16 三、 细菌的繁殖和菌落的形成 1、 细菌的繁殖方式 当细菌从周围环境中吸收了营养物质后,发生一系列的系列化合成反应,把进入的营养物质转变 成为新的营养物质——DNA、RNA、蛋白质、酶及其他大分子,之后菌体开始了繁殖过程形成两个 新的细胞。 ①裂殖 裂殖是细菌最普遍、最主要的 繁殖方式,通常表现为横分裂。 ②细菌的分裂过程 首先是核的分裂和隔膜的形成 第二步横隔壁的形成 最后子细胞的分离 2、 细菌的菌落特征 ①菌落 菌落(colony)单个微生物在适宜的固体培养基表面或内部生长、繁殖到一定程度可以形成肉眼 可见的、有一定形态结构的子细胞生长群体,称为菌落。当固体培养基表面众多菌落连成一片时,便 成为菌苔(1awn) ②菌落特征 各种细菌在一定条件下形成的菌落特征具有一定的稳定性和专一性,这是衡量菌种纯度,辨认和 鉴定菌种的重要依据。 ③如何描述菌落特征 菌落特征包括大小,形状,隆起形状,边缘情况,表面状态,表面光泽,质地,颜色,透明度等 (如图 2.10)。 ④影响菌落特征的因素
16 三、 细菌的繁殖和菌落的形成 1、 细菌的繁殖方式 当细菌从周围环境中吸收了营养物质后,发生一系列的系列化合成反应,把进入的营养物质转变 成为新的营养物质——DNA、RNA、蛋白质、酶及其他大分子,之后菌体开始了繁殖过程形成两个 新的细胞。 ①裂殖 裂殖是细菌最普遍、最主要的 繁殖方式,通常表现为横分裂。 ②细菌的分裂过程 首先是核的分裂和隔膜的形成 第二步横隔壁的形成 最后子细胞的分离 2、 细菌的菌落特征 ①菌落 菌落(colony)单个微生物在适宜的固体培养基表面或内部生长、繁殖到一定程度可以形成肉眼 可见的、有一定形态结构的子细胞生长群体,称为菌落。当固体培养基表面众多菌落连成一片时,便 成为菌苔(1awn) ②菌落特征 各种细菌在一定条件下形成的菌落特征具有一定的稳定性和专一性,这是衡量菌种纯度,辨认和 鉴定菌种的重要依据。 ③如何描述菌落特征 菌落特征包括大小,形状,隆起形状,边缘情况,表面状态,表面光泽,质地,颜色,透明度等 (如图 2.10)。 ④影响菌落特征的因素
17 组成菌落和细胞结构和生长行为;邻近菌落影响菌落的大小;培养条件。 纯培养:克隆(clone), 菌苔(lawn)。 §2 放线菌(Actinomycetes) 因菌落呈放射状而得名,是丝状分枝细胞的细菌。一般分布在含水量低,有机质丰富的中性偏碱 性土壤中,特殊土腥味。大多数是腐生菌,少数寄生;多数异养,好氧。突出特性是产各种抗生素。 一、 放线菌与人类生活及生产的关系 放线菌是真细菌的一个大类群, 为革兰氏阳性。 放线菌多为腐生,少数为寄生。 寄生型放线菌会引起放线菌病和诺卡 氏病。 同时放线菌能产生大量的、种类 繁多的抗生素。世界上绝大多数的抗 生素由放线菌产生。 二、 形态结构 放线菌菌体为单细胞,大多数由 分枝发达的菌丝组成。根据放线菌菌 丝的形态和功能分为营养菌丝、气生 菌丝和孢子丝三种(见图 2.11)。 1、 营养菌丝 又称为初级菌丝体或一级菌丝体 或基内菌丝,匍匐生长于培养基内, 主要生理功能是吸收营养物。 营养菌丝一般无隔膜;直径 0.2-0.8 微米;长度差别很大;短的小 于 100 微米,长的可达 600 微米;有 的产生色素。 2、 气生菌丝 又称为二级菌丝体。营养菌丝体 发育到一定时期,长出培养基外并伸 向空间的菌丝为所生菌丝。它叠生于 营养菌丝之上,直径比营养菌丝粗, 颜色较深。 3、 孢子丝 当气生菌丝发育到一定程度,其上分化出可形成孢子的菌丝即为孢子丝,又名产孢丝或繁殖菌丝 (见图 2.12)。 三、 菌落特征 放线菌的菌落由菌丝体组成,一般圆形、光平或有许多皱褶。在光学显微镜下观察,菌落周围具 有辐射状菌丝。总的特征介于霉菌和细菌之间。据种的不同分为两类。 由大量产生分枝的和气生菌丝的菌种所形成的菌落,如链霉菌。 菌丝较细,生长缓慢,分枝多而且相互缠绕,故形成的菌落质地致密,表面呈紧密的绒状或坚实, 干燥,多皱,菌落小而不蔓延,营养菌丝长在培养基内,所以菌落与培养基结合紧密,不易挑取,或 挑起后不易破碎。有时气生菌丝体呈同心圆环状,当孢子丝产生大量孢子并布满整个菌落表面后,才
