 2.气生菌丝由营养菌丝长出培养基外,伸向空间的菌丝
  • 略粗于基丝0.5-1.2μm,也有色素产生
  • 功能:气生菌丝生长到一定阶段可分化出繁殖结构,即孢子丝

第71页:孢子丝的概念与形态

3.孢子丝概念:可以形成孢子的菌丝(具分类价值),功能:繁殖。

形态:直、波曲、螺旋着生方式:丛生、轮生

第72页:放线菌孢子丝类型

放线菌孢子丝类型:

第73页:单轮生螺旋状放线菌孢子

单轮生螺旋状放线菌孢子丝的光学显微镜图片

第74页:放线菌的繁殖

二、放线菌的繁殖放线菌主要通过形成无性孢子的方式进行繁殖,也可借菌丝断片(液体培养时)进行繁殖。

无性孢子主要有以下三种:分生孢子、孢囊孢子和横隔孢子。

第75页:放线菌的繁殖

放线菌的繁殖方式

第76页:分生孢子

1.分生孢子在气生菌丝顶端形成成串或单个孢子,菌丝分裂形成。

第77页:孢囊孢子

  • 孢囊孢子在气生菌丝顶端或基内菌丝顶端膨大或盘卷缠绕形成孢子囊,在孢子囊内形成孢囊孢子
  • 孢囊:菌丝细胞在不同平面反复分裂,形成孢囊孢子
  • 有的孢囊孢子可以丛毛运动

第78页:横隔孢子

3、横隔孢子基内菌丝或气生菌丝横隔分裂形成,孢子常为球杆状,

体积大小相似,又称节孢子或粉孢子

第79页:孢子形态

  • 孢子形态:有圆、卵圆、柱状等
  • 表面:或光滑或粗糙
  • 有的还带有毛刺、鞭毛
  • 色素:因种而异

第80页:孢子形态

孢子形态及其特点

第81页:放线菌的菌落特征

  • 放线菌的菌落特征1.液体静止培养表面常形成一层膜
  • 固体培养基培养菌落特征:质地致密、干燥、多皱、小而不蔓延、不易挑起,表面有放射状沟纹

第82页:菌落形状

  • 菌落形状:随菌种不同可有两类
  • 产生大量分枝状菌丝的菌种:如链霉菌属,菌丝发达、细、分枝多而且相互缠绕,和培养基结合紧密牢固,形成的菌落质地致密,表面呈绒状,坚实、干燥、多皱,菌落小而不蔓延,不易挑起或整个挑起。但当气生菌丝形成孢子丝、产生孢子后,菌落表面会发生变化,菌落呈絮状、粉状或颗粒状

第83页:不产生大量菌丝

(2)不产生大量菌丝的菌种:如诺卡氏菌属,形成的菌落,菌丝不发达,

形成的菌落不致密,粘着力差,干燥,一般呈粉质,不易挑起,

挑之易碎。

第84页:放线菌与细菌的比较同

  • 放线菌与细菌的比较同为单细胞,菌丝比真菌细,其直径与细菌接近
  • 同属原核生物
  • 无核膜、核仁和线粒体等
  • 核糖体70S等
  • 胞壁含磷壁酸,二氨基庚二酸,不含几丁质,纤维素
  • G+;

第85页:环境的要求与细菌相近

  • 对环境的要求与细菌相近
  • 对溶菌酶敏感
  • 对抗生素的反应向细菌
  • 总之,放线菌是一类介于细菌和真菌之间,而更接近于细菌的原核生物

第86页:放线菌的菌落形态

放线菌的菌落形态

第87页:真核微生物部分凡的概念

真核微生物部分凡是细胞核具有核膜、能进行有丝分裂、细胞质中存在线粒体或同时存在叶绿体等细胞器的微小生物,都称为真核微生物。

真核微生物真菌显微藻类原生动物酵母菌丝状真菌—霉菌担子菌

第88页:真菌的细胞结构

真菌属于真核微生物,其细胞结构由细胞壁、细胞膜、细胞质、细胞核、细胞器(线粒体、内质网、核糖体)等组成。

第89页:第三节酵母菌

第三节酵母菌一般认为酵母菌具有以下五个特点:个体一般以单细胞状态存在多数出芽繁殖,

也有的裂殖能发酵糖类产能细胞壁常含有甘露聚糖喜在含糖量较高、酸度较大的环境中生长

第90页:酵母菌种类

  • 酵母菌种类较多,目前已知有500多种
  • 分布广,在水果、蔬菜、花蜜和植物叶子表面以及果园的土壤里
  • 在牛奶、动物的排泄物以及空气中也有酵母存在
  • 大多数腐生,少数寄生
  • 与人类关系密切

第91页:酵母的应用酵母菌的概念

  • 酵母的应用酵母菌是人类应用比较早的微生物
  • 在食品方面——酿酒、制作面包、生产调味品等
  • 在医药方面——生产酵母片、核糖核酸、核黄素、细胞色素C、B族维生素、乳糖酶、脂肪酶、氨基酸等
  • 在化工方面——使石油脱腊、以石油为原料生产柠檬酸等
  • 在农业方面——生产饲料(例如SCP)
  • 在生物工程方面——作为基因工程的受体菌

第92页:酵母菌

酵母菌的危害:腐生性酵母菌能使食物、纺织品和其他原料腐败变质;

少数耐高渗的酵母菌和鲁氏酵母、蜂蜜酵母可使蜂蜜和果酱等败坏;

有的酵母菌是发酵工业的污染菌,影响发酵的产量和质量;

某些酵母菌会引起人和植物的病害,例如白假丝酵母可引起皮肤、粘膜、呼吸道、消化道等多种疾病.

