生物选矿技术第二章

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谷氨酸 半胱氨酸
SH CH2 H2N-CHCH2CH2CO—NHCHCO— NHCH2COOH
γ-Glu
甘氨酸
COOH
Cys
Gly
A链
1 5
—S————S—— 6 7 S S 5 7 10 15 10 11 15 20 S S 19 20 21
HGly-Ile-Val-Glu-Gln-Cys-Cys-Ala-Ser-Val-Cys-Ser-Leu-Tyr-Gln-Leu-Glu-Asn-Tyr-Cys-AsnOH
蛋白质的元素组成
C(50~55%)、H(6~8%)、O(20~23%)、 N(15~18%)、 S(0~4%)、…
N的含量平均为16%——凯氏(Kjadehl) 定氮法的理论基础
COOH
COO+H N—C —H 3 α
H2N—Cα—H R
不带电形式
R
两性离子形式
氨基酸的结构
(一)谷光甘肽(GSH)
Electron Micrograph of Vibrio cholerae , a Vibrio
Scanning Electron Micrograph of Leptospira interrogans
钩端螺旋体
Shape: Bacteria have a few basic shapes
二. 细菌的大小
• 3、古菌的类群
–产甲烷菌 –极端嗜盐菌 –极端嗜热菌
第三节
微生物的营养
主要内容
微生物的营养物质 微生物的营养类型 培养基
第一节 微生物的营养物质
营养物质:能够满足机体生长、繁殖和完成各种 生理活动所需要的物质. 营养:微生物获得和利用营养物质的过程。 营养物质是微生物生存的物质基础,而营养是微生 物维持和延续其生命形式的一种生理过程。 生物体需要的主要营养物质:糖类、脂类、蛋白 质、核酸、维生素、水、无机盐
A Gram Stain of a Mixture of GramPositive and Gram-Negative Bacteria.
Gram Stain of Escherichia coli
• 五、细胞壁结构与革兰氏染色的关系
• 现在大多认为,在染色过程中,细胞内形成了 一种不溶性的结晶紫—碘的复合物,这种复合物 可被乙醇( 或丙酮 )从G- 细菌细胞内抽提出来, 但不能从G+ 菌中抽提出来。这是由于G+ 菌细胞 壁较厚,肽聚糖含量高,脂质含量低甚或没有, 经乙醇处理后引起脱水,结果肽聚糖孔径变小, 渗透性降低,结晶紫—碘复合物不能外流,于是 保留初染的紫色。而革兰氏阴性细菌细胞壁肽聚 糖层较薄,含量较少,而且脂质含量高,经乙醇 处理后,脂质被溶解,渗透性增高,结果结晶紫 - 碘复合物外渗,细胞被番红复染成红色。
醚键连接 可能有
几个 甲硫氨酸 链霉素和氯霉素 抗性白喉毒素敏感
• 2、古菌的生长环境
–古菌类群包括能够在极端环境中生存的细菌, 如:
• 热泉(例如硫化叶菌属Sulfolobus和热球菌属 Pyrococcus) • 高盐(盐杆菌属Halobacterium) • 产甲烷菌如甲烷杆菌属(Methanobacterium),产生 甲烷。


脂肪酸 + 醇 - H2O
R1COOH + R2OH
R1COOR2
R1COOR2 :酯键 元素组成:C、O、H
(二)甘油磷酸酯类
CH2OCOR1 非极 性尾 R2OCOCH O非极性尾
CH2—O—H— P O— O
X H
极性头
磷脂在水相中自发形成脂质双分子层。
元素组成:
C、O、H
多羟基 醛的开 环形式
B链
1
HPhe-Val-Asn-Gln-His-Leu-Cys-Gly-Ser-His- Leu-Val- Glu- Ala- Leu- Tyr –Leu -Val-Cys-Gly
Glu-Arg-Gly-Phe-Phe-Tyr-Thr-Pro-Lys-AlaOH
21
25
30
牛胰岛素的化学结构

化学本质:

肽聚糖的化学组成和一级结构
四、革兰氏染色 (Gram Stain)
–1884年革兰姆· 克里斯琴(Christian Gram)发 明; –细菌常被分成两类:G+和G-。
–染色反应的差别是由于两类细菌的细胞壁结构 的差异引起。
革 兰 氏 染 色 法
• 1.涂片固定
2.单染—
结晶紫染液
第一次染色
基 本 结 构
特 殊 结 构
细胞壁
• 概 念 –细胞壁(cell wall)是细胞质膜外面具有一 定硬度和韧性的一层壁套,使细胞保持一定形 状,保障其在不同渗透压条件下生长,即使在 不良环境中也能防止胞溶作用。 • 细菌细胞壁由肽聚糖构成 –肽聚糖是N-乙酰氨基葡萄糖(NAG)和带有交替 排列的D-型或L-型氨基酸侧链的N-乙酰胞壁酸 (NAM)的多聚体。
能源
碳 源
凡是能提供微生物细胞物质和代谢产物中碳 素来源的营养物质都称为碳源 。
碳源功能 碳源种类
碳源功能
C素构成细胞及代谢产物的骨架 C素是大多数微生物代谢所需的能量来源
–古菌的细胞膜
• 古菌有鉴别性的特征之一是在原生质膜中脂类的性 质不像细菌的脂类由酯键连接甘油,而由醚键连接 甘油,它们的脂类也是长链和分支的脂肪酸。单分 子层膜。
• 1、古菌细胞结构
–古菌的DNA
• 与细菌的染色体相似,由不含核膜的单个环状DNA分 子构成,但大小通常小于大肠杆菌的DNA。
–古菌的核糖体
多瘤乳头如腮腺炎 病毒出血热 • (一Fra Baidu bibliotek、形态和大小烟草病毒 病毒,如 爱 宫颈癌 • 滋 形态多种多样 病 (×10 毒
最大的病毒仅 • 病毒:非细胞型+专性寄生+微生物
非 典 病 毒
弹状病毒 , 如狂犬病
m 只能用电 子显微镜 观察
腺病毒,上呼 流感病毒 直径只有 吸道感染
30nm
~18万倍)
球状噬 菌体
• 同细菌的核糖体同样大小,但在某些特性上,它们 与真核生物的核糖体相似。如对抗生素链霉素和氯 霉素的抗性及对白喉毒素的敏感性。
细菌和古菌的差异
特 细胞壁 征 细 有胞壁酸 菌 古 无胞壁酸 菌
脂类 甲烷生成过程
RNA多聚酶 起始tRNA 核糖体
酯键连接 没有
一个 甲酰甲硫氨酸 链霉素和氯霉素 敏感白喉毒素抗性
Conidiospores
酵母菌
细菌
表 微生物形态、大小和细胞类型
微生物 病毒
大小近似值 0.01~0.25m
细胞的特性 非细胞的
细菌 真菌 原生动物 藻类
0.1~10m 2m~1m
2~1000m 1米~几米
原核生物 真核生物
真核生物 真核生物
3、 微生物的特点
• • • • • 体积小,比表面积大 吸收多,转化快(代谢能力强) 生长旺,繁殖快 适应强,易变异 分布广,种类多
非细胞型+专性寄生+微生物=病毒 非细胞型
• 没有细胞壁、细胞膜、细胞质、细胞核以及各种细胞器
• ①经典病毒
• =(包膜) +蛋白质衣壳+核酸+极少量(或没有)酶蛋白;
逆转录 酶蛋白
包膜—来自寄
主的细胞膜
RNA或DNA
爱 滋
疱 疹
②朊病毒
??????
(朊ruan,蛋白质的旧称)
疯牛病 正常蛋 白质 蛋白质 病毒 人吃人,牛吃 牛的结果。
第二节 细菌的形状、大小和结构
一. 细菌的基本形态
• 球状
• 杆状


