霉菌和細(xì)菌都有什么特征？

【專家解說(shuō)】：霉菌形成分枝菌絲的真菌的統(tǒng)稱。不是分類學(xué)的名詞，在分類上屬于真菌門的各個(gè)亞門。構(gòu)成霉菌體的基本單位稱為菌絲，呈長(zhǎng)管狀，寬度 2～10微米，可不斷自前端生長(zhǎng)并分枝。無(wú)隔或有隔，具1至多個(gè)細(xì)胞核。在固體基質(zhì)上生長(zhǎng)時(shí)，部分菌絲深入基質(zhì)吸收養(yǎng)料，稱為基質(zhì)菌絲或營(yíng)養(yǎng)菌絲；向空中伸展的稱氣生菌絲，可進(jìn)一步發(fā)育為繁殖菌絲，產(chǎn)生孢子。大量菌絲交織成絨毛狀、絮狀或網(wǎng)狀等，稱為菌絲體。菌絲體常呈白色、褐色、灰色，或呈鮮艷的顏色，有的可產(chǎn)生色素使基質(zhì)著色。霉菌繁殖迅速，常造成食品、用具大量霉腐變質(zhì)，但許多有益種類已被廣泛應(yīng)用，是人類實(shí)踐活動(dòng)中最早利用和認(rèn)識(shí)的一類微生物。 霉菌是絲狀真菌的俗稱，意即“發(fā)霉的真菌”，它們往往能形成分枝繁茂的菌絲體，但又不象蘑菇那樣產(chǎn)生大型的子實(shí)體。在潮濕溫暖的地方，很多物品上長(zhǎng)出一些肉眼可見的絨毛狀、絮狀或蛛網(wǎng)狀的菌落，那就是霉菌。 霉菌的菌絲。構(gòu)成霉菌營(yíng)養(yǎng)體的基本單位是菌絲。菌絲是一種管狀的細(xì)絲，把它放在顯微鏡下觀察，很像一根透明膠管，它的直徑一般為3-10微米，比細(xì)菌和放線菌的細(xì)胞約粗幾倍到幾十倍。菌絲可伸長(zhǎng)并產(chǎn)生分枝，許多分枝的菌絲相互交織在一起，就叫菌絲體。 根據(jù)菌絲中是否存在隔膜，可把霉菌菌絲分成兩種類型：無(wú)隔膜菌絲和有隔膜菌絲。無(wú)隔膜菌絲中無(wú)隔膜，整團(tuán)菌絲體就是一個(gè)單細(xì)胞，其中含有多個(gè)細(xì)胞核。這是低等真菌所具有的菌絲類型。有隔膜菌絲中有隔膜，被隔膜隔開的一段菌絲就是一個(gè)細(xì)胞，菌絲體由很多個(gè)細(xì)胞組成，每個(gè)細(xì)胞內(nèi)有1個(gè)或多個(gè)細(xì)胞核。在隔膜上有1至多個(gè)小孔，使細(xì)胞之間的細(xì)胞質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)可以相互溝通。這是高等真菌所具有的菌絲類型。 為適應(yīng)不同的環(huán)境條件和更有效地?cái)z取營(yíng)養(yǎng)滿足生長(zhǎng)發(fā)育的需要，許多霉菌的菌絲可以分化成一些特殊的形態(tài)和組織，這種特化的形態(tài)稱為菌絲變態(tài)。 吸器。由專性寄生霉菌如銹菌、霜霉菌和白粉菌等產(chǎn)生的菌絲變態(tài)，它們是從菌絲上產(chǎn)生出來(lái)的旁枝，侵入細(xì)胞內(nèi)分化成根狀、指狀、球狀和佛手狀等，用以吸收寄主細(xì)胞內(nèi)的養(yǎng)料。 假根。根霉屬霉菌的菌絲與營(yíng)養(yǎng)基質(zhì)接觸處分化出的根狀結(jié)構(gòu)，有固著和吸收養(yǎng)料的功能。 菌網(wǎng)和菌環(huán)。某些捕食性霉菌的菌絲變態(tài)成環(huán)狀或網(wǎng)狀，用于捕捉其它小生物如線蟲、草履蟲等。 菌核。大量菌絲集聚成的緊密組織，是一種休眠體，可抵抗不良的環(huán)境條件。其外層組織堅(jiān)硬，顏色較深；內(nèi)層疏松，大多呈白色。如藥用的茯苓、麥角都是菌核。 子實(shí)體。是由大量氣生菌絲體特化而成，子實(shí)體是指在里面或上面可產(chǎn)生孢子的、有一定形狀的任何構(gòu)造。