第一节细菌二

1、三、细菌的细胞结构三、细菌的细胞结构( (一一) )、细胞壁、细胞壁(cell wall)(cell wall)18841884年丹麦人年丹麦人革兰革兰氏氏(ghristian(ghristian gram)gram)发明的一种发明的一种鉴别不同类型细菌鉴别不同类型细菌的染色方法。的染色方法。1、革兰氏染色、革兰氏染色阳性菌阳性菌阴性菌阴性菌v革兰氏阳性菌细胞壁：革兰氏阳性菌细胞壁：由肽聚糖和磷壁酸组成由肽聚糖和磷壁酸组成 磷壁酸：磷壁酸：占占0%0%。g+g+菌所特有菌所特有, ,其主链由数其主链由数十个磷酸甘油或磷酸十个磷酸甘油或磷酸核糖醇组成核糖醇组成, ,有的还有有的还有由由d dal

2、aala和还原糖组和还原糖组成的侧链。成的侧链。肽聚糖肽聚糖:占占0 00% ,0% ,不同不同菌种中肽聚糖菌种中肽聚糖( (肽链肽链) )组分不同。组分不同。2、g+细菌的细胞壁细菌的细胞壁p以金黄色葡萄球菌为代表。以金黄色葡萄球菌为代表。磷壁酸（磷壁酸（teichoicteichoic acid) acid) 革兰氏阳性细菌细胞壁上特有的化学成分革兰氏阳性细菌细胞壁上特有的化学成分，是结合在，是结合在g+g+细细胞壁上的一种酸性多糖胞壁上的一种酸性多糖, ,主要成分为甘油磷酸或核糖醇磷酸。主要成分为甘油磷酸或核糖醇磷酸。 以以e.colie.coli为代表。为代表。v革兰氏阴性菌细胞壁：革

3、兰氏阴性菌细胞壁： 肽聚糖肽聚糖：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, ,占占细胞壁干重细胞壁干重5 5 10%,10%,无磷无磷壁酸。壁酸。外壁层：外壁层：位于肽聚糖层的外部。位于肽聚糖层的外部。 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. .特点：壁薄，分两层，结构复杂特点：壁薄，分两层，结构复杂 周质空间周质空间3 3、g-g-细菌的细胞壁细菌的细胞壁n n乙酰葡萄糖胺乙酰葡萄糖胺n n乙酰胞壁酸乙酰胞壁酸双双糖糖单单位位四肽尾（四肽侧链）四肽尾（四肽侧链）内消旋二氨基庚

4、二酸内消旋二氨基庚二酸(m-dap)(只在原核微生物细胞壁上发现）只在原核微生物细胞壁上发现）g+(a)和和g-(b)细菌肽聚糖网的比较细菌肽聚糖网的比较周质空间（周质空间（periplasmic space,periplasm)p又称壁膜间隙。又称壁膜间隙。在在g-菌中，一般指外膜与细胞膜之间的狭菌中，一般指外膜与细胞膜之间的狭窄空间（宽约窄空间（宽约1215nm），呈胶状。），呈胶状。周质空间是进出周质空间是进出细胞的物质的重要中转站和反应场所。细胞的物质的重要中转站和反应场所。古细菌的细胞壁古细菌的细胞壁these archaea species live in extreme heat

5、 near deep sea vents.三角菌三角菌日本一盐场发现的日本一盐场发现的20%盐浓度盐浓度下生长发育良好的高度好盐型菌下生长发育良好的高度好盐型菌（古细菌的一种）（古细菌的一种）不规则形状的古细菌不规则形状的古细菌三角形和方形古细菌三角形和方形古细菌 大多为嗜极菌大多为嗜极菌 除热原菌属没有细胞壁以外，其余都具有与真细除热原菌属没有细胞壁以外，其余都具有与真细 菌功能相似的细胞壁菌功能相似的细胞壁 细胞壁中含有假肽聚糖、糖蛋白或蛋白质细胞壁中含有假肽聚糖、糖蛋白或蛋白质figure 26.22figure 26.22figure 26-22.jpge ukaryotes, bac

