微生物主要類群与其形态和结构

1、第二章 微生物主要类群及其形态与结构微生物主要类群及其形态与结构 本章学习目的与要求 1 1、重点掌握细菌、霉菌、酵母菌的细胞形态结构及、重点掌握细菌、霉菌、酵母菌的细胞形态结构及 其生理功能；其生理功能； 2 2、重点掌握真菌无性孢子和有性孢子的形成及其特、重点掌握真菌无性孢子和有性孢子的形成及其特 性；性； 3 3、了解几种常见的细菌、霉菌和酵母菌的生物学特、了解几种常见的细菌、霉菌和酵母菌的生物学特 性以及在食品工业中的应用；性以及在食品工业中的应用； 4 4、了解病毒的一般特性及与发酵工业的关系；、了解病毒的一般特性及与发酵工业的关系； 第一节 原核微生物与真核微生物的概念 及其主要区

2、别 1 .1 .微生物的三大类群微生物的三大类群 微微 生生 物物 原核微生物原核微生物 真核微生物真核微生物 非细胞微生物非细胞微生物 特点特点：核比较原始简单，没有核膜包围：核比较原始简单，没有核膜包围 不具核仁和典型的染色体，也没有固定不具核仁和典型的染色体，也没有固定 形态。形态。包括包括：细菌、放线菌、蓝细菌、细菌、放线菌、蓝细菌、 支原体、衣原体等支原体、衣原体等 特点特点：具有真正的核，有核膜包围，有：具有真正的核，有核膜包围，有 核仁和染色体，存在线粒体或同时存在核仁和染色体，存在线粒体或同时存在 叶绿体等细胞器。叶绿体等细胞器。包括包括：酵母菌酵母菌 霉菌、担子菌、微细藻类和

3、原生动物等霉菌、担子菌、微细藻类和原生动物等 特点特点：指的是各种病毒，超显微，没有：指的是各种病毒，超显微，没有 细胞结构、专性活细胞内寄生的大分子细胞结构、专性活细胞内寄生的大分子 微生物。微生物。包括包括：噬菌体等各种病毒噬菌体等各种病毒 2.2.相关概念相关概念 （1 1）细胞型微生物细胞型微生物：凡是有细胞形态的微生物；：凡是有细胞形态的微生物； 非细胞型微生物非细胞型微生物：凡是没有细胞形态的微生物；：凡是没有细胞形态的微生物； （2 2）原核原核：微生物细胞内有明显的核区，核区内只有：微生物细胞内有明显的核区，核区内只有 一条双螺旋结构的一条双螺旋结构的DNADNA构成的染色体，

4、核区没有核膜构成的染色体，核区没有核膜 包围，这样的核称为原核；包围，这样的核称为原核； （3 3）真核真核：细胞内有一个明显的核，其染色体除含：细胞内有一个明显的核，其染色体除含 有双螺旋结构的有双螺旋结构的DNADNA外还含有组蛋白，核由一层核膜外还含有组蛋白，核由一层核膜 包围，具有核仁，称为真核。包围，具有核仁，称为真核。 3. 3.原核微生物与真核微生物的主要区别原核微生物与真核微生物的主要区别 图图2-1 2-1 原核微生物与真核微生物的细胞结构对比原核微生物与真核微生物的细胞结构对比 第二节 原核微生物的形态、结构 及其生理功能 2.1 2.1 细菌（细菌（BacteriaBac

5、teria） 细菌是原核微生物的一大类群，在自细菌是原核微生物的一大类群，在自 然界分布广、种类多，与人类生产和生活的关然界分布广、种类多，与人类生产和生活的关 系十分密切，是微生物学的主要研究对象。系十分密切，是微生物学的主要研究对象。 细菌是单细胞原核微生物，细菌是单细胞原核微生物， 一个细胞就是一个生活个体。一个细胞就是一个生活个体。 2.1.12.1.1细菌的个体形态细菌的个体形态 特点：特点： 细胞呈球形或近似球形；有的单独存在，细胞呈球形或近似球形；有的单独存在， 有的连在一起；以典型的二分裂殖方式进行有的连在一起；以典型的二分裂殖方式进行 繁殖，分裂后产生新的细胞，并保持一定的繁

6、殖，分裂后产生新的细胞，并保持一定的 排列方式；排列方式； 分类：分类： 按照繁殖时分裂面的不同及分裂后的空按照繁殖时分裂面的不同及分裂后的空 间排列方式，球菌分为间排列方式，球菌分为6 6种：单球菌、双球种：单球菌、双球 菌、链球菌、四联球菌、八叠球菌、葡萄球菌、链球菌、四联球菌、八叠球菌、葡萄球 菌菌 （1 1）球菌）球菌 (1)(1)单球菌单球菌 分裂后的细胞分散而分裂后的细胞分散而 单独存在的球菌单独存在的球菌. . 如尿素微球菌如尿素微球菌 ( (Micrococcus ureaeMicrococcus ureae) ) 单球菌单球菌 球菌球菌 (2)(2)双球菌双球菌 分裂后两个球

7、菌成对排分裂后两个球菌成对排 列的为双球菌列的为双球菌. . 如肺炎双球菌如肺炎双球菌 ( (Diplococcus pneumoniaeDiplococcus pneumoniae) ) 双球菌双球菌 球菌 (3)(3)链球菌链球菌 分裂是沿一个平面进行，分裂是沿一个平面进行， 分裂后细胞排列成链状分裂后细胞排列成链状. . 如乳链球菌如乳链球菌 （Streptococcus lactisStreptococcus lactis） 链球菌链球菌 球菌 (4)(4)四联球菌四联球菌 分裂是沿两个相垂直的平面分裂是沿两个相垂直的平面 进行，分裂后每四个细胞在一起进行，分裂后每四个细胞在一起 呈田

8、字形呈田字形. . 如四联微球菌如四联微球菌 （Micrococcus tetragenusMicrococcus tetragenus） 四联球菌四联球菌 球菌 (5)(5)八叠球菌八叠球菌 按三个互相垂直的平按三个互相垂直的平 面进行分裂后，每八个面进行分裂后，每八个 球菌在一起成立方体形球菌在一起成立方体形. . 如藤黄八叠球菌如藤黄八叠球菌 （Sarcina ureaeSarcina ureae) ) 八叠球菌八叠球菌 球菌 (6)(6)葡萄球菌葡萄球菌 分裂面不规则，多个球菌分裂面不规则，多个球菌 聚在一起，像一串串葡萄。聚在一起，像一串串葡萄。 如金黄色葡萄球菌如金黄色葡萄球菌 （

