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131010微生物2.ppt

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    • 第二章第二章 原核微生物原核微生物 原核微生物:原核细胞没有核膜和核仁、核质裸露、与细胞质没有明显界限,叫拟核或似核没有细胞器不进行有丝分裂 古菌域:细菌域: 第一节第一节 古菌域古菌域 古菌:既不同于(真)细菌,又不同于真核微生物,但又有细菌和真核微生物的结构特点的一类特殊的原核微生物古细菌一词是美国人C.R.沃斯于 1977年首先提出的由于古细菌所栖息的环境和地球发生的早期有相似之处,如:高温、缺氧,而且由于古细菌在结构和代谢上的特殊性,它们保持了古老的形态所以人们提出将古细菌从原核生物中分出,成为与原核生物(即真细菌eubacteria)、真核生物并列的一类 一.古菌的特点1.古菌的形态 (一)古菌的形态 细胞形态:球形、杆状、螺旋形、耳垂形、盘状、不规则形状等有的很薄、扁平,有的有精确的方角和垂直的边构成直角几何形态有的以单个细胞存在,有的呈丝状体或团聚体其直径大小一般在0.1-15μm,丝状体长度200μm (二)古菌的细胞结构 古菌的细胞结构与细菌不同,如古菌的细胞外膜就与细菌不同,见图2-1 图 1.2-1-6  细菌细胞壁的结构图  图 1.2-1-8  细胞质膜结构模式图  大多数古菌的细胞壁不含二氨基庚二酸(0—氨基酸)和胞壁酸,不受溶菌酶和内酰胺抗生素如青霉素的作用。

      革兰氏阳性古菌的细胞壁含有各种复杂多聚体,假肽聚糖 、聚多糖等 兰氏阴性古菌没有外膜,含蛋白质或糖蛋白亚基的表层,其厚度在20-40nm古菌的细胞膜所含脂质与细菌的很不同,细菌的脂类是甘油脂肪酸酯,而古菌的脂质是非皂化性甘油二醚的磷脂和糖脂的衍生物 古菌的细胞膜有两种:双层膜和单层膜,见图2-2 (三)代谢 古菌在代谢过程中有许多特殊的辅酶 古菌因有5个类群,所以,它们的代谢呈多样性,有异养型、自养型和不完全光合作用3种类型四)呼吸类型多数为严格厌氧,兼性好氧,还有部分专性好氧 (五)繁殖方式与繁殖速度 古菌的繁殖方式有二分裂、芽殖其繁殖速度较慢,进化速度也比细菌慢六)生活习性大多数生活在极端环境,如盐分高、极热、极酸、极冷、绝对厌氧的环境有特殊的代谢途径,有的古菌还含有热稳定性酶和其他特殊酶 二.古菌的分类按古菌生活习性和生理特性,可分为三大类:产甲烷菌(Methanogenus)嗜热嗜酸菌(Thermoacidophiles)极端嗜盐菌(Halophiles) 在1984年出版的《伯杰氏系统细菌手册》(第三卷)中将古菌分为五大群:群一:产甲烷菌群二:古生硫酸盐还原菌群三:极端嗜盐菌群四:无细胞壁古生菌群五:极端嗜热硫代谢菌从2001年起出版的《伯杰系统细菌学手册》第二版中,将原核生物分为古菌域和细菌域。

      古菌域分类为泉古生菌门和广古生菌门 (一)泉古生菌门大多数泉古生菌极端嗜热、嗜酸,代谢硫硫在厌氧呼吸中作为电子受体和无机营养的电子源多生长在含硫地热水或土壤中其下有1纲3目、5科、22属,其代表属特征见表2-1 (二)广古生菌门 广古生菌门下有7纲(甲烷杆菌纲、甲烷球菌纲、盐杆菌纲、热原体纲、热球菌纲、古生球菌纲、甲烷嗜高热菌纲)、9目、15科、48属其代表属特征见表2-2 1、产甲烷菌产甲烷菌发现有150年作用:在自然界或粪便或污水处理厂剩余污泥的厌氧消化、有机固体废物厌氧堆肥或填埋中,与水解菌和产酸菌协同作用,使有机物甲烷化呼吸类型:专性厌氧菌厌氧法工艺 种类:1974年《伯杰氏细菌鉴定手册》(第八卷)分为:1科,3属,9种1979年贝尔奇特将其分为:3目,四科,七属,13种1989年《伯杰氏系统细菌手册》(第三卷)分为:3目,6科,13属,43种到1992年发展成为:3目,7科,19属,70种 《伯杰氏系统细菌学手册》(第二版)将产甲烷菌分为:3纲(甲烷杆菌纲、甲烷球菌纲、甲烷嗜高热菌纲)5目(甲烷杆菌目、甲烷球菌目、甲烷微菌目、甲烷八叠球菌目、甲烷嗜高热菌目)10科、26属,种则更多。

      图 1.2-2-3  产甲烷菌  (1)产甲烷菌的细胞结构细胞结构:细胞封套(细胞壁、表面层、鞘和荚膜)、细胞质膜、原生质和核质产甲烷菌:革兰氏阳性菌,G+                     革兰氏阴性菌,G-细胞壁结构和化学组分有所不同这也是与细菌的区别点 细胞封套有四种:①大多数的G+产甲烷菌的细胞壁结构与G+真细菌相似细胞壁:一层:如巴氏甲烷八叠球菌,200nm 厚三层:单层厚度10-20nm ,内、中、外外层在细胞分裂横膈形成时消失如甲烷杆菌属和甲烷短杆菌属化学成分不同于真细菌:不含胞壁质,而是异多糖  ②G+的炽热高温甲烷菌的细胞壁外有一层六角形的蛋白质亚基覆盖③G-产甲烷菌不具球囊多聚物或外膜,只有一层由蛋白质亚基或糖蛋白的亚基组成的S层覆盖④甲烷螺菌的细胞质膜外只具有一层由蛋白纤维组成的鞘包裹几个细胞其厚度为10nm (2) 产甲烷菌的培养方法要求:专性厌氧菌,需在特殊的厌氧条件下分离和培养方法:液面加石蜡,液体石蜡深层培养,抽真空培养,在封闭的培养管中加入焦性没食子酸和碳酸钾除氧等培养方法最方便的是厌氧手套箱  2、极端嗜盐古菌特点:对NaCl有特殊的适应性和需求性。

