水产动物微生物学第2章.ppt

单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,是指一大类细胞核无核膜包裹，只有称作核区（nuclear region）的裸露DNA的原始单细胞生物，包括真细菌和古生菌两大群。细菌、放线菌、蓝细菌、衣原体、支原体、立克次氏体等都属于真细菌。,原核微生物,球菌,链球菌,链杆菌,螺菌,弧菌,肺炎杆菌,Bacteria,柄细菌的特征形态电镜照片,a.双鞘不粘杆菌（,Asticcacaulis biprosthecum,）,b.游离臂微菌（,Ancalomicrobium adetum,）,c.普氏绿臂菌（,Ancalochloris perfilievii,）,d.柄杆菌（,Caulobacter,sp.),a,b,c,d,星形细菌（,Stella,a star-shaped bacterium）与,方形细菌（square-shaped bacteria）,具有不同孢子丝形态的链霉菌照片（,Streptomyces,spp.）,a.单轮生式（amonoverticillate type）,b.螺旋式（a spiral type),细菌（Bacteria）是一种具有细胞壁的单细胞生物，属于原核微生物。,一、细菌的大小与形态,1、大小,细菌个体很小，通常以微米（Micromter um）作为测量单位。,球菌的平均直径在1.0um左右，,杆菌长约23um，宽0.51.0um,2、形态,细菌的基本形态有三种：,第一节细菌,（一）、细菌的基本结构,1、细胞壁,最外一层、光镜不易查出、不易着色。,2、细胞膜,位于细胞壁内层，厚约510nm。主要为磷脂与蛋白质,3、细胞质,细菌的基础物质，呈溶胶状态。,（二）、细菌的特殊结构,1、荚膜，2、菌毛、3、芽胞、4、S层等。,二、细菌的结构,细菌细胞构造模式图,细胞壁为膜状结构，平均厚约1025nm（G,+,2080nm，G,10nm），坚韧而有弹性。,、主要功能,A 维持细胞形状,B 保护细胞膜不受渗透压的破坏,C 完成细胞内外物资的交换,D 促成细胞分裂,E 与细菌抗原性、致病性及对噬菌体的敏感有关,1、细胞壁,、化学组成,一般由糖类、蛋白质和脂类镶嵌排列组成。基础成分是肽聚糖。,成分,占细胞干重的,G,+,G,-,肽聚糖,含量很高（50,90）,含量很低（,10,）,磷壁酸,含量较高（,50,）,无,类脂质,一般无（,2,）,含量较高（,20,）,蛋白质,无,含量较高,G,+,菌与G,-,菌细胞壁成分的比较,N乙酰匍糖胺,N-乙酰胞壁酸,-1，4-糖苷键,四肽尾,革兰氏阳性菌细胞肽聚糖的立体结构(片断),肽桥,丙 谷 赖 丙,G,+,菌：,丙氨酸,谷氨酸,赖氨酸,丙氨酸,甘氨酸,革兰氏阳性菌肽聚糖的单体构造,a.简单的单体分子,b.单体的分子构造箭头处为溶菌酶（上）和青霉素（下）的水解点,二氨基庚二酸,细胞壁中还含有大量磷壁酸（占细胞壁干重的1050%），并含有多糖。,A.带负电荷,吸附Mg,+,调节酶的活性。,B.贮藏磷元素。,C.增强某些致病菌对宿主细胞的粘连、抗吞噬、抗补体。,D.赋予G,菌特殊的表面抗原。,E.噬菌体的特异性吸附受体。,F.调节细胞自溶素的活性，防止细胞自溶。,磷壁酸的作用,肽聚糖外由三种多聚物即：脂蛋白、磷脂与脂多糖组成外膜。,G,-,菌：,革兰氏阳性菌和阴性菌细胞壁构造的比较,A.是G,菌致病物质内毒素的物质基础；,B.可吸附阳离子；,C.决定了细胞表面抗原决定簇的多样性；,D.是许多噬菌体在细胞表面的吸附受体；,E.具有控制某些物质进出细胞的部分选择性屏障功能。