菌类和地衣综述

2020年2月16日星期日1/64植物系统学九江学院生物系菌类和地衣陈晔2020年2月16日星期日2/64第二章菌类菌类与一般动物、植物的差别很大。安兹沃斯（Ainsworth）于1973年提出“真菌界”（Fungikingdom），将真菌与植物和动物两界并列，本界包括真菌和粘菌两个门。细菌和放线菌是原核生物，和蓝藻、原绿藻共同被另列为原核生物界。第一节细菌门第二节粘菌门第三节真菌门第三章地衣植物一般特征地衣分类2020年2月16日星期日3/64第一节细菌门（Bacteriophyta）一、原核生物概述二、细菌门2020年2月16日星期日4/64一、原核生物概述•原核生物包括细菌（Bacteria）和放线菌、蓝藻（Cyanophyta）和原绿藻（Prochlorophyta）。•原核生物，加上病毒和真核生物中的原生生物和真菌，统称为微生物（microorganisms）。微生物不是分类学上的自然类群，只是一个相沿成习的人为组合。研究微生物的形态、结构、生理、遗传及应用的学科称为微生物学。•原核生物的概念：核质外不包有核膜，无真正细胞核和细胞器结构的细胞称原核细胞。由原核细胞构成的生物称原核生物。或者说，原核生物是病毒、细菌、立克次氏体、螺旋体、支原体、放线菌和蓝藻等比较原始的以原核细胞为特征的生物的总称。2020年2月16日星期日5/64二、细菌门•概述1.细菌的形态2.细菌的结构3.细菌的繁殖4.放线菌5.人体细菌——共栖细菌6.植物细菌病2020年2月16日星期日6/64二、细菌门概述•细菌给人们一般的印象大概是讨厌的病原，“谈菌色变”。实际上，细菌到处都有，包括人的体内、体表，土壤，空气，低空高空，深层土壤，深海，高寒低温处，热带高温处等等，到处都有。•在所有的生态系统中都有细菌，也离不开细菌，甚至在一些其它生物不能生存的地方，也可能有细菌的踪迹。•细菌的发现：最早发现细菌的人是荷兰的列文.虎克。他用自制的显微镜大量观察随手取到的各种材料，如污水、牙垢等。他绘的细菌图竞能区分球菌、杆菌和螺旋菌。2020年2月16日星期日7/64二、细菌门概述•巴斯德：LouisPasteur，1822~1859：法国微生物学家、化学家，近代微生物学的奠基人。曾任里尔大学和巴黎师范大学教授，巴斯德研究所所长。他在微生物发酵和病原微生物方面的研究，奠定了工业微生物学和医学微生物学基础，并开创了微生物生理学。–早年研究酒石酸的光学性质，发现微生物对同分异构体选择作用。指出发酵是微生物的作用，不同微生物引起不同的发酵；并应用加热灭菌（巴氏消毒法）解决了酒的变质问题。–在研究蚕病、鸡霍乱和炭疽病中，证实传染病由病原微生物所引起，并发现被减毒的鸡霍乱和炭疽病病原菌能诱发免疫性。晚年在狂犬病疫苗的研究上作出贡献。他曾用肉汤作灭菌实验，证明生物“自然发生”的不可能性，并主张生命只能来自生命的“生源论”。主要著作有《乳酸发酵》、《酒精发酵》、《蚕病学》等。2020年2月16日星期日8/64二、细菌门概述•巴斯德：–巴氏德从多方面研究微生物。他研究人和动物的传染病，建立了免疫疗法。他研究发酵，证明酿酒、制醋的发酵过程乃是微生物代谢所引起的。他还发现，将葡萄汁加温至62.8℃30min，就可杀死不产生孢子的致病细菌而不影响葡萄汁的色香味。这种低温消毒的方法至今仍在广泛使用，称为巴斯德消毒法。•柯霍：与巴斯德同时期的德国细菌学家柯霍（RobertKoch），多年从事家畜传染病的研究。他建立了用实验证明传染病的病原菌的方法。他和他的同事们还发展了细菌培养技术。现在所用的琼脂培养基就是他们首创的。2020年2月16日星期日9/64二、细菌门1.细菌的形态•大小：细菌极其微小，直径约0.5μm，长约2—3μm。•形态：–球菌：球形或椭圆形的细菌称为球菌（coccus），如肺炎球菌。–杆菌：杆状或长柱状的细菌称为杆菌（bacillus），如伤寒沙门氏菌、工业上用来生产淀粉酶的枯草杆菌等。