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1、第二章 环境中的主要微生物类群,根据有无细胞及细胞结构的差异，可将微生物分成三大类群：,真核微生物,原核微生物,非细胞型微生物,原核微生物与真核微生物的细胞区别：,线粒体,第一节 原核微生物,原核微生物是指具有原始细胞核的单细胞，包括：,本章重点介绍细菌、放线菌、蓝细菌三类。,螺旋体,支原体,衣原体,立克次氏体,蓝细菌,放线菌,细菌,一、细菌,细菌的形态和大小 细菌的细胞结构 细菌的繁殖方式 细菌的培养特征,主要内容：,（一）细菌的大小和形态,1.细菌的形态,四种形态：球状、杆状、螺旋菌和丝状菌。,丝状菌,(1)球菌,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
2、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:,葡萄球菌,单球菌,双球菌,链球菌,四联球菌,八叠球菌,单球菌,分裂后的细胞分散而单独存在的球菌。如尿素微球菌,细胞沿一个平面分裂，新个体成对排列。如肺炎双球菌,双球菌,链球菌,四联球菌,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,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,八叠球菌,葡萄球菌,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,细胞无定向分裂，多个新个体形成一个不规
3、则的群体，犹如一串葡萄。如金黄色葡萄球菌,（2）杆菌,短杆状、长杆状、棒杆状、梭状杆状、月亮状、竹节状等；,杆菌的形态：,按杆菌细胞繁殖后的排列方式则有链状、栅状、“八”字状以及有鞘衣的丝状等。,（3）螺旋菌,旋状的细菌称为螺旋菌。根据其弯曲情况分为： 弧菌：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：螺旋满26环，螺旋状 例：干酪螺菌 螺旋体：旋转周数在6环以上，菌体柔软。 例：梅毒密螺旋体,（4）丝状菌,（5）细菌的特殊形态：,由一系列杆状细菌构成的外有衣鞘的丝状体。 常见于水体、潮湿土壤和污水生物处理中，有30多种，如球衣菌等。,2.细菌的大小,细菌大小的测定：,(
4、1)测量：测微尺 (2)长度单位：微米(m) (3)表示： 球菌：直径 0.2 1.5m， 杆菌：长宽 长1 5m，宽0.5 1m。 螺菌： 宽、长、螺距 直径：0.55um，长度不等。,例如：大肠杆菌：平均长度：2m ；宽度0.5m 1500个大肠杆菌头尾相接等于3mm；109个大肠杆菌重1mg。,一般情况下,同一种杆菌的宽度比较稳定,但它的长度经常随培养时间、培养条件的不同而有较大的变化。,3.影响细菌形态的因素：,所以细菌本身情况及培养时间、培养温度、培养基成分、浓度、pH值等环境条件对细菌形态都有明显的影响。所以，有关细菌大小的记载，常是平均值或代表性数值。,（1）菌种：由于菌种不同，
5、细菌的大小存在很大的差异；,（2）菌龄：对于同一个菌种，细胞的大小也常随着菌龄变化：一般处于幼龄阶段，细菌形态正常、整齐，表现出特定的形态。,（3）营养条件：生长条件适宜时细菌形态正常、整齐，表现出特定的形态。在较老的培养物中，或不正常的条件下，细胞常出现不正常形态，尤其是杆菌，有的细胞膨大，有的出现梨形，有的产生分枝，有时菌体显著伸长以至呈丝状等异常形态。若将它们转移到新鲜培养基中或适宜的培养条件下又可恢复原来的形态。,（4）染色情况：对于同一个菌种染色前后其细胞大小都有所不同。,（二）细菌的细胞结构,细菌细胞由外向里依次有:,鞭毛、菌（纤）毛、荚膜、细胞壁、细胞膜、细胞质、核质，细胞质中又
6、有液泡、储存性颗粒等。,1.基本结构,革兰氏染色法,（1） 细胞壁与革兰氏染色,保护细胞免受外力的损伤；,阻拦大分子物质进人细胞；,使某些细菌具有致病性及对噬菌体的敏感性。,固定细胞外形；,细胞壁包在细胞最外层的薄膜。,主要功能是:,革兰氏染色由丹麦科学家Gram在1884年建立，是细菌学上最重要的鉴别染色法。通过革兰氏染色法可将细菌分成革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌两大类。,染色过程,染色要点：,涂片,结晶紫初染,碘液媒染,酒精脱色30S,判断：,革兰氏阳性菌 （紫阳G）,革兰氏阴性菌 （红阴G -）,两种最常见的细菌细胞壁结构,请对照两种细菌细胞壁的不同结构，说明为什么染色上会有区别？,革兰氏
