第二章 微生物的形态与构造

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第二章 微生物的形态与构造. 第一节 细 菌. 第二节 放线菌. 第三节 霉 菌. 第四节 酵母菌. 第五节 病 毒. 一、细菌的形态构造及其功能. (一)形态. (二)个体大小. (三)构造. 二、细菌群体(菌落)的形态. 三、细菌的繁殖. 第一节 细 菌. 定义: 细菌是 以横二分裂方式繁殖,个体微小具有细胞壁的单细胞原核生物,在自然界分布广、种类多、而且数量大。. (一)形态 1 )一般形态: 细菌的形态十分简单,基本上只有球状、杆状和螺旋状三大类。 - PowerPoint PPT Presentation

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Page 1: 第二章 微生物的形态与构造

第二章第二章

微生物的形态与构造微生物的形态与构造

Page 2: 第二章 微生物的形态与构造

第一节 细 菌第一节 细 菌

第二节 放线菌第二节 放线菌

第三节 霉 菌 第三节 霉 菌

第四节 酵母菌第四节 酵母菌

第五节 病 毒第五节 病 毒

Page 3: 第二章 微生物的形态与构造

第一节 细 菌第一节 细 菌

一、细菌的形态构造及其功能

(三)构造

(二)个体大小

(一)形态

二、细菌群体(菌落)的形态

三、细菌的繁殖

Page 4: 第二章 微生物的形态与构造

定义:细菌是以横二分裂方式繁殖,个体微小具有细胞壁的单细胞原核生物,在自然界分布广、种类多、而且数量大。

Page 5: 第二章 微生物的形态与构造

(一)形态

1 )一般形态:• 细菌的形态十分简单,基本上只有球状、杆状和螺旋状三大类。

• 在自然界所存在的细菌中,杆菌最为常见,球菌次之,而螺旋状的最少。

Page 6: 第二章 微生物的形态与构造

4 )异常形态

环境条件的变化:

物理、化学因子的刺激

培养时间过长

阻碍细胞正常发育

细胞衰老

营养缺乏

自身代谢产物积累过多

异常形

正常形态

环境条件

恢复正常

2 )异常形态:

Page 7: 第二章 微生物的形态与构造

单球菌:分裂沿一个平面进行,新个体分散单独存在。双球菌:分裂沿一个平面进行,菌体成对排列。链球菌:分裂沿一个平面进行,菌体三个以上连成链状。四链球菌:分裂沿两个相互垂直平面进行,分裂后四个菌 体连在一起,呈田字形。八叠球菌:分裂沿三个相互垂直平面进行,分裂后八个菌 体分层排列成立方形捆扎包囊物。葡萄球菌:分裂面不规则,在多个面上进行,分裂后多个球 菌紧密在一起,呈葡萄串状。

a. 球菌3 )具体形态介绍:

Page 8: 第二章 微生物的形态与构造

长杆菌短杆菌球状杆菌梭状杆菌分枝杆菌

b. 杆菌

杆状细菌的排列方式常因生长阶段和培养条件而发生变化,一般不作为分类依据。

Page 9: 第二章 微生物的形态与构造

c. 螺旋菌

菌体回转如螺旋,螺旋数目和螺距大小因种而异。鞭毛二端生。细胞壁坚韧,菌体较硬。

弧菌:菌体只有一个弯曲,其弯曲度不是一圈呈 C 形或逗点状, 有偏端单生,丛生鞭毛。螺菌:菌体回转大于一周而呈现螺旋状。螺旋数目和螺距大小因 菌种而异,有两端生鞭毛。

Page 10: 第二章 微生物的形态与构造

(二)细菌个体大小

① 个体一般十分微小,必须借助光学显微镜才能看到。大小通常以微米表示。② 球菌个体大小以其直径表示,杆菌、螺旋菌个体大小则以宽度 × 长度表示。 其中螺旋菌长度是以菌体两端间直线距离来计算。③ 利用显微镜测量菌体大小通常需对菌体进行固定和染色,但固定程度和染色 方法对菌体大小均有一定程度的影响。④ 细菌个体大小是以多个菌体平均值或变化范围来表示。⑤ 影响细菌形态大小的因素同样也影响细菌个体大小,一般幼龄菌体比成熟 或老龄菌大。⑥ 细菌细胞重量为 1×10-9~1×10-10mg 即每克细菌含 1 万亿 ~10 万亿个菌体细胞。

