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1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上微 生 物 學(xué)一、什么是微生物1微生物(Microorganism, microbe)是一切肉眼看不見(jiàn)或看不清的微小生物的總稱(一般<0.1mm)2微生物學(xué)(Microbiology)是一門(mén)在細(xì)胞、分子或群體水平上研究微生物的形態(tài)構(gòu)造,生理代謝,生態(tài)分布和分類進(jìn)貨等生命活動(dòng)及其應(yīng)用的一門(mén)學(xué)科。四、微生物的三個(gè)特征m(微米)級(jí):光學(xué)顯微鏡下可見(jiàn)(細(xì)胞)小(個(gè)體微小)nm(納米)級(jí):電子顯微鏡下可見(jiàn)(細(xì)胞器,病毒)微生物單細(xì)胞簡(jiǎn)(構(gòu)造簡(jiǎn)單)簡(jiǎn)單多細(xì)胞非細(xì)胞(分子生物)原核類:細(xì)菌(真細(xì)菌,古生菌)、放線菌、藍(lán)細(xì)菌、 支原體、立克次氏體、衣原體等。低(進(jìn)化地位低)真核
2、類:真菌(酵母菌,霉菌、蕈菌),原生動(dòng)物、 顯微藻類 非細(xì)胞類:病毒、亞病毒(類病毒、擬病毒、骯病毒)五、微生物的五大共性1體積小,面積大2吸收多,轉(zhuǎn)化快3生長(zhǎng)旺,繁殖快4適應(yīng)強(qiáng),易變異5分布廣,種類多2)微生物的種類繁多物種多樣性生理代謝類型的多樣性代謝產(chǎn)物的多樣性遺傳基因的多樣性生態(tài)類型的多樣性第一章 原核生物形態(tài)、構(gòu)造和功能原核微生物(prokaryotes)微生物可分類三大類真核微生物(eukaryotic microorganism)非細(xì)胞微生物(acellular microoganism)真細(xì)菌(eubacteria)原核生物古生菌(archaea)原核生物指一大類細(xì)胞核無(wú)核膜包
3、裹,只存在稱作核區(qū)(nuclear region)的裸露DNA的原始單細(xì)胞生物。我們分成六種類型來(lái)介紹:細(xì)菌、放線菌、藍(lán)細(xì)菌、支原體、立克次氏體、衣原體第一節(jié) 細(xì)菌細(xì)菌(bacteria)一類細(xì)胞細(xì)短(直徑約0.5m,長(zhǎng)度約0.55m),結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,胞壁堅(jiān)韌,多以二分裂方式繁殖和水生性較強(qiáng)的原核生物。(一) 形態(tài)和染色球菌(coccus):?jiǎn)吻颉㈦p球、四聯(lián)球、鏈球、葡萄球1) 細(xì)菌形態(tài)桿菌(bacillus):短桿、棒桿、梭狀、梭桿、分枝狀弧菌(vibrio):半環(huán)螺旋菌(spirilla)螺菌(spirillum):26環(huán)螺旋體(spirpcjete):6環(huán)以上2) 細(xì)菌的大小是m級(jí)的(微米)
4、,典型細(xì)菌、大腸桿菌(E.coli):2m長(zhǎng)×0.5m寬3) 細(xì)菌染色法活菌:美藍(lán)或TTC(氯化三苯基四氮唑)簡(jiǎn)單染色法正染色革蘭氏染色死菌鑒別染色法抗酸性染色芽孢染色負(fù)染色姖姆薩(Giemsa)染色其中革蘭染色法(Grang stain)最為重要,是由丹麥醫(yī)生C.Gram于1884年發(fā)明,菌經(jīng)革蘭氏染色后可區(qū)分為兩大類:革蘭氏陽(yáng)性(Gram positive, G+),成紫色;革蘭氏陰性(Gram negative, G-),成紅色。(二) 構(gòu)造一般構(gòu)造:一般細(xì)菌都具有的構(gòu)造,胞壁、胞膜、胞質(zhì)和核區(qū)。特殊構(gòu)造:特殊環(huán)境下才形成的構(gòu)造,鞭毛、菌毛、性菌毛、糖被、芽孢見(jiàn):細(xì)菌細(xì)胞模式構(gòu)
5、造圖1一般構(gòu)造1)細(xì)胞壁(cell wall)細(xì)胞最外的一層厚實(shí),堅(jiān)韌的外被,主要成分為肽聚糖。固定細(xì)胞外形和提高機(jī)械強(qiáng)度,抵抗?jié)B透壓細(xì)胞壁的功能為細(xì)胞生長(zhǎng)、分裂和運(yùn)動(dòng)必需阻攔大分子有害物進(jìn)入細(xì)胞賦予細(xì)菌抗原性和對(duì)抗生素和噬菌體的敏感性細(xì)胞壁成份分為以下三種類型來(lái)講:見(jiàn)G+與G-胞壁構(gòu)造比較圖a) G+菌胞壁:胞壁厚度大(20-80nm)和化學(xué)組分簡(jiǎn)單,一般含90%肽聚糖10%磷壁酸。肽聚糖(peptidoglyean)是真細(xì)菌細(xì)胞壁中的特有成分,由肽和聚糖兩部分組成,肽包括四肽尾和肽橋,而聚糖由N乙酰葡糖胺和N乙酰胞壁酸兩種單糖相互間隔連接成的長(zhǎng)鏈(金黃色葡萄球菌)雙糖:N乙酰葡糖胺和N乙酰
6、胞壁酸由1,4糖苷鍵相連接3個(gè)組成部分四肽尾:由4個(gè)氨基酸分子按L型與D型交替連接而成肽橋:為甘氨酸五肽,連接前后2個(gè)四肽尾分子,起橋梁作用1.4糖苷鍵易被溶菌酶(lysogyme)水解,導(dǎo)致細(xì)胞壁“散架”而死亡。四肽尾中的D型氨基酸,一般僅在細(xì)菌胞壁上見(jiàn)到。肽橋的變化甚多,由此形成了肽聚糖多樣性。肽聚糖功能:主要是框架和枝架結(jié)構(gòu)磷壁酸(teichoic acid)是G+菌胞壁上的一種酸性多糖。壁磷壁酸:與肽聚糖分子共價(jià)結(jié)合磷壁酸分為兩類膜磷壁酸:跨越肽聚糖層與細(xì)胞膜相交聯(lián)磷壁酸的成份甘油磷酸或核糖醇磷酸見(jiàn)甘油磷酸結(jié)構(gòu)模式圖磷壁酸的生理現(xiàn)象:大量負(fù)電荷吸附Mg2+,提高膜上合成酶活力。貯藏元素
7、調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)自溶素的活力,防止細(xì)胞自溶。噬菌體特異吸附受體G+菌的特異表面抗原,可用于鑒定菌種。增強(qiáng)對(duì)宿主細(xì)胞的粘連,免受白細(xì)胞吞噬,并有抗補(bǔ)體的作用。b) G-菌的細(xì)胞壁胞壁較G+菌薄,層次較多,成份較復(fù)雜,肽聚糖層很薄(2-3nm)肽聚糖單體結(jié)構(gòu)與G+菌相似,有2點(diǎn)差別:四肽尾的第三個(gè)氨基酸分子不是L-Lys,而被內(nèi)消旋二氨基庚(更)二酸(m-DAP)代替,是一種原核生物胞壁上特殊氨基酸。沒(méi)有特異的肽橋,由前肽尾的第四個(gè)氨基酸(DAla)的羧基與后肽尾的第三個(gè)氨基酸(m-DAP)的氨基直接相連,薄、強(qiáng)度低于G+菌。外膜(out membrane)是G-菌胞壁的特有結(jié)構(gòu),位于壁最外層,成份有脂
