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第二十二章
微生物
王昱欣
2019
学习目标
1.了解微生物的基本形态和结构。
2.了解微生物的营养方式和繁殖方式。
3.了解微生物与现实生活的关系。
4.了解微生物在医学、工业、农业和食品工业的用途。
学习重点
(1)病毒的结构、特性、繁殖过程、病毒与人类的关系。
(2)细菌的结构、生长与繁殖、细菌与人类的关系。
(3)真菌的结构、真菌与人类的关系。
(4)微生物的应用。
学习难点
(1)病毒的特性和繁殖过程。
(2)细菌的生长条件。
(3)真菌的结构。
学习时间建议
章节 内容 时间分配(节)
22.1
22.2
22.3
22.4
22.5
病毒
细菌
真菌
原生生物
微生物的应用
3
3
3
2
2
实验8.2,8.3,8.4,8.5 (任选二项) 4
合计 17
微生物 microorganism
• 微生物通常是所有难以用肉眼直接看到或看不清楚的一
切微小生物的总称
• 种类繁多,自然界分布广泛
• 包括细菌、真菌、藻类等有细胞结构的微生物,以及病
毒、等无完整细胞结构的生物。
• 于生态圈却非常重要(能量来源与物质循环利用)
• 在食品、医药、环保等领域有广泛应用。
• Where Did Viruses Come From?
病毒 virus
• 介于生物与非生物之间
• 体积比细菌小
• 有遗传物质
• 有蛋白质外壳
• 无法单独繁殖或进行新层代谢
• 多有致病能力
病毒的类型
• 只能侵染固定的宿主
及细胞
• 依据宿主分类
• 动物病毒
• 植物病毒
• 细菌病毒/噬菌体
bacteriophage
病毒的基本形态
• 杆形
• 烟草花叶病毒
• 球形多面体
• 球形
• 小儿麻痹病毒
poliovirus
• 蝌蚪状
• T4病毒
烟草花叶病 变色
病毒的结构
• 核酸 nucleic acid
• 衣壳qiào capsid
核酸
• 病毒内部
• 病毒的核心 core
• 病毒的遗传物质
• 也称基因组 genome
• 决定病毒的性状,如
结构、致病性
• DNA 或 RNA
• 单链或双螺旋
衣壳
• 由蛋白质构成
• 单体为相同的衣壳粒 capsomeres
• 衣壳粒规律排列
• 保护病毒核酸
• 决定病毒抗原特异性
• 决定吸附细胞对象
衣壳的功能
• 赋予病毒固有的形状外。
• 保护内部核酸免遭外环境(如血流)中核酸酶的破坏。
• 具有辅助感染作用,病毒表面特异性的吸附结蛋白与细
胞表面相应受体有特殊的亲和力。
• 刺激机体产生抗原病毒免疫应答。
囊膜 envelope
• 有些病毒在衣壳外拥有囊膜/
包膜
• 脂双层结构
• 通常源自于宿主的细胞膜(携
带宿主的磷脂和蛋白质),但
也包含有病毒的醣蛋白
• 这些蛋白质形成突刺 spike
• 突刺选择性地与宿主细胞受体
结合,促使病毒囊膜与宿主细
胞膜融合,感染性核衣壳进入
胞内而导致感染
HIV的衣壳
• 高度的特异性
• 只能吸附到一种细胞
• 病毒外壳蛋白质与白血球
表面蛋白质【受体】进行
特异性结合
流感细胞的囊膜
病毒携带的酶
• 某些病毒核心中带有催化
病毒核酸合成的酶,如流
感病毒带RNA聚合酶,这些
病毒在宿主细胞内要靠它
们携带的酶合成感染性核
酸。
病毒的特性
• 不具备细胞的结构
• 只含有一种核酸
• 以核酸进行复制
• 专性细胞寄生
• 会形成包涵体
• 没有成长现象
• 没有运动能力
• 抗生素及磺胺药物无法对抗病毒
病毒不具备细胞的结构
• 在细胞外环境以颗粒
particle形式存在
• 具有一定大小、形态、化学
组、理化性质、结晶纯化
• 不具生命现象
• 具感染性
病毒与细菌的比较
病毒只含有一种核酸
• 要么DNA要么RNA
• 不会同时存在
• 可以是单链或双螺旋
病毒以核酸进行复制
• 进入宿主细胞后改变宿主的代谢
