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第一章 原核微生物的形态结构,2019,-,1,第一节 细菌 第二节 放线菌 第三节 蓝细菌 第四节 其他原核微生物,2019,-,2,第一节 细菌,细菌是一类个体微小、结构简单、原核、细胞壁坚韧、主要以二分裂方式繁殖的水生性较强的原核微生物。 细菌的分布极为广泛。土壤是细菌的大本营,水体、空气、物体表面和内部、热泉、盐田等都有细菌存在。,2019,-,3,1.细菌的形态及排列方式,细菌的个体形态:球菌 、杆菌、 螺旋菌。,一、细菌的形态、大小和排列,2019,-,4,(1)球状,细胞个体呈球形或椭圆形,不同种的球菌在细胞分 裂时会形成不同的空间排列方式,常被作为分类依据。,2019,-,5,细菌的排列方式: 球菌:单球菌,一个分裂面,分散存在。 双球菌,一个分裂面,成对排列。 链球菌,一个分裂面,彼此连接呈链状。 四联球菌,两个垂直分裂面,四个细胞成田字。 八叠球菌,三个垂直分裂面,成立方体状。 葡萄球菌,多个分裂面,不定向群集成葡萄状。,2019,-,6,2019,-,7,(2)杆状,细胞呈杆状或圆柱状,一般其粗细(直径)和两 端形状(如圆钝、平直或尖锐等)比较稳定,而长度则 常因培养时间、培养条件不同而有较大变化。,2019,-,8,2019,-,9,杆菌端部特征,2019,-,10,弧菌,螺旋菌,螺旋体菌,(3)螺旋状,2019,-,11,弧菌:,菌体只有一个弯曲,其程度不足一圈, 形似“C”字或逗号,鞭毛偏端生。,蛭弧菌,霍乱弧菌,2019,-,12,螺旋菌:,菌体回转如螺旋,螺 旋数目和螺距大小因 种而异。鞭毛二端生 细胞壁坚韧,菌体较 硬。,2019,-,13,螺旋体菌:,菌体柔软,用于运动的类似鞭毛的轴丝位于细胞外鞘内。,梅毒密螺旋体,运动机制:通过鞭毛的快速旋转,使螺旋表面的螺旋凸纹不断移动,由此推动细胞快速前进,2019,-,14,(4)其他形状 1)特殊形态: 柄杆菌 细胞上有柄、菌丝、附器等细胞质伸出物,细胞呈杆状或梭状,并有特征性的细柄。 一般生活在淡水中固形物的表面,其异常形态能使细菌有效地吸附在颗粒表面,吸收有用的营养物质。,2019,-,15,球衣菌:杆状的细胞呈链状排列在衣鞘内而成为丝状。 支原体:由于只有细胞膜,没有细胞壁,故细胞柔软,形态多变,具有高度多形性。,2019,-,16,2)异常形态 细菌的形态明显地受培养温度、时间、培养基的组成与浓度等环境条件的影响。 畸形:由物化因素引起,阻碍细胞的正常发育 衰颓形:由衰老、营养缺乏、自身代谢产物过多等引起。,结核杆菌的正常形态,结核杆菌的异常形态,2019,-,17,2. 细菌的个体大小 量度细菌大小的单位是m(微米,即10 -6 m),而量度其 亚细胞结构则要用nm(纳米,即 10 -9 m)作单位 细菌的大小范围: 最小:与无细胞结构的病毒相仿(纳米, 50nm) 最大:肉眼可见0.75mm,2019,-,18,大型细菌: 费氏刺骨鱼菌 (0.08 mm x 0.6 mm) (Epulopiscium fishelsoni) 比大肠杆菌大100万 倍 (1985年发现),该菌能克服由扩散作用决定的体积限制,是由于它拥有一个高度卷曲的质膜组成的外层,该结构增加了细胞表面积,并有助于营养物质的运输。,2019,-,19,德国科学家H. N. Schulz等1999年在纳米比亚海岸的海底沉积物 中发现的一种硫磺细菌(sulfur bacterium),其大小可达0.75 mm,Thiomargarita namibiensis,-“纳米比亚硫磺珍珠”,2019,-,20,1999年,芬兰科学家EO Kajander等发现了一种能引起尿结石的纳米细菌,其直径仅为50nm,甚至比最大的病毒更小一些。 