显微镜下的微生物

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（1）黄曲霉毒素的发现

火鸡的X病： 1960年6月－8月间，英国英格兰南部和东部地区 黄曲霉毒素是20世纪60年代才被发现的。当时，在美国东南部 一些农场中，有大约 10万只火鸡不明原由地突然死亡，一时 间造成了极度恐慌和不安，其震惊的程度不亚于二三年前的疯 牛症！关于病因当时也弄不清，只得取名为X病，这就是英国 有名的“火鸡X病”事件。后来经过食品、毒理和细菌学方面 专家的通力合作，终于找出了引起火鸡大批死亡的原因：他们 从饲料玉米粉中分离出一种前所未知的由黄曲霉菌产生的毒素， 命名为“黄曲霉毒素”。
细菌在生态系统中的角色
1、是有机物的主要分解者 2、是物质循环中的重要成员 3、是生态系统中的生产者 4、是地球生物演化中的先锋种类
微生物在氮循环中的作用
固氮作用：大气中的氮被转化成氨（铵）的生化过程 氨化作用：有机氮化合物被转化成氨（铵）的过程
硝化作用：在好氧条件下在无机化能硝化细菌作用下氨 被氧化成硝酸盐的过程。 硝酸盐还原和反硝化作用： 在厌氧条件下反硝化细菌以硝酸盐作为无氧呼吸的受 氢体而将其还原为NO、N2O、NH3或N2的过程称为 反硝化作用。
（4）黄曲霉毒素的物理性质
黄曲霉毒素在水中溶解度低，耐高温，在 一般的烹调条件下不易被完全破坏，花生炒制 后可使黄曲霉毒素的量减少40％～60％。当加 热到280 ℃以上时，黄曲霉毒素的毒性才能被 破坏。
日常生活中，具有一些黄曲霉毒素的知识，特别是对于 气候比较潮湿温暖的我国南方居民来说，是非常重要的。 最根本的措施是以预防为主，注意粮食、油料、食品等应 储存在低温、干燥、通风的地方，防止霉变。 其次，绝对不能食用霉变的花生和大米。霉变大米色泽 发黄、表面粗糙、易碎，霉变严重者呈褐黑色，有异味。 如果黄曲霉毒素已混入大米和花生中，吃前应把发了霉、 变了色的挑出来，然后还应该仔细用水搓洗多次，可使其 中的黄曲霉毒素大大减少。 对于混入食用油中的黄曲霉毒素，可在炒菜前先把油加 热到有微烟产生，再把盐加到油里，加热半分钟后再炒菜， 这样去毒的效果可达95％以上。 再次，要严禁生产、加工、销售有毒霉变大米，一旦发 现立即销毁。
菌落疏松，绒毛状、絮状或蜘蛛网状，较细菌 菌落大几倍至几十倍，菌丝在表面蔓延，菌落 无固定大小，有霉味，表面和背面常见有可见 的不同结构和色素色泽，因菌因培养基而异， 但同一种菌在同一种培养基上则相同，可作分 类依据
（三）霉菌的繁殖
菌丝片段产生新个体
1、无性繁殖
产生无性孢子
卵孢子
接合孢子
节孢子 厚垣孢子 孢囊孢子 分生孢子 游动孢子
霉菌
霉菌（mold）是丝状真菌的一个俗称，通常指 那些菌丝体较为发达又不产生大型肉质子实体 结构的真菌。
（一）霉菌的形态 真 菌 菌 丝 图
菌丝的特异化
营养菌丝的特化形态
吸器 假根 匍匐枝 附着胞
附着枝 菌核 菌索 菌环和菌 网
（二）霉 菌 菌 落
霉 菌 菌 落 图1
霉菌菌落图2
霉 菌 菌 落菌落特征

