第二章原核为微生

第二章原核为微生物第一节 细菌第二节 古菌第三节 放线菌第四节 蓝细菌第五节 螺旋体第六节 立克次氏体和支原体第一节 细菌一、细菌的个体形态与大小细菌（ Bacteria）有四种形态：球状、杆状、螺旋状和丝状。分别叫球菌、杆菌、螺旋菌和丝状菌。（一）细菌的形态1.球菌 2.杆菌 3.螺旋菌 4.丝状菌（二）细菌的大小细菌形体微小，通常以微米（ m； 1m 1 l000mm）为测量单位。须用显微镜放大数百至上千倍才能看到。一般球菌的直径约 lm，中等大小的杆菌长 2 3m，宽 0.3 0.5m。菌龄与环境等因素对菌体大小有影响。 细菌示意图细菌的各种形态二、细菌的细胞结构细菌是单细胞的。所有的细菌均有如下结构：细胞壁、细胞质膜、细胞质及其内含物、细胞核物质。部分细菌有特殊结构：芽孢、鞭毛、荚膜、粘液层、菌胶团、衣鞘及管和作用层片等。（一）细胞壁1.细胞壁的化学组成与结构细菌分为革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌两大类，两者的化学组成和结构不同。G+细胞壁厚，结构简单，含肽聚糖、磷壁酸含少量蛋白质和脂肪。 G-细胞壁薄，结构较复杂，分外壁层（外层是脂多糖、中间是磷脂层、内层是蛋白质）和内壁层（含肽聚糖，不含磷壁酸）。2.细菌细胞壁的生理功能（ 1）保护原生质体免受渗透压引起破裂的作用（ 2）维持细菌的细胞形态（ 3）细胞壁是多孔结构的分子筛，阻挡某些分子进入和保留蛋白质在间质（ 4）细胞壁为鞭毛提供支点，使鞭毛运动细菌结构图（二）原生质体原生质体包括细胞质膜、细胞质及其内含物、细胞核物质。1.细胞质膜：是紧贴在细胞壁的内侧而包围细胞质的一层柔软而富有弹性的薄膜，是半渗透膜。2.细胞质及内含物内含物 核糖体、内含颗粒3.拟核：细菌因没有核膜和核仁，故称为原始核或拟核。（三）荚膜、粘液层、菌胶团和衣鞘1.荚膜：是一些细菌在细胞表面分泌的一种粘性物质，把细胞壁完全包围封住。2.粘液层：有些细菌不产荚膜，其细胞表面仍可分泌粘性的多糖，疏松地附着在细菌细胞壁表面，与外界没有明显边缘，称为粘液 层。3.菌胶团：有些细菌由于其遗传特性决定，细菌之间按一定的排列方式互相粘集在一起，被一个公共荚膜包围成一定形状的细菌集团。4.衣鞘：水生境中的丝状均多数有衣鞘。荚膜。粘液层、衣鞘和菌胶团对染料的亲和力极低，很难着色，都用衬托发染色。（四）芽孢某些细菌在它的生活史中的某个阶段或某些细菌在它遇到外界不良环境时，在其细胞内形成一个内生孢子。所有的芽孢都可抵抗外界不良环境。（五）鞭毛有细胞质膜上的鞭毛基粒长出穿过细胞伸向体外的一条纤细的波浪状的丝状物。三、细菌的培养特征1.细菌在固体培养基上的培养特征2.细菌在半固体培养基中的培养特征3.细菌在明胶培养基中的培养特征4.细菌在液体培养基中的培特征四、细菌的物理化学性质（一）细菌表面电荷和等电点等电点：氨基酸是两性电解质，在碱性溶液中表现出带负电荷，在酸性溶液中表现出带正电荷，在某一定 pH溶液中，氨基酸所带的正电荷和负电荷相等时的 pH，称为该氨基酸的。细菌带负电：细菌培养液的 pH值若比细菌的等电点高，细菌的游离氨基手抑制，游离羟基电离，细菌则带负电。如果培养液的 pH比细菌的等电点地细菌的游离羟基受抑制，斜面培养基上的菌台特征游离氨基电离，细菌带正电。在一般的实验中，细菌多处于偏碱性、中性和偏酸性，都高于细菌的等电点，所以说细菌表面总是带负电荷。加上细菌细胞壁的；磷壁酸含有大量酸性较强的磷酸基，更加导致细菌表面带负电。（二）细菌的染色原理及染色方法1. 细菌的染色原理细菌菌体无色透明，在显微镜下由于菌体与其背景反差小，不易看清菌体的形态和结构。用染色液染菌体，以增加菌体与背景的反差，在显微镜下则可清楚看见菌体的形态。2. 