这种细菌分裂缓慢,三天才“分裂”一次,是目前所知的最小的具有细胞壁的细菌。,2019,-,21,最大和最小细菌大小悬殊,最大细菌 (Thiomargarita namibiensis) (0.75mm) 10亿100亿倍 最小细菌 (nanobacteria)(50 nm) 纳米细菌,2019,-,22,2019,-,23,(2)大小与重量,细菌的大小测量单位是um,2019,-,24,大小的测量方法,显微镜测微尺,显微照相后根据放大倍数进行测算,2019,-,25,细菌大小测量结果的影响因素,个体差异; 干燥、固定后的菌体一般由于脱水而比活菌体缩短1/3-1/4; 染色方法的影响,一般用负染色法观察的菌体较大; 幼龄细菌一般比成熟的或老龄的细菌大; 环境条件,如培养基中渗透压的改变也会导致细胞大小的变化。 细菌细胞的重量约为1 x 10-91 x 10-10mg,即每克细菌约含110万亿个菌体细胞,2019,-,26,二、细菌细胞的结构,一般结构:一般细菌都有的构造,特殊结构:部分细菌具有的或 一般细菌在特殊环境下才有的,2019,-,27,2019,-,28,(一)细菌细胞的一般构造,细胞壁(cell wall)是位于细胞表面,内侧紧贴细 胞膜的一层较为坚韧,略具弹性的细胞结构。约占干 重的1025%,1. 细胞壁(cell wall),细胞壁的功能: 保护细胞免受机械性或渗透压的破坏; 具有维持细胞形态的作用;与细胞分裂密切相关; 与细菌的抗原性、致病性、对抗生素和噬菌体的敏感性有关; 是鞭毛运动的可靠支点; 具有一定的屏障作用。,2019,-,29,不同细菌细胞壁的化学组成和结构不同,通过革兰氏染色法可将所有的细菌分为革兰氏阳性(G+)细菌和革兰氏阴性(G- )细菌。,2019,-,30,(1)革兰氏染色方法,是C.Gram(革兰)于1884 年发明的一种鉴别不同类 型细菌的染色方法非常 著名的、有用的、在细菌 鉴定中必须用到的方法。,2019,-,31,1用碱性染料结晶紫对菌液涂片进行初染1min,2用碘溶液进行媒染1min ,其作用是提高染料和细胞间的相互作用,从而使二者结合得更牢固。,3用乙醇或丙酮冲洗进行脱色20-30s 。在经历脱色后仍将结晶紫保留在细胞内的为革兰氏阳性细菌,而革兰氏阴性细菌的结晶紫被洗掉,细胞呈无色。,4用一种与结晶紫具有不同颜色的碱性染料对 涂片进行复染5min 。例如沙黄,它使原来无色的革兰氏阴性细菌最后呈现桃红到红色,而革兰氏阳性细菌继续保持深紫色,2019,-,32,2019,-,33,为一层较厚的连续层(2080nm), 由肽聚糖(构成网状骨架)、磷壁酸(垣酸)和其他多糖(构成基质)组成。 肽聚糖:由N-乙酰葡萄糖胺、N-乙酰胞壁酸和四肽尾构成。 交联方式:相邻四肽尾的3、4位氨基酸通过五甘肽桥连接,交联度7075%。,(2)革兰氏阳性细菌的细胞壁成分(以金黄色葡萄球菌为例),2019,-,34,n,(M),(G),革兰氏阳性细菌细胞壁肽聚糖的单体图解 左:简化的单体分子间的连接;右:单体的分子构造。,2019,-,35,肽聚糖是由多糖链经短肽相交联而形成的网络状分子 ,是真细菌细胞壁特有的成分,构成细菌细胞壁坚硬的骨架部分。,肽桥交联,多糖链,2019,-,36,磷壁酸,又名垣酸。是革兰氏阳性菌细胞壁基质中的特有成分,约为细胞壁干重的50%,以磷酸二酯键连接于NAM的第六位碳原子上。