1、細(xì)菌細(xì)胞的特殊結(jié)構(gòu)與功能,主講人：伍金娥,2020/6/27,1,細(xì)菌的特殊結(jié)構(gòu),芽孢 鞭毛 莢膜 菌毛 性菌毛,2020/6/27,2,2020/6/27,3,一、細(xì)菌芽孢(Spore),概念：某些細(xì)菌生長到一定階段或在一定環(huán)境條件下，細(xì)胞的正常生長和分裂停止，細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞質(zhì)濃縮，逐步行成一個(gè)圓形、橢圓形或圓柱形的，對(duì)不良環(huán)境有較強(qiáng)抵抗力的特殊結(jié)構(gòu)，稱為芽胞。芽胞成熟后可自行從芽胞囊中釋放出來。因芽胞的形成都是在細(xì)胞內(nèi)，故又稱內(nèi)生孢子。,2020/6/27,4,2020/6/27,5,枯草芽孢桿菌,產(chǎn)芽孢細(xì)菌的種類 芽孢的構(gòu)造 芽孢形成 芽孢萌發(fā) 芽孢的耐熱機(jī)制 研究芽孢的意義 伴孢晶體,芽孢

2、,2020/6/27,6,在桿菌中能形成芽孢的種類較多，在球菌和螺旋菌中只有少數(shù)菌種可形成芽孢。 產(chǎn)生芽孢的幾個(gè)屬： (Bacillus)芽孢桿菌屬 (Clostridium)梭狀芽孢桿菌屬 (Sporosarcina)芽孢八疊球菌屬,1、能形成芽孢的細(xì)菌種類,2020/6/27,7,結(jié)構(gòu)示意圖,細(xì)菌芽孢,芽孢的外壁層厚而致密，主要成分為脂蛋白，通透性差,不易著色。 核心含有大量的DNA、RNA、蛋白質(zhì)酶等物質(zhì)，還含有2,6吡啶二羧酸（DPA）,DPA是芽孢特有的成分。一般以 DPACa的形式存在。 皮層主要含芽孢肽聚糖、 DPACa，皮層體積大，比較致密。 芽孢平均含水量低,約40%.,20

3、20/6/27,8,芽孢形成過程,細(xì)菌芽孢,2020/6/27,9,細(xì)菌芽孢形成示意圖,2020/6/27,10,芽孢萌發(fā),2020/6/27,11,細(xì)菌芽孢特性,1、對(duì)高溫、干燥、輻射、化學(xué)藥物有強(qiáng)大的抵抗力。 2、含水量低、壁厚而致密，通透性差,不易著色，折光性強(qiáng)。 3、芽胞內(nèi)新陳代謝幾乎停止，處于休眠狀態(tài)，但保持潛在萌發(fā)力。 4、一個(gè)芽孢萌發(fā)只產(chǎn)生一個(gè)營養(yǎng)狀態(tài)的細(xì)胞。,2020/6/27,12,芽孢的耐熱機(jī)制,是由芽孢化學(xué)組成的特點(diǎn)決定的 1.含有吡啶2，6二羧酸（DPA-Ca） 2.含有芽孢特有的芽孢肽聚糖 3.芽孢平均含水40，皮層含水70 4.芽孢中酶的分子量較營養(yǎng)細(xì)胞小,2020

4、/6/27,13,芽孢的本質(zhì),即不是細(xì)菌生活周期的必經(jīng)階段，也不是細(xì)菌繁殖的一種形式，又不是對(duì)環(huán)境的消極反應(yīng)，而是一種生命形式，一種獨(dú)立的休眠體。,2020/6/27,14,伴胞晶體（parasporal crystal）,少數(shù)芽孢桿菌，如Bacillus thuringiensis（蘇云金芽孢桿菌）在形成芽孢的同時(shí)，會(huì)在芽孢旁形成一個(gè)菱形或雙錐形的堿溶性蛋白晶體（即內(nèi)毒素）稱為伴胞晶體。它的干重可達(dá)芽孢囊的約30%，由18種氨基酸組成，大小約0.62.0m。伴胞晶體對(duì)200多種昆蟲尤其是鱗翅目昆蟲的幼蟲有毒殺作用，因此可以用做生物農(nóng)藥。,2020/6/27,15,Bacillus thuri

5、ngiensis viewed by phase contrast microscopy. The vegetative cells contain endospores (phase bright) and crystals of an insecticidal protein toxin (delta endotoxin). Most cells have lysed and released the spores and toxin crystals (the structures with a bipyramidal shape).,2020/6/27,16,研究芽孢的意義：,1、分類

6、鑒定 2、保存菌種 3、分離菌種 4、生物殺蟲 5、滅菌標(biāo)準(zhǔn),2020/6/27,17,一、鞭毛（flagellum）,概念： 某些微生物表面由細(xì)胞內(nèi)生出的細(xì)長、波曲、毛發(fā)狀 的絲狀附屬物即為鞭毛,鞭毛的長度： 一般為1520 m，最長可達(dá)70 m 。 鞭毛的直徑：為0.010.02 m.,2020/6/27,18,2. 觀察和判斷細(xì)菌鞭毛的方法：,1)從固體培養(yǎng)基上的菌落形態(tài)判斷 2)光學(xué)顯微鏡（懸滴法） 3)光學(xué)顯微鏡 特殊鞭毛染色 4)電鏡 5)半固體穿刺培養(yǎng),2020/6/27,19,電鏡下的大腸桿菌（示鞭毛）,2020/6/27,20,鞭 毛,2020/6/27,21,3.鞭毛的著生

