微生物形态结构及功能—放线菌
微生物类群形态、结构和功能
第二章微生物类群形态、结构和功能原核微生物：不具有真正细胞核的微生物。
主要包括细菌、放线菌、立克次氏体、支原体、衣原体、蓝细菌（有人将属于螺旋状细菌的螺旋体单独列出）。
第一节细菌细菌（bacteria,单数为bacterium）是一大类群结构简单、种类繁多、主要以二分裂繁殖和水生性较强的单细胞原核微生物。
不少细菌对人类有害，可使人和动物致病，使食品和物品腐烂变质；很多细菌对人类有益，如能生产味精等。
所以细菌与人类关系密切。
一、细菌细胞的形态（一）细菌的基本形状细菌有三种常见形状：球状、杆状和螺旋状。
分别称为球菌、杆菌和螺旋菌；杆菌最多，球菌次之，螺旋状细菌最少。
1.球菌（coccus,复数为cocci）:球状的细菌。
据细胞的分裂面和子细胞分离与否有不同的排列状态：单球菌（尿素微球菌）双球菌（肺炎双球菌）链球菌（酿脓链球菌、溶血链球菌）四联球菌（玫瑰色微球菌、四联微球菌）八叠球菌（藤黄八叠球菌）葡萄球菌（金黄色葡萄球菌）2.杆菌（bacillus,复数为bacilli）：杆状的细菌。
形态多样：短杆状：短杆菌或球杆菌（甲烷短杆菌属）长杆或棒杆状：长宽差别较大（枯草杆菌、北京棒杆菌、白喉棒杆菌）梭状：两端稍尖，（梭菌属：鼠疫巴斯德氏菌）分支杆状：有分支（结核分支杆菌）平截杆状：两端平截（炭疽芽孢杆菌）3.螺旋状细菌（有人称为螺菌，spirillum,复数为spirilla）:螺旋状的细菌。
弧菌（vibrio）：螺旋不到一周，菌体呈弧形或逗号状，霍乱弧菌。
螺菌：螺旋1-6周，外形坚挺的螺旋状细菌，红螺菌。
螺旋体(spirochaete)：螺旋6周以上，由原生质柱、轴丝、外鞘组成，柔软易曲的螺旋状菌体。
钩端螺旋体，梅毒密螺旋体。
4.特殊形状的细菌菌体分叉：双歧杆菌菌体末端有柄：柄杆菌菌体有附器：臂微菌（二）细菌的大小细菌大小一般用显微测微尺测量，单位为微米（μm）1μm＝10-3mm＝10-6m病毒多用纳米（nm）为单位，1μm＝103nm细菌的大小不一，球菌直径0.5-2μm,杆菌1-5×0.5-1μm螺旋菌大小差别较大，大肠杆菌平均长2μm，直径0.5μm，150个大肠杆菌细胞头尾相接等于3mm长的一粒芝麻；120个大肠杆菌捆在一起才有一根头发粗细（人发平均直径60μm），109个大肠杆菌才有1mg重（1个大肠杆菌10-12g）。
放线菌详细介绍
根据形态和功能不同可分为： 基内菌丝（营养菌丝） 气生菌丝 孢子丝
一、放线菌的形态特征
(一)菌丝
1. 基内菌丝 •培养基内匍匐生长的菌丝，无隔， 约 0.2-0.8μm。 •通常会产生水溶性或脂溶性色素. •功能：吸收营养，所以又称营养菌 丝。
一、放线菌的形态特征
2. 气生菌丝 •由营养菌丝长出培养基外，伸向空 间的菌丝。略粗于基丝0.5-1.2μm， 也有色素产生。 •功能：气生菌丝生长到一定阶段可 分 化出繁殖结构，即孢子丝。
1.双层单位膜包围的 细胞器；其中含脂 类、蛋白质、少量 RNA和环状DNA。
2.其DNA可自主复制， 不受核DNA控制。决 定线粒体的某些遗 传性状。
3.生物氧化中心。
酵母菌的细胞结构与功能
（3）内质网:
是分布在整个细胞中的由膜构 成的管道和网状结构。在细胞 中和核膜或细胞膜相连在一起。 根据表面结构分为： 粗糙型内质网：膜外附着有核 糖体。 光滑型内质网：表面没有附着 的颗粒。 内质网功能： 起物质传递的作用，另外还有 合成脂类和脂蛋白
二、放线菌的繁殖方式
1.分生孢子(conidiospores):
•在气生菌丝顶端形 成成串或单个孢子， 菌丝分裂形成。
二、放线菌的繁殖方式
2、孢囊孢子
在气生菌丝顶端 或基内菌丝顶端膨 大或盘卷缠绕形成 孢子囊，在孢子囊 内形成孢囊孢子。
孢囊：菌丝细胞在不 同平面反复分裂，形 成孢囊孢子.有的孢囊 孢子可以丛毛运动。
酵母细胞壁结构