,Teichoic Acids(磷壁酸),2019,-,37,磷壁酸的主要生理作用:,因带负电荷,故可与环境中的Mg2+等阳离子结合,提高这些离子的浓度,以保证细胞膜上一些合成酶维持高活性的需要; 对一些革兰氏阳性致病菌(如A族链球菌)而言,可借此(主要为膜磷壁酸)与其宿主粘连; 赋予革兰氏阳性菌以特异的表面抗原; 是某些噬菌体特异性吸附受体; 储存磷元素; 调节细胞内自溶素的活力,避免细胞因自溶而死亡。,2019,-,38,(3)革兰氏阴性细菌的细胞壁成分(以大肠杆菌为例),G-细菌细胞壁的组成和结构比G+菌更复杂。主要成份为:脂多糖、磷脂、脂蛋白、肽聚糖。,2019,-,39,G+ 细菌细胞壁 G- 细菌细胞壁,分为外壁层(外膜)和内壁层(如图)。 内壁层为23纳米的单分子或双分子肽聚糖层,占510%。 外壁层分为内中外三层,分别为:脂蛋白、磷脂和脂多糖。,2019,-,40,肽聚糖:其结构与革兰氏阳性菌的肽聚糖相似,差别在于: 四肽第三位氨基酸为内消旋的二氨基庚二酸(m-DAP); 交联方式为直接交联,交联度低(30%)。,2019,-,41,外壁层是G-细菌细胞壁所特有的结构,它位于壁的最外层,化学成分为脂多糖、磷脂和若干种外膜蛋白。,2019,-,42,脂多糖的主要功能,构成革兰氏阴性细菌致病物质内毒素的物质基础 起保护作用,阻止溶菌酶、抗生素、染料等侵入菌体,也可以阻止周质空间中的酶外漏 具有负电荷性,吸附Mg2+,Ca2+等离子,提高细胞壁的稳定性 结构多变,决定了革兰氏阴性细菌抗原表位的多样性 是许多噬菌体吸附的受体,-,43,周质空间:又称壁膜间隙。一般指革兰氏阴性细菌外膜与细胞膜之间的空间,存在着多种周质蛋白。包括: 水解酶类,如蛋白酶、核酸酶等; 合成酶类,如肽聚糖合成酶等; 结合蛋白,具有运送营养物质的作用; 受体蛋白,与细胞的趋化性有关。,周质空间 : 外膜和细胞膜之间的空间,2019,-,44,(4)G+ 细菌与G -细菌细胞壁的比较,2019,-,45,革兰氏染色的机制:,简而言之,不同细菌的染色差异(G+或G-)是由于细胞壁化学成分的差异而引起了物理特性(脱色能力)的不同。 具体而言: 通过初染和媒染后,在细胞膜内形成了不溶于水的结晶紫与碘的复合物。G+菌由于细胞壁厚,肽聚糖网层次多而交联紧密,并且不含类脂,故以乙醇脱色时不会溶出缝隙,反而使肽聚糖网孔收缩,使染料滞留在细胞壁内而使其染上紫色; 反之,G-菌由于细胞壁薄,外膜层类脂含量高,肽聚糖层薄和交联度差,当遇到乙醇时,以类脂为主的的外膜迅速溶解,这时薄而松散的肽聚糖网不能阻挡结晶紫与碘的复合物的溶出,故细胞退成无色。再经沙黄等红色染料复染时,就使G-菌呈现红色,而G+菌仍保留紫色或紫红色。,2019,-,46,(6)细胞壁缺陷细菌:,缺壁突变L型细菌 实验室或宿 主体内形成 基本去尽原生质体(G+) 缺 壁 人工去壁 细 菌 部分去除球状体(G-) 在自然界长期进化中形成支原体,2019,-,47,a.L型细菌(L-form of bacteria),细菌在某些环境条件下(实验室或宿主体内)通过 自发突变而形成的遗传性稳定的细胞壁缺陷变异型。,因英国李斯德(Lister)预防研究所首先发现而得名 (1935年,念珠状链杆菌 Streptobacillus moniliformis),大肠杆菌、变形杆菌、葡萄球菌、链球菌、分枝杆菌和霍乱弧菌等 20多种细菌中均有发现,被认为可能与针对细胞壁的抗菌治疗有关,特点:,没有完整而坚韧的细胞壁,细胞呈多形态;,有些能通过细菌滤器,故又称“滤过型细菌”,对渗透压敏感,在固体培养基上形成“油煎蛋”似的小菌落(直径在0.1mm左右);,2019,-,48,b.