食品微生物检验基础-细菌形态观察技术

食品微生物与检验认识细菌Part1一细菌的形态和染色

细菌是一类个体微小，形态结构简单的单细胞原核微生物。多以二分裂方式繁殖。在自然界中，细菌分布最广、数量最多。（一）细菌的个体形态细菌个体形态反映的是单个微生物的形状、大小和排列方式。球状杆状螺旋状球菌杆菌螺旋菌一、细菌的形态和染色一、细菌的形态和染色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。单球菌双球菌链球菌Part1一细菌的形态和染色四联球菌八叠球菌葡萄球菌一、细菌的形态和染色.................................................(1)单球菌又称微球菌或小球菌。细菌在一个平面上分裂，且分裂后的细胞分散而单独存在的球菌.如尿素微球菌(Micrococcusureae)一、细菌的形态和染色......................................................................双球菌（显微镜下示意图）

(2)双球菌细菌沿一个平面分裂，且分裂后两个球菌成对排列的为双球菌.

如肺炎双球菌(Diplococcuspneumoniae)一、细菌的形态和染色肺炎双球菌

上：显微镜效果右：电镜照片

(3)四联球菌

细菌是沿两个相垂直的平面进行分裂，分裂后每四个菌体在一起呈田字形.

如四联微球菌（Micrococcustetragenus）一、细菌的形态和染色四联球菌一、细菌的形态和染色

(4)八叠球菌按三个互相垂直的平面进行分裂后，每八个球菌在一起成立方体形.

如藤黄八叠球菌（Sarcinaureae)

一、细菌的形态和染色八叠球菌(Sarcinaureae)

一、细菌的形态和染色葡萄球菌

(5)葡萄球菌细菌在多个不规则的平面上分裂，且分裂后的多个菌体无规则地聚在一起，像一串串葡萄。如金黄色葡萄球菌（Staphylococcusaureus)一、细菌的形态和染色

(6)链球菌细菌在一个平面上分裂，且分裂后多个菌体相互连接排列成链状.如乳链球菌（Streptococcuslactis）链球菌（电镜照片）一、细菌的形态和染色杆菌

细胞呈杆状或圆柱形，因菌种不同,菌体细胞的长短、粗细等都有所差异。杆菌的形态：短杆状、长杆状、棒杆状、梭状、梭杆状、月亮状、分枝状、竹节状等；按杆菌细胞的排列方式则有链状、栅状、“八”字状以及有鞘衣的丝状等。短杆菌长杆菌梭状芽孢杆菌一、细菌的形态和染色杆菌的形态两端齐平炭疽芽胞杆菌两端尖细白喉棒状杆菌一、细菌的形态和染色杆菌的形态炭疽芽胞杆菌3-10μm大中大肠埃希菌2-3μm小布鲁菌0.6-1.5μm

一般情况下,同一种杆菌的宽度比较稳定,但它的长度经常随培养时间、培养条件的不同而有较大的变化。一、细菌的形态和染色螺旋菌菌体呈弯曲状的杆菌。根据螺旋程度不同分为弧菌和螺菌。弧菌螺菌螺杆菌一、细菌的形态和染色螺旋菌弧菌：螺旋不满一圈，菌体呈弧形或逗号形

例：霍乱弧菌、逗号弧菌

螺旋菌：螺旋满2—6环，螺旋状例：干酪螺菌、小螺菌

螺旋体：旋转周数在6环以上，菌体柔软。注：不是细菌，介于细菌与原生动物之间的单细胞原核微生物。

显微镜下的螺旋菌一、细菌的形态和染色螺旋菌

幽门螺旋菌左：显微数码摄像右：结构示意图一、细菌的形态和染色细菌的特殊形态一、细菌的形态和染色测量单位：微米（μm）测量工具：测微尺大小表示方法：球菌：直径（0.5~2μm）杆菌：宽×长

（0.5~1.0）μm×（1~5）μm螺旋菌：宽、长（0.25~1.7）μm×（2~60）μm普通光学显微镜下用测微尺测细菌大小一、细菌的形态和染色Part1二细菌细胞的大小一、细菌的形态和染色（二）细菌细胞的大小通常球菌直径：0.2—1.5μm。杆菌:长1—5μm,宽0.5—1μm。例如：大肠杆菌长2μm，宽0.5μm。

