第一章+原核微生物03

学习目标：熟悉放线菌的菌丝形态特征、繁殖方式，培养特征；了解蓝细菌、 “三体 ”、古生菌的典型特征。特殊的原核微生物第二节 放线菌1. 什么是放线菌（ actinomycetes）？其菌落中菌丝常从一个中心向四周辐射状生长。Streptomyces coelicolor一类主要呈菌丝状生长和以孢子繁殖的陆生性较强的革兰氏阳性细菌。2、为什么属于原核生物？ 放线菌的菌丝为单细胞，直径类似杆菌，约 1 m； 有原核，核糖体为 70S； 细胞壁主要成分是肽聚糖，不含纤维素，几丁质，革兰氏染色阳性，对溶菌酶敏感。 最适生长 pH值近中性或微碱性，与细菌相近而不同于真菌 (一般偏酸性 )； 凡能抑制细菌的抗生素也能抑制放线菌，而抑制真菌的抗生素对放线菌无抑制作用； 有的放线菌产生有鞭毛的孢子，其鞭毛结构与细菌鞭毛相同。放线菌实际上是属于细菌范畴内的原核微生物，只不过其细胞形态为分枝状菌丝。3、分布特点及与人类的关系放线菌极其广泛地存在于自然界，土壤中最多，其代谢产物使土壤具有特殊的泥腥味。 量达 107/g产生抗生素等生理活性代谢产物（ 链霉菌属， 1万 75% ） ;生物固氮（ Frankia 与杨梅形成放线菌根瘤）具有较强的分解复杂有机物的能力，对于土壤肥力的提高也有重要作用。少数寄生型放线菌可引起人、动物、植物的疾病。 某些放线菌属菌种引起动物放线菌病（皮肤、脑、肺和足部感染），某些诺卡氏菌属种引起人和动物的诺卡氏菌病； 马铃薯疮痂病菌(Streptomyces scabies)引起马铃薯的疮痂病。马铃薯疮痂病 (Streptomyces scabies) 一、放线菌的形态与结构1、链霉菌属 (Streptomyces）菌体形态与结构 菌丝状，按形态和功能分为营养菌丝、气生菌丝和孢子丝三种 。匍匐生长于培养基内，又称基内菌丝。吸收营养和排泄代谢废物。一般无隔膜，多核单细胞，直径 0.2-0.8 m 。营养菌丝发育到一定阶段，伸向空间形成气生菌丝，叠生于营养菌丝上，可覆盖整个菌落表面。在光学显微镜下观察，颜色较深，直径较粗（ 1-1.4 m ）， 有的产色素。1.营养菌丝2.气生菌丝3.孢子丝气生菌丝发育成熟，分化形成孢子丝，又称产孢丝或繁殖菌丝。其形状和排列方式常作为放线菌分类的依据。二、生长与繁殖繁殖方式孢子分生孢子孢囊孢子基内菌丝断裂菌丝任何菌丝断裂孢子丝成熟后通过两种横隔分裂方式分化形成分生孢子。 Streptomyces等 大多数种类 。1.分生孢子b细胞壁与细胞质膜同时内陷 a细胞质膜内陷分生孢子形状和表面文饰是放线菌菌种鉴定的主要依据。孢囊链霉菌属： 气生菌丝盘卷形成孢囊，其间产生横隔，产生孢囊孢子 (无鞭毛）（不游动孢子）。2. 孢囊孢子游动放线菌属： 基内菌丝形成孢囊，其间产生横隔，产生孢囊孢子 (有鞭毛）（游动孢子）。3、基内菌丝断裂液体通气培养时，各种放线菌可由菌丝断裂的片段，形成新菌丝体。如果静置培养，培养物表面往往形成菌膜，膜上也可生出孢子。4. 任何菌丝片段诺卡氏菌属当营养菌丝成熟后，会以横割分裂方式突然产生形状、大小较一致的杆菌状、球状或分枝状的分生孢子。