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微生物生理学(王海洪)9细菌的群体感应调节PPT课件

微生物生理学(王海洪)9细菌的群体感应调节PPT课件
抑制信号转导蛋白
通过药物或其他小分子抑制与信号转 导相关的蛋白活性，可以阻断信号转 导途径，从而干扰群体感应的调控。
05 群体感应的研究前景与展 望
群体感应与其他微生物的相互作用
群体感应细菌与病原菌的相互作用
群体感应细菌通过群体感应系统调节其行为，与病原菌相互作用，影响病原菌的感染和 传播。
群体感应细菌与益生菌的相互作用
群体感应的信号转导
信号转导
群体感应的信号转导是指信号分子与受体结合后，通过一系列生化反应，将信号传递至细胞内，影响细菌的生理和行 为。
信号转导途径
群体感应的信号转导途径通常涉及多个蛋白和反应，如激酶、磷酸酶、转录因子等。这些蛋白和反应共同作用，将信 号分子传递的信息转化为细菌可识别的信号，进而影响其行为。
益生菌通过与群体感应细菌的相互作用，可以调节肠道微生物群落的结构和功能，维护 肠道健康。
群体感应与环境因素的关系
要点一
温度、湿度等环境因素对群体感 应细菌的影响
环境因素可以影响群体感应细菌的生理和行为，进而影响 其在生态系统中的作用。
要点二
抗生素对群体感应的影响
抗生素的使用可以影响群体感应细菌的耐药性和致病性， 因此需要深入研究抗生素对群体感应的影响。
AI-2
又称作LuxS代谢产物，是一种由多种革兰氏阴性菌和阳性菌分泌的信号分子。AI-2通过 与 LuxP 受体结合，影响细菌的群体行为。
群体感应的受体
LuxQ
是一种膜蛋白，作为AI-1的受体，能够识别并响应AI-1信号 分子。LuxQ受体的活化可以影响细菌的群体行为。
LuxP
是一种膜蛋白，作为AI-2的受体，能够识别并响应AI-2信号 分子。LuxP受体的活化可以影响细菌的群体行为。

《医学微生物学》ppt课件-2024鲜版

《医学微生物学》ppt课件-2024鲜版

2024/3/27
11
03
细菌学
2024/3/27
12
细菌的形态与结构
细菌的基本形态
球菌、杆菌、螺旋菌
细菌的细胞壁与细胞膜
组成成分、功能特点
2024/3/27
细菌的特殊结构
荚膜、鞭毛、菌毛、芽孢
细菌的细胞质与核质
遗传物质、核糖体
13
细菌的生理与代谢
01
细菌的生长繁殖
生长曲线、繁殖方式
2024/3/27
微生物的分类
微生物包括细菌、病毒、真菌、放 线菌、立克次体、支原体、衣原体、 螺旋体等八大类。
4
微生物的形态与结构
细菌的形态与结构
细菌按形态可分为球菌、杆菌和螺形 菌三类。细菌的基本结构包括细胞壁、 细胞膜、细胞质和核质等。
病毒的形态与结构
病毒是一种非细胞形态的生物，其形态 多样，有球形、杆形、砖形、弹状、丝 状等。病毒的结构包括核酸和蛋白质外 壳两部分。
定义
医学微生物学是研究微生物与人体之间相互关系及其致病机理、 免疫机制、诊断与防治的科学。
2024/3/27
任务
揭示微生物的生物学特性、致病性、免疫性及其与宿主相互作 用规律，为疾病的预防、诊断、治疗提供科学依据。
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医学微生物学的研究对象与内容
2024/3/27
研究对象
包括细菌、病毒、真菌、寄生虫等微 生物及其与人体之间的相互关系。
15
细菌与人类的关系
正常菌群与微生态平衡
菌群种类、数量、分布及作用
条件致病菌与机会性感染
感染条件、致病机制及预防措施
病原菌与感染性疾病
病原菌种类、致病物质及所致疾病举例
细菌在医学领域的应用

微生物生理学幻灯片(第六章)

微生物生理学幻灯片(第六章)

