第1页:第二章 微生物的类群与形态
第二章微生物的类群与形态,按原核微生物、真核微生物与病毒三大板块展开。
第2页:微生物的类群划分
根据微生物的进化水平和性状上的明显差别,可分为三大类群。
- 原核微生物(prokaryotic microorganisms)
- 包括细菌、放线菌、蓝细菌、支原体、立克次氏体和衣原体
- 真核微生物(eukaryotic microorganisms)
- 真菌、显微藻类、原生动物等
- 非细胞微生物(acellular microorganisms)
- 病毒等非细胞形态的生物
第3页:细菌的大小与形态
细菌细胞的大小与形态:本页图示细菌大小的常用计量单位与三种基本形态,具体数值可对照原课件图片。
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第8页:杆状细菌
杆状细菌(bacillus)呈杆状,是细菌中最常见的形态类型,本页以图示展示其细胞外形与排列。
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第13页:细菌的一般构造与特殊构造
- 细菌的一般构造
- 大部分细菌细胞所共有的结构,包括细胞壁、细胞膜、细胞质、细胞核、核糖体、间体、气泡、质粒和贮藏物
- 细菌的特殊构造
- 并非一般细菌共有或仅在特殊环境下才有的构造,主要包括鞭毛、菌毛、荚膜和芽孢
- 鞭毛:生长在某些细菌体表的长丝状、波曲的蛋白质附属物
- 菌毛:生长在细菌体表的一种纤细、中空、短直、数量较多的蛋白质附属物
- 荚膜:某些细菌细胞壁外存在的一层厚度不定的胶状物质
- 芽孢:某些细菌生长发育后期在细胞内形成的圆形或椭圆形、厚壁、含水量极低、抗逆性极强的休眠体
第14页:细胞壁的生理功能
细胞壁的生理功能:固定细胞外形和提高机械强度,从而使其免受渗透压等外力的损伤。
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第17页:缺壁细菌
- L型细菌
- 在实验室或宿主体内通过自发突变而形成的遗传性稳定的细胞壁缺损菌株
- 原生质体(protoplast)
- 人为条件下用溶菌酶除尽原有细胞壁或用青霉素抑制新生细胞壁合成后,得到的仅有一层细胞膜包裹的圆球状渗透敏感细胞
- 球状体
- 还残留了部分细胞壁的原生质体
- 支原体
- 天然无细胞壁的原核微生物
第18页:G+与G-菌细胞壁成分比较
G+和G-菌细胞壁化学成分的比较(占细胞壁干重的%)如下表。
G+和G-菌细胞壁化学成分的比较(占细胞壁干重的%)| 成分 | G-菌 | G+菌 |
|---|
| 肽聚糖 | 含量很低(5-20%) | 含量很高(30-95%) |
|---|
| 磷壁酸 | 0 | 含量较高(小于50%) |
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| 类脂质 | 含量较高(0-20%) | 一般无(小于2%) |
|---|
| 蛋白质 | 含量较高 | 0 |
|---|
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第23页:菌毛的生理功能
- 使某些细菌缠集在一起,在液体表面形成菌膜,以获取充足的氧气
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第25页:荚膜的生理功能
荚膜的生理功能:保护细菌免受干旱损伤;对一些致病菌来说,则可保护它们免受宿主白细胞的吞噬。
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第28页:细菌荚膜的实用意义
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第32页:芽孢的形成与生活史
本页以巨大芽孢杆菌(Bacillus megaterium)的生活史图示芽孢的形成(Endospore formation)过程。
第33页:芽孢萌发
- 芽孢萌发(germination)
- 由休眠状态的芽孢变成营养状态细菌的过程,包括活化、出芽和生长三个阶段
第34页:芽孢耐热机制
芽孢耐热机制是由芽孢化学组成的特点决定的:
第35页:研究芽孢的意义与伴孢晶体
研究芽孢的意义:
- 伴孢晶体
- 少数芽孢杆菌在形成芽孢的同时,在芽孢旁形成的一颗菱形或双锥形的碱溶性蛋白晶体(δ内毒素)
第36页:放线菌
放线菌(actinomyces):一类呈分枝丝状生长的原核微生物,本页以图示展示其菌丝与孢子形态。
第37页:其他几种原核微生物
除细菌与放线菌外,原核微生物还包括以下三类。
第38页:真核微生物
真核微生物(Eukaryotes)主要包括:
- 真菌(Fungi):酵母菌(Yeast,单细胞真菌)、霉菌(Mould,丝状真菌)、蕈菌(Mushroom,大型真菌)
第39页:非细胞微生物:病毒
非细胞微生物(Acellular Microorganism)——病毒,是一类无细胞结构、必须在活细胞内增殖的微生物。
第40页:病毒学的早期发展
- 1)Luria(1953):病毒是能侵入特定的机体或细胞内,且只能在这样的细胞内繁殖的亚显微实体
- 2)Luria(1968):病毒是一种生物实体,其基因组能利用细胞的合成系统在活细胞内复制,并合成能将病毒基因组转移到其他细胞中去的特殊颗粒的核酸分子(DNA或RNA)