原生质体(protoplast),在人为条件下,用溶菌酶处理或在含青霉素的培养基中培养而 抑制新生细胞壁合成而形成的仅由一层细胞膜包裹的,圆球形、 对渗透压变化敏感的细胞,一般由革兰氏阳性细菌形成。,特点:,对环境条件变化敏感,低渗透压、振荡、离心甚至 通气等都易引起其破裂;,有的原生质体具有鞭毛,但不能运动,也不被相应 噬菌体所感染;,在适宜条件(如高渗培养基)可生长繁殖、形成菌 落,形成芽胞。及恢复成有细胞壁的正常结构。,比正常有细胞壁的细菌更易导入外源遗传物质,是 研究遗传规律和进行原生质体育种的良好实验材料。,2019,-,49,c.球状体(sphaeroplast),采用上述同样方法,针对革兰氏阴性细菌处理后而获 得的残留部分细胞壁(外壁层)的球形体。与原生质 体相比,它对外界环境具有一定的抗性,可在普通培 养基上生长。,2019,-,50,2.细胞膜与间体,(1)细胞膜概念:,细胞质膜(cytoplasmic membrane),又称质膜 (plasma membrane)、细胞膜(cell membrane)或内膜 (inner membrane),是紧贴在细胞壁内侧、包围着细胞 质的一层柔软、脆弱、富有弹性的半透性薄膜,厚约78 nm,由磷脂(占20%30%)和蛋白质(占50%70%) 组成。,2019,-,51,2019,-,52,(2)细胞膜的化学组成与结构模型:,a. 磷脂,亲水的极性端,疏水的非极性端,在极性头的甘油C3上,不同种微生物具有不同的R基,如磷脂酸、磷脂酸甘油、磷脂酰乙醇胺、磷甘油等。,非极性尾则由长链脂肪酸通过酯键连接在甘油的C1,C2位上组成,其链长和饱和度因细菌种类和生长温度而异,温度越高饱和度越高,反之则低。,膜的流动性很大程度上取决于不饱和脂肪酸的结构和相对含量,2019,-,53,b. 液态镶嵌模型(fluid mosaic model),膜的主体是脂质双分子层;,磷质双分子层具有流动性;,整合蛋白因其表面呈疏水性,故可“溶”于磷质双分子层 的疏水性内层中;,周边蛋白表面含有亲水基团,故可通过静电引力与磷质 双分子层表面的极性头相连;,磷质分子间或磷质与蛋白质分子间无共价结合;,磷质双分子层犹如一“海洋”,周边蛋白可在其上作“漂浮” 运动,而整合蛋白则似“冰山”状沉浸在其中作横向移动。,1972年,辛格(J.S.Singer)和尼科尔森(G.L.Nicolson),2019,-,54,(3)细胞膜的生理功能:,选择性地控制细胞内、外的营养物质和代谢产物的运送;,是维持细胞内正常渗透压的屏障;,合成细胞壁和糖被的各种组分(肽聚糖、磷壁酸、 荚膜多糖等)的重要基地;,膜上含有氧化磷酸化或光合磷酸化等能量代谢的酶系, 是细胞的产能场所;,是鞭毛基体的着生部位和鞭毛旋转的供能部位;,膜上某些蛋白受体与趋化性有关,2019,-,55,(4)间体(mesosome,或中体):,细胞质膜内褶而形成的囊状构造, 其中充满着层状或管状的泡囊。 多见于革兰氏阳性细菌。,青霉素酶分泌、DNA复制、分配以及细胞分裂有关,“间体”仅是电镜制片时因脱水操作而引起的一种赝像,2019,-,56,细胞质的主要成分为核糖体、贮藏物、多种酶类和中间代 谢物、质粒、各种营养物和大分子的单体等,少数细菌还 有类囊体、羧酶体、气泡或伴胞晶体等。,3. 细胞质和内含物,(1)概念:,细胞质(cytoplasm)是细胞质膜包围的除核区外 的一切半透明、胶状、颗粒状物质的总称。含水量约 80%。,2019,-,57,核糖体是细胞质中的一种核糖核蛋白的颗粒状物质, 由核糖核酸(60%)和蛋白质(40%)组成,常以游离状 态或多聚核糖状态分布于细胞质中。