微生物的形态和构造.ppt

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1、第二章原核微生物的形态和构造一 原核微生物二 放线菌,原核细胞和真核细胞的区别,真核细胞,原核细胞,第一节 细菌Bacteria,定义：细菌是原核生物中的一大类群，细胞个体微小、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单细胞原核微生物。生存环境：温暖潮湿、富含有机物的地方，都有大量细菌活动。有特殊的臭味或酸败味，发粘、发滑。应用：工业上生产各种氨基酸、核苷酸、酶制剂、乙醇、丙酮、丁醇、有机酸、抗生素等；农业上用作杀虫菌剂、细菌肥料的生产和在沼气发酵、饲料青贮等方面的应用；医药上如各种菌苗、类毒素、代血浆和许多医用酶类的生产等；以及细菌在环保和国防上的应用等，都是利用有益细菌活动的

2、例子。危害：人、动物、植物的传染病、食物和工农业产品腐烂变质。,一、细菌细胞的形态与排列状态,菌体呈球形或近似球形,以典型的二分裂殖方式繁殖,分裂后产生的新细胞常保持一定的空间排列方式.根据细胞分裂的方向及分裂后的各子细胞的空间排列状态不同,可将球菌分为以下几种:单球菌、双球菌、链球菌、四联球菌、八叠球菌、葡萄球菌等。,球菌(coccus)及其排列状态,单球菌：,细胞分裂沿一个平面进行，新个体分散而单独存在.如尿素微球菌(Micrococcus ureae),双球菌：,细胞沿一个平面分裂，新个体成对排列.如肺炎双球菌(Diplococcus pneumoniae),球菌(coccus),脑膜炎

3、奈瑟菌,双球菌(diplococcus),链球菌：,细胞沿一个平面进行分裂，新个体不但可保持成对的样子，并可连成链状.如：乳链球菌（Streptococcus lactis）无乳链球菌（Streptococcus agalactiae)溶血链球菌（Streptococcus hemolyticus),链球菌(streptococcus),球菌(coccus),四联球菌：,细胞分裂是沿两个相垂直的平面进行，分裂后每四个细胞特征性地连在一起，呈田字形.如四联微球菌（Micrococcus tetragenus）,球菌(coccus),四联球菌(tetrad),八叠球菌：,细胞按三个互相垂直的平面进

4、行分裂后，每八个球菌特征性地连在一起成立方体形.如藤黄八叠球菌（Sarcina ureae),球菌(coccus),八叠球菌(sarcina),葡萄球菌：,细胞无定向分裂，多个新个体形成一个不规则的群体，犹如一串葡萄。如：金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus)白色葡萄球菌（Staphylcoccus albus),球菌(coccus),葡萄球菌(streptococcus),杆菌(bacillus)及其排列状态,杆菌是细菌中种类最多的类型,因菌种不同,菌体细胞的长短、粗细等都有所差异。杆菌的形态：短杆状、长杆状、棒杆状、梭状杆状、月亮状、竹节状等；按杆菌细胞繁殖后的排列方

5、式则有链状、栅状、“八”字状等。,短杆菌,长杆菌,梭状芽孢杆菌,Scanning electron micrographs illustrating external features of the rod-shaped bacterium E.coli.,杆菌端部特征,Bacillus megabacterium,Legionella pneumophila(causes Legionnaires Disease),(causes anthrax),Bacillus anthracis,Rod-Shaped Bacterium,hemorrhagic E.coli,strain 0157:H

6、7,螺旋菌(spirilla),螺旋状的细菌称为螺旋菌。根据其弯曲情况分为：弧菌（vibrio)：螺旋不满一圈，菌体呈弧形或逗号形 例：霍乱弧菌、逗号弧菌螺旋菌(spirillum)：螺旋满26环，螺旋状 例：干酪螺菌 螺旋体(spirochaeta)：旋转周数在6环以上，菌体柔软。例：梅毒密螺旋体,Vibrio cholerae,影响细菌形态的因素,培养时间、培养温度、培养基成分、浓度、pH值,细菌特殊形态,柄细菌、肾形菌、臂微菌、网格硫细菌、贝日阿托氏菌(丝状)、具有子实体的粘细菌等是特殊形态的细菌。,二、细菌的大小,(1)长度单位：微米(m)(2)表示：球菌：直径 杆菌：宽长 螺菌：宽、

7、长、螺距,通常球菌直径：0.2 1.5 m，杆菌:长1 5 m,宽0.5 1 m。例如：E.coli：平均长度：2 m；宽度0.5m 1500个大肠杆菌头尾相接等于3mm;109个大肠杆菌重1 mg.,细菌大小范围,细菌大小举例,三、细菌细胞结构,一般构造：如细胞壁、细胞膜、细胞质、核质体、核糖体等，是所有细菌都有的构造特殊构造：主要有鞭毛、菌毛、性菌毛、荚膜和芽孢等，并非所有细菌都有的构造,（一）细胞壁cell wall:,细胞壁是位于菌体的外层，内侧紧贴细胞膜的一层无色透明，坚韧而有弹性的结构。细胞壁约占细胞干重的10%25%。,2.细胞壁的功能:,固定细胞外形和提高机械强度为细胞的生长、

