食品微生物的形态和构造原核微生物

食品微生物的形态和构造原核微生物

第一节细菌

体小而细：以微米（um）为单位壁坚而韧二等分裂水生性很强形简而短细菌（单细胞原核生物）问：那么细菌如何定义？细菌：一类个体微小、具有细胞壁的单细胞原核微生物。第2页,共50页，2024年2月25日，星期天一细胞的形态构造及其功能(一)形态：杆状、球状、螺旋状第3页,共50页，2024年2月25日，星期天杆菌

长杆菌，如

Bactillussubtilis

短杆菌，如Escherichiacoli第4页,共50页，2024年2月25日，星期天单、双链(分裂面一)四联球菌(分裂面二)八叠球菌(分裂面三)葡萄球菌(分裂面多)金黄色葡萄球菌球菌第5页,共50页，2024年2月25日，星期天螺旋菌弧菌(vibrio)<1圈螺菌(spirillum)=2~6圈螺旋体(spirochaete)>6圈第6页,共50页，2024年2月25日，星期天特殊形态

畸形物理化学因素影响异常形营养条件影响衰颓形：菌龄第7页,共50页，2024年2月25日，星期天细菌大小测量：测微尺长度单位：微米（um）表示：

球菌：直径杆菌：宽×长螺菌：宽、长、螺距第8页,共50页，2024年2月25日，星期天（二）.构造1细菌细胞的一般构造

(1)细胞壁

(2)细胞膜和间体

(3)细胞质

(4)核质体2细菌细胞的特殊构造

(1)荚膜

(2)鞭毛

(3)芽孢第9页,共50页，2024年2月25日，星期天(1)细胞壁

位于细胞最外的一层厚实、坚韧的外被，主要由肽聚糖构成，有固定外形和保护细胞等多种功能。G＋和G－细胞壁比较图G－G＋细胞壁的功能：固定细胞外形和提高机械强度为细胞的生长、分裂和鞭毛运动所必需阻止有害物质进入细胞细菌特定的抗原性、致病性以及对抗生素和噬菌体的敏感性物质基础第10页,共50页，2024年2月25日，星期天革兰氏染色Christian.Gram于1884年发明的一种鉴别不同类型细菌的染色方法。第11页,共50页，2024年2月25日，星期天1、结晶紫初染2、碘溶液媒染3、乙醇脱色4、蕃红复染第12页,共50页，2024年2月25日，星期天革兰氏染色机制第一步：结晶紫使菌体着紫色第二步：碘和结晶紫形成大分子复合物，分子大，能被细胞壁阻留在细胞内第三步：酒精脱色，细胞壁成分构造不同，出现不同的反应G＋：细胞壁厚，肽聚糖含量高，交联度大，当乙醇脱色时，肽聚糖因脱水而孔径缩小，故结晶紫－碘复合物被阻留在细胞内，细胞不能被酒精脱色，仍呈紫色。G－菌：肽聚糖层薄，交联松散，乙醇脱色不能使其结构收缩，因其含脂量高，乙醇将脂溶解，缝隙加大，结晶紫－碘复合物溶出细胞壁，酒精将细胞脱色，细胞无色，蕃红复染后呈红色。第13页,共50页，2024年2月25日，星期天第14页,共50页，2024年2月25日，星期天比较项目

G+细菌

G-细菌

内壁层

外壁层

细胞壁厚度(nm)肽聚糖结构

鞭毛结构

肽聚糖成分

磷壁酸

脂多糖

脂蛋白

对青霉素、溶菌酶20～80多层，75%亚单位交联，网格紧密坚固基体上着生两个环占细胞壁干重的40~90%

多数含有

无无敏感2～38单层，30%亚单位交联，网格较疏松

基体上着生四个环5%～10%无无无11%~22%有或无有

不够敏感革兰氏阳性细菌与革兰氏阴性细菌细胞壁的主要区别

第15页,共50页，2024年2月25日，星期天肽聚糖肽聚糖单体双糖单位N-乙酰葡萄糖胺(G)N-乙酰胞壁酸(M)肽尾短肽(4~5个氨基酸)肽桥1~5个氨基酸第16页,共50页，2024年2月25日，星期天第17页,共50页，2024年2月25日，星期天溶菌酶、青霉素对细菌细胞壁的作用第18页,共50页，2024年2月25日，星期天青霉素杀细菌青霉素通过干扰细胞壁的合成杀菌。第19页,共50页，2024年2月25日，星期天磷壁酸G+特有的阴离子多聚物同肽聚糖混在一起的分子比较短(6~9个)以核糖醇磷壁酸和甘油磷壁酸为主链功能

