原核微生物-細(xì)菌的形態(tài)結(jié)構(gòu)及應(yīng)用

模塊二原核微生物Prokaryoticmicroorganisms任務(wù)一細(xì)菌的形態(tài)結(jié)構(gòu)及應(yīng)用任務(wù)內(nèi)容1發(fā)酵工業(yè)常用的細(xì)菌2枯草芽孢桿菌3大腸桿菌4乳酸桿菌5丙酮丁醇梭菌6醋酸桿菌7棒狀桿菌發(fā)酵工業(yè)常用的細(xì)菌1、枯草芽孢桿菌革蘭氏陽性菌，形成芽孢，無莢膜，周生鞭毛能運動。生長溫度30-39℃。用途：生產(chǎn)中性蛋白酶、α-淀粉酶?？捎糜卺u油、食醋及飴糖的發(fā)酵生產(chǎn)。發(fā)酵工業(yè)常用的細(xì)菌2、大腸桿菌細(xì)胞呈桿狀，革蘭氏陰性，能運動的又周生鞭毛，有的不能運動，有的產(chǎn)生莢膜，無芽孢。用途：大腸桿菌可以發(fā)酵葡萄糖和乳糖，產(chǎn)酸產(chǎn)氣?？梢灾迫√於彼?、蘇氨酸和氨酸發(fā)酵工業(yè)常用的細(xì)菌3、乳酸桿菌革蘭氏陽性菌，細(xì)胞桿狀到球狀，大多不運動，能運動的長有周生鞭毛，無芽孢，厭氧或兼性厭氧，生長溫度45-50℃，發(fā)酵產(chǎn)物為乳酸。用途：產(chǎn)乳酸、過氧化氫、雙乙酰、細(xì)菌素、胞外多聚糖等發(fā)酵工業(yè)常用的細(xì)菌4、丙酮丁醇梭菌細(xì)胞呈桿狀，有芽孢，中生或端生，無莢膜，周生鞭毛能運動，革蘭氏陽性。用途：工業(yè)上用來生產(chǎn)丙酮丁醇。發(fā)酵溫度30-32℃，最適pH6.0-7.0發(fā)酵工業(yè)常用的細(xì)菌5、醋酸桿菌細(xì)胞從橢圓形到桿狀，鞭毛有兩種類型：一種是周生鞭毛，另一種是端生鞭毛。不形成芽孢。革蘭氏陰性。用途：一是醋酸桿菌在溫度30℃以上，氧化酒精成醋酸，另一個是葡萄糖氧化桿菌在溫度30℃以下，氧化葡萄糖為葡萄糖酸。發(fā)酵工業(yè)常用的細(xì)菌

6、棒狀桿菌細(xì)胞呈桿狀，無芽孢，不運動，革蘭氏陽性。用途：調(diào)味品生產(chǎn)中，谷氨酸生產(chǎn)常用的菌種有北京棒狀桿菌。思考討論與任務(wù)1、發(fā)酵工業(yè)常用的細(xì)菌：枯草芽孢桿菌、大腸桿菌、乳酸桿菌、丙酮丁醇梭菌、醋酸桿菌、棒狀桿菌思考與討論：我學(xué)到什么？任務(wù)：1、列舉發(fā)酵工業(yè)常用的幾種細(xì)菌，并說明其用途模塊二原核微生物Prokaryoticmicroorganisms任務(wù)一細(xì)菌的形態(tài)結(jié)構(gòu)及應(yīng)用知識目標(biāo)：熟悉細(xì)菌的繁殖方式掌握細(xì)菌的特殊結(jié)構(gòu)能力目標(biāo)：能通過芽孢染色鑒別不用形態(tài)的細(xì)菌的芽孢能通過莢膜染色鑒別細(xì)菌的莢膜任務(wù)內(nèi)容一、細(xì)菌的特殊結(jié)構(gòu)二、莢膜的組成結(jié)構(gòu)功能三、鞭毛的結(jié)構(gòu)功能四、菌毛及性毛的結(jié)構(gòu)及功能五、芽孢的組成結(jié)構(gòu)及功能六、細(xì)菌的繁殖方式內(nèi)容導(dǎo)入莢膜glycocalyx芽孢endospore芽孢endospore菌毛fimbriae性菌毛Sex-pili一.細(xì)菌的特殊結(jié)構(gòu)