注意：芽孢没有繁殖意义，仅是一个休眠体
芽孢的构造：
2、古细菌
介于原核生物和真核生物之间， 与细菌个体形态类似，但多生活极端环境中， 极类似地球演化早期状态。
Methanogens： 甲烷菌，极度厌氧，利用二氧 化碳及氢气产生甲烷。 Halophiles： 嗜盐菌，生长在如死海的高盐区。 Thermacidophiles： 嗜酸热菌，火山口及温泉 处
2、有性繁殖
子囊孢子 担孢子
（四）工业上常见的霉菌
1、毛霉 2、根霉 3、曲霉 4、青霉
1、毛霉
菌丝特征： 毛霉菌丝呈棉絮状， 可在基质物内外广泛蔓延。菌 丝无隔多核，幼龄时原生质浓 稠均匀，老龄时则出现液泡病 含有多种内含物 繁殖： 无性繁殖： 孢囊孢子 有性繁殖： 接合孢子
Mucor rot on peach
根霉的用途:
酿酒工业常用的糖化酶菌种 发酵饲料 转化甾族化合物的生产菌
3、曲 霉 属
菌丝体发达，有隔，多分枝，多核，无色或有明亮 的颜色 分生孢子梗垂直生于特化的厚壁又膨大的菌丝细胞 足细胞（foot cell）上，无横隔，顶部膨大为顶囊 （Topcyst）。顶囊呈球形、洋梨形或棍棒形。顶囊表 面长满一层或2层辐射状小梗（Pedicel or Sterigma） （即初生小梗和次生小梗。最上层小梗呈瓶状，顶端 生有球形分生孢子。顶囊、小梗和分生孢子链合称为 分生孢子头
黄曲霉毒素主要污染粮油极其制品如花生、花生油、 玉米、大米、棉籽等 我国南方高温高湿地区一些粮油及其制品也受污染， 而华北、东北及西北地区除个别样品外，一般检不出 黄曲霉毒素 粮食中毒素的含量也可从1ug/kg(1ppb)至高达 12000ug/kg(12ppm) 黄曲霉毒素B1、B2、G1、G2这四种毒素的比例约为1.0： 0.1：0.3：0.03
：汉逊氏酵母也是酒类酵母的污染菌，它们在饮料表面生长，形成
干而皱的菌醭。由于大部分的种能利用酒精为碳源，因此是酒精 发酵工业的有害菌。
4、假丝酵母：热带假丝酵母可利用烃类物质来生产各种单细胞
蛋白；产朊假丝酵母可利用造纸工业的亚硫酸废液，或糖蜜、土 豆淀粉废料、木材水解液等生产出人畜可用的单细胞蛋白。

主要症状：动物食欲减退、羽翼下垂，发病后一直昏睡，一周 后死亡。死时，头向后背，脚向后伸，呈现出一种特殊的死相。 解剖时发现，肝脏出血、坏死，肾脏肥大。病理检查时，发现 肝实质细胞退行性变，胆管上皮细胞异常增生
1961年，从霉变的花生饼粉中分离到黄
曲霉 黄曲霉产生的一种在紫外光下产生蓝和 绿色荧光的毒素，造成了火鸡的死亡 在污染黄曲霉的食物中分离到 4种具有紫 外光下发荧光的物质，并分别命名为黄 曲霉毒素（Aflatoxin）B1、B2、G1和G2
酵母菌菌落图
（三）酵母菌的繁殖
1、无性繁殖
芽殖：主要的无性繁殖方式，
成熟细胞长出一个小芽，到一定
程度后脱离母体继续长成新个体。
裂殖：少数酵母菌可以
象细菌一样借细胞横割分裂而繁 殖，例如裂殖酵母。
2.有性生殖 酵母菌以形成
子囊和子
囊孢子(ascospore)的方式进行有
性繁殖。其过程是两个邻近的细胞各 伸出一根管状原生质突起，然后相互 接触并融合而成一个通道，细胞质结 合(质配)，两个核在此通道内结合(核 配)，形成双倍体细胞，并随即进行减 数分裂，形成4个或8个子核，每一子 核和其周围的原生质形成孢子。含有 孢子的细胞称为子囊，子囊内的孢子 称为子囊孢子。


曲霉与人类关系密切。产生各种酶制剂，做酱、酿酒、 制醋的主要菌种，有机酸，糖化饲料 分布广泛。引发食物和饲料霉变，产生黄曲霉毒素， 使动物和人类致病

氰化钾约120微克，经口、呼吸道或皮 肤进入人体，极易被人体吸收。急性中 毒症状表现为呼吸困难、痉挛、呼吸衰 竭，导致死亡.
黄曲霉毒素的毒性被列为极毒。其毒性为人们 熟知的剧毒药KCN的10倍，为砒霜的68倍。黄 曲霉毒素也是目前发现的化学致癌物中最强的 物质之一，国际癌症研究所将黄曲霉毒素确定 为一级人类致癌物。

1、真菌的一般特性
是具有细胞壁，不含叶绿素，没有根、 茎、叶分化，多数是丝状体，少数是 单细胞，以寄生或腐生生活存在，能 进行有性或无性繁殖的一类生物。
真菌细胞的结构示意图
酵母菌
（一）酵母菌的形态大小
形态：卵圆形、球形、柠檬 形、 香肠状、菌丝状
大小：1～5×5～30微米
酵母菌的假菌丝
4、青霉属



青霉菌落密毡状或松絮状，大多为灰绿色。菌丝与曲霉相似， 但无足细胞。 分生孢子梗具横隔，顶端不膨大，有扫帚状分枝，称为帚状 枝。其有单轮或2轮或多轮分枝系统构成，对称或不对称。最 后一级分枝为小梗。着生小梗的细胞为梗基，支持梗基的细胞 为副枝。小梗上形成成串的分生孢子。分生孢子青绿色 分布广泛。 有些青霉能产生各种有机酸、抗生素（青霉素、灰黄霉素等） 造成水果、食品、工业品、饲料等的霉变 某些为动物和人类的致病菌。实验室污染菌
酵母菌无性繁殖以芽 殖或分裂繁殖。但有 时芽殖厚子细胞不脱 离母细胞而形成分枝 状假菌丝，假菌丝不 同于真菌丝，细胞间 有一细腰