Page 11: 第二章 微生物的形态与构造

(三)构造

1 、细胞壁2 、细胞质膜3 、间体4 、载色体5 、细胞核6 、核糖体7 、横隔壁

8 、淀粉粒9 、脂肪粒10 、异染粒11 、聚 β- 羟基丁酸颗粒12 、荚膜13 、鞭毛14 、菌毛

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细菌细胞的一般构造:1. 细胞壁

细胞壁是细菌外表面的一种坚韧而弹性的结构层。厚度为 10-80nm 。约占细胞干重 10-25% 。

功能:

定义:

缺壁突变— L 型细菌 实验室或宿主体内形成 基本去尽—原生质体( G+ )

缺壁细菌 人工去壁 部分去除—球状体( G- ) 在自然界长期进化中形成—支原体

Page 13: 第二章 微生物的形态与构造

原生质体

Page 14: 第二章 微生物的形态与构造

化学组成与结构

肽聚糖和少量脂肪。肽聚糖是原核微生物细胞壁所特有一类大分子复合物。它是由若干个 N-乙酰葡萄糖胺和 N-乙酰胞壁酸与氨基酸短肽组成的亚单位聚合而成。

通过革兰染色方法,可将所有细菌分为革兰氏阳性 G+和革兰氏阴性 G-两大类。其细胞壁化学组成与结构有很大差异。

Page 15: 第二章 微生物的形态与构造
Page 16: 第二章 微生物的形态与构造

2 、细胞膜与间体

A. 概念

细胞膜又称细胞质膜,质膜、或内膜,是紧贴在细胞壁内侧、包围着细胞质的一层柔软、脆弱、富有弹性的半透性薄膜,厚约 7~ 8nm ,由磷脂(占 20% ~ 30% )和蛋白质(占 50% ~ 70% )组成。

( 1 )细胞膜

Page 17: 第二章 微生物的形态与构造

B. 观察方法

o 质壁分离后结合鉴别性染色在光学显微镜下观察;

o 原生质体破裂;

o 超薄切片电镜观察;

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B. 细胞膜的化学组成与结构模型

a. 磷脂:每一个磷脂分子由一个带正电荷且能溶于水的极性端和一个不带电荷、不溶于水的非极性端所构成。

亲水的极性端

疏水的非极性端

Page 19: 第二章 微生物的形态与构造

C. 细胞膜的生理功能

选择性地控制细胞内、外的营养物质和代谢产物的运送。 是维持细胞内正常渗透压。

合成细胞壁和荚膜的基地(肽聚糖、磷壁酸、脂多糖、荚膜 多糖等)。 是细菌产生代谢能量的主要场所。

许多酶( - 半乳糖苷酶、有关细胞壁和荚膜的合成酶、 ATP 酶)和电子传递链组分的所在部位。与鞭毛的运动有关。

细菌的细胞膜相当于真核细胞的线粒体内膜。

Page 20: 第二章 微生物的形态与构造

( 2 )间体(或中体)

细胞质膜内褶而形成的一种管状、层状或囊状结构,其结构多与细胞质膜完全脱开。一般位于细胞分裂部位或其邻近。在 G+

中,间体较为明显。

A. 概念

Page 21: 第二章 微生物的形态与构造

B. 功能

促进细胞间隔的形成并与遗传物质的复制及其相互分离有关。

青霉素酶分泌、 DNA 复制、分配以及细胞分裂有关

“ 间体”仅是电镜制片时因脱水操作而引起的一种赝像

Page 22: 第二章 微生物的形态与构造

3. 细胞质和内含物

A. 细胞质概念: 细胞质是被细胞质膜包围的除核区外的一切半 透明、胶状、颗粒状物质的总称。含水量 80% 。

为核糖体、贮藏物、多种酶类和中间代谢物、质粒、各种营养物和大分子的单体等,少数细菌还有类囊体、羧酶体、气泡或伴孢晶体等。

主要成分:

Page 23: 第二章 微生物的形态与构造

B. 内含物:(核糖体、各种贮藏物、质粒等)

糖原:大肠杆菌、克雷伯氏菌、芽孢杆菌和蓝细菌等 聚 β- 羟丁酸( PHB ):固氮菌、产碱菌和肠杆菌等 藻青素:蓝细菌 藻青蛋白:蓝细菌

多聚磷酸类(异染粒):迂回螺菌、白喉棒杆菌、结核分枝杆菌 硫粒:紫硫细菌、丝硫细菌、贝氏硫杆菌等

碳源及能源

核糖体( 70S ):重量约占细胞干重的 40% (每个细 胞含 5 千 ~5 万个)

氮源类有机物

无机物

贮藏物

贮藏物是一类由不同化学成分累积而成的不溶性沉淀颗粒,主要功能是贮存营养物。

Page 24: 第二章 微生物的形态与构造

4 、核质体(核体) 原核生物所特有的无核膜结构、无固定形态的原始细胞核。

电镜观察细菌的细胞核为一巨大紧密缠绕环状双链 DNA 丝状结构,只有少量蛋白质与之结合,无核膜包裹,分布在细胞质一定区域内,多呈球形、棒状或哑铃状。正常情况,一个细胞只有 1个核。细菌除在 DNA复制短时间 呈双倍体外,一般均为单倍体。原核携带着细胞绝大多数遗传信息,是细菌生长发育、新陈代谢和遗传变异的控制中心。

Page 25: 第二章 微生物的形态与构造

1. 糖被

概念

存在于某些细菌细胞壁外的一层厚度不定的胶状物质。按其厚度的不同又可细分为荚膜、微荚膜、黏液层和菌胶团。

细菌细胞的特殊构造

Page 26: 第二章 微生物的形态与构造

2. 鞭毛( flegellum)

A. 概念

Page 27: 第二章 微生物的形态与构造

3. 菌毛 (fimbria或 pilus)

长在细菌体表的纤细、中空、短直、数量较多的蛋白质类附属物。

A. 概念

每个细菌约有 250 ~ 300 条菌毛。有菌毛的细菌一般以革兰氏阴性致病菌居多,借助菌毛可把它们牢固地粘附于宿主的呼吸道、消化道、泌尿生殖道等的粘膜上,进一步定植和致病。

Page 28: 第二章 微生物的形态与构造

B. 功能

是使细菌较牢固地粘连在物体表面上。

另一种特殊的菌毛称作性菌毛,它的性状介于鞭毛和上述的普通菌毛之间,功能是在不同性别的菌株间传递 DNA片段。

Page 29: 第二章 微生物的形态与构造

A. 概念

4. 芽胞

带有芽孢的菌体称为芽胞体,能形成芽胞而未形成芽胞的菌体称为营养体或繁殖体。

Page 30: 第二章 微生物的形态与构造

B. 芽胞的化学组成特性

① 芽胞的最明显的化学天特性是含水量低,约 40 %,并且这

种水不是游离水,而是结合水。

② 芽胞另一独特之处是含有 2.6 -吡啶二羧酸,占细胞干重

的 5 ~ 15 % 。

③ 芽胞形成时能形成抗热性的特殊酶类,而且这些酶的活性

和代谢活动较低,有利于芽胞处于休眠状态。

Page 31: 第二章 微生物的形态与构造

芽孢囊:是产芽孢母细胞的外壳

芽孢

孢外壁:有的芽孢无次层。重要含脂蛋白,透性差芽孢衣:主要含疏水性角蛋白,抗酶解、抗药物、

多价阳离子不易透过皮层:主要含芽孢肽聚糖及 DPA-Ca ,体积大,渗

透压高芽孢壁:含肽聚糖,可发展成新细胞的壁芽孢膜:含磷脂、蛋白质,可发展成新细胞的壁

核区:含 DNA

芽孢的构造

核心芽孢质:含 DPA-Ca 、核糖体、 RNA 和酶类

C. 芽胞的构造

Page 32: 第二章 微生物的形态与构造

第二节 放线菌第二节 放线菌

一、概念二、放线菌的形态与结构

三、放线菌的生长与繁殖

四、放线菌的菌落形态五、分布特点及与人类的关系

Page 33: 第二章 微生物的形态与构造

介于细菌与丝状真菌之间又接近细菌的一类丝状原核生物

在形态上具有分枝状菌丝、菌落形态与霉菌相似,以孢子进行繁殖。

近代生物学技术

放线菌实际上是属于细菌范畴内的原核微生物,

只不过其细胞形态为分枝状菌丝。

Page 34: 第二章 微生物的形态与构造

一、概念 放线菌是具有菌丝、以孢子进行繁殖、革兰氏染色阳性的一类原核微生物,属于真细菌范畴。(泥土“泥腥味”,生产抗生素)

