第二章微生物形态构造

1、有用物品的生产；有用物品的生产； 生产各种传统食品，如酱油、食醋等。在农业上用于饲料发 酵、植物生长刺激素（赤霉素）、杀虫农药（白僵菌剂）等。 引起动植物疾病；引起动植物疾病； 我国在1950年发生的麦锈病和1974年发生的稻瘟病，使小麦 和水稻分别减产了60亿公斤，皮肤癣菌引起各种癣症。 腐生型霉菌在自然界物质转化中也有十分重要的作用；腐生型霉菌在自然界物质转化中也有十分重要的作用； 分解环境中各种复杂有机物（纤维素、半纤维素和木素）， 污水处理方面的应用。 1 1、菌丝、菌丝 霉菌菌丝直径约为310m，比一般细菌和放线菌菌丝大几到 几十倍。 霉菌营养体的基本单位是菌丝霉菌营养体的基本单位是

2、菌丝(hyphase)(hyphase) 菌丝菌丝 无隔膜菌丝无隔膜菌丝 有隔膜菌丝有隔膜菌丝 整个菌丝为长管状单细胞，细胞质内含有多个核。其生长过 程只表现为菌丝的延长和细胞核的裂殖增多以及细胞质的增加。 菌丝由横隔膜分隔成成串多细胞，每个细胞内含有一个或多个 细胞核。有些菌丝，从外观看虽然像多细胞，但横隔膜上有小孔 ，使细胞质和细胞核可以自由流通，而且每个细胞的功能也都相 同。 2 2、菌丝体、菌丝体 菌丝体的基本类型菌丝体的基本类型 营养菌丝体营养菌丝体: : 密布在营养基质内部主要执行吸取营养物密布在营养基质内部主要执行吸取营养物 功能的菌丝体功能的菌丝体 气生菌丝体气生菌丝体: :

3、伸展到空气中的菌丝体。伸展到空气中的菌丝体。 3 3、菌丝的特化、菌丝的特化 营养菌丝和气生菌丝对于不同的真菌来说，在它们的长期进 化过程中，对于相应的环境条件已有了高度的适应性，并明显地 表现在产生各种形态和功能不同的特化结构上。也称菌丝的特化菌丝的特化 。 由粗而长的分枝状菌丝组成，菌落疏松，呈绒毛状、絮状或 蜘蛛网状，比细菌菌落大几倍到几十倍，有的没有固定大小。 各种霉菌，在一定培养基上形成的菌落大小、形状、颜色等 相对稳定，所以菌落特征也为分类依据之一。 有时真菌产生色素能扩散到培养基中，称为水溶性色素。可 使培养基正面反面显示不同颜色。不能扩散到培养基内色素称为 脂溶性色素。 霉菌的

4、繁殖方式霉菌的繁殖方式 无性孢子无性孢子 有性孢子有性孢子 菌丝断片菌丝断片 1 1、繁殖方式、繁殖方式 1 1）无性孢子繁殖）无性孢子繁殖 不经两性细胞配合，只是营养细胞的分裂或营养菌丝的分不经两性细胞配合，只是营养细胞的分裂或营养菌丝的分 化（切割）而形成新个体的过程。化（切割）而形成新个体的过程。 无性孢子有：无性孢子有：厚垣孢子、孢囊孢子、节孢子、分生孢子等。 无隔膜菌丝的霉菌无隔膜菌丝的霉菌有隔膜菌丝的霉菌有隔膜菌丝的霉菌 2 2）有性孢子繁殖）有性孢子繁殖 两个性细胞结合产生新个体的过程：两个性细胞结合产生新个体的过程： a a）质配：）质配：两个性细胞结合，细胞质融合，成为双核细

5、胞每个两个性细胞结合，细胞质融合，成为双核细胞每个 核均含单倍染色体（核均含单倍染色体（n+n）。两个性细胞结合产生）。两个性细胞结合产生 新个体的过程。新个体的过程。 b b）核配：）核配：两个核融合，成为二倍体接合子核，此时核的染色两个核融合，成为二倍体接合子核，此时核的染色 体数是二倍（体数是二倍（2n）。）。 c c）减数分裂：）减数分裂：具有双倍体的细胞核经过减数分裂，核中的具有双倍体的细胞核经过减数分裂，核中的 染色体数目又恢复到单倍体状态。染色体数目又恢复到单倍体状态。 2 2、生活史、生活史 无性繁殖阶段：无性繁殖阶段：菌丝体（营养体）在适宜的条件下产生无性孢子菌丝体（营养体）

