第2章 微生物學(xué)(周德慶) 原核生物

.,第二章原核微生物,類型：細(xì)菌(古生菌)放線菌藍(lán)細(xì)菌支原體立克次氏體衣原體即三菌三體,定義：指一大類僅含一個DNA分子的原始核區(qū)而無核膜包裹的原始單細(xì)胞生物。,.,第一節(jié)細(xì)菌(4學(xué)時)第二節(jié)放線菌(0.5學(xué)時)第三節(jié)藍(lán)細(xì)菌(0.5學(xué)時)第四節(jié)支原體、衣原體和立克次氏體(1學(xué)時),本章內(nèi)容安排,.,第一節(jié)細(xì)菌Bacteria,工業(yè)：生產(chǎn)各種氨基酸、有機(jī)酸、酶制劑、乙醇等；農(nóng)業(yè)：生產(chǎn)殺蟲菌劑、細(xì)菌肥料；沼氣發(fā)酵、飼料青貯；醫(yī)藥：生產(chǎn)菌苗、抗生素、類毒素、代血漿等；環(huán)保：污水處理、農(nóng)藥分解、秸稈利用等；國防：生物武器。,定義：,一類細(xì)胞形態(tài)細(xì)而短（0.5um0.55um）、結(jié)構(gòu)簡單、細(xì)胞壁堅(jiān)韌、以二等分裂方式繁殖和水生性較強(qiáng)的原核微生物。,生存環(huán)境：,溫暖潮濕、富含有機(jī)物的地方。有特殊的臭味或酸敗味，發(fā)粘、發(fā)滑。,應(yīng)用：,危害：,人、動物、植物的傳染病、食物和工農(nóng)業(yè)產(chǎn)品腐爛變質(zhì)。,.,一、細(xì)菌的形態(tài)構(gòu)造及其功能,基本形態(tài)其它形狀,（一）形態(tài),球形桿形螺旋形,絲狀腎形柄形等,.,1球菌Coocus,（1）單球菌（2）雙球菌（3）鏈球菌（4）四聯(lián)球菌（5）八疊球菌（6）葡萄球菌,.,.,2桿菌Bacillus(bacilli),長桿菌（1）長短不同短桿菌球桿菌等棒狀桿菌（2）菌體某個部位是否膨大梭狀桿菌無芽孢桿菌（3）芽孢有無芽孢桿菌,丙酮丁醇梭菌,是細(xì)菌中種類最多的。,.,3.螺旋菌(spirilla),弧菌（vibrio)：螺旋不滿一圈，菌體呈弧形或逗號形.例：霍亂弧菌、逗號弧菌螺菌(spirillum)：螺旋滿26環(huán)，螺旋狀。例：干酪螺菌,根據(jù)其彎曲情況,.,幽門螺旋菌,左：顯微數(shù)碼攝像,右：結(jié)構(gòu)示意圖,.,螺旋體是一類細(xì)長、柔軟、彎曲呈螺旋狀、運(yùn)動活潑的單細(xì)胞型微生物。在生物學(xué)上的位置介于細(xì)菌與原生動物之間。在分類學(xué)上由于更接近于細(xì)菌而歸屬在細(xì)菌的范疇。,分類：5個屬。疏螺旋體屬、密螺旋體屬、鉤端螺旋體屬、脊螺旋體屬、螺旋體屬。前三屬中有引起人患回歸熱、梅毒、鉤端螺旋體病的致病菌，后二屬不致病。,.,4.細(xì)菌特殊形態(tài),.,(二)細(xì)菌的大小,通常用微米（um）作為測量單位。1.測量球菌：只測量其直徑。一般為0.52um。2.測量桿菌和螺旋菌：需測量其長度和寬度，用寬長表示。桿菌一般為0.5l15um。測量螺旋菌長度時，一般只測量其彎曲形長度。3.細(xì)菌大小的記錄常是平均值或代表性數(shù)值。4.細(xì)菌細(xì)胞的重量約為l10-9l10-10mg，即每g細(xì)菌約含1-10萬億個細(xì)菌菌體,.,典型的大腸桿菌0.5um2um；重10-12克；1500個細(xì)胞的長徑相連，相當(dāng)于一個芝麻大120個相連，有一根人發(fā)的粗細(xì)；109個細(xì)胞才有1mg重；,德國科學(xué)家H.N.Schulz等1999年在納米比亞海岸的海底沉積物中發(fā)現(xiàn)的一種硫磺細(xì)菌（sulfurbacterium），0.10.3mm，其大小可達(dá)0.75mm，Thiomargaritanamibiensis，-“納米比亞硫磺珍珠”,最大的細(xì)菌納米比亞嗜硫珠菌,最小的細(xì)菌納米細(xì)菌（nanobacteria）50nm,顫藍(lán)菌屬,Prokaryotes,Eukaryotes,Viruses,.,一般構(gòu)造,特殊構(gòu)造,（三）構(gòu)造,.,1.一般構(gòu)造,(1)細(xì)胞壁A定義是位于細(xì)胞最外的一層厚實(shí)、堅(jiān)韌富有彈性的外被，主要由肽聚糖構(gòu)成，賦予細(xì)菌以強(qiáng)度和形狀。B功能C結(jié)構(gòu),.,細(xì)胞壁功能,固定菌體外形和保護(hù)菌體的作用。