原核微生物課程

原核微生物課程第1頁/共48頁三、原核微生物的分類

什么是種？種是由一群具有高度表型相似性的個體組成，而且它又和其他類群具有明顯的差異。種是分類的基本單位。微生物的種名用雙名發(fā)表示:屬名+種名加詞如枯草芽胞桿菌的種名是:Bacillussubtilus

原核微生物的分類等級是：原核生物界、門、綱、目、科、屬、種。第2頁/共48頁

關于原核微生物的分類系統(tǒng)，世界比較權威的原核微生物分類系統(tǒng)有三個：①、前蘇聯(lián)克拉西尼柯夫系統(tǒng)②、法國的普雷沃系統(tǒng)③、美國的伯杰氏系統(tǒng)第3頁/共48頁伯杰氏系統(tǒng)簡介：

《伯杰氏細菌鑒定手冊(第九版)》將原核微生物分為35群，歸納為四大類(或四個門)：第一類，具細胞壁的革蘭氏陰性真細菌；第二類，具細胞壁的革蘭氏陽性真細菌；第三類，無細胞壁的真細菌；第四類，古細菌。

第4頁/共48頁《伯杰氏系統(tǒng)細菌學手冊》第二版將原核生物分為古細菌和真細菌2個界，下設25門，39綱，89目，207科，包括852屬，5000余種，分為五卷本出版?！恫苁舷到y(tǒng)細菌學手冊》第二版的分類如下圖:第5頁/共48頁第6頁/共48頁第7頁/共48頁第8頁/共48頁第9頁/共48頁第10頁/共48頁四、細菌的常見代表

小球菌屬（Micrococcus）直徑為0.5～1.5um的球菌。分裂后單個存在?；苡袡C營養(yǎng)型,利用有機物作為碳源和能源,厭格好氣菌。分布在土壤和水中,在人體和動物的皮膚上也存在。葡萄球菌屬（Staphylococcus）直徑為0.5～1.5um的球菌,細胞無規(guī)則的分裂成為葡萄狀的群體?；苡袡C營養(yǎng)型,利用有機物作為碳源和能源,兼厭氣性,在有氧無氧條件下都能生長。大多數(shù)生活在溫血動物的皮屑,皮腺和粘膜上。（一）球菌第11頁/共48頁（二）G-的無芽胞桿菌假單胞菌屬（Pseudomonas）細胞桿狀0.5～0.8um×1.5～3.0um，在細胞的一端生一根或幾根鞭毛，絕大多數(shù)是化能有機營養(yǎng)型，極少數(shù)為化能無機營養(yǎng)型，多數(shù)為嚴格好氣菌。多數(shù)生活在土壤和水中，有些是動植物病原菌，如引起人們傷口化膿的綠膿桿菌（Pseudomonasaeruginosa）、引起甘薯瘟的甘薯假單胞菌（Pseudomonasbtatae）。第12頁/共48頁蛭弧菌屬（Bdellovibrio）是一類寄生細菌并導致宿主裂解的比普通細菌小的細菌。在一端生一根比普通細菌鞭毛粗3倍的鞭毛，運動性強。在寄主內的壁膜之間繁殖。蛭弧菌廣泛分布于土壤、水域中。第13頁/共48頁

細胞桿狀1.1～1.5um×2.0～6.0um，單生或成對，周生鞭毛或不生鞭毛，細胞表面有菌毛，有些菌株有莢膜。化能有機營養(yǎng)型，利用多種有機物作為碳源和能源。兼厭氣菌，有氧、無氧都能生長。生活在人體或溫血動物的下腸道和糞便中。有些E.coli的菌株是研究生理，遺傳的良好材料。大腸桿菌（Escherichiacoli）第14頁/共48頁（三）G+的無芽胞桿菌乳酸桿菌屬（Lactobacillus）細胞桿狀,常形成長鏈，但從不分枝，沒有鞭毛，不運動。化能有機營養(yǎng)型，無論有無氧氣都進行無氧呼吸，多數(shù)在無氧條件下比有氧條件下生長得好。乳酸菌在醬腌菜、存貯飼料和酸乳的制作中起主要作用。第15頁/共48頁（四）G+的芽胞桿菌芽胞桿菌屬（Bacillus）菌體桿狀，大小變化很大，0.3～2.2×2～7um，芽胞形態(tài)因種而定。多數(shù)革蘭氏染色陽性，也有革蘭氏染色不定的。多數(shù)生鞭毛，鞭毛周生。芽胞抗熱，能耐80℃高溫10分鐘以上。嚴格好氣或微好氣。