定義：包被于某些細(xì)菌細(xì)胞壁外的一層厚度不定富含水分的多糖黏膠物質(zhì)，不易著色，但用負(fù)染色法（使菌體和背景著色），可以看見。1、莢膜一.細(xì)菌的特殊結(jié)構(gòu)

類型糖被包裹在單個細(xì)胞上:在壁上有固定層次:層次厚(大)莢膜、層次薄微莢膜松散，未固定在壁上：粘液層包裹在細(xì)胞群上：菌膠團1、莢膜一.細(xì)菌的特殊結(jié)構(gòu)

1、莢膜成分(組成）一般為多糖，少數(shù)為蛋白質(zhì)、多肽或多糖與多肽復(fù)合型；一.細(xì)菌的特殊結(jié)構(gòu)

a保護(hù)作用：保護(hù)菌體，抵抗干燥，免受殺菌物質(zhì)傷害，防吞噬。b貯藏養(yǎng)料：貯藏營養(yǎng)物質(zhì)。c致病功能：肺炎球菌有莢膜能致病，無莢膜不能致病。d表面附著：唾液鏈球菌：蔗糖-己糖基轉(zhuǎn)移酶-果聚糖（黏附于牙齒表面）功能e堆積代謝廢物一.細(xì)菌的特殊結(jié)構(gòu)

概念：某些細(xì)菌細(xì)胞表面著生的一至數(shù)十條長絲狀、波曲的蛋白質(zhì)附屬物，具有推動細(xì)菌運動功能，為細(xì)菌的“運動器官”。長約15～20um,直徑為0.01～0.02um大多數(shù)桿菌，所有螺旋菌，極少數(shù)球菌有。主要為蛋白質(zhì)，少量多糖，能夠伸縮。2、鞭毛(flagellum)一.細(xì)菌的特殊結(jié)構(gòu)

鞭毛的著生方式一.細(xì)菌的特殊結(jié)構(gòu)

電子顯微鏡直接觀察:鞭毛長度：15～20μm；直徑：0.01～0.02μm光學(xué)顯微鏡下觀察：鞭毛染色和暗視野下對懸滴標(biāo)本和水浸片的觀察。觀察和判斷細(xì)菌鞭毛的方法根據(jù)培養(yǎng)特征判斷：半固體穿刺、菌落（菌苔）形態(tài)一.細(xì)菌的特殊結(jié)構(gòu)

一.細(xì)菌的特殊結(jié)構(gòu)

自由運動----液體鉆動---半固體滑行---固體鞭毛運動的方式—一.細(xì)菌的特殊結(jié)構(gòu)

菌毛是長在細(xì)菌體表的一種纖細(xì)、中空、短直，數(shù)量較多的蛋白質(zhì)附屬物。起源于質(zhì)膜內(nèi)側(cè)（同鞭毛）、無基體很多Ｇ-菌及少數(shù)Ｇ+菌作用：不是運動器附著、粘連3、菌毛（纖毛）（fimbria）菌毛鞭毛一.細(xì)菌的特殊結(jié)構(gòu)

構(gòu)造和成分與菌毛相同，但比菌毛長。數(shù)量僅一至少數(shù)幾根。性毛一般見于Ｇ-菌的雄性菌珠中。其功能是向雌性菌珠（受體菌）傳遞遺傳物質(zhì)。4、性毛（pili）鞭毛菌毛性毛糖被｝一.細(xì)菌的特殊結(jié)構(gòu)

5、特殊的休眠構(gòu)造——芽孢芽孢Bacillussubtilis一.細(xì)菌的特殊結(jié)構(gòu)

