第二章原核微生物

1、 第二章第二章 原核微生物原核微生物原核微生物原核微生物种类种类真真细菌细菌(bacterium)(bacterium) 革兰氏（革兰氏（gramgram）阳性、）阳性、 革兰氏革兰氏阴性阴性放线菌放线菌(actinomycetes)(actinomycetes)蓝细菌蓝细菌(cyanobacteria)(cyanobacteria)u立克次式体立克次式体u螺旋体螺旋体u古生菌古生菌u支原体支原体u衣原体衣原体仅含仅含dna分子的原始核区无核膜包裹的原始单细胞生物分子的原始核区无核膜包裹的原始单细胞生物一一 细菌细菌二二 放线菌放线菌三三 蓝细菌蓝细菌四四 其他原核微生物其他原核微生物细细 菌

2、菌(bacterium) 结构简单，种类繁多，主要以二分裂繁殖和水生性较强的单细胞结构简单，种类繁多，主要以二分裂繁殖和水生性较强的单细胞原核微生物原核微生物 细菌的形态与结构细菌的形态与结构 大小（大小（um)测量细菌大小常以微米测量细菌大小常以微米为单位。为单位。球菌直径一般为球菌直径一般为0.5-2m,杆菌宽杆菌宽0.5-1 m ，长，长1-8 m ，螺旋菌宽螺旋菌宽0.5-5 m菌体大小与茵龄和培养条件等菌体大小与茵龄和培养条件等有关。幼龄菌较长，老龄茵较有关。幼龄菌较长，老龄茵较短，但菌体宽度相对恒定。短，但菌体宽度相对恒定。培养基渗透压增大，则细胞变培养基渗透压增大，则细胞变小。小

3、。基基本本形形态态杆菌杆菌：大肠杆菌，枯草芽孢杆菌：大肠杆菌，枯草芽孢杆菌螺旋菌螺旋菌：霍乱弧菌：霍乱弧菌球菌球菌：猪链球菌，金黄色葡萄球菌：猪链球菌，金黄色葡萄球菌（1 1）基本形状）基本形状：分裂方式分裂方式球菌球菌(coccus)arrangement of spherical bacterial cells脑膜炎奈瑟菌脑膜炎奈瑟菌双球菌双球菌(diplococcus)肺炎双球菌肺炎双球菌链球菌链球菌(streptococcus)球菌(coccus)球菌(coccus)葡萄球菌葡萄球菌(streptococcus)球菌(coccus)四联球菌四联球菌(tetrad)球菌(coccus)八

4、叠球菌八叠球菌(sarcina)杆菌(bacillus)不同杆菌的大小、长短、粗细很不一致。不同杆菌的大小、长短、粗细很不一致。炭疽芽胞杆菌炭疽芽胞杆菌 3-10 m3-10 m大大中中大肠埃希菌大肠埃希菌 2-3 m2-3 m小小布鲁菌布鲁菌 0.6-1.5 m0.6-1.5 m杆菌的形态多样杆菌的形态多样杆菌(bacillus)两端齐平炭疽芽胞杆菌炭疽芽胞杆菌两端尖细白喉棒状杆菌白喉棒状杆菌螺形菌(spiral bacterium)螺菌螺菌螺杆菌螺杆菌弧菌弧菌 幽门螺旋菌左：显微数码摄像右：结构示意图细菌的细胞构造细菌的细胞构造一般构造一般构造特殊构造特殊构造以细菌为代表介绍原核微生物的结

5、构以细菌为代表介绍原核微生物的结构n一一 细胞壁细胞壁n二二 细胞壁以内的构造细胞壁以内的构造n三三 细胞壁以外的结构细胞壁以外的结构 细胞壁是位于细胞表面，内侧紧贴细胞膜的一细胞壁是位于细胞表面，内侧紧贴细胞膜的一层较为坚韧，略具弹性的细胞结构。层较为坚韧，略具弹性的细胞结构。 通过质壁分离和适当的染色，在光学显微镜下通过质壁分离和适当的染色，在光学显微镜下观察；制备原生质体，观察细胞形态的变化；观察；制备原生质体，观察细胞形态的变化；用电镜直接观察细菌的超薄切片用电镜直接观察细菌的超薄切片 可证实细可证实细胞壁的存在。胞壁的存在。一一 .细胞壁细胞壁(cell wall):细胞壁的作用细胞

6、壁的作用（1）固定细胞外形和提高机械强度；）固定细胞外形和提高机械强度；（2）为细胞的生长、分裂和鞭毛运动所必需；）为细胞的生长、分裂和鞭毛运动所必需；（3）阻拦酶蛋白和某些抗生素等大分子物质（分）阻拦酶蛋白和某些抗生素等大分子物质（分子量大于子量大于800）进入细胞，保护细胞免受溶菌）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；酶、消化酶和青霉素等有害物质的损伤；（4）是细菌特定的抗原性、致病性以及对抗生素）是细菌特定的抗原性、致病性以及对抗生素和噬菌体敏感性的物质基础；和噬菌体敏感性的物质基础；染色的过程：染色的过程：草酸铵结晶紫初染草酸铵结晶紫初染碘液煤染碘液煤染959