6、teriaa rchaeam em brane lipids are long chain fatty acids linked to glycerolccohhhhccoohhe ster linkagee ther linkageu nbranched fatty acidb ranched fatty acid-1,3糖苷键不被溶菌酶水解糖苷键不被溶菌酶水解n-乙酰葡糖胺和乙酰葡糖胺和n-乙酰塔罗糖胺糖醛酸交乙酰塔罗糖胺糖醛酸交替连接而成，连在后一氨基糖上的肽尾由替连接而成，连在后一氨基糖上的肽尾由l-glu、l-ala和和l-lys三个三个l型氨基酸组成，型氨基酸组成，肽桥则由肽桥则由

7、l-glu一个氨基酸组成。一个氨基酸组成。（二）、（二）、 细胞膜（细胞膜（cell menbranecell menbrane) ) （三）、细胞质和内含物（三）、细胞质和内含物p主要成分为水、蛋白质、核酸、脂类、糖、主要成分为水、蛋白质、核酸、脂类、糖、无机盐以及核糖体和一些颗粒状内含物。无机盐以及核糖体和一些颗粒状内含物。1 1、贮藏物、贮藏物2 2、 磁小体磁小体p趋磁细菌趋磁细菌。fefe3 3o o4 4，外有一层，外有一层磷脂、蛋白质磷脂、蛋白质或糖蛋白膜或糖蛋白膜，每个细胞中含有，每个细胞中含有2-202-20个个（四）、核区（四）、核区（nuclear region or a

8、rea,nuclear region or area,原原核、核质体、拟核）核、核质体、拟核）由大型环状双由大型环状双dnadna纤丝构成的纤丝构成的无核膜核仁的区无核膜核仁的区域，故又称类核域，故又称类核或拟核。是细菌或拟核。是细菌负载遗传信息的负载遗传信息的主要物质基础。主要物质基础。 （五）、芽孢（五）、芽孢（endosporeendospore或或spore)spore) 芽孢芽孢: :某些细菌，在生长发某些细菌，在生长发育后期，在细胞内形成一育后期，在细胞内形成一个个圆形或椭圆形、厚壁、圆形或椭圆形、厚壁、含水量极低、抗逆性极强含水量极低、抗逆性极强的休眠体的休眠体即称芽孢。即称芽孢

9、。l芽孢成熟后可自行从芽孢芽孢成熟后可自行从芽孢囊中释放出来。因芽孢的囊中释放出来。因芽孢的形成都是在细胞内，故又形成都是在细胞内，故又称内生孢子。称内生孢子。芽芽孢孢囊囊芽芽孢孢细菌芽孢的特点细菌芽孢的特点:p整个生物界中整个生物界中抗逆性最强的生命体抗逆性最强的生命体。p细菌的休眠体细菌的休眠体; ;产芽孢细菌的保藏多用其芽孢。产芽孢细菌的保藏多用其芽孢。 p芽孢的有无、形态、大小和着生位置芽孢的有无、形态、大小和着生位置是细菌分类是细菌分类和鉴定中的重要指标和鉴定中的重要指标。 p芽孢与营养细胞相比化学组成存在较大差异，容芽孢与营养细胞相比化学组成存在较大差异，容易在易在光学显微镜下观察

10、光学显微镜下观察。（相差显微镜直接观察；。（相差显微镜直接观察；芽孢染色）芽孢染色） spores每一细胞仅形成每一细胞仅形成1 1个芽孢，无繁殖功能。个芽孢，无繁殖功能。 l带有芽孢的菌体称芽孢体，未形成芽孢的菌体带有芽孢的菌体称芽孢体，未形成芽孢的菌体称繁殖体。称繁殖体。电镜下的芽孢及电镜下的芽孢及繁殖体繁殖体相差显微镜下的芽相差显微镜下的芽孢及繁殖体孢及繁殖体孔雀绿染色的芽孔雀绿染色的芽孢及繁殖体孢及繁殖体 少数芽孢杆菌，如苏云金芽孢杆菌少数芽孢杆菌，如苏云金芽孢杆菌（bacillus thuringiensis 简称简称“bt”）等，在形成芽孢的等，在形成芽孢的同时，会在芽孢旁形成一颗

