微生物多样性课件.ppt
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- 微生物 多样性 课件
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1、微生物的多样性微生物的多样性一、放线菌一、放线菌(一)概念(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。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,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。只不过其细胞形态为分枝状菌丝。第一节真细菌的多样性第一节真细菌的多样性(二)形态与结构(二)形态与结构t单细胞,大多由分枝发达的菌丝组成;单细胞,大多由分枝发达的菌丝
2、组成;t菌丝直径与杆菌类似,约菌丝直径与杆菌类似,约1m mm;t细胞壁组成与细菌类似,革兰氏染色阳性(少数阴性);细胞壁组成与细菌类似,革兰氏染色阳性(少数阴性);t细胞的结构与细菌基本相同,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。按形态和功能可分为营养、气生和孢子丝三种。(二)形态与结构(二)形态与结构1、营养菌丝、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,匍匐生长于培养基内,吸收营养,也称基内菌丝。一般无隔膜,直径直径0.2-0.8 m mm,长度差别很大,有的可产生色素。,长度差别很大,有的可产生色素。2、气生菌丝、气生菌丝营养菌丝发育
3、到一定阶段,伸向空间形成气生菌丝,叠生于营养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(,直径较粗(1-1.4 m mm),有的产色素。),有的产色素。3、孢子丝、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。被作为对放线菌进行分类的依据。二、放线菌
4、二、放线菌营养菌丝匍匐生长于营养菌丝匍匐生长于培养基内,吸收营养培养基内,吸收营养营养菌丝发育到一定阶段,营养菌丝发育到一定阶段,伸向空间形成气生菌丝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,即孢子丝的菌丝,即孢子丝(二)形态与结构(二)形态与结构孢子在适宜孢子在适宜的条件下萌的条件下萌发,长出发,长出1-3个芽管个芽管(三)生长与繁殖(三)生长与繁殖营养菌丝营养菌丝气生菌丝气生菌丝繁殖菌丝繁殖菌丝(孢子丝)(孢子丝)孢子丝释放孢子孢子丝释放孢子(三)生长与繁殖(三)生长与繁殖繁殖方式繁殖方式无性孢子无性孢子菌丝断裂菌丝
5、断裂凝聚孢子凝聚孢子横隔孢子横隔孢子孢囊孢子孢囊孢子分生孢子分生孢子厚壁孢子厚壁孢子存在多种存在多种孢子形成方式孢子形成方式常见于液体培养中,工业发酵生产常见于液体培养中,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细菌的芽孢是休眠体,而放线菌的孢子是繁殖体(四)菌落形态(四)菌落形态菌落形态菌落形态能产生大量分枝和气生菌丝的菌种(能产生大量分枝和气生菌丝的菌种(如链霉菌如链霉菌)不能产生大量菌丝体的菌种(不能产生大量菌丝体的菌种(如诺卡氏菌如诺卡氏菌)菌落质地致密,与培养基结合紧密,小而不菌落质地致密,与培养基结合紧密,小
6、而不蔓延,不易挑起或挑起后不易破碎。蔓延,不易挑起或挑起后不易破碎。粘着力差,粉质,针挑起易粉碎粘着力差,粉质,针挑起易粉碎(五)分布特点及与人类的关系(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,其代谢产物使土壤具有特殊的泥腥味。中最多,其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(其中能产生大量的、种类繁多的抗生素(其中90%由由链霉菌链霉菌产生)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、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
7、、污水处理等方面石油脱蜡、烃类发酵、污水处理等方面也有应用也有应用少数寄生型放线菌可引起人、动物少数寄生型放线菌可引起人、动物(如皮肤、脑、肺和脚部感染如皮肤、脑、肺和脚部感染)、植物植物(如马铃薯和甜菜的如马铃薯和甜菜的疮痂病疮痂病)的疾病。的疾病。(放线菌的主要类型请参见(放线菌的主要类型请参见P358)立克次氏体(立克次氏体(Rickettsia)是大小介于通常的细菌与病毒之间,在是大小介于通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。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(一)立克次氏体(Rickettsia)1、概念、概念 H.T.
