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文檔簡介
1、環(huán)境微生物學(xué)第一章 緒 論 一、微生物的發(fā)現(xiàn)和微生物學(xué)的建立 (一)微生物的發(fā)現(xiàn)我國 8000 年前就開始出現(xiàn)了曲蘗釀酒;4000 年前埃及人已學(xué)會(huì)烘制面包和釀制果酒;2500 年前發(fā)明釀醬、醋,用曲治消化道疾病; 公元六世紀(jì) (北魏時(shí)期 )賈思勰的巨著“齊民要術(shù)”; 公元 2 世紀(jì),張仲景:禁食病死獸類的肉和不清潔食物; 公元前 112 年-212 年間,華佗:“割腐肉以防傳染”; 公元九世紀(jì)痘漿法、痘衣法預(yù)防天花;1346年,克里米亞半島上的法卡城之戰(zhàn) (靼坦人-羅馬人 );16 世紀(jì),古羅巴醫(yī)生 G.Fracastoro :疾病是由肉眼看不見 的生物 (living creatures)
2、引起的;1641 年,明末醫(yī)生吳又可也提出“戾氣”學(xué)說;1664 年,英國人虎克( Robert Hooke )曾用原始的顯微鏡對(duì) 生長在皮革表面及薔薇枯葉上的霉菌進(jìn)行觀察。1676 年,微生物學(xué)的先驅(qū) 荷蘭人列文虎克( Antony van leeuwenhoek )首次 觀察到了細(xì) 菌。(二)微生物學(xué)的奠基1 法國人巴斯德(Louis Pasteur ) (1822 1895)(1) 發(fā)現(xiàn)并證實(shí)發(fā)酵是由微生物引起的;(2) 徹底否定了“自然發(fā)生”學(xué)說; 著名的曲頸瓶試驗(yàn)無可辯駁地證實(shí),空氣內(nèi)確實(shí)含有微生物,是它們引起有機(jī)質(zhì)的腐敗。(3) 免疫學(xué)預(yù)防接種:首次制成狂犬疫苗(4) 其他貢獻(xiàn):巴
3、斯德消毒法:6065C作短時(shí)間加熱處理,殺死有害微生物。2、德國人柯赫( Robert Koch )( 18431910)( 1 )微生物學(xué)基本操作技術(shù)方面的貢獻(xiàn)a) 細(xì)菌純培養(yǎng)方法的建立土豆切面 t 營養(yǎng)明膠 t 營養(yǎng)瓊脂(平皿)b) 設(shè)計(jì)了各種培養(yǎng)基,實(shí)現(xiàn)了在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)對(duì)各種微生物的培養(yǎng)c) 流動(dòng)蒸汽滅菌d) 染色觀察和顯微攝影(2)對(duì)病原細(xì)菌的研究作出了突出的貢獻(xiàn):a) 具體證實(shí)了炭疽桿菌是炭疽病的病原菌;b) 發(fā)現(xiàn)了肺結(jié)核病的病原菌;(1905年獲諾貝爾獎(jiǎng))c) 證明某種微生物是否為某種疾病病原體的基本原則一一著名的柯赫原則 在每一相同病例中都出現(xiàn)這種微生物; 要從寄主分離出這樣的微生物
4、并在培養(yǎng)基中培養(yǎng)出來;用這種微生物的純培養(yǎng)接種健康而敏感的寄主,同樣的疾病會(huì)重復(fù)發(fā)生; 從試驗(yàn)發(fā)病的寄主中能再度分離培養(yǎng)出這種微生物來。二、微生物的特點(diǎn) 細(xì)小的肉眼看不見的低等生物總稱。(一)、分布廣,種類多1種類多地球上的微生物: 估計(jì)有100萬種以上已發(fā)現(xiàn)的微生物:約有10萬種(微生物的微觀性研究手段的限制分離培養(yǎng)的局限)已開發(fā)利用的微生物: 約1000種2、代謝類型豐富疏作用:無3、生態(tài)類型豐富多樣微生物在自然界的分布:無處不在,無孔不入正常環(huán)境:土壤、空氣、水域、生物體內(nèi)外極端環(huán)境:高空、深海底、2000米深的地層、溫泉耐0196C低溫;耐250C300C的高溫;耐鹽(飽和鹽水);耐干
5、燥(產(chǎn)芽孢細(xì)菌、真 菌孢子);耐酸堿、耐缺氧、耐毒物、抗輻射(二)生長旺,繁殖速大腸桿菌一個(gè)細(xì)胞重約 10 - 12克,平均20分鐘繁殖一代48小時(shí)后:2.2 X 10 43個(gè)后代,重量達(dá)到 2.2 X 10 25噸,相當(dāng)于4000個(gè)地球的重量! 一頭500 kg的食用公牛,24小時(shí)生產(chǎn)0.5 kg蛋白質(zhì),而同樣重量的酵母菌,以質(zhì)量較次的 糖液(如糖蜜)和氨水為原料,24小時(shí)可以生產(chǎn)50000 kg優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)。桃時(shí)(升)日塔殖率25大場(chǎng)桿蔚W37HO2531光含如苗144301.0 x HP贖麗母120302521甜4202510.6642264,92(三)個(gè)體小、易變異0.5 km微生物的體
6、積大?。簡挝唬?um(10-6 m)或nm(10-9m)80個(gè)桿菌肩并肩總寬度=1根頭發(fā)絲的寬度1500個(gè)桿菌首尾相連總長度 =1粒芝麻的長度微生物與其它生物種類的體積比較 不同生物類型細(xì)胞大小的比較易變異動(dòng)物、植物和微生物個(gè)體大小尺度范圍千米米穢微加第冰10*IO3爐1O91動(dòng)物.植物一備生掬 H正常生長條件下,自發(fā)突變率為: 第一節(jié)微生物與環(huán)境一、微生物對(duì)人類生存環(huán)境的影響10-6 10-81、環(huán)境中有機(jī)物的主要分解者2、環(huán)境中無機(jī)物的轉(zhuǎn)化者,如磷酸鹽的轉(zhuǎn)化洗滌劑中的磷酸鹽為可溶性的磷酸鈉;土壤中的磷酸鹽則主要是難溶的磷酸鈣 土壤中的難溶磷酸爵營可溶性磷酸薫洗滌劑中的可溶性磷酸鹽卵磷臨核餘
7、ATP慶氧條件下,磷酸鹽還可以被梭狀芽抱桿菌.大腸桿菌等還 原為PH護(hù)(自燃一鬼火)+ 8HH3PO4- PH3t4H7O3、人類的病原體、環(huán)境污染環(huán)境中的病原微生物一一細(xì)菌4、人類寶貴的資源第二節(jié)環(huán)境微生物學(xué)的定義與研究任務(wù) 一、環(huán)境微生物學(xué)的研究內(nèi)容1、自然環(huán)境中微生物的多樣性2、自然環(huán)境中的微生物生態(tài)學(xué)研究3、污染環(huán)境中的微生物生態(tài)學(xué)研究4、廢棄物生物處理中微生物學(xué)原理和方法的研究二、環(huán)境微生物學(xué)主要研究任務(wù)1微生物在自然環(huán)境中存在的基本狀況與活動(dòng)規(guī)律自然界中微生物的組成、種類、數(shù)量微生物的物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)微生物生長繁殖 微生物的遺傳變易 微生物生態(tài)學(xué)特征2、微生物對(duì)化學(xué)污染物的防治及