7、方式,2020/6/27,22,4. 鞭毛的結(jié)構(gòu),由鞭毛絲鞭毛鉤基體三部分組成：,鞭毛絲：中空螺旋狀、絲狀結(jié)構(gòu)，球蛋白亞基螺旋排列。,鞭毛鉤：又稱鉤形鞘，是連接鞭毛絲和基體的一個(gè)彎曲筒狀部分，蛋白質(zhì)亞基組成。,G菌：L環(huán)、P環(huán)、S環(huán)、M環(huán) G+菌：S環(huán)，M環(huán),基體：由若干個(gè)盤狀物即環(huán)組成。,2020/6/27,23,細(xì)菌鞭毛,革藍(lán)氏陰性菌鞭毛結(jié)構(gòu),革藍(lán)氏陽性菌鞭毛結(jié)構(gòu),2020/6/27,24,2020/6/27,25,5. 鞭毛的化學(xué)組成,鞭毛蛋白，3萬6萬Dolton，不同種由不同球蛋白分子亞基構(gòu)成，有些含多糖、類脂等，為極好抗原。,2020/6/27,26,6.鞭毛運(yùn)動(dòng)與細(xì)菌的趨避性運(yùn)動(dòng)

8、,趨避性運(yùn)動(dòng)：,化學(xué)趨避性運(yùn)動(dòng) 氧趨避性運(yùn)動(dòng) 光趨避性運(yùn)動(dòng),2020/6/27,27,細(xì)菌細(xì)胞的特殊構(gòu)造與功能,某些細(xì)菌在一定的營養(yǎng)條件下向細(xì)胞外分泌的一層粘性物質(zhì)。,莢膜 (Macrocapsule)：有一定外形，厚200nm，粘性較大，穩(wěn)定。 粘液層(Slime layer)：較疏松，無明顯形狀，可懸浮于基質(zhì)中，增加培養(yǎng)液黏度。 微莢(Microcapsule)：厚度在200nm以下，與細(xì)胞接合較緊，不易觀察到。,二、細(xì)菌莢膜,定義,分類,2020/6/27,28,熒光顯微鏡 負(fù)染色 特殊染色,1.莢膜的觀察：,2020/6/27,29,2020/6/27,30,2.莢膜與菌落形態(tài),S型菌

9、落為產(chǎn)莢膜的細(xì)菌菌落，因其通常光滑透明而稱之S型。 R型菌落為不產(chǎn)莢膜的細(xì)菌菌落，因其菌落表面較粗糙而稱之R型。,細(xì)菌莢膜,2020/6/27,31,4.功能 細(xì)胞外碳源和能源性儲(chǔ)存物質(zhì)； 保護(hù)細(xì)胞免受干燥影響； 增強(qiáng)某些病原菌的致病能力， 抗宿主細(xì)胞的 吞噬作用； 污水處理中形成具有良好功能 與沉降性能的活性污泥。,細(xì)菌莢膜,危害 污染食品后產(chǎn)生黏液狀物； 黏附于牙齒表面引起齲齒 。,2020/6/27,32,從野菜黃單胞菌（Xanthomonas campestris）莢膜提取黃原膠，它是優(yōu)良的食品添加劑，又是石油開采中優(yōu)良的壓漿劑；,2020/6/27,33,5.莢膜的形成條件,（1）莢

10、膜的形成是微生物的遺傳特征之一，是“種”的特征。但不是細(xì)菌的必要結(jié)構(gòu)，失去莢膜的菌株照樣能夠生活。 (2)莢膜的形成與組成明顯受培養(yǎng)基成分和培養(yǎng)條件的影響（與環(huán)境密切相關(guān)）。 如腸膜明串珠菌(Leuconosto mesenterondes)以蔗糖為碳源時(shí)合成葡聚糖成分的莢膜 。,2020/6/27,34,三、細(xì)菌菌毛,細(xì)菌菌毛(Pili or fimbria)又稱傘毛，菌毛，是革藍(lán)氏陰性菌和少數(shù)陽性菌性別表面的比鞭毛更細(xì)、短而直硬的絲狀體結(jié)構(gòu) 長約0.56mm，個(gè)別可達(dá)20mm，直徑約37nm 菌毛由菌毛蛋白(pillin)組成 與鞭毛相似，起源與細(xì)胞膜內(nèi)側(cè)基粒上 不具運(yùn)動(dòng)性，但可有助于細(xì)胞在固體物表面的黏附,1.定義,2020/6/27,35,Figure . Fimbriae (common pili) on the surface of bacterial cells.,2020/6/27,36,細(xì)菌菌毛,2.分類,普