微生物学(周德庆)原核生物.ppt

第二章 原核微生物,类型：细菌(古生菌)放线菌 蓝细菌 支原体 立克次氏体 衣原体 即三菌三体,定义：指一大类仅含一个DNA分子的原始核区而无核膜包裹的原始单细胞生物。,第一节 细菌(4学时)第二节 放线菌(0.5学时)第三节 蓝细菌(0.5学时)第四节 支原体、衣原体和立克次氏体(1学时),本章内容安排,第一节 细菌 Bacteria,工业：生产各种氨基酸、有机酸、酶制剂、乙醇等；农业：生产杀虫菌剂、细菌肥料；沼气发酵、饲料青贮；医药：生产菌苗、抗生素、类毒素、代血浆等；环保：污水处理、农药分解、秸秆利用等；国防：生物武器。,定义：,一类细胞形态细而短（0.5um0.55um）、结构简单、细胞壁坚韧、以二等分裂方式繁殖和水生性较强的原核微生物。,生存环境：,温暖潮湿、富含有机物的地方。有特殊的臭味或酸败味，发粘、发滑。,应用：,危害：,人、动物、植物的传染病、食物和工农业产品腐烂变质。,一、细菌的形态构造及其功能,基本形态其它形状,（一）形态,球形杆形螺旋形,丝状肾形柄形等,1球菌Coocus,（1）单球菌（2）双球菌（3）链球菌（4）四联球菌（5）八叠球菌（6）葡萄球菌,2杆菌 Bacillus(bacilli),长杆菌（1）长短不同 短杆菌 球杆菌等 棒状杆菌（2）菌体某个部位是否膨大 梭状杆菌 无芽孢杆菌（3）芽孢有无 芽孢杆菌,丙酮丁醇梭菌,是细菌中种类最多的。,3.螺旋菌(spirilla),弧菌（vibrio)：螺旋不满一圈，菌体呈弧形或 逗号形.例：霍乱弧菌、逗号弧菌螺菌(spirillum)：螺旋满26环，螺旋状。例：干酪螺菌,根据其弯曲情况,幽门螺旋菌,左：显微数码摄像,右：结构示意图,螺旋体是一类细长、柔软、弯曲呈螺旋状、运动活泼的单细胞型微生物。在生物学上的位置介于细菌与原生动物之间。在分类学上由于更接近于细菌而归属在细菌的范畴。,分类：5个属。疏螺旋体属、密螺旋体属、钩端螺旋体属、脊螺旋体属、螺旋体属。前三属中有引起人患回归热、梅毒、钩端螺旋体病的致病菌，后二属不致病。,4.细菌特殊形态,(二)细菌的大小,通常用微米（um）作为测量单位。1.测量球菌：只测量其直径。一般为0.52um。2.测量杆菌和螺旋菌：需测量其长度和宽度，用宽长表示。杆菌一般为0.5l15um。测量螺旋菌长度时，一般只测量其弯曲形长度。3.细菌大小的记录常是平均值或代表性数值。4.细菌细胞的重量约为l10-9l10-10mg，即每g细菌约含1-10万亿个细菌菌体,典型的大肠杆菌0.5um2um；重10-12克；1500个细胞的长径相连，相当于一个芝麻大120个相连，有一根人发的粗细；109个细胞才有1mg重；,德国科学家H.N.Schulz等1999年在纳米比亚海岸的海底沉积物中发现的一种硫磺细菌（sulfur bacterium），0.10.3 mm，其大小可达0.75 mm，Thiomargarita namibiensis，-“纳米比亚硫磺珍珠”,最大的细菌纳米比亚嗜硫珠菌,最小的细菌纳米细菌（nanobacteria）50 nm,颤蓝菌属,Prokaryotes,Eukaryotes,Viruses,一般构造,特殊构造,（三）构造,1.一般构造,(1)细胞壁A 定义 是位于细胞最外的一层厚实、坚韧富有弹性的外被，主要由肽聚糖构成，赋予细菌以强度和形状。B 功能C 结构,细胞壁功能,固定菌体外形和保护菌体的作用。对有鞭毛的细菌来说，它又是鞭毛运动的必需条件。屏障保护阻拦有害物质进入细胞；赋予细菌特定抗原性、致病性及对抗生素和噬菌体的敏感性。,3.染色,细胞壁结构,由于细菌细胞微小又透明，一般先要经过染色才能作显微观察.,革兰氏染色,丹麦医生，C.Gram于1884年发明的一种鉴别不同类型细菌的染色方法。