细菌和真菌在自然界中的作用

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第一节 细菌和真菌在自然界中的作用

一、教学目标

1.说出细菌和真菌在物质循环中的作用。

2.运用所学的细菌和真菌的知识,列举它们对动植物及人类的影响。

3.通过对细菌和真菌与动植物和人类关系的认识,体验从正反两个方面辩证地看问题。

二、教学策略

学生已经知道细菌和真菌在生态系统中是分解者,但对细菌和真菌在物质循环中是如何促进物质循环进行的,还不清楚。教师可以提出“细菌和真菌在生态系统中起什么作用?”“细菌和真菌主要的营养方式是什么?”“谁来试着举例说出自然界中二氧化碳的循环?”等问题,引导学生讨论和交流。在此基础上通过观察与思考活动,使学生能够清楚地了解物质循环的过程,明确细菌和真菌在物质循环中起的重要作用,是生态系统中不可或缺的组成部分。

关于“引起动植物和人患病”和“与动植物共生”的教学,要有意识引导学生从有利和有害两个方面认识细菌和真菌与动植物和人类的关系。教师利用的素材除教材中提供的具体实例外,应尽可能选取本地有特殊性的实例,如采集当地常见的动植物患病的标本。通过分析弄清楚细菌或真菌常常引起动植物及人类患病,然后根据细菌和真菌生活需要的条件,讨论怎样防止动植物或人类患病。在此基础上,教师指导学生阅读“与动植物共生”“以菌治虫”的内容,让学生了解细菌和真菌对动植物和人类还有有利的一面。通过“以菌治虫”等知识的学习,理解科学技术在实践中的价值。练习第一、二题可以作为这部分学习的反馈。

最后,教师要让学生对“技能训练”中提供的实验方案进行评价。这个评价过程需要学生进行一定的理性思维,所以教师要给学生充分的时间进行思考和讨论,让他们能够说明各个实验方案可行或不完善的道理,为学生学会选择最佳设计方案打下基础。

三、参考答案

观察与思考

1.枯草杆菌以水果为营养源,靠分解水果中的有机物获得物质和能量,导致水果的腐烂。

2.细菌和真菌在物质循环中起分解者的作用,它使复杂的有机物分解成为简单的无机物,这些无机物,如无机盐和二氧化碳又可以被植物利用,通过光合作用制造出有机物,又为动物所食用。

3.细菌和真菌是利用现成的有机物来生活的。

技能训练

1.因为这个实验方案的目的是研究细菌对植物遗体的分解作用,所以在设置对照组时,要控制其他可能影响实验结果的条件。即除了有无细菌的条件不同外,其他条件都应该相同,因此甲乙两组要用相同的树叶。

2.因为细菌适宜生活在潮湿的环境中。

3.方案1中甲组是对照组,乙组是实验组。方案2中甲组是对照组,乙组是实验组。方案3中甲组是对照组,乙组是实验组。

4.方案3更能说明问题。因为实验前对照组与实验组所处的条件完全相同(都进行灭菌处理);而实验后,除单一变量(接种与不接种)外,对照组与实验组又处于相同的条件下(无菌的条件)。可见,只有方案3排除了所有影响实验的干扰。因此,与方案1和方案2比较,方案3的实验结果更有说服力。

练习

1.因为豆科植物的根上长有根瘤,根瘤中生活着根瘤菌,它们可以固定空气中的氮气,使土壤中氮元素的含量增高。氮元素是植物生活中需要量较大的物质。当植物得到大量氮元素时植物就生长旺盛。因此在农业生产上,人们常常通过种植豆科植物来提高土壤的肥力,达到增产的目的。

2.细菌和真菌是广泛分布在生物圈中的生物,一些细菌和真菌对动植物有利,有些细菌和真菌对动植物不利,还有些细菌、真菌与动植物互利共生。因此我们应该辩证地看待细菌、真菌与动植物的关系。

四、背景资料

细菌的营养方式

细菌的营养方式可以分为两类——异养和自养。多数细菌是进行异养的,少数细菌是进行自养的。

所谓自养,是指细菌不需要吸收外界现成的有机物,而是利用二氧化碳作原料,为自己制造有机物。自养的细菌又可以分成两类:一类细菌能氧化无机物,利用氧化无机物时释放出的能量制造有机物,这类细菌叫做化能合成细菌。例如,硫细菌将硫化氢氧化成硫,再将硫氧化成硫酸(2H2S+O22→2H2O+2S+能量,2S+3O2+2H2O→2H2SO4+能量)。硫细菌就是利用上述物质氧化时释放出来的能量为自身制造有机物的。另一类细菌的体内含有光合色素——细菌叶绿素,它们能利用光能来为自身制造有机物,这与绿色植物的光合作用很相像,叫做细菌光合作用。

甲癣和足癣

甲癣 也叫灰指甲,是指发生在指(趾)甲上的癣。受病的指甲颜色改变、无光泽、指甲增厚、性脆而易碎,并且由于甲沟发炎,指甲下凹成沟状。如果是由红色癣菌感染而引起的,则经常侵害指甲的全层,最终毁坏整个指甲。甲癣是皮肤感染中相当顽固的一种,一般不能自然痊愈,但是只要坚持治疗,也是可以治好的。削去病甲和坚持用药,是治愈甲癣的关键。

足癣 也叫脚湿气,是一种由足癣菌引起的传染性皮肤病。这种发生在趾间或足底的癣,表现出奇痒、水疱、脱屑、糜烂,甚至出现裂隙等症状。足癣病人的鞋子、袜子和浴巾等都带有大量的足癣菌。注意个人卫生,避免与患者接触,经常保持皮肤干燥(特别是脚趾间),对于预防脚癣十分重要。患了足癣后要及时治疗。

脚气病与脚湿气是不同的。脚气病是一种维生素B1缺乏症,表现出手足麻木、软弱无力、疼痛、腱反射消失、全身性水肿甚至瘫痪等症状,严重的患者可能发生心力衰竭。

人体内菌群

胎儿体内是无菌的,出生后由于与空气、饮食等外界环境的接触,几小时后就会有很多细菌进入体内,它们在胎儿体内合适的地方大量繁殖,所以,每个人体内都有大量的细菌。但人体内有很多细菌不致病,这些细菌被称为正常菌群。人体内的正常菌群是这些菌类和人在共同进化过程中形成的微生态系统。正常菌群在人体内分布广泛,以肠道、口腔、阴道和皮肤贮菌量最多,称为四大菌库。其中肠道内的菌量最多,可以分成三大类:广义上的乳酸菌,包括双歧杆菌、乳杆菌和链球菌;厌氧菌丛,包括拟杆菌、真细菌、消化球菌、梭状芽孢杆菌等;好氧菌丛,包括肠杆菌、葡萄球菌、芽孢杆菌、酵母菌等。

