《农业微生物学》课件.ppt

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1、农业微生物学农业微生物学 本课程讲授内容介绍及学时安排o绪论（2学时）o第一章 原核微生物（5学时）o第二章 真核微生物真菌（3学时）o第三章 病毒（3学时）o第四章 微生物的营养（3学时）o第五章 微生物的代谢（5学时）o第六章 微生物的生长和环境条件（3学时）o第七章 微生物的遗传变异（5学时）o第八章 微生物的生态（4学时）o第九章 微生物在农业和环保上的应用（3学时）参考书、作业、考试o教材n王贺祥主编 农业微生物学 n周德庆主编 微生物学教程n沈萍、陈向东编微生物学o作业n书面作业、课堂讨论、小组演讲(PPT)o考试n闭卷n成绩：平时10%,期中20%,期末70%绪 论 o1.微生物

2、的定义、种类和特点 o微生物（microorganism,microbe）是一切肉眼看不见或看不清楚的微小生物的总称(一般个体0.1mm).包括:n原核生物类：原核生物类：细菌(真细菌和古生菌)、放线菌、蓝细菌、支原体、立克次氏体和衣原体n真核生物类真核生物类:真菌(酵母菌、霉菌和蕈菌)、原生动物和显微藻类n非细胞类非细胞类：病毒和亚病毒（类病毒、拟病毒和朊病毒）放线菌放线菌蓝细菌蓝细菌Water:rich in CyanobacteriaCyanobacteria酵母菌酵母菌霉菌霉菌丝状真菌丝状真菌蕈蕈 菌菌显微藻类显微藻类原生动物原生动物Viruses 绪绪 论论o特点特点：个体微小、结构

3、简单、进化地位低n个体微小小 m 级:光学显微镜下可见(细胞),nm级:电子显微镜下可见(细胞器、病毒)n构造简简单:单细胞、简单多细胞、非细胞n进化地位低低:原核生物类、真核生物类、非细胞类绪绪 论论oM M的五大共性的五大共性 n体积小、比面大（最基础特征）体积小、比面大（最基础特征）n吸收多、转化快吸收多、转化快 n生长旺、繁殖快生长旺、繁殖快 n适应强、易变异适应强、易变异 n分布广、种类多分布广、种类多1 体积小、面积大德国科学家H.N.Schulz等1999年在纳米比亚海岸的海底沉积物中发现的一种硫磺细菌（sulfur bacterium），其大小可达0.75 mm，Thiomar

4、garita namibiensis，-“纳米比亚硫磺珍珠”个体小个体小:测量单位：微米或钠米 火星陨石中发现的细菌化石（直径火星陨石中发现的细菌化石（直径10nm10nm）小个体、大表面积的小个体、大表面积的意义意义共性的基础：微生物体积小、面积大是微生 物五大共性基础和关键之所在。扩大交换面：比面值大则扩大了微生物群体 对外界营养物质的吸收面、产 物和废物的释放面、信息和能 量的交换面 单细胞培养：启发了动植物研究中的单细胞 培养（发酵）。2 2.吸收多、转化快吸收多、转化快实例 E.coli(Escherichia coli)大肠埃希氏菌(大肠杆菌)耗乳糖 2000倍/每小时.自重(约为

5、人类的3,000,000倍)Candiada utilis 产朊假丝酵母 合成蛋白质的能力为大豆的100倍、公牛的100,000倍意义o为微生物生长繁殖提供了物质基础 o为物质转化、累积代谢产物提供条件 o更好地利用这一点，发挥微生物“活的催化化工厂”之功能3.生长旺、繁殖快o实例 nVibrio Natriegens(需钠弧菌需钠弧菌)9.8分钟/代nE.coli 12.520.0分钟/代o意义n积极作用:体现于发酵工业，周转快，效率高；运用于科学研究，是生化、遗传的良好材料；适用于农业方面，成为缓解粮食危机的好帮手。消极作用:使病原菌蔓延快，危害大。4.适应强、易变异o适应性适应性 n个体

6、微小，提供了微生物极其灵活的适应性 为适应多变的进化环境，微生物产生了许多灵活代谢调控机制。n极端环境中的微生物，为人类探索宇宙微生 物拓展了新思路。南极Vostok湖冰芯样品中的微生物从永冻冰层分离微生物嗜盐菌有重要实用价值o淹盐环境中都能找到嗜盐性微生物，这些嗜盐菌有其重要实用价值。o如:盐生盐杆菌所含的视觉物质一一细菌视紫红质（bacteriorhodopsin）是开发生物芯片的重要材料之一。另一方面，这种嗜盐古细菌对研究地球生命起源有重要价值。.探索高低温微生物生命的奥秘 高适应性微生物的研究o自然界有哪些高适应性的微生物?o有些微生物为什么在不寻常的温度条件 下能够生存？o为什么这类

7、微生物在极端高温或低温下 保持它们的强大生命活力和适应力？o它们的特殊性质究竟受什么因子所制约？o它们在生命演化中占有什么样的地位 o它们在生产实践上有何经济意义等等。高适性微生物的概念o探索奇异生命的奥秘，首先对应了解高适应性微生物的特殊环境高低温、强酸、强碱、高浓度溶质以及干旱、高压等条件,只能在这种条件下生存、繁殖的微生物叫做高适应性微生物 o其中嗜高温微生物或嗜低温微生物是探讨的主题。自然界确实有这么一些微生物能在高温（100以上）或在低温（2以下）的特殊环境下生存，并保持它的生命活力，人们把这类微生物称为适高温或适低温微生物Scientists isolated the thermo

