课堂报告名称:微生物的基本特征一、课堂报告依据的知识背景食品微生物学是基础微生物学的一个重要分支,属于应用微生物学的范畴,今年来随着分子生物技术的不断发展,许多新技术也越来越多的应用到食品微生物学的领域。
要了解微生物学,首先要了解什么是微生物,其基本特征有哪些,然后我们才能对其进一步的研究、应用。
微生物种类资源丰富,目前利用率不高,开发微生物不像稀有动物,微生物繁殖快,属于可再生资源。
适应能力强,用途广。
二、撰写课堂报告的目的本次报告主要通过对微生物的定义、分类、基本结构、结构功能等方面进行讲述,使大家对微生物有基本的了解,另外,在此基础上能够了解不同微生物再结构与功能上的差异。
三、撰写课堂报告的思路根据本次课堂报告目的,从微生物的三大类原核生物、真核生物、病毒分别对其形态、结构以及功能进行阐述四、课堂报告的正文(一)原核微生物1.单个细菌形态a)球菌:细胞球形或椭圆形,当几个球菌连在一起是接触面扁平。
单球菌:细胞沿一个平面进行分裂,子细胞分散而单独存在。
双球菌:细胞沿一个平面分裂,子细胞成双排列。
链球菌:细胞沿一个平面分裂而第二次细胞分裂与第一次分裂面平行,子细胞呈链状排列。
四联球菌:细胞按两个互相垂直的平面分裂,子细胞呈田字形排列。
八叠球菌:细胞按三个互相垂直平面进行分裂,子细胞t 特征性叠在一起呈立方体排列。
葡萄球菌:细胞分裂无定向,子细胞呈葡萄状排列。
b)杆菌:杆状或类似杆状的细菌。
各种杆菌的大小、长短、弯度、粗细差异较大。
排列一般分散存在,无一定排列形式。
排列一般分散存在,无一定排列形式。
c)螺旋菌:细胞呈弯曲状的细菌。
弧菌,细胞短,不满一圈仅有一次弯曲,呈弧状,如脱硫弧菌。
螺旋菌,细胞为2次以上弯曲、呈螺旋形,较坚韧,如小螺菌。
螺旋体,细胞2次以上弯曲成螺旋形,细胞柔软。
✓细菌大小测量细菌大小的单位是微米,球菌直径一般为0.5~1微米,杆菌直径与球菌相似。
球菌大小以直径表示,杆菌和螺旋菌大小以宽度*长度表示。
测量细菌大小时需要固定和染色(选择的方法对细菌大小有影响)。
✓细菌细胞的结构和功能基本结构:细胞壁、细胞膜、细胞质和核质体等。
特殊结构:荚膜、鞭毛、芽孢和菌毛等。
细菌的基本结构1.细胞壁:细菌外表面的一种坚韧而具有弹性的结构。
主要化学成分:肽聚糖和少量脂类。
革兰氏染色法将所有细菌分为两大类:阴性G-和阳性G+。
G+细菌:肽聚糖+四肽侧链+五肽间桥,特别含有磷壁酸;G-细菌:肽聚糖+四肽侧链。
磷壁酸:主要成分为甘油磷酸或核糖醇磷酸。
根据结合部位不同可分为两种类型:壁磷壁酸和膜磷壁酸。
磷壁酸的主要生理功能为①体特异性吸附受体②提高膜结合酶的活力。
③G细菌特异的表面抗原。
④增强某些致病菌(如A族链球菌)对宿主细胞的粘连。
革兰氏染色:初染+媒染+95%乙醇脱色+复染。
G+细菌紫色,G-细菌红色。
细胞壁缺陷细菌:原生质体:人工条件件下溶菌酶或通过青霉素阻止其细胞壁的正常合成而获得的完全缺壁细胞称原生质体。
通常为G+细菌形成。
原生质球:残留部分细胞壁的原生质体。
通常为G-细菌形成。
L-细菌:细菌在某些环境条件下因基因突变而产生的无壁类型。
2.细胞膜:包裹细胞质的一层柔软而具有弹性的半透性透膜。
组成:脂类+蛋白质+糖类。
可以通过质壁分离、选择性染色、原生质体破裂或电子显微镜观察证明细胞膜存在。
细胞膜特性:①磷脂双分子层有序性、可运动性和不对称性。
②膜蛋白的镶嵌性、运动性和不均匀性。
③负电荷性。
细胞膜的功能:①细胞内外物质交换的主要屏障和介质。
②原核生物细胞的主要产能场所。
