微生物学第二章细胞生物学
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微生物第二章ppt课件
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微生物学
b.革兰氏阴性细菌的细胞壁
以大肠杆菌为代表 肽聚糖含量占细胞壁的10%，厚度仅为2-3 nm。 肽聚糖结构与革兰氏阳性菌相比差别在于： 1)肽尾的第三个氨基酸为内消旋二氨基庚二酸(m-DAP)； 2)没有特殊的肽桥，其前后两个单体间的联系仅有甲肽 尾的第四个氨基酸--D-丙氨酸的羧基与乙肽尾的第三 氨基酸-- m-DAP的氨基直接连接而成。
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微生物学 革兰阴性菌和阳性菌细胞壁肽聚糖化学结构
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微生物学
革兰阴性菌细胞壁肽聚糖
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微生物学
b.革兰氏阴性细菌的细胞壁
阴性细菌细胞壁特有的成分：脂多糖（LPS） 是位于革兰氏阴性细菌细胞壁最外层的一层较厚 的类脂多糖物质。它有类脂A、核心多糖和O— 特异侧链三部分组成。
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微生物学
2.3.3. 细菌(Bacteria,Bacterium)
细菌是一类细胞细而短(细胞直径约 0.5µm, 长度约0.5～5µm )、结构简 单、细胞壁坚韧、以二等分裂方式繁 殖和水生性较强的原核微生物。
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微生物学
2.3.3.1. 细菌的形态
梭状杆菌
葡萄球菌
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-29ຫໍສະໝຸດ 微生物学(5)内含物颗粒(Reserve granule)
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微生物学
(6)核糖体(Ribosome)
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微生物学
2.3.2 染色技术(Straining)
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微生物学各章重点总结
微生物学各章重点总结第一章: 微生物学导论在该章节中，我们介绍了微生物学的基本概念和研究对象。
微生物学是研究微生物的科学，包括细菌、真菌、病毒和寄生虫等微小有机体。
微生物在生物圈中扮演着重要角色，既有益又有害。
第二章: 微生物的形态和结构该章节主要讨论了微生物的形态和结构特征。
微生物可以具有多样的形态，如球形、杆状、螺旋形等。
不同的微生物在结构上也有所不同，如细胞壁、胞膜和细胞器等。
第三章: 微生物的分类与命名在本章中，我们了解了微生物的分类和命名体系。
微生物被分为原核微生物和真核微生物两大类，然后进一步细分为细菌、真菌、病毒和寄生虫等不同类群。
第四章: 微生物的生长与繁殖该章节讲述微生物的生长和繁殖过程。
微生物可以通过二分裂、芽生、放线菌分生孢子等方式进行繁殖。
生长和繁殖是微生物生命周期中重要的阶段。
第五章: 微生物的代谢和营养在此章节中，我们研究了微生物的代谢和营养需求。
微生物可以通过不同的代谢途径来获得能量和合成必需物质。
营养需求包括碳源、氮源、能量源等。
第六章: 微生物的遗传与变异在这一章中，我们了解了微生物的遗传和变异机制。
微生物通过遗传物质DNA的重组和突变来产生变异，从而适应环境变化。
第七章: 微生物与人类该章节主要探讨了微生物与人类的相互作用。
微生物可以对人体产生有益或有害的影响，如有助于消化、参与免疫反应，也可能引发感染和疾病。
第八章: 微生物与环境在本章中，我们介绍了微生物与环境的关系。
微生物在自然界中参与了循环过程，如物质循环和能量转化等，对环境的影响十分重要。
第九章: 微生物与工业在最后一章中，我们了解了微生物在工业中的应用。
