2第二章 原核生物

1、The prokaryotes微生物的類群（根據(jù)進化水平和各種性狀）微生物具有細胞結(jié)構(gòu)沒有細胞結(jié)構(gòu)病毒原核生物真核微生物真細菌古細菌 真菌顯微藻類原生動物細菌分類和鑒定放線菌支原體、立克次氏體和衣原體 藍細菌古細菌細菌細菌概概 要要第一節(jié) 細菌分類和鑒定基本概念： 分類 （classification）：根據(jù)各種細菌的相似性和進化關系將其分為類群，排放在適當?shù)姆诸悊卧小?鑒定（identification）：是分類的操作過程，經(jīng)過一系列測定來確定所研究的菌株屬于哪個類群。 命名（nomenclature）：根據(jù)命名的國際法則對所鑒定的菌株給以科學名稱（學名）。二、細菌的分類的原則二、細菌的分

2、類的原則 7 7級分類單元級分類單元 界界 Kingdom Kingdom 門門 Phylum Phylum 綱綱 ClassClass 目目 OrderOrder 科科 FamilyFamily 屬屬 GenusGenus 種種 SpeciesSpecies微生物種下單位微生物種下單位- 亞種亞種 subspeciessubspecies，subsp.subsp. 變種變種 varietyvariety，var.var. 致病變種致病變種 pathovarpathovar，pv.pv.三、命名原則三、命名原則 （一）雙名法 依照國際命名法則，采用瑞典科學家林奈（Carl von Linne）

3、在1753年提出的雙名法：學名=屬名+種加詞+（首次定名人）+現(xiàn)名定名人+現(xiàn)名定名年份斜體字斜體字正體字（一般省略）正體字（一般省略）（二）三名法學名=屬名+種加詞+符號subsp.或var.+亞種或變種加詞斜體字斜體字正體字（一般省略）正體字（一般省略）斜體字斜體字例1.蘇云金芽孢桿菌臘螟亞種 Bacillus thuringiensis subsp. galleriaPseudomonas syringae pv. tabaci 例2. 丁香假單胞煙草致病變種 根據(jù)命名法規(guī)在求，正式命名的分類單元根據(jù)命名法規(guī)在求，正式命名的分類單元應指定一個命名模式作為該分類單元的命名的應指定一個命名模式

4、作為該分類單元的命名的依據(jù)依據(jù)種和亞種指定為模式菌株（種和亞種指定為模式菌株（type strain）亞屬和屬指定為模式種（亞屬和屬指定為模式種（type species）屬以上至目級分類單元指定模式屬（屬以上至目級分類單元指定模式屬（type genus）細菌的形狀細菌的形狀 細菌細胞的外表特征可從形態(tài)、大小和細胞間排列方式3方面加以描述。細菌的形態(tài)極其簡單，主要有球狀、桿狀和螺旋狀。球狀球狀桿狀桿狀螺旋狀螺旋狀 細菌的大小球菌的大小以細胞的直徑來度量，桿菌和螺旋菌則是用寬長來表示。球菌的直徑一般是0.51.0 m ，金黃色葡萄球菌為0.81.0 m 。桿菌的寬度一般為0.51.0 m ，長

5、度為寬度的一倍或幾倍。 如大腸桿菌的大小為0.40.7 m 1.03.0 m 。螺旋菌的寬度一般為0.51.0 m ，長度因其螺旋的數(shù)目而不同。 如有13個螺旋的小螺菌的大小為0.51.0 m 2.03.0m 。單位都是用m 最大的細菌：納米比亞嗜硫珠菌 直徑為0.321.00mm最小的細菌：納米細菌 直徑為50nm單球菌雙球菌四聯(lián)球菌八疊球菌葡萄球菌鏈球菌球菌的排列方式細菌細胞的排列方式螺旋狀螺旋狀弧形弧形菌落形態(tài)可作為分類鑒定的依據(jù)，包括：形態(tài)、菌落形態(tài)可作為分類鑒定的依據(jù)，包括：形態(tài)、大小、隆起度、邊緣、顏色、粘度、透明度等大小、隆起度、邊緣、顏色、粘度、透明度等在液體培養(yǎng)基上（內(nèi)）的群