HS-+H++1/2O2→S0+H2O
S0+3/2O2+H2O→SO42-+H+ NH4++3/2O2→NO2-+2H++H2O NO2-+1/2O2→NO3Fe2++H++1/4O2→Fe3++1/2H2O
硫细菌
硫细菌 硝化细菌 硝化细菌 铁细菌
-0.27
-0.25 0 +0.43 +0.77
-209.4
2、硫化细菌
对元素硫和还原态无机硫化物进行氧化的自 养细菌有光能自养硫细菌和化能自养硫细菌 两类。 化能自养硫细菌通常称为硫化细菌，主要包 括硫杆菌属（Thiobacillus）、硫化叶菌属 （Sulfotobus）、硫小杆菌属 （Thiobacterium）等6个属。多数硫化细菌 为专性化能自养菌，少数为兼性化能自养菌， 其中研究得最多的是硫杆菌属，它们分布广， 与人类关系密切。
从Fe2+到Fe3+的氧化反应是一个消耗质子的 反应（Fe2++1/202+2H+→Fe3++H20）。 实验证据表明1/2O2+2H+→H20的反应发生在 细胞质膜的内侧，而Fe2+→Fe3+的反应发生 在细胞质膜的近外侧——这样就涉及了电子 传递过程。 Fe2+→Fe3+ 1/2O2+2H+→H20 + + Fe2++1/202+2H+→Fe3++H20
质子通过转运质子的ATP酶进入细胞（在这 个过程中，驱动ADP的磷酸化——合成 ATP）。——如何使此过程长期性、连续性 的保持？ 为了保持细胞内中性pH值，涉及2个问题： ——电子的获得，并和质子结合形成水（在 细胞内完成）； ——相应物质的氧化及电子传递。 所以，必须考虑到Fe2+的氧化在这里非常重 要。

微生物生理学全套精美课件80

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24
目录
根据细胞中贮存的遗传信息的结构，通常将生物 分成为两大类型： 原核生物和真核生物。 原核生物细胞中的遗传信息虽然和真核生物的相 同，都是贮存在 DNA 大分子中，但原核生物的 DNA 却不像真核生物那样为膜包围成为一个明确的细胞核。 此外，原核生物细胞中也缺少由膜包围的其他细胞器 （如线粒体和叶绿体）和沟通并协调细胞内部生命活 动的内质网络。 近年来，用新发展核酸测序技术，分析了各类生 物的 16SrRNA 序列，提出了被称为第三型生物的古 细菌 ， 与真细菌和真核生物并列。
7
目录
19世纪 中后期
巴斯德 、柯赫 、维 诺格拉德斯基和贝格林克 等先驱者们的卓越工作， 为微生物生理学奠定了坚 实的科学基础。
路易斯•巴斯德 （1822-1895）
8
目录
巴斯德 打破了微生物自然发生 说。 免疫学和微生物发酵的研 究等万面都有伟大的贡献，并 揭露出在自然界存在有能在无 氧条件下进行生活的微生物 ， 他对酒“病”和蚕病的研究 ， 挽救了当时法国的酿酒业和蚕 丝业。他发明的巴斯德灭菌法， 一直沿用至今。
11
目录
贝格林克利用加富培养的方法， 首先自土壤中分离出能固定空气中氮素的好氧固 氮菌和蓝细菌（过去称为蓝绿藻）。 其后，他又成功地自豆科植物根瘤中分离出根瘤 菌（ 1888 ）。 维诺格拉德斯基和贝格林克的开创性的工作，不 仅推动了微生物生理学的发展，也为土壤微生物学莫 定了墓础。
12
目录
微生物生理学发展的一个重要转 折点是德国布赫纳（ Buchner ）发现 了酵母菌的无细胞制剂可将蔗糖转化 成酒精。
14
目录
1944.细菌的转化作用和转化物质的提纯等，第一 次确定了 DNA 是遗传的物质基础。 1947.细菌重组。 1949.噬菌体重组。 1952.细菌转导的相继发现。 1953.Watson和Crick. DNA 分子双螺旋结构的建 立。 1955.基因细微结构的分析。 1958.DNA 复制机制。 1964. DNA 和 RNA 的分子杂交等重要成就，为建 立分子遗传学打下了坚实的基础。