對有鞭毛的細(xì)菌來說，它又是鞭毛運(yùn)動的必需條件。屏障保護(hù)阻攔有害物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞；賦予細(xì)菌特定抗原性、致病性及對抗生素和噬菌體的敏感性。,.,3.染色,細(xì)胞壁結(jié)構(gòu),由于細(xì)菌細(xì)胞微小又透明，一般先要經(jīng)過染色才能作顯微觀察.,.,革蘭氏染色,丹麥醫(yī)生，C.Gram于1884年發(fā)明的一種鑒別不同類型細(xì)菌的染色方法。,染色步驟：結(jié)晶紫初染-碘液媒染-乙醇脫色-番紅復(fù)染,染色結(jié)果：紫色：革蘭氏陽性菌紅色：革蘭氏陰性菌,.,細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)G+和G-的細(xì)胞壁的構(gòu)造不同,.,G+細(xì)菌的細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)（Staphylococcusaureus）,細(xì)胞壁厚（2080nm）；化學(xué)成分簡單：肽聚糖：90%磷壁酸：10%,.,肽聚糖(Peptidoglycan）,由大量肽聚糖單體聚合而成；單體組成雙糖單位N-乙酰葡糖胺和N-乙酰胞壁酸通過-1，4糖苷鍵相連接；四肽尾肽橋甘氨酸五肽,又稱粘肽(mucopeptide)、胞壁質(zhì)(murein)或粘質(zhì)復(fù)合物(mucocomplex)，是真細(xì)菌細(xì)胞壁中的特有成分。,原核生物所特有的已糖,.,肽聚糖單體,由四個氨基酸分子按L型與D型交替方式連接而成,雙糖單位中的-1,4-糖苷鍵很容易被溶菌酶(lysozyme)所水解，從而引起細(xì)菌因肽聚糖細(xì)胞壁的“散架”而死亡。,.,單體間的連接,目前所知的肽聚糖已超過100種，在這一“肽聚糖的多樣性”中，主要的變化發(fā)生在肽橋上。,.,磷壁酸,是結(jié)合在G+細(xì)菌細(xì)胞壁上的一種酸性多糖;主要成分為甘油磷酸或核糖醇磷酸?？煞譃閮深悾罕诹妆谒岷湍ち妆谒?.,因帶負(fù)電荷，故可與環(huán)境中的Mg等陽離子結(jié)合，保證膜結(jié)合酶維持高活性的需要；協(xié)助肽聚糖加固細(xì)胞壁。,保證革蘭氏陽性致病菌與其宿主間的粘連,賦于革蘭氏陽性細(xì)菌以特異的表面抗原,提供某些噬菌體以特異吸附受體,貯藏磷元素,調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)自溶素（autolysin）的活力以調(diào)節(jié)細(xì)胞壁的增長,磷壁酸的功能,.,細(xì)胞壁??；層次多、成分復(fù)雜；外膜脂多糖(LPS)外膜蛋白（20多種）脂蛋白孔蛋白磷脂內(nèi)膜肽聚糖,2）G-細(xì)菌的細(xì)胞壁結(jié)構(gòu),.,G-細(xì)菌的細(xì)胞壁結(jié)構(gòu),.,肽聚糖,埋藏在外膜層之內(nèi)，是僅由12層肽聚糖網(wǎng)狀分子組成的薄層(23nm)，含量約占細(xì)胞壁總重的10%，故對機(jī)械強(qiáng)度的抵抗力較革蘭氏陽性菌弱。,內(nèi)消旋二氨基庚二酸(m-DAP)（只在原核微生物細(xì)胞壁上發(fā)現(xiàn)）,沒有特殊的肽橋，只形成較為疏稀、機(jī)械強(qiáng)度較差的肽聚糖網(wǎng)套,G-細(xì)菌的細(xì)胞壁結(jié)構(gòu),.,G細(xì)菌細(xì)胞壁所特有的結(jié)構(gòu)，位于壁的最外層（810nm），為脂多糖、磷脂和若干種蛋白。,外膜或外壁層,.,脂多糖,.,脂多糖的主要功能,LPS結(jié)構(gòu)的多變，決定了革蘭氏陰性細(xì)菌細(xì)胞表面抗原決定簇的多樣性；,LPS負(fù)電荷較強(qiáng)，與磷壁酸相似，也有吸附Mg2+、Ca2+等陽離子以提高其在細(xì)胞表面濃度的作用，對細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)起穩(wěn)定作用。,類脂A是革蘭氏陰性細(xì)菌致病物質(zhì)內(nèi)毒素的物質(zhì)基礎(chǔ)；,具有控制某些物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的部分選擇性屏障功能；,許多噬菌體在細(xì)胞表面的吸附受體；,.,G+細(xì)菌和G-細(xì)菌細(xì)胞壁的比較,.,G+細(xì)菌與G-細(xì)菌細(xì)胞壁的比較,.,3）革蘭氏染色的方法和機(jī)制,.,染色機(jī)制,通過初染和媒染操作后，在細(xì)菌細(xì)胞的膜或原生質(zhì)體上染上了不溶于水的結(jié)晶紫與碘的大分子復(fù)合物。