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文档简介
第三章原核微生物课程标准本章要点第一节真细菌第二节放线菌第三节蓝细菌第四节古生菌返回总目录1课程标准了解原核微生物形态结构和特性;掌握细菌细胞壁与革兰氏染色的关系;原核微生物细胞的基本结构及其特性;真细菌与古细菌的比较。第三章原核微生物2本章要点一真细菌的形态结构与群体特性二放线菌的形态结构与特性三蓝细菌的形态结构与特性四古细菌的形态结构与特性五其它几种原核微生物3非细胞生物
真细菌——细菌、放线菌、蓝细菌古细菌真菌——霉菌、酵母菌、蕈菌、黏菌单细胞藻类原生动物病毒原核细胞真核细胞细胞生物细胞生物的三原界4原核微生物的基本特征:
1.没有细胞核;2.没有细胞器;3.核糖体为70S型567原核微生物的一般性特征原核微生物包括真细菌(含放线菌和蓝细菌)和古细菌等,是低等生物类型。它的主要特点是细胞不具核膜,仅见裸露的核物质,不进行有丝分裂。多进行分裂生殖。生理类型各式各样,多数需有机养料,有的行光合自养或化能自养,需氧、厌氧或兼性好氧。原核微生物中的某些属种能利用空中N2。真细菌是原核微生物中具代表性结构且近年来研究较为深入的种类,作为本章的重点。8原核微生物的类群9真细菌是自然界中分布最广、数量最大,与人类关系极为密切的一类微生物。一般常常说的“细菌”仅包括真细菌亚纲的细菌,主要是真细菌目和假单胞细菌目内的一些属种。第一节真细菌(Bacteria)真细菌是单细胞的原核微生物,每一个细胞都是一个独立生活的个体,往往是许多单细胞群聚而生,以简单的分裂方式进行繁殖传代。10一、细菌的形态和大小二、细菌的细胞结构三、细菌的繁殖与菌落特征四、细菌的分类与鉴定真细菌(Bacteria)11一、细菌的形态和大小(一).基本形态:1.球状-球状菌2.杆状-杆状菌3.螺旋状-螺旋状菌(弧状)12
1.球菌(coccus)菌体呈球形或近似球形,以典型的二均分裂方式繁殖,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。1314(1)单球菌(singlecoccus)
分裂后的细胞分散而单独存在的球菌.如尿素微球菌(Micrococcusureae)1.球菌单球菌151.球菌
(2)双球菌(Diplococcus)
分裂后两个球菌成对排列的为双球菌.如肺炎双球菌(Diplococcuspneumoniae)双球菌161.球菌
(3)链球菌(Streptococcus)
分裂是沿一个平面进行,分裂后细胞排列成链状.如乳链球菌(Streptococcuslactis)链球菌171.球菌(4)四联球菌
分裂是沿两个相垂直的平面进行,分裂,分裂后每四个细胞在一起呈田字形.如四联微球菌(Micrococcustetragenus)四联球菌181.球菌(5)八叠球菌
按三个互相垂直的平面进行分裂后,每八个球菌在一起成立方体形.如藤黄八叠球菌(Sarcinaureae)
八叠球菌191.球菌(6)葡萄球菌(staphylococcus)
分裂面不规则,多个球菌聚在一起,像一串串葡萄。如金黄色葡萄球菌(Staphylococcusaureus)葡萄球菌20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、梭杆状、月亮状、分枝状、竹节状等;按杆菌细胞的排列方式则有链状、栅状、“八”字状以及有鞘衣的丝状等。2.杆菌(Bacillus)
