环境微生物工程课件和污水处理相关第二章原核微生物

第二章 原核微生物 草履虫 第一节 细菌 第二节放线菌 第一节 细菌 一、细菌的个体形态、构造及功能 细菌的形态 细菌细胞的大小 观察细菌的方法 细菌的细胞构造 细菌的繁殖方式 二、细菌的群体形态及培养特征 三、细菌的理化特性 四、细菌的代谢产物 五、工业上常用的细菌 1、细菌的形态 （1）球菌 球菌细胞个体呈球形或椭圆形，不同种的 球菌在细胞分裂时会形成不同的空间排列 方式，常被作为分类依据。 分有：单球菌、双球菌（肺炎球菌）、四 联球菌、八叠球菌（甲烷球菌）、链球菌 、葡萄球菌。 双球菌 四联球菌八叠球菌 链球菌 葡萄球菌 （2）杆菌 细胞呈杆状或圆柱形，一般其粗细（直 径）比较稳定，而长度则常因培养时间 、培养条件不同而有较大变化。 分有：单杆菌、双杆菌和链杆菌。 单杆菌 双杆菌 链杆菌 球杆菌 枯草芽孢杆菌 （3）螺旋菌 螺旋菌呈螺旋卷曲状，螺纹不满一圈的称为弧菌。 弧菌 螺旋菌 螺旋体菌 弧菌：菌体只有一个弯曲，其程度不足一圈， 形似“C”字或逗号，鞭毛偏端生。 脱硫弧菌 脱硫弧菌可在厌氧条件下，利用硫酸盐或者其它氧化态硫化物作 为电子受体来分解有机物质，把废水中的有机物分解，产生的物 质除了二氧化碳和水之外，还有大量的H2S， 螺旋菌 ： 菌体回转如螺旋，螺 旋数目和螺距大小因 种而异。鞭毛二端生 细胞壁坚韧，菌体较 硬。 （4）丝状菌 在水生环境、潮湿土壤污水生物处理的 活性污泥中，常有一些丝状菌，细胞排 列成丝状，其外包围透明的衣鞘，如纤 发菌、发硫菌、贝日阿托菌等。 细菌的大小以微米（m）计。 多数球菌的大小（直径）为0.52.0 m； 杆菌（长宽）为（15）（0.51.0）m； 螺旋菌（宽度弯曲长度）为（0.251.7）（2 60）m； 另外，细菌的大小与个体的发育情况有 关，刚分裂的新细菌小，随发育逐渐变 大，老化后又变小。 2、细菌细胞的大小 3、观察细菌的方法 （1）观察工具：显微镜 （2）观察方法： 活体菌观察、染色观察 细菌染色法 正染色 负染色： 简单染色法 鉴别染色法 革兰氏染色法 抗酸性染色法 芽 孢 染 色 法 荚膜染色法等 染色观察 微生物学 G.gram于1884年发 明的一种鉴别 不同类型细菌 的方法。 革兰氏染色 a、用碱性染料结晶紫对菌液涂片进行初染 b、用碘液进行媒染，其作用是提高染料和细胞间的相互作用从而 使两者结合得更为牢固 c、用乙醇或丙酮冲洗进行脱色，在经历脱色后仍将结晶紫保留在细 胞内的为革兰氏阳性菌，而革兰氏阴性菌的结晶紫被洗掉，细胞呈 现无色 d、用一种与结晶紫具有不同颜色的碱性染料对涂片进行复染，例 如番红或沙黄，它使原来无色的革兰氏阴性菌最后呈现桃红色到 红色，而革兰氏阳性菌继续保持紫色 革兰氏染色结果镜检 鞭毛 菌毛 芽孢 微荚膜 荚膜 粘液层 糖被 特殊构造 细胞壁 细胞膜 间体 核区 内含物 一般构造 4、细菌细胞的构造 核糖体 细胞质 细菌细胞一般构造 （1）细胞壁 （2）细胞膜 （3）核质体和质粒 （4）细胞质及内含物 （1）细胞壁 细菌细胞壁（cell wall）是位于细胞最外的 一层（一般结构）厚实、坚韧的外被，主要 成分为肽聚糖。 