环境微生物工程课件和污水处理相关第二章原核微生物

第二章原核微生物当前第1页\共有133页\编于星期五\10点草履虫当前第2页\共有133页\编于星期五\10点第一节细菌第二节放线菌当前第3页\共有133页\编于星期五\10点第一节细菌一、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、工业上常用的细菌当前第4页\共有133页\编于星期五\10点1、细菌的形态当前第5页\共有133页\编于星期五\10点（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。当前第6页\共有133页\编于星期五\10点双球菌

四联球菌八叠球菌

链球菌

葡萄球菌当前第7页\共有133页\编于星期五\10点（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。当前第8页\共有133页\编于星期五\10点单杆菌双杆菌链杆菌球杆菌当前第9页\共有133页\编于星期五\10点枯草芽孢杆菌当前第10页\共有133页\编于星期五\10点（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当前第11页\共有133页\编于星期五\10点弧菌：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，当前第12页\共有133页\编于星期五\10点螺旋菌：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。当前第13页\共有133页\编于星期五\10点（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。当前第14页\共有133页\编于星期五\10点细菌的大小以微米（µm）计。多数球菌的大小（直径）为0.5～2.0µm；杆菌（长×宽）为（1～5）×（0.5～1.0）µm；螺旋菌（宽度×弯曲长度）为（0.25～1.7）×（2～60）µm；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、细菌细胞的大小当前第15页\共有133页\编于星期五\10点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、染色观察当前第16页\共有133页\编于星期五\10点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当前第17页\共有133页\编于星期五\10点G.gram于1884年发明的一种鉴别不同类型细菌的方法。革兰氏染色当前第18页\共有133页\编于星期五\10点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当前第19页\共有133页\编于星期五\10点革兰氏染色结果镜检当前第20页\共有133页\编于星期五\10点当前第21页\共有133页\编于星期五\10点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细菌细胞的模式构造4、细菌细胞的构造核糖体细胞质当前第22页\共有133页\编于星期五\10点细菌细胞一般构造（1）细胞壁（2）细胞膜（3）核质体和质粒（4）细胞质及内含物当前第23页\共有133页\编于星期五\10点（1）细胞壁细菌细胞壁（cellwall）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。当前第24页\共有133页\编于星期五\10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当前第25页\共有133页\编于星期五\10点G+细菌与G﹣细菌细胞壁构造的比较肽聚糖层细胞质膜G＋G﹣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当前第26页\共有133页\编于星期五\10点

四肽尾五肽桥聚糖链：NAG和NAMNAG：N－乙酰葡糖胺NAM：N－乙酰胞壁酸肽聚糖G+细胞壁肽聚糖当前第27页\共有133页\编于星期五\10点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——肽聚糖当前第28页\共有133页\编于星期五\10点青霉素作用位点溶菌酶作用位点当前第29页\共有133页\编于星期五\10点双糖单位中的β-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。当前第30页\共有133页\编于星期五\10点肽聚糖1～2层四肽尾第三个氨基酸为内消旋二氨基庚二酸（m-DAP）L-AlaD-Glum-DAPD-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—细胞壁肽聚糖当前第31页\共有133页\编于星期五\10点革兰氏阴性菌肽聚糖当前第32页\共有133页\编于星期五\10点细胞壁的结构（

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﹣）肽聚糖肽聚糖外膜当前第33页\共有133页\编于星期五\10点为什么通过革兰氏染色G+呈兰色，G-呈红色？①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。②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。当前第34页\共有133页\编于星期五\10点细菌细胞壁功能：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。当前第35页\共有133页\编于星期五\10点（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当前第36页\共有133页\编于星期五\10点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当前第37页\共有133页\编于星期五\10点细胞膜的生理功能：①控制细胞内外物质（营养物质和代谢废物）的运送②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⑤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当前第38页\共有133页\编于星期五\10点（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、降解性的表达当前第39页\共有133页\编于星期五\10点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。当前第40页\共有133页\编于星期五\10点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。当前第41页\共有133页\编于星期五\10点质粒应用当前第42页\共有133页\编于星期五\10点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。当前第43页\共有133页\编于星期五\10点（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当前第44页\共有133页\编于星期五\10点（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β-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。当前第45页\共有133页\编于星期五\10点①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0.5～1.0μm，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。当前第46页\共有133页\编于星期五\10点②聚β-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CH3—CHOH—CH2—COOH当前第47页\共有133页\编于星期五\10点③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。当前第48页\共有133页\编于星期五\10点当前第49页\共有133页\编于星期五\10点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细菌细胞的模式构造4、细菌细胞的构造核糖体细胞质当前第50页\共有133页\编于星期五\10点（1）荚膜（2）芽孢（3）鞭毛（4）菌毛细菌细胞的特殊结构当前第51页\共有133页\编于星期五\10点（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90～98％，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。当前第52页\共有133页\编于星期五\10点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。当前第53页\共有133页\编于星期五\10点荚膜的功能：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。当前第54页\共有133页\编于星期五\10点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。当前第55页\共有133页\编于星期五\10点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。当前第56页\共有133页\编于星期五\10点（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。当前第57页\共有133页\编于星期五\10点枯草杆菌芽孢的超薄切片电镜照片（标尺：0.2μm）左：端位；中：近端位；右：中央位,细菌芽孢的各种类型当前第58页\共有133页\编于星期五\10点生物杀虫剂——伴孢晶体少数芽孢杆菌，例如苏云金芽孢杆菌(Bacillusthuringiensis)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。伴孢晶体当前第59页\共有133页\编于星期五\10点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，肠道穿孔当前第60页\共有133页\编于星期五\10点人喝了这种杀虫剂会出现

