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第一章细菌的形态和结构第一节细菌的外形和大小细菌是微小的、单细胞的、没有真正细胞核的原核生物。细菌只有几个微米大小。只有通过放大千倍以上的显微镜才可以观察。细菌本身无色半透明，只有通过染色才可以看清楚。细菌的外形与大小球菌球菌就是球形的细菌，它是这类细菌的总称，细胞呈球形或椭圆形。l．单球菌2．双球菌3．链球菌4．四联球菌5．八叠球菌6．葡萄球菌图1-2产甲烷球菌——斯氏甲烷球菌产甲烷八叠球菌杆菌细胞呈杆状或圆柱状，菌体直或稍弯，粗短或细长。末端钝圆、尖、膨大或平裁状。直径在0.5～1um×1～5um（宽径×长）细长的杆菌又称为？丝状菌可引起活性污泥膨胀——第四章、第六章产甲烷杆菌：——瘤胃甲烷短杆菌产甲烷丝菌弧菌弧菌细胞呈弧形，其中若菌体多于一个弯曲，其程度超过一圈，又称为螺旋菌。直径在0.5～5um，长度不等。弧菌螺旋菌细菌细胞由外向里依次有鞭毛、菌（纤）毛、荚膜、细胞壁、细胞膜、细胞质，细胞质中又有液泡、储存性颗粒、核质等。第二节细菌细胞的结构图1-3细菌的结构细菌细胞的结构细菌细胞的结构基本结构细胞壁原生质体细胞膜细胞质核质内含物特殊结构荚膜芽孢鞭毛下一节细胞壁细胞壁是包围在细菌细胞最外面的一层富有弹性的结构，是细胞中很重要的结构单元，也是细菌分类的重要的依据之一。提问：哪些功能？①固定细胞外形；②保护细胞免受外力的损伤；③阻拦大分子物质进人细胞；④使某些细菌具有致病性及对噬菌体的敏感性。伤寒杆菌细胞壁中含毒素⑤作为鞭毛的支点，实现鞭毛的运动。两种最常见的细菌细胞壁结构革兰氏染色时差异显著1884年丹麦医师Gram所发明较厚20-80nm较薄8-10nm革兰氏染色法1.涂片固定2.单染—结晶紫染液第一次染色1min3.媒染—碘-碘化钾溶液浸湿30S4.脱色—95%乙醇溶液进行颜色洗脱5.复染—红色的藩红染液第二次染色呈现第二次染色的效果红色；称革兰氏阴性菌（红阴G-）细菌呈现第一次染色的效果紫色，革兰氏阳性菌（紫阳G＋）；G+菌细胞壁G-菌细胞壁细菌分类依据请对照两种细菌细胞壁的不同结构，说明为什么染色时会呈现不同的颜色？2.原生质体-细胞（质）膜细胞质膜是紧靠着细胞壁的内侧而包围着细胞质的一层柔软而富有弹性的薄膜（厚约7～8nm）细胞膜占细菌干重的10%，含有60～70%的蛋白质，30～40%脂类，2%的多糖细胞膜是半渗透膜细胞膜的结构磷脂蛋白质极性基脂肪酸链细胞膜的生理功能控制细胞内外物质（营养物质和代谢废物）的运送和交换维持细胞内正常渗透压合成细胞壁组分和荚膜的场所进行氧化磷酸化或光合磷酸化的产能基地许多代谢酶和运输酶以及电子呼吸链组分的所在地鞭毛的着生和生长点3原生质体-细胞质细胞质是无色透明而粘稠的胶体，主要成分是水、蛋白质、核酸、脂类、多糖、无机盐。由于富含RNA（核糖核酸），与碱性染料结合力强。可以根据染色特点，用来判断细菌的生长阶段：•幼龄菌细胞质稠密、均质、易着色•成熟细胞质有各种贮藏颗粒，有的有气泡•老龄菌缺乏营养，着色不均匀4核质体——原核生物所特有的原始细胞核。细菌的核质体是一个大型环状的双链DNA分子，长度0.25mm~3mm，为细菌遗传物质，卷曲折叠于核区。