8、多糖、磷脂和多種外膜蛋白。脂多糖(lipopolysaccharide, LPS):位于G-菌胞壁最外層的類脂多糖類物質(zhì),主要由類脂A;核心多糖;O特異側(cè)外膜成份 鏈3部分組成。外膜蛋白(outer membrane protein):指嵌合在LPS和磷脂層外膜上的20多種蛋白,其中脂蛋白和孔蛋白是比較清楚的。外膜功能:脂多糖功能:控制細(xì)胞的透性,提高M(jìn)g2+濃度,決定細(xì)胞壁抗原多樣性等。外膜蛋白:脂蛋白有使外膜層與內(nèi)壁肽聚糖層緊密連接的功能孔蛋白是一類中間有孔道,可控制某些物質(zhì)(如抗生素)進(jìn)入 外膜的跨膜蛋白。c) 古生菌(Archaea)細(xì)胞壁古生菌是在進(jìn)化上很早就與真細(xì)菌和真核生物互相獨(dú)
9、立的生物群,主要包括一些獨(dú)特生態(tài)型,如嗜極菌、產(chǎn)甲烷菌等。古生菌大都具有與真細(xì)菌功能相似的細(xì)胞壁,但化學(xué)成份差別很大,它們不含肽聚糖,而含假肽聚糖、糖蛋白或蛋白質(zhì)。假伏聚糖的結(jié)構(gòu)與成份多糖骨架由N乙酰葡萄糖胺和N乙酰塔羅糖胺糖醛酸以1,3糖苷鍵交替連接而成,連在后一氨基糖上的肽尾由3個(gè)L型氨基酸組成肽橋由LGlu1個(gè)氨基酸組成。d) 缺壁細(xì)菌(cell wall deficient bacteria)自發(fā)型缺壁突變:L型實(shí)驗(yàn)室中形成人工法去壁:原生質(zhì)體缺壁細(xì)菌自然界長(zhǎng)期進(jìn)化形成:支原體2)細(xì)胞膜(cell membrane)細(xì)胞膜是一層緊貼在細(xì)胞壁內(nèi)側(cè),包圍著細(xì)胞質(zhì)的柔軟,脆弱,富有彈性的半透
10、性薄膜(78nm),由砭脂(20%30%)和蛋白質(zhì)(50%70)組成。兩層砭脂分子對(duì)稱排列,極性頭(砭酸端)朝向內(nèi)外表面非極性頭(烴端)埋入膜內(nèi)層,形成砭脂雙分子層細(xì)胞膜的成份整合蛋白(內(nèi)嵌蛋白):有時(shí)分子內(nèi)有通道,具運(yùn)輸功能,橫向移動(dòng)周邊蛋白(膜外蛋白):有酶促作用,能作側(cè)向移動(dòng)。見(jiàn)細(xì)胞膜模式構(gòu)造圖細(xì)胞膜生理功能:能控制細(xì)胞內(nèi)、外的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和代謝產(chǎn)物的運(yùn)送維持細(xì)胞內(nèi)正常滲透壓合成細(xì)胞壁和糖被的場(chǎng)所細(xì)胞的產(chǎn)能基地(氧化砭酸化,光合砼酸化的酶系)鞭毛基體的著生部,提供鞭毛旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的能量。3)細(xì)胞質(zhì)和內(nèi)含物細(xì)胞質(zhì)(cytoplasm)指被細(xì)胞膜包圍的除核區(qū)以外的一切半透明,膠體狀、顆粒狀物質(zhì)的總稱
11、。細(xì)胞質(zhì)的成份:核糖體、貯藏物,酶類,中間代謝產(chǎn)物,質(zhì)粒,各種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和大分子的單體等。細(xì)胞內(nèi)含物(miclusion body)指細(xì)胞質(zhì)內(nèi)一些形狀較大的顆粒構(gòu)造貯藏物(reserve materials):一類由不同化學(xué)成分累積而成的不溶性顆粒,主要功能是貯存營(yíng)養(yǎng)物。糖原:大腸桿菌碳源及能源類聚羥(抗)丁酸(PHB):固氮菌硫粒:紫硫細(xì)菌貯藏物氮源類藻青素:藍(lán)細(xì)菌藻青蛋白:藍(lán)細(xì)菌磷源(異染粒):結(jié)核分枝桿菌磁小體(magnetosome):一種20100nm,數(shù)目不等(220顆),形狀為八面,六面,或六棱柱體,成分為Fe3O4,外有一層膜色裹,具有導(dǎo)向功能,即借鞭毛引導(dǎo)細(xì)菌游向最有利的泥水界
12、面,微氧環(huán)境處生活,存在于水生螺菌和嗜膽球菌等趨磁細(xì)菌中。羧酶體(carboxysome):又稱羧化體,成多角形(10nm)內(nèi)含1.5二砭酸核酮糖羧化酶,在CO2固定中起作用,一般在自養(yǎng)細(xì)菌中,如硫桿菌屬(化能自養(yǎng))、藍(lán)細(xì)菌(光能自養(yǎng))氣泡(gas vacuoles):細(xì)菌中的泡囊狀內(nèi)含物,內(nèi)有數(shù)排柱狀小空泡,大小為0.21.0m×75nm,由2nm膜包裹,具有調(diào)節(jié)細(xì)胞比重,漂浮在最適水層中的作用。4)核區(qū)(nuclear region oraren):又稱核質(zhì)體(nuclear body),是原核生物所特有的無(wú)核包裹,無(wú)固定形態(tài)的原始細(xì)胞核,是原核生物負(fù)載遺傳信息的場(chǎng)所。成份:一個(gè)
13、大型的環(huán)狀雙鏈DNA分子,不含蛋白,在染色體復(fù)制時(shí)呈雙倍體外,一般為單倍體。2細(xì)菌細(xì)胞的特殊構(gòu)造特殊構(gòu)造不是所有細(xì)菌都具有的構(gòu)造,一般為糖被、鞭毛、菌毛和芽孢。1)糖被(glycocalyx)包被在某些細(xì)菌細(xì)胞壁外的一層厚度不定的透明膠狀物質(zhì)。層次厚:(大)莢膜在壁上有固定層次包裹在單個(gè)細(xì)胞上層次?。何⑶v膜糖被的種類松散,未固定在壁上:粘液層(不同類菌)包裹在細(xì)胞群上:菌膠團(tuán)不同類菌糖被的成份也不一樣葡聚糖(腸膜狀明串珠菌)純多糖果聚糖(變異鏈鏈球菌)纖維素(木醋桿菌)多糖海藻酸(棕色固氮菌)雜多糖透明質(zhì)酸(若干鏈球菌)聚D谷氨酸(炭疽桿菌)糖被成分多肽聚谷氨酰胺(若干黃單胞菌)多肽和多糖(巨
