环境微生物学
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3.5 其他原核微生物

除了上述原核微生物之外,在自然界还存在一些更简单、更原始的原核微生物,往往与人类的生活、生产活动有密切的关系,它们的存在是不容忽视的。

3.5.1 螺旋体

螺旋体(Spirochaeta)是介于细菌和原生动物之间的单细胞原核生物,是一类形态和运动机制独特的细菌。

螺旋体菌体细长,柔软,弯曲呈螺旋状,无鞭毛,菌体宽度为0.1~0.5μm,有的可达30μm,长度为3~20μm,有的可达500μm。细胞结构与细菌稍有不同,富有弹性的轴丝生于细胞两端,向中部延伸,并相互重叠。螺旋体依靠轴丝运动。其繁殖方式为纵裂。

螺旋体广泛分布于自然界和人与动物体内,为腐生或寄生。腐生性常见于污泥、垃圾和水体,寄生性可引起人、畜疾病。如引起梅毒的梅毒密螺旋体(Treponema pallidum)、引起回归热的回归热疏螺旋体(Borrellia recurrentis)等。

3.5.2 立克次体

立克次体(Rickettsia)的大小介于细菌和病毒之间,杆状、球状和丝状,(0.3~0.6)μm×(0.8~2.0)μm,大多不能通过细菌过滤器。细胞壁含有二氨基庚二酸和胞壁酸,革兰阴性,无芽孢,无鞭毛,细胞核无核膜。培养时需要用敏感动物、鸡胚、卵黄囊及动物组织培养,活细胞寄生,常见于虱、蚤、蜱、螨等节肢动物的消化道细胞内,通过它们的叮咬或排泄物传染给人和其他动物。以二分裂方式繁殖,最后宿主细胞破裂而被释放出来。引起的传染病有流行斑疹伤寒、恙虫热及Q热等。立克次体对热、干燥、光照、脱水及普通化学药剂等的抗性较差,对磺胺和抗生素敏感。

3.5.3 衣原体

衣原体(Chlamydia)是一类专性寄生在细胞内的微小生物,形态一般为球形或椭圆形,直径为0.2~1.5μm,细胞化学成分和结构与革兰阴性菌相似。含DNA和RNA,繁殖为二分裂法。衣原体能在鸡胚的卵黄囊中或脊椎动物的组织培养中繁殖。

衣原体多寄生在脊椎动物或人体内,能引起沙眼、鹦鹉热、淋巴肉芽肿及粒性结膜炎等疾病。

3.5.4 支原体

支原体(Mycoplasma)是能自由生活的最小的原核微生物,介于细菌和病毒之间。它缺少细胞壁,只有细胞质膜。支原体呈高度多形态,基本形态为球状和丝状,也可有环状、星状等不规则形态。球状的直径在125~250nm,丝状体可长可短,从几微米到150μm。其繁殖为二分裂或出芽方式,含DNA和RNA。

支原体可在人工培养基上生长,但营养要求比较高,需要加入新鲜血清或牛心浸汁、胆固醇等。在固体培养基上的菌落形态十分特殊,类似油煎蛋模样,中央厚,周围薄而透明,嵌入培养基的深部。在无氧或好氧条件下,一般都能生长。在液体培养基中生长时,培养基一般不浑浊。

已分离到的支原体多为腐生性的,也有的是人和动物(哺乳动物和鸟类)的寄生菌和致病菌。人类的一种非典型性肺炎就是由肺炎支原体引起的。在自然界中,支原体分布于土壤、污水、垃圾等中。

建议阅读 随着生物学的发展,微生物(细菌)分类与鉴定的具体方法和手段也在不断进步和发展。了解这些新手段对于更好地了解微生物及其应用,有着重要的意义。

[1] 陈仁彪,孙岳平.细胞与分子生物学基础.第2版.上海:上海科学技术出版社,2003.

[2] 东秀珠,蔡妙英,等.常见细菌系统鉴定手册.北京:科学出版社,2001.

[3] 杨苏声.细菌分类学.北京:中国农业大学出版社,1997.