6、在适宜的条件下产生无性孢子 ，无性孢子萌发形成新的菌丝体，多次重复。，无性孢子萌发形成新的菌丝体，多次重复。 有性繁殖阶段：有性繁殖阶段：在发育后期，在一定条件下，在菌丝体上分化出在发育后期，在一定条件下，在菌丝体上分化出 特殊性器官（细胞），质配、核配、减数分裂后形成单倍体孢子特殊性器官（细胞），质配、核配、减数分裂后形成单倍体孢子 ，再萌发形成新的菌丝体。，再萌发形成新的菌丝体。 有一些霉菌，至尽尚未发现其生活史中有有性繁殖阶段，有一些霉菌，至尽尚未发现其生活史中有有性繁殖阶段， 这类真菌称为半知菌。这类真菌称为半知菌。 酵母菌酵母菌是一群以单细胞为主的，以出芽为主要繁殖方式是一群以单细胞

7、为主的，以出芽为主要繁殖方式 的真核生物。的真核生物。它分属于子囊菌纲、担子菌纲和半知菌类。它分属于子囊菌纲、担子菌纲和半知菌类。 酵母菌在自然界分布广泛，种类繁多，已发现共酵母菌在自然界分布广泛，种类繁多，已发现共5656个属个属 500500多种。它是人类应用较早的一类微生物，如多种。它是人类应用较早的一类微生物，如啤酒酿造、面啤酒酿造、面 包发酵、制馒头包发酵、制馒头等。由于酵母菌含有丰富的蛋白质和维生素等。由于酵母菌含有丰富的蛋白质和维生素B B ，并能发酵多种糖类，所以近年来用于饲料发酵，单细胞蛋，并能发酵多种糖类，所以近年来用于饲料发酵，单细胞蛋 白，石油脱蜡，有机酸和维生素的生产

8、都有较高实用价值。白，石油脱蜡，有机酸和维生素的生产都有较高实用价值。 1 1、个体一般以单细胞状态存在；、个体一般以单细胞状态存在； 2 2、多数营出芽繁殖，也有的裂殖；、多数营出芽繁殖，也有的裂殖； 3 3、能发酵糖类产能；、能发酵糖类产能； 4 4、细胞壁常含有甘露聚糖；、细胞壁常含有甘露聚糖； 5 5、喜在含糖量较高、酸度较大的水生环境中生长；、喜在含糖量较高、酸度较大的水生环境中生长； 1、个体形态 酵母菌具有典型的细胞结构，主要有酵母菌具有典型的细胞结构，主要有细胞壁、细胞膜、细胞壁、细胞膜、 细胞质、细胞核、液泡等细胞质、细胞核、液泡等。 2、细胞结构 线粒体线粒体、核糖体、核糖

9、体、 内质网、微体、中内质网、微体、中 心体、高尔基体、心体、高尔基体、 纺锤体及贮藏物等纺锤体及贮藏物等 1 1）细胞壁）细胞壁 细胞壁位于细胞的最外面，结构类似三名治细胞壁位于细胞的最外面，结构类似三名治外层为外层为 甘露聚糖，内层为葡聚糖，其间加有一层蛋白质分子甘露聚糖，内层为葡聚糖，其间加有一层蛋白质分子。约占。约占 细胞质量的细胞质量的3030，壁厚，壁厚100100200nm200nm。 2 2）细胞膜）细胞膜 酵母酵母 细胞细胞 膜的膜的 成分成分 蛋白质蛋白质: 其中含有可吸收糖和氨基酸的酶等其中含有可吸收糖和氨基酸的酶等 甘油的单、双、三酯甘油的单、双、三酯 甘油磷脂甘油磷脂