染色方法简单染色、复杂染色、革兰氏染色（三）细菌悬液的稳定性细菌在液体培养基中的存在状态有：稳定型（ S）不稳定型（ R）（四）细菌悬液的浑浊度细菌体呈半透明状态，光线照射菌体时，一部分光线透过菌体，一部分光线被折射。所以，细菌悬液呈现浑浊现象。（五）细菌的多相胶体性质（六）细菌的比表面积细菌体积微小，但其有巨大的比表面积。（七）细菌的密度和重量细菌的密度在 1.07 1.19之间，细菌的密度与菌体所含的物质有关。将群体细菌的质量除以细菌的数目即得每个细菌的重量，单个细菌的的质量约为 110-9 110-10mg。第二节 古菌一、定义古细菌 (archaeobacteria)（又可叫做古生菌、古菌、古核细胞或原细菌） 是一类很特殊的细菌，多生活在极端的生态环境中。具有 原核生物的某些特征，如无核膜及内膜系统；也有 真核生物 的特征，如以甲硫氨酸起始蛋白质的合成、核糖体对 氯霉素 不敏感、 RNA聚合酶 和 真核细胞 的相似、 DNA具有内含子并结合组蛋白；此外还具有既不同于 原核细胞 也不同于真核细胞的特征，如：细胞膜中的脂类是不可皂化的； 细胞壁 不含肽聚糖，有的以蛋白质为主，有的含杂多糖，有的类似于 肽聚糖 ，但都不含胞壁酸、 D型氨基酸和二氨基庚二酸。 古细菌示意图一二、古菌的特点1.古菌的形态细胞很薄，扁平。有精确的方角和垂直的边构成直角几何形态的细胞。2.古菌的细胞结构在细胞结构上，大多数古菌的细胞壁不含二氨基庚二酸和胞壁酸。他的组分大多数是蛋白质，蛋白质是酸性的。脂类是非皂化性甘油二醚的磷脂和糖脂的衍生物。3.代谢古菌在代谢过程中有许多特殊的辅酶，如绝对厌氧的产甲烷菌有辅酶 M、 F420、 F430等。4. 呼吸类型它们多数为严格厌氧、兼性厌氧，还有专性好氧。5.繁殖速度古菌的繁殖速度较慢，进化速度也比细菌慢。6.生活习性大多数古菌生活在极端环境，如盐分高的湖水中，极热、极酸和绝对厌氧的环境。它有特殊的代谢途径，有的古菌还有热稳定性和其他特殊酶。 古菌示意图二三、古菌的分类（一）从 rRNA进化树上，古菌分为两类：泉古菌 (Crenarchaeota) 和广古菌 (Euryarchaeota)。另外未确定的两类分别由某些环境样品和由 Karl Stetter发现的奇特的物种纳古菌 (Nanoarchaeumequitans)构成。 （二）按照古菌的生活习性和生理特性，古菌可分三大类：1. 产甲烷菌产甲烷菌是专性厌氧菌，能利用 CO2使 H2氧化，生成甲烷，同时释放能量。 CO2 4H2CH4 2H2O能量 产甲烷菌的细胞结构细胞结构：细胞封套（包括细胞避、表面层、鞘和荚膜）、细胞质膜、原生质和核质。产甲烷菌有 G 菌和 G ，它们的细胞壁结构和化学组分有所不同，也是与真细菌的区别电。古菌详细的系统发育树 产甲烷菌的培养方法产甲烷菌是专性厌氧菌，它的分离和培养等的操作均需要在特殊的环境和用特殊的技术进行。目前最好的是厌氧手套箱，它由四部分组成： 附有手套的密闭透明薄膜箱 附有两个可分开启用的可抽真空的金属空气隔离箱 真空泵 氢和高纯的供应系统2.嗜热嗜酸菌 嗜热嗜酸菌包括古生硫酸还原菌和极端嗜热古菌。 特点：专性嗜热、好氧、兼性厌氧、严格厌氧、革兰氏阴性、杆状或球状。 最适生长温度在 70 105之间。嗜酸性和嗜中性，自养或异样生长。大多数种是硫代谢菌。3.极端嗜盐古菌极端嗜盐古菌和细菌不同它对 NaCl有特殊的适应性和需要性。它们栖息在高盐环境如盐场、天然盐湖或高盐腌渍食物如鱼和肉类。通常极端嗜盐古菌的需盐下限为 1.5mol/L约 9的 NaCl，大多数种嗜热嗜酸菌示意图所需要 NaCl为 2 4mol/L约 12 23，虽然有些种在极低盐度细生长，但实际上有的极端嗜盐古菌能在 5.5mol/L的 NaCl（为 32，实为饱和状态）下生长。