212.杆菌短杆菌长杆菌梭状芽胞杆菌22杆菌细胞两端的形态特征2.杆菌23一般情况下,同一种杆菌的宽度比较稳定,但它的长度经常随培养时间、培养条件的不同而有较大的变化。杆菌举例:大肠杆菌(Escherichiacoli)枯草芽胞杆菌(Bacillussubtilis)北京棒杆菌(CorynebacteriunPekinensis)苏云金芽胞杆菌(Bacillusthuringiensis)2.杆菌243、螺旋菌(Spirillum)
:螺旋状的细菌称为螺旋菌。螺旋不满一圈,菌体呈弧形或逗号形,例:霍乱弧菌、逗号弧菌螺旋满2—6环,螺旋状
例:干酪螺菌旋转周数在6环以上,菌体柔软。例:梅毒密螺旋体弧菌(Vibrio)螺旋菌(Spirillum)螺旋体(Spirochaeta)25霍乱弧菌26螺旋菌弧菌螺旋体3、螺旋菌27(二)、细菌的特殊形态
细菌的特殊形态:
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、三角形、方形等特殊形态的细菌。28丝状的亮发菌长有附属丝的红微菌2930(三)细菌的异型态(heteromorphy)
如膨胀呈梨形,或伸长为丝状,但若转移到合适的新鲜培养基中培养时,畸形菌又可恢复到原有形态。细菌形态极易受到环境的影响,如培养时间、培养温度、培养基的成分、浓度和pH值的改变,均可以引起菌体形态发生变化。1、幼龄菌及生长条件适宜时——细菌形态正常、整齐,表现其固有形态。2、老龄菌及生长条件不正常时——细菌常出现畸形。31(四)细菌的大小(Size)细菌大小的测定:(1)测量工具:测微尺(2)长度单位:微米(μm)(3)表示:球菌:直径杆菌:宽×长
螺菌:宽×长3233
通常球菌直径:0.2-1.5
μm,
杆菌:长(1-5)μm,宽(0.5-1)μm。例如:大肠杆菌:平均长度:2μm;宽度0.5μm1500个大肠杆菌头尾相接等于3mm;109个大肠杆菌重1mg.
由于菌种不同,细菌的大小存在很大的差异;对于同一个菌种,细胞的大小也常随着菌龄变化。另外,对于同一个菌种染色前后其细胞大小都有所不同。所以,有关细菌大小的记载,常是平均值或代表性数值。34菌名直径或宽×长/(μm×μm)乳链球菌金黄色葡萄球菌大肠杆菌枯草芽胞杆菌霍乱弧菌0.5~10.8~10.5×(1~3)(0.8~1.2)×(
1.2~3)(0.2~0.6)×(1~3)
细菌细胞的大小35二原核生物细胞的结构和功能细菌细胞结构基本结构特殊结构细胞壁细胞膜细胞质和内含体核物质原生质体所有细菌细胞都具有部分细菌细胞所特有芽胞鞭毛菌毛荚膜3637一、细胞壁(CellWall)
除支原体外,所有原核生物都有细胞壁。是细胞膜外具有一定硬度和韧性的壁套。1.作用:
维持菌体固有形态,对细胞起保护作用。作为细胞内外物质交换的第一屏障。
能阻止胞外大分子物质或颗粒状物质的通过,而不妨碍溶液和小分子或小颗粒的进入。决定细菌的抗原性、致病性和对噬菌体的特异敏感性。对具有鞭毛的细菌来说,细胞壁的存在是鞭毛运动的必要条件,即细胞壁对鞭毛的运动起着力学支点的作用。
正常的细胞分裂所必需38N-乙酰葡萄糖胺(NAG,简为G)
肽聚糖
N-乙酰胞壁酸(NAM,简为M)
短肽
聚合而成多层网状结构的大分子化合物2.细胞壁的主要化学成分及其结构
(1)双糖单位:G—M重复交联构成骨架(2)短肽:4个aa组成L-丙氨酸(Ala)D-谷氨酸(Glu)L-赖氨酸(Lys)[二氨基庚二酸]D-丙氨酸(Ala)短肽连接在N-乙酰胞壁酸上(3)肽间桥:大肠杆菌(E.coli):无,短肽直接相联金黄色葡萄球菌(S.aureus):5个甘氨酸(Gly)构成的短肽39革兰氏阳性细菌肽聚糖单体革兰氏阴性细菌肽聚糖单体细胞壁的基本骨架——肽聚糖40
肽聚糖网格状结构细胞壁的基本骨架——肽聚糖41青霉素的作用