,染色步骤：结晶紫初染-碘液媒染-乙醇脱色-番红复染,染色结果：紫色：革兰氏阳性菌 红色：革兰氏阴性菌,细胞壁结构G+和G-的细胞壁的构造不同,G+细菌的细胞壁结构（Staphylococcus aureus）,细胞壁厚（2080nm）；化学成分简单：肽聚糖：90%磷壁酸：10%,肽聚糖(Peptidoglycan）,由大量肽聚糖单体聚合而成；单体组成双糖单位N-乙酰葡糖胺和N-乙酰胞壁酸通过-1，4糖苷键相连接；四肽尾肽桥甘氨酸五肽,又称粘肽(mucopeptide)、胞壁质(murein)或粘质复合物(mucocomplex)，是真细菌细胞壁中的特有成分。,原核生物所特有的已糖,肽聚糖单体,由四个氨基酸分子按L型与D型交替方式连接而成,双糖单位中的-1,4-糖苷键很容易被溶菌酶(lysozyme)所水解，从而引起细菌因肽聚糖细胞壁的“散架”而死亡。,单体间的连接,目前所知的肽聚糖已超过100种，在这一“肽聚糖的多样性”中，主要的变化发生在肽桥上。,磷壁酸,是结合在G+细菌细胞壁上的一种酸性多糖;主要成分为甘油磷酸或核糖醇磷酸。可分为两类：壁磷壁酸和膜磷壁酸,因带负电荷，故可与环境中的Mg等阳离子结合，保证膜结合酶维持高活性的需要；协助肽聚糖加固细胞壁。,保证革兰氏阳性致病菌与其宿主间的粘连,赋于革兰氏阳性细菌以特异的表面抗原,提供某些噬菌体以特异吸附受体,贮藏磷元素,调节细胞内自溶素（autolysin）的活力以调节细胞壁的增长,磷壁酸的功能,细胞壁薄；层次多、成分复杂；外膜脂多糖(LPS)外膜蛋白（20多种）脂蛋白孔蛋白磷脂内膜 肽聚糖,2）G-细菌的细胞壁结构,G-细菌的细胞壁结构,肽聚糖,埋藏在外膜层之内，是仅由12层肽聚糖网状分子组成的薄层(23nm)，含量约占细胞壁总重的10%，故对机械强度的抵抗力较革兰氏阳性菌弱。,内消旋二氨基庚二酸(m-DAP)（只在原核微生物细胞壁上发现）,没有特殊的肽桥，只形成较为疏稀、机械强度较差的肽聚糖网套,G-细菌的细胞壁结构,G细菌细胞壁所特有的结构，位于壁的最外层（810nm），为脂多糖、磷脂和若干种蛋白。,外膜或外壁层,脂多糖,脂多糖的主要功能,LPS结构的多变，决定了革兰氏阴性细菌细胞表面抗原决定簇的多样性；,LPS负电荷较强，与磷壁酸相似，也有吸附Mg2+、Ca2+等阳离子以提高其在细胞表面浓度的作用，对细胞壁结构起稳定作用。,类脂A是革兰氏阴性细菌致病物质内毒素的物质基础；,具有控制某些物质进出细胞的部分选择性屏障功能；,许多噬菌体在细胞表面的吸附受体；,G+细菌和G-细菌细胞壁的比较,G+细菌与G-细菌细胞壁的比较,3）革兰氏染色的方法和机制,染色机制,通过初染和媒染操作后，在细菌细胞的膜或原生质体上染上了不溶于水的结晶紫与碘的大分子复合物。革兰氏阳性菌由于细胞壁厚、肽聚糖含量较高和其分子交联度较紧密，故在用乙醇洗脱时，肽聚糖网孔会因脱水而明显收缩；再加上它基本不含类脂，故用乙醇处理不能在壁上溶出缝隙，因此结晶紫与碘复合物仍牢牢阻留在其细胞壁内，使其呈现蓝紫色。革兰氏阴性细菌因其壁薄、肽聚糖含量低和交联松散，故遇乙醇后，肽聚糖网孔不易收缩；加上它的类脂含量高，所以当乙醇把类脂溶解后，在细胞壁上就会出现较大的缝隙，这样，结晶紫与碘的复合物就极易被溶出细胞壁，因此通过乙醇脱色后，细胞又呈无色。这时，再经番红等红色染料进行复染，就使革兰氏阴性获得了红色。,4）古生菌的细胞壁,古生菌又称古细菌(Archaebacteria)，或称古菌(Archaea)，是一个在进化途径上很早就与真细菌和真核生物相互独立的生物类群，如产甲烷菌(Methanobacterium)和大多数嗜极菌(Extremophile)。