原核微生物2

null第二章 原核微生物第二章 原核微生物第一节 细菌 第二节 古菌 第三节 放线菌 第四节 蓝细菌 第五节 其他原核微生物第三节 放线菌第三节 放线菌放线——在固体培养基上呈辐射状生长 营养型：大多数腐生 链霉菌、金霉菌、土霉菌、小单孢菌、诺卡氏菌等等 生物意义：医药与环境工程其中的诺卡氏菌属能使石油脱蜡、烃类发酵、脱硫、脱磷，有的对氰化物、腈类化合物的分解能力强，用于丙烯腈废水生物处理。null放线菌可以形成菌丝及菌丝体，且以菌丝断裂、形成分生胞子或胞子囊的形式繁殖（较细菌复杂），所以放线菌是比细菌更高一级的进化类群。 在自然界分布广泛，尤其在土壤中。 少数菌种对人类有致病作用，如星形偌卡菌引起肺部化脓性感染。 可分解多种有机物质（烃类、氰类、吡啶、纤维素等），在环境治理中具有潜在应用价值。 null放线菌的代表属： 链霉菌属：是最高等的放线菌。多生活在土壤中。是产生抗生素菌株的主要来源，如链霉素由灰色链霉菌产生，而土霉素是由龟裂链霉菌产生。 偌卡菌属：部分可对人致病。星形偌卡菌引起肺化脓性感染。巴西偌卡菌主要在皮肤创伤后引起感染，感染以化脓和坏死为特征，称为分枝菌病。 小单胞菌属：棘孢小单胞菌可产生庆大霉素。 （一）放线菌的形态、大小和繁殖（一）放线菌的形态、大小和繁殖特征：丝状分枝、多核、 单细胞（细胞核之间没有分隔） 营养菌丝固体基质气生菌丝多细胞核孢子丝分生孢子null 1、基内菌丝—向基质表面和内部伸展的菌丝，菌丝较细，颜色较淡，称为基内菌丝。 基内菌丝产生红、橙、黄、绿、蓝、紫、黑、褐等不同颜色（多为水溶性，可将培养基染成不同颜色）。 主要功能：摄取营养和排泄代谢产物，故亦称其为营养菌丝。 2、气生菌丝—由基内菌丝伸向空间的、较粗和颜色较深的菌丝。有的也产生色素。链霉菌的气生菌丝非常发达。null 气生菌丝与孢子丝也产生色素，并往往与基内菌丝产生的色素不同。 气生菌丝与孢子丝形态和排列以及分生孢子的结构差异，是链霉菌属分类鉴定的依据。 3、孢子丝—放线菌生长发育成熟时，在气生菌丝的上部分化出可形成分生孢子的孢子丝，上生成串的分生孢子。null孢子是放线菌的“种子”（无性）。孢子对于不良的外界环境有较强的抵抗力。散落的孢子遇到适宜条件就萌发长出菌丝。菌丝分枝再分枝，最后形成网状的菌丝体。孢子繁殖→无性繁殖null 直形波浪形螺旋形 从生单轮生双轮生nullnull 大多数放线菌以分生孢子繁殖，少数以孢囊孢子、菌丝断裂等方式繁殖。 （二）放线菌的繁殖null通过分生孢子或孢囊孢子繁殖，也可以一段营养菌丝繁殖 孢子丝 气生菌丝 基内菌丝 孢子丝分化为孢子 一段菌丝或一个孢子萌芽(三)鉴定特征及生理特性(三)鉴定特征及生理特性① 菌落特征 （与细菌特征正好相反）表面常呈粉末状或皱褶状，有的则呈紧密干硬的圆形，有些为糊状。颜色各异，正反不同，质地紧密，菌落不易用接种环挑起，较小 。 ② 液体培养特征 静置培养：培养基不混浊膜状附壁，或沉降于底部。 震荡（或摇床）培养： 短的菌丝体构成球状颗粒。 ③ 生理特性 大多数好氧，最适宜的pH值7～8，嗜中温。