11、同时，会在芽孢旁形成一颗棱形或双锥形棱形或双锥形的碱溶性蛋白晶体的碱溶性蛋白晶体内毒素内毒素，称为伴孢，称为伴孢晶体。晶体。l 干重达芽孢囊的干重达芽孢囊的30%左右，由左右，由18种氨基酸组成，种氨基酸组成，大小约大小约0.62.0m。伴伴 孢孢 晶晶 体体p1 1、毒性晶体毒性晶体：0.580.58微克就足以使蚕的幼微克就足以使蚕的幼虫麻痹。该晶体对虫麻痹。该晶体对100100种以上的种以上的鳞翅目鳞翅目昆昆虫有毒性。虫有毒性。p2 2、对胰蛋白酶、糜蛋白酶等、对胰蛋白酶、糜蛋白酶等蛋白酶类均蛋白酶类均不敏感；不溶于水，易溶于碱性溶液不敏感；不溶于水，易溶于碱性溶液中。中。由于鳞翅目幼虫的

12、中肠由于鳞翅目幼虫的中肠phph可达可达9.0-10.59.0-10.5，因此易受感染。因此易受感染。伴孢晶体实用意义伴孢晶体实用意义细菌杀虫剂细菌杀虫剂生物农药生物农药对人畜毒性很低。对人畜毒性很低。苏云金芽孢杆菌相关介绍苏云金芽孢杆菌相关介绍p一、苏云金芽胞杆菌分类及生物学特性一、苏云金芽胞杆菌分类及生物学特性 自自19151915年正式定名苏云金芽胞杆菌以来，已发现年正式定名苏云金芽胞杆菌以来，已发现7070个个血清型，血清型，8383个亚种，其中我国发现的有个亚种，其中我国发现的有1111个血清型个血清型p二、苏云金芽胞杆菌产生的生物活性物质二、苏云金芽胞杆菌产生的生物活性物质 该菌产

13、生的生物活性成分既有胞内的，也有胞外的，该菌产生的生物活性成分既有胞内的，也有胞外的，这些物质有蛋白质、核苷类、氨基多元醇等，它们不仅对这些物质有蛋白质、核苷类、氨基多元醇等，它们不仅对动物中的动物中的鳞翅目、鞘翅目、双翅目、膜翅目、同翅鳞翅目、鞘翅目、双翅目、膜翅目、同翅目等昆虫，以及动植物线虫、蜱螨等节肢动物都目等昆虫，以及动植物线虫、蜱螨等节肢动物都有特异性的毒杀活性，有特异性的毒杀活性，同时对癌细胞有杀灭活性。同时对癌细胞有杀灭活性。蛾、蝶等鳞翅目蛾、蝶等鳞翅目甲虫等鞘翅目甲虫等鞘翅目蝇、蚊等双翅目蝇、蚊等双翅目蜜蜂等膜翅目蜜蜂等膜翅目蝉等同翅目蝉等同翅目（六）、（六）、糖被糖被(gl

14、ycocalyx(glycocalyx) )糖被：糖被：包被在某些细菌细胞壁外的一层包被在某些细菌细胞壁外的一层厚度不定的胶状物质称为糖被厚度不定的胶状物质称为糖被菌落菌落细菌糖被实用意义细菌糖被实用意义l提取葡聚糖以制备代血浆或葡聚糖凝胶试提取葡聚糖以制备代血浆或葡聚糖凝胶试剂剂( (如如“sephadexsephadex”)”)；l提取胞外多糖提取胞外多糖黄杆胶（又称黄原胶即黄杆胶（又称黄原胶即xcxc) )l利用产生菌胶团的细菌分解和吸附有害物利用产生菌胶团的细菌分解和吸附有害物质的能力来进行污水处理质的能力来进行污水处理（七）、（七）、鞭毛鞭毛(flagellum)鞭毛：生长在某些细菌

15、体表的长丝状、波鞭毛：生长在某些细菌体表的长丝状、波曲的蛋白质附属物，称为鞭毛，其数目为曲的蛋白质附属物，称为鞭毛，其数目为一至数十条，具有运动功能。一至数十条，具有运动功能。一般长度为一般长度为15152020umum，直径为，直径为0.010.010.02um0.02um（1 1）、显微镜观察）、显微镜观察鞭毛的作用鞭毛的作用p鞭毛的功能是鞭毛的功能是运动运动。逆时针旋转向前运动顺时针旋转翻滚转向四、工业上有重要用途的细菌四、工业上有重要用途的细菌1.1.革兰氏阴性无芽孢杆菌（1）大肠埃希氏菌大肠埃希氏菌( (escherichia coli) 大肠埃希氏杆菌，简称为大肠杆菌，是最为著名的