,在古生菌中除Thermoplasma（热原体属)无细胞壁外，其他都具有与真细菌功能相似的细胞壁，然而细胞壁的成分与真细菌差别甚大，已知的一些古生菌细胞壁中没有真正的肽聚糖，而是由多糖（假肽聚糖）、糖蛋白或蛋白质构成。,古生菌的细胞壁结构,甲烷杆菌属的细胞壁,由多糖组成,结构与细菌肽聚糖不同之处：双糖骨架是由N-乙酰葡糖胺和N-乙酰塔罗糖胺糖醛酸以-1，3-糖苷键（不被溶菌酶水解）交联而成；肽尾是由L-Glu、L-Ala和L-Lys 3个L型氨基酸组成；肽桥由1个L-Glu 组成。,5）缺壁细菌(Cell wall deficient bacteria),A)L型细菌（L-form of bacteria）,细菌在某些环境条件下（实验室或宿主体内）通过自发突变而形成的遗传性稳定的细胞壁缺陷变异型。,因英国李斯德（Lister）预防研究所首先发现而得名（1935年，念珠状链杆菌 Streptobacillus moniliformis）,大肠杆菌、变形杆菌、葡萄球菌、链球菌、分枝杆菌和霍乱弧菌等20多种细菌中均有发现，被认为可能与针对细胞壁的抗菌治疗有关。,特点：,没有完整而坚韧的细胞壁，细胞呈多形态；,有些能通过细菌滤器，故又称“滤过型细菌”；,对渗透压敏感，在固体培养基上形成“油煎蛋”似的小菌落（直径在0.1mm左右）；,B)原生质体（protoplast）,在人为条件下，用溶菌酶处理或在含青霉素的培养基中培养而抑制新生细胞壁合成而形成的仅由一层细胞膜包裹的，圆球形、对渗透压变化敏感的细胞，一般由革兰氏阳性细菌形成。,特点,对环境条件变化敏感，低渗透压、振荡、离心甚至通气等都易引起其破裂；,有的原生质体具有鞭毛，但不能运动，也不被相应噬菌体所感染；,在适宜条件（如高渗培养基）可生长繁殖、形成菌落，形成芽孢。可恢复成有细胞壁的正常结构。,比正常有细胞壁的细菌更易导入外源遗传物质，是研究遗传规律和进行原生质体育种的良好实验材料。,C)球状体(sphaeroplast),采用上述同样方法，针对革兰氏阴性细菌处理后而获得的残留部分细胞壁（外壁层）的球形体。与原生质体相比，它对外界环境具有一定的抗性，可在普通培养基上生长。,D）支原体(Mycoplasma),在长期进化过程中形成的、适应自然生活条件的无细胞壁的原核生物。因它的细胞膜中含有一般原核生物所没有的甾醇，所以即使缺乏细胞壁，其细胞膜仍有较高的机械强度。,(2)细胞膜（cell membrane）,1)定义：紧贴在细胞壁内侧的一层由磷脂和蛋白质组成的柔软、富有弹性的半透性薄膜；不含甾醇；2)细胞膜的结构1972年Singer和Nicolson提出的液态镶嵌模型主要内容 以液态的脂质双分子层为基架，其中镶嵌着具有不同分子结构、不同生理功能的蛋白质。,酯键,3）古生菌的细胞膜,与细菌细胞膜的不同疏水尾由长链烃组成（异戊二烯的重复单位-四聚体植烷）亲水头与疏水尾通过醚键连接甘油分子的C3位上连接的基团（R）与细菌和真核生物不同膜的结构有单分子层或单、双混合膜含有多种独特的脂类（细菌红素、番茄红素、胡萝卜素、视黄醛等）,古生菌磷脂的分子结构,真细菌磷脂的分子结构,4）细胞膜的生理功能,选择性地控制细胞内、外的营养物质和代谢产物的运送；,维持细胞内正常渗透压的屏障；,合成细胞壁和糖被的各种组分（肽聚糖、磷壁酸、LPS、荚膜多糖等）的重要基地；,膜上含有氧化磷酸化或光合磷酸化等能量代谢的酶系，是细胞的产能场所；,是鞭毛基体的着生部位和鞭毛旋转的供能部位；,膜上某些蛋白受体与趋化性有关,(3)细胞质（cytoplasm）,被细胞膜包围着的除核区以外的一切半透明、胶状、颗粒状物质的总称。