作用于肽聚糖肽桥的联结,即抑制肽聚糖的合成,故仅对生长着的菌有效,主要是G+菌。42细菌细胞壁的结构革兰氏阳性菌细胞壁:由肽聚糖和磷壁酸组成
磷壁酸:占40%。G+菌所特有,其主链由数十个磷酸甘油或磷酸核糖醇组成,有的还有由D—Ala和还原糖组成的侧链。
肽聚糖:占30~70%,不同菌种中肽聚糖(肽链)组分不同。43细菌细胞壁的结构革兰氏阴性菌细胞壁:分内壁层和外壁层。
内壁层:紧贴胞膜,仅由1—2层肽聚糖分子构成,占细胞壁干重5—10%,无磷壁酸。外壁层:位于肽聚糖层的外部。脂多糖;脂蛋白、
包括:蛋白质层:基质蛋白、
外壁蛋白;磷脂.44脂多糖(LPS)多糖部分:核心多糖O-多糖(抗原成分,O抗原)类脂部分:类脂A(内毒素成分)45C.Gram(革兰)于1884年发明了一种鉴别不同类型细菌的染色方法。3.细胞壁与革兰氏染色:
(1)
革兰氏染色——是1884年丹麦学者革兰(Gram)所发明的用来鉴别细菌类群的一种重要的染色方法。通过一系列染料的处理,因显色不同将细菌区分为革兰氏阳性和阴性两大类。46染色革兰氏阳性细菌革兰氏阴性细菌(G+菌)(G-菌)结晶紫初染紫色紫色碘液媒染紫色紫色酒精脱色保持紫色脱去紫色番红复染
紫色红色代表菌Staphylococcusaureus
Escherichiacoli
Bacillusthuringiensis
471、细胞壁革兰氏染色与细胞壁:
革兰氏染色1、用碱性染料结晶紫对菌液涂片进行初染2、用碘溶液进行媒染,其作用是提高染料和细胞间的相互作用从而使二者结合得更牢固。3、用乙醇或丙酮冲洗进行脱色。在经历脱色后仍将结晶紫保留在细胞内的为革兰氏阳性细菌,而革兰氏阴性细菌的结晶紫被洗掉,细胞呈无色。4、用一种与结晶紫具有不同颜色的碱性染料对涂片进行复染。例如沙黄,它使原来无色的革兰氏阴性细菌最后呈现桃红到红色,而革兰氏阳性细菌继续保持深紫色48革兰氏染色结果G+G-49(2)
G+菌和G-菌细胞壁的结构和化学组成
结构化学组成
G+菌厚(30~80nm)、肽聚糖,占胞壁重量的60-90%结构致密均匀
磷壁酸
细胞壁与细胞膜外层紧密相连
G-菌薄(15~20nm),结构复杂分为两层外膜双层类脂脂多糖(LPS)、多糖、蛋白质内层肽聚糖,无磷壁酸细胞壁的外膜与细胞膜水解酶;结合蛋白;化学受体之间存在明显的壁膜间隙50(3)革兰氏染色的机制细菌的不同显色反应是由于细菌细胞壁对乙醇的通透性和抗脱色能力的差异,主要在于细胞壁的结构和特殊化学组成。
G+菌G-菌
结晶紫(CV)初染紫色紫色碘液(I)媒染紫色紫色形成不溶性复合物(CV-I复合物)(CV-I复合物)
酒精脱色保持紫色脱去紫色(乙醇使厚的肽聚糖层脱水,(乙醇处理不但破坏了胞壁外导致孔径变小,由于CV-I膜,还可能损伤肽聚糖层和复合物分子太大,不能通过细胞质膜,被乙醇溶解CV-I细胞壁。)复合物从细胞中渗漏出来,)番红复染
紫色红色51革兰氏染色原理:第一步:结晶紫使菌体着上紫色第二步:碘和结晶紫形成大分子复合物,分子大,能被细胞壁阻留在细胞内。第三步:酒精脱色,细胞壁成分和构造不同,出现不同的反应。G+菌:细胞壁厚,肽聚糖含量高,交联度大,当乙醇脱色时,肽聚糖因脱水而孔径缩小,故结晶紫-碘复合物被阻留在细胞内,细胞不能被酒精脱色,仍呈紫色。Gˉ菌:肽聚糖层薄,交联松散,乙醇脱色不能使其结构收缩,因其含脂量高,乙醇将脂溶解,缝隙加大,结晶紫-碘复合物溶出细胞壁,酒精将细胞脱色,细胞无色,沙黄复染后呈红色。522、细胞质膜(cytoplasmicmembrans)和内膜系统是紧靠细胞壁内侧、细胞质外的一层富有弹性的连续的薄膜。(1).质膜的结构和化学成分真细菌:磷脂双分子层,脂肪酸和甘油通过酯键相连古细菌:
异戊二烯和甘油通过醚键相连53(2)细胞膜的功能
*细胞内外物质交换和运送。
*在原核微生物中,参与生物氧化和能量产生。
*与细胞壁及荚膜的合成有关。
*是鞭毛着生的位点。
*重要代谢活动中心54(3)细胞膜的结构
1972年Singer和Nicolson提出的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。55内膜系统间体(mesosome):由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部位或附近。间体间体的功能:参与隔膜形成与核分裂有关类线粒体功能56573、核质体(nuclearbody)(或拟核、核区)核质体:由大型环状双链DNA纤丝不规则地折叠或缠绕而构成的无核膜、核仁的区域。
细菌DNA:
长度:一般为:1—3mm
例:大肠杆菌的DNA长约1mm。
生长迅速的细菌在核分裂之后细胞往往来不及分裂,所以细胞中常有2—4个核,而生长缓慢的细菌细胞中一般只有1—2个核,不在染色体复制时期一般是单倍体。
功能:负载遗传信息。58质粒(Plasmids):细菌染色体外的遗传物质,由共价闭合环状双链DNA分子组成.分子量约为2-100×106D.携带1-100个基因,一个菌细胞可有一至数个质粒。
种类:接合质粒、抗性质粒、降解质粒、细菌素质粒、致瘤质粒例:细菌抗药性因子、大肠杆菌的F因子。质粒应用:基因工程,体外重组.59质粒的特点:1.是非必要的遗传物质:一般只控制次要性状,能自我复制,稳定遗传2.在细胞内大小和数量不同3.互不相容性:属于同一组并具有相同阻遏物的质粒不能在同一细胞中存在。4.可转移性:质粒可高频率通过细胞间的接合、转导、转化等作用由供体细胞向受体细胞转移。5.可整合性:一定条件下质粒可整合到细菌染色体DNA上6.可重组性:不同的质粒或质粒与染色体上的基因可以在细胞内或细胞外进行交换重组并形成新的质粒7.可消除性:质粒经高温、丝裂霉素等化学药剂处理后可消除。8.耐碱性:与染色体DNA相比,质粒有较高耐碱能力604核糖体(ribosomeRS)
核糖核蛋白的颗粒状结构,RNA+蛋白。原核:游离态、多聚核糖体,70S;多聚核糖体:一条mRNA与一定数目的单个RS结合而成。核糖体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大亚基和30s小亚基构成。功能:是细胞合成蛋白质的机构。615、细胞质及其内含物细胞质:是在细胞膜内除核区以外的细胞物质。细胞质是无色、透明、粘稠状物质。主要成分为水,蛋白质,核酸,脂类、少量糖和无机盐。
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。62细胞质中的内含物:①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。气泡的功能:调节细胞比重,以使其漂浮在合适的水层中。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。63②颗粒状内含物:细菌细胞质中含有各种颗粒状内含物,它们大多数为细胞贮藏物,颗粒状内含物的多少因细菌的种类、菌龄及培养条件不同而改变。主要有:异染粒、聚β-羟丁酸、肝糖粒、淀粉粒、脂肪粒、硫粒和液泡等等。细胞质中的内含物64异染粒:是普遍存在的贮藏物,主要成分是多聚偏磷酸盐。异染粒大小和结构:大小为0.5—1μm