9、Staphylococcus aureus)Staphylococcus aureus) 葡萄球菌葡萄球菌 球菌 （2）杆菌 特点及分类：特点及分类： a.a.是细菌中种类最多的一种，工业发酵生产中所用的是细菌中种类最多的一种，工业发酵生产中所用的 细菌大多是杆状菌，例如用来生产淀粉酶与蛋白酶细菌大多是杆状菌，例如用来生产淀粉酶与蛋白酶 的枯草杆菌；生产谷氨酸的北京棒状杆菌；乳品工的枯草杆菌；生产谷氨酸的北京棒状杆菌；乳品工 业中的保加利亚乳杆菌。业中的保加利亚乳杆菌。 b.b.细胞形状比球菌复杂，有直杆状、弯杆状、短杆状、细胞形状比球菌复杂，有直杆状、弯杆状、短杆状、 长杆状、棒杆状、梭状和

10、分支状等。长杆状、棒杆状、梭状和分支状等。 （2）杆菌 特点及分类：特点及分类： c.c.根据菌体排列形式不同，称单独存在的为单杆菌，根据菌体排列形式不同，称单独存在的为单杆菌， 排列成对的为双杆菌，排列成链状的为链杆菌。排列成对的为双杆菌，排列成链状的为链杆菌。 d.d.根据菌体是否能产生芽孢，又可以将杆菌分为芽孢根据菌体是否能产生芽孢，又可以将杆菌分为芽孢 杆菌和无芽孢杆菌。杆菌和无芽孢杆菌。 e.e.同一种杆菌其粗细比较稳定，而长度则因培养条件同一种杆菌其粗细比较稳定，而长度则因培养条件 和培养时间的不同而变化较大。和培养时间的不同而变化较大。 （2 2）杆）杆 菌菌 短杆菌短杆菌 长杆

11、菌长杆菌梭状芽孢杆菌梭状芽孢杆菌 （2 2）杆菌）杆菌 单杆菌单杆菌双杆菌双杆菌链杆菌链杆菌 （3 3）螺旋菌）螺旋菌 特点及分类：特点及分类： 螺旋状的细菌称为螺旋菌。螺旋状的细菌称为螺旋菌。 根据其弯曲情况分为：根据其弯曲情况分为： 弧菌：弧菌：螺旋不满一圈，菌体呈弧形或逗号形螺旋不满一圈，菌体呈弧形或逗号形 例：霍乱弧菌、逗号弧菌例：霍乱弧菌、逗号弧菌 螺旋菌：螺旋菌：螺旋满螺旋满2 26 6环，螺旋状环，螺旋状 例：干酪螺菌例：干酪螺菌 螺旋体：螺旋体：旋转周数在旋转周数在6 6环以上，菌体柔软。环以上，菌体柔软。 例：梅毒密螺旋体例：梅毒密螺旋体 螺旋菌螺旋菌弧菌弧菌 螺旋体螺旋体

12、（3 3）螺旋菌）螺旋菌 细菌的特殊形态：细菌的特殊形态： 柄细菌、肾形菌、臂微菌、网格硫细菌、贝柄细菌、肾形菌、臂微菌、网格硫细菌、贝 日阿托氏菌日阿托氏菌(丝状丝状)、具有子实体的粘细菌、具有子实体的粘细菌、 三角形、方形等特殊形态的细菌。三角形、方形等特殊形态的细菌。 细菌的特殊形态细菌的特殊形态 影响细菌形态的因素：影响细菌形态的因素： 培养时间、培养温度、培养基成分、浓度、培养时间、培养温度、培养基成分、浓度、pH值值等等 环境条件对细菌形态都有明显的影响。环境条件对细菌形态都有明显的影响。 一般处于幼龄阶段和生长条件适宜时，细菌形一般处于幼龄阶段和生长条件适宜时，细菌形 态正常、整

13、齐，表现出特定的形态。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，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。基中或适宜的培养条件下又可恢复原来的形态。 因此，在观察和比较细菌形态时，必须注意因培因此，在观察和比较细菌形态时，必须注意因培 养条件的变化而引起的

14、细胞形态的改变。养条件的变化而引起的细胞形态的改变。 2.1.2 2.1.2 细菌形态的影响因素细菌形态的影响因素 2.1.3 2.1.3 细菌的大小细菌的大小 细菌大小的测定：细菌大小的测定： (1)测量：测量： 显微显微测微尺测微尺 (2)长度单位：长度单位：微米微米(m) (3)表示：表示： 球菌：球菌：直径直径 杆菌：杆菌： 宽宽长长 螺旋菌：螺旋菌： 宽、长、螺距宽、长、螺距 2.1.3 2.1.3 细菌的大小细菌的大小 通常通常球菌直径球菌直径：0.2 0.2 1.51.5 mm， 杆菌杆菌: :长长1 1 5m, 5m, 宽宽0.50.5 1m1m。 例如：例如：大肠杆菌：平均长

15、度：大肠杆菌：平均长度：2m 2m ； 宽度宽度0 0.5.5mm； 15001500个大肠杆菌头尾相接等于个大肠杆菌头尾相接等于3 3mm;10mm;109 9个大肠杆菌重个大肠杆菌重 1 1 mg.mg. 由于菌种不同，细菌的大小存在很大的差异；由于菌种不同，细菌的大小存在很大的差异； 对于同一个菌种，细胞的大小也常随着菌龄变化。对于同一个菌种，细胞的大小也常随着菌龄变化。 另外，对于同一个菌种染色前后其细胞大小都有所另外，对于同一个菌种染色前后其细胞大小都有所 不同。所以，有关细菌大小的记载，常是平均值或不同。所以，有关细菌大小的记载，常是平均值或 代表性数值。代表性数值。 2.1.3