• 转向合成病毒的成分
• 装配成新的子代病毒
病毒是专性细胞寄生 obligate
intracellular parasite
• 指寄生物一旦离开宿主生物
就不能继续生存的现象。
• 不具催化能量代谢的酶和核
糖体
• 不能在无生命的培养基上繁
殖
• 依赖宿主所提供的酶、能量
及营养物质
病毒可以形成包涵体 inclusion
bodies
• 包涵体是无定形的蛋白质
的聚集。
• 在环境恶劣或表达过快时
形成。
• 光学显微镜下可见
• 多为圆形、卵圆形或不定
形。
• 不同病毒的包涵体数量、
性状、染色特性和存在部
位不同,可用于鉴别及诊
断。
In rabies (caused by a lyssavirus, an RNA virus),
viral inclusion bodies form in the cytoplasm of
neurons.
病毒没有成长现象
• 个体形成
后就不再
成长
病毒没有运动能力
• 必须靠媒介物传播
• 植物病毒 = 昆虫、花粉、种子、胞间连丝
• 动物病毒 = 唾液/喷嚏液(麻疹、流行性感冒)、饮食
(A型肝炎)、接触(水痘、疱疹)、输血/打针(艾滋
病、B型肝炎)、动物咬伤(狂犬病)
一生的陪伴
——疱疹
病毒引起不同的免疫反应
• 可产生抗体,形成免疫
• 受感染的细胞产生干扰素
interferon以抵抗外来核
酸
• 抗生素和磺胺药物
(sulfonamide)对病毒
无效
• 需使用干扰或抑制DNA或
RNA合成的药物
复习一下
DNA的复制以及中心法则
http://202.118.40.5/biochemistry/ewebeditor/uploadfile/20091125133605463.ppt
复制的基本规律
Basic Rules of DNA Replication
第一节
 半保留复制
(semi-conservative replication)
 双向复制
(bidirectional replication)
 半不连续复制
(semi-discontinuous replication)
 方向性和高保真性
DNA复制的特征
一、半保留复制的实验依据和意义
DNA生物合成时,母链DNA解开为两股单链,
各自作为模板(template)按碱基配对规律,合成
与模板互补的子链。子代细胞的DNA,一股单链
从亲代完整地接受过来,另一股单链则完全重新
合成。两个子细胞的DNA都和亲代DNA碱基序列一
致。这种复制方式称为半保留复制。
•半保留复制的概念
A T
G C
C G
T A
Ç×´ú DNA
T
C
G
A
A
G
C
T
A
G
C
T
T
C
G
A
×Ó´ú DNA
按半保留复制方式,子代DNA与亲代
DNA的碱基序列一致,即子代保留了亲
代的全部遗传信息,体现了遗传的保守
性。
• 半保留复制的意义
遗传的保守性,是物种稳定性的分子
基础,但不是绝对的。
复制时,DNA从起始点(origin)向两个方向
解链,形成两个延伸相反的复制叉,称为双
向复制。
二、双向复制
复制时双链打开,分开成两股,各自作
为模板,子链沿模板延长所形成的Y字形的
结构称为复制叉(replication fork) 。
3'
5'
5'
3'
5'
3'
5'
3'
复制方向
3
5
3
5
解链方向
领头链
(leading strand)
随从链
(lagging strand)
三、复制的半不连续性
• 顺着解链方向生成的子链,复制是连续进
行的这股链称为领头链。
• 另一股链因为复制的方向与解链方向相反
,不能顺着解链方向连续延长,这股不连
续复制的链称为随从链。
• 领头链连续复制而随从链不连续复制,就
是复制的半不连续性。
冈崎片段:
• 1968年日本生化学者冈崎用电镜及放
射自显影技术,观察到DNA复制中出现
一些不连续的片段,将这些不连续的片
段称为冈崎片段。