1500个大肠杆菌头尾相接等于3mm。

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。

所以，有关细菌大小的记载，常是平均值或代表性数值。一、细菌的形态和染色基本构造：一般细菌都有的构造，包括细胞壁、细胞膜、细胞质与内含物、核区与质粒。特殊构造：部分细菌具有的或一般细菌在特殊环境下才有的构造，包括芽孢、鞭毛、菌毛、荚膜。细菌细胞的结构模式图二、细菌的细胞构造细胞质核糖体拟核原生质膜细胞壁内壁外壁荚膜细菌细胞的结构二、细菌的细胞构造细胞壁细胞壁的结构细胞壁的功能细胞壁的化学组成细胞壁与革兰氏染色二、细菌的细胞构造（一）细菌细胞的一般结构

细胞壁是位于菌体的最外层，内侧紧贴细胞膜的一层无色透明，坚韧而有弹性的结构。细胞壁约占细胞干重的10%—25%。细胞壁二、细菌的细胞构造

细胞壁的功能与细胞膜一起完成细胞内外物质交换协助鞭毛运动保护细胞免受外力损伤,维持菌体外形为正常细胞分裂所必需与细菌的抗原性、致病性和对噬菌体的敏感性密切相关。二、细菌的细胞构造细胞壁的基本骨架——肽聚糖革兰氏阳性细菌肽聚糖单体革兰氏阴性细菌肽聚糖单体二、细菌的细胞构造细菌的表面纹理（革兰氏阴性菌）细胞壁的基本骨架——肽聚糖二、细菌的细胞构造二、细菌的细胞构造请指出哪一部分是细胞壁的肽聚糖层？并区分革兰氏阴阳性。革兰氏阳性菌细胞壁：主要由肽聚糖和磷壁酸组成

磷壁酸：占40%。G+菌所特有,其主链由数十个磷酸甘油或磷酸核糖醇组成,有的还有由D—Ala和还原糖组成的侧链。

肽聚糖:占30~70%,不同菌种中肽聚糖(肽链)组分不同。二、细菌的细胞构造二、细菌的细胞构造革兰氏阴性菌细胞壁：分内壁层和外壁层。

内壁层：紧贴胞膜,仅由1—2层肽聚糖分子构成,占细胞壁干重5—10%,无磷壁酸。外壁层：位于肽聚糖层的外部。脂多糖

脂蛋白包括:蛋白质层

基质蛋白

外壁蛋白

磷脂二、细菌的细胞构造二、细菌的细胞构造

1884年，丹麦医生

（HansChristianGram）革兰开发了两种细菌的主要类别区分方法。这种技术，就是革兰氏染色，一直到现在，这仍然是一个在医学微生物学的标准程序。

革兰氏染色法是细菌细胞的复合染色法。二、细菌的细胞构造革兰氏染色法主要步骤二、细菌的细胞构造碘和结晶紫形成大分子复合物，分子大，能被细胞壁阻留在细胞内酒精脱色，细胞壁成分和构造不同，出现不同的反应G+菌：细胞壁厚，肽聚糖含量高，交联度大，当乙醇脱色时，肽聚糖因脱水而孔径缩小，故结晶紫-碘复合物被阻留在细胞内，细胞不能被酒精脱色，仍呈紫色。Gˉ菌：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,乙醇将脂溶解，缝隙加大，结晶紫-碘复合物溶出细胞壁，酒精将细胞脱色，细胞无色，番红复染后呈红色。第一步第二步第三步结晶紫使菌体着上紫色二、细菌的细胞构造细胞壁与革兰氏染色甲菌乙菌媒染碘液脱色乙醇复染沙黄紫色（G＋）红色(G

-)初染结晶紫二、细菌的细胞构造阳性菌阴性菌革兰氏染色法二、细菌的细胞构造

细胞膜是紧贴细胞壁内侧包围细胞质的一层柔软、富有弹性的半透明薄膜。

①细胞膜的化学组成

蛋白质主要包括

磷脂糖类少量核酸二、细菌的细胞构造细胞膜细胞膜液体镶嵌模型细胞膜(cellmembrane)的结构二、细菌的细胞构造组成膜蛋白质磷脂磷脂分子外内亲水基疏水基1972年Singer和Nicolson提出的细胞膜液态镶嵌模型二、细菌的细胞构造合成细胞壁各种组分和荚膜等大分子的场所控制细胞内、外的物质的运送、交换维持细胞内正常渗透压以保证屏障作用许多酶和电子传递链组分的所在部位鞭毛着生点和提供其运动所需的能量等进行氧化磷酸化或光合磷酸化的产能基地细胞膜的功能二、细菌的细胞构造相当于真核细胞的线粒体相当于真核细胞的内质网与细胞壁合成有关可能与核分裂有关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。间体间体（Mesosome）二、细菌的细胞构造由一条环状双链DNA纤丝不规则地折叠或缠绕而构成的无核膜、核仁的区域。

