第2章原核 古菌课件.ppt

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1、第二章 原核微生物,The Prokaryotes,第3节 蓝细菌（Cyanobacteria）,蓝细菌（Cyanobacteria）：旧名蓝藻（blue algae）或蓝绿藻（blue-green algae），是一 类进化历史悠久、革兰氏染色阴性、无鞭毛、 含有叶绿素a（但不形成叶绿体）、能进行产氧 光合作用的大型原核生物。藻类学家将它归在蓝藻门；细菌学家将它归入原核生物。,一、概念,二、性状,1、具有原核生物的典型细胞结构,兰氏染色阴 性。2、形态差异极大，有球状、杆状和丝状等3、细胞质周围有复杂的光合色素层，以类囊体 （thylakoid）形式出现，其中含有叶绿素a 和藻胆素（phyc

2、opilin），能进行产氧型 光合作用。细胞内含有固定CO2的羧酶体。,4、分布极广：分布在水体、土壤中和部分生 物体内外，岩石表面和一些恶劣环境中， 有“先锋生物”的美称。5、不少种类壁外有粘质糖被或鞘，单细胞聚 集在一起可进行滑行。,6、细胞中含有蓝细菌肽的氮营养源和聚磷酸 盐的磷营养源。7、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。,单细胞的蓝细菌以二分裂方式繁殖。丝状体的蓝细菌靠断裂成藻殖段进行繁殖。至今还没有发现蓝细菌的有性生殖。,运动特点,蓝细菌没有鞭毛，不能运动，但能“滑行”。光趋避运动。,繁殖特点,1、异形胞：形大、壁厚、色浅，位于丝状细胞 链

3、的中间或末端，是固氮场所。2、静息孢子：形大、壁厚、色深的休眠细胞， 位于细胞链的中间或末端，抗干旱，贮藏营 养物。3、藻殖段（链丝段）：长细胞链断裂成短链 段，具有繁殖功能；4、内孢子：少数种类（管胞蓝细菌属）能在细 胞内形成许多球形或三角形的内孢子，成熟 后释放，具有繁殖功能。,蓝细菌的细胞特化形式,静息孢子,异形胞,实用：发菜念珠蓝细菌（Nostoc flageliforme） 普通木耳念珠蓝细菌（N. commune），地耳 盘装螺旋蓝细菌（Spirulina platensis） 最大螺旋蓝细菌（S. maxima），已被开发成 具有一定经济价值的 “螺旋藻”产品。绿肥：至今已知有1

4、20多种蓝细菌具有固氮能力。满 江红鱼腥蓝细菌（Anabaena azollae）与水 生蕨类满江红共生，是一种良好的绿肥。,蓝细菌经济价值,1、在富含氮、磷等营养元素的海水和湖泊中引起 “赤潮”和 “水华”，给渔业和养殖业带来严重的 危害。2、微囊蓝细菌属：水生，可产生诱发肝癌的毒素,蓝细菌的危害,蓝细菌大量生长形成赤潮,赤潮,蓝细菌大量生长形成水华,蓝细菌的危害水华,一种池塘中的蓝藻（蓝细菌）Aphanizomenon flos-aqua; 在有营养的水中很常见，能毒害水体，放出臭味。,这是前一图的放大的某一纤维。充满气泡使纤维能浮在水面上，以便更好的获得阳光。,一种蓝细菌（蓝藻）：Mer

5、ismopedia elegans 形成了一层厚的细胞 “席子”。mucilage: 黏液dividing cell: 正在分裂的细胞。,三、蓝细菌的代表类群,形状：球形，在平行面上分裂形成丝状体。链状丝 外有一层或薄或厚的胶鞘。丝状体中有少数 不同于营养细胞的特殊细胞异形胞， 两端有极节，壁厚，是固氮的场所。分布：红萍鱼腥藻（A.azollae）生活在红萍体腔 中，能固氮，故培养红萍可用作饲料和肥料。,1、鱼腥藻属（Anabaena）,鱼腥藻,形态：细胞球形，桶形，或圆柱形，异形胞间 生，由细胞平行分裂产生的链状丝常卷曲 在坚固的鞘被中。分布：我国各地地面上在雨后出现的地木耳就是 念珠藻的一

6、种。,2、念珠藻属（Nostoc）,念珠藻,藻丝：由饼状细胞堆叠而成，不分枝，也没 有假分枝，没有异形胞，但有的种也可 以固氮。颤藻在水中不断颤动得名。,3、颤藻属（Oscillatoria）,颤藻,颤藻,4、螺旋藻(Spirulina),即螺旋蓝细菌：是一种古老的海洋生物，是 地球上最早出现的利用光能和无机物制 造有机物的原始生物之一。形状：细胞为圆筒形，由单细胞或细胞间隔 不明显的多细胞组成的螺旋形丝状体。 最适生长温度35-37，喜碱性。,螺旋藻,螺旋藻,螺旋藻,螺旋藻,螺旋藻的营养价值1、富含蛋白质高达50-60%、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、

