微生物主題知識講座

2.1細菌2.1.1細菌概述2.1.2細菌形態(tài)和大小2.1.3細菌細胞壁結構和生化組成2.1.4細菌其它細胞結構2.1.5細菌特殊細胞結構2.1.6細菌繁殖和菌落微生物主題知識講座第1頁2.1.1細菌概述細菌（bacterium）傳統(tǒng)概念：細胞細短、有細胞壁、胞壁堅韌并含有肽聚糖、以二分裂殖方式繁殖、水生性較強一類原核生物；細菌超界中多數(shù)分類群屬于傳統(tǒng)細菌，也有許多分類群不屬于細菌；細菌當代分類學概念：指歸屬于細菌超界全部生物分類群；它們現(xiàn)有相同16SrRNA序列特征，也有各自獨特序列特征和其它生物學特征；微生物主題知識講座第2頁原核生物（prokaryote）：由原核細胞組成生物，都是單細胞低等生物；原核細胞：細胞內沒有細胞器，結構相對簡單細胞；細胞器：細胞內由生物膜包裹，含有一定結構和生理功效小體；原核生物分類地位：古生菌超界：5門（phylum），200各種；細菌超界：29門，4700各種以上；原核生物微生物主題知識講座第3頁細菌超界（Bacteria）（一）Actinobacteria（放線菌門）——細菌與放線菌Aquificae（產水菌門）——細菌Armatimonadetes

Bacteroidetes（擬桿菌們）——細菌Chlorobi（綠菌門）——細菌CaldisericaChlamydiae（衣原體門）——衣原體Lentisphaerae（黏膠球形菌門）Verrucomicrobia（疣微菌門）微生物主題知識講座第4頁細菌超界（二）Chloroflexi（綠彎菌門）——細菌Chrysiogenetes（產金菌門）——細菌Cyanobacteria（藍細菌門）——藍細菌Deferribacteres（脫鐵桿菌門）——細菌Deinococcus-Thermus（異常球菌-棲熱菌門）——細菌Dictyoglomi（網(wǎng)團菌門）——細菌Elusimicrobia

Acidobacteria（酸桿菌門）——細菌Fibrobacteres（纖維桿菌門）——細菌Firmicutes（厚壁菌門）——細菌微生物主題知識講座第5頁細菌超界（三）Fusobacteria（梭桿菌門）——細菌Gemmatimonadetes（芽單胞菌門）Nitrospirae（硝化螺菌門）——細菌Planctomycetes（浮霉菌門）Proteobacteria（變形菌門）——細菌

Spirochaetes（螺旋體門）——螺旋體Synergistetes（互養(yǎng)菌門）Tenericutes（軟壁菌門）——支原體Thermodesulfobacteria（熱脫硫菌門）——細菌Thermotogae（熱袍菌門）——細菌微生物主題知識講座第6頁細菌共有基本特征之一：細胞細短；使用光學顯微鏡觀察細菌個體形態(tài)，測量細菌細胞大小，是微生物研究基本方法之一；不一樣細菌在個體形態(tài)和大小、細胞排列方式上表現(xiàn)出一定特征和規(guī)律性，是區(qū)分和識別不一樣細菌慣用方法之一；形態(tài)學研究主要目標就是區(qū)分和識別不一樣物種；2.1.2細菌形態(tài)和大小微生物主題知識講座第7頁普通光學顯微鏡結構目鏡鏡筒物鏡載物臺聚光器濾光片光源目鏡倍數(shù)：×10；×16物鏡倍數(shù)：搜索物鏡×4；低倍鏡×10；高倍鏡×40；油鏡×100；放大倍數(shù)：目鏡和物鏡放大倍數(shù)相乘；微生物主題知識講座第8頁顯微鏡有效放大倍數(shù)取決于物鏡分辨率；分辨率：可分辨兩點之間最小距離；=————0.5lnsinq物鏡分辨率l：光源波長nsinq：數(shù)值孔徑值q：物鏡鏡口角半數(shù)n：物鏡與樣本之間介質光折射率低倍鏡高倍鏡顯微鏡物鏡分辨率微生物主題知識講座第9頁放大倍數(shù)數(shù)值孔徑焦深工作距離分辨率各種物鏡參數(shù)微生物主題知識講座第10頁選取藍色濾光片，使照射光波長（l）最短；介質選取香柏油，使折射率（n）到達最大：n空氣=1.0；n水=1.33；n香柏油=1.52油鏡鏡口角半數(shù)（q）大，工作距離短，數(shù)值孔徑值最大為1.4，最高分辨率：0.18mm正確使用油鏡微生物主題知識講座第11頁細菌三種基本形態(tài)常見細菌展現(xiàn)三種基本形態(tài)：球狀：球菌

桿狀：桿菌螺旋狀：弧菌：彎曲不足一圈螺菌：螺旋2～6圈許多細菌屬名都以形態(tài)特征命名；微生物主題知識講座第12頁許多球菌因為細胞分裂后暫時不分開，而在顯微鏡下展現(xiàn)特定空間排列特征：分裂面平行：雙球菌、鏈球菌；分裂面垂直：四聯(lián)球菌、八疊球菌；分裂面角度無規(guī)則：葡萄球菌；球菌空間排列特征微生物主題知識講座第13頁藤黃微球菌

