微生物课件原核微生物

微生物课件原核微生物第一页，共一百零七页，2022年，8月28日目的要求：通过本章学习，要求掌握：1、真细菌、放线菌、蓝细菌、古生菌的形态特点及各类群代表微生物的主要特点及应用价值。2、原核微生物分类，命名的基本知识。重点：1、原核微生物的分类依据及代表种类的特征。难点：2、代表原核微生物的拉丁学名和主要特点。第二页，共一百零七页，2022年，8月28日一、细胞的形态球状杆状螺旋状基本形态第一节真细菌(Bacteria)

分别称为球菌、杆菌和螺旋菌。第三页，共一百零七页，2022年，8月28日1、球菌(coccus)

细胞个体呈球形或椭圆形，不同种的球菌在细胞分裂时会形成不同的空间排列方式，常被作为分类依据。双球菌链球菌四链球菌八叠球菌葡萄球菌第四页，共一百零七页，2022年，8月28日2、杆菌(rod)

细胞呈杆状或圆柱形，一般其粗细（直径）比较稳定，而长度则常因培养时间、培养条件不同而有较大变化。单杆菌双杆菌链杆菌球杆菌杆菌是细菌中种类最多的,生产中所应用的细菌也大多是杆菌。第五页，共一百零七页，2022年，8月28日3、螺旋状菌(spiral-shapedbacteria)弧菌螺旋菌螺旋体菌第六页，共一百零七页，2022年，8月28日螺旋菌：菌体弯曲一圈以上，回转如螺旋，螺旋数目和螺距大小因种而异。鞭毛二端生细胞壁坚韧，菌体较硬。弧菌与螺旋菌的差别：前者一端生鞭毛,后者两端都生鞭毛。菌体只有一个弯曲，其程度不足一圈，形“C字或逗号，鞭毛偏端生。弧菌：第七页，共一百零七页，2022年，8月28日螺旋体菌：菌体柔软，依靠缠绕原生质柱的轴丝伸缩运动

有些螺旋菌的菌体僵硬，借鞭毛运动；有些螺旋菌的菌体柔软，借轴丝收缩运动并称为螺旋体第八页，共一百零七页，2022年，8月28日1.有些细菌单细胞连结成丝状的群体,外面由鞘套包围，如浮游球衣菌(Sphaerotilusnatans);2.有的细菌菌体分叉,如双歧杆菌属(Bificlobacterium)。3.有的菌体末端有柄，如柄杆菌属(Caulobacter)。4.有的菌体有附属物如臂微菌属 (Ancalomicrobium)。

4、特殊形态第九页，共一百零七页，2022年，8月28日5、不良环境条件下的异常形态当环境条件不适合某细菌生长时,会导致细菌产生异常形态例如巴氏醋杆菌(Acetobacterpasteurium)当培养温度改变时,菌体会由短杆状变为纺锤状,丝状或链锁状。但这种因环境条件不适而产生的异常菌体当环境条件恢复正常时菌体也会恢复正常的形态。第十页，共一百零七页，2022年，8月28日细菌大小:

细菌的大小用微米(μm)来表示,1μm=10－3mm。球菌:通常在0.5-1μm;杆菌:0.5-1×1-5μm;螺旋菌:0.3-1μm×1-50μm;杆菌和螺旋菌大小的表示通常用宽×长来表示。细菌的大小受培养时间的影响,通常幼龄菌体比老菌体要大,同时也受测定方法的影响,测活菌的大小要比测染色涂片的大小大1/3-1/4。最小的细菌：芬兰科学家最近发现了一种引起尿结石的纳米细菌(nanobacteria)其直径只有50nm，比最大的病毒还小。最大的细菌：德国科学家在纳米比亚海底沉积物中发现了一种硫细菌,其大小在0.1-0.3mm,有些可达0.75mm。二、大小与重量第十一页，共一百零七页，2022年，8月28日三、繁殖

细菌的繁殖主要是以二分分裂方式进行无性繁殖。但也有少数细菌靠出芽繁殖或者劈裂繁殖。细菌的繁殖首先是从DNA的复制开始的,随着DNA复制的完成,细胞膜内陷，接着细胞壁跟随内陷,最后一分为二成为2个子细胞。现在只在少数的细菌中发现了有性生殖,如E.Coli,Pseudomonas.等。

第十二页，共一百零七页，2022年，8月28日细菌主要是通过无性繁殖产生后代。其繁殖方式是二分裂（binaryfission）

，简称裂殖（fission）

。细菌的繁殖方式

同形分裂异形分裂:如柄细菌多次分裂:如蛭弧菌繁殖方式裂殖(横分裂)芽殖:如生丝微菌劈裂:如节杆菌,分裂后呈V形第十三页，共一百零七页，2022年，8月28日四、细菌的群体形态1、菌落（colony）

单个微生物在适宜的固体培养基表面或内部生长、繁殖到一定程度可以形成肉眼可见的、有一定形态结构的子细胞生长群体，称为菌落。如果菌落是由1个单细胞发展而来的，则它就是1个纯种细胞群或克隆(clone)。当固体培养基表面众多菌落连成一片时，便成为菌苔(1awn)。第十四页，共一百零七页，2022年，8月28日2、菌落特征各种细菌在一定条件下形成的菌落具有一定的稳定性和专一性特征。菌落特征是衡量菌种纯度、辨认和鉴定菌种的重要依据。

