农业微生物重点

1、第一节第一节 细菌细胞细菌细胞 的一般性质的一般性质一一、细胞的形状与大小、细胞的形状与大小二二、细胞的化学成分、细胞的化学成分三三、细胞的繁殖、细胞的繁殖一、一、细胞的形状与大小细胞的形状与大小 1细细菌菌的的基基本本形形态态球球状状杆杆状状螺旋螺旋状状细菌的异常形态细菌的异常形态当培养基的化学组成、浓度、培养温度、ph和培养时间等发生变化时，会引起微生物的形态的改变。2、细菌的大小1）单位（）单位（微米微米）：）：1米米=103毫米毫米=106微米微米=109纳米纳米=1010埃埃2）大小：）大小： 细菌的大小可用测微尺在显微镜下进行测量。球形菌细菌的大小可用测微尺在显微镜下进行测量。球形

2、菌测其测其直径直径，杆菌测其，杆菌测其宽度与长度宽度与长度，螺旋菌则测其，螺旋菌则测其弯曲弯曲形长度形长度 球菌：球菌：0.52微米微米 杆菌：杆菌：0.5115微米微米 e.coli:0.52微米微米 螺旋菌：螺旋菌：0.31260微米微米常见微生物的大小 菌名菌名 直径或宽直径或宽长长 （ mm mm ）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 0.5 1 1 0.8 0.8 1 1 0.5 0.5 (1 (1 3)3)(0.8 (0.8 1.2) 1.2) ( 1.21.23 3)(0.2 (0.2 0.6) 0.6)

3、(1 (1 3 3) )基本结构细胞壁；细胞膜；细胞质；核区；特殊结构鞭毛spore ；纤毛pilus;荚膜capsule芽孢flagella ；细菌细胞的结构模式图细菌细胞的结构模式图 细胞壁位于细胞膜外，具有一定硬度、韧细胞壁位于细胞膜外，具有一定硬度、韧性的，使细胞保持一定形状，并且具有多性的，使细胞保持一定形状，并且具有多种生理功能。厚种生理功能。厚101080nm,80nm,占细胞干重的占细胞干重的10102525。 成分：成分： 构成细菌细胞壁的主要成分为肽聚糖肽聚糖 (peptidoglycan)。肽聚糖是由（g）n乙酰葡萄糖胺乙酰葡萄糖胺(n-acetylglucosamine

4、)、（m）n一乙酰胞壁酸一乙酰胞壁酸(n-acetylmuremic acid)以及短肽聚合而成的多层网状结构大分子化合物。短肽一般由四五个氨基酸组成。 肽聚糖的化学组成和一级结构肽聚糖单体含有三个组成部分肽聚糖单体含有三个组成部分： 双糖单位双糖单位，即由一个，即由一个n乙酰葡萄糖胺乙酰葡萄糖胺(nag)和和n乙酰胞壁酸乙酰胞壁酸(nam)通过通过,糖苷键连接糖苷键连接而成的。而成的。 短肽短肽“尾尾”，即由四个氨基酸连接起来的短肽，即由四个氨基酸连接起来的短肽，它们连接在它们连接在nam上。这四个氨基酸是按上。这四个氨基酸是按l型与型与d型交替排列的方式连接而成的，即型交替排列的方式连接而

5、成的，即l-ala、d-glu、l-lys、d-ala； 肽肽“桥桥”，指把前一肽聚糖单体肽，指把前一肽聚糖单体肽“尾尾”中的中的第第4个氨基酸个氨基酸l-ala与后一个肽聚糖单体肽与后一个肽聚糖单体肽“尾尾”中的第中的第3个氨基酸个氨基酸l-lys通过肽键连接起来短肽。通过肽键连接起来短肽。革兰氏染色法革兰氏染色法(gramstaining) 革兰氏染色法 是丹麦医生 gram1884年创立的一种新的使细菌染上颜色的方法。一般先用草酸胺结晶紫液初染，再加碘液媒染，使细菌着色，继而用乙醇脱色，最后用蕃红复染。用此法染色可将细菌分为两大类： 一类是经乙醇处理不脱色，而保持其初染的深紫色，称为革兰

