《微生物學(xué)課程》01原核形態(tài)2課件

1、山東農(nóng)業(yè)大學(xué)微生物學(xué)精品課程山東農(nóng)業(yè)大學(xué)微生物學(xué)精品課程山東農(nóng)業(yè)大學(xué)微生物學(xué)精品課程山東農(nóng)業(yè)大學(xué)微生物學(xué)精品課程山東農(nóng)業(yè)大學(xué)微生物學(xué)精品課程山東農(nóng)業(yè)大學(xué)微生物學(xué)精品課程山東農(nóng)業(yè)大學(xué)微生物學(xué)課程山東農(nóng)業(yè)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院第一章原核生物的形態(tài)、構(gòu)造和功能第二節(jié) 放線菌放線菌(actinomycetes)是一類呈菌絲狀生長、主要以孢子繁殖、陸生性強(qiáng)的原核生物。特點：革蘭氏陽性， 產(chǎn)抗生素， 絕大多數(shù)為異養(yǎng)型， 大多是好氣的，生長溫度為23-37度，抗干燥能力強(qiáng)。分布：含水量較低、有機(jī)物豐富和呈微堿性的土壤環(huán)境中。光學(xué)顯微鏡下觀察到的放線菌放線菌是一類呈絲狀、以孢子繁殖的革蘭氏陽性細(xì)菌。 原核； 菌絲直

2、徑與細(xì)菌相仿； 細(xì)胞壁的主要成分是肽聚糖； 有的產(chǎn)生有鞭毛的孢子，鞭毛類型與細(xì)菌相同； 放線菌噬菌體的形狀與細(xì)菌的相似； 最適生長pH與多數(shù)細(xì)菌相近，一般呈微堿性； DNA重組的方式與細(xì)菌的相同； 核糖體同為70S； 對溶菌酶敏感； 凡細(xì)菌所敏感的抗生素，放線菌也同樣敏感。一、放線菌的形態(tài)構(gòu)造根據(jù)菌絲形態(tài)和功能分為三類：基內(nèi)菌絲、氣生菌絲、孢子絲1. 基內(nèi)菌絲（營養(yǎng)菌絲）（substrate mycelium） 菌絲無分隔，可以產(chǎn)生各種水溶性、脂肪性色素，使培養(yǎng)基著色。 功能：吸收營養(yǎng)物質(zhì)和排泄代謝廢物。2. 氣生菌絲（aerial mycelium） 由基內(nèi)營養(yǎng)菌絲長出培養(yǎng)基外，伸向空間的菌

3、絲，直生或分枝絲狀，較基內(nèi)菌絲粗。 功能：分化形成孢子絲。3. 孢子絲生長發(fā)育到一定階段，在其氣生菌絲上分化出可形成孢子的菌絲。功能：形成孢子，進(jìn)行生長繁殖。雙輪有螺旋雙輪無螺旋單輪有螺旋緊螺旋松螺旋松環(huán)初級螺旋鉤狀單輪無螺旋叢生彎曲垂直孢子絲及其排列方式 隨不同種而不同，有直形、波浪彎曲形或螺旋狀，孢子絲有交替生、叢生、輪生，是分類上的依據(jù)。 Streptomyces plicatosporus 鏈霉菌的孢子表面圖 孢子有球形、橢圓形、桿狀、瓜子狀等。孢子的形成孢子的形成放線菌結(jié)構(gòu)模式圖2 . 橫隔斷裂形成孢子：放線菌菌絲頂端細(xì)胞橫隔分裂，橫隔分裂可通過兩種途徑： 細(xì)胞膜內(nèi)陷，由外向內(nèi)逐漸收

4、縮，最后形成一個完整的橫隔膜?？砂焰咦咏z分割成許多分生孢子； 細(xì)胞壁和膜同時內(nèi)陷，逐步向內(nèi)縊縮裂成一串分生孢子。二、放線菌的繁殖菌絲斷裂：諾卡氏菌（Nocardia)3. 產(chǎn)生孢囊孢子 游動放線菌菌絲頂端形成孢子囊，孢子囊內(nèi)產(chǎn)生具有鞭毛能運動的孢囊孢子。鏈霉菌的生活史 孢子萌發(fā) 基內(nèi)菌絲 氣生菌絲 孢子絲 孢子絲分化為孢子放線菌的生活史放線菌的生活史三、放線菌的群體特征1. 在固體培養(yǎng)基上 基內(nèi)菌絲與培養(yǎng)基結(jié)合緊密，不易挑起； 菌落邊緣有輻射的菌絲，稱為輻射狀菌絲； 生長后期表面形成緊密的絨毛狀或堅實、干燥、不透明、多皺的表面，上面常有一層色彩鮮艷的干粉； 可形成絮狀或顆粒狀的典型菌落，菌落的

