第二章 微生物的形態(tài)和分類1 2011

第二章微生物的形態(tài)和分類北京林業(yè)大學(xué)林化教研室人體體液酸堿度與健康人體呈弱堿性7.35-7.45；人體細(xì)胞最佳運(yùn)作狀態(tài)7.40；體液為酸性會(huì)導(dǎo)致疾病多發(fā)-高血壓、肥胖、甚至于癌癥等等；煙草對(duì)水質(zhì)的影響康師傅礦物質(zhì)水開(kāi)水房飲用水將煙草煙氣吐入燒杯晃動(dòng)后—水顏色由淺藍(lán)變?yōu)闇\黃主要內(nèi)容2.1微生物在生物界中的地位2.2微生物的分類和命名2.3原核微生物2.4真核微生物2.5非細(xì)胞型微生物Whittaker的五界分類系統(tǒng)2.1微生物在生物界中的地位我國(guó)學(xué)者王大耜（si）增設(shè)一個(gè)病毒界稱為六界系統(tǒng)

三域?qū)W說(shuō)2.2微生物的分類與命名2.2.1微生物的分類依據(jù)與方法2.2.2微生物的分類單元2.2.3微生物的命名2.2.1微生物的分類依據(jù)和方法微生物分類的具體任務(wù)：分類、鑒定與命名。微生物分類鑒定步驟：

1）得到其純培養(yǎng)物；

2）測(cè)定一系列必要鑒定指標(biāo)（形態(tài)特征；生理生化特征、生態(tài)特征、免疫特征和遺傳特征等）;3）查找權(quán)威檢索表或鑒定手冊(cè)?！号两苁霞?xì)菌鑒定手冊(cè)』『真菌鑒定手冊(cè)』

微生物的分類方法一、傳統(tǒng)分類法二、遺傳特征分類法三、化學(xué)特征分類法四、數(shù)值分類法目前應(yīng)用最多的是傳統(tǒng)分類法和遺傳分類一、傳統(tǒng)分類法根據(jù)微生物形態(tài)、生理生化、生態(tài)和抗原等表型特征進(jìn)行分類的方法。（一）形態(tài)特征

1．個(gè)體形態(tài)特征

2．群體形態(tài)特征（1）平板上的菌落特征（2）液體培養(yǎng)特征（二）生理生化特征1．營(yíng)養(yǎng)來(lái)源：利用營(yíng)養(yǎng)的能力。包括碳源、能源、氮源、無(wú)機(jī)鹽以及生長(zhǎng)因子。2．代謝產(chǎn)物：產(chǎn)酸、產(chǎn)氣等。包括反應(yīng)類型和酶。3．抗逆性：對(duì)噬菌體、抗生素、染料等抗微生物因子的反應(yīng)也是分類鑒定的依據(jù)。（三）生態(tài)特征包括微生物的天然生境以及與微生物生活相關(guān)連的環(huán)境因子。

1．氧氣

2．溫度

3．pH4．鹽度

5．與其他生物之間的寄生和共生關(guān)系：二、遺傳特征分類從外部形態(tài)、生理生化反應(yīng)到細(xì)胞內(nèi)部，如核酸、蛋白質(zhì)等，觸及生物的化學(xué)本質(zhì)。（一）核酸分析：DNA的G+C值是恒定的。（二）DNA雜交試驗(yàn)（三）細(xì)胞壁成分分析-放線菌的分類（四）紅外光譜2.2.2微生物的分類單元界門(mén)綱目科屬種常用的幾種分類概念種：親緣關(guān)系較近的微生物有機(jī)體的集合，它們?cè)谶M(jìn)化發(fā)育階段上有一定的共同形態(tài)和生理特征?，F(xiàn)代分類學(xué)上規(guī)定種內(nèi)菌株的DNA同源性≧70%小種（亞種）：實(shí)驗(yàn)室中獲得的微生物變異型稱為小種或亞種。菌株（品系）：來(lái)源不同的同種微生物的純培養(yǎng)，均可稱為菌株。命名的方法：國(guó)際法規(guī)命名，即林奈所創(chuàng)立的雙名法。雙名法的規(guī)則：微生物的學(xué)名依屬和種而命名，由兩個(gè)拉丁字或希臘字或拉丁化了的其它文字組成，屬名在前，為名詞，開(kāi)頭字母大寫(xiě)，是該微生物的主要特征。種名在后，為形容詞。如：Stapylococcusaureus,Streptomycesalbosporeus(Krainsky)WaksmanetHenrici,Micrococcussp.(spp.),Bacillussubtilisvar.niger2.2.3微生物的命名需要牢記的一些微生物學(xué)名大腸桿菌:Escherichiacoli枯草桿菌Bacillussubtilis金黃色葡萄球菌Staphylococcusaureus釀酒酵母:Saccharomycescerevisiae灰色鏈霉菌Streptomycesgriseus產(chǎn)黃青霉:penicilliumchrysogenum主要內(nèi)容2.1微生物在生物界中的地位2.2微生物的分類和命名2.3原核微生物2.4真核微生物2.5非細(xì)胞型微生物微生物（病毒）古生菌（Archaea）細(xì)菌（Bacteria）真菌（酵母、霉菌、蕈菌等）、單細(xì)胞藻類、原生動(dòng)物等非細(xì)胞型細(xì)胞型原核微生物真核微生物（Eukarya）細(xì)菌又稱真細(xì)菌，包括普通細(xì)菌、放線菌、藍(lán)細(xì)菌、枝原體、立克次氏體和衣原體等古生菌在進(jìn)化譜系上與真細(xì)菌及真核生物相互并列，且與后者關(guān)系更近，而其細(xì)胞構(gòu)造卻與真細(xì)菌較為接近，同屬于原核生物。原核微生物與真核微生物比較

