畜牧微生物学第一章 原核细胞微生物课件

第一章

原核细胞微生物

ProkaryoticMicrobes畜牧微生物学第一章原核细胞微生物第一章

原核微生物

ProkaryoticMicrobes畜牧微生物学第一章原核细胞微生物Contents第一节细菌第二节其他原核微生物畜牧微生物学第一章原核细胞微生物第一节细菌细菌的大小、形态与排列细菌的构造细菌的观察方法微生物的生长代谢与繁殖细菌的人工培养细菌的分类与命名畜牧微生物学第一章原核细胞微生物一、Morphology形态学Includes:1.Size2.Shape3.Arrangementgenescharacteristics畜牧微生物学第一章原核细胞微生物微生物

细菌的大小、形态和排列

第一节

细菌细菌的形态

细菌的大小(1)长度单位:微米(μm)(2)表示:

球菌:直径杆菌:宽×长螺菌:宽、长、螺距球菌直径:0.2-1.5

μm。杆菌:长1-5μm,宽0.5-1μm。例如：E.coli:平均长度:2μm;宽度0.5μm1500个大肠杆菌头尾相接等于3mm;109个大肠杆菌重1mg.畜牧微生物学第一章原核细胞微生物第一节

细菌微生物ThelargestbacteriumEpulopisciumfishelsoniBacteriumEpulopisciumfishelsoniEpulopiscium(600μmlong)&Paramecium(150μm)草履虫brownsurgeonfish,Acanthurusachilles阿基里斯刺尾鱼畜牧微生物学第一章原核细胞微生物微生物

细菌的大小、形态和排列

细菌的形态

细菌的大小

细菌的基本形态和排列畜牧微生物学第一章原核细胞微生物微生物Bacterialshapeexaminedmicroscopically

细菌的大小、形态和排列

畜牧微生物学第一章原核细胞微生物微生物

细菌的大小、形态和排列

细菌的形态

细菌的大小

细菌的基本形态和排列球菌(coccus)及其排列状态菌体呈球形或近似球形,以典型的二分裂殖方式繁殖,分裂后产生的新细胞常保持一定的空间排列方式.根据细胞分裂的方向及分裂后的各子细胞的空间排列状态不同,可将球菌分为以下几种:单球菌、双球菌、链球菌、四联球菌、八叠球菌、葡萄球菌等。畜牧微生物学第一章原核细胞微生物微生物球菌(coccus)及其排列状态

单球菌：细胞分裂沿一个平面进行，新个体分散而单独存在.如尿素微球菌(Micrococcusureae)畜牧微生物学第一章原核细胞微生物微生物球菌(coccus)及其排列状态

单球菌：

双球菌：细胞沿一个平面分裂，新个体成对排列.

如肺炎双球菌(Diplococcuspneumoniae)畜牧微生物学第一章原核细胞微生物微生物球菌(coccus)及其排列状态

单球菌：

双球菌：

链球菌：细胞沿一个平面进行分裂，新个体不但可保持成对的样子，并可连成链状.如：乳链球菌(Streptococcuslactis）无乳链球菌(Streptococcusagalactiae)溶血链球菌(Streptococcushemolyticus)畜牧微生物学第一章原核细胞微生物微生物球菌(coccus)及其排列状态

单球菌：

双球菌：

链球菌：

四联球菌：细胞分裂是沿两个相垂直的平面进行，分裂后每四个细胞特征性地连在一起，呈田字形.

如四联微球菌（Micrococcustetragenus）畜牧微生物学第一章原核细胞微生物微生物球菌(coccus)及其排列状态

单球菌：

双球菌：

链球菌：

四联球菌：

八叠球菌：细胞按三个互相垂直的平面进行分裂后，每八个球菌特征性地连在一起成立方体形.

如藤黄八叠球菌（Sarcinaureae)畜牧微生物学第一章原核细胞微生物微生物球菌(coccus)及其排列状态

单球菌：

双球菌：

链球菌：

四联球菌：

八叠球菌：

葡萄球菌：细胞无定向分裂，多个新个体形成一个不规则的群体，犹如一串葡萄。如：金黄色葡萄球菌（Staphylococcusaureus)白色葡萄球菌（Staphylcoccusalbus)畜牧微生物学第一章原核细胞微生物微生物

细菌的大小、形态和排列

第一章

细菌的形态与结构

细菌的形态

细菌的大小

细菌的基本形态和排列球菌(coccus)及其排列状态杆菌(bacillus)及其排列状态杆菌是细菌中种类最多的类型,因菌种不同,菌体细胞的长短、粗细等都有所差异。杆菌的形态：短杆状、长杆状、棒杆状、梭状杆状、月亮状、竹节状等；按杆菌细胞繁殖后的排列方式则有链状、栅状、“八”字状等。畜牧微生物学第一章原核细胞微生物微生物第一章

细菌的形态与结构

杆菌(bacillus)及其排列状态

杆菌的形态短杆菌长杆菌梭状芽孢杆菌畜牧微生物学第一章原核细胞微生物微生物第一章

细菌的形态与结构

杆菌(bacillus)及其排列状态

杆菌的形态

杆菌排列状态◆RodshapeiscalledBacillus.◆

Twobacillitogether-Diplobacilli◆ChainsofbacilliarecalledStreptobacilli◆

Palisades-RodssidebysideorinX,VorYfigures畜牧微生物学第一章原核细胞微生物微生物第一章

细菌的形态与结构

杆菌(bacillus)及其排列状态

杆菌的形态

杆菌排列状态

杆菌端部特征Rod-ShapedBacterium,hemorrhagicE.coli,strain0157:H7

Bacillusmegabacterium

Legionellapneumophila(causesLegionnairesDisease)(causesanthrax),Bacillusanthracis