8、stable DNA polymerase Taq,an enzyme that drives PCR,from Thermus aquaticus Yellowstone type-1,a resident of geysers like this one at Yellowstone National Park.变异惊人 o生物界的变异率相同(10-5-10 10)o微生物界的优势在于个体数惊人，因此其产生突变数量同样惊人与能见可计 o例：产量变异惊人nPenicillium chrysogenum 产黄青霉产黄青霉n20U./1943 5100,000U./目前约目前约5,000 5,0

9、00 倍倍 o抗药变异可怕nStaphlococcus aurreusStaphlococcus aurreus n0.020.02 g g/ml/1943 耐药量提高10,000倍5.分布广、种类多o分布广分布广 n为生物圈的开拓者和永久居民为生物圈的开拓者和永久居民o实例实例1 1：肠道正常菌群肠道正常菌群n种类种类 100400100400种种 n总量总量10101313个个 n占排泄物干重的占排泄物干重的1/3 1/3 n厌氧菌数量是好氧菌的几百至上千倍厌氧菌数量是好氧菌的几百至上千倍 分布广分布广o实例实例2 2：万米海底 n耐高温 100 n耐高压 1140 atm o实例实例3

10、3：几万米高空n8.5万米处发现微生物 o实例实例4 4:地层下的岩石n球菌，杆菌和真菌 2.M与人类的关系o有益方面o面包、奶酪、啤酒、抗生素、疫苗、维生素、酶等重要产品的生产；o地球的清洁工参与地球上的物质循环o微生物肥料和微生物农药o有害方面o人类疾病大流行n鼠疫(黑死病)、天花、麻风、梅毒、肺结核、爱滋病、SARS等o植物病害n马铃薯晚疫病小麦秆锈病小麦秆锈病 水稻稻粒黑粉病水稻稻粒黑粉病橡胶树白粉病稻瘟病16.叶瘟（1.急性型；.2急性型转慢性型；34.慢性型；5.褐点型；6白点型；）7.健穗；8.穗颈盖初期症状；910.穗颈盖后期症状；11.支梗瘟；1213.节瘟；14.谷粒曾；1

11、5.护颖瘟；16.分生孢子梗和分生孢子 3.3.微生物学的发展简介微生物学的发展简介o微生物学（Microbiology）n研究微生物的生命活动的科学 n包括微生物在一定条件下的形态结构、生理生化、遗传变异、微生物的分类与进化、生态等 o农业微生物学n是微生物学的一个分支学科，它主要研究微生物在农业上的应用和与之相关的理论探索。3.3.微生物学的发展简介微生物学的发展简介o微生物学的发展简史微生物学的发展简史n史前期史前期1676年之前（约年之前（约8000年）年）朦胧阶段 n初创期初创期16761861（约（约200年）年）形态描述阶段（列文虎克）n奠基期奠基期18611897（约（约40年

12、）年）生理水平研究阶段（巴斯德、科赫）n发展期发展期18971953（约（约50年）年）生化水平研究阶段 n成熟期成熟期1953至今至今 分子生物学水平阶段 史前期史前期16761676年之前（约年之前（约80008000年）年）o朦胧阶段n凭实践经验利用微生物的有益活动n缺乏合适的工具来观察微生物o1546年 Fracastoro（1478-1553)认为肉眼不可见的生物引起人类的疾病。我国8000年前就开始出现了曲蘖酿酒；4000年前埃及人已学会烘制面包和酿制果酒；2500年前发明酿酱、醋，用曲治消化道疾病；公元六世纪(北魏时期),贾思勰的“齐民要术”；公元2世纪，张仲景：禁食病死兽类的肉

13、和 不清洁食物；公元前112年-212年间，华佗：“割腐肉以防传染”；初创期初创期1676186116761861（约（约200200年）年）o形态描述阶段n列文虎克（1632-1723）用自制的显微镜发现了“微小动物”。n缺乏适当的方法来研究微生物列文.虎克奠基期奠基期18611897 18611897（约（约4040年）年）o生理水平研究阶段n微生物学奠基人巴斯德（1822-1895）o彻底否定了“自生说”学说o免疫学-预防接种o证实发酵是由微生物引起的o巴斯德消毒法 巴斯德奠基期奠基期18611897 18611897（约（约4040年）年）o生理水平研究阶段n细菌学奠基人柯赫（1843

14、-1910）o证实了炭疽病菌是炭疽病的病原菌o发现了结核病的病原菌-获诺贝尔奖o柯赫法则o建立了微生物的基本操作技术科赫发展期发展期1897195318971953（约（约5050年）年）o生化水平研究阶段n对无细胞酵母菌“酒化酶”进行研究n发现微生物代谢的统一性o普通生物学开始形成成熟期成熟期19531953至今至今o分子生物学水平阶段nJ.Waston&F.Crick 分子生物学的奠基人，发现了DNA的双螺旋结构n1961 年加古勃（F.Jacab）和莫诺德（J.Monod）提出了操纵子学说n1977年，C.Weose 等在分析原核生物16S rRNA 和真核生物18S rRNA序列的基础

