第二章 微生物形态、结构及功能—放线菌

第二章微生物形态、结构与功能2第二节其它原核微生物1、概念也称蓝藻或蓝绿藻（blue-greenalgae），是一类含有叶绿素a、能以水作为供氢体和电子供体、通过光合作用将光能转变成化学能、同化CO2为有机物质的光合细菌。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。一、蓝细菌（Cyanobacteria）32、特性1）分布极广；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；4）具有原核生物的典型细胞结构；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。43.蓝细菌的分群第一群：色球蓝细菌群第二群：厚球蓝细菌群第三群：无异形胞丝状蓝细菌群第四群：有异形胞丝状蓝细菌群第五群：多分裂的有异形胞丝状蓝细菌群5对水体的影响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”或“赤潮”，导致水质恶化，引起一系列环境问题。在污水中或潮湿的土地上常见的有灰颤藻或巨颤藻。6二、支原体、立克次氏体和衣原体支原体（Mycoplasma）立克次氏体（Rickettsia）衣原体（Chlamydia）革兰氏阴性细菌，其大小和特性均介于通常的细菌与病毒之间。7（一）支原体（Mycoplasma）支原体是目前所能发现的能在无生命培基中生长繁殖的最小的微生物。支原体体形多样，基本为球形，亦可呈球杆状或丝状，其菌落呈针尖大小，故又称之为微小支原体。支原体细胞中唯一可见的细胞器是核糖体8形态、结构、特点支原体的大小为0.2～0.3um,可通过滤菌器，常给细胞培养工作带来污染的麻烦。无细胞壁，不能维持固定的形态而呈现多形性。细胞膜中胆固醇含量较多，约占36%大多数兼性厌氧繁殖方式多样，主要为二分裂繁殖，还有断裂、分枝、出芽等方式支原体对热的抵抗力与细菌相似。对环境渗透压敏感，渗透压的突变可致细胞破裂。致病支原体中，肺炎支原体起肺炎，人型支原体、解脲支原体和生殖器支原体9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。（二）立克次氏体（Rickettsia）1、概念立克次氏体是1909年美国病理学副教授立克次(1871–1910),在研究落基山斑疹热时首先发现的。第二年，他不幸因感染斑疹伤寒而为科学献身。1916年罗恰·利马首先从斑疹伤寒病人的体虱中找到，并建议取名为普氏立克次氏体，以纪念从事斑疹伤寒研究而牺牲的立克次和捷克科学家普若瓦帅克。1934年，我国科学工作者谢少文首先应用鸡胚培养立克次体成功，为人类认识立克次氏体做出了重大的贡献。丛林斑疹伤寒102、特性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（Rickettsiawolhynica）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（Rickettsiaburneti）能通过细菌过滤器球状体：0.2-0.5mm；杆状体：0.3-0.5x0.3-2mm；112）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。12（三）衣原体（Chlamydia）1、概念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。在宿主细胞内观察到的衣原体微菌落（microcolony）132、特性1）细胞结构与细菌类似；2）细胞呈球形或椭圆形，直径0.2-0.3mm，能通过细菌滤器；3）专性活细胞内寄生；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；5）衣原体广泛寄生于人类、哺乳动物及鸟类，少数致病；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。143、生活史衣原体为革兰氏阴性病原体，在自然界中传播很广泛。它没有合成高能化合物ATP、GTP的能力，必须由宿主细胞提供，因而成为能量寄生物，多呈球状、堆状，有细胞壁，以一般寄生在动物细胞内。从前它们被划归病毒，后来发现自成一类。衣原体是一类严格在真核细胞内寄生，有独特的发育周期的原核细胞型微生物。1956年我国学者汤飞凡教授等分离沙眼衣原体成功，引起全世界对沙眼衣原体广泛深入的研究，证明沙眼病原体不是病毒。