14、大芽孢桿菌)蛋白質(zhì)(鼠疫耶爾森氏菌)糖被的功能:保護(hù)作用:其上極性基團(tuán)可保護(hù)菌體免受干旱可防止噬菌體的吸附和裂解莢膜可保護(hù)致病菌免受宿主白細(xì)胞的吞噬貯藏養(yǎng)料:從備營(yíng)養(yǎng)缺乏時(shí)重新利用作為透性屏障和離子交換系統(tǒng):保護(hù)細(xì)菌不受金屬離子毒害表面附著作用:如粘液、果聚糖,可將細(xì)菌粘附于呼吸道或牙表面細(xì)菌間的信息識(shí)別作用堆積代謝廢物2)鞭毛(flagellum, flagella)鞭毛生長(zhǎng)在某些細(xì)菌表面的長(zhǎng)絲狀,波曲的蛋白質(zhì)物質(zhì),數(shù)目1多十條,具有運(yùn)動(dòng)功能,長(zhǎng)約1520m,直徑0.010.02m,一般只能在電鏡下看到?;w鞭毛構(gòu)造鉤形鞘鞭毛絲原核生物(包括古生菌)的鞭毛都有共同的結(jié)構(gòu)G-細(xì)菌E.colia
15、)基體(basal body):由4個(gè)盤(pán)狀物(ring)組成L環(huán)最外層,連接在細(xì)胞壁的外膜上P環(huán)連在細(xì)胞壁內(nèi)壁層肽聚糖上S環(huán)細(xì)胞質(zhì)膜上,靠近周質(zhì)空間稱SM環(huán)(或內(nèi)環(huán))M環(huán)與S環(huán)連在一起,在細(xì)胞質(zhì)膜上SM環(huán)共同嵌在細(xì)胞質(zhì)膜上,被一對(duì)Mot蛋白包圍,基部還存在一個(gè)Fli蛋白。Mot蛋白可驅(qū)動(dòng)SM環(huán)快速旋轉(zhuǎn)。Fli蛋白起鍵鈕作用,可根據(jù)信號(hào)令鞭毛正轉(zhuǎn)或逆轉(zhuǎn)。b) 鞭毛鉤(hook):一個(gè)鉤形似鞘,它將基體和鞭毛絲連在一起,直徑17mm。c) 鞭毛絲(filament):一條15-20m,直徑20nm的中空絲管,是由鞭毛蛋白(flagellin)亞基沿中央孔作螺旋狀纏繞而成,每周810個(gè)亞基,鞭毛蛋白
16、在胞質(zhì)中合成后,由基部通過(guò)中央孔道輸送到鞭毛游離端進(jìn)行自裝配。見(jiàn)鞭毛構(gòu)造圖G+細(xì)菌,BacillusG+細(xì)菌鞭毛結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單,基體僅有S和M兩環(huán),其它結(jié)構(gòu)均與G-細(xì)菌相同。鞭毛的功能:運(yùn)動(dòng)、實(shí)現(xiàn)趨性趨性生物體對(duì)環(huán)境中的不同物理,化學(xué)或生物因子作用方向性的應(yīng)答,有正趨和負(fù)趨性兩種。趨化性(chemo taxis)趨光性(photo taxis)趨性還可分為趨氧性(oxygen taxis)超磁性(mageneto taxis)鞭毛的運(yùn)動(dòng)機(jī)制:“栓菌”試驗(yàn)證明鞭毛以旋轉(zhuǎn)方式產(chǎn)生運(yùn)動(dòng),一般2080m /秒,最高時(shí)100m,極生鞭毛菌速度超過(guò)周生鞭毛菌。一根(霍亂弧菌)一端生一束(熒光假單胞菌)一根(鼠
17、咬熱螺旋體)鞭毛著生方式兩端生一束(紅色螺菌)腸桿菌科(沙門(mén)氏菌)周生芽孢桿菌科(枯草芽孢桿菌)側(cè)生:反芻月形單胞菌鞭毛的有無(wú)和著生方式在細(xì)菌的分類和鑒定上是一重要指標(biāo)。3)菌毛(fimbria, fimbriae)菌毛長(zhǎng)在細(xì)菌體表面的纖細(xì)、中空、短直,而且數(shù)量多的一種蛋白質(zhì)類物質(zhì)。結(jié)構(gòu):較簡(jiǎn)單,直接著生于細(xì)胞質(zhì)膜上,直徑3-10nm,每菌一般250300條功能:使菌體粘附在宿主的呼吸道、消化道或泌尿生殖道等粘膜上,引起疾病。菌毛多存在于G-致病菌中。4)性毛(pilus, 復(fù)數(shù)pili)構(gòu)造和成分與菌毛相同,比菌毛長(zhǎng),每個(gè)細(xì)胞僅一至幾根,一般見(jiàn)于G-細(xì)菌的雄性菌株中。功能:用于向雌性菌株傳遞
18、遺傳物質(zhì)的作用,是RNA噬菌體的特異性吸附受體。5)芽孢和其他休眠構(gòu)造芽孢(endospore, spore)細(xì)胞內(nèi)形成的一個(gè)圓型或橢圓形,厚壁,含水量低,抗逆性強(qiáng)的休眠構(gòu)造,胞內(nèi)只有一個(gè),無(wú)繁殖功能,存在于很少菌類,主要G+菌的兩個(gè)屬,好氧性芽孢桿菌(Bacillus)和厭氧性梭菌(clostridium)。芽孢的特性及功能:抗熱抗逆性最強(qiáng)抗化學(xué)藥物抗輻射例:肉毒梭菌的芽孢在沸水中經(jīng)5.09.5h才被殺死巨大芽孢桿菌的芽孢的抗輻射能力比E.coli高36倍。美國(guó)的一塊25004000萬(wàn)年的琥珀,有人從其中蜜蜂腸道內(nèi)分離到有生命芽孢孢外壁:含脂蛋白,透性差芽孢衣:含疏水性角蛋白抗酶解、抗藥物、
19、多價(jià)陽(yáng)離子難通過(guò)皮層:含芽孢肽聚糖及DPACa含水,滲透壓高芽孢的成分芽孢壁:含肽聚糖可發(fā)展成新胞壁芽孢質(zhì)膜:含砭脂、蛋白可發(fā)展成新胞膜核心芽孢質(zhì):含DPADPACa,核糖體,RNA和酶類核區(qū):含DNA芽孢的有無(wú)、形態(tài)、大小和著生位置是細(xì)菌分類和鑒定中的重要指標(biāo)孢囊(cyst)在干旱條件下,細(xì)胞外壁加厚,細(xì)胞失水,而形成的一種坑干旱不抗熱的圓形休眠體特性:與芽孢相似,一個(gè)菌只形成一個(gè),不繁殖,條件適宜可發(fā)芽并重新?tīng)I(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng),一般存在于一些固氮菌中。6)體孢晶體(parasporal crystal)某些芽孢桿菌在形成芽孢時(shí),在芽孢旁形成一顆菱形、方形或不規(guī)則的堿溶性蛋白質(zhì)晶體(內(nèi)毒素),對(duì)一些昆
20、蟲(chóng),動(dòng)、植物線蟲(chóng)有毒殺作用。(三) 細(xì)菌的繁殖細(xì)菌的繁殖方式主要是裂殖,少數(shù)是芽殖。1裂殖(fission)指細(xì)菌細(xì)胞通過(guò)分裂形成兩個(gè)子細(xì)胞的過(guò)程,桿狀菌有橫分裂和縱分裂,一般分為橫分裂。(1) 二分裂(binary fission)對(duì)稱二分裂:一個(gè)細(xì)胞在其對(duì)稱中心形成一隔膜,進(jìn)而分裂成兩個(gè)形態(tài),大小和構(gòu)造完全相同的子細(xì)胞,絕大多是這樣。不等二分裂(unegual binary fission):不等二分裂產(chǎn)生兩個(gè)形態(tài),構(gòu)造不同的子細(xì)胞,如柄細(xì)菌屬,分裂產(chǎn)生一個(gè)有柄,不動(dòng),另一個(gè)無(wú)柄,有鞭毛,能動(dòng),少數(shù)以這種方式。(2) 三分裂(trinary fission):細(xì)胞分裂時(shí)形成一對(duì)“Y”形細(xì)胞