（Micrococcusluteus）釀濃鏈球菌

（Streptococcuspyogenes）腸球菌屬（Enterococcus）金黃色葡萄球菌（Stephylococcusaureus）球菌顯微照片微生物主題知識講座第14頁枯草芽孢桿菌（

Bacillussubtilis）桿菌光學顯微鏡照片不一樣桿菌還可能含有：棒狀、梭狀、兩端鈍園、兩端平直、短粗、細長等細微形態(tài)特征；微生物主題知識講座第15頁桿菌空間排列特征一些桿菌進行細胞分裂后，子細胞暫時不分開，而展現(xiàn)一定排列特征，是桿菌判別標志之一：桿菌有鏈狀、柵狀和“八”字排列；微生物主題知識講座第16頁深紅紅螺菌Rhodospirillumrubrum運動外硫紅螺菌Ectothiorhodospiramobilis螺菌光學顯微鏡照片微生物主題知識講座第17頁弧菌顯微照片細菌形態(tài)都會隨菌齡和環(huán)境條件而發(fā)生顯著改變；普通以良好生長條件下處于指數(shù)生長久菌體形態(tài)為標準；霍亂弧菌(Vibriocholerae）Vibriosp.微生物主題知識講座第18頁細菌普通大小細菌細胞大小在1mm數(shù)量級范圍內；球菌直徑：0.5~1mm桿菌、弧菌和螺菌（直徑×長度）：0.2~1mm×1~5mm微生物主題知識講座第19頁一些細菌大小微生物主題知識講座第20頁2.1.3細菌細胞壁結構和生化組成細菌是單細胞原核生物，其有細胞壁、胞壁堅韌并含有肽聚糖是其基本特征之一；全部細菌經(jīng)過革蘭氏染色法染色后，在光學顯微鏡下展現(xiàn)兩種不一樣顏色，或者紫紅色，或者紅色；由此，將展現(xiàn)紫紅色稱為革蘭氏陽性菌，展現(xiàn)紅色稱為革蘭氏陰性菌；細菌細胞壁結構和組成決定其革蘭氏染色反應呈陰性還是陽性；經(jīng)過亞細胞結構和生化組成，了解功效和生命活動；微生物主題知識講座第21頁初染：用堿性染料結晶紫對菌液涂片染色1～2分鐘，水洗至無色；媒染：用碘溶液染1分鐘，使碘與細胞內結晶紫形成復合物，水洗去浮碘；脫色：用乙醇或丙酮沖洗涂片20秒，水洗，去醇；復染：用另外一個不一樣顏色堿性染料，比如番紅，染色1～2分鐘，水洗；－－鏡檢－丹麥醫(yī)生C.Cram1884年創(chuàng)造革蘭氏染色法

微生物主題知識講座第22頁革蘭氏染色反應結果細胞呈紫紅色為革蘭氏陽性反應（G+）；細胞呈紅色為革蘭氏陰性反應（G-）；革蘭氏陽性菌革蘭氏陰性菌微生物主題知識講座第23頁數(shù)十層網(wǎng)狀肽聚糖覆蓋在細胞表面，磷壁酸貫通肽聚糖層，形成厚約20~80nm細胞壁；壁磷壁酸：與羥基形成酯鍵固定在肽聚糖上；膜磷壁酸：以酯鍵固定在細胞膜上；革蘭氏陽性菌細胞壁結構和生化組成細胞壁細胞膜微生物主題知識講座第24頁肽聚糖是一個多糖，由二糖肽經(jīng)過b-1,4-糖苷鍵聚合而成；二糖肽是肽聚糖重復單位：雙糖單位：N-乙酰葡萄糖胺與N-乙酰胞壁酸經(jīng)過b-1,4-糖苷鍵連接；四肽尾經(jīng)過酰胺鍵與N-乙酰胞壁酸相連：L-Ala－D-Glu－L-Lys－D-Ala肽聚糖（peptidoglycan）微生物主題知識講座第25頁肽聚糖肽尾第3位L-Lys游離氨基與相鄰肽尾第4位D-Ala游離羧基之間形成酰胺鍵直接交聯(lián)；或者經(jīng)過一段短肽（肽橋、間橋）交聯(lián)，形成立體網(wǎng)狀結構；網(wǎng)狀肽聚糖微生物主題知識講座第26頁磷壁酸是一類存在于革蘭氏陽性菌細胞壁中高分子陰離子化合物，使細胞壁帶負電，并提升細胞壁強度；常見磷壁酸化學結構是多元醇與磷酸聚合物：核糖醇磷壁酸甘油磷壁酸甘油型磷壁酸磷壁酸（teichoicacid）微生物主題知識講座第27頁革蘭氏陰性菌細胞壁分為二層：內壁層：為1～2層網(wǎng)狀肽聚糖，肽尾第三位為二氨基庚二酸（m-DAP），肽尾直接交聯(lián)，交聯(lián)度低；外壁層：由外至內：脂多糖層、磷脂層和脂蛋白層；革蘭氏陰性菌細胞壁結構和生化組成外壁層上還鑲嵌有各種功效蛋白，而非結構蛋白；微生物主題知識講座第28頁脂多糖是帶有脂肪酸多糖，是組成G－細胞壁特有生化物質；由三部分組成：脂多糖（lipopolysaccharide,LPS）O-特異側鏈：單糖種類差異很大關鍵多糖：單糖種類比較穩(wěn)定