8、其他有利影響微生物對(duì)污染物降解轉(zhuǎn)化的機(jī)制微生物在環(huán)境污染治理中的應(yīng)用“三廢”的生物處理;污染環(huán)境生物修復(fù)微生物絮凝劑的生產(chǎn)與應(yīng)用微生物絮凝劑是一類由微生物產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物,主要成分有糖蛋白、多糖、蛋白質(zhì)、纖維素和DNA等。它是利用微生物技術(shù),通過細(xì)菌、真菌等微生物發(fā)酵、提取、精制而得到的,具 有生物分解性和安全性的新型、高效、無毒、無二次污染的水處理微生物肥料1)微生物肥料是指一類含有活微生物的特定制品,應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中,作物能夠獲得特定 的肥料效應(yīng),在這種效應(yīng)的產(chǎn)生中,制品中活微生物的生命活動(dòng)起關(guān)鍵作用。2)兩個(gè)基本特征:A含有活的微生物特定制品;B通過其微生物的生命活動(dòng)而產(chǎn)生肥效和(或)促進(jìn)
9、農(nóng)作物生長。環(huán)境微生物制劑的開發(fā)環(huán)保型微生物制劑;廢物資源化中的微生物學(xué)產(chǎn)品可降解塑料主要包括光降解塑料、生物可降解塑料、化學(xué)可降解塑料、光一生物一化學(xué)組合可降解塑料 等。微生物資源化利用圖見 35頁ppt3、微生物對(duì)環(huán)境的有害影響及其防治病原微生物不同環(huán)境中的病原微生物種群結(jié)構(gòu)、活動(dòng)規(guī)律;遷移及傳播;控制措施微生物代謝產(chǎn)物對(duì)生態(tài)環(huán)境、人類健康產(chǎn)生不良影響的代謝產(chǎn)物;產(chǎn)毒微生物種類;機(jī)制及控制富營養(yǎng)化水體中的微生物致病微生物及產(chǎn)毒素微生物的監(jiān)測(cè)環(huán)境污染的指示微生物病原微生物污染指示微生物;理化污染物的微生物學(xué)指標(biāo)微生物分子技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用病原菌的鑒定;病原菌在環(huán)境中的遷移轉(zhuǎn)歸4、環(huán)境監(jiān)測(cè)
10、中的微生物學(xué)技術(shù)與方法生物膜法;活性污泥法第三節(jié)環(huán)境微生物學(xué)的興起與發(fā)展第二章 環(huán)境中的微生物第一節(jié)微生物類群與生物三域一、微生物及其類群細(xì)小的肉眼看不見的生物稱微生物。非細(xì)胸生物微生物.原核生物-部分真核生物(真菌.篆類、原生動(dòng)物)二、生物三域特征1、 特征序歹U或序歹U印記( sig nature seque nee )存在于不同種群水平上的特異特征性寡核苷酸序列,或在某些特定的序列位點(diǎn)上出現(xiàn)的單堿基印記。特征序列有助于迅速確定某種微生物的分類歸屬,或建立新的分類單位。2、系統(tǒng)發(fā)育樹(phylogenetic tree)通過比較生物大分子序列差異的數(shù)值構(gòu)建的系統(tǒng)樹稱為分子系統(tǒng)樹,其特點(diǎn)是用
11、一種樹狀分枝的圖型來概括各種(類)生物之間的親緣關(guān)系。見ppt63、建立16 S r RNA系統(tǒng)發(fā)育樹的意義a)使生物進(jìn)化的研究范圍真正覆蓋所有生物類群;傳統(tǒng)生物進(jìn)化研究主要基于復(fù)雜的形態(tài)學(xué)和化石記載,因此多限于研究后生生物,而后者僅占整個(gè)生物進(jìn)化歷程的1/5b) 提出了一種全新的正確衡量生物間系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系的方法;c)對(duì)探索生命起源及原始生命的發(fā)育進(jìn)程提供了線索和理論依據(jù);d)突破了細(xì)菌分類僅靠形態(tài)學(xué)和生理生化特性的限制,建立了全新的分類理論;e)為微生物生物多樣性和微生物生態(tài)學(xué)研究建立了全新的研究理論和研究方法,特別是不經(jīng)培養(yǎng)直接對(duì)生態(tài)環(huán)境中的微生物進(jìn)行研究。4、三(界)域生物的主要特征生物
12、三(界)域:古細(xì)菌、真細(xì)菌、真核生物主要特征:生物界的發(fā)育并不是一個(gè)由簡單的原核生物發(fā)育到較完全和較復(fù)雜的整核生物的過程,明顯存三個(gè)不同的基因系統(tǒng),它們幾乎同時(shí)從某一起點(diǎn)各自發(fā)育而來。三界理論雖然是根據(jù) 16SrRNA序列的比較提出的,但其他特征的比較研究結(jié)果也在一定程度 上支持了三界生物的劃分。媒核生物蔑核生物遺傳物質(zhì)和復(fù)制的組裝DMA在細(xì)胞質(zhì)中游離D附在膜包圍的核中.只有一個(gè)核仁只有一個(gè)染色體多于 個(gè)染芭體,每個(gè)染色體是驅(qū)拷貝(咫倍體DNA與類組蛋白連系DNA與組蛋白連系含有染邑庫外的逋傳物質(zhì),稱為質(zhì)粒只在酵琢中發(fā)現(xiàn)質(zhì)粒在mRNA中沒有發(fā)現(xiàn)內(nèi)含子所有荃因中都發(fā)現(xiàn)內(nèi)含子細(xì)胞分裂以二等分裂方式
13、.只有無性常殖細(xì)胞分裂為有絲分裂遺傳信息傳遞可通過接合轉(zhuǎn)導(dǎo).轉(zhuǎn)化發(fā)生遺傳信息交換發(fā)生在有性繁殖過程,減數(shù)分裂導(dǎo)致產(chǎn) 生單倍休細(xì)胞(配子),它們能融合細(xì)胞的組裝質(zhì)膜含有hopanoids,脂多糖和磷壁酸隕膜含有固醇能量代謝與細(xì)胞質(zhì)除連糜爭數(shù)情況在錢粒佯中發(fā)生光合作用與細(xì)胞質(zhì)中膜系統(tǒng)和泡囊連系藻類和植物細(xì)胞中存在葉綠體蛋白質(zhì)合成和尋靶作用與內(nèi)腰、粗糙內(nèi)質(zhì)網(wǎng)鹿和高爾 基體相連乖有膜的泡蕪如港酶體和過氧化物酶體有徹管骨架存在由一根蛋白鞭毛絲構(gòu)成鞭毛丄鞭毛有9垃微管排列的魁朵結(jié)構(gòu)核糖祜_ V1班構(gòu)護(hù)帥&(踐怖悴和葉綠體的核糖體是丁。引肽聚糖的細(xì)胞壁(只有真細(xì)菌有,古細(xì)菌= 是不同的多衆(zhòng)體)塞糖的細(xì)胞壁,
