细菌门
通常,细菌门命名方法有三种:
1.新种的命名 在学名之后加注n.sp.(novospecies)。属名后加上sp.或spp.。科名字尾为-aceae,目为-ales,纲为-tes,门为-phyta。
2.变种的命名 在学名之后加上变种名称,在变种之前加注var.(variety),若为新变种,注以n.var.。
3. 习惯通用的俗名 如typhoidbacillus伤寒杆菌。
17世纪后叶,荷兰人列文·虎克自制了世界上第一台显微镜,并用它观察到了细胞和细菌的存在,他是世界上第一个看到细菌的人。
细菌门的形态通常可分为三种基本类型:球菌:细胞球形,直径0.5~2微米;杆菌:细胞呈杆棒状,
长1.5~10微米,宽0.5~1微米;螺旋菌:细胞长而弯曲,略弯曲的称为弧菌。此外,还有一类特殊的细菌,称放线菌(actinomycetes)。个体为单细胞分枝的丝状体,能产生分生孢子(conidospore)。由于放线菌的分枝丝状体和孢子形成的方式和真菌很相似,因此可把它们看作是细菌和真菌的过渡类群。在螺旋菌中,一次弯曲成弧形的称弧菌(Vibrio),多次弯曲呈螺旋形的称螺菌(Spirillum)。多种杆菌、螺菌和弧菌生有鞭毛,鞭毛是外原生质突出的长丝,其长度往往超过菌体长度的数倍或数十倍,在电子显微镜下,或经过特殊处理后才能看到。
细胞的构造和一般植物细胞类似,有细胞壁、细胞膜、细胞质、核质和内含物。有的细菌还有荚膜(capsule)、芽孢和鞭毛。
细菌细胞壁的化学成分为粘质复合物,细胞内充满了细胞质,细胞质的外围是细胞膜,紧靠细胞壁。细胞幼小时,细胞质密而均匀,无内含物,容易着色。细胞成熟后,细胞质分布不均匀并含有肝糖、淀粉、脂肪、异染颗粒等物质。
细菌门菌类没有真正的细胞核,核质分散于细胞质中,称为原核(prokaryo),核质内有脱氧核糖核酸。
多数细菌在一定条件下,细胞壁的周围包被着1层粘性的薄膜,称为荚膜,它是1层透明的胶状物质,由多糖类物质组成,有保护细胞的作用。
某些种细菌生长到某个阶段,失去水分浓缩,形成1个圆形或椭圆形的内生孢子,称为芽孢。芽孢的壁很厚,渗透性很弱,含水少,能抵抗不良的环境,可生存十几年,遇到适宜的环境,再发生新的菌体,1个芽孢只产生1个菌体。
细菌门菌类主要进行无性生殖,除少数种类外,分裂繁殖是细菌的唯一繁殖方法。在适宜的环境下进行
繁殖,细胞壁的中部向内凹入,在凹入处生长出新细胞壁,把细胞分成两个。杆菌和螺旋菌都是横分裂,分裂后一般不立即离开,暂时连成一条线。球菌分裂后,一般离开,也有形成群体的。如在1个平面上分裂时,就可形成双球菌或链球菌;在两个平面上分裂时,就可形成排列在1个平面上的八链球菌;在3个平面上分裂时,就形成立方体;在各方面不规则地分裂时,就形成葡萄球菌。细菌在固体培养基上裂殖的结果,许多细胞堆积在一起,肉眼可以看到的群体,称为菌落。细菌门的裂殖速度极快,在最适的条件下,20—30分钟就能分裂1次,并可继续分裂若干次。如果1昼夜不停地继续分裂,所产生的后代要用天文数字来计算,但实际上不可能有如此惊人的高速度,因为分裂时需要充分的营养和一定的温度,当继续分裂时,常因养料供给不足,或温度的变化以及其他种种原因而停止分裂或死亡。
细菌门的营养方式多数为异养,有的是从活的动植物体内吸收有机物,称寄生细菌。寄生细菌能致人畜的疾病和植物病害。如水稻白叶枯病、棉花角斑病、花生青枯病以及蔬菜软腐病。
有的是从动植物遗体或其它有机物取得有机物,称腐生细菌。腐生细菌常使食物腐烂,地球上的碳、氮循环,绿色植物生活的原料,必须经过腐生细菌的腐烂方可吸收。
有的细菌,如根瘤菌能摄取大气中的氮,制成有机氮,供绿色植物生长,称为共生。
(一)生理学与生物化学分类法
细菌门菌类的形态,染色以及细菌的特殊结构是最早和最基本的分类依据;而细菌的生理生化特征一
直作为分类的主要依据。以生理生化学作细菌分类的广泛采用方法有两种,即传统分类法和数值分类法。
1.传统分类法:传统分类的原则是将生物的基本性质分为主要的和次要的(主次原则),然后将主次顺序一级一级地往下分,直至最小区分。按细胞形态、革兰染色性、鞭毛及代谢特点作为较高一级分类依据。科、属、种水平的分类主要依靠生化特性和抗原结构。