第93页:酵母菌的形态

  • 酵母菌的形态和大小
  • 酵母菌形态:酵母菌是一群单细胞的真核微生物,其形态因种而异
  • 通常为圆形、卵圆形或椭圆形
  • 也有特殊形态,如柠檬形、三角形、藕节状、腊肠形,假菌丝等
  • 酵母菌

第94页:假菌丝

假菌丝:酵母菌在一定条件下培养,产生的芽体与母细胞不分离形成的特殊形态。

第95页:酵母菌大小

2、酵母菌大小:酵母菌比细菌粗约10倍,其直径一般为2—5μm,长度为5—30μm,最长可达100μm。

例如:酿酒酵母宽度:2.5—10μm长度:4.5—21μm酵母的大小、形态与菌龄、环境有关。

一般成熟的细胞大于幼龄的细胞,液体培养的细胞大于固体培养的细胞。

有些种的细胞大小、形态极不均匀,而有些种的酵母则较为均匀。

第96页:酵母菌的细胞结构

二、酵母菌的细胞结构一般具有:细胞壁、细胞膜、细胞核、液泡、线粒体、内质网、微体、微丝、及内含物等,有的菌体还有出芽痕、诞生痕。

酿酒酵母细胞结构

第97页:细胞壁酵母细胞壁厚度

1、细胞壁酵母细胞壁厚度0.1—0.3μm,重量占细胞干重的18%—25%。

化学组成:葡聚糖、甘露聚糖、蛋白质、脂类、几丁质。

几丁质并不是所有的酵母菌中都有,其含量也因种而异。

裂殖酵母一般不含几丁质,酿酒酵母含1~2%,有的假菌丝酵母含量超过了2%。

第98页:细胞壁结构

细胞壁结构:酵母细胞壁呈“三明治”结构:细胞壁外层:主要为甘露聚糖内层:主要为葡聚糖中间层:主要是蛋白质酵母细胞壁结构

第99页:葡聚糖和甘露聚糖都

葡聚糖和甘露聚糖都是复杂的分枝状聚合物,维持细胞壁强度的物质主要是位于内层的葡聚糖,此外,细胞壁上还含有少量的几丁质、脂类和无机盐。

几丁质并不是所有的酵母菌中都有,其含量也因种而异。

裂殖酵母一般不含几丁质,酿酒酵母含1~2%,有的假菌丝酵母含量超过了2%。

壁外成分:有些菌壁外含有由多糖构成的类似荚膜的结构。

如异多糖和淀粉类物质。

第100页:酵母细胞

出芽痕和诞生痕:酵母出芽繁殖时,子细胞与母细胞分离,在子、母细胞壁上都会留下痕迹。

在母细胞的细胞壁上出芽并与子细胞分开的位点称出芽痕,子细胞细胞壁上的位点称诞生痕。

由于多重出芽,致使酵母细胞表面有多个小突起。

根据酵母细胞表面留下芽痕的数目,就可确定某细胞产生过的芽体数,因而可估计该细胞的菌龄。

第101页:酵母细胞膜

  • 细胞膜酵母细胞膜是双磷脂层构造,其间镶嵌着蛋白质和甾醇
  • 酵母菌的细胞膜与原核生物的基本相同
  • 但有的酵母菌如酿酒酵母中含有固醇类(甾醇),这在原核生物是罕见的
  • 酵母细胞膜构造

第102页:酵母细胞膜的功能

酵母细胞膜的功能:调节细胞外溶质运送到细胞内的渗透屏障细胞壁等大分子的生物合成和装配基地部分酶的合成和作用场所

第103页:细胞核酵母具有

  • 细胞核酵母具有由多孔核膜包裹着的细胞核,核膜是一种双层单位膜,上面有大量的核孔
  • (核膜包裹,轮廓分明)
  • 酵母菌细胞核

第104页:核膜与核孔

核膜:核孔40~70nm,透性比任何生物膜都大。

染色体:由DNA和组蛋白牢固结合而成,呈线状,数目因种而异。

核仁:核内有一或几个区域rRNA含量很高,这一区域为核仁,是合成核糖体的场所。

中心体:在核膜外,由蛋白质亚基组成的细丝状结构,在细胞繁殖分裂中起作用。

细胞核的功能:携带遗传信息,控制细胞的增殖和代谢。

第105页:细胞质细胞质主要

  • 细胞质细胞质主要是溶胶状物质,在细胞质中含有各种功能不同的结构——细胞器细胞器:内质网、核糖体、高尔基体、线粒体、溶酶体、微体、液泡
  • 核糖体酵母菌的核糖体为80S,由60S和40S大小亚基构成
  • 它游离在细胞质中或附着在内质网上
  • 核糖体

第106页:线粒体

  • 线粒体:1.双层单位膜包围的细胞器
  • 其中含脂类、蛋白质、少量RNA和环状DNA
  • 2.其DNA可自主复制,不受核DNA控制
  • 决定线粒体的某些遗传性状
  • 3.生物氧化中心

第107页:内质网

  • 内质网:是分布在整个细胞中的由膜构成的管道和网状结构
  • 在细胞中和核膜或细胞膜相连在一起
  • 根据表面结构分为:粗糙型内质网:膜外附着有核糖体
  • 光滑型内质网:表面没有附着的颗粒
  • 内质网功能:起物质传递的作用,另外还有合成脂类和脂蛋白内质网结构示意图

第108页:高尔基体的功能

  • 高尔基体也是一种内膜结构
  • 它是由扁平双层膜和小泡所构成
  • 膜都是光滑的
  • 功能:为细胞提供一个内部的运输系统
  • 液泡由单层膜包裹的囊泡物,液泡中含水、有机酸、盐类、和水解酶类,还有一些贮藏颗粒(如肝糖粒、脂肪粒、异染颗粒等)。液泡常在细胞发育后期出现,它的大小可做为衡量细胞成熟的标志。功能:储藏营养物和水解酶类,与细胞质进行物质交换;调节渗透压

第109页:繁殖方式

三、繁殖方式和生活史(一)繁殖方式:分无性繁殖和有性繁殖两大类,主要是无性繁殖。

无性繁殖:包括芽殖、裂殖、芽裂繁殖和产生无性孢子有性繁殖:主要是产生子囊孢子。

假酵母:只有无性繁殖过程。

真酵母:既有无性繁殖,又有有性繁殖过程。

第110页:无性繁殖

  • 无性繁殖
  • 芽殖是酵母菌无性繁殖的主要方式
  • 一个酵母能形成的芽数是有限的
  • (平均24个)出芽方式:多边出芽、两端出芽、三边出芽、单边出芽
  • 环境适宜时,可出现假菌丝

第111页:芽殖过程

芽殖过程:•母细胞形成小突起(A—D)•核裂(E—G)•原生质分配(H—I)•新膜形成(J—K)•形成新细胞壁(L)

第112页:裂殖与芽裂

  • 裂殖:借细胞横分裂法繁殖,与细菌类似
  • 如裂殖酵母
  • 进行裂殖的酵母菌种类很少.3.芽裂为芽殖、芽裂的中间类型,母细胞在出芽的同时产生横隔膜
  • 裂殖芽殖