半不连续复制动画
DNA复制的酶学
The Enzymology of DNA Replication
第二节
一、解旋酶
全称:解旋酶 (Helicase)
将两条DNA螺旋解开【解旋】
二、DNA聚合酶
全称:依赖DNA的DNA聚合酶 (DNA-
dependent DNA polymerase)
简称:DNA-pol
• 以单链DNA为模板
• 聚合方向为5' →3'
• 遵守碱基互补规律 Adenine(A,腺嘌呤)≡ Thymine(T,胸腺嘧啶)
Guanine(G,鸟嘌呤)= Cytosine(C,胞嘧啶)
•DNA聚合反应的特点
DNA 新链生成需引物和模板;
新链的延长只可沿5 → 3方
向进行 。
聚合反应机理
3
5
3
5
中心法则
The central dogma
第三节
http://121.192.180.22/jpkc/download/student/jpkc/swhx/down/%E8%AF%BE%E4%BB%B6/%E7%AC%AC11%E7%AB%A0R
NA%E7%9A%84%E7%94%9F%E7%89%A9%E5%90%88%E6%88%90.ppt
中心法则( central dogma)
遗传信息传递方向的规律
基因表达:
是指将遗传信息由DNA转录为RNA、再翻译成蛋白质的过程
1.转录 (transcription) 是生物体以
DNA为模板合成RNA的过程 。
转
录
DNA
5
3
3
5
模板链编码链
编码链模板链
结构基因
转录方向
转录方向
 不对称转录
5′···GCAGTACATGTC ···3′
3′··· c g t g a t g t a c a g ···5′
5′···GCAGUACAUGUC ···3′
编码链
模板链
RNA
转录
 DNA双链中按碱基配对规律能指引转录生成RNA的
一股单链,称为模板链(template strand),也称
作有意义链或Watson链。
 相对的另一股单链是编码链(coding strand),也
称为反义链或Crick链。
转录与复制的相似点:
1. 模板均为DNA;
2. 延长机理都是形成磷酸二酯键;
3. 方向均为5′→3′。
http://202.118.40.5/biochemistry/ewebeditor/uploadfile/2009
1125133616696.ppt
转录和复制的区别
复制 转录
模板 DNA双链 DNA的一条链
原料 dNTP (N=A、G、C、T) NTP(N=A、G、C、U)
引物 需要 不需要
酶 DNA聚合酶 RNA聚合酶
产物 DNA RNA
配对 A-T、G-C A-U、T-A、G-C
2.转译 (tranlation) 是将编码在mRNA
序列中的讯息转换为形成多胜肽链的胺基酸
序列。
转
译
蛋白质
一、核糖体
• 負責蛋白質的合成
• 將 mRNA 上的遺傳密碼轉
譯成多肽鏈的氨基酸序
二、讯息RNA (mRNA)
• 三个连续的碱基作为一个密码子
• 转译的模板
• 起始密码子 AUG
• 终止密码子 UAA、UAG、UGA
三、转运RNA (tRNA)
• 搬运氨基酸到核糖体
• 有相应的反密码子
• 按照碱基互补配对原则
• 与mRNA配对
• 尾巴的氨基酸分子之间
脱水凝缩
• 形成多肽键
(1)病毒附著在寄主細胞並進入細胞內 (2)藉胞飲作用病毒進入寄主細胞
(3)病毒進入寄主細胞時,寄主細胞的細胞膜構成病毒的套膜
(4)病毒的蛋白質外殼和套膜被酵素水解 (5)病毒合成蛋白質 (6)病毒的核酸複製
(7)蛋白質外殼與核酸組合成病毒 (8)病毒釋出寄主細胞外
資料來源:Wallace, R. A., G. P. Sanders and R. J. Ferl. 1996. Biology. Harper Collins, College Publishers, p. 420.
