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1、微生物学第1章原核微生物ProcaryotesStillwatersrundeep.流静水深流静水深,人静心深人静心深Wherethereislife,thereishope。有生命必有希望。有生命必有希望原核微生物：指一类细胞核无核膜包裹，只能称做核区（nuclearregion）的裸露DNA的原始单细胞生物。真核微生物：指细胞核具有核膜包裹的生物。原核微生物原核微生物真核微生物真核微生物核膜核膜+核仁核仁+DNA1条，不与条，不与RNA和和组蛋白蛋白结合合1数条，与数条，与RNA和和组蛋白蛋白结合合核糖体核糖体70S，在，在细胞胞质中中80S， ，细胞胞质中中 70S，某些，某些细胞器中胞
2、器中细胞器胞器线粒体，叶粒体，叶绿体，高体，高尔基体，内基体，内质网网中中间体体+原核微生物与真核微生物的区别原核微生物与真核微生物的区别1原核微生物与真核微生物的区别原核微生物与真核微生物的区别2原核微生物原核微生物真核微生物真核微生物细胞膜甾醇胞膜甾醇（除支原体外）（除支原体外）+呼吸呼吸链位置位置细胞膜中胞膜中间体体线粒体粒体细胞壁胞壁组成成肽聚糖或脂多糖聚糖或脂多糖几丁几丁质，多聚糖或寡糖，多聚糖或寡糖基因重基因重组接合、接合、转导、 、转化化有性有性过程程细胞分裂胞分裂二分裂二分裂有有丝分裂、减数分裂分裂、减数分裂运运动器官器官较细的鞭毛（中空管）的鞭毛（中空管）较粗的鞭毛（粗的鞭毛
3、（9+2结构）或构）或纤毛毛原核微生物细胞模式图原核微生物细胞模式图真核微生物细胞模式图真核微生物细胞模式图一、个体形态形状典型形状为杆状、球状和螺旋状；罕见形态如梨状、叶球状、盘碟状、方形、星状、三角形等。第一节第一节 细菌细菌Section 1 BacteriaspirallumShape:BacteriahaveafewbasicshapessphericalcoccusRod-shapedbacillusArrangement of Spherical Bacterial Cellsdiplococcistreptococcitetracoccisarcinaestaphylococc
4、iSphericalcoccusThe Micrococcaceae ThefamilyMicrococcaceae containsgram-positivecocci,0.5-2.5mindiameter,thatdivideinmorethanoneplanetoformregularorirregularclustersofcells.Allareaerobicorfacultativelyanaerobic.Thepeptidoglycandi-aminoacidisL-lysine. The three most important genera are:MicrococcusSt
5、aphylococcusStreptococcusMicrococcusaerobic,gram-positive,catalasepositive,cellarrangesmainlyinpairs,tetrads,orirregularclusters,nonmotile.Theyareoftenyellow,orangeorredincolourStaphylococcus - facultativelyanaerobic,gram-positive,usuallyformirregularclusters,nonmotile,catalasepositivebutoxidasenega
6、tive,fermentglucoseanaerobically.staphylococcistaphylococciStreptococcus - facultativelyanaerobicormicroaerophilic,catalasenegative,gram-positive,Cellarrangesinpairsorchains,usuallynonmotile,Afewspeciesareanaerobicratherthanfacultative.Bacilli divide only across their short axis, so there are fewer
7、groupings of bacilli than of cocci. Rod-shaped bacteriaDiplobacillistreptobacilliSingle bacillusCoccobacillusClostridium botulinusC. butyricumC. aceticumC. tetaniC. putrificumBacillus subtilis,B. MycoidesB. PastturiiB. megateriumB. ThuringiensisB. AnthracisB. BotulinusB. cereus Spore-forming rod sha
8、ped bacteria Almost all Spore-forming bacteria are Gram+Clostridium AnaerobicBacillus AerobicNonspore - forming rod shaped bacteriaMost nonspore forming rod shaped bacteria are Gram-Representatives:Escherchia coliAlcaligenesProteusFlavobacteriaPseudomonasRhizobiumAzotobacterVibrio, Spirillum and Spi
9、rocheteSome bacteria are shaped like long rods twisted into spirals or helices; they are called vibrios (like commas or incomplete spirals), spirilla if rigid and spirochetes when flexable.vibriospirillumspirochete菌体的特殊形态菌体的特殊形态二、大小一般球菌的直径0.51.0um；杆菌宽度为0.51.0um，长度为宽度的一倍或几倍。螺旋不到一周的称弧菌，螺旋在1-6周、外形坚挺的称螺
10、菌，螺旋在6周以上、柔软易曲的称螺旋体。Streptococcus lactis 0.51Staphylococcus aureus0.81Escherichia coli0.5x(13)Proteus vulgaris(0.51)x(13)Bacillus subtilis(0.81.2)x(1.23)Vibrio cholerae(0.30.6)x(13)Spirillum volutans(1.52)x(1020)细菌细胞的构造与功能细菌细胞的构造与功能基本构造基本构造 细胞壁细胞壁(Cell wall) 细胞膜细胞膜 (Cell membrane)细胞核细胞核 (Cell nucleu
11、s) 细胞质细胞质(Cytoplasm)特殊构造特殊构造 荚膜荚膜(Capsule) 鞭毛鞭毛(Flagella) 纤毛纤毛(Pili) 芽孢芽孢(Spore) 胞囊胞囊(Cyst)细菌细胞壁细菌细胞壁定义定义 是一是一层包包围在在细胞表面，内胞表面，内侧紧贴细胞膜的胞膜的一一层较为坚韧、略具、略具弹性的性的结构，占构，占细胞干重的胞干重的10%-25% 10%-25% 细胞壁的功能：（1）固定细胞外形和提高机械强度，从而使细胞免受渗透压等外力的损伤。（2）为细胞生长、分裂和鞭毛运动所必需，失去了细胞壁的原生质体也就丧失了这些重要的功能。（3）阻拦酶和抗生素等大分子物质进入细胞，保护细胞免受溶
12、菌酶、消化酶和青霉素等有害物质的损伤。（4）赋予细胞具有特定的抗原性以及对抗生素和噬菌体的敏感性。分类分类 革革兰兰氏阳性菌氏阳性菌(G+) Gram positive革革兰兰氏阴性菌氏阴性菌(G-) Gram negative Procedures of Gram StainingGram positive or Gram negative?Gram+Gram-SchematicdiagramofbacterialcellwallsBacteria can be divided into two major groups, calledgram-positiveandgram-negativ
13、e.Theoriginaldistinctionbetweengram-positiveandgram-negativewasbasedonaspecialstainingprocedure,theGramstain细菌菌细胞壁胞壁 革蓝氏阳性菌和阴性菌的比较革蓝氏阳性菌和阴性菌的比较 性性 质革革蓝氏阳性菌氏阳性菌 G+ 革革蓝氏阴性菌氏阴性菌 G- 内壁内壁层 外壁外壁层厚度厚度(nm) 2080 23 8 层次次单层多多层肽聚糖聚糖结构构多多层， ，75%亚单位位 交交链，网，网络坚紧单层， ，30%亚单位位交交链， ，网网络疏疏松松与与细胞膜关系胞膜关系不不紧密密紧密密肽聚糖聚糖占占
14、胞胞 壁壁 干干 重重4090%5%10% 无无磷壁磷壁质（酸）（酸）有或无有或无无无 无无革蓝氏阳性菌和阴性菌的比较 性性 质 革革蓝氏氏阳阳性性菌菌 革革蓝氏阴性菌氏阴性菌 内内壁壁层 外外壁壁层多糖多糖有有无无 无无蛋白蛋白质有或无有或无无无 有有脂多糖脂多糖无无无无 11%22%脂蛋白脂蛋白无无有或无有或无 有有对青霉素青霉素敏感敏感不不够敏感敏感对溶菌溶菌酶敏感敏感不不够敏感敏感G菌菌细胞壁模胞壁模拟图G菌菌细胞壁模胞壁模拟图革蓝氏阳性菌和阴性菌的细胞壁模式图1.1，革兰氏阳性菌的细胞壁革兰氏阳性菌的细胞壁的特点：厚度大（2080nm），化学组成简单，一般只含有90%的肽聚糖和10%
15、的磷壁酸。Teichoicacidsandlipoteichoicacidsarearrangedintheoverallwallstructureofgram-positiveBacteria.Teichoic acidLipoteichoic acid（1）肽聚糖(Peptidoglycan)（又称粘肽、胞壁质、粘质复合物）：是除古菌外，凡有细胞壁的原核生物细胞壁中的共有组分。肽聚糖是由若干肽聚糖单体 聚合而成的多层网状结构大分子化合物。肽聚糖由肽和聚糖两部分组成，其中的肽有四肽尾和肽间桥两种。聚糖由N乙酰葡萄糖胺与N乙酰胞壁酸通过-1.4-糖苷键互相间隔连接而成，成长链骨架状。短肽借肽键
16、连接在聚糖骨架链的N乙酰胞壁酸的乳酰基上，相邻的短肽互相交联形成高强度的网状结构。Structure of the Repeating Unit in PeptidoglycanTheseconstituentsareconnectedtoformarepeatingstructure,theglycantetrapeptide.Peptidoglycaniscomposedoftwosugarderivatives,N-acetylglucosamine(NAG)andN-acetylmuramicacid(NAM),andasmallgroupofaminoacidsconsistingo
17、fL-alanine,D-alanine,D-glutamicacid,andeitherlysineordiaminopimelicacid(DAP).（2）磷壁酸（teichoicacid）又称垣酸、菌壁酸是结合在革兰氏阳性菌细胞壁上的一种酸性多糖，一般由多个(8-50)甘油或核糖醇以磷酸二脂键连接而成，为大多数革兰氏阳性菌细胞壁所特有。根据化学成分，磷壁酸有五种类型，其中主要有甘油磷壁酸及核糖醇磷壁酸。根据结合部位的不同，磷壁酸又可分为两类：壁磷壁酸，膜磷壁酸（也称脂磷壁酸）。磷壁酸是大多数革兰氏阳性菌细胞壁组分，占细胞壁干重的 50% 左右,以磷酸二酯键同肽聚糖的 N- 乙酰胞壁酸相结