菌落特征包括大小，形状，隆起形状，边缘情况，表面状态，表面光泽，质地，颜色，透明度等。

第十五页，共一百零七页，2022年，8月28日平板菌落特征的描述

形状指菌落的外观形状;隆起度菌落切面形态;表面形态菌落表面形态,光滑,粗糙,粉状等。边缘菌落周边形状。光泽表面有无光泽,有荚膜的菌落(称S型)表 面有光泽。无荚膜的菌落(称R型)表面 无光泽。质地指粘性,脆性等。颜色正反面颜色即气生菌丝及基内菌丝颜色透明度透明、半透明、不透明。表面菌落生长在固体培养基表面的菌落。深层菌落生长在固体培养基里面的菌落。底层菌落生长在固体培养基底部的菌落。第十六页，共一百零七页，2022年，8月28日细菌的菌落特征湿润、较光滑、较透明、较粘稠、易挑取、质地均匀以及菌落正反面或边缘与中央部位的颜色一致等。第十七页，共一百零七页，2022年，8月28日无鞭毛菌无鞭毛、不能运动的细菌，随着菌落中个体数目的剧增，只能依靠“硬挤”的方式来扩大菌落的体积和面积，形成了较小、较厚及边缘极其圆整的菌落。鞭毛菌菌落大而扁平、形态不规则和边缘多缺刻。运动能力强的细菌还会出现树根状甚至能移动的菌落。前者如蕈状芽孢杆菌，后者如普通变形杆菌。荚膜菌菌落十分光滑，并呈透明的蛋清状，形状较大。芽孢细菌因芽孢引起的折光率变化而使菌落的外形变得很不透明或有“干燥”之感，并因其细胞分裂后常连成长链状而引起菌落表面粗糙、有褶皱感，再加上它们一般都有周生鞭毛，因此产生了既粗糙、多褶、不透明，又有外形及边缘不规则特征的独特菌落。第十八页，共一百零七页，2022年，8月28日斜面培养的群体形态:明胶、琼脂穿刺培养形成的液化区、生长区的群体形态:液体培养时的群体形态:第十九页，共一百零七页，2022年，8月28日五、细菌的常见代表

（一）球菌

MicrococcusStaphylococcusStreptococcus小球菌属（Micrococcus）

第二十页，共一百零七页，2022年，8月28日葡萄球菌属（Staphylococcus）直径为0.5～1.5um的球菌,细胞无规则的分裂成为葡萄状的群体。化能有机营养型,利用有机物作为碳源和能源,兼厌气性,在有氧无氧条件下都能生长。大多数生活在温血动物的皮屑,皮腺和粘膜上。第二十一页，共一百零七页，2022年，8月28日

链球菌属Streptococcus

-facultativelyanaerobicormicroaerophilic,catalasenegative,gram-positive,Cellarrangesinpairsorchains,usuallynonmotile.Afewspeciesareanaerobicratherthanfacultative.第二十二页，共一百零七页，2022年，8月28日Representatives:EscherchiacoliAlcaligenesProteusFlavobacteriaPseudomonasRhizobiumAzotobacter（二）G-的无芽孢杆菌

第二十三页，共一百零七页，2022年，8月28日

细胞杆状0.5～0.8um×1.5～3.0um，在细胞的一端生一根或几根鞭毛，绝大多数是化能有机营养型，极少数为化能无机营养型，多数为严格好气菌。多数生活在土壤和水中，有些是动植物病原菌，如引起人们伤口化脓的绿脓杆菌（P.aeruginosa）、引起甘薯瘟的甘薯假单胞菌（P.btatae）。假单胞菌属（Pseudomonas）

蛭弧菌属（Bdellovibrio）

是一类寄生细菌并导致宿主裂解的比普通细菌小的细菌。在一端生一根比普通细菌鞭毛粗3倍的鞭毛，运动性强。在寄主内壁膜之间繁殖,广泛分布于土壤、水域中。第二十四页，共一百零七页，2022年，8月28日

细胞杆状1.1～1.5um×2.0～6.0um，单生或成对，周生鞭毛或不生鞭毛，细胞表面有菌毛，有些菌株有荚膜。化能有机营养型，利用多种有机物作为碳源和能源。兼厌气菌，有氧、无氧都能生长。生活在人体或温血动物的下肠道和粪便中，也具有致病性。有些E.coli的菌株是研究生理和遗传的良好材料。大肠杆菌（Escherichiacoli）第二十五页，共一百零七页，2022年，8月28日（三）G+的无芽孢杆菌

细胞杆状,常形成长链，但从不分枝，没有鞭毛，不运动。化能有机营养型，具有高度的耐酸性，无论有无氧气都进行无氧呼吸，多数在无氧条件下比有氧条件下生长得好。乳酸菌在酱腌菜、存贮饲料和酸乳的制作中起主要作用。1、乳酸杆菌属（Lactobacillus）第二十六页，共一百零七页，2022年，8月28日ClostridiumbotulinusC.butyricumC.aceticumC.tetaniC.putrificumBacillussubtilis,B.MycoidesB.PastturiiB.megateriumB.ThuringiensisB.AnthracisB.BotulinusB.cereusSpore-formingrodshapedbacteria

AlmostallSpore-formingbacteriaareGram+Clostridium–AnaerobicBacillus–Aerobic（四）G+的芽孢杆菌第二十七页，共一百零七页，2022年，8月28日

菌体杆状，大小变化很大，0.3～2.2×2～7um，芽胞形态因种而定。多数革兰氏染色阳性，也有革兰氏染色不定的。多数生鞭毛，鞭毛周生。芽胞抗热，能耐80℃高温10分钟以上。严格好气或微好气。