7、5乙醇脱色乙醇脱色沙黄等红色的染料复染沙黄等红色的染料复染革兰氏染色的过程革兰氏染色的过程机理？机理？细胞壁成分的细胞壁成分的比较比较g-: 肽聚糖含量低，无磷壁酸肽聚糖含量低，无磷壁酸 ，含脂质和，含脂质和蛋白质蛋白质 较较g g薄，层次多结构复杂薄，层次多结构复杂代表菌：代表菌：大肠杆菌大肠杆菌g+：肽聚糖含量高，有磷壁酸，一般无脂质和肽聚糖含量高，有磷壁酸，一般无脂质和蛋白质蛋白质 细胞壁厚度大结构简单细胞壁厚度大结构简单代表菌代表菌：金黄色葡萄球菌金黄色葡萄球菌g+和和 g- 细胞壁结构比较（立体模型）细胞壁结构比较（立体模型） g gg g肽聚糖肽聚糖 胞壁酸胞壁酸 细胞膜细胞膜 膜

8、蛋白膜蛋白 外膜外膜 孔蛋白孔蛋白 脂质脂质 周质空间周质空间 肽聚糖肽聚糖 磷壁酸磷壁酸 多糖多糖 蛋白质蛋白质 膜蛋白膜蛋白 肽聚糖的组成肽聚糖的组成双糖单位双糖单位n乙酰葡糖胺（乙酰葡糖胺（nag)n-乙酰胞壁酸（乙酰胞壁酸（nam）肽尾肽尾g+：l赖氨酸赖氨酸g-： m二氨基庚二酸二氨基庚二酸肽桥肽桥g+：甘氨酸：甘氨酸5肽肽g-：没有肽桥：没有肽桥相互交联的网络结构相互交联的网络结构稀疏，机械强度弱稀疏，机械强度弱的肽聚糖网的肽聚糖网 革兰氏阴性细菌细胞壁肽聚糖单体间的连接革兰氏阴性细菌细胞壁肽聚糖单体间的连接 内消旋二氨基庚二酸内消旋二氨基庚二酸(m-dap)（只在原核微生物细胞壁

9、上发现）（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、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机械强度较差的肽聚糖网套革兰阴性菌肽聚糖聚糖骨架、四肽侧链青霉素作用点溶菌酶作用点n-乙酰葡糖胺n-乙酰胞壁酸革兰阳性菌肽聚糖聚糖骨架、四肽侧链、五肽交联桥g g+ +细菌细胞壁肽聚糖单细菌细胞壁肽聚糖单体间的连接体间的连接g g+ +细菌细胞壁肽聚糖网状结构细菌细胞壁肽聚糖网状结构真正细菌肽聚糖真正细菌肽聚糖b-1,4糖苷键糖苷键namnag溶菌酶溶菌酶革兰氏阳性细菌的细胞壁革兰氏阳性细菌的细胞壁化学成分化学成分:90%肽聚糖肽聚糖(peptidoglycan)和和1

10、0%磷壁酸磷壁酸teichoicacid）。）。细胞壁结构：由约细胞壁结构：由约40层网状分子层肽聚糖单体组成一层层网状分子层肽聚糖单体组成一层2080nm的厚壁，四肽尾交联度高。的厚壁，四肽尾交联度高。（1）肽聚糖（）肽聚糖（peptidoglycan):由肽和聚糖两部分组成由肽和聚糖两部分组成 双糖单位双糖单位: nam(n-乙酰葡萄糖胺乙酰葡萄糖胺 )+ nag(n-乙酰胞壁酸乙酰胞壁酸) 以以beta-1,4-糖苷键连接糖苷键连接 四肽尾四肽尾: l-ala d-glu l-lys d-ala 两个肽聚糖单体之间是五肽桥连接两个肽聚糖单体之间是五肽桥连接:l-lys-(gly)5-d-

11、ala磷壁酸磷壁酸teichoic壁磷壁酸壁磷壁酸teichoic膜磷壁酸膜磷壁酸lipoteichoicg+特有结构特有结构磷壁酸的生理功能磷壁酸的生理功能使细胞壁形成负电荷环境，增强细胞膜对二价阳离子的吸收；使细胞壁形成负电荷环境，增强细胞膜对二价阳离子的吸收；贮藏磷元素；贮藏磷元素；增强某些致病菌对宿主细胞的粘连、避免被白细胞吞噬以及抗补增强某些致病菌对宿主细胞的粘连、避免被白细胞吞噬以及抗补体的作用；体的作用；是革兰氏阳性细菌特异表面抗原的物质基础；是革兰氏阳性细菌特异表面抗原的物质基础；是噬菌体的特异性吸附受体；是噬菌体的特异性吸附受体；能调节细胞内自溶素能调节细胞内自溶素(auto

12、lysin)的活力，防止细胞因自溶而死亡。的活力，防止细胞因自溶而死亡。脂多糖层（外膜脂多糖层（外膜 ） 位于革兰氏阴性细菌细胞壁外层，由脂多糖、磷脂和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。脂蛋白等若干种蛋白质组成的膜，有时也称为外壁。内层内层外层外层革兰氏阴性细菌的细胞壁革兰氏阴性细菌的细胞壁功能？功能？脂多糖层脂多糖层g-特有结构特有结构外外膜膜外膜蛋白外膜蛋白o特异侧链特异侧链类脂类脂a核心多糖核心多糖脂多糖层脂多糖（脂多糖（lps）的主要功能）的主要功能lps结构的多变，决定了革兰氏阴性细菌结构的多变，决定了革兰氏阴性细菌细胞表面抗

