现代生物科学导论第四章微生物

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特点
• 个体极小 • 不具细胞结构 • 只有一种核酸类型 • 不能进行独立的代谢活动 • 严格活细胞内寄生 • 复制的方式繁殖 • 对抗生素不敏感
病毒的形态
基本形态
球形——廿面体对称 杆形——螺旋对称 蝌蚪形——复合对称
病毒的形态模式 11
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乙肝病毒的形态特征
乙
线状双链DNA
肝
乙肝表面
朊病毒
• 一种不含有任何核酸的小分子无免疫原性的疏
水蛋白质分子。 • 当它和某种正常宿主细胞蛋白质接触时，能诱 发这些蛋白质改变成和自己相似的形状，像某 些链式反应一样，这些新改变的蛋白质又改变 它们相邻的蛋白质，足够的蛋白质被改变后就 出生疾病。 • 可引起寄主中枢神经系统病变，并导致死亡。 如 疯牛病、羊瘙痒病、库鲁病、雅克布病等。
脱色仍为紫色的细菌；
● 革兰氏阴性菌：凡能被脱色
而染成红色的细菌。
革兰氏染色法
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1min。
结果:
阳性菌——紫色； 阴性菌——红色。
神奇的微生物
细菌的现代分类
三原界学说 根据三原界学说，又可分为：
真细菌和古细菌。
霉菌的菌丝有营养菌丝和气 生菌丝的分化。
青霉的菌落
霉菌
霉菌与工农业、医疗、环境保护 许多酶制剂来源于霉菌； 有机酸、抗生素、维生素及一些药物的生产； 食品酿造； 生物防治、污水处理等。
霉菌有害的一面 引起工业品霉变，引起植物病害，引起人和动物 的病变。
霉菌预防
食物预防 通风，干燥，低温，低氧，加热
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微生物的概念 微生物的分类 微生物的特点
认识微生物的历程
地球诞生46亿多年，最早的微生物38亿 年前就已出现在地球上
应用（酿酒、制醋、盐腌、糖渍、烟熏、 风干）
1675年 列文虎克 小动物 法国科学家巴斯德（微生物之父）
巴斯德实验
微生物的概念
微生物(Microorganism,microbe)
极端嗜盐菌
极端嗜盐菌耐受或需 要高盐浓度。由于细 胞内含类胡萝卜素， 大多数菌落为红色、 粉红或橘红色。 有时嗜盐菌与某些藻 类造成的污染可将海 水变成红色。
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二、真核微生物—真菌
真菌是一大类不分根、茎、 叶和不含叶绿素的真核细胞 型微生物。 主要特点：
属于真核细胞型的化能异养型 细胞中有细胞器 大多数的细胞壁中含有几丁质 核糖体的沉降系数为80S
人体预防 个人卫生（灰指甲，脚气，霉菌性阴道 炎）， 合理使用抗生素 控制血糖
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非细胞型生物—病毒
没有任何东西能像病毒那样使我们如此接 近生命的谜团和谜团的破解。 —— 沃尔夫哈德∙威德尔
病毒
概念
病毒是一类既 具有化学大分子属 性和生物体的基本 特征，又具有细胞 外感染性颗粒和细 胞内的繁殖性基因 形式的十分独特的 生物类群。
分解作用
合成作用
微生物的利用
医疗保健 农业生产 工业生产 研究对象 环境保护
微生物的分类
原核微生物 真核微生物 非细胞微生物
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一、原核微生物
原核微生物包括： 细菌、放线菌、衣原体 支原体、立克次氏体、 蓝细菌；
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放线菌的形态
细菌
细菌的外部形态 细菌的基本结构 细菌的营养类型 细菌的繁殖方式 细菌的两种分类
光合细菌
凡能进行光合作用的细菌都是光合细菌。 光合细菌的光合作用与高等植物的不同。 不能利用H2O作为还原CO2的氢供体，
只能利用还原态的H2S、 H2 或有机物， 光合作用不产氧。
化能自养型真细菌
硝化细菌
硝化细菌从泥土或水中得到氨、 铵盐或亚硝酸盐，将其氧化为硝 酸盐并获得能量，利用此能量还 原CO2为有机物CH2O, 用于合成 自身的物质。
产生的硝酸盐在有氧环境中被植 物、微生物同化；在缺氧环境中， 被微生物还原为分子态氮从环境 中消失。
化能异养型真细菌
异养菌包括腐生菌和寄生菌。 腐生菌以无生命的有机体（如动植物尸
体、腐败食物等）为营养物质。 寄生菌寄生于生活着的动植物体，从宿
主体内的有机物获得营养。
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植物病毒
TMV、肿枝病、小麦花叶病
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噬 菌 体 复 制 周 期
溶源周期
裂解周期
类病毒
• 寄生于高等生物细胞中的一类最小的病原 体，它是线状或闭合环状的单链RNA，完 全没有蛋白质外壳。
