第2章(2)放线菌、蓝细菌等

Filamentous Cyanobacterium,
Anabaena sp. (SEM x5,000)
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3）细胞中含有叶绿素a，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 光合生物,也是分布最广的最大的一类光合生物。
4）具有原核生物的典型细胞结构：
CH3 C00 H
C02 + CH4
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极端嗜盐古菌群 Extreme halophilic bacteria
• 生活在很高浓度甚至接近饱和浓度盐环 境中的古菌。
• 细胞形态为杆形、球形和三角形、多角 形、方形、盘形等多形态。
• 革兰氏反应阴性，极生鞭毛，运动或不 运动。好氧或兼性厌氧。
• 主要分布于盐湖、晒盐场、高盐腌制品 等环境，可引起腌制品等腐败和脱色。
第2章 微生物主要类群及其 形态与结构
2 放线菌(Actinomycetes )
2 放线菌（Actinomyces）
放线菌是1877年合兹首先在牛体内发现的。
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。
是一类主要呈菌丝状生长和以孢子繁殖的陆生性
较强的原核生物。也可将之定义为一类主要呈丝状生 长和以孢子繁殖的G＋细菌。
的作用。------分解者
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（2）生产抗生素(Antibiotics)的主要微生物 据估计，全世界近万种抗生素约70％是放线菌
的次生代谢产物。
（3）筛选到许多新的生化药物 Eg.抗癌剂、酶抑制剂、抗寄生虫剂、免疫抑制剂 和农用杀虫（杀菌）剂等。
（4）是许多酶、维生素等的产生菌
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（5）Frankia（弗兰克氏菌属）对非豆科植物的
共生固氮具有重大作用。
（6）在甾体转化、石油脱蜡、烃类发酵、污水处 理等方面也有应用
（7）具有极强的分解纤维素、石蜡、角蛋白、琼 脂和橡胶等的能力，故它们在环境保护、提高土壤 肥力和自然界物质循环中起着重大作用。
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2.危害
（1）寄生型的放线菌可引起人、动物和植物的许多 疾病，eg.肺部感染、皮肤病、脑膜炎……
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Thermophilic Archaea
Temperature Optima above 80oC
• Most isolated from geothermally heated soils or waters containing sulfur an sulfides
• Many grow chemolithotrophically, with H2 as energy source
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特性
1）分布极广；
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。
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“水花”，使
水体变色。
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2）形态差异极大，有球状、杆状和丝状等形态；
Nonfilamentous cyanobacteria
放线菌在液体中静止培养，在壁边形成 膜或沉淀，不会使培养基混浊。
在液体中振荡培养，菌丝体呈球状颗粒。
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第2章 微生物主要类群及其 形态与结构
3 蓝细菌
3蓝细菌(Cyanobacteria)
概念
蓝细菌也称蓝藻或蓝绿藻（blue-green
algae），是一类进化历史悠久、革兰氏染色阴性、无 鞭毛、含叶绿素a（但不形成叶绿体）、能进行产氧性 光合作用的大型原核生物。
8）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。
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蓝细菌与人类的关系
（1）重大的经济价值
① 具有固氮能力，是良好的绿肥
Eg.满江红鱼腥蓝细菌（Anabaena azollae）
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② 食用种类
Eg.发菜念珠蓝细菌（Nostoc flagelliforme） 普通木耳念珠蓝细菌（mune or 葛仙米、地耳） 盘状螺旋蓝细菌（Spirulina platensis） 最大螺旋蓝细菌（S.maxima）
• 但古细菌的细胞壁、细胞膜、 16S rRNA 中核 苷酸顺序等都与真细菌的不同，也与真核生物 不同。
• 古细菌不仅在细胞化学组成上更是在分子生物 学水平上不同于同属于原核生物的细菌以及真 核生物，是另一类特殊生物类群。
• 大多生活在超高温、高酸碱度、高盐浓度、严 格无氧状态等极端环境中或生命出现初期的自 然环境。
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5 其他的原核微生物
• 立克次氏体 Rickettsia • 衣原体 Chlamydia • 支原体 Mycoplasma • 是G-，介于细菌和病毒
之间的原核微生物
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立克次氏体（Rickettsia）
1. 概 念 立克次氏体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。 立克次氏体：专性寄生于真核细胞内G-原核生物
3.极端嗜热的古菌群（Thermophiles）, which normally grow in hot environments.