8、Ricketts 1909年,首次发现斑疹伤寒的病原体,并因研究此病而牺年,首次发现斑疹伤寒的病原体,并因研究此病而牺牲,牲,1916年人们以他的名字命名这类病原体作为纪念。年人们以他的名字命名这类病原体作为纪念。二、支原体、立克次氏体和衣原体二、支原体、立克次氏体和衣原体支原体(支原体(Mycoplasma)立克次氏体(立克次氏体(Rickettsia)衣原体(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。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。2、特性、特性1)某些性质与病毒相近)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
9、克次氏体专性活细胞寄生物,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。)外均不能在人工培养基上生长繁殖。t体内酶系不完全,一些必需的养料需从宿主细胞获得;体内酶系不完全,一些必需的养料需从宿主细胞获得;t细胞膜比一般细菌的膜疏松;细胞膜比一般细菌的膜疏松;可透性膜,使它们有可能容易从宿主细胞获得大分子物质,可透性膜,使它们有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但也决定了它们一旦离开宿主细 胞则易死亡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大小介于病毒与一般细菌之间,其中伯氏立克次氏体(Rick
10、ettsia burneti)能通过细菌过滤器)能通过细菌过滤器一般个体:一般个体:球状体:球状体:0.2-0.5 m mm;杆状体:杆状体:0.3-0.5 x 0.3-2 m mm;2)从一种宿主传至另一宿主的特殊生活方式)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)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。排泄物传播给人和其他动物。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、有的立克次氏体酿成严重疾病,如人类的流行性斑疹
11、伤寒、羌虫热、Q 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。联系在一起。防治:预防为主。防治:预防为主。(二)支原体(二)支原体(Mycoplasma)1、概念、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。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、特性1)无细胞壁,只有细胞膜,细胞形态多变;)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)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。生活的细胞型
12、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)可进行人工培养,但营养要求苛刻,菌落微小,呈典型的 “油煎荷包蛋油煎荷包蛋”形状;形状;4)一些支原体能引起人类、牲畜、家禽和作物的病害疾病)一些支原体能引起人类、牲畜、家禽和作物的病害疾病球状体:球状体:0.2-0.25 m mm,最小达,最小达0.1 m mm;丝状体丝状体最长可达最长可达150 m mm,因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。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。5)应用活组织细胞培养病毒或体外组织细胞培时,)应用活组织细胞培养病毒或体外组织细胞培时,常被支原体污
13、染;常被支原体污染;(三)衣原体(三)衣原体(Chlamydia)1、概念、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。生的一类原核微生物。过去误认为过去误认为“大病毒大病毒”,但它们的生物学特性更接近细菌而不同于病毒。,但它们的生物学特性更接近细菌而不同于病毒。2、特性、特性1)细胞结构与细菌类似;)细胞结构与细菌类似;具有类似的细胞壁,细胞壁内也含有胞壁酸、二氨基庚二酸;具有类似的细胞壁,细胞壁内也含有胞壁酸、二氨基庚二酸;70S核糖体也是由核糖体也是由30S和和50S二个亚基组成)二个亚基组成)2