2.数值分类法:数值分类法集数字、电子、信息及自动化分析技术于一体,将细菌的一些基本性质视为同等重要(等重要原则),采用标准化、成品化和配套生化反应试剂条,检测细菌的数十个生理生化特性。每个细菌都能产生一套阴阳性结果,然后转换成数字,通过电子计算机进行复杂计算,比较每一株与其他类同株,测定其相似度。根据相似度,区分细菌的种群,并确定各种细菌的亲缘关系。
(二)遗传学分类法
遗传学分类是以细菌的核酸、蛋白质等在组成的同源程度分类。该分类法具有下述的优点:①对细菌的“种”有一个较为一致的概念;②使分类不会出现经常性或根本性的变化;③可制定可靠的细菌鉴定方案;④有利于了解细菌的进化和原始亲缘关系。目前较为稳定的应用遗传学的细菌分类方法有下列几种:
1.DNAG+Cmol%测定。
2.核酸同源值测定。
3.核糖体RNA碱基序列测定。
细菌门按其外形主要有三类,球菌、杆菌、螺形菌。
一、球菌(Coccus)
呈圆球形或近似圆球形,有的呈矛头状或肾状。单个球菌的直径约在0.8~1.2um左右。由于繁殖时细菌细胞分裂方向和分裂后细菌粘连程度及排列方式不同可分为:
(一)双球菌(Diplococcus):在一个平面上分裂成双排列,如肺炎双球菌、脑膜炎双球菌。
(二)链球菌(Streptococcus):在一个平面上分裂,成链状排列,如溶血性链球菌。
(三)四联球菌(Micrococcustetragenus):在两个相互垂直的平面上分裂,以四个球菌排呈方形,如四联加夫基菌。
(四)八迭球菌(Sarcina):在三个互相垂直的平面上分裂,八个菌体重叠呈立方体状,如藤黄八叠球菌。
(五)葡萄球菌(Staphylococcus):在几个不规则的平面上分裂,则菌体多堆积在一起,而呈葡萄状排列,如金黄色葡萄球菌。
二、杆菌(Bacillus)
各种杆菌的大小、长短、弯度、粗细差异较大。大多数杆菌中等大小长2~5um,宽0.3~1um。大的杆菌如炭疽杆菌(3~5um×1.0~1.3um),小的如野兔热杆菌(0.3~0.7um×0.2um)。菌体的形态多数呈直杆状,也有的菌体微弯。菌体两端多呈钝圆形,少数两端平齐(如炭疽杆菌),也有两端尖细(如梭杆菌)或
未端膨大呈棒状(如白喉杆菌)。排列一般分散存在,无一定排列形式,偶有成对或链状,个别呈特殊的排列如栅栏状或V、Y、L字样。三、螺形菌(Spirillarbacterium)
菌体弯曲,可分为:
(一)弧菌(Vibrio):菌体只有一个弯曲,呈弧状或逗点状。如霍乱弧菌。
(二)螺菌(Spirillum):菌体有数个弯曲。如鼠咬热螺菌。
细菌门菌类形态可受各种理化因素的影响,一般说来,在生长条件适宜时培养8~18小时的细菌形态较为细菌形态较为典型;幼龄细菌形体较长;细菌衰老时或在陈旧培养物中,或环境中有不适合于细菌生长的物质(如药物、抗生素、抗体、过高的盐分等)时,细菌常常出现不规则的形态,表现为多形性(Pleomorphism),或呈梨形、气球状、丝状等,称为衰退型(Involutionform),不易识别。观察细菌形态和大小特征时,应注意来自机体或环境中各种因素所导致的细菌形态变化。
细菌门菌类的种类约有2000种。分布很广,水、空气、壤和许多动植物体内外都有细菌的分布。
放线菌
放线菌属于单细胞。在显微镜下,放线菌呈分枝丝状,我们把这些细丝一样的结构叫做菌丝,菌丝直径与细菌相似,小于1微米。根据菌丝形态和功能的不同,放线菌菌丝可分为基内菌丝、气生菌丝和孢子丝三种。链霉菌属是放线菌中种类最多、分布最广、形态特征最典型的类群。
基内菌丝匍匐生长于营养基质表面或伸向基质内部,它们象植物的根一样,具有吸收水分和养分的功能。
气生菌丝是基内菌丝长出培养基外并伸向空间的菌丝。在显微镜下观察时,一般气生菌丝颜色较深,比基内菌丝粗;而基内菌丝色浅、发亮。有些放线菌气生菌丝发达,有些则稀疏,还有的种类无气生菌丝。