玉米黑粉病

玉米黑粉病是由黑粉菌引起的危害玉米穗部的真菌病害。常见的种类有瘤黑粉病和丝黑穗病。其中瘤黑粉病遍布在世界各玉米产区,在我国也有广泛分布。当黑粉菌侵染玉米植株的腋芽、叶片基部、雌雄穗等具有分生能力的地上部分后,会随着上述各个结构迅速生长,在侵染部位形成大大小小的病瘤。病瘤初呈银白色,有光泽,内部白色,肉质多汁。过一段时间后,病瘤表面变暗,略带浅紫红色,内部则变灰至黑色,失水后外膜破裂散出大量黑粉(冬孢子)。由于黑粉菌菌丝扩展距离不大,基本上是局部侵染,如果雌穗上半部出现病瘤,其余部分还能够结实,这一特征是黑粉病与丝黑穗病的主要区别。防治上述病害的主要措施是:选育抗病良种;清洁田间和实行轮作,及时摘除病瘤或拔除病株,加强田间管理;药物防治,如用多菌灵、五氯硝基苯等杀菌剂拌种、浸种或药土盖种等。

小麦叶锈病

小麦叶锈病是由隐匿柄锈菌引起的危害小麦叶部的真菌病害,靠气流传播。它是禾谷类锈病中分布最广、发生最普遍的一种病害。叶锈病主要在小麦叶部发病,有时也在叶鞘和茎上出现。当病菌侵染小麦的叶片后,在叶片上形成许多散生、排列不规则的圆形的橘红色夏孢子堆,后期在叶背面表皮下产生椭圆形黑色冬孢子堆。这些病菌除了吸收植株养分外,夏孢子还对叶片表皮造成严重破坏,使植株蒸腾量增大。由于植株严重失水,致使灌浆不良,子粒空瘪,造成减产。防治上述病害的主要措施是:选育推广抗病、耐病良种;加强田间管理,精耕细耙,控制夏菌源,适时播种,减少越冬菌源,等等;用药剂防治,如用粉锈宁拌种,控制秋苗发病,减少越冬菌源数量,推迟春季叶锈病流行等。

水稻稻瘟病和棉枯萎病

水稻稻瘟病又叫稻热病,是水稻的主要病害之一。病原菌是稻梨孢菌。由于发病的时期和部位不同,稻瘟病又分为苗稻瘟、叶稻瘟、节稻瘟、穗颈稻瘟、谷粒稻瘟。嫩叶上的病斑是稻瘟病的典型症状。初发病时,叶片上生有暗绿色的小斑点,以后变成褐色的棱形病斑,病斑的中央呈青灰色。病重时全株焦枯或成白穗。病原菌在受害的稻草和种子上越冬,借风雨传播。气候温暖、多雨、多雾、氮肥过多、长期深水或缺水时,稻瘟病最易流行。稻瘟病的防治法是,选育抗病的品种,播种前进行种子消毒,改善稻田的肥水管理,发病后及时喷洒稻瘟净、春雷霉素等药剂。

棉枯萎病是严重危害棉花的一种病害,是国内外检疫对象。病原菌是蚀脉镰孢菌。棉从苗期到成株都可能患病,但以真叶期和蕾铃期比较重。真叶期时受害,真叶枯脱落,茎秆上常有一层由大型分生孢子组成的淡红色粉状物。蕾铃期株形矮小,叶片严重萎缩,枝叶半边枯黄,半边绿色,茎秆变脆易折,茎中导管呈黑褐色。病菌菌丝在种子、土壤和枯的棉茎内越冬。防治方法是:选用抗病品种,播种前种子要进行药液拌种(常用的抗菌剂是402或多菌灵),轮作(特别是水旱轮作最好),增施钾肥、氮肥,严格检疫。

豆科植物的根瘤

空气中存在着大量的分子态氮,它们约占空气成分的80%。估计在整个大气层中,约有4×1015 t的分子态氮。然而,绝大多数的植物只能从土壤中吸收结合态氮,用来合成自身的含氮化合物(如蛋白质等)。土壤中的含氮化合物,不是土壤本身固有的,而是在生物生命活动过程中逐渐积累起来的,其中很大一部分来自微生物的生物固氮。据估计,地球表面上每年生物固氮的总量约为108 t,其中豆科植物体内根瘤菌的固氮量约为5.5×107 t,占生物固氮总量的55%左右。

我国的劳动人民很早就知道豆类植物具有肥田的作用。例如,公元前1世纪的《(fán)胜之书》中就谈到了瓜类与豆类的间作;公元5世纪的《齐民要术》中就指出了豆类与谷类套作轮栽的好处。科学研究证明,每公顷大豆在其一生中能够固定氮素102 kg(折合成硫酸铵是510 kg)。我国南方的水稻田中种植的绿肥作物紫云英(又叫红花草),每公顷可以收获鲜草22 500 kg左右,其中含氮素112.5 kg(折合成硫酸铵是525 kg)。因此,人们可以把豆科植物的根瘤比喻成巧妙的生物固氮工厂。

科学研究证明,纯培养的根瘤菌能够单独固氮,但是它的固氮能力是很微弱的。根瘤菌必须在进入豆科植物的根中并形成根瘤以后,才能大量地固定空气中的氮。这就是说,分子态氮必须经过根瘤菌体内固氮酶的催化作用才能转化成氨和氨的化合物。根瘤菌一方面将这些结合态氮供给豆科植物吸收利用,另一方面又从豆科植物的体内吸取碳水化合物和无机盐以维持生命活动。