畜牧微生物学第一章原核细胞微生物微生物

细菌的大小、形态和排列

第一章

细菌的形态与结构

细菌的形态

细菌的大小

细菌的基本形态和排列球菌(coccus)及其排列状态杆菌(bacillus)及其排列状态螺旋菌(spirilla)及其排列状态螺旋状的细菌称为螺旋菌。

根据其弯曲情况分为：

弧菌（vibrio):螺旋不满一圈,菌体呈弧形或逗号形

例：霍乱弧菌、逗号弧菌

螺旋菌(spirillum):螺旋满2—6环,螺旋状

例：干酪螺菌

螺旋体(spirochaeta):旋转周数在6环以上,菌体柔软。

例：梅毒密螺旋体畜牧微生物学第一章原核细胞微生物微生物第一章

细菌的形态与结构

螺旋菌(spirilla)及其排列状态Vibriocholerae畜牧微生物学第一章原核细胞微生物微生物

细菌的大小、形态和排列

第一章

细菌的形态与结构

细菌的形态

细菌的大小

细菌的基本形态和排列

细菌的异常形态及特殊形态结核杆菌的正常形态结核杆菌的异常形态畜牧微生物学第一章原核细胞微生物微生物

细菌的大小、形态和排列

第一章

细菌的形态与结构

细菌的形态

细菌的大小

细菌的基本形态和排列

细菌的异常形态及特殊形态柄细菌、肾形菌、臂微菌、网格硫细菌、贝日阿托氏菌(丝状)、具有子实体的粘细菌等是特殊形态的细菌。畜牧微生物学第一章原核细胞微生物畜牧微生物学第一章原核细胞微生物微生物

细菌的构造细菌的基本结构细菌的特殊结构如细胞壁、细胞膜、细胞质、核质体、核糖体等，是所有细菌都有的构造主要有鞭毛、菌毛、性菌毛、荚膜和芽孢等，并非所有细菌都有的构造畜牧微生物学第一章原核细胞微生物一般细菌都有的构造。基本构造:特殊构造:部分细菌具有的或一般细菌在特殊环境下才有的构造。畜牧微生物学第一章原核细胞微生物概念细胞壁的功能革兰氏染色与细胞壁

(1)革兰色染色

(2)革兰氏染色阳性菌的细胞壁的特点

(3)革兰氏染色阴性菌的细胞壁的特点

(4)革兰氏染色阳性与阴性菌细胞壁的比较4.缺壁细菌

1.细胞壁畜牧微生物学第一章原核细胞微生物

1.细胞壁细胞壁（cellwall）是位于细胞最外的一层厚实、坚韧的外被，主要由肽聚糖组成，有固定细胞外形和保护细胞等多种生理功能。（P9页）畜牧微生物学第一章原核细胞微生物细胞壁功能细胞壁的主要功能（PAGE11）保持细菌一定的外形保护细菌免受外界渗透压和有害物质的损害与细菌的致病性、抗原性、对噬菌体和药物的敏感性相关与革兰氏染色反应特性相关Function:providerigidandstrength畜牧微生物学第一章原核细胞微生物革兰色染色G.Gram(革兰)于1884年发明的一种鉴别不同类型细菌的染色方法。革兰氏染色与细胞壁畜牧微生物学第一章原核细胞微生物革兰氏染色与细胞壁DifferentialStaining鉴别染色:ReactdifferentlywithdifferenttypesofbacteriaMostimportantstaininginBacteriologyDividesallBacteriainto2groups:Grampositive畜牧微生物学第一章原核细胞微生物革兰氏染色阳性与阴性菌细胞壁的比较革兰氏染色与细胞壁畜牧微生物学第一章原核细胞微生物革兰氏染色阳性与阴性菌细胞壁的比较畜牧微生物学第一章原核细胞微生物成分占细胞壁干重的%革兰氏阳性细菌革兰氏阴性细菌肽聚糖含量很高（50-90）含量很低（-10）磷壁酸含量较高（＜50）无类脂类一般无（＜2）含量较高（-20）蛋白质无含量较高革兰氏染色阳性与阴性菌细胞壁的比较畜牧微生物学第一章原核细胞微生物革兰氏染色的原理(1884-1983)革兰氏染色阳性与阴性菌细胞壁的比较畜牧微生物学第一章原核细胞微生物阳性菌阴性菌革兰氏染色阳性与阴性菌细胞壁的比较畜牧微生物学第一章原核细胞微生物革兰氏染色阳性细菌：肽聚糖层次多、厚机械抗性强对溶菌酶和青霉素敏感不含外膜(脂多糖)不形成内毒素革兰氏染色阳性革兰氏染色阳性与阴性菌细胞壁的比较畜牧微生物学第一章原核细胞微生物革兰氏染色阴性细菌：肽聚糖层次少、薄机械抗性差对溶菌酶和青霉素不敏感脂多糖等组成外膜内毒素革兰氏染色阴性革兰氏染色阳性与阴性菌细胞壁的比较畜牧微生物学第一章原核细胞微生物

1）概念细胞质膜（cytoplasmicmembrane）、质膜（plasmamembrane）、细胞膜（cellmembrane）、内膜（innermembrane）,是紧贴在细胞壁内侧、包围着细胞质的一层柔软、脆弱、富有弹性的半透膜。

见PAGE9

2、细胞膜畜牧微生物学第一章原核细胞微生物细胞质膜（cytoplasmicmembrane）、质膜（plasmamembrane）、细胞膜（cellmembrane）、内膜（innermembrane）,是紧贴在细胞壁内侧、包围着细胞质的一层柔软、脆弱、富有弹性的半透膜。

见PAGE47

1）概念

2、细胞膜畜牧微生物学第一章原核细胞微生物细胞膜的观察

2、细胞膜畜牧微生物学第一章原核细胞微生物细胞膜：对所有生命来说都是必须的，对细菌亦然。维持细胞内部结构处于稳定且高度有序状态的物理屏障。细胞重要的代谢活动中心。结构特点符合经典的“液态相嵌模型”理论磷脂膜蛋白甾醇类物质不饱和脂肪酸的结构和相对含量变化大（微生物生理及生态分布的多样性）约占细菌细胞膜的50-70%，比任何一种生物膜都高，而且种类也多细菌：霍烷类化合物真核生物：胆固醇提高膜的稳定性

