微生物学25 原核微生物形态蓝细菌 古细菌及其它课件

第一节细菌第二节放线菌第三节蓝细菌第四节古细菌第五节其他原核微生物 第二章原核微生物形态 一 蓝细菌形态二 蓝细菌细胞生理特性三 蓝细菌的繁殖四 常见的蓝细菌类群 第二章原核微生物形态 第三节蓝细菌 cyanobacteria 第二章原核微生物形态 以前曾归于藻类 因为它和高等植物一样具有光和色素 叶绿素a 能进行产氧型光合作用 第二章原核微生物形态 蓝细菌也称蓝藻或蓝绿藻 blue greenalgae 是一类进化历史悠久 革兰氏染色阴性 无鞭毛 含叶绿素a 但不形成叶绿体 能进行产氧性光合作用的大型原核生物 1 概念 蓝细菌形态差异极大 有单细胞和丝状体两类形态 细胞的直径从3 10 m 最大的可达到60 m 丝状体的长度差异很大 多个体聚集在一起 可形成肉眼可见的很大的群体 第二章原核微生物形态 二 蓝细菌形态 第二章原核微生物形态 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 1 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 其异形胞 heterocyst 是进行固氮的场所 6 分泌粘液层 荚膜或形成鞘衣 无鞭毛 但能在固体表面滑行 进行光趋避运动 7 静息孢子 富含贮藏物 因此具有强的抗干旱能力 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 蓝细菌 cyanobacteria 形态 3 构造 蓝细菌构造与G 细菌相似 细胞壁双层 含肽聚糖 水生种类在其壁外还有粘质糖被或鞘 细胞质周围有复杂的光合色素层类囊体 藻胆素 一类辅助光合色素 叶绿素a 能固定CO2的羧酶体 水生性种类的细胞中常有气泡 作碳源营养的糖原 PHB 用作氮源营养的蓝细菌肽 贮存磷的聚磷酸盐 含有两至多个双键的不饱和脂肪酸 细胞壁 70S核糖体 气泡 核糖体 浆膜 浆膜 脂质颗粒 聚磷酸盐 蓝细菌肽 细胞壁 藻蓝蛋白 糖原 藻蓝蛋白 类囊体 羧酶体 类囊体 羧酶体 核区 第二章原核微生物形态 由二分裂形成的单细胞 第二章原核微生物形态 由复分裂形成的单细胞 第二章原核微生物形态 有异形胞的菌丝 第二章原核微生物形态 无异形胞的菌丝 第二章原核微生物形态 颤蓝细菌 Oscillatoria 第二章原核微生物形态 分枝状菌丝 几种蓝细菌的典型形态1 蓝杆菌属 2 聚球蓝菌属 3 粘聚球蓝菌属 4 皮果蓝菌属 5 鱼腥蓝菌属 6 螺旋蓝菌属 7 费氏蓝菌属 第二章原核微生物形态 5 细胞的特化形式 1 异形胞 heterocyst 存在于丝状生长种类中形大 壁厚 专司固氮功能的细胞 2 静息孢子 akinete 形大 壁厚 色深的休眠细胞 富含贮藏物 能抵御干旱等不良环境 1 异形胞 heterocyst 固氮功能 2 静息孢子 akinete 休眠功能 异形胞 H 和静息孢子 A 第二章原核微生物形态 3 链丝段 hormogonium 又称连锁体或藻殖段 是由长细胞链断裂而成的短链段 具有繁殖功能 4 内孢子 少数种类在细胞内形成许多球形或三角形的内孢子 待成熟后即可释放 具有繁殖作用 Eg 管孢蓝细菌属 Chamaesiphon 第二章原核微生物形态 第二章原核微生物形态 6 蓝细菌与人类的关系 1 重大的经济价值 具有固氮能力 是良好的绿肥 Eg 满江红鱼腥蓝细菌 Anabaenaazollae 第二章原核微生物形态 食用种类 Eg 发菜念珠蓝细菌 Nostocflagelliforme 普通木耳念珠蓝细菌 葛仙米 地耳 盘状螺旋蓝细菌 Spirulinaplatensis 最大螺旋蓝细菌 S maxima 第二章原核微生物形态 发菜念珠蓝细菌 