1. 吸附 attachment
2. 穿透 penetration
3. 合成 biosynthesis
4. 装配 assembly
5. 释放 release
病毒的繁殖
AIDS病毒藉出芽方式離開人體細胞
資料來源:Starr, C.1994. Biology-Concepts and Application. Wadworth Publishing Company, Belmont, p.449.
• 拥有囊膜的病毒在
离开宿主细胞的时
候
• 可以不用分解宿主
细胞膜
• 而是向外顶出一个
芽
• 以出芽的方式离开
④宿主细胞裂解和成熟噬菌体粒子的释放
噬菌体的溶原周期 lysogenic cycle
• 有些噬菌体在入侵宿主
细胞后,没有立刻复制
• 成为宿主基因组DNA的一
部分
• 随着宿主DNA的复制二一
同复制
噬菌体的溶原周期 lysogenic cycle
• 这个是整合integration
• 噬菌体DNA称为原噬菌体
prophage
• 这些噬菌体称为温和噬
菌体 temperate phage
• 在一定条件下,温和噬
菌体会脱离宿主DNA,进
入溶菌周期
噬菌体的溶菌周期 lytic cycle
資料來源:Solomon, E. P. and L. R. Berg. 1995. The World of Biology. Saunders College Publishing, p. 379.
• 一般很短,
越20至30分
钟
• 是一种烈性
噬菌体
virulent
phage
噬菌体的溶菌周期 lytic cycle
資料來源:Solomon, E. P. and L. R. Berg. 1995. The World of Biology. Saunders College Publishing, p. 379.
• 大量复制
• 细菌破裂死
亡
• 可带上原宿
主的DNA到新
的宿主
• 增加细菌的
变异性
反病毒
[逆转录病毒]
retrovirus
• 增殖时都有将遗传物质
RNA逆转录爲DNA的过程
• 如艾滋病病毒、乙肝病
毒
反病毒的复制
• 反病毒的核酸是RNA
【其实也有DNA反病毒】
• 以自身为模板
• 自带反转录酶
• 转录成DNA
• 整合到宿主的染色体中
• 称为原病毒 provirus
反病毒的复制
• 原病毒的转录可产生
• 子病毒RNA
• mRNA以合成新的病毒蛋白
质
• 两者组装成新的病毒颗粒
• 以出芽的方式释放
亚病毒 subvirus
• 比病毒更简单的致病因子
• 类病毒viroid
• 阮病毒prion
类病毒
• 没有蛋白质衣壳
• 只有裸漏的RNA
• 一般侵染植物
• 黄瓜果病
• 柑橘裂皮症
Avocado sunblotch viroid
柑橘裂皮症
阮病毒【阮粒】
• 只含蛋白质
• 错误结构的蛋白质
• 但比普通蛋白质更为稳定
• 无核酸
• 羊的摩擦症 scrapie
• 人类的新几内亚震癫症 Kuru
disease
• 牛的疯牛症 Bovine
spongiform encephalopathy
阮病毒【阮粒】
• 入侵宿主细胞
• 诱导在神经细胞上
原本是正常结构的
朊蛋白转变为错误
结构
• 变异朊蛋白得以不
断自我复制并传递
至邻近细胞
• 最终扩散至整个脑
部
病毒与现实生活
• 病毒侵入生物体后,往往导致疾病的
发生,
• 从而严重危害人体的健康,如艾滋病、
感冒;
• 给畜牧业造成巨大损失,如温热、狂
犬病;
• 给农业带来极大危害,如水稻压缩病
毒。
病毒与现实生活
• 但病毒也有对人类有益
的一面,如绿脓杆菌噬
菌体能有效的控制住烧
伤病人绿脓菌的感染;
• 利用专门寄生在昆虫细
胞里的动物病毒能够杀
灭松毛虫、棉铃虫等农
业害虫;
• 将病毒作为载体vector,
将遗传物质传递给有需
要的细胞——基因疗法。
微生物的类别
类别 特征 例子
细菌
bacteria
缺乏細胞核以及膜狀胞器 球菌、杆菌、螺旋菌
真菌
fungi
有细胞核、细胞壁 黑霉菌、酵母菌
原生动物
protist
有细胞核、没有细胞壁
草履虫、变形虫、睡
眠病原虫
单细胞藻类
alga
一般有细胞核、细胞壁、叶
绿体
硅藻、甲藻
小故事:细菌是如何发现的?