其沉降系数均 为70s。它是蛋白质的合成场所。,(2)核糖体(ribosomes),2019,-,58,(3)贮藏物(reserve materials):,聚-羟丁酸(poly-hydroxybutyrate, PHB),巨大芽胞杆菌(Bacillus megaterium)在含乙酸或 丁酸的培养基中生长时, 细胞内贮藏的PHB可达其 干重的60%。,类脂性质的碳源类贮藏物,贮藏物是一类由不同化学成分累积而成的不溶性颗粒沉淀, 主要功能是贮存营养物。,无毒、可塑、易降解,被认为是生产医用塑料,生物降解塑料的良好材料。,2019,-,59,多糖类贮藏物,在真细菌中以糖原为多 糖原粒较小,不染色需用电镜观察, 用碘液染成褐色,可在光学显微镜下观察到。,糖原粒 淀粉粒,有的细菌积累淀粉粒,可用碘液染成深兰色。,2019,-,60,异染粒(metachromatic granules),颗粒大小为0.51.0m,是无机偏磷酸的聚合物, 一般在含磷丰富的环境下形成。 功能是贮藏磷元素和能量,并可降低细胞的渗透压。,在暗视野显微镜下看到的迂回螺菌(Spirillum volutans)中的异染粒(迂回体),2019,-,61,藻青素(cyanophycin),一种内源性氮源贮藏物,同时还兼有贮存能源的作用。 通常存在于蓝细菌中。,由含精氨酸和天冬氨 酸残基(1:1)的分枝 多肽所构成,分子量 在25000125000。,2019,-,62,硫粒(sulfur globules),很多真细菌在进行产能代谢或生物合成时,常涉及对还原性的硫化物如H2S、 硫代硫酸盐等的氧化。 在环境中还原性硫素丰富时,常在细胞内以折光性很强的硫粒的形式积累硫元素。 当环境中环境中还原性硫缺乏时,可被细菌重新利用。,2019,-,63,微生物储藏物的特点及生理功能:,不同微生物其储藏性内含物不同,微生物合理利用营养物质的一种调节方式,储藏物以多聚体的形式存在,有利于维持细胞内环境的平衡,避免不适合的pH、渗透压等的危害。,储藏物在细菌细胞中大量积累,是重要的自然资源。,2019,-,64,(4)磁小体(magnetosome): 1975年由Blakemore在趋磁性的折叠螺旋体中发现,其成分为Fe3O4,外有磷脂、蛋白或糖蛋白包裹,形状为多面体。具导向作用,即趋磁性。具有用来生产磁性定向药物和制造生物传感器的潜能。,2019,-,65,(5)气泡(gas vocuoles),许多光合营养型、无鞭毛运动的水生细菌中存在的充 满气体的泡囊状内含物,大小为0.21.0m75nm, 内由数排柱形小空泡组成,外有2nm厚的蛋白质膜包 裹。,功能:调节细胞比重以使细胞漂浮在最适水层中获取光能、O2和营养物质,水生微环菌的气泡,2019,-,66,4.核区(nuclear region or area),原核生物所特有的无核膜结构、无固定形态的原始细胞核,2019,-,67,(二) 细菌细胞的特殊结构,1.糖被(glycocalyx),(1) 概念,包被于某些细菌细胞壁外的一层厚度不定的 胶状物质。糖被按其有无固定层次、层次厚薄又可 细分为荚膜(capsule或macrocapsule,大荚膜)、 微荚膜(microcapsule)、粘液层(slime layer)和菌胶团 (zoogloea)。,2019,-,68,2019,-,69,糖被,(2)糖被的种类,包裹在单个细胞上,包裹在细胞群上:菌胶团,在壁上有固定层荚膜,松散,未固定在壁上:黏液层,层次厚:荚膜,层次薄:微荚膜,2019,-,70,荚膜,粘液层,菌胶团,2019,-,71,(3)糖被的特点,主要成分是多糖、多肽或蛋白质,尤以多糖居多。 