2、细胞膜畜牧微生物学第一章原核细胞微生物

2)周质空间(periplasmicspace,peliplam)：革兰氏阴性细菌细胞壁外膜与胞质膜之间的空隙。

2、细胞膜畜牧微生物学第一章原核细胞微生物

3、细胞浆和内含物细胞质的主要成分为核糖体、贮藏物、多种酶类和中间代谢物、质粒、各种营养物和大分子的单体，少数细菌还有类囊体、羧酶体、气泡或伴孢晶体等。

细胞质（cytoplasm）是细胞质膜包围的除核区外的一切半透明、胶状、颗粒状物质的总称。含水量约80%。概念：畜牧微生物学第一章原核细胞微生物细菌细胞的特殊结构SpecialStructure1、荚膜(1)概念一部分细菌，在其生活过程中，可以在细胞壁的外面产生一种黏液样物质，包围整个菌体，称为荚膜（capsule）。一团荚膜内含多个细菌时则称为菌胶团（zoogloea）。有一些细菌能产生比荚膜薄、只有在电镜下才能看见的微荚膜。有些细菌周围产生一些边界不明显、疏松、易与菌体脱离的黏液样物质，称为黏液层。畜牧微生物学第一章原核细胞微生物荚膜菌胶团畜牧微生物学第一章原核细胞微生物畜牧微生物学第一章原核细胞微生物（2）功能①保护细菌免受干燥和其它有害环境因素的影响；②贮藏养料，以备营养缺乏时重新利用；③有助于细菌黏附于机体各处表面；④能抵抗吞噬细胞的吞噬和抵抗抗体，使细菌发挥致病性畜牧微生物学第一章原核细胞微生物（3）特点主要成分是多糖、多肽或蛋白质，尤以多糖居多。经特殊的荚膜染色，特别是负染色（又称背景染色）后可在光学显微镜清楚地观察到它的存在。b.产生荚膜是微生物的一种遗传特性，其菌落特征及血清学反应是是细菌分类鉴定的指标之一。c.荚膜等并非细胞生活的必要结构，但它对细菌在环境中的生存有利。d.细菌荚膜与人类的科学研究和生产实践有密切的关系。畜牧微生物学第一章原核细胞微生物2、鞭毛(flagellum,复flagella)（1）概念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，具有推动细菌运动功能，为细菌的“运动器官”。Manyprokaryotesaremotile,andthisabilitytomoveindependentlyisusuallyduetoaspecialstructure,theflagellum(plural,flagella).畜牧微生物学第一章原核细胞微生物FlagellarArrangements畜牧微生物学第一章原核细胞微生物（2）观察和判断细菌鞭毛的方法电子显微镜直接观察鞭毛长度：15～20μm；直径：0.01～0.02μm光学显微镜下观察：鞭毛染色和暗视野显微镜根据培养特征判断：

半固体穿刺、菌落（菌苔）形态畜牧微生物学第一章原核细胞微生物Themajorityofmotileprokaryotesmovebymeansofflagella畜牧微生物学第一章原核细胞微生物3、纤毛(fimbria，复数fimbriae)

长在细菌体表的纤细、中空、短直、数量较多的蛋白质类附属物，具有使菌体附着于物体表面的功能。畜牧微生物学第一章原核细胞微生物Fimbriaecanbeevenlydistributedovertheentiresurfaceofthecell.Theycannumberanywherefromafewtoseveralhundredpercell.Fimbriaeallowacelltoadheretosurfacesincludingthesurfacesofothercells.Pili

areusuallylongerthanfimbriaeandnumberonlyoneortwopercell.PilifunctiontojoinbacterialcellspriortothetransferofDNAfromonecelltoanother.

Fpilus畜牧微生物学第一章原核细胞微生物每个细菌约有250～300条菌毛。有菌毛的细菌一般以革兰氏阴性致病菌居多，借助菌毛可把它们牢固地粘附于宿主的呼吸道、消化道、泌尿生殖道等的粘膜上，进一步定植和致病。畜牧微生物学第一章原核细胞微生物性纤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。性毛一般见于革兰氏阴性细菌的雄性菌株（即供体菌）中，其功能是向雌性菌株（即受体菌）传递遗传物质。有的性毛还是RNA噬菌体的特异性吸附受体。畜牧微生物学第一章原核细胞微生物4、特殊的休眠构造——芽孢Certainspeciesofbacteriaproducespecialstructurecalledendospores.Theyareveryresistanttoheatandcannotbedestroyedeasily,evenbyharshchemicals.Endosporesarealsoresistanttootherharmfulagentssuchasdrying,radiation,acidsandchemicaldisinfectants.畜牧微生物学第一章原核细胞微生物（2）细菌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最重要的指标。芽孢是细菌的休眠体，在适宜的条件下可以重新转变成为营养态细胞；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和鉴定中的重要指标。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。（相差显微镜直接观察；芽孢染色）畜牧微生物学第一章原核细胞微生物畜牧微生物学第一章原核细胞微生物Summary1,Prokaryoticgeneticmaterialislocatedinanareacalledthenucleoidandisnotenclosedbyamembrane.2,Mostbacteriahaveacellwalloutsidetheplasmamembranetogivethemshapeandprotectthemfromosmoticlysis.Bacterialwallsarechemicallycomplexandusuallycontainpeptidoglycan.畜牧微生物学第一章原核细胞微生物3,BacteriaoftenareclassfiedaseithergrampositiveorgramnegativebasedondifferencesincellwallstructureandtheirresponsetoGramstaining.Gram-positivewallshavethick,homogeneouslayersofpeptidoglycanandteichoidacid.Gram-negativebacteriahaveathinpeptidoglycanlayersurroundedbyacomplexoutermembranecontaininglipopolysaccharides

andothercomponents畜牧微生物学第一章原核细胞微生物4,Somebacteriaaremotile,usuallybymeansofflagella,andbacterialspeciesdifferinthenumberanddistributionoftheirflagella.5,Structuressuchascapsules,fimbriae,andsexpiliarefoundoutsideofsomebacterialcellwall.6,Somebacteriasurviveadverseenvironmentalconditionsbyformingendospores,dormantstructuresresistanttoheat,desiccationandmanychemicals.畜牧微生物学第一章原核细胞微生物第一节细菌细菌的大小、形态与排列细菌的构造细菌的观察方法微生物的生长代谢与繁殖细菌的人工培养细菌的分类与命名畜牧微生物学第一章原核细胞微生物普通光学显微镜三、细菌的观察方法畜牧微生物学第一章原核细胞微生物细菌染色法死菌活菌：用美兰或TTC（氧化三苯基四氮唑）等作活菌染色正染色负染色：荚膜染色法等简单染色法鉴别染色法革兰氏染色法抗酸性染色法芽胞染色法姬姆萨染色法细菌的染色观察畜牧微生物学第一章原核细胞微生物倒置显微镜inversemicroscope金黄地鼠肾细胞BHK21畜牧微生物学第一章原核细胞微生物暗视野显微镜darkfieldmicroscope畜牧微生物学第一章原核细胞微生物荧光显微镜Fluorescencemicroscope荧光显微镜照片（微管呈绿色、微丝红色、核蓝色）