17 组成菌落和细胞结构和生长行为;邻近菌落影响菌落的大小;培养条件。 纯培养:克隆(clone), 菌苔(lawn)。 §2 放线菌(Actinomycetes) 因菌落呈放射状而得名,是丝状分枝细胞的细菌。一般分布在含水量低,有机质丰富的中性偏碱 性土壤中,特殊土腥味。大多数是腐生菌,少数寄生;多数异养,好氧。突出特性是产各种抗生素。 一、 放线菌与人类生活及生产的关系 放线菌是真细菌的一个大类群, 为革兰氏阳性。 放线菌多为腐生,少数为寄生。 寄生型放线菌会引起放线菌病和诺卡 氏病。 同时放线菌能产生大量的、种类 繁多的抗生素。世界上绝大多数的抗 生素由放线菌产生。 二、 形态结构 放线菌菌体为单细胞,大多数由 分枝发达的菌丝组成。根据放线菌菌 丝的形态和功能分为营养菌丝、气生 菌丝和孢子丝三种(见图 2.11)。 1、 营养菌丝 又称为初级菌丝体或一级菌丝体 或基内菌丝,匍匐生长于培养基内, 主要生理功能是吸收营养物。 营养菌丝一般无隔膜;直径 0.2-0.8 微米;长度差别很大;短的小 于 100 微米,长的可达 600 微米;有 的产生色素。 2、 气生菌丝 又称为二级菌丝体。营养菌丝体 发育到一定时期,长出培养基外并伸 向空间的菌丝为所生菌丝。它叠生于 营养菌丝之上,直径比营养菌丝粗, 颜色较深。 3、 孢子丝 当气生菌丝发育到一定程度,其上分化出可形成孢子的菌丝即为孢子丝,又名产孢丝或繁殖菌丝 (见图 2.12)。 三、 菌落特征 放线菌的菌落由菌丝体组成,一般圆形、光平或有许多皱褶。在光学显微镜下观察,菌落周围具 有辐射状菌丝。总的特征介于霉菌和细菌之间。据种的不同分为两类。 由大量产生分枝的和气生菌丝的菌种所形成的菌落,如链霉菌。 菌丝较细,生长缓慢,分枝多而且相互缠绕,故形成的菌落质地致密,表面呈紧密的绒状或坚实, 干燥,多皱,菌落小而不蔓延,营养菌丝长在培养基内,所以菌落与培养基结合紧密,不易挑取,或 挑起后不易破碎。有时气生菌丝体呈同心圆环状,当孢子丝产生大量孢子并布满整个菌落表面后,才
18 形成絮状,粉状或颗粒状的典型放线菌菌落。有的产生色素。 由不产生大量菌丝的种类形成,如诺卡氏菌。 菌落粘着力差,结构呈粉质状,用针挑取则粉碎。 四、 繁殖方式 放线菌主要通过形成无性孢子的方式进行繁殖,也可利用菌丝片断进行繁殖。 放线菌生长到一定阶段,一部分菌丝形成孢子丝,孢子丝成熟便分化形成许多孢子,这称为分生 孢子。 五、 几种常见的放线菌 (一)链霉菌属 Streptomyces 90%抗生素,菌丝发育良好。如龟裂链霉菌 S. rimosus, 灰色链霉菌 S. griseus (二)小单孢菌属 Micromonospora 无气生菌丝,基内菌丝顶端着生一孢子。 (三)诺卡氏菌 Nocardia 原放线菌属,降解能力强。 (四)放线菌属 Actinomyces 只有基内菌丝,不形成孢子,厌氧。 (五)链孢囊菌属 Streptosporangium 形成孢子囊,孢囊孢子。 §3 蓝细菌(Cyanobacteria) 蓝细菌(Cyanobacteria)旧名蓝藻(blue algae)或蓝绿藻(blue-green algae),是一类进化历史悠 久、革兰氏阴性、无鞭毛、含叶绿素(但不形成叶绿体),能进行产氧性光合作用的大型原核生物。 一、 形态 蓝细菌形态差异极大,有单细胞和丝状体两类形态。