第41页:病毒的定义与宿主范围
- 病毒(真病毒)
- 含有DNA或RNA,能在活细胞内增殖,又能在细胞外以亚显微的大分子颗粒状态存在,可以作为致病因子,也可以当作遗传成分的非细胞型微生物
- 病毒的宿主范围(Virus host)
- 病毒能够侵染并在其中复制的宿主种类和组织细胞种类
第42页:
第43页:病毒分类原则
病毒分类的主要依据(Principles of Virus Taxonomy):
第44页:病毒的核酸类型
第45页:病毒的蛋白质
- 结构蛋白(Structural protein)
- 构成一个形态成熟的有感染性的病毒颗粒所必需的蛋白质,如壳体蛋白、包膜蛋白等
- 非结构蛋白(Non-Structural protein)
- 由病毒基因组编码,在病毒复制过程中产生并具有一定功能,但不结合于毒粒中的蛋白质
第46页:病毒的对称类型
- 二十面体对称(Icosahedron Virus)
第47页:病毒的纯化与测定
- 差速和密度梯度离心(Differential and density gradient centrifugation)
- 病毒沉淀法(Precipitation of viruses)
- 杂质变性法(Denaturation of contaminants)
- 细胞组分的酶消化法(Enzymatic digestion of cell constituents)
第48页:差速和密度梯度离心
本页图示差速和密度梯度离心(Differential and density gradient centrifugation)分离纯化病毒的原理与分层结果。
第49页:病毒的测定
- 病毒的物理颗粒计数(Assay of virus particles)
- 病毒的感染性测定(Assay of infectivity)
第50页:病毒测定的几种方法
- 细胞病变效应(CPE)
- 细胞受病毒感染后出现的宏观或微观、局部或普遍的退化性病变或异常
第51页:病毒的感染单位与噬菌体效价
- 病毒的感染单位(IU)
- 能够引起宿主或宿主细胞一定特异性反应的病毒最小剂量
- 噬菌体效价(Titer)
- 每单位体积的噬菌体悬液中能侵染、裂解细菌并产生噬菌斑的噬菌体数
计算公式:N=Y/VX。其中N为噬菌体效价,Y为每个平板产生的噬菌斑数,V为噬菌体稀释液的体积,X为噬菌体稀释液的稀释度。
第52页:一步生长曲线
- 一步生长曲线(One-step Growth Curve)
- 定量描述烈性噬菌体增殖的曲线
- 裂解量(Burst size)
- 平均每一宿主细胞裂解后产生的子代噬菌体数
第53页:病毒的复制周期
- 病毒的复制周期(Replicative Circle)
- 自病毒吸附于细胞开始,到子代病毒从感染细胞释放到细胞外的病毒复制过程
- 侵入和脱壳(Penetration and Uncoating)
- 病毒的复制和转录(Replication and Transcription of Virus)
第54页:病毒吸附蛋白与细胞受体
- 病毒吸附蛋白(VAP)
- 能够特异性地识别细胞受体并与之结合的毒粒表面的结构蛋白分子,亦称反受体(antireceptor)
- 细胞受体(Cell receptor)
- 能被病毒吸附蛋白特异性地识别并与之结合,介导病毒进入细胞、启动感染发生的细胞表面组分
第55页:烈性噬菌体与温和噬菌体
- 烈性噬菌体(virulent phage)
- 能在宿主细菌细胞内增殖,产生大量子代噬菌体并引起细菌裂解的噬菌体
- 温和噬菌体(temperate phage)
- 侵染细菌后,不产生子代噬菌体和引起细胞裂解的噬菌体
- 溶源性(lysogency)
- 温和噬菌体侵染敏感细菌后不裂解它们,而与细菌共存的特性
- 前噬菌体(prophage)
- 温和噬菌体侵染敏感细菌后整合到宿主细菌染色体DNA中的噬菌体DNA
第56页:烈性噬菌体的复制
本页图示烈性噬菌体(Replication of virulent phage)的复制过程:吸附、注入核酸、复制与装配,最终裂解宿主细胞释放子代噬菌体。
第57页:溶源性感染
本页图示溶源性感染(Lysogenic infection):温和噬菌体DNA整合到宿主染色体上成为前噬菌体,随宿主细胞分裂而传代。
第58页:溶源性细菌的特性
第59页:自发裂解与诱发裂解
- 自发裂解(spontaneous lysis)
- 溶源性细菌在自然情况下的裂解
- 诱发裂解(inductive lysis)
- 溶源性细菌经紫外线、X射线等理化因子处理后引起的高频率裂解
第60页:病毒的非增殖性感染
- 病毒的非增殖性感染
- 由于病毒或细胞的原因,致使病毒的复制在病毒进入敏感细胞后的某一阶段受阻,结果导致病毒感染的不完全循环
- 限制性感染(restrictive infection)
第61页:缺损病毒
- 缺损病毒
- 在宿主细胞内的复制必须借助其他病毒基因组或病毒基因的辅助活性才能完成的病毒
- 条件缺损病毒(conditional defective virus)
第62页:亚病毒因子
第63页:类病毒、拟病毒与朊病毒
- 类病毒(Viroid)
- 一类只含RNA一种成分、专性寄生在活细胞内的分子病原体
- 拟病毒(Virusoid)
- 一类包裹在真病毒粒中的有缺陷的类病毒
- 朊病毒(Prion)
- 一类不含核酸的传染性蛋白质分子