原核微生物形态蓝细菌-古细菌及其它.ppt

第二章原核微生物形态,第一节 细 菌,第一节 细 菌,第二节,放线菌,第三节,蓝细菌,第四节,古细菌,第五节,其他原核微生物,第二章原核微生物形态,一、蓝细菌形态,二、蓝细菌细胞生理特性,三、蓝细菌的繁殖,四、常见的蓝细菌类群,第二章原核微生物形态,第三节 蓝细菌(cyanobacteria),第二章原核微生物形态,以前曾归于藻类，,因为它和高等植物一样具有光和色素-叶绿素a，,能进行产氧型光合作用。,第二章原核微生物形态,2.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。,2）形态差异极大，有球状、杆状和丝状等形态；,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，对地球上从无氧到有氧的转变、真核生物,的进化起着里程碑式的作用。,4）具有原核生物的典型细胞结构：,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，不需要维生素，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。,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。,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。,蓝细菌（cyanobacteria)形态,3.构 造,蓝细菌构造与,G,细菌,相似：细胞壁双层，含肽聚糖。,水生种类在其壁外还有,粘质糖被或鞘,细胞质周围有复杂的光合色素层,类囊体,藻胆素,叶绿素a,能固定CO,2,的,羧酶体,水生性种类的细胞中常有,气泡,作碳源营养的,糖原、PHB,用作氮源营养的,蓝细菌肽,贮存磷的,聚磷酸盐,含有两只多个双键的,不饱和脂肪酸,一类辅助光合色素,细胞壁,70S核糖体,气泡,核糖体,浆膜,浆膜,脂质颗粒,聚磷酸盐,蓝细菌肽,细胞壁,藻蓝蛋白,糖原,藻蓝蛋白,类囊体,羧酶体,类囊体,羧酶体,核区,多聚磷酸盐颗粒,蓝藻颗粒体,羧酶体,糖原颗粒,细胞壁,细胞膜,核区,汽泡,第二章原核微生物形态,由二分裂形成的单细胞,第二章原核微生物形态,由复分裂形成的单细胞,第二章原核微生物形态,有异形胞的菌丝,第二章原核微生物形态,无异形胞的菌丝,第二章原核微生物形态,分枝状菌丝,几种蓝细菌的典型形态,1、蓝杆菌属；2、聚球蓝菌属；3、粘聚球蓝菌属；,4、皮果蓝菌属；5、鱼腥蓝菌属；6、螺旋蓝菌属；7、费氏蓝菌属,第二章原核微生物形态,5.细胞的特化形式,（1）异形胞（heterocyst）,存在于丝状生长种类中形大、壁厚、,专司固氮功能,的细胞。Eg.,鱼腥蓝细菌属（,Anabaena,）和念珠蓝细菌属（,Nostoc,）,等。,（2）静息孢子（akinete）,形大、壁厚、色深的,休眠,细胞，富含贮藏物，能抵御干旱等不良环境。Eg.,鱼腥蓝细菌属（,Anabaena,）和念珠蓝细菌属（,Nostoc,）,等。,(1)异形胞,(heterocyst),固氮功能,(2)静息孢子(akinete),休眠功能,异形胞(H)和静息孢子(A),第二章原核微生物形态,（3）链丝段（hormogonium）,又称连锁体或藻殖段，是由长细胞链断裂而成的短链段，具有,繁殖,功能。,（4）内孢子,少数种类在细胞内形成许多球形或三角形的内孢子，待成熟后即可释放，具有,繁殖,作用。Eg.,管胞蓝细菌属（,Chamaesiphon,）。,第二章原核微生物形态,第二章原核微生物形态,第二章原核微生物形态,6.蓝细菌与人类的关系,（1）重大的经济价值,具有固氮能力，是良好的绿肥,Eg.满江红鱼腥蓝细菌（,Anabaena azollae,）,第二章原核微生物形态,食用种类,Eg.发菜念珠蓝细菌（,Nostoc flagelliforme,）,普通木耳念珠蓝细菌（葛仙米、地耳）,盘状螺旋蓝细菌（,Spirulina platensis,）,最大螺旋蓝细菌（,S.maxima,）,第二章原核微生物形态,发菜念珠蓝细菌(,Nostoc,),螺旋蓝细菌(,Spirulina,),第二章原核微生物形态,第二章原核微生物形态,（2）危害,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。,少数种类可产生诱发人类肝癌的毒素,Eg.微囊蓝细菌属（,Microcystis,）,第二章原核微生物形态,第二章原核微生物形态,颤蓝细菌(,Oscillatoria,),上面两张照片是一种很常见的蓝细菌：,索球藻属,（,Gomphosphaeria,）这种蓝细菌覆盖在水面上，覆盖几毫米厚，把水的表面染成深绿色。每团索球藻有100m大，团里的细胞都裹在粘液里。,细胞团外部的黑色物质是由许多细菌构成的，也许他们要呼吸蓝细菌通过光合作用生成的氧气吧。,一种池塘中的蓝藻（蓝细菌）,Aphanizomenon flos-aqua,;在有营养的水中很常见，能毒害水体，放出臭味,左图放大的某一纤维。