主要成分水（约为80%）核糖体（70S)细胞内含物细胞质内一些形状较大的颗粒状构造，如贮藏物、磁小体、羧酶体、气泡等；,1)贮藏物,它是微生物合理利用营养物质的一种调节方式；它以多聚体的形式存在，有利于维持细胞内环境的平衡，避免不适合的pH，渗透压等的危害；它在细菌细胞中大量积累，是重要的自然资源。,聚-羟丁酸（PHB）颗粒,类脂性质的碳源类贮藏物，易被脂溶性染料着色.贮藏碳源、能源、降低细胞渗透压,n106,巨大芽孢杆菌（Bacillus megaterium）在含乙酸或丁酸的培养基中生长时，细胞内贮藏的PHB可达其干重的60%。,制造无毒、易降解的医用塑料器具、外科手术针和缝线、快餐盒等。,异染颗粒,主要成分是多聚偏磷酸盐，是一种嗜碱性的酸性小颗粒，故易被碱性染料着色。,一般在含磷丰富的环境下形成。功能是贮藏磷元素和能量，并可降低细胞的渗透压。,n=2106,可用美蓝或甲苯胺蓝染成红紫色。,1975年由R P BlakemoreD 在趋磁细菌中发现,主要成分：Fe3O4,外被一层磷脂、蛋白或糖蛋白膜,无毒,大小20100nm,每个细胞有220颗,形状：平截八面体、平行六面体或六棱柱体等,功能：导向作用，即借助鞭毛游向泥、水界面微氧环境处生活,实用前景：生产磁性定向药物或抗体，以及制造生物传感器,2)磁小体(megnetosome),存在于一些自养细菌内的多角形或六角形内含物,大小约100nm（与噬菌体相仿）,内含1，5二磷酸核酮糖羧化酶,在自养细菌的CO2固定中起关键作用,3)羧酶体（carboxysome）,4)气泡（gas vacuoles),调节细胞比重，以使细菌漂浮在最适水层中获取光能，O2和营养物质,（4）核区核质体、原核、拟核、核基因组,定义原核生物特有的无核膜包裹、无固定形态的原始细胞核。,结构Feulgen或Giemsa染色大型环状的双链DNA分子，一般不含蛋白质,功能负载细菌遗传信息的物质基础。,第一个完成全基因组序列测定的独立生活的原核生物是：流感嗜血杆菌（Haemophilus influenzae），1995年；第一个完成全基因组序列测定的自养型生物是：古生菌：詹氏甲烷球菌（Methanococcus jannaschii），1996年第一个完成全基因组序列测定的真核生物是：酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae），1996年；,质粒(Plasmid),为染色体外存在的一种能自我复制的小型环状DNA分子 较染色体小，约(2100)106D 每个菌体可含1数个质粒不同质粒之间可重组，质粒与染色体也可重组 质粒对菌体生存并不是必需的，但携带有编码某些特性的基因，其存在可使细菌细胞具有某些特性,质粒功能,R因子：与抗药性有关,F因子：与有性接合有关,其他质粒：与抗生素，色素合成有关,基因工程中作为目的基因载体,2.细菌的特殊构造,glycocalyx,endospore,flagella,fimbriae,Sex-pili,（1）糖被,定义包被于某些细菌细胞壁外的一层厚度不定富含水分的多糖黏胶物质，不易着色，但用负染色法（使菌体和背景着色），可以看见。,类型,成分(组成）一般为多糖，少数为蛋白质、多肽或多糖与多肽复合型；,功能a保护作用保护菌体，抵抗干燥，免受杀菌物质伤害，防吞噬。b贮藏养料贮藏营养物质。c致病功能肺炎球菌有荚膜能致病，无荚膜不能致病。d表面附着：唾液链球菌：蔗糖-己糖基转移酶-果聚糖（黏附于牙齿表面）e信息识别f堆积代谢废物,多糖：肠膜明串珠菌多肽：炭疽杆菌多糖多肽：巨大芽孢杆菌,应用 用于菌种鉴定；用作药物和生化试剂 肠膜明串珠菌（Leuconostoc esenteroides）提取葡聚糖“代血浆”用作工业原料 野菜黄单胞杆菌(Xanthomonas campestris)；提取黄原胶用于石油开采用于污水的生物处理 菌胶团(Zoogloea),（2）鞭毛(flagellum,复flagella),概念：某些细菌细胞表面着生的一至数十条长丝状、波曲的蛋白质附属物，具有推动细菌运动功能，为细菌的“运动器官”。