6、氏阳性反应细菌，简示为 g+； 另一类经乙醇处理就迅速脱去原来的着色，而染上蕃红的颜色，称为革兰氏阴性反应细菌， 简示为g-。革兰氏染色法是鉴定细菌的一种主要方法。gramstainingc.gramc.gram 丹麦医生丹麦医生步骤：步骤： 涂片固定；涂片固定； 结晶紫初染结晶紫初染1min； 碘液媒染碘液媒染1min； 95%乙醇脱色乙醇脱色30s； 番红复染番红复染1min。 结果结果: : 阳性菌阳性菌紫色紫色； 阴性菌红色。微生物的种类g菌细胞壁模拟图g+细菌细胞壁的组成 90肽聚糖 壁磷壁酸：与肽聚糖分子共价结合 10磷壁酸 （甘油和核糖醇的聚合物） 膜磷壁酸：与细胞膜相交联g菌细

7、胞壁模拟图g-细菌细胞壁的组成 类脂a 脂多糖 核心多糖 外膜 o-特异多糖 外膜蛋白 脂蛋白、孔蛋白（通道蛋白） 肽聚糖层 一到少数几层肽聚糖 壁膜间隙 水解酶、结合蛋白和化学受体微生物的种类 项项 目目革蓝氏阳性菌革蓝氏阳性菌g+ 革蓝氏阴性菌革蓝氏阴性菌 g- 肽聚糖肽聚糖多层，多层，75%亚单位交亚单位交链，网络紧密链，网络紧密单层，单层，30%亚单位交链，网络亚单位交链，网络疏松疏松类脂类脂极少极少脂多糖脂多糖外膜外膜无无有有壁质间隙壁质间隙很薄很薄较厚较厚酸消化的效果酸消化的效果原生质体原生质体原生质球原生质球敏感性敏感性很敏感很敏感中度敏感中度敏感革兰氏染色的原理革兰氏染色的原理

8、 从细胞壁的化学组成已知，革兰氏阴性细菌细胞壁中脂类脂类物质含量较高高，肽聚糖肽聚糖含量较低低，因而乙乙醇醇处理后，溶解溶解了脂类脂类，增加增加了通透性通透性，结晶紫和碘复合物易被乙醇提出提出，于是革兰氏阴性细菌细胞被脱色。 革兰氏阳性细菌由于细胞壁肽聚糖肽聚糖含量高高，脂脂类类含量低低，乙醇处理中被脱水脱水引起细胞壁肽聚糖层中孔径孔径变小，通透性降低降低，结晶紫一碘复合物被保留在细胞内，细胞不被脱色 特殊形态（缺壁细菌）（1）l型细菌型细菌l-form：指那些实验室或宿主体内通过指那些实验室或宿主体内通过自发自发突变突变而形成的遗传性稳定的细胞壁缺损菌株。而形成的遗传性稳定的细胞壁缺损菌株。

9、（2）原生质体）原生质体protoplast ：是指在人为条件下，用是指在人为条件下，用溶菌酶溶菌酶除尽原有细胞壁或用除尽原有细胞壁或用青霉素青霉素抑制新生细胞壁合成后，所得到抑制新生细胞壁合成后，所得到的仅有一层细胞膜包裹着的圆球状渗透敏感细胞的仅有一层细胞膜包裹着的圆球状渗透敏感细胞（3）球状体）球状体spheroplast ：又称原生质球，指还又称原生质球，指还残留部分残留部分细细胞壁，尤其是革兰氏胞壁，尤其是革兰氏阴性阴性细菌外膜的原生质体。细菌外膜的原生质体。（4）支原体）支原体mycoplasma ：是在长期是在长期进化进化过程中形成的、过程中形成的、适应自然生活条件的无细胞壁的原

10、核生物。适应自然生活条件的无细胞壁的原核生物。（五）细胞壁外的表层结构 1、表面层（、表面层（surface layer）：在有些细）：在有些细菌和古菌细胞表面，由同型蛋白或糖蛋菌和古菌细胞表面，由同型蛋白或糖蛋白组成，成网格状，疏松地附着在细胞白组成，成网格状，疏松地附着在细胞壁表面，可起到保护细胞、增加细胞吸壁表面，可起到保护细胞、增加细胞吸附能力等作用。附能力等作用。2 2 荚荚 膜膜（capsule)capsule) 某些细菌在一定的营养条件下向细胞外分泌的一某些细菌在一定的营养条件下向细胞外分泌的一层粘性物质，为层粘性物质，为多糖多糖、多肽多肽、多糖蛋白质复合体多糖蛋白质复合体。在。

