内蒙古科技大学食品微生物2课件

1、第二章 A 原核生物细菌、放线菌为了了解微生物在生物中的地位，首先简单介绍生物学的发展情况。由于动物和植物的个体大，其区别比较容易，因此，以前将生物分成动物界和植物界两大类。植物具有叶绿体，能利用光能进行光合作用，把二氧化碳和水合成为有机物质。植物细胞具有细胞壁，而动物细胞则不具有细胞壁，也不具有叶绿体，不能进行光合作用，只能利用现成的有机物质。但是，有些微小的生物既向动物又向植物，如眼虫藻，虽然含有叶绿体，能进行光合作用，但是无真正的细胞壁。 因此，它们在生物中的地位就难以确定。1866年，海格尔（Haeckel）提出：原生生物界、动物界和植物界共同成为生物的三界分类系统。1950年后随着生

2、物科学的深入发展，电子显微镜的应用，细胞超微结构的研究，发现细胞生物界的细胞都是真核，而原生生物界中既有真核细胞，又有原核细胞。生物三界分类系统： 动物界 植物界 原生生物界原核与真核生物细胞之间的主要区别（三项）细胞成分（结构） 原核细胞 真核细胞细胞核 细胞中有明显的核区， 多条染色体组成的 核区内只有一条双螺 基因群体，染色体除 旋DNA染色体，无 DNA外，还有组蛋白， 核膜、核仁。 有核膜、核仁。 称为原核 称为真核细胞膜 连接不断，折皱内陷， 不内陷，细胞质内有 形成管囊状物，称为 许多个细胞器，为独立 中体或中间体。 的内膜性结构。核蛋白体 较小：70S 较大：80S（Pr合成）

3、生物六界分类系统：植物界动物界真菌界病毒界原核生物界原生生物界第一节 细 菌一、细菌的个体形态和大小（一）细菌的个体形态：细菌是单细胞原核生物，其个体是由一个原核细胞组成的，其形态并不相同。细菌具有三种形态：即球状、杆状和螺旋状，分别称为球菌、杆菌和螺旋菌。3、螺旋菌：细胞呈弯曲状，根据其弯曲程度不同而分为弧菌和螺旋菌。（二）细菌个体的大小细菌个体一般都很小，必须借助于光学显微镜才能观察到，因此测量细菌的大小通常要使用放在显微镜中的测微尺来测量。表示细菌大小的单位为微米（m）。如用电子显微镜观察细胞结构或更小的微生物时，则要用更小的单位纳米（nm）或埃（）来表示，它们之间的关系是：1mm=10

4、3m=106nm=107球菌的大小以其直径表示，杆菌和螺旋菌的大小以其宽度长度表示，大多数细菌的大小如下：球菌直径：0.51.25m杆菌： 0.21.250.38.0m螺旋菌： 0.31.01.05.0m二、细菌细胞的结构细菌细胞的基本结构包括细胞壁、细胞膜、细胞质和细胞核。有些细菌还有荚膜、芽孢、鞭毛及纤毛等特殊结构。基本结构是任何一种细菌都具有的，而特殊结构只限于某些种类的细菌才有，是细菌分类鉴定的重要依据。具体方法：1、初染：草酸胺结晶紫，3min；2、媒染：鲁格氏碘溶液，3min；3、脱色：95%酒精，0.5min；4、复染：沙黄（番红），1min；经革兰氏染色处理后，可将细菌分成两大

5、类。一类是经乙醇处理后不脱色，保持其初染时的蓝紫色，称为革兰氏染色反应阳性（G+）； 另一类经乙醇处理后迅速脱去原来的颜色而呈现沙黄的颜色（红色），称为革兰氏染色反应阴性（G-）。革兰氏染色机理：酒精脱水作用，肽聚糖孔径收缩变小，脂类溶解。2、细胞膜：又称细胞质膜或简称质膜，是紧靠在细胞壁内侧，包围细胞质的一层柔软而富有弹性的半透性薄膜。（1）结构磷脂既有疏水性的非极性基团，又有带正负电荷的亲水性的极性基团，它在水溶液中很容易形成具有高度定向性的双分子层，细胞膜就是以双层脂类（磷脂）构成的分子层骨架。每个磷脂分子是由一个不溶与水的头部（亲水部）和两条脂肪酸链为“尾部”（疏水部分）组成。在磷脂双