核区没有外膜（这是原核生物与真核生物一个主要的区别之处）核质体真核生物细胞细胞核核质体核膜5内含物内含物质细菌细胞质内形状较大的颗粒状构造，是细菌新陈代谢的产物，或是贮备的营养物质。内含物的种类和量随细菌种类和培养条件的不同而不同。异染颗粒：化学组分是多聚偏磷酸盐，是磷源和能源的贮藏物。•生物除磷中的不动杆菌在好氧条件下，利用有机物分解产生的大量能量，可“过度摄取”周围溶液中的磷酸盐并转化为多聚偏磷酸盐，以异染颗粒的方式贮存于细胞内。聚-β-羟基丁酸盐（PHB）：是一种碳源和能源贮藏物，是有机物在厌氧代谢过程中形成的代谢产物。•不动杆菌在厌氧条件下可将细胞内贮存的异染颗粒分解释放出能量促进细菌的生长和代谢，使大量有机物分解并转化为PHB颗粒贮存于细胞内。•PHB无毒、可塑、易降解——用于生产医用塑料、生物降解塑料的良好原料。肝糖和淀粉粒：碳源和能源的贮藏物。硫粒：元素硫的贮藏物，许多硫磺细菌都能在细胞内积累硫粒。•活性污泥中的贝氏硫细菌和发硫细菌。6荚膜是某些细菌在新陈代谢过程中形成的，分泌于细胞壁外的粘液状物质。比较薄时称为粘液层，比较厚时称为荚膜。多出现在“中老年细菌”外围功能？•①储备粮；•②生物吸附—菌胶团—多糖、糖蛋白水生生物的共性—含水率在90％~98％，极难染色；单染后墨汁背景衬托法观察荚膜的功能保护细菌免受干燥的影响，保护致病菌免受宿主吞噬细胞的吞噬有助于细菌的侵染力细胞外的贮藏物质，缺乏营养时，可作为C、N源利用有生物吸附作用，废水处理中，将有机物、无机固体吸附于细胞表面多个菌体外面的荚膜物质互相融合，连为一体，组成共同的荚膜，菌体包埋其中，即称为菌胶团。形成菌胶团的典型细菌为动胶菌属的细菌。［菌胶团＋吸附物（物质、其他微生物）＝活性污泥］形成菌胶团的生物作用？——群体合作、阻挡原生动物的吞噬鞘有的细菌，如硫磺细菌、铁细菌、球衣细菌的丝状体周围的粘液层或荚膜会逐渐硬质化，形成透明坚韧的空壳，叫做鞘。7芽孢1．多层结构功能由内至外，依次为①芽孢外壁某些细菌当环境恶劣时，细胞质浓缩凝集，逐步形成一个圆形、椭圆形或圆柱形的休眠体，称为芽孢。②一层或几层芽孢衣主要成分是角蛋白，非常致密，通透性差，能够阻止各类化学物质包括杀菌剂的进入；由蛋白质、脂类和糖组成茧壳类似于“蚕结茧变蛹”蛹壳③皮层很厚，主要成分为芽孢特有的肽聚糖，其中含有一种特殊的物质——吡啶二羧酸以及大量的Ca2+，二者形成了一种极为耐热的凝胶状物质，使得芽孢菌异常抗热，在沸水中芽孢也可存活数小时。④芽孢质中含水量极低，细胞内代谢极为缓慢，处于休眠状态。芽孢的特点多层作用—使芽孢对高温、干燥、辐射、酸、碱和有机溶剂等杀菌因子具有极强抵抗能力•厚而致密的壁，不易透水•含水率低40%•含特殊抗热性物质——2，6-吡啶二羧酸和抗热性的酶，普通细菌在70～80℃时煮10min就死亡，芽孢在120～140℃时还能生存几小时。芽孢“复苏”—合适的环境中，恢复普通的细胞结构，失去各类抵抗功能。芽孢≠孢子或种子（孢子：繁殖体（种子）1→多）能否形成芽孢，芽孢的形状、大小及其在细胞内的位置（如图），是细菌种的特征，在分类鉴定上有一定意义。结构致密，染料不能渗入，不着色孢子能形成芽孢的细菌种类不多，最主要的是芽孢杆菌属（Bacillus）和梭菌属（Cletridium），它们都是革兰氏阳性菌。