细菌细胞壁可用电子显微镜直接观察细菌的 超薄切片。 细菌细胞壁绝大多数以肽聚糖为基本成分， 但不同细菌，细胞壁在结构和成分上各有自 己的特点。 甲菌 乙菌 初染 结晶紫 媒染 碘液 脱色 乙醇 复染 沙黄 紫色（G） 红色（G-） 革兰氏染色步骤示意图 细胞壁与革兰氏染色 G+细菌与G细菌细胞壁构造的比较 肽聚糖层 细胞质膜GG 肽聚糖层 外壁层 内壁层 G+细菌细胞壁厚，化学组成主要是肽聚糖，占75%的肽聚 糖亚单位交错相连，形成致密三维网格结构 G细菌的细胞壁很薄，结构包括内壁层、外壁层和肽聚糖 层，肽聚糖含量极少，只有10%，且为疏松二维平面结构 四肽尾 五肽桥 聚糖链：NAG和NAM NAG：N乙酰葡糖胺 NAM：N乙酰胞壁酸 肽聚糖 G+ 细胞壁肽聚糖 四肽链和甘氨酸五肽及糖链骨架相互交联，形成了紧密编织、质地 坚硬和机械度高的多层三维空间结构 G+ 细胞壁肽聚糖 青霉素作用位点 溶 菌 酶 作 用 位 点 双糖单位中的-1,4-糖苷键很容易被溶菌酶(lysozyme)所水解 ，从而引起细菌因肽聚糖细胞壁的“散架”而死亡。 G+ 细胞壁肽聚糖的青霉素和溶菌酶作用点 青霉素作用于四肽尾和五肽桥的连接点，影响五肽桥和四肽尾 的交联，从而阻断相邻肽聚糖间的连接。 肽聚糖12层四肽尾第三个氨基酸为内消旋二氨基庚二 酸（m-DAP）L-Ala D-Glu m-DAP D-Ala 没有特殊肽桥，两单体连接前一四肽尾的第四个氨基酸 D-Ala羧基与后一个四肽尾第三氨基酸m-DAP氨 基直接连接 G 细胞壁肽聚糖 革兰氏阴性菌肽聚糖 细胞壁的结构 （ G+细菌与G细菌细胞壁构造的比较） 革兰氏阳性细菌（G+）革兰氏阴性细菌（G ） 肽聚糖 肽聚糖 外膜 为什么通过革兰氏染色G+呈兰色，G -呈红色？ 脱色剂-95%乙醇为脂溶剂，外壁层内壁层都 是脂质膜，肽聚糖层较薄，因此乙醇可以破坏G 的外壁层、肽聚糖层和内壁层，于是被乙醇溶解 的结晶紫和碘的复合物从细胞中渗漏出来，当再 用藩红复染时，显现红色。 但在G+细胞中，肽聚糖很厚，又是三维网格结 构，乙醇使厚的肽聚糖层脱水，导致孔隙变小， 由于结晶紫和碘的复合物分子较大，不能通过细 胞壁，保持紫色。 细菌细胞壁功能： 1.维持细胞外形 2.保护细胞免受渗透裂解 3.阻止大分子物质进入细胞 4.细胞壁为鞭毛提供支点，使鞭毛运动。 （2）细胞质膜 是紧贴在细胞壁内的一层半透性膜，主要由 磷脂双分子层和蛋白质构成。 磷 脂 分子水 溶 性 甘 油 和 磷 酸 难 溶 于 水 的 脂 肪 酸 具有流动性的磷脂分子构成膜的基本骨架，蛋白不 同程度地贯穿或镶嵌于双层磷脂分子间，并可以 在双分子层中做侧向运动，由此组成具有一定流 动性的膜结构 细胞膜的生理功能： 控制细胞内外物质（营养物质和代谢废 物）的运送 细胞膜上有电子传递系统和参与氧化还 原反应及能量产生的酶类，因此细胞膜 是物质代谢和能量代谢的重要部位 细胞质膜上有鞭毛基粒，是鞭毛基体的 着生部位和鞭毛旋转的供能部位 （3） 核质 功能：负载遗传信息 1）核质体：原核生物特有的无核膜结构的原始 细胞核，又称原始核或拟核 2）质粒 细菌染色体外的共价闭 合环状双链DNA分子携 带1-200个基因, 一个菌 细胞可有一至数十个质 粒。