球菌
杆菌
• 螺旋状 —
螺旋菌
• 其他形状的细菌
1 细菌的形状
Electron Micrograph of Neisseria gonorrhoeae, a Diplococcus
Electron Micrograph of Staphylococcus aureus , a Staphylococcus
G+细菌细胞壁组成
•革兰氏阳性细菌细胞壁具有较厚(30-40nm) 而致密的肽聚糖层,多达20层,占细胞壁的成 分60-90%,它同细胞膜的外层紧密相连; •有的革兰氏阳性细菌细胞壁中含有磷壁酸 (teichoic-acid),即胞壁质(murein) •多糖。
G-细菌细胞壁组成
•G-的细胞壁较G+薄,层次多,成分复杂 ,肽 聚糖层很薄(2-3nm),机械强度比G+细菌弱。 •外膜:G-细菌细胞壁外膜的基本成分是脂多糖, 此外还有磷脂、多糖和蛋白质。
– 细菌大小的度量单位:以m为单位。
– 细菌大小的表示:
1. 球菌,一般以直径来表示。 2. 杆菌和螺旋菌,以宽和长来表示。 如 1 2.5 m 。 – 细菌大小的测定:在显微镜下使用显微测微尺 测定。
三. 细菌的细胞构造
(一)细胞壁 (二)细胞膜 (三)细胞质及其内含物 (四)原核和质粒 (五)鞭毛和菌毛 (六)芽孢 (七)细胞外层
CHO HCOH HOCH HCOH HCOH CH2OH
CH22OH CH OH
55
葡萄糖的结构
吡喃糖
O OH O
11
OH OH OH OH
OH OH OH
CH22OH CH OH
半缩醛
HO-CH O HO-CH O
44
OH
11
OH OH
呋喃糖
OH OH OH
二、核酸的组成成分
核酸 nucleic acid 核苷酸 nucleotide
-
-
N H 腺嘌呤
P O ‖ — O
~O

P ‖ O
O ~O —
P HOH2C 5′ O OH ‖ 4′ 1′ O 3′ 2′ OH OH AMP ADP
胸苷-5′-磷酸 核 糖 胸苷
ATP
微生物的六种营养要素
营养物质按照它们在机体中的生理作用不同,可以 将它们区分成六大类。
碳源 氮源 无机盐
生长因子 水
2、生物中哪些是微生物
• 微生物通常包括:
• (1)病毒、亚病毒(类病毒、拟病毒、朊病毒)
• (2)具原核细胞结构的细菌、古菌
• (3)具真核细胞结构的真菌(酵母、霉菌、蕈 菌等)
• (4)原生动物和单细胞藻类 • 它们的大小和特征如下:
冠状病毒 痘病毒,如天花
病毒和噬菌体
300~450×170~260n 1nm=10-9m • 寄生在微生物中的病毒特称噬菌体。 副粘病毒, 噬菌体 丝状病毒,如 杆状病毒,如
原膜孢子,特征:厚壁
Chlamydospores are thick-walled cells within the hyphae
Arthrospores
节孢子
Conidiospores
分生孢子
Conidiospores are arranged in chains at the end of a conidiophore
G+与G-菌的细胞壁的特征比较
特 征 G+细菌 层厚 极少 G-细菌 层薄 脂多糖 肽聚糖 类脂
外膜
壁质间隙 细胞状态

很薄 僵硬

较厚 僵硬或柔韧
六、古菌(Archaebacteria)
• 1、古菌细胞结构
–古菌的细胞壁和表面
• 古菌细胞壁物质极为多样:类似肽聚糖的物质、假 肽聚糖(假胞壁质),多糖、蛋白质和糖蛋白。
1min
4. 脱色—95%乙醇 溶液进行颜色洗脱 5.复
染—
红色 3.媒染— 碘-碘化钾 溶液浸湿 的藩 红染 液第
30S
二次
染色
细菌呈现第一次染色的效 果紫色,革兰氏阳性菌 (紫阳G+);
• 呈现第二次染色的效果 红色;称革兰氏阴性菌 (红阴G -)
Gram Stain of Staphylococcus aureus
真菌Fungi
1. Filamentous fungi
2. Unicellular fungi
(1)nonseptate;
(2)septate
Sporangiospore
Sporangiospores are formed within a sporangium 孢子囊中的包囊孢子
Chlamydospores
第二章 微生物学基础
• 第一节 微生物概述 • 第二节 细菌的形状、大小和结构 • 第三节 微生物的营养
第一节 微生物概述
• • • 1、什么是微生物 2、生物中哪些是微生物 3、微生物的特点
1、什么是微生物
• 微生物(microbe,microorganism) ,是对所有形 体微小、单细胞或个体结构较为简单的多细胞, 甚至无细胞结构的低等生物的总称。 • 或简单地说是对人们肉眼看不见的细小的生物的 总称。 • 微生物是指大量的、极其多样的、不借助显微镜 看不见的微小生物类群的总称。
核苷 nucleoside
磷酸 phosphate
嘌呤碱 purine base 或 嘧啶碱 pyrimidine base (碱基 base)
核糖 ribose 或 脱氧核糖 deoxyribose (戊糖 amyl sugar)
(四)核苷酸
H
N H
-
元素组成:
C、O、H、N
O
-
N H
9
N
O
-
O
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