革蘭氏陽性菌由于細(xì)胞壁厚、肽聚糖含量較高和其分子交聯(lián)度較緊密，故在用乙醇洗脫時，肽聚糖網(wǎng)孔會因脫水而明顯收縮；再加上它基本不含類脂，故用乙醇處理不能在壁上溶出縫隙，因此結(jié)晶紫與碘復(fù)合物仍牢牢阻留在其細(xì)胞壁內(nèi)，使其呈現(xiàn)藍(lán)紫色。革蘭氏陰性細(xì)菌因其壁薄、肽聚糖含量低和交聯(lián)松散，故遇乙醇后，肽聚糖網(wǎng)孔不易收縮；加上它的類脂含量高，所以當(dāng)乙醇把類脂溶解后，在細(xì)胞壁上就會出現(xiàn)較大的縫隙，這樣，結(jié)晶紫與碘的復(fù)合物就極易被溶出細(xì)胞壁，因此通過乙醇脫色后，細(xì)胞又呈無色。這時，再經(jīng)番紅等紅色染料進(jìn)行復(fù)染，就使革蘭氏陰性獲得了紅色。,.,4）古生菌的細(xì)胞壁,古生菌又稱古細(xì)菌(Archaebacteria)，或稱古菌(Archaea)，是一個在進(jìn)化途徑上很早就與真細(xì)菌和真核生物相互獨(dú)立的生物類群，如產(chǎn)甲烷菌(Methanobacterium)和大多數(shù)嗜極菌(Extremophile)。,.,在古生菌中除Thermoplasma（熱原體屬)無細(xì)胞壁外，其他都具有與真細(xì)菌功能相似的細(xì)胞壁，然而細(xì)胞壁的成分與真細(xì)菌差別甚大，已知的一些古生菌細(xì)胞壁中沒有真正的肽聚糖，而是由多糖（假肽聚糖）、糖蛋白或蛋白質(zhì)構(gòu)成。,古生菌的細(xì)胞壁結(jié)構(gòu),.,甲烷桿菌屬的細(xì)胞壁,由多糖組成,結(jié)構(gòu)與細(xì)菌肽聚糖不同之處：雙糖骨架是由N-乙酰葡糖胺和N-乙酰塔羅糖胺糖醛酸以-1，3-糖苷鍵（不被溶菌酶水解）交聯(lián)而成；肽尾是由L-Glu、L-Ala和L-Lys3個L型氨基酸組成；肽橋由1個L-Glu組成。,.,5）缺壁細(xì)菌(Cellwalldeficientbacteria),.,A)L型細(xì)菌（L-formofbacteria）,細(xì)菌在某些環(huán)境條件下（實(shí)驗(yàn)室或宿主體內(nèi)）通過自發(fā)突變而形成的遺傳性穩(wěn)定的細(xì)胞壁缺陷變異型。,因英國李斯德（Lister）預(yù)防研究所首先發(fā)現(xiàn)而得名（1935年，念珠狀鏈桿菌Streptobacillusmoniliformis）,大腸桿菌、變形桿菌、葡萄球菌、鏈球菌、分枝桿菌和霍亂弧菌等20多種細(xì)菌中均有發(fā)現(xiàn)，被認(rèn)為可能與針對細(xì)胞壁的抗菌治療有關(guān)。,特點(diǎn)：,沒有完整而堅(jiān)韌的細(xì)胞壁，細(xì)胞呈多形態(tài)；,有些能通過細(xì)菌濾器，故又稱“濾過型細(xì)菌”；,對滲透壓敏感，在固體培養(yǎng)基上形成“油煎蛋”似的小菌落（直徑在0.1mm左右）；,.,B)原生質(zhì)體（protoplast）,在人為條件下，用溶菌酶處理或在含青霉素的培養(yǎng)基中培養(yǎng)而抑制新生細(xì)胞壁合成而形成的僅由一層細(xì)胞膜包裹的，圓球形、對滲透壓變化敏感的細(xì)胞，一般由革蘭氏陽性細(xì)菌形成。,特點(diǎn),對環(huán)境條件變化敏感，低滲透壓、振蕩、離心甚至通氣等都易引起其破裂；,有的原生質(zhì)體具有鞭毛，但不能運(yùn)動，也不被相應(yīng)噬菌體所感染；,在適宜條件（如高滲培養(yǎng)基）可生長繁殖、形成菌落，形成芽孢?？苫謴?fù)成有細(xì)胞壁的正常結(jié)構(gòu)。,比正常有細(xì)胞壁的細(xì)菌更易導(dǎo)入外源遺傳物質(zhì)，是研究遺傳規(guī)律和進(jìn)行原生質(zhì)體育種的良好實(shí)驗(yàn)材料。,.,C)球狀體(sphaeroplast),采用上述同樣方法，針對革蘭氏陰性細(xì)菌處理后而獲得的殘留部分細(xì)胞壁（外壁層）的球形體。與原生質(zhì)體相比，它對外界環(huán)境具有一定的抗性，可在普通培養(yǎng)基上生長。,.,D）支原體(Mycoplasma),在長期進(jìn)化過程中形成的、適應(yīng)自然生活條件的無細(xì)胞壁的原核生物。