环境中微生物的主要类群医学PPT

环境中微生物的主要类群 1 2020 3 21 本章主要内容 概述第一节原核细胞型微生物第二节真核细胞型微生物第三节非细胞型微生物 2 2020 3 21 环境微生物分为 真核细胞型微生物细胞核的分化程度较高 有核膜 核仁和染色体 胞质内有完整的细胞器 如内质网 核糖体及线粒体等 真菌原核细胞型微生物细胞核分化程度低 仅有原始核质 没有核膜与核仁 细胞器不很完善 细菌 螺旋体 支原体 立克次体 衣原体 放线菌非细胞型微生物没有典型的细胞结构 亦无产生能量的酶系统 只能在活细胞内生长繁殖 病毒 3 2020 3 21 第一节 原核细胞型微生物 一 细菌二 放线菌三 鞘细菌四 滑动细菌五 蓝细菌 4 2020 3 21 在原核型微生物中占主要地位 居位显赫 基本结构有细胞壁 细胞膜 细胞质 核质 质粒等 质粒是细菌染色体以外的遗传物质 为闭合环状双股DNA 带有遗传信息 控制细菌的某些遗传性状 有性生殖 细菌毒力 耐药性 代谢酶等 分为球菌 杆菌和螺形菌三类 可能具有特殊结构 如鞭毛 荚膜 芽孢和菌毛等 以简单二分裂法无性繁殖 仅需20 30分钟 一 细菌 Bacteria 5 2020 3 21 1 环境中常见致病菌与条件致病菌 6 2020 3 21 2 环境中其他常见细菌假单胞菌属黄杆菌属产碱杆菌属无色杆菌属微球菌属乳杆菌属其它细菌 7 2020 3 21 假单胞菌属 Pseudomonas 革兰阴性杆菌 有鞭毛能运动 在自然界分布广泛 因本菌属在低温条件下能很好生长 可引起冷藏食品的腐败变质 能利用多种有机物 是迄今为止发现的自然界杂食性最强的微生物 能以80多种有毒有机物为碳源 故在自然界物质转化中起重要作用 常被作为污染物生物降解的筛选菌种 8 2020 3 21 1一般特征 原核革兰阳性菌显微镜下 呈丝状分枝 菌丝直径与细菌相似 菌丝细胞的结构与细菌基本相同 多核 单细胞 细胞核之间没有分隔 二 放线菌 Actinomycetes 9 2020 3 21 2形态 以链霉菌属Streptomyces为例 根据形态功能分 营养菌丝气生菌丝孢子丝分生孢子 10 2020 3 21 1 营养菌丝长在培养基内 又称基内菌丝作用吸收水分 养料排泄代谢产物产水溶性或脂溶性色素 水溶性色素使培养基呈现颜色 11 2020 3 21 2 气生菌丝 在培养基外 向空中生长弯曲 直形等繁殖功能 12 2020 3 21 3 孢子丝 当气生菌丝发育到一定程度 其上分化出的可形成孢子的菌丝 直形 波浪状 螺旋状 轮生等 是放线菌定种的重要标志之一 孢子丝 13 2020 3 21 4 分生孢子 孢子丝发育到一定阶段便分化为分生孢子 生长在孢子丝上 球形 椭圆形 杆形呈白 黄 绿 淡紫 蓝 褐 灰等色 分生孢子 14 2020 3 21 3繁殖 无性繁殖 分两类分生孢子生殖 菌丝断裂成短杆状细胞较细菌复杂 所以放线菌是比细菌更高一级的进化类群 15 2020 3 21 4菌落 特征 1 致密 坚硬 多皱 不易用针挑起 不透明 2 孢子成熟后 表面粉末状 干燥 3 正反面呈现不同颜色 16 2020 3 21 5分布和作用 在自然界分布广泛 尤其在土壤中 产生抗生素 少数菌种对人类有致病作用 如星形偌卡菌引起肺部化脓性感染 可分解多种有机物质 烃类 氰类 吡啶 纤维素等 如诺卡菌属处理含烃类 无机氰化物的废水 在环境治理中具有潜在应用价值 17 2020 3 21 6放线菌的代表属 链霉菌属 是最高等的放线菌 放线菌中种类最多 分布最广 形态特征最典型的类群 多生活在土壤中 是产生抗生素菌株的主要来源 链霉素 灰色链霉菌土霉素 龟裂链霉菌偌卡菌属 部分可对人致病 星形偌卡菌引起肺化脓性感染 巴西偌卡菌主要在皮肤创伤后引起感染 感染以化脓和坏死为特征 称为分枝菌病 小单胞菌属 棘孢小单胞菌可产生庆大霉素 18 2020 3 21 19 三 鞘细菌 Sheathedbacteria 单细胞连成的丝状体细菌 细胞呈丝状排列 包在一层由有机物或无机物组成的鞘膜内 鞘上有固着器 革兰阳性 偏端丛生鞭毛 能活跃运动 又称游动细胞 代表菌有球衣菌属 铁细菌属 2020 3 21 20 1球衣菌 Sphaerotilus 特性 由许多的球杆状细菌通过衣鞘彼此紧靠的丝状细菌 