畜牧微生物学第一章原核细胞微生物透射电子显微镜TEM狂犬病病毒TEM畜牧微生物学第一章原核细胞微生物扫描电子显微镜SEM人类血细胞SEM照片

畜牧微生物学第一章原核细胞微生物畜牧微生物学第一章原核细胞微生物细菌的培养生长性状观察（P15）在一定的培养基中的菌落形态、大小、色泽、气味等是细菌学鉴定的重要内容菌落（colony)：单个微生物在适宜的固体培养基表面或内部生长、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。菌苔（lawn）：当固体培养基表面众多菌落连成一片时，便成为菌苔。畜牧微生物学第一章原核细胞微生物Colony菌落Formation:BinaryFission二分裂CellsdivideexponentiallyEachspeciesexhibitcharacteristiccoloniesBestdescriptions:completebutconcise畜牧微生物学第一章原核细胞微生物ColonyDescription1.Shapeandsize:Round,irregular,punctiform(tiny)(似)点的2.Margin(edge)边缘:Smooth,undulate波浪形(wavy),lobate有叶状膜3.Elevation隆凸:Convex凸面的,flat,raised4.Color:Opaque不透明的,translucent半透明,shiny有光泽5.Texture质地:Moist,mucoid粘液样的,dry(orrough)畜牧微生物学第一章原核细胞微生物畜牧微生物学第一章原核细胞微生物Bacillussubtilis枯草芽胞杆菌Colonyshapeandsize:irregularMargin(edge):undulate(wavy)Elevation:umbonate脐状突起Color:white,dullTexture:dry(orrough)畜牧微生物学第一章原核细胞微生物在半固体培养基上（内）的群体形态根据明胶液化层中呈现的不同形状判断某细菌是否产蛋白酶根据半固体直立柱表面和穿刺线上细菌群体的生长状态和有否扩散现象判断该菌的运动能力畜牧微生物学第一章原核细胞微生物在液体培养基上（内）的群体形态畜牧微生物学第一章原核细胞微生物畜牧微生物学第一章原核细胞微生物（一）微生物的化学组成主要元素：碳、氢、氧、氮、磷、硫、钾、镁、钙等微量元素：锌、锰、氯、钼、硒、钴、铜等占细菌细胞干重的95%四微生物的生长代谢与繁殖95%ormoreofcelldryweightismadeupofafewmajorelements:carbon,oxygen,hydrogen,nitrogen,sulfur,phosphorus,potassium,calcium,magnesiumandiron.Thefirstsix(C,H,O,N,PandS)arecomponentsofcarbonhydrates,lipids,proteinsandnucleicacids畜牧微生物学第一章原核细胞微生物（一）微生物的化学组成

1．有机物：蛋白质、糖、脂类、核酸、维生素及其降解产物.2．无机物：1)与有机物结合

2)单独存在于细胞中的无机盐

3、水：以游离水和结合水两种形式存在

四微生物的生长代谢与繁殖畜牧微生物学第一章原核细胞微生物（二）细菌物营养需要四微生物的生长代谢与繁殖1.Carbonsource碳源2.Nitrogensource氮源3.Energy能量4.Growthfactor生长因子5.Inorganicsubstance无机物6.Water水畜牧微生物学第一章原核细胞微生物1.水水的生理功能①起到溶剂与运输介质的作用，营养物质的吸收与代谢产物的分泌必须以水为介质才能完成；②参与细胞内一系列化学反应；③维持蛋白质、核酸等生物大分子稳定的天然构象；④因为水的比热高，是热的良好导体，能有效地吸收代谢过程中产生的热并及时地将热迅速散发出体外，大而有效地控制细胞内温度的变化；⑤通过水合作用与脱水作用控制由多亚基组成的结构，如微管、鞭毛的组装与解离。⑥保持充足的水分是细胞维持自身正常形态的重要因素。（二）营养物质及其生理功能四微生物的生长代谢与繁殖畜牧微生物学第一章原核细胞微生物2.碳素在微生物生长过程中能为微生物提供碳素来源的物质。碳源谱｛有机碳无机碳异养微生物自养微生物（二）营养物质及其生理功能四微生物的生长代谢与繁殖畜牧微生物学第一章原核细胞微生物类型元素水平化合物水平培养基原料水平有机碳C·H·O·N·X复杂蛋白质、核酸等牛肉膏、蛋白胨、花生饼粉等C·H·O·N多数氨基酸、简单蛋白质等一般氨基酸、明胶等C·H·O糖、有机酸、醇、脂类等葡萄糖、蔗糖、各种淀粉、糖蜜等C·H烃类天然气、石油及其不同馏份、石蜡油等无机碳C(?)——C·OCO2CO2C·O·XNaHCO3NaHCO3、CaCO3、等微生物的碳源谱畜牧微生物学第一章原核细胞微生物2.碳源微生物利用的碳源物质主要有糖类、有机酸、醇、脂类、烃、CO2及碳酸盐等。对于为数众多的化能异养微生物来说，碳源是兼有能源功能营养物。目前在微生物工业发酵中所利用的碳源物质主要是单糖、淀粉、麸皮、米糠等。（二）营养物质及其生理功能四微生物的生长代谢与繁殖畜牧微生物学第一章原核细胞微生物3.氮素凡是能被用来构成菌体物质中或代谢产物中氮素来源的营养物质称为氮源。氮源谱有机氮无机氮蛋白质核酸氨基酸尿素NH3铵盐硝酸盐N2（二）营养物质及其生理功能四微生物的生长代谢与繁殖畜牧微生物学第一章原核细胞微生物3.氮素氨基酸自养型生物：能利用尿素、铵盐、硝酸盐甚至氮气的生物氨基酸异养型生物：不能利用尿素、铵盐、硝酸盐常用的蛋白质类氮源包括蛋白胨、鱼粉、蚕蛹、黄豆饼粉、玉米浆、牛肉浸膏、酵母浸膏等按氮源的不同生物可分为：（二）营养物质及其生理功能四微生物的生长代谢与繁殖畜牧微生物学第一章原核细胞微生物4.无机盐为微生物细胞生长提供碳、氮源以外的多种重要元素（包括大量元素和微量元素）的物质，多以无机盐的形式供给。大量元素：P、S、K、Mg、Ca、Na、Fe（10-3~10-4mol/L）微量元素：Cu、Zn、Mn、Mo、Co（10-6~10-8mol/L）（二）营养物质及其生理功能四微生物的生长代谢与繁殖畜牧微生物学第一章原核细胞微生物