广泛生活在土壤、水体、植物表面或其它环境中,还有的寄生在昆虫体内，是昆虫病原菌,如苏云金芽胞杆菌（B.thuringiensis），靠产生的伴胞晶体杀死昆虫幼虫。1、芽胞杆菌属（Bacillus）第二十八页，共一百零七页，2022年，8月28日2、梭菌属（Clostridium）菌体杆状,0.6～1.2×3～7um,多数生鞭毛,鞭毛周生。芽胞端生或着生在细胞中央并使菌体膨大成鼓棰状或梭状,多数革兰氏染色阳性,也有革兰氏染色不定的。化能有机营养型。绝大多数是严格厌气的。广泛生活在土壤、水体、动物及排泄物中。第二十九页，共一百零七页，2022年，8月28日

（五）螺旋菌

菌体弯杆状或螺旋状，细胞大小为0.25～1.7×2～6um，G-，一端或两端单生鞭毛或丛生鞭毛，运动。化能有机营养型，好气或微好气；生活在土壤、淡水或海洋，也分布在植物的根际、人或动物的生殖器官、肠道或口腔。1、螺旋菌属（Spirillum）第三十页，共一百零七页，2022年，8月28日（六）螺旋体（Spirochaeta）

螺旋体与螺旋菌的主要区别在于螺旋菌以鞭毛运动,而螺旋体靠缠绕原生质柱的轴丝伸缩运动。

螺旋体

G-，细胞大小差异较大，0.09～0.75×3～500um，化能有机营养型。可分为腐生和寄生两类。除细螺旋体属（Leptospira）专性好氧外，其余均为厌氧或兼性厌氧。

螺旋体广泛分布于自然界和动物体内,有的是致病菌,如梅毒密螺旋体。

第三十一页，共一百零七页，2022年，8月28日（七）特殊细菌

1.鞘细菌（Sheathedbacteria）也称衣细菌特点:成串的杆状细胞包围在共同的鞘套中形成不分枝的菌丝体。菌丝或漂浮在水中,或形成粘性的附着器附着在固体上。单个细胞杆状、偏端丛生鞭毛。

鞘细菌属有机营养型,但不能利用铵盐和硝态氮,专性好氧,某些鞘细菌可以从衣鞘包裹的金属氧化物（如铁、锰）中获得能量。鞘细菌常使污水处理厂的活性污泥膨胀，造成污泥澄清困难。

第三十二页，共一百零七页，2022年，8月28日2.粘细菌特点:杆状，细胞壁很薄,靠细胞分泌的粘液在固体表面滑行运动,在生活世代中有营养细胞和子实体两个阶段。化能有机营养型，专性好氧，主要分布在土壤表层、树皮、腐烂的木材、堆肥和动物粪便中。有的类群能分解纤维素。第三十三页，共一百零七页，2022年，8月28日3、厌气的不产氧光能营养菌

绿色细菌属（Chlorobium）和着色细菌属（Chromatium）是厌气的不产氧光能营养菌。它们在厌气条件下从光取得的能量还原CO2，积累有机物时没有氧气放出。这两个属的主要区别是：在以H2S作电子供体时前者在细胞外积累硫，后者在细胞内积累元素硫。第三十四页，共一百零七页，2022年，8月28日（八）支原体、立克次氏体和衣原体支原体（Mycoplasma）立克次氏体（Rickettsia）衣原体（Chlamydia）革兰氏阴性细菌，其大小和特性均介于通常的细菌与病毒之间。第三十五页，共一百零七页，2022年，8月28日1、枝原体（Mycoplasma）枝原体是没有细胞壁，细胞呈多种形态，革兰氏负反应，能够通过细菌过滤器，菌落呈煎鸡蛋状，可以人工培养的最小细菌。枝原体广泛分布于土壤、污水、温泉等温热环境以及昆虫，脊椎动物和人体中。第三十六页，共一百零七页，2022年，8月28日立克次氏体（Rickettsia）是大小介于通常的细菌与病毒之间，在许多方面类似细菌，专性活细胞内寄生的原核微生物。（二）立克次氏体（Rickettsia）1、概念H.T.Ricketts1909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。第三十七页，共一百零七页，2022年，8月28日立克次氏体（Richettsia）立克次氏体是脊椎动物，一般是哺乳动物的活细胞中的专性寄生菌。细胞为球状、杆状、丝状，革兰氏负反应，没有鞭毛，不运动。立克次氏体一般不能通过细菌过滤器。立克次氏体引起人和动物的各种疾病，如斑疹伤寒和Q热病。第三十八页，共一百零七页，2022年，8月28日2、特性1）某些性质与病毒相近专性活细胞寄生物，除五日热（战壕热）立克次氏体（Rickettsiawolhynica）外均不能在人工培养基上生长繁殖。体内酶系不完全，一些必需的养料需从宿主细胞获得；细胞膜比一般细菌的膜疏松；可透性膜，使它们有可能容易从宿主细胞获得大分子物质，但也决定了它们一旦离开宿主细胞则易死亡一般个体：球状体：0.2-0.5mm；杆状体：0.3-0.5x0.3-2mm第三十九页，共一百零七页，2022年，8月28日2）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。第四十页，共一百零七页，2022年，8月28日（三）衣原体（Chlamydia）1、概念介于立克次氏体与病毒之间，能通过细菌滤器，专性活细胞内寄生的一类原核微生物。细胞多呈球形或椭圆形，革兰氏负反应。衣原体是仅在脊椎动物细胞中生活的专性寄生菌。第四十一页，共一百零七页，2022年，8月28日2、特性1）细胞结构与细菌类似；具有类似的细胞壁，细胞壁内也含有胞壁酸、二氨基庚二酸；70S核糖体也是由30S和50S二个亚基组成2）细胞呈球形或椭圆形，直径0.2-0.3mm，能通过细菌滤器；3）专性活细胞内寄生；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”。第四十二页，共一百零七页，2022年，8月28日4）在宿主细胞内生长繁殖具有独特的生活周期，即存在原体和始体两种形态。原体是有厚壁，中央为致密拟核结构的小细胞。始体是原体被吞噬作用进入宿主细胞后在宿主细胞内形成的薄壁大细胞，始体在宿主细胞进行二分分裂繁殖，它没有感染性。第四十三页，共一百零七页，2022年，8月28日5）衣原体广泛寄生于人类、哺乳动物及鸟类，少数致病；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。6）衣原体不耐热，60度10分钟即被灭活，但它不怕低温，冷冻干燥可保藏多年。对红霉素、氯霉素、四环素敏感。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。第四十四页，共一百零七页，2022年，8月28日