,大多数杆菌，所有螺旋菌，极少数球菌有。主要为蛋白质，少量多糖，能够伸缩。,长约1520um,直径为0.010.02um,鞭毛的着生方式,偏端单生,两端单生,偏端丛生,两端丛生,周生,侧生,观察和判断细菌鞭毛的方法,电子显微镜直接观察,鞭毛长度：1520m；直径：0.010.02m,光学显微镜下观察：鞭毛染色和暗视野下对悬滴标本和水浸片的观察。,根据培养特征判断：半固体穿刺、菌落（菌苔）形态,G-和G+细菌中鞭毛的构造是不相同的,G-和G+细菌中鞭毛的构造是不相同的,L环(连在细胞外壁层LPS部位)P环(连在内壁的肽聚糖部位)S环(与周质空间相连)M环(嵌入在细胞膜上),G-细菌鞭毛结构,革兰氏阳性细菌鞭毛仅由S和M环组成,鞭毛推动细菌运动的特点,速度,一般速度在每秒2080m范围，最高可达每秒100m（每分钟达到3000倍体长），超过了陆上跑得最快的动物猎豹的速度（每分钟1500倍体长或每小时110公里）。,鞭毛运动的机制“旋转论”or“挥鞭论”?,“拴菌”试验（tethered-cell experiment）1974年，美国学者西佛曼（M.Silverman）和 西蒙（M.Simon）,（3）菌毛（纤毛）（fimbria）,菌毛是长在细菌体表的一种纤细、中空、短直，数量较多的蛋白质附属物。起源于质膜内侧（同鞭毛）、无基体很多-菌及少数+菌 作用：不是运动器附着、粘连,鞭毛,菌毛,构造和成分与菌毛相同，但比菌毛长。,数量仅一至少数几根。,性毛一般见于-菌的雄性菌珠中。,其功能是向雌性菌珠（受体菌）传递遗传物质。,鞭毛,菌毛,性毛,糖被,（4）性毛（pili,单数pilus）,Bacillus subtilis,（5）特殊的休眠构造芽孢,某些细菌（主要是G+的两个属-好氧性的芽孢杆菌属和厌氧性的梭菌属）在其生长发育后期，在细胞内形成一个圆形或椭圆形、厚壁、含水量极低、抗逆性极强的休眠体，称为芽孢（endospore或spore，偶译“内生孢子”）。,（5）特殊的休眠构造芽孢,概念,能形成芽孢的细菌种类,Bacillus Aerobic,Clostridium Anaerobic,梭菌属,芽孢杆菌属,细菌芽孢的特点,整个生物界中抗逆性最强的生命体，是否能消灭芽孢是衡量各种消毒灭菌手段的最重要的指标。,芽孢是细菌的休眠体，在适宜的条件下可以重新转变成为营养态细胞；产芽孢细菌的保藏多用其芽孢。,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。,芽孢与营养细胞相比化学组成存在较大差异，容易在光学显微镜下观察。（相差显微镜直接观察；芽孢染色）,人迹罕至的沙漠中存在大量的枯草芽孢杆菌和巨大芽孢杆菌的芽孢。肉毒梭菌的芽孢在沸水中能存活5.0-9.5h之久，而其营养细胞在80仅需5-10min即会死亡。,芽孢的结构,产芽孢细菌,芽孢囊：是产芽孢菌的营养细胞外壳,芽孢,孢外壁：主要含脂蛋白，透性差(有的无),芽孢衣：主要含疏水性角蛋白，抗酶解、抗药物，多价阳 离子难通过,皮层：主要含芽孢肽聚糖及DPA-Ca，体积较大，渗透 压高，含水量大,核心,芽孢壁：含肽聚糖，可发展成新的细胞壁,芽孢质膜：含磷脂、蛋白质，可发展为新细胞的膜,芽孢质：含DPA-Ca、核糖体、RNA和酶类,核区：含DNA,芽孢的耐热机制,芽孢与母细胞相比不论化学组成、细微结构、生理功能等方面都完全不同。