质粒携带某些特殊 的基因，控制至育性、 抗药性、抗生素、降解 性的表达 细菌质粒的有无对细菌的生存并无影响，但它携 带了许多基因，有的质粒所带基因与耐药性有 关，称为耐药性质粒（R因子），它能使宿主细 胞抗多种抗生素或有毒化学品如农药和重金属 等；有的质粒与细菌有形接合有关，称为致育 因子F因子；还有一些化学物质分解有关，称为 降解质粒，质粒既能自我复制，稳定地遗传， 又可以插入细菌染色体上或者与其携带的外援 DNA片段共同复制，它既可以单独转移，又可 以携带染色体一起转移，因此，质粒已经成为 遗传工程中重要的运载工具，作为目的基因的 载体，特别是降解质粒因与环境保护关系密切 ，近年来受到广大学者的关注 。 质粒应用于环境治理 一个经典的例子就是美国生物学家克 拉巴蒂采用连续融合法，将解芳烃 、解萜烃和解多环芳烃的质粒，分 别移植到一种解脂烃的细菌细胞内 ，构成的新菌株只需要几个小时就 能降解原油中的60%的烃，而天然 菌株需要1年以上。 质粒应用 4、细胞质和内含物 细胞质是细胞膜以内除了核物质以外的无色透明的黏稠状 胶体。 化学成分是蛋白质、核酸、脂类、多糖、无机盐和水。 幼龄菌的细胞质稠密、均匀、富含核糖核酸（RNA），嗜碱 性强，易被碱性染料染色，且着色均匀 老龄菌因缺乏营养，RNA被细菌用作氮源和磷源，因而含量 降低，故着色不均匀，因此可通过染色是否均匀来判断 细菌的生长状态。 细胞质中含有核糖体、气泡和其它颗粒状内含物等。 （1)核糖体 又称核蛋白体，是分散在细胞质中的亚显微颗粒状 结构，由核糖核酸（RNA）和蛋白质组成。 细菌的核糖体 沉降系数为：70s，由50s大 亚基和 30s 小亚基构成。 功能：是细胞合成蛋白质的 机构。 有别于真核生物60S和40S构成的80S活 性单位，故许多有效作用于细菌核糖体 的抗生素对人无害，链霉素与红霉素能 分别结合30S和50S，干扰菌体蛋白合成 从而杀死细菌 （2）贮藏物 贮藏物是一类由不同化学成分累积而成的不溶 性沉淀颗粒。当细菌生长到成熟阶段，因营养 过剩而形成。主要功能是贮存营养物。如易染 粒，聚-羟基丁酸、硫粒、肝糖粒等，当营养 不足时，这些贮藏物又会被重新利用。 异染粒 因其可用蓝色的染料（甲苯胺蓝或甲烯 蓝）染成紫红色颗粒大小为0.5 1.0m，是无机偏磷酸的聚合物，一般 在含磷丰富的环境下形成。 功能是贮藏磷元素和能量，在老龄细菌 中，异染粒常被用作碳源和磷源。 聚-羟丁酸 为脂溶性物质，不溶于水。很容易被脂 溶性染料苏丹黑着染，在光学显微镜下 清晰可见。 当缺乏营养时，被用作碳源和磷源。 它无毒、可塑、易降解，可以用来生成完全生物降解塑料， 称为微生物塑料 CH3CHOHCH2COOH 硫粒 一些硫化菌如：贝日阿托氏菌可以利用H2S作为能源，将其氧 化为硫粒积累在菌体，当缺乏营养时，可氧化体内硫粒为SO42 -,从中获得能量。硫粒具有很好的折光性，在光学显微镜下 可轻松看到。 