《原核生物》课件.ppt

第一章 原核微生物原核微生物第一节第一节 细菌（细菌（bacteria）一、细胞的形态构造及其功能一、细胞的形态构造及其功能（一）形态和染色（一）形态和染色球状球状杆状杆状螺旋状螺旋状基基本本形形态态一、细胞的形态构造及其功能一、细胞的形态构造及其功能（一）形态和染色（一）形态和染色1、球状、球状 细胞个体呈球形或椭圆形，不同种的球菌在细胞分细胞个体呈球形或椭圆形，不同种的球菌在细胞分裂时会形成不同的空间排列方式，常被作为分类依据。裂时会形成不同的空间排列方式，常被作为分类依据。一、细胞的形态构造及其功能一、细胞的形态构造及其功能（一）形态和染色（一）形态和染色2、杆状、杆状 细胞呈杆状或圆柱形，一般其粗细（直径）比较细胞呈杆状或圆柱形，一般其粗细（直径）比较稳定，而长度则常因培养时间、培养条件不同而有较稳定，而长度则常因培养时间、培养条件不同而有较大变化。大变化。枯草芽孢杆菌枯草芽孢杆菌地衣芽孢杆菌地衣芽孢杆菌铜绿假单胞菌铜绿假单胞菌（绿脓杆菌）（绿脓杆菌）结核分枝杆菌结核分枝杆菌炭疽病的病原菌炭疽病的病原菌 -炭疽杆菌炭疽杆菌破伤风梭菌破伤风梭菌一、细胞的形态构造及其功能一、细胞的形态构造及其功能（一）形态和染色（一）形态和染色3、螺旋状、螺旋状弧菌弧菌螺旋菌螺旋菌螺旋体菌螺旋体菌弧菌：弧菌：菌体只有一个弯曲，其程度不足一圈，菌体只有一个弯曲，其程度不足一圈，形似形似“C”字或逗号，鞭毛偏端生。字或逗号，鞭毛偏端生。蛭蛭弧弧菌菌霍乱弧菌霍乱弧菌螺旋菌：螺旋菌：菌体回转如螺旋，螺菌体回转如螺旋，螺旋数目和螺距大小因旋数目和螺距大小因种而异。鞭毛二端生种而异。鞭毛二端生细胞壁坚韧，菌体较细胞壁坚韧，菌体较硬。硬。螺旋体菌：螺旋体菌：菌体柔软，用于运动的类似鞭毛的轴丝位于细胞外鞘内。菌体柔软，用于运动的类似鞭毛的轴丝位于细胞外鞘内。梅毒密螺旋体梅毒密螺旋体细菌的大小球菌的大小以细胞的直径来度量，杆菌和螺旋菌则是用宽长来表示。球菌的直径一般是0.51.0 m，金黄色葡萄球菌为0.81.0 m。杆菌的宽度一般为0.51.0 m，长度为宽度的一倍或几倍。如大肠杆菌的大小为0.40.7 m 1.03.0 m。螺旋菌的宽度一般为0.51.0 m，长度因其螺旋的数目而不同。如有13个螺旋的小螺菌的大小为0.51.0 m 2.03.0m。单位都是用m 最大的细菌：纳米比亚嗜硫珠菌 直径为0.321.00mm最小的细菌：纳米细菌 直径为50nm大小的测量方法大小的测量方法显微镜测微尺显微镜测微尺显微照相后根据放大倍数进行测算显微照相后根据放大倍数进行测算5、染色、染色由于细菌细胞微小又透明，一般先要经过染色才能作显微观察由于细菌细胞微小又透明，一般先要经过染色才能作显微观察革兰染色法革兰染色法细菌染色细菌染色鉴别染色法鉴别染色法简单染色法简单染色法负染色：负染色：正染色正染色死菌死菌活菌活菌抗酸性染色法抗酸性染色法芽孢染色法芽孢染色法姬姆萨染色法姬姆萨染色法荚膜染色法荚膜染色法用美蓝或用美蓝或TTC等作活菌染色等作活菌染色（二（二）细胞的结构细胞的结构一一般般结结构构：一一般般细细菌菌都都有有的的构构造造特特殊殊结结构构：部部分分细细菌菌具具有有的的或或一一般般细细菌菌在在特特殊殊环环境境下下才才有有的的1 1、细菌细胞的一般构造、细菌细胞的一般构造 细胞壁（细胞壁（cell wall）是位于细胞表面，内侧紧贴细是位于细胞表面，内侧紧贴细胞膜的一层较为坚韧，略具弹性的细胞结构。