類脂A：糖與高級脂肪酸形成酯微生物主題知識講座第29頁E.coliLPS化學結構O-側鏈葡萄糖葡萄糖葡萄糖半乳糖N-乙酰葡糖胺庚糖庚糖庚糖辛糖酸辛糖酸辛糖酸微生物主題知識講座第30頁組成LPS中特異性單糖辛糖酸：2-酮-3-脫氧辛糖酸（KDO）庚糖：L-甘油-D-甘露庚糖（Hep）特異性單糖指在其它亞細胞結構或其它生物組織中稀有單糖衍生物；LPS含有特異性單糖是其化學結構特征；微生物主題知識講座第31頁當乙醇脫色時，G＋細胞壁因失水而網(wǎng)孔縮小，結晶紫與碘復合物被保留在細胞內，使細胞仍呈紫色。紅色染料復染后，呈紫紅色；當乙醇脫色時，G－細胞壁外膜因脂類含量高而快速溶解，內膜肽聚糖層因薄且交聯(lián)度低，而不能阻擋結晶紫與碘復合物溶出，使細胞褪成無色。紅色染料復染后，呈紅色；革蘭氏染色反應機理微生物主題知識講座第32頁L型細菌：細胞壁缺點型突變株；原生質體：用溶菌酶或青霉素處理G+，形成無細胞壁球狀細胞；球形體：采取上述處理方法處理G-形成殘留細胞壁外壁層細胞；原生質體或球形體對滲透壓敏感，但可在高滲環(huán)境下正常生長，并再生細胞壁；細胞壁缺點型細菌溶菌酶：存在卵清、唾液中，催化肽聚糖β-1,4-糖苷鍵水解。微生物主題知識講座第33頁細菌是原核生物，含有原核細胞普通結構；原核細胞主要由細胞膜、細胞質、顆粒狀內含物、核糖體和核區(qū)等亞細胞結構組成；1.2.4細菌其它細胞結構細胞壁細胞膜細胞質核區(qū)核糖體微生物主題知識講座第34頁全部細胞型生物都有細胞膜，細胞器也有膜包裹，這些膜有共同基本化學組成結構，統(tǒng)稱為生物膜（biomembrane）；生物膜主要生化成份：脂質：甘油磷脂、鞘磷脂、糖脂、甾醇；蛋白質：各種大小蛋白質、糖蛋白、脂蛋白；生物膜基本組成為磷脂和蛋白質，但不一樣起源生物膜詳細生化組成有很大差異，生物膜生化組成微生物主題知識講座第35頁磷脂酰甘油磷脂酰乙醇胺磷脂酰膽堿磷脂酰肌醇磷脂酰絲氨酸疏水端親水端甘油磷脂結構和類型甘油、脂肪酸和磷酸組成磷脂酸；其磷酸連接不一樣極性分子形成含有疏水性尾部和親水性頭部兩性磷脂分子；微生物主題知識講座第36頁膜主體是由含有流動性脂質雙分子層組成，兩性脂質分子極性頭朝向表面，疏水尾部朝內；膜上鑲嵌有各種跨膜蛋白和膜結合蛋白，這些蛋白可在膜內部和表面作橫向移動；1972年S.JonathanSingerGarthNicholson生物膜液態(tài)鑲嵌模型微生物主題知識講座第37頁細菌細胞膜是厚約5～10nm生物膜，組成生物膜雙分子層主要脂質是：磷脂酰乙醇胺和磷脂酰甘油，普通不含甾醇；膜蛋白約占70％～80％；細菌細胞膜微生物主題知識講座第38頁G+細菌細胞壁與細胞膜之間，G_細菌細胞外壁層磷脂層與細胞膜之間，寬約12~15nm狹窄空間，呈膠狀，含各種蛋白，是各種物質進出細胞中轉站；細菌周質空間（periplasm）微生物主題知識講座第39頁細胞膜以內是含水量約70%，呈半透明膠狀液體細胞質，是細菌進行代謝主要場所；在細胞質內，存在光學顯微鏡下不可見顆粒狀核糖體，平均約-15000個，參加蛋白質合成；細菌核糖體大小為15nm×20nm，沉降系數(shù)為70S，其中大亞基為50S，小亞基為30S；大亞基：23SrRNA、5SrRNA和35種蛋白；小亞基：16SrRNA和21種蛋白質；細菌細胞質與核糖體微生物主題知識講座第40頁細菌細胞質中有一個用富爾根法染色后，在普通光學顯微鏡下呈紫色區(qū)域，稱為核區(qū)；核區(qū)是細菌染色體——長約0.25～3.00mm環(huán)狀雙鏈DNA，呈無規(guī)則狀存在區(qū)域；細菌核區(qū)（nuclearregion）微生物主題知識講座第41頁小結細菌是單細胞生物，細胞基本結構包含細胞壁、細胞膜、細胞質、核糖體和核區(qū)；細菌特征主要表現(xiàn)在形態(tài)和細胞壁組成結構上微生物主題知識講座第42頁2.1.5細菌特殊細胞結構除含有原核細胞普通結構外，一些細菌可能還有與自己特殊生理功效相適應獨特亞細胞結構，是為細菌特殊細胞結構；細胞內特殊結構：細胞內貯藏顆粒細胞內功效性小體芽孢（內生孢子）細胞外特殊結構：鞭毛和菌毛莢膜微生物主題知識講座第43頁一些細菌細胞質內，存在光學顯微鏡下可見或不可見顆粒狀貯藏物，是細菌貯藏營養(yǎng)物質一個方式，是細菌判定性標志之一；碳源和能源貯藏物：糖原粒、淀粉粒、脂肪粒、聚b-羥丁酸（PHB）；聚羥鏈烷酸（PHA）；；能源和磷貯藏物：多聚偏磷酸鹽（異染顆粒）；能源和電子供體貯藏物：硫粒；細胞質內貯藏顆粒微生物主題知識講座第44頁糖原和淀粉都是葡萄糖a-1,4和a-1,6糖苷鍵分支聚合物；前者分支強于后者；一些細菌在細胞質內形成大小為20～100nm顆粒，是細菌碳源和能源貯藏物；在電鏡下可見；用稀碘液染成紅褐色；糖原粒和淀粉粒微生物主題知識講座第45頁聚羥鏈烷酸：羥基烷酸直連聚合物，由非生物膜包裹，處于于各種細菌細胞質內，用蘇丹黑染色后光學顯微鏡下可見，是這些細菌碳源和能源貯藏物；聚-β-羥丁酸：是D-3-羥基丁酸直連聚合物，最早發(fā)覺和最常見聚羥鏈烷酸；聚-β-羥丁酸poly-β-hydroxybutyrate,PHB聚羥鏈烷酸polyhydroxyalkanoate,PHA聚-β-羥丁酸粒和聚羥鏈烷酸微生物主題知識講座第46頁PHB和PHA聚合度在通常106以上，無毒、可生物降解，是用途廣泛高分子材料；工業(yè)上經(jīng)過微生物發(fā)酵生產，稱為微生物塑料；微生物塑料當前用于研究PHA發(fā)酵生產微生物菌種有：產堿桿菌屬（Alcaligenes）、假單胞菌屬（Pseudomonas）、芽孢桿菌屬（Bacillus）