支原体、立克次氏体、衣原体与细菌、病毒的比较第四十五页，共一百零七页，2022年，8月28日（一）概念

在形态上具有分枝状菌丝、菌落形态与霉菌相似，以孢子进行繁殖。“介于细菌与丝状真菌之间又接近细菌的一类丝状原核生物”

放线菌是具有菌丝、以孢子进行繁殖、G+的原核微生物，属于真细菌。第二节放线菌（Actinomyces）第四十六页，共一百零七页，2022年，8月28日（二）形态与结构菌丝直径与杆菌类似，约1mm；细胞壁组成与细菌类似，G+细胞的结构与细菌基本相同，按形态和功能可分为营养菌丝、气生菌丝和孢子丝三种。单细胞，大多由分枝发达的菌丝组成；第四十七页，共一百零七页，2022年，8月28日1、营养菌丝紧贴固体培养基表面并向培养基里面生长的菌丝。一般无隔膜，直径mm，长度差别很大，有的可产生色素。水溶性色素可以使培养基着色，脂溶性色素可以使菌落呈现相应的颜色2、气生菌丝气生菌丝是自基质表面向空气中生长的菌丝，叠生于营养菌丝上，可覆盖整个菌落表面。在光学显微镜下观察，颜色较深，直径较粗（1-1.4mm），有的产色素。3、孢子丝由气生菌丝的顶端分化出形成孢子的菌丝,称为孢子丝,又称产孢丝或繁殖菌丝。其形状和排列方式因种而异，常作为对放线菌进行分类的依据。第四十八页，共一百零七页，2022年，8月28日（三）生长与繁殖

放线菌主要通过形成无性分生孢子的方式进行繁殖，也可靠菌丝片断进行繁殖。放线菌的孢子放线菌的孢子有球形，椭圆形或爪子形等各种形状，孢子表面还有不同的纹饰，这些特征也是放线菌分类的依据。第四十九页，共一百零七页，2022年，8月28日（四）菌落形态1、能产生大量分枝和气生菌丝的菌种（如链霉菌）2、不能产生大量菌丝体的菌种（如诺卡氏菌）

早期菌落类似细菌，后期由于气生菌丝和分生孢子的形成而变成表面干燥，粉粒状并常有辐射状皱折。菌落质地较致密，与培养基结合紧密，小而不蔓延，不易挑起或挑起后不易破碎，有时气生菌丝体呈同心圆环状，大量孢子布满整个菌落表面后，形成絮状，粉状或颗粒状的典型放线菌菌落。并常有各种不同的颜色

菌落一般只有基质菌丝，结构松散，粘着力差，粉质，易于挑起，也有特征性的颜色。第五十页，共一百零七页，2022年，8月28日（五）分布特点及与人类的关系放线菌常以孢子或菌丝状态极其广泛地存在于自然界，土壤中最多，偏是中性偏碱性的环境，对水份的需求较低，其代谢产物使土壤具有特殊的泥腥味。能产生大量的、种类繁多的抗生素（其中90%由链霉菌产生）有的放线菌可用于生产维生素、酶制制；此外，在甾体转化、石油脱蜡、烃类发酵、污水处理等方面也有应用少数寄生型放线菌可引起人、动物（如皮肤、脑、肺和脚部感染）、植物（如马铃薯和甜菜的疮痂病）的疾病。第五十一页，共一百零七页，2022年，8月28日1、诺卡氏菌属（Nocardia）

在固体培养基上生长时，只有基质菌丝，没有气生菌丝或只有很薄一层气生菌丝，靠菌丝断裂进行繁殖。该属能产生多种抗生素。对结核分枝杆菌和麻疯分枝杆菌有特效的利福霉素就是由该属菌产生的

。

（六）放线菌的代表类群

第五十二页，共一百零七页，2022年，8月28日2.链霉菌属（Streptomyces）

在固体培养基上生长时，形成发达的基质菌丝和气生菌丝。气生菌丝生长到一定时候分化产生孢子丝，孢子丝有直，波曲，螺旋形等各种形态。孢子有球形，椭圆，杆状等各种形态，并且有的孢子表面还有刺、疣、毛发等各种纹饰。