,脂,多糖结构及功能,脂多糖（LPS,）,类脂A（内毒素的组成部分）,核心多糖,O特异侧链（O抗原 菌体抗原）,、细胞壁与革兰氏（Grams）染色,、缺壁细菌,实验室或,宿主体内,形成,在自然界长期进化中形成支原体,缺壁突变 L型细菌,人工去壁,基本去尽原生质体(G,),部分去掉球状体(G,),缺壁细菌,即那些在实验室或宿主体内通过自发突变而形成的遗传性稳定的细胞壁缺陷菌株,。,B.原生质体,原生质体(Protoplast)是指在人为条件下，用溶菌酶除尽原有细胞壁或用青霉素抑制新生细胞壁合成后，所得到的仅有一层细胞膜包裹着的圆球状渗透敏感细胞，一般由革兰氏阳性细菌形成。,A.L型细菌,球状体(sphaeoplast)又称原生质球，指还残留着部分细胞壁，尤其是革兰氏阴性细菌外膜的原生质体,。,原生质体和球状体的共同特点是：,A.无完整的细胞壁，细胞呈球状；,B.对渗透压极其敏感；,C.革兰氏染色阴性；,D.即使有鞭毛也无法运动；,E.对相应噬菌体不敏感，细胞不能分裂，等等。,C.球状体,支原体(Mycoplasma)是在长期进化过程中形成,的、适应自然生活条件的无细胞壁的原核生物。,（5）周质空间(periplasmic space，periplasm),在革兰氏阴性细菌中，一般指其外膜与细胞膜之间的狭窄空间(宽约1215nm)，呈胶状。,D.支原体,革兰氏阳性菌和阴性菌细胞壁构造的比较,细胞膜位于细胞壁内层，厚约78nm。,、化学组成,主要为磷脂与蛋白质,、功能,A 渗透性与转运；,B 有氧化磷酸化和光合磷酸化酶系，是,细胞产能场所；,C 维持细胞正常渗透压的屏障；,D 生物合成功能,E 细菌分裂时与DNA复制后的分离有关,F 与细胞的运动有关,细胞膜的损伤，必然会导致细菌的死亡，而许,多杀死细菌药剂的作用点正是在细胞膜上。,2、细胞膜,膜结构和功能的解释辛格和尼科尔森的,液态镶嵌模型,是细胞质中的主要膜状结构，它由细胞膜内陷折叠而成，多见于G,+,菌，某些G,菌中也有发现，但形成较差。,内膜有两型：,间体和侧中介体。,有学者认为间体是操,作时引起的赝像,。,（3）细胞内膜,细胞质是细胞质膜包围的除核区外的一切半透明、胶状、颗粒状物质的总称。,细胞内形成较大颗粒状构造称为,内含物。,（inclusion body）。,（1）、核糖体,游离于胞质中，系70S的颗粒。（30S与50S，真核细胞的为80S，60S和40S组成）。,核糖体是合成蛋白质的场所,。,3、细胞质（Cytoplasm),（2）、质粒,是一个环状的DNA小块，具有染色体的很多特性。目前已知质粒与细菌的遗传变异有关。,（3）、贮存物,聚-羟丁酸（poly-hydroxybutyrate，,PHB）,多糖类贮存物 包括糖原和淀粉类。,异染颗粒（metachromatic granules）,（4）、磁小体（megnetosome）趋磁细菌所具有，成分为Fe,3,O,4,，可导向。,（5）羧酶体,（carboxysome）,在自养细菌的CO,2,固定中起关键作用。,（6）气泡,（gas vocuoles）,具调节细胞比重的功能（一些水生细菌所有）。,4、细胞核,细菌细胞核无核膜，由环状DNA组成。储存遗传信息。,位于细胞壁之外的一层厚度不定的胶状物质称为糖被,。,分荚膜(capsule或macrocapsule，大荚膜)、微荚膜(microcapsule)、粘液层(slime layer)和菌胶团,(zoogloea)。,（二）、细菌的特殊结构,1、糖被,(glycocalyx),糖被,包裹在单个细胞上,包裹在细胞群上：菌胶团动胶菌属(,zoogloea,)有,在壁上有固定层,松散，未固定在壁上：粘液层,层次厚：(大)荚膜,层次薄：微荚膜,固氮菌的荚膜,糖被主要成分：,糖被成分,多糖,多肽：,炭疽杆菌,多肽和多糖：,巨大芽孢杆菌,蛋白质：,鼠疫耶尔森氏菌,纯多糖：肠膜状明串珠菌,杂多糖：棕色固氮菌,防止细菌变干；,保护细菌免受重金属离子的危害；,防止被宿主细胞吞噬,表面附着作用,防止噬菌体的侵袭,细菌间的信息识别作用；,是储存在细胞外的能量物质；,堆积代谢废物。