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文檔簡介

第二章原核微生物

(Prokaryotes)

目的與要求掌握細菌、放線菌、藍細菌、支原體、衣原體及立克次氏體的形態(tài)構(gòu)造及其功能;熟悉原核微生物的繁殖方式和菌落特征。微生物種類微生物(病毒)古生菌(Archaea)真細菌(Bacteria)真菌(酵母、霉菌、蕈菌等)單細胞藻類原生動物等非細胞型細胞型原核微生物真核微生物(Eukarya)§1細菌(Bacterium)什么是細菌(Bacterium,Bacteria)?體小而細壁堅而韌的單細胞原核微生物二等分裂水生性強

Esherichiacoli

大腸桿菌1.1細菌的形態(tài)及其功能1.1.1

細菌的形態(tài)和染色1.細菌的基本形態(tài)細菌細胞的外表特征可從形態(tài)、大小和細胞間排列方式3方面加以描述。細菌的形態(tài)極其簡單,主要有球狀、桿狀和螺旋狀。球菌桿菌螺旋菌自然界中哪種最多?最多其次最少球菌的分裂及排列方式單球菌雙球菌鏈球菌四聯(lián)球菌八疊球菌葡萄球菌細菌細胞圖解金黃色葡萄球菌(Staphylococcusaureus)桿菌

細胞呈桿狀或圓柱形,一般其粗細(直徑)比較穩(wěn)定,而長度則常因培養(yǎng)時間、培養(yǎng)條件不同而有較大變化。單桿菌雙桿菌鏈桿菌球桿菌枯草芽孢桿菌地衣芽孢桿菌炭疽病的病原菌-----------炭疽桿菌破傷風(fēng)梭菌螺旋菌(Spirilla)螺旋狀細菌:根據(jù)螺旋環(huán)的數(shù)目弧菌(vibrio):螺旋不滿一環(huán)螺菌(spirillium):2~6環(huán),小型、堅硬螺旋體(spirochaeta):6環(huán)以上,體大而柔軟螺旋菌:螺旋體菌:梅毒密螺旋體特殊形態(tài)柄桿菌(prosthecatebacteria)星形細菌(star-shapedbacteria)方形細菌(square-ahapedbacteria)異常形態(tài)畸形:

由于化學(xué)或物理因素刺激,阻礙了細胞的發(fā)育,從而引起的異常形態(tài)。衰頹形:

由于培養(yǎng)時間過長,營養(yǎng)缺乏,代謝排泄物濃度積累過高等使細胞衰老而引起的異常形態(tài)。2.細菌的大小測量微生物的表達單位:微米

(μm=10-3mm)納米

(nm=10-6mm)

微生物界研究大小范圍大致0.25~10μm

(最大)0.75mm/50nm(最?。?10~100億(細菌間)細胞大小的形象比較:E.coli:0.5×2μm芝麻:3mm常見細菌細胞大?。呵蚓褐睆?.5~2μm桿菌:寬×長0.5~1×1~5μm螺旋菌:寬×長0.5~1×1~50μm依據(jù)革蘭氏染色的結(jié)果將細菌分為兩大類:革蘭氏陽性細菌,G+,GrampositiveBacteria革蘭氏陰性細菌,G-,GramnegativeBacteria混合菌種革蘭氏染色結(jié)果1.1.2細菌的構(gòu)造特殊構(gòu)造:部分細菌具有的或一般細菌在特殊環(huán)境下才有的構(gòu)造一般構(gòu)造:一般細菌都有的構(gòu)造