细胞内一般分子成分（P、S、Ca、Ma、Fe等）一般功能渗透压的维持（Na+等）生理调节物质酶的激活剂（Ma2+等）大量元素pH的稳定无化能自养菌的能源（S、Fe2+、NH4+、NO2-等）机特殊功能盐无氧呼吸时的氢受体（NO3-、SO42-等）酶的激活剂（Cu2+、Mn2+

、Zn2+等）微量元素特殊分子结构成分（Co、Mo等）无机盐的生理功能畜牧微生物学第一章原核细胞微生物5.生长因子那些微生物生长所必需而且需要量很小，但微生物自身不能合成的或合成量不足以满足机体生长需要的有机化合物。微生物生长因子需要量（ml-1）III型肺炎链球菌胆碱6ug金黄色葡萄球菌硫胺素0.5ng白喉棒杆菌B-丙氨酸1.5ug破伤风梭状芽孢杆菌尿嘧啶0-4ug肠膜状串珠菌吡哆醛0.025ug（二）营养物质及其生理功能四微生物的生长代谢与繁殖畜牧微生物学第一章原核细胞微生物（三）微生物的营养类型划分依据营养类型特点碳源自养型异养型以CO2

为唯一或主要碳源以有机物为碳源能源光能营养型化能营养型以光为能源以有机物氧化释放的化学能为能源电子供体无机营养型有机营养型以还原性无机物为电子供体以有机物为电子供体四微生物的生长代谢与繁殖畜牧微生物学第一章原核细胞微生物营养类型电子供体碳源能源举例光能自养型H2、H2S、S、H2OCO2光能蓝细菌、藻类光能异养型有机物有机物光能红螺细菌化能自养型H2、H2S、NH3、NO2-、Fe2+CO2化学能（无机物氧化）氢细菌、硫杆菌、硝化杆菌等化能异养型有机物有机物化学能（有机物氧化）全部真核微生物、绝大多数细菌（三）微生物的营养类型四微生物的生长代谢与繁殖畜牧微生物学第一章原核细胞微生物（四）细菌的酶四微生物的生长代谢与繁殖胞内酶：仅于胞内存在和起作用的酶，如各种呼吸酶类。胞外酶：分泌于胞外的酶，如水解酶类。畜牧微生物学第一章原核细胞微生物根据物质运输过程的特点，可将物质的运输方式分为单纯扩散促进扩散主动运输基团转移四微生物的生长代谢与繁殖（五）细菌对营养物质的摄取Uptakeofnutrients

Nutrientmoleculesfrequentlycannotcrossselectivelypermeableplasmamembranesthroughpassivediffusionandmustbetransportedbyoneofthreemajormechanismsinvolvingtheuseofmembranecarrierproteins.畜牧微生物学第一章原核细胞微生物特点：①物质在扩散过程中没有发生任何反应；②不消耗能量；不能逆浓度运输；③运输速率与膜内外物质的浓度差成正比

1．单纯扩散Afewsubstances,suchasglycerol,cancrosstheplasmamembranebypassivediffusion.Passivediffusionistheprocessinwhichmoleculesmovefromaregionofhigherconcentrationtooneoflowerconcentrationasaresultofrandomthermalagitation.畜牧微生物学第一章原核细胞微生物

1．单纯扩散畜牧微生物学第一章原核细胞微生物

2．促进扩散Therateofdiffusionacrossselectivelypermeablemembranesisgreatlyincreasedbytheuseofcarrierproteins.Sincethediffusionprocessisaidedbyacarrier,itiscalledfacilitateddiffusion.Therateoffacilitateddiffusionincreaseswiththeconcentrationsgradientmuchmorerapidlyandatlowerconcentrationsofthediffusingmoleculethanthatofpassivediffusion畜牧微生物学第一章原核细胞微生物

2．促进扩散畜牧微生物学第一章原核细胞微生物特点：①不消耗能量②参与运输的物质本身的分子结构不发生变化③不能进行逆浓度运输④运输速率与膜内外物质的浓度差成正比⑤需要载体参与

2．促进扩散畜牧微生物学第一章原核细胞微生物主动运输是广泛存在于微生物中的一种主要的物质运输方式。它的一个重要特点是物质运输过程中需要消耗能量和载体，而且可以进行逆浓度运输。

3．主动运输Activetransportisthetransportofsolutemoleculestohigherconcentrations,oragainstaconcentrationgradient,withtheuseofmetabolicenergyinput.

