1、第二章 環(huán)境中的主要微生物類群,根據(jù)有無細胞及細胞結(jié)構(gòu)的差異，可將微生物分成三大類群：,真核微生物,原核微生物,非細胞型微生物,原核微生物與真核微生物的細胞區(qū)別：,線粒體,第一節(jié) 原核微生物,原核微生物是指具有原始細胞核的單細胞，包括：,本章重點介紹細菌、放線菌、藍細菌三類。,螺旋體,支原體,衣原體,立克次氏體,藍細菌,放線菌,細菌,一、細菌,細菌的形態(tài)和大小 細菌的細胞結(jié)構(gòu) 細菌的繁殖方式 細菌的培養(yǎng)特征,主要內(nèi)容：,（一）細菌的大小和形態(tài),1.細菌的形態(tài),四種形態(tài)：球狀、桿狀、螺旋菌和絲狀菌。,絲狀菌,(1)球菌,菌體呈球形或近似球形，以典型的二分裂殖方式繁殖，分裂后產(chǎn)生的新細胞常保持一定

2、的空間排列方式。根據(jù)細胞分裂的方向及分裂后的各子細胞的空間排列狀態(tài)不同，可將球菌分為以下幾種:,葡萄球菌,單球菌,雙球菌,鏈球菌,四聯(lián)球菌,八疊球菌,單球菌,分裂后的細胞分散而單獨存在的球菌。如尿素微球菌,細胞沿一個平面分裂，新個體成對排列。如肺炎雙球菌,雙球菌,鏈球菌,四聯(lián)球菌,細胞沿一個平面進行分裂，新個體不但可保持成對的樣子，并可連成鏈狀。如乳鏈球菌,細胞分裂是沿兩個相垂直的平面進行，分裂后每四個細胞特征性地連在一起，呈田字形。如四聯(lián)微球菌,八疊球菌,葡萄球菌,細胞按三個互相垂直的平面進行分裂后，每八個球菌特征性地連在一起成立方體形。如藤黃八疊球菌,細胞無定向分裂，多個新個體形成一個不規(guī)

3、則的群體，猶如一串葡萄。如金黃色葡萄球菌,（2）桿菌,短桿狀、長桿狀、棒桿狀、梭狀桿狀、月亮狀、竹節(jié)狀等；,桿菌的形態(tài)：,按桿菌細胞繁殖后的排列方式則有鏈狀、柵狀、“八”字狀以及有鞘衣的絲狀等。,（3）螺旋菌,旋狀的細菌稱為螺旋菌。根據(jù)其彎曲情況分為： 弧菌：螺旋不滿一圈，菌體呈弧形或逗號形 例：霍亂弧菌、逗號弧菌 螺旋菌：螺旋滿26環(huán)，螺旋狀 例：干酪螺菌 螺旋體：旋轉(zhuǎn)周數(shù)在6環(huán)以上，菌體柔軟。 例：梅毒密螺旋體,（4）絲狀菌,（5）細菌的特殊形態(tài)：,由一系列桿狀細菌構(gòu)成的外有衣鞘的絲狀體。 常見于水體、潮濕土壤和污水生物處理中，有30多種，如球衣菌等。,2.細菌的大小,細菌大小的測定：,(

4、1)測量：測微尺 (2)長度單位：微米(m) (3)表示： 球菌：直徑 0.2 1.5m， 桿菌：長寬 長1 5m，寬0.5 1m。 螺菌： 寬、長、螺距 直徑：0.55um，長度不等。,例如：大腸桿菌：平均長度：2m ；寬度0.5m 1500個大腸桿菌頭尾相接等于3mm；109個大腸桿菌重1mg。,一般情況下,同一種桿菌的寬度比較穩(wěn)定,但它的長度經(jīng)常隨培養(yǎng)時間、培養(yǎng)條件的不同而有較大的變化。,3.影響細菌形態(tài)的因素：,所以細菌本身情況及培養(yǎng)時間、培養(yǎng)溫度、培養(yǎng)基成分、濃度、pH值等環(huán)境條件對細菌形態(tài)都有明顯的影響。所以，有關(guān)細菌大小的記載，常是平均值或代表性數(shù)值。,（1）菌種：由于菌種不同，