–螺旋菌（spirillum)：有多种形态。霍乱弧菌形如月牙，螺旋体呈长螺旋，是最大一类细菌，腐水中很多，能旋转前进如螺钉。梅毒的病原就是一种螺旋体。–很多细菌不是单体存在的，而是多个细菌聚成一定形式的，例如聚成链状的链球菌，聚集成串的葡萄球菌，肺炎球菌是两两成对。结核杆菌有时３个组成“Y”形。2020年2月16日星期日10/64二、细菌门2.细菌的结构•细胞构成：细菌为原核细胞，无细胞核及具膜细胞器（如质体、线粒体、高尔基体、内质网等待），中心质（类核体）内只有一个环状的DNA分子及少量的RNA和非组蛋白蛋白质。类核体与周围的细胞质之间没有截然的界线。细胞质（周质）中有散布的核糖体。•细胞壁：所有细菌都有细胞壁。细胞壁不含纤维素，其主要成分是含乙酰胞壁酸的肽聚糖。–胞壁酸：是细菌壁的特有成分，植物细胞壁不含胞壁酸。–青霉素杀菌的原理：抑制肽聚糖的生成。2020年2月16日星期日11/64二、细菌门2.细菌的结构•革兰氏染色(Gramstain)：通过对壁染色以鉴定细菌的方法。方法是：先用结晶紫液、碘液将细菌染成深紫色，再用乙醇退色，用番红复染。如细菌保持深紫色，即是革兰氏阳性菌；如深紫色退去而成红色，即是革兰氏阴性菌。–引起多种炎症的链球菌、引起化脓的葡萄球菌等都是革兰氏阳性菌，对青霉素敏感；大肠杆菌、沙门氏杆菌等是革兰氏阴性菌，对青霉素不敏感，但对链霉素敏感。–医生就是根据这种化验结果进行对症下药的。四十年代青霉素的工业生产的成功，拯救了无数患肺炎（当时属于绝症）的病人的生命。•质粒：很多细菌的细胞质中含有环状DNA分子，称为质粒，为染色体外的遗传物质。质粒在遗传工程中可作为传递基因的载体。2020年2月16日星期日12/64二、细菌门3.细菌的繁殖：主要以裂殖的方式繁殖。•裂殖：细菌分裂能力异常强大，如果条件适宜，每２０分钟就可分裂一次。夏秋季节温、湿度最适宜细菌的繁殖，因此这两个季节食物最易腐烂。–细菌在适宜条件下的繁殖以裂殖为主，在条件恶劣，不易生存时，可通过产生孢子以渡过不良环境。–外孢子：外孢子产生的形式和真菌十分相似。–内孢子：在细菌内形成的孢子。内孢子的外面包有外衣，耐受不良环境的能力很强，多种细菌的内孢子能在沸水中坚持１小时或更长！也能在冰冻下生活十几年或上百年。甚至灭菌药剂的短期处理对内孢子也不能奏效。–高压下温度达120℃，可杀死大多数细菌孢子。一种厌氧的革兰氏阳性细菌—肉毒梭菌的孢子在沸水中不死，在灭菌不彻底的罐头中能迅速萌发繁殖。这种细菌能产生一种肉毒素，毒性极强。1mg肉毒素足可杀死100万只豚鼠。2020年2月16日星期日13/64二、细菌门4.放线菌•特征：放线菌是革兰氏阳性线状细菌。放线菌的外孢子和真菌的分生孢子相似，因而长期被认为是介于真菌和细菌之间的生物。但放线菌没有真核，细胞壁含有肽聚糖，所以仍应属细菌。•生活环境：放线菌生活于土壤中，土腥气主要来自放线菌。放线菌是许多医用抗生素的产生菌。链霉菌是放线菌中最重要的一类，产生的抗生素种类最多，如链霉素、红霉素等。–结核菌和白喉菌也都属于放线菌。2020年2月16日星期日14/64二、细菌门5.人体细菌——共栖细菌•人体消化道内栖息着大量细菌群落。人的粪便几乎一半干重都是消化道中的细菌。这些细菌只是借人体中温暖而有丰富食物的环境繁衍后代，对人无害。•肠道细菌对人甚至有所贡献，能合成多种B族维生素和维生素E、K（互利共生）。这些细菌的存在还起着防止或排斥外来有害细菌入侵的作用。外来细菌刚侵入时，数量上处于劣势，无力和正常菌群竞争。正常群落还能分泌一些对入侵者不利的毒素，例如，大肠杆菌能分泌大肠菌素对外来的细菌有毒害作用；•妇女阴道中的乳酸菌分泌乳酸，造成阴道的酸性环境，使性病病原淋球菌（Neisseriagonorrhoeae，一种双球菌）不能生存。•过去医生推荐让妇女常用高锰酸钾（PP粉）洗阴部（有杀菌作用），这种作法带来很大的副作用，它破坏了阴道的酸性环境，反而使淋球菌乘虚而入。2020年2月16日星期日15/64二、细菌门5.