它含有营养细胞所没有的DPA-Ca（吡啶二羧酸钙盐）,渗透调节皮层膨胀学说,芽孢衣对多价阳离子和水分的透性很差,皮层的离子强度很高，产生极高的渗透压夺取芽孢核心的水分，结果造成皮层的充分膨胀。,核心部分的细胞质却变得高度失水，因此，具极强的耐热性。,研究芽孢的意义,菌种鉴定；提高菌种的筛选效率，有利于菌种保藏；衡量消毒灭菌手段的重要指标；肉类：肉毒梭菌；外科器材：破伤风梭菌和产气荚膜梭菌；实验室和发酵工业：嗜热脂肪芽孢杆菌；,以在自然界日常生活中最耐热的一种芽孢嗜热脂肪芽孢杆菌的芽孢为标准。测得121，12 min才能全部死亡。所以一般要求121，15 min。实验室常用121，20min。,伴孢晶体（内毒素）,少数芽孢杆菌，如Bacillus thuringiensis在形成芽孢的同时，会在芽孢旁形成一颗菱形、方形或不规则型的碱溶性蛋白质晶体，为伴孢晶体。,伴孢晶体的应用,伴孢晶体对200多种昆虫尤其是鳞翅目的幼虫有毒杀作用，因而可将这类产伴孢晶体的细菌制成有利于环境保护的生物农药细菌杀虫剂。,(6)其他的休眠构造：孢囊、粘液孢子、蛭孢囊等,：是Azotobacter vinelandii（棕色固氮菌）等一些固氮菌在外界缺乏营养的条件下，由整个营养细胞外壁加厚、细胞失水而形成的一种抗干旱但不耐热的圆形休眠体。不具繁殖功能。,孢囊,裂殖：多数二分裂：绝大多数细菌三分裂：绿色硫细菌复分裂：蛭弧菌芽殖：少数硝化杆菌属、芽生杆菌属等10余属细菌,（四）细菌的繁殖,二、细菌的群体形态,在固体培养基上（内）的群体形态,一个或几个细菌在固体培养基上经生长分裂形成以母细胞为中心的一堆肉眼可见的，具有一定形态结构的子细胞集团，称为菌落。如果一个菌落是由一个细菌菌体生长繁殖而成，称为纯种细胞群或克隆（clone）如果将大量某一纯种的细胞密集的接种到固体培养基的较大表面上，结果长成的菌落联结成一片，这叫做菌苔（bacterial lawn）,菌落特征的描述 大小：形状：颜色：透明程度：透明、不透明、半透明；隆起状态：边缘情况：表面状态：光滑、皱褶、同心环；表面光泽：无光泽、金属光泽；质地：油脂状、膜状、粘、脆；,菌落特征可作分类依据,圆、整,不、波状,不、叶状,规、放状,细菌菌落表面结构、形态及边缘特征,规、扇状,规、齿状,规、环状,不、毛毯,规、菌丝,不、卷发,不、丝状,不、根状,细菌菌落特征,湿润、较光滑、较透明、较粘稠、易挑取、质地均匀、菌落正反面颜色一致等。,液体培养特征,称为菌液均匀生长:混浊不均匀生长:下面沉淀、表面菌膜。,沉淀生长,混浊生长,表面生长,第二节 放线菌,产生大量的、种类繁多的抗菌素。其次生代谢物可作为生化药物酶类、维生素的生产菌；有的有固氮能力；具有较强的分解复杂有机物的能力，在自然界物质循环中起着重要作用，对于土壤肥力的提高也有重要作用。,定义：,是一类呈菌丝状生长、主要以孢子繁殖和陆生性强的G+原核生物；,生存环境：,含水量较低、有机物丰富、呈微碱性的土壤中。放线菌有特殊的泥腥味。估计每克土壤中约含放线菌孢子107个。,应用：,危害：,极少数引起动物放线菌病（皮肤、脑、肺和足部感染），植物病害。,一、放线菌的形态构造链霉菌的形态构造其他放线菌的形态构造二、放线菌的繁殖三、放线菌的群体特征,一、放线菌的形态和构造,链霉菌属（Streptomyces）分布最广；种类最多；形态特征最典型；与人类关系最密切；,营养菌丝气生菌丝孢子丝（繁殖菌丝）孢子丝的形态多样；孢子的形态多样；孢子颜色十分丰富，孢子表面光滑、褶皱、刺状或毛发状等，因种而异；孢子丝和孢子的形态是对放线菌进行分类、鉴定的重要指标；,（一）链霉菌的形态构造,营养菌丝匍匐生长于培养基内，吸收营养，排泄废物,营养菌丝发育到一定阶段，伸向空间形成气生菌丝,气生菌丝发育到一定阶段，其上可分化出形成孢子的菌丝，即孢子丝,Various