三、菌落 形态菌落形态能产生大量分枝和气生菌丝的菌种 （ 如链霉菌 ）不能产生大量菌丝体的菌种（ 如诺卡氏菌 ）小型、干燥、不透明、致密丝绒状，表面干粉质、呈孢子颜色、正反面颜色不一致；不易挑起或挑起后不易破碎；粘着力差，粉质，针挑起易粉碎Streptomyces coelicolor第三节 蓝细菌（ Cyanobacteria）1、概念也称蓝藻或蓝绿藻 ， 是一类进化历史悠久， G-，无鞭毛，含有叶绿素 a、能进行产氧型光合作用的大型原核微生物。曾归于藻类，因与高等植物一样具有光合色素（叶绿素 a ）和光合系统 ，能进行产氧型光合作用。与真核藻类的本质区别：蓝细菌无叶绿体，无真核，有 70S核糖体，细胞壁中含有肽聚糖，对青霉素和溶菌酶十分敏感。2、特性1）分布极广；2）细胞形态差异极大，分为 5群；3）细胞中含有叶绿素 a， 进行产氧型光合作用；4）具有 G-典型细胞结构：细胞核无核膜，细胞壁双层，含肽聚糖，革兰氏染色阴性。5）营养极为简单，不需要维生素，以硝酸盐或氨作为氮源，多数能固氮，其异形细胞（ heterocyst） 是进行固氮的场所。6）分泌粘液层、荚膜或形成鞘衣，具有很强的抗干旱能力。7）无鞭毛，但能在固体表面滑行，进行光趋避运动。8）许多种类细胞质中有气泡，使菌体漂浮，保持在光线最充足的地方，以利光合作用。2、特性3、细胞特化形式(1)异形胞 (heterocyst)：固氮功能异形胞 (H)和静息孢子 (A)(2)静息孢子 (akinete)：休眠功能蓝细菌的营养细胞和异形孢 （ 1） 二分裂或复分裂： 单细胞种类（ 2） 链丝段 (hormogonium)：丝状蓝细菌（ 3） 内孢子 (endospore)：管胞蓝细菌属4、蓝细菌的繁殖与培养特征蓝细菌液体培养通常不浑浊。无性繁殖：是种类十分庞杂的古老的原核生物，它在地球发展史上使得地球大气由无氧状态变为有氧状态，为生物的进化做出了重要贡献。是 生物进化史上的 “先锋生物 ”。蓝细菌具有对不良环境的高度抵抗力和普遍的固氮能力，因此还可生长在贫瘠的沙质海滩和荒漠的岩石上。 5、蓝细菌生物学意义蓝细 菌可与某些植物 如蕨 类 Azolla（ 满 江 红 属）的叶腔中，裸子植物 Cycas（ 苏铁 属）和 Gunnera（根乃拉草属）的根中 等 进 行共生， 为 共生生物提供氮素 营 养。（ 1）生态价值发菜念珠蓝细菌（ Nostoc flagelliforme）和地耳（ N. commune）可食用。盘状螺旋蓝细菌（ Spirulina platensis），最大螺旋蓝细菌 (S . maxima) 开发成 “螺旋藻 ”产品。（ 2） 经济价值螺旋 蓝细 菌（ 100g）的主要成分 (g)一般成分 色素成分 矿 物 质蛋白 质 50 70 叶 绿 素 0.8 2 钙 0.1 0.4脂肪 6 9 类 胡 萝 卜素 02 0.4 铁 0.05 0.1糖 15 20 蓝细 菌青蛋白 3.5 7 钾 1 2纤维 2 4 镁 0.2 0.3灰分 6 8 磷 0.5 1水分 2 5 小分子多糖 3维 生素 类胡 萝 卜素 0.1 0.2 VitB6 0.5-0. 8mg 肌醇 0.04 0.1VitA. 0.1-0.2 VitB12 1-1.6mg VitPP 0.305VitB1 1.5-4mg VitC 1.2-1.6mg 亚 麻酸 0.8 1.3VitB2 0.003-0.005 VitE 0.005-0.02 泛酸 钙 0.001VitB3 0.01-0.014 VitK1 0. 