14、-股或者見 ppt8第二節(jié)真細(xì)菌一、細(xì)菌(一)細(xì)菌的形態(tài)與大小1. 大小:直徑或?qū)挾?0.5-2.0um真核細(xì)胞:2-200um.芒2. 形狀:球狀、桿狀和螺旋狀。(1)球菌類?球菌細(xì)胞呈球形或橢圓形。?球菌連接方式:細(xì)菌連接方式與細(xì)胞分裂面有關(guān)單球菌、雙球菌、鏈球菌、四聯(lián)球菌、八疊球菌、葡萄球菌(2)桿菌?細(xì)胞呈桿狀或圓柱狀,菌體直或稍彎,粗短或細(xì)長。末端鈍圓、尖、膨大或平裁狀。?直徑在0.51卩mx 15卩m (寬徑X長)短桿菌、長桿菌、梭狀芽孢桿菌(3)螺旋菌:細(xì)胞呈弧形或螺旋形螺旋不滿一圈稱為弧菌(vibrio),滿26環(huán)稱為螺旋菌(spirllum),旋轉(zhuǎn)周數(shù)在6環(huán)以上的 稱為螺旋體
15、(spirochaeta)。(二)細(xì)菌細(xì)胞結(jié)構(gòu)與功能1、細(xì)胞壁:包在細(xì)菌細(xì)胞表面、內(nèi)側(cè)緊貼細(xì)胞質(zhì)膜的、較為堅(jiān)韌、略具彈性的結(jié)構(gòu)。 a 壁厚度:20-80nm(G+菌);10nm(G-菌)b細(xì)胞壁的功能:保護(hù)作用、鞭毛運(yùn)動(dòng)的支點(diǎn)、細(xì)胞壁的化學(xué)成分與細(xì)菌的抗原性、致病性 及對(duì)噬菌體的敏感性有關(guān)(1)革蘭氏陽性菌的細(xì)胞壁細(xì)菌細(xì)胞壁化學(xué)組成:肽聚糖(兩種氨基糖+氨基酸組成的堅(jiān)韌的多聚體結(jié)構(gòu))陽性革蘭氏陰性菌的細(xì)胞壁特征G*細(xì)菌G-細(xì)菌肽聚糖層厚層強(qiáng)類脂極少脂多精外膜缺有壁質(zhì)間隙很薄較厚細(xì)胞狀態(tài)僵破僵硬或柔韌酉輜化的效果原生質(zhì)體原生質(zhì)球?qū)θ玖虾涂股氐拿舾行院苊舾兄卸让舾懈锾m氏染色反應(yīng)(1884,丹麥,
16、GRAM步驟:涂片固定;結(jié)晶紫初染1min ;碘液媒染1min ; 95%乙醇脫色0.5min ;番紅復(fù)染2min。結(jié)果:陽性菌紫色;陰性菌紅色。=止魔 1 1 11 1 ,5r s5r51 方法結(jié)果陽性(G+)陰性(GT初結(jié)晶紫了血紫魚紫色壽媒染制碘液仍為紫色仍為紫色?脫:!色9聯(lián)乙醇1U2肱像持紫色脫去紫色H.;蕃紅(或夏紅)甸一60s仍顯紫色虹色L.1 -1 -1. . .s.1 -1. .1. (3)細(xì)胞壁缺陷型細(xì)菌原生質(zhì)體:革蘭氏陽性細(xì)菌以溶菌酶或青霉素處理后失去正常細(xì)胞壁的細(xì)胞原生質(zhì)球:利用上述方法部分去掉細(xì)胞壁后的細(xì)胞細(xì)菌L型:由于基因突變所導(dǎo)致的細(xì)胞壁缺陷細(xì)菌細(xì)胞2、細(xì)胞質(zhì)膜及
17、內(nèi)膜系統(tǒng)(1)細(xì)胞質(zhì)膜:質(zhì)膜、細(xì)胞膜a. 質(zhì)膜的組成及結(jié)構(gòu)組成:是由磷脂分子和蛋白質(zhì)組成。b. 質(zhì)膜的功能滲透屏障的功能;參與細(xì)胞壁的生物合成(載體脂類);參與能量的產(chǎn)生(電子傳導(dǎo)系統(tǒng))內(nèi)膜系統(tǒng)A 中間體:(mesosome)存在于細(xì)胞質(zhì)中一個(gè)或數(shù)個(gè)較大的、不規(guī)則的由細(xì)胞質(zhì)膜內(nèi)陷而成的、管狀的、囊狀的物質(zhì)。類似真核細(xì)胞線粒體的功能B類囊體(thylakoid):藍(lán)細(xì)菌細(xì)胞中單位膜組成的光合色素和有關(guān)酶組成的光合作用場(chǎng)所C 載色體(chromatophore):非放氧光合細(xì)菌細(xì)胞色素、酶和電子傳遞體組成的光合作用場(chǎng)所3細(xì)胞質(zhì):包含在細(xì)菌細(xì)胞質(zhì)膜以內(nèi)的所有部分稱細(xì)胞質(zhì)(1 )核蛋白體(或核糖體):
18、直徑10nm,沉降系數(shù)為70s的顆粒,由核糖核酸(RNA)和蛋白質(zhì)組成。 功能:蛋白質(zhì)合成場(chǎng)所(2)細(xì)胞質(zhì)內(nèi)含物A氣泡(水生細(xì)菌)B異染顆粒:藍(lán)色侵染呈紫紅色。化學(xué)本質(zhì)偏磷酸鹽的聚合物。功能磷源和能源性貯藏物(與生物脫磷有關(guān)) C 聚-羥基丁酸(簡稱 PHB)顆粒功能一一能量的貯存物;調(diào)節(jié)pHD糖原和淀粉粒E硫粒:某些化能自養(yǎng)型硫細(xì)菌,貯存的能源物質(zhì)通常,一種細(xì)菌只含有一種或兩種內(nèi)含顆粒。 細(xì)菌細(xì)胞質(zhì)中的內(nèi)含物內(nèi)含物存在于組成功能非單位膜被包哀的聚0經(jīng)基丁酸許多細(xì)菌主要是PHB貯備碳和能源硫滴氧化細(xì)廚和共硫光合 細(xì)菌液狀硫能源氣泡許拿水生細(xì)菌羅紋蛋白膜淳力發(fā)基化體自養(yǎng)細(xì)菌CQ固定爾固定C%的部
19、位綠色體類脂、蛋白、廚録素捅光中心碳?xì)鋬?nèi)含物許多刑用戰(zhàn)氫化合物的包裹在蛋白質(zhì)殼中兩含 物能源磁石休許多水生細(xì)菌磁鐵顆粒趟磁性無膜包裏的多聚葡糖苜許多細(xì)菌高分子葡萄糖聚合物碳源和能源多聚磷酸鹽許多細(xì)藺咼分子磷酸鹽聚古枚磷酸鹽歸堿物精氨酸和天冬氨酸的多許第藍(lán)細(xì)菌捕光色素和蛋白質(zhì)_4. 擬核:原核、類核或染色質(zhì)區(qū)。處于細(xì)胞質(zhì)中部的絮狀的區(qū)域。含一個(gè)染色體及質(zhì)粒 附加體:附著在染色體的質(zhì)粒。功能:細(xì)菌遺傳信息的物質(zhì)基礎(chǔ)。5、莢膜(capsule)在一定營養(yǎng)條件下,部分細(xì)菌能夠向細(xì)胞外分泌一些膠粘性的物質(zhì),并附著在細(xì)胞的表面, 這類物質(zhì)稱之為莢膜。產(chǎn)夾膜細(xì)菌形成S型菌落;不產(chǎn)夾膜細(xì)菌形成R型菌落a.莢膜
20、的組分多糖和多肽負(fù)染后墨汁背景襯托法觀察b.莢膜的主要功能:I. 使細(xì)胞免受干燥的危害。n.病原菌的莢膜與致病能力有關(guān)iii .莢膜多糖一一信號(hào)物質(zhì)C.活性污泥中的菌膠團(tuán)不同細(xì)胞的莢膜連在一起,形成一個(gè)內(nèi)含多個(gè)菌體的膠團(tuán),稱菌膠團(tuán)6. 鞭毛往往長度超過菌體若干倍,但直徑很細(xì)。化學(xué)成分主要是蛋白質(zhì)功能:細(xì)菌藉鞭毛趨避運(yùn)動(dòng);鞭毛的著生方式和數(shù)目是細(xì)菌分類鑒定的重要指標(biāo)。7. 菌毛:主要與吸附營養(yǎng)物、有性生殖有關(guān)纖細(xì)、中空、短直、數(shù)量較多(250根300根)相當(dāng)于各類禽獸的體表的毛發(fā),如兔毛、 狗毛、鴨毛等等,故稱為菌毛。或稱性絲,每一個(gè)有性細(xì)菌有1根4根,參與細(xì)菌有性生殖時(shí)細(xì)菌間傳遞遺傳物質(zhì)。8.
