一原核微生物学细菌特殊结构

1、（五）糖被某些细菌细胞壁外的一层厚度不定的粘液性胶状物质，称为。11、糖被的类型荚膜：粘液状物质具有一定外形，相对稳定地附着在细胞壁外，厚度：0.2m。 微荚膜（microcopsule)：粘液状物质较薄，厚度：0.2m ， 与细胞表面牢固结合。粘液层(slime layer)：粘液物质没有明显的边缘，比荚膜松散,可向周围环境中扩散,增大黏性。菌胶团(zoogloea):包裹在细胞群体上的胶状物质。23细菌的荚膜42、糖被的主要成分及其代表菌53、荚膜的功能A、保护作用：其上大量极性基团可保护菌体免受干旱损伤；可防止噬菌体的吸附和裂解；一些动物致病菌的荚膜还可保护它们免受宿主白细胞的吞噬。2）

2、贮存养料，以备营养缺乏时重新利用。3）作为透性屏障或（或和）离子交换系统，可保护细菌免受重金属离子的毒害；4）表面附着作用5）细菌间的信息识别作用6）堆积代谢废物64.荚膜与菌落形态光滑（Smooth,S-)型菌落产荚膜的细菌在固体培养基上形成的菌落表面湿润、有光泽、呈粘液状，称S-型菌落。粗糙（Rough,R-)型菌落不产荚膜的细菌形成的菌落表面干燥、粗糙、称R-型菌落。75.荚膜的形成条件 （1）荚膜的形成是微生物的遗传特征之一，是“种”的特征。但不是细菌的必要结构，失去荚膜的菌株照样能够生活。 (2)荚膜的形成与组成明显受培养基成分和培养条件的影响（与环境密切相关）。 如肠膜明串珠菌(L

3、euconosto mesenterondes)以蔗糖为碳源时合成葡聚糖成分的荚膜 。86、荚膜的应用：好的方面：例1：人们可以从肠膜明串珠菌的糖被中提取葡聚糖以制备“代血浆”或葡聚糖。例2：利用野油菜黄单胞菌的粘液层可提取黄原胶。它是优良的食品添加剂，又是石油开采中优良的压浆剂. 9不好的方面：例1：对酒类、牛乳、面包以及糖生产污染后可导致产量降低。例2：链球菌引的“龋齿”危害人的健康。10（六）鞭毛（Flagella） 1）定义生长在某些细菌体表的长丝状、波曲的蛋白质附属物称鞭毛11细菌细胞的结构模式图 12132）特征A、长度：为菌体的若干倍，最长可达70mm直径为1020nm。只有染色

4、后才能在光镜下观察到B、成分：主要是蛋白质，另有少量的多糖或脂类。鞭毛蛋白占细胞蛋白的2%，为15000 40000Da143、鞭毛的着生方式：154、功能：主要是运动化学趋避性运动氧趋避性运动光趋避性运动 16一般运动速度2080um/s，最高可达100um/s铜绿假单胞菌 每秒可移动56um，是其体长的30倍人，每秒运动体长的30倍，应该达到 ？/秒 51米/秒17西佛曼（M.Silverman）和西蒙（M.Simon）的“拴菌”试验(tethered-cell experiment)185、鞭毛的结构19由鞭毛丝鞭毛钩基体三部分组成：鞭毛丝：中空螺旋状、丝状结构，球蛋白亚基螺旋排列。鞭毛

5、钩：又称钩形鞘，是连接鞭毛丝和基体的一个弯曲筒状部分，蛋白质亚基组成。G菌：L环、P环、S环、M环 G+菌：S环，M环基体：由若干个盘状物即环组成。20The E. coli Flagellar Structure21外膜外膜细胞质膜细胞质膜细胞质膜肽聚糖肽聚糖钩型鞘螺旋丝L-环P-环G+细菌鞭毛G细菌鞭毛S-环M-环22（八） 菌毛又称纤毛、伞毛、线毛或须毛等，是一种长在细菌体表的纤细、中空、短直、数量较多的蛋白质附属物，具有使菌体附着于物体表面的功能。23细菌细胞的结构模式图 2425（九）性毛（pili)又称性菌毛，构造和成分与菌毛相同，但比菌毛长，数量仅一至少数几根。其功能是向雌性菌株