根瘤菌属里面有十几种根瘤菌,这些种根瘤菌与豆科植物的共生关系是比较特殊的。这就是说,并不是任何一种根瘤菌遇到任何一种豆科植物的根都能够侵入并且形成根瘤的。例如,豌豆的根瘤菌只能在豌豆、蚕豆等植物体的根上形成根瘤;大豆的根瘤菌只能在大豆根中形成根瘤,而不能在豌豆、苜蓿的根中形成根瘤。一种根瘤菌与对应的一种或几种豆科植物之间的这种关系叫做“互接种族”关系。属于同一互接种族的豆科植物,可以相互利用对方的根瘤菌而形成根瘤,反之则不能。互接种族的原因在于豆科植物的根毛能够分泌一类特殊的蛋白质,根瘤菌细胞的表面存在有多糖化合物,蛋白质与多糖化合物的结合具有选择的专一性。

根瘤的形成过程大致是这样的:聚集在根毛顶端的根瘤菌分泌一种纤维素酶,这种酶可以将根毛细胞壁溶解掉,随后根瘤菌从根毛尖端侵入根的内部,产生感染丝(即由根瘤菌排列成行,外面包有一层黏液的结构)。根瘤菌不断地进入根毛,并且大量繁殖。在根瘤菌侵入的刺激下,根细胞分泌一种纤维素,将感染丝包围起来,形成一条分枝或不分枝的纤维素鞘,叫做侵入线(图18)。侵入线不断地延伸,直到根的内皮层。根的内皮层处的薄壁细胞,受到根瘤菌分泌物的刺激,产生大量的皮层细胞,从而使该处的组织膨大,最后形成根瘤。

最小的根瘤只有米粒般大小,最大的根瘤则有黄豆般大小。根瘤的形态有枣形、姜形、掌形或球形。根瘤中含有红色素(豆血红蛋白)、褐色素和绿色素,所以根瘤呈褐色、灰褐色或红色。

根瘤菌的固氮作用是在常温、常压下进行的。根瘤菌的固氮比工业上的固氮所需要的能量少,并且这种能量是来自绿色植物光合作用的产物,也就是说,归根结蒂是来自太阳能。所以,根瘤菌不仅具有固氮效率高、不污染环境等优点,而且具有成本低、收益高的优点。

根瘤菌的菌剂,可以购买,也可以自制。下面介绍两种简易的自制方法:(一)干根瘤法:当根瘤菌活动和繁殖达到最旺盛的时候(豆科植物处于开花盛期),选择生长健壮的植株,连根挖起(避免损伤根瘤),挑选根瘤呈粉红色、个大、数多的植株,剪去枝叶和细根后,挂在通风处阴干备用。也可以在豆类植物收获时进行选留,只是用量应比盛花期留取的要多些。第二年春播时,将根瘤割下,在洁净的瓷罐内捣碎,加上无菌水或冷开水搅匀,就可以进行拌种了。一般每公顷地用75~150株的根瘤就够了。(二)鲜根瘤法:预先在苗圃中培养根瘤菌生长旺盛的豆类植株。大田播种时,从苗圃内的豆类植株上选取个大、颜色呈粉红色的新鲜根瘤,把根瘤捣碎后进行拌种。此法只需少量根瘤(每公顷地一般用75~150个),就能达到增产的目的。值得注意的是:(1)根瘤菌不仅对不同种的豆科植物具有选择性,而且对同种内不同品种的豆科植物也具有一定的选择性。如果接种接错了,就没有增产效果。(2)太阳光中的紫外线,能够杀根瘤菌,所以,根瘤菌剂、干鲜根瘤以及拌好的种子,一定要放在阴凉处,避免阳光直射。(3)拌种要均匀,不要擦破种皮。(4)拌种时,每公顷豆种如果再拌入75~150 g的钼酸铵,增产效果会更好。(5)多年种植某种豆科植物的土壤,如果继续种植这种豆科植物,也应该年年接种根瘤菌。这是因为土壤中原有根瘤菌的结瘤能力往往下降,即使能够结瘤,固氮效率也很低。

根瘤菌的固氮能力,不仅取决于菌种的品系(实际上,人工培养的一些根瘤菌品系的固氮能力往往比野生品系的固氮能力高几倍),而且取决于土壤条件和农业措施。增施磷、钾肥料和微量元素肥料(硼肥、铁肥等),加强对农作物的管理,也是增强根瘤菌固氮效率的重要措施

常见的真菌和细菌

凡是“菌”字前面有“杆”“球”“螺(螺旋)”及“弧”字的都是细菌,但乳酸菌例外,它的“菌”字前面省略了“杆”字,还有就是酵母菌和青霉菌都属于真菌。 还有就是放线菌不是细菌而是一种菌丝,放线菌的形态比细菌复杂些,但仍属于单细胞

常见的细菌是:乳酸菌,固氮菌,硝化细菌,反硝化细菌

常见的真菌是:酵母菌,青霉菌

盈亏问题公式

解盈亏问题的公式

人数x = (亏额+盈额)两次分配数之差=( +n)÷(a-b) 备注:公式来源: 物数(x)=分配数(a)×人数(y)-亏数(m) 及物数(x)=分配数(b)×人数(y)+盈数(n)

有些应用题,从表面看起来似乎不是盈亏问题,但认真分析,将条件适当地转化后,竟然可变成盈亏问题进行解答。

扩展资料:

一般解法:(盈数+亏数)除以两次分配只能够每份的差=所分对象数,物品数可由其中一种分法的份数和盈亏数求出。 其它(高级):盈亏临界点——交易所股票交易量的基数点,超过这一点就会实现盈利,反之则亏损。?

盈亏临界点计算的基本模型 设以P代表利润,V代表销量,SP代表单价、VC代表单位变动成本,FC代表固定成本,BE代表盈亏临界点,根据利润计算公式可求得盈亏临界点的基本模型为: 盈亏临界点的计算,可以采用实物和金额两种计算形式:?

1、按实物单位计算: 其中,单位产 设某产品单位售价为10元,单位变动成本为6元,相关固定成本为8 000元,则盈亏临界点的销售量(实物单位)=8 000÷(10-6)=2 000(件)。

品贡献毛益=单位产品销售收入-单位变动成本

2、按金额综合计算:盈亏临界点的销售量(用金额表现)=固定成本÷贡献毛益率 其中,贡献毛益率=贡献毛益/ 销售收入

参考资料:

百度百科-盈亏问题公式

有关真菌

真菌是细菌的一种吗?

