原核生物的形态与结构

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1、第一节 真细菌（Eubacteria）,二、放线菌,三、支原体、立克次氏体和衣原体,一、一般形态及细胞结构,四、粘细菌（myxobacteria）,五、蛭弧菌（Bdellovibrio）,六、蓝细菌（Cyanobacteria）,第一节 真细菌（Eubacteria）,二、放线菌,（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。,“介于细菌与丝状真菌之间又接近细菌的一类丝状原核生物”,近代生物学技术,放线菌实际上是属于细菌范畴内的原核微生物， 只不过其细胞形态为分枝状菌丝。,第一节 真细菌（Eubacteria）,二、放线菌,（一）概念,放线菌是具有菌丝、以孢子进行繁殖

2、、革兰氏染色阳性的一类 原核微生物，属于真细菌范畴。,（二）形态与结构,单细胞，大多由分枝发达的菌丝组成； 菌丝直径与杆菌类似，约1mm； 细胞壁组成与细菌类似，革兰氏染色阳性（少数阴性）； 细胞的结构与细菌基本相同， 按形态和功能可分为营养、气生和孢子丝三种。,二、放线菌,（二）形态与结构,1、营养菌丝,匍匐生长于培养基内，吸收营养，也称基内菌丝。一般无隔膜， 直径0.2-0.8 mm，长度差别很大，有的可产生色素。,2、气生菌丝,营养菌丝发育到一定阶段，伸向空间形成气生菌丝，叠生于营养 菌丝上，可覆盖整个菌落表面。在光学显微镜下观察，颜色较深 ，直径较粗（1-1.4 mm），有的产色素。,

3、3、孢子丝,气生菌丝发育到一定阶段，其上可分化出形成孢子的菌丝，即孢 子丝，又称产孢丝或繁殖菌丝。其形状和排列方式因种而异，常 被作为对放线菌进行分类的依据。,二、放线菌,（二）形态与结构,二、放线菌,（二）形态与结构,营养菌丝匍匐生长于 培养基内，吸收营养,营养菌丝发育到一定阶段， 伸向空间形成气生菌丝,气生菌丝发育到一定阶段，其上可分化出形成孢子 的菌丝，即孢子丝,二、放线菌,（二）形态与结构,二、放线菌,（二）形态与结构,二、放线菌,（二）形态与结构,二、放线菌,孢子在适宜 的条件下萌 发，长出1-3 个芽管,（三）生长与繁殖,营养菌丝,气生菌丝,繁殖菌丝 （孢子丝）,孢子丝释放孢子,二

4、、放线菌,（三）生长与繁殖,繁殖方式,无性孢子,菌丝断裂,凝聚孢子 横隔孢子 孢囊孢子 分生孢子 厚壁孢子,存在多种 孢子形成方式,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,二、放线菌,（四）菌落形态,菌落形态,能产生大量分枝和气生菌丝的菌种（如链霉菌）,不能产生大量菌丝体的菌种（如诺卡氏菌）,菌落质地致密，与培养基结合紧密，小而不 蔓延，不易挑起或挑起后不易破碎。,粘着力差，粉质，针挑起易粉碎,二、放线菌,（四）菌落形态,二、放线菌,（五）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

5、代谢产物使土壤具有特殊的泥腥味。,能产生大量的、种类繁多的抗生素（其中90%由链霉菌产生）,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。,第一节 真细菌（Eubacteria）,三、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。,三、支原体、立克次氏体和衣原体,立克次氏体（Rickettsia）是大小介于通

6、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。,（一）立克次氏体（Rickettsia）,1、概念,H.T.Ricketts 1909年， 首次发现斑疹伤寒的 病原体，并因研究此 病而牺牲，1916年人 们以他的名字命名 这类病原体作为纪念。,三、支原体、立克次氏体和衣原体,（一）立克次氏体（Rickettsia）,2、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 （Rickettsia wolhynica）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

7、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 （Rickettsia burneti）能通过细菌过滤器,一般个体：球状体：0.2-0.5 mm；杆状体：0.3-0.5 x 0.3-2 mm；,三、支原体、立克次氏体和衣原体,（一）立克次氏体（Rickettsia）,2、特性,2）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。,三、支原体、立克次氏体和衣原体,（一）立克次氏体（Rickettsia）,2、

8、特性,2）从一种宿主传至另一宿主的特殊生活方式,有的立克次氏体酿成严重疾病，如人类的流行性斑疹伤寒、羌虫热、 Q热等，并常伴随着灾害、战争和饥饿，曾长期与人类的痛苦、灾难 联系在一起。 防治：预防为主。,三、支原体、立克次氏体和衣原体,（二）支原体（Mycoplasma）,1、概念,又称类菌质体，是介于一般细菌与立克次氏体之间的原核微生物。,2、特性,1）无细胞壁，只有细胞膜，细胞形态多变；,2）个体很小，能通过细菌过滤器，曾被认为是最小的可独立 生活的细胞型生物。,3）可进行人工培养，但营养要求苛刻，菌落微小，呈典型的 “油煎荷包蛋”形状；,4）一些支原体能引起人类、牲畜、家禽和作物的病害疾

9、病,5）应用活组织细胞培养病毒或体外组织细胞培养时，常被支 原体污染；,球状体：0.2-0.25 mm，最小达0.1 mm；丝状体最长可达150 mm，因 细胞柔软且具扭曲性，致使细胞能通过孔径比自身小得多的过滤器。,三、支原体、立克次氏体和衣原体,（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。,过去误认为“大病毒”，但它们的生物学特性更接近细菌而不同于病毒。,在宿主细胞内观察到的 衣原体微菌落（microcolony）,（三）衣原体（Chlamydia）,2、特性,1）细胞结构与细菌类似；,具有类似的细胞壁，细胞壁