null可溶性淀粉 2克 硝酸钾 0.1克 磷酸氢二钾 0.05克 氯化钠 0.05克 硫酸镁 0.05克 硫酸亚铁 0.001克 琼脂 2克 水 1000毫升 先把淀粉放在烧杯里，用5毫升水调成糊状后，倒入95毫升水，搅匀后加入其他药品，使它溶解。在烧杯外做好记号，加热到煮沸时加入琼脂，不停搅拌，待琼脂完全溶解后，补足失水。调整pH值到7.2～7.4，分装后灭菌，备用。 放线菌培养基（高氏培养基）第四节 蓝细菌第四节 蓝细菌 蓝细菌是一大类群分布极广的、异质的、极大多数情况下产氧光合作用的、古老的原核微生物。 蓝细菌曾被列为植物类，称蓝藻或蓝绿藻，在上一代学者中采用，现已不再使用这一名词，而认为它是细菌的一类，属于原核生物界的蓝色光合菌门。null在热泉、盐水湖及其它恶劣环境中，蓝细菌是主要或唯一的光养生物。 分布于岩石和土壤表面，是岩石分解和土壤形成的“先驱生物”。 在沙漠中结成成片的硬膜，在一年的大部分时间里处于休眠状态，只在短暂的冬季和春雨时节才进行繁殖和生长。 在富营养化的水域中，会引起海湾的赤潮和湖泊的水华。 少量蓝细菌还能与真菌、苔类、蕨类、苏铁科植物、珊瑚甚至一些无脊椎动物共生。nullO2O2地球变成了高度氧化性的，使生物进化速度产生了一个巨大的爆发。O3有效阻挡紫外辐射。使高密度种群得以发展。蓝细菌是最早能放出氧气的 光养生物，并且担负着地球大气 从无氧到有氧的转换作用。蓝细菌null 蓝细菌的形态极为多样化。目前已知有单细胞和丝状两种形体，在这些形态类型中，仍存在大量的变异。《伯杰氏》将蓝细菌分成五个形态类群： 二分裂单细胞 多分裂单细胞 可形成具有固氮作用的特殊细胞—异囊孢的丝状蓝细菌 不形成异囊孢的丝状蓝细菌 分支丝状蓝细菌 蓝细菌的细胞最小的只有0.5~1㎛，如聚球蓝细菌属，与典型的细菌相似。而最大的巨颤蓝细菌，其直径达60㎛。蓝细菌的形态null蓝细菌的结构类似于G—，革兰氏染色阴性。细胞壁：含肽聚糖，外有脂多糖层。许多蓝细菌产生大量粘质外膜或鞘，使成群的细胞或丝状体结合在一起。 多数丝状蓝细菌无鞭毛，但能作滑行运动，表现出趋光性和趋化性。 脂肪酸组成与其它原核生物都不同，通常含有两个或多个双链组成的不饱和脂肪酸。而细菌大多数都含有饱和的和单一不饱和的脂肪酸。 光合器：为片层状膜系统——类囊体。null色素：只含有一种叶绿素—叶绿素a，并且全部含有特有的藻胆素—在光合作用中起辅助色素作用；另外还有类胡萝卜素。不同的藻胆素与其它色素一起，使蓝细菌呈蓝绿色、绿色、红色或棕色，从而保证了蓝细菌能在不同的环境条件下有效地利用光能。 气泡：一些浮游蓝细菌细胞质中有气泡。作用是使菌体通过漂浮而保持在光线最多的地方，以利于光合作用。 异型胞（或称异囊孢）：一部分丝状蓝细菌所特有的一种特化细胞。它由营养期细胞异化而来，圆形，厚壁，折光率高，内含藻青素，是此类蓝细菌的固氮场所。null蓝细菌的光合作用示意图蓝细菌分类蓝细菌分类蓝藻门分为两纲:色球藻纲和藻殖段纲。（一）色球藻纲 藻体为单细胞体或群体。 微囊藻属、腔球藻属（二）藻殖段纲 藻体为丝状体，有藻殖段。 