16、2.1.3 细菌的大小细菌的大小 菌名菌名 直径或宽直径或宽长长/ / （ m m m m ） 乳链球菌乳链球菌 金黄色葡萄球菌金黄色葡萄球菌 大肠杆菌大肠杆菌 枯草芽孢杆菌枯草芽孢杆菌 霍乱弧菌霍乱弧菌 0.5 10.5 1 0.8 1 0.8 1 0.5 0.5 (1 3) (1 3) (0.8 1.2) (0.8 1.2) （1.23)1.23) (0.2 0.6) (0.2 0.6) （1 1 3 3） 2.1.3 2.1.3 细菌细胞的大小细菌细胞的大小 2.1.4 2.1.4 细菌的细胞结构细菌的细胞结构 基本结构包括：基本结构包括： 细胞壁、细胞质膜、细胞质、细胞核细胞壁、细胞质

17、膜、细胞质、细胞核 （拟核）等（拟核）等4部分部分 特殊结构包括：特殊结构包括： 荚膜、鞭毛、纤毛、芽孢。荚膜、鞭毛、纤毛、芽孢。 注：基本结构是任何一种细菌都有的，而特殊结构只限于某注：基本结构是任何一种细菌都有的，而特殊结构只限于某 些种类细菌才有，是细菌分类鉴定的重要依据。些种类细菌才有，是细菌分类鉴定的重要依据。 2.1.4 2.1.4 细菌细胞的结构细菌细胞的结构 细菌细胞结构示意图细菌细胞结构示意图 细菌细胞结构细菌细胞结构 （一）细菌细胞的基本结构（一）细菌细胞的基本结构 1 1、细胞壁、细胞壁（cell wall)cell wall) 细胞壁是位于菌体的最外层，内侧紧细胞壁是位

18、于菌体的最外层，内侧紧 贴细胞膜的一层无色透明，坚韧而有弹贴细胞膜的一层无色透明，坚韧而有弹 性的结构。细胞壁约占细胞干重的性的结构。细胞壁约占细胞干重的 10%10%25%25%。各种细菌细胞壁厚度不等，。各种细菌细胞壁厚度不等， 一般在一般在1080nm1080nm。 Cell wallCell wall 细胞壁具有一定的坚韧性及弹性，可以保护细胞免细胞壁具有一定的坚韧性及弹性，可以保护细胞免 受外力损伤并维持细胞外形；受外力损伤并维持细胞外形； 作为鞭毛运动的支点，协助鞭毛运动；作为鞭毛运动的支点，协助鞭毛运动； 与细胞膜一起完成细胞内外物质交换，且具有一定与细胞膜一起完成细胞内外物质交

19、换，且具有一定 的屏障作用，对大分子或有害物质起阻拦作用；的屏障作用，对大分子或有害物质起阻拦作用； 为细胞的正常增殖分裂所必需；为细胞的正常增殖分裂所必需； 与细菌的抗原性、致病性及对噬菌体的敏感性密切与细菌的抗原性、致病性及对噬菌体的敏感性密切 相关。相关。 与细菌的革兰氏（与细菌的革兰氏（GramGram）染色反应密切相关。）染色反应密切相关。 （1 1）细胞壁的功能）细胞壁的功能 （2 2）细胞壁的化学组成与结构细胞壁的化学组成与结构 v细胞壁化学组成与结构细胞壁化学组成与结构 v革兰氏染色法革兰氏染色法 v革兰氏染色的机理革兰氏染色的机理 细菌细胞壁的结构：细菌细胞壁的结构： v细胞

20、壁的基本骨架是细胞壁的基本骨架是肽聚糖肽聚糖 肽聚糖的结构：肽聚糖的结构：由由N N乙酰葡萄糖乙酰葡萄糖 胺（胺（NAGNAG）和）和N N乙酰胞壁酸（乙酰胞壁酸（NAMNAM） 重复交替连接构成骨架，短肽接重复交替连接构成骨架，短肽接 在在NAMNAM上，相邻的短肽由肽桥再交上，相邻的短肽由肽桥再交 叉相连而形成多层网状结构。叉相连而形成多层网状结构。 肽聚糖单体：肽聚糖单体：是由是由NAG NAG 、NAM NAM 、 肽尾、肽桥构成。肽尾、肽桥构成。 细胞壁的化学组成与结构细胞壁的化学组成与结构 肽聚糖的结构图肽聚糖的结构图 细胞壁的基本骨架细胞壁的基本骨架肽聚糖肽聚糖 注意：注意： （

21、1 1）不是所有细菌细胞壁的肽聚糖结构都是）不是所有细菌细胞壁的肽聚糖结构都是 一样的；一样的； （2 2）不同类群细菌肽聚糖的主要差别是）不同类群细菌肽聚糖的主要差别是多糖多糖 链的长短链的长短、四肽侧链中氨基酸的种类和顺序四肽侧链中氨基酸的种类和顺序、 肽间桥的有无及其交联度肽间桥的有无及其交联度、网状结构的层次数网状结构的层次数 等方面。等方面。 革兰氏染色法是细菌细胞的复合染色法，由丹革兰氏染色法是细菌细胞的复合染色法，由丹 麦医生麦医生Hans Christian GramHans Christian Gram于于18841884年年创立是一种创立是一种 重要的细菌鉴别染色法重要的细

22、菌鉴别染色法。 基本步骤：基本步骤： 涂片固定涂片固定 结晶紫初染结晶紫初染1min1min 碘液媒染碘液媒染 1min1min95%95%乙醇脱色乙醇脱色0.5min0.5min 番红复染番红复染2min 2min 结果结果: : 革兰氏革兰氏阳性菌阳性菌紫色（不被乙醇洗脱）；紫色（不被乙醇洗脱）； 革兰氏革兰氏阴性菌阴性菌红色（紫色复合物被乙醇红色（紫色复合物被乙醇 洗脱，最后显示番红的颜色）。洗脱，最后显示番红的颜色）。 革兰氏染色法：革兰氏染色法： 阳性菌阳性菌 阴性菌阴性菌 革兰氏染色法革兰氏染色法 细菌细胞壁的结构细菌细胞壁的结构 v革兰氏阳性菌细胞壁：革兰氏阳性菌细胞壁：由肽聚糖