孢子丝是当气生菌丝发育到一定程度,其上分化出的可形成孢子的菌丝。放线菌孢子丝的形态多样,有直形、波曲、钩状、螺旋状、一级轮生和二级轮生等多种,是放线菌定种的重要标志之一。孢子表面的纹饰因种而异,在电子显微镜下清晰可见,有的光滑,有的褶皱状、疣
状、刺状、毛发状或鳞片状,刺又有粗细、大小、长短和疏密之分。生孢囊放线菌的特点是形成典型孢囊,孢囊着生的位置因种而异。有的菌孢囊长在气丝上,有的菌长在基丝上。孢囊形成分两种形式:有些属菌的孢囊是由孢子丝卷绕而成;有些属的孢囊是由孢囊梗逐渐膨大。孢囊外围都有囊壁,无壁者一般称假孢囊。孢囊有圆形、棒状、指状、瓶状或不规则状之分。孢囊内原生质分化为孢囊孢子,带鞭毛者遇水游动,如游动放线菌属;无鞭毛者则不游动,如链孢囊菌属。固氮菌
在与植物共生的情况下才能固氮或才能有效地固氮,固氮产物氨可直接为共生体提供氮源。共生固氮效率比自生固氮体系高数十倍。主要有根瘤菌属(Rhizobium)的细菌与豆科植物共生形成的根瘤共生体,弗氏菌属(Frankia)与非豆科植物共生形成的根瘤共生体;某些蓝细菌与植物共生形成的共生体,如念珠藻或鱼腥藻与裸子植物苏铁共生形成苏铁共生体,红萍与鱼腥藻形成的红萍共生体等。在实验条件下培养自生固氮菌,培养基中只需加入碳源(如蔗糖、葡萄糖)和少量无机盐,不需加入氮源,固氮菌可直接利用空气中的氮(N2)作为氮素营养;如培养根瘤菌,则需加入氮素营养,因为根瘤菌等共生固氮菌,只有与相应的植物共生时,才能利用分子态氮(N2)进行固氮作用。
在自然界的物质循环中,细菌门起着重要的作用。地球上动植物的尸体和排泄物,必须经过腐生
细菌的分解腐烂,使复杂的有机物变为无机物,重新为植物吸收利用,使物质不断地循环。与豆科植物共生的根瘤菌属(Rhizobium)和固氮菌属(Azotobacter)都能摄取大气中的氮,制成有机氮,直接或间接供绿色植物需要。细菌肥料,就是一种生物肥料,能提高土壤肥力。某些细菌寄生于昆虫体内,并使昆虫致死,如杀螟杆菌、白僵菌等生物农药,早已用于防治害虫。细菌门在工业、医药卫生等方面的应用也很广。工业上可利用细菌生产多种工业产品,如枯草杆菌生产蛋白酶和淀粉酶,可用于皮革脱毛、丝绸脱胶和棉布脱浆等;乳酸杆菌、醋酸杆菌可分别产生乳酸、醋酸等化工原料;谷氨酸短杆菌生产谷氨酸(谷氨酸钠即味精)和肌苷酸,用于食品及医药。医药卫生方面,利用细菌生产预防和治疗疾病的疫苗、抗病血清、代血浆以及各种抗生素,例如常见的链霉素、四环素、土霉素、氯霉素等,都是从放线菌的代谢物中提取出来的抗生素药物。
细菌门的有害方面也不容忽视。寄生细菌能引起人、畜、禽及植物发生病害,甚至造成死亡,如痢疾、霍乱、白喉、破伤风等病菌;水稻叶枯病、棉花角斑病、蔬菜软腐病等病原菌。腐生细菌常致使肉类等食品腐烂,工业生产中常因污染了杂菌而使发酵停止等等。
| 松科 | 鸭跖草科 | 褐藻门 | 粘菌门 | 绿藻门 | 硅藻门 | 金藻门 |
| 茄科 | 罗汉松科 | 茜草科 | 真菌门 | 松柏纲 | 红藻门 | 黄藻门 |
| 杉科 | 红豆杉纲 | 百合科 | 铁树纲 | 银杏纲 | 禾木科 | 山茶科 |
| 榆科 | 金缕梅科 | 轮藻门 | 木兰科 | 荨麻科 | 伞形科 | 五加科 |
[1]http://web.nuist.edu.cn/courses/zwx/content/Botany2/jibenleiqun/didengzhiwu/junlei/junlei-xijunmen.htm
[2]http://www.med66.com/html/2008/10/li266826362619201800216596.html
[3]生命经纬http://www.biox.cn/content/20050423/12031.htm
[4]http://www.hxsyzx.hzau.edu.cn/kech/sywsw/UploadFiles.htm
[5]中国科普博览http://www.kepu.com.cn/gb/lives/microbe/microbe_basic/200310160030.html
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