廣泛生活在土壤、水體、植物表面或其它環(huán)境中。還有的寄生在昆蟲體內，是昆蟲病原菌。如蘇云金芽胞桿菌（Bacillusthuringiensis），靠產(chǎn)生的伴胞晶體殺死昆蟲幼蟲。

第16頁/共48頁梭菌屬（Clostridium）菌體桿狀,0.6～1.2×3～7um,多數(shù)生鞭毛,鞭毛周生。芽胞端生或著生在細胞中央并使菌體膨大成鼓棰狀或梭狀,多數(shù)革蘭氏染色陽性,也有革蘭氏染色不定的?；苡袡C營養(yǎng)型。絕大多數(shù)是嚴格厭氣的。廣泛生活在土壤、水體、動物及排泄物中。第17頁/共48頁

（五）螺旋菌螺旋菌屬（Spirillum）菌體彎桿狀或螺旋狀，細胞大小為0.25～1.7×2～6um，G-，一端或兩端單生鞭毛或叢生鞭毛，運動。化能有機營養(yǎng)型，好氣或微好氣；生活在土壤、淡水或海洋，也分布在植物的根際、人或動物的生殖器官、腸道或口腔。第18頁/共48頁（六）螺旋體（Spirochaeta）

螺旋體與螺旋菌的主要區(qū)別在于螺旋菌以鞭毛運動,而螺旋體靠纏繞原生質柱的軸絲伸縮運動。

螺旋體

G-，細胞大小差異較大，0.09～0.75×3～500um，化能有機營養(yǎng)型?？煞譃楦图纳鷥深悺３毬菪w屬（Leptospira）專性好氧外，其余均為厭氧或兼性厭氧。

螺旋體廣泛分布于自然界和動物體內,有的是致病菌,如寄生人的密螺旋體引起人的梅毒。

第19頁/共48頁（七）特殊細菌鞘細菌（Sheathedbacteria）也稱衣細菌鞘細菌的共同特點是:成串的桿狀細胞包圍在共同的鞘套中形成不分枝的菌絲體。衣細菌的菌絲或漂浮在水中,或形成粘性的附著器俯著在固體上。單個細胞桿狀、偏端叢生鞭毛。

鞘細菌屬有機營養(yǎng)型,但不能利用銨鹽和硝態(tài)氮,鞘細菌專性好氧,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。鞘細菌常使污水處理廠的活性污泥膨脹，造成污泥澄清困難。

第20頁/共48頁粘細菌粘細菌的主要特點是:細胞壁很薄,能靠細胞分泌的粘液在固體表面滑行運動,在生活世代中有營養(yǎng)細胞和子實體兩個階段(見下圖)。細胞桿狀?；苡袡C營養(yǎng)型;專性好氧;主要分布在土壤表層、樹皮、腐爛的木材、堆肥和動物糞便中。有的類群能分解纖維素。第21頁/共48頁枝原體（Mycoplasma）枝原體是沒有細胞壁，細胞呈多種形態(tài)，革蘭氏負反應，能夠通過細菌過濾器，菌落呈煎雞蛋狀，可以人工培養(yǎng)的最小細菌。枝原體廣泛分布于土壤、污水、溫泉等溫熱環(huán)境以及昆蟲，脊椎動物和人體中。第22頁/共48頁立克次氏體（Richettsia）立克次氏體是脊椎動物，一般是哺乳動物的活細胞中的專性寄生菌。細胞為球狀、桿狀、絲狀，革蘭氏負反應，沒有鞭毛，不運動。立克次氏體一般不能通過細菌過濾器。立克次氏體引起人和動物的各種疾病，如斑疹傷寒和Q熱病。第23頁/共48頁衣原體（Chlamydia）衣原體是僅在脊椎動物細胞中生活的專性寄生菌。衣原體的細胞多呈球形或橢圓形，革蘭氏負反應，個體小、能夠通過細菌過濾器。衣原體有特殊的細胞生活周期，即有原體和始體兩種形態(tài)。原體是有厚壁，中央為致密擬核結構的小細胞。始體是原體被胞飲作用進入宿主細胞后在宿主細胞內形成的薄壁大細胞，始體在宿主細胞進行二分分裂繁殖，它沒有感染性。第24頁/共48頁厭氣的不產(chǎn)氧光能營養(yǎng)菌綠色細菌屬（Chlorobium）和著色細菌屬（Chromatium）是厭氣的不產(chǎn)氧光能營養(yǎng)菌。它們在厭氣條件下從光取得的能量還原CO2，積累有機物時沒有氧氣放出。這兩個屬的主要區(qū)別是：在以H2S作電子供體時前者在細胞外積累硫，后者在細胞內積累元素硫。ChlorobiumChromatium第25頁/共48頁第二節(jié)放線菌