23、和磷壁酸组成由肽聚糖和磷壁酸组成 磷壁酸：磷壁酸：G+G+菌所特有菌所特有, ,其其 主链由数十个磷酸甘油或主链由数十个磷酸甘油或 磷酸核糖醇组成磷酸核糖醇组成, ,有的还有的还 有由有由D DAlaAla和还原糖组成和还原糖组成 的侧链。的侧链。 肽聚糖肽聚糖: : 占占6090% ,6090% ,不同菌种中肽不同菌种中肽 聚糖聚糖( (肽链肽链) )组分不同。组分不同。 细菌细胞壁的结构细菌细胞壁的结构 v革兰氏阴性菌细胞壁：革兰氏阴性菌细胞壁：分内壁层和外壁层。分内壁层和外壁层。 内壁层：内壁层：紧贴胞膜紧贴胞膜, ,仅由仅由 1 12 2层肽聚糖分子构成层肽聚糖分子构成, ,占细占细

24、胞壁干重胞壁干重5 5 10%, 10%,无磷壁酸。无磷壁酸。 外壁层：外壁层：位于肽聚糖层的外位于肽聚糖层的外 部。部。 脂多糖脂多糖; ; 脂蛋白、脂蛋白、 包括包括: : 蛋白质层蛋白质层: : 基质蛋白、基质蛋白、 外壁蛋白外壁蛋白; ; 磷脂磷脂. . 细菌细胞壁的化学组成：细菌细胞壁的化学组成： 革兰氏阳性细菌与革兰氏阴性细菌细胞壁成分比较革兰氏阳性细菌与革兰氏阴性细菌细胞壁成分比较 细胞壁的化学组成与结构细胞壁的化学组成与结构 成分成分肽聚糖肽聚糖蛋白质蛋白质磷壁酸磷壁酸脂多糖脂多糖磷脂质磷脂质脂蛋白脂蛋白多糖多糖 G G+ + G G- - 40409090 5 52020 1

25、010或或 无无 6060 较多较多 无无 无或很少无或很少 10102020 无无 有有 无无 有有 有有 无无 革兰氏染色原理：革兰氏染色原理： 第一步：第一步：结晶紫使菌体着结晶紫使菌体着 上紫色上紫色 第二步：第二步：碘和结晶紫形成碘和结晶紫形成 大分子复合物，分子大，大分子复合物，分子大， 能被细胞壁阻留在细胞内。能被细胞壁阻留在细胞内。 第三步：第三步：酒精脱色，细胞酒精脱色，细胞 壁成分和构造不同，出现壁成分和构造不同，出现 不同的反应。不同的反应。 革兰氏染色原理：革兰氏染色原理： G G+ + 菌： 菌：细胞壁厚，肽聚糖含量高，交联度大，当乙细胞壁厚，肽聚糖含量高，交联度大，

26、当乙 醇脱色时，肽聚糖因脱水而孔径缩小，再加上醇脱色时，肽聚糖因脱水而孔径缩小，再加上G G+ + 菌 菌 细菌基本不含脂类，乙醇处理时不能在壁上溶出缝细菌基本不含脂类，乙醇处理时不能在壁上溶出缝 隙，隙，故结晶紫故结晶紫- -碘复合物被阻留在细胞内，细胞不能碘复合物被阻留在细胞内，细胞不能 被酒精脱色，仍呈紫色。被酒精脱色，仍呈紫色。 GG菌：菌：肽聚糖层薄，交联松散，乙醇脱色不能使其肽聚糖层薄，交联松散，乙醇脱色不能使其 结构收缩，因其含脂量高结构收缩，因其含脂量高, ,乙醇将脂溶解，缝隙加大，乙醇将脂溶解，缝隙加大， 结晶紫结晶紫- -碘复合物溶出细胞壁，酒精将细胞脱色，细碘复合物溶出细

27、胞壁，酒精将细胞脱色，细 胞无色，番红复染后呈红色。胞无色，番红复染后呈红色。 革兰氏染色的原理革兰氏染色的原理 v革兰氏染色意义：革兰氏染色意义： （1 1）鉴别细菌）鉴别细菌 把众多的细菌分为两大类：把众多的细菌分为两大类：G G+ +、G G- - （2 2）与细菌的致病性有关）与细菌的致病性有关 革兰氏阳性菌能产生外毒素，革兰氏阴性菌能产生内毒革兰氏阳性菌能产生外毒素，革兰氏阴性菌能产生内毒 素，两者的致病作用不同素，两者的致病作用不同 （3 3）指导抗生素的选择）指导抗生素的选择 在临床治疗上，大多数在临床治疗上，大多数G G+ +菌菌都对青霉素敏感；而都对青霉素敏感；而G G- -

28、 菌则对青霉素不敏感，而对链霉素、氯霉素等敏感。所以，菌则对青霉素不敏感，而对链霉素、氯霉素等敏感。所以， 区分病原菌是区分病原菌是G G+ +菌还是菌还是G G- -菌，在选择抗生素方面意义重大。菌，在选择抗生素方面意义重大。 细胞壁缺陷细胞细胞壁缺陷细胞 虽说细胞壁是细胞细胞的基本结构，但在特殊情虽说细胞壁是细胞细胞的基本结构，但在特殊情 况下也可发现况下也可发现细胞壁缺损细胞壁缺损或或无细胞壁无细胞壁的细菌。的细菌。 （1 1）原生质体：）原生质体：指在人工条件下用溶菌酶除尽原有细指在人工条件下用溶菌酶除尽原有细 胞壁或用青霉素等抑制细胞壁的合成后，所得到的仅由细胞壁或用青霉素等抑制细胞

29、壁的合成后，所得到的仅由细 胞膜包裹着的脆弱细胞。一般由胞膜包裹着的脆弱细胞。一般由G+G+菌形成。菌形成。 （2 2）原生质球：）原生质球：指还残存部分细胞壁的原生质体，通指还残存部分细胞壁的原生质体，通 常由常由G-G-菌形成。菌形成。 （3 3）L-L-细菌：细菌：专指那些在实验室或宿主体内通过自发专指那些在实验室或宿主体内通过自发 突变而形成的遗传性稳定的细胞壁缺陷菌株。突变而形成的遗传性稳定的细胞壁缺陷菌株。 细胞膜细胞膜又称细胞质膜，简称质膜，是围绕又称细胞质膜，简称质膜，是围绕 细胞质外围、紧贴细胞壁内侧的一层柔软细胞质外围、紧贴细胞壁内侧的一层柔软 而富有弹性的半透性薄膜。而富