o单细胞,大多由分枝发达的菌丝组成;o菌丝直径与杆菌类似,约 1m ;o细胞壁组成与细菌类似,革兰氏染色阳性(少数阴性);o细胞的结构与细菌基本相同, 按形态和功能可分为营养菌丝、气生菌丝 和孢子丝三种。

二、放线菌的形态与结构

Page 35: 第二章 微生物的形态与构造

1.营养菌丝

Page 36: 第二章 微生物的形态与构造

(二)气生菌丝

Page 37: 第二章 微生物的形态与构造

(三)孢子丝

气生菌丝发育到一定阶段,其上可分化出形成孢子的菌丝,即孢子丝,又称产孢丝或繁殖菌丝。其形状和排列方式因种而异,常被作为对放线菌进行分类的依据。

Page 38: 第二章 微生物的形态与构造

第三节 霉 菌第三节 霉 菌

一、概念一、概念

二、分布特点及与人类的关系二、分布特点及与人类的关系

三、形态结构三、形态结构

四、霉菌的菌落四、霉菌的菌落

Page 39: 第二章 微生物的形态与构造

一、概念一、概念

霉菌是在营养基质上形成绒毛状、棉絮状、蜘蛛网状或地毯状的一些丝状真菌的通称。其分属于藻状菌纲、子囊菌纲和半知菌类。

Page 40: 第二章 微生物的形态与构造

二、分布特点及与人类的关系二、分布特点及与人类的关系

在自然界分布极广;

霉菌同人类的生产、生活关系密切,是人类实践活动中最早认识和利用的一类微生物。

全世界平均每年由于霉变而不能食(饲)用的谷物约占 2% 。

食物、工农业制品的霉变;

基础理论的研究;

霉菌作为基因工程的受体菌,如粗糙脉孢霉。

Page 41: 第二章 微生物的形态与构造

有用物品的生产;

生产各种传统食品,如酱油、食醋等。在农业上用于饲料发酵、植物生长刺激素(赤霉素)、杀虫农药(白僵菌剂)等。

引起动植物疾病;

我国在 1950年发生的麦锈病和 1974年发生的稻瘟病,使小麦和水稻分别减产了 60亿公斤,皮肤癣菌引起各种癣症。

腐生型霉菌在自然界物质转化中也有十分重要的作用;

分解环境中各种复杂有机物(纤维素、半纤维素和木素),污水处理方面的应用。

Page 42: 第二章 微生物的形态与构造

三、形态结构三、形态结构

1 、菌丝

霉菌菌丝直径约为 3~10μm ,比一般细菌和放线菌菌丝大几到几十倍。

霉菌营养体的基本单位是菌丝 (hyphase)

Page 43: 第二章 微生物的形态与构造

菌丝无隔膜菌丝

有隔膜菌丝

整个菌丝为长管状单细胞,细胞质内含有多个核。其生长过程只表现为菌丝的延长和细胞核的裂殖增多以及细胞质的增加。

菌丝由横隔膜分隔成成串多细胞,每个细胞内含有一个或多个细胞核。有些菌丝,从外观看虽然像多细胞,但横隔膜上有小孔,使细胞质和细胞核可以自由流通,而且每个细胞的功能也都相同。

Page 44: 第二章 微生物的形态与构造

2 、菌丝体

菌丝体的基本类型

营养菌丝体 : 密布在营养基质内部主要执行吸取营养物功能的菌丝体

气生菌丝体 : 伸展到空气中的菌丝体。

3 、菌丝的特化

营养菌丝和气生菌丝对于不同的真菌来说,在它们的长期进化过程中,对于相应的环境条件已有了高度的适应性,并明显地表现在产生各种形态和功能不同的特化结构上。也称菌丝的特化。