鞭毛 菌毛 芽孢 微荚膜 荚膜 粘液层 糖被 特殊构造 细胞壁 细胞膜 间体 核区 内含物 一般构造 4、细菌细胞的构造 核糖体 细胞质 （1）荚膜 （2）芽孢 （3）鞭毛 （4）菌毛 细菌细胞的特殊结构 （1）荚膜：有些细菌在细胞壁外面存在被外多糖。如 果具有较好结构也不易洗掉，称为荚膜；如果薄并且 容易消失称为粘液层。 荚膜、粘液层、菌胶团 荚膜的化学组成： 含水率在9098，其他有机组分为多糖或多肽，主要是 多糖 正是由于含水很多，荚膜很难在显微镜下被清晰观察到。 但又很难被染料着色，为了观察清楚，人们想出了一个好 办法。 负染色法又称衬托法 1.先染菌体。 2.再将背景染成黑色。 在菌体及背景的衬托下，二者 之间会出现透明区，就是荚膜，在 显微镜下清晰可见。 荚膜的功能： 1）保护细胞免受干燥的影响，对致病菌来说 ，可增强其致病力。 2）细胞外碳源和能源的贮藏物质 3）具有生物吸附作用。在污水生物处理中可 将水中的有机物吸附到菌体上。 粘液层 有些细菌不产生荚 膜，仍分泌粘液的 多糖，其疏松的粘 附在菌体细胞壁表 面上，与外界没有 明显的边缘。 在污水处理中也有 一定的生物吸附功 能。 菌胶团 有些细菌由于遗传特性，细菌 按一定的方式互相粘结在一起 ，并被一个公共的荚膜包围形 成一定形状的细菌集团，称作 菌胶团。 形状有：蘑菇形、分支状、球 形等。 在污水处理中也有一定的生物 吸附功能。 （2）芽孢 某些细菌在其生长发育后期或遇到不良环境 时，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，称为 芽孢。 所有的芽孢都可以抵挡外界不良环境。它是 抵挡外界不良环境的休眠体。 枯草杆菌芽孢的超薄切片电镜照片（标尺：0.2m） 左：端位；中：近端位；右：中央位,细菌芽孢的各种类型 生物杀虫剂伴孢晶体 少数芽孢杆菌，例如苏云金芽孢杆菌(Bacillus thuringiensis) 在其形成芽孢的同时，会在芽孢旁形成一个伴孢晶体。 伴孢晶体对200多种昆虫尤其是鳞翅目的幼虫有毒杀作用，因而 可将这类产伴孢晶体的细菌制成有利于环境保护的生物农药 细菌杀虫剂。 特点：不溶于水，对蛋白酶类不敏感；容易溶于碱性溶剂。 伴孢晶体 伴孢晶体杀虫机理 伴孢晶体 鳞翅目幼虫口服 伴孢晶体在肠道迅速溶解（中肠 pH 为9.0-10.5） 吸附于上皮细胞，引起渗透性丧失，肠道穿孔 人喝了这种杀虫剂会出现 什么后果 ？ 定义：某些细菌细胞表面着生的一至数十条长丝状 、螺旋形的丝状附属物，具有推动细菌运动功 能，为细菌的“运动器官”。 3、鞭毛 鞭毛很细，需要经过特殊染色法用光镜观察 鞭毛的有无和着生方式具有十分重要的分类学意义 单毛菌 丛毛菌 端毛菌 周毛菌 鞭毛的着生方式 （4）菌毛 长在细菌体表的比鞭毛更细、较短、直硬的丝状蛋白质类附 属物，不具运动功能，通过和宿主细胞表面的受体结合，具 有使菌体定居于物体表面的功能。 菌毛使菌体附着于寄主细胞表面 新附着端 受体端 菌毛的功能 每个细菌约有250300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。 