第三章微生物
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第三章微生物细胞的结构与功能第一节原核微生物一大类细胞微小、细胞核无核膜包裹的原始单细胞生物。
与真核微生物的区别:基因组由无核膜包裹的双链环状DNA组成;缺乏由单位膜分割包围的细胞器;核糖体为70S。
原核微生物分为:细菌域:细菌、放线菌、蓝细菌、支原体、立克次氏体、衣原体。
共同点:细胞壁含肽聚糖;细胞膜含有由酯键连接的脂质,DNA一般无内含子。
古生菌域。
一、细胞壁位于细胞最外的一层厚实、坚韧的外被,主要由肽聚糖构成。
主要功能:固定细胞外形和提高机械强度,免受外力损伤;为细胞的生长、分裂、鞭毛运动所需;阻拦酶蛋白和某些抗生素等大分子物质进入细胞,保护细胞免受溶菌酶、消化酶和青霉素等有害物质的损伤;赋予细胞特定抗原性、致病性、对抗生素和噬菌体的敏感性。
1、革兰氏阳性菌的细胞壁厚度大、化学组分简单。
90%肽聚糖、10%磷壁酸。
(1)肽聚糖(粘肽、胞壁质、粘质复合物)由肽和聚糖两部分组成,肽有四肽尾和肽桥,聚糖由N-乙酰葡糖胺和N-乙酰胞壁酸相互间隔连接而成,呈长链骨架状。
1)双糖单位由N-乙酰葡糖胺通过β-1,4-糖苷键与N-乙酰胞壁酸相连。
β-1,4-糖苷键容易被溶菌酶水解。
2)四肽尾或四肽侧链由4个氨基酸分子按L型与D型交替方式连接而成。
L-Ala D-Glu L-Lys D-Ala3)肽桥或肽间桥肽聚糖的多样性主要变化发生在肽桥上。
(2)磷壁酸酸性多糖,主要成分甘油磷酸或核糖醇磷酸。
分类:壁磷壁酸,与肽聚糖分子间进行共价结合。
膜磷壁酸,由甘油磷酸链分子与细胞膜上的磷脂进行共价结合。
主要生理功能:其磷酸分子较多负电荷可提高周围Mg2+浓度,可保证一些需要Mg2+的合成酶提高活性;储藏磷元素;增强某些致病菌对宿主细胞的粘连、避免被白细胞吞噬和补抗体作用;特定抗原;作为噬菌体特异性吸附受体;调节自溶素的活力,借以防止细胞因自溶而死亡。
2、革兰氏阴性菌细胞壁(1)肽聚糖与革兰氏阳性菌的差别:四肽尾的第三个氨基酸不是L-Lys,而是m-DAP;没有特殊的肽桥,两个单体间只通过甲四肽尾的第四个氨基酸D-Ala的羧基与乙四肽尾的第三个氨基酸m-DAP的氨基直接相连。
第三章: 微生物细胞的结构和功能1.概述原核微生物分为: 细菌和古生菌. 真核微生物分为:真菌,原生动物,微藻类三域系统:细菌,古生菌,真核生物.原核微生物和真核微生物的主要区别:1.基因组由无核膜包裹的双链环状DNA组成。
2.缺乏由单位膜分割,包围的细胞器。
3.核糖体为70S型。
2.原核微生物原核微生物的构造可分为一般构造(一般都具有的)和特殊构造(部分种类或特定环境下才形成的)。
A.原核微生物的细胞壁细胞壁是位于细胞最外层厚实,坚韧的外被,主要由肽聚糖构成,有固定细胞外型和保护细胞等多种生理功能。
通过染色,质壁分离,电子显微镜观察超薄切片,光学显微镜观察原生质体等方法可证实细胞壁的存在。
细胞壁的主要功能有:1。
固定细胞外型和提高机械强度,使其免受渗透压等外力的损伤。
2。
为细胞的生长,分裂和鞭毛运动所必需。
3。
阻拦酶蛋白和抗生素等大分子进入细胞,保护免受溶菌酶,消化酶和青霉素等有害物质的损伤。
4。
赋予细胞具有特定的抗原性,致病性以及对抗生素和噬菌体的敏感性。
革兰氏染色的基本原理:革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌主要由于其细胞壁化学成分不同而引起的脱色能力不同。