6、（即受体菌）传递遗传物质。 262728细菌细胞的结构模式图 29（七）芽孢（Spore) 301、Definition 某些细菌在其生长发育后期，在细胞内形成一个圆形或椭圆形、厚壁、含水量极低、抗逆性极强的休眠体，称芽孢312、特性A、芽孢的着生位置、大小、形状因种而异，可作鉴定依据32中央芽孢偏端芽孢游离芽孢末端芽孢33芽孢染色结果（芽孢呈绿色，营养体及芽孢囊呈红色）34B、芽孢具有较强的抗热、抗辐射、抗静水压和抗化学药物的能力。C、含水量低、壁厚而致密，通透性差,不易着色，折光性强。 D、芽胞内新陈代谢几乎停止，处于休眠状态，但保持潜在萌发力。E、一个芽孢萌发只产生一个营养状态的细胞。注

7、意：芽孢没有繁殖意义，仅是一个休眠体353、产芽孢细菌的种类在杆菌中能形成芽孢的种类较多，在球菌和螺旋菌中只有少数菌种可形成芽孢。好氧性的芽孢杆菌属(Bacillus)厌氧性的梭菌属（Clostridium):少数其他杆菌364、芽孢的构造：37细菌芽孢构造382,6吡啶二羧酸（DPA）391, Axial filament formation 束状染色质形成 2, Septum formatiom 隔壁的形成(其中小体积部分即为前芽孢) 3, Engulfment of forespore前芽胞被吞入(前芽孢的双层隔壁形成，这时抗辐射性提高) 4, Cortex formation两层隔壁间

8、充填芽孢肽聚糖后，合成DPA，累积钙离子，开始形成皮层，折光率增高 5, Coat synthesis芽孢衣合成结束 6, Completion of coat synthesis, Increase in refractility and heat resistance皮层合成完成，芽孢成熟，抗热性出现 7, Lysis of sporangium, spore liberation芽孢囊裂解，芽孢游离 Stages in endospore formation芽孢形成可分为七个阶段40416、芽孢的萌发：活化出芽生长42“渗透调节皮层膨胀”学说。 芽孢的耐热性在于芽孢衣对多价阳离子和水分的

9、透性很差和皮层的离子强度很高，从而使皮层产生极高的渗透压去夺取芽孢核心的水分，其结果造成皮层的充分膨胀，而核心部分的细胞质却变得高度失水，因而具有极强的耐热性。437、芽孢的耐热机制： 渗透调节皮层膨胀学说 芽孢的抗热性在于芽孢衣对多价阳离子和水分透性差及皮层的离子强度高，从而使皮层有极高的渗透压去夺取核心部分的水分，其结果造成皮层的充分膨胀，而核心部分的生命物质却形成高度失水状态，因而产生极强的耐热性。皮层含有DPA-Ca和大量的交联度低（约6%）、负电荷强的芽孢肽聚糖，与低价阳离子一起引起了皮层的高渗透压，这时，皮层的含水量增加，随之体积也增大。 44渗透调节皮层膨胀学说458、芽孢的应用

10、（1）灭菌指标：例1： 罐头灭菌：肉毒梭菌，它的芽孢耐热性？在100下煮沸5.09.0小时才能杀死；要115需1040分钟。121需10分钟；生产上灭菌采取：121 20分钟以上46例3：实验室或在发酵工业中，则要以是否能杀死自然界中存在的耐热性最强的嗜热脂肪芽孢杆菌为标准，这种细菌的芽孢在121下一般需要超过12分钟才能杀死。例2：外科器械灭菌中，常以破伤风梭菌和产气荚膜梭菌这两类致病菌的芽孢耐热性作为灭菌指标。即121加压10分钟或115度灭菌30分钟。 规定湿热灭菌至少要在121下维持15分钟。47（2）菌种鉴定（3）菌种保藏 488、伴胞晶体（parasporal crystal）少数

11、芽孢杆菌，如Bacillus thuringiensis（苏云金芽孢杆菌Bt）在形成芽孢的同时，会在芽孢旁形成一个菱形或双锥形的碱溶性蛋白晶体（即内毒素）称为伴胞晶体。它的干重可达芽孢囊的约30%，由18种氨基酸组成，大小约0.62.0m。伴胞晶体对200多种昆虫尤其是鳞翅目昆虫的幼虫有毒杀作用，因此可以用做生物农药。49肠道中的碱性溶液进入血液，后者 pH升高，昆虫全身麻痹而死亡伴孢晶体鳞翅目幼虫口服伴孢晶体在肠道迅速溶解（中肠 pH 为9.0-10.5）吸附于上皮细胞，引起渗透性丧失，肠道穿孔50Bacillus thuringiensis viewed by phase contrast

12、 microscopy. The vegetative cells contain endospores (phase bright) and crystals of an insecticidal protein toxin (delta endotoxin). Most cells have lysed and released the spores and toxin crystals (the structures with a bipyramidal shape).512、Steps of binary fission 核的分裂和隔膜形成 形成横隔壁 子细胞分离四、细菌的繁殖1、细菌

