蓝细菌,枝原体立克次氏体和衣原体

第三节 蓝细菌（Cyanobacteria）,蓝细菌也称蓝藻或蓝绿藻（blue-green algae），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,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。,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“水花”，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。,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,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,含有两只多个双键的不饱和脂肪酸,一类辅助光合色素,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,4. 类 群,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。Eg.鱼腥蓝细菌属（Anabaena）和念珠蓝细菌属（ Nostoc ）等。,（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。Eg.鱼腥蓝细菌属（Anabaena）和念珠蓝细菌属（ Nostoc ）等。,（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.管胞蓝细菌属（Chamaesiphon）。,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（Anabaena azollae）, 食用种类,Eg.发菜念珠蓝细菌（Nostoc flagelliforme） 普通木耳念珠蓝细菌（N.commune or 葛仙米、地耳） 盘状螺旋蓝细菌（Spirulina platensis） 最大螺旋蓝细菌（S.maxima）,（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）,蓝细菌与水体环境质量关系密切，在水体生长旺盛时 能使水色变蓝或其他颜色，并且有的蓝细菌能发出草腥味或霉味。湖波中常见的蓝细菌有铜绿微囊藻、曲鱼腥藻等。某些种属的蓝细菌大量繁殖会引起“水华”（淡水水体）或“赤潮”（海水），导致水质恶化，引起一系列环境问题。,第四节 枝原体、立克次氏体和衣原体,一、 枝原体（Mycoplasma）1. 概 念,枝原体又称类菌质体，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。,枝原体：人或动物的致病菌,类枝原体（MLO）：侵染植物的枝原体,细胞很小，直径一般为150300nm，多数为250nm左右，所以在光学显微镜下勉强可见；细胞膜含甾醇，比其它原核生物的膜更坚韧；因无细胞壁，所以当进行革兰氏染色时呈G-且形态易变，对渗透压较敏感，对抑制细胞壁合成的抗生素不敏感等；菌落小（直径0.11.0mm），在固体培养基表面呈特有的“油煎蛋”状；以二分裂和出芽等方式繁殖；能在含血清、酵母膏和甾醇等营养丰富的培养基上生长；多数以糖类作为能源，能在有氧或无氧条件下进行氧化型或发酵型产能代谢；基因组很小，仅在0.61.1Mb左右对能抑制蛋白质生物合成的抗生素（四环素、红霉素等）和破坏含载体的细胞膜结构的抗生素（两性霉素、制霉菌素等）都很敏感。,2 特 性,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。,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；,4）一些枝原体能引起人类、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，常被枝原体污染；,非典和肺炎支原体,肺炎支原体是人类支原体肺炎的病原体。支原体肺炎的病理改变以间质性肺炎为主，有时并发支气管肺炎，称为原发性非典型性肺炎。主要经飞沫传染，潜伏期23周，发病率以青少年最高。临床症状较轻，甚至根本无症状，若有也只是头痛、咽痛、发热、咳嗽等一般的呼吸道症状，但也有个别死亡报道。一年四季均可发生，但多在秋冬时节。 传染性非典型肺炎，简称SARS，是一种因感染SARS冠状病毒引起的新的呼吸系统传染性疾病。主要通过近距离空气飞沫传播，以发热，头痛，肌肉酸痛，乏力，干咳少痰等为主要临床表现，严重者可出现呼吸窘迫。