17世纪后叶,荷兰的列文•虎克
制作了能将物体放大200~300倍的显
微镜。一次,当他把一个从未刷过
牙的老人的牙垢放在显微镜下观察
时,吃惊地发现了许多从未见过的
小生物,他们有球状的,杆状的,
还有螺旋状的;有的单个存在,有
的几个连在一起。列文•虎克连忙将
这些小生物绘制成图,寄给英国皇
家学会,列文•虎克的这一发现被发
表在会刊上。从那以后,人们才知
道有细菌这种生物。
巴斯德最著名的实验之一——曲颈瓶实验
鹅颈瓶中的肉汤虽然
与空气相通,但细菌只落
在鹅颈瓶的弯曲处,因此
四年都没有腐败!
细菌是由原已存在的
细菌产生的。
巴斯德提出了巴氏消
毒法以及防止手术感
染的方法,被后人称
为“微生物学之父”
细菌
直颈瓶
曲
颈
瓶
比较两个烧瓶,有什么不同?
直颈瓶中的肉汤,因
为空气中的细菌可以
进去,几天就腐败了。
细菌
• 原核生物中种类最大,
数量最多,分布广泛,
繁殖迅速
• 在物质循环中作为分
解者,进行固氮作用
细菌的形态
• 球菌 coccus
• 杆菌 bacillus
• 螺旋菌 spirillum
细菌的
结构
一般构造 特殊构造
核区 nucleoid region
• 大型的环状DNA分子反
复折叠缠绕而成
• 控制细菌的主要遗传性
状
Note the nucleoid region (n) where DNA is located as well as
the electron dense areas of the cytoplasm (dark areas) on these
two cells of Neisseria gonorrhoeae.
质粒 plasmid
• 在细胞质内小段游离的环
状DNA
• 含有基因
• 控制细菌的抗药性、固氮、
抗生素等形状
细胞质
• 无色透明的胶状物质
• 水、核酸、脂类、少量
的糖类、无机盐
• 酶、核糖体、匿藏性颗
粒(多糖、脂类、硫)、
质粒
• 新陈代谢的场所
细胞膜
• 脂双层
• 控制物质的进出
• 完成细胞器的功能,
如呼吸作用
细胞壁
• 坚韧,略有弹性
• 由肽聚糖peptidoglycan 组成
• 保护细胞
• 固定细胞外型
• 抗渗透造成的内压
肽聚糖的骨架是由两种糖衍生物:N-乙酰葡糖胺
(GlcNAc)和N-乙酰胞壁酸(MurNAc)交替相
连而形成的多糖链,这些链相互交联形成肽聚糖。
革兰氏染色法
Gram staining method
• 用来鉴别细菌的一种方法。
• 根据细菌细胞壁上的主要成
份不同,可将细菌分成两大
类。
• 革兰氏阳性(Gram+)菌
• 胞壁染色后呈蓝紫色
• 革兰氏阴性(Gram-)菌。
• 染色后呈红色。
G+ 和G-的细胞壁的构造不同
G+
与G-
细胞壁的比较
细胞壁 G+菌 G-菌
强度 较坚韧 较疏松
厚度 20-80 10-15
肽聚糖层数 多达50层 1-2层
肽聚糖含量 占细菌干重50-80% 占细菌干重5-20%
糖类含量 45% 15-20%
脂类含量 1-4% 11-22%
磷壁酸 + -
外膜 - +
荚膜 capsule
• 覆盖在细胞壁表面的粘液状物质
• 成分给有不同,多由多糖组成
• 保护作用
• 抗吞噬
• 增强感染力
• 耐干燥
• 储存养料
• 堆积代谢废物
鞭毛 flagellum
• 由蛋白质组成
• 运动的工具
• 趋向营养物质
• 逃离有毒物质
菌毛 pilus pl. pili
• 生长在卓兰氏阴性细菌体表
• 纤细、短直、数量较多
• 蛋白质附属物
• 不具运动功能
• 使菌体附着于物体表面
• 如淋病奈氏球菌的菌毛
• 长在泌尿生殖道上的上皮细胞
• 引起淋病 gonorrhea
This low-resolution
photomicrograph reveals the
histopathology in an acute
case of gonococcal urethritis
using Gram-stain technique.