21、 芽胞某些細(xì)菌當(dāng)環(huán)境惡劣時(shí),細(xì)胞質(zhì)濃縮凝集,逐步形成一個(gè)圓形、橢圓形或圓柱形的休眠體, 稱為芽孢。a多層結(jié)構(gòu)功能由內(nèi)至外,依次為 芽胞外壁由蛋白質(zhì)、脂類和糖組成 一層或幾層芽胞衣主要成分是角蛋白,非常致密,通透性差,能夠阻止各類化學(xué)物質(zhì)包括殺菌劑的進(jìn)入; 皮層 很厚,主要成分為芽胞特有的肽聚糖,其中含有一種特殊的物質(zhì)一一吡啶二羧酸 以及大量的 Ca2+,二者形成了一種極為耐熱的凝膠狀物質(zhì),使得芽孢菌異??篃幔诜兴?中芽孢也可存活數(shù)小時(shí)。 芽胞質(zhì)中含水量極低,細(xì)胞內(nèi)代謝極為緩慢,處于休眠狀態(tài)。b結(jié)構(gòu)致密,染料不能滲入,不著色對(duì)高溫、干燥、輻射、酸、堿和有機(jī)溶劑等殺菌因子具有極強(qiáng)抵抗能力芽孢“復(fù)
22、蘇”合適的環(huán)境中,恢復(fù)普通的細(xì)胞結(jié)構(gòu),失去各類抵抗功能。 芽孢工孢子或種子(孢子:繁殖體(種子)1 t多)能否形成芽孢,芽孢的形狀、大小及其在細(xì)胞內(nèi)的位置(如圖),是細(xì)菌種的特征,在分類鑒定上有一定意義。芽胞的形成對(duì)于產(chǎn)芽孢菌度過困境有著極為重要的意義,芽胞可在普通條件下保存幾年甚至幾十年都依然可以復(fù)活。在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行滅菌處理時(shí),由于芽胞最難殺死,滅菌手段主要考慮的是殺滅芽胞;芽胞菌普遍存在于處理各類有毒廢水中,并對(duì)水質(zhì)凈化起著十分重要的作用。(三)細(xì)菌的繁殖及其種群特征1. 細(xì)菌繁殖細(xì)菌的繁殖方式很多,主要是以無性的二分裂繁殖(2)菌落A定義:固體培養(yǎng)基上的各種菌類的“村落”。B固體培養(yǎng)基一一
23、固體狀態(tài)的培養(yǎng)細(xì)菌的基質(zhì)有的是天然物質(zhì),如土豆、饅頭及其他各種固體食物, 微生物學(xué)研究中多使用人工制作的固 體瓊脂培養(yǎng)基。向“營養(yǎng)湯”中加入瓊脂(約2%)加熱到100C,然后再冷卻就制成了人工固體培養(yǎng)基。常用的固體培養(yǎng)基容器稱為培養(yǎng)皿養(yǎng)皿通常稱平板。細(xì)菌在培養(yǎng)基上生長,會(huì)形成各種顏色和外觀的菌落。純化的菌落是菌種鑒定、通過誘變技術(shù)或基因工程改良的前提。C菌落形態(tài):菌落的特征主要由各種微生物特殊的遺傳特性決定,同時(shí)也與培養(yǎng)基成分及培養(yǎng)條件有關(guān)當(dāng)固定培養(yǎng)基成分及培養(yǎng)條件相同時(shí),不同種類微生物形成的菌落特征是固定的,可作為微生物鑒定的重要依據(jù)。D菌落描述:a.隆起特征描述;b.邊緣特征描述;c.表面
24、特征描述沒有鞭毛不運(yùn)動(dòng)的細(xì)菌,特別是球菌,常形成較小、較厚、邊緣較整齊的菌落;有鞭毛的細(xì)菌則較大而扁平,邊緣波狀、鋸齒狀等;有莢膜的細(xì)菌菌落較大并且表面光滑,而沒有莢膜的則表面較粗糙;具有芽孢的細(xì)菌菌落表面常有褶皺并且不透明。ppt41細(xì)菌菌落具有一些共同的特征:小、濕潤、粘稠、與基質(zhì)結(jié)合松散,易被剝離,質(zhì)地均勻,各部位顏色一致。但不同的細(xì)菌 菌落也具有自己特有的特征。(四)環(huán)境中常見的細(xì)菌 按形態(tài)及與氧的關(guān)系分1 1青氧.1、革蘭氏陰性菌YL.裁性1鰹萌i厭拿饑革蘭氏陽性菌3URV桿萌(有芽抱、無芽葩)1 3、放線菌二、放線菌基本概念A(yù)ctinomycetes,放線菌是具有菌絲、以孢子進(jìn)行繁
25、殖、高G+Cmol%( 63-78%)、革蘭氏染色陽性的一類細(xì)菌。絕大部分菌具有生長發(fā)育良好的菌絲體,以孢子進(jìn)行繁殖,菌落特征類似于霉菌。曾認(rèn)為放線菌是”介于細(xì)菌與真菌之間的微生物 ”。根據(jù)16SrRNA序列分析,原核生物界,屬于真細(xì)菌。(一)放線菌的形態(tài)構(gòu)造單細(xì)胞,大多由分枝發(fā)達(dá)的菌絲(mycelium)組成;菌絲直徑與桿菌類似,約1mm細(xì)胞壁組成與細(xì)菌類似,絕大多數(shù)革蘭氏染色陽性; 細(xì)胞的結(jié)構(gòu)與細(xì)菌基本相同菌絲按形態(tài)和功能分類1. 營養(yǎng)菌絲(基內(nèi)菌絲,基絲,初級(jí)菌絲體,substrate mycelium)匍匐生長于培養(yǎng)基內(nèi),吸收營養(yǎng),一般無隔膜,不斷裂,直徑0.2-0.8 mm長度差別很
26、大,有的可產(chǎn)生色素。2. 氣生菌絲(二級(jí)菌絲體,aerial mycelium )-10 -營養(yǎng)菌絲發(fā)育到一定階段,伸向空間形成氣生菌絲,疊生于營養(yǎng)菌絲上,可覆蓋整個(gè)菌落表面。在光學(xué)顯微鏡下觀察,顏色較深,直徑較粗(1-1.4 mm),有的產(chǎn)色素。3. 孢子絲氣生菌絲發(fā)育到一定階段,其上可分化出形成孢子的菌絲,即孢子絲,又稱產(chǎn)孢絲或繁殖菌絲。其形狀和排列方式因種而異,常被作為對(duì)放線菌進(jìn)行分類的依據(jù)。見ppt5(二)放線菌的繁殖與菌落特征1. 無性孢子分生孢子(conidia )分裂方式:凝集分裂x ;橫隔分裂孢子形狀:圓形、橢圓形、桿狀或柱形 ,不穩(wěn)定孢囊孢子孢子表面形狀:光滑、瘤狀、鱗片狀、
27、刺狀、毛發(fā)狀,穩(wěn)定,是定種的特征之一。8分生孢子2. 放線菌菌落特征呈輻射狀,一般圓形,干燥、有皺折、表面粉末狀,易被針挑起。(三)放線菌主要類群1. 鏈霉菌屬(Streptomyces)基絲無橫隔或有橫隔,但不斷裂,孢子絲長鏈狀。2. 小單孢菌屬 (Micro mono spora )0.3 0.6 m, 一般基內(nèi)菌絲發(fā)育良好,多分枝,無橫隔,不斷裂,菌絲體較細(xì),直徑為 不形成氣生菌絲體, 孢子單生,無柄,直接從基內(nèi)菌絲上產(chǎn)生,或在基內(nèi)菌絲上長出短孢子 梗,頂端著生一個(gè)孢子。菌落小,2-3mm有不同顏色,分布于土壤或堆肥。3. 分布特點(diǎn)及與人類的關(guān)系放線菌常以孢子或菌絲狀態(tài)極其廣泛地存在于自
28、然界,土壤中最多,其代謝產(chǎn)物使土壤具有特殊的泥腥味。能產(chǎn)生大量的、種類繁多的抗生素.約50%分離的鏈霉菌產(chǎn)生抗生素,一種鏈霉菌可以產(chǎn)生一種以上的抗生素,同一種抗生素又可以被不同的菌種產(chǎn)生。鏈霉菌產(chǎn)生了500種以上的抗生素,有 60種以上應(yīng)用于藥物、農(nóng)業(yè)和工業(yè)。有的放線菌可用于生產(chǎn)維生 素、酶制制;此外,在甾體轉(zhuǎn)化、石油脫蠟、烴類發(fā)酵、污水處理等方面也有應(yīng)用 少數(shù)寄生型放線菌可引起人、動(dòng)物(如皮膚、腦、肺和腳部感染)、植物(如馬鈴薯和甜菜的瘡痂?。┑募膊?。三、光合型細(xì)菌藻)單細(xì)胞或多細(xì)胞連接的絲狀。0.5 60 i m,大多 3-10 i(一)藍(lán)細(xì)菌(藍(lán) 形狀:球狀、桿狀, 大?。褐睆椒秶?.