颤藻属、鱼腥藻属null蓝细菌的繁殖单细胞种类{ 二分裂 eg.粘杆蓝细菌 多分裂 eg.皮果蓝细菌丝状蓝细菌{单平面分裂 eg.鱼腥蓝细菌和颤蓝细菌 多平面方向分裂 eg.分枝的丝状蓝细菌静息孢子：为有异型孢的丝状蓝细菌上形成的一种特化细胞， 在黑暗、干燥和冰冻时保护菌体组织，外壁较厚。 外壁破裂后，便可自行萌发形成新的营养体菌丝。段殖体：丝状蓝细菌通过菌丝断裂而繁殖。null蓝细菌的生理在污水处理，水体自净中起积极作用。 蓝细菌的营养要求简单，不需要维生素，能以硝酸盐或氨化物作为氮源，固氮的种类也很常见。在氮、磷丰富的水体中生长旺盛，可作水体富营养化的指示生物。有些蓝细菌的代谢产物对环境有重要影响。许多蓝细菌能够产生神经毒素，当动物饮用了含有大量的这类蓝细菌的水后，会很快引起死亡。null赤潮 海水出现富营养化现象，水体中某些微小的浮游植物、原生动物或细菌突发性地增殖和聚集，引起一定范围、一段时间水体变色现象。通常水体颜色因生物的数量、种类而呈红、绿和褐色等。  成因  ①海域水体高营养化（氮、磷）；    ②某些特殊物质参与作为诱发因素，已知的有维生素B1、B12、铁、锰、脱氧核糖核酸； ③发生赤潮的生物类型主要为藻类。（甲藻纲，常见的有裸甲藻属、膝沟藻属、多甲藻属，共5个纲15个科30个种）nullnullnull危害    ① 引起海洋异变，局部中断海洋食物链，使海域一度成为死海；    ② 有些赤潮生物分泌毒素，这些毒素被食物链中的某些生物摄入，如果人类再食用这些生物，则会导致中毒甚至死亡。防治　控制含氮、磷等废物向海洋中排放。 如含磷洗衣粉的废水等。 null水华淡水中的一种自然的生态现象，是由于某些蓝藻的过度生长引起的水体富营养化。“水华”发生时，水体一般呈蓝色或绿色。（以蓝藻纲为主，如微囊藻、鱼腥藻、颤藻等，还有栅藻、硅藻） 化肥 城市生活污水 养殖废水 土地侵蚀、淋溶出的营养盐 网箱养殖生物的粪便 大气中的NO3-、沉积物中N、P的释放成因null微囊藻颤藻鱼腥藻null 危害人类健康。接触、少量饮用、长期饮用。 对家畜及野生动物的危害。 蓝藻对水生生物有影响。 影响自来水厂的出水水质，增加制水成本。 使水体透明度明显降低，严重富营养化的水质透明度仅有0.2m。甚至在岸边堆积，藻体死亡时还会散发恶臭，严重破坏景观。危害第五节 其他原核微生物第五节 其他原核微生物一、螺旋体 二、立克次氏体 三、衣原体 四、支原体一、螺旋体一、螺旋体是一类形态结构和运动机理独特的单细胞原核微生物。 细胞非常细长，0.1~3.0×3~500 ㎛ ，螺旋状，极柔极易弯曲，无鞭毛，但能作特殊的弯曲扭动或蛇一样运动。 繁殖方式为纵向二分裂；腐生或寄生。 广泛分布于水生环境和动物体中，有些是动物体内固有的微生物区系。 有些种类引起梅毒、回归热、慢性游走性红斑、钩端螺旋体病等。另据最新研究，人类的胃癌主要也是由幽门螺旋体寄生造成的。 已知螺旋体共有五个属。null病原体：密螺旋体属的苍白密螺旋体；在自然界中仅限于感染人类。 特性：对温度增高极为敏感，暴露在 41.5℃～42℃ 回被立即杀死，故最易感染低温部位；能被干燥很快杀死，故只有通过人体直接接触才能传播。