10、 磷脂酰胆碱（卵磷脂）磷脂酰胆碱（卵磷脂） 磷脂酰乙醇胺磷脂酰乙醇胺 甾醇甾醇 麦角甾醇麦角甾醇 酵母甾醇酵母甾醇 糖类：糖类：主要含甘露聚糖（可能是合成细胞壁的前体）主要含甘露聚糖（可能是合成细胞壁的前体） 类脂：类脂： 用以调节细胞外溶质运送到细胞内的渗透屏障；用以调节细胞外溶质运送到细胞内的渗透屏障； 细胞壁等大分子成分的生物合成和装配基地；细胞壁等大分子成分的生物合成和装配基地； 部分酶的合成和作用场所；部分酶的合成和作用场所； 调节着营养物质的吸收和代谢产物的排出。调节着营养物质的吸收和代谢产物的排出。 细胞膜的功能：细胞膜的功能： 酵母菌细胞膜酵母菌细胞膜 膜蛋白膜蛋白 甾醇甾醇

11、磷脂磷脂 甾醇的性质是真 核微生物和原核微生 物的重要区别之一。 3 3）细胞核）细胞核 细胞核直径为细胞核直径为0.51.5m，经染色后可以观察到。细胞核被，经染色后可以观察到。细胞核被 核膜所包围，其主要化学组成是核膜所包围，其主要化学组成是脱氧核糖核酸和蛋白质，是遗传脱氧核糖核酸和蛋白质，是遗传 物质的载体，控制着酵母的新陈代谢物质的载体，控制着酵母的新陈代谢。 4 4）其他细胞构）其他细胞构 造造 q 液泡 q 线粒体 q 基粒 q 基质 q 微体 自学！ 3. 3. 酵母的化学组成酵母的化学组成 酵母细胞大约含有酵母细胞大约含有7575的水。酵母菌干物质主要由蛋的水。酵母菌干物质主要

12、由蛋 白质和碳水化合物组成。白质和碳水化合物组成。 与某些细菌菌落类似，但一般较细菌菌落大且厚。与某些细菌菌落类似，但一般较细菌菌落大且厚。在固体培在固体培 养基上养基上多数不透明，菌落表面光滑、湿润多数不透明，菌落表面光滑、湿润、粘稠，用接菌环很容粘稠，用接菌环很容 易将之挑起，多为乳白色，少数呈红色或粉红色。易将之挑起，多为乳白色，少数呈红色或粉红色。在液体培养基在液体培养基 中，中，有些酵母可出现菌膜、壁环和底部沉淀。有些酵母可出现菌膜、壁环和底部沉淀。 酵母菌的繁殖方式酵母菌的繁殖方式 无性无性 芽殖芽殖：各属酵母菌都存在各属酵母菌都存在 裂殖：在裂殖酵母中存在裂殖：在裂殖酵母中存在

13、产无性孢子产无性孢子 节孢子节孢子 掷孢子掷孢子 厚垣厚垣孢子孢子 有性（产子囊孢子）：如酵母属、接合酵母属等有性（产子囊孢子）：如酵母属、接合酵母属等 假酵母假酵母 真酵母真酵母 1、多分布在含糖的偏酸性环境，也称为“糖菌”； 如水果、蔬菜、叶子、树皮等处，及葡萄园和果园土壤中等。 2、重要的微生物资源； 酵母菌是人类的第一种“家养微生物”。 3、重要的科研模式微生物； 啤酒酵母（Saccharomyces cerevisae）第一个完成全基因组序列测定的真核 生物（1997）。 4、有些酵母菌具有危害性； 有些酵母菌能引起皮肤、呼吸道、消化道、泌尿生殖道疾病。 第一节第一节 病毒的概述病毒

14、的概述 1886年，年，A. Mayer 发现具有传染性的烟草花发现具有传染性的烟草花 叶病；叶病； 1892年，年，D. Ivanovsky烟草花叶病病原体能通烟草花叶病病原体能通 过细菌滤器：一种能通过细菌滤器的过细菌滤器：一种能通过细菌滤器的”细菌毒素细菌毒素 ”或极小的细菌；或极小的细菌； 1898年，年，M W Beijerinck对烟草花叶病病原对烟草花叶病病原 体的研究结果：体的研究结果： t 能通过细菌滤器；能通过细菌滤器； t 可被乙醇沉淀而不失去其感染性；可被乙醇沉淀而不失去其感染性； t 能在琼脂凝胶中扩散；能在琼脂凝胶中扩散； t 用培养细菌的方法不能被培养出来，用培养

