显微镜下微生物原

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1、 原 核 微 生 物Prokaryotes Microorganisms 细 菌 (bacteria) 放 线 菌 (Actinomycetes) 蓝 细 菌 (Cyanobacteria) 古 细 菌 ( Archaeobacteria) 其 他 的 原 核 生 物 (Other prokaryotes)Chapter outline 一 . 细 菌 细 胞 的 大 小 ， 形 状 和 排 列 方 式形 状 ： 其 形 状 有 球 形 、 杆 形 、 螺 旋 形 细 菌 (bacteria)大 小 ： 大 多 数 的 细 菌 的 直 径 为 0.2 -2.0 m ， 长 度 为 2 -8 m

2、 。排 列 方 式 ： 多 样 球 菌 (coccus) 脑 膜 炎 奈 瑟 菌双 球 菌 (diplococcus)肺 炎 链 球 菌 链 球 菌 (streptococcus)球 菌 (coccus) 球 菌 (coccus)葡 萄 球 菌 (streptococcus) 球 菌 (coccus)四 联 球 菌 (tetrad) 球 菌 (coccus)八 叠 球 菌 (sarcina) 杆 菌 (bacillus)不 同 杆 菌 的 大 小 、 长 短 、 粗 细 很 不 一 致 。 炭 疽 芽 胞 杆 菌 3-10 m大 中大 肠 埃 希 菌 2-3 m 小布 鲁 菌 0.6-1.5

3、m 杆 菌 的 形 态 多 样杆 菌 (bacillus)两 端 齐 平 炭 疽 芽 胞 杆 菌 两 端 尖 细白 喉 棒 状 杆 菌 杆 菌 (bacillus)杆 菌 的 形 态 多 样分 枝 杆 菌 双 歧 杆 菌 螺 形 菌 (spiral bacterium)弧 菌 螺 菌 螺 杆 菌 细菌的特殊形态： 柄细菌、肾形菌、臂微菌、网格硫细菌、贝日阿托氏菌(丝状)、具有子实体的粘细菌、三角形、方形等特殊形态的细菌。 细菌的特殊形态 二 . 球 形 细 菌 细 胞 的 排 列 方 式 微 球 菌 属 Micrococcaceae 微 球 菌 Micrococcus 葡 萄 球 菌 Stap

4、hylococcus 链 球 菌 Streptococcus 微 球 菌 科 包 括 革 兰 氏 阳 性 球 菌 （ 直 径 0.5-2.5m） 它 们形 成 规 则 或 不 规 则 的 菌 落 。 可 进 行 有 氧 或 无 氧 呼 吸 。三 种 重 要 的 球 菌 属 是 : 微 球 菌 （ Micrococcus):需 氧 , G+, 过 氧 化 物 酶 阳性 ， 细 胞 主 要 成 对 或 以 四 联 体 、 或 以 多 聚 体 的形 式 排 列 ， 不 运 动 。 它 们 通 常 是 黄 色 、 橙 色 或红 色 。 葡 萄 球 菌 （ Staphylococcus） :兼 性 厌

5、氧 ,G+, 通常 形 成 不 规 则 聚 集 体 ,不 运 动 , 过 氧 化 物 酶 阳 性 ， 但 氧 化 酶 阴 性 , 可 无 氧 发 酵 葡 萄 糖 。葡 萄 球 菌葡 萄 球 菌 链 球 菌 （ Streptococcus ):兼 性 厌 氧 菌 或 微 好 气菌 ， 过 氧 化 物 酶 阴 性 ， G+,细 胞 成 对 或 成 链 排列 , 通 常 不 运 动 。 某 些 菌 能 够 进 行 无 氧 呼 吸 。 杆 菌 只 能 通 过 其 短 轴 进 行 分 裂 ， 因 此 杆 菌 不象 球 菌 ， 很 少 形 成 聚 集 体 。三 . 杆 菌 （ Rod-shaped bac