约占干胞膜的一层较为坚韧，略具弹性的细胞结构。约占干重的重的1025%1）细胞壁（细胞壁（cellcellwall)wall)不同细菌细胞壁的化学组成和结构不同，通过革不同细菌细胞壁的化学组成和结构不同，通过革兰染色法可将所有的细菌分为兰染色法可将所有的细菌分为革兰阳性（革兰阳性（G+）和和革兰革兰阴性（阴性（G-）。(1)(1)革兰阳性的细胞壁成分革兰阳性的细胞壁成分 G+菌细胞壁化学组成以肽聚糖菌细胞壁化学组成以肽聚糖(peptidoglycan)为主。这是原核微生物所特有的成份，占细胞壁物质为主。这是原核微生物所特有的成份，占细胞壁物质总量的总量的40-90%。磷壁酸又名垣酸，是大多数磷壁酸又名垣酸，是大多数G+菌所特有菌所特有的成分，的成分，约占细胞壁成分的约占细胞壁成分的10%。(2)(2)革兰阴性的细胞壁成分革兰阴性的细胞壁成分 G-细胞壁的组成和结构比细胞壁的组成和结构比G+更复杂。主要成份为：更复杂。主要成份为：脂多糖脂多糖、磷脂、脂蛋白、肽聚糖。磷脂、脂蛋白、肽聚糖。G-有肽聚糖，仅占细胞壁干重的有肽聚糖，仅占细胞壁干重的5-10%。肽聚糖结构。肽聚糖结构与与G+相同，但短肽尾中的号位上相同，但短肽尾中的号位上L-Lys往往被其他往往被其他二氨酸取代二氨酸取代 外壁层是外壁层是G细菌细胞壁所特有的结构细菌细胞壁所特有的结构,它位于壁的它位于壁的最外层，化学成分为脂多糖、磷脂和若干种外蛋白。最外层，化学成分为脂多糖、磷脂和若干种外蛋白。G G细胞壁成分的区别成 分肽聚糖磷壁酸类脂质蛋白质占细胞壁干重的%含量很高（30-95）含量较高（50）一般无（2）0含量很低（5-20）0含量较高（-20）含量较高 G G(3)G+细菌与细菌与G-细菌细胞壁的比较细菌细胞壁的比较(4)革兰染色革兰染色C.Gram（革兰）于革兰）于1884年发明的一种鉴别不同类年发明的一种鉴别不同类型细菌的染色方法。型细菌的染色方法。用碱性染料结晶紫对菌液涂片进行初染用碱性染料结晶紫对菌液涂片进行初染用碘溶液进行媒染，其作用是提高染料和细用碘溶液进行媒染，其作用是提高染料和细 胞间的相互作用从而使二者结合得更牢固。胞间的相互作用从而使二者结合得更牢固。用乙醇或丙酮冲洗进行脱色。在经历脱色后用乙醇或丙酮冲洗进行脱色。在经历脱色后 仍将结晶紫保留在细胞内的为革兰阳性细仍将结晶紫保留在细胞内的为革兰阳性细 菌，而革兰氏阴性细菌的结晶紫被洗掉，细菌，而革兰氏阴性细菌的结晶紫被洗掉，细 胞呈无色。胞呈无色。用一种与结晶紫具有不同颜色的碱性染料对用一种与结晶紫具有不同颜色的碱性染料对 涂片进行复染。例如沙黄，它使原来无色的涂片进行复染。