畜牧微生物学第一章原核细胞微生物

3．主动运输主动运输模式图细胞膜细胞膜外细胞膜内恢复原构象移位再循环结合构象改变ADP+PiATP畜牧微生物学第一章原核细胞微生物

3．主动运输畜牧微生物学第一章原核细胞微生物基团转位又称为磷酸烯醇式丙酮酸--磷酸糖转移酶运输系统（PTS）。基团移位是另一种类型的主动运输，它与主动运输方式的不同之处在于它有一个复杂的运输系统来完成物质的运输，而物质在运输过程中发生化学变化。

4．基团移位

基团转移主要存在于厌氧型和兼性厌氧型细胞中，主要用于糖的运输，脂肪酸、核苷、碱基等也可以通过这种方式运输。畜牧微生物学第一章原核细胞微生物畜牧微生物学第一章原核细胞微生物畜牧微生物学第一章原核细胞微生物根据细菌对分子氧的需要与否，把细菌的呼吸作用分为有氧呼吸、无氧呼吸和兼性厌氧呼吸三种类型。（六）细菌的呼吸四微生物的生长代谢与繁殖呼吸作用:有外援的最终电子受体的生物氧化模式；★呼吸作用又可分为两类：有氧呼吸——最终电子受体是分子氧O2;无氧呼吸——最终电子受体是O2以外的无机氧化物，如NO3-、SO42-等.畜牧微生物学第一章原核细胞微生物

1．碳水化合物的代谢及其产物不同种类的细菌具有不同的酶系统，因而分解糖的种类也不一样，有的分解后产酸，有的产酸并产气，利用这种特性，有助于细菌的分类和鉴定。

2．含氮化合物的代谢及其产物细菌对氨基酸的分解较为复杂，细胞内的酶将蛋白质分解成氨基酸，经过脱氨基或脱羧基，或经由其他方式进行分解。常用液化明胶、消化凝固的卵白或血清、胨化酪蛋白等试验对细菌加以鉴别和分类。也可通过检测某些蛋白的代谢产物来鉴定细菌，如大肠杆菌、变形杆菌等具有色氨酸酶可分解色氨酸产生靛基质(indol)；沙门氏菌能分解含硫氨基酸产生H2S；有些菌能分解尿素、还原硝酸盐等。（七）细菌的代谢及其产物四微生物的生长代谢与繁殖畜牧微生物学第一章原核细胞微生物畜牧微生物学第一章原核细胞微生物畜牧微生物学第一章原核细胞微生物3．细菌的其他代谢产物

(1)无机酸、有机酸和氨基酸

(2)醇类、酯类和其他芳香物质

(3)气体

(4)维生素及其他生长刺激素

(5)抗生素(6)毒素(7)热(8)热原质(9)色素(10)光畜牧微生物学第一章原核细胞微生物生长——微生物细胞吸收营养物质，进行新陈代谢，当同化作用>异化作用时，生命个体的重量和体积不断增大的过程。繁殖——生命个体生长到一定阶段，通过特定方式产生新的生命个体，即引起生命个体数量增加的生物学过程。发育——从生长到繁殖，是生物的构造和机能从简单到复杂、从量变到质变的发展变化过程，这一过程称为发育。个体生长——微生物细胞个体吸收营养物质，进行新陈代谢，原生质与细胞组分的增加为个体生长。群体生长——群体中个体数目的增加。可以用重量、体积、密度或浓度来衡量。（八）细菌的生长和繁殖四微生物的生长代谢与繁殖畜牧微生物学第一章原核细胞微生物个体生长个体繁殖群体生长群体生长个体生长+个体繁殖由于微生物的个体极小，所以常用群体生长来反映个体生长的状况（八）细菌的生长和繁殖四微生物的生长代谢与繁殖畜牧微生物学第一章原核细胞微生物Threeprocesses:Increaseincellsize(cellelongation)DNAreplicationCelldivision

2.二分裂繁殖(Binaryfision)畜牧微生物学第一章原核细胞微生物畜牧微生物学第一章原核细胞微生物外界环境因素对细菌的生长繁殖有很大的影响和限制，不能无限制地生长繁殖下去，在特定环境或培养基(特别是液体培养基)内，常呈现一定

的生长曲线(growthcurve)，并可区分为4个时期

3.细菌的繁殖速度与生长曲线畜牧微生物学第一章原核细胞微生物将少量单细胞的纯培养，接种到一恒定容积的新鲜液体培养基中，在适宜条件下培养，每隔一定时间取样，测菌细胞数目。以培养时间为横坐标，以细菌增长数目的对数为纵坐标，绘制所得的曲线。生长曲线的制作畜牧微生物学第一章原核细胞微生物延滞期对数期稳定期衰亡期(a)

Lagphase:cellsbegintosynthesizeinducibleenzymesandusestoredfoodreserves.(b)

Logarithmicgrowthphase:therateofmultiplicationisconstant.(c)

Stationaryphase:deathrateisequaltorateofincrease.(d)Deathphase:cellsbegintodieatamorerapidratethanthatofreproduction.

畜牧微生物学第一章原核细胞微生物其它名称：停滞期、调整期、适应期1.现象：活菌数没增加，曲线平行于横轴。2.特点：生长速率常数=0细胞形态变大或增长3.原因：适应新的环境条件，合成新的酶，积累必要的中间产物

Bacteriaare“checkingout”theirsurroundingsCellsareveryactivemetabolically#ofcellschangesverylittle1hourtoseveraldays①迟缓期（lagphase）畜牧微生物学第一章原核细胞微生物其他名称：指数期现象：细胞数目以几何级数增加，其对数与时间呈直线关系。特点：生长速率常数最大，即代时最短细胞进行平衡生长，菌体大小、形态、生理特征等比较一致代谢最旺盛Rapidcellgrowth(exponentialgrowth)bybinaryfissionwithhighestR,PopulationdoubleseverygenerationActivemetabolism&sensitivetoadverseconditions–antibiotics,anti-microbialagents②对数期（logarithmicphase）畜牧微生物学第一章原核细胞微生物又称：恒定期或最高生长期特点：①微生物的生长速率处于动态平衡，培养物中的细胞数目达到最高值。

Dynamicbalance:deathrate=rateofreproduction②细胞分裂速度下降，开始积累内含物。

Endosporeswouldformnow

。产生原因：Begintoencounterenvironmentalstress–lackofnutrientsorwater–notenoughspace–metabolicwastes–O2–pH③稳定期（stationaryphase）畜牧微生物学第一章原核细胞微生物特点：①Deathrate>Reproductionrate

，群体中的活菌数目急剧下降，出现“负生长”。②细胞内颗粒更明显，细胞出现多形态、畸形或衰退形，芽孢开始释放。③因菌体本身产生的酶及代谢产物的作用，使菌体死亡、

Autolysis自溶等，发生自溶的菌生长曲线表现为向下跌落的趋势。releaseofSynthesisofantibiotics&releaseofendospore