随着生活水平的逐渐提高,人们的卫生防病意识也在不断加强。大多数人知道细菌可以导致疾病,并习惯用“有病菌”或“有细菌”来形容一个脏的环境或物品。那么,真菌又是怎么回事,是细菌的一种吗?的确,真菌也很微小,也能使人生病,但它和细菌有着本质的区别。

我们知道,植物和动物都是由细胞组成的,细胞内都有细胞核。而微生物中只有真菌具有真正的细胞核和完整的细胞器,故又称真核细胞型微生物;细菌仅有原始核结构,无核膜和核仁,细胞器很少,属于原核细胞型微生物;而病毒则没有细胞结构,属于原生微生物。

真菌在自然界中分布极广,有十万多种,其中能引起人或动物感染的仅占极少部分,约300种。很多真菌对人类是有益的,如面粉发酵,做酱油、醋、酒和霉豆腐等都要用真菌来发酵。工业上许多酶制剂、农业上的饲料发酵都离不开真菌。许多真菌还可食用,如蘑菇、银耳、香菇、木耳等。真菌还是医药事业中的宝贵资源,有的可以用于生产抗生素和维生素以及酶类;有的本身就可以入药用于医治疾病,如中药马勃、茯苓、冬虫夏草等。

真菌还可引起动、植物和人类的多种疾病,在人类主要有三种类型:①真菌感染;②变态反应性疾病;③中毒性疾病。

霉菌

亦称“丝状菌”。属真菌。体呈丝状,丛生,可产生多种形式的孢子。多腐生。种类很多,常见的有根霉、毛霉、曲霉和青霉等。霉菌可用以生产工业原料(柠檬酸、甲烯琥珀酸等),进行食品加工(酿造酱油等),制造抗菌素(如青霉素、灰黄霉素)和生产农药(如“920”、白僵菌)等。但也能引起工业原料和产品以及农林产品发霉变质。另有一小部分霉菌可引起人与动植物的病害,如头癣、脚癣及番薯腐烂病等。

酵母菌

属真菌。体呈圆形、卵形或椭圆形,内有细胞核、液泡和颗粒体物质。通常以出芽繁殖;有的能进行二等分分裂;有的种类能产生子囊孢子。广泛分布于自然界,尤其在葡萄及其他各种果品和蔬菜上更多。是重要的发酵素,能分解碳水化合物产生酒精和二氧化碳等。生产上常用的有面包酵母、饲料酵母、酒精酵母和葡萄酒酵母等。有些能合成纤维素供医药使用,也有用于石油发酵的。

啤酒酵母(Saccharomyces)

属酵母菌属。细胞呈圆形、卵形或椭圆形。以出芽繁殖,能形成子囊孢子。在发酵工业上,可用来发酵生产酒精或药用酵母,也可通过菌体的综合利用提取凝血质、麦角固醇、卵磷脂、辅酶甲与细胞色素丙等产品。

红曲霉素(Monascuspurpureus)属于囊菌纲,曲霉科。菌丝体紫红色。无性生殖时,茵丝分枝顶端形成单独的或一小串球形或梨形的分生抱子。有性生殖时,产生球形、橙红色的闭囊果,内生含有八个子囊孢子的子囊。红曲霉可制红曲、酿制红乳腐和生产糖化酶等。

假丝酵母(Candida)

一属能形成假菌丝、不产生子囊孢子的酵母。不少的假丝酵母能利用正烷烃为碳源进行石油发酵脱蜡,并产生有价值的产品。其中氧化正烷烃能力较强的假丝酵母多是解脂假丝酵母(C.lipolytica)或热带假丝酵母(C.tropicalis)。有些种类可用作饲料酵母;个别种类能引起人或动物的疾病。

白色念珠菌(Candidaalbicans)

或亦称“白色假丝酵母”。一种呈椭圆形、行出芽繁殖的假丝酵母。通常存在于正常人的口腔、肠道、上呼吸道等处,能引起鹅口疮等口腔疾病或其他疾病。

黄曲霉(Aspergillusflavus)

半知菌类,黄曲霉群的一种常见腐生真菌。多见于发霉的粮食、粮食制品或其他霉腐的有机物上。菌落生长较快,结构疏松,表面黄绿色,背面无色或略呈褐色。菌体由许多复杂的分枝菌丝构成。营养菌丝具有分隔;气生菌丝的一部分形成长而粗糙的分生孢子梗,梗的顶端产生烧瓶形或近球形的顶囊,囊的表面产生许多小梗 (一般为双层),小梗上着生成串的表面粗糙的球形分生孢子。分生孢子梗、顶囊、小梗和分生孢于合成孢子穗。可用于生产淀粉酶、蛋白酶和磷酸二酯酶等,也是酿造工业中的常见菌种。近年来,发现其中某些菌株会产生引起人、畜肝脏致癌的黄曲霉毒素。早在六世纪时,《齐民要术》中就有用“黄衣”、“黄蒸”两种麦曲来制酱的记载,这两种**的麦曲,主要由黄曲霉一类微生物产生的大量孢子和蛋白酶、淀粉酶所组成。

白地霉(Geotrichumcandidum)

属真菌。菌落平面扩散,组织轻软,乳白色。菌丝生长到一定阶段时,断裂成圆柱状的裂生抱子。菌体生长最适宜的温度为28℃。常见于牛奶和各种乳制品(如酸牛奶和乳酪)中;在泡菜和酱上,也常有白地霉。可用来制造核苦酸、酵母片等。

抗生菌

亦称“拮(颉)抗菌”。能抑制别种微生物的生长发育,甚至杀别种微生物的一些微生物。其中有的能产生抗菌素,主要是放线菌及若干真菌和细菌等。如链霉菌产生链霉素,青霉菌产生青霉素,多粘芽抱杆菌产生多粘菌素等。

假菌丝

某些酵母如假丝酵母经出芽繁殖后,子细胞结成长链,并有分枝,称为假菌丝。细胞间连接处较为狭窄,如藕节状,一般没有隔膜。

抗菌素

亦称“抗生素”。主要指微生物所产生的能抑制或杀其他微生物的化学物质,如青霉素、链霉素、金霉素、春雷霉累、庆大霉素等。从某些高等植物和动物组织中也可提得抗菌素。有些抗菌素,如氯霉素和环丝氨酸,目前主要用化学合成方法进行生产。改变抗菌素的化学结构,可以获得性能较好的新抗菌素,如半合成的新型青霉素。在医学上,广泛地应用抗菌素以治疗许多微生物感染性疾病和某些癌症等。在畜牧兽医学方面,不仅用来防治某些传染病,有些抗菌素还可用以促进家禽、家畜的生长。在农林业方面,可用以防治植物的微生物害。在食品工业上,则可用作某些食品的保存剂。