例如沙黄，它使原来无色的 革兰阴性细菌最后呈现桃红到红色，而革革兰阴性细菌最后呈现桃红到红色，而革 兰阳性细菌继续保持深紫色兰阳性细菌继续保持深紫色肽聚糖肽聚糖磷壁酸脂磷壁酸细胞质膜细胞质膜NAM：N-乙酰胞壁酸 NAG：N-乙酰葡糖胺肽脂多糖类脂AO-特异性外链脂蛋白外膜细胞壁的结构（G+细菌与G细菌细胞壁构造的比较）革兰氏阳性细菌（G+）革兰氏阴性细菌（G）为什么通过革兰染色G+呈兰色，G-呈红色？G菌:细胞壁中含有较多类脂质，肽聚糖层较薄、交联度低，故用乙醇或丙酮脱色时溶解了类脂质，增加了细胞壁的通透性，使初染的结晶紫和碘的复合物易于渗出，结果细菌就被脱色，再经复红复染后就成红色。G+菌:细胞壁中肽聚糖层厚且交联度高，类脂质含量少，经脱色剂处理后使肽聚糖层的孔径缩小，通透性降低，故细菌仍保留初染时的颜色。(6)细胞壁缺陷细菌：细胞壁缺陷细菌：缺壁突变缺壁突变L型细菌型细菌 实验室或宿实验室或宿 主体内形成主体内形成 基本去尽基本去尽原生质体（原生质体（G+）缺缺壁壁 人工去壁人工去壁细细菌菌 部分去除部分去除球状体（球状体（G-）在自然界长期进化中形成在自然界长期进化中形成支原体支原体2 2）、细胞膜与间体）、细胞膜与间体（1）细胞概念：）细胞概念：细胞质膜（细胞质膜（cytoplasmic membrane），），又称质膜又称质膜（plasma membrane）、）、细胞膜（细胞膜（cell membrane）或内膜或内膜（inner membrane），），是紧贴在细胞壁内侧、包围着细胞是紧贴在细胞壁内侧、包围着细胞质的一层柔软、脆弱、富有弹性的半透性薄膜，厚约质的一层柔软、脆弱、富有弹性的半透性薄膜，厚约78nm，由磷脂（占由磷脂（占20%30%）和蛋白质（占）和蛋白质（占50%70%）组成。组成。（2）细胞膜的化学组成与结构模型：）细胞膜的化学组成与结构模型：a.磷脂磷脂亲水的极性端亲水的极性端疏水的非极性端疏水的非极性端（3）细胞膜的生理功能：）细胞膜的生理功能：选择性地控制细胞内、外的营养物质和代谢产物的运送；选择性地控制细胞内、外的营养物质和代谢产物的运送；是维持细胞内正常渗透压的屏障；是维持细胞内正常渗透压的屏障；合成细胞壁和糖被的各种组分（肽聚糖、磷壁酸、合成细胞壁和糖被的各种组分（肽聚糖、磷壁酸、LPS、荚膜多糖等）的重要基地；荚膜多糖等）的重要基地；膜上含有氧化磷酸化或光合磷酸化等能量代谢的酶系，膜上含有氧化磷酸化或光合磷酸化等能量代谢的酶系，是细胞的产能场所；是细胞的产能场所；是鞭毛基体的着生部位和鞭毛旋转的供能部位；是鞭毛基体的着生部位和鞭毛旋转的供能部位；细胞质的主要成分为核糖体、贮藏物、多种酶类和中间代细胞质的主要成分为核糖体、贮藏物、多种酶类和中间代谢物、质粒、各种营养物和大分子的单体等，少数细菌还谢物、质粒、各种营养物和大分子的单体等，少数细菌还有类囊体、羧酶体、气泡或伴孢晶体等。有类囊体、羧酶体、气泡或伴孢晶体等。3 3）、）、细胞质和内含物细胞质和内含物（1）概念：）概念：细胞质（细胞质（cytoplasm）是细胞质膜包围的除核区外是细胞质膜包围的除核区外的一切半透明、胶状、颗粒状物质的总称。含水量约的一切半透明、胶状、颗粒状物质的总称。含水量约80%。核核蛋白蛋白体是细胞质中的一种核糖核蛋白的颗粒状物质，体是细胞质中的一种核糖核蛋白的颗粒状物质，由核糖核酸由核糖核酸(60%)和蛋白质和蛋白质(40%)组成，常以游离状态组成，常以游离状态或多聚核糖状态分布于细胞质中。