Nostoc 螺旋蓝细菌 Spirulina 第二章原核微生物形态 第二章原核微生物形态 2 危害 海水 赤潮 和湖泊 水华 的元凶 给渔业和养殖业带来严重危害 少数种类可产生诱发人类肝癌的毒素 Eg 微囊蓝细菌属 Microcystis 第二章原核微生物形态 钱塘江首次爆发蓝藻污染浙江关闭458家排污企业 在滇池蓝藻水华收集区里 自动吸藻器在吸取厚达5厘米的微囊藻水华 重力斜筛自动脱水设备在对滇池蓝藻水华进行脱水处理 脱水后形成的藻浆经去毒处理 成为上好的有机肥料或饲料 上面两张照片是一种很常见的蓝细菌 索球藻属 Gomphosphaeria 这种蓝细菌覆盖在水面上 覆盖几毫米厚 把水的表面染成深绿色 每团索球藻有100 m大 团里的细胞都裹在粘液里 细胞团外部的黑色物质是由许多细菌构成的 也许他们要呼吸蓝细菌通过光合作用生成的氧气 一种池塘中的蓝藻 蓝细菌 Aphanizomenonflos aqua 在有营养的水中很常见 能毒害水体 放出臭味 左图放大的某一纤维 充满气的泡使纤维能浮在水面上 以便更好的获得阳光 富含微囊藻毒素的鲫鱼 微囊藻毒素 microcystin 简称MC 是蓝藻产生的一类天然毒素 被微囊藻毒素 MC 污染的饮用水和水产品 给人类健康带来了巨大威胁 第二章原核微生物形态 3 蓝细菌在生物进化史上的作用 蓝细菌 cyanobacteria 是生长在池塘 湖泊 河流及海洋等盐水中的好氧菌 是种类十分庞杂的古老的原核生物 它在地球发展史上为生物的进化做出了重要贡献 因为它的发展使得地球大气由无氧状态变为有氧状态 蓝细菌不仅广泛地分布在各种水体及土壤中 也可与某些植物 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 由干它们具有对不良环境的高度抵抗力和普遍的固氮能力 因此还可在贫瘠的沙质海滩和荒漠的岩石上找到它们 故有 先锋生物 的美称 常见的蓝细菌类群 一 古细菌细胞的结构特点二 细菌和古细菌的差异三 古细菌的生长环境四 古细菌的类群 第二章原核微生物形态 第四节古细菌 Archaea 古生菌是一群具有独特的基因结构或系统发育生物大分子序列的单细胞原核生物 多生活在地球上极端的生境或生命出现初期的自然环境中 营自养和异养生活 具有特殊的生理功能 如在超高温 高酸碱度 高盐及无氧状态下生活 具有独特的细胞结构 如细胞壁骨架为蛋白质或假肽聚糖 细胞膜含甘油醚键 其代谢中的酶作用方式既不同于细菌又不同于真核生物 不含肽聚糖 又被称作 疵壁菌 mendosicutes 细胞壁成分不含胞壁酸 D型氨基酸和二氨基庚二酸 细胞壁溶菌酶对古生菌没有溶菌效果 古生菌具多种特殊结构的细胞壁 如由假肽聚糖或酸性杂多糖组成的细胞壁 由蛋白质或糖蛋白的亚单位组成的细胞壁 同时具有假肽聚糖与糖蛋白外层的细胞壁等类型 第二章原核微生物形态 一 古细菌细胞的结构特点 1 古细菌的细胞壁 与细菌的染色体相似 由不含核膜的单个环状DNA分子构成 但大小通常小于大肠杆菌的DNA 第二章原核微生物形态 2 古细菌的DNA 同细菌的核糖体同样大小 但在某些特性上 它们与真核生物的核糖体相似 如对抗生素链霉素和氯霉素的抗性及对白喉毒素的敏感性 3 古细菌的核糖体 二 细菌和古细菌的差异 古细菌类群包括能够在极端环境中生存的细菌 如 热泉 例如硫化叶菌属Sulfolobus和热球菌属Pyrococcus 高盐 盐杆菌属Halobacterium 产甲烷菌如甲烷杆菌属 Methanobacterium 产生甲烷 第二章原核微生物形态 三 古细菌的生长环境 产甲烷菌 极端嗜盐菌极端嗜热菌 还原硫酸盐菌 四 古细菌的类群 一 支原体 Mycoplasma 二 立克次氏体 Rickettsia 三 衣原体 Chlamydia 