types of spore-bearing structures on the streptomyces,（二）其他放线菌所特有的形态构造,1、基内菌丝断裂成大量杆菌状分生孢子的放线菌 以诺卡氏菌属（Nocardia）为代表的原始放线菌具有发达的营养菌丝，但多数无气生菌丝；以横割分裂方式产分生孢子；,2、菌丝顶端形成少量孢子的放线菌 小单孢菌属：在基内菌丝顶端产一个孢子；小双孢菌属：在气生菌丝顶端形成2个孢子；小四孢菌属：在气生菌丝顶端形成个4孢子小多孢菌属：在气生菌丝、基内菌丝顶端形成2-10个孢子；,3、具有孢囊并产孢囊孢子的放线菌 孢囊链霉菌属：由孢子丝盘卷成孢囊，内部产生多个孢囊孢子,4、具有孢囊并产游动孢子的放线菌游动放线菌属：气生菌丝不发达，在基内菌丝上形成孢囊，内含许多孢囊孢子；,二、放线菌的繁殖,孢子繁殖：分生孢子、孢囊孢子 孢子的形成横割分裂菌丝断裂：基内菌丝断裂Nocardia 任何菌丝断裂各种放线菌,干燥、不透明、表面呈致密的丝绒状；颜色十分多样；菌落和培养基连接紧密，难以挑取；菌落的正反面颜色不一致,三、放线菌的菌落特征,第三节 蓝细菌（Cyanobacteria）,1、概念,也称蓝藻或蓝绿藻（blue-green algae），是一类含有叶绿素a、能以水作为供氢体和电子供体、通过光合作用将光能转变成化学能、同化CO2为有机物质的光合细菌。,2、分布：极广,先锋生物,以前曾归于藻类，因为它和高等植物一样具有光合色素-叶绿素a，能进行产氧型光合作用。,3、形态结构：,3）结构：,细胞核无核膜，细胞壁含胞壁酸和二氨基庚二酸，G-。细胞中含有叶绿素a；无鞭毛，但能在固体表面滑行，进行光趋避运动。分泌粘液层、荚膜或形成鞘衣，具有强的抗干旱能力。许多种类细胞质中有气泡，使菌体漂浮，保持在光线最充足的地方，以利光合作用。,2）形态：差异极大,1）大小：3-10um，最大可达60um,4、特化细胞,1）异型胞：是存在于丝状生长种类中的形大、壁厚、专司固氮功能的细胞，数目少而不定，位于细胞的中间或末端。2）静息孢子：是一种长在细胞链中间或末端的形大、壁厚、色深的休眠细胞，富含贮藏物，能抵抗干旱等不良环境。3）链丝段；藻殖段，繁殖功能4）内孢子；球或三角形，繁殖功能,螺旋藻就是蓝细菌的一种，原生长在热带地区高浓度碱性盐湖中。它是生长于水体中的一种微小生物，在显微镜下可见其形态为螺旋丝状，由此得其名；,蓝细菌的作用：有益：螺旋藻,据测定，它体内优质高蛋白含量高达6070，是鱼类的3倍，是肉类的4倍，是鸡蛋的5倍多，而叶绿素含量是蔬菜的10倍多。此外，它还含有丰富的多糖、胡萝卜素和亚麻酸等生物活性物质及矿质元素，对癌症、艾滋病、肝炎、糖尿病、高血脂等疾病有预防和辅助治疗作用。,螺旋藻中的营养成分与联合国粮农组织设计的人体理想的标准成分几乎一致，因而受到了联合国和世界各地的一致推崇，被誉为“21世纪人类最理想的天然保健食品”。,螺旋藻富含蛋白质、亚麻酸、维生素和锌、铁、钾、钙等矿物质，是近年来发现的营养最丰富、最全面、最均衡的天然食品。,有害：赤潮和水华,当其恶性增殖过量生长时，可形成“水华”，造成水质恶化与污染。,海洋中的“赤潮”(raltide)系因某类蓝细菌大量繁殖而致，抢夺了其它海洋生物的营养源，并且它能产生毒素，所以赤潮发作时往往造成鱼虾等海产的大量损失。,第四节 支原体、立克次氏体和衣原体,是三类属于革兰氏阴性的原始而小型的原核生物，其大小和特性均介于通常的细菌与病毒之间，寄生性逐步增强。,（一）支原体(Mycoplasma),1、概念,是一类无细胞壁、介于独立生活和细胞内寄生的最小型原核微生物。