原核生物的形态、构造和功能

一、定义：是一大类形态极为多样（杆状到丝状），高含量的G+C(60-70mol/L),多数呈菌丝状生长和以孢子繁殖的，陆生性强的革兰氏阳性微生物。二、作用：（1）产生抗生素的主要微生物目前已知的抗生素中约三分之二是由放线菌产生的。其中的90%是放线菌中的链霉菌属（Streptomyces）所产生。（2）产生胞外酶和维生素弗氏链霉菌：蛋白酶游动放线菌：葡萄糖异构酶灰色链霉菌：维生素B12（3）在甾体转化，烃类发酵、污水处理等方面起重要作用。（4）引起某些动植物病（5）食品变质

在甾体药物的工业生产中，已分别在各种皮质激素、性激素、口服避孕药、蛋白同化激素、抗癌剂、利尿剂等药物的合成中成为关键步骤。某些微生物如甲烷极毛芽孢杆菌、噬石油节杆菌和诺卡氏菌等，能利用烃类如甲烷、乙烷、脂肪族烃、芳香族烃等作为碳源来发酵生产单细胞蛋白、氨基酸、有机酸等的过程，叫微生物烃类发酵。气生菌丝(aerialhypha)：自培养基表面向空气中生长的菌丝粗，1-1.4µm，较营养菌丝粗，在形态上往往与营养菌丝有差别，一般颜色较深，能盖满整个菌落表面。作用：可分化出生殖菌丝，起繁殖作用（二）气生菌丝

由营养菌丝向空中伸展的菌丝，（三）孢子丝

在气生菌丝上分化发育而成，其形状、排列方式随菌种而异。孢子丝上进一步产生各种颜色和形态的无性的分生孢子。这些都是分类鉴定的重要依据。孢子丝(sporehypha)：由气生菌丝发育到一定阶段分化出可形成孢子的菌丝。在气生菌丝上分化发育而成，其形状、排列方式随菌种而异。孢子丝上进一步产生各种颜色和形态的无性的分生孢子。（1）形状：着生情况：直立、弯曲、丛生和轮生形态有直线状、环状或螺旋状等（2）功能：可形成孢子（3）孢子形状孢子丝的着生情况及形态和孢子的形状和颜色等特征是放线菌分类鉴定的重要依据Aerialhyphaeemergingfromthesubstratemycelium.AerialmyceliaStreptomyceslividans1326

LawnofaerialhyphaeReproductivemyceliumMagnificationofaerailhyphae单轮生螺旋状放线菌孢子丝的显微图片:放线菌孢子丝的不同形态1.孢子丝直、单搓分枝2.孢子丝丛生、波曲3.孢子丝顶端大螺旋4.孢子丝松螺旋(一级轮生)5.孢子丝紧螺旋6.孢子丝紧螺旋成团7.孢子丝短而直(二级轮生)放线菌孢子丝类型：二级轮生一级轮生丛生松螺旋紧螺旋钩状Coiledaerialhyphae五、放线菌的菌落特征处于细菌和霉菌之间的一种类型1、幼龄似细菌菌落，小而不蔓延2、表面：干燥、皱褶、戎状或粉状3、质地：硬，致密，不易打碎，不易挑起4、色素：表面和背面都有5、用放大镜观察有放射状菌丝放线菌的菌落特征放线菌的菌落由于菌丝细、生长缓慢、相互交错，所以形成的菌落较小而质地致密，表面干燥、多皱、绒状。由于营养菌丝深入到培养基内，菌落与培养基结合较紧，不易被接种环挑起。分生孢子使培养基表面呈细粉状或颗粒状的典型放射状菌落。由于放线菌的菌丝和孢子可产生各种色素，菌落的正反两面常呈现不同的颜色。放线菌的菌落形态形状：随菌种不同可有两类：(1)产生大量分枝状菌丝的菌种：如Strptomyces，形成与培养基结合较紧的菌落，不易挑起或整个挑起。(2)不产生大量菌丝的菌种：如Nocardia形成的菌落呈粉质，挑之易碎

StreptomycescoelicolorJ1501

Apictureofcoloniesproducingthepigmentedantibioticactinorhodin（放线紫红素）.ColoniesofStreptomycessp.SporulatingcoloniesonTomato-OatmealAgarplates.ColoniesofStreptomycessp.Streptomyceslividans1326

ColoniesgrowingonmediumR2YE,producingbothundecylprodigiosin（十一烷基菌红素）andactinorhodin.六、放线菌的繁殖主要通过形成无性孢子的方式放线菌以菌丝断裂、产生无性的分生孢子或孢囊孢子的方式进行繁殖，其中主要是以形成分生孢子的方式繁殖。在液体通气培养中则主要采取菌丝断裂的方式。

孢子形成的方式有两种：

1.横隔分裂

孢子丝长到一定阶段，其中产生横隔膜，然后从横隔膜处断裂形成杆状或柱状的分生孢子。2.形成孢子囊

少数放线菌如游动放线菌属（Actinoplanes）和孢囊链霉菌属（Streptosporangium）可以在气生菌丝或基内菌丝上形成孢子囊，在囊内产生游动或不游动的孢囊孢子，成熟后释放。