5、正反面顏色往往不一致，菌落邊緣培養(yǎng)基的平面有變形現(xiàn)象； 有特殊氣味（土霉氣味）等。放線菌的菌落Streptomyces coelicolor colonies A：諾爾斯氏鏈霉菌；B：皮疽諾卡氏菌；C：酒紅脂孢囊菌；D：游動放線菌；E：小單胞菌；F：皺雙孢馬杜拉放線菌 A：卡特利鏈霉菌B：弗氏鏈霉菌C：吸水鏈霉菌金淚亞種D：卡那霉素鏈霉菌E：除蟲鏈霉菌F：生磺酸鏈霉菌An antibiotic droplet secreted from a Streptomyces colony The blue haloes surrounding these Streptomyces coelicolor

6、 colonies are secreted antibiotic. 2. 在液體培養(yǎng)基上 集結(jié)成團(tuán)，有些沿試管璧生長形成菌膜，也有沉淀，無混濁。四、放線菌的代表種類1. 鏈霉菌屬（Streptomyces） 可形成代謝產(chǎn)物抗生素。有基內(nèi)菌絲、氣生菌絲、孢子絲。孢子絲直形、波浪彎曲形成螺旋狀；孢子絲有互生、叢生、輪生，依靠孢子繁殖。 如：鏈霉菌、土霉素、絲裂霉素、卡那霉素/博來霉菌、紅霉菌，春雷霉菌等。 2. 諾卡氏菌（Nocardia） 只有基內(nèi)菌絲，較少數(shù)產(chǎn)生氣生菌絲，極少數(shù)產(chǎn)生孢子絲，依靠菌絲斷裂繁殖。 如：利福霉素（治療結(jié)核病和麻風(fēng)?。?。利福霉素產(chǎn)生菌為地中海諾卡氏菌。3. 小單孢菌屬

7、（Micromonospora） 不形成氣生菌絲，繁殖時從基內(nèi)菌絲長出一個孢子梗，梗頂端著生一個孢子?？挎咦觼矸敝?。如農(nóng)用慶大霉素產(chǎn)生菌（M. echinospora）。4. 游動放線菌（Actinoplanes） 以基內(nèi)菌絲為主，很少或不形成氣生菌絲，最大特點形成各種形狀的孢子囊，孢子囊內(nèi)有會游動（有鞭毛）的孢囊孢子，靠孢囊孢子繁殖。 放線菌與人類絕大多數(shù)抗生素由放線菌產(chǎn)生用來生產(chǎn)纖維素、酶、維生素具固氮作用，用于生產(chǎn)生物菌肥少數(shù)寄生型放線菌可引起動植物病害，有的放線菌能破壞棉毛織品和紙張放線菌分類學(xué)家-閻遜初（Xunchu Yan 1912-1994） 主編的鏈霉菌鑒定手冊和編著的放線菌的

8、分類與鑒定 第三節(jié) 藍(lán)細(xì)菌 是一類含有葉綠素a、具有放氧性光合作用的原核生物，也稱藍(lán)藻或藍(lán)綠藻。已知藍(lán)細(xì)菌有20多種具固氮作用。 藍(lán)細(xì)菌與藻類的最大區(qū)別：無葉綠體、無真核、有70S核糖體，細(xì)胞壁中含有肽聚糖，對青霉素和溶菌酶敏感等。 個體形態(tài)：單細(xì)胞球狀、園柱狀、絲狀或分枝狀串生。 群體形態(tài)：多樣，肉眼可見，如塊狀，球狀，絲狀體。 藍(lán)細(xì)菌存在共生現(xiàn)象，如藍(lán)細(xì)菌與真菌共生形成地衣，與滿江紅共生形成魚腥藻等。一、藍(lán)細(xì)菌的形態(tài) 大小 直徑一般為3-10 m。 球狀或桿狀單細(xì)胞，絲狀或分枝狀多細(xì)胞聚合體2. 形態(tài)二、藍(lán)細(xì)菌的菌體結(jié)構(gòu) (1) 一般結(jié)構(gòu)細(xì)胞壁與革蘭氏陰性細(xì)菌相似。許多種類能不斷地向細(xì)胞壁