在溶解氧小于0 1mg L的微氧环境可生长 分解有机物能力强 具假分枝 2020 3 21 作用 构成活性污泥的重要菌种利于有机物的去除容易引起污泥膨胀 污泥膨胀 丝状细菌在活性污泥中大量繁殖 使污泥结构极度松散 絮块漂浮水面 比重减轻 随水流流出 21 2020 3 21 2铁细菌 Crenothrix 特性丝状体不分枝 生活在氧气少 有较多铁质和二氧化碳的水中 把亚铁氧化为高铁 作用造成铁质水管的腐蚀 堵塞 使水呈现颜色 影响水质 22 2020 3 21 四 滑动细菌 不借助鞭毛而靠菌体的蠕动进行滑动的细菌 丝状 无鞭毛 不固着 常见菌属贝氏硫菌属 丝状的原核生物 但不固着 无鞭毛 23 2020 3 21 一 特性 五 蓝细菌 Bluebacteria Cyanobacteria 24 2020 3 21 1 形态 单细胞类群呈球状 椭圆和杆状 常聚集成团并有共同的胶质层包裹 丝状体蓝细菌不分枝或有假分枝 通常也具有鞘的胶质外套 个体细胞比细菌大 一般直径为3 10 m 最小的为0 5 1 m 最大60 m 25 2020 3 21 2 细胞结构 与G 菌相似 无鞭毛 能分泌粘胶物质 作滑行运动 许多蓝细菌的细胞质中有气泡存在 光合型微生物 光合作用部分称类囊体 类囊体膜上含有叶绿素a 胡萝卜素等 辅助色素 藻胆素 26 2020 3 21 1 营养细胞 光合作用 2 异形孢 有些可发育成特殊代谢的功能细胞 稍大 比较透亮 壁厚 细胞质中的颗粒物质溶解 呈均匀状态 固氮 3 静息孢子 一些有异型孢的丝状蓝细菌形成静息孢子 壁厚 抗不良环境 27 2020 3 21 3 繁殖方式 主要行分裂繁殖 断裂形成藻殖段 形成孢子进行无性生殖 28 2020 3 21 29 4 生境和分布 在自然界分布广泛 生活在淡水中的蓝细菌 是水生态系统食物链中的重要一环 可与其他生物共生 如与真菌共生形成地衣 有的与蕨类植物满江红共生或与苏铁共生 2020 3 21 二 常见种属 蓝细菌的常见属 微囊藻属 鱼腥藻属 颤藻属其他蓝细菌念珠藻属 螺旋藻属可作为食品开发对象 是水体富营养化的引起种类 30 2020 3 21 三 危害 赤潮 Redtide 水华 Waterbloom 31 2020 3 21 第二节真核细胞型微生物 具有分化程度较高的真正的核 有核膜 核仁和染色体 胞浆内有完整的细胞器 真菌藻类 低等植物 原生动物 低等动物 32 2020 3 21 一 真菌 Fungus 真菌与原生生物的主要区别 较硬的细胞壁 胞壁不含肽聚糖 多含几丁质 真菌按形态分为单细胞和多细胞两类 单细胞真菌为酵母菌和类酵母菌 yeast 多细胞真菌又称霉菌 mold 分布广泛 存在于各种环境和生物体内 卫生学效应 引起物质变质腐烂的主要原因发酵 制药 食品工业等中具有重要作用少数致病 33 2020 3 21 一 环境中常见酵母菌 Yeast 1个体形态单细胞比细菌大 宽1 5 m 长5 30 m 球形 卵圆形 香肠形 柠檬形等 易形成假菌丝呈藕节形 34 2020 3 21 2酵母菌的繁殖 无性繁殖 常见 主要芽殖 有性繁殖 少见 两性结合形成子囊孢子 一个母细胞形成多个芽体 一端 两端 多端 35 2020 3 21 3菌落形态 与细菌相似比细菌大而厚 不透明 表面光滑 湿润 粘稠 易用针挑起 多呈乳白色 羊血培养基 BTB培养基 36 2020 3 21 4常见代表属酵母菌属 Saccharomyces 重要的菌种如啤酒酵母用于酿酒和面包发酵 鲁氏酵母及蜂蜜酵母可使果酱等糖制品和蜂蜜变质 假丝酵母属 Candina 有发酵酒精能力 代表菌种为产朊假丝酵母 由于细胞内富含蛋白质及维生素B 成为食用酵母和饲料酵母的重要菌种 37 2020 3 21 红酵母属 RhodotorulaHarrison 菌苔颜色呈现珊瑚红到橙红色或微带桔红色 空气 水 花 土壤 鳟鱼肠道等处均可分离到 均无酒精发酵能力 但产脂能力较强 可从菌体提取大量脂肪 能合成 胡萝卜素 毕赤氏酵母属 PichiaHansenula 有的种能产生麦角固醇 苹果酸及磷酸甘露聚糖 也是饮料 酒类的污染菌 常在酒 酱油表面生成白色干燥的菌醭 38 2020 3 21 球拟酵母属 Torulopsis 