第113页:子囊孢子

  • 有性生殖酵母菌以形成子囊和子囊孢子的方式进行有性繁殖
  • 子囊和子囊孢子的形成:一般通过邻近的两个性别不同的细胞各自伸出一根管状的原生质突起,随即相互接触、局部融合并形成一个通道,再经过质配、核配形成双倍体细胞——接合子。接合子进行减数分裂,形成4个或8个子核,每一个子核和周围的细胞质一起,在其表面形成孢子壁后就形成子囊孢子,形成子囊孢子的细胞称为子囊。一般一个子囊可产生4-8个子囊孢子。孢子数目、大小、形状因种而异

第114页:子囊孢子

子囊孢子的形成酵母的二倍体营养体细胞减数分裂后产生四个单倍体的核原细胞发育成子囊,

里面有四个子囊孢子,将来发育成单倍体营养体细胞

第115页:双倍体型

(二)、酵母菌的生活史上代个体经一系列生长、发育阶段而产生下一代个体的全部过程,称为该生物的生活史或生命周期。

各种酵母的生活史可分为三种类型:1.单倍体型2.双倍体型3.单双倍体型

第116页:单倍体型以八孢裂殖酵母的概念

  • 单倍体型以八孢裂殖酵母为代表特点:营养细胞是单倍体
  • 无性繁殖以裂殖方式进行
  • 双倍体细胞不能独立生活,故双倍体阶段短,一经生成立即减数分裂

第117页:双倍体型以路德类酵母

2、双倍体型以路德类酵母为代表特点:营养体为双倍体,不断进行芽殖,双倍体营养阶段长,单倍体的子囊孢子在子囊内发生接合。

单倍体阶段仅以子囊孢子形式存在,故不能独立生活。

第118页:单双倍体型以啤酒酵母

  • 单双倍体型以啤酒酵母为代表特点:单倍体营养细胞和双倍体营养细胞均可进行芽殖
  • 营养体既可以单倍体形式也可以双倍体形式存在
  • 在特定条件下进行有性生殖
  • 单倍体和双倍体两个阶段同等重要,形成世代交替

第119页:酵母菌的菌落特征

  • 酵母菌的菌落特征固体培养菌落特征:菌落大而厚,圆形,光滑湿润,粘性,颜色单调
  • 常见白色、土黄色、红色
  • 啤酒酵母菌落

第120页:液体培养

  • 液体培养在液体培养基上,不同的酵母菌生长的情况不同
  • 好气性生长的酵母可在培养基表面上形成菌膜或菌醭,其厚度因种而异
  • 有的酵母菌在生长过程中始终沉淀在培养基底部
  • 有的酵母菌在培养基中均匀生长,使培养基呈浑浊状态

第121页:第四节霉菌

  • 第四节霉菌霉菌和酵母同属于真菌
  • 霉菌:为丝状真菌的统称
  • 凡是在营养基质上能形成绒毛状、网状或絮状菌丝体的真菌(除少数外),统称为霉菌
  • 按Smith分类系统,霉菌分属于真菌界的藻状菌纲、子囊菌纲和半知菌类

第122页:霉菌在自然界的分布

霉菌的分布:在自然界分布相当广泛,无所不在,而且种类和数量惊人。

在自然界中,霉菌是各种复杂有机物,尤其是数量最大的纤维素、半纤维素和木质素的主要分解菌。

一般情况下,霉菌在潮湿的环境下易于生长,特别是偏酸性的基质当中。

第123页:霉菌的应用

霉菌的应用:生产各种传统食品:如酿制酱、酱油、干酪等。

工业应用:生产有机酸(如柠檬酸、葡萄糖酸)、酶制剂(如淀粉酶、蛋白酶和纤维素酶)、抗生素(如青霉素、头孢霉素)、维生素、生物碱、真菌多糖、植物生长刺激素(如赤霉素)、生产甾体激素类药物和酿造食品等,另外在生物防治、污水处理和生物测定等方面都有应用。

第124页:霉菌在理论研究中的应用

基本理论研究:霉菌在基本理论研究中应用很广,最著名的是利用粗糙脉胞菌进行生化遗传学方面的研究。

霉菌的危害:引起霉变:可造成食品、生活用品以及一些工具、仪器和工业原料等的霉变。

引起植物病害:真菌大约可引起3万种植物病害。

如水果、蔬菜、粮食等植物的病害。

例如马铃薯晚疫病、小麦的麦锈病和水稻的稻瘟病等等。

第125页:致病真菌

引起动物疾病:不少致病真菌可引起人体和动物病变。

浅部病变如皮肤藓菌引起的各种藓症,深部病变如既可侵害皮肤、粘膜,又可侵犯肌肉、骨骼和内脏的各种致病真菌,在当前已知道的约5万种真菌中,被国际确认的人、畜致病菌或条件致病菌已有200余种(包括酵母菌在内)。

产生毒素,引起食物中毒:霉菌能产生多种毒素,目前已知有100种以上。

例如:黄曲霉毒素,毒性极强,可引起食物中毒及癌症。

第126页:霉菌的基本形态

  • 霉菌的基本形态和结构霉菌的菌体由分枝或不分枝的菌丝构成
  • 菌丝是真菌营养体的基本单位
  • 菌丝是中空管状结构,直径一般3~10μm,有分枝,有隔膜或无隔膜
  • 许多菌丝分枝连接,相互交织在一起所构成的形态称菌丝体

第127页:霉菌的形态

(一)、霉菌的形态霉菌菌丝类型:按形态分:无隔菌丝、有隔菌丝。

根据菌丝有无隔膜,可以将真菌分成低等真菌(鞭毛菌亚门和接合菌亚门)和高等真菌(子囊菌亚门、担子菌亚门和半知菌亚门)两大类。

按分化程度分:营养菌丝、气生菌丝。

第128页:无隔菌丝

  • 无隔菌丝:为长管状单细胞,细胞质内含多个核
  • 其生长表现为菌丝的延长和细胞核的增多
  • 这是低等真菌所具有的菌丝类型

第129页:有隔菌丝

有隔菌丝:菌丝中有隔膜,被隔膜隔开的一段菌丝就是一个细胞,菌丝由多个细胞组成,每个细胞内有一至多个核。

隔膜上有单孔或多孔,细胞质和细胞核可自由流通,每个细胞功能相同。

这是高等真菌所具有的类型。

第130页:营养菌丝

  • 营养菌丝(基内菌丝):伸入到培养基内部,以吸收养分为主的菌丝
  • 气生菌丝:向空中生长的菌丝
  • 气生菌丝发育到一定阶段可分化成繁殖菌丝
  • 霉菌(青霉)的菌丝