13、原决定簇的多样性；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，也有吸负电荷较强，与磷壁酸相似，也有吸附附mg2+、ca2+等阳离子以提高其在细胞表面等阳离子以提高其在细胞表面浓度的作用，对细胞膜结构起稳定作用；浓度的作用，对细胞膜结构起稳定作用；类脂类脂a是革兰氏阴性细菌致病物质是革兰氏阴性细菌致病物质内内毒素的物质基础；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具有控制某些物质进出细胞的部分选择性屏障功能；屏障功能；许多噬菌体在细胞表面的吸附受体。许多噬菌体在细胞表面的吸附受体。外膜蛋白：连接肽聚糖层与外膜层外膜蛋白：连接肽聚糖层与外膜层孔蛋白：孔蛋白：3个蛋白构

14、成，有开关口，个蛋白构成，有开关口， 特异孔蛋白：有特异性结合位点，只许一种或几种物质通过特异孔蛋白：有特异性结合位点，只许一种或几种物质通过 非特异性孔蛋白：非特异性孔蛋白：mr106多糖类贮藏物多糖类贮藏物 糖原粒糖原粒 淀粉粒淀粉粒 真细菌中以糖真细菌中以糖原居多。糖原粒较原居多。糖原粒较小，不染色需用电小，不染色需用电镜观察，用碘液染镜观察，用碘液染成褐色，可在光学成褐色，可在光学显微镜下看到。显微镜下看到。硫粒（硫粒（sulfur globules） 很多真细菌在进行产能代谢或生物合成时，常涉很多真细菌在进行产能代谢或生物合成时，常涉及对还原性的硫化物如及对还原性的硫化物如h2s，硫

15、代硫酸盐等的氧化。，硫代硫酸盐等的氧化。 在环境中还原性硫素丰在环境中还原性硫素丰富时，常在细胞内以折富时，常在细胞内以折光性很强的硫粒的形式光性很强的硫粒的形式积累硫元素。积累硫元素。当环境中环境中还原性当环境中环境中还原性硫缺乏时，可被细菌重硫缺乏时，可被细菌重新利用。新利用。藻青素（藻青素（cyanophycin） 一种内源性氮源贮藏物，同时还兼有贮存能一种内源性氮源贮藏物，同时还兼有贮存能源的作用。通常存在于蓝细菌中。源的作用。通常存在于蓝细菌中。 一般呈颗粒状，一般呈颗粒状，由含精氨酸和天冬氨由含精氨酸和天冬氨酸残基酸残基(1:1)的分支多的分支多肽所构成，分子量在肽所构成，分子量在

16、25000125000。异染粒（异染粒（metachromatic granules） 颗粒大小为颗粒大小为0.51.0m mm，是无机偏磷酸的聚，是无机偏磷酸的聚合物，一般在含磷丰富的环境下形成。功能是贮合物，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。藏磷元素和能量，并可降低细胞的渗透压。在暗视野显微镜下看到的在暗视野显微镜下看到的迂回螺菌迂回螺菌(spirillum volutans)异染粒（迂回体）异染粒（迂回体）气泡（气泡（gas vocuoles） 许多光合营养型、无鞭毛许多光合营养型、无鞭毛运动的水生细菌中存在的充满运动的水生细菌中存在的充满气体的泡

17、囊状内含物，大小为气体的泡囊状内含物，大小为0.21.0m mm75nm，内由数排，内由数排柱形小空泡组成，外有柱形小空泡组成，外有2nm厚厚的蛋白质膜包裹。的蛋白质膜包裹。功能：功能：调节细胞比重以使细调节细胞比重以使细 胞漂浮在最适水层中胞漂浮在最适水层中 获取光能、获取光能、o2和营养和营养 物质。物质。磁小体磁小体(megnetosome)cncnc-micro1975年由年由r p blakemored 在趋磁细菌中发现在趋磁细菌中发现主要成分是主要成分是fe3o4 外被一层磷脂、蛋白或糖蛋白外被一层磷脂、蛋白或糖蛋白膜膜,是是,无毒无毒,大小大小20100nm,每个细胞有每个细胞有

18、2 20颗颗形状为平截八面体、平行六面体或六棱柱体等形状为平截八面体、平行六面体或六棱柱体等功能导向作用，即借助鞭毛游向泥功能导向作用，即借助鞭毛游向泥、水界面微氧水界面微氧 环境处生活环境处生活实用前景：实用前景： 生产磁性定向药物或抗体，以及制造生物传感器生产磁性定向药物或抗体，以及制造生物传感器4 4 核区核区指原核生物所特有的无核膜结构、无固定形态的原始细胞核指原核生物所特有的无核膜结构、无固定形态的原始细胞核细菌染色体细菌染色体 (bacteria chromosome)分子又称核质体、原核、拟核、核基因组又称核质体、原核、拟核、核基因组(genome） 为无核膜包裹的核区，是细为无