微生物被广泛应用于食品工业、制药业、环境保护等领域，发挥着重要的作用。
以上为《微生物学各章重点总结》的概要，希望对您的学习有所帮助。
细胞生物学第二章
细胞核：没有核膜包围，拟核 DNA裸露，没有组蛋白结合 细胞质中含有核糖体和间体，没有其他细胞器
真核 细胞核有核膜包被
细胞质中含有结构精细，功能专一的细胞器
原核细胞和真核细胞的比较
特征 细胞膜
核膜 染色体
核仁 线粒体 内质网 高尔基体 溶酶体 核糖体 光合作用结构
核外DNA 细胞壁
细胞骨架 细胞增殖（分裂）
二、细胞的发生
１.多聚体的形成 多核苷酸的自我复制和控制蛋白质的合成
２.膜的出现是细胞形成的关键 ３.原始细胞的诞生
约35亿年前；异养型；具可变形的膜，含有信 息和蛋白质合成系统。
第二节 细胞的进化
一、病毒 --— 非细胞形态的有机体
由一个核酸分子(DNA或RNA)与蛋白质构成的核酸 --蛋白复合体．
细菌具有裸露的质粒DNA
植物叶绿体具有叶绿素a与b 线粒体DNA，叶绿体DNA
主要成分是氨基糖与壁酸
动物细胞无细胞壁，植物细壁的 主要成分为纤维素与果胶
无 无丝分裂（直接分裂）
有 以有丝分裂（间接分裂）为主
四、从原核生物演化为真核生物
• 分化起源说： 在漫长的进化过程中，通过内在矛盾和自然选择 分化出网膜系统，胞核系统和能量转化系统，并 由此形成真核生物．
方式原核细胞 有（多功能来自）无真核细胞 有 有
由一个环状DNA分子构成的单个染色体， DNA不与或很少与蛋白质结合 无 无 无 无
2个染色体以上，染色体由线状 DNA与蛋白质组成 有 有 有 有
无 70S（包括50S与30S的大小亚单位）
有 80S（包括60S与40S的大小亚单位）
蓝藻含有叶绿素a的膜层结构，细菌具有 菌色素
地球上最小最简单的非细胞形态的有机体．
真核 细胞核有核膜包被
细胞质中含有结构精细，功能专一的细胞器
原核细胞和真核细胞的比较
特征 细胞膜
核膜 染色体
核仁 线粒体 内质网 高尔基体 溶酶体 核糖体 光合作用结构
核外DNA 细胞壁
细胞骨架 细胞增殖（分裂）
二、细胞的发生
１.多聚体的形成 多核苷酸的自我复制和控制蛋白质的合成
２.膜的出现是细胞形成的关键 ３.原始细胞的诞生
约35亿年前；异养型；具可变形的膜，含有信 息和蛋白质合成系统。
第二节 细胞的进化
一、病毒 --— 非细胞形态的有机体
由一个核酸分子(DNA或RNA)与蛋白质构成的核酸 --蛋白复合体．
细菌具有裸露的质粒DNA
植物叶绿体具有叶绿素a与b 线粒体DNA，叶绿体DNA
主要成分是氨基糖与壁酸
动物细胞无细胞壁，植物细壁的 主要成分为纤维素与果胶
无 无丝分裂（直接分裂）
有 以有丝分裂（间接分裂）为主
四、从原核生物演化为真核生物
• 分化起源说： 在漫长的进化过程中，通过内在矛盾和自然选择 分化出网膜系统，胞核系统和能量转化系统，并 由此形成真核生物．
方式原核细胞 有（多功能来自）无真核细胞 有 有
由一个环状DNA分子构成的单个染色体， DNA不与或很少与蛋白质结合 无 无 无 无
2个染色体以上，染色体由线状 DNA与蛋白质组成 有 有 有 有
无 70S（包括50S与30S的大小亚单位）
有 80S（包括60S与40S的大小亚单位）
蓝藻含有叶绿素a的膜层结构，细菌具有 菌色素
地球上最小最简单的非细胞形态的有机体．
微生物学中的细菌和细胞生物学
微生物学中的细菌和细胞生物学微生物学与细胞生物学是两个相互交织、相互关联的学科，其中细菌的研究在两个领域都具有重要性，因此将细菌与细胞生物学一同探讨，可以更好地了解它们的特性和研究进展。
一、细菌的基本特性细菌是单细胞的微生物，形态多样，靠荧光或显微镜较易观察。
细菌可以是自营养生物，也可以是寄生生物。
在发现之初，人们认为细菌只是各种疾病的“元凶”，但随着研究深入，人们开始发现细菌在生态系统、食品加工和制药等方面也具有重要作用。
在生态系统中，细菌扮演着关键的角色，它们参与着有机化合物的分解和循环，促进土壤肥力，同时也是地球上最早的生命形式之一。
在食品加工中，细菌起到很重要的作用，对发酵时的氧气、温度、时间等条件均有较高的苛求。
例如，著名的酸奶、泡菜和豆腐等都是在细菌参与下制成的。
二、细菌的结构和功能细菌复制的速度比较快，数量庞大。
但单个细菌相对于人类细胞，则非常简单，它们只有一个小的圆形或椭圆形的细胞中心——核区，菌体、细胞壁和细胞膜构成了细菌的主要结构。