6、體形態(tài)在液體培養(yǎng)基上（內(nèi)）的群體形態(tài)細胞的生理生化反應細胞的生理生化反應 (1)API細菌數(shù)值鑒定系統(tǒng)(2)“Biolog” 全自動和手動細菌鑒定系統(tǒng)特點: 又稱統(tǒng)計分類法，就是用數(shù)理統(tǒng)計又稱統(tǒng)計分類法，就是用數(shù)理統(tǒng)計的方法來處理細菌的各種特征，借助現(xiàn)代計的方法來處理細菌的各種特征，借助現(xiàn)代計算機對擬分類的微生物對象按大量表型性狀算機對擬分類的微生物對象按大量表型性狀的相似性程度進行統(tǒng)計、歸類的方法。的相似性程度進行統(tǒng)計、歸類的方法。步驟：步驟：二界（1753年）三界（1860年）四界（1956年）五界（1969年）六界（1977年）三域（1978年）動物界植物界二界（1753年） 1753年

7、瑞典學者林奈，在其名著植物種志中首次提出了動物界和植物界。動物界 植物界原生生物界三界（1860年） 1860年，德國動物學家E.H.Haeckel建議在動物界和植物界之外，增加一個由低等生物構(gòu)成的第三界-原生生物界。四界（1956年）動物界 植物界原生生物界菌類1956年，Copeland分為動物界、植物界、原生生物界（原生動物、真菌、部分藻類）和菌類（細菌和藍細菌）1959年，Whittaker：動物界、植物界、原生生物界和菌物界1974年，Leedale等：動物界、植物界、真菌和原核生物界動物界 植物界原生生物界真菌界原核生物界1969年， R. H. Whittaker：動物界、植物界

8、、原生生物界、真菌界和原核生物界原核生物界原生生物界植物界菌物界動物界病毒界1949年，Jahn等提出六界系統(tǒng)：動物界、后生植物界、原生生物界、真菌界、原核生物界和病毒界。1977年，我國學者王大耜提出：動物界、植物界、原生生物界、真菌界、原核生物界和病毒界。1978年，美國C.R.Woese等對大量微生物和其他生物進行16S和18SrRNA的寡核苷酸，并比較其同源性，提出三域?qū)W說（Three Domains Theory）細菌域古生菌域真核生物域第第1版：版：1984年年 四卷四卷第第2版：版：2000年年 五卷五卷 納入研究核糖體納入研究核糖體RNA測序的結(jié)測序的結(jié)果，分古細菌、真細菌兩個

9、界共果，分古細菌、真細菌兩個界共31個部分個部分1923年第年第1版版1974年第年第8版：將微生物分成十九個部分版：將微生物分成十九個部分1994年第年第9版：以細菌形態(tài)和生理類型為依據(jù)，結(jié)合版：以細菌形態(tài)和生理類型為依據(jù)，結(jié)合系統(tǒng)發(fā)育知識，將細菌分為系統(tǒng)發(fā)育知識，將細菌分為35個群，個群，4個大類：個大類：v具細胞壁的革蘭氏陰性細菌具細胞壁的革蘭氏陰性細菌v具細胞壁的革蘭氏陽性細菌具細胞壁的革蘭氏陽性細菌v無細胞壁的真細菌無細胞壁的真細菌v古細菌古細菌（一）革蘭氏陰性細菌（一）革蘭氏陰性細菌生理特征：多為化能有機營生理特征：多為化能有機營養(yǎng)型，需氧性，為土壤、淡養(yǎng)型，需氧性，為土壤、淡水和

10、海水中常見的腐生菌，水和海水中常見的腐生菌，有些為動植物的致病菌，如有些為動植物的致病菌，如引起人們傷口化膿的綠膿桿引起人們傷口化膿的綠膿桿菌（菌（ pseudonmonas aeruginoca ）；少數(shù)種類為）；少數(shù)種類為化能無機營養(yǎng)型，可利用化能無機營養(yǎng)型，可利用H2或或CO作為能源；熒光假單胞作為能源；熒光假單胞菌為產(chǎn)生熒光的代表菌種菌為產(chǎn)生熒光的代表菌種固氮菌屬（固氮菌屬（Azotobacter）固氮菌胞囊固氮菌營養(yǎng)體螺旋菌屬（螺旋菌屬（Spirillum） 菌體彎桿狀或螺旋狀，菌體彎桿狀或螺旋狀， 0.25 1.726微米，一端或兩微米，一端或兩端單生或叢生鞭毛運動端單生或叢生鞭毛

11、運動,化能化能有機營養(yǎng)型，好氣或微好氣，有機營養(yǎng)型，好氣或微好氣，生活在土壤、淡水或海洋，也生活在土壤、淡水或海洋，也分布在根際、人或動物的生殖分布在根際、人或動物的生殖器官、腸道或口腔器官、腸道或口腔 螺旋體靠纏繞原生質(zhì)的軸絲螺旋體靠纏繞原生質(zhì)的軸絲伸縮運動，伸縮運動，G-，化能有機營養(yǎng)，化能有機營養(yǎng)型，分為腐生和寄生兩類，除型，分為腐生和寄生兩類，除細螺旋體屬（細螺旋體屬（Leptospira）為專）為專性好氧，其余均為厭氧或兼厭性好氧，其余均為厭氧或兼厭氧，廣泛分布于自然界和動物氧，廣泛分布于自然界和動物體內(nèi)體內(nèi)4、螺旋菌與螺旋體、螺旋菌與螺旋體螺旋體(Spirochaeta)血細胞中的