當前菌種性能：最高產量80g/L，最高產率2g/L·h；微生物主題知識講座第47頁聚磷酸顆粒一些原核生物在含磷豐富環(huán)境下形成胞內磷元素和能量貯藏物，為多聚偏磷酸鹽顆粒，大小為0.2～1.0mm；這種多聚偏磷酸鹽顆粒用美藍或甲苯胺藍染成紅紫色，也稱為異染顆粒（metachromaticgranules）；最初在迂回螺菌（Spirillumvolutans）中發(fā)覺，也稱迂回體或捩轉菌素顆粒（volutingranules）；微生物主題知識講座第48頁一些代謝H2S，硫代硫酸鹽等硫化物細菌，會在細胞內或細胞外積累折光性很強硫粒，作為能源或電子供體貯藏物；硫粒（sulfurglobules）橘色綠彎菌（Chloroflexusaurantiacus）微生物主題知識講座第49頁一些細菌細胞質存在與特定生理功效相關，有一定形態(tài)和結構小體，在功效上可能相當于細胞器，但沒有生物膜包裹，不屬于細胞器：羧酶體：一些自養(yǎng)菌特有；磁小體：趨磁細菌特有；綠色體：光合細菌特有；氣泡：一些水生細菌和光合細菌特有；細菌細胞質內功效性小體微生物主題知識講座第50頁呈多角形，直徑約10nm；單層蛋白質膜包圍，內含類晶體排列1,5-二磷酸核酮糖羧化酶；存在于一些自養(yǎng)細菌中，與固定CO2卡爾文循環(huán)親密相關；羧酶體（carboxysome）微生物主題知識講座第51頁磁小體（magnetosome）：存在于趨磁細菌（magnetotacticbacterium）中，20～100nm；由磷脂膜，或蛋白、糖蛋白膜包圍，主要為Fe3O4；磁小體能夠感應磁場，引導細菌沿磁力線進行趨化運動；磁小體作為納米磁性材料含有主要應用價值；磁小體（magnetosome）鏈狀排列磁小體微生物主題知識講座第52頁氣泡（gasvesicles）大小為0.2～1.0mm×75nm，內由數(shù)排柱形小泡組成，外有2nm厚蛋白質膜包裹；存在一些水生細菌和光合細菌中，起調整細胞浮力作用；膜外表面親水，內側絕對疏水，氣泡只能透氣而不能透過水和溶質；沃氏鹽豐饒菌