21、,隨后仍進(jìn)行二分裂,結(jié)果形成網(wǎng)狀菌絲體,如綠色硫細(xì)菌。(3) 復(fù)分裂(multiple fission):細(xì)胞在生長(zhǎng)時(shí)會(huì)形成不規(guī)則的盤(pán)曲的長(zhǎng)細(xì)胞,然后細(xì)胞多處同時(shí)發(fā)生均等長(zhǎng)度的分裂,形成多個(gè)細(xì)胞,如蛭弧菌寄生于細(xì)菌內(nèi)的分裂方式。2芽殖(budding)在母細(xì)胞表面形成小突起,長(zhǎng)成與母細(xì)胞相等時(shí),相互分離,并獨(dú)立生活的一種繁殖方式。如:芽生桿菌(Blastobacter),生絲微菌(Hyphomiorobium)等等。二、細(xì)菌的群體形態(tài)(一) 在固體培養(yǎng)基上菌落(colony)在固體培養(yǎng)基上以母細(xì)胞為核心的一堆肉眼可見(jiàn)的,有一定形態(tài),構(gòu)造的子細(xì)胞集團(tuán)??寺?clone)菌落由一個(gè)單細(xì)胞繁殖而成的
22、,一個(gè)純種細(xì)胞群菌苔(bacterial lawn)大量菌落已連成一片菌落的形態(tài)結(jié)構(gòu)可用于分離,純化,鑒定,計(jì)數(shù),選種,育種等工作。(二) 在半固體培養(yǎng)基上細(xì)菌在半固體的培養(yǎng)性狀可用于菌種鑒定,如運(yùn)動(dòng)能力,產(chǎn)蛋白酶能力等,根據(jù)基形態(tài)和是否擴(kuò)散來(lái)判斷。(三) 在液體培養(yǎng)基內(nèi)菌體在液體培養(yǎng)時(shí),因細(xì)胞特征,比重,運(yùn)動(dòng)能力和對(duì)氧氣等關(guān)系的不同,形成不同群體形態(tài),如混濁、沉淀,在液面形成菌醭 (pellicle)、菌膜(scum),成環(huán)狀,小片狀等。第二節(jié) 放線菌放線菌(actinomycetes)一類呈菌絲狀生長(zhǎng)和以孢子繁殖的陸生性較強(qiáng)的原核生物 (G+菌)放線菌與人類關(guān)系密切:產(chǎn)生抗生素:近萬(wàn)種抗生
23、素中70%由放線菌產(chǎn)生產(chǎn)生生化藥物:多數(shù)是放線菌的次生代謝產(chǎn)物產(chǎn)生維生素和多種酶對(duì)植物的共同固氮作用對(duì)提高土壤肥力,環(huán)境保護(hù)的作用:分解纖維素、石蠟、角蛋白、瓊脂和橡膠等放線菌大多有益菌,少數(shù)對(duì)人和動(dòng)、植病有病害。一、放線菌的形態(tài)構(gòu)造(一) 典型放線菌的形態(tài)構(gòu)造鏈霉菌(streptomyces)細(xì)胞呈絲狀分枝,菌絲直徑很細(xì)(<1m),在營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)階段,菌絲內(nèi)無(wú)隔,一般呈多核的單細(xì)胞狀。鏈霉菌的形態(tài)結(jié)構(gòu)根據(jù)其生長(zhǎng)階段的不同而有所不同。1基內(nèi)菌絲(substrote mycelium):孢子落在基質(zhì)表面,發(fā)芽,不斷伸長(zhǎng)分枝并以放射狀向基質(zhì)表面和內(nèi)層擴(kuò)展,色淺,較細(xì),具有吸收營(yíng)養(yǎng)和排泄代謝物功能
24、。2氣生菌絲(aerial mycelium):菌絲向上不斷向空間分化成為色深直徑較粗的分枝菌絲。3孢子絲(spore-bearing mycelium):氣生菌絲成熟,分化成孢子絲。4分生孢子(conidin, spore):孢子絲通過(guò)橫割分裂方式,產(chǎn)生成串的孢子。鏈霉菌孢子絲的形態(tài)多樣:有直、波曲、彎鉤、螺旋、輪生等。見(jiàn)鏈霉菌的各種孢子絲形態(tài)圖。(二) 其他放線菌的形態(tài)構(gòu)造 簡(jiǎn)單提及:無(wú)氣生菌絲、產(chǎn)生孢囊孢子,有些帶鞭毛。二、放線菌的繁殖放線菌繁殖方式分為兩種:分生孢子:最常見(jiàn)無(wú)鞭毛1借孢子孢囊孢子有鞭毛基內(nèi)菌絲斷裂2借菌絲任何菌絲片段(液體培養(yǎng)時(shí),不產(chǎn)生孢子)三、放線菌的群體特征(一)
25、在固體培養(yǎng)基上菌落干燥,不透明,表面呈致密的絲絨狀,上有一薄層彩色的“干粉”,菌落和培養(yǎng)基的連接緊密、正反面顏色常不一致。一些缺乏氣生菌的放線菌落與細(xì)菌菌落接近。(二) 在液體培養(yǎng)基上在液面與瓶壁交界處粘貼一圈菌苔,培養(yǎng)液清面不濁,菌絲團(tuán)懸浮液中或沉在瓶底。第三節(jié) 藍(lán)細(xì)菌藍(lán)細(xì)菌(cyanobacteria)舊名藍(lán)藻(blue algae)一類無(wú)鞭毛含葉綠素a,能進(jìn)行產(chǎn)氮性光合作用的G-大型原核生物,一般直徑3-10m,最大60m。一、藍(lán)細(xì)菌的形態(tài)(分為5類)1由二分裂形成的單細(xì)胞(粘桿屬Gloeothece)2由復(fù)分裂形成的單細(xì)胞(皮果屬Dermocarpa)3有異形胞的菌絲(魚(yú)腥屬Anaba
26、ena)4無(wú)異形胞的菌絲(顫藍(lán)屬Oscillaloria)5分枝狀菌絲(飛氏屬Fischerella)見(jiàn)藍(lán)細(xì)菌的典型形態(tài)圖二、藍(lán)細(xì)菌的構(gòu)造藍(lán)菌的構(gòu)造與G-細(xì)菌相似。構(gòu)造:雙層細(xì)胞壁肽聚糖粘質(zhì)糖被或鞘類囊體(thylakoid):含葉綠素a,用以光合作用。藻膽素(phycopilin):一類輔助光合色素。羧酶體:有固定CO2作用。藍(lán)細(xì)菌肽(cyanophycine):用作氮源營(yíng)養(yǎng)。聚砭酸鹽:貯存砭藍(lán)細(xì)菌分布很廣,在水體、土壤和部分生物體內(nèi)外,巖石表面和一些其它惡劣環(huán)境,如高溫、低溫、鹽湖、荒漠、冰原都有“先鋒生物”,藍(lán)細(xì)菌在人類生活中很有價(jià)值,約120多種藍(lán)細(xì)菌有固氮能力。第四節(jié) 支原體、立克次