8、分裂和鞭毛运动所必需阻拦有害物质进入细胞细菌特定的抗原性、致病性以及对抗生素和噬菌体的敏感性的物质基础。,1）革兰氏染色与细胞壁：,（1）革兰氏染色,C.Gram（革兰）于1884年发明的一种鉴别不同类型细菌的染色方法。,3.细胞壁的化学组成和结构,两类细菌细胞壁的共同组分为肽聚糖，但各有其特殊组分。,1)革兰染色法：涂片 风干 固定 结晶紫 碘液 95%乙醇 复红,1、细胞壁,4）革兰氏染色与细胞壁：,（1）革兰氏染色,1、细胞壁,4）革兰氏染色与细胞壁：,（2）革兰氏阳性细菌的细胞壁,特点：厚度大（2080nm）化学组分简单，一般只含90%肽聚糖和10%磷壁酸。,1、细胞壁,4）革兰氏染色

9、与细胞壁：,（2）革兰氏阳性细菌的细胞壁,肽聚糖(peptidoglycan),磷壁酸（teichoic acid）,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。,结合在革兰氏阳性细菌细胞壁上的一种酸性多糖,4）革兰氏染色与细胞壁：,（2）革兰氏阳性细菌的细胞壁,A、肽聚糖,厚约2080nm，由40层左右的网格状分子交织成的网套覆盖在整个细胞上。,双糖单位,原核生物所特有的已糖,1、细胞壁,4）革兰氏染色与细胞壁：,（2）革兰氏阳性细菌的细胞壁,B、磷壁酸,革兰氏阳性细菌细胞壁上特有的化学成分，主要成分为甘油磷酸

10、或核糖醇磷酸。,壁磷壁酸，它与肽聚糖分子间进行共价结合，含量会随培养基成分而改变，一般占细胞壁重量的10%，有时可接近50%。用稀酸或稀碱可以提取。,磷壁酸的功能,与细胞生长有关，细胞生长中有自溶素酶类起作用，磷壁酸对自溶素有调节功能，阻止胞壁过度降解和壁溶。,1、细胞壁,4）革兰氏染色与细胞壁：,（3）革兰氏阴性细菌的细胞壁,肽聚糖,外膜,外膜蛋白,周质空间,1、细胞壁,4）革兰氏染色与细胞壁：,（3）革兰氏阴性细菌的细胞壁,A、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(

11、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,1、细胞壁,4）革兰氏染色与细胞壁：,（3）革兰氏阴性细菌的细胞壁,B、外膜(outer membrane),位于革兰氏阴性细菌细胞壁外层，由脂多糖、磷脂和脂蛋白等若干种蛋白质组成的膜，有时也称为外壁。,1、细胞壁,4）革兰氏染色与细胞壁：,（3）革兰氏阴性细菌的细胞壁,B、外膜(outer membrane),脂多糖（lipopolysaccharide,LPS）,脂多糖位于革兰氏阴性细菌细胞壁最外层的一层较厚（810nm）的类脂多糖类物质，由类脂A、核心多糖(core polysaccha

12、ride)和O-特异侧链（O-specific side chain，或称O-多糖或O-抗原）三部分组成。,1、细胞壁,4）革兰氏染色与细胞壁：,（3）革兰氏阴性细菌的细胞壁,C、外膜蛋白(outer membrane protein),嵌合在LPS和磷脂层外膜上的蛋白。有20余种，但多数功能尚不清楚。,1、细胞壁,4）革兰氏染色与细胞壁：,（3）革兰氏阴性细菌的细胞壁,C、外膜蛋白(outer membrane protein),孔蛋白（porins）是由三个相同分子量（36000）蛋白亚基组成的一种三聚体跨膜蛋白，中间有一直径约1nm的孔道，通过孔的开、闭，可对进入外膜层的物质进行选择。,

13、非特异性孔蛋白,特异性孔蛋白,可通过分子量小于800900的任何亲水性分子,只容许一种或少数几种相关物质通过，如维生素B12和核苷酸等。,1、细胞壁,4）革兰氏染色与细胞壁：,（3）革兰氏阴性细菌的细胞壁,D、周质空间(periplasmic space,periplasm),又称壁膜间隙。在革兰氏阴性细菌中，一般指其外膜与细胞膜之间的狭窄空间（宽约1215nm），呈胶状。,周质空间是进出细胞的物质的重要中转站和反应场所,1、细胞壁,4）革兰氏染色与细胞壁：,（3）革兰氏阴性细菌的细胞壁,D、周质空间,在周质空间中，存在着多种周质蛋白（periplasmic proteins）,水解酶类；,合