,2、鞭毛(flagellum,复flagella),荚膜的功能为：,2、鞭毛,(flagellum,复flagella),鞭毛是细菌的运动器官。,分布特点：,球菌无鞭毛，杆菌有或无，螺菌有。,细菌鞭毛的结构：,细菌鞭毛由鞭毛蛋白组成。鞭毛蛋白呈螺旋状排列，中空。,除此之外，有些细菌还有,菌毛,(fimbria,复fimbriae)或,性毛,(pilus,复pili)，与细菌的繁殖和某些特性有关。菌毛的化学成分也是鞭毛蛋白，含少量糖类和脂类。,细菌的鞭毛,基体,3、芽孢和伴孢晶体,芽胞的位置和构造。,芽胞的作用：是细菌的休眠状态。由于含水量低，且含独特的吡啶二羧酸钙盐(DPA-Ca)，对外界环境的改变具较强的抵抗力，耐热、耐干旱、抗化学药物和抗辐射等，能在自然环境中存活多年。,芽胞的形成。,(a)芽孢杆菌的生活史,(b)厌氧性梭菌属(,Clostridiumc,)芽孢着生情况,(c)芽孢构造,芽孢衣,皮层,核心,芽孢壁,芽孢膜,芽孢质,芽孢核区,4、S层（S-layer）,结构：单一蛋白质亚单位组成，晶格状排列，覆盖在LPS上。,功能：,类似于荚膜，抗噬菌体、蛭弧菌及蛋白酶。,分子筛和离子通道。,黏附素,菌落,：,单个微生物在适宜的固体培养基上生长繁殖时，形成肉眼可见的群体称为菌落,(colony)。,（一）、菌落描述指标：,细菌种类不同所形成的菌落特征不一样，要描述菌落有以下几项指标：,1、大小,2、形状,3、光泽,4、颜色,5、硬度以及隆起,6、如是液体培养基还要描述透明度,三、菌落特征,枯草杆菌在缺乏营养的培养基上形成雪花般的菌落,霉菌菌落,细菌菌落,三、菌落特征(P13),液化明胶的特征,A.不液化 B.火山口状 C.芜菁状,D.漏斗状 E.袋状 F.层状,（二）、影响菌落特征的因素,1、决定于组成细菌的细胞结构与生长行为。,2、与菌落中细胞的形状排列有关。,3、受邻近菌落的影响。,四、细菌的繁殖方式,细菌一般以二分裂的方式进行繁殖，包括等分和,不等分分裂，也有的以出芽的方式繁殖。,细菌的二分裂繁殖 柄杆菌的不等分繁殖 食菌蛭弧菌的繁殖,第二节细菌的类型,一、真细菌的主要类型,主要按,伯杰氏系统细菌学手册,第一版(19841989)划分。,1.G,细菌,G,菌中的许多种在工业、农业、环境保护、医学上具有重要的应用价值。,原生质细胞膜细胞壁,(周质鞭毛),三层外膜,(1)螺旋体,这类细菌的细胞呈螺旋状或弧状，螺旋圈数从一到多圈，具有典型的细菌鞭毛。蛭弧菌属中有一类特别的细菌，称为,蛭弧菌,，它们可以寄生在另外一些菌体内，利用寄主的细胞质组分作为营养，生长发育，也可无寄主而生存。,(2),螺旋状或弧状的G,细菌,蛭弧菌生活史,假单胞菌属(,Pseudomonas,),黄单胞菌属(,Xdnthomonas,),固氮菌属(,Azotobacter,),根瘤,菌,属(,Rhizobium,),甲基球菌属(,Methylococcus,)和甲基单胞菌属(,Methylomonas,),醋酸杆菌属(,Acetobacter,),埃希氏菌属(,Escherichia,),该属中最具有典型意义的代表种是,大肠埃希氏菌,(,E.coli,)，,大肠杆菌是进行微生物学和分子遗传学、基因工程研究的好,材料，大肠杆菌存在于动物和人的肠道内，是肠道内的正常菌群。,(3),G,的杆菌和球菌,支原体(Mycoplasma)、立克次氏体(Rickettsia)和衣原体(Chlamydia)三类革兰氏阴性细菌，其大小和特性均介于通常的细菌与病毒之间。,支原体（类菌质体）,是介于一般细菌与立克次氏体之间的微生物。