7、 最全面、最均衡的天然食品。 2、被誉为 “ 21世纪人类最理想的天然保健食品 ” 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。,第4节 古生菌Archaebacteria,16S rRNA ：独特，Woese 和 Wolfe（1970）在对代 表性细菌类群的16S rRNA 碱基序列进行比较后 发现：产甲烷菌、极端嗜盐菌和嗜热嗜酸细菌的 16S rRNA谱既不同于真细菌，也不同于真核生物。命名：因这些细菌的生活条件与地球上生命出现的初 期的环境相似，故建议把这些细菌从细菌中独 立出来并命名为古细菌（Archaebacteria

8、）.改名:后来改为古生菌（Archaea）。,古生菌在进化谱系上与真细菌及真核生物相互并列，且与后者关系更近，而其细胞构造却与真细菌较为接近，同属于原核生物。,Eubacteria （真细菌）,Archaebacteria （古细菌）,一、古生菌的特点,1、细胞壁含“假肽聚糖” 。 2、细胞膜中的脂类不是磷脂而是甘油与植烷基以醚键连接。 3、16S rRNA有较强的保守性。4、基因组中含有内含子。5、极端环境下生存：高温、高压、高盐、强酸、强碱、厌氧 。,二、古生菌的细胞形态,在显微镜下，与细菌具有类似的个体形态,杆状球状螺旋状拟八叠球状,古生菌,古生菌,古生菌,古生菌,古生菌,古生菌,三、古

9、生菌的主要类群,1、产甲烷古生菌2、硫酸还原古生菌3、极端嗜盐菌4、无壁古生菌热原体属5、极端嗜热硫古生菌,四、古生菌的代表,产甲烷细菌 methanogens极端嗜盐菌 Extreme halophiles嗜酸热菌 Thermoacidophiles,1、甲烷杆菌属,CO2 + 4 H2 CH4 + 2 H2OCH3 COO H CO2 + CH4,甲烷杆菌属（Methanobacterium）是产甲烷菌的典型代表。细胞杆状, 常连成丝, G+或不定,没有芽胞,无鞭毛，不运动，菌体自发荧光。严格厌氧菌,能利用H2、 CO2、甲酸产生甲烷是该属的主要特点。,性状：严格厌氧, 利用简单的C1、

10、C2化合物 （CO2 、甲酸、甲醇、甲胺和乙酸）生 长并产生甲烷。含有特殊的辅酶 F420， 在荧光显微镜下镜检都有自发荧光。,产甲烷细菌,产甲烷细菌,极端嗜盐菌,性状：细胞杆状，G，具端生鞭毛，菌落红色 （含类胡萝卜素）。特性：严格好气，化能有机营养，耐高盐，在饱 和盐浓度(20 %30%以上) 中生长，小于 15 %的盐水不能生长。分布：盐湖和晒盐场。危害：常引起腌制食品的腐败和脱色，主要有嗜 盐杆菌属（Halobacterium）和嗜盐球 菌属（Halococcus）。,2、嗜盐杆菌属(Halobacterium),有光时能合成菌视红蛋白（bacteriorhodopsin），利用光能将

11、H+ 泵出细胞膜，产生 ATP。,嗜盐杆菌Halobacterium,嗜盐球菌Halococcus,性状：依赖于硫，能耐高温（80110）， 高酸（pH13）的特殊类群。化能自养， 化能异养及兼性三种营养型。分布：主要生活在含硫的温泉、火山口， 燃 烧后的煤矿等自然环境中, 火网菌属 （Pyrodictium）是其典型代表。,3、嗜酸热，代谢元素硫的古细菌,火网菌属（Pyrodictium）性状：细胞圆到碟形, 直径0.32.5m，厚 0.2m。 产生 0.040.08m厚的纤维，这些纤维连接 许多细胞形成网状，G，没有鞭毛，不运动。特性：严格厌氧，最适生长温度105 ，温度生长 范围为821

12、10，最适pH 5.5，化能无机营养 菌，是靠H2S生长的自养生物，H2S从分子硫和 氢形成。,第5节 其它原核微生物 （Other rokaryotes）,支原体 立克次氏体 衣原体,共同特点：1、G-、代谢能力差；2、细胞内寄生的小型原核生物，从上至 下，寄生性逐步增强，介于细菌与病 毒之间。,支原体是已知的可以自由生活的最小生物,也是最小的原核细胞。它是一种比病毒大、比细菌小的原核微生物 mycoplasma一词的中文定名尚未统一，有的资料中称为枝原体，而另一些资料中则称为支原体。也有的工具书中在定名为枝原体的同时注明“又称为支原体”。一般看来，枝原体与支原体两个名词音同，含义也差不多，

13、无须再去吹毛求疵了。然而从定名从严的角度考虑，尚有推敲的余地。虽然，“枝”与“支”二字仅是音同字不同，含义也基本相同，但是，作为一个名词的中文定名来说，最好还是统一为一个名称为好，以免造成不必要的误解。 汉字“枝”与“支”二字在古时也通用，可是在现代逐渐有了些分工。“枝”是一个具体名词，往往用于形态结构名词中。如树枝、花枝招展等。而“支”具有区别于“干”之意，往往用于概念性的名词中，如支流,（江河）、支线（交通）、支部、支行（银行）等。在这些名词中，支与枝不可彼此替代使用。枝原体一词是用于指一类低等细菌实体，这类菌在形态上呈丝状或分枝状，用枝原体定名比支原体要更为恰当。此外，像“branche