革兰氏阳性菌细胞壁较厚,肽聚糖网层次多交联致密,染色后进行脱色处理,因失水反而使网孔缩小,再加上其不含脂类,故乙醇处理不会溶出缝隙,能把结晶紫和碘复合物留在壁能成紫色。
革兰氏阴性菌细胞壁薄,脂含量高,肽聚糖层薄交联差,遇脱色剂后外膜溶解,结晶紫碘复合物溶出,格兰氏阳性菌的细胞壁: (金黄色葡萄球菌)特点: 厚度大,化学组成简单,90%肽聚糖和10%磷壁酸成分与作用:1.肽聚糖: 是真细菌特有成分,典型的肽聚糖层厚约20~80nm,由25~40层左右的网格状分子交织成的网套覆盖在整个细胞上。
肽聚糖分子是由肽和聚糖2部分组成,其中的肽有四肽尾和肽桥2种,聚糖则由N-乙酰葡糖胺和N-乙酰胞壁酸相互间隔连接而成(β-1,4-糖苷键)。
作用:构成骨架,起支持和保护作用。
第三章微生物一、章节学习主题本章内容属于《标准2022》中的第二个学习主题“生物的多样性”,内容涵盖了细菌、真菌和病毒的相关知识。
二、章节学习内容分析1.内容的课标分析本章内容属于《标准2022》规定的第二个学习主题“生物的多样性”。
通过本章的教学,达成以下目标:(1)要帮助学生形成1个大概念:生物可以分为不同的类群,保护生物的多样性具有重要意义。
(2)要帮助学生形成1个重要概念:微生物一般是指个体微小、结构简单的生物,主要包括病毒、细菌和真菌。
(3)要帮助学生形成4个次位概念:①病毒无细胞结构,需要在活细胞内完成增殖;②细菌是单细胞生物,无成形的细胞核;③真菌是单细胞或多细胞生物,有成形的细胞核;④有些微生物会使人患病,有些微生物在食品生产、医药工业等方面得到广泛应用。
《标准2022》对这一学习主题的学业要求:说明生物的不同分类等级及其相互关系,初步形成生物进化的观点;对于给定的一组生物,尝试根据一定的特征对其进行分类;分析不同生物与人类生活的关系,认同保护生物资源的重要性。
2.本章教学内容分析本章包括《微生物的分布》《细菌》《真菌》《病毒》四节内容。
第一节《微生物的分布》主要是尝试采用细菌和真菌培养的一般方法,探究细菌和真菌的分布。
第二节《细菌》主要讲述了细菌的形态特征和结构特点,以及细菌的生殖方式和营养方式。
第三节《真菌》主要是识记酵母菌、霉菌的形态构造;认识日常生活中常见的真菌,说出霉菌和蘑菇的营养方式。
第四节《病毒》主要讲述了病毒的结构和生活以及病毒与人类的关系。
从课本的编排上来看,本章内容是安排在《藻类与植物的类群》《动物的类群》之后,有了《藻类与植物的类群》和《动物的类群》的基础,学生能初步了解生物的亲缘和进化关系,因此通过对本章内容的学习可以使学生对微生物的分类及各类群微生物的特点有一个清楚的认识。
三、章节学情分析已有知识:小学科学课上对各种各样的微生物有过介绍,结合日常生活经验,学生能初步认识一些常见的微生物。
第三章:微生物细胞的结构与功能-原核生物
一.是非判断:
1.真细菌包括普通细菌、放线菌、蓝细菌、支原体、立克次氏体和衣原体等。
2.杆状细菌的细胞直径比较稳定,与排列方式和长度一起可作为分类鉴定的依据。
3.受到菌龄的影响,幼龄细菌一般比成熟的或老龄的细菌小。
4.在原核细胞的周质空间中,存在着多种周质蛋白,被誉为“酶口袋”。
5.溶菌酶可用于细菌、酵母和霉菌的原生质体的制备。
6.微生物细胞内的储存物中,异染粒是β-羟基丁酸聚合物。
7.原核生物与真核生物细胞膜组分的主要差别是前者无甾醇。
8.根瘤菌的类菌体不仅具有固氮能力,还具有繁殖功能。
9.古生菌的细胞壁均为假肽聚糖构成。
10.细菌细胞膜不含甾醇类物质,而真菌细胞膜含有甾醇类物质。