5、細菌的大小存在很大的差異；,（2）菌齡：對于同一個菌種，細胞的大小也常隨著菌齡變化：一般處于幼齡階段，細菌形態(tài)正常、整齊，表現(xiàn)出特定的形態(tài)。,（3）營養(yǎng)條件：生長條件適宜時細菌形態(tài)正常、整齊，表現(xiàn)出特定的形態(tài)。在較老的培養(yǎng)物中，或不正常的條件下，細胞常出現(xiàn)不正常形態(tài)，尤其是桿菌，有的細胞膨大，有的出現(xiàn)梨形，有的產(chǎn)生分枝，有時菌體顯著伸長以至呈絲狀等異常形態(tài)。若將它們轉(zhuǎn)移到新鮮培養(yǎng)基中或適宜的培養(yǎng)條件下又可恢復原來的形態(tài)。,（4）染色情況：對于同一個菌種染色前后其細胞大小都有所不同。,（二）細菌的細胞結(jié)構(gòu),細菌細胞由外向里依次有:,鞭毛、菌（纖）毛、莢膜、細胞壁、細胞膜、細胞質(zhì)、核質(zhì)，細胞質(zhì)中又

6、有液泡、儲存性顆粒等。,1.基本結(jié)構(gòu),革蘭氏染色法,（1） 細胞壁與革蘭氏染色,保護細胞免受外力的損傷；,阻攔大分子物質(zhì)進人細胞；,使某些細菌具有致病性及對噬菌體的敏感性。,固定細胞外形；,細胞壁包在細胞最外層的薄膜。,主要功能是:,革蘭氏染色由丹麥科學家Gram在1884年建立，是細菌學上最重要的鑒別染色法。通過革蘭氏染色法可將細菌分成革蘭氏陽性菌和革蘭氏陰性菌兩大類。,染色過程,染色要點：,涂片,結(jié)晶紫初染,碘液媒染,酒精脫色30S,判斷：,革蘭氏陽性菌 （紫陽G）,革蘭氏陰性菌 （紅陰G -）,兩種最常見的細菌細胞壁結(jié)構(gòu),請對照兩種細菌細胞壁的不同結(jié)構(gòu)，說明為什么染色上會有區(qū)別？,革蘭氏

7、染色的作用機理,由于G+菌的細胞壁較厚，肽聚糖含量高，構(gòu)成的網(wǎng)格結(jié)構(gòu) 緊密，含脂量低，當用酒精脫色時，肽聚糖網(wǎng)孔因脫水而縮 小，降低了細胞壁的通透性，使“結(jié)晶紫碘”復合物不易被洗 脫而保留在細胞內(nèi)，導致菌體呈深紫色。而G-菌的細胞壁薄， 肽聚糖含量少，構(gòu)成的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)疏松，而脂類含量高，當用酒 精脫色時，脂類物質(zhì)溶解使細胞壁的通透性增大，從而使“結(jié)晶 紫碘”的復合物較易被洗脫出來。故菌體呈復染液的紅色。,1.革蘭氏染色的關(guān)鍵步驟是什么？ 2.如果酒精脫色時間不夠或過度，會出現(xiàn)什么結(jié)果？,提問：,脫色不夠 假陽性 脫色過度 假陰性,(2)細胞質(zhì)膜,內(nèi)含物：,核糖體、氣泡、內(nèi)含顆粒,細胞質(zhì)是細胞膜以

8、內(nèi)、核質(zhì)以外的無色透明、粘稠的復雜膠體。,(3)細胞質(zhì)及內(nèi)含物（亦稱原生質(zhì)）,是外側(cè)緊貼細胞壁內(nèi)側(cè)包圍細胞質(zhì)的半透性薄膜。,成份：磷脂、蛋白質(zhì),結(jié)構(gòu)：液態(tài)鑲嵌結(jié)構(gòu)，具有流動性和選擇滲透性,作用：具有運輸物質(zhì)，調(diào)節(jié)滲透壓、參與生物合成和能量供給等功能。,作用：內(nèi)容物不同功能各異。以貯存各種營養(yǎng)物為主要功能。,成份：水、蛋白質(zhì)、脂類、核酸、無機鹽、糖等,(4)原核與質(zhì)粒,質(zhì)粒:,原核:,又稱擬核，由一條環(huán)狀雙鏈的DNA分子高度折疊纏繞而成。功能是決定遺傳性狀和傳遞遺傳信息。,原核外的具有遺傳信息的小環(huán)狀的DNA分子。,數(shù)量不定，不能自發(fā)產(chǎn)生、但可單獨轉(zhuǎn)移而不影響生存，可自我復制并穩(wěn)定遺傳。,控制細