,是多聚偏磷酸盐的聚合物,分子呈线状。功能:贮存磷元素和能量,降低渗透压。多聚偏磷酸盐对某些染料有特殊反应,产生与所用染料不同的颜色,因此得名异染颗粒.例:异染粒遇甲基胺蓝变紫红色.含异染粒的细菌种类:棒状杆菌和某些芽胞杆菌等.65聚β-羟丁酸颗粒(PHB)聚β-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。许多好氧菌和光合厌氧菌都含有聚β-羟丁酸颗粒。66硫粒:是硫元素的贮藏体。形成:取决于环境硫化物含
量,当环境中S含量高时,在体内积累;当缺S时,氧化成硫酸被菌利用。功能:a.好氧硫细菌的能源b.厌氧硫细菌的电子供体67肝糖粒和淀粉粒:都是α-1,4或α-1,6糖苷键的葡萄糖聚合物。这些贮藏物通常较均匀地分布在细胞质内,颗粒较小。若这类贮藏物大量存在时,用碘使对其染色,肝糖粒能被碘液染成红色,淀粉粒被碘成蓝色。脂肪粒:脂肪粒的折光性较强,它可被脂溶性染料染色;细胞生长旺盛时,脂肪粒增多,细胞遭破坏后,脂肪粒可游离出来。液泡:许多活细菌细胞内有液泡,液泡主要成分是水和可溶性盐类,被一层脂蛋白的膜包围。可用中性红染色使之显现出来。液泡具有调节渗透压的功能,还可与细胞质进行物质交换。68(二)细菌细胞的特殊结构1、荚膜(
capsule):某些细菌细胞壁外的一层粘液性物质。
69根据荚膜的形状和厚度的不同,将荚膜分为四类:荚膜或大荚膜: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:>0.2µm。微荚膜:粘液状物质较薄,厚度:<0.2µm,与细胞表面牢固结合。粘液层: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:多个细菌共有一个荚膜。70荚膜的组成:因种而异,除水外,主要是多糖(包括同型多糖和异型多糖),此外还有多肽,蛋白质,糖蛋白等。荚膜的生理功能:保护细胞,抗干燥。贮藏养料,是细胞外碳源和能源的储备物质。荚膜可以抵御外界细胞对菌体的吞噬作用。荚膜具有抗原性(M抗原)。与致病力有关。71培养特性:有荚膜细菌在固体培养基上形成的菌落表面湿润,有光泽,粘液状,称为光滑型菌落(Smoothclolny)。无荚膜细菌在固体培养基上形成的菌落表面干燥、粗糙,无光泽,称为粗糙型菌落(Roughcolony)722.鞭毛(flagellum):
某些细菌表面一种纤细呈波状的丝状物,是细菌运动器官。73鞭毛的着生方式:周生74鞭毛的化学组成:主要由鞭毛蛋白构成,还含有少量的多糖、脂类和核酸等。鞭毛起源于细胞质膜内侧的基粒。细胞质区内有一个颗粒状小体,此小体为基粒,鞭毛自基粒长出穿过细胞壁延伸到细胞外部。75鞭毛的结构:
鞭毛丝鞭毛鞭毛钩基体76鞭毛的观察:电镜特殊鞭毛染色,在光学显微镜下观察半固体穿刺培养从固体培养基上的菌落形态判断一般情况下:菌落形状大,薄且不规则,边缘极不平整,可能有鞭毛。菌落十分圆滑,边缘平整且相对较厚,可能没有鞭毛。77纤毛(fimbria,pilus)(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。783、芽胞(spore,endospore)
