細(xì)菌的結(jié)構(gòu)與形態(tài)1

第一章細(xì)菌的形態(tài)和結(jié)構(gòu)細(xì)菌分類(lèi)細(xì)菌的分層結(jié)構(gòu)細(xì)菌的繁殖細(xì)菌是大家比較熟悉的名字，因?yàn)橛泻芏嗉膊∈撬鼈円鸬?，如鼠疫桿菌、霍亂弧菌、破傷風(fēng)桿菌、肺炎雙球菌等致病菌對(duì)人類(lèi)有害；那些腐敗菌常引起食物和工農(nóng)業(yè)產(chǎn)品腐爛變質(zhì)，并散發(fā)出特殊的臭味或酸敗味。鼠疫桿菌但是，大多數(shù)細(xì)菌是和人類(lèi)和平共處的，對(duì)人類(lèi)不僅無(wú)害而且有益，能給人類(lèi)帶來(lái)很大好處。例如：人們利用谷氨酸棒桿菌制造食用味精，用乳酸菌生產(chǎn)酸乳，用蘇云金桿菌生產(chǎn)殺蟲(chóng)劑，利用產(chǎn)甲烷菌生產(chǎn)沼氣，以及借助細(xì)菌來(lái)冶煉金屬、凈化污水、制作使莊稼增產(chǎn)的細(xì)菌肥料等。細(xì)菌的外形與大小細(xì)菌：?jiǎn)渭?xì)胞不分枝的原核微生物。細(xì)菌細(xì)胞微小而透明，通常用適當(dāng)染料染色后顯微鏡觀察圖1-1常見(jiàn)的三種細(xì)菌典型形態(tài)A.球菌B.桿菌C.弧菌球菌

球菌就是球形的細(xì)菌，它是這類(lèi)細(xì)菌的總稱，細(xì)胞呈球形或橢圓形。l．單球菌2．雙球菌3．鏈球菌4．四聯(lián)球菌5．八疊球菌6．葡萄球菌圖1-2桿菌細(xì)胞呈桿狀或圓柱狀，菌體直或稍彎，粗短或細(xì)長(zhǎng)。末端鈍圓、尖、膨大或平裁狀。直徑在0.5～1um×1～5um（寬徑×長(zhǎng)）細(xì)長(zhǎng)的桿菌又稱為？絲狀菌可引起活性污泥膨脹——第四章、第八章弧菌

弧菌細(xì)胞呈弧形，其中若菌體多于一個(gè)彎曲，其程度超過(guò)一圈，又稱為螺旋菌。直徑在0.5～5um，長(zhǎng)度不等。

弧菌螺旋菌

細(xì)菌細(xì)胞由外向里依次有鞭毛、菌（纖）毛、莢膜、細(xì)胞壁、細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)，細(xì)胞質(zhì)中又有液泡、儲(chǔ)存性顆粒、核質(zhì)等。細(xì)菌的構(gòu)造

圖1-3細(xì)菌的結(jié)構(gòu)細(xì)胞壁功能提問(wèn)：哪些功能？①固定細(xì)胞外形；②保護(hù)細(xì)胞免受外力的損傷；③阻攔大分子物質(zhì)進(jìn)人細(xì)胞；④使某些細(xì)菌具有致病性及對(duì)噬菌體的敏感性。傷寒桿菌細(xì)胞壁中含毒素（－）細(xì)胞壁1.功能細(xì)胞壁位于菌體外表面，較堅(jiān)韌而富有彈性。其功能主要有：①固定細(xì)胞外形；②保護(hù)細(xì)胞免受外力的損傷；③阻攔大分子物質(zhì)進(jìn)人細(xì)胞；④協(xié)助鞭毛運(yùn)動(dòng)；⑤使細(xì)胞具有致病性及對(duì)噬菌體的敏感性。

2．革蘭氏染色

細(xì)胞壁在細(xì)菌分類(lèi)鑒別中有著十分重要的地位。在細(xì)菌染色中有一種常用的染色方法稱為革蘭氏染色，所有的細(xì)菌通過(guò)革蘭氏染色被區(qū)分為兩類(lèi)革蘭氏陽(yáng)性菌和革蘭氏陰性菌。1.結(jié)晶紫染液染色

2.碘-碘化鉀溶液浸濕

3.95%乙醇溶液進(jìn)行顏色洗脫

4.紅色的藩紅染液第二次染色

染色的結(jié)果有兩種，一種情況，細(xì)菌呈現(xiàn)第一次染色的效果紫色，稱陽(yáng)性反應(yīng)（G+），這一類(lèi)細(xì)菌稱革蘭氏陽(yáng)性菌；另一種情況，細(xì)菌呈現(xiàn)第二次染色的效果紅色；稱陰性反應(yīng)（G-），這類(lèi)細(xì)菌稱革蘭氏陰性菌。