18、合。 磷壁酸的主要生理机能：（1）磷壁酸分子上有较多的负电荷可提高细胞周围镁离子的浓度，镁离子进入细胞后可提高需镁离子的合成酶的酶活性。（2）储藏磷元素。（3）增强某些致病菌对宿主细胞的粘连，避免被白细胞吞噬以及抗补体的作用。（4）赋予革兰氏阳性菌特异的表面抗原。（5）可作为噬菌体的特异性的吸附受体。（6）能调节细胞内自溶素的活力，借以防止细胞自溶死亡。1.2，革兰氏阴性菌的细胞壁革兰氏阴性菌的细胞壁的特点：细胞壁薄（1520nm），有多层结构（外膜和肽聚糖层，在细胞壁和细胞质膜之间还有一个明显的空间，称为壁膜间隙。外膜位于肽聚糖层之外，由内向外依次又可分为脂蛋白层、磷脂层和脂多糖层。），一般
19、肽聚糖为单层，不含有磷壁酸。TheGram-negativecellwallisathinlayerattachedtoanoutermembrane via lipoproteins. The outer membrane containsphospholipidonitsinnersurfaceandlipopolysaccharide(LPS)onitsoutersurface.Thespacebetweentheoutermembraneandthecytoplasmicmembrane is called the periplasmicspace.Teichoicacidsdonot
20、occurinGram-negativebacterialcellwalls. （1）肽聚糖mDAP（内销旋二氨基庚二酸）取代了革兰氏阳性菌细胞壁中四肽尾上的第三个氨基酸（L-lys）。Peptideandglycanunitsareconnectedinformationofthepeptidoglycansheet（2）外膜：由脂多糖LPS（类脂A、核心多糖、O抗原），磷脂，脂蛋白组成。脂多糖(LPS)：位于革兰氏阴性菌细胞壁最外面的一层较厚的类脂多糖类物质（810纳米）。类脂A：是D-葡萄糖胺的衍生物，由N乙酰葡萄糖胺双糖分别与磷酸和长链脂肪酸相连，无种属特异性。核心多糖：由510种糖，
21、主要是由己糖和己糖胺组成。含有2-酮-3-脱氧-辛糖酸（KDO）和L-甘油-D-甘露庚糖两种特殊的单糖。有属特异性。O抗原（O-特异侧链）：由重复的寡糖（35）单位如（甘露糖-鼠李糖-半乳糖）n及阿可比糖（3.6-二脱氧-D-半乳糖）或其他糖组成，糖的种类、顺序和空间结构有菌株特异性，是形成O抗原特异性的物质基础。脂多糖的主要功能：（1）类脂A是构成革兰氏阴性菌致病物质-内毒素的物质基础。（2）吸附钙、镁等离子，提高细胞壁的稳定性。（3）决定了表面抗原决定簇的多样性。（4）是许多噬菌体吸附的受体。（5）保护作用，是控制某些物质进出细胞的部分选择性屏障。磷脂：磷脂双分子层与细胞质膜的脂双层非常相
22、似，只是其中插有跨膜的孔蛋白。脂蛋白：位于外壁层内侧，连接着磷脂双分子层与肽聚糖层。细胞壁缺陷型细菌细胞壁缺陷型细菌1原生原生质体体(Protoplast)在革在革蓝氏阳性菌培养物中加入溶菌氏阳性菌培养物中加入溶菌酶或通或通过青霉素阻止其青霉素阻止其细胞壁的正常合成而胞壁的正常合成而获得的完全缺得的完全缺壁壁细胞即胞即为原生原生质体体 特征特征 对环境条件很敏感，特境条件很敏感，特别脆弱，保留有鞭毛，脆弱，保留有鞭毛，但不运但不运动，可生，可生长，可形成芽，可形成芽孢，可繁殖，形成，可繁殖，形成菌落，生物活性不菌落，生物活性不变。细胞壁缺陷型细菌细胞壁缺陷型细菌2 2原生原生质球球(Spher
23、oplast) 指指细胞壁未全部去除的胞壁未全部去除的细菌菌细胞，呈胞，呈圆球形，球形，可人可人为地通地通过溶菌溶菌酶或青霉素或青霉素处理革理革蓝氏阴性菌氏阴性菌而而获得得 特征特征 细胞壁胞壁肽聚糖已被除去，但外壁聚糖已被除去，但外壁层中的脂多中的脂多糖、脂蛋白仍保留，糖、脂蛋白仍保留，对外界外界环境有一定抗形性境有一定抗形性 细胞壁缺陷型细菌细胞壁缺陷型细菌3 3细菌菌L-型型(BacterialL-form)细菌在某种菌在某种环境条件下因基因突境条件下因基因突变而而产生的无壁生的无壁类型。多形型。多形态，有的可通，有的可通过细菌菌滤器而又称器而又称滤过型型细菌。菌。由英国李斯特由英国李斯
24、特(Lister)医学研究院医学研究院发现而命名而命名 特征特征 生生长缓慢，慢，27天方天方见针尖尖样小菌落，中心部分深埋小菌落，中心部分深埋于培养基内，如典型的油煎蛋状，可回复或不可回复至于培养基内，如典型的油煎蛋状，可回复或不可回复至亲代。代。支原体(Mycoplasma)是长期进化形成的无壁原核生物，细胞膜中含有一般原核生物没有的甾醇，因此，即使缺乏细胞壁，细胞膜仍有较高的机械强度。 细菌细胞周质空间细菌细胞周质空间周周质空空间（Periplasmic space）也称）也称壁膜空壁膜空间 位于位于细胞壁和胞壁和细胞膜之胞膜之间的狭小空的狭小空间，内含，内含质外外酶，包括包括RNA酶I
25、，DNA内切内切酶I，青霉素，青霉素酶，和，和许多磷酸化多磷酸化酶 这些些酶对细菌的菌的营养吸收、核酸代养吸收、核酸代谢、趋化性、抗化性、抗药性等有重要作用性等有重要作用细胞质膜细胞质膜细胞胞质膜膜（Cytoplasmic membrane）也称）也称细胞膜（胞膜（Cell membrane） 是是围绕在在细胞胞质外面的一外面的一层柔柔软而富有而富有弹性的薄膜，性的薄膜，厚厚约8nm ，占，占细胞干重的胞干重的10%左右左右 组成成 脂脂类 20%30%， 蛋白蛋白质 60%70% 少量糖蛋白、糖脂、少量糖蛋白、糖脂、 微量核酸微量核酸原核生物中除支原体外，细胞膜上一般不原核生物中除支原体外，
26、细胞膜上一般不含胆固醇，这与真核生物不同含胆固醇，这与真核生物不同 Diagram of the structure of the cytoplasmic membranceDiagram of the structure of the cytoplasmic membrance细细 胞胞 质质 膜膜 的的 功功 能能 控制控制细胞内外胞内外营养物养物质和代和代谢产物的运送与交物的运送与交换 维持持细胞内正常渗透胞内正常渗透压的屏障作用的屏障作用 合成合成细胞壁各胞壁各组分（脂多糖、分（脂多糖、肽聚糖、磷壁酸）聚糖、磷壁酸）和和荚膜的膜的场所所 进行氧化磷酸化或光合磷酸化的行氧化磷酸化或光合磷
27、酸化的产能基地能基地 膜上有某些蛋白膜上有某些蛋白质能接受光、能接受光、电及化学物及化学物质等等产生的刺激信号并生的刺激信号并发生构象生构象变化，引起化，引起细胞内一胞内一系列的代系列的代谢变化和化和产生相生相应的反的反应细菌细胞的内膜系统细菌细胞的内膜系统1 1中中间体体（Mesosome）（中体、间体）（中体、间体） 是是细胞膜局部内陷折叠而成，与胞膜局部内陷折叠而成，与细胞壁合成、胞壁合成、核核质分裂、分裂、细胞呼吸和芽胞呼吸和芽孢形成有关，功能与形成有关，功能与线粒体相似而又称粒体相似而又称拟线粒体粒体 类囊体囊体（Thylakoid） 是是蓝细菌菌细胞中存在的囊状体，由胞中存在的囊状
28、体，由单位膜位膜组成，含有叶成，含有叶绿素、藻胆色素等光合色素和有关素、藻胆色素等光合色素和有关酶类，光合作用，光合作用场所所 StructureofMesosomeMesosomemaybeinvolvedinwallformationduringdivisionorplayaroleinchromosomereplicationanddistributiontodaughtercells.Itmayalsobeinvolvedinsecretoryprocesses细菌细胞的内膜系统细菌细胞的内膜系统2 2载色体色体（Chromatophore)是一些不放氧的光合是一些不放氧的光合细菌的菌
29、的细胞膜多次折叠形成胞膜多次折叠形成的片的片层状、微管状或囊状状、微管状或囊状结构。构。 含有菌含有菌绿素和素和类胡胡萝卜素等光合色素及光合磷酸卜素等光合色素及光合磷酸化所需的化所需的酶类和和电子子传递体，是光合作用的部位体，是光合作用的部位 羧酶体体（Carboxysome)或称多角体多角体(Polyhedralbody)是自养是自养细菌所特有的内膜菌所特有的内膜结构。有以蛋白构。有以蛋白质为主的主的单层包包围，厚，厚约3.5nm，内含固定，内含固定CO2所所需的需的1，5-二磷酸核二磷酸核酮糖糖羧化化酶和和5-磷酸核磷酸核酮糖激糖激酶，是自养，是自养细菌固定菌固定CO2的的场所所 细细 胞
30、胞 质质细胞胞质（Cytoplasm)定定义 细胞膜内除胞膜内除细胞核外的所有物胞核外的所有物质都都为细胞胞质。它无色透明，呈粘胶状，主要成分为水、蛋白质、核酸、它无色透明，呈粘胶状，主要成分为水、蛋白质、核酸、脂类，也含有少量的糖和盐类。由于富含核酸，因而嗜脂类，也含有少量的糖和盐类。由于富含核酸，因而嗜碱性强，幼令菌着色均匀。此外，细胞质内还含有核糖碱性强，幼令菌着色均匀。此外，细胞质内还含有核糖体、颗粒状内含物和气泡等物质。体、颗粒状内含物和气泡等物质。 核核 糖糖 体体核糖体（核糖体（Ribosome） 为多多肽和蛋白和蛋白质合成合成场所，所，70S 颗粒，有粒，有50S和和30S 2
31、 个个亚单位位组成成 化学成分化学成分为蛋白蛋白质和和RNA 细菌中菌中90%的的RNA存在于核糖体存在于核糖体内，原核生物中游离于内，原核生物中游离于细胞胞质中中或以多聚核糖体存在或以多聚核糖体存在 真核生物中核糖体游离于真核生物中核糖体游离于细胞胞质中或接合于内中或接合于内质网上网上细菌细胞内含物细菌细胞内含物1(Cytoplasmicinclusions)很多细菌在营养物质丰富的时候，其细胞内聚合各种很多细菌在营养物质丰富的时候，其细胞内聚合各种不同的贮藏颗粒，当营养缺乏时，它们又能被分解利不同的贮藏颗粒，当营养缺乏时，它们又能被分解利用。这种贮藏颗粒可在光学显微镜下观察到，通称为用。这
32、种贮藏颗粒可在光学显微镜下观察到，通称为 内含物内含物 。异染异染颗粒粒（Metachromaticgranules)又称捩捩转菌素菌素（volutin)是以无机偏磷酸是以无机偏磷酸盐为主要成分的一种无机磷主要成分的一种无机磷储备物，嗜碱性或嗜中性，用物，嗜碱性或嗜中性，用兰色染料如甲苯胺色染料如甲苯胺蓝或甲或甲烯蓝染色染色时不呈不呈兰色而呈紫色而呈紫红色，故称色，故称 。肝糖粒肝糖粒（Glycogen)是碳源是碳源储备物，可用碘液染色物，可用碘液染色检查，分，分别成成红褐褐色或色或兰色色。Manymicroorganismsaccumulategranulesofpolyphosphate,
33、whicharelargereservesofinorganicphosphatesthatcanbeusedinthesynthesisofATPPolyphosphate granule in a bacterial cellAPseudomonasspecies细菌细胞内含物细菌细胞内含物2 2聚聚-b-b-羟丁酸丁酸（Poly-b-hydroxybutyricacid，PHB)颗粒粒 为细菌所特有，是一种菌所特有，是一种b -3-羟基丁酸的直基丁酸的直链聚合物。革聚合物。革蓝氏染色氏染色时此物不易着色，但可被此物不易着色，但可被苏丹黑着色。丹黑着色。产碱杆菌属、碱杆菌属、根瘤菌属和固氮
34、菌属中根瘤菌属和固氮菌属中细菌常有菌常有积累累硫滴硫滴（Sulphurgranule) 某些氧化硫的某些氧化硫的细菌菌细胞内可胞内可积累有具累有具强折光性的折光性的硫滴，系通硫滴，系通过氧化硫化氧化硫化氢而形成，可作而形成，可作储备物，需物，需要要时可被可被细菌再利用菌再利用Polyhydroxybutyric acid (PHB)PHBisalipidlikecompound-oneofthemostcommoninclusionbodiesinprokaryoticorganisms.PHBiscommonlyfoundasastoragematerialanduniquetobacter
35、iaGlycogenisastarchlikepolymerofglucosesubunits.GlycogengranulesareusuallysmallerthanPHBgranules.AVibriospeciesThe sulfur globules inside the cells of purple sulfur bacteriumChromatium buderiSomebacteria,includingmanyphotosyntheticbacteria,accumulateelementalsulfurgranulesasaresultoftheirmetabolism.