14、成酶类；,结合蛋白；,受体蛋白；,1、细胞壁,4）革兰氏染色与细胞壁：,（4）革兰氏阳性和阴性细菌的比较,革兰氏染色的机制,革兰氏染色的机制,7细胞壁缺损型细菌,原生质体protoplast球形体spheroplastL型细菌L-form4 支原体,原生质体的特点：1、无细胞壁，为圆球形 2、对环境敏感：渗透压，震荡，离心，易溶菌 3、有鞭毛，而不能运动 4、不被噬菌体感染（因为失去吸附位点）,二细胞膜(cytoplastic membrane）,1）概念：细胞膜是紧贴细胞壁内侧包围细胞质的一层柔软，富有弹性的半透明薄膜。,2）观察分离方法：（1)质壁分离(2)选择性染色(3)电镜技术(4)溶

15、菌酶处理,1972年Singer和Nicolson提出的细胞膜液态镶嵌模型,3）细胞膜的结构与化学组成,细胞膜液态镶嵌模型,认为：膜是由球形蛋白与磷脂按照二维排列方式构成的流体镶嵌式，流动的脂类双分子层构成了膜的连续体，而蛋白质象孤岛一样无规则地漂流在磷脂类的海洋当中。,4）细胞膜的功能：,a)控制细胞内外物质（营养物质和代谢废物）的运送、交换；b)维持细胞内正常渗透压的渗透屏障作用；c)合成细胞壁（LPS、肽聚糖、磷壁酸）和糖被等各成分的场所；d)产能基地；f)提供鞭毛的着生点并提供鞭毛运动所需能量。,5)间体(mesosome)：,细胞膜内褶形成的一种管状、层状或串状物，一般位于细胞分裂的

16、部位或附近。,间体的功能：(1)参与隔膜形成（2）与核分裂有关（3）类似线粒体功能,(三)细胞质(cytoplast)及其内含物(inclusin),细胞质功能：细胞质中含有丰富的酶系，是营养物质合成、转化、代谢的场所。,细胞膜内除核区外的一切半透明、胶状、颗粒状物质的总称为细胞质。其主要成分有：核糖体、贮藏物、各种酶类、中间代谢物及质粒等,少数细菌还存在有伴胞晶体或气泡等。细胞质内形状较大的颗粒状构造为内含物，包括各种贮藏物和气泡、羧酶体等。,核糖体（ribosome),是分散在细胞质中的颗粒状结构，由核糖体核酸（占60%）和蛋白质（占40%）组成。,细菌的核糖体沉降系数为：70s，由50s

17、大亚基和 30s 小亚基构成。功能：是细胞合成蛋白质的机构。,2.颗粒状内含物,概念：是普遍存在的贮藏物，大小为0.51m，主要成分是多聚偏磷酸盐的聚合物，分子呈线状，嗜碱性强，用美兰染色时着色较深，呈紫红色，与菌体其他部位不同，故称异染粒。功能：贮存磷元素和能量，降低渗透压。含异染粒的细菌种类:棒状杆菌和某些芽孢杆菌等.,异染粒（metachromatic granule）：,聚-羟基丁酸（poly-hydroxybutirate，PHB）：,聚羟丁酸颗粒是许多细菌细胞质内常含有的碳源类储藏物.PHB不溶于水,易被脂溶性染料(如苏丹黑)着色。功能:贮存碳源、能源和降低渗透压。许多好氧菌和光合

18、厌氧菌都含有聚羟丁酸颗粒。,硫粒:,是硫元素的贮藏体,功能：a.好氧硫细菌的能源 b.厌氧硫细菌的电子供体,形成：当环境中H2S含量高时，在体内积累S；当H2S不足时,S氧化成硫酸盐，以提供被菌细胞生命活动所需能量：,H2SSSO42-,气泡,由蛋白质膜构成的充满气体的泡状物。有些细菌细胞质中含有几个或多个气泡。常见于光合细菌和水生细菌。,气泡的功能：调节细胞比重，加大菌体的浮力,借气泡漂浮能力，以使其漂浮在合适的水层中，使无鞭毛菌在合适的环境中生长。气泡吸收空气，空气中的氧气可供代谢需要。例：许多光合细菌和水生细菌、盐杆菌常含有气泡。,3.质粒(plasmids),细菌染色体外的共价闭合环状