1.細菌細胞的一般構(gòu)造(1)細胞壁細胞壁定義(P11):位于細胞最外的一層厚實、堅韌的外被,主要成分為肽聚糖,具有固定細胞外形和保護細胞不受損傷等多種生理功能。細胞壁的功能(P12)固定細胞外形,提高機械強度,保護細胞不受損傷;為細胞生長、分裂和鞭毛運動所必需;一定的屏障作用(阻攔大分子有害物質(zhì));與細菌抗原性、致病性及對噬菌體的敏感性有關(guān)。證實細胞壁存在的方法細菌超薄切片的電鏡直接觀察;質(zhì)、壁分離與適當?shù)娜旧梢栽诠鈱W(xué)顯微鏡下看到細胞壁;機械法破裂細胞后,分離得到純的細胞壁;制備原生質(zhì)體,觀察細胞形態(tài)的變化。細胞壁的化學(xué)組成革蘭氏陽性細菌(G+)肽聚糖磷壁酸革蘭氏陰性細菌(G-)脂多糖磷脂脂蛋白肽聚糖G+與G-細菌細胞結(jié)構(gòu)比較1)革蘭氏陽性細菌(G+)細胞壁特點:厚度大(20~80nm),化學(xué)成分簡單成分:肽聚糖(90%),磷壁酸(10%)肽聚糖(90%)聚糖N-乙酰葡糖胺N-乙酰胞壁酸多肽四肽尾肽橋磷壁酸(10%)甘油磷壁酸或核糖醇磷壁酸肽聚糖(Peptidoglycan)肽聚糖為真細菌細胞壁所特有的成分肽聚糖的結(jié)構(gòu)聚糖N-乙酰葡糖胺N-乙酰胞壁酸多肽四肽尾肽橋聚糖N-乙酰葡糖胺(NAG)N-乙酰胞壁酸(NAM)?-1,4-糖苷鍵(可以為溶菌酶識別)溶菌酶的識別位點多肽四肽尾(tetrapeptidesidechain)由四個氨基酸分子按L型與D型交替方式連接而成L-Ala-D-Glu-L-Lys-D-Ala肽間橋甘氨酸五肽(S.aureus)磷壁酸革蘭氏陽性細菌(G+)細胞壁上特有的一種酸性多糖;主要成分:核糖醇磷壁酸甘油磷壁酸磷壁酸的功能濃縮鎂離子噬菌體的特異性吸附受體G+細菌特異表面抗原

……2)革蘭氏陰性細菌(G-)細胞壁層次:多化學(xué)成分與結(jié)構(gòu)肽聚糖層薄,2~3nm,含量較低不含磷壁酸在肽聚糖外側(cè)覆蓋有厚的外壁層(外膜)外壁層組成脂多糖(外)磷脂(中)脂蛋白(內(nèi))肽聚糖(P15)埋藏在外膜層之內(nèi)G+菌與G-菌肽聚糖的比較內(nèi)消旋二氨基庚二酸(m-DAP)(只在原核微生物細胞壁上發(fā)現(xiàn))沒有特殊的肽橋,只形成較為疏稀、機械強度較差的肽聚糖網(wǎng)套外膜(outermembrane)脂多糖(外)磷脂(中)脂蛋白(內(nèi))脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)革蘭氏陰性細菌的重要成分,由類脂A、核心多糖(corepolysaccharide)和O-特異側(cè)鏈(O-specificsidechain,或稱O-多糖或O-抗原)三部分組成。脂多糖的功能LPS結(jié)構(gòu)的多變,決定了革蘭氏陰性細菌細胞表面抗原決定簇的多樣性。

類脂A是革蘭氏陰性細菌致病物質(zhì)——內(nèi)毒素的物質(zhì)基礎(chǔ)。許多噬菌體在細胞表面的吸附受體?!?.細菌內(nèi)毒素的本質(zhì)為脂多糖(LPS)脂多糖與疾病引起發(fā)燒抑制凝血降低血壓,造成血管崩潰,最終導(dǎo)致休克……..類脂A(lipidA)致病性:毒性即致病因子,導(dǎo)致發(fā)熱和毒素性休克等。外膜蛋白(outermembraneprotein)定位:嵌合在LPS和磷脂層外膜上的蛋白種類:脂蛋白:使外膜層與內(nèi)壁肽聚糖層緊密相連孔蛋白:控制某些物質(zhì)進入外膜周質(zhì)空間(periplasmicspace,periplasm)解釋:在革蘭氏陰性細菌中,一般指其外膜與細胞膜之間的狹窄空間(寬約12~15nm)周質(zhì)蛋白:水解酶合成酶運輸?shù)鞍譍+細菌與G-細菌細胞壁成分比較G+細菌與G-細菌生物學(xué)特性比較3)革蘭氏染色機制(實驗課!)4)古生菌細胞壁(疵壁菌)什么是古生菌(Archaea)?產(chǎn)甲烷菌嗜極菌(Extremophile):嗜鹽菌,嗜熱菌等古生菌特點不含真正肽聚糖,含假肽聚糖、糖蛋白或蛋白質(zhì)假肽聚糖結(jié)構(gòu)(Methanobacterium,甲烷桿菌屬)多糖骨架:N-乙酰葡萄糖胺,N-乙酰塔羅糖胺醛酸,?-1,3-糖苷鍵肽尾:L-Glu、L-Ala、L-Lys肽橋:L-Glu古生菌細胞壁(疵壁菌)β-1,3糖苷鍵不被溶菌酶水解古生菌古生菌的細胞形態(tài)圖解5)缺壁細菌

缺壁突變——L型細菌

實驗室或宿主體內(nèi)形成

基本去盡——原生質(zhì)體(G+)缺壁細菌

人工去壁

部分去除——球狀體(G-)