36、气气 泡泡（Gasvesicle)某些水生某些水生细菌如菌如蓝细菌、不放氧光合菌、不放氧光合细菌和菌和盐细菌菌细胞内胞内储存气体的特殊存气体的特殊结构即构即为气泡。气泡。 气泡由气泡由许多小的气囊多小的气囊组成，气囊膜只含蛋白成，气囊膜只含蛋白质而无磷脂。而无磷脂。 气泡大小、形状、多少随气泡大小、形状、多少随细菌种菌种类而异。而异。 气泡能使气泡能使细胞保持浮力，有利于胞保持浮力，有利于调节细菌菌细胞胞处于最佳水于最佳水层位置，以位置，以获得氧、光和得氧、光和营养养 细细 菌菌 细细 胞胞 核核特征特征 位于位于细胞胞质内，无核膜，无核仁，内，无核膜，无核仁，仅为一核区，称一核区，称为拟核（
37、核（Nucleoid）或原核）或原核(Protonucleus) 。 只有一条染色体只有一条染色体(Chromosome)，主要，主要为DNA，还有有少量少量RNA和蛋白和蛋白质，但无，但无组蛋白蛋白 。 染色体染色体为双螺旋的大分子双螺旋的大分子链构成的构成的环形形结构。静止期构。静止期呈球形或不呈球形或不规则的棒状或的棒状或哑铃形形。 DNA总长0.253mm, E.coli DNA 长1mm, MW为 3x109Da, 约5x106bp, 至少含至少含5x103个基因个基因 。 细菌菌细胞活胞活跃生生长时，复制先于，复制先于细胞分裂而胞分裂而细胞内往胞内往往有往有24个核区，低速生个核区
38、，低速生长时可可见有有12个核区个核区。 原核携带了细菌绝大多数的遗传信息，是细菌生长发原核携带了细菌绝大多数的遗传信息，是细菌生长发育、新陈代谢和遗传变异的控制中心。育、新陈代谢和遗传变异的控制中心。 Micrographofabacteriumshowingthenucleoidregion(green)withinthecytoplasmwherethebacterialchromosomeoccursThe bacterial chromosome and supercoiling:The bacterial chromosome and supercoiling:细胞核外细胞核外DN
39、ADNA质粒质粒1 1质粒粒(Plasmid)为染色体外存在的一种能自我复制的小染色体外存在的一种能自我复制的小环状状DNA分分子子 。 较染色体小，染色体小，约（2100) x 106D 每个菌体可含每个菌体可含1数个数个质粒粒 不同不同质粒之粒之间可重可重组，质粒粒与与染色体也可重染色体也可重组 质粒粒对菌体生存并不是必需的，但携菌体生存并不是必需的，但携带有有编码某些某些特性的基因，其存在可使特性的基因，其存在可使细菌菌细胞具有某些特性胞具有某些特性Plasmids dont contain the genetic information for the essential metabo
40、lic activities of the cell, but they generally do contain genetic information for special features. PlasmidProkaryoticcellshavesmallextra-chromosomalgeneticelementscalledplasmids.质粒及其存在形粒及其存在形态细菌细胞核外细菌细胞核外DNADNA质粒质粒2 2 细 菌菌 质 粒粒 性性 状状1 大大肠杆菌中的杆菌中的F因子因子使宿主使宿主产生性生性纤毛，决定性毛，决定性别2 大大肠杆菌中的杆菌中的Col因子因子产生蛋白生
41、蛋白质类杀菌素菌素-大大肠菌素菌素3 大大肠杆菌中的杆菌中的Ent因子因子产生生肠毒素毒素4 大大肠杆菌中的杆菌中的Hty因子因子决定溶血素的决定溶血素的产生生5 大大肠杆菌中的杆菌中的RYB质粒粒使使宿宿主主产生生限限制制性性内内切切酶和和甲甲基基化化酶6 许多多G-细菌中的菌中的R因子因子抗磺胺抗磺胺药和多种抗生素和多种抗生素7 金黄色葡萄球菌中的金黄色葡萄球菌中的P128因子因子抗抗Cd+2, Hg+2等重金属离子等重金属离子8 假假单胞菌中的降解性胞菌中的降解性质粒粒降解某些复降解某些复杂芳香族化合物芳香族化合物9 根癌病根癌病农杆菌中的杆菌中的Ti质粒粒能使感染植株能使感染植株发生根
42、癌病生根癌病特殊构造特殊构造- -细菌荚膜（细菌荚膜（Capsule) 1Capsule) 1定定义 某些某些细菌在一定的菌在一定的营养条件下向养条件下向细胞外分泌的一胞外分泌的一层粘性物粘性物质。也称为糖被（。也称为糖被（glycocalyx） 分分类 荚膜或大膜或大荚膜膜(Macrocapsule)：有一定外形，厚有一定外形，厚约200nm，粘性，粘性较大，大，稳定定 微微荚膜膜(Microcapsule)：厚度在厚度在200nm以下，与以下，与细胞接胞接合合较紧，不易，不易观察到察到 粘液粘液层(Slime layer)：较疏松，无明疏松，无明显形状，可形状，可悬浮于浮于基基质中，增加培
43、养液黏度中，增加培养液黏度 菌胶团（菌胶团（ zoogloea ）：）：通常情况下，每个菌体外面包通常情况下，每个菌体外面包围一层荚膜。但有的细菌，它们的荚膜物质互相融合。在围一层荚膜。但有的细菌，它们的荚膜物质互相融合。在一起成为一团胶状物，称菌胶团（一起成为一团胶状物，称菌胶团（ zoogloea ），其内常），其内常包含有多个菌体。包含有多个菌体。 细细 菌菌 荚荚 膜膜 2 2S型菌落和型菌落和R型菌落型菌落 S型菌落型菌落为产荚膜的膜的细菌菌落因其通常光滑透菌菌落因其通常光滑透明而称之明而称之 。 R型菌落型菌落为不不产荚膜的膜的细菌菌落因其菌落表面菌菌落因其菌落表面较粗糙而称之粗糙
44、而称之。 组成成 大多大多为多糖、多多糖、多肽、蛋白、蛋白质，以多糖居多。，以多糖居多。细菌荚膜的主要作用：（1），保护作用：避免干旱损伤，防噬菌体吸附和裂解，防白细胞吞噬。（2），储藏养料以备营养缺乏时重新利用。（3），作为透性屏障或离子交换系统，保护细菌免受重金属离子的毒害。（4），表面附着作用。（5），细胞间的信息识别作用。（6），堆积代谢废物。（7），作为主要表面抗原，是有些病原菌的毒力因子。（8）污水水处理中形成具有良好功能与沉降性能的活理中形成具有良好功能与沉降性能的活性性污泥泥 细细 菌菌 荚荚 膜膜 3 3危害危害 污染食品染食品后后产生黏液状物生黏液状物 黏附于牙黏附于牙齿表
45、面引起表面引起龋齿 细细 菌菌 荚荚 膜膜 4 4特殊构造特殊构造- -细细 菌菌 鞭鞭 毛（毛（Flagella) Flagella) 1 1定定义 某些某些细菌在菌在细胞表面伸出胞表面伸出细长、波曲、毛、波曲、毛发状的附属状的附属丝状物即状物即为鞭毛鞭毛 特征特征 长度常度常为菌体的若干倍，最菌体的若干倍，最长可达可达70m mm，直径，直径为10 20nm。只有染色后才能在光。只有染色后才能在光镜下下观察到察到 鞭毛的主要成分是蛋白鞭毛的主要成分是蛋白质，另有少量的多糖或脂，另有少量的多糖或脂类。鞭毛蛋白占鞭毛蛋白占细胞蛋白的胞蛋白的2%，为15000 40000Da 鞭毛蛋白是一种抗原
46、物鞭毛蛋白是一种抗原物质，鞭毛抗原又称，鞭毛抗原又称H抗原。由于抗原。由于各各细菌的鞭毛蛋白的氨基酸菌的鞭毛蛋白的氨基酸组成不同而抗原性成不同而抗原性质不同，不同，通通过血清学反血清学反应进行分行分类鉴定。定。 鞭毛的功能主要是运鞭毛的功能主要是运动，细细 菌菌 鞭鞭 毛毛 2 2分分类 ：细菌鞭毛的数目和着生位细菌鞭毛的数目和着生位置是细菌种的特征置是细菌种的特征 。一端生鞭毛一端生鞭毛(Monotrichaete) 两端生鞭毛两端生鞭毛(Amphitrichaete) 丛生鞭毛生鞭毛(Lophotrichaete) 周生鞭毛周生鞭毛(Peritrichaete)光学显微镜光学显微镜观察：观
47、察： 鞭毛染色法鞭毛染色法 悬滴法暗视野观察运动悬滴法暗视野观察运动 半固体琼脂穿刺培养半固体琼脂穿刺培养 细菌鞭毛的着生方式菌鞭毛的着生方式细细 菌菌 鞭鞭 毛毛 4 4细细 菌菌 鞭鞭 毛毛 4 4由基体、钩状区、鞭毛丝组成细菌鞭毛结构的复杂性细菌鞭毛结构的复杂性 5 5特殊构造特殊构造- -细细 菌菌 纤纤 毛毛 1 1定定义 细菌菌纤毛毛(Pilus or fimbria)又称又称伞毛，菌毛，毛，菌毛，是革是革蓝氏阴性菌和少数阳性菌氏阴性菌和少数阳性菌细胞细胞表面表面着生着生的比的比鞭毛更鞭毛更细、短而直硬的、短而直硬的、数量更多的、数量更多的丝状体状体结构构 长约0.56m mm，个
48、，个别可达可达20m mm，直径，直径约37nm 纤毛由毛由纤毛蛋白毛蛋白(pillin)组成成 与鞭毛相似，起源与与鞭毛相似，起源与细胞膜内胞膜内侧基粒上基粒上 不具运不具运动性，但可有助于性，但可有助于细胞在固体物表面的胞在固体物表面的黏附黏附。细细 菌菌 纤纤 毛毛 2 2分分类 普通普通纤毛毛（Common pili） 可增加可增加细菌吸附于其他菌吸附于其他细胞和物体的能力胞和物体的能力。如肠道菌的如肠道菌的型菌毛，它能牢固地吸附在动植物、真菌以及多种其他细型菌毛，它能牢固地吸附在动植物、真菌以及多种其他细胞上，包括人的呼吸道、消化道和泌尿道的上皮细胞上；有胞上，包括人的呼吸道、消化道
49、和泌尿道的上皮细胞上；有的能吸附于红细胞上，引起红细胞凝集；有的是噬菌体的吸的能吸附于红细胞上，引起红细胞凝集；有的是噬菌体的吸附位点。附位点。 性性纤毛毛(Sex pili or conjugal pili) 少，少，仅14根，根， 是是细菌菌传递游离基因的器官，游离基因的器官，细菌菌结合合时遗传物物质的通的通道道。现在很多学者趋向于用纤毛现在很多学者趋向于用纤毛 (fimbria) 表示普通菌毛，而表示普通菌毛，而性毛则多指性纤毛。性毛则多指性纤毛。 细细 菌菌 纤纤 毛毛普通普通纤毛毛图性性纤毛毛图特殊构造特殊构造- -细菌芽孢（细菌芽孢（Spore)1Spore)1定定义 芽芽孢是是某