酵母菌的细胞结构与功能
2、细胞膜
酵母细胞膜是双磷脂 层构造，其间镶嵌着 蛋白质和甾醇。 酵母菌的细胞膜与原 核生物的基本相同。 但有的酵母菌如酿酒 酵母中含有固醇类 （甾醇）,这在原核生 物是罕见的。
放线菌(1)
配方二 面粉琼脂培养基
面粉 60克 琼脂 20克
水 1000毫升
把面粉用水调成糊状，加水到500毫升，放在文火上煮30分 钟。另取500毫升水，放入琼脂，加热煮沸到溶解后，把两液调 匀，补充水分，调整pH值到7.4，分装，灭菌，备用。
与人类的关系
放线菌常以孢子或菌丝状态极其广泛地存在于自然界，土壤 中最多，其代谢产物使土壤具有特殊的泥腥味。
核酸类抗生素：这类抗生素含有核酸类 似物的衍生物，作用于病原菌的去氧核 糖核酸合成系统，抑制其前驱物或酵素 的合成，如保米霉素。 大环内酯类抗生素：它是由 12 个以上的 碳原子组成，且形成环状结构，通常可 和细菌的 50 核糖体亚基结合，以阻断蛋 白质的合成，如红霉素。
多烯类抗生素：由 25 ~ 37 个碳原子组成 的大环内酯类抗生素，含有 3 ~ 7 个相邻 的双键，可与病原真菌细胞膜上的类固
4、孢子的鞭毛同细菌鞭毛 5、核糖体为70s
放线菌
光学显微镜下的放线菌
放线菌在固体培养基上形成 与细菌不同的菌落特征，放 线菌菌丝相互交错缠绕形成 质地致密的小菌落，干燥、 不透明、难以挑取，当大量 孢子覆盖于菌落表面时，就 形成表面为粉末状或颗粒状 的典型放线菌菌落，由于基 内菌丝和孢子常有颜色，使 得菌落的正反面呈现出不同 A：诺尔斯氏链霉菌； 的色泽。 B：皮疽诺卡氏菌； C：酒红指孢囊菌； D：游动放线菌； E：小单胞菌； F：皱双孢马杜拉放线菌
放线菌的基本形态
2. 气生菌丝(aerial hyphae):
• 由营养菌丝长出培养 基外，伸向空间的菌丝。 略粗于基丝0.5-1.2μm， 也有色素产生。 • 功能：气生菌丝生长 到一定阶段可分化出繁殖 结构，即孢子丝。
3. 孢子丝
环境微生物学2-3放线菌
图 2-33 钩端螺旋体
5
在废水活性污泥法处理中，出现过由诺卡氏菌属的某些种引 起的活性污泥丝状膨胀和起泡沫现象。
一、放线菌的个体形态、大小和结构
放线菌的菌体由纤细的、长短不一的菌丝组成，菌 丝分枝，为单细胞，在菌丝生长过程中，核物质不断复 制分裂，不形成横隔膜，也不分裂，无数分枝的菌丝组 成很细密的菌丝体。
一、放线菌的个体形态、大小和结构
三、放线菌的繁殖
放线菌的生活史包括孢子的萌发，菌丝的生长、发育及繁 殖等过程（图 2－28）。
放线菌是通过分生孢子或孢囊孢子繁殖，也可以一段营养 菌丝繁殖。
各种放线菌的菌落形态特征
链霉菌的生活史
图 2－28 链霉菌的生活史 A.孢子萌发 B.基内菌丝 C.气生菌丝
D.孢子丝 E.孢子丝分化为孢子
分布：在土壤、污水、垃圾、昆虫、脊椎动物及人体中。
三、衣原体
衣原体隶属于衣原体门（BXⅥ门）衣原体目衣原体科的 衣原体属（Chlamydia）见图 2-32。呈球形，直径0.2～ 1.5μm。为革兰氏染色阴性反应，细胞化学组分和结构与 革兰氏染色阴性细菌相似，其细胞壁为含胞壁酸的外膜， 含RNA和 DNA。
72～73
好氧
菌 丝 常 平 行 排 列 ， 彩 色 ， ⅡD 型 细 胞 壁 ， 在土壤和植物腐败物中生活，营养菌丝 发达，菌丝呈各种颜色，产生各种色素， 没有气生菌丝或不发达，在营养菌丝上 长出孢囊柄，在其尖端长孢子囊
直 径 0.5 ～ 2.0 ， 营养菌丝分枝无 气生菌丝体；形 成多腔孢囊
66～71
菌丝体分三类：
① 营养(基内)菌丝：摄取培养基内营养，菌丝宽度为 0.2μm～0.80μm，长度为50μm～600μm之间，有无色的、 有的产色素 (黄、橙、红、紫、蓝、绿、褐、黑)。
放线菌-其他原核微生物
一、放线菌的形态构造
大部分放线菌由分枝状的菌丝组成，菌
丝无隔膜，属单细胞。菌丝的粗细与细菌