链霉菌的气生菌丝和基质菌丝有各种不同的颜色，有的菌丝还产生可溶性色素分泌到培养基中，使培养基呈现各种颜色。

链霉菌的许多种类产生对人类有益的抗生素。如链霉素、红霉素，四环素等都是由Streptomyce中的一些种产生的。

第五十三页，共一百零七页，2022年，8月28日3.小单孢菌属（Micromonospora）菌丝体纤细，只形成基质菌丝，不形成气生菌丝，在基质菌丝上长出许多小分枝，顶端着生一个孢子，多产抗生素。如庆大霉素就是由降红小单孢菌（M.purpurea）和棘孢小单孢菌(M.echinospora)产生的。第五十四页，共一百零七页，2022年，8月28日第三节蓝细菌（Cyanobacteria）一、概念

也称蓝藻或蓝绿藻（blue-greenalgae），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。

以前曾归于藻类，因为它和高等植物一样具有光和色素----叶绿素a，能进行产氧型光合作用。现归为原核生物类，因其具有以下特点：①、核为原核；②、细胞壁含有肽聚糖；③、核糖体为70S；④、没有单位膜包围的细胞器等特点。

第五十五页，共一百零七页，2022年，8月28日二、蓝细菌的细胞构造和形态特点

蓝细菌的形态有单细胞、单细胞组成的群体和丝状体。不少丝状体种类的蓝细菌有异形胞，有异形胞的蓝细菌可以固氮，有些没有异形胞的蓝细菌也可以固氮。第五十六页，共一百零七页，2022年，8月28日1）分布极广；

2）形态差异极大，有球状、杆状和丝状等形态；3）细胞中含有叶绿素a，在类囊体进行产氧型光合作用4）具有原核生物的典型细胞结构：细胞核无核膜，也不进行有丝分裂，细胞壁含胞壁酸和二氨基庚二酸，G-5）营养极为简单，不需要维生素，以硝酸盐或氨作为氮源，多数能固氮，其异形胞（heterocyst）是进行固氮的场所。三、蓝细菌的特性第五十七页，共一百零七页，2022年，8月28日6）分泌粘液层、荚膜或形成鞘衣，因此具有强的抗干旱能力。7）无鞭毛，但能在固体表面滑行，进行光趋避运动。8）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。9）单细胞的蓝细菌以二分分裂方式繁殖。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。

藻殖段：藻殖段是指具有异形胞或者死细胞的蓝细菌在两异形胞或者两死细胞之间的一段藻丝。第五十八页，共一百零七页，2022年，8月28日

异型胞是极端分化的细胞，其主要的功能是在有氧的条件下进行生物固氮，将固氮产物以谷氨酰胺的形式运输给邻近的营养细胞，为营养细胞提供充足的氮源，以维持整个菌丝体的正常生长。同时营养细胞也将生成的碳水化合物提供给异型胞，两种不同类型的细胞在丝状体上互相依存

第五十九页，共一百零七页，2022年，8月28日为什么研究蓝细菌？

易于建立进化，发育，固氮，光合，细胞周期等各种生物模型

蓝细菌可以净化污水蓝细菌形成的水华及其释放的毒素造成水质恶化1、环境问题2、重要的经济价值3、生物学基础理论研究的理想模式生物蓝细菌生活条件极其简单，菌体富含各种营养成分和天然色素，可以固氮第六十页，共一百零七页，2022年，8月28日螺旋藻的应用价值：(1)．细胞蛋白质含量高达60％以上，同时还含有许多其它理想的营养成分。(2)．其细胞壁组分比真核藻类(如小球藻)的细胞壁容易消化；净蛋白利用率(NPR)为53-61％，消化率83-84％。(3)．螺旋藻为丝状体，与单细胞藻相比易于收获。(4)．最重要的条件之一，其生长条件所需的三高(高温、高盐、 高pH)不适合其它许多藻类生物生长，因而较容易保持 螺旋藻的单种培养。目前螺旋藻的生产全球累计年产量可达到1200吨以上，产品主要用于保健食品、食品、医药品、特种饲(饵)料等。第六十一页，共一百零七页，2022年，8月28日

细胞呈球形，细胞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。在培养基中缺乏氮源的条件下，丝状体以半规律的模式形成不同于营养细胞的特殊细胞——异形胞。异形胞在光学显微镜下观察比营养细胞大，壁厚，色浅，细胞两端有极节。它是固氮的场所。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、鱼腥蓝细菌属（Anabaena）四、蓝细菌的代表类群

2、螺旋蓝细菌(Spirulina)

它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。螺旋蓝细胞为圆筒形，由单细胞或细胞间隔不明显的多细胞组成螺旋形丝状体。最适生长温度35-37℃，喜碱性，蛋白含量高达50-60%。现已被开发为保健食品。

第六十二页，共一百零七页，2022年，8月28日3.念珠藻属（Nostoc）念珠藻细胞球形，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。我国各地地面上在雨后出现的地木耳就是念珠藻的一种。4.颤藻属（Oscillatoria）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。第六十三页，共一百零七页，2022年，8月28日Woese和Wolfe（1970）在对代表性细菌类群的16SrRNA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16SRNA谱既不同于真细菌，也不同于真核生物。由于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，因此他们建议把这些细菌从细菌中独立出来并命名为古生菌。第四节古生菌（archaebacteria）第六十四页，共一百零七页，2022年，8月28日3、16SRNA有较强的保守性。一、古菌细胞的结构特点1、有的古细菌的细胞壁没有肽聚糖，而含“假肽聚糖”，假肽聚糖不含胞壁酸，DAP和D型AA，有的古菌的细胞壁则是由蛋白质、糖蛋白或者杂多糖组成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。古生菌的细胞形态有杆状、球状、螺旋状和拟八叠球状，它们生活在严格厌氧或极端嗜盐或嗜酸热的极端环境条件下。第六十五页，共一百零七页，2022年，8月28日二.古生菌的主要类群:

A.产甲烷古生菌B.硫酸还原古生菌C.极端嗜盐菌D.无壁古生菌E.极端嗜热硫古生菌第六十六页，共一百零七页，2022年，8月28日三、古生菌的代表产甲烷细菌methanogens极端嗜盐菌Extremehalophiles嗜酸热菌Thermoacidophiles第六十七页，共一百零七页，2022年，8月28日

产甲烷细菌是一类严格厌氧,能利用简单的C1、C2化合物（CO2

、甲酸、甲醇、甲胺和乙酸）生长并产生甲烷的古细菌，产甲烷细菌含有特殊的辅酶

F420，因此几乎所有的产甲烷菌在荧光显微镜下镜检都有自发荧光。

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-，严格厌氧菌,用H2、

CO2、甲酸产生甲烷是该属的主要特点。1、产甲烷细菌

第六十八页，共一百零七页，2022年，8月28日2、极端嗜盐菌

它们能在含盐20～30％，甚至饱和盐水中生活，严格好气，化能有机营养，常以蛋白质、氨基酸等为碳源和能源，一般因具有类胡萝卜素而呈红、橙等颜色。在有光时能合成菌视红蛋白（bacteriorhodopsin），利用光能将H+泵出细胞膜，籍以产生ATP。

嗜盐菌主要分布在盐湖和晒盐场。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）。第六十九页，共一百零七页，2022年，8月28日形态:细胞杆状,G-,具端生鞭毛,菌落红色,小于2mm。主要生理特点: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,<15%的盐水不能生长。在有光时能合成菌视红蛋白（bacteriorhodopsin），利用光能将H+泵出细胞膜，籍以产生ATP。

嗜盐杆菌属(Halobacterium)

第七十页，共一百零七页，2022年，8月28日3、极端嗜酸热，代谢元素硫的古细菌

这是一类依赖于硫，能耐高温（80～110℃），高酸（pH1～3）的特殊类群。它们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,包括化能自养，化能异养及兼性三种营养型。火网菌属（Pyrodictium）是这类细菌中的典型代表。第七十一页，共一百零七页，2022年，8月28日

火网菌属（Pyrodictium）细胞圆到碟形,直径0.3～2.5um，厚0.2um。产生0.04～0.08um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。严格厌氧，最适生长温度105℃，温度生长范围为82～110℃，最适pH5.5，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。第七十二页，共一百零七页，2022年，8月28日第五节原核微生物的分类

微生物分类是按微生物的亲缘关系和相似程度把微生物归入各分类单元或分类群(taxon)，以得到一个反映微生物进化的自然分类系统、可供鉴定用的检索表以及可给出符合逻辑的名称的命名系统。微生物分类的具体任务:分类（classification）鉴定（identification）命名（nomenclature）。

第七十三页，共一百零七页，2022年，8月28日

界（Kingodm）

门

(phylum)

(亚门)

纲

(Class)

(亚纲)

目

(order)(亚目)

科

(family)(亚科)

族

(group)(亚族)

属

(genus)(亚属)

种

(species)微生物分类的基本单位是“种”一、微生物的分类单位第七十四页，共一百零七页，2022年，8月28日种：由一群具有高度表型相似性的个体组成，而且它又和其它类群具有明显的差异。

划分“种”的前提是:1.要特征明显,没有中间类型2.要求特征固定,变化无常的特征不能作为分类的依据第七十五页，共一百零七页，2022年，8月28日微生物的种具有如下特征:1.形态、生理特征相同。2.有共同的起源。3.是分类的基本单位，也是进化的单位。4.是繁殖的单位，同种才能产生后代，不同的种不能产生后代。5.种有遗传的稳定性，同时也存在变异性。种与其它分类级的区别:1.它是繁殖的基本单位。2.它是分类的基本单位。第七十六页，共一百零七页，2022年，8月28日1、亚种（subspecies，subsp，ssp．）种的进一步细分单元，是正式分类单元中最低的分类等级。指菌种在某一个特征上与模式种有明显而稳定的差异，但又不足以区分为新种。如金黄色葡萄球菌的厌氧亚种（Staphylococcusaureussubsp.anaerbius）。

2、型（type）同一细菌种内显示很小生物化学与生物学差异的菌株，常用于细菌（尤其是致病菌）中紧密相关菌株的区分。 化学变异型(chemovar):产生某种化合物或其产量异常。 致病变异型(pathovar):对一个或多个寄主的致病反应。 噬菌体变异型(phayovar):对噬菌体的反应。 血清变异型(serovar):抗原特性。

种以下的分类术语：第七十七页，共一百零七页，2022年，8月28日3、群（population)：在自然界中有些微生物的种类特征介于两个种之间,彼此不易严格区分,于是就把这两个种和介于它们中间的一些微生物统称为一个“群”。例大肠杆菌群就是大肠杆菌和产气杆菌及其中间类型微生物的统称。第七十八页，共一百零七页，2022年，8月28日菌株是由纯培养的单个分离物的后代组成的,它通常是由单菌落衍生而来,而产生原始菌落的菌数是未知的,故大多数菌株不被认为是克隆。从自然界分离到的微生物尽管属于同一个种,但由于它们来源不一样,它们之间总会有些细微差异,这些同种但来源不同的纯培养体就是不同的菌株。通常用编号表示如7216、140等。4、菌株（strain）从自然界中分离得到的任何一种微生物的纯培养物都可以称为微生物的一个菌株；用实验方法（诱变等）所获得的某一菌株的变异型，也可以称为一个新的菌株，以便与原来的菌株相区别。第七十九页，共一百零七页，2022年，8月28日8、克隆:是从单个亲本细胞得来的细胞群体。