15、上，提出了可将自然界的生命分为细菌、古菌和真核生物三域（domain）4.微生物学分科微生物学分科微生物学分科5.5.微生物在生物界的分类地位微生物在生物界的分类地位o1753年 二界系统 动物界动物界、植物界、植物界 o1860年 三界系统 动物界、植物界、原生生动物界、植物界、原生生物界物界 o1956年 四界系统 动物界、植物界、原生动物界、植物界、原生生物界、菌界生物界、菌界o1969年 五界系统 动物界、植物界、原生动物界、植物界、原生生物界、真菌界、原核生物界生物界、真菌界、原核生物界 o1949 1977 六界系统+病毒界病毒界 微生物在生物界的分类地位微生物在生物界的分类地位o

16、1978年 三域学说（16S、18SrRNA）n细菌域、真核生物域、古生菌域 n由共同的远祖进化而来 第一章第一章 原核微生物原核微生物o原核生物原核生物n指一大类细胞核无核膜包裹,只存在称作核区(nuclear region)的裸露DNA的原始单细胞生物.n包括:细菌(真细菌和古生菌)、放线菌、蓝细菌、支原体、立克次氏体和衣原体第一节 细菌1.细菌的基本形态和大小 n基本形态:球状、杆状和螺旋状n大小：测量单位是微米（m）o球菌：只测直径，一般在0.21.5微米 o杆菌大小：用宽长 或 长宽表示一般为（0.5-1）（15）o螺旋菌：（0.3-1）（1-8）球菌球菌o菌体呈球形或近似球形。-c

17、occus，由于是圆形，在干燥时较不易变形n单球菌 n双球菌 n链球菌 n四链球菌 n八叠球菌 n葡萄球菌 双球菌链球菌四链球菌葡萄球菌杆杆 菌菌o是细菌中最大的一种，形态呈杆状n短杆菌：菌体较粗短，似球形，两边钝圆 n长杆菌：菌体细长，长：宽2 n链杆菌：杆状的细胞呈链存在 n棒杆菌：在杆菌细胞的一端或两端膨大 n分枝杆菌：细胞细长，有时呈分枝状。n按杆菌排列则有：链形、栅形、八字形、带衣鞘的丝状等 短杆菌 链杆菌 大肠杆菌 梭状芽孢杆菌双歧杆菌螺旋菌螺旋菌o弧菌：菌体只有一个弯曲，呈弧状 o螺旋菌：菌体弯曲多，26环，两端鞭毛，菌体有坚硬的细胞壁。产甲烷螺旋菌 o螺旋体：螺旋6环以上，菌体

18、无鞭毛，体柔软，有收缩运动的轴丝，无细胞壁或薄。是介于细菌与原生动物之间的单细胞生物。梅毒密螺旋体 霍乱弧菌螺旋菌螺旋体螺旋体-22.2.细菌的细胞结构细菌的细胞结构 o一般结构一般结构：所有细菌共有的，生命必需。细胞壁、细胞膜、细胞核（核区）和细胞质o特殊结构：特殊结构：部分细菌具有的或一般细菌在特殊环境下才有的。如鞭毛、芽孢、荚膜、菌毛、伴孢晶体等2.2.细菌的细胞结构细菌的细胞结构o2.1细胞壁（cell wall）n是位于细菌细胞最外面的一层厚实、坚韧的外被,主要成分为肽聚糖,具有固定细胞外型和保护细胞不受损伤等多种生理功能.n细胞壁的主要功能o固定细胞外形；协助鞭毛运动；保护细胞免受

19、外力的损伤；为正常细胞分裂所必需；阻拦有害物质进入细胞；与细菌的抗原性、致病性（如内毒素）和对噬菌体的敏感性密切相关。2.2.细菌的细胞结构细菌的细胞结构o细菌的革兰氏染色 n该染色法由丹麦医生C.Gram于1884年创立，故名.其简要操作分初染、媒染、脱色和复染四步.革兰氏染色将细菌分为革兰氏阳性细菌和革兰氏阴性细菌n 2.2.细菌的细胞结构细菌的细胞结构o2.1.2 G+细菌的细胞壁厚度大(20-80nm),化学成分简单n肽聚糖（Peptidoglycan）90%o肽和聚糖组成n肽包括四肽尾和肽桥n聚糖由一个N-乙酰葡糖胺与一个N-乙酰胞壁酸分子通过-1，4-糖苷键连接而成。2.2.细菌的

20、细胞结构细菌的细胞结构o2.1.2 G+细菌的细胞壁n磷壁酸（teichoicacid，即垣酸）10%o革兰氏阳性细菌细胞壁所特有的成分 o一种酸性多糖,主要成分为甘油磷酸和核糖醇磷酸 o分壁磷壁酸和膜磷壁酸（即脂磷壁酸）n与肽聚糖分子间发生共价结合的称壁磷壁酸n由甘油磷酸链分子与细胞膜上的磷脂进行共价结合后形成 的称膜磷壁酸o磷壁酸的主要生理功能 2.2.细菌的细胞结构细菌的细胞结构o2.1.3 G-细菌的细胞壁 厚度较G+细菌薄,层次较多,成分较复杂.nG-细菌的肽聚糖层很薄(仅2-3nm)n与G+细菌的肽聚糖的差别o肽尾的第3个氨基酸为内消旋二氨基庚二酸（m-DAP）o没有特殊的肽桥，其