（Haloferaxvolcanii）微生物主題知識講座第53頁菌毛：著生于細胞膜，穿過細胞壁，伸展于細菌表面短直、中空毛狀物，每個細菌約250～300條，直徑3～10nm；由蛋白質亞基螺旋排列組成；革蘭氏陰性致病菌多含有菌毛，含有粘附功效；鞭毛：細胞表面附著長絲狀、波形物，直徑10-20nm，長度10-20mm，由蛋白質組成；；許多桿菌、螺菌、弧菌含有鞭毛，是細菌運動器官，有鞭毛菌能運動，無鞭毛菌不能主動運動；菌毛和鞭毛（flagellum，flagella）微生物主題知識講座第54頁單端單生、雙端單生單端叢生、雙端叢生側生和周生鞭毛E.coli周生鞭毛；鞭毛著生位置微生物主題知識講座第55頁基體：S、M環(huán)（L環(huán)、P環(huán)）和中心桿；鉤形鞘：連接基體與鞭毛絲結構；鞭毛絲：直徑4.5nm鞭毛蛋白亞基沿著中央孔道螺旋狀盤繞而成；鞭毛結構G＋細菌G－細菌微生物主題知識講座第56頁鞭毛使細菌能夠主動運動，而進行化學趨避運動、光趨避運動和趨磁運動；普通速度在每秒20～80mm范圍，最高可達每秒100mm；鞭毛運動功效微生物主題知識講座第57頁產莢膜細菌在細胞壁外能夠形成膠狀結構，起保護或黏附作用；莢膜（capsule）：有一定形態(tài)層次，厚度＞0.2mm；微莢膜（microcapsule）：有一定形態(tài)層次，厚度＜0.2mm；粘液層(slimelayer)：不定形、向周圍擴散；多數(shù)莢膜化學成份為多糖，莢膜也稱糖被；細菌莢膜微生物主題知識講座第58頁一些莢膜生化組成多糖：黃原膠：野油菜黃單胞菌（Xanthomonascampestris）微生物主題知識講座第59頁黃原膠黃原膠（XanthanGum）是野油菜黃單胞菌粘液層，含有高粘度，高耐酸、堿、鹽，高耐熱穩(wěn)定性、懸浮性、觸變性等；被廣泛應用于食品、石油、地礦、陶瓷、紡織、印染、醫(yī)藥、造紙、滅火、涂料、化裝品等20多個行業(yè)；微生物主題知識講座第60頁聚－g－谷氨酸聚-g-谷氨酸是炭疽芽孢桿菌莢膜組成成份，含有良好皮膚美化功效：使用10秒，g-PGA瞬間潛入皮膚，肌膚立感滑爽；2天，皮膚水潤光滑，觸摸感細嫩，紋坑包漸平；9天，肌膚充滿彈性，老化角質一掃而光；16天，眼袋縮小，眼角細紋變淺，色斑變淡；28天，重回少女時代；由枯草芽孢桿菌發(fā)酵生產；微生物主題知識講座第61頁透明質酸N-乙酰葡萄糖胺與D-葡萄糖醛酸經(jīng)過b-1,3糖苷鍵連接二糖是透明質酸重復單位，重復單位經(jīng)過b-1,4糖苷鍵聚合成高分子透明質酸；用于化裝品，作為天然保濕因子；用于醫(yī)藥，作為關節(jié)填充劑和滴眼液；用于食品，作為保健口服液；由枯草芽孢桿菌發(fā)酵生產微生物主題知識講座第62頁

細菌芽孢產芽孢細菌：一些細菌在特定生理條件下，細胞質內形成一個折光性極強休眠體，稱為芽孢（endospore或spore）；芽孢休眠期可達數(shù)十年，在適當條件下，萌發(fā)成營養(yǎng)細胞；芽孢有很強抗逆性：濕熱、干熱、干燥、紫外線、戊二醛、甲醛、過氧化氫、碘消毒劑等；微生物主題知識講座第63頁產芽孢細菌分類地位產芽孢細菌含有共同特征：革蘭氏陽性低（G+C）%產芽孢和不產芽孢全部低（G+C）%革蘭氏菌，在分類上歸為厚壁菌門（Firmicutes）：桿菌綱（Bacilli）：好氧產芽胞菌梭菌綱（Clostridia）：厭氧產芽胞菌（Erysipelotrichi）（Negativicutes）熱石桿菌綱（Thermolithobacteria）微生物主題知識講座第64頁

不一樣產芽孢細菌，芽孢可著生在細胞內頂端或中央，寬度可小于或大于細胞直徑，是產芽孢細菌判定特征；梭狀芽孢桿菌屬（clostridium）起源于芽孢中生，寬度大于細胞直徑所形成細胞形態(tài)特征；芽孢著生位置微生物主題知識講座第65頁孢外壁：為細胞質濃縮物，富含脂蛋白；芽孢衣：富含疏水性角蛋白，透過性差；皮層：較厚，含芽孢肽聚糖和吡啶二羧酸鈣（DPA）；關鍵：為高度失水，富含DPA休眠細胞；芽孢組成和結構微生物主題知識講座第66頁芽孢肽聚糖肽尾不完整，不能交聯(lián)呈網(wǎng)狀，而是呈束狀存在，所以致密而含有較高離子強度；芽孢肽聚糖和吡啶二羧酸鈣吡啶二羧酸鈣（DPA-Ca）dipicolinic-acid微生物主題知識講座第67頁芽孢最突出抗逆性是抗熱性，一些芽孢致死條件：肉毒梭菌（Clostridiumbotulinum）：100℃×5.0～9.5h或121℃×10min；熱解糖梭菌（Clostridiumthermosaccharolyticum）：132℃×4.4min致死率為90%（D值）。嗜熱脂肪芽孢桿菌（Bacillusstearothermophilus）：121℃×10min；用作濕熱滅菌指示劑；芽孢耐熱性微生物主題知識講座第68頁芽孢耐熱機制－滲透調整皮層膨脹學說多價陽離子和水分不能透過芽孢衣；芽孢肽聚糖和吡啶二羧酸鈣高離子強度，使皮層產生極高滲透壓，奪取關鍵水分，而充分膨脹；關鍵因高度失水，而含有極強耐熱性；最新研究表明DPA與芽孢耐熱性親密相關；微生物主題知識講座第69頁細胞膜內陷，細胞被分為兩部分，小為前芽孢；細胞模反包前芽孢，形成雙層膜前芽孢；在兩層膜之間形成皮層；皮層外面合成芽孢衣；細胞質濃縮形成胞外壁，芽孢囊破裂釋放芽孢；芽孢形成過程微生物主題知識講座第70頁蘇云金芽孢桿菌（Bacillus