是已知的可以自由生活的最小生物，也是最小的原核生物。它不具细胞壁，细胞柔软，形态多变，,可通过细菌滤器,。有类似于动物细胞的细胞膜，其中含有,固醇,、,类胡萝卜素,，G,。极大多数支原体的菌落呈“油煎蛋”形，中间较厚，周围颜色较淡。,(4)支原体、立克次氏体和衣原体,支原体(Mycoplasma),细胞结构与细菌相似，细胞壁中有胞壁酸及二氨基庚二酸，细胞壁结构松散，G,。,立克次氏体为专性细胞内寄生,。,对磺胺和抗菌素敏感，对物化因子的抗性也与细菌相似,。,立克次氏体,个体大小介于立克次氏体与病毒之间，,可通过细菌滤器,，形态也与立克次氏体相似，光镜下可见，具细胞壁，内含胞壁酸，G,。,衣原体,为专性细胞内寄生，是“能量寄生物”。可不经媒介直接侵入宿主细胞，能感染鸟类、哺乳类及人类。一旦侵入细胞，便会出现特征性变化,。,胞饮进入细胞长大,原体 始体,放释裂破胞细殖繁,衣原体,特征,细菌,支原体,立克次,氏体,衣原体,病毒,直径(m),0.50.2,0.20.25,0.20.5,0.20.3,0.25,可见性,光镜,光镜勉强,光镜,光镜勉强,电镜,滤过性,不能,能,不能,能,能,革兰氏染色,阳性或阴性,阴性,阴性,阴性,无,细胞壁,有、坚韧,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,支原体、立克次氏体、衣原体与细菌病毒的比较,特征,细菌,支原体,立克次,氏体,衣原体,病毒,核酸种类,DNA和RNA,DNA和RNA,DNA和RNA,DNA和RNA,DNA或RNA,核糖体,有,有,有,有,无,大分子合成,有,有,进行,进行,利用宿主,产能系统,有,有,有,无,无,繁殖中结构,保持,保持,保持,保持,失去,入侵方式,多样,直接,昆虫媒介,不祥,取决于宿主细胞,对抗生素,敏感,敏感青霉素外,敏感,敏感,不敏感,对干扰素,有的敏感,不敏感,有的敏感,有的敏感,敏感,是细菌中重要的一大类群。细胞形状为球形或杆状，多数规则，其排列呈单个、成对、或成链或成分支菌丝；有些具多形态，有些属形成耐热的芽胞；腐生和寄生类型，有些是人和动物的高度致病菌，在自然界分布广泛。,(1)G,+,球菌,革兰氏阳性球菌是系统发育和遗传特性差异很大的一群细菌，球形，有机营养和不形成芽胞仅仅是它们共同的形态学和生理特征。,葡萄球菌,属(,Staphylococcus,)是这类菌的代表。,2G,+,细菌,(2)产芽胞的G,+,杆菌和球菌,芽胞杆菌属(,Bacillus,),梭状芽胞杆菌属(,Clostridium,),芽胞八叠球菌属(,Sporosarcina,),(3)G,杆菌,乳酸杆菌属(,Sactobacillus,),棒杆菌属(,Corynebacterium,),丙酸杆菌属(,Propionibacterium,),双歧杆菌属(,Bifidobacterium,),分枝杆菌属(,Mycobacterium,),3.光合细菌,自然界中能以光合作用产能的细菌。根据它们所含光合色素和电子供体的不同而分为产氧光合细菌(蓝细菌和原绿菌)和不产氧光合细菌(紫色细菌和绿色细菌)。,这类细菌中的大多数通常是从氧化无机物中获取,能量，以CO,2,为唯一碳源，称之为化能无机营养细菌,包括,硝化细菌、氢细菌、无色硫细菌,等。然而也有许多化能无机营养细菌也能利用有机物，并不依赖CO,2,作为唯一碳源。,5.有附属物、无附属物芽殖和非芽殖的细菌,有些细菌在细胞表面产生细胞质性突起物，如柄、菌丝等，称为附属物。这类细菌与典型的真细菌的区别在于它们的繁殖方式、特殊的形状和完整的生活史。,4.