19、核膜包裹的核区，是细菌负载遗传信息的主要物质菌负载遗传信息的主要物质基础；基础； 每个细胞所含的核区数与生每个细胞所含的核区数与生长速度有关，一般为长速度有关，一般为14个；个； 除在染色体复制的短时间内除在染色体复制的短时间内呈双倍体，一般为单倍体；呈双倍体，一般为单倍体； 大型环状双链大型环状双链dna分子（分子（e. coli 4.7x106 bp）；）； 在细胞内以高度折叠、紧密在细胞内以高度折叠、紧密缠绕状态存在（缠绕状态存在（ e. coli 细胞细胞长长2m mm，染色体，染色体dna1.11.4mm）。）。（1）染色体）染色体dna质粒质粒plasmidplasmid染色体以外

20、遗传成分染色体以外遗传成分p通常是共价闭合环状的超螺通常是共价闭合环状的超螺旋小型双链旋小型双链dnap能通过性毛在细胞之间传递能通过性毛在细胞之间传递p质粒上携带着决定细菌某些质粒上携带着决定细菌某些遗传特性的基因遗传特性的基因p能自主复制，在基因工程中能自主复制，在基因工程中起着重要的作用起着重要的作用resistant plasmidscol plasmidsconjugative plasmidsmetabolic plasmids major types of plasmids5 芽芽 孢孢产芽孢细菌在生长发育后期，在其菌体内形成的一产芽孢细菌在生长发育后期，在其菌体内形成的一个圆形

21、或椭圆形的、厚壁、折光性强、具抗逆性的个圆形或椭圆形的、厚壁、折光性强、具抗逆性的休眠体休眠体n由于一个营养细胞内由于一个营养细胞内仅生成一个芽孢，无繁仅生成一个芽孢，无繁殖功能殖功能n大多数为大多数为g+菌菌n代谢活性低代谢活性低n对干燥、热、化学物对干燥、热、化学物质、辐射等具有高度抗质、辐射等具有高度抗性性central corecortexspore coat / membraneexosporiummicrograph of a endosporespores产产芽孢细菌的种类芽孢细菌的种类芽孢的构造芽孢的构造芽孢形成芽孢形成芽孢萌发芽孢萌发芽孢的耐热机制芽孢的耐热机制研究芽孢的意义

22、研究芽孢的意义伴孢晶体伴孢晶体芽孢芽孢芽孢芽孢产芽孢细菌的种类产芽孢细菌的种类 菌体菌体 （营养细胞）（营养细胞）芽孢的着生位置芽孢的着生位置芽孢的结构芽孢的结构芽孢外壁芽孢外壁芽孢衣芽孢衣皮层皮层芽孢核心芽孢核心芽孢壁芽孢壁芽孢膜芽孢膜芽孢质芽孢质芽孢核区芽孢核区 芽孢的结构芽孢的结构细菌芽孢构造的 模式图 孢外壁芽孢衣 皮 层 芽孢质芽孢核区芽孢膜芽孢壁核心芽孢的形成过程芽孢的形成过程芽孢的耐热机制芽孢的耐热机制渗透调节皮层膨胀学说渗透调节皮层膨胀学说芽孢的耐热性在于：芽孢的耐热性在于：芽孢衣对多价阳离子和水分的透性很差和皮层的离子强度很高，芽孢衣对多价阳离子和水分的透性很差和皮层的离子强

23、度很高，从而使皮层产生极高的渗透压去夺取芽孢核心的水分，从而使皮层产生极高的渗透压去夺取芽孢核心的水分，其结果造成皮层的充分膨胀，而核心部分的细胞质却变的高度失水其结果造成皮层的充分膨胀，而核心部分的细胞质却变的高度失水因此具有较强的耐热性因此具有较强的耐热性研究芽孢的意义研究芽孢的意义细菌分类、鉴定中的重要形态学指标细菌分类、鉴定中的重要形态学指标指导菌种保藏指导菌种保藏制定灭菌参数制定灭菌参数许多产芽孢菌是强烈致病菌许多产芽孢菌是强烈致病菌6 伴孢晶体伴孢晶体伴随着芽孢的产生一般多具有毒性（内毒素）伴随着芽孢的产生一般多具有毒性（内毒素）应用：细菌杀虫剂应用：细菌杀虫剂少数芽孢杆菌在形成芽

24、孢的同少数芽孢杆菌在形成芽孢的同时，会在芽孢旁形成一颗菱形时，会在芽孢旁形成一颗菱形或双锥形的碱溶性蛋白晶体或双锥形的碱溶性蛋白晶体内毒素，称为伴孢晶体。内毒素，称为伴孢晶体。n三三 细胞壁以外的结构细胞壁以外的结构糖糖被被1 糖被糖被包裹在单个细胞上包裹在单个细胞上包裹在细胞群上：包裹在细胞群上：菌胶团：菌胶团：动胶菌属动胶菌属在壁上有固定层在壁上有固定层松散，未固定在壁上：松散，未固定在壁上：粘液层粘液层层次厚：层次厚：大荚膜大荚膜层次薄：层次薄：微荚膜微荚膜 糖被的功能糖被的功能保护功能保护功能致病功能致病功能贮藏养料贮藏养料堆积代谢废物堆积代谢废物s型菌落：有糖被的细菌型菌落：有糖被的