细胞的直径从 0.5~1m 到 60m,丝状体 的长度差异很大。多个个体聚集在一起,可形成肉眼可见的很大的群体。在水体中繁茂生长时,可使 水体颜色随菌体而发生变化。 二、 细胞生理特性 蓝细菌属于原核生物,细胞壁与 G -细菌相似,由肽聚糖等多粘复合物组成,并含有二氨基庚二 酸,革兰氏阴性,细胞壁可以分泌许多胶粘物质使一群群的细胞或丝状结合在一起形成胶团或胶鞘; 细胞核无核膜,没有有丝分裂器;细胞质中有汽泡,可使细胞漂浮。 蓝细菌具有它所特有结构——光合器,光合器有两种不同的构型,一是位于细胞膜的外膜下面呈 一连续层;但大多数是位于类囊体的膜层中。光合器中含有光合作用色素有叶绿素 a、藻胆素和类胡 萝卜素。蓝细菌可进行光合作用。 表 2.6 蓝细菌主要亚群 类 群 形态 繁殖 色球蓝细菌群(Chroococacean) 单细胞,球、杆状 二分分裂或芽殖 宽球菌细菌群(Pleurocapsalean) 单细胞,杆状细胞在鞘套内 多重分裂,产生小繁殖细胞 baeocytes 颤蓝细菌群(Osciliatorian) 丝状,单个细胞在藻丝内 藻丝断裂 不分枝、异形胞群(Nonbranching heterocystous) 丝状,不分枝藻丝 藻丝断裂和静息孢子萌发 分枝异形胞群(Branching heterocystous) 丝状,分枝藻丝 藻丝断裂生成连锁体 (himogonia)和静息孢子萌发 有的蓝细菌具有异形胞(heterocvst)这是蓝细菌进行固氮作用的的场所,异形胞内有固氮酶系统
18 形成絮状,粉状或颗粒状的典型放线菌菌落。有的产生色素。 由不产生大量菌丝的种类形成,如诺卡氏菌。 菌落粘着力差,结构呈粉质状,用针挑取则粉碎。 四、 繁殖方式 放线菌主要通过形成无性孢子的方式进行繁殖,也可利用菌丝片断进行繁殖。 放线菌生长到一定阶段,一部分菌丝形成孢子丝,孢子丝成熟便分化形成许多孢子,这称为分生 孢子。 五、 几种常见的放线菌 (一)链霉菌属 Streptomyces 90%抗生素,菌丝发育良好。如龟裂链霉菌 S. rimosus, 灰色链霉菌 S. griseus (二)小单孢菌属 Micromonospora 无气生菌丝,基内菌丝顶端着生一孢子。 (三)诺卡氏菌 Nocardia 原放线菌属,降解能力强。 (四)放线菌属 Actinomyces 只有基内菌丝,不形成孢子,厌氧。 (五)链孢囊菌属 Streptosporangium 形成孢子囊,孢囊孢子。 §3 蓝细菌(Cyanobacteria) 蓝细菌(Cyanobacteria)旧名蓝藻(blue algae)或蓝绿藻(blue-green algae),是一类进化历史悠 久、革兰氏阴性、无鞭毛、含叶绿素(但不形成叶绿体),能进行产氧性光合作用的大型原核生物。 一、 形态 蓝细菌形态差异极大,有单细胞和丝状体两类形态。细胞的直径从 0.5~1m 到 60m,丝状体 的长度差异很大。多个个体聚集在一起,可形成肉眼可见的很大的群体。在水体中繁茂生长时,可使 水体颜色随菌体而发生变化。 二、 细胞生理特性 蓝细菌属于原核生物,细胞壁与 G -细菌相似,由肽聚糖等多粘复合物组成,并含有二氨基庚二 酸,革兰氏阴性,细胞壁可以分泌许多胶粘物质使一群群的细胞或丝状结合在一起形成胶团或胶鞘; 细胞核无核膜,没有有丝分裂器;细胞质中有汽泡,可使细胞漂浮。 蓝细菌具有它所特有结构——光合器,光合器有两种不同的构型,一是位于细胞膜的外膜下面呈 一连续层;但大多数是位于类囊体的膜层中。光合器中含有光合作用色素有叶绿素 a、藻胆素和类胡 萝卜素。蓝细菌可进行光合作用。 