细胞多为球形至卵形 大小一般由2 5 4 3 5 m至4 7 5 8 5 m 可形成薄膜 在固体培养基上菌落灰白色到奶油色 球形球拟酵母 常可生长在浓糖基质上 如炼乳 蜜饯 果脯等处 为一种耐高渗压的菌种 39 2020 3 21 二 环境中常见霉菌 mold 形态与结构 由菌丝和孢子组成 40 2020 3 21 霉菌常见代表属 曲霉属 广泛分布于谷物 土壤等上 分解有机质能力极强 可造成霉变 为酿造 食品 制药行业的重要菌属 41 2020 3 21 曲霉的菌落颜色多样且比较稳定 是分类的主要特征之一 其他分类依据 分生孢子头和顶囊的形状 大小 分生孢子梗的长度和表面特征 小梗的构成 分生孢子的形态和颜色 42 2020 3 21 青霉属 典型结构为帚状枝 产生单轮或多轮对称或不对称的扫帚状小梗 多呈蓝绿色 43 2020 3 21 青霉和曲霉的主要区别 青霉和曲霉的模式图 44 2020 3 21 青霉 曲霉与人类的关系 1 青霉除了用于提取青霉素外 还用于制造有机酸如柠檬酸 葡萄糖氧化酶和淀粉酶等 2 曲霉是发酵工业及食品加工方面的重要菌种 如黑曲霉是化工生产中应用最广的菌种之一 用于柠檬酸 葡萄糖酸 淀粉酶和酒类的生产 米曲霉具有较强的淀粉酶和蛋白酶活力 是酱油 面酱发酵的主要发酵菌 45 2020 3 21 镰刀菌属 环境中常见 为植物激素产生菌和工农业生产有用菌 根霉属 分布广泛 分解有机质能力极强 为我国酿造业常见菌种 能产生大量的淀粉酶 故作酿酒 制醋业的糖化菌 有些种根霉还用于甾体激素 延胡索素和酶制剂生产 生物制品领域应用多 毛霉属 较根霉小 其分解淀粉 蛋白质能力极强 常与根霉一样常用于发酵工业 同时也是环境物质循环中的常见菌 46 2020 3 21 木霉属 常寄生于某些真菌子实体上 是栽培蘑菇的劲敌 木霉可以生产纤维素霉 合成核黄素 产生抗生素等 交链孢霉属 交链孢霉广泛分布于土壤和空气中 有些是植物病原菌 可引起果蔬的腐败变质 产生毒素 芽枝霉属 47 2020 3 21 二 藻类 algae 藻类是一大群低等植物 细胞分化比较低级 无根茎叶花等 广泛浮游于淡水及海水的上层 也称浮游生物或浮游植物 phytoplankton 是水生生态系统的初级生产者 是水生食物链的关键环节 形态与结构 形态 多种多样 单细胞或多细胞 含叶绿体 同时呈现不同的颜色 生理特征 行植物光合作用 利用二氧化碳 对N P需求多 48 2020 3 21 常见藻类 绿藻 因藻体中含叶绿素及少量叶黄素 细胞呈草绿色 小球藻 富含蛋白质和脂肪 可大量培养作为饲料和食品 栅藻 衣藻等 硅藻 单细胞存在或群体存在 细胞壁为两个藻瓣相扣 藻瓣中含有大量硅质和果胶质 硅藻死亡后 形成硅藻土 可作为过滤剂 绝缘剂等 甲藻 海洋 赤潮 也常由甲藻大量增殖引起 甲藻产毒可积于贝体而使人体中毒 49 2020 3 21 三 原生动物 形态与构造 单细胞低等动物 但结构较为复杂 是一个独立而完整的机体 用一个细胞进行运动 营养 排泄 感觉等 营养与繁殖 大部分为异养生活 少数能自养生活 有无性繁殖和有性繁殖 卫生学意义 水中重要浮游生物 可吞食细菌 在污水处理中起一定作用 某些种类是病原体 50 2020 3 21 环境中常见原生动物目前已知有15000种 鞭毛纲 运动细胞器是鞭毛 具有一至多根鞭毛 如绿眼虫 波豆虫 滴虫等 多生活在污水中 肉足纲 运动器官是伪足 也是摄食器官 多无固定的形态 细胞质可伸缩变动而形成伪足 最常见的代表有变形虫 纤毛纲 运动细胞器是纤毛 孢子虫纲 运动细胞器缺如 有复杂的生活史 为寄生 如间日疟原虫等 51 2020 3 21 废水生物处理中常见的两类1游泳型纤毛虫没有柄 不能固着生活 如 草履虫 肾形虫 豆形虫 漫游虫等 草履虫 漫游虫 52 2020 3 21 2固着型纤毛虫主要是钟虫类 形状像钟 后端有尾柄 作为附着器 累枝虫 小口钟虫 沟钟虫 53 2020 3 21 纤毛虫类与水处理的关系非常密切 在活性污泥污水处理池中 常以原生动物的类群与比例作为污水净化的指标 一般情况下 普通单体钟虫与群体钟虫较多时 说明污泥曝气池运转正常 54 2020 3 21 第三节非细胞型微生物 特征 不具有细胞结构 具有体积极小 结构简单 专