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产甲烷古细菌 Methanogenic bacteria
可在严格厌氧环境下利 用简单二碳和一碳化合 物或 CO 2 生存和产甲烷
C02 + 4 H2
CH4 + 2 H2O
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Magnification of aerail hyphae
Streptomyces lividans 1326
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Lawn of aerial hyphae
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孢子丝生长到一
定阶段，成熟后
孢子就单个释放
。孢子的形状、
颜色和孢子表面
状况等也是菌种
鉴定的重要依据
于独立生活和细胞内寄生生活的最小型原核生物。 多数为致病菌。
支原体：人或动物的致病菌
类支原体（MLO）：侵染植物的支原体
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82Βιβλιοθήκη 特 性1）无细胞壁，只有细 胞膜，细胞形态多变；
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。
5）营养极为简单，以硝酸盐或氨作为氮源。多
数能固氮，其异形细胞（heterocyst）是进行固
氮的场所。
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6）分泌粘液层、荚膜或形成鞘衣，因此具有 强的抗干旱能力。
7）无鞭毛，但能在固体表面滑行，进行光趋 避运动。
能产生大量分枝和气生菌丝的菌种（如链霉菌
菌 Streptomyces ）
落 形
菌落质地致密，与培养基结合紧密，小而不
态
蔓延，不易挑起或挑起后不易破碎。
不能产生大量菌丝体的菌种（如诺卡氏菌
Nocardia）
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粘着力差，粉钟质青，萍讲针授 挑起易粉碎
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Ecology of Actinomycete
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极端嗜热的古菌群 Extremely thermophilic bacteria
细胞呈球形、杆形、丝状或不规则裂片状，好氧 或兼性厌氧或严格厌氧，生长要求的温度范围为 45 o C-110 ℃，最适为 70 o C-105 ℃，且要 求 pH 为 1-3 的高酸度环境。
主要分布于含硫温泉、火山口、燃烧后的煤矿等 环境。
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。
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（5）衣原体不耐热，60 ℃ 10min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。
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支原体（Mycoplasma）
1. 概 念 支原体又称类菌质体，是一类无细胞壁、介
（2）具有特殊的土腥味（土霉素的味道），主要由 放线菌产生的土腥味素所引起的。可使水、食品变 味，也能破环棉毛织品、纸张等。
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放线菌的形态与构造
t单细胞，大多由分枝发达的菌丝组成； t菌丝直径与杆菌类似，约1um； t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， 按形态和功能可分为营养菌丝、气生菌丝和
性斑疹伤寒、Q热等，曾长期与人类的痛苦、灾
难联系在一起。
防治：预防为主。
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衣原体（Chlamydia）
1. 概 念
衣原体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。
过去误认为“大病毒”，但它们的生物学特性更接近 细菌而不同于病毒。
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在宿主细胞内观察到的衣原体微菌落（microcolony）
一般个体：球状体：0.20.5 μm； 杆状体：0.30.5 × 0.3-2 μm；
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（2）从一种宿主传至另一宿主的特殊生活方式
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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。
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有的立克次氏体酿成严重疾病，如人类的流行
孢子丝三种。
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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
营养菌丝匍匐生长于 培养基内，吸收营养
营养菌丝发育到一定阶段， 伸向空间形成气生菌丝
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Aerial mycelia
Reproductive mycelium
Aerial hyphae emerging from the substrate mycelium.
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放线菌的分布
放线菌广泛分布在含水量较低、有机物较丰富 和呈微碱性的土壤中。
1克土壤中可存在数万～数百万个孢子。
一般，
肥沃土 ＞ 贫瘠土
农田 ＞ 森林
中性偏碱土壤 ＞ 酸性土壤
含水低土 ＞ 含水高土
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放线菌与人类的关系
1.多数属于有益菌
（1）腐生型放线菌在自然界物质循环中起很重要
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2. 特 性
（1）细胞结构与细菌类似；
具有类似的细胞壁，70S核糖体也是由30S和50S二个 亚基组成）
（2）细胞呈球形或椭圆形，直径0.2-0.3 μm，能通过细菌滤器；
（3）专性活细胞内寄生；
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（4）广泛寄生于人类、哺乳动物及鸟类，少数致病；
1956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。
类立克次氏体细菌（RLB）：侵染植物的立克次氏体
H.T.Ricketts 1909年， 首次发现洛杉矶斑疹伤 寒的病原体，并因研究 此病而牺牲，1916年人 们以他的名字命名这类 病原体作为纪念。
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2. 特 性 （1）某些性质与病毒相近
专性活细胞寄生物，除五日热（战壕热）立克 次氏体（Rickettsia wolhynica）外均不能在人工培养 基上生长繁殖。
垂直
弯曲
丛生
单
轮
（
Various types of
无 螺
spore-bearing
旋 ）
structures on the
单
松螺旋
紧螺旋
轮
streptomyces
（ 有
螺
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钟青萍讲旋） 授
双轮（无
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螺旋）
放线菌的菌落特征
放线菌的菌落一般是圆形、光滑或有许多皱 褶，放线菌的菌落特征与其细胞结构有关。
Obligate intracellular parasites. The majority of them are gram-negative and multiply only within host cells.
大小介于病毒与一般细 菌之间，其中伯氏立克 次氏体（Rickettsia burneti）能通过细菌过 滤器
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Three groups of archaebacteria
1.产甲烷古细菌 （The methanogens）, strict anaerobes that produce methane (CH4) from carbon dioxide and hydrogen.
2.极端嗜盐古菌群 （Extreme halophiles）, which require high concentrations of salt for survival.
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（2）危害
① 海水“赤潮”和湖泊“水华”的元凶，给渔业和养 殖业带来严重危害。
② 少数种类可产生诱发人类肝癌的毒素 Eg.微囊蓝细菌属（Microcystis）
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4 古细菌 The Archaebacteria
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• 原核生物中，古细菌和真细菌在细胞形态结构、 生长繁殖、生理代谢、遗传物质存在方式等方 面相类似，因而同属原核生物。