16、原核生物。 形态：短杆或长杆状，0.51.01.03.0 um，革兰氏阴性，运动(周毛)或不运动，无芽孢，一般无荚膜。菌落呈白色至黄白色，扩展，光滑，闪光。escherich属菌株和大多数大肠杆菌是无害，但也有些大肠杆菌是致病的，会引起腹泻和尿路感染。 o-157（肠胃出血性大肠杆菌）本身对人无害，获得新基因产生溶血菌素破坏人体的红血球、血小板和肾脏组织。有鞭毛的大肠杆菌的菌体在医学上称“o抗原”，根据其性质不同，可将所有大肠杆菌分为173类，o-157即指编号为157的大肠杆菌o抗原。大肠杆菌应用p1、制备氨基酸：、制备氨基酸：天冬氨酸、色氨酸、苏氨酸、缬氨酸等。天冬氨酸、色氨酸、苏氨酸、缬

17、氨酸等。 如如as 1.797、 as 1.751等。等。p2、制备多种酶：、制备多种酶：天冬酰胺酶（抗肿瘤酶，用于治疗白血病）、青霉素天冬酰胺酶（抗肿瘤酶，用于治疗白血病）、青霉素酰化酶酰化酶(用于制备用于制备6-apa母核，生产半合成青霉素）、酰基转移酶母核，生产半合成青霉素）、酰基转移酶（用于拆分（用于拆分dl-氨基酸，制备氨基酸，制备l-氨基酸）、溶菌酶（用于消炎、抗菌氨基酸）、溶菌酶（用于消炎、抗菌等）、谷氨酸脱羧酶（味精工业中用于谷氨酸的定量分析）、多核苷等）、谷氨酸脱羧酶（味精工业中用于谷氨酸的定量分析）、多核苷酸化酶等。酸化酶等。p3、基因工程受体菌：、基因工程受体菌：改造后，

18、生产各种多肽蛋白质类药物（如生长素、改造后，生产各种多肽蛋白质类药物（如生长素、胰岛素、干扰素、白介素、红细胞生成素等）和氨基酸。胰岛素、干扰素、白介素、红细胞生成素等）和氨基酸。p4、水和食品中微生物学检验的指示菌、水和食品中微生物学检验的指示菌（2）醋酸杆菌醋酸杆菌（acetobacter） 菌体从椭圆至杆状，单个、成对或成链，革兰氏阴性，运动（周毛）或不运动，不生芽孢。好气 含糖、乙醇和酵母膏的培养基上生长良好 醋酸杆菌应用醋酸杆菌应用p1、发酵生产各种食用醋：、发酵生产各种食用醋：如恶臭醋酸杆菌浑浊变种如恶臭醋酸杆菌浑浊变种as 1.41，能氧化，能氧化乙醇高产乙酸乙醇高产乙酸p2、发

19、酵生产多种有机酸：、发酵生产多种有机酸：如乙酸、酒石酸、葡糖酸等。如乙酸、酒石酸、葡糖酸等。p3、制备葡萄糖异构酶：、制备葡萄糖异构酶：用于生产高果糖浆。用于生产高果糖浆。p4、生产山梨糖：、生产山梨糖：为维生素为维生素c的中间体的中间体（3）假单胞菌假单胞菌（pseudomonas）直或微弯杆菌，单个，卵圆到短杆，有的长杆，大多数为0.51.01.54m，无芽孢，极生鞭毛运动（单毛或丛毛），有少数种不运动。菌苔不明显呈色，可产生水溶性色素。氧化性而非发酵性异养菌（氧化葡萄糖，分解蛋白质和利用无机氮）好氧菌p1 1、生产维生素、生产维生素c:c:使使l-l-山梨糖转化为山梨糖转化为2-2-酮酮

20、-l-l-古洛糖酸，作为维生素古洛糖酸，作为维生素c c的的前体。前体。p2 2、生产抗生素：、生产抗生素：如灵菌红素、粘液菌素、绿脓菌蓝素等。如灵菌红素、粘液菌素、绿脓菌蓝素等。p3 3、制备酶：、制备酶：如葡萄糖异构酶、溶菌酶、青霉素如葡萄糖异构酶、溶菌酶、青霉素c c酰化酶、脂肪酶、酰化酶、脂肪酶、- -酪氨酸酶（用于合成酪氨酸酶（用于合成l-l-多巴，治疗帕金森病）多巴，治疗帕金森病）p4 4、生产酶制剂：、生产酶制剂：如抑多巴素（为多巴胺如抑多巴素（为多巴胺- -羟化酶抑制剂，用于治疗原羟化酶抑制剂，用于治疗原发性高血压症）发性高血压症）p5 5、生产有机酸：、生产有机酸：酮如绿脓脂