细菌DNA：

长度：一般为：1—3mm

例：大肠杆菌的DNA长约1mm。

生长迅速的细菌在核分裂之后细胞往往来不及分裂,所以细胞中常有2—4个核，而生长缓慢的细菌细胞中一般只有1—2个核，不在染色体复制时期一般是单倍体。

功能：负载遗传信息。拟核

二、细菌的细胞构造拟核（核质体、核区）细菌染色体外的遗传物质，由共价闭合环状双链DNA分子组成。

质粒的特点：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。不同质粒携带不同遗传信息。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。例：细菌抗药性（R）因子、大肠杆菌的致育（F）因子。质粒应用:基因工程，体外重组。质粒二、细菌的细胞构造细胞质：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。主要成分为水、蛋白质、核酸、脂类、少量糖和无机盐。

细胞质功能：细胞质中含有丰富的酶系，是营养物质合成、转化、代谢的场所。细胞质及其内含物二、细菌的细胞构造内含物颗粒

细菌细胞质中含有各种颗粒状内含物，它们大多数是由不同化学成分累积而成的不溶性颗粒，主要功能是贮藏营养物质。颗粒状内含物的多少因细菌的种类、菌龄及培养条件不同而改变。

主要有：异染粒、聚β－羟基丁酸、肝糖粒、淀粉粒、脂肪粒、硫粒等。二、细菌的细胞构造某些细菌表面着生的一至数十条细长、波浪弯曲形的蛋白质附属物，具有推动细菌运动功能，为细菌的“运动器官”。（二）细菌细胞的特殊结构鞭毛二、细菌的细胞构造单端鞭毛鞭毛着生的方法周生鞭毛两端生鞭毛端生丛毛单端鞭毛二、细菌的细胞构造鞭毛的电镜观察1、鞭毛二、细菌的细胞构造1、鞭毛特殊鞭毛染色法，使染料沉积在鞭毛上，使之加粗，在光学显微镜下观察二、细菌的细胞构造半固体穿刺培养：观察浑浊的扩散区及从细菌生长扩散的情况观察1、鞭毛二、细菌的细胞构造从固体培养基上的菌落形态判断一般情况下：菌落形状大，薄且不规则，边缘极不平整，可能有鞭毛。菌落十分圆滑，边缘平整且相对较厚，可能没有鞭毛。藤黄微球菌大肠杆菌二、细菌的细胞构造

某些细菌在新陈代谢过程中产生的覆盖在细胞壁外的一层疏松透明的粘液性物质，也叫糖被。荚膜的主要成分除水外，主要是多糖，此外还有多肽、蛋白质、糖蛋白等。可以通过负染色法观察。荚膜荚膜光滑型（S）菌落粗糙型（R）菌落二、细菌的细胞构造荚膜按其有无固定层次、层次厚薄又可细分为：

大荚膜微荚膜粘液层菌胶团荚膜粘液层菌胶团二、细菌的细胞构造第四节葡萄酒的生产工艺荚膜功能保护细菌免受干旱损伤防止噬菌体的吸附和裂解贮藏养料或其有关构造可使菌体附着于适当的物体表面使致病菌免受宿主白细胞吞噬二、细菌的细胞构造

某些细菌在其生长发育后期，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。芽孢芽孢形成过程二、细菌的细胞构造细菌芽孢的结构二、细菌的细胞构造YourTextHere芽孢的特点产芽孢的细菌多为杆菌，也有一些球菌。芽孢的有无、形态、大小和着生位置是细菌分类和鉴定中的重要指标。含水量低、壁厚而致密，通透性差,不易着色。可以通过相差显微镜直接观察或者芽孢染色观察。整个生物界中抗逆性最强的生命体，是否能消灭芽孢是衡量各种消毒灭菌手段的最重要的指标。新陈代谢几乎停止，处于休眠状态。一个芽孢萌发产生一个个体。产芽孢细菌的保藏多用其芽孢。第四节葡萄酒的生产工艺二、细菌的细胞构造细菌芽孢的各种类型显微镜下经过染色的芽孢和菌体