其沉降系数均或多聚核糖状态分布于细胞质中。其沉降系数均为为70s。它是蛋白质的合成场所。它是蛋白质的合成场所。4)4)核蛋白体核蛋白体(ribosomes)ribosomes)5）贮藏物）贮藏物(reserve materials)：如异染颗粒、类脂质、肝糖、淀粉、空泡等如异染颗粒、类脂质、肝糖、淀粉、空泡等或者细菌的代谢产物如硫磺粒、碳酸钙等。或者细菌的代谢产物如硫磺粒、碳酸钙等。贮藏物是一类由不同化学成分累积而成的不溶性沉淀贮藏物是一类由不同化学成分累积而成的不溶性沉淀颗粒，主要功能是贮存营养物。颗粒，主要功能是贮存营养物。2、细菌细胞的特殊结构、细菌细胞的特殊结构1）、荚膜（）、荚膜（capsule）（1)概念概念 包被于某些细菌细胞壁外的一层厚度不定的包被于某些细菌细胞壁外的一层厚度不定的胶状物质。荚膜按其有无固定层次、层次厚薄又可胶状物质。荚膜按其有无固定层次、层次厚薄又可细分为荚膜（细分为荚膜（capsule或或macrocapsule，大荚膜）、大荚膜）、微荚膜微荚膜(microcapsule)、粘液层粘液层(slimelayer)和菌胶团和菌胶团(zoogloea)。荚膜荚膜粘液层粘液层菌胶团菌胶团（2）特点）特点a.主要成分是多糖、多肽或蛋白质，尤以多糖居多。主要成分是多糖、多肽或蛋白质，尤以多糖居多。b.经特殊的荚膜染色，特别是负染色（又称背景染色）经特殊的荚膜染色，特别是负染色（又称背景染色）后可在光学显微镜清楚地观察到它的存在。后可在光学显微镜清楚地观察到它的存在。b.产生糖被是微生物的一种遗传特性，其菌落特征及血产生糖被是微生物的一种遗传特性，其菌落特征及血 清学反应是是细菌分类鉴定的指标之一。清学反应是是细菌分类鉴定的指标之一。c.荚膜等并非细胞生活的必要结构，但它对细菌在环境荚膜等并非细胞生活的必要结构，但它对细菌在环境 中的生存有利。中的生存有利。d.细菌糖被与人类的科学研究和生产实践有密切的关系。细菌糖被与人类的科学研究和生产实践有密切的关系。（3）功能）功能保护细菌免受干燥的影响；保护细菌免受干燥的影响；贮藏养料，以备营养缺乏时重新利用；贮藏养料，以备营养缺乏时重新利用；与病原菌的毒性密切相关；与病原菌的毒性密切相关；能抵抗吞噬细胞的吞噬能抵抗吞噬细胞的吞噬 2）、）、鞭毛鞭毛(flagellum,复复flagella)（1)概念概念某些细菌细胞表面着生的一至数十条长丝状、螺旋形的附属物，某些细菌细胞表面着生的一至数十条长丝状、螺旋形的附属物，具有推动细菌运动功能，为细菌的具有推动细菌运动功能，为细菌的“运动器官运动器官”。鞭鞭毛毛的的有有无无和和着着生生方方式式单端鞭毛单端鞭毛端生丛毛端生丛毛两两端端生生鞭鞭毛毛周生鞭毛周生鞭毛（2）观察和判断细菌鞭毛的方法）观察和判断细菌鞭毛的方法t电子显微镜直接观察电子显微镜直接观察鞭毛长度：鞭毛长度：1520m；直径：直径：0.010.02mt光学显微镜下观察：鞭毛染色和暗视野显微镜光学显微镜下观察：鞭毛染色和暗视野显微镜t根据培养特征判断：半固体穿刺、菌落（菌苔）形态根据培养特征判断：半固体穿刺、菌落（菌苔）形态3）、菌毛）、菌毛(fimbria，复数复数fimbriae)长在细菌体表的纤细、中空、短直、数量较多的蛋白质类附长在细菌体表的纤细、中空、短直、数量较多的蛋白质类附属物，具有使菌体附着于物体表面的功能。