梅毒二、立克次氏体二、立克次氏体是专性活细胞内寄生的致病性原核微生物。 大小为0.3~0.6×0.8~2.0㎛，球状或杆状，革兰氏染色阴性，以二分裂方式繁殖，约8小时繁殖一代，对许多抗生素敏感。 属于虫媒微生物，通过蚤、蜱、螨等节肢动物在动物间传播。 引起的传染病：洛基山斑点热、流行性斑疹伤寒、地方性斑疹伤寒、Q热和恙虫热、战壕热等。三、衣原体三、衣原体是一类比立克次氏体小，代谢活性丧失更多的专性活细胞寄生的致病性原核微生物。 由于它没有产能系统，ATP得自宿主，故有“能量寄生物”之称。是已知具有细胞结构的生物生化功能最简单的，故只能在活组织中进行培养。 细胞球形或椭圆形，直径0.2~1.5 ㎛，G-，同时含DNA和RNA，二分裂繁殖，对磺胺及抗生素敏感。 引起的传染病：沙眼、鹦鹉热、淋巴肉芽肿、粒性结膜炎、肺炎等。四、支原体四、支原体是一类已知最小、无细胞壁、能离开活细胞独立生活的原核微生物。 引起人和禽畜呼吸道、肺部、尿道、生殖系统炎症。植物原体（类支原体）是黄化病、矮缩病的病原体。特 点1、相当小，直径0.1~0.3 ㎛，一般约0.25 ㎛。 2、无细胞壁，形态多变；菌体柔软，可通过细菌滤器； G-，对四环素等抗生素、表面活性剂、醇类敏感。 3、质膜含固醇或脂聚糖，对渗透溶解抗性较高。 4、菌落呈“荷包蛋”状，直径仅0.1~1㎜。 5、一般以二分裂方式繁殖，也有出芽繁殖。 6、体外培养条件苛刻，需用营养丰富的复合培养基培养。null富集重金属离子 利用其生物吸附作用可从工业污水中去除有毒、放射性金属和回收稀有、贵重金属。该法具有高效、经济、简便、选择性好等优点 ,尤其适用于低浓度及一般方法不易去除的金属。主要菌种有菌藻共生体、啤酒酵母菌、盐泽螺旋藻、林可链霉素和黑根霉菌生物固氮作用 微生物在常温常压下直接利用分子氮（N2），将之还原为氨（NH3）的过程。固氮微生物包括：蓝细菌、放线菌、细菌和古细菌。自然水体自净（污水处理—氧化塘） 藻类光合作用释放氧气，为好氧微生物提供有氧环境，保证水中的有机污染物好氧降解连续进行，周而复始的分解－光合使水体净化。null生物脱氮中，有反硝化能力的微生物有变形杆菌、微球菌属、假单胞菌属、芽胞杆菌属等 生物除磷，除磷过程一般认为在有氧条件下摄取磷,在厌氧条件下释放磷,其中不动杆菌属（Acinetobacter)是除磷的优势菌种。 重金属离子，藻类对重金属离子具有较强的富集能力，利用其生物吸附作用可从工业污水中去除有毒、放射性金属和回收稀有、贵重金属。该法具有高效、经济、简便、选择性好等优点，尤其适用于低浓度及一般方法不易去除的金属。 脱色，用专性厌氧菌硫酸盐还原菌混合培养物对偶氮染料、三苯甲烷染料、蒽醌染料的废水进行脱色 null白腐菌是一类提子真菌，在废水治理中，其降解污染物的范围十分广泛。 生物脱硫，进行生物脱硫的微生物多为革兰氏阴性细菌，eg.德氏假单胞菌R-8，能对DBT和4，6－二甲基二苯并噻吩进行脱硫，利用氧化亚铁硫杆菌已使脱硫率达95%以上。 纤维素，很多产纤维素酶的细菌能够降解大分子的纤维素分子。