概念：某些細(xì)菌（主要是G+的兩個屬----好氧性的芽孢桿菌屬和厭氧性的梭菌屬）在其生長發(fā)育后期，在細(xì)胞內(nèi)形成一個圓形或橢圓形、厚壁、含水量極低、抗逆性極強的休眠體，稱為芽孢（endospore或spore，偶譯“內(nèi)生孢子”）。5、特殊的休眠構(gòu)造——芽孢一.細(xì)菌的特殊結(jié)構(gòu)

能形成芽孢的細(xì)菌種類芽孢桿菌屬梭菌屬一.細(xì)菌的特殊結(jié)構(gòu)

整個生物界中抗逆性最強的生命體，是否能消滅芽孢是衡量各種消毒滅菌手段的最重要的指標(biāo)。例如：人跡罕至的沙漠中存在大量的枯草芽孢桿菌和巨大芽孢桿菌的芽孢。肉毒梭菌的芽孢在沸水中能存活5.0-9.5h之久，而其營養(yǎng)細(xì)胞在80℃僅需5-10min即會死亡。細(xì)菌芽孢的特點一.細(xì)菌的特殊結(jié)構(gòu)

產(chǎn)芽孢的細(xì)菌多為桿菌，也有一些球菌。芽孢的有無、形態(tài)、大小和著生位置是細(xì)菌分類和鑒定中的重要指標(biāo)。芽孢與營養(yǎng)細(xì)胞相比化學(xué)組成存在較大差異，容易在光學(xué)顯微鏡下觀察。（相差顯微鏡直接觀察；芽孢染色）細(xì)菌芽孢的特點一.細(xì)菌的特殊結(jié)構(gòu)

一.細(xì)菌的特殊結(jié)構(gòu)

芽孢的結(jié)構(gòu)一.細(xì)菌的特殊結(jié)構(gòu)

菌種鑒定；提高菌種的篩選效率，有利于菌種保藏；衡量消毒滅菌手段的重要指標(biāo)；研究芽孢的意義肉類肉毒梭菌；破傷風(fēng)梭菌和產(chǎn)氣莢膜梭菌；外科器材嗜熱脂肪芽孢桿菌；實驗室和發(fā)酵工業(yè)以在自然界日常生活中最耐熱的一種芽孢－－嗜熱脂肪芽孢桿菌的芽孢為標(biāo)準(zhǔn)。測得121℃，12min才能全部死亡。所以一般要求121℃，15min。實驗室常用121℃，20min。一.細(xì)菌的特殊結(jié)構(gòu)

少數(shù)芽孢桿菌，如Bacillusthuringiensis在形成芽孢的同時，會在芽孢旁形成一顆菱形、方形或不規(guī)則型的堿溶性蛋白質(zhì)晶體，為伴孢晶體。伴孢晶體（內(nèi)毒素）一.細(xì)菌的特殊結(jié)構(gòu)