病原性真菌

真菌(Fungus)在生物学分类上属于藻菌植物中真菌超纲,具真核细胞型的微生物,它们在自然界分布广泛,绝大多数对人有利,如酿酒、制酱,发酵饲料,农田增肥,制造抗生素,生长蘑茹,食品加工及提供中草药药源(如灵芝、茯苓、冬虫夏草等,都是真菌的产物或本身或利用真菌的作用所制备的)。对人类致病的真菌分浅部真菌和深部真菌,前者侵犯皮肤、毛发、指甲,为慢性,对治疗有顽固性,但影响身体较小,后者可侵犯全身内脏,严重的可引起亡。此外有些真菌寄生于粮食、饲料、食品中,能产生毒素引起中毒性真菌病。

第一节 病原性真菌概述

一、生物学性状

(一)形态结构

真菌形态分单细胞和多细胞两类;单细胞真菌主要为酵母和类酵母菌(如隐球菌、念珠菌)呈圆形或椭圆形。多细胞真菌由菌丝和孢子组成,菌丝分枝交织成团形成菌丝体(Mycelium),并长有各种孢子,这类真菌即一般称为霉菌(Mold)。

真菌细胞结构比细菌复杂,细胞壁缺乏构成细菌胞壁的肽聚糖,其坚韧性,主要依赖于多聚N-乙酰基葡萄糖构成的甲壳质(Chitin)。并含葡聚糖,甘露聚糖及蛋白质,某些酵母菌还含类脂体。细胞内有较为典型的核结构和细胞器。

(二)培养特性

真菌能分泌酶使有机物降解成可溶性营养成分,吸收至细胞内进行新陈代谢。大多数真菌营养要求不高,在沙保氏培养基 (Sabouraud's smedium 含4%葡萄糖 1.0%蛋白胨 pH4.0~6.0 ),22~28℃生长良好。大多于1~2周出现典型菌落。真菌菌落一般有三种类型。

1.酵母型菌落,为单细胞真菌的菌落,形态与一般细菌菌落相似,以出芽形式繁殖,如新型隐珠菌。

2.类酵母型菌落,外观似酵母菌落,但可见伸入培养基中的假菌丝,它是由伸长的芽生孢子形成,如白色念珠菌。

3.丝状菌落,为多细胞真菌的菌落,由许多菌丝体组成。菌丝多数有隔分成多个细胞称有隔菌丝,有的菌丝无隔,称无隔菌丝。部分菌丝伸入培养基中吸收营养和水分,称营养菌丝;另一部分菌丝向空间生长称气中菌丝,能产生孢子的气中菌丝称生殖菌丝。有些真菌的气中菌丝形状特殊,呈球拍状、螺旋状、鹿角状等是各种皮肤丝状菌鉴别的依据之一。丝状菌落呈棉絮状、绒球状、粉末状或石膏粉样,在下面和背面可显示各称不同色素。

有些真菌在不同寄生环境和培养条件下出现两种形态,称二相性真菌,即在机体内或含血培养中37℃孵育,呈现酵母型菌落,而在沙保氏培养基上室温孵育,则形成丝状菌落。如荚膜组织胞浆菌、皮炎芽生菌等。

病原性真菌大多以出芽,分枝和断裂或形成无性孢子等无性生殖方式进行繁殖。近年发现不少病原性真菌除无性生殖外,具有性生殖阶段,如孢子丝菌,皮炎芽生菌,荚膜组织胞浆菌、石膏样小孢子菌等。孢子含有性孢子和无性孢子两类。有性孢子是通过不同细胞配合(质配或核配)后生长发育形态的。可分为卵孢子(oospore)、子囊孢子(Ascospore)、接合孢子(Zygospore)、担子孢子(Basidiospoe)。无性孢子是病原性真菌传播和延续后代的主要方式,无性孢子分叶状孢子和分生孢子二个类别,叶状孢子系从菌丝细胞直接形成的孢子,如芽生孢子(Blastosporne)、厚膜孢子 (Chlamydospore)、及关节孢子(Arthrospore)。分生孢子由生殖菌丝末端分裂收缩而成,如大分生孢子 (Marcroconidia)、小分生孢子(Microconidia)及孢子囊孢子(Sporagiospore)不同真菌产生不同形态的孢忆是鉴定真菌的依据之一。

(三)变异

真菌易发生变异,在人工培养基中多次传代或孵育过久,可出现形态结构,菌落性状,色素及毒力等改变,用不同的培养基或不同温度培养真菌,其性状都有改变。

(四)抵抗力

真菌对干燥、阳光、紫外线及一般化学消毒剂有耐受力,但充分暴露于阳光,紫外线及干燥情况下大多数真菌可被杀,且对2.5%碘酒,10%福尔马林都敏感,一般可用福尔马林薰蒸被真菌感染的房间。对热敏感,一般60℃1小时可杀真菌菌丝和孢子。

二、致病性与免疫性

(一)致病性

真菌引起的疾病大致包括

1.真菌性感染 主要是外源性感染,浅部真菌有亲嗜表皮角质特性,侵犯皮肤、指甲及须发等组织,顽强繁殖,发生机械刺激损害,同时产生酶及酸等代谢产物,引起炎症反应和细胞病变。溶部真菌,可侵犯皮下,内脏及脑膜等处,引起慢性肉芽肿及坏。

2.条件性真菌感染 主要是内源性感染(如白色念珠菌),亦有外源性感染(如曲霉菌),此类感染与机体抵抗力,免疫力降低及菌落失调有关,常发生于长期应用抗生素、激素、免疫抑制剂、化疗和放疗的患者。

3.过敏性真菌病 系在各种过敏性或变态反性疾病中,由真菌性过敏原(如孢子抗原)引起过敏症,如哮喘,变态反应性肺泡炎和癣菌疹等。

4.真菌毒素中毒症(Mycotoxicosis)真菌毒素已发现100多种,可侵害肝、肾、脑、中枢神经系统及造血组织。如黄曲霉素可引起肝脏变性,肝细胞坏及肝硬化,并致肝癌。实验证明,用含0.045PPM黄曲霉素饲料连续喂养小白鼠,豚鼠、家兔等可诱生肝癌,桔青霉素可损害肾小管,肾小球发生急性或慢性肾病。黄绿青霉素引起中枢神经损害,包括神经组织变性,出血或功能障碍等。某些镰刀菌素和黑葡萄穗素主要引起造血系统损害,发生造血组织坏或造血机能障碍,引起白细胞减少症等。