表 2.6 蓝细菌主要亚群 类 群 形态 繁殖 色球蓝细菌群(Chroococacean) 单细胞,球、杆状 二分分裂或芽殖 宽球菌细菌群(Pleurocapsalean) 单细胞,杆状细胞在鞘套内 多重分裂,产生小繁殖细胞 baeocytes 颤蓝细菌群(Osciliatorian) 丝状,单个细胞在藻丝内 藻丝断裂 不分枝、异形胞群(Nonbranching heterocystous) 丝状,不分枝藻丝 藻丝断裂和静息孢子萌发 分枝异形胞群(Branching heterocystous) 丝状,分枝藻丝 藻丝断裂生成连锁体 (himogonia)和静息孢子萌发 有的蓝细菌具有异形胞(heterocvst)这是蓝细菌进行固氮作用的的场所,异形胞内有固氮酶系统
19 它可利用 ATP 和还原性物质来还原自由态的氮成为氨。光合作用的产物从邻近的营养细胞向异形胞 转移,而固氮作用产物则移向营养细胞。 三、 常见的蓝细菌类群 常见的蓝细菌类群及其特性见表 2.6。 §4 古细菌 古细菌是根据 16SrRNA 寡核苷酸序列分析,显示出三个主要的生物域(真细菌、古细菌和真核 生物)之一,参见图 1.1。 一、 古细菌的细胞结构特点 古细菌的细胞壁和表面 古细菌细胞壁的物质极为多样,从类似肽聚糖的物质、假肽聚糖(假胞壁质),到多糖、蛋白质和 糖蛋白。有的古细菌细胞壁含假肽聚糖(假胞壁质),而有的古细菌则是由两个双向的、不完全结晶的 蛋白质或糖蛋白在细胞表面排列而成的表层,其他古细菌在原生质膜外有厚的多糖的细胞壁。 古细菌有鉴别性的特征之一是在原生质膜中脂类的性质不像真细菌的脂类由酯键连接甘油,和真 核生物一样由醚键连接甘油,它们的脂类也是长链和分支的脂肪酸。 古细菌的 DNA 与真细菌的染色体相似由不含核膜的单个环状 DNA 分子构成,但大小通常小于 大肠杆菌的 DNA。 古细菌的核糖体 和真细菌的核糖体同样大小,但在某些特性上,它们与真核生物的核糖体相似, 如对抗生素链霉素和氯霉素的抗性及对白喉毒素的敏感性。 二、 真细菌和古细菌的差异 表 2.7 真细菌和古细菌间的某些差异 特征 真细菌 古细菌 细胞壁 有胞壁酸 无胞壁酸 脂类 酯键连接 醚键连接 甲烷生成过程 没有 可能有 RNA 多聚酶 一个 几个 起始 tRNA 甲酰甲硫氨酸 甲硫氨酸 核糖体 链霉素和氯霉素敏感白喉毒素抗性 链霉素和氯霉素抗性白喉毒素敏感 三、 古细菌的类群和生长环境 古细菌类群包括能够在极端环境中生存的细菌,如热泉(例如硫化叶菌属 Sulfolobus 和热球菌属 Pyrococcus)和高盐(盐杆菌属 Halobacterium)及产甲烷菌如甲烷杆菌属(Methanobacterium),该菌代谢结 果产生甲烷。 产甲烷菌;极端嗜盐菌;极端嗜热菌; 无细胞壁的古细菌 §5 其它几类原核微生物 重要了解大小、G、培养、细胞及代谢。 一、立克次氏体 (Rickettsia) 介于细菌、病毒之间,专性真核活细胞内寄生,不能人工培养。不滤过,直径 0.3-0.6um,存在 与寄主细胞质和核中。细胞球状或杆状,不运动。G-,膜疏松,酶系统不完全,不完整的产能代谢, 抵抗性差。 二、支原体 Mycoplasma 介于细菌、立克次氏体之间。不具细胞壁,细胞膜含甾醇类。G-,直径 0.2~0.25um,可滤过。 已知可独立生活的最小的细胞型生物。可人工培养,营养要求苛刻,油煎蛋菌落