      栖息环境:晒盐场、天然盐湖、高盐腌渍食物                            需盐下限:1.5mol/l ,9% NaCl大多数物种为:                     2-4,     12-23%                           极端上限:  5.5,     32% ,几乎达到饱和状态在《伯杰氏细菌鉴定手册》(第九版)中,分为:8属,19种  细胞形状:链状、杆状、球状革兰氏阳性或阴性好氧或兼性厌氧嗜中性或嗜碱性,嗜中温或轻度嗜热,生长温度30-55℃,最适宜生长温度为37℃生长酸度:pH5.5-8.0,最适宜生长酸度7.2-7.4细胞结构:细胞壁:不含胞壁质主要成分是脂蛋白,荚膜含20%的类脂专性好氧菌细胞内有气泡,可调节浮力到水面充氧菌体颜色:红、紫、橘红和黄色 有些菌株在氧分压很低的条件下,在细胞质膜上形成一种特殊紫色素蛋白——菌紫质(视紫红质)菌紫质有4个,功能各异:第1个用于运输质子;第2个可作光感受器,可利用光合成ATP;第3个吸收红光;第4个吸收蓝光利用光能转运氯离子进入细胞,使细胞内KCI质量浓度维持在约232-290g/L。

      菌紫质参与形成能量转换系统——紫膜紫膜为细胞质膜的一部分,可成为生物芯片,用于制作生物计算机的材料还有人研究嗜盐菌的细胞膜结构和功能,试图制成离体物,在体外合成ATP的太阳能电池 3、热原体 热原体目有2科2属,即热原体属和嗜酸菌属其各属特征如表2-5所示热原体属的细胞无细胞壁,含大量二甘油四乙醚、脂多糖、糖蛋白;嗜热嗜酸,呈球状,能运动;59℃时呈不规则丝状嗜酸菌属的细胞也无细胞壁,质膜外有S层,其形态呈不规则球形 4、古生硫酸盐还原菌古生硫酸盐还原菌呈不规则类球形,G-菌,由糖蛋白亚单位组成细胞壁极端嗜热,最适生长温度83 ℃ ,长在海底热流火山口,厌氧菌有产甲烷辅酶F420和甲烷蝶呤其电子供体为H2、乳酸、葡萄糖还原SO42-、S2O32-、硫代硫酸盐为硫化物 5、嗜热嗜酸菌嗜热嗜酸菌包括古生硫酸盐还原菌和极端嗜热古菌古生硫酸盐还原菌包括:酸双面菌属,生金球菌属,硫还原叶菌属,硫化叶菌属极端嗜热古菌包括有:热棒菌属,热变形菌属和热丝菌属特点是专性嗜热,好氧、兼性厌氧或严格厌氧,革兰氏阴性,杆状、丝状或球状,最适生长温度70-105℃之间,嗜酸性和嗜中性,自养或异养生长大多数种是硫代谢菌。

      三、环境保护和环境工程领域研究古菌的意义 喜在极端恶劣环境中生活的微生物叫极端微生物(亦叫嗜极微生物) 由于它们具有特殊的基因结构、特殊的生命过程及产物,对人类解决一些重大的问题如生命起源及演化等有很大的帮助 对极端微生物基因组的研究有助于从分子水平研究极限条件下微生物的适应性,加深对生命本质的认识环境工程用极端微生物处理各种极端条件下的废水,降低废水处理成本 细菌:是一类单细胞、结构简单,细胞壁坚韧,以二等分分裂方式繁殖和水生性较强的原核微生物是在自然界分布最广、数量最多、与人类关系十分密切的一类微生物细菌域共分为23门、31纲、71目、14亚目、201科、781属 第二节  细菌域 一.细菌的个体与形态大小细菌形态有四种:球形、杆形、螺旋状和丝状分别称为:球菌、杆菌、螺旋菌和丝状菌 (一)细菌的形态 1.球菌(Coccus)球形或近球形按其分裂后的细胞排列方式可分为 :(1)单球菌:细胞分裂沿一平面进行,分裂后细胞分散而独立存在 普通细菌的分裂 (2)双球菌:细胞分裂沿一平面进行,新形成的两个球形细胞成对排列图 1.2-1-1 细菌的各种形态 A(2)图 1.2-1-2 细菌的球形结构 (a) 脑膜炎双球菌 Neisser (3)不规则排列:细胞分裂面不规则,新形成的多个细胞聚在一起,型如葡萄。

      图 1.2-1-2 细菌的球形结构 (d) (4)四联球菌:细胞分裂沿两个相互垂直的平面进行,两次分裂后形成的细胞呈“田”字形排列图 1.2-1-1 细菌的各种形态 A(4)图 1.2-1-2 细菌的球形结构 (c) 葡萄球菌葡萄球菌 葡萄球菌属,直径0.5~1.5μm,各个菌体的大小及排列也较整齐细胞繁殖时呈多个平面不规则分裂,有单生、成对或堆积成葡萄串状排列无芽孢及鞭毛,不运动一般不形成荚膜革兰染色阳性  四联球菌四联球菌 (5)八叠球菌:细胞分裂沿三个相互垂直的平面进行,分裂后形成的八个细胞叠在一起呈一立方体图 1.2-1-1  细菌的各种形态  A(5) (6)链球菌:细胞分裂沿一平面进行,但第二次分裂面与第一次分裂面平行,分裂后细胞呈链状排列图 1.2-1-2 细菌的球形结构 (b) 链球菌 2.杆菌(Bacillus)细胞呈杆状或圆柱形在细菌中种类最多,个体差异很大1)单杆菌:长杆菌与短杆菌(球杆菌)图 1.2-1-1  细菌的各种形态  B(1)(2)梭状杆菌:芽孢杆菌:能形成芽孢图 1.2-1-1  细菌的各种形态  B(2) 枯草杆菌 Bacillus su 假单胞杆菌 梭状芽孢杆菌 分裂后的大肠杆菌 (3)双杆菌和链杆菌:图 1.2-1-1  细菌的各种形态  B(3)大肠埃希菌 图 1.2-1-3  杆菌的细胞形态 3.螺旋菌(Spirlla)呈弯曲杆状、数量较少,通常是病原菌,按其弯曲程度分为以下两类:(1)弧菌(Vibrio):菌体略弯曲,螺旋不满一环,呈香蕉状,但可相互连接成螺旋形。

      图 1.2-1-1  细菌的各种形态  C图 1.2-1-4.1  弧菌 弧菌弧菌 弧状菌 ( 2) 螺 旋 菌(Spirillum):菌体回转成螺旋状(2-6环),螺距随菌种而异图  1.2-1-1    细菌的各种形态  C图 1.2-1-4.2  螺旋菌 螺菌螺菌 螺旋菌 (3)螺旋体:介于细菌和原生动物之间的一种原核微生物,没有细胞壁图 1.2-1-1  细菌的各种形态  D图 1.2-1-4.3  螺旋体      4. 丝状体:菌体呈丝状,常分布在水生环境、潮湿土壤和污泥中图 1.2-1-1  细菌的各种形态  E细菌形态是相对的,会随培养基的化学组成、浓度、温度、pH、培养时间而变化、死亡、细胞破裂或畸变有的细菌是多形态的,有周期性的生活史 (二)细菌的大小 细菌的大小以微米计:球菌:直径 0.5-2.0 微米杆菌:(0.5-2.0)×(1-5)微米螺旋菌:(0.25-1.7)×(2-60)微米 近几年发现海洋水系中有超微细菌或称纳米细菌它们的体积不到0.08μm3,可通过0.2μm的滤膜非洲还发现特大的细菌叫纳米比亚硫珍珠状菌,是目前发现的最大细菌,它的直径达100-300μm,有时出现750μm的细胞。