50、些某些细菌在其生活史的一定菌在其生活史的一定阶段于段于营养养细胞内形成的一个胞内形成的一个圆形或形或椭圆形或形或圆柱形柱形结构，也称构，也称内生内生孢子（子（Endospore)。含有芽。含有芽孢的的细胞称胞称为孢子子囊（囊（Sporangium) 特性特性 芽芽孢的着生位置、大小、形状因种而异，可作的着生位置、大小、形状因种而异，可作鉴定依据定依据 芽芽孢有有较厚的壁。有厚的壁。有较强的折光性，不易染色的折光性，不易染色 一般一个一般一个细胞胞仅有一个芽有一个芽孢，但也有少数，但也有少数细胞有胞有2个者个者 生成芽孢的细菌多为杆菌，球菌和螺旋菌仅少生成芽孢的细菌多为杆菌，球菌和螺旋菌仅少数种
51、能生芽孢。数种能生芽孢。 细细 菌菌 芽芽 孢孢 2 2结构示意图芽孢的结构：芽孢囊：是产芽孢菌的营养细胞外壳。 孢外壁：主要含脂蛋白，透性差芽孢衣：主要含疏水角蛋白，抗酶解，抗药物， 多价阳离子难通过皮层：主要含有芽孢肽聚糖及DPA-Ca， 不含胞壁酸，体积大、渗透压高 芽孢壁：含肽聚糖，不含胞壁酸 芽孢质膜：含磷脂、蛋白质、可发展成新细胞的膜核心 芽孢质：含DPA-Ca、核糖体、RNA和酶 核区：含DNASporulating cellCentral coreCortexSpore coat / membraneexosporiumMicrographofaendosporeVegetat
52、ive cell细细 菌菌 芽芽 孢孢 3 3芽芽孢形成形成过程程 轴丝形成形成 隔膜形成隔膜形成 前前孢子形成子形成 皮皮层形成形成 孢子外壳子外壳层形成形成 芽芽孢成熟成熟 芽芽孢释放放细菌芽孢形成示意图细菌芽孢形成示意图细细 菌菌 芽芽 孢孢 特特 性性芽芽孢含水量低含水量低，使核酸和使核酸和蛋白质不易变性。蛋白质不易变性。 酶组成型与成型与营养养细胞的胞的酶组成型有差异成型有差异，只含有少只含有少量酶，并处于不活跃状态。量酶，并处于不活跃状态。 抗逆性特抗逆性特强 抗高温抗高温，抗热性的酶有抗热性的酶有关。关。 DPA 钙盐的存在可改钙盐的存在可改变酶的构型，使酶对热相变酶的构型，使酶
53、对热相当稳定。当稳定。 抗干燥抗干燥 抗低温抗低温含有高量的含有高量的2，6-吡吡啶二二羧酸酸（Dipicolinic acid, DPA), 在在营养养细胞和其他生物胞和其他生物细胞中胞中不存在不存在 芽芽孢在适宜的条件下可萌在适宜的条件下可萌发。 萌萌发时酶活性活性发生改生改变、抗、抗逆性和逆性和DPA丧失失 芽芽孢没有繁殖意没有繁殖意义，仅是一是一个休眠体个休眠体。湿热灭菌：湿热灭菌：121度度15分钟以上。分钟以上。干热灭菌：干热灭菌：150-160度度1-2小时。小时。细菌芽孢的伴孢晶体细菌芽孢的伴孢晶体伴伴孢晶体晶体(Spore companioned crystal)是芽是芽孢杆
54、菌属（杆菌属（Bacillus）的某些种）的某些种如如苏云金杆菌（云金杆菌（B. thuringiensis）在形成芽）在形成芽孢时同同时形成的一形成的一颗菱形或双椎菱形或双椎形的碱性蛋白形的碱性蛋白质。 它主要对鳞翅目的昆虫有毒性，由于这种晶体毒素对人畜毒性很低，故国内外均以工业化方式大量生产菌剂，以杀死某些农业害虫。芽孢和伴孢晶体图细细 菌菌 孢孢 囊囊 1 1孢囊囊(Cyst) 某些某些细菌形成的休眠体构造，如固氮菌的菌形成的休眠体构造，如固氮菌的孢囊（囊（Cyst），），粘球菌的黏液粘球菌的黏液孢子（子（Myxospore)，蛭弧菌的蛭，蛭弧菌的蛭孢囊囊（bdellocyst) 固氮菌
55、固氮菌孢囊囊 球形或卵球形或卵圆形，中心形，中心为一稠密的中心体，含有聚一稠密的中心体，含有聚羟丁酸丁酸颗粒，有内外粒，有内外2层壁壁围绕中心体，中心体，孢子外壁密度大而子外壁密度大而坚硬，硬，为紧密多密多层膜片状膜片状结构，化学构，化学组成成为32%碳水化合物，碳水化合物，28%蛋白蛋白质，30%脂脂类和和3.2%灰分。内壁密度小，灰分。内壁密度小，宽而均匀，化而均匀，化学成分学成分为44%碳水化合物，碳水化合物，9.1% 蛋白蛋白质，37%脂脂类和和4.1%灰分灰分 。 固氮菌的孢囊具有抗干燥、抗机械破坏、抗电离辐射的作固氮菌的孢囊具有抗干燥、抗机械破坏、抗电离辐射的作用，但并不特别抗热，
56、也不完全休眠，能迅速氧化外源性的用，但并不特别抗热，也不完全休眠，能迅速氧化外源性的能源。能源。 细细 菌菌 孢孢 囊囊固氮菌的固氮菌的营养养细胞和胞和孢囊囊图固氮菌的固氮菌的孢囊囊结构构图ABC 细细 菌菌 繁繁 殖殖1细菌繁殖菌繁殖(Bacterial reproduction) 一般一般进行无性繁殖，即行无性繁殖，即细胞的横分裂，称胞的横分裂，称为裂殖。裂殖。细菌除无性繁殖外，菌除无性繁殖外，电镜观察和察和遗传学研究已学研究已证明明细菌存在着有性接合。然而菌存在着有性接合。然而细菌有性接合菌有性接合较少，以少，以无性繁殖无性繁殖为主。主。同形裂殖：绝大多数类群在分裂时产生大小相等和形态相
57、似的两个子细胞，称作同形裂殖。异形分裂：少数种类如柄细菌分裂后产生一个有柄不运动和一个无柄有鞭毛的子细胞，称为异形分裂。裂殖步裂殖步骤 核的分裂和隔膜形成核的分裂和隔膜形成 形成横隔壁形成横隔壁 子子细胞分离胞分离细细 菌菌 繁繁 殖殖 2 2球菌的分裂图杆菌的分裂图细细 菌菌 菌菌 落落 1 1细菌菌落菌菌落（Colony） 一个或几个一个或几个细菌在固体培养基菌在固体培养基上上经分裂生分裂生长形成的成千上万形成的成千上万个个细胞聚集在一起肉眼可胞聚集在一起肉眼可见的的群体即群体即为菌落菌落 。如果一个菌落是由一个细菌菌如果一个菌落是由一个细菌菌体生长、繁殖而成，则称为纯体生长、繁殖而成，则
58、称为纯培养培养Pure culturePure culture各种各种细菌菌落的形状、大小、菌菌落的形状、大小、光光泽、边缘、质地、隆起度、地、隆起度、有无色素等等不一，可作分有无色素等等不一，可作分类依据依据。细菌菌落形菌菌落形态特征特征图细细 菌菌 菌菌 落落 2 2细菌菌落1细菌菌落2细细 菌菌 菌菌 落落 3 3细菌菌落3细菌菌落4细菌的液体培养细菌的液体培养细菌的液体培养菌的液体培养 此也是此也是鉴定定细菌种菌种类的的一个重要特性，一个重要特性，细菌的液菌的液体培养性状很不一体培养性状很不一样细菌的液体培养性状图第第 二二 节节放放 线线 菌菌 （Actinomycete)放线菌的基
59、本特点放线菌的基本特点分枝分枝丝状体，原核微生物状体，原核微生物 革革蓝氏染色阳性反氏染色阳性反应 不运不运动 大部分腐生菌，少数寄生菌，也有致病菌大部分腐生菌，少数寄生菌，也有致病菌 抗生素的主要抗生素的主要产生菌生菌 许多多酶和和维生素的生素的产生菌生菌 甾体甾体转化、石油脱蜡、化、石油脱蜡、污水水处理理 某些与植物共生固氮某些与植物共生固氮放线菌的形态构造放线菌的形态构造放线菌的菌体为单细胞，最简单的为杆状或有原始菌丝，大部分放线菌的菌体为单细胞，最简单的为杆状或有原始菌丝，大部分放线菌由分枝发达的菌丝组成。菌丝无隔膜，菌丝直径与杆状细放线菌由分枝发达的菌丝组成。菌丝无隔膜，菌丝直径与杆
60、状细菌差不多，大约菌差不多，大约 1 m 。细胞壁中含有。细胞壁中含有 N- 乙酰胞壁酸与二氨乙酰胞壁酸与二氨基庚二酸，而不含几丁质与纤维素。基庚二酸，而不含几丁质与纤维素。 以典型的以典型的链链霉菌属（霉菌属（Streptomyces)为为代表代表 基内菌基内菌丝(Substrate mycelium)或称或称营养菌养菌丝(Vegetative mycelium)生于培养基内，吸收生于培养基内，吸收营养养 气生菌气生菌丝(aerial mycelium)或称二或称二级菌菌丝(secondary mycelium)伸向空伸向空间，形，形态各异，各异，产生色素生色素 孢子子丝形形态和排列各异，形
61、成分生和排列各异，形成分生孢子子 分生分生孢子子(Conidium)孢子丝生长到一定阶段断裂为孢孢子丝生长到一定阶段断裂为孢子，或称分生孢子子，或称分生孢子 (conidium) 。孢子有球形、椭圆形、杆形。孢子有球形、椭圆形、杆形、瓜子形等不同形状。在电子显微镜下可见孢子表面结构，、瓜子形等不同形状。在电子显微镜下可见孢子表面结构，有的光滑、有的带小疣、有的生刺或毛发状。孢子常具有不有的光滑、有的带小疣、有的生刺或毛发状。孢子常具有不同色素。孢子形状、表面结构、颜色等均为鉴定放线菌菌种同色素。孢子形状、表面结构、颜色等均为鉴定放线菌菌种的依据。的依据。 Chain of conidiospo
62、resAgar surfaceSubstrate myceliumAerial hyphaeThe cross section of an actinomycete colony showing the substrate mycelium and aerial mycelium with chains of conidiospores放放线线菌菌孢孢子子丝丝的的类类型型一种链霉菌的菌落链霉菌菌落与其他霉菌菌落与其他细菌菌落的区菌菌落的区别链霉菌菌落霉菌菌落对其他其他细菌的拮抗菌的拮抗链霉菌分泌抗生素霉菌分泌抗生素抗生素抗生素链霉菌霉菌放放 线线 菌菌 的的 繁繁 殖殖放放线菌的繁殖菌的繁殖
63、无性无性孢子子分生分生孢子子 菌菌丝片段片段用电子显微技术和超用电子显微技术和超薄切片的研究表明，薄切片的研究表明，放线菌通过产生横隔放线菌通过产生横隔膜的方式使孢子丝分膜的方式使孢子丝分裂成为一串分生孢子。裂成为一串分生孢子。 链霉菌的生活史霉菌的生活史图放线菌的菌落特征放线菌的菌落特征以以链霉菌霉菌为代表的菌落代表的菌落 具有向周具有向周围放射状菌放射状菌丝，短，短绒毛状，形成毛状，形成孢子后呈粉子后呈粉末状，干燥，背面呈同心末状，干燥，背面呈同心圆，未形成气生菌，未形成气生菌丝时与与细菌菌落相似菌菌落相似 质地致密，地致密，坚实，多，多皱，与培养基，与培养基结合合紧密，不易密，不易挑起挑