伴孢晶體對200多種昆蟲尤其是鱗翅目的幼蟲有毒殺作用，因而可將這類產(chǎn)伴孢晶體的細(xì)菌制成有利于環(huán)境保護(hù)的生物農(nóng)藥——細(xì)菌殺蟲劑。伴孢晶體的應(yīng)用二、細(xì)菌的繁殖裂殖：多數(shù)二分裂：絕大多數(shù)細(xì)菌三分裂：綠色硫細(xì)菌復(fù)分裂：蛭弧菌芽殖：少數(shù)硝化桿菌屬、芽生桿菌屬等10余屬細(xì)菌思考討論與任務(wù)1、細(xì)菌的特殊結(jié)構(gòu)莢膜、芽孢、鞭毛、菌毛思考與討論：我學(xué)到什么？任務(wù)：1、簡述芽孢的結(jié)構(gòu)特點及其耐熱機理？2、利用芽孢染色法觀察芽孢的形態(tài)結(jié)構(gòu)。2、細(xì)菌的繁殖方式模塊二原核微生物Prokaryoticmicroorganisms任務(wù)一細(xì)菌的形態(tài)結(jié)構(gòu)及應(yīng)用知識目標(biāo)：熟悉細(xì)菌的概念能通過簡單染色鑒別不用形態(tài)的微生物掌握細(xì)菌的形態(tài)、大小和菌落特征能力目標(biāo)：任務(wù)內(nèi)容一、細(xì)菌的定義及生活習(xí)性二、細(xì)菌的形態(tài)三、細(xì)菌的大小內(nèi)容導(dǎo)入定義：指一大類僅含一個DNA分子的原始核區(qū)而無核膜包裹的原始單細(xì)胞生物。原核微生物內(nèi)容導(dǎo)入細(xì)菌(古生菌藍(lán)細(xì)菌放線菌支原體立克次氏體類型：衣原體一細(xì)菌的定義及生活習(xí)性一類細(xì)胞形態(tài)細(xì)而短（0.5um×0.5～5um）、結(jié)構(gòu)簡單、細(xì)胞壁堅韌、以二等分裂方式繁殖和水生性較強的原核微生物。定義：溫暖潮濕、富含有機物的地方。有特殊的臭味或酸敗味，發(fā)粘、發(fā)滑。生存環(huán)境：二、細(xì)菌的形態(tài)（一）個體形態(tài)基本形態(tài)球形、桿形、螺旋形其它形狀絲狀、腎形、柄形等二、細(xì)菌的形態(tài)（5）八疊球菌1．球菌Coocus（2）雙球菌（3）鏈球菌（4）四聯(lián)球菌（1）單球菌（6）葡萄球菌球菌六種基本形態(tài)二、細(xì)菌的形態(tài)（1）長短不同長桿菌、短桿菌、球桿菌等棒狀桿菌、梭狀桿菌（2）菌體某個部位是否膨大無芽孢桿菌、芽孢桿菌（3）芽孢有無是細(xì)菌中種類最多的。2．桿菌Bacillus(bacilli)二、細(xì)菌的形態(tài)丙酮丁醇梭菌二、細(xì)菌的形態(tài)根據(jù)其彎曲情況弧菌（vibrio)：螺旋不滿一圈，菌體呈弧形或逗號形.例：霍亂弧菌、逗號弧菌根據(jù)其彎曲情況螺菌(spirillum)：螺旋滿2—6環(huán)，螺旋狀。例：干酪螺菌3.螺旋菌(spirilla)二、細(xì)菌的形態(tài)在固體培養(yǎng)基上（內(nèi)）的群體形態(tài)（二）、細(xì)菌的群體形態(tài)菌苔菌落二、細(xì)菌的形態(tài)一個或幾個細(xì)菌在固體培養(yǎng)基上經(jīng)生長分裂形成以母細(xì)胞為中心的一堆肉眼可見的，具有一定形態(tài)結(jié)構(gòu)的子細(xì)胞集團。菌落如果一個菌落是由一個細(xì)菌菌體生長繁殖而成，稱為純種細(xì)胞群或克?。╟lone）?？寺∪绻粋€菌落是由一個細(xì)菌菌體生長繁殖而成，稱為純種細(xì)胞群或克?。╟lone）?？寺《⒓?xì)菌的形態(tài)菌落特征的描述大小：形狀：顏色：透明程度：透明、不透明、半透明；（二）、細(xì)菌的群體形態(tài)二、細(xì)菌的形態(tài)隆起狀態(tài)：邊緣情況：表面狀態(tài)：光滑、皺褶、同心環(huán)；表面光澤：無光澤、金屬光澤；質(zhì)地：油脂狀、膜狀、粘、脆；（二）、細(xì)菌的群體形態(tài)細(xì)菌菌落特征濕潤、較光滑、較透明、較粘稠、易挑取、質(zhì)地均勻、菌落正反面顏色一致等。細(xì)菌固體基培養(yǎng)特征細(xì)菌菌落特征液體培養(yǎng)基培養(yǎng)特征稱為菌液均勻生長:混濁不均勻生長:下面沉淀、表面菌膜。沉淀生長混濁生長表面生長三、細(xì)菌的大小桿菌一般為0.5～l×1～5um。測量螺旋菌長度時，一般只測量其彎曲形長度。3.細(xì)菌大小的記錄常是平均值或代表性數(shù)值。通常用微米（um）作為測量單位。1.測量球菌：只測量其直徑。一般為0.5～1um。2.測量桿菌和螺旋菌：需測量其長度和寬度，用寬×長表示。思考討論與任務(wù)1、原核微生物、細(xì)菌的個體形態(tài)、群體形態(tài)思考與討論：我學(xué)到什么？任務(wù)：1、什么是原核微生物2、菌落特征通常從哪些方面描述，細(xì)菌的菌落特征是什么2、細(xì)菌的大小模塊二原核微生物熟悉細(xì)菌的結(jié)構(gòu)組成掌握細(xì)菌的細(xì)胞壁的組成和結(jié)構(gòu)任務(wù)一細(xì)菌的形態(tài)結(jié)構(gòu)及應(yīng)用知識目標(biāo)掌握簡單染色與革蘭氏染色的原理技能目標(biāo)能通過簡單染色鑒別不用形態(tài)的微生物能通過革蘭氏染色鑒別革蘭氏陰性和革蘭氏陽性菌細(xì)胞壁的組成及結(jié)構(gòu)細(xì)胞膜的組成及結(jié)構(gòu)細(xì)胞質(zhì)及擬核的組成任務(wù)內(nèi)容細(xì)菌的一般結(jié)構(gòu)內(nèi)容導(dǎo)入細(xì)菌的結(jié)構(gòu)一般結(jié)構(gòu)特殊結(jié)構(gòu)1、細(xì)胞壁一、一般結(jié)構(gòu)是位于細(xì)胞最外的一層厚實、堅韌富有彈性的外被，主要由肽聚糖構(gòu)成，賦予細(xì)菌以強度和形狀。A定義B功能固定菌體外形和保護(hù)菌體的作用。對有鞭毛的細(xì)菌來說，它又是鞭毛運動的必需條件。屏障保護(hù)——阻攔有害物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞；賦予細(xì)菌特定抗原性、致病性及對抗生素的敏感性。革蘭氏染色丹麥醫(yī)生，C.Gram于1884年發(fā)明的一種鑒別不同類型細(xì)菌的染色方法。染色結(jié)果紫色：革蘭氏陽性菌紅色：革蘭氏陰性菌染色步驟結(jié)晶紫初染---碘液媒染---乙醇脫色---番紅復(fù)染細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)G+