人体细菌——致病细菌：鼠疫、霍乱、白喉、猩红热、破伤风、结核、伤寒等等。细菌可释放2种毒素•外毒素（exotoxin）：是细菌分泌到体外介质中的毒素，可随血液、淋巴等进入身体各部分，是毒性很强的蛋白质，如霍乱孤菌、白喉杆菌、猩红热链球菌、破伤风梭菌和肉毒梭菌等的毒素。•内毒素（endotoxin）：如结核杆菌、伤寒杆菌（沙门氏菌）、痢疾杆菌等的毒素。内毒素只在细菌死亡溶解后才被释放出来。内毒素是脂类和多糖的复合物，毒性比外毒素弱。–外毒素不耐热，热处理后毒性消失，但仍有抗原的作用，成为类毒素。类毒素进入人体，能使人体产生抗毒素，即针对类毒素的抗体。内毒素是相对热稳定的，并且不能转变为类毒素，也不能诱导产生抗毒素。2020年2月16日星期日16/64二、细菌门5.人体细菌——细菌病的疫苗防治：•多种细菌病，可用疫苗、抗毒素或抗血清预防或治疗。–疫苗：是死的或弱化（钝化）的不再能致病的活病菌。疫苗起抗原的作用，能使受体产生抗体，所以属于主动免疫。霍乱疫苗是死的霍乱孤菌，伤寒疫苗是弱化活的伤寒杆菌，抗毒素来自细菌的外毒素，临床上最常用的是白喉抗毒素和破伤风抗毒素。将白喉杆菌（或制成类毒素）注射到马血液中，几次注射后，马血中即含有了白喉抗毒素。抗毒素没有杀菌的功能，它的作用是中和细菌释放的毒素。–抗血清：也是抗体，属被动免疫。将病菌注射到受体动物如马、兔中，受体动物血清就含有抗体，成为抗血清，如肺炎球菌抗血清。注射抗血清可立即发生杀菌效果，但因是被动免疫，故效果不能持久。2020年2月16日星期日17/64二、细菌门5.人体细菌——药物治疗：•磺胺药：磺胺药是20世纪30年代开始使用的，是40年代最重要的化学治疗剂。直到现在，磺胺药还在一再改进使用。•抗生素：是20年代发现的，但直到二次大战时，才迅速发展起来。–磺胺药及抗生素的作用，使人们对细菌病已能有效控制。人类社会有待克服的传染病，已经不是细菌病而是病毒病了。2020年2月16日星期日18/64二、细菌门6.植物细菌病•植物细菌病种类很多。例如，苹果、梨的火疫病，病原是一种杆菌。此菌在植物体内繁殖极快，使树枯萎，如被火烧。植物的冠瘿病，病原是一种土壤杆菌，各种果树、甜菜等均可发生。病树细胞不受约束地分裂增生而成瘿，使植物因运输隔断而死亡。一旦细菌感染，即使杀死细菌也不能制止冠商贩继续发育。现在已知，这是因为细菌的质粒进入了植物细胞，使植物细胞发生了癌变之故。2020年2月16日星期日19/64第二节粘菌门（Myxomyxota）一、粘菌门的一般特征二、粘菌门的主要类群2020年2月16日星期日20/64一、粘菌门的一般特征•粘菌是介于动物和植物之间的真核生物，在其生活史中，产生孢子囊近似真菌，孢子具纤维素壁，呈植物性状。而营养体形态、构造为原生质团，近似动物动物的变形虫。这种营养体时期为没有细胞壁的裸露原生质体，体形不断改变的生物体，叫做变形体。2020年2月16日星期日21/64二、粘菌门的主要类群–粘菌门分为三个纲：粘菌纲、集胞（粘）菌纲和根肿菌纲。–发网菌属的营养体为具穿孔的多核原生质团，产生的孢子囊及柄丝状排列如“发”状，故称发网菌。重点：发网菌属（Stemonitis）：1.营养体：为裸露的原生质团，直径数厘米，网状，形状多变，在阴湿处的土壤、腐木或枯叶上缓缓蠕动，称为变形体。以吞食的方式获取营养物质，营养体阶段充分体现了粘菌的动物特性。2.繁殖：繁殖开始时变形体蠕动到干燥、光亮的环境中，形成很多发状突起，每个突起发育成1个具柄的孢子囊（子实体——真菌产生性孢子的结构）。–孢子囊长筒形，外有包被。延伸到囊内的孢子囊柄称囊轴，囊内有孢丝交织成孢网。然后原生质团中的许多核进行减数分裂，原生质团割裂成许多块单核的小原生质团，每块小原生质团分泌出细胞壁，形成1个孢子，藏在孢丝的网眼中。成熟时，包被破裂，借助孢网的弹力把孢子弹出。这些都是其植物特性。2020年2月16日星期日22/64二、粘菌门的主要类群•孢