不同種類(lèi)的細(xì)菌的革蘭氏染色反應(yīng)是特定的，這種區(qū)別主要是由于兩類(lèi)細(xì)菌的細(xì)胞壁有著很大的區(qū)別。如圖

革蘭氏染色法G+菌細(xì)胞壁G-菌細(xì)胞壁G-菌細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)圖解機(jī)理

G+細(xì)菌的細(xì)胞壁厚度在20～80nm，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單只有一層，化學(xué)組成中為75%肽聚糖，其余為胞壁酸，肽聚糖是由肽鏈中的氨基酸殘基與糖鏈中的單糖分子連接而成，縱橫交錯(cuò)連接，結(jié)構(gòu)致密；磷壁酸是由磷酸與多糖通過(guò)脂鍵形成的磷酸多糖，為革蘭氏陽(yáng)性菌所特有。在第一次染色時(shí)，細(xì)菌吸附染料分子顯示紫色，當(dāng)用95%乙醇處理時(shí)，由于兩種物質(zhì)均不被溶解，而且細(xì)胞壁被乙醇吸去了結(jié)合水，變得更為致密，細(xì)胞內(nèi)的染料分子沒(méi)有被析出，細(xì)菌仍呈紫色，第二次染色染不上去新顏色。最終顯示為G+。

G一細(xì)菌的細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，分為內(nèi)壁層和外壁層。內(nèi)壁層緊貼細(xì)胞膜，由肽聚糖組成，只有2～3nm，且網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)較疏松。外壁層可再分為內(nèi)、中、外三層，內(nèi)層為脂蛋白層，中間為磷脂層，最外層為脂多糖層。某些細(xì)菌的脂多糖是毒素的主要成分。在第一次染色時(shí)，細(xì)菌吸附染料分子顯示紫色，當(dāng)用95%乙醇處理時(shí)，部分細(xì)胞壁中的脂類(lèi)物質(zhì)被溶解，細(xì)胞壁出現(xiàn)孔洞，細(xì)胞內(nèi)的染料分子被析出，細(xì)菌呈無(wú)色透明，第二次染色時(shí)又吸附新的顏色呈紅色。最終顯示為G-。

在微生物實(shí)驗(yàn)中我們會(huì)學(xué)到具體的操作方法，這是細(xì)菌染色一種十分常用的技術(shù)。是我們必須掌握的知識(shí)。革

蘭

氏

染

色

法1.涂片固定2.單染—結(jié)晶紫染液第一次染色

1min

3.媒染—碘-碘化鉀溶液浸濕30S4.脫色—95%乙醇溶液進(jìn)行顏色洗脫5.復(fù)染—紅色的藩紅染液第二次染色

呈現(xiàn)第二次染色的效果紅色；稱革蘭氏陰性菌（紅陰G-）細(xì)菌呈現(xiàn)第一次染色的效果紫色，革蘭氏陽(yáng)性菌（紫陽(yáng)G＋）；細(xì)胞內(nèi)含物1．氣泡（水生細(xì)菌）提問(wèn)：功能？相當(dāng)于魚(yú)的魚(yú)漂2．異染顆粒藍(lán)色侵染呈紫紅色?；瘜W(xué)本質(zhì)——偏磷酸鹽的聚合物。功能？磷源和能源性貯藏物，3．聚

-羥基丁酸（簡(jiǎn)稱PHB）顆粒

功能？能量的貯存物;調(diào)節(jié)pH4．糖原和淀粉粒5．硫粒某些化能自養(yǎng)型硫細(xì)菌，貯存的能源物質(zhì)，

通常，一種細(xì)菌只含有一種或兩種內(nèi)含顆粒。核質(zhì)體——原核生物所特有的原始細(xì)胞核。細(xì)菌的核質(zhì)體是一個(gè)大型環(huán)狀的雙鏈DNA分子，長(zhǎng)度0．25mm~3mm，為細(xì)菌遺傳物質(zhì)，卷曲折疊于核區(qū)。核區(qū)沒(méi)有外膜（這是原核生物與真核生物一個(gè)主要的區(qū)別之處）核質(zhì)體真核生物細(xì)胞細(xì)胞核核質(zhì)體核膜莢膜

是某些細(xì)菌在新陳代謝過(guò)程中形成的，分泌于細(xì)胞壁外的粘液狀物質(zhì)。多出現(xiàn)在“中老年細(xì)菌”外圍功能？①儲(chǔ)備糧；②生物吸附—菌膠團(tuán)—多糖、糖蛋白水生生物的共性—含水率在90％~98％，極難染色；單染后墨汁背景襯托法觀察多個(gè)菌體外面的莢膜物質(zhì)互相融合，連為一體，組成共同的莢膜，菌體包埋其中，即成為菌膠團(tuán)。