21、前后两个单体间的联系仅由甲肽尾的第4个氨基酸D-丙氨酸的羧基与乙肽尾第3氨基酸m-二氨基庚二酸的氨基直接连接而成。2.2.细菌的细胞结构细菌的细胞结构o2.1.3 G-细菌的细胞壁n脂多糖（LPS，lipopolysaccharide）o革兰氏阴性细菌特有的成分o是位于革兰氏阴性细菌细胞壁最外层的一层较厚（810nm）的类脂多糖类物质 o由类脂A、核心多糖和O-特异侧链三部分所组成 o主要功能 o革兰氏染色反应机制 革兰氏阳性细菌和阴性细菌一系列生物学特性的比较革兰氏阳性细菌和阴性细菌一系列生物学特性的比较比比 较较 项项 目目G+细细 菌菌G-细细 菌菌1.革革兰兰氏染色反氏染色反应应能阻留

22、能阻留结结晶紫而染成紫色晶紫而染成紫色可可经经脱色而复染成脱色而复染成红红色色2.肽聚糖层肽聚糖层厚厚,层层次多次多薄薄,一般一般单层单层3.磷壁酸磷壁酸多数含有多数含有无无4.外膜外膜无无有有5.脂多糖脂多糖(LPS)无无有有6.类类脂和脂蛋白脂和脂蛋白低低(仅仅抗酸性抗酸性细细菌含菌含类类脂脂)高高7.鞭毛鞭毛结结构构基体上着生两个基体上着生两个环环基体上着生四个基体上着生四个环环8.产产毒素毒素以外毒素以外毒素为为主主以内毒素以内毒素为为主主9.对对机械力的抗性机械力的抗性强强弱弱10.细细胞壁抗溶菌霉胞壁抗溶菌霉弱弱强强11.对对青霉素和黄胺青霉素和黄胺敏感敏感不敏感不敏感12.链链霉

23、素、霉素、氯氯霉素、四霉素、四环环素素不敏感不敏感敏感敏感13.碱性染料的抑菌作用碱性染料的抑菌作用强强弱弱14.对对阴离子去阴离子去污剂污剂敏感敏感不敏感不敏感15.对对叠氮化叠氮化钠钠敏感敏感不敏感不敏感16.对对干燥干燥抗性抗性强强抗性弱抗性弱17.产产芽芽孢孢有的有的产产不不产产2.2.细菌的细胞结构细菌的细胞结构o2.1.5 细胞壁缺损的细菌n原生质体（protoplast）n球状体或原生质球（sphaeroplast）nL型细菌(L-form bacteria)2.2.细菌的细胞结构细菌的细胞结构o2.2 细胞膜（cellmembrane）n细胞膜液态镶嵌模式 n细胞膜的功能 2.

24、2.细菌的细胞结构细菌的细胞结构o2.3 间体（mesosome）o2.4 细胞质及其内含物n细胞质（cytoplasm）n核糖体n颗粒状内含物n异染颗粒n聚-羟丁酸（poly-hydroxybutyrate，PHB）2.2.细菌的细胞结构细菌的细胞结构o2.5 核区与质粒n核区又称核质体(nuclear body)、原核(prokaryon)、拟核(nucleoid)或核基因组(genome)n质粒(Plasmid)是游离于细菌染色体之外,或附加在细菌染色体之上,具有独立复制能力的小型共价闭合环状DNA分子,2.2.细菌的细胞结构细菌的细胞结构o2.6糖被(glycocalyx)n是某些细菌

25、细胞壁外附着的一层厚度不定的胶状物质。根据厚度不同可分成：微荚膜、荚膜、粘液层 n成分:多糖、多肽、蛋白质n功能:n应用:2.2.细菌的细胞结构细菌的细胞结构o2.7 鞭毛（flagellum）n运动性微生物细胞表面，着生有一根或数根由细胞内伸出的细长、波曲、毛发状的丝状体结构，即为鞭毛。是细胞的运动器官，起源于细胞质最外层的鞭毛基粒。n成分：蛋白质及少量的多糖，脂类 n在各类细菌中，弧菌、螺菌和假单孢菌普遍都长鞭毛，杆菌中，有的长，有的不长；球菌中只有个别属长.也是菌种分类鉴定中的重要指标.2.2.细菌的细胞结构细菌的细胞结构o菌毛（Pilus或fimbria）n是长在细菌体表的一种纤细（直

26、径79nm）、中空（直径22.5nm）、短直、数量较多（250300根）的蛋白质附属物，在革兰氏阴性细菌中较为常见 o性菌毛（sexpilus，F-pilus或sexfimbria）2.2.细菌的细胞结构细菌的细胞结构o2.8芽孢 n某些细菌生长到一定阶段，有细胞内形成一个圆形或椭圆形的对 不良环境条件具有较强的抵抗力休眠体叫之 n特性：具有极强的抗热、抗辐射、抗化学药物和抗静水压的能力。n芽孢抗性强的原因:n研究芽孢的意义：2.2.细菌的细胞结构细菌的细胞结构o2.9伴孢晶体 n少数芽孢杆菌如苏云金杆菌在形成芽孢的同时，会在芽孢旁形成一颗菱形或双椎形的碱性蛋白质晶体（内毒素）n由18种氨基酸