thuringiensis）在形成芽孢同時，在芽孢旁形成菱形或雙錐形堿溶性蛋白晶體，稱為伴孢晶體；伴孢晶體對200各種昆蟲幼蟲，尤其是鱗翅目幼蟲有毒殺作用；被廣泛用作生物殺蟲劑；伴孢晶體（parasporalcrystal）微生物主題知識講座第71頁伴胞晶體殺蟲機制伴胞晶體被昆蟲幼蟲吞食進入中腸，在中腸pH9.0-10.5堿性環(huán)境中被溶解成原毒素；原毒素深入被昆蟲腸道蛋白酶水解，產生含有毒素活性片段（δ內毒素）；δ內毒素與中腸上皮細胞膜上特異受體結合，然后插入細胞膜，形成孔洞，使中腸上皮細胞裂解；隨即，腸道中堿性溶液進入血液，使昆蟲全身麻痹而死亡。微生物主題知識講座第72頁小結細菌都有原核細胞共同亞細胞結構和生化組成，但每一個細菌詳細結構和組成特點；不一樣細菌可能含有特殊亞細胞結構，與特定生理功效相關；掌握亞細胞結構生化組成和組成結構，是了解亞細胞結構生理功效基礎；微生物主題知識講座第73頁細菌個體生長：細菌個體經(jīng)過營養(yǎng)和代謝使細胞物質平衡增加，表現(xiàn)為細菌生長，但這一過程難以在形態(tài)上觀察；當細胞物質增加到一定程度，則進行細胞分裂：由一個細胞分裂產生兩個子細胞，這一過程為細菌繁殖；無性繁殖：繁殖過程由一個細胞單獨完成，不需要不一樣性別細胞參加；原核生物作為低等，只有沒有性繁殖；細菌繁殖將形成肉眼可見，有一定形態(tài)特征細胞群體：菌膜、菌醭、菌苔、菌落；2.1.6細菌繁殖和菌落微生物主題知識講座第74頁二分裂殖：細胞染色體DNA復制并分開，細胞膜內陷形成橫膈膜，細胞壁內陷形成橫隔壁，細胞分開；大多數(shù)細菌以二分裂殖方式進行無性繁殖，少數(shù)細菌以芽殖方式進行無性繁殖；細菌二分裂殖微生物主題知識講座第75頁生長在液體中，可使液體混濁或形成沉淀、菌醭；在固體基質表面，由單個細胞繁殖形成肉眼可見細胞群體為單菌落（colony）；連成片菌落稱為菌苔；單菌落形態(tài)含有菌種特異性，與細菌一些細胞結構相關，是細菌判別標志之一；細菌群體形態(tài)微生物主題知識講座第76頁菌落大?。ㄖ睆剑?；菌落形態(tài)（圓形，不規(guī)則形）；菌落邊緣（圓形規(guī)則，不規(guī)則，假根狀，放線狀）；菌落扁平或隆起；菌落表面（光澤或無光澤，透明或不透明，濕潤或干燥，光滑或粗糙）；細菌菌落形態(tài)特征微生物主題知識講座第77頁菌落圓形、邊緣規(guī)則、菌落隆起：細胞不具鞭毛而不運動；菌落不規(guī)則、邊緣假根狀，放線狀、菌落扁平：細胞含有鞭毛，能夠運動；菌落表面光澤、透明、濕潤：產莢膜細菌；菌落表面無光澤，不透明、干燥：不產莢膜；菌落表面粗糙：產芽孢細菌；細菌菌落形態(tài)特征與細胞結構關系微生物主題知識講座第78頁