因它的細(xì)胞膜中含有一般原核生物所沒有的甾醇，所以即使缺乏細(xì)胞壁，其細(xì)胞膜仍有較高的機(jī)械強(qiáng)度。,.,(2)細(xì)胞膜（cellmembrane）,1)定義：緊貼在細(xì)胞壁內(nèi)側(cè)的一層由磷脂和蛋白質(zhì)組成的柔軟、富有彈性的半透性薄膜；不含甾醇；2)細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)1972年Singer和Nicolson提出的液態(tài)鑲嵌模型主要內(nèi)容以液態(tài)的脂質(zhì)雙分子層為基架，其中鑲嵌著具有不同分子結(jié)構(gòu)、不同生理功能的蛋白質(zhì)。,酯鍵,.,3）古生菌的細(xì)胞膜,與細(xì)菌細(xì)胞膜的不同疏水尾由長鏈烴組成（異戊二烯的重復(fù)單位-四聚體植烷）親水頭與疏水尾通過醚鍵連接甘油分子的C3位上連接的基團(tuán)（R）與細(xì)菌和真核生物不同膜的結(jié)構(gòu)有單分子層或單、雙混合膜含有多種獨(dú)特的脂類（細(xì)菌紅素、番茄紅素、胡蘿卜素、視黃醛等）,.,古生菌磷脂的分子結(jié)構(gòu),真細(xì)菌磷脂的分子結(jié)構(gòu),.,4）細(xì)胞膜的生理功能,選擇性地控制細(xì)胞內(nèi)、外的營養(yǎng)物質(zhì)和代謝產(chǎn)物的運(yùn)送；,維持細(xì)胞內(nèi)正常滲透壓的屏障；,合成細(xì)胞壁和糖被的各種組分（肽聚糖、磷壁酸、LPS、莢膜多糖等）的重要基地；,膜上含有氧化磷酸化或光合磷酸化等能量代謝的酶系，是細(xì)胞的產(chǎn)能場所；,是鞭毛基體的著生部位和鞭毛旋轉(zhuǎn)的供能部位；,膜上某些蛋白受體與趨化性有關(guān),.,(3)細(xì)胞質(zhì)（cytoplasm）,被細(xì)胞膜包圍著的除核區(qū)以外的一切半透明、膠狀、顆粒狀物質(zhì)的總稱。主要成分水（約為80%）核糖體（70S)細(xì)胞內(nèi)含物細(xì)胞質(zhì)內(nèi)一些形狀較大的顆粒狀構(gòu)造，如貯藏物、磁小體、羧酶體、氣泡等；,.,1)貯藏物,它是微生物合理利用營養(yǎng)物質(zhì)的一種調(diào)節(jié)方式；它以多聚體的形式存在，有利于維持細(xì)胞內(nèi)環(huán)境的平衡，避免不適合的pH，滲透壓等的危害；它在細(xì)菌細(xì)胞中大量積累，是重要的自然資源。,.,聚-羥丁酸（PHB）顆粒,類脂性質(zhì)的碳源類貯藏物，易被脂溶性染料著色.貯藏碳源、能源、降低細(xì)胞滲透壓,n106,巨大芽孢桿菌（Bacillusmegaterium）在含乙酸或丁酸的培養(yǎng)基中生長時，細(xì)胞內(nèi)貯藏的PHB可達(dá)其干重的60%。,制造無毒、易降解的醫(yī)用塑料器具、外科手術(shù)針和縫線、快餐盒等。,.,異染顆粒,主要成分是多聚偏磷酸鹽，是一種嗜堿性的酸性小顆粒，故易被堿性染料著色。,一般在含磷豐富的環(huán)境下形成。功能是貯藏磷元素和能量，并可降低細(xì)胞的滲透壓。,n=2106,可用美藍(lán)或甲苯胺藍(lán)染成紅紫色。,.,1975年由RPBlakemoreD在趨磁細(xì)菌中發(fā)現(xiàn),主要成分：Fe3O4,外被一層磷脂、蛋白或糖蛋白膜,無毒,大小20100nm,每個細(xì)胞有220顆,形狀：平截八面體、平行六面體或六棱柱體等,功能：導(dǎo)向作用，即借助鞭毛游向泥、水界面微氧環(huán)境處生活,實(shí)用前景：生產(chǎn)磁性定向藥物或抗體，以及制造生物傳感器,2)磁小體(megnetosome),.,存在于一些自養(yǎng)細(xì)菌內(nèi)的多角形或六角形內(nèi)含物,大小約100nm（與噬菌體相仿）,內(nèi)含1，5二磷酸核酮糖羧化酶,在自養(yǎng)細(xì)菌的CO2固定中起關(guān)鍵作用,3)羧酶體（carboxysome）,.,4)氣泡（gasvacuoles),調(diào)節(jié)細(xì)胞比重，以使細(xì)菌漂浮在最適水層中獲取光能，O2和營養(yǎng)物質(zhì),.,（4）核區(qū)核質(zhì)體、原核、擬核、核基因組,定義原核生物特有的無核膜包裹、無固定形態(tài)的原始細(xì)胞核。,結(jié)構(gòu)Feulgen或Giemsa染色大型環(huán)狀的雙鏈DNA分子，一般不含蛋白質(zhì),功能負(fù)載細(xì)菌遺傳信息的物質(zhì)基礎(chǔ)。