      细菌在生长过程中大小是有变化的:刚分裂的新细菌较小,随发育菌体逐渐增大,老龄菌又变小如:培养4 h的枯草杆菌比培养24 h的长5-7倍 二. 细菌的细胞结构 所有细菌都有如下结构:细胞壁、细胞质膜、细胞质及其内含物、细胞核物质部分细菌有特殊结构:芽孢、鞭毛、荚膜、粘液层、菌胶团、衣鞘及光合作用层片 图 1.2-1-5  细菌细胞结构模式图 (一)细胞壁(Cell wall):      包围在细菌体表最外层的、具有坚韧而带有弹性的薄膜占菌体重量的10-25%决定细胞形状 1.细胞壁的化学组成与结构细菌:革兰氏阳性菌 G+            革兰氏阴性菌 G-革兰氏阳性菌:细胞壁厚(20-80nm),结构较简单,含肽聚糖(D-氨基酸,胞壁酸和二氨基庚二酸),磷壁酸,少量蛋白质和脂肪  革兰氏阴性菌:细胞壁较薄(8-10nm),结构较复杂,分外壁层和内壁层外壁层分三层:最外层是脂多糖,中层是磷脂层,内层是脂蛋白内壁层(2-3nm)含肽聚糖,不含磷壁酸 表 1.2-1-1革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌细胞壁化学组成的比较    细菌 壁厚度/nm 肽聚糖/% 磷壁酸/% 脂多糖/% 蛋白质/% 脂肪/%革兰氏阳性 20-80 40-90 + - 20 1-4革兰氏阴性 10 10 - + 60 11-22 图 1.2-1-6  细菌细胞壁的结构图  图 1.2-1-7  细菌的细胞壁 A、B  2.细菌细胞壁的生理功能(1)保护原生质体(除细胞壁外的细菌体)免受渗透压引起的破裂作用。

      2)保持细菌的细胞形态3)细胞壁多孔,能允许水和某些物质通过4)细胞壁为鞭毛提供附着点,使鞭毛运动二)原生质体(Protoplasm)原生质体:除细胞壁外的细胞体包括:细胞质膜(原生质膜),细胞质及内含物,细胞核物质 没有细胞壁原生质体成为球形 1 .细胞质膜(Protoplasmic membrane) (1)细胞质膜及化学组成    细胞质膜是紧贴在细胞壁的内侧而包围细胞质的一层柔软而富有弹性的薄膜,为半透膜重量占菌体10%,含60-70%的蛋白质,30-40%的脂类和2%的多糖 (2)细胞质膜的结构为“三明治”结构:两侧为着色层(致密),中间为不着色层(区域)由带正、负电荷的磷脂双分子构成亲水基向内、外两侧,疏水基为中间区域蛋白质主要在膜的表面(带多糖),有的蛋白质在膜的中间,有的蛋白质可移动细胞质膜可内陷成层状、管状或囊状的膜内折系统,位于细胞质的表面或深部,常见的有中间体 图 1.2-1-8  细胞质膜结构模式图  细胞质膜的电子显微镜图片 图 1.2-1-5  细菌细胞结构模式图 (3)细胞质膜的生理功能①维护渗透压的梯度和溶质的转移细胞质膜是半渗透膜,具有选择性的渗透作用 。

      ②膜上有合成细胞壁和形成横隔膜组分的酶,故在膜的外表面合成细胞壁 ③膜内陷形成的中间体含有细胞色素,参与呼吸作用中间体与染色体的分离和细胞分裂有关,还为DNA提供附着点 ④在细胞质膜上进行物质代谢和能量代谢⑤细胞质膜上有鞭毛基粒,为鞭毛提供附着点 2.细胞质及内含物细胞质是在细胞质膜以内,除核物质以外的无色透明、粘稠的复杂胶体,又叫原生质由蛋白质、核酸、多糖、脂类、无机盐和水组成幼龄菌:细胞物质稠密、均匀,富含核糖核酸,易被碱性染料或中性染料着色成熟菌:细胞质可形成多种贮藏颗粒老龄菌:核糖核酸含量降低,细胞着色不均匀可通过染色均匀与否来判断细菌的生长阶段 细胞质及其内含物 没有细胞壁原生质体成为球形 细胞质内含物如下:(1)核糖体(Ribosome):分散在细胞质中的合成蛋白质的亚微颗粒核糖体组成:  核糖核酸(RNA)60%  , 蛋白质40% (2)内含颗粒(Inclusome granule):细菌生长到成熟阶段,因营养过剩形成的一些储藏颗粒 ①  多聚磷酸盐颗粒(polyphosphate granule) :组成:由多聚偏磷酸、核糖核酸、蛋白质、脂类及 Mg2+组成功能:储藏磷元素和能量。

      因有异染效应,即用甲苯胺或甲烯蓝染成紫红色或深浅不同的蓝色故亦称其为异染粒 ② 聚β-羟基丁酸(Poly-β- hydroxybutyric acid):PHB:为聚脂类,被一层蛋白质膜所包围功能:缺乏营养时,用作碳源和磷(能)源易被脂溶性染料着色(苏丹黑) 图 1.2-1-9  红色螺菌的电子显微镜图片中的PHB颗粒  ③ 硫粒(Sulfur granule):某些硫细菌用H2S作能源,氧化H2S为硫粒积累在菌体内功能:缺乏营养时,氧化体内的硫粒为SO42-,从中取得能量硫 粒 具 有 折 光 性 , 在 光 学 显 微 镜 下 可 见 ④糖原(glycogen)和淀粉粒(starch granule): 功能:能源和碳源可用碘液染色,肝糖染为红褐色,淀粉粒染为深蓝色 ⑤气泡(Gas vacuole):紫色光合细菌和蓝绿细菌含有气泡长:300-700nm,宽:60-110nm,内由许多气泡囊组成功能:调节浮力在含盐量高的水中,嗜盐细菌借助气泡浮到水表面吸收氧气特大的纳米比亚硫珍珠状菌体内有巨大的气泡,它可占据细胞总体积的98%纳米比亚硫珍珠状菌的气泡可以吸收和贮存硝酸盐,其浓度可达800mmol/L,纳米比亚硫珍珠状菌就可利用硝酸盐作为最终电子受体,硫化氢作为电子供体和能源而生存。