25、细菌r型菌落：无糖被的细菌型菌落：无糖被的细菌细菌糖被实用意义细菌糖被实用意义鉴定菌种鉴定菌种提取葡聚糖提取葡聚糖“代血浆代血浆”胞外多糖胞外多糖：黄原胶黄原胶用于石油开用于石油开采采菌胶团用于处理污水菌胶团用于处理污水鞭毛的类型鞭毛的类型鞭鞭 毛毛生长在某些细菌体表的长丝状蛋生长在某些细菌体表的长丝状蛋白质附属物，称为鞭毛，其数目白质附属物，称为鞭毛，其数目为一至数条，具有运动功能。为一至数条，具有运动功能。鞭毛一般长度为鞭毛一般长度为1520um直径为直径为0.01 0.02um观察鞭毛的方法观察鞭毛的方法:染料沉积使之加染料沉积使之加粗后用显微镜观察粗后用显微镜观察:常用电镜观察常用电镜

26、观察判断鞭毛有无的方法:半固体培养基细菌鞭毛显微镜照片细菌鞭毛显微镜照片鞭毛的结构鞭毛的结构鞭毛丝鞭毛丝鞭毛钩鞭毛钩基体基体g+和和g-的区别：的区别：l环和环和p环环鞭毛丝结构图解：鞭毛蛋白亚基每周为每周为8-10个亚基个亚基鞭毛蛋白亚基是一种球状蛋白，分子量鞭毛蛋白亚基是一种球状蛋白，分子量3-6万万鞭毛丝由直径鞭毛丝由直径 4.5nm 的鞭毛蛋白亚基沿央孔的鞭毛蛋白亚基沿央孔道道（直径为直径为20nm）螺旋状缭绕而成。）螺旋状缭绕而成。鞭毛的功能鞭毛的功能趋性运动趋性运动趋光性趋光性趣化性趣化性趋氧性趋氧性趋磁性趋磁性鞭毛运动的机理鞭毛运动的机理旋转论旋转论拴菌实验拴菌实验挥鞭论挥鞭论a

27、. monotrichousb. amphitrichousc. lophotrichousd. peritrichous显微镜下的鞭毛显微镜下的鞭毛菌菌 毛毛不参与运动，周不参与运动，周身分布，运动和身分布，运动和不运动的细菌都不运动的细菌都可以有菌毛，由可以有菌毛，由其染色体基因决其染色体基因决定。比鞭毛短、定。比鞭毛短、数目较鞭毛多，数目较鞭毛多，一般周身分布一般周身分布菌毛的功能菌毛的功能促进细胞的黏附促进细胞的黏附促使某些细菌缠集在一起而在液体表面促使某些细菌缠集在一起而在液体表面 形成菌膜形成菌膜菌毛抗原菌毛抗原性性 毛毛也叫做性菌毛，参与质粒的转移也叫做性菌毛，参与质粒的转移构造

28、和成分与菌毛相同，但比构造和成分与菌毛相同，但比菌毛长。菌毛长。数量仅一至少数几根。数量仅一至少数几根。性毛一般见于革兰氏阴性细菌性毛一般见于革兰氏阴性细菌的雄性菌珠中。的雄性菌珠中。其功能是向雌性菌珠（受其功能是向雌性菌珠（受体菌）传递遗传物质体菌）传递遗传物质（三）细菌的繁殖（三）细菌的繁殖二分裂的方式二分裂的方式dna先复制先复制细胞壁扩增形成横隔壁细胞壁扩增形成横隔壁细胞分裂细胞分裂菌落菌落colony：以母细菌为中心聚集在一起，形成一个肉眼可见：以母细菌为中心聚集在一起，形成一个肉眼可见的，具有一定形态结构的子细胞群的，具有一定形态结构的子细胞群菌苔菌苔lawn：成片的菌落连在一起：

29、成片的菌落连在一起克隆克隆clone：一个菌落是由一个细菌繁殖而来的：一个菌落是由一个细菌繁殖而来的（四）细菌的菌落（四）细菌的菌落（colony)细菌的培养特征细菌的培养特征在固体培养基上在固体培养基上第二节放线菌第二节放线菌定义定义：一类呈菌丝状生长，主要以孢子繁殖和陆生性强的：一类呈菌丝状生长，主要以孢子繁殖和陆生性强的原核微生物原核微生物特点特点：绝大部分是绝大部分是g+ 丝状生长、丝状生长、 孢子繁殖孢子繁殖 在营养生长阶段，菌丝内无隔，在营养生长阶段，菌丝内无隔， 为单细胞。为单细胞。功能功能：产生大量的、产生大量的、 种类繁多（种类繁多（4000多种）的抗生素多种）的抗生素抗生素