,.,第一個完成全基因組序列測定的獨(dú)立生活的原核生物是：流感嗜血桿菌（Haemophilusinfluenzae），1995年；第一個完成全基因組序列測定的自養(yǎng)型生物是：古生菌：詹氏甲烷球菌（Methanococcusjannaschii），1996年第一個完成全基因組序列測定的真核生物是：釀酒酵母（Saccharomycescerevisiae），1996年；,.,質(zhì)粒(Plasmid),為染色體外存在的一種能自我復(fù)制的小型環(huán)狀DNA分子較染色體小，約(2100)106D每個菌體可含1數(shù)個質(zhì)粒不同質(zhì)粒之間可重組，質(zhì)粒與染色體也可重組質(zhì)粒對菌體生存并不是必需的，但攜帶有編碼某些特性的基因，其存在可使細(xì)菌細(xì)胞具有某些特性,.,質(zhì)粒功能,R因子：與抗藥性有關(guān),F因子：與有性接合有關(guān),其他質(zhì)粒：與抗生素，色素合成有關(guān),基因工程中作為目的基因載體,.,2.細(xì)菌的特殊構(gòu)造,glycocalyx,endospore,flagella,fimbriae,Sex-pili,.,（1）糖被,定義包被于某些細(xì)菌細(xì)胞壁外的一層厚度不定富含水分的多糖黏膠物質(zhì)，不易著色，但用負(fù)染色法（使菌體和背景著色），可以看見。,類型,.,成分(組成）一般為多糖，少數(shù)為蛋白質(zhì)、多肽或多糖與多肽復(fù)合型；,功能a保護(hù)作用保護(hù)菌體，抵抗干燥，免受殺菌物質(zhì)傷害，防吞噬。b貯藏養(yǎng)料貯藏營養(yǎng)物質(zhì)。c致病功能肺炎球菌有莢膜能致病，無莢膜不能致病。d表面附著：唾液鏈球菌：蔗糖-己糖基轉(zhuǎn)移酶-果聚糖（黏附于牙齒表面）e信息識別f堆積代謝廢物,多糖：腸膜明串珠菌多肽：炭疽桿菌多糖多肽：巨大芽孢桿菌,.,應(yīng)用用于菌種鑒定；用作藥物和生化試劑腸膜明串珠菌（Leuconostocesenteroides）提取葡聚糖“代血漿”用作工業(yè)原料野菜黃單胞桿菌(Xanthomonascampestris)；提取黃原膠用于石油開采用于污水的生物處理菌膠團(tuán)(Zoogloea),.,（2）鞭毛(flagellum,復(fù)flagella),概念：某些細(xì)菌細(xì)胞表面著生的一至數(shù)十條長絲狀、波曲的蛋白質(zhì)附屬物，具有推動細(xì)菌運(yùn)動功能，為細(xì)菌的“運(yùn)動器官”。,大多數(shù)桿菌，所有螺旋菌，極少數(shù)球菌有。主要為蛋白質(zhì)，少量多糖，能夠伸縮。,長約1520um,直徑為0.010.02um,.,鞭毛的著生方式,偏端單生,兩端單生,偏端叢生,兩端叢生,周生,側(cè)生,.,觀察和判斷細(xì)菌鞭毛的方法,電子顯微鏡直接觀察,鞭毛長度：1520m；直徑：0.010.02m,光學(xué)顯微鏡下觀察：鞭毛染色和暗視野下對懸滴標(biāo)本和水浸片的觀察。,根據(jù)培養(yǎng)特征判斷：半固體穿刺、菌落（菌苔）形態(tài),.,.,G-和G+細(xì)菌中鞭毛的構(gòu)造是不相同的,.,G-和G+細(xì)菌中鞭毛的構(gòu)造是不相同的,L環(huán)(連在細(xì)胞外壁層LPS部位)P環(huán)(連在內(nèi)壁的肽聚糖部位)S環(huán)(與周質(zhì)空間相連)M環(huán)(嵌入在細(xì)胞膜上),G-細(xì)菌鞭毛結(jié)構(gòu),革蘭氏陽性細(xì)菌鞭毛僅由S和M環(huán)組成,.,鞭毛推動細(xì)菌運(yùn)動的特點(diǎn),速度,一般速度在每秒2080m范圍，最高可達(dá)每秒100m（每分鐘達(dá)到3000倍體長），超過了陸上跑得最快的動物獵豹的速度（每分鐘1500倍體長或每小時110公里）。,.,鞭毛運(yùn)動的機(jī)制“旋轉(zhuǎn)論”or“揮鞭論”?,“拴菌”試驗(yàn)（tethered-cellexperiment）1974年，美國學(xué)者西佛曼（M.Silverman）和西蒙（M.Simon）,.,（3）菌毛（纖毛）（fimbria）,菌毛是長在細(xì)菌體表的一種纖細(xì)、中空、短直，數(shù)量較多的蛋白質(zhì)附屬物。