③含有合成酯类和细胞壁的各种化合酶类④传递信息。
3.间体:是一种由细胞质膜内褶而形成的囊状构造,其中充满着层状或管状的泡囊。
多见于革兰氏阳性细菌。
每个细胞含一至少数几个。
着生部位可在表层或深层,前者与某些酶如青霉素酶的分泌有关,后者与DNA的复制、分配以及与细胞分裂有关。
4.载色体:光合细菌进行光合作用的场所。
5.羧酶体:自养细菌固定二氧化碳的场所。
6.类囊体:蓝细菌光合作用的场所。
7.核区:环状双链DNA丝状结构所在区域。
携带细菌绝大多数遗传信息,细菌生长发育、新陈代谢和遗传变异的控制中心。
8.质粒:原核DNA以外的共价闭合环状双链DNA。
质粒的特征:可自我复制和稳定遗传;为非必要的遗传物质,只控制生物的次要性状;可转移;可整合;可重组;可消除。
9.核糖体:65%的RNA和35%的蛋白质组成。
原核生物中游离态和多聚核糖体在细胞质中,真核生物中游离态或结合细胞器上。
10.细胞质:细胞膜内除细胞核外的无色透明黏稠的胶状物质和一些颗粒状物质。
成分为水、蛋白质、核酸、脂类、糖、无机盐和颗粒状内含物。
细菌的特殊结构1.鞭毛:某些细菌在细胞表面生长着一根或者数根有细胞膜中或膜下长出的细长波浪状的丝状物。
属于运动器官。
2.菌毛:菌体表面的蛋白微丝,比鞭毛更细,让菌体有吸附能力。
3.性毛:成分与菌毛类似。
功能是向雌性菌株传递遗传物质。
4.荚膜:某些细菌在一定的条件下,可以在菌体表面形成一种透明松散的黏液物质。
荚膜组成:主要是多糖多肽,有的还含有少量的蛋白质、脂类。
荚膜生理功能:保护菌体;储藏养料;堆积某些代谢物。
5.芽孢:某些细菌在生长阶段形成的一个圆形、椭圆形或圆柱形的高度折光的内生孢子。
芽孢的结构:芽孢囊;芽孢衣;孢外壁;皮层。
芽孢抗热强的原因:①芽孢内含有DPA-Ca螯合作用可以形成一稳定的耐热凝胶;②芽孢衣内多价阳离子和水分的透性差及皮层的离子强度高,使得皮层的水分膨胀,核心部分处于失水状态。
芽孢的形成:轴丝形成;隔膜形成;前芽孢形成;皮层形成;芽孢成熟;芽孢的释放。
古生菌有独特的辅佐酶,代谢单纯。
许多有内含子。
✓放线菌①营养菌丝:固体基质表面,在适宜条件下吸收水分,孢子肿胀,萌发出芽,进一步向基质的四周表面和内部伸展,形成基内菌丝;②气生菌丝:是基内菌丝长出培养基外并伸向空间的菌丝,又称二级菌丝;③孢子丝:当气生菌丝发育到一定程度,其顶端分化出的可形成孢子的菌丝,叫孢子丝。
放线菌的繁殖:通过孢子进行无性繁殖。
凝聚分裂;横隔分裂;产生孢子囊。
✓蓝细菌分裂繁殖,含有叶绿素,可以进行光合作用的生物,光合作用的部位是类囊体个体形态:杆状或球状的单细胞和细胞链丝状体。
有些蓝细菌可以产生异形孢或静息孢子。
✓其他微生物支原体:无细胞壁,菌落微小,二等分裂繁殖,可以在好氧或厌氧条件生长,对四环素、红霉素、两性霉素、制霉菌素敏感。
衣原体:在真核细胞内寄生的革兰氏阴性原核生物立克次氏体:有细胞壁,比衣原体大,细胞球状或杆状,在真核生物中寄生,不能人工培养,革兰氏阴性,二等分裂。
(二)真核微生物的形态结构1.酵母菌:是一类单细胞真菌的俗称,分类学上分属于子囊菌纲和半知菌类。
a)特征①个体一般以单细胞形式存在②多为出芽繁殖,有的为裂殖③能发酵糖类产能④细胞壁常含有甘露聚糖⑤喜在含糖量较高偏酸性的环境中生长b)个体形态和大小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。
比细菌的单细胞个体要大得多,一般为1-5微米×5-30微米,约为细菌大小的十倍。