细菌的细胞壁和细胞膜是其最重要的结构。
细胞壁有助于维持细菌形态，保护细菌免受环境侵害，同时也是细菌致病性的重要因素。
细菌细胞膜则包围着整个细胞，并起到了保护核区的作用。
细胞膜还负责维持细胞的亲水性，以便于细菌对营养物质的吸收和排放。
除此之外，细菌还有许多其他的特性，如细菌的呼吸方式、代谢途径、移动方式等，在探讨细菌结构和功能方面具有非常重要的作用。
三、细胞生物学对细菌的研究细胞生物学是研究细胞结构、生物物理学和功能的学科，相对于细菌研究则更加广泛。
细胞生物学的研究重点是，如何进一步了解细胞和细胞器的结构和功能，以及如何理解这些结构和功能的调控机制。
在细菌因子中，一个最为重要的因子是细胞分裂。
为了确保细胞分裂正确进行，细胞需要通过蛋白质、酶和其他细胞结构的相互作用来控制其细胞周期。
因此，细胞生物学的研究可以有助于揭示细菌细胞周期这一过程的本质。
细胞生物学还可以研究细胞膜的构成和功能，并探讨膜破裂或损伤时如何进行修复。
细胞生物学 第二章 细胞的结构与组成
cytoskeleton network
第三节 原核细胞与古细胞
原核细胞没有核膜，DNA为裸露的环状分子，通 常没有结合蛋白。没有恒定的内膜系统，核糖体 为70S型。通常称为细菌（bacterium）。 古细菌的细胞（archaeal cell）在形态上与原核细 胞相似，但并不意味着它们是最古老的细胞类型。
细胞的有机物主要有蛋白质、核酸、脂类和糖， 约占细胞干重的90%以上。 一个细胞中约有104种蛋白质，分子的数达1011。 蛋白质不仅是细胞的结构成分，也是细胞功能的 实现者。生化反应的催化剂——酶是蛋白质。
核酸 核酸包括DNA和RNA。 DNA是遗传信息复制、传递和基因转录的模板。 基因是编码蛋白质多肽链或RNA的DNA序列。 生物体全部基因序列及其间隔称为基因组 基因组genome。 基因组 原核生物的基因组大小约600Kb-9.5Mb，真核生 物的约为3Mb-140000Mb。 一个能够独立生存的细胞需要约500个基因。 RNA参与蛋白质的合成，主要类型有：mRNA、 tRNA、rRNA。
一、细菌的基本结构
是在自然界分布最广、个 体数量最多的有机体。 可分为：球菌、杆菌和螺 旋菌（弧形菌）。 绝大多数细菌的直径在 0.5~5m之间。
大 肠 杆 菌
淋 病 球 菌
肉 毒 梭 菌
弧 形 霍 乱 菌
1、细胞壁 细胞壁：主要成分是肽聚糖，由N-乙酰葡糖胺和N-乙酰 细胞壁 胞壁酸构成双糖单元，以β（1-4）糖苷键连接成大分子。N乙酰胞壁酸分子上有四肽侧链，相邻聚糖纤维之间的短肽通 过肽桥（革兰氏阳性菌）或肽键（革兰氏阴性菌）桥接起来， 形成了肽聚糖片层。 革兰氏阳性菌细胞壁厚约20-80nm，有15-50层肽聚糖片层， 每层厚1nm，含20-40％的磷壁酸（teichoic acid。革兰氏阴 性菌细胞壁厚约10nm，仅2-3层肽聚糖，另外还有脂多糖、 细菌外膜和脂蛋白。
微生物学第二章教学课件
Vegetative bodies
Septate hyphae and
non-septate hyphae
Mycelium
The structure of hypha
Septum of hypha
•整个菌丝就是一个单细胞； •菌丝内含有多个核；
•其生长过程只表现为菌丝的延长和细胞 无隔膜菌丝为低等真菌
Chapter
two
Eukaryotic Microorganism
Definition（真核细胞的定义）
Eukaryotic microorganisms have the nuclear membrane coating a cell nucleus, carry out mitosis, and have mitochondria in the cytoplasm. They mainly include yeast (unicelluar fungi), filamentous fungi, microalgae and protozoa. Thus, the eukaryotic microorganisms is not a natural monophyletic taxon. The Fungi is one of the most significant kingdoms in these Eukaryotic microorganisms which have more species.