中的杆菌宽度相近（1μm左右）。细胞壁
含胞壁酸、二氨基庚二酸，不含几丁质、
纤维素，革兰氏阳性。
一、放线菌的形态构造
(一)菌丝
菌丝根据形态和功能的不 同可分为： 基内菌丝（营养菌丝） 气生菌丝 孢子丝（繁殖菌丝）
二、立克次氏体（介于细菌和病毒之间）
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，专性寄生于活真核细胞内的G-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。
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）立克次氏体外 均不能在人工培养基上生长繁殖。 a.体内代谢系统不完全，只能利用谷氨酸，不能利用 葡萄糖，一些必需的养料需从宿主细胞获得； b.细胞膜比一般细菌的膜疏松；为可透性膜，使它们 有可能容易从宿主细胞获得大分子物质，但也决定了它们 一旦离开宿主细胞则易死亡。 大小介于病毒与一般细菌之间，其中伯氏立克次氏体 能通过细菌过滤器 ； 一般个体：球状体：0.2-0.5 um 杆状体：0.3-0.5 x 0.3-2 um；以二等分裂的方式繁殖。
紧螺旋
单轮(有螺旋)
双轮(无螺旋)
双轮(有螺旋)
直形单轮生
螺旋形丛生
放线菌孢子丝的光学显微镜图片
孢子
•孢子形态： 有圆、卵圆、柱状等。 表面： 或光滑或粗糙；有的还带有毛 刺、鞭毛。 色素：因种而异。 孢子是放线菌的“种子”（无 性）。 孢子对于不良的外界环境有较 强的抵抗力。散落的孢子遇到 适宜条件就萌发长出菌丝。菌 丝分枝再分枝，最后形成网状 的菌丝体。
各种微生物的形态结构及功能
显微镜观察结果描述化药1105刘佳兴110150139摘要：微生物分为原核微生物和真核微生物，主要有细菌、真菌和病毒，本文主要介绍放线菌、蓝细菌支原体、立克次氏体、衣原体、酵母菌、病毒和霉菌。
关键词：形态，结构，功能1、微生物的分类系统这里仅简述原核微生物和真核微生物的分纲体系。
1.1原核生物界（Procaryotae）（1）光能营养原核生物门Ⅰ蓝绿光合细菌纲（蓝细菌类）；Ⅱ红色光合细菌纲；Ⅲ绿色光合细菌纲（2）化能营养原核生物门Ⅰ细菌纲；Ⅱ立克次氏体纲；Ⅲ柔膜体纲；Ⅳ古细菌纲1.2真核微生物（Eucaryotic microbes）真菌可分以下四纲：Ⅰ藻状菌纲菌丝体无分隔，含多个核。
有性繁殖形成卵孢子或接合孢子；Ⅱ子囊菌纲菌丝体有分隔，有性阶段形成子囊孢子；Ⅲ担子菌纲菌丝体有分隔，有性阶段形成担孢子；Ⅳ半知菌纲包括一切只发现无性世代未发现有性阶段的真菌。
粘菌也可分为四纲，即Ⅰ网粘菌纲自细胞两端各自伸出长的粘丝并接连形成粘质的网络——假原质团；Ⅱ集胞粘菌纲分泌集胞粘菌素，形成假原质团；Ⅲ粘菌纲形成原质团，腐生性自由生活；Ⅳ根2.1形态结构DNA、核糖体、鞭毛、纤毛、荚膜、细胞壁、质膜2.2基本形态（1）球菌：按其排列方式又可分为单球菌、双球菌、四联球菌、八叠球菌，葡萄球菌和链球菌。
（2）杆菌：细胞形态较复杂，有短杆状、棒杆状、梭状、月亮状、分枝状。
（3）螺旋状：可分为弧菌（螺旋不满一环）和螺菌（螺旋满2~6环，小的坚硬的螺旋状细菌）。
此外，人们还发现星状和方形细菌。
3、古细菌古细菌（archaeobacteria）（又可叫做古生菌或者古菌）是一类很特殊的细菌，多生活在极端的生态环境中。
具有原核生物的某些特征，如无核膜及内膜系统；也有真核生物的特征，如以甲硫氨酸起始蛋白质的合成、核糖体对氯霉素不敏感、RNA聚合酶和真核细胞的相似、DNA具有内含子并结合组蛋白；此外还具有既不同于原核细胞也不同于真核细胞的特征，如：细胞膜中的脂类是不可皂化的；细胞壁不含肽聚糖，有的以蛋白质为主，有的含杂多糖，有的类似于肽聚糖，但都不含胞壁酸、D型氨基酸和二氨基庚二酸。
放线菌微生物