27、组成，对200多种磷翅目昆虫有毒害作用，可以使昆虫肠道穿孔，使昆虫全身麻痹死亡,因而可制成细菌杀虫剂 3.细菌的群体形态o固体培养基上形态固体培养基上形态-菌落：是由单个细菌细胞经生长繁殖而成的肉眼可见的子细胞群体 3.细菌的群体形态o在半固体培养基上的形态n用穿刺接种方法，如该细菌有鞭毛，能运动则沿穿刺线扩散生长，若无鞭毛不能运动，只在穿刺线处生长 o在液体培养基中n多数细菌呈现均匀浑浊（表现均匀生长）n部分形成菌膜(专性需氧菌），在液体培养基表面上形成菌膜，液体透明明或者稍浑浊。n形成菌环，在液体中间形成一圈环状物形成沉淀。n在液体底部形成沉淀。4.细菌的繁殖o二分分裂繁殖是细菌最普遍、最

28、主要的繁殖方式.但也有少数细菌靠出芽繁殖或劈裂繁殖.o细菌的繁殖首先是从DNA的复制开始的.随着DNA复制的完成,细胞膜内陷,接着细胞壁跟随内陷,最后一分为二个子细胞第二节原核细胞与真核细胞的主要区别第二节原核细胞与真核细胞的主要区别原核细胞原核细胞真核细胞真核细胞细胞大细胞大小小较小直径（较小直径（110微米）微米）较大，直径（较大，直径（10100微米）微米）细胞壁细胞壁主要成分是肽聚糖主要成分是肽聚糖植物细胞有细胞壁，主要成分为纤维素植物细胞有细胞壁，主要成分为纤维素和果胶和果胶细胞质细胞质仅有分散的核糖体，无其它的细仅有分散的核糖体，无其它的细胞器胞器有核糖体、线粒体、叶绿体、内质网、

29、有核糖体、线粒体、叶绿体、内质网、高尔基体等细胞器高尔基体等细胞器细胞核细胞核无成形的细胞核。在细胞内某一无成形的细胞核。在细胞内某一区域内有丝状的区域内有丝状的DNA，核内外无，核内外无核膜，核内无核仁，核膜，核内无核仁，DNA分子上分子上无蛋白质，因此无染色体无蛋白质，因此无染色体有明显的细胞核，外被核膜，内有核仁有明显的细胞核，外被核膜，内有核仁和和DNA、蛋白质组成的染色体（质）、蛋白质组成的染色体（质）转录和转录和翻译翻译出现在同一时间和地点出现在同一时间和地点转录在细胞核中，翻译在细胞质中完成转录在细胞核中，翻译在细胞质中完成分裂方分裂方式式有二分体、出芽和无丝分裂有二分体、出芽和

30、无丝分裂能进行有丝分裂和减数分裂能进行有丝分裂和减数分裂存在环存在环境境可生存在极端环境中，适应温度可生存在极端环境中，适应温度范围较广（与特殊的酶有关）范围较广（与特殊的酶有关）适应的温度范围相对较窄，适宜温度在适应的温度范围相对较窄，适宜温度在2。C50。C（与酶有关）（与酶有关）构成的构成的生物生物原核生物原核生物真核生物真核生物举例举例细菌、蓝藻、放线菌、衣原体细菌、蓝藻、放线菌、衣原体自然界中的绝大多数生物自然界中的绝大多数生物第三节原核微生物的分类o1.细菌命名n什么是种?种是由一群具有高度表型相似性的个体组成,而且它又和其他类群具有明显的差异。种是基本的分类单位。n细菌的种名用双

31、名法表示:属名+种名加词.如枯草芽孢杆菌的种名是Bacillus substilusn原核微生物的分类等级是:原核微生物界、门、纲、目、科、属、种。第三节原核微生物的分类o2.细菌的分类依据n形态学和生理生化特征 n血清型和噬菌体型 n蛋白质分析 n核酸分析第三节原核微生物的分类o3.细菌的数值分类法n通过广泛比较分类单位的性状特征，然后计算它们之间的相似性，再根据相似性的数值划分类群的一种分类方法。n数值分类五个步骤 n数值分类的优点和局限第三节原核微生物的分类o4.细菌的分类系统n世界上三个权威的原核微生物的分类系统o前苏联的克拉西尼柯夫系统o法国的普雷沃系统o美国的伯杰氏系统n伯杰氏细菌

32、分类系统简介第三节原核微生物的分类o“伯杰氏细菌鉴定手册(第九版)”将原核微生物分为35群,归为四大类(或四个门)o第一类 具细胞壁的革兰氏阴性真细菌o第二类 具细胞壁的革兰氏阳性真细菌o第三类 无细胞壁的真细菌o第四类 古细菌第四节 放线菌(Actinomycetes)o1.放线菌的形态结构第四节 放线菌(Actinomycetes)o2.放线菌的菌落特征n易能产生大量分枝和气生菌丝的菌种（如链霉菌）菌落质地致密，与培养基结合紧密，小而不蔓延，不易挑起或挑起后不易破碎。丝绒状，粉末状。n不能产生大量菌丝体的菌种（如诺卡氏菌）粘着力差，粉质，针挑起粉碎第四节 放线菌(Actinomycetes