Page 45: 第二章 微生物的形态与构造

由粗而长的分枝状菌丝组成,菌落疏松,呈绒毛状、絮状或蜘蛛网状,比细菌菌落大几倍到几十倍,有的没有固定大小。

各种霉菌,在一定培养基上形成的菌落大小、形状、颜色等相对稳定,所以菌落特征也为分类依据之一。

四、霉菌的菌落四、霉菌的菌落

有时真菌产生色素能扩散到培养基中,称为水溶性色素。可使培养基正面反面显示不同颜色。不能扩散到培养基内色素称为脂溶性色素。

Page 46: 第二章 微生物的形态与构造

五、霉菌繁殖方式及生活史五、霉菌繁殖方式及生活史

霉菌的繁殖方式

无性孢子

有性孢子

菌丝断片

1 、繁殖方式

1 )无性孢子繁殖 不经两性细胞配合,只是营养细胞的分裂或营养菌丝的分化(切割)而形成新个体的过程。无性孢子有:厚垣孢子、孢囊孢子、节孢子、分生孢子等。

无隔膜菌丝的霉菌 有隔膜菌丝的霉菌

Page 47: 第二章 微生物的形态与构造

2 )有性孢子繁殖

两个性细胞结合产生新个体的过程:

a)质配:两个性细胞结合,细胞质融合,成为双核细胞每个 核均含单倍染色体( n+n)。两个性细胞结合产生 新个体的过程。b)核配:两个核融合,成为二倍体接合子核,此时核的染色 体数是二倍( 2n)。c)减数分裂:具有双倍体的细胞核经过减数分裂,核中的

染色体数目又恢复 到单倍体状态。

Page 48: 第二章 微生物的形态与构造

2 、生活史

无性繁殖阶段:菌丝体(营养体)在适宜的条件下产生无性孢子,无性孢子萌发形成新的菌丝体,多次重复。

有性繁殖阶段:在发育后期,在一定条件下,在菌丝体上分化出特殊性器官(细胞),质配、核配、减数分裂后形成单倍体孢子,再萌发形成新的菌丝体。

有一些霉菌,至尽尚未发现其生活史中有有性繁殖阶段,这类真菌称为半知菌。

Page 49: 第二章 微生物的形态与构造

第四节 酵 母 菌第四节 酵 母 菌

一、概念一、概念

二、特点二、特点三、形态与结构三、形态与结构

四、菌落的特征四、菌落的特征五、繁殖方式与生活史五、繁殖方式与生活史

六、分布及与人类的关系六、分布及与人类的关系

Page 50: 第二章 微生物的形态与构造

一、概念一、概念 酵母菌是一群以单细胞为主的,以出芽为主要繁殖方式

的真核生物。它分属于子囊菌纲、担子菌纲和半知菌类。

酵母菌在自然界分布广泛,种类繁多,已发现共 56个属500 多种。它是人类应用较早的一类微生物,如啤酒酿造、面包发酵、制馒头等。由于酵母菌含有丰富的蛋白质和维生素 B,并能发酵多种糖类,所以近年来用于饲料发酵,单细胞蛋白,石油脱蜡,有机酸和维生素的生产都有较高实用价值。

Page 51: 第二章 微生物的形态与构造

二、特点二、特点

1 、个体一般以单细胞状态存在;2 、多数营出芽繁殖,也有的裂殖;3 、能发酵糖类产能;4 、细胞壁常含有甘露聚糖;5 、喜在含糖量较高、酸度较大的水生环境中生长;

Page 52: 第二章 微生物的形态与构造

三、形态与结构三、形态与结构1 、个体形态

卵圆形、圆形、椭圆形、柠檬形、腊肠形、丝状形、圆柱形、梨形等单细胞。卵圆形、圆形、椭圆形、柠檬形、腊肠形、丝状形、圆柱形、梨形等单细胞。其细胞直径一般比细菌粗其细胞直径一般比细菌粗 1010 倍左右。一般为(倍左右。一般为( 22 ~~ 55 )) µm×µm×(( 55 ~~ 3030 )) µmµm 。。如果长大的子细胞与母细胞并不立即分离,其间仅以狭小的面积相连,这种藕如果长大的子细胞与母细胞并不立即分离,其间仅以狭小的面积相连,这种藕节状的细胞串就称节状的细胞串就称假菌丝假菌丝;;相反,如果细胞相连且其间的横隔面积与细胞直径一致,这种竹节状的细胞串相反,如果细胞相连且其间的横隔面积与细胞直径一致,这种竹节状的细胞串就称就称真菌丝真菌丝。。