One of the features that caused taxonomists finally to remove fungi from the plant kingdom was the distinctive chemical nature of the fungal cell wall. Whereas plant and algal cells have walls composed of cellulose, the cell wall of fungi is made up principally of chitin, a strong but flexible polysaccharide that is also found in the exoskeleton of insects.
细胞生物学课件第二章细胞基本知识
如草履虫像鞋底状，眼虫呈梭形且带有长鞭毛，钟形
虫呈袋状。
草履虫的SEM照片
眼虫的SEM照片
钟形虫的SEM照片
高等生物体内各种细胞的形状与细胞功能和细胞间的相互 关系有关。如肌肉细胞呈长条形或长梭形；红细胞为圆盘状， 有利于O2和CO2的气体交换。植物叶表皮的保卫细胞成半月形。
细胞离开了有机体分散存在时，形状往往发生变化。如平滑肌
第二节、原核细胞与真核细胞
根据进化的地位，结构和复杂程度，遗传装置的
类型与主要生命活动的方式, 将细胞分为两大类：原
核生物和真核生物。
一、原核细胞 原核细胞大约在32亿年以前就出现在地球上了。 原核细胞结构简单，种类少 , 体积小,一般在1-10微 米,如支原体,细菌,放线菌,绿藻,蓝藻等。
基本特点: 1. 外部由质膜包围，其结构和化学组成与真核 细胞相似。多数在质膜之外有一层坚固的细胞壁。 2.内有一个含DNA的区域，称之为类核或拟核， 类核没有核膜包围，仅为一个环状DNA分子卷曲折叠 而成。 3. 大多数原核生物没有恒定的内膜系统，因而
二、细胞的结构
1. 原生质（protoplasm）： 从现代概念来说包括质
膜、细胞质和细胞核（或拟核）。
2. 细胞质（cytoplasm）：质膜以内、细胞核以外的 原生质。 3. 细胞核：是细胞中最大、最重要的细胞器，由双 层膜围绕，内含遗传物质DNA。细胞核中的原生质称 为核质。
4. 细胞器（organelle）：在光学和电子显微镜下细
置及其协调性所决定的，
这是长达数十亿年的进化产物，细胞结构完整性 的任何破坏都会导致细胞代谢的有序性与自控性的失 调。
3.细胞是有机体生长和发育的基础
一切有机体的生长与发育都是以细胞的增殖与分
虫呈袋状。
草履虫的SEM照片
眼虫的SEM照片
钟形虫的SEM照片
高等生物体内各种细胞的形状与细胞功能和细胞间的相互 关系有关。如肌肉细胞呈长条形或长梭形；红细胞为圆盘状， 有利于O2和CO2的气体交换。植物叶表皮的保卫细胞成半月形。
细胞离开了有机体分散存在时，形状往往发生变化。如平滑肌
第二节、原核细胞与真核细胞
根据进化的地位，结构和复杂程度，遗传装置的
类型与主要生命活动的方式, 将细胞分为两大类：原
核生物和真核生物。
一、原核细胞 原核细胞大约在32亿年以前就出现在地球上了。 原核细胞结构简单，种类少 , 体积小,一般在1-10微 米,如支原体,细菌,放线菌,绿藻,蓝藻等。
基本特点: 1. 外部由质膜包围，其结构和化学组成与真核 细胞相似。多数在质膜之外有一层坚固的细胞壁。 2.内有一个含DNA的区域，称之为类核或拟核， 类核没有核膜包围，仅为一个环状DNA分子卷曲折叠 而成。 3. 大多数原核生物没有恒定的内膜系统，因而
二、细胞的结构
1. 原生质（protoplasm）： 从现代概念来说包括质
膜、细胞质和细胞核（或拟核）。
2. 细胞质（cytoplasm）：质膜以内、细胞核以外的 原生质。 3. 细胞核：是细胞中最大、最重要的细胞器，由双 层膜围绕，内含遗传物质DNA。细胞核中的原生质称 为核质。
4. 细胞器（organelle）：在光学和电子显微镜下细
置及其协调性所决定的，
这是长达数十亿年的进化产物，细胞结构完整性 的任何破坏都会导致细胞代谢的有序性与自控性的失 调。
3.细胞是有机体生长和发育的基础
一切有机体的生长与发育都是以细胞的增殖与分
第二章细胞生物学
——芽生细菌（budding bacteria）。
二、细菌的群体形态
（一）在固体培养基上（内）的群体形态 （二）在半固体培养基上（内）的群体形态
（三）在液体培养基上（内）的群体形态
（一）在固体培养基上（内）的群体形态 1. 菌落（colony）
菌落是指在固体培养基上 （内）以母细胞为中心的一堆
肉眼可见的，有一定形态、构
抑制细菌细胞壁的合成