第131页:霉菌的细胞结构

(二)、霉菌的细胞结构由细胞壁、细胞膜、细胞质、细胞核、线粒体、核糖体、内质网及各种内含物(肝糖、脂肪滴、异染粒等)等组成。

幼龄菌往往液泡小而少,老龄菌具有较大的液泡。

第132页:霉菌细胞壁的组成

细胞壁:除少数低等水生霉菌细胞壁含纤维素外,大部分霉菌细胞壁主要由几丁质组成。

几丁质是由数百个N-乙酰葡萄糖胺分子以β-1,4糖苷键连接而成的。

几丁质和纤维素分别构成高等和低等霉菌细胞壁的网状结构—微纤丝。

微纤丝使细胞壁具有坚韧的机械性能。

组成真菌细胞壁的另一类成分为无定型物质,主要是一些蛋白质、甘露聚糖和葡聚糖,它们填充于上述纤维状物质构成的网内或网外,充实细胞壁的结构。

霉菌的细胞膜、细胞核、线粒体、核糖体等结构与其他真核生物(如酵母)基本相同。

第133页:霉菌的繁殖

二、霉菌的繁殖方式

第134页:霉菌的无性繁殖

(一)霉菌的无性繁殖无性繁殖:不经过两个性细胞的结合,只是由营养细胞分裂或分化而形成同种新个体的过程。

霉菌的无性繁殖主要通过产生以下四种类型的无性孢子来实现。

第135页:孢囊孢子

1、孢囊孢子由于生于孢子囊内,又叫内生孢子。

它是由气生菌丝顶端膨大形成特殊囊状结构—孢子囊,孢子囊逐渐长大,在囊中形成许多核,每一个核外包以原生质并产生细胞壁,形成孢囊孢子。

带有孢子囊的梗称孢子囊梗,孢子囊梗伸入到孢子囊中的部分叫囊轴或中轴。

孢子囊成熟后释放出孢子。

例藻状菌纲毛霉目及水霉目一些属以这种方式繁殖.

第136页:孢囊孢子的形态

1.孢囊孢子孢子形态:近圆形

第137页:分生孢子

2、分生孢子:是霉菌中常见的一类无性孢子,生于细胞外,所以又叫外生孢子。

是大多数子囊菌纲及全部半知菌的无性繁殖方式。

分生孢子是由菌丝顶端细胞,或由分生孢子梗顶端细胞经过分割或缩缢而形成的单个或成簇的孢子。

分生孢子的形状、大小、结构、着生方式、颜色、因种而异。

第138页:分生孢子

例:曲霉属分生孢子梗的顶端膨大成球形的顶囊,孢子着生于顶囊的小梗之上。

青霉属:分生孢子着生在帚状的多分支的小梗上。

还有些霉菌的分生孢子着生在分生孢子垫或分生孢子器等特殊构造上

第139页:

第140页:节孢子

  • 节孢子(又称粉孢子)它是由菌丝断裂形成的外生孢子
  • 当菌丝长到一定阶段,出现许多横膈膜,然后从横膈膜处断裂,产生许多孢子
  • 孢子是成串的短柱状、筒状或两端钝圆的细胞
  • 例:白地霉节孢子

第141页:厚垣孢子

  • 厚垣孢子这类孢子具有很厚的壁,又叫厚壁孢子
  • 菌丝顶端或中间的个别细胞膨大、原生质浓缩、变圆,然后细胞壁加厚形成圆形、纺锤形或长方形的厚壁孢子
  • 厚垣孢子也是霉菌的休眠体,对热、干燥等不良环境抵抗力很强
  • 厚垣孢子

第142页:霉菌的有性繁殖

  • 霉菌的有性繁殖有性繁殖:经过两个性细胞结合而产生新个体的过程
  • 有性繁殖一般包括三个阶段:质配:两个性细胞的核共存于一个细胞中,形成双核细胞,每个核的染色体数目都是单倍的
  • 核配:形成二倍体接合子,核的染色体数目是双倍的
  • 减数分裂:形成单倍体有性孢子
  • 核的染色体数目是单倍的

第143页:大多数霉菌

大多数霉菌是单倍体,二倍体仅限于接合子。

在霉菌中,有性繁殖不如无性繁殖普遍,有性繁殖多发生在特定的条件下,往往在自然条件下较多,在一般培养基上不常出现。

不同的霉菌有性繁殖的方式不同。

多数霉菌是由菌丝分化形成特殊的性细胞(器官)——配子囊或由配子囊产生的配子(雄器和雌器)相互交配,形成有性孢子。

常见的有性孢子有卵孢子、接合孢子、子囊孢子和担孢子。

第144页:卵孢子

1、卵孢子:由大小不同的配子囊结合后发育而成。

小型的配子囊称雄器,大型的配子囊称藏卵器,藏卵器内有一个或数个称为卵球的原生质团,它相当于高等生物的卵。

当雄器与藏卵器配合时,雄器中的细胞质和细胞核通过受精管进入藏卵器,并与卵球结合,受精卵球生出外壁,发育成卵孢子。

第145页:接合孢子

2、接合孢子是由菌丝生出的结构基本相似、形态相同或略有不同两个配子囊接合而成。

接合孢子的形态:厚壁、粗糙、黑壳。

接合过程:两个相邻的菌丝相遇,各自向对方生出极短的侧枝,称原配子囊。

原配子囊接触后,顶端各自膨大并形成横隔,分隔形成两个配子囊细胞,配子囊下的部分称配子囊柄。

然后相接触的两个配子囊之间的横隔消失,发生质配、核配,同时外部形成厚壁,即成接合孢子。

接合孢子

第146页:接合孢子形成过程

接合孢子形成过程:

第147页:产生接合孢子的菌丝来源

根据产生接合孢子的菌丝来源或亲和力不同可分为:同宗配合:菌体自身可孕,不需要别的菌体帮助而能独立进行有性生殖。

当同一菌体的两根菌丝甚至同一菌丝的分枝相互接触时,便可产生接合孢子。

异宗配合:菌体自身不孕,需要借助别的可亲和菌体的不同交配型来进行有性生殖。

即它需要两种不同菌系的菌丝相遇才能形成接合孢子。

这两种不同菌系的菌体在形态、大小上一般无区别,但生理上有差别,常用“+”和“-”来表示。

如果一种菌系或配子囊为“+”,那么。

第148页:子囊孢子

  • 子囊孢子在子囊内形成的有性孢子
  • 形成子囊孢子是子囊菌纲的主要特征
  • 子囊:两性细胞接触以后形成的囊状结构
  • 子囊有球形、棒形、圆筒形、长方形等,因种而异
  • 子囊内孢子通常是1—8个
  • 子囊孢子的形状、大小、颜色也各不相同
  • 不同的子囊菌形成子囊的方式不同最简单的是两个营养细胞结合形成子囊,细胞核分裂形成子核,每一子核形成一个子囊孢子
  • 例:酿酒酵母

第149页:子囊形成的方式

子囊形成的方式、形状、大小

第150页:子囊孢子

子囊孢子

第151页:霉菌不同性别的菌丝

霉菌不同性别的菌丝,分化出雄器(小)和产囊器(大),两个性器官接触后,雄器的内含物通过受精丝进入产囊器,进行质配。

质配后,产囊器生出许多短菌丝(称产囊丝),产囊丝顶端的细胞是双核的,在顶端细胞内发生核配,成子囊母细胞。

再经有丝分裂和减数分裂产生1-8个子囊孢子。

子囊果:在子囊和子囊孢子发育过程中,雄器和雌器下面的细胞生出许多菌丝,形成保护组织,整个结构成为一子实体。

这种有性的子实体称为子囊果,子囊包在其中。

子囊果主要有三种类型:一种为完全封闭式,称闭囊壳。

第152页:子囊果的形状

子囊果的形状闭囊壳子囊壳子囊盘

第153页:霉菌的生活史

(三)霉菌的生活史包括霉菌的无性世代和有性世代。

无性世代是霉菌的菌丝体在相宜的条件下产生无性孢子,无性孢子又萌发成菌丝体的整个过程。

有性世代是在霉菌的生长后期,菌丝形成配子囊,发生质配、核配形成双倍体的接合子细胞,接着发生减数分裂,形成单倍体孢子的整个过程。

霉菌的双倍体仅出现在接合子阶段。

第154页:霉菌的菌落特征

三、霉菌的菌落特征菌落特征:霉菌的菌落大、疏松、干燥、不透明,

有的呈绒毛状或絮状或网状等,菌体可沿培养基表面蔓延生长,

由于不同的真菌孢子含有不同的色素,所以菌落可呈现红、黄、绿、青绿、青灰、黑、白、灰等多种颜色

第155页:液体培养时的特征

液体培养时的特征:如果是静止培养,霉菌往往在表面上生长,液面上形成菌膜。

如果是震荡培养,菌丝有时相互缠绕在一起形成菌丝球,菌丝球可能均匀地悬浮在培养液中或沉于培养液底部。

第156页:

第157页:曲霉的分生孢子头

曲霉

第158页:

第159页:

第160页:

第161页:非细胞生物的种类

非细胞生物的种类:(真)病毒:至少含有核酸和蛋白质两种组分类病毒:只含单独具侵染性的RNA组分亚病毒拟病毒:只含不具单独侵染性的RNA组分垣病毒(prion):只含蛋白质一种组分

第162页:第五节噬菌体

  • 第五节噬菌体一、病毒的一般特性病毒:是一类超显微的非细胞生物,每一种病毒只含有一种核酸
  • 它们只能在活细胞内营专性寄生
  • 在离体条件下,它们以无生命的化学大分子状态存在
  • 病毒粒子:完整的、具有感染性的病毒颗粒

第163页:病毒的基本特点

2、病毒的基本特点个体极小(以nm计),能通过滤菌器,形态多样,有球状、杆状、复合型。

无细胞结构,主要由蛋白质、核酸构成,一个病毒体内仅含一种核酸,核酸以单链或双链形式存在。

生活方式为专性活细胞内寄生,病毒酶系不全,离开活体后无生命特征。

病毒以复制的方式增殖,包括核酸复制、核酸蛋白质装配,是在分子水平上进行的。

对抗生素不敏感,对干扰素敏感。

第164页:病毒的一般特性

宿主范围(分布)几乎所有的生物都可以感染相应的病毒。

根据宿主可以分三类:动物病毒植物病毒细菌病毒(或称噬菌体)

第165页:噬菌体

二、噬菌体噬菌体:是病毒中的一种,一般把侵染细菌、放线菌的病毒叫噬菌体。

(把侵染真菌的病毒叫噬真菌体)噬菌体在自然界广泛存在,在1995年发表的ICTV的病毒分类与命名第六次报告中共报道了4000余种,分别划归为49个病毒科。

据Bradley(1967)归纳,噬菌体共有六类形态。

第166页:噬菌体的形态

  • 噬菌体的形态结构与组成
  • 组成:主要由蛋白质和核酸组成,占粒子质量的90%以上,其中核酸占40%-50%。每种噬菌体只含有一类的核酸(DNA或RNA),多数噬菌体为DNA型,少数为RNA性

第167页:噬菌体的基本形态

2、基本形态:蝌蚪形、微球形和纤丝形

第168页:蝌蚪形噬菌体的构造

  • 蝌蚪形噬菌体的构造以大肠杆菌T4噬菌体为例头部:廿面体对称结构,由蛋白质衣壳构成,内含一条DNA
  • 颈部:薄盘状,附颈须
  • 尾鞘:长95nm,衣壳粒螺旋对称
  • 可伸缩
  • 尾髓:中空,DNA可由此进入细胞
  • 基板:六角形盘状物,其上有刺突、尾丝
  • 刺突:有吸附功能
  • 尾丝:有识别吸附功能
  • 大肠杆菌T4噬菌体构造

第169页:尾丝基片噬菌体的平面结构

尾丝基片噬菌体的平面结构示意图尾部(由蛋白质构成)头部(由DNA和蛋白质组成)

第170页:噬菌体的生长和繁殖

(二)噬菌体的生长和繁殖噬菌体并没有个体的生长过程,而只有其基本成分的合成和装配,即首先将各个部件合成出来,然后装配,所以一般将噬菌体的繁殖称做复制。

根据噬菌体与宿主的关系:烈性噬菌体:指感染宿主细胞后,能够使宿主细胞裂解的噬菌体。

温和噬菌体(或溶源性噬菌体):噬菌体感染细胞后,将其核酸整合(附着)到宿主的核DNA上,并且可以随宿主DNA的复制而进行同步复制,在一般情况下,不引起寄主细胞裂解的噬菌体。