27、氏體和衣原體支原體、立克次氏體和衣原體都屬G-,寄生在營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞內(nèi)的小型原核生物,它們介于細(xì)菌與病毒間的一類原核生物。一、支原體支原體(Mycoplasmn)一類無(wú)細(xì)胞壁,介于獨(dú)立生活和細(xì)胞內(nèi)寄生之間的最小型原核生物。支原體大都是人和動(dòng)物的致病菌,也可感染植物,有些腐生種類生活在污水、土壤或肥堆中,感染植物的也可稱植原體(Phytoplasma)。支原體的型態(tài), 構(gòu)造及特點(diǎn):細(xì)胞很?。?50-300nm細(xì)胞膜含甾(災(zāi))醇:膜比較堅(jiān)韌無(wú)細(xì)胞壁:對(duì)滲透壓敏感菌落?。?.1-1.0mm):呈“油煎蛋”狀以二分裂和出芽等方式繁殖能在營(yíng)養(yǎng)豐富培養(yǎng)基上生長(zhǎng)(血清、酵母膏和甾醇)多以糖類作能源,能在有氧或無(wú)氧
28、條件下進(jìn)行氧化型或發(fā)酵型產(chǎn)能代謝基因組很小,0.6-1.1Mb左右。對(duì)抑制蛋白合成抗生素(四環(huán)素、紅霉素)和破壞甾體的抗生素(兩性霉素、制霉菌素)都很敏感。二、立克次氏體立克次氏體(Rickettsia)一類專性寄生于真核細(xì)胞內(nèi)的G-原核生物,有細(xì)胞壁,細(xì)胞較大,有產(chǎn)能代謝系統(tǒng),不能獨(dú)立生活。1909年,美國(guó)醫(yī)生H.T. Ricketts首次發(fā)現(xiàn)落基山斑疹傷寒的病原體,被棄去生命,因此而命名。立克次氏體可寄生動(dòng)、植物細(xì)胞,寄生植物細(xì)胞的稱類立克次氏體細(xì)菌(Rickeltsia-like bacteria)立克次氏體形態(tài),構(gòu)造及特點(diǎn):細(xì)胞大: 0.3-0.6×0.8-2.0m細(xì)胞型態(tài)多
29、:球狀、雙球狀、桿狀、絲狀等有細(xì)胞壁G-真核細(xì)胞內(nèi)寄生,虱、蚤等節(jié)肢動(dòng)物和人、鼠等脊椎動(dòng)物以二分裂方式繁殖存在不完整的產(chǎn)能代謝,不能利用葡萄糖對(duì)四環(huán)素、青霉素等抗生素敏感對(duì)熱敏感:56、30min殺死可在雞胚,Hela細(xì)胞株或敏感動(dòng)物等組織培養(yǎng)物上培養(yǎng)基因組?。?.1Mb, 834個(gè)基因立克次氏體是人類斑疹傷寒(R.prowageki引起),恙(樣)蟲(chóng)熱(R.tsutsugamushi引起)和Q熱等傳染病的病原體,能產(chǎn)生內(nèi)毒素,置人于死地。三、衣原體衣原體(chlamydia)一類在真核細(xì)胞內(nèi)能量寄生的小型G-原核生物。1956年由我國(guó)著名微生物學(xué)家湯飛凡首次從沙眼中分離到病原體,證實(shí)衣原體是
30、一種特殊的原核生物,不是大型病毒。形態(tài),構(gòu)造及特點(diǎn):有細(xì)胞結(jié)構(gòu)有細(xì)胞壁(但沒(méi)有肽聚糖)G-胞內(nèi)含RNA和DNA有核糖體缺產(chǎn)能酶系統(tǒng),嚴(yán)格胞內(nèi)寄生以二分裂方式繁殖對(duì)抗生素和藥物敏感只能在動(dòng)物胚胎和細(xì)胞組織培養(yǎng)物上培養(yǎng)衣原體生活周期:原體:小球狀、壁厚、不運(yùn)動(dòng),有感染力一般分為三個(gè)階段:始體:大球狀、壁薄、脆弱、無(wú)感染力包涵體:二分裂繁殖在細(xì)胞內(nèi)形成微菌落見(jiàn)衣原體生活周期圖。衣原體現(xiàn)已確認(rèn)的有三種:鸚鵡熱衣原體:人曾共患(c.psittaci)沙眼衣原體:人曾人患(c.trachomatis)肺炎衣原體:人曾人患(c.pneumonine)第二章 真核微生物第一節(jié) 真核微生物概述真核生物(Euka
31、ryotes)一大類細(xì)胞核具有核膜,細(xì)胞質(zhì)中存在線粒體或同時(shí)存在葉綠體等多種細(xì)胞民器的生物。真核微生物(eukaryotic micro-organisms)真菌,顯微藻類和原生動(dòng)物等。一、真核細(xì)胞與原核細(xì)胞的不同真核細(xì)胞與原核細(xì)胞之間有很多不同之處,但從細(xì)胞結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō),主要的不同有兩方面:1有膜包圍的細(xì)胞器(organelles)2有核膜包裹著的完整細(xì)胞核見(jiàn)真核細(xì)胞構(gòu)造圖二、真核微生物的主要類群植物界:顯微藻類動(dòng)物界:原生動(dòng)物真核微生物粘菌假菌菌物界單細(xì)胞真菌酵母菌真菌絲狀真菌霉菌大型子實(shí)體真菌蕈(訓(xùn))菌三、真核微生物的細(xì)胞構(gòu)造(一) 細(xì)胞壁1真菌的細(xì)胞壁微纖維成為骨架(單糖緊合物)多糖:構(gòu)成
32、微纖維和無(wú)定形基質(zhì)成份少量蛋白質(zhì)基質(zhì)為填充物(甘露聚糖、脂類 葡聚糖、蛋白)功能:固定細(xì)胞外形和保護(hù)細(xì)胞免受外界影響和損壞2藻類細(xì)胞壁纖維素:骨架結(jié)構(gòu)成份間質(zhì)多糖:雜多糖,填充物(二) 鞭毛與纖毛鞭毛和纖毛結(jié)構(gòu)很相似,具有運(yùn)動(dòng)功能,主要區(qū)別是鞭毛數(shù)量少,較長(zhǎng)(150200m),而纖毛數(shù)量多較短(510m)構(gòu)造由三部分組成:鞭桿、基體,連接兩者的過(guò)渡區(qū)1鞭桿 (shaft)鞭桿由9個(gè)微管二聯(lián)體,2個(gè)中央微管,動(dòng)力蛋白臂,微管連絲蛋白和放射輻條5個(gè)部分組成。(1) 微管二聯(lián)體:由A、B兩條中空的亞纖維組成,A由13個(gè)球型微管蛋白(tubulin)亞基環(huán)繞而成,B由10個(gè)亞基,同時(shí)與A共用3個(gè)組成。