      图 1.2-1-10  细胞中提纯的气泡的电子显微镜图片  ⑥藻青素颗粒(cyanophycin granule):此为蓝细菌所特有是蓝细菌多余氮的贮存体 ⑦羧酶体(carboxysome):亦称羧化体在蓝细菌、硝化细菌和硫杆菌体内含有羧酶体它是1,5—二磷酸核酮糖羧化酶的贮存体,可能是固定CO2的场所⑧磁小体(magnetosome)和磁铁矿颗粒(Fe3O4):直径为40-100nm,由膜包裹许多磁小体在细胞中排列成链状某些细菌如趋磁细菌(magnetotactic bacteria)等利用磁小体在地球磁场中定位 3 . 拟核(Nucleoid)拟核(原始核):没有核膜和核仁或称细菌染色体由脱氧核糖核酸组成的一条环状双链的DNA分子高度折叠缠绕而成,其长度最多可以等于菌体的1000倍 功能:决定遗传性状和传递遗传信息数量:通常2-4个,少数菌有20-25个,生长缓慢的细胞有1-2个   图 1.2-1-11  细菌染色体和质粒电子显微镜图片 质粒:染色体以外的遗传物质但并非遗传所必需) (三)荚膜、粘液层、菌胶团和衣鞘此类为细胞壁外层上的物质1.荚膜(Capsule) 荚膜:某些细菌在一定的营养条件下,细胞表面上分泌的一种粘性物质,将细胞壁完全包围封锁住,与外界有明显的边缘。

      是细菌的分类特征之一 一般荚膜厚200nm以上,厚度小于200nm称微荚膜荚膜是分类特征之一  图 1.2-1-12  细菌的荚膜 图 1.2-1-13  细菌的荚膜   (a)细菌负染后相差显微镜图片  (b)细菌电子显微镜图片 肺炎链球菌荚 膜荚膜 (1)荚膜的化学组成含水率在90-98%,其余为:多糖、多肽(单体为D-谷氨酸)、蛋白质、脂及其复合体(脂多糖,脂蛋白)荚膜染色:负染法,染料染菌体,墨汁染背景,在菌体和背景之间的透明体是荚膜光学显微镜可见 (2)荚膜的功能:①某些具有荚膜的细菌毒力加强,有助于侵染人体②保护致病菌免受宿主吞噬细胞的吞噬,保护细胞免受干燥的影响③缺乏营养时,作碳源和能源④具有生物吸附作用,可将废水中有机物、无机物及胶体吸附在细菌体表面上 产荚膜菌:菌落表面湿润,有光泽,呈粘液状称光滑型菌落(Smooth S-)不产荚膜菌:菌落表面干燥,粗糙称粗糙型菌落(Rough R-) 光滑型菌落 粗糙型菌落 粘液型菌落 2.粘液层(Slime layer)粘液层:有些细菌表面不产荚膜,但仍可分泌粘性的多糖,疏松地附着在细菌的表面,与外界没有明显的边缘在废水处理中有生物吸附作用。

      也可被冲入水中,被其他生物利用 3. 菌胶团(Zoogloea)细菌之间按一定的排列方式相互粘结在一起,被一个公共的荚膜包围形成一定形状的细菌集团图 1.2-1-14 菌胶团的几种形态球形、蘑菇形、椭圆形、分枝状、垂丝状及不规则形等活性污泥中存在上述菌胶团典型的是动胶菌属(Zoogloe itzigsohn):                       枝状动胶菌属(Zoogloe ramigera)动胶菌属 垂 丝 状 动 胶 菌 属 ( Zoogloe filipendula)  菌胶团 4. 衣鞘(Sheath)水生环境中的丝状菌表面的粘液层或荚膜硬质化形成的一个透明坚韧的空壳以上的荚膜、粘液层、菌胶团和衣鞘对染料的亲和力极低,难以着色,常用衬托(负染法)染色 (四)芽孢(Spore)    某些细菌生长到一定阶段或遇到外界不良环境时,在其细胞内形成的一个圆形、椭圆形或圆柱形,对不良环境有抵抗力的休眠体又称内生孢子以区别于放线菌、霉菌形成的外生孢子是细菌的分类鉴定的依据之一各种细菌的芽孢在细胞中的位置、形状、大小是一定的,对分类鉴定有一定意义,但受环境影响。

      图 1.2-1-15  细菌芽孢在光学显微镜下的形态及其在细胞内的位置  芽孢在接近中间:芽孢直径与细胞直径相同杆状;   芽孢在一端:鼓槌状  芽孢在细胞中间且直径大于细胞直径呈梭状 芽孢菌菌丝和芽孢 芽孢的特点:1.芽孢的含水率低,38-40%2.芽孢的壁厚而致密,分三层:外层是芽孢外壳(孢外壁)为 蛋白质,中层是皮层为肽聚糖(含2,6-吡啶二羧酸  DPA),内层是孢子壁(芽孢壁)为肽聚糖包围芽孢细胞质和核质,芽孢萌发后孢子壁成为细胞壁 3.芽孢具有其特有的DPA,含量为芽孢的5-15%,DPA具有耐热性芽孢形成时DPA合成,芽孢萌发成新细胞时DPA又消失 图 1.2-1-16  成熟芽孢的电子显微镜图片  芽孢的结构  图 1.2-1-16.1  4.含有耐热性酶芽孢中的酶相对分子质量比营养细胞的酶小,所以其蛋白质分子键的作用较强而更加稳定、耐热芽孢的作用:耐不良环境(高温、低温、干燥、光线和药物)可保持休眠状态几年或几十年,并能在几分钟内苏醒萌发芽孢的萌发:在60-70℃的温度数分钟,芽孢停止休眠而萌发,芽孢逐渐变大,裂解酶将孢子壁分解,分开并拉向两边,新的营养细胞破除  图 1.2-1-17 芽孢萌发过程中的形态    芽孢的形成:图 1.2-1-18 芽孢的形成过程:分为七个阶段:①核物质凝聚,DPA浓缩;②质膜内陷,构成芽孢的横隔壁;③横隔壁环绕形成前芽孢;④前芽孢周围形成新的壁(原始皮层);⑤皮层加厚,形成芽孢外壳;⑥内、外皮层发育,芽孢成熟;⑦母细胞裂解,芽孢囊溶解,游离出芽孢。

      一个营养细胞只能形成一个芽孢,所以芽孢不是细菌的繁殖器官 (五)鞭毛(Flagella)由细胞质膜上的鞭毛基粒长出穿过细胞壁伸向体外的一条纤细的波浪状的丝状物大小:直径10-20nm ,长度2-50微米化学组成:主要为蛋白质,少量多糖、脂类和核酸作用:使细菌运动依靠细胞质膜上的ATP酶水解ATP为鞭毛运动提供能量,运动机理没有定论:有人认为是鞭毛来回收缩使细菌运动,有人认为是鞭毛旋转使细菌运动  图 1.2-1-19  细菌“运动器官”鞭毛的电子显微镜片 鞭毛的位置和数量:图 1.2-1-20  鞭毛的着生位置和数量 周毛菌周毛菌 单毛菌单毛菌 双毛菌双毛菌 鞭毛的着生位置、数量和排列是细菌的分类依据纤毛(线毛,伞毛,菌毛):生长在细菌体表的一种纤细、中空,短直而又数量较多的蛋白质附属物作用:(1)作为遗传物质传递的通道           (2)周围噬菌体的附着点           (3)细菌附着到哺乳动物或其他物体上的工具 三.细菌的培养特征 常用的培养基:①固体培养基,                            ②半固体培养基,                            ③明胶培养基,                            ④液体培养基。