64、起 生生长缓慢，菌落慢，菌落较小小 产各种色素，有冰片香味各种色素，有冰片香味 以以诺卡氏菌卡氏菌（Nocardia)为代表代表 由于此菌不形成大量的菌由于此菌不形成大量的菌丝体，体，仅有基内菌有基内菌丝，结构松散，粘着力差，易粉碎构松散，粘着力差，易粉碎。放线菌菌落常具土腥味。放线菌的代表性属放线菌的代表性属链霉菌属（霉菌属（Streptomyces） 小小单孢菌属（菌属（Micromonospora） 诺卡氏菌属（卡氏菌属（Nocardia） 放放线菌属（菌属（Actinomyces） 游游动放放线菌属（菌属（Actinoplanes）链霉菌属链霉菌属 ( Streptomyces ) 链
65、霉菌属有发育良好的分枝状菌丝体，菌丝无隔膜，直径约 0.4-1 m ，长短不一，多核。菌丝体有营养菌丝、气生菌丝和孢子丝之分。孢子丝再形成分生孢子。链霉菌主要借分生孢子繁殖。已知的链霉菌属的菌有千余种，大多生长在含水量较低、通气良好的土壤中。链霉菌能分解纤维素、石蜡、蜡与各种碳氢化合物。链霉菌是产生抗生素菌株的主要来源。许多著名的常用的抗生素如链霉素、土霉素，抗肿瘤的博来霉素、丝裂霉素，抗真菌的制霉菌素，抗结核的卡那霉素，能有效防治水稻纹枯病的井冈霉素等，都是链霉菌属的种的次生代谢产物。小单孢菌属小单孢菌属 (Micromonospora ) 该属菌基内菌丝发育良好，多分枝，无横隔，不断裂，直
66、径为 0.30.6 m ，一般不形成气生菌丝体。孢子单生，无柄，直接从基内菌丝上产生，或在基内菌丝上长出短孢子梗，顶端着生一个孢子。小单孢菌属与链霉菌属相比，菌丝体较细、无气生菌丝；菌落小，一般为 23mm ，呈橙黄色或红色，也有深褐、黑色、蓝色者；菌丝生长力较弱，一般在 1520 天便停止发育，生长温度略高，一般为 32 37 ，所以很易区别开。 此属多分布于土壤或堆肥中。庆大霉素即由棘孢小单孢菌 ( Micromonospora echinospora ) 产生。诺卡氏菌属诺卡氏菌属 ( Nocardia )诺卡氏菌在培养基上形成典型的菌丝体，菌丝纤细，多数弯曲如树根状，生长到十几小时时开
67、始形成横隔膜，并断裂成多形态的杆状、球状或带叉的杆状体。诺卡氏菌属中大多数种无气生菌丝，只有基内菌丝，菌落秃裸；有的则在基内菌丝体上覆盖着极薄一层气生菌丝，有横隔，断裂成杆状 。菌落比链霉菌的小，表面多皱，致密干燥，或平滑凸起不等，有黄、黄绿、红橙等颜色。利福霉素由地中海诺卡氏菌 ( N.mediterranei ) 产生。有些诺卡氏菌可用于石油脱蜡、烃类发酵以及污水处理中分解腈类化合物。放线菌属放线菌属 ( Actinomyces )该属仅有基内菌丝，有横隔，易断裂成“ V ”形或“ Y ”形体。菌落污白色。一般为厌氧或兼性厌氧菌，因此，在 CO 2 气体存在下容易生长。放线菌属多为致病菌。
68、典型种为牛型放线菌 ( Actinomyces bovis ) ，原始发现于牛的颚肿病，通常见于动物口腔内。另一个是衣氏放线菌 ( Act.israeli ) ，寄生在人体上，可引起后颚骨瘤肿病和肺脏及胸部的放线菌病。游动放线菌属游动放线菌属 (Actinoplanes)游动放线菌属以基内菌丝为主，有的有气生菌丝，有的气生菌丝少，菌丝有隔或无隔。在基内菌丝上生孢囊梗，梗顶端生孢囊，孢囊成熟，释放出有鞭毛、在水中能运动的游动孢子，见图游动放线菌属的形态 ( 引自 Prescott et al., 2002)A. 游动放线菌孢囊的发育 B. 游动放线菌孢囊孢子成熟并释放出来 A.B . 第第 三三
69、 节节蓝蓝 细细 菌菌 Cyanobacteria, Blue-green algae蓝细菌的一般特征蓝细菌的一般特征原核微生物，无有原核微生物，无有丝分裂，分裂，细胞壁与革胞壁与革蓝氏阴性菌氏阴性菌相似相似 光合微生物光合微生物 主要主要进行分裂繁殖。也有通行分裂繁殖。也有通过分裂在母分裂在母细胞内形成胞内形成许多球形称多球形称为小小孢子子(Baeocyte)的小的小细胞，母胞，母细胞胞破裂后破裂后释放出的小放出的小孢子可膨大成子可膨大成营养养细胞。也有在胞。也有在母母细胞胞顶端以不端以不对称的称的缢缩分裂形成外生分裂形成外生孢子。也子。也有以菌有以菌丝断裂断裂释放出同源放出同源丝段段(Ho
70、mogonium) 有些有些丝状状蓝细菌可形成静息菌可形成静息孢子子(Akinete)作作为休眠休眠体体蓝细菌的形态构造蓝细菌的形态构造 形形态差异很大，差异很大，单细胞的求状、杆状、胞的求状、杆状、长丝状状体，或有分枝，或有分化体，或有分枝，或有分化 大小差异也很大，直径不足大小差异也很大，直径不足1m mm至至60m mm 常有胶常有胶质外套，将多个菌体或外套，将多个菌体或细胞聚集在一起胞聚集在一起 无鞭毛，但能借助于黏液在固体表面滑行。运无鞭毛，但能借助于黏液在固体表面滑行。运动表表现出出趋化性和化性和趋光性光性 细胞胞质中存在有气泡，以利于菌体漂浮，保持中存在有气泡，以利于菌体漂浮，保
71、持在在获得光得光线的最佳位置的最佳位置 在在蓝细菌菌丝状体中状体中间隔有比普通隔有比普通细胞稍大、胞稍大、较透亮的厚壁透亮的厚壁细胞，称胞，称为异形胞（异形胞（Heterocyst)。异。异形胞不含有光合系形胞不含有光合系统，但含有固氮系，但含有固氮系统 CyanobacteriaThe cyanobacteria have typical prokaryotic cell structures and a normal gram-negative cell wall. They range in diameter from about 1 10 m and may be unicellula
72、r or form filaments. They have chlorophyll and carry out oxygen-producing photosynthesis, much as plants and the eukaryotic algae do. Filamentous Cyanobacterium,Anabaenasp.(SEMx5,000)NonfilamentouscyanobacteriaThe morphological diversity of the cyanobacteria is considerable. Both unicellular and fil
73、amentous forms are known, and considerable variation within these morphological types occurs.Heterocysts have intercellular connections with adjacent vegetative cells, and there is mutual exchange of materials between these cells, with products of photosynthesis moving from vegetative cells to heter
74、ocysts and products of nitrogen fixation moving from heterocysts to vegetative cells. Photosynthesis Nitrogen fixationMain function of CyanobacteriaThe nutrition of cyanobacteria is simple. Vitamins are not required, and nitrate or ammonia is used as nitrogen source. Nitrogen-fixing species are comm
75、on. Most species tested are obligate phototrophs, However, some cyanobacteria are able to grow in the dark on organic compounds, using the organic material as both carbon and energy source.Physiologyofcyanobacteria:Problems:Manycyanobacteriaproducepotentneurotoxins,andduringwaterbloomswhenmassiveacc
76、umulationsofcyanobacteriamaydevelop,animalsingestingsuchwatermaysuccumbrapidly.一些常见的蓝细菌一些常见的蓝细菌蓝细菌的光合作用蓝细菌的光合作用大多大多蓝细菌光合色素位于菌光合色素位于类囊体囊体(Thylakoid)的片的片层膜中，膜中，某些某些单细胞胞蓝细菌的光合中心和菌的光合中心和电子子传递系系统位于位于细胞胞膜上，膜上， 而藻胆色素位于而藻胆色素位于细胞膜下的内褶胞膜下的内褶层中中 类囊体中含有叶囊体中含有叶绿素素a、类胡胡萝卜素和光合卜素和光合电子子传递链的的有关有关组分，外表面排列有藻胆蛋白体分，外表面排列
77、有藻胆蛋白体(Phycobilisome)颗粒，内含藻胆蛋白粒，内含藻胆蛋白(Phycobiliproteins)。叶。叶绿素素a在光合在光合系系统中中发挥作用作用 藻胆素藻胆素(Phycobilin)为水溶性色素，在光合作用中吸收光水溶性色素，在光合作用中吸收光能，并将其能，并将其转移到光合系移到光合系统中，中，蓝细菌特有。菌特有。 包括藻包括藻蓝素素(Phycocanobilin)和藻和藻红素素(Phycoerythrin)，比例因，比例因环境不同而异。境不同而异。蓝细菌的生活特征蓝细菌的生活特征光能自养型微生物，可以光能自养型微生物，可以产氧型光合作用同化氧型光合作用同化 许多种可固定氮