結(jié)構(gòu)原核微生物真核微生物核膜無(wú)有核仁無(wú)有遺傳物質(zhì)一條裸露的DNA以染色體形式存在Cncnc-micro

細(xì)菌（bacteria）放線菌(actinomycetes）)藍(lán)細(xì)菌(cyanobacteria)其他幾種原核微生物(others)細(xì)菌的形態(tài)觀察細(xì)菌的方法細(xì)菌細(xì)胞的大小細(xì)菌的細(xì)胞構(gòu)造細(xì)菌的繁殖方式Cncnc-micro細(xì)菌（Bacteria）細(xì)菌的群體形態(tài)細(xì)菌的形態(tài)構(gòu)造細(xì)菌細(xì)胞形態(tài)Cncnc-micro球菌(Coccus)桿菌(Bacillus)螺旋菌(Spirlla)其他形狀的細(xì)菌球菌(coccus)Cncnc-micro單球菌雙球菌四聯(lián)球菌八疊球菌葡萄球菌鏈球菌.................................................單球菌（顯微鏡下示意圖）單球菌(singlecoccus)......................................................................雙球菌（顯微鏡下示意圖）雙球菌(doublecoccus)

上：顯微鏡效果下：電鏡照片

四聯(lián)球菌(Micrococcuslactis)八疊球菌(Sarcinaureae)八疊球菌（顯微鏡下示意圖）

葡萄球菌左：電鏡照片右：顯微鏡下的金黃色葡萄球菌葡萄球菌(Staphylococcusaureus)鏈球菌鏈球菌（顯微鏡下示意圖）鏈球菌（電鏡照片）顯微鏡下的桿菌桿菌(bacillus)

電子顯微鏡下的結(jié)核菌（綠色的就是結(jié)核桿菌）桿菌動(dòng)物宿主細(xì)胞感染桿菌瀕臨死亡

電鏡照片鏈桿菌鏈顯微鏡下的鏈桿菌螺旋菌（Spirlla)

弧菌(vibrio)

螺菌（spirllum）

螺旋體(spirochaeta)顯微鏡下的螺旋菌

幽門(mén)螺旋菌左：顯微數(shù)碼攝像右：結(jié)構(gòu)示意圖柄細(xì)菌其他形狀的細(xì)菌柄細(xì)菌(Caulobacterbacterroides)變形菌DifferentShapesFig.4.11DifferentShapesFig.4.11觀察細(xì)菌的方法觀察工具觀察方法Cncnc-micro觀察工具（tools）普通光學(xué)顯微鏡暗視野顯微鏡相差顯微鏡熒光顯微鏡電子顯微鏡microorganismscanbeobservedusingamicroscopeCncnc-micro用顯微鏡觀察細(xì)菌的方法活體觀察染色觀察壓滴法懸滴法菌絲埋片法細(xì)菌染色法死菌正染色負(fù)染色：簡(jiǎn)單染色法鑒別染色法

革蘭氏染色法

抗酸性染色法芽孢染色法莢膜染色法等

活菌:用美藍(lán)或TTC（氯化三苯基四唑）等作活菌染色

姬姆薩染色法染色觀察Cncnc-micro甲菌乙菌初染結(jié)晶紫媒染碘液脫色乙醇復(fù)染沙黃紫色（G＋）紅色（G-）革蘭氏染色步驟示意圖細(xì)胞壁與革蘭氏染色細(xì)菌電子顯微鏡照片細(xì)菌細(xì)胞的大小普通光學(xué)顯微鏡下用測(cè)微尺測(cè)細(xì)菌大小細(xì)菌細(xì)胞的大小細(xì)胞的大小是細(xì)菌分類特征不同細(xì)菌細(xì)胞大小不同同一細(xì)菌的不同菌齡細(xì)胞大小不同細(xì)菌細(xì)胞大小還與營(yíng)養(yǎng)等因素相關(guān)細(xì)胞大小的測(cè)量結(jié)果只是近似值或平均值細(xì)菌細(xì)胞的結(jié)構(gòu)