经特殊的荚膜染色,特别是负染色(又称背景染色) 后可在光学显微镜清楚地观察到它的存在。,产生糖被是某些微生物的一种遗传特性,其菌落特征 及血清学反应是细菌分类鉴定的指标之一。,c. 荚膜等并非细胞生活的必要结构,但它对细菌在环境 中的生存有利。,d. 细菌糖被与人类的科学研究和生产实践有密切的关系。,2019,-,72,(4)糖被的功能,保护细菌免受干燥的影响; 贮藏养料,以备营养缺乏时重新利用; 具有表面附着作用,与病原菌的毒性密切相关; 能抵抗吞噬细胞的吞噬,2019,-,73,2.鞭毛(flagellum,复flagella),(1) 概念,某些细菌细胞表面着生的一至数十条长丝状、螺旋形的附属物, 具有推动细菌运动功能,为细菌的“运动器官”。,2019,-,74,鞭毛的有无和着生方式有分类学意义,单端鞭毛,端生丛毛,两端生鞭毛,周生鞭毛,2019,-,75,(2)观察和判断细菌鞭毛的方法,电子显微镜直接观察,鞭毛长度:1520m;直径:0.010.02m,光学显微镜下观察:鞭毛染色和暗视野显微镜,根据培养特征判断:半固体穿刺、菌落(菌苔)形态,(3) 鞭毛的功能:具有运动的功能,2019,-,76,(4)鞭毛的一般结构,鞭毛由鞭毛丝、鞭毛钩、基体三部分组成。( A flagellum has three basic parts: filament, hook, basal body.),2019,-,77,一般速度在每秒2080m范围,最高可达每秒100m (每分钟达到3000倍体长),超过了陆上跑得最快的动物 猎豹的速度(每分钟1500倍体长或每小时110公里)。,把聚苯乙烯胶乳珠粘附在鞭毛上,观察细菌运动时该胶乳珠绕着鞭毛轴进行的转动,2019,-,78,朝向:引诱物 逃离:排斥物,趋化性机制,2019,-,79,3. 菌毛(fimbria,复数fimbriae),长在细菌体表的纤细、中空、短直、数量较多的蛋白质类 附属物,具有使菌体附着于物体表面的功能。,2019,-,80,4. 性毛(pili,单数pilus),构造和成分与菌毛相同,但比菌毛长,数量仅一至少数几根。,性毛一般见于革兰氏阴性细菌的雄性菌株(即供体菌)中,其功能 是向雌性菌株(即受体菌)传递遗传物质。有的性毛还是RNA噬菌 体的特异性吸附受体。,2019,-,81,5. 特殊的休眠构造芽胞,(1)概念,某些细菌在其生长发育后期,在细胞内形成一个圆形或椭圆形、厚壁、含水量极低、抗逆性极强的休眠体,称为芽胞(endospore或spore,偶译“内生胞子”)。,2019,-,82,(2)细菌芽胞的特点,整个生物界中抗逆性最强的生命体,是否能消灭芽胞是衡量 各种消毒灭菌手段的最重要的指标。,芽胞是细菌的休眠体,在适宜的条件下可以重新转变成为营 养态细胞;产芽胞细菌的保藏多用其芽胞来保藏。,产芽胞的细菌多为杆菌,也有一些球菌。芽胞的有无、形态、 大小和着生位置是细菌分类和鉴定中的重要指标。,芽胞与营养细胞相比化学组成存在较大差异,容易在光学显微 镜下观察。,2019,-,83,(3)芽胞的耐热机制,芽胞与母细胞相比不论化学组成、细微结构、生理功能等方面都完全不同,渗透调节皮层膨胀学说,芽胞衣对多价阳离子和水分的透性很差,皮层的离子强度很高,产生极高的渗透压夺取 芽胞核心的水分,结果造成皮层的充分膨胀。,核心部分的细胞质却变得高度失水, 因此,具极强的耐热性。