第一章+原核微生物03.ppt

,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,学习目标：,熟悉放线菌的菌丝形态特征、繁殖方式，培养特征；,了解蓝细菌、“三体”、古生菌的典型特征。,特殊的原核微生物,第二节 放线菌,1.,什么是放线菌（,actinomycetes,）？,其菌落中菌丝常从一个中心向四周辐射状生长。,Streptomyces coelicolor,一类主要呈菌丝状生长和以孢子繁殖的陆生性较强的革兰氏阳性细菌。,2,、为什么属于原核生物？,放线菌的菌丝为单细胞，直径类似杆菌，约1,m,；,有原核，核糖体为,70,S,；,细胞壁主要成分是肽聚糖，不含纤维素，几丁质，革兰氏染色阳性，对溶菌酶敏感。,最适生长,pH,值近中性或微碱性，与细菌相近而不同于真菌,(,一般偏酸性,),；,凡能抑制细菌的抗生素也能抑制放线菌，而抑制真菌的抗生素对放线菌无抑制作用；,有的放线菌产生有鞭毛的孢子，其鞭毛结构与细菌鞭毛相同。,放线菌实际上是属于细菌范畴内的原核微生物，只不过其细胞形态为分枝状菌丝。,3,、分布特点及与人类的关系,放线菌极其广泛地存在于自然界，土壤中最多，其代谢产物使土壤具有特殊的泥腥味。,量达,10,7,/g,产生抗生素等生理活性代谢产物（,链霉菌属，,1,万,75%,）,;,生物固氮（,Frankia,与杨梅形成放线菌根瘤）,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。,少数寄生型放线菌可引起人、动物、植物的疾病。,某些放线菌属菌种引起动物放线菌病（皮肤、脑、肺和足部感染），某些诺卡氏菌属种引起人和动物的诺卡氏菌病；,马铃薯疮痂病菌,(,Streptomyces scabies,),引起马铃薯的疮痂病。,马铃薯疮痂病,(,Streptomyces scabies,),一、放线菌的形态与结构,1,、链霉菌属,(,Streptomyces,）菌体形态与结构,菌丝状，按形态和功能分为营养菌丝、气生菌丝和孢子丝,三种,。,匍匐生长于培养基内，又称基内菌丝。吸收营养和排泄代谢废物。一般无隔膜，多核单细胞，直径0.2-0.8,m,。,营养菌丝发育到一定阶段，伸向空间形成气生菌丝，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（1-1.4,m），,有的产色素。,1,.,营养菌丝,2,.,气生菌丝,3,.,孢子丝,气生菌丝发育成熟，分化形成孢子丝，又称产孢丝或繁殖菌丝。,其形状和排列方式常作为放线菌分类的依据。,二、生长与繁殖,繁殖方式,孢子,分生孢子,孢囊孢子,基内菌丝断裂,菌丝,任何菌丝断裂,孢子丝成熟后通过两种横隔分裂方式分化形成分生孢子。,Streptomyces,等,大多数种类,。,1.,分生孢子,b,细胞壁与细胞质膜同时内陷,a,细胞质膜内陷,分生孢子形状和表面文饰是放线菌菌种鉴定的主要依据。,孢囊链霉菌属：,气生菌丝盘卷形成孢囊，其间产生横隔，产生孢囊孢子,(,无鞭毛）（不游动孢子）。,2.,孢囊孢子,游动放线菌属：,基内菌丝形成孢囊，其间产生横隔，产生孢囊孢子,(,有鞭毛）（游动孢子）。,3,、基内菌丝断裂,液体通气培养时，各种放线菌可由菌丝断裂的片段，形成新菌丝体。,如果静置培养，培养物表面往往形成菌膜，膜上也可生出孢子。,4.,任何菌丝片段,诺卡氏菌属当营养菌丝成熟后，会以横割分裂方式突然产生形状、大小较一致的杆菌状、球状或分枝状的分生孢子。,三、菌落,形态,菌落形态,能产生大量分枝和气生菌丝的菌种,（,如链霉菌,）,不能产生大量菌丝体的菌种（,如诺卡氏菌,）,小型、干燥、不透明、致密丝绒状，表面干粉质、呈孢子颜色、正反面颜色不一致；不易挑起或挑起后不易破碎；,粘着力差，粉质，针挑起易粉碎,Streptomyces coelicolor,第三节 蓝细菌（,Cyanobacteria）,1、概念,也称蓝藻或蓝绿藻,，,是一类进化历史悠久，,G,-,，无鞭毛，,含有叶绿素,a,、能进行产氧型光合作用的大型原核微生物。,曾归于藻类，因与高等植物一样具有光合色素（叶绿素,a,）和光合系统,，能进行产氧型光合作用。,与真核藻类的本质区别：蓝细菌无叶绿体，无真核，有,70S,核糖体，细胞壁中含有肽聚糖，对青霉素和溶菌酶十分敏感。,2、特性,1）分布极广；,2）细胞形态差异极大，分为,5,群；,3）细胞中含有叶绿素,a，,进行产氧型光合作用；,4）具有,G,-,典型细胞结构：,细胞核无核膜，细胞壁双层，含肽聚糖，革兰氏染色阴性。