起源于質(zhì)膜內(nèi)側(cè)（同鞭毛）、無基體很多-菌及少數(shù)+菌作用：不是運(yùn)動器附著、粘連,鞭毛,菌毛,.,構(gòu)造和成分與菌毛相同，但比菌毛長。,數(shù)量僅一至少數(shù)幾根。,性毛一般見于-菌的雄性菌珠中。,其功能是向雌性菌珠（受體菌）傳遞遺傳物質(zhì)。,鞭毛,菌毛,性毛,糖被,（4）性毛（pili,單數(shù)pilus）,.,Bacillussubtilis,（5）特殊的休眠構(gòu)造芽孢,.,某些細(xì)菌（主要是G+的兩個屬-好氧性的芽孢桿菌屬和厭氧性的梭菌屬）在其生長發(fā)育后期，在細(xì)胞內(nèi)形成一個圓形或橢圓形、厚壁、含水量極低、抗逆性極強(qiáng)的休眠體，稱為芽孢（endospore或spore，偶譯“內(nèi)生孢子”）。,（5）特殊的休眠構(gòu)造芽孢,概念,能形成芽孢的細(xì)菌種類,BacillusAerobic,ClostridiumAnaerobic,梭菌屬,芽孢桿菌屬,.,細(xì)菌芽孢的特點(diǎn),整個生物界中抗逆性最強(qiáng)的生命體，是否能消滅芽孢是衡量各種消毒滅菌手段的最重要的指標(biāo)。,芽孢是細(xì)菌的休眠體，在適宜的條件下可以重新轉(zhuǎn)變成為營養(yǎng)態(tài)細(xì)胞；產(chǎn)芽孢細(xì)菌的保藏多用其芽孢。,產(chǎn)芽孢的細(xì)菌多為桿菌，也有一些球菌。芽孢的有無、形態(tài)、大小和著生位置是細(xì)菌分類和鑒定中的重要指標(biāo)。,芽孢與營養(yǎng)細(xì)胞相比化學(xué)組成存在較大差異，容易在光學(xué)顯微鏡下觀察。（相差顯微鏡直接觀察；芽孢染色）,人跡罕至的沙漠中存在大量的枯草芽孢桿菌和巨大芽孢桿菌的芽孢。肉毒梭菌的芽孢在沸水中能存活5.0-9.5h之久，而其營養(yǎng)細(xì)胞在80僅需5-10min即會死亡。,.,芽孢的結(jié)構(gòu),.,產(chǎn)芽孢細(xì)菌,芽孢囊：是產(chǎn)芽孢菌的營養(yǎng)細(xì)胞外殼,芽孢,孢外壁：主要含脂蛋白，透性差(有的無),芽孢衣：主要含疏水性角蛋白，抗酶解、抗藥物，多價(jià)陽離子難通過,皮層：主要含芽孢肽聚糖及DPA-Ca，體積較大，滲透壓高，含水量大,核心,芽孢壁：含肽聚糖，可發(fā)展成新的細(xì)胞壁,芽孢質(zhì)膜：含磷脂、蛋白質(zhì)，可發(fā)展為新細(xì)胞的膜,芽孢質(zhì)：含DPA-Ca、核糖體、RNA和酶類,核區(qū)：含DNA,.,芽孢的耐熱機(jī)制,芽孢與母細(xì)胞相比不論化學(xué)組成、細(xì)微結(jié)構(gòu)、生理功能等方面都完全不同。它含有營養(yǎng)細(xì)胞所沒有的DPA-Ca（吡啶二羧酸鈣鹽）,滲透調(diào)節(jié)皮層膨脹學(xué)說,芽孢衣對多價(jià)陽離子和水分的透性很差,皮層的離子強(qiáng)度很高，產(chǎn)生極高的滲透壓奪取芽孢核心的水分，結(jié)果造成皮層的充分膨脹。,核心部分的細(xì)胞質(zhì)卻變得高度失水，因此，具極強(qiáng)的耐熱性。,.,研究芽孢的意義,菌種鑒定；提高菌種的篩選效率，有利于菌種保藏；衡量消毒滅菌手段的重要指標(biāo)；肉類：肉毒梭菌；外科器材：破傷風(fēng)梭菌和產(chǎn)氣莢膜梭菌；實(shí)驗(yàn)室和發(fā)酵工業(yè)：嗜熱脂肪芽孢桿菌；,以在自然界日常生活中最耐熱的一種芽孢嗜熱脂肪芽孢桿菌的芽孢為標(biāo)準(zhǔn)。測得121，12min才能全部死亡。所以一般要求121，15min。實(shí)驗(yàn)室常用121，20min。,.,伴孢晶體（內(nèi)毒素）,少數(shù)芽孢桿菌，如Bacillusthuringiensis在形成芽孢的同時，會在芽孢旁形成一顆菱形、方形或不規(guī)則型的堿溶性蛋白質(zhì)晶體，為伴孢晶體。,伴孢晶體的應(yīng)用,伴孢晶體對200多種昆蟲尤其是鱗翅目的幼蟲有毒殺作用，因而可將這類產(chǎn)伴孢晶體的細(xì)菌制成有利于環(huán)境保護(hù)的生物農(nóng)藥細(xì)菌殺蟲劑。,.,(6)其他的休眠構(gòu)造：孢囊、粘液孢子、蛭孢囊等,：是Azotobactervinelandii（棕色固氮菌）等一些固氮菌在外界缺乏營養(yǎng)的條件下，由整個營養(yǎng)細(xì)胞外壁加厚、細(xì)胞失水而形成的一種抗干旱但不耐熱的圓形休眠體。不具繁殖功能。