19、双链DNA分子分子量约为100 106 D.携带1100个基因,一个菌细胞可有一至数十个质粒。,Structure of a bacterium highlighting the bacterial plasmid.,质粒的特点：,1、可以在细胞质中独立于染色体之外（即以游离状态）存在，也可以插入到染色体上以附加体的形式存在；2、在细胞分裂时，可以不依赖于细菌染色体而独立进行自我复制，也可以插入到细菌染色体中与染色体一道进行复制；3、质粒可以通过转化、转导、或接合作用而由一个细胞转移到另一个细胞，使两个细胞都成为带有质粒的细胞；4、质粒对于细胞生存并不是必要的。,质粒的种类,1、大肠杆菌的F因

20、子2、细菌抗药质粒（R因子）3、大肠杆菌素质粒（Col因子）4、降解质粒5、Vi质粒,质粒应用：,4.核区,原核生物所特有的无核膜结构、无固体形态的原始细胞核。,细胞的特殊结构,鞭毛荚膜芽孢菌毛性菌毛,一鞭毛（flagellum）,1.概念：某些微生物表面由细胞内生出的细长、波曲的结构。,鞭毛的长度：一般为1520 m，最长可达70 m。鞭毛的直径：为0.010.02 m.,2.观察和判断细菌鞭毛的方法：,1)从固体培养基上的菌落形态判断 2)光学显微镜（悬滴法）3)光学显微镜 特殊鞭毛染色 4)电镜 5)半固体穿刺培养,3.鞭毛的着生方式,4.鞭毛的结构,由鞭毛丝鞭毛钩基体三部分组成：,鞭毛

21、丝：中空螺旋状、丝状结构，球蛋白亚基螺旋排列。,鞭毛钩：又称钩形鞘，是连接鞭毛丝和基体的一个弯曲筒状部分，蛋白质亚基组成。,G菌：L环、P环、S环、M环 G+菌：S环，M环,基体：由若干个盘状物即环组成。,5.鞭毛的化学组成,鞭毛蛋白，3万6万Dolton，不同种由不同球蛋白分子亚基构成，有些含多糖、类脂等，为极好抗原。,（或线毛、菌毛、伞毛）某些菌体表面存在的短而多的附属物。纤毛比鞭毛更短、更细，且又直又硬。数量很多，不具有运动功能，但与菌的致病性吸附等有关多糖多肽其他物质,二纤毛(pilus)与菌毛(fimbria）,Figure.Fimbriae(common pili)on the s

22、urface of bacterial cells.,(三）荚膜,包被于某些细菌细胞壁外的一层厚度不定的胶状物质叫做糖被（glycocalyx）按其有无固体层次、层次厚薄又可细分为：荚膜：粘液状物质具有一定外形，相对稳定地附着在细胞壁外，厚度：0.2m。微荚膜（microcopsule)：粘液状物质较薄，厚度：0.2m，与细胞表面牢固结合。粘液层(slime layer)：粘液物质没有明显的边缘，比荚膜松散,可向周围环境中扩散,增大黏性。菌胶团(zoogloea):包裹在细胞群体上的胶状物质。,荚膜的观察：,荧光显微镜 负染色 特殊染色,荧光显微镜下的荚膜,荚膜的生理功能,1、荚膜富含水分，可

23、保护细胞免于干燥；2、能抵御吞噬细胞的吞噬；3、为主要表面抗原（K抗原），是有些病原菌的毒力因子；4、能保护菌体免受噬菌体和其他物质（溶菌酶和补体）的侵害；5、是某些病原菌必须的粘附因子；6、贮藏养料，是细胞外碳源和能源的储备物质,荚膜与生产实践的关系,应用：荚膜也可以成为有价值的材料。如：Leucomostoc mesenteroides 的葡聚糖荚膜已用于生产代血浆的主要成分右旋糖酐和葡聚糖凝胶制剂；从野菜黄单胞菌（Xanthomonas campestris）荚膜提取黄原胶，它是优良的食品添加剂，又是石油开采中优良的压浆剂；用产菌胶团的菌进行污水处理等；通过荚膜的血清学反应进行细菌鉴定（

24、荚膜膨胀试验）。危害：食品变质发粘；增强致病力；造成严重龋齿等。,荚膜与菌落形态,光滑（Smooth,S-)型菌落产荚膜的细菌在固体培养基上形成的菌落表面湿润、有光泽、呈粘液状，称S-型菌落。,粗糙（Rough,R-)型菌落不产荚膜的细菌形成的菌落表面干燥、粗糙、称R-型菌落。,荚膜的形成条件,（1）荚膜的形成是微生物的遗传特征之一，是“种”的特征。但不是细菌的必要结构，失去荚膜的菌株照样能够生活。(2)荚膜的形成与组成明显受培养基成分和培养条件的影响（与环境密切相关）。如肠膜明串珠菌(Leuconosto mesenterondes)以蔗糖为碳源时合成葡聚糖成分的荚膜。,概念：某些细菌生长到