30、的主要来源抗生素的主要来源光学显微镜下观察到的放线菌放线菌是一类具有丝状与枝细胞的细菌放线菌是一类具有丝状与枝细胞的细菌 有原核有原核 菌丝直径与细菌相仿菌丝直径与细菌相仿 细胞壁的主要成分是肽聚糖细胞壁的主要成分是肽聚糖 放线菌噬菌体的形状与细菌的相似放线菌噬菌体的形状与细菌的相似 最适生长最适生长ph相近，一般呈微碱性相近，一般呈微碱性 dna重组的方式与细菌的相同重组的方式与细菌的相同 核糖体同为核糖体同为70s 对溶菌酶敏感对溶菌酶敏感 凡细菌所敏感的抗生素，放线菌也同样敏感凡细菌所敏感的抗生素，放线菌也同样敏感 有的放线菌产生有鞭毛的孢子有的放线菌产生有鞭毛的孢子,其鞭毛类型与细菌相

31、同其鞭毛类型与细菌相同放线菌的形态和结构放线菌的形态和结构菌丝按形态和功能分为菌丝按形态和功能分为:：基内菌丝、气生菌丝和孢子丝基内菌丝、气生菌丝和孢子丝1 基内菌丝：基内菌丝：长在固体培养基中以放射状向基质表面和内部长在固体培养基中以放射状向基质表面和内部扩展的具有吸收营养和排泄代谢废物功能的菌丝，有的能产扩展的具有吸收营养和排泄代谢废物功能的菌丝，有的能产生色素生色素功能：功能：吸收营养和排泄代谢废物吸收营养和排泄代谢废物2 气生菌丝：气生菌丝：基内菌丝向空间方向分化出的颜色较深、直径基内菌丝向空间方向分化出的颜色较深、直径较粗的分枝菌丝较粗的分枝菌丝功能功能：分化形成孢子丝：分化形成孢子

32、丝3 孢子丝孢子丝：通过气生菌丝成熟后分化形成的菌丝：通过气生菌丝成熟后分化形成的菌丝功能功能：形成孢子，促进繁殖：形成孢子，促进繁殖孢子丝的形态孢子丝的形态放线菌的繁殖放线菌的繁殖放线菌放线菌没有有性繁殖没有有性繁殖，主要通过形成，主要通过形成无性孢子方式进无性孢子方式进行无性繁殖行无性繁殖. .主要由主要由孢子丝孢子丝通过通过横割分裂横割分裂方式产生横膈膜形成方式产生横膈膜形成分生分生孢子，孢子，分生孢子分生孢子通过吸收水分、膨胀萌发形成新的通过吸收水分、膨胀萌发形成新的菌丝菌丝体体. .另一种方式是另一种方式是菌丝体的无限伸长和分枝菌丝体的无限伸长和分枝，在液体振荡，在液体振荡培养（或工

33、业发酵）中，放线菌每一个脱落的菌丝片段，培养（或工业发酵）中，放线菌每一个脱落的菌丝片段，在适宜条件下都能长成新的菌丝体，也是一种无性繁殖在适宜条件下都能长成新的菌丝体，也是一种无性繁殖方式。方式。 2.2.3放线菌的生活史：放线菌的生活史：孢子孢子萌发萌发基内基内菌丝菌丝气生气生菌丝菌丝菌丝菌丝孢子丝孢子丝孢子丝分化形成的孢子孢子丝分化形成的孢子放线菌放线菌生活史生活史放线菌的繁殖放线菌的繁殖（2）沿横隔断裂形成孢子（3）成熟孢子（1）孢子丝中形成横隔横隔断裂形成孢子的过程分生孢子繁殖放线菌的培养特征放线菌的培养特征在固体培养基上的菌落一般圆形，光滑平整或有许多褶皱。与培在固体培养基上的菌落

34、一般圆形，光滑平整或有许多褶皱。与培养基结合紧密、坚实，不易挑取。长孢子后，菌落表面呈粉末状。养基结合紧密、坚实，不易挑取。长孢子后，菌落表面呈粉末状。放线菌菌落的底放线菌菌落的底( (基内菌丝基内菌丝) )和面和面( (气生菌丝、孢子丝气生菌丝、孢子丝) )常呈不同常呈不同颜。颜。 放线菌的菌落特征放线菌的菌落特征 a a：诺尔斯氏链霉菌；：诺尔斯氏链霉菌；b b：皮疽诺：皮疽诺卡氏菌；卡氏菌；c c：酒红指孢囊菌；：酒红指孢囊菌；d d：游动放线菌；游动放线菌；e e：小单胞菌；：小单胞菌； f f：皱双孢马杜拉放线菌皱双孢马杜拉放线菌 产抗菌素的放线菌的菌落特征产抗菌素的放线菌的菌落特征

35、a a：卡特利链霉菌；：卡特利链霉菌；b b：弗氏链：弗氏链霉菌；霉菌；c c：吸水链霉菌金泪亚种；：吸水链霉菌金泪亚种；d d：卡那霉素链霉菌；卡那霉素链霉菌；e e：除虫链霉菌；：除虫链霉菌；f f：生磺酸链霉菌：生磺酸链霉菌放线菌的生活史放线菌的生活史an antibiotic droplet secreted from a streptomyces colony 放线菌的代表菌放线菌的代表菌链霉菌属链霉菌属1大多数抗生素是链霉菌产生的大多数抗生素是链霉菌产生的2 孢子丝形态多样孢子丝形态多样诺卡氏菌属诺卡氏菌属filamentous actinomycetes antibiotic a