无菌毛的细菌易被黏膜细胞 的纤毛运动、肠蠕动或尿液 冲洗而排除，失去菌毛的细 菌则失去致病力 细菌特殊结构的主要功能 特殊结构主要功能 荚膜抗吞噬，吸附，免干燥 鞭毛与运动有关 菌毛黏附作用，与致病性有关 芽孢抵抗力强，是灭菌的标志 请说出下面细菌菌体从内到外的结构 鞭毛 菌毛拟核 细胞质 细胞膜 细胞壁 荚膜 cytoplasm 5、细菌的繁殖方式 繁殖方式：二分裂方式 分裂过程：菌体延长DNA复制横隔壁形成 子细胞分裂 代 时：多数为2030 min 二、细菌的群体形态及培养特征 培养基：人工配制的供给微生物营养物质的基质。 固体培养基(加入约1.5%的琼脂); 用于微生物分离纯化、保存、计数 半固体培养基(加入0.3-0.5%的 琼脂); 用于观察细菌的运动能力，保存菌种 液体培养基（不加琼脂）。 用于观察微生物生长状况、检测生化反应及代谢产物，大 量增殖细菌 菌落：由一个细菌接种在固体培养基上 ，在合适的条件下培养一段时间，生长 繁殖形成具有一定形态特征的子细胞的 群体。 菌落特征主要有：大小、形状、光泽、颜色、质地软 硬、透明度等。 菌落的特征主要由各菌落的特征主要由各 种微生物特殊的遗传种微生物特殊的遗传 特性决定，同时也与特性决定，同时也与 培养基成分及培养条培养基成分及培养条 件有关件有关 细菌菌落具有一些共同的特征：细菌菌落具有一些共同的特征：小、湿润、粘小、湿润、粘 稠、与基质结合松散，易被剥离，质地均匀，稠、与基质结合松散，易被剥离，质地均匀， 各部位颜色一致各部位颜色一致。但不同的细菌菌落也具有自但不同的细菌菌落也具有自 己特有的特征己特有的特征。 霉菌（真菌）菌落霉菌（真菌）菌落啤酒红酵母菌啤酒红酵母菌 （ 真菌）菌落真菌）菌落 菌落形态菌落形态 当固定培养基成分及培养条件相同时，不同种 类微生物形成的菌落特征是固定的，可作为微 生物鉴定的重要依据。 没有鞭毛不运动的细菌，特别是球菌，常形成较 小、较厚、边缘较整齐的菌落；有鞭毛的细菌则 较大而扁平，边缘波状、锯齿状等； 有荚膜的细菌菌落较大并且表面光滑，而没有荚 膜的则表面较粗糙； 具有芽孢的细菌菌落表面常有褶皱并且不透明。 含有固体培养基的含有固体培养基的 培养皿通常称培养皿通常称平板平板 细菌在培养基上生 长，会形成各种颜 色和外观的菌落。 纯化的菌落是菌种鉴纯化的菌落是菌种鉴 定、通过诱变技术或定、通过诱变技术或 基因工程改良的前提基因工程改良的前提 。 单菌落（纯菌落） 在液体中群体细菌的生存形式在液体中群体细菌的生存形式 或者在液体培养基表面形成膜或者在液体培养基表面形成膜 使培养液混浊使培养液混浊 或产生絮状沉淀（如菌胶团、活性污泥）。或产生絮状沉淀（如菌胶团、活性污泥）。 可采用穿刺接种技术将细 菌接种在含0.3%-0.5% 的琼脂的半固体培养基 中培养，根据细菌的生 长状态判断细菌鞭毛的 有无 如果细菌沿着整条穿刺线 及穿刺线周围扩散生长 的为有鞭毛细菌 如果细菌只在穿刺线上生 长，则无鞭毛 三、细菌的理化性状 （一）化学组成 常规组成：蛋白质、核酸、糖类、脂质、 无机盐、维生素、生长因子和水 特殊组成：肽聚糖、胞壁酸、磷壁酸等 （二）物理性质 带电现象、光学性质、办渗透性、胞内压 、 （一）物理性状 带电现象 光学性质 半渗透性 胞内压 1、带电现象： 革兰氏阳性菌等电点2-3 革兰氏阴性菌等电点4-5 生理条件下细菌带负电，尤其以革兰氏阳性菌带负电 多 H3N+CHCOO- R 2、光学性质 细菌是半透明体，呈 混浊状态。 