9、外分泌多糖，具有粘液層、莢膜或鞘衣。細(xì)胞膜附近有類囊體(thylakoids)，在類囊體的膜上有葉綠素a，類胡蘿卜素和藻膽素(phycobilison)。細(xì)胞內(nèi)有各種儲藏物如糖原、聚磷酸鹽、藍(lán)細(xì)菌肽以及氣泡。(2) 特殊結(jié)構(gòu)藍(lán)細(xì)菌細(xì)胞有幾種特化形式，較重要的有異形胞、靜息孢子和鏈絲段等。 異形胞 藍(lán)細(xì)菌特有，結(jié)構(gòu)和功能獨特。一般存在于呈絲狀生長的種類中。如魚腥藍(lán)菌屬、念珠藍(lán)菌屬和單歧藍(lán)菌屬。 位于細(xì)胞鏈的中間或末端，數(shù)目少而不定。光鏡可見，厚壁、淺色，在細(xì)胞兩端常有折光率高的顆粒存在。 異形胞的功能 適應(yīng)于在有氧條件下進(jìn)行固氮作用，不含藻膽蛋白，只存在光系統(tǒng)I，異形胞與臨近的營養(yǎng)細(xì)胞間有厚壁孔

10、道相連。靜息孢子 是一種長在藍(lán)細(xì)菌細(xì)胞鏈的中間或末端的特化細(xì)胞，壁厚、色深，具有抵御不良環(huán)境的作用。鏈絲段 是由藍(lán)細(xì)菌的長形細(xì)胞鏈斷裂而形成的短片段，具有繁殖的功能。三、藍(lán)細(xì)菌的繁殖 單細(xì)胞藍(lán)細(xì)菌：二分裂 絲狀藍(lán)細(xì)菌：除二分裂外，還可通過菌絲斷裂形成段殖體（hormogonium)進(jìn)行繁殖。四、藍(lán)細(xì)菌的分群念珠藍(lán)細(xì)菌(Nostoc)顫藍(lán)細(xì)菌(Oscillatoria)常見藍(lán)細(xì)菌螺旋藍(lán)細(xì)菌(Spirulina)一種很常見的藍(lán)細(xì)菌 ：索球藻屬（Gomphosphaeria）， 覆蓋在水面上，可達(dá)幾毫米厚，把水的表面染成深綠色。每團(tuán)索球藻有100m大，團(tuán)里的細(xì)胞都裹在粘液里。細(xì)胞團(tuán)外部的黑色物質(zhì)是由

11、許多細(xì)菌構(gòu)成的，也許他們要呼吸藍(lán)細(xì)菌通過光合作用生成的氧氣。 左：念珠藻屬（Nostoc）；右：項圈藻顫藻被藍(lán)藻污染后的太湖無錫黿頭渚曾是最佳觀湖景點2006年7月，太湖湖區(qū)暴發(fā)大面積藍(lán)藻。水樣透明度為“零”，岸邊的湖水像濃濃的綠色油漆，猶如鋪上了一塊寬約數(shù)十米的綠地毯。事件的成因（水體富營養(yǎng)化）太湖流域工業(yè)和生活廢污水排放總量巨大。氣候變化及湖體水循環(huán)能力降低。環(huán)太湖區(qū)域農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成的污染面廣量大。第四節(jié) 支原體、立克次氏體和衣原體 支原體、立克次氏體和衣原體是三類屬于革蘭氏陰性的營細(xì)胞內(nèi)寄生的小型原核生物. 它們是介于細(xì)菌與病毒間的原核生物。一、支原體1. 發(fā)現(xiàn) 1898 年，E.Noca

12、rd 等從患傳染病胸膜肺炎的病牛PPO。 從其他動物中分離出多種類似于PPO的微生物，因此就相應(yīng)地稱作PPLO。 1955年，正式取名支原體。 1967年，日本學(xué)者發(fā)現(xiàn)患“叢枝病”的桑、馬鈴薯、矮牽牛和泡桐的韌皮部中有支原體。一般把植物支原體稱為類支原體。 支原體是一類無細(xì)胞壁的、對滲透壓具有很強(qiáng)抗性的、能離開活細(xì)胞而獨立生活的最小的革蘭氏陰性生物體。已知支原體種類已超過80種，基因組很小，0.6-1.1Mb。形態(tài)多變的支原體電鏡下的支原體 2. 支原體的特點 有細(xì)胞膜、但無細(xì)胞壁，呈高度多形態(tài)，可通過濾菌器。革蘭染色陰性。 在人工培養(yǎng)基上能生長繁殖，形成油煎蛋狀細(xì)小菌落。主要以二分裂方式繁殖