36、ction of soil microorganisms on a platestreptomycetesbacillus放线菌与人类放线菌与人类绝大多数抗生素由放线菌产生绝大多数抗生素由放线菌产生用来生产纤维素、酶、维生素用来生产纤维素、酶、维生素具固氮作用，用于生产生物菌肥具固氮作用，用于生产生物菌肥少数寄生型放线菌可引起动植物病害少数寄生型放线菌可引起动植物病害有的放线菌能破坏棉毛织品和纸张有的放线菌能破坏棉毛织品和纸张蓝细菌蓝细菌( (cyanobacteriacyanobacteria) )是一类含有叶绿是一类含有叶绿素素a a，能进行产，能进行产氧光合作用的原氧光合作用的原核微生物

37、。核微生物。特点特点u革兰氏染色呈阴性革兰氏染色呈阴性u形态多样形态多样u体积一般比细菌大体积一般比细菌大u能进行产氧性光合作用能进行产氧性光合作用u含叶绿素含叶绿素a但是不含叶绿体但是不含叶绿体u分布广分布广 “先锋生物先锋生物”第三节蓝细菌第三节蓝细菌nonfilamentous cyanobacteriafilamentous cyanobacterium, 天文学家告诉我们，地球形成于大约天文学家告诉我们，地球形成于大约45亿年前。人们迄今找到亿年前。人们迄今找到的最古老的生物化石中保存着的最古老的生物化石中保存着35亿年前的蓝细胞和其它原核生亿年前的蓝细胞和其它原核生物的踪迹。物的踪

38、迹。 图为发现于澳洲图为发现于澳洲西部的西部的 35 亿年前亿年前的蓝细菌化石的蓝细菌化石 l细胞壁与细胞壁与g-g-相似相似l具有营光合作用具有营光合作用的结构的结构l水生性种类中有水生性种类中有气泡的构造气泡的构造使菌体使菌体漂浮，并使菌体能漂浮，并使菌体能保持在光线最多的保持在光线最多的地方，以利光合作地方，以利光合作用用蓝细菌的一些结构特征蓝细菌的一些结构特征u细胞质周围有光合色素层通常以类囊体细胞质周围有光合色素层通常以类囊体的形式出现的形式出现u在类囊体内含有在类囊体内含有叶绿素叶绿素 a a 、类胡萝卜、类胡萝卜素和光合电子传递链的有关组分，这些组素和光合电子传递链的有关组分，这

39、些组分能进行光合作用进行产氧。分能进行光合作用进行产氧。u在类囊体的外表面整齐地排列着在类囊体的外表面整齐地排列着藻胆蛋藻胆蛋白体白体 (phycobilisome) (phycobilisome) 颗粒颗粒，其中含有，其中含有藻胆蛋白藻胆蛋白 (phycobiliproteins) (phycobiliproteins) 。藻胆。藻胆素素 (phycobilin) (phycobilin) 是一类水溶性的色蛋白，是一类水溶性的色蛋白，在光合作用中起辅助色素的作用，是蓝细在光合作用中起辅助色素的作用，是蓝细菌所特有的。菌所特有的。细胞的几种细胞的几种特化结构：特化结构：异形胞：固异形胞：固氮氮

40、静息孢子：静息孢子：抗干旱或冷抗干旱或冷冻的能力；冻的能力；还具有繁殖还具有繁殖的能力的能力蓝细菌的繁殖蓝细菌的繁殖无性繁殖，多数为二分裂繁殖无性繁殖，多数为二分裂繁殖丝状蓝细菌通过丝状体断裂成短的片断丝状蓝细菌通过丝状体断裂成短的片断段殖体繁殖段殖体繁殖研究蓝细菌的价值和意义研究蓝细菌的价值和意义1 1 一部分能进行固氮作用一部分能进行固氮作用2 2 能开发成螺旋藻产品，如螺旋蓝细菌能开发成螺旋藻产品，如螺旋蓝细菌3 3 促进了好氧生物的进化与发展促进了好氧生物的进化与发展蓝细菌带来的危害：蓝细菌带来的危害：n n、p p等富营养化的海水等富营养化的海水“赤潮赤潮”，湖泊，湖泊“水华水华”的

41、元凶的元凶厦门杏林湾竟然变成厦门杏林湾竟然变成“红海红海”。 赤潮是海水中某些微小的微型藻、原生动物或细菌在赤潮是海水中某些微小的微型藻、原生动物或细菌在一定的环境条件下爆发性增殖或聚集在一起而引起水一定的环境条件下爆发性增殖或聚集在一起而引起水体变色的一种生态异常现象。这一概念最早是因海水体变色的一种生态异常现象。这一概念最早是因海水变红而得名，现在已成为各种赤潮的统称。变红而得名，现在已成为各种赤潮的统称。 赤潮生物的存在和水体的赤潮生物的存在和水体的水质污染（富营养化）是水质污染（富营养化）是形成赤潮的主要原因形成赤潮的主要原因 螺旋藻（螺旋藻（spirulina spp.)spirul