33、(2) 中央微管:在中央鞘中,有一對(duì)(2)相互平行的中央微管。(3) 動(dòng)力蛋白壁(dynein arms):在A亞纖維上伸出內(nèi)外2條動(dòng)力蛋白臂,是能被ca+,Mg+激活的ATP酶,水解ATP釋放能量。(4) 微管連絲蛋白(nexin):微管連絲蛋白連接著相鄰的兩個(gè)微管的聯(lián)體。(5) 放射輻條(radial spoke):放射輻條是二聯(lián)體伸向中央鞘的輻條,成放射狀。鞭桿橫切面呈“9+2”型。見(jiàn)“9+2”型鞭毛圖2基體基體結(jié)構(gòu)與鞭桿相似,只是橫切面呈“9+0”型,即9個(gè)三聯(lián)體,沒(méi)有中央鞘和中央微管。一些原生動(dòng)物,藻類和水生真菌的游動(dòng)孢子或配子等有鞭毛,一些原生動(dòng)物有纖毛。(三) 細(xì)胞質(zhì)膜構(gòu)造和功能
34、與原核細(xì)胞相似。(四) 細(xì)胞核細(xì)胞核(nucleus)遺傳信息(DNA)的貯存,復(fù)制和轉(zhuǎn)錄的地方,一切真核細(xì)胞有核膜包裹,一般一個(gè)核。成份:核被膜 染色質(zhì) 核仁 核基質(zhì)不同種屬染色體數(shù)差別很大(五) 細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞器細(xì)胞質(zhì)(cytoplasm)位于質(zhì)膜和核之間的透明,粘稠,不斷流動(dòng)的溶膠,內(nèi)含細(xì)胞基質(zhì)、細(xì)胞骨架和各種細(xì)胞器。1細(xì)胞基質(zhì)和細(xì)胞骨架細(xì)胞基質(zhì)(cytomatrix)真核細(xì)胞中,除細(xì)胞器以外的膠狀溶液,內(nèi)含細(xì)胞骨架,酶,中間代謝物等,是細(xì)胞代謝之場(chǎng)所。細(xì)胞骨架(cytoskeleton)由微管肌動(dòng)蛋白比(微絲)和中間絲3種蛋白質(zhì)纖維構(gòu)成的細(xì)胞骨架,有支持、運(yùn)輸和運(yùn)動(dòng)等功能。2內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和核糖
35、體內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(endoplasmie reticulum ER)細(xì)胞質(zhì)中一個(gè)與細(xì)胞基質(zhì)相隔離,但彼此相通的囊腔和細(xì)管系統(tǒng),由脂質(zhì)雙分子層組成,其內(nèi)側(cè)與核外膜相通。(1)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)分為兩類:a)糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng):在網(wǎng)膜上附有核糖體顆粒,有合成和運(yùn)送胞外分泌蛋白的功能。b)光滑內(nèi)質(zhì)網(wǎng):在網(wǎng)膜上不含核糖體,與脂類和鈣代謝有關(guān)。(2)核糖體(ribosome)也稱核蛋白體,存在于一切細(xì)胞中的直徑為25nm的顆粒狀細(xì)胞器,其中含40%蛋白質(zhì),60%RNA共價(jià)結(jié)合而成,具有蛋白質(zhì)合成功能。真核細(xì)胞核糖體80S(60S+40S,2個(gè)亞基組成),存在于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和細(xì)胞質(zhì)中。原核細(xì)胞核糖體70S(50S+30S, 2個(gè)亞基組成)
36、,也存在于線粒體和葉綠體中。3高爾基體(Golgi apparatus)高爾基體(Golgi complex)由4-8個(gè)平行堆疊的扁平膜囊和大小不等的囊泡所組成的膜聚合體。功能:將糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成的蛋白質(zhì)濃縮,與自身合成的糖類,脂類結(jié)合,形成糖蛋白,脂蛋白分泌泡,通過(guò)外排作用分泌到細(xì)胞外,是協(xié)調(diào)細(xì)胞生化功能和溝通胞內(nèi)外環(huán)境的重要胞器, “加工廠“。4溶酶體溶酶體(lysosome)由單層膜包裹,內(nèi)含多種酸性水解酶的球形,囊泡狀胞器(0.2-0.5m),含40種以上酸性水解酶,PH值在5左右。功能:細(xì)胞內(nèi)的消化作用5微體微體(microbody)也稱過(guò)氧化物酶體(peroxisome),一種由單層
37、膜包裹小球形胞器,內(nèi)含酶與溶酶體不同,主要是氧化酶和過(guò)氧化氫酶。功能:使細(xì)胞免受H2O2毒害,并氧化分解脂肪酸。6線粒體線粒體(mitochondria)由內(nèi)外兩層膜包裹的囊狀物(0.5-1.0m×1.5-3.0m),外膜平整,內(nèi)膜向內(nèi)伸展,形成大量雙層內(nèi)膜的嵴,內(nèi)部充滿基質(zhì)。功能:進(jìn)行氧化磷酸化反應(yīng)的場(chǎng)所,把蘊(yùn)藏在有機(jī)物中的化學(xué)潛能轉(zhuǎn)化成為生命活動(dòng)能量(ATP),是一切真核細(xì)胞的“動(dòng)力車(chē)間”。見(jiàn)線粒體構(gòu)造圖線粒體內(nèi)所含功能性物質(zhì)(1) 基粒(elementary particle)也稱F1顆粒,是一種帶柄的小球體(8.5nm)為ATP合成酶復(fù)合體,線粒體內(nèi)含104105個(gè)。(2)
38、電子傳遞鏈(呼吸鏈)為內(nèi)膜上的4種脂蛋白復(fù)合物(3) 三羧酸循環(huán)酶系位于內(nèi)膜和嵴包圍的基質(zhì)內(nèi)(4) 閉環(huán)狀DNA鏈為線粒體所特有,約19-26m(5) 70s核糖體合成一小部分(10%)線粒體專用蛋白質(zhì)。7葉綠體葉綠體(chloroplast)由雙層膜包裹,外形為扁平的圓形或橢圓形,呈凸透鏡狀的綠色顆粒細(xì)胞器,主要有3部分組成,葉綠體膜,類囊體和基質(zhì),只存在綠色植物(包括藻類)細(xì)胞中。功能:能轉(zhuǎn)化光能為化學(xué)能,具有光合作用,把CO2和H2O合成葡萄糖并釋放O2,是自養(yǎng)型真核生物的“炊事房”。與線粒體一樣,葉綠體是半自主性復(fù)制的細(xì)胞器。見(jiàn)葉綠體構(gòu)造圖葉綠體內(nèi)所含的主要功能性組成:(1) 類囊體,