30、有弹性的半透性薄膜。 细胞膜的化学组成细胞膜的化学组成 蛋白质蛋白质 主要包括主要包括 磷脂磷脂 糖类糖类 少量核酸少量核酸 2 2、细胞膜、细胞膜（cell membranecell membrane） 细胞膜的结构细胞膜的结构 1972年年Singer和和Nicolson提出的细胞膜液态镶嵌模型提出的细胞膜液态镶嵌模型。 认为：认为：细胞质膜的结构可以表述为细胞质膜的结构可以表述为 液态镶嵌结构液态镶嵌结构，即由具有高度定向，即由具有高度定向 性的磷脂双分子层中镶嵌着可移动性的磷脂双分子层中镶嵌着可移动 的膜蛋白构成。的膜蛋白构成。具体的说，具体的说，细胞质细胞质 膜由两层磷脂分子整齐的排

31、列而成，膜由两层磷脂分子整齐的排列而成， 亲水的极性头朝向膜的内外两个表亲水的极性头朝向膜的内外两个表 面，疏水的两非极性尾部相对朝向面，疏水的两非极性尾部相对朝向 膜的内层中央。磷脂双分子层中间膜的内层中央。磷脂双分子层中间 和内外表面镶嵌着各种可移动的膜和内外表面镶嵌着各种可移动的膜 蛋白（如转运蛋白、电子传递蛋白蛋白（如转运蛋白、电子传递蛋白 以及多种酶类），从而形成一种独以及多种酶类），从而形成一种独 特的液态磷脂双分子层镶嵌结构。特的液态磷脂双分子层镶嵌结构。 （如图所示）（如图所示） 细胞膜液态镶嵌模型细胞膜液态镶嵌模型 细胞膜的主要生理功能细胞膜的主要生理功能 具有高度的选择透性

32、，控制营养物质的吸收及代具有高度的选择透性，控制营养物质的吸收及代 谢废物的排除；谢废物的排除； 含有各种呼吸酶系，在原核微生物中含有各种呼吸酶系，在原核微生物中,参与生物氧参与生物氧 化和能量产生；化和能量产生； 是细胞壁和荚膜各种组分生物合成的场所是细胞壁和荚膜各种组分生物合成的场所 是鞭毛着生的位点。是鞭毛着生的位点。 间体：间体： 由细胞膜内褶形成的一种管状、层状或串状物，由细胞膜内褶形成的一种管状、层状或串状物， 一般位于细胞分裂的部位或附近。一般位于细胞分裂的部位或附近。 间体间体 间体的功能间体的功能: : 参与隔膜形成参与隔膜形成 与核分裂有关与核分裂有关 类线粒体功能类线粒体

33、功能 3、拟核（或核质体、类核、核区）拟核（或核质体、类核、核区） 拟核：拟核：细菌只具有原始形态比较的核或称拟核，它没有核膜、细菌只具有原始形态比较的核或称拟核，它没有核膜、 核仁，只有一个核质体或称染色质体。核质体实际上是一条核仁，只有一个核质体或称染色质体。核质体实际上是一条 很长的环状双链很长的环状双链DNADNA经高度折叠缠绕而成的一团错综复杂的丝经高度折叠缠绕而成的一团错综复杂的丝 状结构。（如图所示）状结构。（如图所示）功能：功能：负载遗传信息。负载遗传信息。 拟核拟核 质粒：质粒：在很多细菌染色体之外，还存在一种共价闭合环在很多细菌染色体之外，还存在一种共价闭合环 状双链的小型

34、状双链的小型DNADNA分子，称为质粒。分子，称为质粒。 分子量约为分子量约为100 100 10 106 6 D. D.携带携带1 1100100个基因个基因, , 一个细菌细胞可有一至数个质粒。一个细菌细胞可有一至数个质粒。 质粒的特点：质粒的特点： q可自我复制，稳定遗传。对生存不是必要可自我复制，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。的。复制与染色体分开，但同步进行。 q携带着遗传信息，不同质粒携带不同遗传携带着遗传信息，不同质粒携带不同遗传 信息。信息。 q无质粒细菌可通过接合、转化、转导等方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。式获得，不

35、能自发产生。 例：例：细菌抗药性因子、大肠杆菌的细菌抗药性因子、大肠杆菌的F F因子。因子。 质粒质粒应用应用: :基因工程，体外重组基因工程，体外重组. . 4 4、细胞质及其内含物、细胞质及其内含物 细胞质：细胞质：是在细胞膜内除核区以外的细胞物质。是在细胞膜内除核区以外的细胞物质。 细胞质是无色、透明、粘稠状物质。主要成分为细胞质是无色、透明、粘稠状物质。主要成分为 水，蛋白质，核酸，脂类、少量糖和无机盐。水，蛋白质，核酸，脂类、少量糖和无机盐。 细胞质功能：细胞质功能： 细胞质中含有丰富的酶细胞质中含有丰富的酶 系，是营养物质合成、系，是营养物质合成、 转化、代谢的场所。转化、代谢的场

36、所。 细胞质中具有某些结构和许多内含物，主要有：细胞质中具有某些结构和许多内含物，主要有： 核糖体：核糖体：由核糖核酸和蛋白质组成的微粒，沉降由核糖核酸和蛋白质组成的微粒，沉降 系数为系数为70s70s，每个细菌细胞内约含有，每个细菌细胞内约含有1 1万个。万个。功能：功能： 是合成蛋白质（酶）的场所。是合成蛋白质（酶）的场所。 颗粒状内含物：颗粒状内含物：细菌细胞内含有多种较大的颗粒，细菌细胞内含有多种较大的颗粒， 主要包括主要包括多磷酸颗粒，聚多磷酸颗粒，聚羟基丁酸颗粒、糖原羟基丁酸颗粒、糖原 颗粒、硫粒及脂肪粒颗粒、硫粒及脂肪粒等，其主要等，其主要功能功能是储藏和提供是储藏和提供 能源、