14、)细胞呈球形或椭圆形,直径)细胞呈球形或椭圆形,直径0.2-0.3 m mm,能通过细菌滤器;,能通过细菌滤器;3)专性活细胞内寄生;)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,必须依赖宿主获得乏产生能量的系统,必须依赖宿主获得ATP,因此又被称为,因此又被称为“能量寄生型生物能量寄生型生物”。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)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。(参见始体两种形态。(参见P350)6)衣原体不耐热,)衣原体不耐热,60度度1
15、0分钟即被灭活,但它不怕低温,冷分钟即被灭活,但它不怕低温,冷 冻干燥可保藏多年。对红霉素、氯霉素、四环素敏感。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、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。角膜血管翳等临床症状,成为致盲的重要原因。1956年,我国微生物学家汤飞凡等应用鸡胚卵黄囊接种法,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。在国际上首先成功地分离培养出沙眼衣原体。5)衣原体广泛寄生于人类、哺乳动物及鸟类,少数致病;)衣原体广泛
16、寄生于人类、哺乳动物及鸟类,少数致病;宿主细胞破裂,释放出的宿主细胞破裂,释放出的原体则感染新的细胞。原体则感染新的细胞。具有感染性的原体具有感染性的原体通过胞饮作用进入通过胞饮作用进入宿主细胞,被宿主宿主细胞,被宿主细胞膜包围形成空细胞膜包围形成空泡。泡。原体逐渐增大成为始体。原体逐渐增大成为始体。始体无感染性,但能在始体无感染性,但能在空泡中以二分裂方式反空泡中以二分裂方式反复繁殖,形成大量新的复繁殖,形成大量新的原体,积聚于细胞质内原体,积聚于细胞质内成为各种形状的包涵体。成为各种形状的包涵体。表表13131 1 支原体、立克次氏体、衣原体与细菌、病毒的比较支原体、立克次氏体、衣原体与细
17、菌、病毒的比较特特 征征细细 菌菌支支 原原 体体立克次氏体立克次氏体衣衣 原原 体体病病 毒毒直径直径(m)m)0.5-0.20.2-0.250.2-0.50.2-0.30.25可见性可见性光学显微镜光镜勉强可见光学显微镜光镜勉强可见电子显微镜过滤性过滤性不能过滤能过滤不能过滤能过滤能过滤革兰氏染色革兰氏染色阳性或阴性阴性阴性阴性无细胞壁细胞壁有坚韧的细胞壁缺与细菌相似与细菌相似无细胞结构繁殖方式繁殖方式二均分裂二均分裂二均分裂二均分裂复制培养方法培养方法人工培养基人工培养基宿主细胞宿主细胞宿主细胞核酸种类核酸种类DNA 和 RNADNA 和 RNADNA 和 RNADNA 和 RNADNA
18、 或 RNA核糖体核糖体有有有有无大分子合成大分子合成有有进行进行只利用宿主机器产生产生 ATPATP 系统系统有有有无无增殖过程中结增殖过程中结构的完整性构的完整性保持保持保持保持失去入侵方式入侵方式多样直接昆虫媒介不清楚决定宿主细胞性质对抗生素对抗生素敏感敏感(青霉素例外)敏感敏感不敏感对干扰素对干扰素某些菌敏感不敏感有的敏感有的敏感敏感三、粘细菌(三、粘细菌(myxobacteria)一、概念一、概念粘细菌又名子实粘细菌,是一类具有最复杂的行为模式和粘细菌又名子实粘细菌,是一类具有最复杂的行为模式和生活史的原核微生物。生活史的原核微生物。二、生活史二、生活史1、营养细胞:、营养细胞:杆状
19、、柔软、缺乏坚硬的细胞壁,无鞭毛,产生杆状、柔软、缺乏坚硬的细胞壁,无鞭毛,产生 粘液,可在固体表面作粘液,可在固体表面作“滑行滑行”运动,以分裂方式运动,以分裂方式 进行繁殖。进行繁殖。2、子实体:、子实体:营养细胞发育到一定阶段,在适宜的条件下彼此向营养细胞发育到一定阶段,在适宜的条件下彼此向 对方移动,在一定位置聚集成团,形成形态各异,对方移动,在一定位置聚集成团,形成形态各异,肉眼可见的子实体。肉眼可见的子实体。单个子实体中可能含有单个子实体中可能含有109个或更多由某些营养细胞个或更多由某些营养细胞转变而成的休眠结构,称为粘孢子(转变而成的休眠结构,称为粘孢子(mycospore)。