15、细菌的方法不能被培养出来， 推测只能在植物活细胞中生活；推测只能在植物活细胞中生活； 比细菌小的具有传染性的活的流质比细菌小的具有传染性的活的流质 1900年前后，包括口蹄疫（年前后，包括口蹄疫（ foot and mouth disease ）在内的多种动植物疾病）在内的多种动植物疾病 病原体的滤过性特性被证明。病原体的滤过性特性被证明。 并称它们为滤过性病毒并称它们为滤过性病毒(filterable viruses)。 1915和和1917年，年，F.W.Twort和和F.H.dHerelle分别发现细菌（分别发现细菌（Shigella dysenteriae）病毒）病毒噬菌体（噬菌体（p

16、hage） 1935年，年，W M Stanley首次提纯并结晶了烟草花叶病毒；首次提纯并结晶了烟草花叶病毒；Bawden等证明烟等证明烟 草花叶病毒的本质为核蛋白；草花叶病毒的本质为核蛋白；1940年，年，Kausche首先用电镜观察到烟草花叶病首先用电镜观察到烟草花叶病 毒颗粒；毒颗粒； 非细胞的大分子结构，并由此衍生出的无产能代谢系统、无核糖 体、无个体生长现象、无二等分裂繁殖和对一般抗生素不敏感等特 征； 专性活细胞寄生的生物态和在细胞外非生物态的相互交替； 一种病毒只含一种核酸，不是脱氧核糖核酸就是RNA； 研究发现，病毒与其他生物的最大区别是 ： （一）定义（一）定义 病毒是一类超

17、显微的非细胞结构，每一种病毒只含有病毒是一类超显微的非细胞结构，每一种病毒只含有 一种核酸；它们只能在活细胞内营专性寄生，靠其宿主代谢一种核酸；它们只能在活细胞内营专性寄生，靠其宿主代谢 系统的协助来复制核酸、合成蛋白质等组分，然后再进行装系统的协助来复制核酸、合成蛋白质等组分，然后再进行装 配而得以增殖；在离体条件下，它们能以无生命的化学大分配而得以增殖；在离体条件下，它们能以无生命的化学大分 子状态长期存在并保持其侵染活性。子状态长期存在并保持其侵染活性。 由于对病毒不断深入的由于对病毒不断深入的 研究，迄今仍无一个科学而研究，迄今仍无一个科学而 严谨的定义严谨的定义 1）形体极其微小，必

18、须在电子显微镜下才能观察，一般都可通）形体极其微小，必须在电子显微镜下才能观察，一般都可通 过细菌滤器；过细菌滤器； 2）没有细胞构造，化学成分比较简单，主要是核酸和蛋白质两）没有细胞构造，化学成分比较简单，主要是核酸和蛋白质两 种，而且只含种，而且只含DNA或或RNA一种；一种； 例如一些简单的病毒仅由核酸和蛋白质外壳构成，故可把它们视为核蛋白分子。 （二）特点（二）特点 3）缺乏完整的酶系统和独立的代谢能力；）缺乏完整的酶系统和独立的代谢能力； 朊病毒甚至仅由蛋白质构成 病毒感染敏感宿主细胞后，病毒核酸进入细胞，通过其复制与表达产生子代病毒基 因组和新的蛋白质，然后由这些新合成的病毒组分装

19、配（ assembly ）成子代毒粒，并以 一定方式释放到细胞外。病毒的这种特殊繁殖方式称做复制（ replication ）。 6）病毒具有感染态和非感染态双重存在方式；）病毒具有感染态和非感染态双重存在方式； 7）对一般抗生素不敏感，但对干扰素敏感）对一般抗生素不敏感，但对干扰素敏感 ； 例如，利福平可抑制痘病毒复制 4）超级专性寄生；）超级专性寄生； 5）有些病毒的核酸还能整合到宿主的基因组中，并诱发潜伏性）有些病毒的核酸还能整合到宿主的基因组中，并诱发潜伏性 感染；感染； 8）病毒（包括噬菌体）可因基因突变改变寄主范围）病毒（包括噬菌体）可因基因突变改变寄主范围 ； 病毒是专性活细胞内