39、基粒由單位膜封閉而成的扁平小囊為類囊體,數(shù)量很多,彼此連通,當(dāng)許多類囊體層層相疊就形成基粒,類囊體上了帶著大量的色素。(2) DNA葉綠體內(nèi)含有自身獨(dú)有的雙鏈環(huán)狀DNA(3) 70S核糖體葉綠體內(nèi)含有70S核糖體,負(fù)責(zé)合成葉綠體自身獨(dú)特的蛋白質(zhì)。(4) 基它蛋白質(zhì)成份淀粉粒,核酮糖二磷酸羧化酶等。8液泡(vacuole)液泡(vacuole)由單層膜包裹,大小不定,主要存在真菌和藻類等真核微生物細(xì)胞中,泡中含有:糖原、脂肪、多砭酸鹽和精氨酸、烏氨酸、谷氨酰胺等堿性氨基酸,以及蛋白酶、酸性和堿性砭酸酯酶,纖維素酶和核酸酶等。功能:貯存營(yíng)養(yǎng)物,并有溶酶體的功能,也可維持細(xì)胞的滲透壓。9膜邊體膜邊體
40、(lomasome)也稱須邊體或質(zhì)膜外泡,為許多真菌所特有,由單層膜色裹,位于菌絲細(xì)胞的質(zhì)膜與胞壁之間,形態(tài)不定,內(nèi)含泡狀物或顆粒狀物,膜邊體可由高爾基體或內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的特定部位形成,可互相結(jié)合,也可與別的細(xì)胞器結(jié)合。功能:分泌水解酶或合成細(xì)胞壁。10幾丁質(zhì)酶體幾丁質(zhì)酶體(chitosome)又稱殼體,存在于各種真菌菌絲頂端細(xì)胞中的微小泡囊(40-70nm),內(nèi)含幾丁質(zhì)合成酶。功能:運(yùn)送酶到菌絲尖端細(xì)胞表面,不繼合成幾丁質(zhì)微纖維,菌絲可不斷向前延伸。11氫化酶體氫化酶體(hydrogenosome)由單層膜包裹球形囊狀體,內(nèi)含氫化酶,氧化還原酶,鐵氧還蛋白和丙酮酸,存在于鞭毛基體附近,一般只存在于厭
41、氧性原生動(dòng)物和厭氧性真菌中。功能:為鞭毛的運(yùn)動(dòng)提供能量。第二節(jié) 酵母菌酵母菌(yeast)指能發(fā)酵糖類的各種單細(xì)胞真菌酵母菌的5個(gè)特點(diǎn):個(gè)體以單細(xì)胞狀態(tài)存在多數(shù)以出芽方式繁殖能發(fā)酵糖類產(chǎn)能細(xì)胞壁常含甘露、聚糖生活在含糖量較高,酸度較大的水生環(huán)境中一、酵母菌與人類的關(guān)系酵母菌主要分布在偏酸、含糖的環(huán)境中,約有500多種,與人類關(guān)系密切,被譽(yù)為“家養(yǎng)微生物”。人類幾乎天天離不開(kāi)酵母菌,如酒類生產(chǎn)、面包制作、乙醇和甘油發(fā)酵,提取輔酶A,細(xì)胞色素C,凝血質(zhì)和維生素等。在基因工程中扮演重要角色,作為模式真核微生物,被用來(lái)表達(dá)外源蛋白質(zhì),被稱為“工程菌”。只有極少數(shù)能引起人和動(dòng)物的疾病,如鵝口瘡、陰道炎或
42、肺炎等。二、細(xì)胞的形態(tài)和構(gòu)造酵母菌為典型的真核微生物,是細(xì)菌大小從10倍(2.5-10×4.521m)有球形、卵圓狀、橢圓狀、柱狀和香腸狀等。(一)細(xì)胞壁細(xì)胞壁厚25nm,主要成分為“酵母纖維素”,芽痕周?chē)猩倭繋锥≠|(zhì)。甘露聚糖(mannan),外層,分枝狀聚合物酵母纖維素葡聚糖(glucan),內(nèi)層,分枝狀聚合物,賦予機(jī)械強(qiáng)度(三明治)蛋白質(zhì):葡聚糖酶,甘露聚糖酶等多種酶。(二)細(xì)胞膜膜也為三層結(jié)構(gòu),主要成份為蛋白質(zhì)(50%)、類脂(40%)和少量糖。蛋白質(zhì):蛋白及一些酶類甘油的單、雙、三酯磷脂酰膽堿(卵磷脂)膜成分類脂甘油磷酯磷脂酰乙醇胺 光麥角甾醇(維生素D的前體)VD2提取甾
43、醇酵母甾醇糖類:甘露聚糖等(三)細(xì)胞核酵母菌有多孔核膜包裹起來(lái)的定形細(xì)胞核(是貯藏遺傳信息的地方),如S.cerevisiae核中含有17條染色體,為12.052Mb,共6500個(gè)基因。另外,在線粒體,2m質(zhì)粒和一些線狀質(zhì)粒中也含有DNA。2m質(zhì)粒是1967年在S.cerevisiae中發(fā)現(xiàn),為閉合環(huán)狀超螺旋DNA分子,長(zhǎng)約2m(6kb),每個(gè)細(xì)胞含60100個(gè),該質(zhì)??捎糜诨蛘{(diào)控研究,和酵母菌轉(zhuǎn)化的載體。見(jiàn)酵母菌細(xì)胞構(gòu)造圖三、酵母菌的繁殖方式及生活史芽殖無(wú)性裂殖節(jié)孢子酵母菌的產(chǎn)無(wú)性孢子擲孢子繁殖方式原垣孢子有性產(chǎn)子囊孢子(一)無(wú)性繁殖無(wú)性繁殖酵母菌也稱假酵母菌(psedo-yeast)1芽
44、殖(budding)這是酵母菌最常見(jiàn)的繁殖方式,芽殖后如果不立即分離,會(huì)出現(xiàn)假菌絲(藕節(jié)狀)或真菌絲(竹節(jié)狀)。芽體或芽孢子(budding spore)的形成:(1) 水解酶使要形成芽體的部分細(xì)胞壁變薄。(2) 大量新細(xì)胞物質(zhì)包括核物質(zhì)在芽體部位上堆積。(3) 在與母細(xì)胞交界處形成一塊由葡聚糖、甘露聚糖和幾丁質(zhì)組成的隔壁。(4) 分離后,母細(xì)胞留下一個(gè)芽痕(budscar),子細(xì)胞留下一個(gè)蒂痕(birthscar)2裂殖(fission)以類似細(xì)菌二分裂方式繁殖,只有少數(shù)菌如此。3產(chǎn)生無(wú)性孢子少數(shù)菌以此種方式繁殖形成:(1) 細(xì)胞上長(zhǎng)出小梗(2) 在梗上產(chǎn)生擲(智)孢子(3) 成熟后,噴射出
45、孢子(二)有性繁殖以形成子囊和子囊孢子方式進(jìn)行有性繁殖形成:(1) 兩個(gè)性別不同細(xì)胞伸出一管狀原生質(zhì)突起(2) 突起相融合形成通道(3) 然后質(zhì)配(plasmogamy)、核配(caryogamy)(4) 減數(shù)分裂形成4或8個(gè)子核(5) 與每個(gè)核與周?chē)|(zhì)結(jié)合,在表面形成一層孢子壁,成為子囊孢子,原有營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞成為子囊。(三)酵母菌生命周期(life cycle)不同的酵母菌生命周期可分為3類:1營(yíng)養(yǎng)體既能以單倍體也能二倍體形式存在以S.cerevisiae (釀酒酵母)為代表,見(jiàn)生命周期圖2營(yíng)養(yǎng)體只能以單倍體形式存在以Schigosaccharomyces octosporus (八孢裂殖酵