25、一定阶段或在一定环境条件下，细胞的正常生长和分裂停止，细胞内细胞质浓缩，逐步行成一个圆形、椭圆形或圆柱形的，对不良环境有较强抵抗力的特殊结构，称为芽胞。芽胞成熟后可自行从芽胞囊中释放出来。因芽胞的形成都是在细胞内，故又称内生孢子。,四芽胞(endospore，spore),芽胞,芽胞囊,Figure.Gram stain of Bacillus anthracis,the cause of anthrax,1、Shape,location and relative size to the spore of parent cell,在杆菌中能形成芽孢的种类较多，在球菌和螺旋菌中只有少数菌种可形成

26、芽孢。产生芽孢的几个属：(Bacillus)芽孢杆菌属(Clostridium)梭状芽孢杆菌属(Sporosarcina)芽孢八叠球菌属,2、能形成芽孢的细菌种类,芽孢的结构,芽孢的外壁层厚而致密，主要成分为脂蛋白，通透性差,不易着色。核心含有大量的DNA、RNA、蛋白质酶等物质，还含有2,6吡啶二羧酸（DPA）,DPA是芽孢特有的成分。一般以 DPACa的形式存在。皮层主要含芽孢肽聚糖、DPACa，皮层体积大，比较致密。芽孢平均含水量低,约40%.,3、芽孢的组成和结构,芽孢有多层结构，主要包括孢外壁、芽孢衣、皮层和核心：,4、芽孢的形成过程与萌芽,芽孢萌发,1、对高温、干燥、辐射、化学药物

27、有强大的抵抗力。2、含水量低、壁厚而致密，通透性差,不易着色，折光性强。3、芽胞内新陈代谢几乎停止，处于休眠状态，但保持潜在萌发力。4、一个芽孢萌发只产生一个营养状态的细胞。,5、芽孢的特性,6、芽孢抗热机制,目前尚不清楚，但可能与以下因素有关，如含水量低、壁厚而致密，芽孢中的酶分子量小，比较耐热。过去还曾认为芽孢抗热与DPA有关，现在已否认了这种假设。,7、芽孢的本质,即不是细菌生活周期的必经阶段，也不是细菌繁殖的一种形式，又不是对环境的消极反应，而是一种生命形式，一种独立的休眠体。,8、研究芽孢的意义：,1、分类鉴定2、保存菌种3、分离菌种4、生物杀虫5、灭菌标准,四、细菌的繁殖,一般为无

28、性繁殖，二分裂法。同形裂殖：裂殖后形成的子细胞大小相等。异形裂殖：分裂产生两个大小不等的子细胞。细菌分裂过程：菌体伸长，核质体分裂形成横隔壁子细胞分离,无性繁殖有性繁殖,少数有菌毛的菌可进行有性繁殖,方式,五、细菌的群体形态,固体培养时的群体形态：菌落（colony)单菌落（clone)菌苔(lawn),culture plate,液体培养时的群体形态：,（一）种类：,不同的微生物种类，其菌落特征不同。同一种菌在不同培养条件下菌落特征也不尽相同。菌落的特征包括：,（二）菌落形态,1、大小2、颜色3、透明度4、表面状态5、质地6、边缘形态7、隆起形状（正面观）,（三）影响菌落形态的因素,各种微生

29、物在一定条件下形成的菌落，其形态特征有一定的稳定性和专一性，因而可以作为识别、鉴定菌种的一个依据，但也受某些因素的影响，观察时应加以注意。,1、邻近菌落2、培养时间3、培养基成分4、培养温度,细菌菌落的特征,一般都较小，菌落与培养基结合不紧密，用接种针容易挑起，多数表面较光滑、湿润、较粘稠，易挑取，质地均匀，色泽多样。,六、食品中常见的细菌,1.假单胞杆菌属(Pseudomonas)直的或弯杆状(0.51mX1.54m)，革兰氏阴性菌，极生鞭毛，可运动、不生芽孢。荧光假单胞菌(Ps.fluorescens)腐败假单胞菌(Psputrefacicus)菠萝假单胞菌(Ps.ananas),2.醋酸

30、杆菌属(Acetobacter)革兰氏阴性菌杆状菌，单生或成链状，无芽孢，需氧，运动或不运动。,3.芽孢杆菌属(Bacillus)革兰氏阳性，端生或周生鞭毛，好氧或兼性厌氧，可产芽孢。蜡状芽孢杆菌(Bacillus cereus)枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)炭疽芽孢杆菌(Bacillus anthracis)4.梭状芽孢杆菌(Clostridium)革兰氏阳性厌氧杆菌解糖嗜热棱状芽孢杆菌(C.thermosaccharolyticum)腐败梭状芽孢杆菌(Cputrefaciens)肉毒梭状芽孢杆菌(C.botulinum),9.链球菌属(Streptococcus)革兰氏