G+抗原(表面抗原决定因子为磷壁酸)

噬菌体的吸附位点聚集阳离子Mg2+

保持胞壁透性激活酶活性第20页,共50页，2024年2月25日，星期天脂多糖

G-特有的位于外壁外层厚度8~10nm

类脂+各种多糖功能保护作用、屏障作用浓缩阳离子Mg2+、Ca2+噬菌体吸附位点G-表面抗原内毒素物质基础第21页,共50页，2024年2月25日，星期天（2）细胞质膜

围绕在细胞质外面的一层柔软而富有弹性的薄膜，厚约8nm，细菌细胞膜占细胞干重的10%左右，化学成分主要为脂类(20%~30%)、蛋白质(50%~70%)、多糖（1.5%~10%）.细菌细胞质膜的基本结构第22页,共50页，2024年2月25日，星期天细胞膜功能①控制细胞内、外的物质(营养物质和代谢废物)的运送、交换；②维持细胞内正常渗透压的屏障作用；③合成细胞壁各种组分(LPS、肽聚糖、磷壁酸)和荚膜等大分子的场所；④进行氧化磷酸化或光合磷酸化的产能基地；⑤传递信息。⑥鞭毛基体的着生部位和鞭毛旋转的供能部位。

膜上某些特殊蛋白质能接受光、电及化学物质等产生的刺激信号发生构象变化，引起细胞内的一系列代谢变化、产生相应的反应。内膜系统：中间体、类囊体、载色体、羧酶体、多角体第23页,共50页，2024年2月25日，星期天（3）细胞质细胞质是细胞膜内除细胞核外物质，无色透明，呈粘胶状，主要成分为水、蛋白质、核酸、脂类，也含有少量的糖和盐类。

细胞质内有核糖体、内含物和贮藏物质：核糖体：亦称核蛋白体，为多肽和蛋白质合成的场所。

内含物：细菌在营养物质丰富在细胞内聚合成各种不同的贮藏颗粒，营养缺乏时可被分解利用。

AB第24页,共50页，2024年2月25日，星期天贮藏物质磁小体趋磁细菌细胞内含有的大小均匀、数目不等的Fe3O4颗粒，外有一层磷脂、蛋白或糖蛋白膜包裹。第25页,共50页，2024年2月25日，星期天硫滴和聚β－羟基丁酸颗粒富硫环境中积累，缺硫时利用。类脂性质的碳源类贮藏物质，至今已发现60属以上的细菌能合成贮藏物质。细胞中的硫滴

第26页,共50页，2024年2月25日，星期天大小与噬菌体相仿，约10nm，内含1，5－二磷酸核酮糖羧化酶，在自养细菌的CO2固定中起关键作用。羧酶体第27页,共50页，2024年2月25日，星期天质粒细菌染色体外的遗传物质，由共价闭合环状双链DNA分子组成。分子量约：2～100×106D。携带1～100个基因，一个细菌细胞可有一至数个质粒。质粒特点：

－可自我复制，稳定遗传。对生存不是必要的。复制与染色体分开，但同步进行。

－不同质粒携带不同遗传信息。

－无质粒细菌可通过接合、转化、转导等方式获得，不能自发产生。如：细菌抗药性因子、大肠杆菌的F因子。质粒的作用－基因工程－体外重组第28页,共50页，2024年2月25日，星期天（4）核质体位于细胞质内，无核膜、无核仁，仅一核区，因此称为原始形态的核(primitiveformnucleus)或拟核(nucleoid)。细菌细胞的原核只有一个染色体，主要含有具有遗传特征的脱氧核糖核酸(DNA)。拟核中尚有少量RNA和蛋白质。第29页,共50页，2024年2月25日，星期天（5）荚膜有些细菌在一定条件下可向细胞壁外分泌出一层粘性物质，稳定地附着在细胞壁外，具一定外形，厚约200nm，称为荚膜(Capsule)。细胞结合力较差。通过液体震荡培养或离心可将其从细胞表面除去。