      作用:由培养特征鉴别细菌,判断细菌的呼吸类型和运动性   (一)细菌在固体培养基上的培养特征菌落(Colony):由一个细菌繁殖起来的、由无数个细菌组成的具有一定形态特征的细菌集团菌落是纯种细胞群,为纯无性繁殖(Clone克隆)菌苔(Lawn):各菌落连成一片叫菌苔培养方法:用稀释平板法或平板划线法将呈单个细胞的细菌接种到固体培养基上,经一定时间的培养,则生长成为菌落,菌落的特征就是细菌在固体培养基上培养特征  固体培养基中的细菌菌落 图 1.2-1-22  细菌菌落 从三个方面观察:菌落表面特征:光滑或粗糙、干燥或湿润 菌落的边缘特征;菌落的纵剖面特征  图 1.2-1-21  几种细菌菌落特征  图 1.2-1-22  细菌菌落 图 1.2-1-23  细菌菌落中的细胞形态  图 1.2-1-24  在斜面培养基上的菌落特征  (二)在明胶培养基中的培养特征用穿刺接种法将某种细菌接种在明胶培养基中培养,产生明胶水解酶使明胶水解,不同的细菌将明胶水解成不同形态的溶菌区 图 1.2-1-24  在明胶培养基中的生长特征 (三)细菌在半固体培养基中的培养特征用穿刺接种将细菌接种在含0.3-0.5%琼脂半固体培养基中培养。

      图 1.2-1-27  细菌在半固体培养基中的生长特征 细菌呼吸类型判断:在培养基表面及穿刺线上部生长者为好氧菌沿穿刺线自下而上生长者为兼性厌氧菌或兼性好氧菌只在穿刺线下部生长者为厌氧菌判断细菌运动:只沿穿刺线生长者为没有鞭毛、不运动的细菌不但沿穿刺线生长,而且穿透培养基生长者为有鞭毛、运动的细菌四)细菌在液体培养基中的培养特征特点:细菌整个个体与培养基接触,可以自由扩散生长,其生长状态随细菌属、种的特征而异 图 1.2-1-28  细菌在肉汤培养基中的生长特征  四.细菌的物理化学性质 (一)细菌表面电荷和等电点细菌50% ←蛋白质← 20种氨基酸(两性电解质)                      负电荷(在碱性溶液中);                      正电荷(在酸性溶液中)氨基酸的等电点:在某一pH溶液中,氨基酸所带的正电荷和负电荷相等时的pH                      R                                                       R                                                                                                                        │                                                      │                                                                 NH3+-C -COOH-+ NaOH → NH2 ─C ─COO- + Na+ +H2O                                                                                                             │                                                      │                   H                                                       H 碱性溶液中,细菌游离的氨基电离受抑制,游离羧基电离,细菌带负电荷。

                   R                                                   R                                                                                                                      │                                                  │                                                                  NH3+─C ─COOH-+ HCl → NH3+ ─C ─COOH +Cl-                                                                                                           │                                                  │                                                                               H                                                    H 酸性溶液中,细菌游离的羧基电离受抑制,游离氨基电离,细菌带正电荷。

      细菌也具有两性电解质的性质,也有各自的等电点已知细菌的等电点:    pH 2-5革兰氏阳性菌等电点:  pH  2-3                                                                                           革兰氏阴性菌等电点:  pH  4-5革兰氏染色不稳定性菌等电点:  pH  3-4培养液pH大于细菌等电点,细菌带负电荷                                                                                           培养液pH小于细菌等电点,细菌带正电荷  一般在细菌培养、染色、血清试验中,细菌处于偏碱性(7-7.5),中性(7)和偏酸性(6-7)都高于细菌等电点,所以细菌表面总是带负电荷细菌细胞壁的磷壁酸也带大量酸性较强的磷酸基,也使细菌表面带负电荷  (二)细菌的染色原理和染色方法                                                                                           1.细菌的染色原理目的:细菌菌体透明无色,在显微镜下,由于菌体与背景反差小,不易看清其结构和形态,用染色法染菌体,可增加菌体与背景的反差,从而在显微镜下可观察菌体。

       常用染料:碱性染料(带正电染料):结晶紫,碱性品红(复红),蕃红,美蓝(亚甲蓝),甲基紫,中性红,孔雀绿等 原理:染料的碱基(阳离子)是发色基团,可与细胞中的酸性组分(带负电,核酸,酸性多糖)结合,因菌体常带负电荷,碱性染料就可与一些蛋白质和细胞表面结合 酸性染料(带负电染料):酸性品红,刚果红,曙红等原理:染料的酸根(阴离子)是发色基团,与细胞中某些带正电的组成部分(某些蛋白质)结合其他染料:脂溶性染料(苏丹黑)可与细胞中的脂类结合,用以观察细胞中脂类的存在位置 2.染色方法简单染色法:用一种染料染菌体,增加菌体与背景的反差复合染色法:用两种染料染色,以区别不同细菌的革蓝氏反应,或将菌体和某一结构染成不同的颜色,以便观察 正染色:利用染料与细胞组分结合而进行的染色过程负染色:细胞不染色而使背景染色,以便看清细胞的轮廓所使用的染料不能与细胞组分结合,为不透明染料,如印度墨水,碳素墨水等 严格区分:                                                     单染色                                       正染色                                                      复染色(革蓝氏染色法,芽孢染色法)                             死菌                                       负染色:荚膜染色法 微生物染色法                            活菌用美蓝或氯化三苯基四氮唑(TTC)染色  3.革蓝氏染色法(Gram stain procedure)丹麦细菌学家 Hans Christain Cram 于1884年创立了革蓝氏染色法。

      作用:将一类细胞染上色,革兰氏阳性菌,G+;另一类细胞染不上色,革兰氏阴性菌,G-方法:采用细菌的复合染色法:初染、媒染、脱染和复染步骤:(1)在无菌的条件下,用接种环挑取少量细菌均匀涂在载玻片上2)初染:用草酸氨结晶紫染色1 min ,洗掉浮色,将整个细胞染成紫色 (3)媒染:用碘-碘化钾溶液浸1min ,形成结晶紫-碘复合物,仍为紫色倒掉多余溶液  (4)脱色:用乙醇或丙酮酸浸涂片30s ,革兰氏阳性菌不被脱色为紫色,革兰氏阴性菌脱色为无色  (5)复染:用红色染料染色1 min ,革兰氏阳性菌仍为紫色,革兰氏阴性菌为红色 革兰阳性革兰阳性 革兰阴性革兰阴性 图 1.2-1-29  革蓝氏染色法4步中的颜色变化  革蓝氏染色法机理:       (1)与细菌等电点有关:革兰氏阳性菌等电点:  PH  2-3 ,负电荷多,与碱性结晶紫结合紧密                                                                                          革兰氏阴性菌等电点:  PH  4-5(2)与细菌的细胞壁有关:革兰氏阳性菌:细胞壁中脂类含量低,1-4%,肽聚糖含量高,40-90%;革兰氏阴性菌:细胞壁中脂类含量高,11-22%,肽聚糖含量低,10%; 用乙醇脱色,革兰氏阴性菌细胞壁中脂类被乙醇溶解,细胞孔径增大,易进入细胞内将结晶紫-碘复合物提取而使细菌无色。