菌体芽孢二、细菌的细胞构造

长在细菌体表的纤细、中空、短直、数量较多的蛋白质类附属物，具有使菌体附着于物体表面的功能。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。菌毛（纤毛）二、细菌的细胞构造菌毛的类型：普通菌毛和性菌毛构造和成分与菌毛相同，但比菌毛长，数量仅一至少数几根。性菌毛

性菌毛一般见于革兰氏阴性细菌的雄性菌株（即供体菌）中，其功能是向雌性菌株（即受体菌）传递遗传物质。有的性毛还是RNA噬菌体的特异性吸附受体。二、细菌的细胞构造4、细菌的繁殖细菌最普遍、最主要的繁殖方式是无性繁殖，即二分裂法（简称裂殖）。

三、细菌的繁殖方式和培养特征主要过程：

（1）核质分裂（2）横隔壁形成（3）子细胞分裂单个细菌染色体复制细胞壁展开分裂成两个完全一样的细菌细菌的繁殖特征细菌的培养特征（1）菌落与菌苔菌落在固体培养基上，由一个菌细胞生长繁殖而形成的具有一定形态特征的子细胞群体叫菌落众多菌落连成一片菌苔菌落菌苔三、细菌的繁殖方式和培养特征（2）菌落特征

不同微生物在标准培养基上生长形成的菌落或菌苔一般都具有稳定的特征（形状、颜色等），可以成为对该微生物进行分类、鉴定的重要依据。三、细菌的繁殖方式和培养特征2、菌落特征细菌的菌落形态包括大小、形状、边缘、隆起、光泽、质地、颜色等。细菌菌落的共同特征：湿润、粘稠、易挑起，质地均匀，菌落各部位颜色一致。无鞭毛，不能运动的细菌，特别是球菌，常形成较小、较厚、边缘整齐的菌落；有鞭毛的细菌菌落则较大而扁平，边缘波浪状、锯齿状等；有荚膜的细菌菌落较大且，表面光滑；无荚膜的细菌菌落表面较粗糙；有芽孢的细菌菌落表面常有皱褶且很不透明。

三、细菌的繁殖方式和培养特征食品微生物与检验细菌革兰氏染色任务描述任务完成条件任务验收标准操作步骤与标准要求师生互动12345目录微生物涂片的基本操作；革兰氏染色操作；观察制片并绘图。一、任务描述每位学生独立完成以下操作：1.枯草杆菌、金黄色葡萄球菌及大肠杆菌的固体斜面菌种；2.草酸铵结晶紫染液、卢戈氏碘液、95%乙醇、0.5%番红复染液；3.显微镜、酒精灯、载玻片、接种环、香柏油、二甲苯、生理盐水、擦镜纸等。二、任务完成条件了解革兰氏染色原理；掌握细菌的革兰氏染色的操作要点；巩固显微镜（油镜）的使用方法。三、任务验收标准涂片、晾干及固定与简单染色法相同。Part11.涂片、晾干、固定四、操作步骤与标准要求Part12.初染在固定好的涂面上滴加适量草酸铵结晶紫染液，染1min。Part13.水洗

倾去染液，流水冲洗至无紫色。

滴加卢戈氏碘液冲去残水，而后用其覆盖涂面1分钟。Part15.水洗四、操作步骤与标准要求Part14.媒染将玻片倾斜，连续滴加95%乙醇脱色20-25秒至流出液无色，立即用流水冲洗。