13、。 有DNA和RNA兩類核酸。 對抗生素敏感，對干擾素不敏感。 荷包蛋樣菌落支原體與細(xì)菌L型的主要區(qū)別支原體細(xì)菌L型在遺傳上與細(xì)菌無關(guān)與原菌相關(guān)，?？苫貜?fù)細(xì)胞膜含高濃度膽固醇細(xì)胞膜不含膽固醇在一般培養(yǎng)基中穩(wěn)定大多需高滲培養(yǎng)生長慢，菌落小，直徑0.1mm0.3mm菌落稍大，直徑0.5 mm1.0mm液體培養(yǎng)混濁度極低液體培養(yǎng)有一定混濁度，可粘附于管壁或管底3. 繁殖 一般以二等分裂方式進(jìn)行，能在含血清、酵母膏、膽甾醇等營養(yǎng)豐富的人工培養(yǎng)基上獨立生長。4. 分布與生態(tài) 廣泛，土壤、污水、動植物體內(nèi)外。寄生腐生，與人類關(guān)系害大于利。能引起植物的短縮病、黃化病、叢枝病等。二、立克次氏體1. 發(fā)現(xiàn)190

14、9年 美國醫(yī)生 H.T. Ricketts 首先發(fā)現(xiàn)并分離落基山斑疹傷寒的病原體。 1972年發(fā)現(xiàn)類立克次氏體，至今已報道30多種。立克次氏體是一類只能寄生在真核細(xì)胞內(nèi)的革蘭氏陰性原核微生物。與支原體的主要不同：有細(xì)胞壁，不能進(jìn)行獨立生活（酶系統(tǒng)不完全）。與衣原體的不同：細(xì)胞較大，無濾過性，合成能力較強(qiáng)，且不形成包涵體。2. 立克次氏體的特點 細(xì)胞大小一般為0.30.60.82m,因此在光學(xué)顯微鏡下清晰可見； 細(xì)胞形態(tài)多變，自桿狀至球狀、雙球狀或絲狀等； 有細(xì)胞壁，呈革蘭氏陰性反應(yīng)； 在真核細(xì)胞內(nèi)營專性寄生（個別例外），其宿主一般為虱、蚤、蜱、螨等節(jié)肢動物，并可傳至人或其他脊椎動物（如嚙齒動物

15、）； 以二等分裂方式進(jìn)行繁殖； 對四環(huán)素、青霉素等抗生素敏感； 有不夠完整的產(chǎn)能代謝途徑，大多只能利用谷氨酸產(chǎn)能而不能利用葡萄糖產(chǎn)能； 一般可用雞胚、敏感動物或合適的組織培養(yǎng)物來培養(yǎng)立克次氏體； 對熱敏感，一般在56以上經(jīng)30分鐘即可殺死。 基因組1.1Mb，834個基因（98年11月公布）。3. 繁殖 二等分裂4. 分布與生態(tài) 為真核細(xì)胞內(nèi)專性寄生，可使人患斑疹傷寒、恙蟲熱或Q熱等傳染病。 致病機(jī)制：在宿主血液中大量繁殖，并產(chǎn)生內(nèi)毒素。 引起人類感染的主要立克次氏體有普氏立克次氏體，斑疹傷寒立克次氏體和恙蟲病立克次氏體。從一種宿主傳至另一宿主的特殊生活方式主要以節(jié)肢動物(虱、蜱、螨等)為媒介

16、,寄生在它們的消化道表皮細(xì)胞中,然后通過節(jié)肢動物叮咬和排泄物傳播給人和其他動物.三、衣原體 1907年，捷克學(xué)者在患沙眼的人結(jié)膜細(xì)胞內(nèi)發(fā)現(xiàn)了包涵體，當(dāng)時誤認(rèn)為“衣原蟲”。后來，許多學(xué)者認(rèn)為在沙眼包涵體內(nèi)的是“大型病毒”的集落。 1956年，我國湯飛凡首次分離到沙眼的病原體。 1970年，美國波士頓沙眼國際會議上正式稱作衣原體。 衣原體是一類能通過濾菌器、營嚴(yán)格的細(xì)胞內(nèi)寄生，在宿主細(xì)胞內(nèi)生長繁殖有獨特發(fā)育周期的原核細(xì)胞型微生物。3. 衣原體的特殊生活史 具有感染力的個體稱為原體(elementory body）它是一種不能運動的球狀細(xì)胞,直徑小于0.4m,有堅韌的細(xì)菌型細(xì)胞壁。 在宿主細(xì)胞內(nèi),原