12、立克次氏體血細胞中的立克次氏體衣原體（衣原體（Chlamydia） 特點：特點：僅在脊椎動物中僅在脊椎動物中生活的專性寄生菌，細胞多呈生活的專性寄生菌，細胞多呈球形或橢圓狀，球形或橢圓狀，G-，個體小，個體小，能通過細菌過濾器生活周期具能通過細菌過濾器生活周期具有原體和始體兩種形態(tài)；始體有原體和始體兩種形態(tài)；始體是原體被胞飲作用進入宿主細是原體被胞飲作用進入宿主細胞后在宿主細胞內(nèi)形成的薄壁胞后在宿主細胞內(nèi)形成的薄壁大細胞，始體沒有感染性大細胞，始體沒有感染性原體始體鞘細菌（鞘細菌（Sheathed bacteria）又稱衣細菌）又稱衣細菌 形態(tài)：成串的桿狀細胞包圍在共同的鞘套內(nèi)，形成不分枝的菌

13、絲形態(tài)：成串的桿狀細胞包圍在共同的鞘套內(nèi)，形成不分枝的菌絲體，菌絲或漂浮在水中，或形成粘性的附著器附著在固體上，單個細體，菌絲或漂浮在水中，或形成粘性的附著器附著在固體上，單個細胞桿狀，偏端從生鞭毛，胞桿狀，偏端從生鞭毛，G- 生理特點：有機營養(yǎng)型，專性好氧，某些鞘細菌可以從衣鞘包裹生理特點：有機營養(yǎng)型，專性好氧，某些鞘細菌可以從衣鞘包裹的金屬氧化物（如鐵、錳）中獲得能量。該類細菌常使污水處理廠的的金屬氧化物（如鐵、錳）中獲得能量。該類細菌常使污水處理廠的活性污泥膨脹，造成污泥澄清困難活性污泥膨脹，造成污泥澄清困難鞘細菌和粘細菌鞘細菌和粘細菌（二）革蘭氏陽性細菌（二）革蘭氏陽性細菌葡萄球菌屬（

14、葡萄球菌屬（Staphylococcus）v 形態(tài)：形態(tài)：直徑為直徑為0.51.5微米，細胞無規(guī)則的分裂為葡微米，細胞無規(guī)則的分裂為葡萄狀萄狀v 生理特點：生理特點：化能有機營養(yǎng)型，利用有機物作為碳源化能有機營養(yǎng)型，利用有機物作為碳源和能源，兼厭氣性，大多數(shù)生活在溫血動物的皮屑，皮和能源，兼厭氣性，大多數(shù)生活在溫血動物的皮屑，皮腺和黏液，代表種：金黃色葡萄球菌（腺和黏液，代表種：金黃色葡萄球菌（ Staphylococcus aureus ）分枝桿菌屬分枝桿菌屬（Mycobacterium）形態(tài)：形態(tài)：略彎或直桿狀，有時分枝，可出略彎或直桿狀，有時分枝，可出現(xiàn)絲狀或類菌絲狀的生長，但輕微攪動斷

15、現(xiàn)絲狀或類菌絲狀的生長，但輕微攪動斷成桿狀或球狀體，不運動，無芽胞或莢膜成桿狀或球狀體，不運動，無芽胞或莢膜特點：特點：細胞抗酸，有的致病，如結(jié)核分細胞抗酸，有的致病，如結(jié)核分枝桿菌（枝桿菌（M. tuberculosis）3、有芽胞的革蘭氏陽性菌、有芽胞的革蘭氏陽性菌芽胞桿菌屬（芽胞桿菌屬（Bacillus）v 形態(tài)：形態(tài)： 菌體桿狀，大小變化很大，菌體桿狀，大小變化很大，0.32.227微米，芽胞微米，芽胞形態(tài)因菌種而定，多數(shù)為形態(tài)因菌種而定，多數(shù)為G，也有染色不穩(wěn)定，一般周生鞭毛，也有染色不穩(wěn)定，一般周生鞭毛v 特點：嚴格好氣或微好氣，廣泛生活在土壤、水體、植物表面特點：嚴格好氣或微好氣