37、碳源和硫源等有用物质。能源、碳源和硫源等有用物质。 细胞质中的内含物细胞质中的内含物 细胞质中具有某些结构和许多内含物，主要有：细胞质中具有某些结构和许多内含物，主要有： 可溶性内含物：可溶性内含物：由蛋白质、酶类、核酸等高分由蛋白质、酶类、核酸等高分 子可溶性物质组成，子可溶性物质组成，是菌体生存、代谢所必需的是菌体生存、代谢所必需的 储藏物质或代谢产物。储藏物质或代谢产物。 气泡：气泡：某些细菌如盐杆菌内含有气泡，气泡吸某些细菌如盐杆菌内含有气泡，气泡吸 收空气，收空气，利用氧气供代谢需要，并帮助细菌漂浮利用氧气供代谢需要，并帮助细菌漂浮 到盐水上层吸收较多的空气。到盐水上层吸收较多的空气

38、。 细胞质中的内含物细胞质中的内含物 （二）细菌细胞的特殊结构（二）细菌细胞的特殊结构 1 1、荚膜：、荚膜：某些某些细菌细胞壁外的一层粘液性物质。依厚度和细菌细胞壁外的一层粘液性物质。依厚度和 状态的不同，可以分为大荚膜、微荚膜、粘液层和菌胶团。状态的不同，可以分为大荚膜、微荚膜、粘液层和菌胶团。 荚膜的主要生理功能：荚膜的主要生理功能： 起保护作用，使细菌能抗干燥、抗起保护作用，使细菌能抗干燥、抗 吞噬；吞噬； 是菌体外的储存物质，营养缺乏时是菌体外的储存物质，营养缺乏时 可作为碳源和能源利用；可作为碳源和能源利用； 可使菌体附着于某些物质表面。可使菌体附着于某些物质表面。 荚膜的应用：荚

39、膜的应用： 如从大肠状明串珠菌荚膜中提取葡聚如从大肠状明串珠菌荚膜中提取葡聚 糖，从黄单胞菌的荚膜中提取黄原胶糖，从黄单胞菌的荚膜中提取黄原胶 等。等。 （二）细菌细胞的特殊结构（二）细菌细胞的特殊结构 2 2、鞭毛（鞭毛（flagellumflagellum） 某些细菌表面由细胞内生出的一种细长、波曲、毛某些细菌表面由细胞内生出的一种细长、波曲、毛 发状的丝状物。鞭毛具有运动功能，一般认为鞭毛靠发状的丝状物。鞭毛具有运动功能，一般认为鞭毛靠 鞭毛丝旋转而动，鞭毛丝旋转而动，它们是细菌的它们是细菌的“运动器官运动器官”。 鞭毛的长度：鞭毛的长度：一般为一般为15152020m m，最长可达，最

40、长可达7070m m 。 鞭毛的直径：鞭毛的直径：为为101020n20nm.m. 弧菌和螺旋菌一般都长有鞭毛，杆菌中有的不生弧菌和螺旋菌一般都长有鞭毛，杆菌中有的不生 鞭毛，而球菌中绝大多数不生鞭毛。鞭毛，而球菌中绝大多数不生鞭毛。 鞭毛的着生方式：鞭毛的着生方式： 周生周生 鞭毛的化学组成：鞭毛的化学组成： 主要由鞭毛蛋白构成，还含有少量的多糖、脂类主要由鞭毛蛋白构成，还含有少量的多糖、脂类 和核酸等。和核酸等。 鞭毛起源于细胞质膜内侧的基粒。鞭毛起源于细胞质膜内侧的基粒。 细胞质区内有一个颗粒状小体，此小体为基粒，细胞质区内有一个颗粒状小体，此小体为基粒， 鞭毛自基粒长出穿过细胞壁延伸到

41、细胞外部。鞭毛自基粒长出穿过细胞壁延伸到细胞外部。 鞭毛的结构：鞭毛的结构： 鞭毛丝鞭毛丝 鞭毛鞭毛 鞭毛钩鞭毛钩 基体基体 鞭毛的观察：鞭毛的观察： 电镜电镜 特殊鞭毛染色，在光学显微镜下观察特殊鞭毛染色，在光学显微镜下观察 半固体穿刺培养半固体穿刺培养 从固体培养基上的菌落形态判断从固体培养基上的菌落形态判断 比如，一般情况下：比如，一般情况下： 菌落形状大，薄且不规则，边缘极不平整，可能有鞭菌落形状大，薄且不规则，边缘极不平整，可能有鞭 毛。毛。 菌落十分圆滑，边缘平整且相对较厚，可能没有鞭毛菌落十分圆滑，边缘平整且相对较厚，可能没有鞭毛 3 3、菌毛（或纤毛、绒毛、伞毛）、菌毛（或纤毛

42、、绒毛、伞毛） 某些菌体表面存在的短而多的附属物。某些菌体表面存在的短而多的附属物。 纤毛比鞭毛更短、更细，且又直又硬。数量很多，纤毛比鞭毛更短、更细，且又直又硬。数量很多， 不具有运动功能，但与菌的致病性、吸附等有关。不具有运动功能，但与菌的致病性、吸附等有关。 多见于革兰氏阳性菌。多见于革兰氏阳性菌。 菌毛的分类及功能：菌毛的分类及功能： （1）普通菌毛）普通菌毛 主要功能：主要功能：使细菌较牢固地粘附在作为营养使细菌较牢固地粘附在作为营养 来源地动植物细胞或组织的表面，即作为细菌感染动植物组来源地动植物细胞或组织的表面，即作为细菌感染动植物组 织（如呼吸道或消化道的粘膜）的粘附器官。织（

43、如呼吸道或消化道的粘膜）的粘附器官。 （2）性菌毛）性菌毛 主要功能：主要功能：在有性结合过程中，向雌性菌传在有性结合过程中，向雌性菌传 递递DNA的通道。的通道。 4 4、芽孢、芽孢 概念：概念：某些菌生长到一某些菌生长到一 定阶段，细胞内形成一定阶段，细胞内形成一 个圆形、椭圆形或卵圆个圆形、椭圆形或卵圆 形的内生孢子，称为芽形的内生孢子，称为芽 孢。芽孢是对不良环境孢。芽孢是对不良环境 有较强抵抗力的休眠体。有较强抵抗力的休眠体。 芽孢 细菌芽孢的各种类型细菌芽孢的各种类型 芽孢的形状、大小和着生位置依不同细菌而异，芽孢的形状、大小和着生位置依不同细菌而异， 造成细菌形成芽孢后呈现出造成