11.只有分枝杆菌才具有抗酸染色的特性。
12.肽聚糖的基本组成单位包括双糖单位、四肽尾和五肽桥。
13.间体为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。
14.原核生物的细胞质含水约80%,处于一种流动状态。
15.原核生物细胞中气泡的膜也是磷脂双份子层结构,可耐受一定的压力。
16.产芽孢的细菌多为杆菌,也有一些球菌。
芽孢的有无、形态、大小和着生位置是细菌分类和鉴定中的重要指标。
17.革兰氏阴性细菌细胞壁中的脂多糖是细菌外毒素的物质基础。
18.细菌的内毒素就是指革兰氏阴性细菌细胞壁中的脂多糖中的类脂A。
19.磷壁酸是革兰氏阳性细菌细胞壁中特有的酸性多糖。
20.抗酸细菌是一类细胞壁中含有大量分枝菌酸等蜡质的特殊革兰氏阳性菌。
21.古生菌的细胞膜中存在着独特的单分子层膜和单双分子层混合的膜结构。
22.由于革兰氏阴性菌细胞外有外膜层的保护,因此对青霉素和溶菌酶不敏感。
23.芽孢在普通条件下可保存几年或几十年的生命力,因此是抗逆性最强的休眠体。
24.羧酶体是自养微生物细胞质内常见的内含物。
25.抗酸性细胞本身不易被革兰氏染色,碱性酒精脱去细胞壁中的“蜡质”组分后,细胞会变成非抗酸性,革兰氏染色阴性。
26.某些古生菌的细胞壁是由假肽聚糖组成的,其结构特点与肽聚糖相似,也是由多糖骨架、肽尾和肽桥组成。
二.选择题:(如需要,可多选)
1.下列各个选项中,G+细菌细胞壁所特有的组分是(),决定G-细菌细胞表面抗原决定簇多样性的组分是(),革兰氏阴性细菌致病物质内毒素的物质基础是()。
(1)肽聚糖;(2)磷壁酸;(3)外膜层;(4)O-特异侧链;(5)核心寡糖;(6)类脂A
2.下列()物质是革兰氏阳性和革兰氏阴性细菌细胞壁中的共有成分。
(1)粘肽(mucopeptide);(2)胞壁质(murein);(3)粘质复合物(mucocomplex);(4)肽聚糖;(5)磷壁酸;(6)脂多糖
3.下面的叙述中,哪些不是L型细菌的特征()。
(1)没有完整而坚韧的细胞壁;(2)又称“滤过型细菌”;
(3)对渗透敏感;(4)对青霉素敏感;
(5)细胞呈多形态;(6)在固体培养基上形成“油煎蛋” 似的小菌落;
(7)遗传性稳定差,很容易再生细胞壁
4.原核生物细胞中,能够稳定细胞膜结构的化合物是()
(1)磷脂;(2)甾醇;(3)肽聚糖;
(4)类何帕烷;(5)麦角固醇;(6)胆固醇
5.下列叙述中,哪些是古生菌细胞膜的特征()
(1)在本质上也是由磷脂组成;
(2)磷脂的疏水尾的长链烃由异戊二烯的重复单位组成;
(3)亲水头和疏水尾之间通过醚键(-C-O-C-) 形成甘油二醚或甘油四醚,不是酯键;
(4)存在着独特的单分子层膜,或单、双分子层混合膜;
(5)细胞膜上存在独特的脂类
6.肠膜状明串珠菌的()中的提取物可以制备“代血浆”。
(1)细胞膜;(2)储藏颗粒;(3)糖被;(4)细胞质
7.曾被误认为是“大病毒”的一类微生物是()。
(1)支原体;(2)衣原体;(3)立克次氏体;(4)类病毒
8.自然进化形成的无壁细菌是()。
(1)衣原体;(2)立克次氏体;(3)支原体;(4)原生质体。
9.革兰氏染色机理涉及到()的组成和结构。
(1)细胞壁;(2)细胞膜;(3)细胞内含物;(4)细胞核。
10.细胞内含物中,()可以作为生物可降解塑料的良好原料。
(1)糖原;(2)聚-β-羟基丁酸(PHB);(3)藻青蛋白;(4)异染颗粒。
11.异染颗粒是(4)储存物。