微生物生理学课件

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6、增强某些致病菌对宿主细胞的粘连、避免被白细胞吞噬 以及抗补体的作用；
2、革兰氏阴性细菌细胞壁结构
特点：肽聚糖层很薄（仅2~3nm），在肽聚 糖层外还有一个外膜，成分较复杂， 整个壁厚度较G+菌薄，机械强度较G+ 菌弱。
（1）外膜 (outer membrane)
G- Cell Wall
是G-细菌细胞壁所特有的结构，位于G-细菌细胞
DAP D-Ala
D-Ala
DAP D-Glu L-Ala
GM
M M M MM M G G G GG G M M M MM M G G G GG G M M M MM M G G G GG G M M M MM M G G G GG G M M M MM M
G - 细菌肽聚糖结构（局部）
G- Cell Wall
多糖链 短肽交联
(1)肽聚糖 ：肽聚 (peptidoglycan) 糖是由多糖链经 短肽相交联而形 成的网络状分子， 是真细菌细胞壁 特有的成分，构 成细菌细胞壁坚 硬的骨架部分。
原核生物所 特有的已糖
肽聚糖结构
双糖
单位 肽
聚
糖
四肽
单
尾
体
组
成
肽桥
革兰氏阳性菌肽聚糖的结构
溶菌酶作用点
N-乙酰葡糖胺
细胞破碎的方法
1、研磨法：最简便的方法，不需要特殊设备，缺点 是破碎细胞的效率不高，丝状真菌常用此法。
2、弹道法：效果好，价格便宜，易操作，平时用来 打碎细胞。
3、压榨法：原理是利用高压破碎细胞。 French压榨机：压细胞悬液，对G-和G+杆菌效果
好，对G+球菌和芽孢差。 X-压榨机：压冰冻细胞，对G+和G-都有效，设备

《微生物生理》PPT课件

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其在细胞中的位置：真核细胞是线粒体 ，原核细胞是细胞质膜。
在好氧呼吸中，由前面EMP和TCA产生的H（NADH2和 FADH2），通过电子传递体系（呼吸链），最终到达 分子氧，形成水。在这一传递过程中，产生ATP。（ 称为氧化磷酸化）
有机物的氧化偶联合成ATP的方式——底物水平磷酸化 ；
通过电子传递体系产生ATP的过程——氧化磷酸化； 光引起叶绿素、菌绿素等释放出电子，通过电子传递
仍然以葡萄糖为例子，讲解好氧呼吸过程。 葡萄糖的好氧呼吸分为两个阶段： 1.糖酵解阶段，形成丙酮酸，即EMP途径酵解阶段； 2.丙酮酸有氧分解阶段，即三羧酸循环（TCA循环）阶 段。
好氧呼吸第一阶段：EMP途径形成丙酮酸
TCA 循环
1.TCA循环 也称为柠檬酸（CAC）循环。从丙酮酸开始，先形 成乙酰辅酶A，乙酰辅酶A进入TCA循环，最终被彻 底氧化成为CO2和H2O。
V-P试验
某些细菌在葡萄糖蛋白胨水培养基中能分解葡萄糖产生丙酮酸，丙酮酸 缩合，脱羧成乙酰甲基甲醇，后者在强碱环境下，被空气中氧氧化为二乙 酰，二乙酰与蛋白胨中的胍基生成红色化合物，称V－P（+）反应。
另外，还可以用甲基红试验进行区别。 产气杆菌在混合酸发酵时会产生中性的乙酰甲基醇，但 大肠埃希氏杆菌的混合酸发酵产生多种有机酸，使培养 液呈酸性，p H在4.2左右甚至更低。 当用甲基红滴入时 ，大肠埃希氏杆菌培养液为红色， 称之为阳性反应；产气杆菌培养液为橙黄色，为甲基红 反应阴性。
产生ATP的过程——光合磷酸化。
好氧呼吸分为两种：外源呼吸和内源呼吸。 1.外源呼吸：正常条件下的呼吸，利用外界营养、 能源进行呼吸。 2.内源呼吸：外界不能供给能源，利用自身贮存的 能源物质进行呼吸。
好氧呼吸的条件： 取决于O2的体积分数，微生物环境中O2达到0.2％ （大气中氧的体积分数的1％）或0.2％以上，可以 进行好氧呼吸，达不到，则无法进行好氧呼吸。