细菌的浊度：即细菌 的透光度或光密度 ，用它可反映出细 菌的数量，细菌的 浊度需要用比浊计 或分光光度仪精确 地测出来 3、细菌细胞膜的半渗透性 细菌细胞膜与所有生物细胞膜一样都有 半渗透性，它可以让水以及部分小分 子物质透过，但对其他物质的透过则 具有选择性； 细菌营养物质的吸收和代谢产物的排出 ，均与细胞膜的半渗透性有关 4、细菌的胞内压 细菌体内含有高浓度的营养物质和无机盐，其 胞内渗透压比其它的生物细胞都高。 菌体置于低渗环境发生胞浆压出 菌体置于高渗环境发生质壁分离 革兰阳性菌20-15个大气压 革兰阴性菌5-6个大气压 细菌有细胞壁，使细菌能耐受很强的胞 内压，能保护细菌不至于崩解 ？ 细菌为什么能抵抗住如此大的胞内压力而 保持完整不破呢？ 细菌的理化性状 细菌的物理性状 细菌的化学组成 水 固形成分 常规成分 特殊成分 带电性：带负电荷 半透明的光学性质 细胞膜的半渗透性 巨大的胞内压 抗生素 细菌素 维生素 色素 酶 四、细菌的代谢产物 （1）抗生素： 某些微生物在代谢过程中产生一些能 抑制或杀死某些其他微生物或肿瘤细胞的 物质，称抗生素。 （2）细菌素： 某些菌株产生的一类具有抗菌作用的蛋 白质，其作用范围比抗生素狭窄，仅对与产 生菌有亲缘关系的细菌有杀伤作用。 细菌素和抗生素的区别？ ？ 细菌素大义灭亲，仅对和自己亲缘 关系较近的菌种起抑制作用 （3）维生素： 细菌在代谢过程中能产生一些维生素，除供自 身所用外，还能分泌到周围环境。 如：大肠杆菌可以分泌VK和VB，被人体利用，对维持人体内环境其 重要作用 （4）色素 一般在营养丰富、氧气充足、温度适宜的条件下 产生，功能尚不清楚，有助于鉴别细菌，有两类： 水溶性色素： 脂溶性色素： 绿脓杆菌金黄色葡萄球菌 （5）酶 细菌在代谢过程中会合成各种酶，不同 的酶催化生理生化反应导致产生不同的 产物 利用这个特点可以鉴别大肠杆菌和产气 杆菌等肠道菌群 大肠杆菌和产气杆菌的细菌形态、革兰氏染 色反应和菌落形态均相同，需要通过生理生 化反应来鉴定 ？ 细菌的生理生化反应 IMViC实验 用到的酸碱指示剂 甲基红： 酸性指示剂，pH范围为4.06.0 当pH5.0，红色 当pH5.0，橘黄色 溴麝香草酚蓝：酸性（黄绿色） 碱性（蓝色）。 原理大肠杆菌、变形杆菌、霍乱弧 菌等具有色氨酸酶可以降解色氨酸，色 氨酸是A氨基B吲哚基丙酸，所以被降 解后产生吲哚，和奠基质即二甲基氨基 苯甲醛即吲哚试剂反应则生成红色的玫 瑰吲哚，为吲哚试验阳性 (1)吲哚(indol)试验I (1)吲哚(indol)试验I （） （+） 色氨酸 吲哚 玫瑰吲哚（红色）+ + 对二甲基氨 基苯甲醛 （吲哚试剂 ） 大肠杆菌 分解 产气杆菌不产色氨酸 酶不能形成吲哚，实 验（-） 产生 吲哚试验结果 （+） （） （2）甲基红(methyl red)试 验： 原理甲基红是一种酸指示剂，遇酸 会由原来的橙黄色变为红色，大肠杆菌 