产生原因：生长条件的进一步恶化，使细胞内的分解代谢大大超过合成代谢，继而导致菌体的死亡Duetolimitingfactorsintheenvironment④衰亡期（declinephase）畜牧微生物学第一章原核细胞微生物培养基定义：由人工配制的基质，含有细菌等生长繁殖所必需的营养物质，常用于分离、培养、鉴定和研究细菌等微生物。特点：任何培养基都应具备微生物所需要的六大营养要素，且应比例适当。所以一旦配成必须立即灭菌。用途：促使微生物生长；积累代谢产物；分离微生物菌种；鉴定微生物种类；微生物细胞计数；菌种保藏；制备微生物制品五细菌的人工培养畜牧微生物学第一章原核细胞微生物培养基的类型及应用畜牧微生物学第一章原核细胞微生物Agar琼脂——theusualgellingagent胶凝剂ForsolidorsemisolidmediumAhydrocolloid水状胶体derivedfromredalgaeUniquephysicalproperties:1.meltsat100degrees2.remainsliquiduntilcooledto45℃atwhichitgels3.Notmetabolizedbymostbacteria–relativelyinert4.simplyholds(gels)nutrientsinaquaeoussolution.5.Nontoxictomostorganisms畜牧微生物学第一章原核细胞微生物培养基的类型及应用按成分不同划分天然培养基合成培养基exactchemicalcompositionisnotknown；mostbacteriaandfungiaregrownwiththis；牛肉膏蛋白胨培养基、麦芽汁培养基theexactchemicalcompositionisknownusedtogrowfastidiousorganisms高氏1号培养基、查氏培养基畜牧微生物学第一章原核细胞微生物培养基的类型及应用按用途不同划分基础培养基鉴别培养基含有一般微生物生长繁殖所需的基本营养物质的培养基用来将某种或某类微生物从混杂的微生物群体中分离出来的培养基选择培养基微生物产生某种代谢产物，与培养基中的特殊化学物质发生特定的化学反应，产生明显的特征变化营养培养基特殊营养物质包括血液、血清、酵母浸膏、动植物组织液等畜牧微生物学第一章原核细胞微生物畜牧微生物学第一章原核细胞微生物畜牧微生物学第一章原核细胞微生物五细菌的人工培养（二）培养条件1.温度2.酸碱度3.气体需求畜牧微生物学第一章原核细胞微生物从微生物整体来看:生长的温度范围一般在-10℃~100℃极端下限为-30℃，极端上限为105~300℃但对于特定的某一种微生物：只能在一定温度范围内生长，在这个范围内，每种微生物都有自己的生长温度三基点，即最低、最适、最高生长温度1.温度畜牧微生物学第一章原核细胞微生物根据微生物的最适生长温度的不同，可将微生物划为三个类型：低温型微生物（嗜冷微生物）中温型微生物（嗜温微生物）高温型微生物（嗜热微生物）畜牧微生物学第一章原核细胞微生物2.酸碱度微生物的生长pH值范围极广，从pH<2~>8都有微生物能生长。但是绝大多数种类都生活在pH5.0~9.0之间。微生物生长的pH值三基点：各种微生物都有其生长的最低、最适和最高pH值。低于最低、或超过最高生长pH值时，微生物生长受抑制或导致死亡。不同的微生物最适生长的pH值不同，根据微生物生长的最适pH值，将微生物分为：

嗜碱微生物：硝化细菌、尿素分解菌、多数放线菌耐碱微生物：许多链霉菌中性微生物：绝大多数细菌，一部分真菌嗜酸微生物：硫杆菌属耐酸微生物：乳酸杆菌、醋酸杆菌畜牧微生物学第一章原核细胞微生物3.气体需求微生物对氧的需要和耐受力在不同的类群中变化很大，根据微生物与氧的关系,可把它们分为几种类群:

专性需氧菌:需氧菌

微需氧菌：兼性厌氧菌耐氧厌氧菌：

厌氧菌

(专性)厌氧菌：畜牧微生物学第一章原核细胞微生物专性需氧菌（strictaerobe）必须在有分子氧的条件下才能生长，有完整的呼吸链，以分子氧作为最终氢受体，细胞含有超氧物歧化酶（SOD，superoxidedismutase）和过氧化氢酶。在有氧或无氧条件下均能生长，但有氧情况下生长得更好，在有氧时靠呼吸产能，无氧时接发酵或无氧呼吸产能；细胞含有SOD和过氧化氢酶。微需氧菌（microaerophilicbacteria）只能较低的氧分压下才能正常生长，通过呼吸链并以氧为最终氢受体而产能。兼性需氧菌（facultativeaerobe）畜牧微生物学第一章原核细胞微生物耐氧菌（aerotolerantanaerobe）可在分子氧存在下进行厌氧生活的厌氧菌。生活不需要氧，分子氧也对它无毒害。不具有呼吸链，依靠专性发酵获得能量。细胞内存在SOD和过氧化物酶，但缺乏过氧化氢酶。厌氧菌（anaerobe）分子氧对它有毒害，短期接触空气，也会抑制其生长甚至致死；在空气或含有10%CO2的空气中，在固体培养基表面上不能生长，只有在其深层的无氧或低氧化还原电势的环境下才能生长；生命活动所需能量通过发酵、无氧呼吸、循环光合磷酸化或甲烷发酵提供；细胞内缺乏SOD和细胞色素氧化酶，大多数还缺乏过氧化氢酶。畜牧微生物学第一章原核细胞微生物在培养不同类型的微生物时，要采用相应的措施保证不同微生物的生长。培养好氧微生物：需震荡或通气，保证充足的氧气。培养专性厌氧微生物：需排除环境中的氧气，同时在培养基中添加还原剂，降低培养基中的氧化还原电位势。培养兼性厌氧或耐氧微生物：可深层静止培养。畜牧微生物学第一章原核细胞微生物畜牧微生物学第一章原核细胞微生物畜牧微生物学第一章原核细胞微生物畜牧微生物学第一章原核细胞微生物畜牧微生物学第一章原核细胞微生物Asimpleruleofthumb:"ifhumanscanusesomethingforfood,manymicrobeswillalsoloveit".-humansarefastidious.Thereverseisnotalwaystrue•microbescan"digest"someverystrangesubstancesincludingcellulose,sulfur,someplastics,turkeyfeathersandasphalt柏油