Page 53: 第二章 微生物的形态与构造

酵母菌具有典型的细胞结构,主要有细胞壁、细胞膜、细胞质、细胞核、液泡等。

2 、细胞结构

线粒体、核糖体、内质网、微体、中心体、高尔基体、纺锤体及贮藏物等

Page 54: 第二章 微生物的形态与构造

1 )细胞壁 细胞壁位于细胞的最外面,结构类似三名治—外层为甘露聚糖,内层为葡聚糖,其间加有一层蛋白质分子。约占细胞质量的 30%,壁厚 100 ~ 200nm 。

2 )细胞膜

酵母细胞膜的成分

蛋白质 : 其中含有可吸收糖和氨基酸的酶等甘油的单、双、三酯

甘油磷脂磷脂酰胆碱(卵磷脂)磷脂酰乙醇胺

甾醇麦角甾醇酵母甾醇

糖类:主要含甘露聚糖(可能是合成细胞壁的前体)

类脂:

Page 55: 第二章 微生物的形态与构造

用以调节细胞外溶质运送到细胞内的渗透屏障;细胞壁等大分子成分的生物合成和装配基地;部分酶的合成和作用场所;调节着营养物质的吸收和代谢产物的排出。

细胞膜的功能:

酵母菌细胞膜 膜蛋白

甾醇

磷脂

甾醇的性质是真核微生物和原核微生物的重要区别之一。

甾醇的性质是真核微生物和原核微生物的重要区别之一。

Page 56: 第二章 微生物的形态与构造

3 )细胞核 细胞核直径为 0.5~ 1.5µm,经染色后可以观察到。细胞核被核膜所包围,其主要化学组成是脱氧核糖核酸和蛋白质,是遗传物质的载体,控制着酵母的新陈代谢。

4 )其他细胞构造 液泡 线粒体 基粒 基质 微体

自学!

Page 57: 第二章 微生物的形态与构造

3. 酵母的化学组成 酵母细胞大约含有 75%的水。酵母菌干物质主要由

蛋白质和碳水化合物组成。

四、菌落的特征四、菌落的特征 与某些细菌菌落类似,但一般较细菌菌落大且厚。在固体培养基上多数不透明,菌落表面光滑、湿润、粘稠,用接菌环很容易将之挑起,多为乳白色,少数呈红色或粉红色。在液体培养基中,有些酵母可出现菌膜、壁环和底部沉淀。

Page 58: 第二章 微生物的形态与构造

酵母菌的繁殖方式

无性

芽殖:各属酵母菌都存在

裂殖:在裂殖酵母中存在

产无性孢子节孢子掷孢子厚垣孢子

有性(产子囊孢子):如酵母属、接合酵母属等

假酵母

真酵母

五、繁殖方式与生活史五、繁殖方式与生活史

Page 59: 第二章 微生物的形态与构造

六、分布及与人类的关系六、分布及与人类的关系

1 、多分布在含糖的偏酸性环境,也称为“糖菌”;如水果、蔬菜、叶子、树皮等处,及葡萄园和果园土壤中等。

2 、重要的微生物资源;

酵母菌是人类的第一种“家养微生物”。

3 、重要的科研模式微生物;

啤酒酵母( Saccharomyces cerevisae)第一个完成全基因组序列测定的真核生物( 1997)。

4、有些酵母菌具有危害性;

有些酵母菌能引起皮肤、呼吸道、消化道、泌尿生殖道疾病。

Page 60: 第二章 微生物的形态与构造

第一节 病毒的概述

一、病毒的发现和研究历史一、病毒的发现和研究历史

二、病毒的定义和特点二、病毒的定义和特点

三、病毒的形态构造和化学组分三、病毒的形态构造和化学组分

Page 61: 第二章 微生物的形态与构造

一、病毒的发现和研究历史一、病毒的发现和研究历史

1886年, A. Mayer 发现具有传染性的烟草花叶病;