形成菌膠團(tuán)的典型細(xì)菌為動(dòng)膠菌屬的細(xì)菌。［菌膠團(tuán)＋吸附物（物質(zhì)、其他微生物）＝活性污泥］形成菌膠團(tuán)的生物作用？——群體合作、阻擋原生動(dòng)物的吞噬往往長(zhǎng)度超過(guò)菌體若干倍，但直徑很細(xì)。鞭毛鞭毛的著生方式和數(shù)目是細(xì)菌分類(lèi)鑒定的重要指標(biāo)。提問(wèn)：功能？細(xì)菌藉鞭毛趨避運(yùn)動(dòng)—化學(xué)成分主要是？蛋白質(zhì)2.菌毛纖細(xì)、中空、短直、數(shù)量較多（250根～300根）相當(dāng)于各類(lèi)禽獸的體表的毛發(fā)，如兔毛、狗毛、鴨毛等等，故稱為菌毛。雞毛撣子的作用提問(wèn)：功能？主要與吸附營(yíng)養(yǎng)物、有性生殖有關(guān)或稱性絲，每一個(gè)有性細(xì)菌有1根～4根，參與細(xì)菌有性生殖時(shí)細(xì)菌間傳遞遺傳物質(zhì)。菌毛性菌毛（七）芽孢1．多層結(jié)構(gòu)功能由內(nèi)至外，依次為①芽孢外壁

某些細(xì)菌當(dāng)環(huán)境惡劣時(shí)，細(xì)胞質(zhì)濃縮凝集，逐步形成一個(gè)圓形、橢圓形或圓柱形的休眠體，稱為芽孢。②一層或幾層芽孢衣

主要成分是角蛋白，非常致密，通透性差，能夠阻止各類(lèi)化學(xué)物質(zhì)包括殺菌劑的進(jìn)入；由蛋白質(zhì)、脂類(lèi)和糖組成類(lèi)似于“蠶結(jié)繭變蛹”繭殼蛹?xì)あ燮?/p>

很厚，主要成分為芽孢特有的肽聚糖，其中含有一種特殊的物質(zhì)——吡啶二羧酸以及大量的Ca2+，二者形成了一種極為耐熱的凝膠狀物質(zhì)，使得芽孢菌異常抗熱，在沸水中芽孢也可存活數(shù)小時(shí)。④

芽孢質(zhì)中含水量極低，細(xì)胞內(nèi)代謝極為緩慢，處于休眠狀態(tài)。多層作用—使芽孢對(duì)高溫、干燥、輻射、酸、堿和有機(jī)溶劑等殺菌因子具有極強(qiáng)抵抗能力芽孢“復(fù)蘇”—合適的環(huán)境中，恢復(fù)普通的細(xì)胞結(jié)構(gòu)，失去各類(lèi)抵抗功能。芽孢≠孢子或種子（孢子：繁殖體（種子）

1→多）孢子能否形成芽孢，芽孢的形狀、大小及其在細(xì)胞內(nèi)的位置（如圖），是細(xì)菌種的特征，在分類(lèi)鑒定上有一定意義。結(jié)構(gòu)致密，染料不能滲入，不著色能形成芽孢的細(xì)菌種類(lèi)不多，最主要的是芽孢桿菌屬（Bacillus）和梭菌屬（Cletridium），它們都是革蘭氏陽(yáng)性菌。很多都是強(qiáng)致病菌，如肉毒梭菌、破傷風(fēng)梭菌，有些形成的芽孢膨大，寬度明顯超過(guò)菌體。含芽孢的梭菌

芽孢寬度超過(guò)菌體，使細(xì)胞呈梭狀炭疽芽孢桿菌…..生物恐怖主義者為什么會(huì)看中這種細(xì)菌呢？首先因?yàn)樘烤沂且环N嚴(yán)重的疾病，分布又非常廣泛?！?..還因?yàn)樗鼛缀跏且环N永不死亡的細(xì)菌，-----它們能夠形成芽孢，因而很不容易死亡。在環(huán)境惡劣的時(shí)候，細(xì)菌內(nèi)部會(huì)有一小部分濃縮起來(lái)，在這一部分周?chē)纬蓭讓訄?jiān)硬的殼。里面的生命活動(dòng)變得非常緩慢，而殼外面那部分就死亡消失了，這就是芽孢。環(huán)境條件一變好，殼里面的部分會(huì)像“發(fā)芽”一樣長(zhǎng)出來(lái)。2．形成過(guò)程產(chǎn)芽孢菌通常在養(yǎng)料耗盡時(shí)停止生長(zhǎng)形成芽孢