比較原始的放線菌細胞桿狀分叉或只有基質菌絲沒有氣生菌絲。典型的放線菌除有發(fā)達的基質菌絲外,還有發(fā)達的氣生菌絲和孢子絲。放線菌是革蘭氏正反應，具多核的單細胞原核生物。

一、放線菌的形態(tài)特征第26頁/共48頁

基質菌絲是緊貼固體培養(yǎng)基表面并向培養(yǎng)基里面生長的菌絲。氣生菌絲是自基質表面向空氣中生長的菌絲，由氣生菌絲的頂端分化產(chǎn)生的成串孢子稱為孢子絲。放線菌的孢子絲有直形，波曲、螺旋等各種形態(tài)，它是放線菌進行分類的重要依據(jù)之一。放線菌的基質菌絲、氣生菌絲、孢子絲：第27頁/共48頁

放線菌的孢子有球形，橢圓形或爪子形等各種形狀，孢子表面還有不同的紋飾，這些特征也是放線菌分類的依據(jù)。放線菌的孢子絲和孢子第28頁/共48頁二、放線菌的菌落特點

放線菌的菌落特征因種而異，大致分為兩類：一類是以鏈霉菌為代表，其早期菌落類似細菌，后期由于氣生菌絲和分生孢子的形成而變成表面干燥，粉粒狀并常有輻射狀皺折。菌落一般較小，質地較致密，不易挑起并常有各種不同的顏色。另一類是以諾卡氏菌為代表，菌落一般只有基質菌絲，結構松散，粘著力差，易于挑起，也有特征性的顏色。第29頁/共48頁三、放線菌的繁殖特點

放線菌主要通過形成無性孢子的方式進行繁殖，也可靠菌絲片斷進行繁殖。放線菌的孢子形成通過電鏡觀察表明，孢子絲分裂方式只有橫隔分裂的方式。通過對鏈霉菌的研究，對鏈霉菌的孢子形成又提出三個基本型。Ⅲ型：由縊縮壁形成孢子橫隔。

Ⅰ型：間隙橫隔;Ⅱ型：由縊縮壁和間隙組成孢子橫隔;第30頁/共48頁四、放線菌的代表類群

諾卡氏菌屬（Nocardia）

在固體培養(yǎng)基上生長時，只有基質菌絲，沒有氣生菌絲或只有很薄一層氣生菌絲，靠菌絲斷裂進行繁殖。該屬能產(chǎn)生多種抗生素。對結核分枝桿菌和麻瘋分枝桿菌有特效的利福霉素就是由該屬菌產(chǎn)生的

。

第31頁/共48頁鏈霉菌屬（Streptomyces）

在固體培養(yǎng)基上生長時，形成發(fā)達的基質菌絲和氣生菌絲。氣生菌絲生長到一定時候分化產(chǎn)生孢子絲，孢子絲有直，波曲，螺旋形等各種形態(tài)。孢子有球形，橢圓，桿狀等各種形態(tài)，并且有的孢子表面還有刺、疣、毛發(fā)等各種紋飾。

鏈霉菌的氣生菌絲和基質菌絲有各種不同的顏色，有的菌絲還產(chǎn)生可溶性色素分泌到培養(yǎng)基中，使培養(yǎng)基呈現(xiàn)各種顏色。

鏈霉菌的許多種類產(chǎn)生對人類有益的抗生素。如鏈霉素、紅霉素，四環(huán)素等都是由Streptomyce中的一些種產(chǎn)生的。

第32頁/共48頁小單孢菌屬（Micromonospora）

菌絲體纖細，只形成基質菌絲，不形成氣生菌絲，在基質菌絲上長出許多小分枝，頂端著生一個孢子。此屬也是產(chǎn)生抗生素較多的一個屬，如慶大霉素就是由該屬的降紅小單孢菌（Micromonosporapurpurea）和棘孢小單孢菌(M.echinospora)產(chǎn)生的。第33頁/共48頁第三節(jié)藍細菌