在自然界長期進化中形成——支原體缺壁細菌的形成機理青霉素:作用于肽聚糖中的肽橋溶菌酶:作用于聚糖鏈中的?-1,4-糖苷鍵自發(fā)缺壁突變進化(支原體)缺壁細菌的類型原生質(zhì)體(protoplast)球狀體(sphaeroplast)L-型細菌(L-formofbacteria)支原體(Mycoplasma)①原生質(zhì)體(protoplast)原生質(zhì)體的定義在人為條件下,用溶菌酶處理或在含青霉素的培養(yǎng)基中培養(yǎng)而抑制新生細胞壁合成而形成的僅由一層細胞膜包裹的,圓球形、對滲透壓變化敏感的細胞,一般由革蘭氏陽性細菌形成。原生質(zhì)體的特點和應(yīng)用(???)對噬菌體不敏感不能進行鞭毛運動不能進行分裂具備其他正常功能雜交育種②球狀體(sphaeroplast)球狀體的定義采用上述同樣方法,針對革蘭氏陰性細菌處理后而獲得的殘留部分細胞壁(外壁層)的球形體。與原生質(zhì)體相比,它對外界環(huán)境具有一定的抗性,可在普通培養(yǎng)基上生長。③L-型細菌(L-formofbacteria)L-型細菌的定義因英國李斯德(Lister)預(yù)防研究所首先發(fā)現(xiàn)而得名。(1935年,念珠狀鏈桿菌Streptobacillusmoniliformis)細菌在某些環(huán)境條件下(實驗室或宿主體內(nèi))通過自發(fā)突變而形成的遺傳性穩(wěn)定的細胞壁缺陷變異型。一般,細胞膨大,對滲透敏感,在固體培養(yǎng)基上形成“油煎蛋”狀小菌落。④支原體(Mycoplasma)支原體的定義在長期進化過程中形成的、適應(yīng)自然生活條件的無細胞壁的原核生物。支原體保持較強的機械強度,why?

甾醇(2)細胞膜1)

概念細胞膜(cellmembrane),又稱細胞質(zhì)膜(cytoplasmicmembrane),質(zhì)膜(plasmamembrane)、或內(nèi)膜(innermembrane),是緊貼在細胞壁內(nèi)側(cè)、包圍著細胞質(zhì)的一層柔軟、脆弱、富有彈性的半透性薄膜,厚約7~8nm,由磷脂(占20%~30%)和蛋白質(zhì)(占50%~70%)組成。2)

觀察方法質(zhì)壁分離后結(jié)合鑒別性染色在光學(xué)顯微鏡下觀察;原生質(zhì)體破裂;超薄切片電鏡觀察。3)化學(xué)組成蛋白質(zhì):50~70%磷脂:20~30%糖蛋白,糖脂:少量細菌細胞膜中不含甾醇磷脂親水的極性端疏水的非極性端膜蛋白具運輸功能的整合蛋白(integralprotein)或內(nèi)嵌蛋白(intrinsicprotein)具有酶促作用的周邊蛋白(peripheralprotein)或膜外蛋白(extrinsicprotein)膜蛋白約占細菌細胞膜的50%~70%,比任何一種生物膜都高,而且種類也多。--------細胞膜是一個重要的代謝活動中心。4)細胞膜結(jié)構(gòu)1972年Singer和Nicolson提出的細胞膜液態(tài)鑲嵌模型液態(tài)鑲嵌模型①膜的主體是脂質(zhì)雙分子層;②脂質(zhì)雙分子層具有流動性;③整合蛋白因其表面呈疏水性,故可“溶”于脂質(zhì)雙分子層的疏水性內(nèi)層中;④周邊蛋白表面含有親水基團,故可通過靜電引力與脂質(zhì)雙分子層表面的極性頭相連;⑤脂質(zhì)分子間或脂質(zhì)與蛋白質(zhì)分子間無共價結(jié)合;⑥脂質(zhì)雙分子層猶如一“海洋”,周邊蛋白可在其上作“漂浮”運動,而整合蛋白則似“冰山”狀沉浸在其中作橫向移動。5)細胞膜的主要生理功能選擇透性在細胞的呼吸鏈中起關(guān)鍵作用與細胞膜、細胞壁及莢膜物質(zhì)的合成有關(guān)鞭毛的著生點及提供其運動所需能量6)間體

細胞質(zhì)膜內(nèi)褶而形成的囊狀、管狀及片狀結(jié)構(gòu),它與細菌分裂、細胞壁形成、遺傳物質(zhì)的復(fù)制及相互分離有關(guān)。多見于革蘭氏陽性細菌。間體的功能:

(1)參與隔膜形成(2)與核分裂有關(guān)(3)類似線粒體功能(3)細胞質(zhì)和內(nèi)含物1)細胞質(zhì)概念細胞質(zhì)(cytoplasm)是細胞質(zhì)膜包圍的除核區(qū)外的一切半透明、膠狀、顆粒狀物質(zhì)的總稱。含水量約80%。主要組成主要成分為核糖體、貯藏物、多種酶類和中間代謝物質(zhì)粒、各種營養(yǎng)物和大分子的單體等,少數(shù)細菌還有類囊體、羧酶體、氣泡或伴孢晶體等。2)細胞質(zhì)中的顆粒狀物質(zhì)儲藏物:有機物與無機物(碳與氮源、異染顆粒、硫粒及PHB等)。核糖體:蛋白質(zhì)合成的場所(每個細胞有5000-10000個)。羧酶體:一些化能自養(yǎng)菌含有。氣泡:一些水生菌常含之。①貯藏物(reservematerials)聚-羥丁酸(poly-hydroxybutyrate)定義:PHB存在于許多細菌胞質(zhì)內(nèi)的類脂性質(zhì)碳源類貯藏物。功能:碳源貯藏能源降低胞內(nèi)滲透壓實例:Bacillusmegaterium在含乙酸或丁酸的培養(yǎng)基中可達60%應(yīng)用:它無毒、可塑、易降解,被認為是生產(chǎn)醫(yī)用塑料、生物降解塑料的良好原料。異染粒(metachromaticgranules)又稱:迂回體(初從Spirillumvolutans<迂回螺菌>獲得)或轉(zhuǎn)捩菌素(volutingranules),顆粒大小為0.5~1.0μm,是無機偏磷酸的聚合物,一般在含磷豐富的環(huán)境下形成。功能:貯藏磷源和能量,并可降低細胞的滲透壓實例:白喉與結(jié)核分枝桿菌等含之,可作菌種鑒定②磁小體(magnetosome)定義:趨磁細菌細胞中含有的大小均勻、數(shù)目不等的Fe3O4顆粒,外有一層磷脂、蛋白或糖蛋白膜包裹。形態(tài):平截八面體、平行六面作或六棱柱體,2~20顆/胞功能:導(dǎo)向使菌體移至最佳生境(水層、采光、營養(yǎng)與氧溶度、生物類群等)。應(yīng)用前景:制作生物傳感器,磁性定向藥物和抗體。③羧酶體(carboxysome)羧酶體:又稱羧化體,存存于一些自養(yǎng)菌胞內(nèi)形狀:

多角形或六角形狀顆粒(10nm)關(guān)鍵酶:羧化體中含有1,5二磷酸核酮糖羧化酶,為CO2固定的關(guān)鍵酶,藍細菌中常含之。④氣泡(gasvacuoles)氣泡:為一些水生光能營養(yǎng)菌胞內(nèi)的泡囊狀含氣顆粒狀物大小

:200~1000×75nm,氣泡囊內(nèi)有數(shù)排柱形小氣室。泡囊外包裹一層蛋白質(zhì)膜。功能:調(diào)節(jié)細胞比重,使其處于最佳水層采光、取養(yǎng)與氧等。含量:幾個至數(shù)百個/胞,藍細菌中常含之。(4)核區(qū)(nuclearregionarea)1)概念(P22)核區(qū),也稱核質(zhì)體,是原核生物所特有的無核膜結(jié)構(gòu)、無固定形態(tài)的原始細胞核。2)化學(xué)成分:

本質(zhì)為一個大型環(huán)狀裸露dsDNA3)數(shù)量:每個細胞可含有1-4個核質(zhì)體。核區(qū)形狀多變。4)生理功能儲藏和傳遞遺傳信息細胞的控制中心5)質(zhì)粒質(zhì)粒:染色體外小的DNA分子數(shù)量不定,可以沒有,或每個細胞有數(shù)百個多為環(huán)狀,能夠獨立復(fù)制常帶有某些重要功能基因,如抗生素合成基因、抗藥基因等易在細菌之間傳遞是基因工程的重要工具(1)糖被(glycocalyx)1)概念:包被于某些細菌細胞壁外的一層厚度不定的膠狀物質(zhì)。2)影響糖被(有無或厚薄)的因素遺傳性環(huán)境條件(營養(yǎng)條件)3)糖被的化學(xué)組成一般是多糖,少數(shù)是蛋白質(zhì)或多肽,或多糖多肽復(fù)合型2.細菌細胞的特殊構(gòu)造莢膜粘液層菌膠團糖被(glycocalyx)5.莢膜的觀察——莢膜染色法6)糖被的功能保護作用保護細胞免受干燥抗吞噬作用,增強病原菌的致病力透性屏障和離子交換系統(tǒng),免受重金屬離子毒害防止噬菌體的吸附和裂解貯藏營養(yǎng)作用細胞外的營養(yǎng)儲藏物質(zhì)表面附著作用細菌間的信息識別堆積某些代謝產(chǎn)物6)糖被的利用與危害利用菌種鑒定藥物與生物化學(xué)試劑(如代血漿)工業(yè)原料的生產(chǎn)(如黃原膠)污水生物處理(如菌膠團)危害致病作用增強影響食品生產(chǎn)(2)鞭毛(flagellum)1)概念某些細菌細胞表面著生的一至數(shù)十條長絲狀、螺旋形的附屬物,具有推動細菌運動功能,為細菌的“運動器官”。2)觀察和判斷細菌鞭毛的方法電子顯微鏡直接觀察光學(xué)顯微鏡下觀察:鞭毛染色和暗視野顯微鏡根據(jù)培養(yǎng)特征判斷:半固體穿刺、菌落(菌苔)形態(tài)3)鞭毛的著生方式鞭毛的數(shù)量和著生方式是細菌鑒定的依據(jù)之一偏端單生兩端單生偏端叢生兩端叢生周生細菌的運動速度