• 细菌细胞壁除具有维持细菌的正常形态 和物质交换功能外，主要以保持菌体内 高渗透压，使其不受周围环境变化的影 响。而一些抗菌药物可以使细菌细胞壁 缺损，菌体内的高渗透压在等渗环境中 因水分不断渗入，致使细菌膨胀变形， 加上激活自溶酶，使细菌破裂溶解而死 亡。
影响细胞膜的通透性
落正反面或边缘与中央部位颜色一致等。
细菌的菌落特征因种而异！
（二）在半固体培养基上（内）的群体形态
（三）在液体培养基上（内）的群体形态
下节课再见了……
抗菌药物的作用机制
• 抗菌药物的作用机制大概可以分为以下 几类： • 抑制细菌细胞壁的合成、 • 影响细胞膜通透性、 • 抑制蛋白质合成、 • 抑制核酸代谢、 • 影响叶酸代谢。
特点之四：观察芽孢的方法有在相差显微镜直接观察 或进行芽孢染色在光学显微镜下观察；
细菌芽胞
特点之五：杆菌中能形成芽孢的种类较多，只有 少数的球菌和螺旋菌可形成芽孢；
产生芽孢的几个属：
（Bacillus sp.）芽孢杆菌属
（Clostridium sp.）梭状芽孢杆菌属 （Sporosarcina sp.）芽孢八叠球菌属
二分裂
（2）三分裂（trinary fission）
部分细胞进行成对的“一分为三”方式的 三分裂，形成一对 “Y” 形细胞，随后仍进行 二分裂，其结果就形成了特殊的网眼状菌丝体 。
二、细菌的群体形态
（一）在固体培养基上（内）的群体形态 （二）在半固体培养基上（内）的群体形态
（三）在液体培养基上（内）的群体形态
（一）在固体培养基上（内）的群体形态 1. 菌落（colony）
菌落是指在固体培养基上 （内）以母细胞为中心的一堆
肉眼可见的，有一定形态、构
抑制细菌细胞壁的合成
• 细菌细胞壁除具有维持细菌的正常形态 和物质交换功能外，主要以保持菌体内 高渗透压，使其不受周围环境变化的影 响。而一些抗菌药物可以使细菌细胞壁 缺损，菌体内的高渗透压在等渗环境中 因水分不断渗入，致使细菌膨胀变形， 加上激活自溶酶，使细菌破裂溶解而死 亡。
影响细胞膜的通透性
落正反面或边缘与中央部位颜色一致等。
细菌的菌落特征因种而异！
（二）在半固体培养基上（内）的群体形态
（三）在液体培养基上（内）的群体形态
下节课再见了……
抗菌药物的作用机制
• 抗菌药物的作用机制大概可以分为以下 几类： • 抑制细菌细胞壁的合成、 • 影响细胞膜通透性、 • 抑制蛋白质合成、 • 抑制核酸代谢、 • 影响叶酸代谢。
特点之四：观察芽孢的方法有在相差显微镜直接观察 或进行芽孢染色在光学显微镜下观察；
细菌芽胞
特点之五：杆菌中能形成芽孢的种类较多，只有 少数的球菌和螺旋菌可形成芽孢；
产生芽孢的几个属：
（Bacillus sp.）芽孢杆菌属
（Clostridium sp.）梭状芽孢杆菌属 （Sporosarcina sp.）芽孢八叠球菌属
二分裂
（2）三分裂（trinary fission）
部分细胞进行成对的“一分为三”方式的 三分裂，形成一对 “Y” 形细胞，随后仍进行 二分裂，其结果就形成了特殊的网眼状菌丝体 。
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Naked eye
பைடு நூலகம்
Eukaryotes
Light microscope
Electron microscope
Prokaryotes Viruses
Surface area and volume relationships in cells
a cell increases in size, its surface area – to – volume ratio decreases
3. Their cell wall almost always contain the complex polysaccharide peptidoglycan
4. They are very small!!
Schematic diagram of a bacterial cell
Size: Most bacteria fall within a range from 0.2 to 2.0
Chapter 2 Cell Biology
Chapter Outline
2.1 Overview of the structure of microbial cells 2.2 Procaryotic cell wall 2.3 Cytoplasmic membrane 2.4 Cellular genetic information 2.5 Cytoplasmic matrix – Ribosome and Inclusions 2.6 Components external to the cell wall 2.7 Bacterial endospores 2.8 Comparison of the prokaryotic and eukaryotic cell