16、，廣泛生活在土壤、水體、植物表面或其他環(huán)境中，有的為昆蟲的病原菌，代表種有：炭疽芽胞桿或其他環(huán)境中，有的為昆蟲的病原菌，代表種有：炭疽芽胞桿菌（菌（B. anthracis）；枯草桿菌（）；枯草桿菌（B. subtilis）；蘇云金芽胞桿菌）；蘇云金芽胞桿菌（Bacillus thuringiensis）;巨大芽胞桿菌（巨大芽胞桿菌（B. megaterium）；蠟）；蠟狀芽胞桿菌狀芽胞桿菌芽胞桿菌營養(yǎng)體芽胞桿菌營養(yǎng)體芽胞桿菌外觀芽胞桿菌外觀梭菌外觀梭菌外觀梭菌芽胞梭菌芽胞破傷風梭菌破傷風梭菌放線菌（放線菌（Actinomycetes）1、基內(nèi)菌絲、基內(nèi)菌絲又稱營養(yǎng)菌絲，是生長在營養(yǎng)基質(zhì)的內(nèi)部

17、及表面的菌又稱營養(yǎng)菌絲，是生長在營養(yǎng)基質(zhì)的內(nèi)部及表面的菌絲，其功能是吸收水分和營養(yǎng)物質(zhì)，基內(nèi)菌絲一般無絲，其功能是吸收水分和營養(yǎng)物質(zhì)，基內(nèi)菌絲一般無隔膜，多次分枝，無色或產(chǎn)生色素隔膜，多次分枝，無色或產(chǎn)生色素2、氣生菌絲、氣生菌絲又叫生殖菌絲，由基內(nèi)菌絲生長到一定階段，由基質(zhì)又叫生殖菌絲，由基內(nèi)菌絲生長到一定階段，由基質(zhì)表面向空氣中長出的菌絲，直形、彎曲或分枝，比基表面向空氣中長出的菌絲，直形、彎曲或分枝，比基內(nèi)菌絲粗，主要起繁殖作用內(nèi)菌絲粗，主要起繁殖作用形態(tài)特征形態(tài)特征 典型的放線菌的形態(tài)是單細胞的分枝絲狀，由氣生菌絲典型的放線菌的形態(tài)是單細胞的分枝絲狀，由氣生菌絲和基內(nèi)菌絲兩部分組成；比

18、較原始的諾卡氏菌多數(shù)只有基內(nèi)和基內(nèi)菌絲兩部分組成；比較原始的諾卡氏菌多數(shù)只有基內(nèi)菌絲，沒有氣生菌絲，如有，氣絲則稀薄，復蓋在菌落表面，菌絲，沒有氣生菌絲，如有，氣絲則稀薄，復蓋在菌落表面，斷裂后成節(jié)孢子斷裂后成節(jié)孢子 孢子絲由氣生菌絲頂部分化而孢子絲由氣生菌絲頂部分化而成，形態(tài)有直、波曲和螺旋三種，成，形態(tài)有直、波曲和螺旋三種，排列方式有單生、叢生、輪生和互排列方式有單生、叢生、輪生和互生等生等 孢子絲通過橫隔法形成單個或孢子絲通過橫隔法形成單個或成串的分生孢子，分生孢子呈球形、成串的分生孢子，分生孢子呈球形、橢圓、柱形或瓜子形等，孢子表面橢圓、柱形或瓜子形等，孢子表面有不同的紋飾有不同的紋飾

19、3、孢子絲和分生孢子、孢子絲和分生孢子菌落特征：菌落特征： 一類是以鏈霉菌為代表，早期菌落類似細菌，后期表面干燥，一類是以鏈霉菌為代表，早期菌落類似細菌，后期表面干燥，粉粒狀并常有輻射狀皺褶，菌落一般小而致密，不易挑起，并有粉粒狀并常有輻射狀皺褶，菌落一般小而致密，不易挑起，并有各種顏色各種顏色 放線菌的菌落在幼齡與細菌落相似，長大后，質(zhì)地較緊密，表放線菌的菌落在幼齡與細菌落相似，長大后，質(zhì)地較緊密，表面通常呈粉粒狀、干燥。菌落表面和反面呈各種不同的顏色，并多面通常呈粉粒狀、干燥。菌落表面和反面呈各種不同的顏色，并多產(chǎn)生可溶性色素產(chǎn)生可溶性色素不同放線菌菌落特征不同，大致分為兩類：不同放線菌菌