13、的繁殖 多数进行简单的无性繁殖过程即二等分裂二分裂为主，其它方式如不等二分裂、出芽繁殖、三分裂、多分裂等。525354555657五、培养特征 Incubation characteristics581、 菌落特征 colony characteristics 1）菌落colony 单个微生物在适宜的固体培养基或内部生长、繁殖到一定程度可以形成肉眼可见的、有一定形态结构的子细胞生长群体称。2)菌苔(lawn)：如果将某一纯种的大量细胞密集地接种到固体培养基表面，结果长成的各“菌落”互相连成一片，这就是菌苔。593）如何描述菌落? 菌落特征包括菌落的大小、形态（圆形、丝状、不规则状、假根状等），

14、侧面观察菌落隆起程度（如扩展、台状、低凸状、乳头状等），菌落表面状态（如光滑、皱褶、颗粒状龟裂、同心圆状等），表面光泽（如闪光、不闪光、金属光泽等），质地（如油脂状、膜状、粘、脆等），颜色与透明度（如透明、半透明、不透明等）。604） 细菌的菌落特征 菌落比较小，表面湿润、光滑、比较粘稠、用接种环容易挑起，菌落颜色十分多样。61622、细菌的琼脂斜面培养在试管斜面固体培养基的表面以划线法将菌株接入培养，25天后可以看到因种而异的群体生长特征。细菌在琼脂斜面划线培养的生长特征633、细菌的琼脂柱穿刺培养644、细菌的明胶柱穿刺培养在明胶培养基中穿刺培养的生长特征（鉴别菌株产蛋白酶的性能）655、

15、细菌的液体培养细菌的液体培养有的均匀分散在培养液中，形成均匀的混浊液；有的在培养液表面形成膜；有的则在培养液底层形成沉淀。此也是鉴定细菌种类的一个重要特性，细菌的液体培养性状很不一样. 细菌的液体培养性状图66六、常见的一些细菌(3) 应用: 常用于生产谷氨酸脱羧酶、天冬酰胺酶和Asp、Thur 、Val等；同时也是食品业和饮用水卫生检验的指示菌。1、 Escherichia coli（大肠埃希氏杆菌,简称大肠杆菌)(1) 形态: 杆状，0.5 1.03.0m，革兰氏阴性，能运动或不运动，运动者周生鞭毛。(2) 菌落特征:固体培养上菌落为白色，边缘整齐，湿润，光滑，均匀扩展，肉汁培养基中混浊，

16、产生大量灰色沉淀，不生成醭。67Caption：Photocomposite - E. coli on the surface of human skin and hair follicle. Escherichia coli (E. coli) - Gram-negative, facultatively anaerobic, rod prokaryote. Part of human and animal microbiota. E. coli can cause urinary tract infections, travelers diarrhea（腹泻）686970(3) Physi

17、ological property: 生长温度3039 ，但在5056 时尚能生长，最适PH6.77.2，需氧菌，芽孢抗高温，一般在100 3h才能杀死，故需生长时高温灭菌。2、 Bacillus subtilis（枯草芽孢杆菌)(1) shape: 杆状，0.70.8 23m，革兰氏阳性，在细胞中央部位形成芽孢，芽孢为椭圆形，能运动，细胞侧生鞭毛。(4) Application: 重要的工业发酵菌种，可用于生产淀粉酶、蛋白酶、5-核苷酸酶、某些氨基酸和核苷。(2) Colony characteristics:固体培养上菌落为乳白色，为圆形或不规则形状，边缘整齐，肉汁培养基中稍混浊或不混浊，

18、生成醭。7172Bacillus subtilis733、Lactobacillus(乳酸杆菌）(1)personal features: 杆状到球状，常生长成链，大多不运动，革兰氏染色阳性，无芽孢。发酵碳水化合物，产物的85%为乳酸。(2) Application：乳酸，干酪、泡菜等的生产。74754、Corynebacterium Pekinensis（北京棒状杆菌):是我国谷氨酸发酵的主要菌种之一。765. 固氮菌属细胞卵圆形，周生鞭毛，个体大，一般1.52um，可形成荚膜或粘液层，菌落呈粘液状。可在好氧条件下自生固氮，10mg大气中的氮素/1g葡萄糖。77786. 根瘤菌属 细胞杆状，0.50.9um1.23um，极生或周生26根鞭毛，细胞内常含有聚羟基丁酸（PHB），使染色不均匀。在含碳丰富的培养基上可产生大量的胞外粘液，使菌落呈粘液状。好氧化能有机营养型，在根瘤内菌体呈棒状