充满气的泡使纤维能浮在水面上，以便更好的获得阳光,富含微囊藻毒素的鲫鱼,微囊藻毒素(microcystin，简称MC),是蓝藻产生的一类天然毒素。,被微囊藻毒素(MC)污染的饮用水和水产品，,给人类健康带来了巨大威胁。,第二章原核微生物形态,（3）蓝细菌在生物进化史上的作用：,蓝细菌（cyanobacteria）是生长在池塘、湖泊、河流及海洋等盐水中的好氧菌，是种类十分庞杂的古老的原核生物，它在地球发展史上为生物的进化做出了重要贡献，因为它的发展使得地球大气由无氧状态变为有氧状态。,蓝细菌不仅广泛地分布在各种水体及土壤中，也可与某些植物如蕨类Azolla（满江红属）的叶腔中，裸子植物,Cycas,（苏铁属）和,Gunnera,（根乃拉草属）的根中等进行共生，由干它们具有对不良环境的高度抵抗力和普遍的固氮能力，因此还可在贫瘠的沙质海滩和荒漠的岩石上找到它们，故有“先锋生物”的美称。,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,常见的蓝细菌类群,一、古细菌细胞的结构特点,二、细菌和古细菌的差异,三、古细菌的生长环境,四、古细菌的类群,第二章原核微生物形态,第四节 古细菌（Archaea）,古生菌是一群具有独特的基因结构或系统发育生物大分子序列的单细胞原核生物，,多生活在地球上极端的生境或生命出现初期的自然环境中,，营自养和异养生活；,具有特殊的生理功能,，如在超高温、高酸碱度、高盐及无氧状态下生活；,具有独特的细胞结构,，如细胞壁骨架为蛋白质或假胞壁酸，细胞膜含甘油醚键；,其代谢中的,酶作用方式,既不同于细菌又不同于真核生物。,不含肽聚糖,，又被称作“疵壁菌”(,mendosicutes,)，细胞壁成分不含胞壁酸、D型氨基酸和二氨基庚二酸。,细胞壁溶菌酶对古生菌没有溶菌效果,。古生菌具多种特殊结构的细胞壁，如由假肽聚糖或酸性杂多糖组成的细胞壁，由蛋白质或糖蛋白的亚单位组成的细胞壁，同时具有假肽聚糖与糖蛋白外层的细胞壁等类型。,第二章原核微生物形态,一、古细菌细胞的结构特点,1、古细菌的细胞壁,与细菌的染色体相似,，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。,第二章原核微生物形态,2、古细菌的DNA,同,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。,3、古细菌的核糖体,二、细菌和古细菌的差异,特 征,细 菌,古 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,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,),高盐,(,盐杆菌属,Halobacterium,),产甲烷菌,如甲烷杆菌属,(,Methanobacterium,),，,产生甲烷。,第二章原核微生物形态,三、古细菌的生长环境,产甲烷菌;极端嗜盐菌,极端嗜热菌;还原硫酸盐菌,四、古细菌的类群,一、支原体,（Mycoplasma),二、立克次氏体,(Rickettsia),三、衣原体,(Chlamydia),第二章原核微生物形态,第五节 其他原核微生物,第二章原核微生物形态,支原体,又称类菌质体，是一类无细胞壁、介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。,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。,一、支原体（Mycoplasma),二、立克次氏体（Rickettsia）,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。,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。,第二章原核微生物形态,三、衣原体（Chlamydia）,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。,第二章原核微生物形态,比较项目,支原体,立克次氏体,衣原体,病 毒,细胞结构,有,有,有,无,核酸类型,DNA&RNA,DNA&RNA,DNA&RNA,DNAorRNA,核糖体,有,有,有,无,细胞壁,无,有,有,无,细胞膜,有,有,有,无,繁殖时,个体完整性,保持,保持,保持,不保持,大分子,合成能力,有,有,无,无,ATP系统,有,有,无,无,抗生素,敏感,敏感,敏感,不敏感,氧化谷氨,酰胺的能力,有,有,无,无,支原体、立克次氏体、衣原体和病毒的比较,第二章原核微生物形态,本章小结,1.原核生物可粗分为“,三菌,”和“,三体,”6个大类。,细菌（含古生菌）,放线菌,蓝细菌,支原体,立克次氏体,衣原体,三菌,三体,共同特点：,个体微小、,形态简单、,进化地位低，,基因组为原核状态,2.原核生物的共同特征,细胞细小、,核的结构原始，,无核膜包裹，,细胞壁含独特的肽聚糖，,细胞内无细胞器分化。,3.原核细胞的共同结构和特殊构造,共同结构,特殊构造,细胞壁（支原体例外）,糖被（荚膜、粘液层）,细胞质膜,鞭毛,细胞质,菌毛,核区,芽孢等,各种内含物等,