6、teria）单 一 杆 菌 Diplobacillistreptobacilli Coccobacillus 形 成 孢 子 的 杆 菌 （ Spore-forming rod shaped bacteria）几 乎 所 有 形 成 孢 子 的 杆 菌 都 是 G+ 没 有 空 气 而 能 生 活 的 Clostridium 需 氧 性 的 杆 菌 不 形 成 孢 子 的 杆 菌 （ Nonspore - forming rod shaped bacteria）大 多 数 不 形 成 孢 子 的 杆 菌 都 是 G -代 表 :大 肠 杆 菌假 单 细 胞 细 菌根 瘤 菌 四 .弧 菌 、

7、螺 旋 菌 和 螺 旋 体（ Vibrio, Spirillum and Spirochete）螺 旋 不 满 一 环满 2-6环 的 小 型 、 坚 硬 的 螺 旋 状 菌体6环 以 上 ， 体 大 而 柔 软 的 菌 体vibrioSpirillumspirochete 肠 炎 弧 菌 放 线 菌 Actinomycetes放 线 菌 是 丝 状 菌 （ G+） ， 形 态 与 丝 状 真 菌 相 似 ，但 是 其 菌 丝 由 原 核 细 胞 构 成 。 细 胞 壁 主 要 成 分是 肽 聚 糖 ， 最 适 pH与 细 菌 相 似 。 主 要 以 孢 子 方式 进 行 无 性 繁 殖 。

8、Filamentous, High G + C content, Gram-positive (63 78% GC) 分 生 孢 子 丝琼 脂 表面基 内 菌 丝气 生 菌 丝The cross section of an actinomycete colony showing the substrate mycelium （ 基 内 菌 丝 ） and aerial mycelium（ 气 生 菌 丝 ） with chains of conidiospores（ 分 生 孢 子 ） Various types of spore-bearing structures on the strep

9、tomyces链 霉 菌 的 各 种 孢 子 丝结 构注 ： 孢 子 与 芽 孢 不 同 Representive genera:StreptomycesNocardiaActinomycesMicromonosporaStreptosporangiumActinoplanesFrankia 已 知 放 线 菌 能 够 产 生 500多种 抗 生 素 。大 多 数 抗 生 素 对 不 同 的 细菌 有 独 特 的 疗 效有 50多 种 以 实 际 应 用Antibiotics放 线 菌 Actinomycetes 分 生 孢 子 丝琼 脂 表面基 内 菌 丝气 生 菌 丝The cross s

10、ection of an actinomycete colony showing the substrate mycelium（ 基 内 菌 丝 ） and aerial mycelium （ 气 生 菌 丝 ） with chains of conidiospores（ 分 生 孢 子 ） 链 霉 菌 的 分 离 ： pH中 性 偏 碱 喜 干 （ 含 水 少 ） 采 用 含 各 种 无 机 盐 的 选 择 性 培 养 基 链 霉 菌 是 一 大 群 丝 状 ， G+的 细 菌 ， 在 气 生 菌丝 末 端 形 成 孢 子 。其 DNA 碱 基 组 成 中 GC含 量 特 别 高 。 超 过

11、 任 何已 知 的 细 菌 。 许 多 临 床 应 用 的 抗 生 素 都 由 链 霉 菌 种 产 生 。概 念 蓝 细 菌 (Cyanobacteria) 形 态 生 理 特 性 常 见 的 类 群 功 能 Filamentous Cyanobacterium, Anabaena sp. (SEM x5,000) Nonfilamentous cyanobacteria一 . 形 态 (shape)蓝 细 菌 形 态 差 异 极 大 ， 有 单 细 胞 和 丝 状 体 两 类 形 态 。 细 胞的 直 径 从 0.5-1m到 60m， 丝 状 体 的 长 度 差 异 很 大 。 多 个个 体