11、在碳氮比较高和通气良好的条件下有利于荚膜的形成。碳氮比较高和通气良好的条件下有利于荚膜的形成。由于荚膜的折光率比较低，不易着色，故常用由于荚膜的折光率比较低，不易着色，故常用负（衬负（衬托）染色法托）染色法。荚膜的应用 有利的方面：有利的方面： 人们可以从肠膜明串珠菌人们可以从肠膜明串珠菌leucomostoc mesenteroidesleucomostoc mesenteroides的糖被中提取葡聚糖以制备的糖被中提取葡聚糖以制备“代血浆代血浆”或或葡聚糖葡聚糖 利用野油菜黄单胞菌利用野油菜黄单胞菌xanthomonas campestrisxanthomonas campestris的粘

12、液的粘液层可提取层可提取黄原胶黄原胶 污水处理污水处理 有害的方面：有害的方面： 污染食品污染食品: 食品变质发粘食品变质发粘 增强致病力增强致病力 引起龋齿引起龋齿三、细胞质膜（cytoplasmic membrane） 是一层紧贴在细胞壁内侧，围绕细胞质是一层紧贴在细胞壁内侧，围绕细胞质外面的，具有双层分子结构的单位膜，柔软、外面的，具有双层分子结构的单位膜，柔软、脆弱、富有弹性的半透性薄膜，厚约脆弱、富有弹性的半透性薄膜，厚约78nm，占细胞干重的占细胞干重的10%左右左右,是生物体生存所必需是生物体生存所必需的细胞结构。的细胞结构。 成分成分：50-70%蛋白质蛋白质，20-30%的的

13、磷脂磷脂 结构：结构： 1972年由j.s.singer和g.l.nicolson提出“流流动镶嵌动镶嵌”模型。，其中不饱和脂肪酸的结构与含量决定了膜的流动性。认为：膜是由球形认为：膜是由球形蛋白与磷脂按照二蛋白与磷脂按照二维排列方式构成的维排列方式构成的流体镶嵌式，流动流体镶嵌式，流动的脂类双分子层构的脂类双分子层构成了膜的连续体，成了膜的连续体，而蛋白质象孤岛一而蛋白质象孤岛一样无规则地漂流在样无规则地漂流在磷脂类的海洋当中。磷脂类的海洋当中。 功能：功能：（1）控制细胞内外营养物质和代谢产物的）控制细胞内外营养物质和代谢产物的运送与交换。运送与交换。（2）维持细胞内正常渗透压）维持细胞内

14、正常渗透压 。（3）合成细胞壁各组分（脂多糖、肽聚糖、）合成细胞壁各组分（脂多糖、肽聚糖、磷壁酸）和荚膜的场所。磷壁酸）和荚膜的场所。（4）进行氧化磷酸化或光合磷酸化的产能）进行氧化磷酸化或光合磷酸化的产能基地。基地。（5）信号物质的通道。）信号物质的通道。（二）内膜系统 细胞膜内陷形成的管状、层状或囊状的细胞膜内陷形成的管状、层状或囊状的结构称为结构称为间体间体(mesosome )。一般位于细一般位于细胞分裂部位或邻近，一方面与呼吸作用胞分裂部位或邻近，一方面与呼吸作用有关，另一方面与细胞横隔形成有关，另一方面与细胞横隔形成 有关。有关。四、核质和细胞质 被细胞膜包围的全部物质为原生质体

15、成分：成分： 水、核酸、蛋白质、脂类、碳水化合物及无机盐。 主要有：核质区和质粒、 核糖体ribosome 内含物inclusion核质区和质粒 拟核拟核 nucleoid 细菌没有核膜和核仁，没有固定形态，细菌没有核膜和核仁，没有固定形态，结构也很简单，故称为原始核或拟核，结构也很简单，故称为原始核或拟核，也称细菌染色质，这是原核生物和真核也称细菌染色质，这是原核生物和真核生物的主要区别之一。生物的主要区别之一。 拟核由一条环状双链拟核由一条环状双链dna分子高度折分子高度折叠缠绕而成，呈球状、棒状、哑铃状。叠缠绕而成，呈球状、棒状、哑铃状。 质粒质粒（plasmid）：存在于细菌染色体外或