17、體逐漸伸長,形成無感染力的個體,稱作始體（initial body)。這是一種薄壁的球狀細(xì)胞,形體較大,直徑達(dá)11.5 m,它通過二等分裂的方式可在宿主的細(xì)胞質(zhì)內(nèi)形成一個微菌落,隨后大量的子細(xì)胞又分化成較小的厚壁的感染性原體。一旦寄主細(xì)胞破裂，原體又可重新感染新的細(xì)胞。圖2.3.56 衣原體(Chlamydia psittaci, X25,000)在寄主細(xì)胞質(zhì)中的形態(tài)（原體和始體）始體原體始體鸚鵡衣原體(Gimenez染色) 鸚鵡衣原體(姬姆沙染色)衣原體的主要特點 含有DNA和RNA兩種類型的核酸。 無肽聚糖組成的細(xì)胞壁，革蘭陰性。 有獨特的生活周期，有原體和始體兩個發(fā)育階段。原體呈球形、橢

18、圓形或梨形，小而致密，無繁殖能力，具有高度傳染性。始體呈圓形或橢圓形，體大，直徑0.5m1m，繁殖型，不具有傳染性。以二分裂方式增殖。 含有核糖體和較復(fù)雜的酶系統(tǒng)，能進(jìn)行一定的代謝活動。 對多種抗生素敏感。衣原體目前被承認(rèn)的有3個種：沙眼衣原體、鸚武熱衣原體和肺炎衣原體，與人類感染關(guān)系最大的是沙眼衣原體。三種衣原體基因組分別為1.07Mb， 1.05Mb，1.23Mb。 所致疾病：沙眼、包涵體結(jié)膜炎、泌尿生殖道感染、性病淋巴肉芽腫、上呼吸道感染等。 沙眼第五節(jié) 粘細(xì)菌具有復(fù)雜生活史的一屬細(xì)菌。 營養(yǎng)細(xì)胞桿狀，柔軟，無堅硬的細(xì)胞壁，直徑小于1.5微米。革蘭氏染色陰性，無鞭毛，包埋在堅韌程度不同的

19、粘液層中，在固體表面或氣-水交界面上能緩慢滑動。 生活史包括營養(yǎng)細(xì)胞階段和休眠體（子實體）階段。知識鏈接知識鏈接知識鏈接知識鏈接知識鏈接粘細(xì)菌 營養(yǎng)細(xì)胞發(fā)育到一定階段，在適宜條件下，細(xì)胞聚集并形成由細(xì)胞和粘液組成的子實體，因種而形狀各異。常具紅、黃等鮮艷的顏色，肉眼可見。 子實體可以僅僅是一團(tuán)松散的粘液和粘孢子的球狀塊，也可以形成一定形狀的孢子囊柄和子實體壁的復(fù)雜形體。 子實體四、粘細(xì)菌能形成子實體是粘細(xì)菌區(qū)別于其它原核微生物的最主要標(biāo)志 在子實體中，細(xì)胞變成休眠細(xì)胞，稱為粘孢子。 有些屬中粘孢子與營養(yǎng)細(xì)胞無顯著區(qū)別，有些屬的粘孢子折光性強(qiáng)，并包有莢膜。 與營養(yǎng)細(xì)胞相比，粘孢子對干燥、聲波振蕩、紫外線和熱的抗性較強(qiáng)，但耐熱力不及芽孢，專性好氧菌，是土壤中常見的腐生細(xì)菌。粘孢子粘細(xì)菌有兩個生理亞群： 1. 分解多種大分子物質(zhì)如蛋白質(zhì)、脂類、纖維素等的溶纖維亞群 2. 以各種死的或活的細(xì)菌、真菌、藻類作為營養(yǎng)來源的溶菌亞群。 粘細(xì)菌是原核生物中行為表現(xiàn)最復(fù)雜的一個類群，為研究發(fā)育微生物學(xué)、微生物生態(tài)學(xué)等提供了重要的實驗材料，其分解復(fù)雜有