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1、第二章 原核微生物 II,了解细菌的培养特征了解细菌的物理化学性质了解蓝细菌的形态了解放线菌的繁殖方式理解放线菌的菌落特征掌握放线菌的形态和细胞构造了解立克次氏体、支原体及衣原体的细胞结构特点,重点：细菌和放线菌的形态和结构及其菌落特征。难点：细菌细胞壁的结构特征以及与革兰氏染色的关系。,重点及难点,三、细菌的培养特征,细菌在固体培养基上的培养特征 细菌在明胶培养基中的培养特征 细菌在半固体培养基中的培养特征 细菌在液体培养基中的培养特征,（1）固体培养基上的培养特征：菌落特征菌落：由单个或少量同种微生物细胞在固体培养基表面或内部繁殖出来的，有一定形态和构造、肉眼可见的子细胞集团。一定条件下形
2、成的菌落特征具有一定的稳定性和专一性，是衡量菌种纯度、辨认和鉴定菌种的重要依据。,菌落特征取决于组成菌落的细胞结构和生长行为，可以从三方面观察 a、表面特征：光滑或粗糙，干燥还是湿润 b、边缘特征：有的圆形，边缘整齐；波状、裂叶状，锯齿状、毛发状、花瓣状等 c、纵剖面的特征：平坦、扁平、隆起、凸起、乳头状等,凝胶状、表面较光滑、湿润、与培养基结合不紧密，易挑取，正反颜色一致。,细菌菌落一般特点,不同形态结构细菌的菌落的特点,球菌菌落：小、圆、隆起、边缘整齐 杆菌菌落：较大、较圆 鞭毛菌菌落：大、扁平、形态不规则或边缘多缺刻 芽孢菌菌落：不透明、粗糙、多褶皱、边缘不规则 荚膜菌菌落：光滑、粘稠、
3、湿润（透明蛋清状）,光滑型菌落,肺炎克雷伯氏菌在DHL培养基上菌落形态,粘膜肺炎球菌在血琼脂平板上菌落,枯草芽孢杆菌菌落形态粗糙型菌落,获得微生物菌落方法,稀释平板法 平板划线法,稀释平板法,平板划线法,菌落的用途,分离纯化,分类鉴定,细胞计数,选种与育种,菌苔,同一菌体的菌苔特征和菌落特征是相同的，若有异样，则菌体受污染或变异，应分离纯化。,斜面培养基接种线上长成的一片密集的细菌群落。菌苔是由许多菌体繁殖形成（众多菌落连成一片）。,(2)明胶培养基中的培养特征,用穿刺接种法将细菌接种在明胶培养基中培养，能产生明胶水解酶水解明胶，不同的细菌将明胶水解成不同形态的溶菌区，依据这些不同形态，可将细
4、菌进行分类。,（3）半固体培养基的培养特征半固体培养基：含0.3-0.5%琼脂。穿刺培养，根据细菌的生长状态判断细菌的呼吸类型和鞭毛的有无。在表面及穿刺线上部生长好氧 沿穿刺线自下而上生长兼性厌氧或兼性好氧 只在下部生长厌氧,扩散生长有鞭毛，可运动 只沿穿刺线生长无鞭毛，不运动,（4）液体培养基 细菌在液体培养基中可以自由扩散生长，生长状态随细菌种属不同，可作为分类依据。,四、细菌的物理化学性质 （一）细菌表面电荷和等电点细菌细胞壁含有由氨基酸组成的蛋白质，因此也有等电点，在pH2-5之间。G+等电点在pH2-3，G-在4-5之间，pH3-4之间为革兰氏染色不稳定性菌。在一般的培养、染色或血清
5、实验等过程中，细菌多处于弱碱性、中性或弱酸性条件，因此细菌表面一般带负电荷，尤其G+带负电更多（磷壁酸中含有大量磷酸基）。,（二）细菌的染色原理及染色方法 1、细菌的染色原理细菌菌体透明，在显微镜下与背景反差小不易看清菌体的结构，通过染色可增加菌体与背景的反差利于观察。常用染料可分碱性染料（如结晶紫、龙胆紫、甲基紫、孔雀绿、中性红等）和酸性染料（酸性品红、刚果红、曙红等）两大类。细菌一般带负电荷，所以常用带正电的碱性染料染色。少数菌（如分支菌属和诺卡氏菌属的某些菌）用酸性染色。细菌与染料的亲和力与染色液的pH有关。,A 简单染色：常用来观察细菌的形态、大小和排列方式。用一种染液染色菌体。一般菌