一般速度在每秒20~80μm范圍,最高可達每秒100μm(每分鐘達到3000倍體長),超過了陸上跑得最快的動物——獵豹的速度(每分鐘1500倍體長或每小時110公里)。物種速率(公里/小時)體長/秒獵豹111

25

人(世界記錄)37.5 5.4細菌 0.0001510鞭毛菌的一般規(guī)律球菌一般無鞭毛弧菌、螺菌普遍有鞭毛桿菌端生、周生或無鞭毛4)鞭毛的結(jié)構(gòu)鞭毛絲鉤形鞘基體G-鞭毛的構(gòu)造鞭毛絲鉤形鞘基體L環(huán)

P環(huán)S環(huán)M環(huán)G+鞭毛的構(gòu)造鞭毛絲鉤形鞘基體S環(huán)

M環(huán)G-鞭毛的構(gòu)造鞭毛絲鉤形鞘基體

L環(huán)

P環(huán)S環(huán)M環(huán)(3)菌毛(fimbria)1)定義:生長在細菌體表的纖細、中空、短直、數(shù)量較多的蛋白質(zhì)類附屬物。具有使菌體附著于物體表面的功能。2)功能:使菌體附著于物體表面。3)存在多存在于G-致病菌(消化道,呼吸道,泌尿系統(tǒng))中(4)性毛(pilus)1)概念:構(gòu)造和成分與菌毛相同,但比菌毛長,數(shù)量僅一至少數(shù)幾根。2)功能:與細菌有性接合有關(guān)向雌性菌株(即受體菌)傳遞遺傳物質(zhì)(5)芽孢(endospore,spore)(P25)1)定義某些細菌在其生長發(fā)育后期,在細胞內(nèi)形成一個圓形或橢圓形、厚壁、含水量極低、抗逆性極強的休眠體。一個營養(yǎng)細胞內(nèi)只能形成一個芽孢整個生物界中抗逆性最強的生命體。產(chǎn)芽孢的細菌主要是G+細菌中的兩個屬:好氧性的芽孢桿菌屬(Bacillus)厭氧性的羧菌屬(Clotridium)2)芽孢的著生位置3)芽孢的構(gòu)造芽孢衣胞外壁皮層核心芽孢壁芽孢膜芽孢質(zhì)芽孢核區(qū)4)芽孢的形成(了解)能否形成芽孢是細菌種的特征5)芽孢的耐熱性芽孢具有高度的耐熱性和抗逆性芽孢的耐熱機制—滲透調(diào)節(jié)皮層膨脹學(xué)說芽孢衣對多價陽離子和水分的透性很差皮層的離子強度很高,產(chǎn)生極高的滲透壓奪取芽孢核心的水分,結(jié)果造成皮層的充分膨脹。核心部分的細胞質(zhì)卻變得高度失水,因此,具極強的耐熱性。芽孢的耐熱性芽孢具有持久生命力代謝活動極弱或基本停止——休眠狀態(tài)對惡劣環(huán)境有較強的抗性孢囊與芽孢的不同細胞失水厚的休眠體,抗干旱,但不耐熱問題:芽孢與營養(yǎng)體細胞有何區(qū)別?6)芽孢的研究價值分類鑒定