      乙醇使肽聚糖脱水缩小细胞壁孔径,制止乙醇进入细胞内证据:①将G+菌细胞壁溶解去除后,剩下的原生质体仍可被结晶紫-碘染色,但可用乙醇脱色 ②老龄G+菌,细胞壁孔径增大,也脱色  (三)细菌悬液的稳定性细菌在培养基中存在的状态:稳定状态:S型(光滑型),不发生凝聚不稳定状态:R型(粗糙型),易发生凝聚而沉淀原因:细菌表面的解离层,强电解质的R型(粗糙型)菌落不稳定易发生凝聚,细菌表面亲水基和疏水基的比例与平衡,疏水基多的R型(粗糙型)菌落不稳定易发生凝聚 在废水处理中的作用:在废水处理的二次沉淀池中,沉淀效果与细菌悬液的稳定性有关R型菌占优势,易沉淀 (四)细菌悬液的浑浊度细菌菌体呈半透明状,所以光线照射悬液时,呈浑浊现象,部分光线通过,部分光线折射作用:可用目力比浊、光电比色计、比浊计,浑浊度仪测悬液的浑浊度,估计细菌的数目 (五)细菌的多相胶体性质 细菌细胞质中含有多种蛋白质,它们的成分和功能各不相同,所以细胞质是多相胶体,在一个细菌体内可同时进行多种多相的生化反应六)细菌的比表面积细菌群体的总比表面积则巨大,这有利于细菌吸附和吸收营养物,有利于排泄代谢产物,使细菌生长繁殖快。

      七)细菌的相对密度和质量 细菌的相对密度在1.07—1.19之间,单个细菌的质量约为1×10-9—1×10-10mg 五、细菌的物理化学性质与污水生物处理的关系 污(废)水生物处理的工作主体是活性污泥中的细菌细菌的物理化学性质直接关系到污(废)水的处理效果如细胞质的多相胶体性质决定细菌在曝气池中吸收污(废)水中的有机污染物的种类、数量和速度;细菌表面解离层的S型或R型决定其悬液的稳定性,即决定其在沉淀池中的沉淀效果;比表面积的大小决定其吸附、吸收污染物的能力及与其他微生物的竞争能力; 细菌的带电性与它吸附、吸收污(废)水有机污染物的能力,与填料载体的结合力有关,还与絮凝、沉淀性能有关;密度和质量与其沉淀效果有关细菌的物理化学特性是由其遗传性决定的,当处理效果差时,人们通常采用絮凝剂和沉淀剂,适当调整pH,改善活性污泥的沉淀性能,增强处理效果 第三节    蓝细菌蓝细菌(cyanobacteria)是古老的生物,使地球由无氧环境转为有氧环境正是由于蓝细菌出现并产氧所致蓝细菌(蓝藻或蓝绿藻,Blue grean algae):细胞结构简单,只具原始核,没有核膜和核仁,只有染色质,只有叶绿素,没有叶绿体,革兰氏阴性菌。

      一、蓝细菌的形态大小蓝细菌的颜色:蓝、绿、红等且随光照条件而改变蓝细菌的形态和大小: 球状或杆状单细胞,丝状聚合体(细胞链)两种形态 细胞直径一般细菌大小(0.5-1μm)-60μm,长度不等极大多数个体直径或宽度为3-10μm当许多个体聚集在一起时,可形成肉眼可见的群体群体种类在细胞壁外分泌果胶类物质构成胶质鞘膜,彼此融合形成大的胶团(球形或块状) 图 1.2-4-1  蓝细菌的形态  蓝细菌图片 二、蓝细菌的细胞结构及其功能蓝细菌的细胞属原核细胞,有革兰氏阴性菌的细胞壁、质膜,在细胞内有拟核或核质,核糖体、羧酶体、类囊体、藻胆蛋白体、藻蓝素(或藻红素)、糖原颗粒、脂质颗粒及气泡 在呈丝状体的蓝细菌中,有些丝状体无分枝,能产生专化的静息细胞(休眠体,resdng cell)或异形胞(heterocyst),静息细胞比营养细胞大,它萌发释放运动的细胞群,异形胞有折射性的末端颗粒和厚的外壁(有别于营养细胞),它是固氮的部位另一些蓝细菌的丝状体有分枝蓝细菌因有气泡,调节浮力,可以垂直上下游动 蓝细菌的细胞结构:与革兰氏阴性菌类似,细胞壁的外层为脂多糖,内层为肽聚糖层许多种类在细胞壁外有多糖类的荚膜物质。

      进行光合作用的是“类囊体”,其数量很多,以平行或卷曲的形式分布在细胞质膜附近 图 1.2-4-2  蓝细菌的光合膜  三、蓝细菌的繁殖 单细胞类型蓝细菌的繁殖是通过二分裂、出芽、断裂、多重分裂或从无柄的个体释放一系列顶生细胞(外生细胞)进行繁殖由丝状体构成的类型通过反复的中间细胞分裂而生长,或通过丝状体无规则地断裂,或通过末端释放能运动的细胞断链(运动的细胞群,hormogon)进行繁殖 四、蓝细菌的生境 蓝细菌对极端环境有极强的耐受力,因此,分布很广,在淡水、海水、潮湿土壤、树皮、干燥的沙漠、岩石缝隙里均能生长耐高温的嗜热菌种可在75℃、中性至碱性热泉水中生长 五、蓝细菌的代谢蓝细菌是光合细菌中细胞最大的一类,与其他光合细菌(包括紫色硫细菌和绿色硫细菌)不同,它有叶绿素a(680-685nm ),脂环族类胡萝卜素(450-550nm)、藻胆素(550-650nm)及藻胆蛋白体(560-630nm) 蓝细菌的光合作用是依靠叶绿素a、藻胆素和藻蓝素吸收光,将能量传递给光合系统,通过卡尔文循环固定二氧化碳,同时吸收水和无机盐合成有机物供自身营养,并放出氧气 部分蓝细菌可以通过氧化葡萄糖和其他糖类,在黑暗条件下以化能异养方式缓慢生长。