29、 藍(lán)細(xì)菌細(xì)胞組成特點(diǎn)r *密卜素-11 -氣泡:存在于細(xì)胞質(zhì)中。功能:利于菌體漂浮水面進(jìn)行光合作用3. 藍(lán)細(xì)菌的主要生理特點(diǎn)(1)進(jìn)行放氧光合作用(有氧條件下)(2)部分具有固N(yùn)能力(熱帶地區(qū)、水稻田)4、藍(lán)藻主要類群藍(lán)藻門約有150屬,1500種,根據(jù)形態(tài)不同分為三個(gè)綱:a色球藻綱:包括所有單細(xì)胞體和單細(xì)胞群體種類。b藻殖段綱:包括所有不分枝或假分枝絲狀體種類及絲狀群體種類。c真枝藻綱:包括所有具真分枝的絲狀體種類。分布于地球上不同生境:從兩極到赤道,從高山到海洋,到處都有它們的蹤跡。 藍(lán)藻門的代表魚腥藻、平裂藻屬、真枝藻屬、顫藻屬、微囊藻屬、色球藻屬四、鞘細(xì)菌(教材 P36)五、 滑動(dòng)細(xì)菌
30、(教材P37)六、 其他細(xì)菌型微生物(教材P37)第三節(jié)古細(xì)菌一、古細(xì)菌的特點(diǎn)16S rRNA序列與真細(xì)菌不相似形態(tài)與大小:球形、桿狀、螺旋形、耳垂形、不規(guī)則形狀。直徑0.1至15 g以上,有些絲狀體能夠生長至200 (jm結(jié)構(gòu):細(xì)胞壁不含胞壁酸,細(xì)胞膜含醚鍵酯及B因子呼吸:絕對(duì)厭氧性營養(yǎng):化學(xué)無機(jī)自養(yǎng)型,有機(jī)營養(yǎng)型生境:極端環(huán)境,高鹽、高溫、強(qiáng)酸、缺氧環(huán)境中繁殖:緩慢負(fù)細(xì)菌舌細(xì)圉!細(xì)胞壁有胞壁醵無胞壁醵脂類酯健連接醉鍵連接i真細(xì)菌和古細(xì)菌間的某些差異ii甲烷生成過程沒有可能有|! RN蟲多聚醯幾個(gè)!起始甲酰甲硫氨酸甲硫氨酸!錯(cuò)霉素和棗霍素敏感錯(cuò)霍素和蕙霍素抗性移楓評(píng)白喉毒素抗性白喉毒素敏感|
31、二、產(chǎn)甲烷古細(xì)菌群絕對(duì)厭氧,將CO2、H2、甲酸、甲醇、乙酸和其他化合物轉(zhuǎn)變成甲烷或甲烷和CO2而獲得能量古生菌最大的類群5個(gè)目和27個(gè)屬:甲烷桿菌目、甲烷球菌目、甲烷微菌目、甲烷八疊球菌目和甲烷嗜高熱 菌目形態(tài)、16S rRNA序列、細(xì)胞壁化學(xué)組成和結(jié)構(gòu),膜脂及其他特性上有很大的差別 產(chǎn)甲烷古生菌是最早的生物體之一,在類似于地球早期環(huán)境的條件下生存較好,三、還原硫酸鹽古細(xì)菌群泉古生菌為極端嗜熱性,許多屬于嗜酸性和需硫-12 -化能自養(yǎng)、化能異養(yǎng)或混合營養(yǎng)型。硫可以作為厭氧呼吸作用的電子接受者或是在無機(jī)營養(yǎng)生長的電子來源,生長在含硫元素之地?zé)崴蛲寥乐校@些環(huán)境廣泛分布于地球。呼吸過程中電子傳
32、遞生物化學(xué)四、極端嗜鹽古細(xì)菌群-極端嗜鹽菌(extreme halophiles) 或嗜鹽菌(halobacteria)- 一個(gè)科,15個(gè)屬,鹽桿菌科(Halobacteriacea)?好氧化學(xué)能異養(yǎng)型,行呼吸代謝,生長需要復(fù)雜的營養(yǎng),一般為蛋白質(zhì)和氨基酸?不能運(yùn)動(dòng)或以鞭毛運(yùn)動(dòng)?它們絕對(duì)依賴高濃度NaCI至少需要1.5 MNaCl ;通常最適濃度約 34 MNaCl (17-23%);可生長在超飽和鹽中(約36%)? 當(dāng)NaCl濃度降至約1.5 M其細(xì)胞壁就不完整五、 無細(xì)胞壁古細(xì)菌群 (P41)六、極端嗜熱的代謝元素硫古細(xì)菌群- 極端嗜熱 SO-代謝菌 Extremely Thermophi
33、lic SO-Metabolizers熱球菌纟岡、熱球菌目:Thermococcus、Paleococcus 禾口 Pyrococcus絕對(duì)厭氧性,可以還原硫成硫化物以鞭毛運(yùn)動(dòng)最適生長溫度約 88100 C- 硫酸鹽還原古生菌 Sulfate-Reduci ng Archaea屬于古生球菌綱和古生球菌目- 革蘭氏陰性,不規(guī)則類球形,細(xì)胞壁含糖蛋白次單元能從各種電子供體(如H2、乳酸、葡萄糖)提供電子,還原硫酸鹽、亞硫酸鹽或硫代硫酸鹽成硫化 物。元素硫不能做為電子接受者- 極端嗜熱性(最適溫度約83 C)- 可以還原硫酸鹽,且有甲烷喋呤(MPT, methanopterin)、輔酶F420主要古
34、生物賓群的特征糞群一般特征廣甲垸古生 菌絕帀烷足工更代謝最驚產(chǎn)檢引 可以還頁戚HS不產(chǎn)主能童o 細(xì)胞荷輔酗團(tuán)子423430甲烷杠菌厘、甲烷 球菌屬、甲烷微菌 馭甲炕八.疊球菌 屬晞?dòng)蠆溥€原古 生菌不規(guī)則革蘭庶陰性類球狀紬 胞,從硫代礎(chǔ)謝口硫0軸主 刖FLS -痢用硫代磅螞總秋和Hr 自養(yǎng)性牛懺。有總異養(yǎng)牛悵也 形成少量甲炕.根端帽為和絶 對(duì)厭車有厲于420和甲烷嗥 唸*殺有輔耶制和丙子43Q古生球菌屬-13 -主要古生物類群的特征類群般特征代表屬極端嗜鹽 古生菌類球狀或不規(guī)則桿狀、革蘭氏陰 性歳童三衣陽杞主要好氣肴 機(jī)化學(xué)營養(yǎng)型,生長需要高沫度 NaGJ(1-5M)6菌蔣呈淡紅色, 嗜由性或嗜
35、堿札嗜溫或徹嗜 熱有些種有細(xì)菌視紫質(zhì)并刊用 光合成ATP鹽桿菌屬、鹽球 菌屬無細(xì)胞壁 古生IS無細(xì)胞壁的多型細(xì)胞嗜熱嗜酸 及化學(xué)有機(jī)能營養(yǎng)型,兼性厭 氧,質(zhì)膜含有豐富甘露糖的糖蛋 白和脂多糖熱漿菌屬類群一般特征代表屬極端嗜 熱審代 謝菌革蘭氏陰性桿狀,絲狀或球 狀。絕對(duì)嗜熱(最適生長溫度 70-110 C之間)通常絕對(duì)厭 氧僵可以是好氧或兼性,嗜 酸或嗜中性,自養(yǎng)型或異養(yǎng) 型。在厭氧條件下還原成 H2S ,在好氧下H?S或卻 氧化成H2SO4脫硫球菌屬 熱網(wǎng)菌屬 火球菌屬 熱球茵屬熱變形菌屬第四節(jié)真菌一、真菌的營養(yǎng)體(一)真菌細(xì)胞構(gòu)造從形態(tài)上觀察,各種真菌有較大的差異,但它們的細(xì)胞構(gòu)造基本上是