10、内也含有胞壁酸、二氨基庚二酸； 70S核糖体也是由30S和50S二个亚基组成）,2）细胞呈球形或椭圆形，直径0.2-0.3 mm，能通过细菌滤器；,3）专性活细胞内寄生；,衣原体有一定的代谢活性，能进行有限的大分子合成，但缺 乏产生能量的系统，必须依赖宿主获得ATP，因此又被称为 “能量寄生型生物”。,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。（参见P350）,5）衣原体广泛寄生于人类、哺乳动物及鸟类，少数致病；,1956年，我国微生物学家汤飞凡等应用鸡胚卵黄囊接种法， 在国际上首先成功地分离培养出沙眼衣原体。,6）衣原体不耐热，60度10分钟即被灭活，但它不怕低

11、温，冷 冻干燥可保藏多年。对红霉素、氯霉素、四环素敏感。,沙眼衣原体是人类砂眼的病原体，甚至引起结膜炎、角膜炎、 角膜血管翳等临床症状，成为致盲的重要原因。,具有感染性的原体通过 胞饮作用进入宿主细胞 ，被宿主细胞膜包围形 成空泡。,原体逐渐增大成为始体。始体无感染 性，但能在空泡中以二分裂方式反复 繁殖，形成大量新的原体，积聚于细 胞质内成为各种形状的包涵体。,宿主细胞破裂，释放出的原体 则感染新的细胞。,表131 支原体、立克次氏体、衣原体与细菌、病毒的比较（P350）,第一节 真细菌（Eubacteria）,六、蓝细菌（Cyanobacteria）,1、概念,也称蓝藻或蓝绿藻（blue-

12、green algae），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。,六、蓝细菌,2、特性,1）分布极广；,从热带到两极，从海洋到高山，到处都有它们的踪迹。 土壤、岩石、以至在树皮或其它物体上均能成片生长.,许多蓝细菌生长在池塘和 湖泊中，在夏、秋两季大 量繁殖，并形成胶质团浮 于水面，形成“水花”，使 水体变色。,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；,蓝细菌被认为是地球上生命进化过

13、程中第一个产氧的 光合生物，对地球上从无氧到有氧的转变、真核生物 的进化起着里程碑式的作用。,4）具有原核生物的典型细胞结构：,细胞核无核膜，也不进行有丝分裂，细胞壁含胞壁酸 和二氨基庚二酸，革兰氏染色阴性。,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。,第二节 古生菌（Archaea）,一、概念的提出,1977年，Carl Woe

14、se以16S rRNA序列比较为依据，提出的独立于 真细菌和真核生物之外的生命的第三种形式。,在分类地位上与真细菌和真核生物并列为三域（Domain）， 并且在进化谱系上更接近真核生物。,在细胞构造上与真细菌较为接近，同属原核生物。,多生活于一些生存条件十分恶劣的极端环境中， 例如高温、高盐、高酸等。,原名：古细菌（Archaebacteria）；后改名：古生菌（Archaea）,微生物,（病毒）,古生菌（Archaea） 细菌（Bacteria）,非细胞型,细胞型,原核微生物,真核微生物（Eukarya）,古生菌在进化谱系上与真细菌及真核生物相互并列，且与后者关系 更近，而其细胞构造却与真细

15、菌较为接近，同属于原核生物。,Eubacteria （真细菌）,Archaebacteria （古细菌）,第二节 古生菌（Archaea）,二、细胞形态,在显微镜下，古生菌与细菌具有类似的个体形态。,第二节 古生菌（Archaea）,三、细胞结构,在细胞的结构与功能上，古生菌既有类似真细菌之处， 也有类似真核生物之处，还具有一些自己独特的特点。,三、细胞结构,（一）细胞壁,具有与真细菌类似功能的细胞壁；,细胞壁的结构和化学成分均差别甚大；,已研究过的一些古生菌，它们细胞壁中没有真正的肽聚糖， 而是由多糖（假肽聚糖）、糖蛋白或蛋白质构成的。,热原体属(Thermoplasma)没有细胞壁；,三、

16、细胞结构,（一）细胞壁,-1,3糖苷键不被溶菌酶水解,N-乙酰葡糖胺和N-乙酰塔罗糖胺糖醛酸交替 连接而成，连在后一氨基糖上的肽尾由 L-glu、L-ala和L-lys三个L型氨基酸组成， 肽桥则由L-glu一个氨基酸组成。,三、细胞结构,（二）细胞膜,古生菌的质膜在本质上也是由磷脂组成，但它比真细菌或 真核生物具有更明显的多样性。,亲水头（甘油）与疏水尾（烃链）间是通过醚键而不是 酯键连接的；,细胞膜的化学组分存在多样性；,古生菌的细胞质膜中存在着独特的单分子层膜或单、 双分子层混合膜，而真细菌或真核生物的细胞质膜 都是双分子层。,三、细胞结构,（三）细胞质和内含物,（详见P319，表12-2细菌、古生菌和真核生物的特征比较）,无复杂内膜的细胞器；,核糖体为70 S,有些种类的细胞质中具有 有一定功能的颗粒状内含物,产甲烷嗜热菌细胞内的气泡,（四）核区,（详见P319，表12-2细菌、古生菌和真核生物的特征比较）,没有具有核仁、核摸的细胞核,染色体DNA为共价闭和环状,