例如有三類能產(chǎn)有性孢子的結(jié)構(gòu)復(fù)雜的子實(shí)體，分別稱為閉囊殼、子囊殼和子囊盤。 霉菌有著極強(qiáng)的繁殖能力，而且繁殖方式也是多種多樣的。雖然霉菌菌絲體上任一片段在適宜條件下都能發(fā)展成新個(gè)體，但在自然界中，霉菌主要依靠產(chǎn)生形形色色的無(wú)性或有性孢子進(jìn)行繁殖。孢子有點(diǎn)像植物的種子，不過(guò)數(shù)量特別多，特別小。 霉菌的無(wú)性孢子直接由生殖菌絲的分化而形成，常見的有節(jié)孢子、厚垣孢子、孢囊孢子和分生孢子。 霉菌的孢子具有小、輕、干、多，以及形態(tài)色澤各異、休眠期長(zhǎng)和抗逆性強(qiáng)等特點(diǎn)，每個(gè)個(gè)體所產(chǎn)生的孢子數(shù)，經(jīng)常是成千上萬(wàn)的，有時(shí)竟達(dá)幾百億、幾千億甚至更多。這些特點(diǎn)有助于霉菌在自然界中隨處散播和繁殖。對(duì)人類的實(shí)踐來(lái)說(shuō)，孢子的這些特點(diǎn)有利于接種、擴(kuò)大培養(yǎng)、菌種選育、保藏和鑒定等工作，對(duì)人類的不利之處則是易于造成污染、霉變和易于傳播動(dòng)植物的霉菌病害。 由于霉菌的菌絲較粗而長(zhǎng)，因而霉菌的菌落較大，有的霉菌的菌絲蔓延，沒(méi)有局限性，其菌落可擴(kuò)展到整個(gè)培養(yǎng)皿，有的種則有一定的局限性，直徑1-2厘米或更小。菌落質(zhì)地一般比放線菌疏松，外觀干燥，不透明，呈現(xiàn)或緊或松的蛛網(wǎng)狀、絨毛狀或棉絮狀；菌落與培養(yǎng)基的連接緊密，不易挑??；菌落正反面的顏色和邊緣與中心的顏色常不一致。 細(xì)菌（英文：germs；bacteria）隸屬生物學(xué)一類，是一類形狀細(xì)短，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，多以二分裂方式進(jìn)行繁殖的原核生物，是在自然界分布最廣、個(gè)體數(shù)量最多的有機(jī)體，是大自然物質(zhì)循環(huán)的主要參與者。細(xì)菌主要由細(xì)胞壁、細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)、核質(zhì)體等部分構(gòu)成，有的細(xì)菌還有夾膜、鞭毛、菌毛等特殊結(jié)構(gòu)。絕大多數(shù)細(xì)菌的直徑大小在0.5~5μm之間。可根據(jù)形狀分為三類，即：球菌、桿菌和螺旋菌（包括弧形菌）。 還有一種利用細(xì)菌的生活方式來(lái)分類，即可分為兩大類：腐生生活與寄生生活。 （一）細(xì)胞壁 細(xì)胞壁厚度因細(xì)菌不同而異，一般為15-30nm。主要成分是肽聚糖，由N-乙酰葡糖胺和N-乙酰胞壁酸構(gòu)成雙糖單元，以β（1-4）糖苷鍵連接成大分子。N-乙酰胞壁酸分子上有四肽側(cè)鏈，相鄰聚糖纖維之間的短肽通過(guò)肽橋（革蘭氏陽(yáng)性菌）或肽鍵（革蘭氏陰性菌）橋接起來(lái)，形成了肽聚糖片層，像膠合板一樣，粘合成多層。 肽聚糖中的多糖鏈在各物種中都一樣，而橫向短肽鏈卻有種間差異。革蘭氏陽(yáng)性菌細(xì)胞壁厚約20～80nm，有15-50層肽聚糖片層，每層厚1nm，含20-40％的磷壁酸（teichoic acid），有的還具有少量蛋白質(zhì)。革蘭氏陰性菌細(xì)胞壁厚約10nm，僅2-3層肽聚糖，其他成分較為復(fù)雜，由外向內(nèi)依次為脂多糖、細(xì)菌外膜和脂蛋白。