12、 聚 集 在 一 起 ， 可 形 成 肉 眼 可 见 的 很 大 的 群 体 。 在 水 体中 繁 茂 生 长 时 ， 可 使 水 体 颜 色 随 菌 体 而 发 生 变 化 。 二 .生 理 特 性 属 于 原 核 生 物 具 有 光 合 器 具 有 异 形 胞 异 形 胞 （ Heterocysts） 三 . 常 见 的 蓝 细 菌 类 群 表 ： 蓝 细 菌 主 要 亚 群 类 群 形 态 繁 殖色 球 蓝 细 菌 群（ Chroococacean） 单 细 胞 ， 球 ， 杆 状 二 分 分 裂 或 芽 殖宽 球 菌 细 菌 群（ Pleurocapsalean） 单 细 胞 ， 杆

13、状 细 胞 在 鞘 套 内 多 重 分 裂 ， 产 生 小 繁殖 细 胞 baeocytes颤 蓝 细 菌 群(Osciliatorian) 丝 状 ， 单 个 细 胞 在 藻 丝 内 藻 丝 断 裂不 分 枝 ， 异 形 胞 群 (Nonbranchingheterocystous) 丝 状 ， 不 分 枝 藻 丝 藻 丝 断 裂 和 静 息 孢 子萌 发分 枝 异 形 胞 群(Branchingheterocystous) 丝 状 ， 分 枝 藻 丝 藻 丝 断 裂 生 成 连 锁 体（ himogonia)和 静 息孢 子 萌 发 Photosynthesis （ 光 合 作 用 ） N

14、itrogen fixation （ 固 氮 作 用 ） 四 . 功 能 （ Main function of Cyanobacteria）Problems ! 许 多 蓝 细 菌 能 够 产 生 潜 在 的 神 经 毒素 ， 并 在 水 中 大 量 积 累 ， 喝 了 这 样水 的 动 物 会 迅 速 死 亡 。 古 细 菌 （ Archaebacteria） 古 细 菌 的 细 胞 结 构 特 点 真 细 菌 和 古 细 菌 的 差 异 古 细 菌 的 类 群 和 生 长 环 境 一 . 古 细 菌 的 细 胞 结 构 特 点 古 细 菌 的 细 胞 壁 和 表 面 古 细 菌 细 胞 壁

15、 的 物 质 极 为 多 样 ， 从类 似 肽 聚 糖 的 物 质 、 假 肽 聚 糖 （ 假 胞壁 质 ） ， 到 多 糖 、 蛋 白 质 和 糖 蛋 白 。古 细 菌 有 鉴 别 性 的 特 征 之 一 是 在 原 生质 膜 中 脂 类 的 性 质 不 象 真 细 菌 的 脂 类由 酯 键 连 接 甘 油 ,和 真 核 生 物 一 样 由 醚键 连 接 甘 油 ， 和 真 核 生 物 一 样 由 酯 键连 甘 油 。 古 细 菌 的 DNA 与 真 细 菌 的 染 色 体相 似 由 不 含 核 膜 的 单 个 环 状 DNA分 子构 成 ， 但 大 小 通 常 小 于 大 肠 杆 菌 的D

16、NA。 古 细 菌 的 核 糖 体 和 真 细 菌 的 核 糖体 同 样 大 小 ， 但 在 某 些 特 性 上 ， 它 们与 真 核 生 物 的 核 糖 体 相 似 。 二 . 真 细 菌 和 古 细 菌 的 差 异表 ： 真 细 菌 和 古 细 菌 间 的 某 些 差 异 特 征 真 细 菌 古 细 菌细 胞 壁 有 胞 壁 酸 无 胞 壁 酸脂 类 酯 键 连 接 醚 键 连 接甲 烷 生 成 过 程 没 有 可 能 有RNA多 聚 酶 一 个 几 个起 始 tRNA 甲 酰 甲 硫 氨 酸 甲 硫 氨 酸核 糖 体 链 霉 素 和 氯 霉 素 敏感 白 喉 霉 素 抗 性 链 霉 素