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第三节 其它原核微生物
如螺旋藻：国内外用于生产的主要有两个种（钝顶 螺旋藻和极大螺旋藻），1939年，法国的药物学家 克莱（Creach）到非洲探险时，发现非洲乍得湖畔 （盐水湖）的佳尼姆族土著人，经常捞取湖面上的 绿色漂浮物，制成酱，或晒干（Dihe）,这种被当 地人称为Dihe为螺旋藻。1965年，比利时和法国的 联合探险队再次来到非洲，重新发现，开始研究和 开发。
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三、微生物分类的依据
• 形 态 特 征：个体形态（形状、大小、染色
反应等）、群体形态（菌落特征、液体培养特 点等）
• 生理生化特征：代谢产物、营养要求、细胞壁
成分等的测定
• 生态特征：微生物间各种相互关系的利用 • 遗传特征：DNA同源性分析 G+C的含量 • 其它：全细胞蛋白的分析、多位点酶的分析等
第二节 放线菌
一、放线菌：是一类介于细菌和丝状真菌而 接近细菌的原核微生物。G+、化能有机营 养型，多数腐生少数寄生，少有致病。分 泌抗生素，适于中性偏碱，需氧。
典型的菌丝有三部分构成：
1、基内菌丝：
2、气生菌丝
3、孢子丝：
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第二节 放细菌
二、放线菌的繁殖：
1、菌丝片段
2、无性孢子:以横隔分裂、产生分生孢子繁殖为 主。
菌和古细菌。
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古细菌包括3类不同的细菌:产甲烷细菌、极 端嗜盐细菌和嗜酸嗜热细菌。它们生存在极端 特殊的生态环境中，具有独特的16S核糖体 RNA寡核苷酸谱。而且，它们在分子水平上与 真核生物和真细菌都有不同之处或只与其中之 一相同。
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第四节 微生物分类
• 微生物分类的单位与命名 • 微生物分类的依据与方法 • 微生物的分类系统
放线菌
气生菌丝发育到一定阶段，其上可分化出形成孢子 二、放线菌 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
二、放线菌
二、放线菌
二、放线菌
二、放线菌
孢子丝释放孢子
繁殖菌丝 （孢子丝）
孢子在适宜 的条件下萌 发，长出1-3 个芽管
气生菌丝
营养菌丝
由于多数链霉菌具有分泌抗生物质或细 胞外酵素的能力，可以有效抑制植物病 原菌。此外，少部分还具有促进植物生 长或诱导植物产生抗病性的效果，因此 链霉菌在生物防治应用上极具潜力。
链霉菌在植物保护上的应用
生物防治法是农业生态系中，植物病原、 昆虫与益菌或天敌等族群间维持均衡的 重要策略之一。就植物病害而言，其定 义是指在自然或人为操控的环境下，透 过一种或多种拮抗微生物，有效降低病 原菌的密度、活力及感染作物的能力， 进而达到防治植物病害的效果。
五、放线菌的主要属
放线菌的主要属
（一）诺卡氏型（Nocardioforms) 特征：好气型，具气生菌丝，多产粉 孢子。 应用：烃类发酵，污水处理 ，产生 抗生素（如万古霉素、头孢菌 素等）
放线菌的主要属
（二）具有气生菌丝特化出的孢囊孢子和分生孢子 1．弗兰克氏放线菌属（Frankia) 可以固氮，存在于非豆科植物根部， （如: 桤木、赤扬等） 2．小单孢菌属（Micromonospora) 可产生多种抗生素，如庆大霉素、利福霉素； 有的种可积累VitB12 3．链霉菌属(Streptomyces) 产生许多著名的抗生素，如链霉素、红霉素、 四环素、土霉素、金菌
A：诺尔斯氏链霉菌； B：皮疽诺卡氏菌； C：酒红指孢囊菌； D：游动放线菌； E：小单胞菌； F：皱双孢马杜拉放线菌