此外，外膜與細(xì)胞之間還有間隙。 肽聚糖是革蘭陽(yáng)性菌細(xì)胞壁的主要成分，凡能破壞肽聚糖結(jié)構(gòu)或抑制其合成的物質(zhì)，都有抑菌或殺菌作用。如溶菌酶是N-乙酰胞壁酸酶，青霉素抑制轉(zhuǎn)肽酶的活性，抑制肽橋形成。 細(xì)菌細(xì)胞壁的功能包括：保持細(xì)胞外形；抑制機(jī)械和滲透損傷（革蘭氏陽(yáng)性菌的細(xì)胞壁能耐受20kg/cm2的壓力）；介導(dǎo)細(xì)胞間相互作用（侵入宿主）；防止大分子入侵；協(xié)助細(xì)胞運(yùn)動(dòng)和分裂。 脫壁的細(xì)胞稱為細(xì)菌原生質(zhì)體（bacterial protoplast）或球狀體（spheroplast，因脫壁不完全），脫壁后的細(xì)菌原生質(zhì)體，生存和活動(dòng)能力大大降低。 （二）細(xì)胞膜 是典型的單位膜結(jié)構(gòu)，厚約8~10nm，外側(cè)緊貼細(xì)胞壁，某些革蘭氏陰性菌還具有細(xì)胞外膜。通常不形成內(nèi)膜系統(tǒng)，除核糖體外，沒(méi)有其它類似真核細(xì)胞的細(xì)胞器，呼吸和光合作用的電子傳遞鏈位于細(xì)胞膜上。某些行光合作用的原核生物（藍(lán)細(xì)菌和紫細(xì)菌），質(zhì)膜內(nèi)褶形成結(jié)合有色素的內(nèi)膜，與捕光反應(yīng)有關(guān)。某些革蘭氏陽(yáng)性細(xì)菌質(zhì)膜內(nèi)褶形成小管狀結(jié)構(gòu)，稱為中膜體（mesosome）或間體（圖3-11），中膜體擴(kuò)大了細(xì)胞膜的表面積，提高了代謝效率，有擬線粒體（Chondroid）之稱，此外還可能與DNA的復(fù)制有關(guān)。 （三）細(xì)胞質(zhì)與核質(zhì)體 細(xì)菌和其它原核生物一樣，沒(méi)有核膜，DNA集中在細(xì)胞質(zhì)中的低電子密度區(qū)，稱核區(qū)或核質(zhì)體（nuclear body）。細(xì)菌一般具有1-4個(gè)核質(zhì)體，多的可達(dá)20余個(gè)。核質(zhì)體是環(huán)狀的雙鏈DNA分子，所含的遺傳信息量可編碼2000～3000種蛋白質(zhì)，空間構(gòu)建十分精簡(jiǎn)，沒(méi)有內(nèi)含子。由于沒(méi)有核膜，因此DNA的復(fù)制、RNA的轉(zhuǎn)錄與蛋白的質(zhì)合成可同時(shí)進(jìn)行，而不像真核細(xì)胞那樣這些生化反應(yīng)在時(shí)間和空間上是嚴(yán)格分隔開來(lái)的。 每個(gè)細(xì)菌細(xì)胞約含5000～50000個(gè)核糖體，部分附著在細(xì)胞膜內(nèi)側(cè)，大部分游離于細(xì)胞質(zhì)中。細(xì)菌核糖體的沉降系數(shù)為70S，由大亞單位（50S）與小亞單位（30S）組成，大亞單位含有23SrRNA，5SrRNA與30多種蛋白質(zhì)，小亞單位含有16SrRNA與20多種蛋白質(zhì)。30S的小亞單位對(duì)四環(huán)素與鏈霉素很敏感，50S的大亞單位對(duì)紅霉素與氯霉素很敏感。 細(xì)菌核區(qū)DNA以外的，可進(jìn)行自主復(fù)制的遺傳因子，稱為質(zhì)粒（plasmid）。質(zhì)粒是裸露的環(huán)狀雙鏈DNA分子，所含遺傳信息量為2~200個(gè)基因，能進(jìn)行自我復(fù)制，有時(shí)能整合到核DNA中去。質(zhì)粒DNA在遺傳工程研究中很重要，常用作基因重組與基因轉(zhuǎn)移的載體。 