5-2mg 叶酸 0.05mg经济 微生物学 .陈 声明 .成都科技大学出版社 .1997.p288（ 3） 污染湖泊中发生 “赤潮 ”及 “水华 ” 。Bloom of Cyanobacteria and Algae in a Eutrophic Pond 第四节 支原体、立克次氏体、衣原体支原体（ Mycoplasma）立克次氏体（ Rickettsia）衣原体（ Chlamydia）寄生性，革兰氏阴性细菌，大小和特性均介于通常的细菌与病毒之间。一、支原体支原体 (mycoplasma)是一类无细胞壁的能离开活细胞独立生长繁殖的最小型原核细胞型微生物。1、形态大小细胞很小，直径约为 0.15 0.3m，一般为 0.25m左右，光学显微镜下勉强可见， 能透过细菌滤器 。被认为是整个生物界中尚能找到的 能独立营养的 最小型生物。 细胞多形，易变，呈球状或长短不一的丝状及分枝状。肺炎支原体（ Mycoplasma pneumoniae）电镜照片，显示其多形性。（ a）透射电镜照片（ X47， 880）；（ b）扫描电镜照片（ X26， 000）。（ 1）缺乏细胞壁，细胞柔软 。 对渗透压敏感，对抑制细胞壁合成的青霉素、环丝氨酸等抗生素不敏感等。2、细胞结构特点（ 2） 细胞膜含 hopaniods类甾醇，对两性霉素、制霉菌素等多烯类抗生素十分敏感。对破坏细胞膜结构的表面活性剂、脂溶剂极为敏感。（ 3）基因组很小，仅在 0.6 1.1Mb左右，基因数目少。肺炎支原体只有 0.81Mb，生殖道支原体582790 bp。（最简单的细胞生命？）一般以二等分裂方式进行繁殖。寄生或腐生。能在含血清、酵母膏或甾醇等营养丰富的培养基上生长。“油煎蛋 ”状3、繁殖与培养特征固体培养特征：菌落小，直径一般仅为 0.1 1.0mm，呈特有的 “油煎蛋 ”状。液体培养特征：不混浊。立克次氏体 是大小介于通常的细菌与病毒之间，在许多方面类似细菌，专性活细胞内寄生的原核微生物。二、立克次氏体（ Rickettsia）1、概念H. T. Ricketts 1909年，首次发现斑疹伤寒的病原体，并因研究此病而牺牲， 1916年人们以他的名字命名这类病原体作为纪念。2、特性1） G-，有壁，细胞较大（ 0.3 0.6 m 0.8 2 m） ,光镜下清晰可见。2）产能代谢途径不完整，专性活细胞内寄生，宿主一般为节肢动物（人 /鼠虱、蚤），可从伤口侵入人体。只能在组织培养物（鸡胚、细胞系）上生长繁殖。3）对热敏感（ 56 以上 30min即可杀死），对四环素，青霉素等抗生素敏感。4）基因组很小， 1.1Mb。 如 Rickettsia prowazeki的基因组为1.1Mb，仅含 834个基因。5）致病性：在宿主血细胞中大量增殖，并产内毒素。3）从一种宿主传至另一宿主的特殊生活方式主要以节肢动物（虱、蜱、螨等）为媒介，寄生在它们的消化道表皮细胞中，然后通过节肢动物叮咬和排泄物传播给人和其他动物。生活史中必须由蚤、螨等吸血节肢动物作为媒介，在动物间传代，因此立克次氏体也被称为 “虫媒微生物 ” 。鼠蚤 鼠蚤鼠鼠人人 虱人 虱人莫氏立克次氏体致地方性斑疹伤寒的传播方式：三、衣原体（ chlamydia）衣原体是一类在真核细胞内营专性能量寄生的小型G-原核生物。沙沙 眼眼195