第30页,共50页，2024年2月25日，星期天（6）荚膜生理功能加强致病力贮藏养料，可供作碳源和能源堆积废物抵抗干燥第31页,共50页，2024年2月25日，星期天（7）鞭毛某些细菌细胞表面着生的一至数十条长丝状、螺旋形的附属物，具有推动细菌运动的功能，为运动器官。鞭毛着生的方式：第32页,共50页，2024年2月25日，星期天鞭毛的运动靠鞭毛丝旋转而动，其动力来自质子动力，与细胞膜内外质子浓度差和电势差决定第33页,共50页，2024年2月25日，星期天（8）芽孢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第34页,共50页，2024年2月25日，星期天芽孢的特点整个生物界中抗逆性最强的生命体，是否能消灭芽孢是衡量各种消毒灭菌手段的重要指标。芽孢是细菌的休眠体，在适宜的条件下可以重新转变为营养态细胞；产芽孢细菌的保藏多用其芽孢。产芽孢的细菌多为杆菌，也有一些球菌。芽孢的有无、形态、大小和着生位置是细菌分类鉴定的重要指标。芽孢与营养细胞相比化学组成存在较大差异，容易在光学显微镜下观察。第35页,共50页，2024年2月25日，星期天芽孢的形成第36页,共50页，2024年2月25日，星期天芽孢的萌发活化活化出芽生长第37页,共50页，2024年2月25日，星期天二、细菌的繁殖一个母细胞产生二个或二个以上子细胞的过程称为繁殖。细菌一般为无性繁殖，二分裂法。同形裂殖：裂殖后形成的子细胞大小相等。异形裂殖：分裂产生两个大小不等的子细胞。细菌的分裂过程：核分裂形成横隔壁子细胞分离第38页,共50页，2024年2月25日，星期天二等分裂第39页,共50页，2024年2月25日，星期天三、细菌的培养特征细菌的培养特征是指细菌在培养基上所表现的群体形态和生长情况。细菌的菌落特征：－菌落：在培养基表面或里面聚集形成一个以母细胞为中心的一堆肉眼可见的、具有一定形态的子细胞群体。－菌苔：大量细胞密集生长，结果长成的各菌落连成一片。第40页,共50页，2024年2月25日，星期天

细菌的菌落特征包括大小、形状、边缘、光泽、质地、透明度、颜色、隆起和表面状况第41页,共50页，2024年2月25日，星期天

菌苔的生长程度、形状、光泽、质地、透明度、颜色、隆起和表面状况等。第42页,共50页，2024年2月25日，星期天四、食品中常见的细菌假单胞杆菌属（Pseudomonas）：直的或弯杆状，革兰氏阴性菌，极生鞭毛，可运动，不生芽孢。－荧光假单胞菌（Ps.fluorescenen）－腐败假单胞菌（Ps.putrefacicus）－波萝假单胞菌（Ps.ananas）醋酸杆菌属（Acetobacter）：革兰氏阴性杆状菌，单生或成链状，无芽孢，需氧，运动或不运动。无色杆菌属（Achromobacter）：革兰氏阴性菌，有鞭毛，能运动。产碱杆菌属（Alcaligenes）：革兰氏阴性菌。黄杆菌属（Flavobacterium）：革兰氏阴性，极生鞭毛，好氧或兼性厌氧，有机营养型。第43页,共50页，2024年2月25日，星期天芽孢杆菌属（Bacillus）：革兰氏阳性，端生鞭毛，好氧或兼性厌氧，可产芽孢。－腊样芽孢杆菌（Bacilluscereus）－枯草芽孢杆菌（Bacillussubtilis）－炭疽芽孢杆菌（Bacillusanthracis）梭状芽孢杆菌（Clostridium）：革兰氏阳性厌氧菌－解糖嗜热梭状芽孢杆菌（C.thermosaccharoluticum）－腐败嗜热梭状芽孢杆菌（C.putrefaciens）－肉毒梭状芽孢杆菌（C.botulinum）微球菌属（Micrococcus）：革兰氏阳性，需氧或兼性厌氧。链球菌属（Streptococcus）：革兰氏阳性，好氧或兼性厌氧，细胞为球形。卵形，呈短链或长链排列。－酿脓链球菌（Streptococcuspyogenes）－乳房链球菌（S.uberis）－无乳链球菌（S.agalactiae）第44页,共50页，2024年2月25日，星期天葡萄球菌属（Staphylococcus）：革兰氏阳性，无荚膜、无鞭毛、无芽孢。－金黄色葡萄球菌（Staphylococcus.aureus）北京棒状杆菌（CorynebacteriumPekinensis）：革兰氏阳性，无芽孢，好氧或兼性厌氧。乳酸菌（LacticAcidBacteria）：革兰氏阳性，不运动或极少运动，无芽孢，厌氧或兼性厌氧。肠杆菌科各属（Enterbacteriaceae）：革兰氏阴性，需氧或兼性厌氧。－埃希氏杆菌属（Escherichia）－沙门氏菌属（Salmonella）－变形杆菌属（Proteus）第45页,共50页，2024年2月25