,2019,-,84,(4)伴胞晶体(parasporal crystal),少数芽胞杆菌,例如苏云金芽胞杆菌(Bacillus thuringiensis)在 其形成芽胞的同时,会在芽胞旁形成一颗菱形或双锥形的碱溶 性蛋白晶体内毒素,称为伴胞晶体。,伴胞晶体对200多种昆虫尤其是鳞翅目的幼虫有毒杀作用, 因而可将这类产伴胞晶体的细菌制成有利于环境保护的生 物农药细菌杀虫剂。,特点:不溶于水,对蛋白酶类不敏感;容易溶于碱性溶剂。,2019,-,85,(5) 伴胞晶体的杀虫机理,伴胞晶体,鳞翅目幼虫口服,伴胞晶体在肠道迅速溶解(肠中 pH 9.0-10.5),吸附于上皮细胞,与受体结合引起渗透性丧失,肠道穿孔,肠道中的碱性溶液进入血液,致血液中 pH升高,使昆虫全身麻痹而死亡 昆虫因败血症死亡,2019,-,86,三、细菌的繁殖分裂繁殖,2019,-,87,四、细菌的群体形态,1.在固体培养基上(内)的群体形态菌落、菌苔 (一般琼脂浓度1.5-2.0%(中性pH),2019,-,88,菌落(colony): 在固体培养基上(内)形成的以母细胞为中心的一堆肉眼可见的,有一定形态、构造特征的子细胞集团。 如果该母细胞是一个单细胞,由它繁殖成的菌落就是单菌落或克隆(clone),则它的一切后代都是纯种培养物。 菌苔(lawn):如果多个菌落连成一片,或者用大量纯种细胞接种在固体培养基上,则长成的培养物就是菌苔。,2019,-,89,菌落特征描述的3方面: 菌落表面形态 圆形、根状、不规则状;光滑或粗糙;湿润或干燥 菌落隆起形状 扁平、隆起、凸起、脐状凸起 菌落边缘形状 整齐、波状、丝状、裂叶状 细菌菌落特征: 一般湿润、光滑、较粘稠、较易挑起,质地均匀,正反面和边缘颜色一致。,2019,-,90,1 概念,在形态上具有分枝状菌丝、菌落形态与霉菌有些相似。,“介于细菌与丝状真菌之间、又接近细菌的一类丝状原核生物”,近代生物学技术证明:,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。,放线菌是具有菌丝、以孢子进行繁殖、革兰氏染色阳性的一类 原核微生物,属于真细菌范畴。,第二节 放线菌(Actinomyces),2019,-,91,2 形态与结构,单细胞,大多由分枝发达的菌丝组成; 菌丝直径与杆菌类似,约1mm; 细胞壁组成与细菌类似,革兰氏染色阳性(少数阴 性); 细胞的结构与细菌基本相同, 其菌丝按形态和功能可分为: 营养菌丝、气生菌丝和孢子丝三种。,2019,-,92,1)营养菌丝,匍匐生长于培养基内,吸收营养,也称基内菌丝。一般无隔膜, 直径0.2-0.8 mm,长度差别很大,有的可产生色素。,2)气生菌丝,营养菌丝发育到一定阶段,伸向空气中形成气生菌丝,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 mm),有的产色素。,3)孢子丝,气生菌丝发育到一定阶段,可分化出形成孢子的菌丝,此即孢 子丝,又称产孢丝或繁殖菌丝。其形状和排列方式因种而异,常 被作为对放线菌进行分类的依据。,2019,-,93,2019,-,94,2019,-,95,3 生长与繁殖,繁殖方式,无性孢子,菌丝断裂,基内菌丝断裂(诺卡氏菌)、任何菌丝断裂(任何放线菌); 常见于液体培养中,工业发酵 生产抗生素时都以此法大量繁 殖放线菌,注意比较: 细菌的芽胞是休眠体,而放线菌的孢子是繁殖体,分生孢子:最常见 孢囊孢子,2019,-,96,4 菌落形态,菌落形态 特征,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),菌落质地干燥、致密、不透明、表面丝绒状,常常有一薄层彩色干粉;与培养基结合紧密、小而不蔓延,难以挑起或挑起后不易破碎;正反面颜色常不一致。