,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，其异形细胞（,heterocyst）,是进行固氮的场所。,6）分泌粘液层、荚膜或形成鞘衣，具有很强的抗干旱能力。,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。,2、特性,3,、细胞特化形式,(1),异形胞,(heterocyst),：固氮功能,异形胞,(H),和静息孢子,(A),(2),静息孢子,(akinete),：休眠功能,蓝细菌的营养细胞和异形孢,（,1,）,二分裂或复分裂：,单细胞种类,（,2,）,链丝段,(hormogonium),：丝状蓝细菌,（,3,）,内孢子,(endospore),：管胞蓝细菌属,4,、蓝细菌的繁殖与培养特征,蓝细菌液体培养通常不浑浊。,无性繁殖：,是种类十分庞杂的古老的原核生物，它在地球发展史上使得地球大气由无氧状态变为有氧状态，为生物的进化做出了重要贡献。是,生物进化史上的,“,先锋生物,”。,蓝细菌具有对不良环境的高度抵抗力和普遍的固氮能力，因此还可生长在贫瘠的沙质海滩和荒漠的岩石上。,5,、蓝细菌生物学意义,蓝细菌可与某些植物,如蕨类,Azolla,（满江红属）的叶腔中，裸子植物,Cycas,（苏铁属）和,Gunnera,（根乃拉草属）的根中,等进行共生，为共生生物提供氮素营养。,（,1,）生态价值,发菜念珠蓝细菌（,Nostoc flagelliforme,）和地耳（,N.commun,e,）可食用。,盘状螺旋蓝细菌（,Spirulina platensis,），最大螺旋蓝细菌,(,S,.maxima,),开发成“螺旋藻”产品。,（,2,）,经济价值,螺旋蓝细菌（,100g,）的主要成分,(g),一般成分,色素成分,矿物质,蛋白质,50,70,叶绿素,0.8,2,钙,0.1,0.4,脂肪,6,9,类胡萝卜素,02,0.4,铁,0.05,0.1,糖,15,20,蓝细菌青蛋白,3.5,7,钾,1,2,纤维,2,4,镁,0.2,0.3,灰分,6,8,磷,0.5,1,水分,2,5,小分子多糖,3,维生素类,胡萝卜素,0.1,0.2,VitB6,0.5-0.8mg,肌醇,0.04,0.1,VitA.,0.1-0.2,VitB12,1-1.6mg,VitPP,0.305,VitB1,1.5-4mg,VitC,1.2-1.6mg,亚麻酸,0.8,1.3,VitB2,0.003-0.005,VitE,0.005-0.02,泛酸钙,0.001,VitB3,0.01-0.014,VitK1,0.5-2mg,叶酸,0.05mg,经济微生物学,.,陈声明,.,成都科技大学出版社,.1997.p288,（,3,）,污染湖泊中发生,“,赤潮,”,及,“,水华,”,。,Bloom of Cyanobacteria and Algae in a Eutrophic Pond,第四节 支原体、立克次氏体、衣原体,支原体（,Mycoplasma）,立克次氏体（,Rickettsia）,衣原体（,Chlamydia）,寄生性，革兰氏阴性细菌，,大小和特性均介于通常的细菌与病毒之间。,一、支原体,支原体,(mycoplasma),是一类无细胞壁的能离开活细胞独立生长繁殖的最小型原核细胞型微生物。,1,、形态大小,细胞很小，直径约为,0.15,0.3m,，一般为,0.25m,左右，光学显微镜下勉强可见，,能透过细菌滤器,。被认为是整个生物界中尚能找到的,能独立营养的,最小型生物。,细胞多形，易变，呈球状或长短不一的丝状及分枝状。,肺炎支原体（,Mycoplasma pneumoniae,）电镜照片，显示其多形性。,（,a,）透射电镜照片（,X47,，,880,）；（,b,）扫描电镜照片（,X26,，,000,）。,（,1,）缺乏细胞壁，细胞柔软,。,对渗透压敏感，对抑制细胞壁合成的青霉素、环丝氨酸等抗生素不敏感等。,2,、细胞结构特点,（,2,）,细胞膜含,hopaniods,类甾醇，对两性霉素、制霉菌素等多烯类抗生素十分敏感。对破坏细胞膜结构的表面活性剂、脂溶剂极为敏感。,（,3,）基因组很小，仅在,0.6,1.1Mb,左右，基因数目少。肺炎支原体只有,0.81Mb,，生殖道支原体,582790 bp,。（最简单的细胞生命？）,一般以二等分裂方式进行繁殖。,寄生或腐生。能在含血清、酵母膏或甾醇等营养丰富的培养基上生长。,“油煎蛋”状,3,、繁殖与培养特征,固体培养特征：菌落小，直径一般仅为,0.1,1.0mm,，呈特有的“油煎蛋”状。,液体培养特征：不混浊。