由于它具有一些与细菌类似的生物学特性，现归属于广义的细菌范畴。15特征细菌支原体立克次氏体衣原体病毒直径(μm)0.5-0.20.2-0.250.2-0.50.2-0.3＜0.25可见性光学显微镜光镜勉强可见光学显微镜光镜勉强可见电子显微镜过滤性不能过滤能过滤不能过滤能过滤能过滤革兰氏染色阳性或阴性阴性阴性阴性无细胞壁有坚韧的细胞壁缺与细菌相似与细菌相似无细胞结构繁殖方式二均分裂二均分裂二均分裂二均分裂复制培养方法人工培养基人工培养基宿主细胞宿主细胞宿主细胞核酸种类DNA和RNADNA和RNADNA和RNADNA和RNADNA或RNA核糖体有有有有无大分子合成有有进行进行只利用宿主机器产生ATP系统有有有无无增殖过程中结构的完整性保持保持保持保持失去入侵方式多样直接昆虫媒介不清楚决定宿主细胞性质对抗生素敏感敏感(青霉素例外)敏感敏感不敏感对干扰素某些菌敏感不敏感有的敏感有的敏感敏感16第三节放线菌—Actinomycetes本节提要：放线菌的基本形态放线菌的生活史和繁殖放线菌的培养特征放线菌的分类依据放线菌的主要属17（一）概念在形态上具有分枝状菌丝、菌落形态与霉菌相似，以孢子进行繁殖。放线菌是具有菌丝、以孢子进行繁殖、革兰氏染色阳性的一类原核微生物，属于真细菌范畴。18一、放线菌与细菌的比较同为单细胞，菌丝比真菌细，其直径与细菌接近；同属原核生物。无核膜、核仁和线粒体等。核糖体70S等；胞壁含磷壁酸，二氨基庚二酸，不含几丁质，纤维素；G+;对环境的要求与细菌相近；对溶菌酶敏感；对抗生素的反应向细菌。总之，放线菌是一类介于细菌和真菌之间，而更接近于细菌的原核生物。所以：在Bergey’sManualofSystematicBacteriology.Vol.4上归在分枝菌纲(Actinomycetes)19由分枝状菌丝组成。菌丝无隔膜，仍属单细胞。菌丝直径与杆菌相似（1mm左右）；细胞壁含磷壁酸、二氨基庚二酸，不含几丁质、纤维素；革兰氏阴性。二、放线菌的形态构造★菌丝根据形态和功能不同可分为：基内菌丝、气生菌丝、孢子丝20基内菌丝:匍匐生长于营养基质表面或伸向基质内部，它们象植物的根一样，具有吸收水分和养分的功能。有些还能产生各种色素，把培养基染成各种美丽的颜色。气生菌丝:是基内菌丝长出培养基外并伸向空间的菌丝。在显微镜下观察时，一般气生菌丝颜色较深，比基内菌丝粗；而基内菌丝色浅、发亮。孢子丝:是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。放线菌孢子丝的形态多样，有直形、波曲、钩状、螺旋状、一级轮生和二级轮生等多种，是放线菌定种的重要标志之一。21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22单轮生螺旋状放线菌孢子丝的显微图片23横隔分裂缩缢分裂分生孢子孢子囊孢子无性孢子（主要）菌丝片段放线菌的繁殖三、放线菌的繁殖方式24繁殖方式无性分生孢子菌丝断裂常见于液体培养中，工业发酵生产抗生素时都以此法大量繁殖放线菌细菌的芽孢是休眠体，而放线菌的孢子是繁殖体25四、放线菌的生活史26五、放线菌的菌落形态质地:致密、干燥、多皱、小而不蔓延、不挑起，表面有放射状沟纹。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27①链霉菌属(Streptomyces)共约1000多种。具有发育良好的菌丝体，菌丝体有基内菌丝、气生菌丝、和孢子丝之分；孢子丝和孢子的形态因种而异。抗生素主要由放线菌产生，而其中90%由链霉菌产生。②诺卡氏菌属（Nocardia）此属中多数种没有气生菌丝，只有营养菌丝。在培养15h至4天内，菌丝体产生横膈膜，分枝的菌丝体突然全部断裂成杆状、球状或带叉的杆状体。③小单孢菌属（Micromonospora)不行成气生菌丝，只在营养菌丝上长出很多分枝小梗，顶端着生着一个孢子；其菌落较链霉菌小得多。④放线菌属（Actinomyces)多为致病菌。只有营养菌丝，有隔膜，可断裂成V或Y形体。六、放线菌的代表属28七、分布特点及与人类的关系放线菌常以孢子或菌丝状态极其广泛地存在于自然界，土壤中最多，其代谢产物使土壤具有特殊的泥腥味。4000种抗生素，2/3由放线菌产生，而其中90%又由链霉菌产生，著名的、常用有抗生素如链霉素、土霉素.有的放线菌可用于生产维生素、酶制制；此外，在甾体转化、石油脱蜡、烃类发酵、污水处理等方面也有应用少数寄生型放线菌可引起人、动物（如皮肤、脑、肺和脚部感染）、植物（如马铃薯和甜菜的疮痂病）的疾病。