14、d starch”从严格意义上说，应该定名为“枝链淀粉”，而不应是“支链淀粉”。前者可反应出淀粉分子的形态结构；而后者会被理解为分子中除了主链外的支链上的淀粉。 mycoplasma是由myco和plasma两部分组成，myco来源于希腊文，除了代表霉菌外，尚具有分枝的含义。例如：mycobacteria分枝菌，mycolic acid分枝菌酸，mycoside分枝菌糖苷脂。 由此可见，mycoplasma一词无论是从来源看，还是从汉字的使用上来看，定名为“枝原体”要较“支原体”更为恰当一些。另外，从定名上来说，最好遵守“一物一名”原则，尽量避免一物多名。,支原体：无细胞壁，胞膜含甾醇，介于独

15、立生活 和细胞内寄生生活间的小型原核生物。形态：呈多种形态，丝状体呈丝状真菌样形体， 故又称霉状态或枝原体；特性：能通过细菌过滤器，菌落呈煎鸡蛋状，可 人工培养；基因组很小，以二分裂和出芽等 方式繁殖；,一、支原体（Mycoplasma）,危害：许多种类为人和动物的致病菌，如牛胸膜 肺炎、生殖道支原体等。浸染植物的支原体 称类支原体或植原体。,支原体,支原体菌落“油煎蛋”状,肺炎支原体，电镜照片，多形性。（a）透射电镜照片（X47，880）；（b）扫描电镜照片（X26，000）。,立克次氏体：专性寄生于真核细胞内的G-原核生物。与支原体的区别：有细胞壁，不能独立生活，专性寄生；与衣原体的区别：

16、细胞较大，无过滤性，有不完整产能代 谢系统；危害：引起人类多种疾病，如斑疹伤寒、恙虫热和Q热 病；浸染植物的称类立克次氏体细菌。,二、立克次氏体（Rickettsia）,1909年，美国医生 H. T. Ricketts（18711910）首次发现落基山斑疹伤寒的病原体并被夺去生命，故命名立克次氏体（Rickettsia）,形态：多样，球状、双球状、杆状至丝状；大小：细胞较大，光学显微镜下可见。,立克次氏体（Rickettsia）,立克次氏体（Rickettsia）,立克次氏体（Rickettsia）,疾病传播途径：节肢动物（虱、蚤、蜱、螨等）宿主：虱、蚤等节肢及人和鼠等脊椎动物,立克次氏体寄

17、生于虱和蚤等节肢动物消化道的上皮细胞，大量繁殖，细胞破裂随粪便排出，叮咬人体时，乘机排便，随伤口进入血流，在血细胞中大量繁殖产生内毒素，置人于死地。,斑疹伤寒、Q热病部分症状,三、衣原体（Chlamydia）,衣原体：是一类在真核细胞内营专性能量寄生的 小型G原核生物。仅在脊椎动物细胞中生活 的专性寄生菌。形态：细胞多呈球形或椭圆形，有细胞壁（缺乏 肽聚糖），个体小、能够通过细菌过滤器。3个种：鹦鹉热衣原体，引起鹦鹉热等人畜共患 病；沙眼衣原体，引起人体沙眼；肺炎衣原 体，引起肺炎。,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。,汤飞凡教授1

18、897-1958,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，成为致盲的重要病原。,衣原体生活周期：特殊，有原体和始体两种形态。原体：壁厚，中央为致密拟核结构的小细胞，具有感 染力。始体：原体被胞饮作用进入宿主细胞后，在宿主细胞 内形成无感染性的薄壁大细胞；始体在宿主细 胞进行二分裂繁殖成一个微菌落即包涵体。每 个始体又转化成原体。经空气流传播。,衣原体（Chlamydia）特性,衣原体生活史,支原体、立克次氏体、衣原体与细菌、病毒的比较,本节思考题,1、蓝细菌概念、特化形式、代表类群及用 途？2、古生菌的概念、与真细菌和真核生物的 区别？3、支原体、立克次氏体、衣原体的形态、 特征及危害？4、三体与细菌、病毒的比较。5、你对本章感兴趣的是哪些？,本章小结,1、原核生物可粗分为“四菌”和“四体”七大类：,细菌,放线菌,蓝细菌,古细菌,支原体,及,2、原核生物特点：个体微小、结构简单、无核模、无细胞器分化，细胞壁含独特的肽聚糖。,立克次氏体,衣原体,螺旋体,3、细菌的构造,细菌的特殊构造,细菌的基本构造,细胞壁,细胞膜,拟核,细胞质,荚膜,鞭毛,菌毛,性菌毛,芽孢,伴胞晶体,荚膜、芽孢在实践上有何意义？,See you later,