什么后果想一想？安然无恙！当前第61页\共有133页\编于星期五\10点当前第62页\共有133页\编于星期五\10点定义：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、鞭毛当前第63页\共有133页\编于星期五\10点鞭毛很细，需要经过特殊染色法用光镜观察当前第64页\共有133页\编于星期五\10点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当前第65页\共有133页\编于星期五\10点（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。当前第66页\共有133页\编于星期五\10点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当前第67页\共有133页\编于星期五\10点每个细菌约有250～300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当前第68页\共有133页\编于星期五\10点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，是灭菌的标志当前第69页\共有133页\编于星期五\10点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当前第70页\共有133页\编于星期五\10点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20~30min

当前第71页\共有133页\编于星期五\10点二、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，大量增殖细菌当前第72页\共有133页\编于星期五\10点菌落：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种微生物特殊的遗传特性决定，同时也与培养基成分及培养条件有关当前第73页\共有133页\编于星期五\10点细菌菌落具有一些共同的特征：小、湿润、粘稠、与基质结合松散，易被剥离，质地均匀，各部位颜色一致。但不同的细菌菌落也具有自己特有的特征。霉菌（真菌）菌落啤酒红酵母菌（真菌）菌落当前第74页\共有133页\编于星期五\10点

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。当前第75页\共有133页\编于星期五\10点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。当前第76页\共有133页\编于星期五\10点含有固体培养基的培养皿通常称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定、通过诱变技术或基因工程改良的前提。单菌落（纯菌落）当前第77页\共有133页\编于星期五\10点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使培养液混浊或产生絮状沉淀（如菌胶团、活性污泥）。当前第78页\共有133页\编于星期五\10点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，则无鞭毛当前第79页\共有133页\编于星期五\10点三、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、当前第80页\共有133页\编于星期五\10点（一）物理性状带电现象光学性质半渗透性胞内压当前第81页\共有133页\编于星期五\10点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+——CH——COO-R当前第82页\共有133页\编于星期五\10点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当前第83页\共有133页\编于星期五\10点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当前第84页\共有133页\编于星期五\10点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个大气压当前第85页\共有133页\编于星期五\10点细菌有细胞壁，使细菌能耐受很强的胞内压，能保护细菌不至于崩解想一想？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？当前第86页\共有133页\编于星期五\10点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当前第87页\共有133页\编于星期五\10点抗生素细菌素维生素色素酶

四、细菌的代谢产物当前第88页\共有133页\编于星期五\10点（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。当前第89页\共有133页\编于星期五\10点（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。当前第90页\共有133页\编于星期五\10点细菌素和抗生素的区别？想一想？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当前第91页\共有133页\编于星期五\10点（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当前第92页\共有133页\编于星期五\10点（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当前第93页\共有133页\编于星期五\10点（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当前第94页\共有133页\编于星期五\10点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想一想？细菌的生理生化反应——

IMViC实验

当前第95页\共有133页\编于星期五\10点用到的酸碱指示剂甲基红：酸性指示剂，pH范围为4.0~6.0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）。当前第96页\共有133页\编于星期五\10点原理——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当前第97页\共有133页\编于星期五\10点(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（-）产生当前第98页\共有133页\编于星期五\10点吲哚试验结果（+）（—）当前第99页\共有133页\编于星期五\10点（2）甲基红(methylred)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，为阴性当前第100页\共有133页\编于星期五\10点（2）甲基红(methylred)试验：——M大肠杆菌葡萄糖丙酮酸降解（pH<4.5），甲基红变红葡萄糖丙酮酸中性乙酰甲基甲醇（橘黄色）（pH值>5.4）产气杆菌降解脱羧当前第101页\共有133页\编于星期五\10点原理——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

当前第102页\共有133页\编于星期五\10点（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（－）（+）（—）当前第103页\共有133页\编于星期五\10点

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(citrateutilization)试验

：—C当前第104页\共有133页\编于星期五\10点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(methylred)、VP及枸橼酸盐利用(citrateutilization)试验的合称当前第105页\共有133页\编于星期五\10点

IMViC试验大肠杆菌++--产气杆菌--++当前第106页\共有133页\编于星期五\10点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—MVP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当前第107页\共有133页\编于星期五\10点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、维生素当前第108页\共有133页\编于星期五\10点五、几种工业上常用的细菌枯草芽孢杆菌大肠杆菌乳酸杆菌当前第109页\共有133页\编于星期五\10点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0.7～0.8×2～3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。当前第110页\共有133页\编于星期五\10点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α-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。

当前第111页\共有133页\编于星期五\10点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当前第112页\共有133页\编于星期五\10点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当前第113页\共有133页\编于星期五\10点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(05-0.8)X(2.0-9．O)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。当前第114页\共有133页\编于星期五\10点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,ph3.0～4.5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当前第115页\共有133页\编于星期五\10点第二节放线菌一、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当前第116页\共有133页\编于星期五\10点一、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当前第117页\共有133页\编于星期五\10点营养菌丝：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当前第118页\共有133页\编于星期五\10点气生菌丝：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，菌丝体呈放射状当前第119页\共有133页\编于星期五\10点孢子丝：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、螺旋和轮生之分当前第120页\共有133页\编于星期五\10点放线菌孢子丝的光学显微镜照片当前第121页\共有133页\编于星期五\10点孢子丝的形态、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当前第122页\共有133页\编于星期五\10点放线菌的孢子

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。当前第123页\