(1)碳源;(2)氮源;(3)硫源;(4)磷源。
12.溶菌酶溶解细菌细胞壁的主要原理是()。
(1)降解肽尾和N-乙酰胞壁酸的连接;(2)降解双糖单位中的β-1,4-糖苷键;(3)降解肽桥;(4)阻断转肽酶;(5)降解壁磷壁酸
13.革兰氏阴性细菌外膜的主要组成成分包括()。
(1)脂多糖;(2)磷脂;(3)肽聚糖;(4)脂蛋白复合体;(5)孔蛋白14.古生菌细胞壁的化学成分与真细菌差别较大,可能是()。
(1)多糖;(2)假肽聚糖;(3)类脂质;(4)糖蛋白;(5)蛋白质
15.用溶菌酶人工处理革兰氏阴性细菌而获得的球状体具有()特点。
(1)可在普通培养基上生长;(2)必须在高渗培养基中才能生长;
(3)残留部分细胞壁;(4)对环境条件变化非常敏感
16.下列对革兰氏阴性细菌鞭毛的描述中,()是错误的。
(1)鞭毛是生长在某些细菌体表的长丝状、波曲或直的蛋白质附属物;(2)鞭毛丝着生于钩形鞘上,基部延伸,由大量鞭毛蛋白亚基螺旋状排列组成;
(3)P环与细胞壁内壁的肽聚糖层相连
(4)L环与细胞壁外膜的LPS层相连
17.下列对细菌芽孢的描述中,()是错误的。
(1)芽孢衣含疏水性角蛋白,抗酶解、抗药物;
(2)皮层含水约70%,含有芽孢肽聚糖和吡啶二羧酸钙盐;
(3)核心含水量极低(10%~25%),含有芽孢肽聚糖,不含有吡啶二羧酸钙盐;(4)核心含有核心特异蛋白。
18.下列对放线菌的描述中,()是错误的。
(1)高G+C mol%、革兰氏阳性的一类细菌;
(2)大部分放线菌具有生长发育良好的菌丝体,菌丝直径与霉菌类似;(3)大部分放线菌是以孢子进行繁殖,菌落特征类似于霉菌;
(4)所有放线菌细胞的结构与细菌基本相同,不同于霉菌;
(5)放线菌孢子丝的形状和排列方式是分类依据;
(6)放线菌孢子形状和孢子表面形状是分类依据。
19.下列对蓝细菌的描述中,()是错误的。
(1)又称蓝藻或蓝绿藻;
(2)某些蓝细菌有叶绿体;
(3)通过产氧型或非产氧型光合作用将光能转变成化学能;
(4)某些蓝细菌形成异形胞、静息孢子和链丝段;
(5)某些蓝细菌无鞭毛,但能在固体表面滑行;某些蓝细菌有鞭毛运动。
20.下列()是专性活细胞内寄生的原核微生物。
(1)枝原体;(2)立克次氏体;(3)衣原体;(4)蛭弧菌
21.下列()物质决定了革兰氏阴性细菌细胞表面抗原的多样性。
(1)脂多糖的核心多糖;(2)脂多糖的类脂A;
(3)脂多糖的O-多糖;(4)外膜蛋白
答案
是非判断:
1.(√);
2.( ×);
3.( ×);
4. (√);
5. ( ×);
6. ( ×);
7. ( ×);
8. ( ×);
9. ( ×); 10. ( ×); 11. ( ×); 12. ( ×); 13. (√); 14. ( ×); 15. ( ×); 16. (√); 17( ×); 18. ( ×); 19(√); 20. (√); 21. (√); 22. (√);
23. (√); 24. (√); 25( ×) ; 26. (√)
选择题:
1.(2),(4),(6);
2.(1, 2, 3, 4);
3.(4,7);
4.(4);
5.(1, 2, 3, 4, 5);
6.(5);
7.(2); 8(3); 9. (1); 10. ( 2); 11. ( 4); 12. (2); 13. (1, 2, 4, 5); 14. (1, 2, 4, 5); 15. (1, 3); 16. (1,2); 17. (3); 1
8. (2, 6); 19(2, 5); 20. (2, 3); 21(3)。