33、)o3.放线菌的繁殖n无性繁殖：主要通过无性孢子方式繁殖。菌丝片断可繁殖成新的菌体，液体发酵均由菌丝片断繁殖的。孢子形成有三种：凝聚孢子（分生孢子）、横隔孢子、孢囊孢子。o4.分布特点及与人类的关系第五节 其它代表性原核微生物o1.蓝细菌（Cyanobacteria）n基本概念基本概念:蓝藻或蓝绿藻（blue-green algae），分布广泛，是一类含有叶绿素a、能以水作为供氢体和电子供体、通过产氧型光合作用将光能转变成化学能、同化CO2为有机物质的光合细菌。n形态学特点形态学特点第五节 其它代表性原核微生物o2.支原体、立克次氏体、衣原体、n支原体支原体是介于细菌与病毒之间的一类无细胞壁的

34、，也是已知可以独立生活的最小的细胞生物 n立克次氏体立克次氏体是一类只能寄生在真核细胞内的革兰氏阴性原核微生物,有细胞壁但不能独立生活.n衣原体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 特特 征征细细 菌菌支支 原原 体体立克次氏体立克次氏体衣衣 原原 体体病病 毒毒直径(m)0.5-0.20.2-0.250.2-0.50.2-0.30.25可见性光学显微镜光学显微镜勉强可见光学显微镜光学显微镜勉强可见电子显微镜过滤性不能过滤能过滤不能过滤能过滤能过滤革兰氏染色阳性或阴性阴性阴性阴性无细胞壁有坚韧的细胞壁缺与细菌相似与细菌相似无细胞结构繁殖方式二均分裂二

35、均分裂二均分裂二均分裂复制培养方法人工培养基人工培养基宿主细胞宿主细胞宿主细胞核酸种类DNA和RNADNA和RNADNA和RNADNA和RNADNA或RNA核糖体有有有有无大分子合成有有进行进行只利用宿主机器产生ATP系统有有有无无增殖过程中结构的完整性保持保持保持保持失去入侵方式多样直接昆虫媒介,不清楚决定宿主细胞性质对抗生素敏感敏感(青霉素例外)敏感敏感不敏感对干扰素某些菌敏感不敏感有的敏感有的敏感敏感第二章 真核微生物真菌 o第一节 酵母菌单细胞真菌1.酵母菌的形态结构n酵母菌的形状与大小 n酵母菌的细胞结构第一节 酵母菌单细胞真菌o2.酵母菌的繁殖与生活史 n无性繁殖o芽殖(buddi

36、ng)酵母菌最常见的繁殖方式 o裂殖(fission):产生掷孢子,节孢子和厚垣孢子 n有性生殖 o酵母菌以形成子囊和子囊孢子(ascospore)的方式进行有性繁殖 啤酒酵母菌啤酒酵母菌(1)(1)营养细菌；营养细菌；(2)(2)芽孢子；芽孢子；(3)(3)子囊内子囊孢子子囊内子囊孢子 各种类型酵母菌的子囊孢子各种类型酵母菌的子囊孢子 第一节 酵母菌单细胞真菌o2.酵母菌的繁殖与生活史n酵母菌的生活史 o单倍体型-八孢裂殖酵母 o双倍体型-路氏类酵母 o单双倍体型-啤酒酵母 3 3种类型酵母菌的生活史种类型酵母菌的生活史 第二节 霉 菌丝状真菌 o1.霉 菌的形态结构n菌丝霉菌的营养菌丝霉菌

37、的营养菌丝 粗糙脉胞菌的菌丝分化粗糙脉胞菌的菌丝分化 及其细胞壁的成分及其细胞壁的成分 第二节 霉 菌丝状真菌o营养菌丝体的特化形态n假根(rhizoid)n附着胞(sclerotium)n菌核(sclerotium)n菌索(rhizomorphs)n菌丝束(mycelial strands)n匍匐菌丝(stolon)n捕捉菌丝(hyphal traps)营养菌丝的特化形态营养菌丝的特化形态 吸器吸器 真菌的菌核真菌的菌核 真菌的捕捉菌丝真菌的捕捉菌丝 (1)(1)拳头状捕捉菌丝，其中一些粘住一条线虫；拳头状捕捉菌丝，其中一些粘住一条线虫；(2)(2)网状捕捉菌丝；网状捕捉菌丝；(3)(3)环

38、状捕捉菌丝，右侧为环状捕捉菌丝，右侧为3 3个膨大细胞卡住一条线虫个膨大细胞卡住一条线虫 第二节 霉 菌丝状真菌o气生菌丝体的特化形态n结构简单的产生无性孢子子实体 o分生孢子头(conidial head)o孢子囊(Sporangium)根根 霉霉毛霉毛霉第二节 霉 菌丝状真菌o气生菌丝体的特化形态n结构复杂的产生无性孢子子实体o分生孢子器(pycnidium)o分生孢子座(sporodochium)o分生孢子盘(acervulus)第二节 霉 菌丝状真菌o气生菌丝体的特化形态n产有性孢子的结构复杂的子实体称为子囊果(ascocarp)o闭囊壳 o子囊壳 o子囊盘 第二节 霉 菌丝状真菌o霉