它们的细胞结构呈链状、杆状或球状。革兰氏阴性或阳性，好氧或兼性厌氧，化能有机营养型。有嗜中性或嗜碱性的，嗜中温或轻度嗜热，生长温度可搞到 55 。 RNA聚合酶属 ABB型。它们的细胞壁不含二氨基庚二酸和胞壁酸，其成分主要含脂蛋白，其荚膜含 20类脂。极端嗜盐菌要靠钠、氯和镁离子维持细胞结构和硬度，需要 1.5mol/L或以上氯化钠。盐球菌属虽然要求高盐生长，但它在较低的盐浓度中任能维持正常的细胞形态。化能异养，呼吸代谢，从不发酵。生长温度范围在 30 55 之间，最适生长温度 37 。生长 pH为 5.5 8.0，最适生长 pH为 7.7 7.4。 极端嗜盐古菌示意图第三节 放线菌 一、放线菌的形态和大小 1、形态：放线菌的菌体由纤细的长短不一的菌丝组成，菌丝分支为单细胞。营养菌丝 2、分类 ： 气生菌丝孢子丝孢子的表面结构、形状及颜色在一定条件下比较稳定，是鉴定菌种的重要依据。 二、放线菌的繁殖1） .以无性孢子为主三 放线菌代表菌属枝动菌属、链霉菌属、诺卡氏菌属、放线菌属、链饱囊属、小单包菌属G+G+分生孢子2） .种类 包囊孢子菌丝片段第四节 蓝细菌一、意义： 蓝细菌是古老的生物，在 50亿年前，地球上是无氧的环境。使地球由无氧环境转为有氧环境是由于蓝细菌出现并产氧所致。色球藻纲：包括色球藻属、微囊藻属、口腔球水藻 属于等 二、蓝藻门：藻殖段纲：包括颤藻属、念珠水藻、筒孢藻属、胶须藻属、鱼腥藻属及单歧藻属等 鱼腥藻属在富营养化水体中形成水华三、特点： 细菌有颜色 古老的微生物之一 分布广 形体差异大第五节 螺旋体 螺旋体 (Spirochaeta)细长、柔软、弯曲呈螺旋状的运动活泼的单细胞原核生物。全长 3 500微米，具有细菌细胞的所有内部结构。 由核区和细胞质构成原生质圆柱体，柱体外缠绕着一根或多根轴丝。轴丝的一端附着在原生质圆柱体近末端的盘状物上，原生质圆柱体和轴丝都包以外包被，轴丝相互交叠并向非固着端伸展，超过原生质圆柱体，类似外部的鞭毛，但具外包被。 用暗视野显微镜观察含活菌的新鲜标本，可看到运动活泼的螺旋体。运动有三种类型：绕螺旋体的长轴迅速转动、细胞屈曲运动以及沿着螺旋形或盘旋的线路移动。 横断分裂繁殖；化能异养；好氧、兼性厌氧或厌氧；自由生活、共栖或寄生，有些种是致病菌。 螺旋体广泛分布在自然界和动物体内，分 5个属：包柔氏螺旋体属（ Borrelia），又名疏螺旋体属、密螺旋体属（ Trepon螺旋体示意图螺旋体示意图ema）、钩端螺旋体属（ Leptospira）、脊螺旋体属（ Cristispira）、螺旋体属（ Spirochaeta）。前三属中有引起人患回归热、梅毒、钩端螺旋体病的致病菌，后二属不致病 。疏螺旋体属（ borrelia）有 5 10个稀疏而不规则的螺旋，其中对人致病的有回归热螺旋体及奋森氏螺旋体，前者引起回归热，后者常与棱形杆菌共生，共同引起咽峡炎，溃疡性口腔炎等。密螺旋体属 (treponema)有 8 14个较细密而规则的螺旋，对人有致病的主要是梅毒螺旋体、雅司螺旋体、品他螺旋体，后二亦通过接触传播但不是性病。钩端螺旋体属 (leptospira)螺旋数目较多，螺旋较密，比密螺旋体更细密而规则，菌体一端或两端弯曲呈钩状，本属中有一部分能引起人及动物的钩端螺旋体病。 螺旋体属示意图梅毒螺旋体的超微结构第六节立克次氏体和支原体 一、立克次氏体：包括立克次氏体目及衣原体目都是寄生的。 （一）立克次氏体 ： 水克次氏体的细胞结构与细菌相似，细胞壁含胞壁酸和二氨基庚三酸，菌体含 RNA和 DNA，特点与细菌相似。 形状 : 短杆状、球状、丝状。 不能通过细菌过滤器，不产生芽孢，不具鞭毛，不运动，革兰氏染色阴性反应。 传染病有流行斑疹、伤寒等。（二）衣原体衣原体呈球形，为革兰氏染色阴性反应，细胞