和产气杆菌都能降解葡萄糖产生丙酮酸 ，产气杆菌还能继续使丙酮酸脱羧呈乙 酰甲基甲醇，故呈中性，不变色，为阴 性 （2）甲基红(methyl red)试验：M 大肠杆菌 葡萄糖丙酮酸 降解 （pH5.4） 产气杆菌 降解 脱羧 原理产气杆菌在有葡萄糖的培养基 中，能分解葡萄糖产生丙酮酸，进而脱 羧产生乙酰甲基甲醇，在碱性溶液中被 氧化成二乙酰，二乙酰可以与含胍基的 化合物发生反应，生成红色化合物,称 VP阳性。 （3）VP试验（Voges- Proskauer）Vi （3）VP试验（Voges-Proskauer）Vi 葡萄糖 丙酮酸 乙酰甲基甲醇 二乙酰 红色化合物（+） OH- + 含胍基 化合物 产气杆菌 降解 脱羧 氧化 大肠杆菌杆菌不能生成乙酰甲基甲醇（） （+） （） 产气肠杆菌在仅含枸橼酸盐作 为唯一碳源的培养基中生长，分 解枸橼酸盐产生CO2转变成碳酸盐 ，使培养基pH升高，使酸碱指示 剂溴麝香草酚蓝由绿变蓝（+） 大肠杆菌不能在此培养基上生长 ，指示剂不变色（） （4）枸橼酸盐利用(citrate utilization)试验 ：C IMViC试验 I：吲哚试验 M：甲基红试验 V：VP试验 C：枸橼酸利用实验 IMViC：常用于肠道杆菌的鉴定 吲哚(indol)、甲基红(methyl red) 、VP 及枸橼酸盐利用(citrate utilization)试验的合称 I M Vi C 试验 大肠杆菌 + + - - 产气杆菌 - - + + 大肠杆菌 产气杆菌 吲哚试验I产色氨酸酶（+） 不产色氨酸酶（） 甲基红实验M VP试验Vi 不产丙酮酸脱羧酶（+） 产丙酮酸脱羧酶（） 不产丙酮酸脱羧酶（） 产丙酮酸脱羧酶（+） 枸橼酸利用试验C 产枸橼酸降解酶（） 不产枸橼酸降解酶（） 细菌产生的酶不同导致反应结果 的差异 细菌代谢产物及意义 鉴定：色素、细菌素 细菌产生的酶不同，可用于菌种鉴定 可被人利用：抗生素、维生素 五、几种工业上常用的细菌 枯草芽孢杆菌 大肠杆菌 乳酸杆菌 1、枯草芽孢杆菌 枯草芽孢杆菌，是芽孢杆 菌属的一种。单个细胞0.7 0.823微米，无荚膜 ，周生鞭毛，能运动。革 兰氏阳性菌，芽孢椭圆到 柱状，位于菌体中央或稍 偏，芽孢形成后菌体不膨 大。菌落表面粗糙不透明 ，污白色或微黄色，需氧 菌。广泛分布在土壤及腐 败的有机物中，易在枯草 浸汁中繁殖，故名。 枯草芽孢杆菌是工业发酵重要菌种之一， 可用于生产淀粉酶、蛋白酶、某些氨基酸 和核苷 枯草芽孢杆菌菌体自身合成-淀粉酶、蛋 白酶、脂肪酶、纤维素酶等酶类，是良好 的饲料添加剂 枯草芽孢杆菌不仅在饲料中应用比较广泛 ，在污水处理及生物肥发酵中应用也相当 广泛，是一种多功能的微生物。 2、大肠杆菌 大肠杆菌细胞呈杆状，大 小为0.5*（1.0-3.0）微米 ，有菌毛，无荚膜和芽 孢。革兰氏染色阴性 大肠杆菌的固体培养菌落 为白色或黄白色，边缘 整齐、光滑、均匀扩展 ，液体培养基中会产生 大量灰色沉淀 大肠杆菌能使牛奶迅速凝固，但不液化 明胶，甲基红阳性，VP阴性，可发酵 葡萄糖和乳糖，产酸产气 可作为宿主，供大量细菌、病毒繁殖， 为详细研究病毒的性质和复制提供可能 是最早的基因工程宿主菌，工业上将大 肠杆菌用于生产氨基酸 大肠杆菌也是食品和饮用水卫生检验的 指示菌 3、乳酸杆菌 细胞杆状至球状，常生长成链。