,立克次氏体,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.Ricketts 1909,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。,2、特性,1,）,G,-,，有壁，细胞较大（,0.3,0.6,m 0.8,2,m,）,光镜下清晰可见。,2,）产能代谢途径不完整，专性活细胞内寄生，宿主一般为节肢动物（人,/,鼠虱、蚤），可从伤口侵入人体。只能在组织培养物（鸡胚、细胞系）上生长繁殖。,3,）对热敏感（,56,以上,30min,即可杀死），对四环素，青霉素等抗生素敏感。,4,）基因组很小，,1.1Mb,。,如,Rickettsia prowazeki,的基因组为,1.1Mb,，仅含,834,个基因。,5,）致病性：在宿主血细胞中大量增殖，并产内毒素。,3,）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。,生活史中必须由蚤、螨等吸血节肢动物作为媒介，在动物间传代，因此立克次氏体也被称为“,虫媒微生物,”,。,鼠蚤,鼠蚤,鼠,鼠,人,人,虱,人,虱,人,莫氏立克次氏体致地方性斑疹伤寒的传播方式：,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。,沙 眼,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。,1,、特性,2,）细胞结构有细胞壁（无肽聚糖），有核糖体，有,DNA,和,RNA,，,G,-,，对抑制细菌的抗生素和药物敏感。,1,）细胞呈球形或椭圆形，直径0.2-0.3,m，,能通过细菌滤器；,3）专性活细胞内寄生，需用活体组织培养。,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”。,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,Elementary Body,：是宿主细胞外的形态，呈球状（,0.4m,），壁厚且硬，非生长型细胞，具感染性。,始体或网状体,：是存在于宿主细胞的形态，呈较大的球形（,1,1.5m,），壁薄而脆，二分裂，无感染性。,1,、特性,2.,衣原体生活史,支原体、立克次氏体、衣原体与细菌的差异比较,特 征,细 菌,支 原 体,立克次氏体,衣 原 体,直径,(m),0.5-2,0.15-0.3,0.3-0.6,0.2-0.3,光镜可见性,可见,勉强可见,可见,勉强可见,细胞壁,有,缺,有,有（无肽聚糖）,过滤性,不能过滤,能过滤,不能过滤,能过滤,革兰氏染色,G,+,或,G,-,G,-,G,-,G,-,培养方法,合成培养基,合成培养基,活体组织,活体组织,大分子合成,有,有,进行,进行,产生,ATP,系统,有,有,有,无,入侵方式,多样,直接,昆虫媒介,直接,对抗生素,敏感,敏感,(,青霉素例外,),敏感,敏感,第五节 古生菌,古生菌是一群具有独特的系统发育生物大分子,（,16,S,rRNA,）,序列的单细胞原核微生物。,生态类型独特。多生活在地球上极端的生境或生命出现初期的自然环境中，营自养和异养生活；,具有特殊的生理功能：如在超高温、高酸碱度、高盐及无氧状态下生活；,具有独特的细胞结构：如细胞壁骨架为假肽聚糖或蛋白质，细胞膜含甘油醚键；,一、古生菌的结构和化学组成,除了热原体属无细胞壁外，细胞壁中化学成分主要有：,（,1,）由假肽聚糖组成，甲烷杆菌属（,Methanobacterium,）；,（,2,）由糖蛋白组成，盐杆菌属,(,Halobacterium,),，带强负电荷。,（,3,）由蛋白质亚基组成：甲烷球菌属（,Methanococcus,），甲烷微菌属,(,Methanomicrobium,),，甲烷螺菌属,(,Methanospirillum,),溶菌酶对古生菌没有溶菌效果。,1,、细胞壁,甲烷杆菌属细胞壁中假肽聚糖结构,角鲨稀,四氢角鲨稀,(1),磷脂中疏水尾有特殊的长链烃组成,2,、细胞膜,异戊二烯的重复单位,:,植烷,(n=4),，鲨烯,(n=6),植烷醇,硬脂酸,酯键,醚键,(2),甘油与烃链由醚键连接，,C,3,上基团独特。,甘油二酯,植烷甘油二醚,(3),存在抗剥离的单分子层膜或单、双分子层混合膜,双层膜,单层膜,植烷,二植烷,双植烷双甘油四醚,植烷甘油二醚,1.,链霉菌的形态结构如何，如何区别放线菌菌落与细菌菌落？,2.,比较区分“三体”的显著特征。,3.,蓝细菌对人类生活有何影响？,4.,古生菌在细胞结构上与细菌有何差异？,本节思考题,:,