16、附加于染色）：存在于细菌染色体外或附加于染色体上的遗传物质，绝大多数由共价闭合双螺旋体上的遗传物质，绝大多数由共价闭合双螺旋dna分分子构成。分子量小。子构成。分子量小。 （1）为多肽和蛋白质合成场所为多肽和蛋白质合成场所， 沉降系数沉降系数为：为：70s，由，由50s大亚基大亚基 和和 30s 小亚基构成。小亚基构成。 （2）核糖体由核糖体由rrna （60）和）和蛋白质蛋白质 （40）组）组成成 。 （3）原核生物中游离于细胞质中或以原核生物中游离于细胞质中或以多聚核糖体多聚核糖体存在存在 （4）真核生物中核糖体真核生物中核糖体游离游离于细胞质中或于细胞质中或结合结合于内质于内质网上网上核

17、糖体（核糖体（ribosome）气泡气泡： 气泡不是所有细菌都有，而是气泡不是所有细菌都有，而是有些细胞在一定的条件下才具有的，气泡能有些细胞在一定的条件下才具有的，气泡能使细胞保持浮力，有利于调节细菌细使细胞保持浮力，有利于调节细菌细 胞处于胞处于最佳水层位置，以获得氧、光和营养。最佳水层位置，以获得氧、光和营养。 内含物聚聚-羟基丁酸羟基丁酸（poly-hydroxybutyric acid）phb：是是d-3-羟基丁酸聚合物，外有一层单层蛋白质膜。细菌羟基丁酸聚合物，外有一层单层蛋白质膜。细菌特有，可作为碳源和能源。易被脂溶性染料苏丹黑着色，特有，可作为碳源和能源。易被脂溶性染料苏丹黑着

18、色，光镜下可见。光镜下可见。五、芽孢（五、芽孢（spore)spore) 某些细菌在生长后期，细胞内部可以形成一个圆某些细菌在生长后期，细胞内部可以形成一个圆形、椭圆或圆柱形高度折光的内生孢子称为芽孢形、椭圆或圆柱形高度折光的内生孢子称为芽孢（endospore)。芽孢是抵御外界不良环境的一个。芽孢是抵御外界不良环境的一个休休眠体眠体。 芽孢的形状、大小、着生位置和表面特征因种而芽孢的形状、大小、着生位置和表面特征因种而异，是重要的分类鉴定依据异，是重要的分类鉴定依据 芽孢有较厚的壁。有较强的折光性，不易染色。芽孢有较厚的壁。有较强的折光性，不易染色。figure. gram stain of

19、 bacillus anthracis,the cause of anthrax芽孢的特点 含水率低含水率低38-40% 结构上：分四层，结构上：分四层，复杂，分为核心，皮复杂，分为核心，皮层（肽聚糖），芽孢外壳（蛋白质）、层（肽聚糖），芽孢外壳（蛋白质）、和孢子壁（肽聚糖）。和孢子壁（肽聚糖）。 成分上：含特有的成分上：含特有的2，6-吡啶二羧酸吡啶二羧酸（dipicolinic acid, dpa)和高浓度的钙和高浓度的钙离子。起缩小细胞质体的作用。离子。起缩小细胞质体的作用。 生理上：生理上：代谢活动弱，是休眠体。含耐代谢活动弱，是休眠体。含耐热性酶，对热、辐射、化学物质有较强热性酶，对热、辐射、化学物质有较强抗性。抗性。六、 鞭毛和菌毛 鞭毛鞭毛：从某些细菌的细胞质膜核细胞壁伸出细：从某些细菌的细胞质膜核细胞壁伸出细胞外的由蛋白质组成的细长、呈波浪状弯曲的胞外的由蛋白质组成的细长、呈波浪状弯曲的丝状物，具有刚韧性，是细菌的丝状物，具有刚韧性，是细菌的“运动