      颤蓝细菌属在厌氧条件下,氧化H2S进行不产氧的光合作用螺旋蓝细菌属适合在碱性湖泊中生长,它除光合作用释放大量O2外,还可释放H2 六、蓝细菌的分类蓝细菌在植物学和藻类学中被分类为蓝藻门按其形态和细胞结构的特征分类为两纲:色球藻纲和藻殖段纲现在《伯杰氏系统细菌学手册》第二版中列在BX门,将蓝细菌门分类为1纲5亚组4亚群1科56属蓝细菌5个亚组的特征见表2-7,各属详见表2-8 蓝细菌的分类:色球藻纲和藻殖段纲色球藻纲:单细胞个体或群体,细胞以二分裂繁殖,群体在细胞壁外分泌果胶类物质构成胶质鞘膜,彼此融合成大的胶团(球形或块状) 本纲所属有:图 1.2-4-3  色球藻纲各属 色球藻属 :多为2~6个或更多个细胞联合成圆球形或扁形的群体,少数为单细胞,有无色的公共胶被  藻殖段纲:藻体为丝状体,形成异形孢和殖段体(连锁体)图 1.2-4-4  藻殖段纲各属束丝藻属  藻体为丝状体,不分支,直或略弯曲,单生或聚集成束,大量繁殖导致水华发生   鱼腥藻细胞球形或桶形,藻丝单一,或群集成群体,自由漂浮,或黏附许多链状丝包在一个共同的胶被内,形成不定形的胶块,在水中大量繁殖能形成“水华”。

      颤藻属 :长于水中并不断颤动而得名藻体单一不分支,直走或弯曲,或许多藻丝互相交织而形成片状、束状或皮革状的蓝绿色团块繁殖旺盛时往往产生难闻的气味,导致水体污染,不适于饮用  七、蓝细菌与人类及环境的关系螺旋藻(即螺旋蓝细菌)可以作为食品 1940年法国的克里门特博士发现,在非洲乍得湖畔的佳尼姆族人从湖面上捞取一种深绿色的微小植物食用,后经当时著名的藻类专家坦格尔鉴定为螺旋藻(即螺旋蓝细菌)20世纪60年代有人发现墨西哥人自河流中捞取大量的螺旋蓝细菌做成饼食用经研究螺旋蓝细菌属体内含有对人体营养价值很高的营养成分目前国内外生产营养品用的有钝顶螺旋蓝细菌属和极大螺旋蓝细菌属两种,大多采用钝顶螺旋蓝细菌属为了降低成本,目前人们正在研究用乳制品废水培养螺旋蓝细菌属 蓝细菌与环境:在污水水体自净中起积极作用,可以有效脱除水中的氮和磷但在氮、磷丰富的水体中生长旺盛,是水体富营养化的指示生物某些属种(微囊蓝细菌属、鱼腥蓝细菌属和水华束丝蓝细菌属 )在富营养化的海湾和湖泊中引起海湾的“赤潮”和湖泊的“水华”严重时可导致水生动物大量死亡 放线菌:在固体培养基上呈辐射状生长而得名的一类介于细菌和真菌之间的单细胞微生物。

      无核膜,菌丝直径小,对溶菌酶敏感,对抗细菌药物过敏形状由类似真菌)多数为腐生菌:分解已死的生物或其他有机体维持自身正常生活的一种生活方式共生菌:弗兰克氏菌属的某些菌株为绝对共生菌,与多种非豆科植物形成根瘤固氮少数为寄生菌:一种生物寄居在另一种生物体内或体表,从而摄取营养以维持生命的一种生活方式第四节  放线菌 腐生菌:在土壤中数量仅次于细菌,对改良土壤,堆肥发酵,有机固体废弃物填埋处理,废水生化处理有良好作用也可在空气、淡水、海水中生长     可制造抗生素达4000余种某些菌种可用于石油脱蜡、烃类发酵,脱硫、脱磷有些对氰化物分解能力强寄生菌:在人和动、植物体内生长可引起人、畜的皮肤病、脑膜炎、肺炎等植物病害马铃薯和甜菜的疮痂病 放线菌在污水处理中处于两重性地位:在污水处理中,它可以起凝聚作用,并且可以用于石油废水的处理,还有脱磷,脱硫的功能但如果放线菌过量生长,则使得处理后的污水沉淀性能下降,影响最后的沉淀效果 一、放线菌的形态、大小和结构 菌体由纤细的长短不一的菌丝组成,菌丝分支,无隔膜,也不分裂,为单细胞细胞壁含胞壁质,为G+菌 菌丝体分为三类:(按形态、功能划分)(1)营养(基内)菌丝:匍匐生长在培养基内摄取营养,一般无隔膜(诺卡氏菌除外),直径0.2-0.8μm (不超过1.4μm),长度50-600μm。

      颜色:无色,产色素(黄、橙、红、蓝、紫、绿、褐、黑)2)气生菌丝:营养菌丝生长到一定时期,长出培养基外,伸向空间的菌丝比营养菌丝粗,直径1-1.4 μm ,长度差别更悬殊形状有直、弯曲、分支状有的有色素(深) (3)孢子丝:放线菌生长发育到一定阶段,在气生菌丝上部分化出可形成分生孢子的孢子丝形状及在气生菌丝上的排列方式随菌种不同而异,是种的分类特征孢子丝发育到一定阶段,其顶端形成分生孢子,它可产生各种色素,分白、灰、黄、橙、红、蓝、绿等色分生孢子的颜色是分类的依据之一 图 1.2-3-2  放线菌幼龄菌丝体的显微镜图片  A.直形,B.波浪形,C.螺旋形,D.交替着生,E.丛生或轮生 图 1.2-3-4  放线菌孢子丝的类型  图 1.2-3-5 放线菌孢子丝的光学显微镜图片 诺卡氏菌属:营养菌丝有横隔膜,并断裂成杆状或类球状,每个杆状内至少有一个核,可复制并形成多核的菌丝体图 1.2-3-6  诺卡氏菌  诺卡氏菌有两类:有气生菌丝,无气生菌丝主要分布在土壤中,有100多种,能产生30多种抗生素诺卡氏菌有嗜石油诺卡氏菌,分解石蜡和纤维素的诺卡氏菌  红球菌属广泛分布在土壤和水生境中,它们能降解石油烃、清洁剂、苯、多氯联苯和多种杀虫剂,可用于燃料除硫。