属物，具有使菌体附着于物体表面的功能。每个细菌约有每个细菌约有250300条菌毛。条菌毛。有菌毛的细菌一般以革兰氏阴有菌毛的细菌一般以革兰氏阴性致病菌居多，借助菌毛可把性致病菌居多，借助菌毛可把它们牢固地粘附于宿主的呼吸它们牢固地粘附于宿主的呼吸道、消化道、泌尿生殖道等的道、消化道、泌尿生殖道等的粘膜上，进一步定植和致病。粘膜上，进一步定植和致病。3.1）、性毛）、性毛(pili,单数单数pilus)构造和成分与菌毛相同，但比菌毛长，数量仅一至少数几根。构造和成分与菌毛相同，但比菌毛长，数量仅一至少数几根。性毛一般见于革兰阴性细菌的雄性菌株（即供体菌）中，其功能性毛一般见于革兰阴性细菌的雄性菌株（即供体菌）中，其功能是向雌性菌株（即受体菌）传递遗传物质。有的性毛还是是向雌性菌株（即受体菌）传递遗传物质。有的性毛还是RNA噬菌噬菌体的特异性吸附受体。体的特异性吸附受体。4）、特殊的休眠构造）、特殊的休眠构造芽孢芽孢（1）概念）概念 某些细菌在其生长某些细菌在其生长发育后期，在细胞内形发育后期，在细胞内形成一个圆形或椭圆形、成一个圆形或椭圆形、厚壁、含水量极低、抗厚壁、含水量极低、抗逆性极强的休眠体，称逆性极强的休眠体，称为芽孢（为芽孢（endospore或或spore，偶译偶译“内生孢子内生孢子”）。）。（2）细菌芽孢的特点）细菌芽孢的特点整个生物界中抗逆性最强的生命体，是否能消灭芽孢是衡量整个生物界中抗逆性最强的生命体，是否能消灭芽孢是衡量各种消毒灭菌手段的最重要的指标。各种消毒灭菌手段的最重要的指标。芽孢是细菌的休眠体，在适宜的条件下可以重新转变成为营芽孢是细菌的休眠体，在适宜的条件下可以重新转变成为营养态细胞；产芽孢细菌的保藏多用其芽孢。养态细胞；产芽孢细菌的保藏多用其芽孢。产芽孢的细菌多为杆菌，也有一些球菌。芽孢的有无、形态、产芽孢的细菌多为杆菌，也有一些球菌。芽孢的有无、形态、大小和着生位置是细菌分类和鉴定中的重要指标。大小和着生位置是细菌分类和鉴定中的重要指标。芽孢与营养细胞相比化学组成存在较大差异，容易在光学显微芽孢与营养细胞相比化学组成存在较大差异，容易在光学显微镜下观察。（相差显微镜直接观察；芽孢染色）镜下观察。（相差显微镜直接观察；芽孢染色）（4）芽孢的耐热机制）芽孢的耐热机制芽孢与母细胞相比不论化学组成、细微结构、生理功能等方面都完全不同芽孢与母细胞相比不论化学组成、细微结构、生理功能等方面都完全不同（表（表3-3）渗透调节皮层膨胀学说渗透调节皮层膨胀学说芽孢衣对多价阳离子和水分的透性很差芽孢衣对多价阳离子和水分的透性很差皮层的离子强度很高，产生极高的渗透压夺取皮层的离子强度很高，产生极高的渗透压夺取芽孢核心的水分，结果造成皮层的充分膨胀。芽孢核心的水分，结果造成皮层的充分膨胀。核心部分的细胞质却变得高度失水，核心部分的细胞质却变得高度失水，因此，具极强的耐热性。