44、细菌形成芽孢后呈现出 梭状、鼓槌状、保持梭状、鼓槌状、保持 原状等形态，可作为细菌分类鉴定的重要依据。原状等形态，可作为细菌分类鉴定的重要依据。 芽孢的组成和结构芽孢的组成和结构 芽孢有多层结构，主要包括芽孢有多层结构，主要包括孢外壁、芽孢衣、皮层和核心孢外壁、芽孢衣、皮层和核心. 芽孢的结构芽孢的结构 芽孢的外壁层厚而致密，主要成分芽孢的外壁层厚而致密，主要成分 为脂蛋白，通透性差为脂蛋白，通透性差,不易着色。不易着色。 核心含有大量的核心含有大量的DNADNA、RNARNA、蛋白质蛋白质 酶等物质，还含有酶等物质，还含有2,62,6吡啶二羧酸吡啶二羧酸 （DPADPA）,DPA,DPA是芽

45、孢特有的成分。一是芽孢特有的成分。一 般以般以 DPADPACaCa的形式存在的形式存在。 皮层主要含芽孢肽聚糖、皮层主要含芽孢肽聚糖、 DPADPACaCa， 皮层体积大，比较致密。皮层体积大，比较致密。 芽孢平均含水量低芽孢平均含水量低, ,约约40%.40%. 芽孢的形成和萌发过程芽孢的形成和萌发过程 芽孢的特性芽孢的特性: : 具有很强的具有很强的抗热、抗干燥、抗辐射、抗热、抗干燥、抗辐射、 抗化学药物能力。抗化学药物能力。 含水量低、壁厚而致密，通透性差含水量低、壁厚而致密，通透性差, , 不易着色。不易着色。 新陈代谢几乎停止，处于休眠状态。新陈代谢几乎停止，处于休眠状态。 一个细

46、菌只形成一个芽孢，一个芽一个细菌只形成一个芽孢，一个芽 孢只萌发产生一个营养细胞孢只萌发产生一个营养细胞，所以，所以， 细菌产芽孢并非繁殖功能，而是产细菌产芽孢并非繁殖功能，而是产 芽孢细菌生存的一种形式。芽孢细菌生存的一种形式。 芽孢的抗逆机制：芽孢的抗逆机制： 目前尚不清楚，但可能与以下因素有关：目前尚不清楚，但可能与以下因素有关： （1 1）芽孢中有独特的）芽孢中有独特的DPA-CaDPA-Ca。CaCa2+ 2+与 与DPADPA的螯合作用，的螯合作用， 使芽孢中的生物大分子形成一稳定的耐热凝胶；在使芽孢中的生物大分子形成一稳定的耐热凝胶；在 营养细胞和其他生物细胞中均未发现营养细胞和

47、其他生物细胞中均未发现DPADPA的存在；芽的存在；芽 孢形成过程中，随着孢形成过程中，随着DPADPA的形成而具抗热性，当芽孢的形成而具抗热性，当芽孢 萌发萌发DPADPA释放到培养基后，抗热性丧失。释放到培养基后，抗热性丧失。 有争议：有争议：有些抗热的芽孢并不含有有些抗热的芽孢并不含有DPA-CaDPA-Ca的复合物。的复合物。 芽孢的抗逆机制：芽孢的抗逆机制： 目前尚不清楚，但可能与以下因素有关：目前尚不清楚，但可能与以下因素有关： （2 2）渗透调节皮层膨胀学说渗透调节皮层膨胀学说 认为芽孢的抗性在于芽孢衣对多价阳离子和水认为芽孢的抗性在于芽孢衣对多价阳离子和水 分的透性差及皮层的离

48、子强度高，使皮层具有极高分的透性差及皮层的离子强度高，使皮层具有极高 的渗透压去夺取核心部分的水分，造成皮层的充分的渗透压去夺取核心部分的水分，造成皮层的充分 膨胀，而核心部分的生命物质形成高度失水状态，膨胀，而核心部分的生命物质形成高度失水状态， 因而具有极强的抗热性。因而具有极强的抗热性。 这种解释综合了不少新的研究成果，因此有一这种解释综合了不少新的研究成果，因此有一 定的说服力。定的说服力。 （一）（一）繁殖方式繁殖方式 细菌一般进行无细菌一般进行无 性繁殖，最主要的繁性繁殖，最主要的繁 殖方式是裂殖，即二殖方式是裂殖，即二 均裂殖，结果由一个均裂殖，结果由一个 母细胞分裂成两个大母细

49、胞分裂成两个大 小基本相等的子细胞小基本相等的子细胞。 细菌分裂过程：细菌分裂过程： 核分裂核分裂 形成横隔壁形成横隔壁 子细胞分离子细胞分离 细胞伸长与 DNA复制 细胞壁和质膜 开始内陷 横隔壁完全形成 两子细胞分开 DNA （二）群体形态（二）群体形态 菌菌 落落 菌菌 苔苔 菌落（菌落（colonycolony）：）： 将单个细菌细胞接种到将单个细菌细胞接种到固体培养基上固体培养基上, ,在适合的条件在适合的条件 下细菌便迅速生长繁殖，经过一定时间后，由于细胞生下细菌便迅速生长繁殖，经过一定时间后，由于细胞生 长受到各种因素的限制，因而可在培养基表面或里面聚长受到各种因素的限制，因而可

50、在培养基表面或里面聚 集形成一个肉眼可见的、具有一定形态的子细胞群体，集形成一个肉眼可见的、具有一定形态的子细胞群体， 称为菌落。称为菌落。 由一个细胞长成的菌落称之为由一个细胞长成的菌落称之为单菌落单菌落。 （二）群体形态（二）群体形态 菌薹（菌薹（lawnlawn） 由多个同种细胞密集接种长成的子细胞群体，由于由多个同种细胞密集接种长成的子细胞群体，由于 大量细胞密集生长大量细胞密集生长, ,长成的各长成的各“菌落菌落”连接成一片，称连接成一片，称 为菌薹。为菌薹。 各种细菌在一定条件下形成的菌落特征具有一各种细菌在一定条件下形成的菌落特征具有一 定的稳定性和专一性，这是观测菌种的纯度、定