39、菌的孢子o霉菌菌落由粗而长的分枝状菌丝组成，菌落疏松，呈绒毛状、絮状或蜘蛛网状，表面有颗粒状孢子比细菌菌落大几倍到几十倍，有的没有固定大小。各种霉菌，在一定培养基上形成的菌落大小、形状、颜色（营养菌丝和孢子堆表现出不同的颜色）等相对稳定，所以菌落特征也为分类依据之一。项项 目目单细胞微生物单细胞微生物丝状微生物丝状微生物细细 菌菌酵母菌酵母菌放线菌放线菌霉菌霉菌细细胞胞核核原核原核真核真核真核真核真核真核排列状况排列状况单个分散或有一定单个分散或有一定排列方式排列方式单个分散或假丝状单个分散或假丝状丝状交织丝状交织丝状交织丝状交织形态特征形态特征小而均匀小而均匀*,个别有个别有芽孢芽孢大而分化

40、大而分化细而均匀细而均匀粗而分化粗而分化菌菌落落含水状态含水状态很湿或较湿很湿或较湿较湿较湿干燥或较干燥干燥或较干燥干燥干燥外观形态外观形态小而突起或大而平小而突起或大而平坦坦大而突起大而突起小而紧密小而紧密大而疏松或大而致密大而疏松或大而致密透明度透明度透明或稍透明透明或稍透明稍透明稍透明不透明不透明不透明不透明与培养基结合程度与培养基结合程度不结合不结合不结合不结合牢固牢固较牢固较牢固颜色颜色多样多样单调单调,一般呈乳白色一般呈乳白色,少数红或黑色少数红或黑色多样多样多样多样正反面颜色差别正反面颜色差别无无无无有有有有边缘边缘*一般看不到细胞一般看不到细胞可见球状可见球状,卵圆状或假卵圆状

41、或假丝状细胞丝状细胞有时可见细丝状细胞有时可见细丝状细胞可见粗线状细胞可见粗线状细胞细胞生长速度细胞生长速度很快很快较快较快慢慢较快较快气味气味一般有臭味一般有臭味多带酒香味多带酒香味常有泥腥味常有泥腥味往往有霉味往往有霉味四大类微生物的菌落和细胞形态特征四大类微生物的菌落和细胞形态特征 第二节 霉 菌丝状真菌o霉 菌的繁殖方式 n无性孢子 o游动孢子o孢囊孢子 o分生孢子 o节孢子 o厚垣孢子 o芽孢子 A.游动孢子B.孢囊孢子C.分生孢子D.芽孢子 E.厚垣孢子F.节孢子 孢子囊、孢囊孢子和孢囊梗 第二节 霉 菌丝状真菌o有性繁殖过程n质配、核配和减数分离n有性结合的类型o配子结合o配子囊

42、结合o精子配合o菌丝联合第二节 霉 菌丝状真菌o有性孢子类型 n合子 n卵孢子 n接合孢子 n子囊孢子 n担孢子 担孢子与子囊孢子的形成担孢子与子囊孢子的形成(1)(1)担孢子；担孢子；(2)(2)子囊孢子子囊孢子第二节 霉 菌丝状真菌o霉菌的生活周期n无性周期 n有性周期 o单倍体型 o双倍体型 o双核型 项项 目目真核生物真核生物原核生物原核生物细胞大小细胞大小1010100m100m1 110m10m细胞壁主要成分细胞壁主要成分纤维素纤维素,几丁质几丁质肽聚糖肽聚糖细胞膜细胞膜通常含甾醇通常含甾醇一般物甾醇一般物甾醇间体间体核糖体核糖体叶绿体叶绿体细胞质细胞质-真液泡真液泡-贮藏物贮藏物

43、线粒体线粒体,高尔基体高尔基体,熔酶体熔酶体内质网内质网,流动性流动性无无80S(80S(细胞质核糖体细胞质核糖体)光能自养生物中有光能自养生物中有有些有有些有淀粉等淀粉等有有有有有有70S70S无无无无聚聚-羟基丁酸等羟基丁酸等无无无无核膜核膜DNADNA含量含量细胞核细胞核-组蛋白组蛋白,核仁核仁-有丝分裂有丝分裂,减数分裂减数分裂染色体数目染色体数目有有少少(5%)5%)有有有有1 1条或多条条或多条,线状线状无无多多(10%)10%)无无无无一条一条,环状环状鞭毛结构鞭毛结构遗传重组方式遗传重组方式生物固氮能力生物固氮能力专性厌氧生活专性厌氧生活呼吸链位置呼吸链位置光合作用部位光合作用

44、部位化能自养化能自养繁殖方式繁殖方式复杂复杂(9+2(9+2型型,有膜有膜)有性生殖有性生殖,准性生殖准性生殖无无无无线粒体中线粒体中叶绿体叶绿体无无有性或无性有性或无性,方式多种方式多种简单简单(单丝单丝,无膜无膜)转化转化,转导转导,接合接合有些有有些有常见常见细胞质膜上细胞质膜上细胞膜细胞膜有有无性无性,二裂殖二裂殖真核生物与原核生物的比较真核生物与原核生物的比较第三节产大型子实体的真菌-覃菌o覃菌（mushroom)n食用菌 n覃菌的发育过程o形成一级菌丝o形成二级菌丝o形成三级菌丝o形成子实体o产生担孢子第三章 病 毒 o第一节 病毒的形态结构与功能n病毒的形态 o病毒的大小 o病毒