This slide is used to
demonstrate the non-random
distribution of gonococci
among polymorphonuclear
neutrophils. Note that there
are both intracellular and
extracellular bacteria in the
field of view. It survives within
neutrophils.
性菌毛 sex pilus
• 比普通菌毛更粗、长、中
空如管
• 仅有1至4根
• 细菌间转移遗传物质的接
合
细菌的生长与繁殖
• 太小
• 生长不明显
• 短时间就可繁殖
• 所以
• 定义为在一定时间和条件下
细胞数量的增加
菌落 colony
• 细菌菌落为由单一细菌在
培养基生成之聚合体
• 可肉眼观察之
• 菌落的大小、颜色、性状、
光泽、干湿度、透明度等
的特征可以初步鉴定细菌
的品种
细菌繁殖的方式
• 有性生殖
• 无性生殖
细菌的无性生殖
• 以二分裂方式binary fission
进行
• 二分裂是原核生物的主要分裂
方式,细胞在生长过程中分裂
成两个相等的子细胞。
细菌的无性生殖
• 细菌以核区内的环状DNA分子
为模板
• 复制新的DNA
• 两条DNA分开并向两端移动
• 细胞体中间部位的细胞膜及细
胞壁从外向内凹形成横隔
• 将母细胞从中分割成两个子细
胞 資料來源:Wallace, R. A., G. P. Sanders
and R. J. Ferl. 1996. Biology Harper
Collins, College Publishers, p. 433.
细菌的有性生殖
• 以结合/接合conjugation进
行
• 结合是两个细菌之间发生的
一种遗传物质交换现象
• 利用性菌毛
• 将复制好的DNA传给另一个
细菌 資料來源:Audesirk, T. and G. Audesirk. 1999. Biology.
Prentice Hall, p. 359.
细菌的有性生殖
• 供体细胞产生性菌毛.
• 性菌毛连上受体细胞,使两细
胞连在一起。
• 流动的质粒被剪切后,一小段
DNA被转移到受体细胞。
• 两个细胞重新将质粒绕成圈,
合成第二条链条,性菌毛再生。
• 这时,两个细胞都能提供质粒
了。
细菌成长的条件
• 温度
• pH
• 氧
温度
• 多数细菌的最适温为20°C至
45°C。
• 有的细菌可以在高达90°C的温
泉或0°C左右的环境生长。
温度
• 低温环境
• 代谢缓慢,生长缓慢
• 冰冻环境
• 无法生长,也不会死亡
温度
• 过高温
• 蛋白质和核酸性质改变
• 影响生理作用
• 生长缓慢,甚至死亡
pH
• 多数细菌的最适pH值为6.5~7.5.