6、分子层中，其亲水端朝向膜内外两表面层，而疏水端均朝向膜中央。（2）特点细菌细胞质壁分离后，可用中性或碱性染料使细胞膜染色而查见；在电镜下观察细胞膜厚度为78nm；是由两层厚度为2nm的电子致密层，中间为透明层组成；细胞膜占细胞干重10%；（3） 化学组成蛋白质：6070%；脂类（磷脂磷酸、甘油、脂肪酸和含氮碱基）：2030%；多糖：2%。4、中体（中间体）：细菌细胞膜折皱内陷到细胞质中，形成管壮或囊壮形体，有发达的酶系。功能：能量代谢场所，另与细胞分裂时核的复制及细胞壁隔膜的合成有关。5、细胞核：原核，是一个核质体（染色质体），实际是一个巨大的、连续的环状的，长达1mm的DNA分子。功能：传递

7、遗传性状。6、质粒（Plasmids）：许多细菌细胞中具有的，染色体以外的DNA分子，一般以不同大小的环状双螺旋状态存在。质粒可以独立进行复制，有的质粒也能整合到染色体上。7、核糖体：核糖核蛋白的颗粒状结构，由核糖核酸与蛋白质组成，其中RNA60%, Pr40%, 分散在细胞中。功能：细胞合成蛋白质的场所。8、内含物：A，气泡（氧气） ；B，颗粒状内含物，包括异染颗粒、聚羟基丁酸、肝糖粒、淀粉粒、脂肪粒、硫滴、液泡等。各菌间由于发育阶段、营养和环境不同，内含物数量和成分不同，但同菌同环境内含物相同，这一点有利于鉴定。化学组成：主要的化学成分是蛋白质。作用：是细菌的运动器官（但鞭毛并非是细菌具有

8、运动性的唯一结构，例如：称为螺旋体的螺旋性细菌无鞭毛但有运动性）；具有抗原性；2 荚膜：一些细菌在生命过程中在其表面分泌一层松散透明的粘液物质，这些粘液物质具有一定的外形，相对稳定的附于细胞壁的外面，则称为荚膜。荚膜的观察：用特殊染色法，菌体和背景着色，荚膜本身不着色。化学组成：含有大量（90%）水分，其余是多糖或多肽聚合物，细菌在含糖量高的培养基上或寄主体内可形成荚膜。作用：对菌体的保护作用；有的细菌毒性与荚膜有关；3 芽孢：有些细菌当生长到一定时期，繁殖速度下降，菌体细胞的原生质浓缩，在细胞内形成一个圆形、椭圆形或圆柱形孢子，对不良环境具有较强的抵抗性的休眠体。在菌体未形成芽孢之前称为繁殖

9、体或营养体。芽孢的形成首先是由其遗传性决定的，但也需要一定的环境条件。大多数芽孢杆菌是在营养缺乏，温度较高或代谢产物积累较多等不良条件下，在衰老的细胞体内形成芽孢。在条件适宜时，芽孢又会萌发而形成繁殖体。芽孢的观察：经特殊染色后，用光学显微镜观察。芽孢的类型：中央位、近端位、极端位。芽孢的作用：使细菌具有较强的抵抗力。芽孢的抵抗力：无论在什么条件下形成的芽孢，对不良的环境条件都有很强的抵抗力。主要表现为对热、干燥、化学消毒剂、辐射等表现为很强的抗性。 抗性因素：a. 含水量少，只有40%，且多为结合水，因而蛋白质受热不变性。酶含量少，分子内键作用稳定；b. 有多层厚而致密的包膜，无透性，有保护

10、性，能阻止水及化学药物渗入；c. 在芽孢形成的同时，合成了一些特殊的酶类，这些酶较营养体内的酶更具耐热性；d. DPA的作用； DPA：dipicolinic acid，2,-吡啶二羧酸，简称DPA，是一种与芽孢耐热有关的物质，在芽孢形成的过程中形成DPA，在由芽孢变为繁殖体时，DPA被释放，同时芽孢也失去耐热性，在细菌营养体及其它生物细胞中未发现有DPA。芽孢的耐热性：一般营养体，加热60，10min即可杀死，肉毒梭菌芽孢需180 10min才能杀灭，有的则需几个或十几个小时的煮沸才会杀灭。 4 纤毛：某些革兰氏阴性菌，少数革兰氏阳性菌，在菌体着生一种比鞭毛数量多，较短、较直、较细的毛发状细