42、ina spp.)是一种是一种深青色的丝状微藻深青色的丝状微藻，由多细胞单列构成的纤细螺由多细胞单列构成的纤细螺旋状藻体。在近代生物科学旋状藻体。在近代生物科学分类上，多数藻类专家将螺分类上，多数藻类专家将螺旋藻归属于蓝藻门、螺旋藻旋藻归属于蓝藻门、螺旋藻属。这种奇妙的低等生物，属。这种奇妙的低等生物，介乎动物与植物之间，它可介乎动物与植物之间，它可利用其体内的叶绿素进行高利用其体内的叶绿素进行高光合作用光合作用，还能以其独立的，还能以其独立的个体缓缓扭转和做伸屈运动。个体缓缓扭转和做伸屈运动。 分析出螺旋藻蛋白质含量高达分析出螺旋藻蛋白质含量高达60%70%，是大米的，是大米的10倍，倍，猪

43、肉的猪肉的5倍，鱼肉的倍，鱼肉的3倍，同时还发现螺旋藻中倍，同时还发现螺旋藻中8种氨基酸种氨基酸所含的比例刚好与联合国粮农组织规定的最佳蛋白质氨基酸所含的比例刚好与联合国粮农组织规定的最佳蛋白质氨基酸组成比例吻合。组成比例吻合。 世界闻名的法国高档化妆品里就用了螺旋藻世界闻名的法国高档化妆品里就用了螺旋藻 人类在本世纪末，有两项伟大的科学贡人类在本世纪末，有两项伟大的科学贡献，其一是核弹，另一是螺旋藻，而就献，其一是核弹，另一是螺旋藻，而就对人类的对人类的益处来说，后者远远超过前者益处来说，后者远远超过前者法国科里门特博士法国科里门特博士世界卫生组织（世界卫生组织（who）确定：）确定：“人类

44、人类21世纪的最佳保健品世纪的最佳保健品”。 人类未来最优秀的粮食资源人类未来最优秀的粮食资源 法国前总统蓬皮杜法国前总统蓬皮杜开发螺旋藻开发螺旋藻 为人类造福为人类造福美籍华裔科学家、美国美籍华裔科学家、美国templetemple大学荣誉大学荣誉教授牛满江教授牛满江 螺旋体螺旋体定义定义：螺旋体是介：螺旋体是介于细菌与原生动物于细菌与原生动物( (原虫原虫) )之间的单细之间的单细胞原核生物。胞原核生物。特点特点：菌体细长、菌体细长、柔软、弯曲如螺旋柔软、弯曲如螺旋状。有细菌的基本状。有细菌的基本结构细胞壁、细胞结构细胞壁、细胞膜、细胞质及核区膜、细胞质及核区。繁殖方式：繁殖方式：二分裂二

45、分裂繁殖繁殖其它原核生物其它原核生物螺旋体细胞的结构螺旋体细胞的结构原生质柱原生质柱轴丝轴丝外鞘外鞘主要部分主要部分运动的功能运动的功能保护的功能保护的功能螺旋体的繁殖方式螺旋体的繁殖方式：二分裂繁殖二分裂繁殖是一类介于细菌与是一类介于细菌与病毒之间，较接近病毒之间，较接近于细菌的、专性活于细菌的、专性活真核细胞内寄生繁真核细胞内寄生繁殖的原核微生物。殖的原核微生物。立克次氏体立克次氏体 (rickettsia)特点：特点：细胞较大细胞较大细胞形态多样细胞形态多样有细胞壁，有细胞壁，g-多数在真核细胞内营细胞内专性寄生多数在真核细胞内营细胞内专性寄生二分裂方式繁殖二分裂方式繁殖对热敏感，有些能

46、产生内毒素对热敏感，有些能产生内毒素对对抑制细菌的抗生素如抑制细菌的抗生素如四环素和青霉素等抗生素敏感四环素和青霉素等抗生素敏感存在不完整的产能代谢途径存在不完整的产能代谢途径危害：危害：是斑疹伤寒等严重传染病的病原体是斑疹伤寒等严重传染病的病原体.定义：定义：是介于立克次氏体与病是介于立克次氏体与病毒之间能通过细菌过滤器专性毒之间能通过细菌过滤器专性活细胞内寄生的的原核微生物。活细胞内寄生的的原核微生物。特点特点：有细胞构造。染色有细胞构造。染色g-g-有细胞壁，但缺肽聚糖有细胞壁，但缺肽聚糖缺乏能量代谢系统，必需依缺乏能量代谢系统，必需依赖宿主获得赖宿主获得atpatp，故谓，故谓“能量能量寄生物寄生物”。以二分裂方式繁殖以二分裂方式繁殖细胞内同时含有细胞内同时含有dnadna和和rnarna对抑制细菌的抗生素如青霉对抑制细菌的抗生素如青霉素和磺胺等都很敏感素和磺胺等都很敏感危害危害：鹦鹉热病，沙眼病原体等鹦鹉热病，沙眼病原体等衣原体衣原体(chlamydia)原体原体宿主细胞吞噬原体宿主细胞吞噬原体原体转化成网状体原体转化成网状体定义：定义：一类无细胞壁结构、一类无细胞壁结构、介于独立生活和细胞内寄