• 复制要依赖于宿主细胞。
• 主要感染植物，如香茄的簇顶病，柑桔的 裂皮病，菊花的矮化病，黄瓜的白果病， 椰子死亡病等。
包膜
病
抗原
毒
核衣壳
感
染
脂层（来自 宿主细胞）
乙肝核心 抗原
病毒基因编 码的蛋白质
过 程
侵入 合成 装配
病
毒的 感几 染种 机结 体果 后
质粒 细胞核
病毒
正常细胞转化 为肿瘤细胞 潜伏感染
正常细胞转化 为肿瘤细胞
有效感染
持续感染
潜伏感染
噬菌体
白喉杆菌、猩红热的病原菌等
动物病毒
疱疹病毒、逆转录病毒（HIV）、流感病毒等
是指一大类形体微小、结构简 单的低等生物的总称。
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微生物的特点
体积小，比面值大 吸收快，转化强 生长旺，繁殖快 适应广，易变异 分布广，种类多
微生物小的直观感觉
可见范围 肉眼
微生物的相对大小 真核细胞型
光学显微镜 电镜
原核细胞型 病毒
微生物的作用
微生物在自然界物质 转化中的作用
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酵母菌的繁殖
无性繁殖 芽殖 裂殖
有性繁殖
芽殖
芽殖发生在细胞壁的预定点上，此点被称
为芽痕，每个酵母细胞有一至多个芽痕。
成熟的酵母细胞长出芽体，母细胞的细胞
裂 殖
核分裂成两个子核，一个随母细胞的细胞 质进入芽体内，当芽体接近母细胞大小时，
自母细胞脱落成为新个体，如此继续出芽。
能源
光
光
无机物氧化（H2、NH3、NO3-、 Fe2+、H2S等） 有机物氧化
碳源
CO2 有机化合物
CO2 有机化合物
细菌的繁殖
二分裂法繁殖
• 细胞增大，DNA复制；
• 横隔形成； • 细胞分成两个，DNA分别
进入子细胞； • 细胞分离。
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细菌的传统分类
● 革兰氏阳性菌：凡不被乙醇
各种“视野”下的细菌
光镜
暗视野
荧光 透射电镜
超薄切片
冷冻切片 扫描电镜
DNA蛋白质 复合物
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细菌形态
球 菌
杆 菌 螺 旋 菌
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细菌的结构
基本结构:
细胞壁 细胞膜 细胞质 核质体
特殊结构:
菌毛 荚膜 芽孢 鞭毛
菌毛 芽孢
荚膜 鞭毛
细菌的四种营养类型
类型 光能自养型 光能异养型 化能自养型 化能异养型
三原界学说
1978年由Whittaker和Margulis提出三原界学 说，该学说指出在生物进化过程的早期， 存在着一类各生物的共同祖先，由它分三 条进化路线形成了三个原界：①古细菌原 界②真细菌原界③真核生物原界。
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光能型真细菌
蓝细菌 利用阳光作为能源，以水为电子 供体产生ATP，具有放氧性。
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霉菌
霉菌是丝状真菌的俗 称，意即“发霉的真 菌”，在潮湿温暖的 地方，很多物品上长 出一些肉眼可见的绒 毛状、絮状或蛛网状 的菌落，那就是霉菌。
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霉菌菌落的特征
形态较大，质地疏松，外观 干燥，不透明，呈现或松或 紧的形状。
菌落和培养基间的连接紧密， 不易挑取，菌落正面与反面 的颜色、构造，以及边缘与 中心的颜色、构造常不一致。
神奇的微生物
真菌类型
• 单细胞真菌—酵母菌 • 多细胞丝状真菌—霉菌 • 大型真菌—蘑菇等
酵母菌
应用较早（面包和 馒头、啤酒）
分布很广，喜欢在 偏酸性且含糖较多 的环境中生长。
酵母菌的形态
酵母菌是单细胞真 核微生物。
酵母菌细胞的形态 通常有球形、卵圆 形、腊肠形、椭圆 形、柠檬形或藕节 形等。
如果酵母菌生长旺盛，在芽体尚未自母细
胞脱落前，即可在芽体上又长出新的芽体，
最后形成假菌丝状 。
芽殖
酵母菌假菌丝的形成 ，图中1、2、 3、4 ·······是出芽的顺序
有性繁殖
两个临近的酵母细胞各自 伸出一根管状的原生质突 起，随即相互接触、融合， 并形成一个通道，两个细 胞核在此通道内结合，形 成双倍体细胞核，然后进 行减数分裂，形成4个或8 个细胞核。每一子核与其 周围的原生质形成孢子， 即为子囊孢子，形成子囊 孢子的细胞称为子囊。
化能异养型真细菌
结核杆菌
主要特点(指不同于真细菌)：
1）生态环境不同；
古
2）核糖体的16S rRNA核苷酸序列和 类脂组分不同；
细
3）亲缘关系不同(DNA和RNA)；
菌
4）பைடு நூலகம்胞壁组成和结构不同；
种类：
产甲烷菌 极端嗜盐菌
嗜酸嗜热菌
产甲烷菌
栖居在沼泽、淡水、海洋沉积 物以及动物（尤其是大象、牛 等反刍动物）肠道中。利用H2 还原CO2产生ATP 和CH4 。 来自天然气、沼泽地和污水处 理中的沼气就是产甲烷菌代谢 的产物。