本章小结

1.细菌的个体(也就是细胞)基本形态有三种:球状、杆状和螺旋状。

2.细菌的细胞结构可分为一般结构和特殊结构。其中一般结构或基本结构有细胞壁、细胞质膜、细胞质、内含物及细胞核物质等;特殊结构有芽孢、荚膜、鞭毛、黏液层、衣鞘等。

3.革兰阳性菌和革兰阴性菌在细胞壁的化学组成和结构上有明显差异,这在细菌研究中具有重要意义。

4.细胞质膜是由磷脂和蛋白质组成的双层结构,是一层半透性膜,在微生物的生理活动中有着重要作用。

5.核糖体是细菌合成蛋白质的场所,由蛋白质和rRNA组成,原核生物的rRNA有三种,分别为5S、16S和23S;原核生物核糖体的沉降常数为70S。

6.细菌的遗传物质有拟核中的染色体DNA和细胞质中的质粒DNA。

7.细菌分泌黏性物质到体外,形成荚膜、黏液层等结构。

8.芽孢具有的一系列特点,使它对不良环境如高温、低温、干燥和有毒物质等具有较强的抗性。芽孢是细菌抵抗不良环境条件的休眠体。

9.鞭毛是细菌的运动胞器。

10.不同微生物在不同培养基上会有不同的培养特征。细菌在固体培养基上生长形成菌落。菌落的各种特征是分类和鉴定的依据。

11.在一般情况下,细菌表面带的是负电荷,这与细菌细胞的化学组分有关。

12.染色是细菌研究的基本手段,分为简单染色和复合染色。其中革兰染色是鉴别细菌的重要依据,它是一种复合染色方法,其机理与细胞壁的化学组成和等电点有关。

13.细菌种类繁多,其分类和鉴定主要是以形态学特征为主,生理生化特征为辅,结合生态学和细胞化学以及分子生物学等方面的特征,进行各级分类单位的划分。

14.古菌是一类在细胞结构、化学组成、生存环境条件等方面很特殊的生物,大致可分为三个类群:厌氧产甲烷菌、嗜热嗜酸菌和极端嗜盐菌。

15.现将古菌与细菌、真核生物并列为生物的三大亲缘类群(也称为域,domains)。

16.放线菌是菌丝体状的原核生物,菌丝可分成三类:基内菌丝(又称为营养菌丝)、气生菌丝和孢子丝。许多种类的放线菌能产生抗生素。

17.蓝细菌是能进行放氧性光合作用的原核生物。它能忍受极端环境,分布极广,在水体的富营养化和水污染监测和治理中有着重要作用。

18.螺旋体、立克次体、衣原体和支原体等是一些特殊的原核生物,虽然很简单原始,其对人类的生活、生产活动的作用是不可忽视的。

思考与实践

1.细菌的个体形态有哪几种?细菌的形态会变化吗?为什么?

2.细菌有哪些一般结构和特殊结构?它们各自有什么生理功能?

3.革兰阳性菌与革兰阴性菌的细胞壁组成上有什么差异?为什么它们会在革兰染色中表现出不同的结果?

4.细胞膜的组成和特点是什么?它与细胞膜的功能有什么联系?

5.荚膜具有什么功能?细菌的荚膜与其致病性有什么关系?

6.为什么说芽孢是细菌抵抗不良环境的休眠体?

7.在实验室中是如何来获得细菌的菌落的?菌落具有哪些特征?这些特征在实践中有什么意义?

8.在一般情况下,细菌细胞表面带的是何种电荷?为什么?它有什么实际意义?

9.叙述革兰染色的步骤和机制。

10.细菌鉴定的主要依据是什么?对于一个熟练的微生物工作者来说,能在显微镜下就判断某种菌的种类吗?

11.古菌在生物中占有什么样的特殊地位?

12.放线菌与细菌有什么不同?其菌丝分为哪几种?各有什么功能?

13.蓝细菌与一般细菌和一般藻类相比,有什么特点?

14.蓝细菌的异形胞具有什么功能?

15.螺旋体与螺菌有什么区别?