很多都是强致病菌，如肉毒梭菌、破伤风梭菌，有些形成的芽孢膨大，宽度明显超过菌体。含芽孢的梭菌芽孢宽度超过菌体，使细胞呈梭状炭疽芽孢杆菌…..生物恐怖主义者为什么会看中这种细菌呢？首先因为炭疽是一种严重的疾病，分布又非常广泛。…...还因为它几乎是一种永不死亡的细菌，-----它们能够形成芽孢，因而很不容易死亡。在环境恶劣的时候，细菌内部会有一小部分浓缩起来，在这一部分周围形成几层坚硬的壳。里面的生命活动变得非常缓慢，而壳外面那部分就死亡消失了，这就是芽孢。环境条件一变好，壳里面的部分会像“发芽”一样长出来。形成过程产芽孢菌通常在养料耗尽时停止生长形成芽孢，他有这样几个过程芽孢的形成对于产芽孢菌度过困境有着极为重要的意义，芽孢可在普通条件下保存几年甚至几十年都依然可以复活。在实验室进行灭菌处理时，由于芽孢最难杀死，灭菌手段主要考虑的是杀灭芽孢；芽孢菌普遍存在于处理各类有毒废水中，并对水质净化起着十分重要的作用。鞭毛是由细胞质而来的，起源于细胞质的最外层即细胞膜，穿过细胞壁伸出细菌体外。往往长度超过菌体若干倍，但直径很细。8鞭毛鞭毛的着生方式和数目是细菌分类鉴定的重要指标。提问：功能？细菌藉鞭毛趋避运动—化学成分主要是？蛋白质菌毛纤细、中空、短直、数量较多（250根～300根）相当于各类禽兽的体表的毛发，如兔毛、狗毛、鸭毛等等，故称为菌毛。鸡毛掸子的作用提问：功能？主要与吸附营养物、有性生殖有关或称性丝，每一个有性细菌有1根～4根，参与细菌有性生殖时细菌间传递遗传物质。菌毛性菌毛（一）无性生殖细菌的繁殖方式很多，主要是以无性的二分裂繁殖第三节细菌的繁殖形成横隔，尚未分裂的球菌大肠杆菌(二)有性生殖研究表明各类细菌普遍具有有性生殖能力雌雄性菌毛质粒复制转移细菌等原核生物质粒染色体（三）菌落定义——固体培养基上的各种菌类的“村落”。固体培养基——固体状态的培养细菌的基质有的是天然物质，如土豆、馒头及其他各种固体食物，微生物学研究中多使用人工制作的固体琼脂培养基。向“营养汤”中加入琼脂(约2％)加热到100℃，然后再冷却就制成了人工固体培养基。常用的固体培养基容器称为培养皿。培养皿通常称平板细菌在培养基上生长，会形成各种颜色和外观的菌落。纯化的菌落是菌种鉴定、通过诱变技术或基因工程改良的前提。单菌落（纯菌落）试验过程菌落形态菌落的特征主要由各种微生物特殊的遗传特性决定，同时也与培养基成分及培养条件有关当固定培养基成分及培养条件相同时，不同种类微生物形成的菌落特征是固定的，可作为微生物鉴定的重要依据。菌落描述a.隆起特征描述b.边缘特征描述c.表面特征描述•没有鞭毛不运动的细菌，特别是球菌，常形成较小、较厚、边缘较整齐的菌落；•有鞭毛的细菌则较大而扁平，边缘波状、锯齿状等；•有荚膜的细菌菌落较大并且表面光滑，而没有荚膜的则表面较粗糙；•具有芽孢的细菌菌落表面常有褶皱并且不透明。细菌菌落具有一些共同的特征：小、湿润、粘稠、与基质结合松散，易被剥离，质地均匀，各部位颜色一致。但不同的细菌菌落也具有自己特有的特征。霉菌（真菌）菌落啤酒红酵母菌（真菌）菌落提问：在液体中群体细菌的生存会有哪些形式？随密度不同或者在液体培养基表面形成膜（轻）使培养液混浊（中）或产生絮状沉淀（粘重，如菌胶团、活性污泥）。