微生物生理学全套精美课件80


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目录
19世纪 中后期
巴斯德 、柯赫 、维 诺格拉德斯基和贝格林克 等先驱者们的卓越工作， 为微生物生理学奠定了坚 实的科学基础。
路易斯•巴斯德 （1822-1895）
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目录
巴斯德 打破了微生物自然发生 说。 免疫学和微生物发酵的研 究等万面都有伟大的贡献，并 揭露出在自然界存在有能在无 氧条件下进行生活的微生物 ， 他对酒“病”和蚕病的研究 ， 挽救了当时法国的酿酒业和蚕 丝业。他发明的巴斯德灭菌法， 一直沿用至今。
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目录
微生物生理学发展的一个重要转 折点是德国布赫纳（ Buchner ）发现 了酵母菌的无细胞制剂可将蔗糖转化 成酒精。
从此微生物生理学的研究进入了分子水平，并诞生了生 物化学。此后，这两个学科紧密结合，共同发展。自1900－ 1960 之间，许多重要的代谢途径，都是首先利用微生物作为 研究对象而被阐明，然后在高等生物中得到证实。
性细胞结构过程； 2) 研究微生物形态发生与分化的分子机理； 3) 研究微生物的趋向性（趋化性、趋光性、趋磁
性等）与运动的本质和生命与环境之间的本质 联系等。
20
目录
微生物的生产已构成了一项庞大的发酵工业。 为了有效地进行微生物的生产，需要掌握微生物 生理学的知识和技术。 20 世纪 80 年代是生命科 学兴起的时代，今后微生物生理学必将有更广泛 而深入的发展，有待于善于思考和勤于工作的研 究者们去开发。
21
目录
总结
第1章 绪 论
1 . 1 微生物生理学研究对象与范围 1 . 2 微生物生理学的发展 1 . 3 微生物生理学研究内容
22
第 2 章 微生物的细胞 化学和结构
目录
微生物界是一大群微小的生物，其中包括非细胞形态的类 病毒和病毒，以及具有细胞结构的细菌、真菌、藻类和原生动 物。类病毒和病毒结构简单，不能营独立生活，只有寄生在寄 主的细胞内才能繁殖。
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大肠杆菌己糖磷酸运输系统生物合成调节 中有两种蛋白在起作用： 1.存在于细胞质中的活化蛋白A； 2.位于细胞膜上的转膜调节蛋白MR。
外 膜 内 外 膜 内
A
MR C A
G-6-P
MR C
四、载体物质生理活性调节 1.膜电势调节 2.胞内磷酸糖调节
3.cAMP环化酶与渗透酶的共同调节
RPr Pase
ATP
O C NH
=
BCCP-羧基生物素在转羧酶作用下，形成 丙二酰CoA 丙二酰CoA与乙酰CoA缩合并脱羧，生成 丁酰CoA，如此反复进行合成高级脂肪酸， 再合成磷脂 生物素不足时，就抑制了不饱和脂肪酸的 生成，从而影响了磷脂的生成，导致磷脂 含量不足，使细胞膜结构不完全，从而提 高细胞膜的通透性
在酶Ⅱ的作用下P-HPr将 磷酸转移给糖
在酶Ⅰ的作用 下HPr被激活
运送机制:是依靠磷酸转移酶系统,即磷酸烯醇 式丙酮酸-己糖磷酸转移酶系统. 运送步骤: 1.热稳载体蛋白(HPr)的激活
细胞内高能化合物磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）的磷 酸基团把HPr激活。 酶Ⅰ
PEP+HPr
丙酮酸+P-HPr
HPr是一种低分子量的可溶性蛋白，结合在细胞膜上， 具有高能磷酸载体的作用。
怎样克服生物素过量带来的问题
为了控制生物素的数量，除了选用的菌种必 须是生物素缺陷型以外，所用的原料（主要是 玉米浆）每批都要通过摇床实测后确定加入量。 当前还有一些措施可以使用。
4.随着分子生物学的发展，微生物生理学的研究不断地深入 到，细胞中的生物化学转化、能量的产生和转换；生物大分 子的结构与功能；分子水平上的形态建成、分化及其行为等 方面的研究方面。 5.近年来，微生物生理学的研究扩展到了新的或过去不引人 注意的微生物类群和可更新能源方面，这使人们对分解纤维 素微生物和甲烷产生菌的生理进行深入的考察，并从化能自 养菌的研究扩展到利用硫杆菌进行微生物浸矿。 6.另外微生物与其他生物之间的共生、寄生关系是人们多年 来一直注意的领域，尤其是共生固氧的研究已有较大的进展。 能使石油氧化、农药降解和人工合成的高分子物质分解的微 生物，也越来越多地成为人们研究的对象。总之，每一新菌 属和新现象的发现，都将为微生物生理学研究提供新的对象， 开辟新的领域。