畜牧微生物学第一章原核细胞微生物畜牧微生物学第一章原核细胞微生物六细菌的分类与命名（一）细菌的分类微生物的主要分类单位：依次为界(kingdom)、门（phylum或division）、纲(class)、目(order)、科(fami1y)、属(genus)、种(species)。种是最基本的分类单位，具有完全或极多相同特点的有机体构成同种。性质相似、相互有关的各种组成属。相近似的属合并为科。近似的科合并为目。近似的目归纳为纲。综合各纲成为门。畜牧微生物学第一章原核细胞微生物种以下的分类单元：在微生物种以下再分为亚种、变种、型或菌株等的级别。亚种亚种是种的进一步细分的单元，一般是指在某一个特征上与模式种有明显而稳定差异的菌种。型型（type）是同一细菌种内显示很小生物化学与生物学差异的菌株，常用于细菌（尤其是致病菌）中紧密相关菌株的区分。型是细菌亚种的再细分。菌株

菌株（strain）又称品系。一个菌株是指由一个单细胞繁衍而来的克隆（clone）或无性繁殖系中的一个微生物或微生物群体。六细菌的分类与命名（一）细菌的分类畜牧微生物学第一章原核细胞微生物伯杰氏手册美国宾夕法尼亚大学D.Bergey(1860~1937)于1923年首次出版，细菌、古生菌、蓝细菌、放线菌分类（1）伯杰氏鉴定细菌学手册：至1994年已出第九版（2）伯杰氏系统细菌学手册：1984~1989，出四卷；

2000年起第二版，出五卷古生菌界：2门、5组、8纲、11目、17科、63属、208种细菌界：16门、26组、27纲、62目、163科、814属、4727种六细菌的分类与命名（一）细菌的分类畜牧微生物学第一章原核细胞微生物微生物的名字有俗名和学名两种。俗名是通俗的名字，俗称简洁易懂，记忆方便，但是它的涵义往往不够确切，而且还有使用范围和地区性等方面的限制。学名是微生物的科学名称，它是按照有关微生物分类的国际委员会拟定的法则命名的。采用林奈氏(Linnaeus)所创立的“双名法”。采用双名法命名时，学名由属名和种名构成，用斜体表示。属名在前，而且第一个字母要大写。种名在后，全部小写。六细菌的分类与命名（二）细菌的命名畜牧微生物学第一章原核细胞微生物畜牧微生物学第一章原核细胞微生物ClassicIdentificationStandardsSolatingculture分离培养Morphology形态学Physiologicalandbiochemicaltest生理生化测试Growthandecologicalfeatures生长生态特点Lifecycle生活史Serology血清学Sensitivitytophage对噬菌体敏感性Other动物实验等畜牧微生物学第一章原核细胞微生物形态学和生理生化特征——

个体形态学特征特征不同类群的鉴别细胞形态形状球形、杆状、弧形、螺旋形、丝状、分枝及特殊形状大小细胞的宽度和直径排列单个、成对、成链或其他特殊排列方式特殊的细胞结构鞭毛有无鞭毛、着生位置及其数量芽孢有无、形状、着生位置、孢囊是否膨大孢子形状、着生位置、数量及排列其他荚膜、细胞附属物，如柄、丝状物、超徽结构细胞壁、细胞内膜系统细胞内含物异染颗粒、硫粒、气泡、伴孢晶体等染色反应革兰氏染色、抗酸性染色运动性鞭毛泳动、滑行、螺旋体运动方式六细菌的分类与命名（三）细菌的鉴定畜牧微生物学第一章原核细胞微生物形态学和生理生化特征——

个体形态学特征畜牧微生物学第一章原核细胞微生物形态学和生理生化特征——

个体形态学特征畜牧微生物学第一章原核细胞微生物形态学和生理生化特征——

个体形态学特征畜牧微生物学第一章原核细胞微生物形态学和生理生化特征——

群体形态学特征(1)平板上的菌落特征包括形状、大小、边缘、表面及质地(光滑、粗糙、湿润、干燥、光泽、暗淡、皱褶、细小颗粒状与凹凸不平等)、隆起程度、易挑取性或粘稠度、透明度与色泽等。(2)液体培养特征包括生长量、生长类型与分布、混浊度、表面生长状态、沉淀物、气味和颜色等。此外，还有斜面培养特征和穿刺培养特征等。六细菌的分类与命名（三）细菌的鉴定畜牧微生物学第一章原核细胞微生物形态学和生理生化特征——

群体形态学特征畜牧微生物学第一章原核细胞微生物畜牧微生物学第一章原核细胞微生物畜牧微生物学第一章原核细胞微生物特征不同类群的鉴别营养和生长基质氮源对蛋白质、蛋白胨、氨基酸、含氮无机物等利用碳源对各种单糖、双糖、多糖及有机酸的利用生长因子维生素、氨基酸等营养类型光能自养型、光能异养型、化能自养型、化能异养型代谢反应

水解大分子的能力

如淀粉水解、油脂水解、明胶液化和酪素水解等试验

分解糖或醇类产酸和(或)气体

如糖或醇类发酵试验、甲基红试验、V．P．试验

分解蛋白陈中氨基酸

如吲哚试验和H2S试验

用作分类特征的酶

氧化酶、凝固酶、氨基酸脱羧酶、精氨酸双水解酶等

次级代谢产物

产色素、抗生素等

抗逆性

对抗生素、染料和化学药品等抗微生物因子的反应

噬菌体分型

噬菌体与宿主细菌的关系有高度特异性

形态学和生理生化特征——

生理生化特征畜牧微生物学第一章原核细胞微生物形态学和生理生化特征——

生理生化特征畜牧微生物学第一章原核细胞微生物特征不同类群的鉴别需氧性好氧、厌氧、兼性厌氧、微好氧对温度的适应性最适、最低、最高生长温度、致死湿度对pH值的适应性生长的pH范围对渗透压的适应性对盐浓度的适应性及嗜盐性与宿主的关系共生、寄生、致病性等形态学