,孢囊,.,裂殖：多數(shù)二分裂：絕大多數(shù)細(xì)菌三分裂：綠色硫細(xì)菌復(fù)分裂：蛭弧菌芽殖：少數(shù)硝化桿菌屬、芽生桿菌屬等10余屬細(xì)菌,（四）細(xì)菌的繁殖,.,二、細(xì)菌的群體形態(tài),在固體培養(yǎng)基上（內(nèi)）的群體形態(tài),一個或幾個細(xì)菌在固體培養(yǎng)基上經(jīng)生長分裂形成以母細(xì)胞為中心的一堆肉眼可見的，具有一定形態(tài)結(jié)構(gòu)的子細(xì)胞集團(tuán)，稱為菌落。如果一個菌落是由一個細(xì)菌菌體生長繁殖而成，稱為純種細(xì)胞群或克?。╟lone）如果將大量某一純種的細(xì)胞密集的接種到固體培養(yǎng)基的較大表面上，結(jié)果長成的菌落聯(lián)結(jié)成一片，這叫做菌苔（bacteriallawn）,.,菌落特征的描述大?。盒螤睿侯伾和该鞒潭龋和该?、不透明、半透明；隆起狀態(tài)：邊緣情況：表面狀態(tài)：光滑、皺褶、同心環(huán)；表面光澤：無光澤、金屬光澤；質(zhì)地：油脂狀、膜狀、粘、脆；,菌落特征可作分類依據(jù),.,圓、整,不、波狀,不、葉狀,規(guī)、放狀,細(xì)菌菌落表面結(jié)構(gòu)、形態(tài)及邊緣特征,規(guī)、扇狀,規(guī)、齒狀,規(guī)、環(huán)狀,不、毛毯,規(guī)、菌絲,不、卷發(fā),不、絲狀,不、根狀,.,細(xì)菌菌落特征,濕潤、較光滑、較透明、較粘稠、易挑取、質(zhì)地均勻、菌落正反面顏色一致等。,.,液體培養(yǎng)特征,稱為菌液均勻生長:混濁不均勻生長:下面沉淀、表面菌膜。,沉淀生長,混濁生長,表面生長,.,第二節(jié)放線菌,產(chǎn)生大量的、種類繁多的抗菌素。其次生代謝物可作為生化藥物酶類、維生素的生產(chǎn)菌；有的有固氮能力；具有較強(qiáng)的分解復(fù)雜有機(jī)物的能力，在自然界物質(zhì)循環(huán)中起著重要作用，對于土壤肥力的提高也有重要作用。,定義：,是一類呈菌絲狀生長、主要以孢子繁殖和陸生性強(qiáng)的G+原核生物；,生存環(huán)境：,含水量較低、有機(jī)物豐富、呈微堿性的土壤中。放線菌有特殊的泥腥味。估計(jì)每克土壤中約含放線菌孢子107個。,應(yīng)用：,危害：,極少數(shù)引起動物放線菌病（皮膚、腦、肺和足部感染），植物病害。,.,一、放線菌的形態(tài)構(gòu)造鏈霉菌的形態(tài)構(gòu)造其他放線菌的形態(tài)構(gòu)造二、放線菌的繁殖三、放線菌的群體特征,.,一、放線菌的形態(tài)和構(gòu)造,鏈霉菌屬（Streptomyces）分布最廣；種類最多；形態(tài)特征最典型；與人類關(guān)系最密切；,.,營養(yǎng)菌絲氣生菌絲孢子絲（繁殖菌絲）孢子絲的形態(tài)多樣；孢子的形態(tài)多樣；孢子顏色十分豐富，孢子表面光滑、褶皺、刺狀或毛發(fā)狀等，因種而異；孢子絲和孢子的形態(tài)是對放線菌進(jìn)行分類、鑒定的重要指標(biāo)；,（一）鏈霉菌的形態(tài)構(gòu)造,營養(yǎng)菌絲匍匐生長于培養(yǎng)基內(nèi)，吸收營養(yǎng)，排泄廢物,營養(yǎng)菌絲發(fā)育到一定階段，伸向空間形成氣生菌絲,氣生菌絲發(fā)育到一定階段，其上可分化出形成孢子的菌絲，即孢子絲,.,Varioustypesofspore-bearingstructuresonthestreptomyces,.,（二）其他放線菌所特有的形態(tài)構(gòu)造,1、基內(nèi)菌絲斷裂成大量桿菌狀分生孢子的放線菌以諾卡氏菌屬（Nocardia）為代表的原始放線菌具有發(fā)達(dá)的營養(yǎng)菌絲，但多數(shù)無氣生菌絲；以橫割分裂方式產(chǎn)分生孢子；,.,2、菌絲頂端形成少量孢子的放線菌小單孢菌屬：在基內(nèi)菌絲頂端產(chǎn)一個孢子；小雙孢菌屬：在氣生菌絲頂端形成2個孢子；小四孢菌屬：在氣生菌絲頂端形成個4孢子小多孢菌屬：在氣生菌絲、基內(nèi)菌絲頂端形成2-10個孢子；,.,3、具有孢囊并產(chǎn)孢囊孢子的放線菌孢囊鏈霉菌屬：由孢子絲盤卷成孢囊，內(nèi)部產(chǎn)生多個孢囊孢子,4、具有孢囊并產(chǎn)游動孢子的放線菌游動放線菌屬：氣生菌絲不發(fā)達(dá)，在基內(nèi)菌絲上形成孢囊，內(nèi)含許多孢囊孢子；,.,二、放線菌的繁殖,孢子繁殖：分生孢子、孢囊孢子孢子的形成橫割分裂菌絲斷裂：基內(nèi)菌絲斷裂Nocardia任何菌絲斷裂各種放線菌,.,干燥、不透明、表面呈致密的絲絨狀；顏色十分多樣；菌落和培養(yǎng)基連接緊密，難以挑??