化能无机营养细菌,生丝微菌生活史,母细胞附着在,固体基物上,长出丝状物,丝状物末端形成芽体,形成有一鞭,毛的子细胞,脱离母体游动,成熟为,母细胞,丙杆菌的生活史,丙杆菌,这类细菌广泛分布于富含有机物的水生环境中，具有独特的生活史，如球衣菌属(,Sphaerotilus,)，其生活史为：,6鞘细菌、滑行细菌和粘细菌,鞘内细胞二分分裂繁殖,推向鞘末端的,新细胞合成,新鞘物质,细胞从,鞘内释放,游离细胞,活跃运动,固定生长形成,新的丝状体,鞘细菌,滑行细菌,是一类在形态和生理特性呈多样性，而且亲缘关系并不密切的细菌，其共同点是：细胞不借助可见的运动器官而是进行滑行运动。,粘细菌,最突出,的特点是能产生由粘液、菌体(粘孢子)构成的形态各异、颜色鲜艳、肉眼可见的子实体。,黄色粘球菌生活史,放线菌是具有菌丝、以孢子进行繁殖、革兰氏染色阳性的一类原核微生物。,(一)、形态,1、菌丝 菌丝无隔膜，即只一个细胞。,基质菌丝,深入到培养基中吸收营养。,气生菌丝,营养物质可在菌丝内传递。,孢子丝,生长到一定时期，气生菌丝长出孢子丝，孢子丝断裂成孢子，这是放线菌的繁殖方式之一。孢子丝的形状很多。,二、放线菌,链霉菌(Streptomycetes)的不同特征孢子丝形态,是放线菌的繁殖细胞，形状多样，表面结构不一，是鉴定的重要依据之一。孢子能耐干旱，但不耐高温。孢子常具色素，其颜色也是鉴定菌种的重要特征。,2、孢子,放线菌菌落由菌丝体组成。菌落特征介于霉菌与细菌之间。,1、菌落质地致密，表面呈较致密的绒状或坚实、干燥、多皱；,2、菌落较小而不至于延伸；,3、菌落与培养基结合较紧，不易被挑起。,4、当大量分生孢子布满菌落表面后，就形成表面呈絮状、粉状或颗粒状的典型放线菌菌落。此外，由于放线菌菌丝及孢子常具色素，也使菌落的表面、背面呈现不同颜色。,(二)、菌落特征,1、,形成无性孢子(分生孢子)放线菌形成孢子的方式有两种：,1、凝聚分裂,2、横隔分裂,2、形成孢囊孢子,(三)、繁殖方式,1、多腔孢囊放线菌,包括嗜皮放线菌属、地嗜皮放线菌属和弗兰克氏菌属，其共同特征是:菌丝进行纵向和横向分裂，直接产生孢子，菌丝形成孢子群或孢子簇，细胞壁含有内消旋二氨基庚二酸。,2、孢囊放线菌,这类放线菌以孢囊孢子进行繁殖为突出特征。孢子的分裂和排列方式用于区分不同的属。,(四)、放线菌的代表,3、链霉菌,链霉菌具有发达的基质菌丝和气生菌丝，孢子丝和孢子的典型特征是区分不同种类的表观特征，能产生抗菌素是这类放线菌最突出的生理特性。,4、其他放线菌,(1)小单孢菌属(,Micromonospora,),在单轴分支的孢子梗上产生圆形的单生孢子是该属最突出的表观特征。,(2)高温放线菌属(,Thermoactinomyces,),气生菌丝和基内菌丝均可产生单个孢子是该属的特点。,(3)诺卡氏菌属(,Nocardia,)和拟诺卡氏菌属(,Nocordiopsis,),诺卡氏菌属又名原放线菌属，菌丝体产生横膈膜后可突然断裂成长短近一致的杆状或带叉的杆状体或球状体，以此复制成新的多核菌丝体是该属突出的特点。多数种只有营养菌丝，而无气生菌丝。一些具有极薄气生菌丝的种也可以产生杆状或椭圆形的孢子。,(4)马杜拉放线菌属(,Actinomadura,),该属的放线菌可产生多种抗生素，如抗禽类球虫病的马杜霉素，有的可通过伤口感染引起足分枝菌病。,(5)放线菌属(,Actinomyces,),该属最突出的特征是无气生菌丝，不形成孢子通过营养菌丝断裂成“V”、“Y”形体进行繁殖。多数是致病菌，如引起牛颚肿病的牛型放线菌(,A.bovis,)以及引起人后颚骨肿病和肺感染的衣氏放线菌(,A.israelii,)。,第三节 古生菌,古生菌的特点：,(1)细胞形态独特,(2)菌落颜色鲜艳,(3)细胞壁组成成分不同,(4)细胞质膜成分不同,(5)16SrRNA序列独特,(6)极端条件下的生理特性,古生菌种类：,(1)极端嗜盐古生菌,(2)产甲烷古生菌,(3)超嗜热古生菌,(4)无细胞壁的古生菌,