,粘着力差,粉质,接种针挑起易粉碎,2019,-,97,5 分布特点及与人类的关系,放线菌常以孢子或菌丝状态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”。,能产生大量的、种类繁多的抗生素(其中90%由链霉菌产生),有的放线菌可用于生产维生素、酶制制;此外,在甾体转化、 石油脱蜡、烃类发酵、污水处理等方面也有应用。,少数寄生型放线菌可引起人、动物(如皮肤、脑、肺和脚部感染)、植物(如马铃薯和甜菜的疮痂病)的疾病。,2019,-,98,第三节 蓝细菌(Cyanobacteria),1、概念,也称蓝藻或蓝绿藻(blue-green algae),是一类含有叶绿素a、能以水作为供氢体和电子供体、通过光合作用将光能转变成化学能、同化CO2为有机物质的光合细菌。,以前曾归于藻类,因为它和高等植物一样具有光合色素 -叶绿素a,能进行产氧型光合作用。,2019,-,99,2、特性,1)分布极广;,从热带到两极,从海洋到高山,到处都有它们的踪迹。 土壤、岩石、以至在树皮或其它物体上均能成片生长.,许多蓝细菌生长在池塘和 湖泊中,在夏、秋两季大 量繁殖,并形成胶质团浮 于水面,形成“水华”,使 水体变色。,2)形态差异极大,有球状、杆状和丝状等形态;,3)细胞中含有叶绿素a,进行产氧型光合作用;,蓝细菌被认为是地球上生命进化过程中第一个产氧的 光合生物,对地球上从无氧到有氧的转变、真核生物 的进化起着里程碑式的作用。,4)具有原核生物的典型细胞结构:,细胞核无核膜,也不进行有丝分裂,细胞壁含胞壁酸 和二氨基庚二酸,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,因此具有强的抗干旱能力。,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。,2019,-,100,3.蓝细菌的分群,第一群:色球蓝细菌群,第二群:厚球蓝细菌群,第三群:无异形胞丝状蓝细菌群,第四群:有异形胞丝状蓝细菌群,2019,-,101,第四节 支原体、立克次氏体和衣原体,支原体(Mycoplasma) 立克次氏体(Rickettsia) 衣原体(Chlamydia) 都是革兰氏阴性细菌,其大小和特性均介于通常的细菌与病毒之间。,2019,-,102,(一)支原体(Mycoplasma),1、概念,又称类菌质体,是介于一般细菌与立克次氏体之间的原核微生物。,2、特性,1)无细胞壁,只有细胞膜,细胞形态多变;,2)个体很小,能通过细菌过滤器,曾被认为是最小的可独立 生活的细胞型生物。,3)可进行人工培养,但营养要求苛刻,菌落微小,呈典型的 “油煎荷包蛋”形状;,(参见P350),4)一些支原体能引起人类、牲畜、家禽和作物的病害疾病,5)应用活组织细胞培养病毒或体外组织细胞培养时,常被支 原体污染;,球状体:0.2-0.25 mm,最小达0.1 mm;丝状体最长可达150 mm,因 细胞柔软且具扭曲性,致使细胞能通过孔径比自身小得多的过滤器。,2019,-,103,2019,-,104,立克次氏体(Rickettsia)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。,2019,-,105,2. 特性,1)某些性质与病毒相近,专性活细胞寄生物,除五日热(战壕热

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