20、寄生物 凡有生物存在之处，都有相应的病毒存在 （一）病毒的大小（一）病毒的大小 测量病毒大小的单位是纳米（测量病毒大小的单位是纳米（nm，10-9m）。）。 粗略地说，多数病毒粒子的直径在粗略地说，多数病毒粒子的直径在100nm上下。上下。 绝大多数病毒必须通过电子显微镜才能观察其具体形态 和大小。 （二）形（二）形 态态 1、典型病毒粒子的构造 病毒粒子也称病毒颗粒（virus particle），是指成熟的 ，结构完整的单个病毒。 成分 概念 主要是核酸和蛋白质。 球形或近球形；球形或近球形； 杆形或丝形；杆形或丝形； 砖形或菠萝状；砖形或菠萝状； 弹形；弹形； 蝌蚪形；蝌蚪形； 2、病毒

21、粒子的对称体制 对称体制 螺旋对称螺旋对称 二十面体对称二十面体对称 复合对称复合对称 有包膜 无包膜 有包膜 无包膜 有包膜 无包膜 3、三类典型形态的病毒 （1 1）螺旋对称的代表）螺旋对称的代表烟草花叶病毒（烟草花叶病毒（TMVTMV） 发现最早、研究最深入、了解最清楚的一种病毒 （2 2）二十面体对称的代表）二十面体对称的代表腺病毒（腺病毒（AdenovirusAdenovirus） 一种动物病毒，可侵染呼吸道、眼结膜和淋巴组织 （3 3）复合对称的代表）复合对称的代表TT偶数噬菌体偶数噬菌体 分为T2、T4、T6三种，在自然界分布极广，是病毒学和 分子遗传学研究的极好材料 （四）病毒

22、的核酸（四）病毒的核酸 是病毒粒子中是病毒粒子中 最重要的成分最重要的成分 是病毒遗传信息是病毒遗传信息 的载体和传递体的载体和传递体 是病毒生命活动是病毒生命活动 的主要物质基础的主要物质基础 病毒核酸的类型可从以下几点来区分：病毒核酸的类型可从以下几点来区分： 是脱氧核糖核酸还是是脱氧核糖核酸还是RNARNA； 是单链（是单链（ssss）结构还是双链（）结构还是双链（dsds）结构；）结构； 呈线状还是环状；呈线状还是环状； 是闭环还是缺口环；是闭环还是缺口环； 基因组是单组分、双组分、三组分还是多组分；基因组是单组分、双组分、三组分还是多组分； 病毒核 酸类型 环状 线状 单链DNA（s

23、s DNA） 双链DNA（ds DNA） 环状：Ecoli的 单链RNA（ss RNA）线状 双链RNA（ds RNA）线状 线状： 枯草杆菌的PBSX、 沙门氏菌的P22噬菌体等 噬菌体广泛存在于自然界中，至今在大多数原核生物中都噬菌体广泛存在于自然界中，至今在大多数原核生物中都 发现了相应的噬菌体。发现了相应的噬菌体。 噬菌体是寄生于微生物体内并引起寄生菌（细菌、放线噬菌体是寄生于微生物体内并引起寄生菌（细菌、放线 菌、蓝细菌等原核微生物）裂解的一种病毒。它具有严格的寄菌、蓝细菌等原核微生物）裂解的一种病毒。它具有严格的寄 生特异性，必须在活的寄主细胞内增值，而且只有一种核酸，生特异性，必须在活的寄主细胞内增值，而且只有一种核酸， 即即DNADNA或或RNA,RNA,也能通过细菌过滤器。也能通过细菌过滤器。 （二）形态（二）形态 噬菌体噬菌体 蝌蚪状蝌蚪状 （ds DNA） 非收缩性尾非收缩性尾 长尾长尾 短尾短尾 微球状（无尾）微球状（无尾） 大顶衣壳粒大顶衣壳粒 小顶衣壳粒小顶衣壳粒 细杆状（无头）细杆状（无头） 收缩性尾收缩性尾 （ss DNA） （ss RNA） （ss DNA） 病毒粒子并无个体的生长过程，病毒粒子并无个体的生长过程， 而只有其两种基本成分的合成和装配而只有其两种基本成分的合成和装配 核酸复制核酸复制