和G-的細(xì)胞壁的構(gòu)造不同細(xì)胞壁厚（20~80nm）化學(xué)成分簡單肽聚糖：90%磷壁酸：10%G+細(xì)菌的細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)（Staphylococcusaureus）G+細(xì)菌的細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)（Staphylococcusaureus）肽聚糖(Peptidoglycan）由大量肽聚糖單體聚合而成；雙糖單位N-乙酰葡糖胺和N-乙酰胞壁酸通過

-1，4糖苷鍵相連接；四肽尾:4個氨基酸肽橋：甘氨酸五肽又稱粘肽(mucopeptide)、胞壁質(zhì)(murein)或粘質(zhì)復(fù)合物(mucocomplex)，是細(xì)菌細(xì)胞壁中的特有成分。G+細(xì)菌的細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)（Staphylococcusaureus）N-乙酰胞壁酸肽橋四肽尾N-乙酰葡糖胺原核生物所特有的已糖G+肽聚糖的立體結(jié)構(gòu)G+細(xì)菌的細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)（Staphylococcusaureus）磷壁酸是結(jié)合在G+細(xì)菌細(xì)胞壁上的一種酸性多糖;主要成分為甘油磷酸或核糖醇磷酸?？煞譃閮深悾罕诹妆谒岷湍ち妆谒酖-細(xì)菌的細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)外模內(nèi)模細(xì)胞壁??；10-15nm層次多、成分復(fù)雜；脂多糖(LPS)外模蛋白（20多種）磷脂脂蛋白孔蛋白肽聚糖：1-2層網(wǎng)狀分子構(gòu)成G-細(xì)菌的細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)肽聚糖埋藏在外膜層之內(nèi)，是僅由1~2層肽聚糖網(wǎng)狀分子組成的薄層(2~3nm)，含量約占細(xì)胞壁總重的10%，故對機械強度的抵抗力較革蘭氏陽性菌弱。內(nèi)消旋二氨基庚二酸(m-DAP)（只在原核微生物細(xì)胞壁上發(fā)現(xiàn)）沒有特殊的肽橋，只形成較為疏稀、機械強度較差的肽聚糖網(wǎng)套G+細(xì)菌與G-細(xì)菌細(xì)胞壁的比較項