21、酸、水杨酸、酮如绿脓脂酸、水杨酸、2-2-酮葡糖酸（可用于合成酮葡糖酸（可用于合成d-d-异抗坏血酸，用作抗氧化剂、速凝剂等）异抗坏血酸，用作抗氧化剂、速凝剂等）p6 6、从石油产品制造化学品：、从石油产品制造化学品：如水杨酸、苯甲酸等。如水杨酸、苯甲酸等。p7、消除环境污染：、消除环境污染：处理石油废水，含酚、氰和化学农药的污水等。处理石油废水，含酚、氰和化学农药的污水等。假单胞菌应用假单胞菌应用2.2.革兰氏阳性革兰氏阳性无芽孢无芽孢杆菌杆菌(1)短杆菌短杆菌（brevibacterium）短而直的杆菌革兰氏阳性大多数不运动（运动种具有周毛或极毛）无芽孢黄色短杆菌乳糖发酵短杆菌发酵生产各种

22、氨基酸产氨短杆菌 发酵生产核苷酸类产物（atp、imp、nad、辅酶、fad等） （2）棒状杆菌棒状杆菌（corynebacterium）革兰氏阳性直杆菌（一端膨大的棒状）折断分裂（成八字形排列或栅状排列）大多数种不运动多数好氧棒杆菌应用棒杆菌应用p1、高产谷氨酸：、高产谷氨酸：谷氨酸棒杆菌、北京棒状杆菌谷氨酸棒杆菌、北京棒状杆菌p2、生产其他氨基酸：、生产其他氨基酸：如鸟氨酸、异亮氨酸、高丝氨酸、丙氨酸、色氨如鸟氨酸、异亮氨酸、高丝氨酸、丙氨酸、色氨酸、酪氨酸、天冬氨酸等。酸、酪氨酸、天冬氨酸等。p3、生产核苷酸、水杨酸、棒状杆菌素等。、生产核苷酸、水杨酸、棒状杆菌素等。p4、分解土壤中、分

23、解土壤中2,4-d-类除草剂类除草剂（3）乳酸杆菌乳酸杆菌（lactobacillus）革兰氏阳性长丝（单个或成链）无芽孢多数不运动微好氧菌 葡萄糖 同型发酵 乳酸 异型发酵 乳酸乙醇 emp途径（丙酮酸还原）磷酸解酮酶途径（pk)emp:磷酸甘油醛生成乳酸hmp:乙酰磷酸还原成乙醇乳酸杆菌应用乳酸杆菌应用p1、工业生产乳酸：、工业生产乳酸：德氏乳酸杆菌德氏乳酸杆菌 p2、发酵生产乳制品：、发酵生产乳制品：德氏乳杆菌保加利亚亚种、嗜酸乳杆德氏乳杆菌保加利亚亚种、嗜酸乳杆菌、干酪乳杆菌等生产酸奶、干酪等。菌、干酪乳杆菌等生产酸奶、干酪等。p3、生产其他乳酸发酵制品：、生产其他乳酸发酵制品：如酸菜、豆类乳酸发酵饮品等。如酸菜、豆类乳酸发酵饮品等。p4、生产药用乳酸菌制剂、生产药用乳酸菌制剂：预防和治疗胃肠疾病。：预防和治疗胃肠疾病。p5、高产禽畜益生菌制剂、高产禽畜益生菌制剂（4）双歧杆菌双歧杆菌（bifidobacterium）菌体细胞呈现多形态革兰氏阳性不形成芽孢不运动不抗酸厌氧菌 葡萄糖 双歧途径双歧途径乳酸乙醇双歧杆菌应用双歧杆菌应用p1、生产微生态制剂：、生产微生态制剂：口服双歧杆菌活菌制剂，用于治疗肠道微生物生口服双歧杆菌活菌制剂，用于治疗肠道微生物生态失调、肠功能紊乱，还有抗肿瘤、免