36、相同的。真菌細(xì) 胞的基本構(gòu)造有細(xì)胞壁、細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)、細(xì)胞核、細(xì)胞器和內(nèi)含物等。1. 細(xì)胞壁(1 )真菌細(xì)胞壁的主要成分是多糖,另有少量的蛋白質(zhì)和脂類。低等真菌的細(xì)胞壁成分以纖 維素為主,酵母菌以葡聚糖為主,而高等陸生真菌則以幾丁質(zhì)為主。(2)藻類的細(xì)胞壁以纖維素為主2. 原生質(zhì)膜真核細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)膜也是液態(tài)鑲嵌模型,注意與原核微生物 的幾個(gè)最主要的差別:甾醇、糖脂、電子傳遞鏈和胞吞作用 的有無3. 膜邊體(lomasome)有些真菌菌絲細(xì)胞中的一種特殊膜結(jié)構(gòu),位于細(xì)胞壁和細(xì)胞膜之間。形態(tài)和位置:與細(xì)菌的中間體相似。管狀、囊狀、卵園形或多層折疊膜,內(nèi)含泡狀物或顆粒 狀物。部分與細(xì)胞膜相連。功能:
37、細(xì)胞分泌有關(guān)、有水解酶,或與細(xì)胞壁形成有關(guān)。4. 細(xì)胞核-14 - 細(xì)胞核是細(xì)胞遺傳信息的貯存、復(fù)制和轉(zhuǎn)錄的主要部位。一切真核細(xì)胞都有外形固定(呈球形或橢圓體狀)、有核膜包裹的細(xì)胞核。每個(gè)細(xì)胞一般只含有一個(gè)細(xì)胞核,有的有兩個(gè)或多個(gè)。在真菌的菌絲頂端細(xì)胞中,常常找不到細(xì)胞核。真核生物的細(xì)胞核由核被膜、染色質(zhì)、核仁和核基質(zhì)等構(gòu)成。細(xì)胞器5、線粒體線粒體一般呈線狀、桿狀或顆粒狀。內(nèi)膜向線粒體基質(zhì)褶入形成嵴,嵴能顯著擴(kuò)大內(nèi)膜表面積。線粒體由內(nèi)外兩層膜封閉,包括外膜、內(nèi)膜、膜間隙和基質(zhì)四個(gè)功能區(qū)。線粒體是細(xì)胞進(jìn)行呼吸作用的重要場(chǎng)所,含有細(xì)胞呼吸作用所需要的各種酶,常被陳為細(xì)胞 的動(dòng)力車間。6、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和核
38、糖體內(nèi)質(zhì)網(wǎng)指細(xì)胞質(zhì)中一個(gè)與細(xì)胞基質(zhì)相隔離、但彼此相通的囊腔和細(xì)管系統(tǒng),由脂質(zhì)雙分子層圍成。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)外與細(xì)胞膜相連,內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)與細(xì)胞核的核膜相通,大大增加了細(xì)胞的膜面積。 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)可根據(jù)膜上有無附著核糖體顆粒,分為:糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)可起到物質(zhì)傳遞的作用,還有合成脂類和脂蛋白的作用。真核生物與原核生物的比較真核生物與原核生物的比較比較項(xiàng)目原核生物真核生物細(xì)胞大小較?。ㄍǔV睆叫∮?um)較大(通常直徑大于2um)細(xì)胞壁主要成分多數(shù)為肽聚糖纖維素、幾丁質(zhì)等細(xì)胞器無有鞭毛結(jié)構(gòu)如有,則細(xì)而簡單如有,則粗而復(fù)雜鞭毛運(yùn)動(dòng)方式旋轉(zhuǎn)馬達(dá)式揮鞭式繁殖方式無性繁殖有性、無性等多種核膜無有細(xì)組蛋白無有胞DNA
39、含量高(約10 %)低(約5 %)核核仁無有有絲分裂無有線粒體無有細(xì)葉綠體無光合自養(yǎng)生物中有胞咼爾基體無有質(zhì)核糖體70S80S(指細(xì)胞質(zhì)核糖體)貯藏物PHB等間體部分有無(二)菌絲和菌絲體1. 正常菌絲體多數(shù)菌體均由分枝或不分枝的菌絲構(gòu)成。許多菌絲交織在一起,稱為菌絲體。菌絲在光學(xué) 顯微鏡下呈管狀,直徑約 310微米,與酵母細(xì)胞直徑類似,但比細(xì)菌或放線菌的細(xì)胞約 粗10倍。在固體培養(yǎng)基上,部分菌絲伸入培養(yǎng)基內(nèi)吸收養(yǎng)料,稱為營養(yǎng)菌絲;另一部分則向空中生長,稱為氣生菌絲。有的氣生菌絲發(fā)育到一定階段,分化成繁殖菌絲。A無隔多核菌絲整個(gè)菌絲為長管狀單細(xì)胞,細(xì)胞質(zhì)內(nèi)含有多個(gè)核。其生長過程只表現(xiàn)為菌絲的延
40、長和細(xì)胞核-15 -的裂殖增多以及細(xì)胞質(zhì)的增加。B 有隔單核菌絲C 有隔多核菌絲菌絲由橫隔膜分隔成成串多細(xì)胞, 每個(gè)細(xì)胞內(nèi)含有一個(gè)或多個(gè)細(xì)胞核。 有些菌絲, 從外觀看 雖然像多細(xì)胞, 但橫隔膜上有小孔, 使細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核可以自由流通, 而且每個(gè)細(xì)胞的功能也都相 同。2. 菌絲變態(tài)假根和匍匐枝: 根霉屬霉菌的匍匐菌絲與營養(yǎng)基質(zhì)接觸處分化出的根狀結(jié)構(gòu), 具有固著和吸 收養(yǎng)料等功能。具有延生功能的菌絲為匍匐枝。3. 菌絲的特殊結(jié)構(gòu)菌網(wǎng)和菌環(huán): 某些捕食性霉菌的菌絲變態(tài)成環(huán)狀或網(wǎng)狀, 用于捕捉其它小生物如線蟲、 草履 蟲等,然后進(jìn)一步從這類環(huán)或網(wǎng)上生出菌絲侵入線蟲等體內(nèi),吸收養(yǎng)料。二、真菌的繁殖與繁殖
