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1、第二章 形形色色的微生物世界细菌,细菌分类细菌的分层结构细菌的繁殖益生菌细菌感染与抗生素应用,细菌是大家比较熟悉的名字，因为有很多疾病是它们引起的，如鼠疫杆菌、霍乱弧菌、破伤风杆菌、肺炎双球菌等致病菌对人类有害；那些腐败菌常引起食物和工农业产品腐烂变质，并散发出特殊的臭味或酸败味。,鼠疫杆菌,但是，大多数细菌是和人类和平共处的，对人类不仅无害而且有益，能给人类带来很大好处。例如：人们利用谷氨酸棒杆菌制造食用味精，用乳酸菌生产酸乳，用苏云金杆菌生产杀虫剂，利用产甲烷菌生产沼气，以及借助细菌来冶炼金属、净化污水、制作使庄稼增产的细菌肥料等。,细菌的外形与大小,细菌：单细胞不分枝的原核微生物。细菌细
2、胞微小而透明，通常用适当染料染色后显微镜观察,图1-1 常见的三种细菌典型形态A.球菌 B.杆菌 C.弧菌,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,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0.51um15um（宽径长）,细长的杆菌又称长杆菌,丝状菌可引起活性污泥膨胀,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0.55um，长度不等。,弧菌 螺旋菌,细菌的构造,细菌细胞由外向里依次有鞭毛、菌（纤）毛、荚膜、细胞壁
3、、细胞膜、细胞质，细胞质中又有液泡、储存性颗粒、核质等。,细菌的构造,图1-3 细菌的结构,细胞壁,功能提问：哪些功能？固定细胞外形；,保护细胞免受外力的损伤；,阻拦大分子物质进人细胞；,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,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,革兰氏染色法,1.涂片固定,2.单染结晶紫染液第一次染色 1min,3.媒染碘-碘化钾溶液浸湿30S,4.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
4、性菌（紫阳G）；,G+菌细胞壁,G-菌细胞壁,G-菌细胞壁结构图解,请对照两种细菌细胞壁的不同结构，说明为什么染色上会有区别？,细胞膜细胞壁以外的构造,细胞内含物,1气泡（水生细菌）提问：功能？相当于鱼的鱼漂2异染颗粒蓝色侵染呈紫红色。化学本质偏磷酸盐的聚合物。功能？磷源和能源性贮藏物，,3聚-羟基丁酸（简称 PHB）颗粒 功能？能量的贮存物;调节pH4糖原和淀粉粒5硫粒某些化能自养型硫细菌，贮存的能源物质，,通常，一种细菌只含有一种或两种内含颗粒。,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025mm3mm，为细菌遗传物质，卷曲折叠于核区。核区没有外
5、膜（这是原核生物与真核生物一个主要的区别之处）,核质体,核质体,核膜,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。,多出现在“中老年细菌”外围功能？储备粮；生物吸附菌胶团,多糖、糖蛋白,水生生物的共性含水率在9098，极难染色；,单染后墨汁背景衬托法观察,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，即成为菌胶团。,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,往往长度超过菌体若干倍，但直径很细。,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：
6、功能？细菌藉鞭毛趋避运动,化学成分主要是？蛋白质,2.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,（七）芽孢,1多层结构功能由内至外，依次为芽孢外壁,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。,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,类似于“蚕结茧
7、变蛹”,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。,芽孢质中含水量极低，细胞内代谢极为缓慢，处于休眠状态。,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,能形成芽孢的细菌种类不多，最主要的是芽孢杆
8、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。,2形成过程,产
9、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。,（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,1质粒复制转移,2部分染色体复制转移,极少数个体可以进行，大约只占0.11%。但这却有着十分重要的生物学意义。,提问：有
10、性生殖意义何在呢？种内进化、种间合作共生 特有的抗性基因可以传递给另一些种类的细菌；,（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。,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
11、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）。,