46、母)為代表,見(jiàn)生命周期圖3營(yíng)養(yǎng)體只能以二倍體形式存在以Sacharomycodes ludwigii (路德類酶母)為代表,見(jiàn)生命周期圖四、酵母菌的菌落菌落與細(xì)菌類似,較濕潤(rùn),較透明,較光滑,質(zhì)地均勻,但在細(xì)菌菌落大,透明度差一點(diǎn),顏色單一。第三節(jié) 絲狀真菌絲狀真菌(filamentous fungi)俗稱霉菌(mould, mold),指菌絲體發(fā)達(dá),不產(chǎn)生大型肉質(zhì)子實(shí)體的真菌。一、分布及人類的關(guān)系分布極廣,凡有有機(jī)物存在的地方就有霉菌存在,能將復(fù)雜有機(jī)物如纖維素,木質(zhì)素等徹底分解轉(zhuǎn)化,成為綠色植物重新利用的養(yǎng)料,促使了整個(gè)地球的生物圈循環(huán)。對(duì)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、醫(yī)療等有密切關(guān)系:(1) 工業(yè)上:能生
47、產(chǎn)機(jī)酸(檸檬酸、葡萄糖酸等)酶制劑(淀粉酶、蛋白酶)、抗生素(青霉素、頭孢霉素、灰黃霉素)以及一些維生素(核黃素)。(2) 食品上:制作醬油、干酪等。(3) 霉變:引起食品、紡織品、皮革、木材等霉變。(4) 病原菌:是植物的主要病原菌,也可引起動(dòng)物和人體傳染病,如皮膚癬,少數(shù)還可產(chǎn)生毒素(黃曲霉毒素)二、細(xì)胞的形態(tài)和構(gòu)造(一) 菌絲及其延伸1形態(tài):霉菌營(yíng)養(yǎng)體的基本單位是菌絲(hypha, hypha)3-10m,比細(xì)菌或放線菌粗110倍,可分為兩大類:無(wú)隔菌絲和有隔菌絲。2菌絲細(xì)胞的構(gòu)造:菌絲細(xì)胞靠不斷延伸進(jìn)行生長(zhǎng),在菌絲上分為幾個(gè)區(qū)域:(1) 延伸區(qū)和硬化區(qū):胞壁的內(nèi)層為幾丁質(zhì),外層為蛋白質(zhì)
48、。(2) 亞頂端區(qū)(次生壁區(qū)):內(nèi)層幾丁質(zhì),中層蛋白質(zhì),外層葡聚糖蛋白網(wǎng)層。(3) 隔膜區(qū):由菌絲內(nèi)壁向內(nèi)延伸成環(huán)片狀構(gòu)造。見(jiàn)菌絲生熟圖(二) 菌絲體的各種分化形式菌絲體(mycelium, mycelia)由許多菌絲相互交織而成的一個(gè)菌絲集團(tuán),可分為兩大類,營(yíng)養(yǎng)菌絲體(Vegetalive mycelium),伸入營(yíng)養(yǎng)基質(zhì)內(nèi)部,吸取營(yíng)養(yǎng),氣生菌絲體(aerial mycelium),伸展到空間,產(chǎn)孢子。菌絲體在適應(yīng)環(huán)境的過(guò)程中,演化出多種特化構(gòu)造。假根吸取養(yǎng)料吸器附著胞附著附著技特化營(yíng)養(yǎng)菌絲延伸匍匐(福)枝菌環(huán)捕食線蟲(chóng)菌網(wǎng)菌核休眠菌絲體菌索分生孢子頭無(wú)性簡(jiǎn)單孢子囊有性:擔(dān)子特化的氣生菌絲分生
49、孢子器(子實(shí)體)無(wú)性分生孢子座復(fù)雜閉囊殼有性(子囊果)子囊殼子囊盤(pán)1營(yíng)養(yǎng)菌絲體的特化形態(tài):以根霉為例,見(jiàn)根霉的形態(tài)和構(gòu)造圖2氣生菌絲體的特化形態(tài)以青霉和曲霉為例,貝殼霉和曲霉的分生孢子頭圖三、真菌的孢子真菌的繁殖主要是通過(guò)產(chǎn)生大量的無(wú)性或有性孢子來(lái)完成的。真菌孢子的特點(diǎn):小、輕、干、多,以及形態(tài)色澤各異,休眠期長(zhǎng)和有較強(qiáng)的抗逆性,每個(gè)個(gè)體可產(chǎn)生數(shù)百至數(shù)千億個(gè)孢子,大多孢子為單倍體(n),少數(shù)為二倍體(2n),有的孢子有鞭毛,能運(yùn)動(dòng)。四、霉菌的菌落霉菌的菌落有明顯特征:形態(tài)較大,質(zhì)地疏松,干燥,不透明,呈松或緊的蛛網(wǎng)狀,棉絮狀或氈狀,顏色多樣。第四節(jié) 產(chǎn)大型子實(shí)體的真菌蕈(訓(xùn))菌(mushroo
50、m)又稱傘菌,指那些形成大型肉質(zhì)子實(shí)體的真菌,包括大多數(shù)擔(dān)子菌類和少數(shù)子囊菌類。蕈菌分布很廣,特別是在森林落葉地帶,與人類有密切關(guān)系,其中可食用的約有2000種,已作為食用菌(edible mushroom)的有400種,其中有50種已能進(jìn)行人工栽培,如:木耳、香菇、平菇、草菇、金針菇和飲蓀等,還有許多也可用作藥材,如:靈芝、云芝、馬勃和猴頭等,少數(shù)有毒,對(duì)人類有害。蕈菌的生長(zhǎng)過(guò)程可分為5個(gè)階段:(1) 形成一級(jí)菌絲:擔(dān)孢子(basidiospore)萌發(fā),形成單核細(xì)胞菌絲,稱為一級(jí)菌絲。(2) 形成二級(jí)菌絲:不同性別的一級(jí)菌絲細(xì)胞接合質(zhì)配,形成雙核細(xì)胞菌絲,稱二級(jí)菌絲(鎖狀聯(lián)合)(3) 形成
51、三級(jí)菌絲:二級(jí)菌絲分化為多種菌比束,為三級(jí)菌絲。(4) 形成子實(shí)體:菌絲束再形成菌蕾,然后再分化,膨大成大型子實(shí)體(5) 產(chǎn)生擔(dān)孢子:子實(shí)體成熟后,雙核菌絲的頂端膨大,發(fā)生梳融,核配,新核兩次分裂,產(chǎn)生4個(gè)單倍體子核,在擔(dān)子細(xì)胞的頂端形成4個(gè)獨(dú)特的有生孢子。見(jiàn)擔(dān)孢子形成和蕈菌子實(shí)體形成圖。蕈菌子實(shí)體的特點(diǎn):形狀、大小、顏色各異成熟子實(shí)體由三部分組成:(1)頂部的菌蓋(表皮,菌肉和菌褶)(2)中部的菌柄(菌環(huán)和菌托)(3)基部的菌絲體第三章 病毒和亞病毒病毒(virus)19世紀(jì)末發(fā)現(xiàn)的一類微小微生物,病原體,不具有完整的細(xì)胞結(jié)構(gòu),所以也稱非細(xì)胞生物或分子生物,可分為兩大類,真病毒(Euvirus)和亞病毒(subvirus)。真病毒:至少含有核酸和蛋白質(zhì)兩種組分非細(xì)胞生物類病毒:只含具有獨(dú)立侵染性的RNA組分亞病毒擬病毒:只含不具獨(dú)立侵染性的RNA組分朊(軟)病毒:只含單一蛋白質(zhì)組分第一節(jié) 病 毒病毒(真病毒)是一類由核酸和蛋白等少數(shù)幾種成份組成的超顯微非細(xì)胞生物,其遺傳因子是一種DNA或RNA分子
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