芽孢的有無、形態(tài)、大小、著生位置確定滅菌條件有利于菌種長期保藏(6)伴孢晶體(parasporalcrystal)1)定義

少數(shù)芽孢桿菌,例如蘇云金芽孢桿菌(Bacillusthuringiensis)在其形成芽孢的同時,會在芽孢旁形成一顆菱形或雙錐形的堿溶性蛋白晶體——δ內(nèi)毒素,稱為伴孢晶體。2)伴孢晶體的應(yīng)用生物農(nóng)藥伴孢晶體鱗翅目幼蟲口服伴孢晶體在腸道迅速溶解(中腸pH為9.0-10.5)吸附于上皮細胞,引起滲透性喪失,腸道穿孔腸道中的堿性溶液進入血液,后者pH升高,昆蟲全身麻痹而死亡1.1.3細菌的繁殖方式細菌的繁殖方式主要為裂殖,少數(shù)為芽殖裂殖:一個細胞通過分裂形成兩個子細胞的過程。細菌主要為橫分裂的二分裂二分裂芽殖:母細胞借出芽而形成子細胞的過程。芽生細菌1.2細菌的群體特征1.2.1在固體培養(yǎng)基上(內(nèi))的群體形態(tài)菌落(Colony)在一定固體培養(yǎng)基上,在一定溫度下,經(jīng)過一定時間的培養(yǎng),在培養(yǎng)基表面或里面,由一個菌分裂積累許多細胞而形成的肉眼可見的有一定形態(tài)構(gòu)造的子細胞集團。菌落形態(tài)大小、形狀、顏色、透明度、光澤、粘稠度等菌苔(lawn)大量同一純種的細胞密集接種到固體培養(yǎng)基表面所長成的相互連接成一片的菌落。細菌菌落特征特征:濕潤、較光滑、較透明、較粘稠、易挑起;質(zhì)地均勻及其正反面或邊緣與中央部位顏色一致,但色彩極其多樣等特性。注意細菌菌落特征,取決于組成菌落的細胞結(jié)構(gòu)和其生長特性;個體細胞形態(tài)的差異,會極密切反映在菌落形態(tài)上,如鞭毛、莢膜、芽孢等同一細菌在不同的培養(yǎng)平板上形成不同的特征菌落菌落和菌苔的應(yīng)用菌種的分離與純化菌種的鑒定與保藏微生物的選種與育種菌種的計數(shù)與測定等。1.2.2在半固體培養(yǎng)基上(內(nèi))的群體形態(tài)什么是半固體培養(yǎng)基?

Semi-solidmedia,將培養(yǎng)基(瓊脂含量1.0%)灌注到試管中,成為高層直立柱,采用穿刺接種試驗菌種。特有的培養(yǎng)特征,可用來進行菌種鑒定明膠半固體培養(yǎng)基瓊脂半固體培養(yǎng)基1.2.3在液體培養(yǎng)基上(內(nèi))的群體形態(tài)細胞特征、比重、運動能力和氧氣需求決定了微生物液體培養(yǎng)時的特征

渾濁(Turbidity)

沉淀(Sediment)