第二節(jié)放線菌2.2.1放線菌概述2.2.2放線菌形態(tài)和繁殖微生物主題知識講座第79頁1877年，Harz首次從牛體內分離出厭氧牛型放線菌（Actinomycesbovis），菌體細絲狀，菌落呈放射狀，稱為放線菌；1948年，Waksman認為放線菌是介于細菌和絲狀真菌之間一類生物；在分類系統(tǒng)中，將厭氧放線菌歸為放線菌屬（Actinomyces）；將好氧放線菌歸為鏈霉菌屬（Streptomyces）；1960年后，確定放線菌是一類絲狀原核生物，菌絲分枝發(fā)達或不發(fā)達，革蘭氏陽性；產無性孢子繁殖；厭氧或好氧；陸生性較強；2.2.1放線菌概述微生物主題知識講座第80頁1970年后，發(fā)覺這些絲狀，革蘭氏陽性原核生物與另外一些非絲狀革蘭氏陽性細菌都含有：16SrRNA“CUAAAACUCAAAG”序列特征染色體都是高（G＋C）％不產芽孢按照生物大分子序列特征作為分類依據(jù)主要性，將高（G＋C）％革蘭氏陽性原核生物都歸為放線菌門（Actinobacteria）；放線菌門中既包含全部傳統(tǒng)放線菌，也包含全部高（G＋C）％革蘭氏陽性細菌；放線菌分類學概念微生物主題知識講座第81頁革蘭氏陽性菌分類地位低G+C%革蘭氏陽性菌（多數(shù)產芽孢）厚壁菌門（Firmicutes）桿菌綱（Bacilli）梭菌綱（Clostridia）（Erysipelotrichi）（Negativicutes）熱石桿菌綱（Thermolithobacteria）高G+C%革蘭氏陽性菌（不產芽孢）放線菌門（Actinobacteria）放線菌綱（Actinobacteria）微生物主題知識講座第82頁放線菌門（Actinobacteria）放線菌綱（Actinobacteria）酸微菌亞綱（Acidimicrobidae）放線菌亞綱（Actinobacteridae）放線菌目（Actinomycetales）雙歧桿菌目（Bifidobacteriales）紅蝽菌亞綱（Coriobacteridae）（Nitriliruptorales）紅色桿菌亞綱（Rubrobacteridae）微生物主題知識講座第83頁放線菌目（Actinomycetales）放線菌亞目（Actinomycineae）多孢放線菌亞目（Actinopolysporineae）Catenulisporineae棒桿菌亞目（Corynebacteriaceae）弗蘭克菌亞目（Frankineae）糖霉菌亞目（Glycomycineae）動孢菌亞目（Kineosporiineae）微球菌亞目（Micrococcineae）小單孢菌亞目（Micromonosporineae）丙酸桿菌亞目（Propionibacterineae）假諾卡氏菌亞目（Pseudonocardineae）鏈霉菌亞目（Streptomycineae）鏈孢囊菌亞目（Streptosporangineae）微生物主題知識講座第84頁放線菌為絲狀原核生物，革蘭氏陽性，細胞含有原核細胞普通結構，細胞壁與革蘭氏陽性細菌相同，由肽聚糖和磷壁酸組成，可分型：四肽尾第3位為：L-Lys、m-DAP或L,L-DAP；肽聚糖是否經(jīng)過五個Gly組成肽橋交聯(lián)細胞抽提物中含有單糖種類：木糖、阿拉伯糖或半乳糖等；放線菌沒有鞭毛、莢膜、芽孢等細菌常見特殊亞細胞結構；放線菌細胞壁微生物主題知識講座第85頁鏈霉菌產生揮發(fā)性土腥素（geosmin），使潮濕土壤含有土腥味；鏈霉菌能夠降解難降解物質：膠質、纖維素、木質素、橡膠、甲殼素、角蛋白、烷烴和芳香族化合物；90％以上抗生素由放線菌合成，主要由鏈霉菌合成：灰色鏈霉菌（S.griseus）：鏈霉素卡那霉素鏈霉菌（S.kanamyceticus）：卡那霉素龜裂鏈霉菌（S.rimosus）:土霉素金色鏈霉菌（S.aureofaciens）：四環(huán)素和金霉素放線菌生物工程應用價值微生物主題知識講座第86頁放線菌為單細胞原核生物，細胞為分枝絲狀，稱為菌絲（hypha），個體由菌絲組成，稱為菌絲體（mycelium）；組成放線菌個體菌絲，依據(jù)形態(tài)和功效不一樣，可區(qū)分為基內菌絲、氣生菌絲和孢子絲三部分；放線菌菌絲直徑1mm左右，長度可達100-600mm；2.2.2放線菌形態(tài)和繁殖微生物主題知識講座第87頁基內菌絲：生長在固體基質內，直徑0.2-0.8mm，無隔膜；吸收營養(yǎng)；氣生菌絲：由基內菌絲向空間生長形成長短不一分枝菌絲，相對色深，直徑1-2mm；孢子絲：由氣生菌絲分化形成可產生孢子菌絲；有放線菌無孢子絲，有氣生菌絲不發(fā)達，鏈霉菌屬菌絲分化最完全；放線菌菌絲分化微生物主題知識講座第88頁鏈霉菌屬是種類最多，分布最廣放線菌，大約有500種，是最主要抗生素發(fā)酵菌株；含有基內菌絲，發(fā)達氣生菌絲和孢子絲，是鏈霉菌屬經(jīng)典形態(tài)特征鏈霉菌屬細胞壁I型，含L,L-DAP，Gly肽橋，G＋C含量為：69％～78％；鏈霉菌屬（Streptomyces）微生物主題知識講座第89頁缺乏氣生菌絲；基內菌絲纖細，直徑0.3-0.6mm，產色素；菌絲單軸分枝，在頂端產生一個單生分生孢子；細胞壁II型，G+C%72~73%；降解纖維素、甲殼素；棘孢小單孢菌（M.echinospors）產慶大霉素；小單孢菌屬（Micromonospora）微生物主題知識講座第90頁少數(shù)有氣生菌絲；基內菌絲發(fā)達或不發(fā)達，成熟后，會突然斷裂成桿狀、或球狀；有氣生菌絲少數(shù)種，產生分生孢子；細胞壁Ⅳ型；G+C%：62~72%地中海諾卡氏菌（N.mediterranei）：利福霉素諾卡氏菌屬（Nocardia）微生物主題知識講座第91頁放線菌屬（Actinomyces）放線菌屬只有基內菌絲，有橫隔，可斷裂；無氣生菌絲，也不形成孢子；普通為厭氧菌或兼性厭氧菌，多為致病菌；牛型放線菌引發(fā)牛顎腫?。灰陨蟹啪€菌（Actinomycesisraelii），是人體口腔和生殖道正常菌群，可引發(fā)腦部，肺部和腸道等粘膜感染；微生物主題知識講座第92頁放線菌能夠經(jīng)過菌絲斷裂進行繁殖；放線菌主要產無性孢子繁殖：分生孢子：由孢子絲直接橫隔分裂形成孢子；孢囊孢子：孢子絲形成孢子囊，菌絲在孢子囊中橫隔分裂形成孢子；放線菌繁殖方式微生物主題知識講座第93頁鏈霉菌屬產分生孢子進行無性繁殖；由孢子絲橫隔分裂形成鏈狀排列3～50個分生孢子；孢子絲形態(tài)是不一樣鏈霉菌分類判定標志：叢生、輪生、直形、波形、螺旋形等；鏈霉菌屬分生孢子和孢子絲微生物主題知識講座第94頁有基內菌絲和氣生菌絲，氣生菌絲發(fā)育成孢子囊，產孢子菌絲在孢囊中橫隔分裂形成無形孢子——孢囊孢子；粉紅鏈孢囊菌發(fā)酵生產多霉素；鏈孢囊菌屬（Streptosporangium）孢囊孢子微生物主題知識講座第95頁放線菌無性孢子直徑約1mm，可展現(xiàn)不一樣形狀、表面特征（光滑、多毛、多刺和疣狀）和顏色，是不一樣放線菌分類判定標志；孢子抗熱性差，60-65℃處理10-15分種失活，但耐干燥；在適宜條件下，萌發(fā)形成菌絲體；放線菌無性孢子特點微生物主題知識講座第96頁放線菌菌落普通圓形、較小、不蔓延；表面有皺褶、干燥、不透明；不易挑起；放線菌在液體中靜置培養(yǎng)形成菌膜，攪拌培養(yǎng)形成菌絲球，或者菌團；放線菌菌落和群體形態(tài)灰色鏈霉菌（Streptomyces