15.4 12.1 1.9 1.2
谷氨酸发酵控制
生物素：作为催化脂肪酸生物合成最初反应的 关键酶乙酰CoA的辅酶，参与脂肪酸的生物合成，进 而影响磷酯的合成。 当磷酯含量减少到正常时的一半左右时，细胞 发生变形，谷氨酸能够从胞内渗出，积累于发酵液 中。生物素过量，则发酵过程菌体大量繁殖，不产 或少产谷氨酸，代谢产物中乳酸和琥珀酸明显增多。
O C
=
H NH + NH
=
H2O
HN
BCCP赖氨酸残基
O C OH BCCP-羧基生物素
= =
HC CH H2C S
生物 素羧 化酶
C （CH2）4
O H O C CO2 生物素 - 酶 -O C N NH HC CH
ADP C （CH2）4 H2C 生物素羧基载体蛋白 S H （biotin carboxyl carrier protein BCCP）
阐明微生物遗传信息传递与表达的方式和规律，研究膜
结构和功能；极端环境条件下微生物抗性与敏感性的机理及 其调节等。 3.研究微生物细胞的重建、形态发生、分化过程与趋向性 研究运动的本质、形态发生与分化的分子机理及有生物活
性细胞结构的过程。
第三章
第三节
微生物的营养与物质运输
营养物质运输的调节
一、营养物质本身的性质
Hale Waihona Puke 2、糖被磷酸化后运入膜内膜外环境中的糖先与外膜表面的酶Ⅱ结合，再被 转运到内膜表面。这时，糖被P-HPr上的磷酸激活， 并通过酶Ⅱ的作用将糖-磷酸释放到细胞内。 酶Ⅱ P-HPr+糖 糖-P +HPr 酶Ⅱ是一种结合于细胞膜上的蛋白，它对底物 具有特异性选择作用，因此细胞膜上可诱导出一系 列与底物分子相应的酶Ⅱ 。
细胞膜的结构决定了不同的物质透过膜的难易 程度有差异，物质的化学特性包括分子量、溶解性、 电负性、极性等都影响营养物进入细胞的难易程度。 小分子>大分子、脂溶性>水溶性、不带电荷>带电 荷物质
二、环境条件 1.温度
2.pH
3.代谢和呼吸的抑制剂 4.通透性诱导物与被运输物质的结构 类似物。
三、载体物质生物合成调节
第二节 微生物生理学研究中常用的技术 和方法
1.电子显微镜技术 2.DNA分子铺展技术 3.超离心技术 4.光谱技术 5.同位素技术 6.层析技术 7.电泳技术
8.电位、电势、极谱技术
微生物生理学研究内容：
1.生物化学方面 研究微生物代谢、产物合成途径、能量转化等；研究一 些特殊类型微生物的生理活动。 2.研究生物大分子结构与功能
第一节
微生物生理学研究对象和范围
一、研究对象
微生物生理学（microbial physiology）的 研究对象是微生物，它是微生物的一个重要分 支，是从生理生化的角度研究微生物细胞的形 态结构和功能、新陈代谢、生长繁殖等微生物 生命活动规律的学科。
二、微生物生理学的发展过程
1. 19世纪70年代以后，随着人们对酿酒、动植物病害、人类 疾病的防治和土壤微生物活动等的研究，微生物生理学逐渐兴 盛起来。 1905年，哈登和杨发现磷酸盐对酒精发酵的作用； 1911年，诺伊贝格开始对酒精发酵作系统研究；20世纪30年代， 生物化学的进展又推动了人们对微生物代谢的研究。 2. 随后，克勒伊沃和范尼尔等人从比较生物化学的角度，说 明了某些微生物的相互关系和生理学问题。 1933年，克勒伊沃建立了摇床培养技术，导致现代化微生物工 业深层培养的生理研究和应用。 3.同时，同位素、电子显微镜、超速离心、微量快速生物化学 分析以及生物化学突变株等技术的普遍应用，也推动了微生物 生理学研究的发展。
无活性
PEP
Ⅰ
-Pi
HPr
-Pi
RPr
Pase
有活性
Pyr
Ⅰ
HPr
RPr
-Pi
AC
RPr -Pi
无活性
AC
有活性
乳糖渗透酶与腺苷酸环化酶的协调作用
第四节
代谢产物的分泌
一、氨基酸的分泌
表3-10 乳酸发酵短杆菌细胞内磷脂含量与谷氨酸分泌的关系
干燥菌体内磷脂含量/%
2.0 2.2 3.1 3.6
菌体外L-谷氨酸量 /mg.mL-1