第171页:烈性噬菌体的繁殖

1、烈性噬菌体的繁殖烈性噬菌体的繁殖过程一般分为五个阶段:即吸附、侵入、复制、装配和释放。

第172页:核酸注入

吸附:噬菌体和宿主细胞上的特异性吸附部位进行特异性结合,噬菌体以尾丝牢固吸附在受体上后,靠刺突“钉”在细胞表面上。

侵入:核酸注入细胞的过程。

噬菌体尾部所含酶类物质可使细胞壁产生一些小孔,然后尾鞘收缩,尾髓刺入细胞壁,并将核酸注入细胞内,蛋白质外壳留在细胞外。

第173页:噬菌体核酸的注入

复制:包括核酸的复制和蛋白质合成。

噬菌体核酸进入宿主细胞后,会控制宿主细胞的合成系统,然后以噬菌体核酸中的指令合成噬菌体所需的核酸和蛋白质。

第174页:噬菌体的装配

装配的主要步骤有:DNA分子的缩合——通过衣壳包裹DNA而形成头部——尾丝及尾部的其它部件独立装配完成——头部与尾部相结合——最后装上尾丝,

至此,一个个成熟的形状、大小相同的噬菌体装配完成。

第175页:释放方式

  • 释放方式:裂解:多以裂解细胞的方式释放
  • 分泌:噬菌体穿出细胞,细胞并不裂解
  • 通常情况下,一个噬菌体通过上述五个过程能合成100——300个噬菌体
  • 烈性噬菌体的这种生长繁殖方式也称为一步生长

第176页:噬菌斑

噬菌斑:概念:将少量噬菌体与大量敏感菌混合培养在营养琼脂中,在平板表面布满宿主细胞的菌苔上,可以用肉眼看到一个个透明的不长菌的小圆斑,称为噬菌斑。

(每个噬菌斑一般是由一个噬菌体粒子形成的。

)应用:噬菌斑可用于检出、分离、纯化噬菌体和进行噬菌体的计数。

噬菌斑

第177页:噬菌斑形成的过程

噬菌斑形成的过程和原理噬菌体侵入敏感细胞后,释放子代噬菌体,通过培养基扩散到四周细胞,继续侵染,引起连锁细胞裂解,从而形成形态和大小不同的空斑。

噬菌体的形态多样,呈晕圈、多重同心圆、近似圆形,大小不一,在一定条件下,特性稳定,一般直径为0.1-2.0nm。

第178页:第三章微生物的营养

  • 第三章微生物的营养营养物质:可为微生物利用于分解代谢和合成代谢的物质
  • 营养物质的作用:参与细胞组成
  • 构成酶的活性成分与物质运输系统
  • 提供机体进行各种生理活动所需要的能量
  • 营养:生物体摄取和利用营养物质的过程

第179页:第一节微生物的营养

  • 第一节微生物的营养一、微生物细胞的化学构成确定微生物对营养物质的需要
  • 分析微生物细胞的化学成分及分泌于细胞之外的代谢物的性质
  • 测定微生物对外源有机物的需要。微生物通过代谢从环境中取得营养物质合成细胞物质、产能并在新陈代谢中用于代谢调节,使生命能够维持和延续

第180页:微生物细胞化学组成

微生物细胞化学组成成分析表明,与其他高等动植物细胞一样,细胞也是大量元素碳、氢、氧、氮、磷、硫(这六种元素占细菌细胞干重的97%)和微量元素铁、锰、锌等构成。

微生物细胞中这些元素主要以蛋白质、糖、脂、核酸、维生素及它们的降解产物、代谢产物等有机物质,水和无机盐等无机物质的形式存在。

水是细胞中的一种主要成分,一般可占细胞重的70%-90%。

第181页:分析细胞有机、无机成分的方式

分析细胞有机、无机成分的方式有机成分:1.化学法直接抽提-----定性、定量分析。

2.破碎细胞,获得亚细胞结构----化学分析。

无机成分:细胞--550℃--灰分--定性、定量分析。

微生物细胞的化学组成含量可因菌种的种类、菌龄、培养基组成、培养条件、分析方法等而有所不同。

第182页:细胞壁

细胞壁:除少数低等水生霉菌细胞壁含纤维素外,大部分霉菌细胞壁主要由几丁质组成。

几丁质是由数百个N-乙酰葡萄糖胺分子以β-1,4糖苷键连接而成的。

几丁质和纤维素分别构成高等和低等霉菌细胞壁的网状结构—微纤丝。

微纤丝使细胞壁具有坚韧的机械性能。

组成真菌细胞壁的另一类成分为无定型物质,主要是一些蛋白质、甘露聚糖和葡聚糖,它们填充于上述纤维状物质构成的网内或网外,充实细胞壁的结构。

霉菌的细胞膜、细胞核、线粒体、核糖体等结构与其他真核生物(如酵母)基本相同。

第183页:霉菌的繁殖

二、霉菌的繁殖方式

第184页:霉菌的无性繁殖

(一)霉菌的无性繁殖无性繁殖:不经过两个性细胞的结合,只是由营养细胞分裂或分化而形成同种新个体的过程。

霉菌的无性繁殖主要通过产生以下四种类型的无性孢子来实现。

第185页:孢囊孢子

1、孢囊孢子由于生于孢子囊内,又叫内生孢子。

它是由气生菌丝顶端膨大形成特殊囊状结构—孢子囊,孢子囊逐渐长大,在囊中形成许多核,每一个核外包以原生质并产生细胞壁,形成孢囊孢子。

带有孢子囊的梗称孢子囊梗,孢子囊梗伸入到孢子囊中的部分叫囊轴或中轴。

孢子囊成熟后释放出孢子。

例藻状菌纲毛霉目及水霉目一些属以这种方式繁殖.