1892年, D. Ivanovsky烟草花叶病病原体能通过细菌滤器:一种能通过细菌滤器的”细菌毒素”或极小的细菌;

1898年, M W Beijerinck 对烟草花叶病病原体的研究结果:

能通过细菌滤器; 可被乙醇沉淀而不失去其感染性; 能在琼脂凝胶中扩散; 用培养细菌的方法不能被培养出来, 推测只能在植物活细胞中生活;

比细菌小的具有传染性的活的流质

Page 62: 第二章 微生物的形态与构造

1900年前后,包括口蹄疫( foot and mouth disease )在内的多种动植物疾病病原体的滤过性特性被证明。并称它们为滤过性病毒 (filterable viruses) 。

1915 和 1917年, F.W.Twort 和 F.H.d’Herelle 分别发现细菌( Shigella dysenteriae )病毒——噬菌体( phage )

1935年, W M Stanley首次提纯并结晶了烟草花叶病毒; Bawden 等证明烟草花叶病毒的本质为核蛋白; 1940年, Kausche首先用电镜观察到烟草花叶病毒颗粒;

① 非细胞的大分子结构,并由此衍生出的无产能代谢系统、无核糖 体、无个体生长现象、无二等分裂繁殖和对一般抗生素不敏感等特 征;② 专性活细胞寄生的生物态和在细胞外非生物态的相互交替;③ 一种病毒只含一种核酸,不是脱氧核糖核酸就是 RNA ;

研究发现,病毒与其他生物的最大区别是 :

Page 63: 第二章 微生物的形态与构造

二、病毒的定义和特点二、病毒的定义和特点

(一)定义

病毒是一类超显微的非细胞结构,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,靠其宿主代谢系统的协助来复制核酸、合成蛋白质等组分, 然后再进行装配而得以增殖;在离体条件下,它们能以无生命的化学大分子状态长期存在并保持其侵染活性。

由于对病毒不断深入的研究,迄今仍无一个科学而严谨的定义

Page 64: 第二章 微生物的形态与构造

1 )形体极其微小,必须在电子显微镜下才能观察,一般都可通 过细菌滤器;2 )没有细胞构造,化学成分比较简单,主要是核酸和蛋白质两 种,而且只含 DNA 或 RNA 一种;

例如一些简单的病毒仅由核酸和蛋白质外壳构成,故可把它们视为核蛋白分子。

(二)特点

3 )缺乏完整的酶系统和独立的代谢能力;

朊病毒甚至仅由蛋白质构成

病毒感染敏感宿主细胞后,病毒核酸进入细胞,通过其复制与表达产生子代病毒基因组和新的蛋白质,然后由这些新合成的病毒组分装配( assembly )成子代毒粒,并以一定方式释放到细胞外。病毒的这种特殊繁殖方式称做复制( replication )。

Page 65: 第二章 微生物的形态与构造

6 )病毒具有感染态和非感染态双重存在方式;

7 )对一般抗生素不敏感,但对干扰素敏感 ;

例如,利福平可抑制痘病毒复制

4 )超级专性寄生;

5 )有些病毒的核酸还能整合到宿主的基因组中,并诱发潜伏性 感染;

8 )病毒(包括噬菌体)可因基因突变改变寄主范围 ;

病毒是专性活细胞内寄生物

凡有生物存在之处,都有相应的病毒存在

Page 66: 第二章 微生物的形态与构造

三、病毒的形态构造和化学组分三、病毒的形态构造和化学组分

(一)病毒的大小

测量病毒大小的单位是纳米( nm , 10-9m )。

粗略地说,多数病毒粒子的直径在 100nm上下。

绝大多数病毒必须通过电子显微镜才能观察其具体形态和大小。

Page 67: 第二章 微生物的形态与构造

(二)形 态

1 、典型病毒粒子的构造

病毒粒子也称病毒颗粒( virus particle ),是指成熟的,结构完整的单个病毒。

成分

概念

主要是核酸和蛋白质。

球形或近球形;杆形或丝形;砖形或菠萝状;弹形;蝌蚪形;