細(xì)菌細(xì)胞的結(jié)構(gòu)細(xì)胞壁細(xì)胞壁以內(nèi)的構(gòu)造—原生質(zhì)體細(xì)胞壁以外的構(gòu)造Cncnc-micro細(xì)胞壁（cellwall)Cncnc-micro細(xì)胞壁的結(jié)構(gòu)細(xì)胞壁的功能細(xì)胞壁的化學(xué)組成細(xì)胞壁與革蘭氏染色無(wú)壁細(xì)胞與原生質(zhì)體細(xì)菌細(xì)胞壁（cellwall）的結(jié)構(gòu)肽聚糖細(xì)胞質(zhì)膜外壁層Grampositivebacteria,G+Gramnegativebacteria,G—細(xì)菌的細(xì)胞壁(粉紅色以外的部分)CellWallsofBacteriaPeptidoglycanisfoundonlyinbacteriaKeepscellsfromlysing,duetoturgorpressure肽聚糖質(zhì)膜外壁層周質(zhì)空間革蘭氏陽(yáng)性革蘭氏陰性細(xì)胞壁拋面結(jié)構(gòu)細(xì)胞壁的功能固定細(xì)胞外形協(xié)助鞭毛運(yùn)動(dòng)保護(hù)細(xì)胞免受外力的損傷為正常細(xì)胞分裂所必需阻攔有害物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞與細(xì)菌的抗原性、致病性和對(duì)噬菌體的敏感性密切相關(guān)Cncnc-microStructureofpeptidoglycanN-acetylglucosamineN-acetylmuramicacidb-(1,4)linkagesL-alanineD-glutamicacidmeso-diaminopimelicacidD-alaninepeptidebondCH3-CH-C=0CH2OHOCH2OHOOHONHHC-C-CH3

C=0nNHCOOH-C-H(CH2)2

C=0NHH-C-(CH2)-NH2

NHC=0CH3-C-HCOOHL-AlaD-GluL-LysD-AlaG+細(xì)胞壁肽聚糖單體結(jié)構(gòu)MGDPA革蘭氏陰性菌細(xì)胞壁肽聚糖的一個(gè)重復(fù)單位肽聚糖（Peptidoglycan)結(jié)構(gòu)中短肽的連接形式E.coli(左）與C.poinsettiae(右）肽聚糖中的肽橋G＋`G－細(xì)胞壁成分的區(qū)別Cncnc-micro成分肽聚糖磷壁酸類脂質(zhì)蛋白質(zhì)占細(xì)胞壁干重的%含量很高（30-95）含量較高（<50）一般無(wú)（<2）0含量很低（5-20）0含量較高（-20）含量較高G＋

G－磷壁酸(Teichoicacids)結(jié)構(gòu)磷壁酸(Teichoicacids)結(jié)構(gòu)壁磷壁酸膜磷壁酸種類磷壁酸的功能因帶負(fù)電荷，故可與環(huán)境中的Mg＋等陽(yáng)離子結(jié)合，提高這些離子的濃度，以保證細(xì)胞膜上一些合成酶維持高活性的需要。保證革蘭氏陽(yáng)性致病菌與其宿主間的粘連賦于革蘭氏陽(yáng)性細(xì)菌以特異的表面抗原提供某些噬菌體以特異的吸附受體Cncnc-micro貯藏磷原素調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)自溶素（autolysin）的活力防止細(xì)胞死亡LPS類脂A：2個(gè)N－乙酰葡糖胺及5個(gè)長(zhǎng)鏈脂肪酸核心多糖區(qū)O－特異側(cè)鏈：多個(gè)4Hex單位，內(nèi)含半乳糖、鼠李糖

甘露糖、阿比可糖(Abq)等內(nèi)核心區(qū)3個(gè)2－酮－3－脫氧辛糖酸3個(gè)L－甘油－甘露庚糖外核心區(qū)：5個(gè)己糖（Hex），包括葡糖胺、半乳糖、葡萄糖脂多糖（Lipolysaccharide)的組成Cncnc-microROR1、R2一般為3—羥基豆蔻酸CH2OROCH2PO4PO4NH|R1NH|R2OR1、6O—特異側(cè)鏈核心多糖R可有3種：月桂酸基棕櫚酸基豆蔻酰豆蔻酸基類脂A是G-內(nèi)毒素的基礎(chǔ)脂多糖功能是革蘭氏陰性細(xì)菌致病物質(zhì)－內(nèi)毒素的物質(zhì)基礎(chǔ)與磷酸相似，也有吸附Mg+、Ca2+等陽(yáng)離子以提高這些離子在細(xì)胞表面的濃度的用；由于LPS結(jié)構(gòu)的變化，決定了革蘭氏陰性細(xì)胞表面抗原決定簇的多樣性；是許多噬菌體在細(xì)胞表面的吸附受體。Cncnc-micro具有近控制某些物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的部分選擇性屏障功能。細(xì)胞壁與革蘭氏染色甲菌乙菌媒染碘液脫色乙醇復(fù)染沙黃紫色（G＋）紅色(G

-)初染結(jié)晶紫缺壁細(xì)菌實(shí)驗(yàn)室中形成自然界長(zhǎng)期進(jìn)化中形成：支原體自發(fā)缺壁突變：L型