Gram-positive Cell Wall
The Gram-positive cell wall has a peptidoglycan layer that is relatively thick (ca. 40 nm) and comprises approximately 90% of the cell wall. The cell walls of most Gram-positive eubacteria also have teichoic acids.
Shape: Bacteria have a few basic shapes
spherical coccus Rod-shaped bacillus
spirallum
2.2 Prokaryotic Cell Wall Cell Wall
• The cell wall of the bacterial cell is a complex, semi-rigid structure that is responsible for the characteristic shape of the cell. The cell wall surrounds the underlying, fragile plasma (cytoplasmic) membrane and protects it and internal parts of the cell from adverse changes in the surrounding environment.
um in diameter and from 2 to 8 um in length
A cyanobacterium 8 x 50 um
A rod-shaped prokaryote is typically about 1-5 micrometers (μm) long and about 1 μm wide
• The prokaryotic cell wall almost always has peptidoglycan and is chemically and morphologically complex.
2.1 Overview of Cell Structure
A procaryotic cell A eucaryotic cell
Concepts
• Prokaryotes are small and simple in structure when compared with eukaryotes , yet they often have characteristic shape and size.
• Prokaryotic genetic material is located in an area called the nucleoid and is not enclosed by a membrane.
Microorganisms in general are very small and are completely invisible to the naked eye.
size comparison of microorganisms
Meters
Visibility scale Relative size of Microbes
The Prokaryotic Cell
1. Their genetic material (DNA) is not enclosed within a membrane and they lack other membrane – bounded organelles
2. Their DNA is not associated with histidine
• Almost all prokaryotes have cell walls.
Schematic diagram of bacterial cell walls
Gram+
Gram-
Bacteria can be divided into two major groups, called gram-positive and gram-negative. The original distinction between gram-positive and gram-negative was based on a special staining procedure, the Gram stain