• 超过范围会影响
• 酶的活性
• 细胞膜的稳定性
• 物质的溶解性
• 不利细菌生长
氧
• 好氧
• 兼性厌氧
• 转性厌氧
由细菌在试管中的分佈情况可以看出其异化
类型:
1.专性需氧(Obligate aerobic)细菌
2.专性厌氧(Obligate anaerobic)细菌
3.兼性(Facultative)菌
4.微需氧(Microaerophiles)细菌
5.耐氧(Aerotolerant )细菌
好氧细菌
• 没有氧就根本不能生长的细菌。
• 利用氧气进行呼吸作用,释放大
量能量。
• 例如根瘤菌、白喉杆菌Bacillus
diphtheria
专性厌氧细菌
• 仅能进行无氧呼吸,且无法在正
常大气(氧含量21%)等富氧环
境下存活的细菌。
• 一般生活在污泥或土壤深部、伤
口深处等空气不能接触的部位
• 利用无氧进行呼吸作用,释放能
量。
• 如破伤风杆菌Clostridium tetani、肉
毒杆菌Clostrodium notulism
兼性厌氧细菌
• 在有氧或无氧环境中均能生长
繁殖。
• 但以有氧时生长较好,无氧时
仅维持生存。
• 如伤寒杆菌Salmonella typhi、大肠
杆菌。
芽孢/内生孢子 endospore
• 一些细菌产生的特殊休眠体。
• 在缺乏养分的环境时开始进入此
休眠状态。
• 有极强的抗逆性,对热、碱、酸、
高渗以及辐射均有强耐受性。
• 通常使用的杀灭芽孢的方法为高
压灭菌。
• 在合适的环境下重新发育成新菌
体。
芽孢的形成
• 细胞质浓缩凝集
细菌的营养方式
• 自养型细菌
• 异养型细菌
自养型细菌 autotrophic bacteria
• 能以二氧化碳合成复杂的有机物供
自生生长发育的细菌
• 还原CO2能量来源不同
• 光能自养型细菌photosynthetic bacteria
• 厌氧/不產氧光合作用
• 光合作用
• 化能自养型细菌chemosynthetic bacteria
无氧光合作用
Anoxygenic photosynthesis
• 例如绿硫细菌、紫硫细菌
• 利用细菌叶绿素
bacteriochlorophyll吸收阳光
• 从硫化氫H2S获得H
• 释出硫磺
Sulfur is used as a reducing agent during photosynthesis in green and sulfur
bacteria.
1. Energy in the form of sunlight.
2. The light dependent reactions take place when the light excites a reaction
center, which donates an electron to another molecule and starts the electron
transport chain to produce ATP and NADPH.
3. Once NADPH has been produced, the Calvin cycle proceeds as in
oxygenic photosynthesis, turning CO2 into glucose.
光合作用
• 如蓝细菌cyanobacteria
• 叶绿素a
• 分解水以得H
• 释放氧气
化能自养型细菌
• 不含光合色素
• 消耗氧气
• 氧化无机物
• 只能消耗特定的无机物
化能自养型细菌
• 亚硝酸菌:氨氧化为亚硝酸盐
• 硝酸菌:亚硝酸盐氧化成硝酸盐
• 硫细菌:硫化氢、元素硫氧化为硫
• 铁细菌:亚铁化合物氧化成铁化合物
Venenivibrio stagnispumantis gains energy by oxidizing
hydrogen gas.
异养型细菌
• 从环境中摄取有机物作养分
• 腐生细菌
• 寄生细菌
• 共生细菌
腐生细菌 saprophytic bacteria
• 从已死的动、植物或其他有机物
吸取养料,以维持自身正常生活
的细菌。
• 腐化过程 putrefaction
• 利用细胞外酶extracellular enzyme将物
质分解成简单的小分子
• 吸入体内,再由细胞内酶
intracellular enzyme加工
寄生细菌 parasitic bacteria
• 生长在寄主体内
• 直接利用寄主体内的养分
• 合成自己生长所需的物质