倾去碘液，流水冲洗。Part16.脱色

滴加番红染色液，染5分钟。Part18.水洗四、操作步骤与标准要求Part17.复染

用水洗去涂片上的番红染色液。Part19.晾干自然干燥，或用电吹风吹干，也可用吸水纸吸干。四、操作步骤与标准要求Part110.镜检先用低倍，再用高倍，最后用油镜观察（使用油镜时涂片必须完全干燥），并观察菌体的革兰氏染色反应性。革兰氏染色过程食品微生物与检验细菌荚膜染色任务描述任务完成条件任务验收标准操作步骤与标准要求师生互动12345目录细菌的荚膜染色技术1.培养3-5天的胶质芽孢杆菌，（俗称“钾细菌”，该菌在甘露醇作碳源的培养基上能长出丰厚的荚膜）；2.绘图墨水(用滤纸过滤后备用)、石炭酸复红染液；3.显微镜、酒精灯、载玻片、盖玻片、接种环、香柏油、二甲苯、生理盐水、擦镜纸等。二、任务完成条件掌握细菌荚膜染色的原理及操作原理；巩固显微镜（油镜）的使用方法。三、任务验收标准涂片、晾干与简单染色法相同。Part11.涂片、晾干四、操作步骤与标准要求Part12.初染在涂面上滴加适量复红染液，染2-3min。

负染色法用水洗去复红染液。Part14.干燥四、操作步骤与标准要求Part13.水洗

将涂片放在空气中晾干或用电吹风的冷风吹干。

负染色法Part16.镜检四、操作步骤与标准要求在载玻片一端加一滴墨汁，另取一块边缘光滑的载玻片与墨汁接触，再以匀速推向另一端，涂成均匀的一薄层，自然干燥。

先用低倍镜然后用高倍镜观察。菌体红色，荚膜无色，背景灰色。

Part15.涂黑素

负染色法加1滴墨水于洁净的载玻片上，并挑少量菌体与之充分混合均匀。Part11.制菌液四、操作步骤与标准要求Part12.加盖玻片放一清洁盖玻片于混合液上，然后在盖玻片上放一张滤纸，向下轻压，吸收多余的菌液。

湿墨水法加1滴墨水于洁净的载玻片上，并挑少量菌体与之充分混合均匀。Part11.制菌液四、操作步骤与标准要求Part12.加盖玻片放一清洁盖玻片于混合液上，然后在盖玻片上放一张滤纸，向下轻压，吸收多余的菌液。加盖玻片时避免产生气泡，否则影响观察。

湿墨水法食品微生物与检验细菌简单染色任务描述任务完成条件任务验收标准操作步骤与标准要求师生互动12345目录细菌涂片制作及简单染色微生物涂片的基本操作；细菌的简单染色操作；观察制片并绘图。一、任务描述每位学生独立完成以下操作：1.枯草杆菌、金黄色葡萄球菌及大肠杆菌的固体斜面菌种；2.吕氏碱性美蓝染液（草酸铵结晶紫染液）、齐氏石碳酸复红染液；3.显微镜、酒精灯、载玻片、接种环、香柏油、二甲苯、生理盐水、擦镜纸等。二、任务完成条件掌握微生物涂片、简单染色及无菌操作的基本技术；初步认识细菌的形态特征；巩固显微镜（油镜）的使用方法。三、任务验收标准取干净的载玻片，滴一小滴生理盐水（蒸馏水）于玻片中央，用接种环以无菌操作挑取少许菌苔于水滴中，均匀涂成薄片。Part11.涂片四、操作步骤与标准要求涂薄片涂片无菌操作过程

要求：载玻片干净无油迹；滴生理盐水和取菌不宜过多；涂片要均匀，不宜过厚。Part11.涂片四、操作步骤与标准要求Part12.干燥室温自然干燥。

涂面朝上，通过火焰2-3次，目的是使细胞质凝固，以固定细胞形态，并使之牢固附着在载玻片上。热固定温度不能过高（以背面不烫手为宜），否则会改变甚至破坏细胞的形态。Part13.固定四、操作步骤与标准要求

平放涂片，滴加染液于涂片上（染液刚好覆盖涂片薄膜为宜）。吕氏碱性美蓝染色1-2min;石炭酸复红（草酸铵结晶紫）染色约１min。Part14.染色四、操作步骤与标准要求倾去染液，用自来水细流冲洗至流下的水无色为止。水洗时，不要直接冲洗涂面，而应使水从载玻片的一端流下。水流不易过急，以免涂片薄膜脱落。Part15.水洗四、操作步骤与标准要求自然干燥，或用电吹风吹干，也可用吸水纸吸干。Part16.干燥四、操作步骤与标准要求Part17.镜检先用低倍，再用高倍，最后用油镜观察（使用油镜时涂片必须完全干燥）。食品微生物与检验细菌芽孢染色技术任务描述任务完成条件任务验收标准