胞質(zhì)顆粒是細(xì)胞質(zhì)中的顆粒，起暫時(shí)貯存營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的作用，包括多糖、脂類、多磷酸鹽等。 （四）其他結(jié)構(gòu) 許多細(xì)菌的最外表還覆蓋著一層多糖類物質(zhì)，邊界明顯的稱為莢膜（capsule），如肺炎球菌，邊界不明顯的稱為粘液層（slime layer），如葡萄球菌。莢膜對(duì)細(xì)菌的生存具有重要意義，細(xì)菌不僅可利用莢膜抵御不良環(huán)境；保護(hù)自身不受白細(xì)胞吞噬；而且能有選擇地粘附到特定細(xì)胞的表面上，表現(xiàn)出對(duì)靶細(xì)胞的專一攻擊能力。例如，傷寒沙門桿菌能專一性地侵犯腸道淋巴組織。細(xì)菌莢膜的纖絲還能把細(xì)菌分泌的消化酶貯存起來(lái)，以備攻擊靶細(xì)胞之用。 鞭毛是某些細(xì)菌的運(yùn)動(dòng)器官，由一種稱為鞭毛蛋白（flagellin）的彈性蛋白構(gòu)成，結(jié)構(gòu)上不同于真核生物的鞭毛。細(xì)菌可以通過(guò)調(diào)整鞭毛旋轉(zhuǎn)的方向（順和逆時(shí)針）來(lái)改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。 菌毛是菌體表面極其的蛋白纖細(xì)，須用電鏡觀察。特點(diǎn)是：細(xì)、短、直、硬、多，菌毛與細(xì)菌運(yùn)動(dòng)無(wú)關(guān)，根據(jù)形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能，可分為普通菌毛和性菌毛兩類。前者與細(xì)菌吸附和侵染宿主有關(guān)，后者為中空管子，與傳遞遺傳物質(zhì)有關(guān)。 （五）繁殖 細(xì)菌一二分裂的方式繁殖，某些細(xì)菌處于不利的環(huán)境，或耗盡營(yíng)養(yǎng)時(shí)，形成內(nèi)生孢子，又稱芽孢，是對(duì)不良環(huán)境有強(qiáng)抵抗力的休眠體，由于芽胞在細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)形成，故常稱為內(nèi)生孢子。 芽孢的生命力非常頑強(qiáng)，有些湖底沉積土中的芽抱桿茵經(jīng)500-1000年后仍有活力，肉毒梭菌的芽孢在pH 7.0時(shí)能耐受100℃煮沸5-9.5小時(shí)。芽孢由內(nèi)及外有以下幾部分組成： 1．芽孢原生質(zhì)（spore protoplast，核心core）：含濃縮的原生質(zhì)。 2．內(nèi)膜（inner membrane）：由原來(lái)繁殖型細(xì)菌的細(xì)胞膜形成，包圍芽孢原生質(zhì)。 3．芽孢壁（spore wall）：由繁殖型細(xì)菌的肽聚糖組成，包圍內(nèi)膜。發(fā)芽后成為細(xì)菌的細(xì)胞壁。 4．皮質(zhì)（cortex）：是芽孢包膜中最厚的一層，由肽聚糖組成，但結(jié)構(gòu)不同于細(xì)胞壁的肽聚糖，交聯(lián)少，多糖支架中為胞壁酐而不是胞壁酸，四肽側(cè)鏈由L-Ala組成。 5．外膜（outer membrane）：也是由細(xì)菌細(xì)胞膜形成的。 6．外殼（coat）：芽孢殼，質(zhì)地堅(jiān)韌致密，由類角蛋白組成(keratinlike protein),含有大量二硫鍵，具疏水性特征。 7．外壁（exosporium）：芽孢外衣，是芽孢的最外層，由脂蛋白及碳水化合物(糖類)組成，結(jié)構(gòu)疏松。