目

革蘭氏陽性菌

革蘭氏陰性菌

1、革蘭氏染色反應(yīng)

能阻留結(jié)晶紫而染成紫色

可經(jīng)脫色而復(fù)染成紅色

2、肽聚糖層

厚，層次多

薄，一般單層

3、磷壁酸

多數(shù)含有

無

4、外膜

無

有

5、脂多糖（LPS）

無

有

6、類脂和脂蛋白含量

低（僅抗酸性細(xì)菌含類脂）

高

7、鞭毛結(jié)構(gòu)

基體上著生兩個環(huán)

基體上著生四個環(huán)

8、產(chǎn)毒素

以外毒素為主

以內(nèi)毒素為主

9、對機械力的抗性

強

弱

10、細(xì)胞壁抗溶菌酶

弱

強

11、對青霉素和磺胺

敏感

不敏感

革蘭氏染色的方法和機制甲菌乙菌結(jié)晶紫初染碘液媒染95%酒精脫色番紅復(fù)染紫色紅色初染媒染脫色復(fù)染革蘭氏染色機制革蘭氏陰性細(xì)菌其壁薄、肽聚糖含量低和交聯(lián)松散，故遇乙醇后，肽聚糖網(wǎng)孔不易收縮；又因其類脂含量高，脫色時類脂溶解，在細(xì)胞壁上出現(xiàn)較大的縫隙，結(jié)晶紫與碘的復(fù)合物易被溶出細(xì)胞壁，細(xì)胞呈無色。再經(jīng)番紅復(fù)染，革蘭氏陰性獲得了紅色。細(xì)胞壁厚、肽聚糖含量較高、分子交聯(lián)度較緊密，用乙醇洗脫時，肽聚糖網(wǎng)孔因脫水而收縮；因其基本不含類脂，故用脫色時不能在壁上溶出縫隙，結(jié)晶紫與碘復(fù)合物會牢牢阻留在細(xì)胞壁內(nèi)，使其呈現(xiàn)藍(lán)紫色。革蘭氏陽性菌通過初染和媒染操作后，在細(xì)菌細(xì)胞的膜或原生質(zhì)體上染上了不溶于水的結(jié)晶紫與碘的大分子復(fù)合物。革蘭氏染色機制其壁薄、肽聚糖含量低和交聯(lián)松散，故遇乙醇后，肽聚糖網(wǎng)孔不易收縮；又因其類脂含量高，脫色時類脂溶解，在細(xì)胞壁上出現(xiàn)較大的縫隙，結(jié)晶紫與碘的復(fù)合物易被溶出細(xì)胞壁，細(xì)胞呈無色。再經(jīng)番紅復(fù)染，革蘭氏陰性獲得了紅色。革蘭氏陰性細(xì)菌細(xì)胞膜（cellmembrane）緊貼在細(xì)胞壁內(nèi)側(cè)的一層由磷脂和蛋白質(zhì)組成的柔軟、富有彈性的半透性薄膜；不含甾醇；定義1972年Singer和Nicolson提出的液態(tài)鑲嵌模型主要內(nèi)容——以液態(tài)的脂質(zhì)雙分子層為基架，其中鑲嵌著具有不同分子結(jié)構(gòu)、不同不同生理功能的蛋白質(zhì)。細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)整合蛋白周邊蛋白周邊蛋白極性頭非極性尾磷脂雙分子層酯鍵細(xì)胞膜（cellmembrane）細(xì)胞膜的生理功能選擇性地控制細(xì)胞內(nèi)、外的營養(yǎng)物質(zhì)和代謝產(chǎn)物