菌醭(Pellicle)薄膜

菌膜(Scum):環(huán)狀、小片狀不連續(xù)§2放線菌(Actinomycites)什么是放線菌(Actinomycites)?一類單細胞、呈絲狀生長、主要以孢子繁殖和陸生性較強的原核生物。概念(P29)具有菌絲、以孢子進行繁殖、革蘭氏染色呈陽性的一類原核微生物。放線菌的分類地位原核生物界細菌門真細菌綱線菌亞綱放線菌目分布特點及與人類的關(guān)系極其廣泛地存在于自然界,土壤中最多,其代謝產(chǎn)物使土壤具有特殊的泥腥味。能產(chǎn)生大量的、種類繁多的抗生素(其中90%由鏈霉菌產(chǎn)生)。有的放線菌可用于生產(chǎn)維生素、酶制制;此外,在甾體轉(zhuǎn)化、石油脫蠟、烴類發(fā)酵、污水處理等方面也有應(yīng)用。少數(shù)寄生型放線菌可引起人、動物(如皮膚、腦、肺和腳部感染)、植物(如馬鈴薯和甜菜的瘡痂?。┑募膊 treptomyceslividansw/pIJ702淺青紫鏈霉菌Streptomyceslividans1326淺青紫鏈霉菌StreptomyceslavendualeNRRL2564淡紫灰鏈霉菌2.1放線菌的形態(tài)結(jié)構(gòu)2.1.1個體細胞形態(tài)和構(gòu)造(P30)細胞呈分枝絲狀,介于細菌和真核生物之間,與細菌相似;細胞壁主要為肽聚糖革蘭氏染色陽性原核單細胞,多核菌絲直徑與細菌相仿與細菌相似之處形態(tài)結(jié)構(gòu):原核、菌絲直徑與細菌相仿、壁含肽聚糖等;鞭毛與噬菌體:孢子的鞭毛類型、噬菌體形態(tài)與細菌相似;培養(yǎng)特征等:培養(yǎng)時的pH、DNA重組方式、溶菌酶、抗生素敏感性相同。2.1.2菌絲體基內(nèi)菌絲(一級菌絲,營養(yǎng)菌絲)氣生菌絲(二級菌絲)孢子絲(繁殖菌絲)基內(nèi)菌絲匍匐生長于培養(yǎng)基內(nèi),吸收營養(yǎng),也稱營養(yǎng)菌絲。一般無隔膜,直徑0.2-0.8mm,長度差別很大,有的可產(chǎn)生色素。氣生菌絲營養(yǎng)菌絲發(fā)育到一定階段,伸向空間形成氣生菌絲,疊生于營養(yǎng)菌絲上,可覆蓋整個菌落表面。在光學(xué)顯微鏡下觀察,顏色較深,直徑較粗(1-1.4mm),有的產(chǎn)色素。孢子絲氣生菌絲發(fā)育到一定階段,其上可分化出形成孢子的菌絲,即孢子絲,又稱產(chǎn)孢絲或繁殖菌絲。其形狀和排列方式因種而異,常被作為對放線菌進行分類的依據(jù)。菌絲體的形成營養(yǎng)菌絲匍匐生長于培養(yǎng)基內(nèi),吸收營養(yǎng)營養(yǎng)菌絲發(fā)育到一定階段,伸向空間形成氣生菌絲氣生菌絲發(fā)育到一定階段,其上可分化出形成孢子的菌絲,即孢子絲2.2放線菌的繁殖繁殖方式無性孢子菌絲斷裂橫隔孢子孢囊孢子分生孢子厚壁孢子存在多種孢子形成方式常見于液體培養(yǎng)中,工業(yè)發(fā)酵生產(chǎn)抗生素時都以此法大量繁殖放線菌細菌的芽孢是休眠體,而放線菌的孢子是繁殖體繁殖菌絲(孢子絲)孢子絲釋放孢子孢子在適宜的條件下萌發(fā),長出1-3個芽管氣生菌絲營養(yǎng)菌絲2.3放線菌的菌落特征菌落特征能產(chǎn)生大量分枝和氣生菌絲的菌種(如鏈霉菌)不能產(chǎn)生大量菌絲體的菌種(如諾卡氏菌)菌落質(zhì)地致密,與培養(yǎng)基結(jié)合緊密,小而不蔓延,不易挑起或挑起后不易破碎。粘著力差,粉質(zhì),針挑起易粉碎與細菌不同的特征:干燥、不透明、表觀緊密絲絨狀,常覆蓋一層色彩各異的干粉狀孢子。原因:由于細而致密的絲狀體構(gòu)成菌落骨架,故菌絲間無毛細管水而顯干燥、難以挑起、正反面顏色常常不一致等。特例:Nocardia原始放線菌菌落更接近細菌菌落。液體培養(yǎng)中:液清不混而成球或球沉底現(xiàn)象等。放線菌與細菌比較特征細菌放線菌細胞形態(tài)基本形態(tài)菌絲體細胞結(jié)構(gòu)單細胞,原核單細胞,原核細胞壁肽聚糖等肽聚糖菌落形態(tài)各種形態(tài),易挑起不易挑起繁殖方式裂殖孢子,菌絲斷裂生長pH值中性或微堿性中性或微堿性革蘭氏反應(yīng)陽性或陰性陽性§3藍細菌(Cyanobacteria)定義

舊名藍藻(bluealgae)或藍綠藻(blue-greenalgae),是一類進化歷史悠久(21~17億年)、G-、無鞭毛、含有葉綠素a(無葉綠體)、好氧、具有放氧性光合作用的大型(3~10m,60m)原核生物。分布

十分廣泛,水體、土壤及部分動植物體內(nèi)外,甚至在巖石表面及其他惡劣環(huán)境(高低溫,鹽湖,荒漠和冰原等),素有“先鋒生物”之美稱藍細菌與紅螺菌光合細菌異同同:均營光合作用異:藍細菌營好氧性非循環(huán)

光合磷酸化反應(yīng),且放氧;

紅螺菌:營厭氧原始的循環(huán)