      游动放线菌属、指孢囊菌属和小单孢菌属等没有气生菌丝或有不发达气生菌丝在营养菌丝上长出孢囊柄,伸出基质外,其顶端为孢子囊,孢子囊内有许多孢囊孢子成熟的孢子囊破裂开,释放出有鞭毛的、可游动的孢囊孢子,见图2-26 游动放线菌属和小单孢菌属生活在土壤、森林、垃圾堆、小溪和河流、海洋中,它们能分解动物、植物残体,小单孢菌属还能降解几丁质和纤维素,产生抗生素如庆大霉素 二.放线菌的菌落形态放线菌的菌落由一个分生孢子或一段营养菌丝生长繁殖产生的许多菌丝相互缠绕的菌丝体组成菌落特征介于细菌和霉菌之间,菌落质地硬而且致密,菌落表面呈紧密的绒状或坚实、干燥、多皱诺卡氏菌不形成大量菌丝,粘着力不强,质地松散用液体培养基静止培养,在瓶壁液面处形成斑状或膜状菌落,或沉降于瓶底而不会使培养基浑浊液体振荡培养常形成由短的菌丝体所构成的球形颗粒  三.放线菌的繁殖放线菌的生活史:包括孢子的萌发,菌丝的生长、发育及繁殖等过程 以链霉菌为例:  孢子:孢子丝长到一定阶段形成的球形、椭圆形、杆形、柱形、瓜子形 孢子表面结构差异是菌种鉴定的重要特征:光滑、带小刺、毛发状等孢子的色素:白、灰、黄、橙黄、红、蓝、绿,是鉴定依据之一。

      放线菌的繁殖是通过无性孢子繁殖:①分生孢子②孢子囊孢子③无气生的诺卡氏菌菌由菌丝断片繁殖 (1)分生孢子繁殖(2)孢子囊孢子繁殖:有的放线菌由菌丝(气生菌丝,基内菌丝)盘卷形成孢子囊,中间产生横膈,形成孢子孢子囊成熟后,释放出孢子(3)菌丝断片常在液体培养,工业发酵生产抗生素时使用此方法  图 1.2-3-10  横膈分裂形成孢子的过程  图 1.2-3-11粉红链胞霉孢子囊的形成过程 四、放线菌的分类 按《伯杰氏细菌鉴定手册》第八版)分类,将放线菌分为8科、31属第二版《伯杰氏系统细菌学手册》将放线菌列入BXⅣ放线菌门,其下有1纲5亚纲6目14亚目40科130属放线菌部分属的特征见表2-10 第五节   其他原核微生物 立克次氏体,支原体和衣原体是一些形态上与其他微生物种类群接近,生理上较特殊的,与人类关系密切的原核微生物 立克次氏体:隶属于α-变形杆菌门(BXⅡ门)的立克次氏体目立克次氏体科的立克次氏体属(Rickettsia),见图2-30美国病理学家 Howard Taylor Ricketts 首先描述,他最后感染斑疹伤寒去世,1916年将这类病原体命名为立克次氏体一、  立克次氏体 立克次氏体是介于病毒和细菌之间,又接近细菌的原核微生物。

      具有如下特点:①个体大小介于细菌和病毒之间:球形 直径0.2-0.5μm,杆形 0.3-0.5×0.2-2μm但随宿主和发育阶段不同,常出现球状、双球状、短杆状、长杆状,甚至丝状②细胞结构:类似细菌,含细胞壁和细胞膜细胞壁含胞壁酸和二氨基庚二酸,含双链RNA和DNA,革蓝氏阴性,此外细胞中还含有蛋白质、磷脂、多糖、酶类 ③专性活细胞内寄生寄生媒介:节肢动物(虱子、蚤类),通过节肢动物叮咬和排泄物传播给人和其他动物 ④繁殖方式:裂殖(二分裂)⑤对热、光、干燥、脱水抵抗性差,但耐低温,对磺胺及抗生素敏感有的不致病,有的致严重疾病:流行性斑疹伤寒,羌虫热,Q热据报道,立克次氏体也存在于活性污泥中  二、支原体支原体隶属于厚壁菌门(BXⅢ门)柔膜菌纲支原体目支原体科的支原体属(Mycoplasma),是自由生活的最小的原核微生物1898年发现,1976年才确定其分类地位 图 1.2-6-3  支原体的扫描电镜图片 支原体 特点:①已知的可自由生活的最小的原核微生物:细胞呈球形, 直径0.1-0.3μm ,,可通过细菌滤器,或梨状、分枝状、丝状:长短不一,从几μm-150μm②细胞结构:不具细胞壁(突出特点),只有细胞膜,细胞柔软具变形性,可通过比自身小的细菌滤器。

      细胞膜7-10nm,由三层组成,内、外层为蛋白质,中层为类脂和胆固醇具有拟核,基因组比其他原核微生物小,含RNA和DNA ③繁殖方式:裂殖(二分裂)菌落特点为“油煎鸡蛋”状,中间密集较厚,颜色较深;周围薄而透明,颜色较浅也可用液体培养基培养,液体不浑浊,为好氧或厌氧型  图 1.2-6-4  支原体在固体培养基上的“油煎鸡蛋”菌落 ④对一些抗生素敏感(抗蛋白质合成),对某些抗生素不敏感(抑制细胞壁合成)⑤生长环境:土壤、污水、温泉、垃圾、昆虫、脊椎动物、人体,大多数腐生少数致病:传染性牛胸膜肺炎,绵羊、山羊缺乳症等一般不一使人致病除肺炎支原体引起人类原发性非典型性肺炎外) 三、衣原体衣原体隶属于衣原体门(BXVI门)衣原体目衣原体科的衣原体属(Chlamy·dia),介于立克次氏体与病毒之间,能通过细菌滤器,专性活细胞寄生的原核微生物  图1.2-6-2  衣原体在宿主细胞质中的细胞  特点:①个体较小,呈球形,直径 0.2-1.5μm②细胞化学组成与结构和革蓝氏阴性菌相似,具有细胞壁(含胞壁酸和二氨基庚二酸),含RNA和DNA,革蓝氏阴性③繁殖方式:细胞以裂殖方式繁殖 ④专性活细胞寄生,多在哺乳动物(老鼠、猪、牛、羊)、鸟类,有一定的代谢活动,能进行有限的大分子合成,但缺乏产生能量的系统,必须依靠宿主获取ATP,(与立克次氏体最显著的区别),不需媒介可直接传染至人体,导致沙眼,鹦鹉热,淋巴肉芽肿及粒性结膜炎等疾病。

      ⑤不耐热,在60℃,10min 即灭活,但不怕低温对磺胺及抗生素敏感  四、螺旋体 螺旋体隶属于螺旋体门(BXVII门)螺旋体纲螺旋体目,有3科13属,是形态和运动机理独特的细菌 ①形态及大小:菌体宽度 0.1-0.5μm,有的达30μm;②菌体长度 3-20μm,有的达500μm运动方式:不具鞭毛,在细胞两端各有一根富有弹性的轴丝,两根轴丝均向细胞中部延伸并相互重叠,螺旋体依靠轴丝的收缩而运动  ③繁殖方式:纵裂④生活方式:腐生(多在河流、池塘、湖泊、海洋、淤泥中生存)病原体: 寄生(人、动物),引起疾病分为5属:螺旋体属(S),脊螺旋体属(Critispira)(以上不致病)密 螺 旋 体 属 ( Treponema) , 疏 螺 旋 体 属(Brrelia),钩端螺旋体属 (Leptospira)⑤致病疾病:梅毒,回归热,钩端螺旋体病 图 1.2-5-1 螺旋体的细胞形态  。

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