51、的稳定性和专一性，这是观测菌种的纯度、 辨认和鉴别菌种的重要依据；辨认和鉴别菌种的重要依据； 菌落的特征包括菌落的特征包括大小大小、形状形状、边缘边缘、光泽光泽、质质 地地、透明度透明度、颜色颜色、隆起隆起和和表面状况表面状况等。等。 1 1扁平扁平2 2隆起隆起3 3低凸起低凸起4 4高凸起高凸起5 5脐状脐状6 6乳头状乳头状7 7草帽状草帽状 8 8圆形，边缘完整圆形，边缘完整9 9不规则，边缘波浪不规则，边缘波浪1010不规则边缘，颗粒状、不规则边缘，颗粒状、 边缘叶状边缘叶状1111规则，放射状、边缘呈叶状规则，放射状、边缘呈叶状1212规则边缘呈扇边状规则边缘呈扇边状 1313规则

52、边缘呈齿状规则边缘呈齿状1414规则有同心环，边缘完整规则有同心环，边缘完整1515不规则，似不规则，似 毛毯状毛毯状1616规则，似菌丝状规则，似菌丝状1717不规则，卷发状、边缘波状不规则，卷发状、边缘波状1818不不 规则，呈丝状规则，呈丝状1919不规则，根状不规则，根状 固体斜面培养固体斜面培养 2.2.细菌的斜面培养特征细菌的斜面培养特征 采用划线接种的方法，采用划线接种的方法， 将菌种接种到试管斜面将菌种接种到试管斜面 上，在适宜的条件下，上，在适宜的条件下， 经过经过3 35 5天的培养，可天的培养，可 对其进行斜面培养特征对其进行斜面培养特征 的观察。的观察。 可观察菌薹的生

53、长程可观察菌薹的生长程 度、形状、光泽、质地、度、形状、光泽、质地、 透明度、颜色、隆起和表透明度、颜色、隆起和表 面状况等。面状况等。 3. 3. 液体培养液体培养 3 3、细菌的液体培养特征、细菌的液体培养特征 将细菌接入液体培养基中，经过将细菌接入液体培养基中，经过1 13d3d的培养后，的培养后， 即可对其进行观察。即可对其进行观察。 细菌的液体培养特细菌的液体培养特 征包括表面状况（如菌征包括表面状况（如菌 膜、菌环等）、混浊程膜、菌环等）、混浊程 度、沉淀情况、有无气度、沉淀情况、有无气 泡或色泽等。泡或色泽等。 4. 4. 细菌的半固体培养特征细菌的半固体培养特征 细菌群体特征研

54、究的意义：细菌群体特征研究的意义： 细菌群体形态具有一定的稳定性和专一性，是细细菌群体形态具有一定的稳定性和专一性，是细 菌细胞的表面状况、排列方式、代谢产物、好氧性、菌细胞的表面状况、排列方式、代谢产物、好氧性、 运动性等的反映。观察细菌的群体形态有助于对细运动性等的反映。观察细菌的群体形态有助于对细 菌菌种的辨认鉴别和对菌种纯度的掌握菌菌种的辨认鉴别和对菌种纯度的掌握 在微生物的分离、纯化、鉴定、计数、选种和育在微生物的分离、纯化、鉴定、计数、选种和育 种过程中，微生物的群体特征都得到了广泛的应用种过程中，微生物的群体特征都得到了广泛的应用。 （一）革兰氏阴性无芽孢杆菌（一）革兰氏阴性无芽

55、孢杆菌 （1 1）大肠杆菌）大肠杆菌 （2 2）醋酸杆菌）醋酸杆菌 （3 3）假单胞菌）假单胞菌 （二）革兰氏阳性无芽孢杆菌（二）革兰氏阳性无芽孢杆菌 （1 1）短杆菌）短杆菌 （2 2）棒状杆菌）棒状杆菌 （3 3）乳酸杆菌）乳酸杆菌 （4 4）双歧杆菌）双歧杆菌 （5 5）丙酸杆菌）丙酸杆菌 2.1.6 2.1.6 工业上重要细菌的形态、特征及其应用工业上重要细菌的形态、特征及其应用 （三）革兰氏阳性芽孢杆菌（三）革兰氏阳性芽孢杆菌 （1 1）枯草杆菌）枯草杆菌 （2 2）其他芽孢杆菌）其他芽孢杆菌 （四）革兰氏阳性球菌（四）革兰氏阳性球菌 （1 1）微球菌）微球菌 （2 2）链球菌）链球

56、菌 （3 3）明串珠菌）明串珠菌 2.1.6 2.1.6 工业上重要细菌的形态、特征及其应用工业上重要细菌的形态、特征及其应用 大肠杆菌大肠杆菌 特点：特点：人肠道中的正常寄居菌，菌体呈短杆或长杆状，革兰氏阴性，人肠道中的正常寄居菌，菌体呈短杆或长杆状，革兰氏阴性， 无芽孢，一般无荚膜。菌落呈白色或黄白色，光滑，闪光。无芽孢，一般无荚膜。菌落呈白色或黄白色，光滑，闪光。 分裂后的大肠杆菌分裂后的大肠杆菌 大肠杆菌菌落大肠杆菌菌落 用途：用途：制取氨基酸；制备多种酶；作为基因工程受体菌；制取氨基酸；制备多种酶；作为基因工程受体菌； 作为水和食品中微生物学检验的指示菌。作为水和食品中微生物学检验的指示菌。 醋酸杆菌醋酸杆菌 特点：特点：菌体从椭圆至杆状，单个、成对或成链，革兰氏阴性，不生菌体从椭圆至杆状，单个、成对或成链，革兰氏阴性，不生 芽孢，好气性，在液体培养基上形成皮膜，在含糖、乙醇或酵母膏的芽孢，好气性，在液体培养基上形成皮膜，在含糖、乙醇或酵母膏的 培养基上生长良好，而在肉汁胨培养基上生长不良。培养基上生长良好，而在肉汁胨培养基上