第二章原核微生物形态 第五节其他原核微生物 第二章原核微生物形态 支原体又称类菌质体 是一类无细胞壁 介于独立生活和细胞内寄生生活的最小型原核生物 多数为致病菌 一 支原体 Mycoplasma 特点 可以独立生活的最小微生物 基因组很小无细胞壁 形态多样 对渗透压敏感细胞很小 加压可通过细菌过滤器细胞膜富含甾醇 坚韧以二分裂和出芽等方式繁殖可人工培养 培养条件要求高 形成的菌落小 呈 油煎蛋 样对青霉素等作用于细胞壁的抗生素不敏感某些种具有致病性 如肺炎支原体 解脲脲原体等 MicroorganismswithoutcellwallsthatdonotreverttowalledorgansimsThesmallestorganismscapableofautonomousgrowthResistanttoosmoticpressureandpenicillin Duetolackofrigidity mycoplasmahasvariousgrowthmorphologies Inagar itappearsasfriedeggshape 二 立克次氏体 Rickettsia 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 H T Ricketts1909年 首次发现洛杉矶斑疹伤寒的病原体 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 主要特征专性寄生于真核细胞内的原核生物有细胞壁 细胞较大 G 产能代谢途径不完整以二分裂方式进行繁殖需在相应的细胞中进行培养繁殖对热敏感对青霉素等抗生素敏感为斑疹伤寒 恙虫病等疾病的病原体采用 外斐氏反应 检测病原 Gram negative Alphapurple Coccoidorrod shapedObligateintracellularparasites TyphusFeverRockyMountainSpottedFeverQFever byCoxiellaburnetii Transmittedbyarthropodvectorsorbyaerosols CoxiellaBurnetii CloserelationshipwithAgrobacteriumtumefaciensRepresentatives Rickettsia Rochalimaea Coxiella 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 第二章原核微生物形态 三 衣原体 Chlamydia 衣原体介于立克次氏体与病毒之间 能通过细菌滤器 专性活细胞内寄生的一类原核微生物 特点 专性活细胞内寄生的小型原核生物 G 有细胞结构 同时具有RNA和DNA两种核酸有核糖体缺乏产能的酶系统以二分裂方式繁殖具有独特的生活史对抗生素和药物敏感只能进行组织培养 致病衣原体 沙眼衣原体 肺炎衣原体等衣原体的生活史经历两个阶段 原体 小球状 细胞壁厚而致密 不运动 不生长 抵抗力强 有传染性始体 又称网状体 大球形 细胞壁薄而脆弱 易变形 生长快 无传染性 独特的生活史 ObligateparasitesThreespecies C psittaci psittacosis C trachomatis trachoma C pneumoniaeprobablyhavethesimplestbiochemicalabilitiesofallcellularorganisms WhatarethedifferencesbetweenRichettsia ChlamydiasandViruses 第二章原核微生物形态 支原体 立克次氏体 衣原体和病毒的比较 第二章原核微生物形态 本