78、素多种可固定氮素 喜中温，但生存温度范喜中温，但生存温度范围很很宽 恶性繁殖性繁殖时形成形成“水水华”(Water bloom)，海洋里形成，海洋里形成“赤潮赤潮”(Raltide)，产生的藻生的藻类毒素可毒素可积累在累在贝类中，人中，人们食用食用贝类时易易发生中毒生中毒蓝细菌的代表类群蓝细菌的代表类群色球色球蓝细菌群菌群 单细胞，球形至杆形，二分裂或芽生繁殖，胞，球形至杆形，二分裂或芽生繁殖，单生或聚集，有生或聚集，有荚膜或黏液。代表如粘杆菌属（膜或黏液。代表如粘杆菌属（Gloeobacter） 宽球球蓝细菌群菌群 从从营养养细胞复分裂形成球形小胞复分裂形成球形小孢子繁殖，有些子繁殖，有些则
79、通通过二分裂繁二分裂繁殖。代表有殖。代表有宽球球蓝细菌属（菌属（Pleurocapsa） 颤蓝细菌群菌群 二分裂，只二分裂，只产生生营养菌养菌丝，无异形胞。代表有，无异形胞。代表有颤蓝细菌属菌属（Oscillatoria) 念珠念珠蓝细菌群菌群 在一个平面上在一个平面上进行二分裂并行二分裂并产生异形胞，生异形胞，丝状。代表有念珠状。代表有念珠蓝细菌属（菌属（Nostoc）和）和鱼腥腥蓝细菌属菌属 (Anabaena) 真枝真枝蓝细菌群菌群 多平面、多方向分裂，有异形胞，多平面、多方向分裂，有异形胞，丝状。代表有状。代表有飞氏氏蓝细菌属菌属（Fischerella) 第四节第四节 古细菌古细菌
80、Archaea Archaebacteria生命三域生命三域The third domains of life organisms by C.Woese in 1977 found that the sequences of 16S rRNA in methanogenic bacteria are specific and different from other organism groups, including traditional bacteria, actinomycetes, algae, yeast, mould, protozoa etc. cell organisms a
81、fter analyses of 16S rRNA sequences of more than 60 species of bacteriaProposed the third domain of life organism - Archaebacteria - Archaea(renamed) The similarity of 16SrRNA sequences in three domains of life70% of the similarity of 16SrRNA sequences in the same domain ThethreedomainsoflifeBacteri
82、a(细菌域菌域) Archaea(古菌域古菌域) Eucarya(真核生物域真核生物域) General characteristics of archaea - 细菌的形式，真核生物的内涵菌的形式，真核生物的内涵 是一群具有独特基因是一群具有独特基因结构或系构或系统发育生物大分子序列的育生物大分子序列的单细胞生物，生活在极端生境或生命出胞生物，生活在极端生境或生命出现初期的自然初期的自然环境中境中 营自养或异养生活自养或异养生活 具有特殊生理功能，如可在超高温、高酸、高碱、高具有特殊生理功能，如可在超高温、高酸、高碱、高盐和无氧状和无氧状态生存生存 具有独特的具有独特的细胞胞结构，如构，如细
83、胞壁骨架胞壁骨架为蛋白蛋白质或假或假肽聚聚糖，糖，细胞膜含甘油胞膜含甘油醚键，代，代谢不同于不同于细菌，也不同于真核生菌，也不同于真核生物物 在在细胞大小、胞大小、结构、基因构、基因组结构方面于构方面于细菌相似菌相似 在在遗传信息的信息的传递和可能和可能标志系志系统发育的信息物育的信息物质方面方面更更类似于真核生物似于真核生物生命三域系生命三域系统发育育树古古 细细 菌菌属原核微生物，但与真属原核微生物，但与真细菌有差菌有差别： （1）细胞壁胞壁组分独特，有具蛋白分独特，有具蛋白质性性质，有具，有具杂多糖性多糖性质，也有，也有类似于似于肽聚糖，但都无胞壁酸、聚糖，但都无胞壁酸、D-型氨基酸和二
84、氨基庚二酸型氨基酸和二氨基庚二酸 （2）细胞膜中的胞膜中的类脂不可皂化，中性脂不可皂化，中性类脂脂为类异异戊二戊二烯(Isoprenoid)，极性脂，极性脂为植植烷甘油甘油醚(Phytanyl glycerol ethers) （3）细胞内胞内16SrRNA的核苷酸序列独特，不同于的核苷酸序列独特，不同于真真细菌，也不同于真核生物菌，也不同于真核生物 (4) 具有具有类似于真核生物的基因似于真核生物的基因转录和翻和翻译系系统，不被利福平所抑制不被利福平所抑制 古细菌、真细菌和真核生物的差异古细菌、真细菌和真核生物的差异古菌的系古菌的系统发育育树古古 细细 菌菌 的的 类类 群群1产甲甲烷古古细
85、菌群菌群（methanogenic archaea) 是一是一类在形在形态和生理方面有极大差异的能和生理方面有极大差异的能产甲甲烷的的严格格厌氧氧细菌。胞内有菌。胞内有CoM、亚甲基喋呤和甲甲基喋呤和甲烷呋喃等喃等辅酶。以。以简单的二碳化合物和甲基物、二氧化碳的二碳化合物和甲基物、二氧化碳为基基质产甲甲烷和合成和合成细胞物胞物质。 广泛存在于自然界广泛存在于自然界厌氧氧环境中境中 还原硫酸原硫酸盐的古的古细菌群菌群(sulfate-reducingarchaea) 主要是古生球菌目（主要是古生球菌目（Archaeglobales）。球状，）。球状，单个或个或成成对。利用。利用氢、甲酸、乳酸、葡
86、萄糖和酵母粉、甲酸、乳酸、葡萄糖和酵母粉为电子供子供体，硫酸体，硫酸盐、亚硫酸硫酸盐、和硫代硫酸、和硫代硫酸盐为电子受体，但子受体，但不利用元素硫。代表种不利用元素硫。代表种闪古生球菌（古生球菌（Archaeoglobus fulgidus）一些一些产甲甲烷细菌菌古古 细细 菌菌 的的 类类 群群2 2极端嗜极端嗜盐的古的古细菌群菌群(hyperthermophilicarchaea)是指能在很高是指能在很高浓度甚至接近度甚至接近饱和和浓度的溶液中生活的度的溶液中生活的一一类细菌菌 生生长需要的需要的盐浓度度为1.5mol L-1（约9%）NaCl，大多，大多数种在数种在3.54.0mol L
87、-1NaCl时生生长最好最好 严格好氧，化能有机格好氧，化能有机营养，利用氨基酸或碳水化合物养，利用氨基酸或碳水化合物作碳源作碳源 细胞内胞内积累高累高浓度的来度的来进行渗透行渗透调节 细胞内含有胞内含有C50类胡胡萝卜素，使菌体呈卜素，使菌体呈现红色色 分布于分布于盐湖和晒湖和晒盐池，可引起腌制食品腐池，可引起腌制食品腐败和脱色和脱色古古 细细 菌菌 类类 群群 3 3无无细胞壁的古胞壁的古细菌群菌群(Archaeawithoutcellwall)主要指主要指热源体属（源体属（Thermoplasma）的）的细菌。菌。细胞无壁，胞无壁，仅有有3层膜包膜包围510nm厚。厚。细胞膜含有胞膜含有
88、带二甘油四二甘油四醚侧链的的40碳碳类异戊二异戊二烯的的醚酯 兼性兼性厌氧，氧，专性嗜酸嗜性嗜酸嗜热，最适宜在，最适宜在5559oC和和pH12条件下生条件下生长，细胞在中性胞在中性时溶解溶解 化能有机化能有机营养型，生养型，生长和繁殖需要酵母粉和繁殖需要酵母粉 热源体自由生活在自身源体自由生活在自身发热的的废煤渣中煤渣中自养古生球菌（自养古生球菌（Archaeoglobus lithotrophicus）(A)和嗜酸和嗜酸热原体原体（Thermoplasma acidophilum）（）（B）AB古古 细细 菌菌 类类 群群 4 4极端嗜极端嗜热的代的代谢元素硫的古元素硫的古细菌群菌群(ex
89、tremothermophilicsulfurarchaea) 这时依依赖元素硫并能在高温（元素硫并能在高温（80100）、高）、高酸度（酸度（pH13）下生活的特殊）下生活的特殊类群群 在形在形态上有上有较大差异大差异 生活在含硫温泉、火山口、燃生活在含硫温泉、火山口、燃烧后的煤后的煤矿等自等自然然环境境 有化能自养、化能异养和兼性有化能自养、化能异养和兼性3种不同的种不同的营养养类型型第第 五五 节节其他原核微生物其他原核微生物 Other procaryotes其他原核微生物其他原核微生物立克次氏体立克次氏体 (Rickettsia) 枝原体枝原体 (Mycoplasma) 衣原体衣原体
90、 (Chlamydia) 螺旋体螺旋体 (Spirochactes)粘粘细菌菌(Myxobacteria) 鞘鞘细菌菌 (Sheath bacteria) 蛭弧菌蛭弧菌 (Bdellovibrio)立立 克克 次次 氏氏 体体(Rickettsia)立克次氏体首先从斑疹立克次氏体首先从斑疹伤寒患者寒患者发现的病原体的病原体 （0.30.7）m mm x（12）m mm的球的球、杆状体杆状体 细胞胞结构宇构宇细菌菌细胞相似，具典型的胞相似，具典型的细胞壁和胞壁和细胞膜。胞膜。细胞壁与革胞壁与革蓝氏阴性菌相似，由脂多糖和蛋白氏阴性菌相似，由脂多糖和蛋白质组成。由成。由DNA和和RNA 2种核酸，另
91、有蛋白种核酸，另有蛋白质、中性脂肪、磷脂、多、中性脂肪、磷脂、多糖和某些糖和某些酶类 专性性细胞内寄生生物，胞内寄生生物，在细胞内行二分裂法繁殖，在细胞内行二分裂法繁殖，不能独不能独立生活，宿主立生活，宿主为虱、蚤、虱、蚤、螨等等节肢肢动物，并可物，并可传染至人或染至人或其他哺乳其他哺乳类动物。人的斑疹物。人的斑疹伤寒、寒、Q热、恙虫、恙虫热 对理化因素的抵抗力弱，理化因素的抵抗力弱，56oC30分分钟即可即可灭活，活，对化学消化学消毒毒剂和常用抗生素敏感和常用抗生素敏感 已已发现类立克次氏体（立克次氏体（Rickettsia-like organisms, RLO）或称或称类立克次氏体立克次