光合磷酸化反應(yīng),且不放氧。藍細菌與真核藻類的區(qū)別無葉綠體:藍細菌無葉綠體的原核生物。肽聚糖&70S:藍細菌細胞壁含肽聚糖,70S的核糖體。藍細菌的特化細胞異形胞(heterocyst):壁厚、色淺與固氮靜息孢子(akinete):壁厚、色深與抵御不良環(huán)境鏈絲段(hormogonium):藍細菌的長形細胞鏈斷裂而形成、具有繁殖功能。內(nèi)孢子:管孢藍細菌屬能在胞內(nèi)形成許多球或三角狀內(nèi)孢子有“先鋒生物”美稱。藍細菌在生命界中的地位無氧至有氧:是藍細菌在生命界中的一大貢獻,故為好氧生物的開路先鋒。固氮的能手:至今已發(fā)現(xiàn)有120多種藍細菌具有固氮本領(lǐng),良好的綠肥(蕨類滿江紅與滿江紅魚腥藻細菌的共生物量)。良好的經(jīng)濟價值:食用菌類有發(fā)菜念珠藍細菌;普通木耳念珠藍細菌;盤狀螺旋藍細菌與最大螺旋藍細菌開發(fā)的“螺旋藍”系列產(chǎn)品赤潮與水華的元兇:受氮、磷元素污染后富營養(yǎng)化海水§4其他原核微生物4.1支原體(Mycopslama)什么是支原體?一類無細胞壁的G-原核微生物,也是生物界中能獨立營養(yǎng)的最小型生物。支原體的特點支原體特點最小細菌,光鏡可見無壁而膜含甾醇,G-油煎蛋菌落二分裂或出芽繁殖滲透壓敏感營養(yǎng)要求高氧化或發(fā)酵產(chǎn)能基因組小類支原體:寄生于植物的支原體抗生素敏感性:對抑制蛋白質(zhì)合成的四環(huán)與紅霉素及破壞甾醇的細胞膜結(jié)構(gòu)兩性霉素與制霉菌素很敏感。4.2衣原體(Chlamydia)衣原體的發(fā)現(xiàn)

1956年湯飛凡等從沙眼中分離衣原體成功,證明其為獨特的原核生物。什么是衣原體?真核細胞內(nèi)營專性能量寄生的小型G-原核微生物。衣原體特點含完整細胞DNA&RNA同時存在

G-有壁而無肽聚糖(只含微量的胞壁酸,有二硫鍵連接的多肽做為支架

)有爭議。對抑菌抗生素與藥均敏感只能組織培養(yǎng)(雞胚卵黃囊;鼠腹腔或HeLa株)存在rRNA核糖體缺產(chǎn)能酶系統(tǒng)二分裂繁殖HeLa細胞在生物學(xué)與醫(yī)學(xué)研究中,HeLa細胞是指源自一名美國婦女的子宮頸癌細胞的細胞。這名美國婦女名叫HenriettaLacks,于1951年死於癌癥。本來為了讓Lacks保持匿名,此細胞株宣稱是依「HelenLane」命名。

HeLa細胞株被GeorgeGey分送給眾研究單位(而未通知Lacks本人也未得到她的許可),因用作癌癥研究而廣為流傳。至今已被視為「不死的」,也就是說此細胞株(不同於其他人類細胞)不會老死,而且可以不限次數(shù)的分裂下去,而且已被培養(yǎng)出一個不間斷的系列。

此細胞株即使和其他癌細胞相比,增殖依然異常迅速。

衣原體的生活史4.3立克次氏體(Richettsia)發(fā)現(xiàn)1909年,美國醫(yī)生H.T.Ricketts首次發(fā)現(xiàn)落基山斑疹傷寒的獨特病原體,并犧牲于此病而命名之一。定義一類只能寄生在真核細胞內(nèi)G-原核微生物。區(qū)別有別于枝原體的是含壁和不能獨立生活;而有別于衣原體的是細胞較大、無濾過性及存在產(chǎn)能系統(tǒng)。特點大小:

細胞大小為0.3-0.6x0.8-2微米、形態(tài)多變(球;雙球;桿狀及絲狀等同時存在)。傳媒:

宿主為虱、蚤、蜱、螨等節(jié)肢動物,亦可傳至人等。谷氨酸產(chǎn)能:只能利用谷氨酸和谷氨酰胺產(chǎn)能,以二等分裂繁殖(8h/代)。組織培養(yǎng):可以組織培養(yǎng)物(雞胚;HeLa細胞株)來培養(yǎng)。敏感性:對青霉素等抗生素敏感、對熱敏感(56℃/30min)。與衣原體比較同點:同樣是真核細胞內(nèi)寄生的G-細菌。異處:形態(tài)較大、合成能力比衣原體強,不形成包涵體?;蚪M大?。浩帐狭⒖舜问象w為1.1Mb,含834個基因。致病及傳播途徑致?。喝祟惏哒顐?、恙蟲熱和Q熱等嚴重傳染性疾疾。宿主:通常寄生在虱、蚤等昆蟲消化道上皮細胞內(nèi)大量繁殖,然后破壁釋放與隨糞便傳播。傳染:虱、蚤等昆蟲叮咬人皮膚抓癢皮破時昆蟲排糞于此菌體從傷口入血血中大量繁殖產(chǎn)生內(nèi)毒素置人于死地支原體、立克次氏體、衣原體與細菌、病毒的比較4.4螺旋體螺旋體(spirochete)是一類細

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