大学分子生物学经典课件7、微生物的生长 PPT课件.ppt

第六章微生物的生长
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生长繁殖的概念:
生长:指细胞内所有化学成分(蛋白质、核酸等)有规律地、均衡地、不可逆地增长(增加),体积得以增大即表现为生长(个体生长)。
繁殖:使细胞数目增加伴随个体数目增加的生物学过程。
生长是一个量变过程,是繁殖的基础;繁殖是一个质变过程,是生长的结果。
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单细胞生物的生长和繁殖之间的关系极为密切,例如细菌的繁殖从其形态改变来观察,首先其细胞物质增加,然后细胞伸长,同时形成一个横隔,形成两个子细胞,在这个过程中,生长和繁殖是分不开的,我们还不能测定其个体生长而不涉及其繁殖,因此,所谓细胞生长,实际上是以群体细胞数目的增加作标志,即整个物质增加。
在多细胞生物中,如果细胞数目的增加不伴随个体数目的增加,只能称生长,包括菌丝的延长等,形成有性、无性孢子的过程称为繁殖。
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微生物的群体生长:
分批培养,研究微生物生长规律的基本方法;
连续培养,以恒定的比生长速率,保持在恒定的生长阶段不断地生长。
在群体生长过程中的各个阶段生理特性的表现,是一个群体的平均指标,就每个微生物个体而言,是不可能都处于同一生理状态或同一生长阶段的。
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第一节微生物的个体生长
一、细胞结构的复制(合成)
(一)染色体复制
染色体是DNA的载体,对细菌来说,染色体实际上就是DNA,在生长过程中,DNA通过半保留复制完成。
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(二)细胞壁的扩增
在细胞生长过程中,由于壁的扩增,才使细胞体积得以增大。
用荧光免疫技术研究,发现有2种细胞壁的生长类型:
(1)杆菌在生长过程中,新合成的肽聚糖不是在一个位点而是在多个位点插入细胞壁,使得新老细胞壁呈间隔分布;
(2)球菌新合成的肽聚糖固定在赤道板附近插入,导致新老细胞壁能明显分开,原来的细胞壁被推向两端。
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(三)核糖体的生物发生
核糖体的重建包括rRNA的合成、蛋白质合成以及蛋白质在rRNA上的装配三个过程。
例:大肠杆菌核糖体的重建,Masayasu Nomwa成功地利用提纯的核糖体rRNA和蛋白质分子重建了大肠杆菌核糖体,其中最重要的发现是30s颗粒的组装,只需要16S rRNA分子和21种S型蛋白质,重建的颗粒具有天然颗粒的所有的生物学功能,50S颗粒与30S颗粒的情况相同,因而核糖体在体内的形成是自我组装的过程。RNA-蛋白质相互作用是一种有高度特异性的作用。该过程在真核细胞中要复杂得多。
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(四)线粒体的生物发生
线粒体的发生是指细胞内线粒体如何生成新的线粒体的,有2种方式,一是由原来存在于细胞内的线粒体生长和分裂产生;二是类似于酵母出芽的分裂方式。
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(五) 细胞膜的扩增
研究细胞膜扩增的方法是通过研究原来细胞膜的分布,再确定新扩增的部位。
通过利用突变株的培养,确定细胞膜的扩增部位,阴影部分为原来的细胞膜,随着分裂次数的增加,原来的细胞膜在子细胞中的量就越来越少。
细胞分裂:各种细胞物质的扩增导致了细菌细胞的分裂,细菌细胞分裂一般在间体位置上,以壁和膜的凹入开始,最后形成2个新的细胞。
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(六)鞭毛的形成
鞭毛亚基在细胞内合成,并贮存在细胞内,然后通过鞭毛中间的通道,逐步输送到鞭毛末端进行装配,使鞭毛延长到正常的长度。可通过同位素标记和抗原抗体反应等试验得到证实。随着长度增加,速度减慢(运送距离)。
真核生物的鞭毛亚基是在细胞内合成后,在鞭毛的基部装配延长,直至正常的长度。
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