(二)免疫性

1.非特异性免疫人类对真菌感染有天然免疫力。包括皮肤分泌短链脂肪酸和乳酸的抗真菌作用,血液中转铁蛋白(Transferrin)扩散至皮肤角质层的抑真菌作用;中性粒细胞和单核巨噬细胞的吞噬作用,以及正常菌群的拮抗作用。且许多真菌病受生理状态影响,如婴儿对念珠菌病易感,学龄前儿童易患头癣。

2.特异性免疫真菌感染中细胞免疫是机体排菌杀菌及复原的关键,T细胞分泌的淋巴因子对加速表皮角化和皮屑形成,随皮屑脱落,将真菌排除;以T细胞为主导的迟发型变态反应引起免疫病理损伤能局限和消灭真菌,以终止感染;一般DTH反应强度与体内菌量呈反比,如DTH阴性则菌量增加,病情严重,而经治疗又转阳性,说明治疗见效,预后良好。体液免疫对部分真菌感染有一定保护作用,如特异性抗体可阻止真菌转为菌丝相以提高吞噬细胞的吞噬率;抗白色念珠菌抗体与菌表面甘露醇蛋白质复合物结合,阻止本菌粘附宿主细胞;全身性白色念珠菌感染,尽管其迟发型变态反应阳性,或通过被动转移致敏淋巴细胞,还必须同时输入特异抗体才起保护作用。而DTH阴性者即使有抗体,不能引起保护作用,表明抗体须在具有良好的细胞免疫基础的机体内才发生保护作用。

三、微生物学诊断

(一)直接检查

是最简单而重要方法,浅部感染真菌的病变标本如毛发、皮屑、甲屑置玻片上,滴加10%KOH,覆盖玻片微热熔化角质层,再将玻片压紧,用吸水纸吸去周围多余碱液,在显微镜下观察,见皮屑甲屑中有菌丝,或毛发内部或外部有成串孢子,即可初步诊断为癣菌感染,但不能确定菌种。深部感染真菌标本如痰,脑脊液亦可做涂片用革兰氏染色(白色念珠菌)或愚汁负染色(隐球菌)观察形态特征。

(二)培养检查

本法可确定菌种,辅助直接检查不足,通常用沙保氏培养基(22~28℃),深部真菌可用血琼脂或脑心葡萄糖血琼脂37℃培养,或根据不同菌种运用不同培养基,如孢子丝菌可用胱氨酸血液葡萄糖琼脂,必要时运用鉴别培养基和生化反应,同化试验等进行鉴定。

(三)免疫学试验

近年来有许多方法用于检测深部感染真菌的抗体,作辅助诊断荚膜组织胞浆菌、念珠菌、曲霉菌。但系统性感染患者常因免疫功能降低不出现抗体;而且许多真菌间抗原性有交叉反应;有的产生抗体后维护时间较长,正常人群中有一定比例的阳性率,则必须结合临床情况分析结果才能作出恰当的诊断。

由于上述检测抗体受到许多因素的限制,及深部真菌感染时,早期培养阳性率甚低,晚期则多于失去治疗时机,因此用免疫学方法从血清或其他部位检测真菌抗原,对早期诊断具有重要意义。如乳胶凝集法检测新型隐球菌病患者的荚膜多糖抗原,ELISA法检测白色念珠菌感染者的甘露聚糖抗原及免疫荧光法检测孢子丝菌病患者的可溶性抗原等,均为早期,快速、特异的诊断方法。

(四)动物试验

其些真菌对实验动物有致病性,如皮炎芽生菌,球孢子菌可在小白鼠,豚鼠体内生长,白色念珠接种家兔小白鼠可发生肾脏脓肿致。

四、防治原则

真菌感染尚无特异预防,主要注意公共卫生和个人卫生,碘化物治疗孢子丝菌病、毛霉菌病有一定疗效。制霉素、灰黄霉素、克霉唑(三苯甲霉唑)等外用或内服过癣症和白色念珠菌病等有较好疗效。近年服道5-氟胞嘧啶(5-FC)治疗单细胞真菌感染疗效显著。二性霉素B可用于深部全身真菌感染。

浅部真菌

浅部真菌主要为皮肤丝状菌(Dermatophytes),侵犯皮肤、毛发、指甲等角化组织引起癣症,又称癣菌(Ringworm),分为三属,共37个种。(表20-1)

癣症病灶可见有隔菌丝和关节孢子,菌丝深入角化组织内生成营养菌丝体,纵横交织成网状,孢子可排列成链状或零散分布,在病发上可见孢子在毛干外排成厚鞘(毛外型感染)或毛干内排列成串(毛内型感染)。在沙保氏培养基孵育1~3周,可生成丝状型菌落,产生各种孢子和菌丝。根据菌落形态与色泽,菌丝的构造与形态,大分生孢子的形态和小分生孢子的有无及排列形式等,可作为鉴别种属的重要依据(见表20-2、图20-1)。

表20-1 癣菌的种类及侵犯部位

属 名

种数

侵犯部位

皮肤

指甲

毛皮

毛癣菌属(Trichophyfon)

表皮癣菌属(Epidermophyfon)

小孢子癣菌属(Microsporum)

21

1

15

+

+

+

+

+

-

+

-

+

表20-2 癣菌的培养特征

属名

肉眼菌落外观

镜检培养的真菌

性 状

颜 色

大分子孢子

小分子孢子

厚膜孢子

菌丝特殊形态

毛癣菌

绒絮状粉粒状或蜡样

灰白、淡红、红、紫、黄、橙、棕

细长棒状,壁较薄,数目少或无

丛生呈葡萄状、梨状、棒状,较常见

有时可见

螺旋状、球拍状、结节状、鹿角状

表皮癣菌

绒絮状

粉粒状

黄绿色

卵形或粗棒状壁较薄,数目多

数目较多

球拍状

小孢子癣菌

绒絮状粉粒状石膏样

灰白、橘红、棕黄

纺锤状,壁较厚,数目多或少不一定

卵形或棒状,不呈葡萄状,不常见

比较常见

结节状、梳状、球拍状

癣菌主要由孢子散播传染,常由于接触患癣的人或动物(狗、猫、牛、马等)及染菌物体而感染。在临床上同一种癣症可由数种不同癣菌引起,而同一种癣菌因侵害部位不同,又可引起不同的癣症。(见表20-3)