20、)。在营养生长阶段如果有足够在营养生长阶段如果有足够的养料就不形成子实体的养料就不形成子实体子实体干燥后,可借助风力、子实体干燥后,可借助风力、水力等到处传播,遇到适宜的水力等到处传播,遇到适宜的环境又萌发成为营养细胞。环境又萌发成为营养细胞。四、粘细菌四、粘细菌能形成子实体是粘细菌区别能形成子实体是粘细菌区别于其它原核微生物的最主要标志于其它原核微生物的最主要标志四、粘细菌四、蛭弧菌(四、蛭弧菌(Bdellovibrio)(一)概念(一)概念寄生于其它细菌并导致其裂解的一类弧菌,其行为类似噬菌体。寄生于其它细菌并导致其裂解的一类弧菌,其行为类似噬菌体。(二)特点(二)特点1、鞭毛多为偏端单生
21、;、鞭毛多为偏端单生;2、生活方式多样:寄生、兼性寄生,极少数腐生。、生活方式多样:寄生、兼性寄生,极少数腐生。一般认为后者为突变株;一般认为后者为突变株;3、可能成为防治有害细菌的一种有力武器;、可能成为防治有害细菌的一种有力武器;(三)寄生方式(三)寄生方式1、高速猛烈碰撞、附着于宿主细胞;、高速猛烈碰撞、附着于宿主细胞;2、100转转/秒以上转速秒以上转速“钻孔钻孔”、收缩、进入、收缩、进入宿主细胞的周质空间,同时失去鞭毛;宿主细胞的周质空间,同时失去鞭毛;3、生长繁殖,并使宿主细胞裂解;、生长繁殖,并使宿主细胞裂解;五、蓝细菌(五、蓝细菌(CyanobacteriaCyanobacte
22、ria)1、概念、概念也称蓝藻或蓝绿藻(也称蓝藻或蓝绿藻(blue-green algaeblue-green algae),是一类含有叶绿素),是一类含有叶绿素a 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、同化能、同化COCO2 2为有机物质的光合细菌。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-叶绿素叶绿素a a,能进行产氧型光合作用。,能进行产氧型光合作用。2 2、特性、特性1 1)分布极广;)分布极广;从热带到两极,从海洋到高山,到处
23、都有它们的踪迹。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土壤、岩石、以至在树皮或其它物体上均能成片生长.2 2)形态差异极大,有球状、杆状和丝状等形态;)形态差异极大,有球状、杆状和丝状等形态;3 3)细胞中含有叶绿素)细胞中含有叶绿素a a,进行产氧型光合作用;,进行产氧型光合作用;蓝细菌被认为是地球上生命进化过程中第一个产氧的蓝细菌被认为是地球上生命进化过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。的进化起着里程碑式的作用。8 8)许多种类细胞质中
24、有气泡,使菌体漂浮,保持在光线最充足)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。的地方,以利光合作用。7 7)无鞭毛,但能在固体表面滑行,进行光趋避运动。)无鞭毛,但能在固体表面滑行,进行光趋避运动。6 6)分泌粘液层、荚膜或形成鞘衣,因此具有强的抗干旱能力。)分泌粘液层、荚膜或形成鞘衣,因此具有强的抗干旱能力。5 5)营养极为简单,不需要维生素,以硝酸盐或氨作为氮源,)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(多数能固氮,其异形细胞(heterocystheterocyst)是进行固氮的场)是进行固氮的场所。所。4 4)具有原
25、核生物的典型细胞结构:)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。和二氨基庚二酸,革兰氏染色阴性。许多蓝细菌生长在池塘和湖泊中,在夏、秋两季大量繁殖,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,形成并形成胶质团浮于水面,形成“水花水花”,使水体变色。,使水体变色。一、一、霉菌霉菌(一)概念(一)概念 霉菌(霉菌(mold)是一些)是一些“丝状真菌丝状真菌”的统称,不是分类学上的名词。的统称,不是分类学上的名词。霉菌菌体均由分枝或不分枝的菌丝(霉菌菌体均由分
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