第186页:孢囊孢子的形态

1.孢囊孢子孢子形态:近圆形

第187页:分生孢子

2、分生孢子:是霉菌中常见的一类无性孢子,生于细胞外,所以又叫外生孢子。

是大多数子囊菌纲及全部半知菌的无性繁殖方式。

分生孢子是由菌丝顶端细胞,或由分生孢子梗顶端细胞经过分割或缩缢而形成的单个或成簇的孢子。

分生孢子的形状、大小、结构、着生方式、颜色、因种而异。

第188页:分生孢子

例:曲霉属分生孢子梗的顶端膨大成球形的顶囊,孢子着生于顶囊的小梗之上。

青霉属:分生孢子着生在帚状的多分支的小梗上。

还有些霉菌的分生孢子着生在分生孢子垫或分生孢子器等特殊构造上

第189页:

第190页:节孢子

  • 节孢子(又称粉孢子)它是由菌丝断裂形成的外生孢子
  • 当菌丝长到一定阶段,出现许多横膈膜,然后从横膈膜处断裂,产生许多孢子
  • 孢子是成串的短柱状、筒状或两端钝圆的细胞
  • 例:白地霉节孢子

第191页:厚垣孢子

  • 厚垣孢子这类孢子具有很厚的壁,又叫厚壁孢子
  • 菌丝顶端或中间的个别细胞膨大、原生质浓缩、变圆,然后细胞壁加厚形成圆形、纺锤形或长方形的厚壁孢子
  • 厚垣孢子也是霉菌的休眠体,对热、干燥等不良环境抵抗力很强
  • 厚垣孢子

第192页:霉菌的有性繁殖

  • 霉菌的有性繁殖有性繁殖:经过两个性细胞结合而产生新个体的过程
  • 有性繁殖一般包括三个阶段:质配:两个性细胞的核共存于一个细胞中,形成双核细胞,每个核的染色体数目都是单倍的
  • 核配:形成二倍体接合子,核的染色体数目是双倍的
  • 减数分裂:形成单倍体有性孢子
  • 核的染色体数目是单倍的

第193页:大多数霉菌

大多数霉菌是单倍体,二倍体仅限于接合子。

在霉菌中,有性繁殖不如无性繁殖普遍,有性繁殖多发生在特定的条件下,往往在自然条件下较多,在一般培养基上不常出现。

不同的霉菌有性繁殖的方式不同。

多数霉菌是由菌丝分化形成特殊的性细胞(器官)——配子囊或由配子囊产生的配子(雄器和雌器)相互交配,形成有性孢子。

常见的有性孢子有卵孢子、接合孢子、子囊孢子和担孢子。

第194页:卵孢子

1、卵孢子:由大小不同的配子囊结合后发育而成。

小型的配子囊称雄器,大型的配子囊称藏卵器,藏卵器内有一个或数个称为卵球的原生质团,它相当于高等生物的卵。

当雄器与藏卵器配合时,雄器中的细胞质和细胞核通过受精管进入藏卵器,并与卵球结合,受精卵球生出外壁,发育成卵孢子。

第195页:接合孢子

2、接合孢子是由菌丝生出的结构基本相似、形态相同或略有不同两个配子囊接合而成。

接合孢子的形态:厚壁、粗糙、黑壳。

接合过程:两个相邻的菌丝相遇,各自向对方生出极短的侧枝,称原配子囊。

原配子囊接触后,顶端各自膨大并形成横隔,分隔形成两个配子囊细胞,配子囊下的部分称配子囊柄。

然后相接触的两个配子囊之间的横隔消失,发生质配、核配,同时外部形成厚壁,即成接合孢子。

接合孢子

第196页:接合孢子形成过程

接合孢子形成过程:

第197页:产生接合孢子的菌丝来源

根据产生接合孢子的菌丝来源或亲和力不同可分为:同宗配合:菌体自身可孕,不需要别的菌体帮助而能独立进行有性生殖。

当同一菌体的两根菌丝甚至同一菌丝的分枝相互接触时,便可产生接合孢子。

异宗配合:菌体自身不孕,需要借助别的可亲和菌体的不同交配型来进行有性生殖。

即它需要两种不同菌系的菌丝相遇才能形成接合孢子。

这两种不同菌系的菌体在形态、大小上一般无区别,但生理上有差别,常用“+”和“-”来表示。

如果一种菌系或配子囊为“+”,那么。

第198页:子囊孢子

  • 子囊孢子在子囊内形成的有性孢子
  • 形成子囊孢子是子囊菌纲的主要特征
  • 子囊:两性细胞接触以后形成的囊状结构
  • 子囊有球形、棒形、圆筒形、长方形等,因种而异
  • 子囊内孢子通常是1—8个
  • 子囊孢子的形状、大小、颜色也各不相同
  • 不同的子囊菌形成子囊的方式不同最简单的是两个营养细胞结合形成子囊,细胞核分裂形成子核,每一子核形成一个子囊孢子
  • 例:酿酒酵母

第199页:子囊形成的方式

子囊形成的方式、形状、大小

第200页:子囊孢子

子囊孢子

第201页:霉菌不同性别的菌丝

霉菌不同性别的菌丝,分化出雄器(小)和产囊器(大),两个性器官接触后,雄器的内含物通过受精丝进入产囊器,进行质配。

质配后,产囊器生出许多短菌丝(称产囊丝),产囊丝顶端的细胞是双核的,在顶端细胞内发生核配,成子囊母细胞。

再经有丝分裂和减数分裂产生1-8个子囊孢子。

子囊果:在子囊和子囊孢子发育过程中,雄器和雌器下面的细胞生出许多菌丝,形成保护组织,整个结构成为一子实体。

这种有性的子实体称为子囊果,子囊包在其中。

子囊果主要有三种类型:一种为完全封闭式,称闭囊壳。

第202页:子囊果的形状

子囊果的形状闭囊壳子囊壳子囊盘

第203页:霉菌的生活史

(三)霉菌的生活史包括霉菌的无性世代和有性世代。

无性世代是霉菌的菌丝体在相宜的条件下产生无性孢子,无性孢子又萌发成菌丝体的整个过程。

有性世代是在霉菌的生长后期,菌丝形成配子囊,发生质配、核配形成双倍体的接合子细胞,接着发生减数分裂,形成单倍体孢子的整个过程。

霉菌的双倍体仅出现在接合子阶段。

第204页:霉菌的菌落特征

三、霉菌的菌落特征菌落特征:霉菌的菌落大、疏松、干燥、不透明,

有的呈绒毛状或絮状或网状等,菌体可沿培养基表面蔓延生长,

由于不同的真菌孢子含有不同的色素,所以菌落可呈现红、黄、绿、青绿、青灰、黑、白、灰等多种颜色

第205页:液体培养时的特征

液体培养时的特征:如果是静止培养,霉菌往往在表面上生长,液面上形成菌膜。

如果是震荡培养,菌丝有时相互缠绕在一起形成菌丝球,菌丝球可能均匀地悬浮在培养液中或沉于培养液底部。

第206页:

第207页:曲霉的分生孢子头

曲霉

第208页:

第209页:

第210页:

第211页:非细胞生物的种类

非细胞生物的种类:(真)病毒:至少含有核酸和蛋白质两种组分类病毒:只含单独具侵染性的RNA组分亚病毒拟病毒:只含不具单独侵染性的RNA组分垣病毒(prion):只含蛋白质一种组分

第212页:第五节噬菌体

  • 第五节噬菌体一、病毒的一般特性病毒:是一类超显微的非细胞生物,每一种病毒只含有一种核酸
  • 它们只能在活细胞内营专性寄生
  • 在离体条件下,它们以无生命的化学大分子状态存在
  • 病毒粒子:完整的、具有感染性的病毒颗粒

第213页:病毒的基本特点

2、病毒的基本特点个体极小(以nm计),能通过滤菌器,形态多样,有球状、杆状、复合型。

无细胞结构,主要由蛋白质、核酸构成,一个病毒体内仅含一种核酸,核酸以单链或双链形式存在。

生活方式为专性活细胞内寄生,病毒酶系不全,离开活体后无生命特征。

病毒以复制的方式增殖,包括核酸复制、核酸蛋白质装配,是在分子水平上进行的。

对抗生素不敏感,对干扰素敏感。

第214页:病毒的一般特性

宿主范围(分布)几乎所有的生物都可以感染相应的病毒。

根据宿主可以分三类:动物病毒植物病毒细菌病毒(或称噬菌体)

第215页:噬菌体

二、噬菌体噬菌体:是病毒中的一种,一般把侵染细菌、放线菌的病毒叫噬菌体。

(把侵染真菌的病毒叫噬真菌体)噬菌体在自然界广泛存在,在1995年发表的ICTV的病毒分类与命名第六次报告中共报道了4000余种,分别划归为49个病毒科。

据Bradley(1967)归纳,噬菌体共有六类形态。

第216页:噬菌体的形态

  • 噬菌体的形态结构与组成
  • 组成:主要由蛋白质和核酸组成,占粒子质量的90%以上,其中核酸占40%-50%。每种噬菌体只含有一类的核酸(DNA或RNA),多数噬菌体为DNA型,少数为RNA性

第217页:噬菌体的基本形态

2、基本形态:蝌蚪形、微球形和纤丝形

第218页:蝌蚪形噬菌体的构造

  • 蝌蚪形噬菌体的构造以大肠杆菌T4噬菌体为例头部:廿面体对称结构,由蛋白质衣壳构成,内含一条DNA
  • 颈部:薄盘状,附颈须
  • 尾鞘:长95nm,衣壳粒螺旋对称
  • 可伸缩
  • 尾髓:中空,DNA可由此进入细胞
  • 基板:六角形盘状物,其上有刺突、尾丝
  • 刺突:有吸附功能
  • 尾丝:有识别吸附功能
  • 大肠杆菌T4噬菌体构造

第219页:尾丝基片噬菌体的平面结构

尾丝基片噬菌体的平面结构示意图尾部(由蛋白质构成)头部(由DNA和蛋白质组成)

第220页:噬菌体的生长和繁殖

(二)噬菌体的生长和繁殖噬菌体并没有个体的生长过程,而只有其基本成分的合成和装配,即首先将各个部件合成出来,然后装配,所以一般将噬菌体的繁殖称做复制。

根据噬菌体与宿主的关系:烈性噬菌体:指感染宿主细胞后,能够使宿主细胞裂解的噬菌体。

温和噬菌体(或溶源性噬菌体):噬菌体感染细胞后,将其核酸整合(附着)到宿主的核DNA上,并且可以随宿主DNA的复制而进行同步复制,在一般情况下,不引起寄主细胞裂解的噬菌体。

第221页:烈性噬菌体的繁殖

1、烈性噬菌体的繁殖烈性噬菌体的繁殖过程一般分为五个阶段:即吸附、侵入、复制、装配和释放。

第222页:核酸注入

吸附:噬菌体和宿主细胞上的特异性吸附部位进行特异性结合,噬菌体以尾丝牢固吸附在受体上后,靠刺突“钉”在细胞表面上。

侵入:核酸注入细胞的过程。

噬菌体尾部所含酶类物质可使细胞壁产生一些小孔,然后尾鞘收缩,尾髓刺入细胞壁,并将核酸注入细胞内,蛋白质外壳留在细胞外。

第223页:噬菌体核酸的注入

复制:包括核酸的复制和蛋白质合成。

噬菌体核酸进入宿主细胞后,会控制宿主细胞的合成系统,然后以噬菌体核酸中的指令合成噬菌体所需的核酸和蛋白质。

第224页:噬菌体的装配

装配的主要步骤有:DNA分子的缩合——通过衣壳包裹DNA而形成头部——尾丝及尾部的其它部件独立装配完成——头部与尾部相结合——最后装上尾丝,

至此,一个个成熟的形状、大小相同的噬菌体装配完成。

第225页:释放方式

  • 释放方式:裂解:多以裂解细胞的方式释放
  • 分泌:噬菌体穿出细胞,细胞并不裂解
  • 通常情况下,一个噬菌体通过上述五个过程能合成100——300个噬菌体
  • 烈性噬菌体的这种生长繁殖方式也称为一步生长

第226页:噬菌斑

噬菌斑:概念:将少量噬菌体与大量敏感菌混合培养在营养琼脂中,在平板表面布满宿主细胞的菌苔上,可以用肉眼看到一个个透明的不长菌的小圆斑,称为噬菌斑。

(每个噬菌斑一般是由一个噬菌体粒子形成的。

)应用:噬菌斑可用于检出、分离、纯化噬菌体和进行噬菌体的计数。

噬菌斑

第227页:噬菌斑形成的过程

噬菌斑形成的过程和原理噬菌体侵入敏感细胞后,释放子代噬菌体,通过培养基扩散到四周细胞,继续侵染,引起连锁细胞裂解,从而形成形态和大小不同的空斑。

噬菌体的形态多样,呈晕圈、多重同心圆、近似圆形,大小不一,在一定条件下,特性稳定,一般直径为0.1-2.0nm。

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