表20-3 癣菌与癣病的关系

病名

癣 菌

发癣

铁锈色毛癣菌,堇色毛癣菌,断发毛癣菌,石膏样毛癣功菌,奥杜盘氏小孢子癣菌

须癣

红色毛癣菌,堇色毛癣菌,须毛癣菌,狗小孢子癣菌

体癣

红色毛癣菌,铁锈色毛癣菌,堇色毛癣菌小孢子癣菌属

股癣

絮状表皮癣菌,红色毛癣菌,须毛癣菌,狗小孢子癣菌

脚癣

絮状表皮癣菌、红色毛癣菌、须毛癣菌

黄癣

许兰氏毛癣菌,堇色毛癣菌,石膏样小孢子癣菌

甲癣

絮状表皮癣菌,红色毛癣菌(白色念珠菌)

叠癣

同心性毛癣菌

我国头癣的病原菌:农村主要是许兰氏毛癣菌、断发毛癣菌等;城市为堇色毛癣菌,铁锈色癣菌等。手足癣、体癣股癣及甲癣的病原菌以红色毛癣菌最常见,其次为石膏样小孢子菌、絮状表皮癣菌等。

此外如足癣抓破时,癣菌成份入血,可传至其他部位(如上肢),引起变态反应,在皮肤上呈现丘疹水泡。在病损处找不到癣菌,称癣菌疹,是一种变态反应疾病。

癣病患者可出现迟发型变态反应,用毛癣菌素(Trichphytin)作皮肤试验,出现阳性。

溶部真菌

溶部真菌是侵犯皮下组织和内脏,引起全身性感染s的真菌,包括下列四大类(表20-4)。其中3类为致病性真菌,能感染正常人,有地域性;孢子丝菌在我国先后有数例报告,球孢子菌和荚膜组织胞浆菌国内个别病例报告都为归国华侨。1、2、4类为条件致病性真菌,常感染免疫功能低下,菌群失调等特殊状态患者,近年来因广谱抗生素、激素及免疫抑制剂大量应用,本类真菌感染有所增多。且临床上恶性肿瘤、糖尿病、血液病、严重营养不良,大面积烧伤及器官移植等也常继发条件致病性真菌感染。因此已成为医学实践中一个重要问题。

表20-4 侵害人体深部真菌的种类及侵害部位

侵害人体部位

菌类 菌属 菌种名称 肺

脑膜 淋巴结 骨

口鼻粘膜 阴道

皮肤

指甲

1.类酵母菌

念珠菌属

(1)白色念珠菌

(Monilia albicans)

+ + + + + + + +

2.酵母菌类

隐球菌属

(2)新型隐球菌

(Cryptococcus neoformans)

+ + + + +

3.二相真菌

球孢子菌属 (3)厌酷球孢子菌

(Coccidioides immitis)

+ + + +

组织胞浆菌属 (4)荚膜组织胞浆菌

(Histoplasma capsulatum)

+ + + + + +

+ + +

孢子丝菌属 (5)申克氏孢子丝菌

(Sporotrichum schenckii)

+

+ +

芽生菌属 (6)皮炎芽生菌

(Blastomyces dermatitidis)

+ + + + + + + +

地丝菌属 (7)白色地丝菌

(Geotrichum candidum)

+ + +

4.霉菌类

(丝状菌)

曲霉菌属 (8)烟色曲霉菌

(Aspergillus fumigatus)

+ + + + +

毛霉菌属 (9)丛生毛霉菌

(Mucor corymbifer)

+ +

青霉菌属 (10)某些青霉菌

(Penicillium,sp.)

+

一、白色念珠菌

白色念珠菌(Monilia albican 或 canidia Albicans)通常存在于正常人口腔,上呼吸道,肠道及阴道,一般在正常机体中数量少,不引起疾病,当机体免疫功能或一般防御力下降或正常菌群相互制约作用失调,则本菌大量繁殖并改变生长形式(芽生菌丝相)侵入细胞引起疾病。

本菌细胞呈卵圆形,很象酵母菌,比葡萄球菌大5~6倍,革兰氏染色阳性,但着色不均匀。在病灶材料中常见菌细胞出芽生成假菌丝,假菌丝长短不一,并不分枝,假菌丝收缩断裂又成为芽生的菌细胞(图20-3)。

图20-3 白色念珠菌患者痰液直接涂片革兰氏染色

本菌在血琼脂或沙保氏琼脂上,37℃或室温孵育2~3日后,生成灰白乳酪样菌落,涂片镜检,可看到表层为卵圆形芽生细胞,底层有较多假菌丝。若接种于4%玉蜀黍琼脂上,室温孵育3~5日可见假菌丝,芽生孢子,厚膜孢子(图20-4)。

图20-4 白色念珠菌

白色念珠菌可侵体许多部位,可引起:1.皮肤念珠菌病,好发于皮肤皱褶处(腑窝、腹股沟,乳房下,肛门周围及甲沟,指间),皮肤潮红、潮湿、发亮,有时盖上一层白色或呈破裂状物,病变周围有小水泡。2.粘膜念珠菌病,以鹅口疮、口角炎、阴道炎最多见,在粘膜表面盖有凝乳大小不等的白色薄膜,剥除后,留下潮红基底,并产生裂隙及浅表溃疡。3.内脏及中枢神经念珠菌病,可由粘膜皮肤等处病菌播散引起,有肺炎、肠胃炎、心内膜炎、脑膜炎、脑炎等,偶而也可发生败血症。

采取检材直接检查可见卵园形细胞,有芽生孢子和假菌丝,接种沙保氏基可长出类酵母型菌落。与其他念珠菌鉴别有1.王蜀黍或米粉培养基上可产生厚膜孢子(图 20-4),2.在动物血清或人血清中37℃1-3小时形成芽管。3.发酵葡萄糖麦芽糖产酸不产气,不发酵乳糖,4.静脉接种家兔或小白鼠致,在肾皮质上许多小脓疡。