,与人类感染有关的主要是肺炎支原体和解脲脲原体；,2、特点,细胞小，直径约为150-300nm，一般为250nm左右。无细胞壁，因此细胞呈G-，多形，易变，有滤过性，对渗透压较敏感，对抑制细胞壁合成的抗生素不敏感等;细胞膜含甾醇，比其他原核生物的膜更坚韧。基因组很小，仅在0.61.1Mb左右（约为E.coli的1/41/5）；,一般以二等分裂方式进行繁殖;菌落小（0.11.0mm），并呈特有的“油煎蛋”状;能在含血清、酵母膏或甾醇等营养丰富的人工培养基上缓慢的独立生长;多数能以糖类作能源，在好氧或厌氧条件下进行氧化型或发酵型产能代谢；对能抑制蛋白质生物合成的抗生素（四环素、红霉素）以及破坏细胞膜结构的抗生素（两性霉素、制菌霉素）都很敏感。,（二）立克次氏体（Rickettsia）,1、概念,美，医生H.T.Ricketts 1909年，首次发现斑疹伤寒的病原体，并因研究此病而牺牲，1916年人们以他的名字命名这类病原体作为纪念。,是一类专性寄生于真核细胞内的G-原核生物。,2、特点,细胞大小一般为0.30.6 0.82.0um，因此在光学显微镜下清晰可见;细胞形态多变，自杆状至球状、双球状或丝状等;有细胞壁，呈革兰氏阴性反应;以二等分裂方式进行繁殖;基因组很小，在1.1Mb左右.,有不完整的产能代谢途径，大多只能利用谷氨酸产能而不能利用葡萄糖产能;在真核细胞内营专性寄生(个别例外)，其宿主一般为虱、蚤、蟀、埔等节肢动物，并可传至人或其他脊椎动物（如啮齿动物);一般可用鸡胚、敏感动物或合适的组织培养物(如HeIa细胞株等)来培养立克次氏体;对四环素、青霉素等抗生素敏感;对热敏感，一般在56以上经30min即可杀死。,3、从一种宿主传至另一宿主的特殊生活方式,主要以节肢动物（虱、蜱、螨等）为媒介，寄生在它们的消化道表皮细胞中，然后通过节肢动物叮咬和排泄物传播给人和其他动物。,立克次氏体可使人患斑疹伤寒、恙虫热或Q热等传染病。病原往往由虱、蚤、蟀、蜻等节肢动物所携带。,（三）衣原体（Chlamydia）,1、概念,是一类在真核细胞内营专性能量寄生的小型G-原核生物。,1956年，我国微生物学家汤飞凡等应用鸡胚卵黄囊接种法，在国际上首先成功地分离培养出沙眼衣原体。,沙眼衣原体是人类砂眼的病原体，甚至引起结膜炎、角膜炎、角膜血管翳等临床症状，成为致盲的重要原因。,衣原体有一定的代谢活性，能进行有限的大分子合成，但缺乏产生能量的系统，必须依赖宿主获得ATP，因此又被称为“能量寄生型生物”。,在宿主细胞内观察到的衣原体微菌落（microcolony）,2、特性,有细胞构造;有革兰氏阴性细菌特征的含肽聚糖的细胞壁;细胞内同时含有DNA和RNA两种核酸;细胞内有核糖体;以二等分裂方式进行繁殖;有不完整的酶系统，尤其缺乏产能代谢的酶系统，因此须进行严格的细胞内寄生;一般对抑制细菌的一些抗生素和药物例如青霉素和磺胺等都很敏感(但鹦鹉热衣原体对磺胺具有抗性);在实验室中，衣原体可培养在鸡胚卵黄囊膜、小白鼠腹腔、组织培养细胞或HeLa细胞上。,3、生活史,衣原体有独特的生活史，在一个典型的生活周期中有两种细胞类型；一种小的（0.3m）、致密的细胞，称原体,具有感染性。另一种是较大（0.5 1m）、较疏松的细胞，称始体或网状体。衣原体每完成一次生活史约需 48 小时。,立克次氏体、支原体、衣原体与细菌和病毒的比较,作业和思考题,1、什么是革兰氏染色？革兰氏染色的一般步骤和原理是什么？2、比较G+细菌与G-细菌细胞壁的区别？3、细胞壁缺陷型有哪些？4、简述芽孢的结构及其耐热机理？5、放线菌的菌丝的类型有哪些，作用是什么？6、比较真细菌与支原体、立克次氏体、衣原体以及病毒的异同？,