31、阳性，好氧或兼性厌氧，细胞为球形、卵形，呈短链或长链排列酿脓链球菌(Streptococcus pyogenes)乳房链球菌(Suberis)无乳链球菌(Sagalactiae)8.微球菌属(Micrococcus)革兰氏阳性球菌，需氧或兼性厌氧。10.葡萄球菌属(Staphylococcus)革兰氏阳性球菌，无荚膜、无鞭毛、无芽孢金黄色葡萄球菌(Staphylococcus.aureus)1 1.北京棒状杆菌(Corynebacterium Pekinensis)革兰氏阳性，无芽孢，好氧或兼性厌氧,5.乳酸菌(Lactic Acid Bacteria)革兰氏阳性，不运动或极少能运动，无芽孢，

32、厌氧或兼性厌氧6.肠杆菌科各属(Enterobacteriaceae)革兰氏阴性菌、需氧或兼性厌氧菌埃希氏杆菌属(Escherichia)沙门氏菌属(Salmonella)变形杆菌属(Proteus),第二节 放线菌Actinomycetes,Actinomycetes是一类具有丝状分枝的单细胞，主要以外生孢子的形式繁殖，革兰氏阳性，与细菌同属原核微生物。放线菌菌落中的菌丝常从一个中心向四周辐射状呈放射状生长，并因此而得名。放线菌有特殊的土霉味。分布：含水量较低、有机物丰富、呈微碱性的土壤中。估计每克土壤中约含放线菌孢子107个。应用：放线菌对人类最突出的贡献就是它能产生大量的、种类繁多的抗菌

33、素。放线菌还是酶类、维生素的生产菌；有的放线菌有固氮能力；放线菌在自然界物质循环中也起着重要作用，由于它们具有较强的分解复杂有机物的能力，对于土壤肥力的提高也有重要作用。危害：只有极少数放线菌对人类构成危害，某些Actinomyces（放线菌属）菌种引起动物放线菌病（皮肤、脑、肺和足部感染），某些Nocardia（诺卡氏菌属）引起人和动物的诺卡氏菌病；还有少数放线菌能引起植物病害。,概 述,Streptomyces coelicolor J1501 A picture of colonies producing the pigmented antibiotic actinorhodin.,Co

34、lonies of Streptomyces sp.,Sporulating colonies on Tomato-Oatmeal Agar plates.,Colonies of Streptomyces sp.,Streptomyces lividans 1326 Colonies growing on medium R2YE,producing both undecylprodigiosin and actinorhodin.,一、放线菌与细菌的比较,同为单细胞，菌丝比真菌细，其直径与细菌接近；同属原核生物。无核膜、核仁和线粒体等。核糖体70S等；胞壁含磷壁酸，二氨基庚二酸，不含几丁质，

35、纤维素；G+;对环境的要求与细菌相近；对溶菌酶敏感；对抗生素的反应向细菌。,总之，放线菌是一类介于细菌和真菌之间，而更接近于细菌的原核生物。所以：在Bergeys Manual of Systematic Bacteriology.Vol.4 上归在分枝菌纲(Actinomycetes),二、放线菌的形态构造,菌丝根据形态和功能不同可分为：营养菌丝(Substrate mycelium）气生菌丝(Aerial mycelium)孢子丝(Reproductive mycelium),三、放线菌的繁殖方式,四、放线菌的生活史,五、放线菌的菌落形态,质地:致密、干燥、多皱、小而不蔓延、不挑起，表面有

36、放射状沟纹。形状：随菌种不同可有两类：(1)产生大量分枝状菌丝的菌种：如Strptomyces)形成与培养基结合较紧的 菌落，不易挑起或整个挑起。(2)不产生大量菌丝的菌种：如Nocardia形成的菌落呈粉质，挑之易碎,链霉菌属(Streptomyces)共约1000多种。具有发育良好的菌丝体，菌丝体有基内菌丝、气生菌丝、和孢子丝之分；孢子丝和孢子的形态因种而异。抗生素主要由放线菌产生，而其中90%由链霉菌产生。诺卡氏菌属（Nocardia）此属中多数种没有气生菌丝，只有营养菌丝。在培养15h至4天内，菌丝体产生横膈膜，分枝的菌丝体突然全部断裂成杆状、球状或带叉的杆状体。小单孢菌属（Micro