各种酵母菌尤其一定的形状和大小,但也随菌龄和环境条件二变化。
酵母菌无鞭毛,不能游动。
c)酵母菌的细胞结构及功能①细胞壁:酵母细胞壁的厚度为0.1~0.3μm,重量占细胞干重的18%~30%,主要由D-葡聚糖和D-甘露聚糖两类多糖组成,含有少量的蛋白质、脂肪、矿物质②细胞膜:紧贴于细胞壁内侧,厚约7.5nm,外表光滑。
由三层构成,主要成分是蛋白质,类脂和少量糖类等。
主要功能是控制细胞内外物质交换,调节渗透压,参与细胞壁和③细胞核:有核膜包被,呈球形,直径约2微米,躲在细胞中央与液泡相邻,有核膜、核仁和染色体。
④细胞质:是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。
含水量约80%。
细胞质的主要成分为核糖体、贮藏物、多种酶类和中间代谢物、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。
⑤核糖体:是一种无膜包裹的细胞器,是蛋白质合成场所。
沉降系数为80S,大亚基为60S,小亚基为40S。
⑥线粒体:线粒体是一些大小不一的球状、棒状或细丝状颗粒,一般为0.5-1.0μm,长1-2μm,是细胞内氧化磷酸化和合成三磷酸腺苷(ATP)的主要场所,为细胞的活动提供了能量。
⑦内质网:由生物膜构成的互相通连的片层隙状或小管状系统,一方面构成细胞内物质运输的通路,另方面为细胞内各种各样的酶反应提供广阔的反应面积。
内质网与高尔基体及核膜相连续。
⑧其他结构:液泡:是由单层膜与其内的细胞液组成的,幼龄的细胞液泡很小,老龄细胞液泡较大,位于细胞中央,具有一层液泡膜。
微体:是酵母菌细胞质中由一层膜所包围的颗粒,直径约0.5μm,内含DNA。
细胞质颗粒:胞质颗粒又称为内含物,含有多糖、脂质和多磷酸异染颗粒:在老龄细胞中形成的折光性较强的颗粒结构,为细胞营养储藏物。
a)酵母菌的繁殖①无性繁殖i.芽殖:首先细胞核邻近的中心体产生一个小突起,同时,由于水解酶对细胞壁多糖的分解使细胞壁变薄,细胞表面向外突出,逐渐冒出小芽。
然后,部分增大和伸长的核、细胞质、细胞器(如线粒体等)进入芽内,最后芽细胞从母细胞得到一整套核物质、线粒体、核糖体、液泡等,当芽长到正常大小后,与母细胞脱离,成为一独立的细胞的过程。
ii.裂殖:是无性生殖中常见的一种方式,即是母体分裂成2个(二分裂)或多个(复分裂)大小形状相同的新个体的生殖方式。
少数种类的酵母菌像细菌一样进行二分裂繁殖。
iii.芽裂:有的酵母菌再一端出芽,并在芽基处形成隔膜,把母细胞与子细胞分开,子细胞呈瓶状。
iv.孢子繁殖:有的酵母菌可以产生掷孢子、厚垣孢子和节孢子。
②有性繁殖:v.凡是能进行有性生殖的酵母称为真酵母,真酵母以形成子囊孢子的方式进行有性繁殖。
酵母菌是以形成子囊和子囊孢子的方式进行有性繁殖的。
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。
2.霉菌:是丝状真菌的一个俗称,凡是在营养基质上能形成绒毛状、网状或絮状菌丝体的真菌(除少数外),统称为霉菌。
按Smith分类系统,霉菌分属于真菌界的藻状菌纲、子囊菌纲和半知菌类。
a) 霉菌细胞的分布在自然界分布相当广泛,无所不在,而且种类和数量惊人。
在自然界中,霉菌是各种复杂有机物,尤其是数量最大的纤维素、半纤维素和木质素的主要分解菌。
一般情况下,霉菌在潮湿的环境下易于生长,特别是偏酸性的基质当中。
b)霉菌细胞分类及结构①无隔菌丝:为长管状单细胞,细胞质内含多个核。