酵母菌的假菌丝
（二）酵母菌菌落特征
酵母菌菌落与细菌菌落相似，但大 而厚，呈油脂状或蜡脂状，表面光 滑、湿润、乳白色或红色。培养时 间长时菌落表面发生皱折，有酒香 味。
食物組別
樣本 數目
測出含黃曲霉毒素 的樣本數目
(含量微克/ 千克)
平均含量 (微克/千克)
花生及花生 食品
植物油及脂 肪食品 谷物及面类 食品 其他 總數
115
245 92 74 526
27 (23.5%)
9 (3.7%) 4 (4.3%) 0 (0%) 40 (7.6%)
1.6 - 26.0
0.1 - 5.8 1.3 - 5.8 0 0.1 - 26.0
1、酿酒酵母：可用于白酒、啤酒、果酒和酒精发酵及制作面包，
2、卡尔斯伯酵母：因丹麦卡尔斯伯(Carlsberg)地方而得名，是
啤酒酿造业中的典型底面酵母麦芽汁25℃培养24小时后，细胞呈 椭圆形或卵形，3～5×７～10μm，出芽的幼细胞连续生长 ，培 养3天后产生沉淀。
3、汉逊氏酵母属(Hansenula H.et P.Sydow)
称芽孢

A、芽孢具有较强的抗热、抗辐射、抗静水压和抗化 学药物的 能力。 B、含水量低、壁厚而致密，通透性差,不易着色，折光性强。 C、芽胞内新陈代谢几乎停止，处于休眠状态，但保 持潜在 萌发力。 D、一个芽孢萌发只产生一个营养状态的细胞。 E、芽孢可以抵抗恶劣的环境，一般在121℃ ，15分钟以上才能 杀灭。
Mucor rot Hale Waihona Puke Baidun peach
Mucor rot on peach
Mucor rot on peach
用途： (1)生产有机酸 (2)生产酶制剂 (3)生产腐乳、豆豉
2、根霉
菌丝特征： 气生菌丝白色， 蓬松，如棉絮状，营养菌 丝产生弧形匍匐菌丝，由 匍匐菌丝产生假根。 繁殖： 无性繁殖： 孢囊孢子 有性繁殖： 接合孢子
（四）工业上常见的酵母菌
还可从中提取核酸、麦角质醇、维生素C等
（1）粗短型(细胞长/宽＜2) 细胞多为圆形，长：宽=1～2。酿造饮料酒和制作面包。 （2）中间型(细胞长/宽≈2)-细胞形状以卵形和长卵形为主，长：宽=2。酿造葡萄酒、果酒。 （3）细长型(细胞长/宽＞2)-长卵形，长：宽>2，生产酒精，其特点是耐高渗透压，可忍受高浓 度的盐。适于以甘蔗糖蜜为原料生产酒精。
sphere (coccus) 球状
rod (bacillus) 杆状
spiral (spirilla) 螺旋状
Bacteria (细菌）
Actinomycetes(放线菌）
Cyanobacteria（蓝细菌）
细菌细胞的结构模式图

某些细菌在其生长发育后期，在细胞内形成一个圆形 或椭圆形、厚壁、含水量极低、抗逆性极强的休眠体
显微镜下的微生物
一、微生物类群及特点
细胞型：
原核：细菌、古细菌、放线菌、蓝细菌、
支原体、 立克次氏体 真核：真菌、显微藻类、原生动物 非细胞型： 病毒、类病毒和朊病毒
1、细菌
一般都在常温、常压等通常环境条件下生活。 主要包括球菌、杆菌、螺菌，以及放线菌、支原体、 衣原体等。 结构组成有细胞壁、细胞膜、细胞质和拟核，细胞质 中有核糖体。

（2）产毒菌株
黄曲霉毒素主要由黄曲霉和寄生曲霉产
生 化学结构上，黄曲霉毒素属于二呋喃氧 杂萘邻酮的衍生物，即含有一个二呋喃 环和一个氧杂萘邻酮（香豆素）
（3）靶器官
主要为肝脏
急性中毒的动物主要表现为肝脏损伤、肝实
质细胞消失延迟、胆管增生、肝细胞脂质消 失延迟和肝出血 慢性中毒主要表现为生长发育迟缓、肝脏出 现亚急性或慢性损伤。可引起原发性肝癌 也可作用于其他器官，如肾脏、胃、直肠、 乳腺、卵巢等
二、真核微生物的主要类群
酵母菌 真菌 丝状真菌——霉菌 大型真菌(蕈菌) 单细胞藻类 原生动物 黏菌
真核微生物的基本特征
真核微生物包括真菌、单细胞藻类、原生动物及黏菌 有明显的核。核有核膜将其与细胞质分开 所有真菌都是有机营养型，藻类为无机营养型的光 合生物 真菌细胞都有细胞壁，细胞壁成分大都以几丁质为 为主，部分低等真菌细胞壁成分以纤维素为主，原生 动物无细胞壁 真菌大都为分枝丝状即霉菌，少数为单细胞如酵母菌