17、和 氯 霉 素 抗性 白 喉 毒 素 敏 感 三 . 古 细 菌 的 类 群 和 生 长 环 境 古 细 菌 类 群 包 括 能 够 在 极 端 环 境 中 生 存 的细 菌 ， 如 热 泉 和 高 盐 及 产 甲 烷 菌 如 甲 烷 杆 菌 属（ Methanobacterium） ， 该 菌 代 谢 结 果 产 生 甲烷 。 产 甲 烷 菌 （ The methanogens） 极 端 嗜 盐 菌 （ Extreme halophiles） 极 端 嗜 热 菌 （ Thermoacidophiles） 无 细 胞 壁 的 古 细 菌 C02+4 H2 CH4+2H2OCH3 C00H C0

18、2+CH41.甲 烷 产 生 菌 （ The methanogens ） ： 属 严格 厌 氧 菌 ， 利 用 C02 和 H2合 成 甲 烷 。 已 知 的 均 为 革 兰 氏 阴 性 ， 细 胞 壁 不 含 肽 聚 糖 ， 而 被 糖 蛋 白 所 代替 。 此 蛋 白 含 有 大 量 酸 性 氨 基 酸 ， 可 吸 引 外 界 的 钠 离 子 。2.极 端 嗜 盐 菌 （ Extreme halophiles） 它 们 为 革 兰 氏 阴 性 菌 ， 最 适 温 度 为 70-80 0C， 最 适pH2-3， 细 胞 壁 无 肽 聚 糖 ， 含 有 脂 蛋 白 。3.极 端 嗜 热 菌 （

19、 Thermoacidophiles） 4.无 细 胞 壁 的 古 细 菌 热 原 体（ Thermoplasma） 是 一 类 无 细 胞 壁 、 嗜 热 、 嗜 酸 、 行 好 氧 化 能 有机 营 养 的 原 核 生 物 。 它 能 够 抵 御 外 界 渗 透 压 的变 化 、 对 抗 外 环 境 的 低 pH值 和 高 热 极 端 环 境 。这 是 因 为 其 质 膜 含 有 一 种 由 甘 露 糖 和 葡 萄 糖 单位 的 四 醚 类 脂 的 脂 多 糖 。 其 他 的 原 核 生 物（ Other prokaryotes） 立 克 次 氏 体 （ Rickettsia ） 衣 原

20、体 （ Chlamydia ） 支 原 体 （ Mycoplasma ） 一 、 立 克 次 氏 体 （ Rickettsia ） 是 一 类 只 能 寄 生 在 真 核 细 胞 内 的 革 兰 氏阴 性 原 核 微 生 物 。 有 细 胞 壁 ， 对 热 敏 感 ，既 是 动 物 的 寄 生 物 ， 也 是 植 物 的 寄 生 物 。可 使 人 患 斑 疹 伤 寒 、 恙 虫 热 或 Q热 等 疾 病 。致 病 机 制 主 要 是 在 宿 主 血 流 中 大 量 繁 殖 。 （ 0.2-0.5m ） 二 、 衣 原 体 （ Chlamydia ） 是 一 类 在 真 核 细 胞 内 营 专

21、性 能 量 寄 生 的小 型 革 兰 氏 阴 性 原 核 生 物 。 有 细 胞 构 造 ，细 胞 内 同 时 含 有 核 糖 核 酸 和 脱 氧 核 糖 核酸 。 一 般 比 立 克 次 氏 体 小 常 形 成 包 涵 体 。可 引 起 沙 眼 。 三 、 支 原 体 （ Mycoplasma ） 是 一 类 无 细 胞 壁 的 原 核 生 物 ， 也 是 整 个生 物 界 中 尚 能 找 到 的 能 独 立 营 养 的 最 小型 生 物 。 直 径 约 150-300nm， 无 细 胞 壁 ，菌 落 呈 “ 油 煎 蛋 ” 型 。 细 胞 膜 上 含 甾 醇 。可 使 动 植 物 患 病 （ 如 肺 炎 ） 。