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1、第四章 原核微生物的细胞形态及繁殖方式,第四章 原核微生物的细胞形态及繁殖方式,参考书：(1)微生物学教程(第二版)，周德庆，高等教育出版社，2002，第一章(2) 微生物生物学，杨苏声、周俊初，科学出版社，2004，第二章,第十三章:微生物物种的多样性第二章:微生物的纯培养与显微技术,常见的原核微生物,第四章 原核微生物的细胞形态及繁殖方式,一、细菌(狭义、广义)二、螺旋体三、粘细菌四、放线菌五、蓝细菌六、蛭弧菌七、衣原体、支原体、立克次氏体八、古生菌,原核微生物的分类地位,第四章 原核微生物的细胞形态及繁殖方式,三域系统,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
2、细胞构造却与真细菌较为接近，同属于原核生物。,一、细菌,第四章 原核微生物的细胞形态及繁殖方式(一),狭义的细菌指细胞细短(直径约0.5m，长度0.55 m)、胞壁坚韧、通常以二分分裂来繁殖的原核生物。 狭义的细菌即我们常说的四大类微生物之一细菌1、细菌的基本形态2、细菌的其它形态3、细菌的繁殖方式,1、细菌的基本形态,（1）球菌（coccus）（2）杆菌（rod）（3）螺旋菌（spirilla）,第四章 原核微生物的细胞形态及繁殖方式(一),（1）球菌,细胞个体呈球形或椭圆形，不同种的球菌形成不同的排列方式，常被作为分类依据。,微球菌(micrococcus),第四章 原核微生物的细胞形态及
3、繁殖方式(一),葡萄球菌(staphylococcus),链球菌(streptococcus),八叠球菌(sarcina),四联球菌(tetrads),双球菌(diplococcus),排列方式与细胞分裂的方式有关,第四章 原核微生物的细胞形态及繁殖方式(一),金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）,第四章 原核微生物的细胞形态及繁殖方式(一),神奇的球菌：耐辐射奇球菌,超强的抗辐射能力，在极端环境下可存活；,第四章 原核微生物的细胞形态及繁殖方式(一),耐辐射奇球菌抵抗辐射的重要分子机制,第四章 原核微生物的细胞形态及繁殖方式(一),耐辐射奇球菌的应用,第四章 原核微生
4、物的细胞形态及繁殖方式(一),实际应用：无致病性，可用于辐射环境下的生物修复,生物理论应用：DNA 损伤修复,第四章 原核微生物的细胞形态及繁殖方式(一),耐辐射奇球菌的分类学地位,天外来客?,（2）杆菌,细胞呈杆状或圆柱形，一般其粗细（直径）比较稳定，而长度则有所变化，其种类最多；杆菌的排列方式常因生长阶段和培养条件而发生变化，一般不作为分类依据与分裂方式有关。思考题：为什么杆菌的排列方式一般不作为分类依据与分裂方式有关？,第四章 原核微生物的细胞形态及繁殖方式(一),杆菌照片,乳杆菌,大肠杆菌,第四章 原核微生物的细胞形态及繁殖方式(一),细菌细胞形态受环境条件的影响,培养时间培养温度培养
5、基组成,老培养物会出现衰颓形，异常形态；但转移到新鲜培养基中又恢复正常。,生长条件适宜、幼龄时，形态正常且整齐；,第四章 原核微生物的细胞形态及繁殖方式(一),细菌细胞形态受环境条件的影响,25培养,37培养，绿脓菌素,第四章 原核微生物的细胞形态及繁殖方式(一),细菌细胞形态受环境条件影响的原因,衰颓形：营养缺乏，自身代谢废物积累过多，细胞衰老,畸形：外界理化因素刺激，阻碍了细胞的发育，从而引起形态的异常变化。,第三章 原核微生物的细胞形态及繁殖方式(一),（3）螺旋菌,第四章 原核微生物的细胞形态及繁殖方式(一),螺菌(spirillum),弧菌(vibrio),弧菌(vibrio),霍乱