37、monospora)不行成气生菌丝，只在营养菌丝上长出很多分枝小梗，顶端着生着一个孢子；其菌落较链霉菌小得多。放线菌属（Actinomyces)多为致病菌。只有营养菌丝，有隔膜，可断裂成V或Y形体。,六、放线菌的代表属,第三节真核微生物的形态和构造,一、真核微生物(Eucarvotic microbes)凡是细胞核具有核膜、能进行有丝分裂、细胞质中存在线粒体或同时存在叶绿体等细胞器的微小生物，都称为真核微生物。,真核微生物,酵母菌yeast,酵母菌是一类单细胞真菌的俗称,特征:1.个体一般以单细胞状态存在；2.多数营出芽生殖，有的裂殖；3.能发酵糖类产能；4.细胞壁常含有甘露聚糖；5.喜在含糖

38、量较高、酸度较大的水生环境中生长。,分布：偏酸性的含糖环境。水果、蔬菜、蜜饯的表面，果园 土壤中与环境有关。种类：据1982年的资料，已知的酵母有56属，500多种。酵 母菌与人类的关系极其密切。,（一）酵母菌的形态结构,细胞直径比细菌粗10倍左右，如Saccharomyces cerevisiae(酿酒酵母)细胞的宽度为2.510m，长度为4.521m。因此在光学显微镜下可以模糊地看到它们细胞内的各种结构分化。酵母菌细胞的形态通常有球状、卵圆状、椭圆状、柱状或香肠状等多种，,形态和大小,（二）繁殖方式,根据能否进行有性繁殖，可将酵母菌分为：假酵母：只有无性繁殖过程。真酵母：既有无性繁殖，又有

39、有性繁殖过程。,1、芽殖,是yeast无性繁殖的主要方式。一个酵母能形成的芽数是有限的，（平均24个）出芽方式：多边出芽、两端出芽、三边出芽、单边出芽。环境适宜时，可出现假菌丝,芽殖过程：母细胞形成小突起（AD）核裂（EG）原生质分配（HI）新膜形成（JK）形成新细胞壁（L）,出芽痕和诞生痕：酵母出芽繁殖时，子细胞与母细胞分离，在子、母细胞壁上都会留下痕迹。在母细胞的细胞壁上出芽并与子细胞分开的位点称出芽痕，子细胞细胞壁上的位点称诞生痕。由于多重出芽，致使酵母细胞表面有多个小突起。,芽 痕,Bread Yeast with Bud,假菌丝:,Saccharomyces cerevisiae的芽

40、殖过程,有的酵母菌进行芽殖后，长大的子细胞不与母细胞立即分离，并继续除芽，细胞成串排列，这种菌丝状的细胞串就称为假菌丝。假菌丝的各细胞间仅以狭小的面积相连，呈藕节状。而霉菌的菌丝为真菌丝，即相连细胞间的横隔面积与细胞直径一致，呈竹节状的细胞串，称为真菌丝。,借细胞横分裂法繁殖,与细菌类似.如Schizosaccharomyces octosporus（八孢裂殖酵母）。进行裂殖的酵母菌种类较少.,2、裂 殖；,适宜的条件下，二倍体细胞减数分裂形成子囊孢子殖。1、有性繁殖的过程：一般通过邻近的两个性亲和性不同的细胞各自伸出一根管状的原生质突起，随即相互接触、局部融合并形成一个通道，再经过质配、核配

41、形成双倍体细胞接合子。接合子进行减数分裂，形成4个或8个子核，每一个子核和周围的细胞质一起，在其表面形成孢子壁后就形成子囊孢子，形成子囊孢子的细胞称为子囊。一般一个子囊可产生4-8个子囊孢子。孢子数目、大小、形状因种而异。,酵母的二倍体营养体细胞,减数分裂后产生四个单倍体的核,原细胞发育成子囊(ascus)，里面有四个子囊孢子，将来发育成单倍体营养体细胞,有性生殖,（四）酵母菌培养的特征,酵母菌的代表属,1、酵母菌属例：啤酒酵母（Saccharomyces cerevisiae)2、裂殖酵母属(Schizosaccharomyces spp.)3、假丝酵母属(Candida spp.)例：热带

42、假丝酵母(Candida tropicalis)、解脂假丝酵母和产朊假丝酵母4、球拟酵母属5、红酵母属6、掷孢酵母属,第二节 霉菌(molds),霉菌的菌体由菌丝（hyphae)构成。菌丝是霉菌营养体的基本单位。霉菌的菌丝是中空管状结构，直径一般310m，分为有隔膜或无隔膜两种类型。根据菌丝有无隔膜，可以将真菌分成低等真菌（鞭毛菌亚门和接合菌亚门）和高等真菌（子囊菌亚门、担子菌亚门和半知菌亚门）两大类。许多菌丝分枝连接，相互交织在一起所构成的形态称菌丝体（mycelium)。,一、霉菌,2、菌丝的特化,1）附枝：匍匐菌丝、假根（类似树根，吸收营养），功能是固着 和吸收营养。,一、霉菌,2、菌丝