griseus）微生物主題知識講座第97頁基內菌絲常產水溶性或脂水溶性色素，有紅、黃、綠、藍、褐、紫和黑等顏色，是判定特征之一；氣生菌絲多產脂溶性色素；放線菌孢子普通也有自己顏色，使菌落表面與后面顏色不一樣；放線菌顏色微生物主題知識講座第98頁第三節(jié)藍細菌2.3.1藍細菌概述2.3.2藍細菌形態(tài)和細胞結構2.3.3藍細菌繁殖和主要種屬微生物主題知識講座第99頁藍細菌（Cyanobacteria）：原核生物、屬于細菌超界藍細菌門，革蘭氏陰性，多產粘液層或莢膜；（G＋C）％為35～71％；廣泛分布在河流、湖泊和海水中，耐營養(yǎng)貧瘠環(huán)境；特點：含有葉綠素a，能進行放氧型光合作用；含特有光合色素——藻膽素，細胞呈特殊藍色；2.3.1藍細菌概述湖泊中大量藍細菌存在形成“水華”

微生物主題知識講座第100頁細菌超界藍細菌門（Cyanobacteria）色球藻目（Chroococcales）：34屬粘菌藻目（Gloeobacterales）：1屬念珠藻目（Nostocales）：4科31屬顫藻目（Oscillatoriales）：31屬寬球藻目（Pleurocapsales）：8屬原綠菌目（Prochlorales）3科3屬真枝藻目（Stigonematales）12屬藍細菌分類地位微生物主題知識講座第101頁藍細菌應用藍細菌在水體中大量生長造成“水泛”和藍藻暴發(fā)，污染飲用水；微囊藻屬（Microcystis）產生微囊藻毒素（MC）污染飲用水和水產品，威脅人類健康；藍細菌生長要求很低，培養(yǎng)成本低，代謝產物各種多樣，是最有潛力生物工程應用菌株：藍細菌制氫和藍細菌生產鏈烷烴；藍細菌菌體營養(yǎng)豐富，可作為保健品、食品；微生物主題知識講座第102頁藍細菌生長危害當條件適當時，藍細菌在淡水中大量生長，形成藍藻暴發(fā)，造成生態(tài)災難；微生物主題知識講座第103頁“螺旋藻”保健營養(yǎng)品為螺旋藍細菌屬（Spirulina）菌體制品；盤狀螺旋藍細菌（Spiruli