藍細菌亦稱藍綠藻，藻類學家將它歸在藍藻門。細菌學家將藍細菌歸入原核生物，因為藍細菌的細胞結構具有以下特點：①、核為原核；②、細胞壁含有肽聚糖；③、核糖體為70S；④、沒有單位膜包圍的細器等特點。

第34頁/共48頁一、藍細菌的特點

細胞構造和形態(tài)特點

藍細菌的形態(tài)有單細胞，單細胞組成的群體和絲狀體。不少絲狀體種類的藍細菌有異型胞，有異形胞的藍細菌可以固N。有些沒有異形胞的藍細菌也可以固氮。藍細菌的營養(yǎng)特點

藍細菌含有葉綠素，能象植物一樣進行產(chǎn)氧的光合作用，利用日光作為能源，同化CO2為細胞有機物。第35頁/共48頁繁殖特點

單細胞的藍細菌以二分分裂方式繁殖。絲狀體的藍細菌靠斷裂成藻殖段進行繁殖，至今還沒有發(fā)現(xiàn)藍細菌的有性生殖。

運動特點

藍細菌沒有鞭毛，不能運動，但能“滑行”。第36頁/共48頁二、藍細菌的代表類群

胞呈球形，細胞在平行面上分裂形成絲狀體。鏈狀絲外有一層或薄或厚的膠鞘。絲狀體中有少數(shù)不同于營養(yǎng)細胞的特殊細胞——異形胞，異型胞在光學顯微鏡下觀察比營養(yǎng)細胞大，色淺，細胞兩端有極節(jié)，壁厚。它是固氮的場所。紅萍魚腥藻（A.azollae）生活在紅萍體腔中，能固氮，故培養(yǎng)紅萍可用作飼料和肥料。魚腥藻屬（Anabaena）第37頁/共48頁念珠藻屬（Nostoc）念珠藻細胞球形，桶形，或圓柱形，異形胞間生，由細胞平行分裂產(chǎn)生的鏈狀絲常卷曲在堅固的鞘被中。我國各地地面上在雨后出現(xiàn)的地木耳就是念珠藻的一種。第38頁/共48頁顫藻屬（Oscillatoria）藻絲由餅狀細胞堆疊而成，不分枝，也沒有假分枝，沒有異形胞，但有的種也可以固氮。顫藻在水中不斷顫動得名。第39頁/共48頁螺旋藻(Spirulina)螺旋藻即螺旋藍細菌。它是一種古老的海洋生物，是地球上最早出現(xiàn)的利用光能和無機物制造有機物的原始生物之一。螺旋藻細胞為圓筒形，由單細胞或細胞間隔不明顯的多細胞組成螺旋形絲狀體。最適生長溫度35-37℃，喜堿性，蛋白含量高達50-60%?，F(xiàn)已被開發(fā)為保健食品。

第40頁/共48頁第四節(jié)古細菌

Woese和Wolfe（1970）在對代表性細菌類群的16SRNA堿基序列進行比較后發(fā)現(xiàn)：產(chǎn)甲烷菌、極端嗜鹽菌和嗜熱嗜酸細菌的16SRNA譜既不同于真細菌，也不同于真核生物。由于這些細菌的生活條件與地球上生命出現(xiàn)的初期的環(huán)境相似，因此他們建議把這些細菌從細菌中獨立出來并命名為古細菌（archaebacteria）。第41頁/共48頁一、古細菌的特點

1、細胞壁沒有肽聚糖，而含“假肽聚糖"，假肽聚糖不含胞壁酸，DAP和D型AA。2、細胞膜中的脂類不是磷脂而是甘油與植烷基以醚鍵連接。3、16SRNA有較強的保守性。古細菌與真細菌相比，它們的細胞構造具有如下特點：

古細菌的細胞形態(tài)有桿狀、球狀、螺旋狀和擬八疊球狀，它們生活在嚴格厭氧或極端嗜鹽或嗜酸熱的極端環(huán)境條件下。第42頁/共48頁二、古細菌的代表產(chǎn)甲烷細菌

產(chǎn)甲烷細菌是一類嚴格厭氧,能利用簡單的C1、C2化合物（CO2

、甲酸、甲醇、甲胺和乙酸）生長并產(chǎn)生甲烷的古細菌，產(chǎn)甲烷細菌含有特殊的輔酶

F420，因此幾乎所有的產(chǎn)甲烷菌在熒光顯微鏡下鏡檢都有自發(fā)熒光。

甲烷桿菌屬（Methanobacterium）是產(chǎn)甲烷菌的典型代表。細胞桿狀,常連成絲,G-，用H2、

CO