6、弧菌,第四章 原核微生物的细胞形态及繁殖方式(一),弧菌：菌体只有一个弯曲，其程度不足一圈，形似“C”字或逗号，鞭毛偏端生。,螺旋菌,螺旋菌(spirillum)：菌体回转如螺旋，螺旋数目和螺距大小因种而异。鞭毛二端生。细胞壁坚韧，菌体较硬。,第四章 原核微生物的细胞形态及繁殖方式(一),2、细菌的其他形态,（1）柄细菌 prosthecae bacteria（2）丝状细菌（3）支原体 mycoplasma,第四章 原核微生物的细胞形态及繁殖方式(一),（1）柄细菌prosthecae bacteria,细胞上有柄（stalk）、菌丝（hyphae）、附器（appendages）等细胞质伸出物
7、，细胞呈杆状或梭状，并有特征性的细柄。,异常分裂,第四章 原核微生物的细胞形态及繁殖方式(一),（2）丝状细菌,球衣菌,第四章 原核微生物的细胞形态及繁殖方式(一),（3）支原体mycoplasma,无细胞壁的支原体,第四章 原核微生物的细胞形态及繁殖方式(一),支原体的多形态,“油煎蛋”似的小菌落,3、细菌的繁殖方式,（1）均等分裂 二分分裂 复分裂(蛭弧菌)（2）不均等分裂 异型分裂 出芽繁殖,第三章 原核微生物的细胞形态及繁殖方式(一),参考文献:Reisenauer, A.et al, （1999） Bacterial DNA Methylation: a Cell Cycle Reg
8、ulator? , J. Bacteriol. , 181:5135-5139,（2）特殊方式:不均等分裂,不均等分裂（柄细菌）,参见Prescott Microbiology，chapter22，p492,第四章 原核微生物的细胞形态及繁殖方式(一),其他的不均等分裂（出芽）,第四章 原核微生物的细胞形态及繁殖方式(一),真细菌的有性繁殖,细菌的接合作用：遗传信息的转移和重组过程,第四章 原核微生物的细胞形态及繁殖方式(一),二、螺旋体,第四章 原核微生物的细胞形态及繁殖方式(二),参见教材p362,曾被误认为是介于原生动物与细菌之间的一类微生物。现在公认为是特殊的细菌（广义）。,螺旋体是一
9、类菌体细长并弯曲成螺旋状的单细胞原核微生物，革兰氏阴性，一般宽0.13m，长3500m，菌体柔软，通过轴丝运动，以二分裂方式进行繁殖；,螺旋体的结构,第四章 原核微生物的细胞形态及繁殖方式(二),螺旋体细胞由3部分组成：原生质柱(?，protoplasmic cylinder)、轴丝(axial fibrils)、外鞘(outer sheath)。,轴丝的结构、化学组成及着生方式与细菌的鞭毛相似，螺旋体的运动和轴丝有关。,螺旋体的结构示意图,细菌的周生鞭毛,梅毒密螺旋体的临床鉴定,第四章 原核微生物的细胞形态及繁殖方式(二),根据螺旋体的生活方式，可把螺旋体分为腐生型和寄生型两类。某些寄生型螺
10、旋体是致病菌。,螺菌与螺旋体的区别,第四章 原核微生物的细胞形态及繁殖方式(二),螺旋体的分类地位特殊,第四章 原核微生物的细胞形态及繁殖方式(二),三、粘细菌,第四章 原核微生物的细胞形态及繁殖方式(三),标桩菌,粘细菌,参见教材p372,生活史复杂，是原核生物中行为表现最复杂的一个类群；其生活周期包括营养细胞和子实体两个阶段；,子实体中有粘孢子休眠体。,粘细菌的特点,营养细胞是革兰氏阴性菌，好氧微生物细胞，无鞭毛，以二分裂方式繁殖；,两大类群：子实体与食性 子实体：粘细菌与标桩菌 食性：溶纤维亚群与溶菌亚群,子实体颜色鲜艳，光的诱导和光保护作用。,第四章 原核微生物的细胞形态及繁殖方式(三