41、體(一)真菌的無性繁殖1. 無性繁殖的類型:菌絲體斷裂、細(xì)胞裂殖、出芽、無性孢子2. 無性孢子的類型 無性繁殖孢子:游動(dòng)孢子、孢囊孢子、分生孢子、節(jié) 孢 子、厚垣孢子a)孢子囊孢子(如根霉、毛霉等) :在孢子囊內(nèi)形成的孢子叫孢子囊孢子。 孢子囊是由菌絲頂端細(xì)胞膨大而成, 膨大部分的下方形成隔膜與菌絲隔開, 膨大細(xì)胞的原生 質(zhì)分化成許多小塊,每小塊可發(fā)育成一個(gè)孢子。孢囊孢子按其運(yùn)動(dòng)性可分為兩類: 游動(dòng)的孢囊孢子,又稱游動(dòng)孢子,如鞭毛菌亞門中的綿霉屬; 無鞭毛的、不能游動(dòng)的孢囊孢子,又稱不動(dòng)孢子或靜孢子,如接合菌亞門中的根霉屬。b)分生孢子(如曲霉、青霉) 是在生殖菌絲頂端或菌絲已分化的分生孢子梗
42、上形成的孢子, 分生孢子有單生、 成鏈或成簇 等排列方式。分生孢子是最常見的無性孢子, 大多數(shù)真菌均以此方式進(jìn)行繁殖。 這是一種外生孢子, 其作 用可能有利用借助空氣傳播。c)厚垣孢子(如總狀毛霉) 某些霉菌種類在菌絲中間或頂端發(fā)生局部的細(xì)胞質(zhì)濃縮和細(xì)胞壁加厚, 最后形成一些厚壁的 休眠孢子,稱為厚垣孢子。如毛霉屬中的總狀毛霉。d)節(jié)孢子 由菌絲斷裂形成。菌絲生長到一定 階段,出現(xiàn)許多橫隔膜,然后從橫隔膜處斷裂,產(chǎn)生很 多單個(gè)孢子。(二) 真菌的有性繁殖1、有性繁殖是不同性別細(xì)胞結(jié)合后,經(jīng)質(zhì)配、核配、減數(shù)分裂形成孢子的過程,而產(chǎn)生的 孢子稱為有性孢子。2、在霉菌中,有性繁殖不及無性繁殖普遍,僅
43、發(fā)生于特定條件下,一般培養(yǎng)基上不常出現(xiàn)。3、霉菌的有性孢子主要有:卵孢子、接合孢子、子囊孢子。a)卵孢子 由兩個(gè)大小不同的配子囊結(jié)合后發(fā)育而成,小 型配子囊叫雄器,大型配子囊叫藏卵器。它們均由菌絲分化而來,當(dāng)雄器與藏卵器配合時(shí),雄器中的內(nèi)含物通過授精管進(jìn)入藏卵器 與卵球結(jié)合,隨后卵球生出外壁即成為卵孢子。- 16 -b)接合孢子(如根霉、毛霉)由菌絲分化成兩個(gè)形狀相同、但性別不同的配子囊結(jié)合而形成的有性孢子叫接合孢子。c)子囊孢子(脈孢菌、紅曲霉):在子囊內(nèi)形成的有性孢子即為子囊孢子。子囊是一種囊狀結(jié)構(gòu), 絕大多數(shù)子囊菌的子囊呈長形、棒形或圓筒形,每個(gè)子囊內(nèi)通常含1-8個(gè)子囊孢子,顏色也是多種
44、多樣的。子囊多半集體產(chǎn)生。在多個(gè)子囊的外部,由菌絲體組成共同的保護(hù)組織, 整個(gè)結(jié)構(gòu)成為一個(gè) 子實(shí)體,子囊包在其中。 這種有性子實(shí)體稱為子囊果。子囊果成熟后, 子囊孢子從子囊中釋 出來,在適宜條件下萌發(fā)成新的菌體。d)擔(dān)孢子真菌的菌絲經(jīng)過特殊分化和有性結(jié)合形成擔(dān)子,在擔(dān)子上形成有性孢子三、真菌的菌落特征1、固體:菌落大、絨毛狀、棉絮狀、珠網(wǎng)狀等。疏松,有多種顏色,有時(shí)一個(gè)菌落有好幾種顏色,同心圓,有的有顆粒狀(子實(shí)體,菌核) 。2、液體:在表面生長,需氧,潮濕的地方生長。四大類微生物的細(xì)胞形態(tài)和菌落特征的比較菌苗 母0主要特征JR 關(guān) S敬狀分絲交 狀況 含較 或 濕蜃考特征明函 稍 威 明 a
45、明逶明 遺 不a 逶 不合 結(jié) 基 培 與合 結(jié) 不合 結(jié) 不合 結(jié) 牢合 結(jié) 固 牢色的M別 差 色 面 正 苗同 相同 不不Ig嚴(yán)味 有-香 帶味S.有四、常用常見的真菌(自學(xué))(一)藻狀菌綱(根霉、毛霉)菌絲無隔膜,有性孢子為卵孢子或接合孢子(二)子囊菌綱(酵母菌屬、脈孢菌屬)菌絲有隔膜,有性孢子內(nèi)生子囊孢子(三)擔(dān)子菌綱菌絲有隔膜,有性孢子外生為擔(dān)孢子(四)半知菌綱(曲霉屬、地霉屬、青霉屬)菌絲有隔,無有性繁殖1、根霉(rhizopus )菌絲無隔單細(xì)胞,生長迅速,棉絮狀菌落。有匍匐菌絲,有節(jié),接觸培養(yǎng)基處深入培養(yǎng)基內(nèi)-17 -成分枝狀生長,為假根。假根著生處向上長出質(zhì)粒的包囊梗,頂端
46、膨大為孢子囊。 有性生殖為結(jié)合孢子2、毛霉(mucor)氣生菌絲為白色棉絮,無匍匐菌絲及假根。包囊梗直接由菌絲伸出, 單生或分枝孢子囊球形。 有性生殖為接合孢子。3、酵母菌(Yeast)a)大小和形態(tài)大?。?5umX 530um形態(tài):卵圓形、圓形、圓柱形個(gè)體型一發(fā)酵型;假絲型一氧化型b)酵母菌的繁殖: 無性生殖一一芽殖、二分裂若母子不斷相連-假絲狀;一個(gè)成熟的酵母細(xì)胞一生中靠芽殖可產(chǎn)生943個(gè)子細(xì)胞 有性繁殖質(zhì)配、核配、有絲分裂(營養(yǎng)充分)(釀造業(yè))或減數(shù)分裂(營養(yǎng)貧乏)(正常細(xì)胞環(huán)保業(yè))c)酵母菌的培養(yǎng)特征 菌落特征: 表面濕潤而粘滑、白色或紅色、比細(xì)菌菌落大 _; 液體培養(yǎng)特征:在培養(yǎng)基液