11、丝称为纤毛。特点：具有抗原性，非运动器官，较短较细，数目多而不弯曲。化学组成：蛋白质（管壮）种类及作用： 普通纤毛：是病毒吸附的位点；增加细菌吸附于其它菌体或物体的能力；与细菌致病性有关； 性纤毛：细菌结合时传递质粒等遗传物质的通道；三、细菌的繁殖与菌落形态特征（一）细菌的繁殖：细菌的繁殖以无性繁殖为主，亦称裂殖。1 基本过程：成熟母细胞核质体分裂细胞膜向中央环状推进新菌体2 细菌生长繁殖的条件（1） 营养：碳素化合物、氮素化合物、水分、无机盐类和生长素等；（2） 温度：低温型，1015；中温型，2537；高温型：4555（3） 氢离子浓度：Ph77.6；（4） 渗透压：等渗，生理盐水（0.8

12、5%）；（5） 需氧和厌氧呼吸环境：好氧菌、厌氧菌、微好氧菌、兼性厌氧菌，有些细菌在生长过程中需要加入CO2或N2。（二） 细菌菌落特征：2、细菌的其它生长表现 试管斜面：观察菌苔，一般要培养35天，生长情况：良好、微弱、不生长。菌苔形状：线状、串珠状、扩展状、根状。菌苔隆起程度：扁平、苔状、凸起。表面形状：光滑、透明、颜色。菌种保存常采用斜面培养法。 液体培养：一般培养13天。观察的内容：表面生长情况（菌膜、菌环）、混浊度、沉淀的形成、有无气泡、培养物颜色的变化等。 半固体培养：观察细菌的运动性，也可判断产气的情况等。生长物呈线状、扩展状、试管刷状等。这种培养也可用于菌种保存。四、细菌的分类

13、（一） 关于微生物分类的概念微生物种类繁杂，姿态各异，但它们之间又有一定的亲缘关系。微生物分类，就是把看起来杂乱无章的各种微生物，按其亲缘关系进行分群归类，给予命名并排列为一个系统。微生物分类的意义：便于人们对各种微生物的认识、了解和研究等提供工作方便。（二） 细菌的分类（三） 细菌分类的命名法则和分类单位1、细菌分类的命名法则这是一个统一的命名法则，是采用瑞典植物学家林奈氏于1753年创立的双名法的原则。双名法：即由两个拉丁文或希腊文组成一个学名。 前面一个是属名，通常是一个描述生物形态的名称或发现该生物的人名，该字的第一个字母必须大写； 后面一个字是种名，表示该生物的某种特征，字母一律小写

14、，在印刷时学名用斜体字。例如：金黄色葡萄球菌Staphylococcus aureus.其中，Staphylococcus是属名，表示葡萄球菌的意思， aureus是一个拉丁文的形容词，表示金黄色的意思，合起来即为金黄色葡萄球菌。另外，有时为了避免同物异名或同名异物的混乱，要在正式的拉丁文名称后面附上定名人的姓名及发表的年份，例如：Staphylococcus aureus Bergey 1939.有时，只讲属名而不讲具体种名或没有种名，只有属名时，要在属名后面加sp或spp来表示，例如： Staphylococcus sp表示葡萄球菌之意。这里sp是单数，spp是复数，都是种（Speicis

15、）的缩写。2、细菌的分类单位细菌的分类单位和其他生物分类单位相同：“界”、“门”、“纲”、“目”、“科”、“属”、“种”。例如：啤酒酵母（根据魏景超）真菌界(Fungi)真菌门(Fungi)子囊菌纲(Ascomycetes)半子囊菌亚纲(Hemiascomycetes)酵母目(Enrdomycetales)酵母科(Saccharomycetaceae)酵母亚科(Saccharomycetoideae)酵母菌属Saccharomyces(Meyer) Reess啤酒酵母（种）S.cerevisiae Hansen在两个主要分类单位之间，还可以加次要分类单位，例如：“亚门”、“亚纲”、“亚科”、“

16、亚属”、“亚种”等。下面介绍细菌分类中的基本概念3、基本概念种（Species）：种是微生物分类中采用的基本单位，种代表一群在形态和生理方面彼此十分相似或形状间差异微小的个体。变种(Varity)：指一个微生物的某种特性已发生了明显的改变，这种改变是与过去人们在自然界中分离获得的菌种所描述的特征相比较而定的，而且这种变异的特征又是比较稳定的，把这种变异了的菌种称为变种。例如：枯草芽孢杆菌黑色变种，在酪氨酸培养基上能产生黑色素；醋酸菌中的恶臭醋杆菌混浊变种；亚种或小种（Subspecies）：微生物实验室中，把微生物的稳定变异菌种称为亚种。型（Tape）：有许多细菌属于同种，但它们之间存在着难以区分的特性，它们的区分仅仅反映在某种特殊的性状上。例如：沙