92、氏体细菌（菌（Rickettsia-like bacteria, RLB），），植物的新病原植物的新病原枝枝 原原 体体(Mycoplasma)1 1 枝原体又称菌原体，是一枝原体又称菌原体，是一类无无细胞壁、能在体外胞壁、能在体外营独立生活的最小独立生活的最小单细胞微生物，胞微生物，最早最早 (1898 年年 ) 从患胸膜肺炎的牛体中分离得到从患胸膜肺炎的牛体中分离得到 。 不具不具细胞壁胞壁仅在在细胞胞质表面又一种包含有表面又一种包含有3层细胞胞质膜。内外膜。内外层为蛋白蛋白质和糖和糖类，中，中层为类制和胆制和胆固醇。固醇。质膜含有甾醇，不同于其他原核微生物膜含有甾醇，不同于其他原核微生物
93、 细胞柔胞柔软，形，形态多多变，即具多形性，大小不同、，即具多形性，大小不同、长短不一，球状、短不一，球状、丝状、分枝状状、分枝状 二分裂繁殖二分裂繁殖为主，也有芽殖，或球状体主，也有芽殖，或球状体长出出丝状状体，体，丝状体又凝集成状体又凝集成链球状，球状，释放出小球状体放出小球状体枝枝 原原 体体 2 2可在人工培养基上生可在人工培养基上生长的最小的最小细胞生物，菌落小，直径胞生物，菌落小，直径仅为0.11.0m mm，并呈典型的油煎蛋状，中央厚，并呈典型的油煎蛋状，中央厚，边缘薄，薄，埋于埋于琼脂。需丰富的脂。需丰富的营养物养物 枝原体生枝原体生长不受青霉素、不受青霉素、环丝氨酸等阻碍氨酸
94、等阻碍细胞壁合成的胞壁合成的抗生素的抑制，但抗生素的抑制，但对土霉素、四土霉素、四环素等素等较敏感敏感 好气或好气或厌气，最适温度气，最适温度为37oC 与与L-型型细菌极其相似，菌落也相象，但枝原体从无合成菌极其相似，菌落也相象，但枝原体从无合成细胞壁的能力，胞壁的能力，L-型型细菌具有恢复菌具有恢复细胞壁的能力胞壁的能力 已已发现寄生于植物的寄生于植物的类枝原体（枝原体（Mycoplasma-like body, MLB），于枝原体的形），于枝原体的形态特征相似，但枝原体寄生于特征相似，但枝原体寄生于动物体内物体内细胞胞间， 而而类枝原体寄生于植物枝原体寄生于植物细胞内胞内枝原体枝原体人型
95、支原体的油煎蛋状菌落人型支原体的油煎蛋状菌落肺炎支原体在固体培养基上的菌落肺炎支原体在固体培养基上的菌落衣衣 原原 体体1 1是一是一类专性在性在细胞内寄生的寄生物，在胞内寄生的寄生物，在细胞内胞内发育繁殖、育繁殖、有独特的生活周期有独特的生活周期 衣原体衣原体细胞胞较立克次氏体稍小，形立克次氏体稍小，形态相似，球形或相似，球形或椭圆形，形，直径在直径在(0.20.3) m mm革革蓝氏阴性。氏阴性。细胞内有蛋白胞内有蛋白质、核酸、脂、核酸、脂类和多糖。核酸和多糖。核酸有有2类 衣原体在衣原体在细胞内呈胞内呈现2种形种形态：原体（：原体（Elementary body）和始体（和始体（Init
96、ial body），分），分别代表代表2个繁殖个繁殖时期期 原体原体为圆形形颗粒，中央有致密的粒，中央有致密的类核核结构，具感染性，吸构，具感染性，吸附于易感附于易感细胞表面，胞表面，经细胞吞胞吞饮进入入细胞，并使胞，并使细胞呈空胞呈空胞，原体胞，原体长大演化大演化为始体始体 始体无始体无类核核结构，染色构，染色质分散呈分散呈纤细的网状的网状结构。无感染构。无感染性但易二分裂繁殖，形成新的原体性但易二分裂繁殖，形成新的原体衣衣 原原 体体 2 2有一定的代有一定的代谢能力但无独立的能力但无独立的产能系能系统。必需从宿主。必需从宿主细胞胞获取能量、取能量、酶类和一些小分子化合物，不能独立和一些小
97、分子化合物，不能独立生活，也生活，也难以人工培养以人工培养 对热敏感，敏感，5660oC下下仅能存活能存活510 min 常用消毒常用消毒剂可迅速可迅速杀灭衣原体。多种抗生素可抑制其衣原体。多种抗生素可抑制其生生长 衣原体不需媒介可直接侵染衣原体不需媒介可直接侵染鸟类、动物和人物和人类。人的。人的砂眼即是砂眼衣原体（砂眼即是砂眼衣原体（Chlamydia trachomatis）侵染）侵染所致所致，甚至引起结膜炎、角膜炎、角膜血管翳等临床甚至引起结膜炎、角膜炎、角膜血管翳等临床症状，成为致盲的重要原因。症状，成为致盲的重要原因。绝大多数衣原体能在绝大多数衣原体能在 68 68 日龄的鸡胚卵黄囊
98、中繁殖。日龄的鸡胚卵黄囊中繁殖。沙眼衣原体是由我国学者汤飞凡等于沙眼衣原体是由我国学者汤飞凡等于 1956 1956 年用这种年用这种方法首先分离培养成功的。方法首先分离培养成功的。 衣原体的生活循衣原体的生活循环史史沙眼衣原体始体沙眼衣原体原体沙眼衣原体原体沙眼衣原体包涵体沙眼衣原体包涵体螺螺 旋旋 体体螺旋体不同于螺菌，是介于螺旋体不同于螺菌，是介于细菌和原生菌和原生动物之物之间的的单细胞原核生物胞原核生物 菌体菌体细长，螺旋状，有屈，螺旋状，有屈挠性，（性，（0.13）m mm x(5250）m mm，螺旋的数目、螺距和形状因种各，螺旋的数目、螺距和形状因种各异异 细胞的主体部分胞的主体
99、部分为有有细胞胞质和核区构成的原生和核区构成的原生质柱，外包有柱，外包有类似似细菌的菌的细胞膜和胞膜和细胞壁，但胞壁，但细胞胞壁不及壁不及细菌菌细胞壁胞壁坚硬。每个硬。每个细胞胞间有有2根以上根以上的的轴丝相相连，其化学成分，其化学成分类似于似于细菌鞭毛，能推菌鞭毛，能推动螺旋体运螺旋体运动 螺旋体异横断分裂，不螺旋体异横断分裂，不产无性或有性无性或有性孢子子螺螺 旋旋 体体 和和 粘粘 细细 菌菌螺旋体螺旋体粘粘细菌菌苍白密螺旋体（白密螺旋体（A)、回、回归热螺旋体螺旋体(B)和和钩端螺旋体端螺旋体(C)ABC粘粘 细细 菌菌革革蓝氏阴性菌。化能异养，依氏阴性菌。化能异养，依赖活或死的微生物
100、活或死的微生物细胞生胞生长 具有特殊的生活史，包括具有特殊的生活史，包括营养养细胞胞阶段和子段和子实体休眠体休眠阶段。段。营养养细胞胞阶段段为小杆状，横断分裂繁殖。小杆状，横断分裂繁殖。营养养细胞胞发育到一定育到一定阶段在适宜条件下异群有段在适宜条件下异群有动的的营养养细胞在一胞在一定位置聚集成定位置聚集成团，形成子，形成子实体体 子子实体有黏液和菌体体有黏液和菌体细胞胞组成，具有一定的形状、大小成，具有一定的形状、大小和和颜色（内含色（内含类胡胡萝卜素）。子卜素）。子实体内的菌体体内的菌体细胞胞变为有折光性的休眠有折光性的休眠细胞粘胞粘孢子（子（Myxospore), 包有包有坚固固荚膜膜的
101、粘的粘孢子称子称为小小孢囊（囊（Microcyst） 严格好氧。分泌抗生素，格好氧。分泌抗生素，杀死寄主死寄主细胞，再分泌胞外胞，再分泌胞外酶，溃溶溶细胞，吸收水解胞，吸收水解产物作物作营养养蛭蛭 弧弧 菌菌是寄生于其他是寄生于其他细菌菌细胞内并能胞内并能导致其裂解的一致其裂解的一类细菌菌 蛭弧菌形蛭弧菌形态各异，弧状、逗点状，螺旋状。大小各异，弧状、逗点状，螺旋状。大小为（0.30.6）X（0.81.2） m mm 。有一根很粗的有鞘鞭毛，。有一根很粗的有鞘鞭毛，活活跃运运动 能粘在寄主能粘在寄主细胞表面，穿透寄主胞表面，穿透寄主细胞壁，并在胞壁，并在细胞壁胞壁和和细胞膜之胞膜之间生生长，从
102、寄主原生，从寄主原生质获取取营养养 蛭弧菌蛭弧菌进入寄主入寄主细胞后，失去鞭毛，菌体伸胞后，失去鞭毛，菌体伸长为螺旋螺旋形，形，进行分裂繁殖。可分行分裂繁殖。可分专性寄生（性寄生（仅寄生于革寄生于革蓝氏阴氏阴性菌）和兼性寄生性菌）和兼性寄生2类 在平板上蛭弧菌可使寄主菌苔出在平板上蛭弧菌可使寄主菌苔出现噬菌斑，但需噬菌斑，但需较长时间 可用于可用于污染染环境的治理和境的治理和动植物植物细菌性病害的防治菌性病害的防治 鞘细菌和蛭弧菌鞘细菌和蛭弧菌鞘鞘细菌菌图蛭弧菌蛭弧菌图鞘鞘 细细 菌菌 指指许多多细菌共菌共处于一个共同的鞘内并做直于一个共同的鞘内并做直线排列排列的的细菌。菌。这类细菌称菌称为发
103、生体（生体（Trichome) 单个个细菌菌为杆状，（杆状，（12）m mm x（38）m mm,具极生具极生或偏极生鞭毛。或偏极生鞭毛。G- 鞘的主要成分鞘的主要成分为葡萄糖、果糖、半乳糖、葡萄糖葡萄糖、果糖、半乳糖、葡萄糖醛酸和酸和铁或或锰的氧化物构成。随菌的氧化物构成。随菌龄增加，增加，铁锰氧氧化物沉化物沉积增加而增加而变硬。鞘上有固着器可固定于固形硬。鞘上有固着器可固定于固形物上物上 化能有机化能有机营养型，分解有机物能力养型，分解有机物能力强。专性好氧性好氧菌。适宜菌。适宜pH68，2830oC 常常见于活性于活性污泥，数量泥，数量过多多时引引发污泥膨泥膨胀 第第 六六 节节原核微生
104、物原核微生物 的分类和鉴定的分类和鉴定 Classification and Identification of Procaryotes 微微 生生 物物 分分 类类 学学微生物分微生物分类学学(Taxonomy) 是一是一门按微生物按微生物类群的群的亲缘关系把它关系把它们安排安排成条理清楚的各种分成条理清楚的各种分类单元或分元或分类群（群（Taxon）的科学的科学 分分类学的任学的任务 分分类（Classification）：是指根据相似性或）：是指根据相似性或亲缘关系，将一个有机体放在一个关系，将一个有机体放在一个单元中元中 命名（命名（Nomenclature）：是按照国）：是按照国际命
105、名法命名法规给予有机体一个科学的名称予有机体一个科学的名称 鉴定（定（Identification）：是指确定一个新分离）：是指确定一个新分离物是否物是否归属于某个已命名的分属于某个已命名的分类单元的元的过程。程。 微生物的分类单位微生物的分类单位界（界（Kingdom） 门（Phylum or Division） 纲（Class） 目（目（Order） 科（科（Family） 属（属（Genus） 种（种（Species） 种是最基本的分种是最基本的分类单位。位。 但分但分类单元之元之间科加入科加入亚门、亚纲、亚目、目、亚科科等次要分等次要分类单位。种以下又可分位。种以下又可分为亚种、种、变