；菌落的正反面顏色不一致,三、放線菌的菌落特征,.,.,第三節(jié)藍(lán)細(xì)菌（Cyanobacteria）,1、概念,也稱藍(lán)藻或藍(lán)綠藻（blue-greenalgae），是一類含有葉綠素a、能以水作為供氫體和電子供體、通過光合作用將光能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能、同化CO2為有機(jī)物質(zhì)的光合細(xì)菌。,2、分布：極廣,先鋒生物,以前曾歸于藻類，因?yàn)樗透叩戎参镆粯泳哂泄夂仙?葉綠素a，能進(jìn)行產(chǎn)氧型光合作用。,.,3、形態(tài)結(jié)構(gòu)：,3）結(jié)構(gòu)：,細(xì)胞核無核膜，細(xì)胞壁含胞壁酸和二氨基庚二酸，G-。細(xì)胞中含有葉綠素a；無鞭毛，但能在固體表面滑行，進(jìn)行光趨避運(yùn)動。分泌粘液層、莢膜或形成鞘衣，具有強(qiáng)的抗干旱能力。許多種類細(xì)胞質(zhì)中有氣泡，使菌體漂浮，保持在光線最充足的地方，以利光合作用。,2）形態(tài)：差異極大,1）大?。?-10um，最大可達(dá)60um,.,4、特化細(xì)胞,1）異型胞：是存在于絲狀生長種類中的形大、壁厚、專司固氮功能的細(xì)胞，數(shù)目少而不定，位于細(xì)胞的中間或末端。2）靜息孢子：是一種長在細(xì)胞鏈中間或末端的形大、壁厚、色深的休眠細(xì)胞，富含貯藏物，能抵抗干旱等不良環(huán)境。3）鏈絲段；藻殖段，繁殖功能4）內(nèi)孢子；球或三角形，繁殖功能,.,螺旋藻就是藍(lán)細(xì)菌的一種，原生長在熱帶地區(qū)高濃度堿性鹽湖中。它是生長于水體中的一種微小生物，在顯微鏡下可見其形態(tài)為螺旋絲狀，由此得其名；,藍(lán)細(xì)菌的作用：有益：螺旋藻,據(jù)測定，它體內(nèi)優(yōu)質(zhì)高蛋白含量高達(dá)6070，是魚類的3倍，是肉類的4倍，是雞蛋的5倍多，而葉綠素含量是蔬菜的10倍多。此外，它還含有豐富的多糖、胡蘿卜素和亞麻酸等生物活性物質(zhì)及礦質(zhì)元素，對癌癥、艾滋病、肝炎、糖尿病、高血脂等疾病有預(yù)防和輔助治療作用。,螺旋藻中的營養(yǎng)成分與聯(lián)合國糧農(nóng)組織設(shè)計(jì)的人體理想的標(biāo)準(zhǔn)成分幾乎一致，因而受到了聯(lián)合國和世界各地的一致推崇，被譽(yù)為“21世紀(jì)人類最理想的天然保健食品”。,螺旋藻富含蛋白質(zhì)、亞麻酸、維生素和鋅、鐵、鉀、鈣等礦物質(zhì)，是近年來發(fā)現(xiàn)的營養(yǎng)最豐富、最全面、最均衡的天然食品。,.,有害：赤潮和水華,.,當(dāng)其惡性增殖過量生長時，可形成“水華”，造成水質(zhì)惡化與污染。,海洋中的“赤潮”(raltide)系因某類藍(lán)細(xì)菌大量繁殖而致，搶奪了其它海洋生物的營養(yǎng)源，并且它能產(chǎn)生毒素，所以赤潮發(fā)作時往往造成魚蝦等海產(chǎn)的大量損失。,.,第四節(jié)支原體、立克次氏體和衣原體,是三類屬于革蘭氏陰性的原始而小型的原核生物，其大小和特性均介于通常的細(xì)菌與病毒之間，寄生性逐步增強(qiáng)。,.,（一）支原體(Mycoplasma),1、概念,是一類無細(xì)胞壁、介于獨(dú)立生活和細(xì)胞內(nèi)寄生的最小型原核微生物。,與人類感染有關(guān)的主要是肺炎支原體和解脲脲原體；,.,2、特點(diǎn),細(xì)胞小，直徑約為150-300nm，一般為250nm左右。無細(xì)胞壁，因此細(xì)胞呈G-，多形，易變，有濾過性，對滲透壓較敏感，對抑制細(xì)胞壁合成的抗生素不敏感等;細(xì)胞膜含甾醇，比其他原核生物的膜更堅(jiān)韌?；蚪M很小，僅在0.61.1Mb左右（約為E.coli的1/41/5）；,.,一般以二等分裂方式進(jìn)行繁殖;菌落小（0.11.0mm），并呈特有的“油煎蛋”狀;能在含血清、酵母膏或甾醇等營養(yǎng)豐富的人工培養(yǎng)基上緩慢的獨(dú)立生長;多數(shù)能以糖類作能源，在好氧或厭氧條件下進(jìn)行氧化型或發(fā)酵型產(chǎn)能代謝；對能抑制蛋白質(zhì)生物合成的抗生素（四環(huán)素、紅霉素）以及破壞細(xì)胞膜結(jié)