高中生物竞赛辅导 PPT课件

微生物细胞的结构与功能
微生物的类型
细菌 蓝藻
G+ G-
原核微生物 细胞型微生物
(真)细菌
古生菌
酵母菌
原绿藻
放线菌 衣原体 支原体
立克次氏体 等
真核微生物
霉菌 真核藻类（绿藻、硅藻等）
蘑菇
非细胞型微生物——病毒
原生动物
真病毒 亚病毒因子
一、原核细胞的组成
１.微生物研究对象
μm（微米）级：光学显微镜下可见（细胞） 小（个体微小） nm(纳米）级：电子显微镜下可见（细胞器，病毒）
弧菌(Vibrio cholerae) 。弯曲度大于一周的称为螺旋菌。
细菌的形态学分类
球菌
杆菌
螺旋菌（包括弧菌）
淋病球菌
大肠杆菌
弧形霍乱菌
4.细菌细胞的模式结构
一般结构：细胞 壁、细胞质膜、内 含物、核区、间体、 细胞质。
特殊结构：鞭毛、 菌毛、性毛、芽孢、 微荚膜、荚膜、粘 液层。
5. 细菌的染色
C肽桥或肽间桥：它起着没有特殊的肽桥连接前后两 个四肽尾分子的“桥梁”作用。
假肽聚糖结构与肽聚糖相似。
具体差别:
多糖骨架:是由N-乙酰葡萄 糖胺和N-乙酰塔罗糖胺糖醛 酸以β-1，3-糖苷键交替连 接而成；
肽尾:由L-Glu、L-Ala、LLys3个L型氨基酸组成；
肽桥:由L-Glu一个氨基酸组 成。
单细胞 微生物 简（构造简单） 简单多细胞
非细胞（即分子生物） 原核类：真细菌(细菌，放线菌，支原体）和古细菌 低（进化地位低）真核类：真菌（酵母、霉菌、蕈菌）、原生动物、单细胞藻类 非细胞类：病毒、亚病毒（类病毒、拟病毒、朊病毒）
２.细菌的大小
量度细菌大小的单位是μm (微米，即10-6 m)。一 般细菌的直径或宽度约0.5 μm，长度约0.5～5 μm。
13.细菌内含物的种类和分布
碳 糖源：大肠杆菌、克雷伯氏菌、 蓝细菌芽孢杆菌等
源 及
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聚－ß－羟丁酸： 固氮菌、产碱菌、肠杆菌
能 源
硫源：迂回螺菌菌、白喉棒杆菌、结核分枝杆菌
类
氮源类
藻青素：蓝细菌含有 藻青蛋白：蓝细菌含有
磷源（异染粒）：迂回螺菌、白喉棒杆菌和分枝杆菌含有
14.原核生物鞭毛的结构
15.细菌的鞭毛、菌毛和性毛的比较
特例：费氏刺尾鱼菌细胞可达 600×60 μm；纳米 比亚嗜硫珠菌细胞直径0.32～1 mm； 纳米细菌(nanobacteria)细胞直径仅为50 nm左右。
3.细菌的形态
细菌基本形态通常可分为球状、杆状和螺旋状，分别被称为 球菌、杆菌和螺旋菌。
球菌分裂后产生的新细胞常保持一定的排列方式，在分类鉴 定上有一定意义。
革兰氏染色机理
甲菌 乙菌
初染 结晶紫
媒染 碘液
脱色 乙醇
紫色（G＋） 复染 沙黄
红色（G-）
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。
16.芽孢的耐热性
渗透调节皮层膨胀学说——芽孢耐热机制（一）
芽孢衣（疏水性角蛋白）对多价阳离子和水分的透性很差； 皮层的离子强度很高，会产生极高的渗透压去夺取芽孢核心
碱性染色剂 = 有色的阳离子 + 无色的阴离子 酸性染色剂 = 无色的阳离子 + 有色的阴离子
染色的方法有很多，如单染色、革兰氏染色、抗酸性染色、 荚膜染色、芽孢染色、鞭毛染色等，其中以革兰氏染色 (Gram staining)最为重要，由丹麦细菌学家Gram于1884 年创造。
Gram stain的主要步骤：结晶紫初染1 min →碘液媒染1 min →乙醇脱色20～30 sec →番红复染1～2 min 镜检菌体呈呈紫色者为革兰氏染色反应阳性细菌(常以G+表 示) ，呈红色者为革兰氏染色反应阴性细菌 (常以G－表示)。 通过这一简单染色几乎可将所有细菌区分为革兰氏阳性菌 和革兰氏阴性菌两大类。
8.原核微生物的结构与功能——细胞壁
真细菌
古生菌
结构：肽聚糖层 与 假肽聚糖层
厚薄
G+
G-
功能：
1. 保护：屏障、机械保护 2. 是细胞生长、分裂和运动所必须的 3. 赋予细胞抗原性、致病性和对噬菌体的敏感性等
9.原核微生物的结构与功能——细胞壁外结构
糖被：保护、屏障、储存、吸附、信号识别 鞭毛：运动 菌毛（纤毛）：吸附 性毛：参与传递遗传物质
《微生物学》竞赛培训
微生物学的知识体系
形态结构 营养代谢 生长繁殖 系统发育
基因表达调控
基因工程
分类
遗传 微生物学
发酵工业
生态与多样性 感染与免疫
食品
药物
生物制品
环保
推荐教材与参考书
教材 《微生物学教程》，周德庆，高教出版社
参考书 《微生物学，精要、题解、测试》，周德庆，化学 工业出版社
阳性菌 阴性菌
显微镜下的G+与G－细菌
显微镜下的G－细菌
6.Ｇ＋、Ｇ－细菌的形态和大小
7.Ｇ＋、Ｇ－细菌肽聚糖单体构造的比较
A双糖单位：由一个N-乙酰萄糖胺通过β-1，4-糖 苷键与另一个N-乙酰胞壁酸相连。该糖苷键易被溶 菌酶水解。
B四肽尾或四肽侧链：由四个氨基酸分子按L型与D 型交替方式连接而成。金黄色葡萄球菌在N-乙酰胞 壁酸上的四肽尾：L-Ala→D-Glu→L-Lys→D-Ala。 大肠杆菌四肽尾的第3个氨基酸L-lys为内消旋二氨 基庚二酸（m-DAP)所代替。
10.缺壁细菌
自发缺壁突变：L型细菌（G+或G-）
缺壁 细菌
实验室中 形成
人工方法 去壁
彻底除尽：原生质体（G+ ） 部分去除：球状体（G-）
自然界长期进化中形成：支原体
11.细菌细胞膜的磷脂双分子层
12.真细菌与古生菌细胞膜的不同
古生菌与其它生物最显著的化学成分差异是体现在细胞膜上， 基本差别有4点（1）甘油的立体构型；（2）醚键；（3）类异 戊二烯链；（4）侧链的分支
根据球菌细胞分裂面和分裂后的排列方式，又可分为单球菌、 双球菌、链球菌、四联球菌、八叠球菌和葡萄球菌。
短杆菌近似球状，长的杆菌近丝状。杆菌细胞常沿一个平面 分裂，大多数菌体分散存在，但有的杆菌呈长短不同的链状， 有的则呈栅状或“八”字形排列等。
细胞弯曲呈弧状或螺旋状，弯曲不足一圈的称弧菌，如霍乱