43、的特化,2）吸器：一些专性寄生真菌从菌丝上分化出来的旁枝，侵入细胞 内分化成指状、球状或丝状，用以吸收细胞内的营养。,一、霉菌,2、菌丝的特化,3）菌核：是一种休眠的菌丝组织。由菌丝密集地交织在一起，其外层教坚硬、色深，内层疏松，大多呈白色。,一、霉菌,2、菌丝的特化,3）菌核：,假菌核，是寄生性真菌与宿主共同形成，例如冬虫夏草，真菌寄生于鳞翅目昆虫，使虫体转变为假菌核，当孢子萌发，虫体死亡，菌自虫体内生长出子实体。含有虫草酸，是名贵中药。,一、霉菌,2、菌丝的特化,4）子实体：菌丝交织成垫状、壳状等，在子座外或内可形成 繁殖器官。,一、霉菌,3、细胞结构,一、霉菌,（四）菌落,由粗而长的分枝

44、状菌丝组成，菌落疏松，呈绒毛状、絮状或蜘蛛网状，比细菌菌落大几倍到几十倍，有的没有固定大小。,各种霉菌，在一定培养基上形成的菌落大小、形状、颜色等相对稳定，所以菌落特征也为分类依据之一。,一、霉菌,（四）菌落,一、霉菌,（五）霉菌繁殖方式及生活史,霉菌的繁殖方式,无性孢子,有性孢子,菌丝断片,1）无性孢子繁殖,1、繁殖方式,不经两性细胞配合，只是营养细胞的分裂或营养菌丝的分化（切割）而形成新个体的过程。无性孢子有：厚垣孢子、节孢子、分生孢子、孢囊孢子等。,霉菌的无性孢子,厚垣孢子,节孢子,孢囊孢子,芽生孢子,分生孢子,霉菌的无性孢子,厚垣孢子,节孢子,孢囊孢子,芽生孢子,分生孢子,形成特征：部

45、分菌丝细胞质浓缩、变圆，周围生出厚壁而成。孢子形态：圆形、柱形等。举例：总状毛霉。,形成特征：由菌丝断裂而成。孢子形态：常呈成串短柱状。举例：白地霉。,形成特征：由分生孢子梗顶端细胞特化而成的单个或簇生的孢子。孢子形态：极多样。举例：曲霉、青霉。,形成特征：形成于菌丝的特化结构孢子囊内。孢子形态：近圆形。举例：根霉、毛霉。,（五）霉菌繁殖方式及生活史,1、繁殖方式,2）有性孢子繁殖,两个性细胞结合产生新个体的过程：,a）质配：两个性细胞结合，细胞质融合，成为双核细胞，每个核均含单倍染色体（n+n）。,b）核配：两个核融合，成为二倍体接合子核，此时核的 染色体数是二倍（2n）。,c）减数分裂：具

46、有双倍体的细胞核经过减数分裂，核中的 染色体数目又恢复到单倍体状态。,有性结构及其形态特征：由大小不同的配子囊结合后发育而成。小配子囊称雄器；大配子囊称藏卵器。所属分类地位：卵菌纲。,1.卵孢子（oospore),2.接合孢子（zygospore):,有性结构及其形态特征：是由菌丝生出的结构大小相似、形态相同或略有不同两个配子囊接合后发育而成。所属分类地位：接合菌纲,接合孢子形成过程:,根据产生接合孢子的菌丝来源或亲和力不同,可将结合分为分为两种情况：同宗配合(Hemothallism)：是单一的孢子囊孢子萌发后形成的菌丝，甚至同一菌丝的分枝相互接触，而形成接合孢子的过程。异宗配合(Heter

47、othallism)：是不同菌系的菌丝相遇后，才能形成接合孢子，这两种有亲和力的菌系在形态上并无区别。,同宗配合与异宗配合：,3.子囊孢子（ascospore):,有性结构及其形态特征：在子囊中形成。子囊：两性细胞接触以后形成的囊状结构。子囊的形成有两种方式：两个营养细胞直接交配而成，其外面无菌丝包裹；从一个特殊的、来自产囊体菌丝（称为产囊丝）的结构上产生子囊，多个子囊外面被菌丝包围形成子实体，称为子囊果。所属分类地位：子囊菌纲,子囊果的形状:,子囊果(Ascocarp)：子实体（一种有性结构),多个子囊外部由菌丝体组成共同的保护组织结构,称为子囊果。子囊包在其中。子囊果有三种类型：,闭囊壳(Cleistothecium),子囊壳(Perthecium),子囊盘(Apothecium),3、霉菌孢子与细菌芽孢的比较,霉菌的代表属,两者皆有假根，但根霉属有匍匐枝，毛霉属无。根霉属有囊托，毛霉属无。两者皆具囊轴，但根霉属无囊领，毛霉属有。毛霉属孢子囊梗单株从菌丝上发生，分枝或不分枝。,