,二、立克次氏体（Rickettsia） 1. 概 念,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。,立克次氏体：专性寄生于真核细胞内G-原核生物,类立克次氏体细菌（RLB）：侵染植物的立克次氏体,H.T.Ricketts 1909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。,2、立克次氏体的特点,细胞较大，直径在2.0间，光学显微镜下清晰可见；细胞形态多样，自球状、双球状、杆状至丝状等都有；有细胞壁，G-；除少数外，均在真核细胞内营细胞内专性寄生以二分裂方式繁殖，每分裂一次约8小时；存在不完整的产能代谢途径，不能利用葡萄糖或有机酸，只能利用谷氨酸和谷氨酰胺产能；对四环素和青霉属等抗生素敏感；对热敏感，一般在56以上经30分钟即被杀死；一般可培养在鸡胚、敏感动物或Hela（子宫颈癌细胞）细胞株的组织培养物上；基因组很小,（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）立克次氏体（Rickettsia wolhynica）外均不能在人工培养基上生长繁殖。,体内酶系不完全，一些必需的养料需从宿主细胞获得；细胞膜比一般细菌的膜疏松； 可透性膜，使它们有可能容易从宿主细胞获得大分子物质，但也决定了它们一旦离开宿主细胞则易死亡,大小介于病毒与一般细菌之间，其中伯氏立克次氏体（Rickettsia burneti）能通过细菌过滤器,一般个体：球状体：0.2-0.5 mm； 杆状体：0.3-0.5 x 0.3-2 mm；,（2）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。,有的立克次氏体酿成严重疾病，如人类的流行性斑疹伤寒、恙虫热、Q热等，并常伴随着灾害、战争和饥饿，曾长期与人类的痛苦、灾难联系在一起。防治：预防为主。,三、衣原体（Chlamydia） 1. 概 念,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。,过去误认为“大病毒”，但它们的生物学特性更接近细菌而不同于病毒。,在宿主细胞内观察到的衣原体微菌落（microcolony）,2、衣原体特点,有细胞构造；细胞内同时含有RNA和DNA两种核酸；有细胞壁，但缺肽聚糖，G-； 有核糖体；缺乏产生能量的酶系，须严格细胞内寄生；以二分裂方式繁殖；对抑制细菌的抗生素和药物敏感；只能用鸡胚卵黄囊膜、小白鼠腹腔或Hela细胞组织培养物等活体进行培养。,（1）细胞结构与细菌类似；,（2）细胞呈球形或椭圆形，直径0.2-0.3 mm，能通过细菌滤器；,（3）专性活细胞内寄生；,具有类似的细胞壁，细胞壁内也含有胞壁酸、二氨基庚二酸；70S核糖体也是由30S和50S二个亚基组成）,衣原体有一定的代谢活性，能进行有限的大分子合成，但缺乏产生能量的系统，必须依赖宿主获得ATP，因此又被称为“能量寄生型生物”。,（4）在宿主细胞内生长繁殖具有独特的生活周期，即存在原体和始体两种形态。,原体（elementory body）：具有感染力的细胞,始体（initial body）or 网状体（reticulate body）：无感染力的细胞,经空气传播，一旦遇合适的新宿主，就可通过吞噬作用进入细胞，在其中生长，转化成, 始体繁殖成“包涵体”, 原体转变成始体, 始体转变成原体, 原体攻击宿主细胞, 原体借吞噬侵入,细胞裂解后释放原体,原体,始体 or 网状体,（5）衣原体广泛寄生于人类、哺乳动物及鸟类，少数致病；,沙眼衣原体是人类砂眼的病原体，甚至引起结膜炎、角膜炎、角膜血管翳等临床症状，成为致盲的重要原因。,1956年，我国微生物学家汤飞凡等应用鸡胚卵黄囊接种法，在国际上首先成功地分离培养出沙眼衣原体。,（6）衣原体不耐热，60度10分钟即被灭活，但它不怕低温，冷冻干燥可保藏多年。对红霉素、氯霉素、四环素敏感。,枝原体、立克次氏体、衣原体与细菌、病毒的比较,革兰氏染色法,革兰氏染色法是1884年由丹麦病理学家Christain Gran 创立的，基本步骤是： 1、初染：结晶紫染色 2、媒染：碘液媒染 3、脱色：乙醇脱色 4、复染：番红复染,经此法染色后，细胞保留初染剂蓝紫色的细菌为革兰氏阳性菌；细胞中初染剂被脱色剂洗脱而染上复染剂的颜色（红色）的细菌为革兰氏阴性菌。,G -,G +,原理：细菌对革兰氏染色的不同反应是由于它们细胞壁的成分和结构不同而造成的。初染后，所有细菌都被染成初染剂的蓝紫色。碘作为媒染剂，它能与结晶紫结合成结晶紫-碘的复合物，增强染料与细菌的结合力。当用脱色剂处理时，革兰氏