47、面上形成薄膜或沉淀于瓶底,(發(fā)酵型酵母菌產(chǎn)生二氧化碳?xì)怏w使培養(yǎng)基表面充滿泡沫)4、曲霉(aspergillus)菌絲有隔,無有性繁殖。部分氣生菌絲分化形成分生孢子梗,分生孢子梗頂端膨大形成頂囊,定囊表面形成小梗,長出分生孢子,形成孢子穗5、青霉(penicillium)無足細(xì)胞,孢子穗內(nèi)的孢子梗不膨大,無頂囊,但小梗多次分枝,成掃帚狀。6、擔(dān)子菌分為大型真菌(子實(shí)體)和植物病原菌由菌絲分枝交織而成的網(wǎng)狀體。a)初生菌絲:由擔(dān)孢子萌發(fā)而成較細(xì)的菌絲(有隔單核)b)次生菌絲:由兩個(gè)性別不同的初生菌絲結(jié)合而成(雙核菌絲)同宗結(jié)合卄不用口次生菌絲的分裂方比鎖狀聯(lián)合c)三次菌絲體菌絲體的雙核菌絲經(jīng)過分化
48、密集而成的組織。第三章 微生物的生長與代謝第一節(jié)微生物的營養(yǎng)與營養(yǎng)類型營養(yǎng)(nutrition):生物體從外部環(huán)境中攝取對(duì)其生命活動(dòng)必須的能量和物質(zhì),以滿足正常 生長和繁殖需要的一種最基本的生理功能。-18 -營養(yǎng)物(nutrient):具有營養(yǎng)功能的物質(zhì)。營養(yǎng)物提供生命活動(dòng)的結(jié)構(gòu)物質(zhì)、能量、代謝調(diào)節(jié)物質(zhì)和良好的生理環(huán)境。一、微生物的化學(xué)組成與營養(yǎng)物質(zhì)(一)微生物的化學(xué)組成(教材 P70)(二)微生物的營養(yǎng)物質(zhì)1. 碳源:提供微生物營養(yǎng)所需碳元素的營養(yǎng)源。有機(jī)碳源:蛋白質(zhì),核酸,淀粉,葡萄糖等異養(yǎng)微生物:必須利用有機(jī)碳源無機(jī)碳源:C02 , Na2CO3 , CaC03等.自養(yǎng)微生物:能利用無
49、機(jī)碳源2. 氮源:凡能提供微生物營養(yǎng)所需氮元素的營養(yǎng)源。氮源一般不作能源。有機(jī)氮源:蛋白胨、黃豆粉、玉米漿無機(jī)氮源:NH4NO3 (NH4)2SO4氣態(tài)氮源:大氣 N23. 無機(jī)鹽(inorganic salts)細(xì)Bfi內(nèi)F分子成分F 艮Ca. Mg. F壽)|滲透壓的維持(N才等生理調(diào)節(jié)物質(zhì)pH的程定I特殊功能無機(jī)鹽化能自養(yǎng)菌的能源停 血牛 眄化等I無氧呼吸時(shí)的氫受休(NOp SO4) 酶的激活劑(Cn嘰Mn叫Zn盼等)I羯粉子結(jié)構(gòu)成分(Co. Mo)4. 生長因子:一類對(duì)微生物正常代謝必不可少且又不能從簡單的碳源,氮源自行合成的、 所需極微量的有機(jī)物。作用:輔酶或酶活化所需。培養(yǎng)基中生長
50、因子來源:酵母膏、玉米漿、麥芽汁等。狹義:維生素; 廣義:維生素、氨基酸、堿基、脂肪酸等生長因子自養(yǎng)型微生物(auxoautotrophs)生長因子異養(yǎng)型微生物(auxoheterotrophs)營養(yǎng)缺陷型微生物(nutritio nal deficie ncy)變株生長因子過量合成型微生物5. 水:存在狀態(tài):游離態(tài)(溶劑)和結(jié)合態(tài)(結(jié)構(gòu)組成)生理作用: 細(xì)胞組成成分;生化反應(yīng)溶劑;化學(xué)、生理反應(yīng)介質(zhì);物質(zhì)運(yùn)輸媒體;調(diào)節(jié)細(xì) 胞溫度;維持細(xì)胞的滲透壓(二)培養(yǎng)基培養(yǎng)基:是一 -種人工配制的、適合微生物生長繁殖或產(chǎn)生代謝產(chǎn)物用的混合養(yǎng)料。1. 培養(yǎng)基類型-19 -(1)依培養(yǎng)基來源:a)天然培養(yǎng)基
51、 : 指一些利用動(dòng)、植物或微生物體或其提取物制成的培養(yǎng)基,成分未知。優(yōu)點(diǎn): 取材方便、營養(yǎng)豐富、種類多樣、配制方便b)合成培養(yǎng)基 : 是一類用多種高純化學(xué)試劑配制的、各成分(包含微量元素)的量都確切知道的培養(yǎng)基。 優(yōu)點(diǎn):組份精確、重復(fù)性好。c)半合成培養(yǎng)基 : 一部分天然有機(jī)物作碳源、氮源和生長因子,然后加入適量的化學(xué)藥品配制而成(2)按培養(yǎng)基外觀的物理狀態(tài)a)固體培養(yǎng)基,一般加有凝固劑,凝固劑含量一般為12%。作為凝固劑的條件: 不被微生物分解利用, 生長溫度范圍內(nèi)保持固體狀態(tài), 凝固點(diǎn)溫度對(duì)微 生物無害,不因滅菌而破壞,透明度好、配制方便、價(jià)格低。常用的為瓊脂與明膠。 用途:菌種分離、鑒定
52、、保藏等。b)半固體培養(yǎng)基, 凝固劑含量一般約為 0.5%, 用途:觀察細(xì)菌的運(yùn)動(dòng), 測(cè)定噬菌體效價(jià)等。c)液體培養(yǎng)基,培養(yǎng)基中沒有凝固劑。用途:大量培養(yǎng)微生物,研究生理代謝等。(3)根據(jù)培養(yǎng)基用途a)基礎(chǔ)培養(yǎng)基: 一般微生物生長繁殖需要的基本營養(yǎng),可根據(jù)微生物的特殊需要添加營養(yǎng)物質(zhì)。b)加富培養(yǎng)基: 待選細(xì)菌專門需要的某種碳源或氮源。 如篩選纖維素分解菌選用纖維素作 為培養(yǎng)基中的唯一碳源。c)選擇培養(yǎng)基: 待選細(xì)菌有抗性,常用物質(zhì)為染料、膽汁酸鹽、金屬鹽類、酸、堿和抗生 素。膽汁酸鹽抑制革蘭氏陽性菌d)鑒別培養(yǎng)基:根據(jù)微生物代謝特點(diǎn),在培養(yǎng)基中加入某種試劑或化學(xué)藥品,通過培養(yǎng)后 發(fā)生的變化和指示劑的顯色反應(yīng),以鑒別不同類型的微生物的一類培養(yǎng)基。在不含糖的肉湯中, 加入各種糖類及指示劑, 利用微生物發(fā)酵糖類所產(chǎn)生的不同反應(yīng)來鑒別 菌種 .將大腸桿菌接種到葡萄糖肉湯、乳糖肉湯、麥芽糖肉湯中,均
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