45、的形状第一节 病毒的形态结构o病毒的结构 n螺旋对称结构(helical symmetry)n二十面体对称结构(icosahedral symmetry)n复合对称壳体(complex symmetry)(1)(1)二十面体对称病毒；二十面体对称病毒；(2)(2)螺旋对称病毒螺旋对称病毒烟草花叶病毒的形态构造烟草花叶病毒的形态构造 二十面体结构二十面体结构 A.A.二重对称轴；二重对称轴；B.B.三重对称轴；三重对称轴；C.C.五重对称轴；五重对称轴；D.3D.3个壳粒排列成个壳粒排列成2020枚枚3 3联联体；体；E.12E.12枚枚5 5联联体和体和2020枚枚6 6联体；联体；F.F.数

46、目庞大的壳粒数目庞大的壳粒大肠杆菌大肠杆菌T4T4噬菌体的模式图噬菌体的模式图 a.a.游离的噬菌体；游离的噬菌体；b.b.噬菌体的尾鞘收缩和尾管穿入细菌细胞噬菌体的尾鞘收缩和尾管穿入细菌细胞 第一节 病毒的形态结构o病毒的化学组成 n核酸n蛋白质 n脂质 n碳水化合物 n其它成分 第二节 噬菌体o噬菌体的形态结构n有尾噬菌体n无尾噬菌体n丝状噬菌体o噬菌体的生活周期 噬菌体噬菌体T4T4吸附在大肠杆菌细胞壁上并注入吸附在大肠杆菌细胞壁上并注入DNADNAA.A.未吸附；未吸附；B B、C.C.尾部附着；尾部附着；D.D.尾鞘收缩，注入尾鞘收缩，注入DNADNAT T偶数噬菌体的装配过程偶数噬

47、菌体的装配过程 第三节 病毒的种类o 植物病毒o人类和脊椎动物病毒 o昆虫病毒o 亚病毒n类病毒 n拟病毒 n朊病毒 类病毒的特点及其与病毒的比较类病毒的特点及其与病毒的比较比较项目比较项目病毒病毒类病毒类病毒大小大小大大小小成分成分核酸和蛋白质等核酸和蛋白质等裸露的裸露的RNARNA分子分子核酸分子量核酸分子量1010-6-61010-8-8DaDa1010-5-5DaDa耐热性耐热性50506060下失活下失活 至至9090下仍存活下仍存活传播特点传播特点一般不能通过种一般不能通过种子传播子传播可通过种子传播可通过种子传播第四章 微生物的营养 o第一节 微生物的营养物质n 微生物细胞的化学

48、组成 o水分o干物质的组成n蛋白质、肽和氨基酸n核酸与核苷酸n类脂n碳水化合物n维生素n其他有机物质第四章 微生物的营养o第一节 微生物的营养物质n营养物质及其功能o水o碳源o氮源o能源o矿质养分o生长因子元素元素 -细菌细菌 -酵母菌酵母菌 -霉菌霉菌C C-50.4 50.4-49.8 49.8-47.9 47.9H H-6.76.7-6.76.7-6.7 6.7O O-30.5 30.5-31.1 31.1-40.2 40.2N N-12.312.3-12.4 12.4-5.2 5.2-C:N C:N-4 45:15:1-4 45:15:1-9 910:110:1微生物细胞中主要元素含量

49、微生物细胞中主要元素含量(占干重占干重%)%)-成分成分-细菌细菌-酵母菌酵母菌-霉菌霉菌-蛋白质蛋白质-50508080-32327575-14145252-核酸核酸-10102020-6 68 8-1 12 2-糖类糖类-12122828-27276363-7 74040-脂类脂类-5 52020-2 21515-4 44040-微生物细胞主要有机成分含量微生物细胞主要有机成分含量(占干重占干重%)%)动物动物(异养异养)微生物微生物绿色植物绿色植物(自养自养)异养异养自养自养水分水分水水水水水水水水碳源碳源糖类糖类,脂肪脂肪糖糖,醇醇,脂肪脂肪,有机酸等有机酸等二氧化碳二氧化碳,碳碳酸盐

50、酸盐二氧化碳二氧化碳,碳碳酸盐酸盐 能源能源与碳源同与碳源同与碳源同与碳源同氧化无机物氧化无机物,日光能日光能日光能日光能氮源氮源蛋白质及其降解蛋白质及其降解物物蛋白质及其降蛋白质及其降解产物解产物,有机氮有机氮化物化物,无机氮化无机氮化物物,氮气氮气无机氮化物无机氮化物,氮气氮气无机化物无机化物生长因子生长因子维生素维生素部分微生物需维部分微生物需维生素等生长因子生素等生长因子不需要不需要不需要不需要无机元素无机元素无机盐无机盐无机盐无机盐无机盐无机盐无机盐无机盐微生物与动植物的营养要素微生物与动植物的营养要素营养类型营养类型能源能源氢供体氢供体主要碳源主要碳源实例实例光能无机营养型光能无机