9、菌的降解能力或耐受能力。,可通過遺傳工程組建超級菌，加快環(huán)境頑固污染物的降解。,如抗藥性質(zhì)粒使細菌具有抗藥性；降解性質(zhì)粒使細菌具有降解復雜有機物的能力。,特點：,作用：,意義：,2.特殊結(jié)構(gòu),(1)莢膜,主要成分：水（90%98%）、多糖、多肽、脂類等。,在代謝過程中分泌于細胞壁外的粘液性物質(zhì)。,功能：,保護功能（抗干燥、抗吞噬）,貯藏養(yǎng)料,生物吸附（菌膠團）,分類鑒定的依據(jù)之一,粘度大，穩(wěn)定地附著于細胞壁上； 在CN高、通氣好時形成； 極難染色（采用負染色法）,特點：,菌膠團:,衣鞘:,具有較強的吸附和氧化有機物的能力。 具有較好的沉降性能。,由多個菌體的莢膜物質(zhì)硬質(zhì)化而形成透明堅硬的殼。

10、常見于絲狀菌。,球形、橢圓形、蘑菇形、分支狀、垂絲狀及不規(guī)則狀,由多個菌體的莢膜物質(zhì)互相融合形成公共莢膜，內(nèi)含多個菌體的細菌集團。,形態(tài):,菌膠團功能：,(2)芽孢,結(jié)構(gòu)：,在細胞內(nèi)形成一個對不良環(huán)境具有極強抗性的圓形或橢圓型的休眠體。,形態(tài)與位置,形態(tài)：,圓形、橢圓形、圓柱形,位置：,中間、一端、偏端,休眠能力,幾年幾十年甚至幾百年幾千萬年,抗逆性,由外至內(nèi)依次為外殼、中層、內(nèi)層。,抗熱,營養(yǎng)細胞 7080 10min 死亡,芽孢 沸水中 能生存數(shù)小時,抗藥性,營養(yǎng)細胞 5%的苯酚溶液 立即死亡,休眠細胞 5%的苯酚溶液 存活15天,抗輻射,抗干燥,沙漠中大量存在枯草桿菌的芽孢,抗逆境的原因

11、：,具厚而致密的壁 不易透水且是含水率低（40%左右）的休眠體 含2，6-吡啶二羧酸及大量的Ca2+（形成極為耐熱的凝膠狀物質(zhì)） 含耐熱性酶,細菌在養(yǎng)料耗盡時停止生長形成芽孢。,芽孢在合適的環(huán)境中（一般6070，數(shù)分鐘便可使芽孢停止休眠而萌發(fā)）恢復普通的細胞結(jié)構(gòu)，失去抗逆境能力。,芽孢孢子或種子,思考：,為什么在實驗室進行滅菌處理時，以殺滅芽孢作為滅菌是否徹底的標志？,炭疽芽孢桿菌,(3)鞭毛,由細胞質(zhì)膜伸出體外呈波狀彎曲的細絲。,是細菌的“運動器官”。,特點:,非常纖細而且極易脫落（直徑為菌體的1/20），需經(jīng)特殊染色方可在光學顯微鏡下觀察到。,鞭毛的著生位置、數(shù)量和排列方式因種而異。,功能

12、：細菌藉鞭毛趨避運動,化學成分:主要是蛋白質(zhì),傷寒桿菌,(三)細菌的主要繁殖方式二分裂法,細菌的繁殖方式很多， 主要是以無性的二分裂繁殖,在適宜的條件下，大部分細菌繁殖迅速，如大腸桿菌在最合適的條件下，每分裂1次，只約需12.520min。,(四)細菌的培養(yǎng)特征,固體培養(yǎng)基向液體培養(yǎng)基中加入2瓊脂。,1.細菌在固體培養(yǎng)基上的培養(yǎng)特征,菌落固體培養(yǎng)基上由一個細菌繁殖后的子細胞群落。,單菌落（純菌落）,決定菌落特征主要因素有：,微生物遺傳特性，生長行為，培養(yǎng)條件。,啤酒紅酵母菌菌落,霉菌菌落,菌落特征,小、濕潤、粘稠、與基質(zhì)結(jié)合松散，易被剝離，質(zhì)地均勻，各部位顏色一致。,表面特征描述 邊緣特征描述 隆起特征描述,菌落描述,細菌菌落的共同特征：,2.細菌在液體培養(yǎng)基上的培養(yǎng)特征,在液體培養(yǎng)基表面形成膜； 或使培養(yǎng)液混濁； 或產(chǎn)生絮狀沉淀。,復習題,1、 概念： 質(zhì)粒、莢膜、菌膠