106、种、种、型、菌株等型、菌株等 微生物种与亚种的概念微生物种与亚种的概念种种(Species) 凡是于典型培养菌凡是于典型培养菌紧密相同的其他培养菌同密相同的其他培养菌同统一起来，一起来，区分区分为细菌的一个种（菌的一个种（Species），即是以某个），即是以某个“典型菌典型菌株株”为代表、十分代表、十分类似的菌株的似的菌株的总称。称。1987年，国年，国际细菌分菌分类委委员会会颁布，布，DNA同源同源 70%，而且其，而且其Tm5oC的菌群的菌群为一个种一个种 Bacterial species isdefinedsimplyasapopulationofcellswithsimilarch
107、aracteristics.亚种（种（Subspecies) 在种内，有些菌株在在种内，有些菌株在遗传学上关系密切，而且在表型学上关系密切，而且在表型上上仅存在存在较小的某些差异，在种内分成小的某些差异，在种内分成2个或个或2个以上个以上的分的分类单位，即位，即为亚种种微生物微生物亚种以下的种以下的变型分型分类亚种以下种以下 生物生物变型型表示特殊的生化或生理特征表示特殊的生化或生理特征 血清血清变型型表示抗原表示抗原结构不同构不同 致病致病变型型表示某些寄主的表示某些寄主的专一致病性一致病性 噬菌噬菌变型型表示表示对噬菌体的特异性反噬菌体的特异性反应 形形态变型型表示特殊的形表示特殊的形态特
108、征特征 微微 生生 物物 的的 菌菌 株株菌株菌株(Strain)或称品系或称品系 是指同种微生物不同来源的是指同种微生物不同来源的纯培养物即培养物即单个分离物个分离物的的纯培养后代，常以数字、字母、人命或地名等表示培养后代，常以数字、字母、人命或地名等表示 分离物是指已分离得到但分离物是指已分离得到但为经鉴定的定的纯培养物的后培养物的后代即代即为分离物分离物 strainisagroupofcellsallderivedfromasinglecell.群群(Group) 为工作方便而将近似的种或介于种工作方便而将近似的种或介于种间的菌株按其的菌株按其形形态或或结合生理生化、生合生理生化、生态
109、特征特征归为若干若干类群。如放群。如放线菌中的菌中的链霉菌属内的种霉菌属内的种归为12个个类群群 微生物的命名按国微生物的命名按国际命名法命名，即命名法命名，即Linna所所创立立的的“双名法双名法”每一种微生物都用属与种命名，由每一种微生物都用属与种命名，由2个拉丁个拉丁词或希或希腊腊词或拉丁化了的其他文字或拉丁化了的其他文字组成。属名和种名用斜成。属名和种名用斜体表达体表达 属名在前，用拉丁名属名在前，用拉丁名词表示微生物的构造、形表示微生物的构造、形态、某科学家名字等，描述微生物的主要特征。第一字某科学家名字等，描述微生物的主要特征。第一字母大写母大写 种名在后，第一字母小写。用拉丁形容
110、种名在后，第一字母小写。用拉丁形容词表示，描表示，描述微生物的色素、形状、来源、病名、地名、某科述微生物的色素、形状、来源、病名、地名、某科学家的名字等等学家的名字等等 在种名后，附上命名者的姓和命名年份在种名后，附上命名者的姓和命名年份 微微 生生 物物 的的 命命 名名1微微 生生 物物 的的 命命 名名2 2如命名如命名对象是新种，需在种名后加象是新种，需在种名后加n.sp (即即novo species) 如如仅泛指某一属的微生物，或某属微生物内的某些种，泛指某一属的微生物，或某属微生物内的某些种，则在属名后用在属名后用sp.（单数数时）或）或spp.（复数（复数时） 如需表示如需表示
111、变种，种，则在在变种学名前加种学名前加var., 变种学名命名原种学名命名原则与种名的命名同与种名的命名同 Staphylococcus aureus Rosenbach 1884 属名：葡萄球菌属名：葡萄球菌 种名：金黄色种名：金黄色 命名者姓命名者姓 命名年份命名年份 Bacillus subtilis var. niger 微生物的分类技术水平微生物的分类技术水平微生物分微生物分类中使用的技中使用的技术水平水平 细胞形胞形态水平水平 细胞胞组分水平分水平 蛋白蛋白质水平水平 基因基因组水平水平 微生物的分类方法微生物的分类方法经典分典分类鉴定法定法 形形态特征特征：个体个体 群体群体 生
112、理生化特征：生理生化特征：营养要求（碳源，氮源，生养要求（碳源，氮源，生 长因子）；代因子）；代谢产物（种物（种类，产量，量，显色反色反应等）；等）；酶（产酶种种类，反，反应特性等）特性等） 生生态学特征：生学特征：生长温度，温度，对氧需要，酸碱要求，宿氧需要，酸碱要求，宿主种主种类等等 血清学反血清学反应 噬菌体的敏感性噬菌体的敏感性 其他其他微生物的分类方法微生物的分类方法2 2数数值分分类法又称阿得法又称阿得逊氏法氏法（Adansonian classification) 以两两菌株的形以两两菌株的形态、生理生化特征，、生理生化特征，对环境的境的反反应和忍受性及生和忍受性及生态特征特征为
113、依据依据 由由计算机算机计算两者之算两者之间的的总近似近似值，列出相似，列出相似值矩矩阵，将相似度高的菌株列在一起，然后将矩，将相似度高的菌株列在一起，然后将矩阵图转换成成树状状谱（Dendrogram)(见下一下一张）微生物的数值法分类微生物的数值法分类微生物的分类方法微生物的分类方法3化学分化学分类法法（Chemotaxonomy） 根据微生物根据微生物细胞的特征性化学胞的特征性化学组成分成分对微生物微生物进行行的分的分类方法方法细菌细胞化学组分在分类上的应用细菌细胞化学组分在分类上的应用微生物分类方法微生物分类方法4 4遗传学分学分类方法方法 DNA中中G+C含量百分比分析含量百分比分析
114、 细菌含量菌含量变化范化范围在在25%75%，放，放线菌在菌在37% 51%。2 种之种之间差异超差异超过10%，肯定不是同一个，肯定不是同一个种种 DNA-DNA杂交交 测定定杂合的百分数，如同一种，合的百分数，如同一种，应为100% DNA-rRNA杂交和交和16SrRNA寡核苷酸的序列分寡核苷酸的序列分析析 分析后作出相似性分析后作出相似性图，关系近的集中到一起，关系近的集中到一起，关系关系远的在的在图上占据不同的位置上占据不同的位置细细 菌菌 分分 类类 系系 统统最有代表性和最有影响的最有代表性和最有影响的细菌分菌分类系系统 伯杰氏伯杰氏细菌菌鉴定手册定手册 （Bergeys Man
115、ual of Determinative Bacteriology) 1923年年, 1925年年, 1930年年, 1934年年, 1939年年, 1948年年, 1957年年, 1974年分年分别出版了第一至第八版，出版了第一至第八版，1994年出了第九版年出了第九版 以形以形态、生理生化、生理生化、G + C mol%、生、生态分布等分布等特征特征为主主伯杰氏系伯杰氏系统细菌学手册菌学手册（Bergeys Manual of Systematic Bacteriology) second edition 2001 以生理生化、以生理生化、G + C mol%、系、系统发育地位育地位等等为
116、主主体体现了了现代分子生物学的研究成果代分子生物学的研究成果 尚未出尚未出齐细菌的分类高级单位细菌的分类高级单位原核生物界（原核生物界（Procaryotae) 薄壁菌薄壁菌门(Gracilicutes) 暗暗细菌菌纲 (Scotobacteria) 无氧光无氧光细菌菌纲(Anoxyphotobacteria) 产氧光氧光细菌菌纲(Oxyphotobacteria) 厚壁菌厚壁菌门(Fimicutes) 厚壁菌厚壁菌纲(Fimibacteria) 放放线菌菌纲 (Thallobacteria) 软壁菌壁菌纲(Tenericutes) 柔膜菌柔膜菌纲 (Mollicutes) 疵壁菌疵壁菌门(M
117、endosicutes) 古古细菌菌纲(Archarbacteria)四、细菌的主要类型1，G细菌G细菌代表属：假单胞菌属，黄单胞菌属，固氮菌属，根瘤菌属，埃希氏菌属，蓝细菌（放氧光合），硝化细菌，螺旋体，粘细菌，支原体（无细胞壁）、立克次氏体、衣原体等。假单胞菌属：直或弯曲的杆菌，一根或几根极生鞭毛，一般只需很简单的营养。一些种是人和动植物的病原菌。如铜绿色假单胞感染人的创伤面后可引起全身感染，导致败血症；149种中的90个种是植物的病原菌，引起各种斑点病或条斑病。黄单胞菌属：直杆状细菌，极生鞭毛，专性好氧。特征：在培养基上产生一种非水溶性黄色色素；都是植物病原菌。如：水稻白叶枯病等。固氮菌
118、属细胞卵圆形，周生鞭毛，个体大，一般1.52um，可形成荚膜或粘液层，菌落呈粘液状。可在好氧条件下自生固氮，10mg大气中的氮素/1g葡萄糖。根瘤菌属细胞杆状，0.50.9um1.23um，极生或周生26根鞭毛，细胞内常含有聚羟基丁酸（PHB），使染色不均匀。在含碳丰富的培养基上可产生大量的胞外粘液，使菌落呈粘液状。好氧化能有机营养型，在根瘤内菌体呈棒状、T形或Y形，这些形态称为类菌体，只生长不分裂。类菌体被一层类菌体周膜包围，能有效地与植物进行共生固氮。埃希氏菌属细胞直杆状，有的菌株可产生荚膜和微荚膜、菌毛等，兼性厌氧。存在于温血动物的肠道内，是条件致病菌。硝化细菌凡指能利用还原态的无机氮化
119、物、进行无机营养生长的细菌。化能无机营养细菌，包括亚硝酸菌和硝酸菌。由球状、杆状、螺旋状等多种形状。2，G+细菌代表属：葡萄球菌属，芽孢杆菌属，乳酸杆菌属，棒杆菌属，双歧杆菌属等。葡萄球菌属细胞球形，主要存在于温血动物的皮肤、皮肤腺体和粘膜上，有些种是条件致病菌，可引起化脓；感染如丘疹、肺炎、脑膜炎等，也可产生肠毒素，引起食物中毒。芽孢杆菌属细胞杆状，内生一个芽孢。多粘芽孢杆菌多粘菌素，地衣芽孢杆菌杆菌肽，苏云金芽孢杆菌杀虫剂；炭疽芽孢杆菌炭疽病。乳酸杆菌属微好氧，杆菌，发酵代谢中主要的或唯一的产物是乳酸，高度耐酸，pH5以下可以生长。发酵乳制品、泡菜、酸菜。棒杆菌属兼性厌氧，棒状。北京棒杆菌生产谷氨酸，马铃薯环腐棒杆菌-马铃薯环腐病。双歧杆菌属细胞形态多样，长细胞略弯或有突起，或有不同分支，或分叉，或产生匙状末端；短细胞端尖，或有球形细胞。可发酵产生乙酸。保健、防癌。