6、体被染上染料的颜色。,B 复合染色法：两种染料染色，以区别细菌的革兰氏染色反应或抗酸性反应，或将菌体和某一结构染成不同颜色。,2、常用的染色法有：,3. 革兰氏染色,简单染色法正染色 革兰氏染色法鉴别染色法 抗酸性染色法芽孢染色法死菌 姬姆萨染色法负染色： 荚膜染色法等 细菌染色法活菌：用美蓝或TTC（氧化三苯基四氮唑）染色,常用的染色方法：,C.Gram（革兰）于1884年 发明的一种鉴别不同类型 细菌的染色方法。,革兰氏染色反应是细菌分类和鉴定的重要性状。革兰氏染色法（Gram stain）不仅能观察到细菌的形态而且还可将所有细菌区分为两大类：染色反应呈蓝紫色的称为革兰氏阳性细菌，用G+表
7、示；染色反应呈红色（复染颜色）的称为革兰氏阴性细菌，用G-表示。,革兰氏染色需用四种不同的溶液：碱性染料（basic dye）初染液；媒染剂（mordant）；脱色剂（decolorising agent）和复染液（counterstain）。用于革兰氏染色的初染液一般是结晶紫（crystal violet）。媒染剂的作用是增加染料和细胞之间的亲和性或附着力，即以某种方式帮助染料固定在细胞上，使不易脱落，碘（iodine）是常用的媒染剂。脱色剂是将被染色的细胞进行脱色，不同类型的细胞脱色反应不同，有的能被脱色，有的则不能，脱色剂常用95的酒精（ethanol）。复染液也是一种碱性染料，其颜色不
8、同于初染液，复染的目的是使被脱色的细胞染上不同于初染液的颜色，而未被脱色的细胞仍然保持初染的颜色，从而将细胞区分成G+和G-两大类群，常用的复染液是番红。,革兰氏染色过程：,1）结晶紫初染,2）碘溶液媒染,3）乙醇脱色,革兰氏阴性细菌呈红色革兰氏阳性细菌呈深紫色,4）番红染液复染,4、革兰氏染色的机制 （1）与等电点有关：革兰氏阳性菌等电点比阴性菌低，与草酸铵结晶紫的结合也更紧密。用碘-碘化钾媒染后，革兰氏阳性菌等电点下降更多，与结晶紫的结合更牢固，所以菌体呈紫色。而革兰氏阴性菌与结晶紫结合力弱，易被乙醇提取而脱色。 （2）与细胞壁有关：革兰氏阳性细菌的细胞壁主要是由肽聚糖形成的网状结构组成的
9、，在染色过程中，当用乙醇处理时，由于脱水而引起网状结构中的孔径变小，通透性降低，使结晶紫-碘复合物被保留在细胞内而不易脱色，因此，呈现蓝紫色；革兰氏阴性细菌的细胞壁中肽聚糖含量低，而脂类物质含量高，当用乙醇处理时，脂类物质溶解，细胞壁的通透性增加，使结晶紫-碘复合物易被乙醇抽出而脱色，然后又被染上了复染液（番红）的颜色，因此呈现红色 。,G+细菌与G-细菌细胞壁组成与构造比较,细胞壁结构与革兰氏染色的关系,革氏阳性菌与革氏阴性菌之间的区别在于细胞壁的物理性质。细胞壁中的肽聚糖本身并不被染上颜色，但它可作为渗透性屏障阻止结晶紫与碘大分子复合物的流失。,（三）细菌悬液的稳定性：细菌悬液可分为稳定（
10、S型，光滑型）和不稳定（R型，粗糙型）两类。 （四）细菌悬液的浑浊度：细菌悬液是浑浊的，可以通过测定浑浊度来粗略估计细菌数目。 （五）细菌的多相胶体性质 （六）细菌的比表面积：细菌比表面积巨大，利于吸附、吸收营养、排泄代谢产物，使之迅速生长繁殖。 （七）细菌的密度和重量：细菌密度略大于水，在1.07-1.19之间。重量在110-9-110-10mg。,第三节 蓝细菌（Cyanobacteria）,蓝细菌是一类进化历史悠久、G-、无鞭毛、含叶绿素a（但不形成叶绿体）、能进行产氧型光合作用的大型原核生物。,蓝细菌以前曾归于藻类，因为它和高等植物一样具有光合色素-叶绿素a，能进行产氧型光合作用。旧名