放线菌的孢子一般耐干燥而不耐热，但高温放线菌属（Thermoaxtinomyces）却能够产生耐热的孢子，它和细菌芽孢一样含有2.6-吡啶二羧酸。放线菌的繁殖方式孢子形态及其特点七、常见放线菌代表种（1）诺卡氏菌属（Nocardia）形态特征：只有基内菌丝，无气生菌丝或很少，产生分生孢子繁殖方式：菌丝断裂培养特征：基内菌丝产生色素：黄、白、橙、红、褐生态：大部分好气腐生，少寄生有的可产生抗生素：利福霉素一些种类能分解烃类物质，在石油脱蜡、烃类发酵、和污水处理种都有应用。（2）链霉菌属(Streptomyces)本属菌丝无横隔，有较发达的基内菌丝和气生菌丝，和孢子丝形成分生孢子，腐生。本属的主要特点是产生抗生素，占已发现的抗生素的90%。种类和数量在放线菌中最多共约1000多种。孢子丝和孢子的形态因种而异。（3）小单胞菌属（Micromonospora)形态特征：基内菌丝上长出孢子梗，短，分枝或不分枝，无隔膜，不断裂，无气生菌丝典型特征：梗顶端产生一个球形或卵圆形分生孢子生态：腐生，土壤、湖底泥土、堆肥一些种能产生抗生素，可产生庆大霉素。（4）放线菌属（Actinomyces）

只有营养菌丝，有隔膜，可断裂成V或Y形体。无气生菌丝和分生孢子，一般厌气或兼性厌气，致病菌多。（5）链孢囊菌属（Streptosporangium）

本属的主要特征是气生菌丝的孢子丝盘曲形成孢子囊及不运动的孢囊孢子。八、放线菌的细胞结构1、内部结构与细菌相同2、壁：含胞壁酸九、放线菌与细菌特性的比较（1）放线菌：为G+单细胞，丝状菌丝，可有多核，无隔膜，由菌丝交联成菌丝体主要以无性孢子方式繁殖，菌丝断裂（液体中）陆生性强（2）与细菌特性的比较:相同点：都是原核，直径与球菌直径差不多细胞壁结构与G-差不多，含DAP，但染色为阳性鞭毛结构相似药敏性上对青霉素，溶菌酶反应类似最适pH与细菌类似，微碱性DNA复制类似核糖体70s细菌放线菌水生性强陆生性强不形成菌丝体形成菌丝体二均裂殖无性孢子繁殖菌落湿、小、易挑起菌落干、小、密、难挑起不同点：十、放线菌的生活史孢子基质菌丝气生菌丝基内菌丝孢子丝孢子气生菌丝萌发萌发放线菌的生活史第三节其他原核生物类群原核微生物包括三菌：细菌、放线菌、蓝细菌三体：支原体、衣原体、立克次氏体

一、蓝细菌蓝细菌是最大、最多样化、最广泛分布的能进行光合作用的微生物类群，蓝细菌曾属于蓝绿藻，原因是它的细胞内含叶绿素a，同植物、藻类一样进行放氧型光合作用。蓝细菌形态为单细胞球状、杆状或多细胞丝状。细胞直径从0.5～1.0μm至60μm，这是已知原核生物中最大的细胞。与细菌的主要区别：蓝细菌在营养方式上,是光能自养菌绝大多数细菌和所有放线菌、真菌是化能异养型形态：球状和丝状，单细胞，有荚膜或黏质层构成的鞘，无鞭毛，能运动是一种滑行生理特征：好氧，能光合作用，能固氮生态分布：很广泛，淡水、海水和土壤中，高温和干燥土壤中二、立克次氏体（Rickettsia)

是一类比细菌小的病原体，多为G-球菌或杆菌，在不同宿主中或不同发育阶段表现不同形状。除个别（如Q热立克次氏体）外均不能通过细菌过滤器。其主要特点是：

1．致病性强往往通过节肢动物传染给人类或其他哺乳动物使致病。如斑疹热病和落矶山斑疹伤寒。

2．细胞膜疏松而渗漏性大因而必须专性活细胞内寄生，不能在普通培养基上培养。可通过接种敏感动物的方法得到纯培养。三、衣原体(Chlamydia)是一种能通过细菌过滤器、G-、仅能在脊椎动物细胞质内繁殖并致病、具特殊生长周期的原核微生物。其特点是：

1．是一类“能量寄生物”即体内缺乏完整的酶系，必须依靠寄主细胞提供。因而离开寄主细胞则不表现生命活力。

2．不经过节肢动物而是在脊椎动物间直接传染，引起疾病。如沙眼衣原体、性病淋病肉芽肿衣原体等；在动物体内还可引起肺炎、多发性关节炎、胎盘炎、肠炎等疾病。

3．在细胞内有一定的发育阶段即由细小、细胞壁坚韧的具传染性的原基体，变成较大的胞壁薄的非传染型，然后再形成致密的具传染性的原基体。四、支原体(Mycoplasma)是一类介于细菌和立克次氏体之间的G-原核微生物。是已知的能独立生活的最小生物。广泛分布于土壤和动物体内，多数致病，如胸膜肺炎、猪气喘病、鸡呼吸道疾病等；少数腐生。其特点是：

1．无细胞壁因而细胞柔软而形态多变，具有高度多形性，能通过细菌过滤器

2．在含血清的营养丰富的培养基上长出一种典型的“油煎蛋形”小菌落。

3．细胞膜含固醇这是其他生物罕有的。五、古细菌（Archaebacteria）1977年，Woese和Wolfe对细菌类群中的16srRNA核苷酸顺序的同源性进行分析测定后发现，产甲烷细菌（methanogens）、极端嗜盐细菌（extremehalophiles）、嗜热嗜酸细菌（thermoacidophiles）与其它细菌（真细菌，eubacteria）具有明显区别。这三类细菌是在厌氧、高温、强酸条件下生活，与地球生命出现的初期环境相似，因此，命名为古细菌。其特点是