6、培养物：指一定时间一定空间内微生物的细胞群或生长物。7、纯培养物：某一培养物是由单一微生物细胞繁殖产生的，就称为该微生物的纯培养物。5、标准菌株：又称模式菌株，通常是人们最先发现，并进行过描述具有典型特征的菌株第八十页，共一百零七页，2022年，8月28日1.细菌名称发表的优先权为1980年1月1日，即《细菌名称批准目录》中没有的1980年1月1日以后谁先发表属于谁。2.新种的命名不应与已发表的真菌、藻类、原生动物同名。3.种名要用拉丁文,用双名法表示，新种要有典型菌株，新属要有典型种，并要同时发表菌种的保藏号。4.新种(属)要在“国际系统细菌学杂志”(InternationalJournalofsystematicBactiology,IJSB)上发表，然后被添加在《细菌名称批准目录》中，方可被全世界所公认。新种的标准菌株要送交“世界菌种保藏联合会”(WFCC),并存入微生物资源中心(MicrobiologycalResourcesCenter)简称(MIRCEN)。5.菌名的更改要得到仲裁委员会同意，并发表在IJSB上才能有效。国际细菌命名法规：三、原核微生物的命名第八十一页，共一百零七页，2022年，8月28日双名法规定:一个生物的种名,由“属名+种名”构成，用斜体表示。

原核微生物的学名，除了“属名+种名”外，还要在学名后面用正体写出最先定名的人名和时间(年代)。例如:BacillusthuringiensisBerliner1915;属名种名定名人定名时间“双名法”种名用来描述色素，来源或科学家的名字。用拉丁文或拉丁化的文字或人名表示，种名第一个字母小写。属名用希腊字或拉丁字或拉丁化了的其它文字组成。用来描述主要特征，构造或者科学家的名字。属名第一个字母要大写。第八十二页，共一百零七页，2022年，8月28日亚种的表示法:用三名组合表示:属名+种名+subsp.+亚种名Bacilluscereussubsp.mycoides

蜡状芽孢杆菌蕈状亚种。

如果发现了一个原核生物，通过初步研究只知属于哪一个属，不知是何种时可用下列方式表示：

属名+sp.(单数)或spp(复数)。

如Nocardiasp.

Nocardiaspp.第八十三页，共一百零七页，2022年，8月28日四、原核微生物的分类依据和方法（一）传统分类法（二）遗传分类法（三）化学分类法（四）数值分类法第八十四页，共一百零七页，2022年，8月28日（一）传统分类法

根据微生物形态、生理生化、生态和抗原等表型特征进行分类的方法，这是微生物分类鉴定中通常采用的方法。

1、形态特征:(1)形状:球状、杆状、弧形、丝状、分枝及特殊形状(2)大小:菌体宽×长或者直径大小(3)排列:单个、成对、成链或其他的特殊排列方式(4)G染色反应:G+、G—,G不定。(5)细胞内含物:聚β-羟基丁酸、异染粒、硫粒等。(6)鞭毛与运动性:有无鞭毛、鞭毛着生位置、菌体运动性第八十五页，共一百零七页，2022年，8月28日(7)荚膜有无。(8)芽孢:有无、形状、着生位置、孢囊是否膨大(10)孢子:孢子形状、数量、排列(11)其他：a.蓝细菌的异形胞

b.鞘细菌有鞘:c.柄细菌有柄:d.粘细菌形成子实体:(12)菌落特征：包括形状、大小、边缘、表面及质地、隆起程度、易挑取性或粘稠度、透明度与色泽等。

(13)液体培养特征：包括生长量、生长类型与分布、混浊度、表面生长状态、沉淀物、气味和颜色等。有无 浮膜及浮膜厚度，半固体穿刺培养的生长及运动性第八十六页，共一百零七页，2022年，8月28日2、生理生化特征营养类型：光能自养、光能异养、化能自养、化能异养氮源：A．无机N化合物NO3-盐，NH4+盐

B．有机N化合物：尿素，碱基、核甘酸AA蛋白质

C、分子N D、NO3还原

E.、aa自养、aa异养碳源：单糖、双糖、多糖、醇类、有机酸等生长因子：维生素、氨基酸、X-因子、V－因子等的依赖性需氧性：好氧、微好氧、厌氧、兼性厌氧温度：最低、最适及最高生长温度及致死温度对pH的适应性：pH生长范围对渗透压的适应性：对盐溶度的耐受性或嗜碱性对抗生素及抑菌剂的敏感性：代谢产物：有机酸、气体、酶类、色素、抗生素、毒素等与宿主的关系：共生、寄生、致病性等第八十七页，共一百零七页，2022年，8月28日（二）遗传特征分类法遗传特征分类法主要是从遗传学角度评价微生物间的亲缘关系。对DNA的碱基组成的比较和进行核酸分子杂交是直接比较不同微生物之间基因组的差异，因此结果更加可信。1、碱基组成（G+C％）

(G+C)％值是微生物(除少数以RNA为遗传物质的病毒)的一个基本遗传特征，即使个别基因突变，碱基组成也不会发生明显变化.它通常以DNA中鸟嘌呤（G）加胞嘧啶（C）的摩尔（mol）数的百分比来表示：