19 它可利用 ATP 和还原性物质来还原自由态的氮成为氨。光合作用的产物从邻近的营养细胞向异形胞 转移,而固氮作用产物则移向营养细胞。 三、 常见的蓝细菌类群 常见的蓝细菌类群及其特性见表 2.6。 §4 古细菌 古细菌是根据 16SrRNA 寡核苷酸序列分析,显示出三个主要的生物域(真细菌、古细菌和真核 生物)之一,参见图 1.1。 一、 古细菌的细胞结构特点 古细菌的细胞壁和表面 古细菌细胞壁的物质极为多样,从类似肽聚糖的物质、假肽聚糖(假胞壁质),到多糖、蛋白质和 糖蛋白。有的古细菌细胞壁含假肽聚糖(假胞壁质),而有的古细菌则是由两个双向的、不完全结晶的 蛋白质或糖蛋白在细胞表面排列而成的表层,其他古细菌在原生质膜外有厚的多糖的细胞壁。 古细菌有鉴别性的特征之一是在原生质膜中脂类的性质不像真细菌的脂类由酯键连接甘油,和真 核生物一样由醚键连接甘油,它们的脂类也是长链和分支的脂肪酸。 古细菌的 DNA 与真细菌的染色体相似由不含核膜的单个环状 DNA 分子构成,但大小通常小于 大肠杆菌的 DNA。 古细菌的核糖体 和真细菌的核糖体同样大小,但在某些特性上,它们与真核生物的核糖体相似, 如对抗生素链霉素和氯霉素的抗性及对白喉毒素的敏感性。 二、 真细菌和古细菌的差异 表 2.7 真细菌和古细菌间的某些差异 特征 真细菌 古细菌 细胞壁 有胞壁酸 无胞壁酸 脂类 酯键连接 醚键连接 甲烷生成过程 没有 可能有 RNA 多聚酶 一个 几个 起始 tRNA 甲酰甲硫氨酸 甲硫氨酸 核糖体 链霉素和氯霉素敏感白喉毒素抗性 链霉素和氯霉素抗性白喉毒素敏感 三、 古细菌的类群和生长环境 古细菌类群包括能够在极端环境中生存的细菌,如热泉(例如硫化叶菌属 Sulfolobus 和热球菌属 Pyrococcus)和高盐(盐杆菌属 Halobacterium)及产甲烷菌如甲烷杆菌属(Methanobacterium),该菌代谢结 果产生甲烷。 产甲烷菌;极端嗜盐菌;极端嗜热菌; 无细胞壁的古细菌 §5 其它几类原核微生物 重要了解大小、G、培养、细胞及代谢。 一、立克次氏体 (Rickettsia) 介于细菌、病毒之间,专性真核活细胞内寄生,不能人工培养。不滤过,直径 0.3-0.6um,存在 与寄主细胞质和核中。细胞球状或杆状,不运动。G-,膜疏松,酶系统不完全,不完整的产能代谢, 抵抗性差。 二、支原体 Mycoplasma 介于细菌、立克次氏体之间。不具细胞壁,细胞膜含甾醇类。G-,直径 0.2~0.25um,可滤过。 已知可独立生活的最小的细胞型生物。可人工培养,营养要求苛刻,油煎蛋菌落
20 三、衣原体(Chlamydia) 介于立克次氏体、病毒之间。可滤过,专性活细胞内寄生。G-,"能量寄生物 "。各类原核微生 物与病毒比较表。 蛭弧菌 Bdellovibrio:寄生于其他细菌并导致裂解,可滤过,运动活跃,G-。生物防治。 第三章 真核微生物的形态、构造和功能 [教学目标]通过本章的教学,使学生掌握真核微生物的种类和特征、掌握以酵母菌和丝状真菌为 代表真核微生物的形态结构、化学组成和繁殖特征等。 [教学的重点和难点] 酵母菌和丝状真菌的基本形态、构造和特征;酵母菌和丝状真菌的菌落形 态特征和繁殖方式。 [教学方法和手段]主要以讲授为主,应用多媒体课件进行形象生动的课堂教学。 [教学内容] §1 真核生物细胞结构 真核生物 真核生物细胞具有复杂的,有膜包被的亚细胞器,使细胞功能区域化
20 三、衣原体(Chlamydia) 介于立克次氏体、病毒之间。可滤过,专性活细胞内寄生。G-,"能量寄生物 "。各类原核微生 物与病毒比较表。 蛭弧菌 Bdellovibrio:寄生于其他细菌并导致裂解,可滤过,运动活跃,G-。生物防治。 第三章 真核微生物的形态、构造和功能 [教学目标]通过本章的教学,使学生掌握真核微生物的种类和特征、掌握以酵母菌和丝状真菌为 代表真核微生物的形态结构、化学组成和繁殖特征等。 [教学的重点和难点] 酵母菌和丝状真菌的基本形态、构造和特征;酵母菌和丝状真菌的菌落形 态特征和繁殖方式。 [教学方法和手段]主要以讲授为主,应用多媒体课件进行形象生动的课堂教学。 [教学内容] §1 真核生物细胞结构 真核生物 真核生物细胞具有复杂的,有膜包被的亚细胞器,使细胞功能区域化