7、染色的作用机理,由于G+菌的细胞壁较厚，肽聚糖含量高，构成的网格结构 紧密，含脂量低，当用酒精脱色时，肽聚糖网孔因脱水而缩 小，降低了细胞壁的通透性，使“结晶紫碘”复合物不易被洗 脱而保留在细胞内，导致菌体呈深紫色。而G-菌的细胞壁薄， 肽聚糖含量少，构成的网格结构疏松，而脂类含量高，当用酒 精脱色时，脂类物质溶解使细胞壁的通透性增大，从而使“结晶 紫碘”的复合物较易被洗脱出来。故菌体呈复染液的红色。,1.革兰氏染色的关键步骤是什么？ 2.如果酒精脱色时间不够或过度，会出现什么结果？,提问：,脱色不够 假阳性 脱色过度 假阴性,(2)细胞质膜,内含物：,核糖体、气泡、内含颗粒,细胞质是细胞膜以
8、内、核质以外的无色透明、粘稠的复杂胶体。,(3)细胞质及内含物（亦称原生质）,是外侧紧贴细胞壁内侧包围细胞质的半透性薄膜。,成份：磷脂、蛋白质,结构：液态镶嵌结构，具有流动性和选择渗透性,作用：具有运输物质，调节渗透压、参与生物合成和能量供给等功能。,作用：内容物不同功能各异。以贮存各种营养物为主要功能。,成份：水、蛋白质、脂类、核酸、无机盐、糖等,(4)原核与质粒,质粒:,原核:,又称拟核，由一条环状双链的DNA分子高度折叠缠绕而成。功能是决定遗传性状和传递遗传信息。,原核外的具有遗传信息的小环状的DNA分子。,数量不定，不能自发产生、但可单独转移而不影响生存，可自我复制并稳定遗传。,控制细
9、菌的降解能力或耐受能力。,可通过遗传工程组建超级菌，加快环境顽固污染物的降解。,如抗药性质粒使细菌具有抗药性；降解性质粒使细菌具有降解复杂有机物的能力。,特点：,作用：,意义：,2.特殊结构,(1)荚膜,主要成分：水（90%98%）、多糖、多肽、脂类等。,在代谢过程中分泌于细胞壁外的粘液性物质。,功能：,保护功能（抗干燥、抗吞噬）,贮藏养料,生物吸附（菌胶团）,分类鉴定的依据之一,粘度大，稳定地附着于细胞壁上； 在CN高、通气好时形成； 极难染色（采用负染色法）,特点：,菌胶团:,衣鞘:,具有较强的吸附和氧化有机物的能力。 具有较好的沉降性能。,由多个菌体的荚膜物质硬质化而形成透明坚硬的壳。
10、常见于丝状菌。,球形、椭圆形、蘑菇形、分支状、垂丝状及不规则状,由多个菌体的荚膜物质互相融合形成公共荚膜，内含多个菌体的细菌集团。,形态:,菌胶团功能：,(2)芽孢,结构：,在细胞内形成一个对不良环境具有极强抗性的圆形或椭圆型的休眠体。,形态与位置,形态：,圆形、椭圆形、圆柱形,位置：,中间、一端、偏端,休眠能力,几年几十年甚至几百年几千万年,抗逆性,由外至内依次为外壳、中层、内层。,抗热,营养细胞 7080 10min 死亡,芽孢 沸水中 能生存数小时,抗药性,营养细胞 5%的苯酚溶液 立即死亡,休眠细胞 5%的苯酚溶液 存活15天,抗辐射,抗干燥,沙漠中大量存在枯草杆菌的芽孢,抗逆境的原因
11、：,具厚而致密的壁 不易透水且是含水率低（40%左右）的休眠体 含2，6-吡啶二羧酸及大量的Ca2+（形成极为耐热的凝胶状物质） 含耐热性酶,细菌在养料耗尽时停止生长形成芽孢。,芽孢在合适的环境中（一般6070，数分钟便可使芽孢停止休眠而萌发）恢复普通的细胞结构，失去抗逆境能力。,芽孢孢子或种子,思考：,为什么在实验室进行灭菌处理时，以杀灭芽孢作为灭菌是否彻底的标志？,炭疽芽孢杆菌,(3)鞭毛,由细胞质膜伸出体外呈波状弯曲的细丝。,是细菌的“运动器官”。,特点:,非常纤细而且极易脱落（直径为菌体的1/20），需经特殊染色方可在光学显微镜下观察到。,鞭毛的着生位置、数量和排列方式因种而异。,功能
12、：细菌藉鞭毛趋避运动,化学成分:主要是蛋白质,伤寒杆菌,(三)细菌的主要繁殖方式二分裂法,细菌的繁殖方式很多， 主要是以无性的二分裂繁殖,在适宜的条件下，大部分细菌繁殖迅速，如大肠杆菌在最合适的条件下，每分裂1次，只约需12.520min。,(四)细菌的培养特征,固体培养基向液体培养基中加入2琼脂。,1.细菌在固体培养基上的培养特征,菌落固体培养基上由一个细菌繁殖后的子细胞群落。,单菌落（纯菌落）,决定菌落特征主要因素有：,微生物遗传特性，生长行为，培养条件。,啤酒红酵母菌菌落,霉菌菌落,菌落特征,小、湿润、粘稠、与基质结合松散，易被剥离，质地均匀，各部位颜色一致。,表面特征描述 边缘特征描述 隆起特征描述,菌落描述,细菌菌落的共同特征：,2.细菌在液体培养基上的培养特征,在液体培养基表面形成膜； 或使培养液混浊； 或产生絮状沉淀。,复习题,1、 概念： 质粒、荚膜、菌胶团、鞭毛、芽孢、菌落 2、问答题 （1）原核细胞与真核细胞有什么区别？ （2）细菌的基本结构和特殊结构都包括那些？ （3）试绘出细菌细胞构造模式图，并注明一般结构和特殊结构。 （4）什么是革兰氏染色法？它的主要步骤是什么？哪一步是关键？ （5） 革兰氏染色的作用机理 （6） 质粒的特点？ （7） 芽孢抗性强的原因？ （8） 细菌的主要繁殖方式是什么？ （9） 菌落的特征取决哪些因素？,