概念:某些菌生长到一定阶段,细胞内形成一个圆形、椭圆形或卵圆形的内生胞子,是对不良环境有较强抵抗力的休眠体。芽胞79能形成芽胞的细菌种类:在杆菌中能形成芽胞的种类较多,在球菌和螺旋菌中只有少数菌种可形成芽胞。产生芽胞的几个属:芽胞杆菌属梭状芽胞杆菌属芽胞乳杆菌属生胞八叠球菌属(其中的一个种)80芽胞的组成和结构芽胞有多层结构,主要包括胞外壁、芽胞衣、皮层和核心.芽胞的结构芽胞的外壁层厚而致密,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是芽胞特有的成分。一般以DPA—Ca的形式存在皮层主要含芽胞肽聚糖、DPA—Ca,皮层体积大,比较致密。芽胞平均含水量低,约40%.81芽胞的特性:具有很强的抗热、抗干燥、抗辐射、抗化学药物能力。含水量低、壁厚而致密,通透性差,不易着色。新陈代谢几乎停止,处于休眠状态。一个芽胞萌发产生一个个体。芽胞的抗热机制: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,芽胞中的酶分子量小,比较耐热。过去认为芽胞抗热与DPA有关,现在已否认了这种假设。8283伴孢晶体(Spore-companionedcrystal):
苏云金芽胞杆菌属中的细菌在形成芽胞的同时,在细胞内形成一种菱形、方形或不规则形的蛋白毒性晶体。一个菌体只产生一个伴胞晶体。作用:对100种以上鳞翅目等昆虫有毒性84杀虫机制:
伴胞晶体对胰蛋白酶、糜蛋白酶等蛋白酶不敏感,不溶于水,易溶于碱性溶液。鳞翅目昆虫中肠pH9.0~10.5,故易中毒。当伴胞晶体到达肠道时,立即溶解并吸附于上皮细胞,引起渗透性丧失,肠道穿孔,肠中强碱性溶液随之进入血液,促使血液pH从6.8升至8以上,导致昆虫全身麻痹而死,此外,还影响神经传导。85孢囊(Cyst):
某些细菌由整个营养细胞缩短、壁加厚而形成的一种体眠体,一个营养细胞产生一个孢囊,但一个孢囊可形成许多营养细胞。86三、细菌的繁殖与培养繁殖方式:裂殖为主,少数有性接合。(一)繁殖裂殖:从一个母细胞直接分裂形成两个子细胞,分为同型分裂和异型分裂芽殖:通过出芽方式繁殖劈裂:分裂时,常在一端崩裂,呈“V”形孢子生殖:少数细菌由一个细胞形成许多的分裂孢子或节孢子有性接合:少数细菌存在,频率极低87裂殖: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:①核分裂②形成横隔壁③子细胞分离88(二)群体形态1.固体培养菌落colony:在固体培养基上,由单个细胞繁殖形成的肉眼可见的子细胞群体。菌苔Lawn:大量细胞密集生长,结果长成的各“菌落”连接成一片。
(1)平板培养89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:包括大小、形状、颜色、边缘、质地、透明度、光泽、表面、湿润度等。90(2)固体斜面培养2.液体培养基
3.半固体培养9394放线菌的概念:
放线菌(Actinomycetes),不是分类学上的名词,是一类具有丝状分枝细胞和无性孢子的G+原核微生物,由于菌落呈放射状而得名。第二节放线菌95放线菌是一类介于细菌和真菌之间的单细胞生物.一方面,放线菌的细胞构造和细胞壁的化学组成与细菌相似,与细菌同属原核生物;另一方面,放线菌菌体呈纤细的菌丝状,而且分枝,又以外生孢子的形式繁殖,这些特征又与霉菌相似.放线菌菌落中的菌丝常从一个中心向四周辐射状生长,因此叫放线菌.96放线菌分布:主要存在于含有机质丰富的中性或偏碱性的土壤中,在空气、淡水和海水等处也有一定的分布。放线菌的生活类型:腐生(多数)寄生(少数)97放线菌的应用:1、能产生大量的、种类繁多的抗生素,到目前为止,已分离得到的放线菌产生的抗生素达4000种以上。2、生产维生素和酶3、进行甾体转化、烃类发酵和污水处理98放线菌的危害:1、有的放线菌能引起人和动植物病害,如人类的皮肤病等。2、有的放线菌能使水和食品变味,或破坏棉毛织品和纸张等。99
一、放线菌的形态构造大部分放线菌由分枝状的菌丝组成,菌丝大多无隔膜,属单细胞。菌丝的粗细与细菌中的杆菌宽度相近(1μm左右)。细胞壁含胞壁酸、二氨基庚二酸,不含几丁质、纤维素;革兰氏阳性。100(一)菌丝:根据形态和功能不同可分为:
基内菌丝(营养菌丝)气生菌丝孢子丝。一、放线菌的形态构造1011.基内菌丝培养基内匍匐生长的菌丝,无隔,约0.2-0.8μm。通常会产生水溶性或脂溶性色素.功能:吸收营养,所以又称营养菌丝。(一)菌丝1022.气生菌丝由营养菌丝长出培养基外,伸向空间的菌丝。略粗于基丝0.5-1.2μm,也有色素产生。功能:气生菌丝生长到一定阶段可分化出繁殖结构,即孢子丝。1033.孢子丝概念:可以形成孢子的菌丝(具分类价值),功能:繁殖。形态:直、波曲、螺旋着生方式:丛生、轮生104放线菌孢子丝类型:垂直单轮(无螺旋)弯曲丛生松环、初级螺旋钩状松螺旋紧螺旋单轮(有螺旋)双轮(无螺旋)双轮(有螺旋)105单轮生螺旋状放线菌孢子丝的光学显微镜图片106孢子形态:有圆、卵圆、柱状等。表面:或光滑或粗糙;有的还带有毛刺、鞭毛。
色素:因种而异。107放线菌主要通过形成无性孢子的方式进行繁殖,也可借菌丝断片(液体培养时)进行繁殖。无性孢子主要有以下三种:
分生孢子孢囊孢子横隔孢子。二、放线菌的繁殖1081.分生孢子(conidiospores):在气生菌丝顶端形成成串或单个孢子,菌丝分裂形成。109
在气生菌丝顶端或基内菌丝顶端膨大或盘卷缠绕形成孢子囊,在孢子囊内形成孢囊孢子。孢囊:菌丝细胞在不同平面反复分裂,形成孢囊孢子.有的孢囊孢子可以丛毛运动。2、孢囊孢子1103、横隔孢子
基内菌丝或气生菌丝横隔分裂形成,孢子常为球杆状,体积大小相似,又称节孢子或粉孢子。111放线菌的生活史112(三)放线菌的菌落特征1.液体静止培养
表面常形成一层膜2、固体培养基培养
菌落特征:
质地致密、干燥、多皱、小而不蔓延、不易挑起,表面有放射状沟纹。113菌落形状:随菌种不同可有两类:(1)链霉菌菌落型:
如链霉菌属(Strptomyces),菌丝发达、细、分枝多而且相互缠绕,和培养基结合紧密牢固,形成的菌落质地致密,表面呈绒状,坚实、干燥、多皱,菌落小而不蔓延,不易挑起或整个挑起。但当气生菌丝形成孢子丝、产生孢子后,菌落表面会发生变化,菌落呈絮状、粉状或颗粒状。114(2)诺卡氏菌菌落型:
如诺卡氏菌属(Nocardia)形成的菌落,菌丝不发达,形成的菌落不致密,粘着力差,干燥,一般呈粉质,不易挑起,挑之易碎。115四、放线菌的主要属1、链霉菌属(Streptomyces)
产生许多著名的抗生素,如链霉素、红霉素、四环素等。2、诺卡氏菌属(Nocardia)烃类发酵,污水处理,产生抗生素(如万古霉素、头孢菌等)3、小单孢菌属(Micromonospora)
可产生多种抗生素,如庆大霉素、利福霉素等。4、放线菌属(Actinomyces)多为致病菌。1165.弗兰克氏菌属(Frankia)共生菌,能在多种非豆科植物根上形成根瘤,固定空中的氮气。该菌的菌丝体有分枝及横隔,侵入根部的菌丝末端膨大为泡囊,能固氮。著名的代表菌为弗兰克氏菌(Frankiaalni)117复习题:1、什么是放线菌?放线菌有哪些应用?2、什么叫基内菌丝、气生菌丝和孢子丝?它们之间有何联系?3、放线菌主要的繁殖方式?4、放线菌的菌落有何特点?118第三节蓝细菌(cyanobacteria)
第一章原核微生物
蓝细菌(又叫蓝藻)(Cyanophyta)
1、过去作为藻类一群。由于发现它们是原核细胞,现在将它们归类于原核微生物类群。2、蓝藻分布非常广泛,遍及全球各地。3、蓝藻的个体比细菌大,许多个体聚集在一起,可以形成较大的群体,肉眼容易
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