大多不运动，能 运动者为周生鞭毛。无芽孢。革兰染色阳性。常用 的德氏乳酸杆菌为杆状，大小为(0 5-0. 8) X (2. 0- 9O)微米。在麦芽糖化液内，繁殖特别旺盛。菌 体肥壮产酸力特别强。在固体培养基上菌落微小 ，在肉汁培养基内略带浑浊 乳酸杆菌是指能使糖类发酵产生乳酸的细菌，酸 牛奶中有此菌。是一群生活在机体内益于宿主健康 的微生物，它维护人体健康和调节免疫功能的作用 已被广泛认可。 乳杆菌属乳酸杆菌科，因发酵糖产生大量乳酸 而命名。其存在广泛，嗜酸 性，最适合 ph5.5 6.在 0,ph3.04.5 中仍然能生存，在无芽胞 杆菌中其耐酸力最强。 肠道乳酸杆菌可分解糖产酸，抑制致病菌及腐 败菌的繁殖；乳酸菌素片即由活的乳酸杆菌制 成，可治疗消化及腹泻；酸牛奶中的乳酸杆菌 也有抑制肠道致病菌的作用；龋齿活动状 态与 唾液乳酸液杆菌计数之间有明确的相互关系； 乳酸菌在实际应用中效果显著，其作用主要有 以下几点：1）提供营养物质，具有促机体生 长作用。2）改善微生态环境，清理肠道有毒 物质。3）调节免疫系统等。 此外，还可用于饲料添加剂 第二节 放线菌 一、放线菌的个体形态构造 二、放线菌的繁殖 三、放线菌的培养方式 四、放线菌的菌落 五、放线菌的生活史 六、工业中常用的放线菌 一、放线菌的个体形态构造 放线菌的形态比细菌复杂些，但仍属于单细胞。在显微镜下 ，放线菌呈分枝丝状，我们把这些细丝一样的结构叫做菌丝， 菌丝直径与细菌相似，小于1微米。菌丝细胞的结构与细菌基本 相同。 根据菌丝形态和功能的不同，放线菌菌丝可分为基内菌丝 、气生菌丝和孢子丝三种。链霉菌属是放线菌中种类最多、分 布最广、形态特征最典型的类群，其形态如下图所示。 链霉菌的一般形态和构造 光学显微镜下 观察到的放线菌 营养菌丝： 放线菌的营养菌丝匍匐生长于培 养基内，无隔； 用于营养吸收和代谢废物的排泄 ； 颜色较浅，有的可产黄、橙、红 、紫、蓝、褐、黑等色素，水溶 性色素可使培养基着色，脂溶性 色素可使菌落着色 气生菌丝： 由营养菌丝伸向培养基外 空间的菌丝； 颜色较深，菌丝较粗，直 行或弯曲状分枝； 气生菌丝生长致密，覆盖 整个菌落表面，菌丝体呈 放射状 孢子丝： 气生菌丝经过发育形成 产生孢子的菌丝； 孢子丝的形态 和排列方 式因种而异，有直性、 螺旋和轮生之分 放线菌孢子丝的光学显微镜照片 孢子丝的形态 、着生方式、螺旋的方向、数目、疏密程度以及形态 特征是鉴定放线菌的重要依据 直生 丛生 成囊 单轮生，无螺旋 开环，原始螺旋 松螺旋 紧螺旋，成团 带螺旋，单轮生无螺旋的二级轮生带螺旋的二级轮生 放线菌的孢子 孢子形态：有圆、卵圆、柱状等 孢子表面：或光滑或粗糙，有的还带有毛刺 孢子颜色：多种多样 孢子：孢子丝生长到一定阶 段，分化为一串孢子，孢子 成熟后，就从孢子丝中分散 逸出。 放线菌的孢子为无性孢子， 是放线菌的繁殖器官 放线菌孢子的形状、颜色和 孢子表面状况等也是菌种鉴 定的重要依据。 二、放线菌的繁殖