20、落特征不同，大致分為兩類： 另一類以諾卡氏菌為代表，菌落一般只有基質(zhì)菌絲，結(jié)構(gòu)松另一類以諾卡氏菌為代表，菌落一般只有基質(zhì)菌絲，結(jié)構(gòu)松散，粘著力差，易挑起散，粘著力差，易挑起放線菌的繁殖特點：放線菌的繁殖特點：放線菌的代表類群：放線菌的代表類群： 主要通過橫隔分裂形成無性孢子的方式繁殖，也可靠菌絲片斷進行繁殖，有些放線菌靠產(chǎn)生孢囊孢子繁殖，孢囊孢子著生在孢子囊內(nèi)v 形態(tài)：基內(nèi)菌絲有分枝，一般無氣生菌絲體，菌絲頂形態(tài)：基內(nèi)菌絲有分枝，一般無氣生菌絲體，菌絲頂端或中間形成孢囊，孢囊分化產(chǎn)生孢囊孢子，孢囊孢端或中間形成孢囊，孢囊分化產(chǎn)生孢囊孢子，孢囊孢子無鞭毛，不運動子無鞭毛，不運動v 特點：微好氣，

21、與非豆科植物共生形成根瘤固氮特點：微好氣，與非豆科植物共生形成根瘤固氮（4）游動放線菌屬（）游動放線菌屬（Actinoplanes）v 形態(tài)：菌絲體分枝，大多數(shù)不生氣絲，在基內(nèi)菌絲體上形形態(tài)：菌絲體分枝，大多數(shù)不生氣絲，在基內(nèi)菌絲體上形成孢囊，孢囊為圓形、不規(guī)則形，大小不等。孢囊孢子為成孢囊，孢囊為圓形、不規(guī)則形，大小不等。孢囊孢子為球形，橢圓形，極少呈桿狀，以周生鞭毛或端生鞭毛游動球形，橢圓形，極少呈桿狀，以周生鞭毛或端生鞭毛游動v 特點：產(chǎn)生孢囊孢子有鞭毛能游動特點：產(chǎn)生孢囊孢子有鞭毛能游動（5）弗蘭克氏菌屬（）弗蘭克氏菌屬（Frankia）藍細菌（藍細菌（Cyanobacteria）也稱

22、為藍綠藻，原核生物，也稱為藍綠藻，原核生物，G ，具有光合能力，具有光合能力 ，廣泛分布于自然界，廣泛分布于自然界Filamentous Cyanobacterium, Anabaena sp. (SEM x5,000) Nonfilamentous cyanobacteria形態(tài)特點：形態(tài)特點： 有單細胞，單細胞組成的群體和絲狀體；許多藍細菌具有異形胞，有單細胞，單細胞組成的群體和絲狀體；許多藍細菌具有異形胞，有異形胞的藍細菌可以固氮，有些沒有異形胞的藍細菌也可以固氮有異形胞的藍細菌可以固氮，有些沒有異形胞的藍細菌也可以固氮多聚偏磷酸鹽藻青素顆粒羧酶體氣泡類囊體藻膽蛋白體 類囊體是藍細菌內(nèi)特

23、有的由單位膜包圍的細胞內(nèi)結(jié)類囊體是藍細菌內(nèi)特有的由單位膜包圍的細胞內(nèi)結(jié)構(gòu)，葉綠素構(gòu)，葉綠素a和類胡蘿卜素存在于類囊體中，藻膽蛋白存和類胡蘿卜素存在于類囊體中，藻膽蛋白存在于類囊體的外表面，藻膽蛋白體含有三種光合色素即在于類囊體的外表面，藻膽蛋白體含有三種光合色素即藻藍素、異藻藍素和藻紅素，隨三種色素量的比例使藍藻藍素、異藻藍素和藻紅素，隨三種色素量的比例使藍細菌呈現(xiàn)綠、藍、紅等三種不同顏色細菌呈現(xiàn)綠、藍、紅等三種不同顏色細胞構(gòu)造：細胞構(gòu)造：營養(yǎng)特點營養(yǎng)特點: 藍細菌含有三種光合色素：葉綠素藍細菌含有三種光合色素：葉綠素a、類胡蘿卜素，、類胡蘿卜素，進行產(chǎn)氧的光合作用，利用光能同化進行產(chǎn)氧的光合作用，利用光能同化CO2生長，因此在生長，因此在自然界分布廣泛自然界分布廣泛; 有些藍細菌產(chǎn)生毒素；有些藍細菌能有些藍細菌產(chǎn)生毒素；有些藍細菌能與真菌、莖蘚、蕨類形成共生體：如藍細菌和真菌共生與真菌、莖蘚、蕨類形成共生體：如藍細菌和真菌共生形成地衣；固氮魚腥藻和滿江紅共生形成紅萍形成地衣；固氮魚腥