(G+C)(mol)(G+C)％＝——————————×100％

(A+T)十(G+C)(mol)第八十八页，共一百零七页，2022年，8月28日同种不同菌株G+Cmol%差异应在4-5%以下。同属不同种的G+Cmol%差异应小于10-15%，通常小于10%

原核微生物DNA(G+C)mol％为20—80。真核微生物DNA(G+C)mol％为30—60。

(G+C)％相同或相近的微生物并非必然亲缘关系密切，也就是说，并非一定就是相同或相近的种属。但

(G+C)％值有明显差异的微生物肯定不会属于同一个种。GC%测定主要用于对表型特征难区分的细菌作出鉴定，并可检验表型特征分类的合理性，从分子水平上判断物种的亲缘关系。第八十九页，共一百零七页，2022年，8月28日若二个在形态及生理生化特性方面及其相似的菌株，如果其G+C含量的差别大于5%，则肯定不是同一个种，大于15%则肯定不是同一个属。在疑难菌株鉴定、新种命名、建立一个新的分类单位时，G+C含量是一项重要的，必不可少的鉴定指标。其分类学意义主要是作为建立新分类单元的一项基本特征和把那些G+C含量差别大的种类排除出某一分类单元。第九十页，共一百零七页，2022年，8月28日G+C%的测定方法:

A、化学测定法B、熔解温度(Tm)法

当DNA在一定温度下开始解链时，在260nm处吸收光谱明显增加，达到一定的温度后DNA全部解链，吸收光谱不再增加。

将25℃时DNA吸收光密度定为A25，测定不同解链温度的光密度定为At，以At／A25为纵坐标，加热温度为横坐标，作图,即可得出一条S形曲线,曲线的中点即为Tm值。

先用酶水解DNA，用纸层析分离核苷酸碱基，然后洗脱和定量单个碱基。Marmur的经验公式:Tm=kb+0.41(G+C)(G+C)mol％＝Tm－kb/0.41第九十一页，共一百零七页，2022年，8月28日2、核酸杂交

生物的遗传信息以碱基排列（遗传密码）形式，线性地排列在DNA分子中，不同生物DNA碱基排列顺序的异同直接反映这些生物之间亲缘关系的远近，碱基排列顺序差异越小，它们之间的亲缘关系就越近，反之亦然。DNA－DNA杂交DNA-rRNA杂交核酸探针第九十二页，共一百零七页，2022年，8月28日1）DNA－DNA杂交

通过测定两菌株DNA的碱基顺序的相似性(同源性),来判断两菌株的亲缘关系。原理：对双链DNA分子加热处理时，互补结合的双链可以离解成单链，即DNA变性；若将变性的DNA分子进行冷却处理，已离解的单链又可以重新结合成原来的双链DNA分子，这叫DNA的复性。不仅同一菌株的DNA单链可以复性结合成双链，来自不同菌株的DNA单链，只要两者具有同源互补的碱基序列，它们也会在同源序列间互补结合形成双链，这就是DNA-DNA分子杂交。同源性＞60%为同一个种同源性＞70%为同一个亚种同源性20-60%为同属不同种

第九十三页，共一百零七页，2022年，8月28日2）DNA－rRNA杂交

当两个菌株DNA的非配对碱基超过10％－20％时，DNA-DNA杂交往往不能形成双链，因而限制了DNA-DNA杂交。rRNA是DNA转录的产物，在生物进化过程中，碱基系列的变化比基因组要慢的多，保守的多，甚至保留了古老祖先的一些碱基序列，因此，rRNA具有很强的保守性，当DNA－DNA杂交率很低时，利用DNA-rRNA杂交仍可出现很高的杂交率,可以用来进一步比较关系更远的菌株之间的关系，进行属和属以上等级分类单元的分类。第九十四页，共一百零七页，2022年，8月28日3）核酸探针核酸探针：指能识别特异核苷酸序列的、带标记的一段单链DNA或RNA分子。通过能否与探针杂交来鉴定菌种第九十五页，共一百零七页，2022年，8月28日（三）化学分类法

应用电泳、色谱和质谱等分析技术，根据微生物细胞组分、代谢产物的组成与图谱等化学分类特征进行分类的方法。

放线菌是G+菌，它的细胞壁的构造与G+细菌一样，含有肽聚糖，磷壁酸，多糖等大分子，不同的菌，其壁中肽聚糖分子结构中的aa有差异，有人分析了600多株放线菌以后，将这些菌细胞壁肽聚糖分子中的aa归纳为9个类型。以此作为放线菌分属的标准。

1、.细胞壁的组分放线菌的分属除了利用上面aa的九个类型外,还结合全细胞糖型作为分属的指标。第九十六页，共一百零七页，2022年，8月28日类型

独特组分

代表属

Ⅰ

L-DAP,甘氨酸

Streptomyces（链霉菌属）

Ⅱ

meso-DAP,甘氨酸

Micromonospora（小单孢菌属）

Ⅲ

meso-DAPActinomadura(马杜拉放线菌属)Ⅳ

meso-DAP,阿拉伯糖，半乳糖

Nocardia（诺卡氏菌属）

Ⅴ

赖氨酸、鸟氨酸

Actinomycesisraelii（依氏放线菌）

Ⅵ

赖氨酸、天门冬氨酸

Oerskovia（厄氏菌属）

Ⅶ

DAB(二氨基丁酸)，甘氨酸

Agromyces（农霉菌属）

Ⅷ

鸟氨酸

Bifido