11、蓝藻或蓝绿藻（blue-green algae）,光合细菌有3个类群：紫细菌，绿细菌，蓝细菌,蓝细菌和其它细菌不同，含有叶绿素a、类胡萝卜素、藻胆素及藻胆蛋白体等色素。蓝细菌的细胞核没有核膜和核仁，细胞壁与细菌相似，由肽聚糖构成，并含有二氨基庚二酸，革兰氏染色阴性，所以将它划分为原核生物中。 蓝细菌常常生长在土壤、岩石上，在树皮上也成片生长，亦有许多种类生长在池塘、湖泊和海洋中。蓝细菌存在共生现象，如蓝细菌与真菌共生形成地衣，与满江红共生形成鱼腥藻等。,蓝细菌的特性,1）分布极广；,2）形态差异极大，有球状、杆状和丝状等形态；,3）细胞中含有叶绿素a，进行产氧型光合作用 （光合器为类囊体，片层
12、状膜系统）,4）具有原核生物的典型细胞结构；,5）营养极为简单（光能自养型），不需要维生素，以硝酸盐或氨作为氮源，多数能固氮，其异形细胞（heterocyst）是进行固氮的场所。,6）分泌粘液层、荚膜或形成鞘衣，因此具有强的抗干旱能力。,7）无鞭毛，但能在固体表面滑行，进行光趋避运动。,8）许多种类细胞质中有气泡，使菌体漂浮，保持在光线最充足的地方，以利光合作用。,许多蓝细菌生长在池塘和湖泊中，在夏、秋两季大量繁殖，并形成胶质团浮于水面，形成“水花”，使水体变色。,细胞核无核膜，也不进行有丝分裂，细胞壁含胞壁酸和二氨基庚二酸，革兰氏染色阴性。,蓝细菌被认为是地球上生命进化过程中第一个产氧的光合
13、生物，对地球上从无氧到有氧的转变、真核生物的进化起着里程碑式的作用。,一、蓝细菌的形态,蓝细菌可分为单细胞和丝状体两大类。单细胞类群多呈球状、椭圆状和杆状，单生或团聚体，如粘杆蓝细菌和皮果蓝细菌等属；丝状体蓝细菌是有许多细胞排列而成的群体，包括；有异形胞的，如鱼腥蓝细菌属；无异形胞的，如颤蓝细菌属；有分支的，如费氏蓝细菌属。,二、细胞结构及其功能 1、细胞壁结构与G类似，有的可分泌粘性物质形成菌胶团 2、光合器：原始的片层结构，由多层膜片相叠而成的。所包含的光合作用色素有叶绿素a、类胡萝卜素、藻胆素及藻胆蛋白体（含异藻兰（青）素、藻兰素、藻红素）等色素。藻胆素在光合作用中起辅助色素作用，是蓝细
14、菌所特有的。大多数蓝细菌中藻兰素占优势，使细胞呈现特殊的蓝色（故称蓝细菌）。,3、异形胞：位于丝状生长蓝细菌细胞链的中间或末端，由营养细胞特化而来；有厚外衣，色素较弱，是蓝细菌进行固氮作用的场所，可自生固氮，也可共生固氮，凡有异形细胞的蓝细菌能固氮，反之不能,5、具有气泡：使菌体漂浮，保持在光线充足的地方 6、化学组成最独特之处在于含有两个或多个双键组成的不饱和脂肪酸，而细菌几乎都含有饱和脂肪酸和单一不饱和脂肪酸,一种特化细胞，壁厚、色深、与异形胞相似，着生在菌丝的中间或末端，抵抗抗干旱或冷冻的休眠胞。一些有异形胞的菌种可形成静息孢子。,4、静息孢子,静息孢子,三、蓝细菌的繁殖无有性生殖，裂殖为主，少数种类有孢子。单细胞二分裂，多重分裂；丝状体丝状体断裂中间细胞不断分裂末端释放细胞断链,1、色球藻纲为单细胞个体或群体，细胞以二分裂繁殖。群体种类在细胞壁外分泌果胶类物质构成胶质鞘膜，彼此融合形成大的胶团（球形或块状）。,其中的微囊藻属（铜绿微囊藻、水华微囊藻）和腔球藻属可引起富营养化水体发生水华。,四、蓝细菌的分类：色球藻纲和藻殖段纲,2、藻殖段纲藻殖段纲的藻体为丝状体，形成异形胞和殖段体，也叫连锁体。其中鱼腥藻属在富营养化水体中形成水华。,螺 旋 藻,