11、),粘细菌的生活史,营养细胞杆状，柔软，无鞭毛，包裹在坚韧程度不同的粘液层中，能运动；,粘孢子对干燥、声波振荡、紫外线和热的抗性较强，单个子实体中可能含有109个粘孢子,第四章 原核微生物的细胞形态及繁殖方式(三),黏细菌子实体形成过程,粘细菌的特点,粘细菌的基因组在原核生物中是最大的，约为9 ,45410 ,010 kb ，编码近8000个基因，介于原核微生物和真核微生物之间 。表现出行为的社会性，部分与真核生物的相似性。 大肠杆菌：4.6106bp 酿酒酵母：13.4106bp 两组分系统的数量与蛋白激酶组成生物活性物质,第四章 原核微生物的细胞形态及繁殖方式(三),、放线菌概述,无性繁殖
12、、遗传特性以及分子生物学证据,游动放线菌的鞭毛与细菌鞭毛结构相似。,细胞壁组成与细菌类似（含肽聚糖、磷壁酸、DAP），革兰氏阳性菌、噬菌体形状；,细胞的结构与细菌基本相同，细胞质内无细胞器的分化；没有核膜,菌落呈放射状；可形成分枝菌丝，单细胞，以孢子繁殖；,第四章 原核微生物的细胞形态及繁殖方式(四),放线菌概述,GC含量高；不同放线菌细胞壁的组成有较大差别，是放线菌分类的重要标准；,好氧与陆生性较强； 与细胞结构相关,第四章 原核微生物的细胞形态及繁殖方式(四),放线菌概述,物质转化与固氮，生产酶制剂与维生素；,放线菌可分为腐生型和寄生型两类生活类型。 腐生型菌在自然界的物质循环中起着十分重
13、要的作用，而寄生型菌可引起动物、植物得病。如诺卡氏菌病与马铃薯疮痂病。,第四章 原核微生物的细胞形态及繁殖方式(四),2、链霉菌,营养（基内，一级）菌丝：生长在培养基内，具营养吸收、排泄代谢废物的功能，色泽较淡，较细。,气生（二级）菌丝：由营养菌丝向空中生长出的分枝菌丝，色泽较深，较粗。,孢子丝：菌丝逐步成熟时，由气生菌丝分化成熟为孢子丝，产生分生孢子。,第四章 原核微生物的细胞形态及繁殖方式(四),链霉菌的形态特征,链霉菌已有一定的形态分化，它的形态特征是其分类的重要依据，包括菌落特征与细胞特征。,第四章 原核微生物的细胞形态及繁殖方式(四),放线菌菌落特征,放线菌细胞的孢子形态,放线菌细胞
14、的孢子丝形态,土腥味素,第四章 原核微生物的细胞形态及繁殖方式(四),组合生物技术在抗生素研究中的应用,阐明作用机理,参见“Microbiology”， Lansing M. Prescott,P998,第四章 原核微生物的细胞形态及繁殖方式(四),不同的功能,3、放线菌的多种繁殖方式,分生孢子（链霉菌）,菌丝断裂（诺卡氏菌）,孢囊孢子（链孢囊菌、弗兰克氏菌）,第四章 原核微生物的细胞形态及繁殖方式(四),孢子：在孢子丝或孢子囊中形成的繁殖细胞，在孢子丝上形成的繁殖细胞称为分生孢子，在孢子囊中形成的繁殖细胞称为胞囊孢子。,孢子囊：是在气生菌丝或基内菌丝上形成的一种囊状结构，在囊中形成孢子。,4
15、、其它常见的几种放线菌（1）,放线菌属（Actinomyces）：直或微弯的杆菌，或简单分枝，不产生孢子，兼性或严格厌氧，多为致病菌。,第四章 原核微生物的细胞形态及繁殖方式(四),其它常见的几种放线菌（2）,诺卡氏菌属（Nocardia）：不形成大量的菌丝体，气生菌丝少，营养菌丝容易断裂为球状或杆状细胞，结构松散。,第四章 原核微生物的细胞形态及繁殖方式(四),部分有酸性酒精抗性，产生利福霉素。,专性好氧，能利用多种碳氢化合物。,其它常见的几种放线菌（3）,小单孢菌属（Micromonospora）,游动放线菌属,第四章 原核微生物的细胞形态及繁殖方式(四),其它常见的几种放线菌（4）,链孢囊菌,第四章 原核微生物的细胞形态及繁殖方式(四),其它常见的几种放线菌（5）,弗兰克氏菌,第四章 原核微生物的细胞形态及繁殖方式(四),弗兰克氏菌与非豆科植物共生固氮,与弗兰克氏菌共生固氮的宿主范围较广；,在pH 值、碳源、温度、光照、盐度等方面都有很大的适应性。特别能与绿化、改良土壤、防风、固沙的先锋植物共生固氮。,第四章 原核微生物的细胞形态及繁殖方式(四),五、蓝细菌,第四章 原核微生物的细胞形态及繁殖方式(五),原核微生物，细胞壁与革兰氏阴性菌相似。,