Page 68: 第二章 微生物的形态与构造

2 、病毒粒子的对称体制

对称体制

螺旋对称

二十面体对称

复合对称

有包膜

无包膜有包膜

无包膜有包膜

无包膜

Page 69: 第二章 微生物的形态与构造

3 、三类典型形态的病毒

( 1)螺旋对称的代表——烟草花叶病毒( TMV)

发现最早、研究最深入、了解最清楚的一种病毒

( 2)二十面体对称的代表——腺病毒( Adenovirus)

一种动物病毒,可侵染呼吸道、眼结膜和淋巴组织

( 3)复合 对称的代表——T偶数噬菌体

分为 T2 、 T4 、 T6 三种,在自然界分布极广,是病毒学和分子遗传学研究的极好材料

Page 70: 第二章 微生物的形态与构造

(四)病毒的核酸

核酸

是病毒粒子中最重要的成分

是病毒遗传信息的载体和传递体

是病毒生命活动 的主要物质基础

Page 71: 第二章 微生物的形态与构造

病毒核酸的类型可从以下几点来区分:

是脱氧核糖核酸还是 RNA ; 是单链( ss)结构还是双链( ds)结构; 呈线状还是环状;

是闭环还是缺口环; 基因组是单组分、双组分、三组分还是多组分;

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病毒核酸类型

环状

线状单链 DNA ( ss DNA )

双链 DNA ( ds DNA )

环状: E. coli 的

单链 RNA ( ss RNA )—————线状

双链 RNA ( ds RNA )—————线状

线状:

枯草杆菌的 PBSX 、

沙门氏菌的 P22噬菌体等

Page 73: 第二章 微生物的形态与构造

噬菌体噬菌体

噬菌体广泛存在于自然界中,至今在大多数原核生物中都发现了相应的噬菌体。

噬菌体是寄生于微生物体内并引起寄生菌(细菌、放线菌、蓝细菌等原核微生物)裂解的一种病毒。它具有严格的寄生特异性,必须在活的寄主细胞内增值,而且只有一种核酸,即 DNA或 RNA,也能通过细菌过滤器。

Page 74: 第二章 微生物的形态与构造

(二)形态

噬菌体

蝌蚪状( ds DNA )

非收缩性尾长尾

短尾

微球状(无尾)大顶衣壳粒———

小顶衣壳粒———

细杆状(无头)———

收缩性尾

( ss DNA )

( ss RNA )

( ss DNA )

Page 75: 第二章 微生物的形态与构造

二、噬菌体的繁殖二、噬菌体的繁殖

病毒粒子并无个体的生长过程,而只有其两种基本成分的合成和装配

核酸复制 + 蛋白质合成装配

核蛋白(病毒粒子)

病毒的种类很多,它们的繁殖方式既有共性又有各自的特点,这里拟以噬菌体为重点。

Page 76: 第二章 微生物的形态与构造

丝杆噬菌体(如 M13 或 fd)不杀死细胞,子代毒粒以分泌方式不断从受染细胞中释放,并同时完成毒粒的组装。

Page 77: 第二章 微生物的形态与构造

有包膜病毒的装配与释放有时也是同时完成的

Page 78: 第二章 微生物的形态与构造

(一)烈性噬菌体

在寄主菌细胞内复制 增值,产生许多子代噬菌体,并最终使寄主细胞裂解,这类噬菌体被称为毒(烈)性噬菌体。

三、噬菌体的溶源性三、噬菌体的溶源性

(二)温和噬菌体

感染寄主菌后不立即增值,而是将其核酸整合到寄主菌核酸中,随寄主菌核酸的复制而复制,并 随细菌的分裂而传代,这类噬菌体被称为温和噬菌体或溶源性噬菌体。

这样的细菌被称为溶源性细菌这一现象称做溶源性现象

Page 79: 第二章 微生物的形态与构造

四、噬菌体与发酵四、噬菌体与发酵

危害: 污染生产菌种,造成菌体裂解,无法累积发酵产物,发生导罐事件,损失极其严重。

如果预防不成,一旦发现噬菌体污染时,要及时采取合理措施:

尽快提取产品;使用药物抑制,例如某些金属鳌合剂、金霉素、四环素、氯霉素等;

及时改用抗噬菌体生产菌株;

Page 80: 第二章 微生物的形态与构造

(完 )