• 导致寄主生病或死亡
共生细菌symbiotic bacteria
• 从宿主获得的养分
• 也给宿主带来好处
• 如根瘤菌
细菌带来的疾病
• 霍乱 cholera
• 肺结核 tuberculosis
• 脑膜炎 meningitis
• 破伤风 tetanus
细菌带来的疾病
• 霍乱 cholera
• 肺结核 tuberculosis
• 脑膜炎 meningitis
• 破伤风 tetanus
细菌带来的疾病
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• 破伤风 tetanus
细菌带来的疾病
• 霍乱 cholera
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• 脑膜炎 meningitis
• 破伤风 tetanus
细菌的益处
• 燃料
• 古细菌制造甲烷(天然气)
• 食物
• 乳酪、酸乳酪、苹果酒
• 环境再循环、净化
• 降解、固氮
• 医疗保健
• 合成药物、合成胰岛素、抗
生素、人类共生菌
真菌
• 真核生物
• 无叶绿素
• 无根茎叶之分
• 一般产生孢子
• 生长于潮湿、温
暖的环境
• 有机物分解者、
也可寄生
单细胞真菌
(酵母型及
类酵母型)
菌丝
芽生孢子
酵母菌
多细胞真菌
(丝状菌或霉菌)
真菌的形态
真菌的结构
• 单细胞(少数)或多细胞
• 有细胞器(线粒体、内质
网、液泡等)
• 几丁质组成细胞壁
• 糖元为主要储存物
菌丝 hypha
• 一种长丝状结构
• 幼年体透明,老年菌丝可有不
同色泽
• 大多数真菌的结构单位
• 一個菌丝包含一個或多個由管
状细胞壁包圍的细胞。
• 菌丝可以生长出许多分枝,交
织成团形成为菌丝体Mycelium。
• 每个菌丝体都是可以独立维持
生命的单位,即使菌丝分离,
其一部分也能继续生长。
隔膜septum
• 某些真菌菌丝在一定的间距
可形成隔膜。
• 有隔菌丝septate hypha的
隔膜将菌丝细胞分隔(可以
使多核细胞),但仍会留下
小孔让核糖体、线粒体和细
胞核穿过。
• 无隔菌丝nonseptate一般为
一个多核的单细胞。
菌丝的种类
• 营养菌丝——伸入培养基中
吸收营养物质
• 气生菌丝——向空中生长
• 繁殖菌丝——可以产生孢子
的气生菌丝
子实体 fruiting body
• 蕈xùn是大型的真菌。
• 生殖菌丝形成肉眼可见
的子实体。
• 如香菇的可食用部位。
真菌菌落与细菌菌落的差别
真菌和细菌的比较
选择序号填空:
细菌的特征是: 。
真菌的特征是: 。
①个体微小,细胞内无成形的细胞核。
②个体有大有小,细胞内有真正的细胞核。
③能产生孢子,利用孢子发育成新个体。
④通过分裂的方式繁殖后代。
⑤细胞内没有叶绿体。
① ④ ⑤
② ③ ⑤
真菌的繁殖
• 无性繁殖
• 有性生殖
真菌的无性生殖
• 湿度合适
• 食物充足
• 形成子实体,散发孢子
• 出芽生殖(酵母菌)
• 菌丝断裂
真菌的有性生殖
• 环境不合宜
• 两个真菌的菌丝相连
• 细胞质和细胞核融合
• 产生新的孢子结构
真菌的益处
• 物质循环
• 食物:面包、酒、蘑菇
• 营养物质:维生素B2、
麦角固醇(维他命D)
• 抗生素:青霉素
• 与植物共生:辅助吸收
水分和养分
真菌的危害
• 农作物减产:玉米
黑穗病、小麦锈病
• 皮肤病:脚藓、环
藓
原生生物
• 真核生物
• 原生动物
• 藻类
• 黏菌
原生动物 protista
• 真核单细胞
• 无色
• 无细胞壁
• 能进行运动:伪
足、鞭毛、纤毛
• 异养型:吞噬作
用、胞饮作用
寄生的原生动物
• 性接触传染:滴虫
• 排泄物污染水:内变形虫
• 昆虫:疟原虫
单细胞藻类
• 硅藻 diatoms
• 细胞外覆硅质(主要是二
氧化硅)的细胞壁。
• 甲藻 dinoflagellates
• 双鞭毛
黏菌
• 它们保有变形虫的身体
构造
• 与真菌类同样拥有能够
释放孢子的子实体
微生物的应用
• 医学
• 工业
• 农业
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食物保存的方法
• 脱水法
• 冻干法
• 冷藏及冷冻
• 罐藏法及瓶装法
• 防腐剂
统考生物 第二十二章 微生物

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