念珠菌病预防主要是个人清洁,合理使用抗生素、激素,增强机体免疫功能。治疗浅表感染可擦龙胆紫,雷琐辛或制霉素,二性霉素B或咪唑药物局部应用,全身性感染可滴注二性霉素B,口服5-氟胞嘧啶,克霉唑,及大蒜素静脉滴注等。

二、新型隐球菌

新型隐球菌(Cuyitococcus Neofonmans )又名溶组织酵母菌(Torula Histolytica ) ,是土壤,鸽类,牛乳、水果等的腐生菌,也可存在人口腔中,可侵和动物,一般为外源性感染,但也可能为内源性感染,对人类而言,它通常是条件致病菌。

本菌在组织液或培养物中呈较大球形,直径可达5-20um,菌体周围有肥厚的荚膜,折光性强,一般染料不易着色难以发现,称隐球菌,用墨汁阴性显影法镜检 ,可见到透明荚膜包裹着菌细胞,菌细胞常有出芽,但不生成假菌丝。

在沙保氏琼脂及血琼脂培养基上,于25及37℃不能生长,而非病原性隐球菌在37℃不能繁殖。培养数日后生成酵母型菌落,初呈白色,1周后转淡黄或棕黄、湿润粘稠,状似胶汁。本菌能分解尿素,以此与酵母菌和念珠菌鉴别。

本菌大多由呼吸道转入,在肺部引起轻度炎症,或隐性传染。亦可由破损皮肤及肠道传入。当机体免疫功能下降时可向全身播散,主要侵犯中枢神经系统,发生脑膜炎、脑炎、脑肉芽肿等,此外可侵入骨骼、肌肉、淋巴结、皮肤粘膜引起慢性炎症和脓肿。

实验检查从脑脊液中可见圆形厚壁并围以厚荚膜的酵母样细胞。在沙保氏培养基上形成棕**粘液样菌落。脑内或腹腔注射小白鼠可导致亡。用血清学方法检出隐球菌荚膜多糖抗原,对该病诊断可提供重要帮助,在已确诊的隐球菌脑膜炎患者,94%CSF和70%血清标本中可检出该菌抗原。

预防本菌感染,除应增强机体免疫力外,避免创口感染土壤及鸟粪等。治疗药物可用碘化钾或碘化钠,大蒜精、二性霉素B,亦可二性霉素B与5-氟胞嘧啶联合应用,慢性肺损害或骨病损则可辅以外科切除。

三、曲霉菌

曲霉菌(Aspergillus)在自然界分布广泛很广,为条件致病性真菌,常由许多因素降低机体免疫力时,继发传染引起疾病,最常见的有烟曲霉菌 (A.fumigatus)、黑曲霉菌 (A.niger) ,黄曲霉菌 (A.flavus) 等。本菌生长迅速,形成丝状菌落,开始为白色,随孢子的产生呈绿色或暗红色,镜检见分生孢子柄顶端有包囊 (Vesicle) ,在包囊表面有带着成串孢子的擎丝。

曲霉菌病原发的常局限于耳、眼睛与肺部,继发的见于肿瘤、结核等病人。成年男性多见,特别在灰尘环境中工作者及家禽饲养员等。最多见的肺曲霉菌病主要表现为慢性气喘,局限性浸润性损害,或形成肉芽肿样的真菌球(Fungus Ball))。此外皮肤,外耳道,鼻窦、眼眶及骨和脑膜等,也可发生炎症性肉芽肿,伴有组织坏与脓肿,在病变组织中可找到有隔菌丝,长短不一呈杆状,有分枝。并有园形小孢子散在或堆积成团。

诊断可取病人痰、体液或组织用KOH处理制成片子镜检找菌丝和孢子,或培养鉴定。

治疗局部曲霉菌病可用龙胆紫溶液,碘化钾、制霉素等;过敏性肺曲霉菌病可用皮质类固醇,全身性的用二性霉素-B和-5-氟胞嘧啶。曲霉菌肉芽肿瘤可作外科手术疗法。

四、毛霉菌

由毛霉菌(mucor) 引起的疾病,主要菌种为丝生毛霉菌 (M.corymbifer) 可侵犯血管壁,引起血栓,组织坏。多继发于糖尿病或其他慢性消耗病,病程急性;症状严重者可以致。依据临床表现分 1.脑型毛霉菌病系毛霉菌从鼻腔,付鼻窦沿小血管到达脑部,引成血栓及坏。 2.肺毛霉菌病主要表现为支气管肺炎,亦有肺梗塞及血栓形成。3.胃肠道毛霉菌病,多见于回肠末端、盲肠及结肠、食道及胃亦可累及。

参考资料:

真菌是细菌的一种吗?

随着生活水平的逐渐提高,人们的卫生防病意识也在不断加强。大多数人知道细菌可以导致疾病,并习惯用“有病菌”或“有细菌”来形容一个脏的环境或物品。那么,真菌又是怎么回事,是细菌的一种吗?的确,真菌也很微小,也能使人生病,但它和细菌有着本质的区别。

我们知道,植物和动物都是由细胞组成的,细胞内都有细胞核。而微生物中只有真菌具有真正的细胞核和完整的细胞器,故又称真核细胞型微生物;细菌仅有原始核结构,无核膜和核仁,细胞器很少,属于原核细胞型微生物;而病毒则没有细胞结构,属于原生微生物。

真菌在自然界中分布极广,有十万多种,其中能引起人或动物感染的仅占极少部分,约300种。很多真菌对人类是有益的,如面粉发酵,做酱油、醋、酒和霉豆腐等都要

什么是真菌,什么是细菌?

真菌:低等植物的一门,没有叶绿素,菌丝体中有明显的细胞核,以有性或无性的孢子进行繁殖。主要靠菌丝体吸收外界现成的营养物质来维持生活。通常寄生在其他物体上,自然界中分布很广,例如酵母菌,制造青霉素的青霉菌,食品中的蘑菇和松蕈,衣物发霉时长的毛绒状的东西,以及某些病原体。

细菌:微生物的一大类,体积微小,必须用显微镜才能看见。有球形、杆形、螺旋形、弧形、线形等多种,一般都用分裂繁殖。自然中分布很广,对自然界物质循环起着很大作用。有的细菌对人类有利,有的细菌能使人类、牲畜等发生疾病