因此，具极强的耐热性。（5）伴孢晶体（）伴孢晶体（parasporal crystal）少数芽孢杆菌，例如苏云金芽孢杆菌少数芽孢杆菌，例如苏云金芽孢杆菌(Bacillus thuringiensis)在在其形成芽孢的同时，会在芽孢旁形成一颗菱形或双锥形的碱溶其形成芽孢的同时，会在芽孢旁形成一颗菱形或双锥形的碱溶性蛋白晶体性蛋白晶体内毒素，称为伴孢晶体。内毒素，称为伴孢晶体。伴孢晶体对伴孢晶体对200多种昆虫尤其是鳞翅目的幼虫有毒杀作用，多种昆虫尤其是鳞翅目的幼虫有毒杀作用，因而可将这类产伴孢晶体的细菌制成有利于环境保护的生因而可将这类产伴孢晶体的细菌制成有利于环境保护的生物农药物农药细菌杀虫剂。细菌杀虫剂。特点：不溶于水，对蛋白酶类不敏感；容易溶于碱性溶剂。特点：不溶于水，对蛋白酶类不敏感；容易溶于碱性溶剂。三、观察工具（tools）普通光学显微镜暗视野显微镜相差显微镜荧光显微镜电子显微镜microorganismscanbeobservedusingamicroscope三、细菌的群体形态三、细菌的群体形态（一）、在固体培养基上（内）的群体形态（一）、在固体培养基上（内）的群体形态细菌的菌落特征菌落：生长在固体培养基上，来源于一个细胞、肉眼可见的微生物细胞群体菌苔：当菌体在固体培养基表面密集生长时，多个菌落相互连接成一片。（二）、在半固体培养基上（内）的群体形态（二）、在半固体培养基上（内）的群体形态 根据明胶液化层中呈现的不同形状判断某细菌是否产根据明胶液化层中呈现的不同形状判断某细菌是否产 蛋白酶蛋白酶 根据半固体直立柱表面和穿刺线上细菌群体的生长状根据半固体直立柱表面和穿刺线上细菌群体的生长状 态和有否扩散现象判断该菌的运动能力态和有否扩散现象判断该菌的运动能力（三）、在液体培养基上（内）的群体形态（三）、在液体培养基上（内）的群体形态四微生物的生长代谢与繁殖四微生物的生长代谢与繁殖一、微生物的化学组成一、微生物的化学组成主要元素：碳、氢、氧、氮、磷、硫、钾、镁、钙等碳、氢、氧、氮、磷、硫、钾、镁、钙等微量元素：锌、锰、氯、钼、硒、钴、铜等锌、锰、氯、钼、硒、钴、铜等占细菌细胞干重的占细菌细胞干重的97%干物质10%-30%水分：70%-90%有机成分：90%以上（蛋白质、糖、脂、核酸和维生素）无机成分：3%-10%细胞的化学成分 二、微生物的营养要素二、微生物的营养要素五要素五要素：碳源碳源、氮源、生长因子、无机盐和水、氮源、生长因子、无机盐和水 营养物质按照它们在机体中的生理作用不同，可以将它们区营养物质按照它们在机体中的生理作用不同，可以将它们区分成五大类。分成五大类。1.碳源碳源在微生物生长过程中能为微生物提供碳素来源的物质在微生物生长过程中能为微生物提供碳素来源的物质碳源谱碳源谱有机碳无机碳异养微生物自养微生物目前在微生物工业发酵中所利用的碳源物质主要是单目前在微生物工业发酵中所利用的碳源物质主要是单糖、淀粉、麸皮、米糠等。糖、淀粉、麸皮、米糠等。对于为数众多的化能异养微生物来说，碳源是兼有对于为数众多的化能异养微生物来说，碳源是兼有能源功能营养物。能源功能营养物。微生物利用的碳源物质主要有糖类、有机酸、醇、脂微生物利用的碳源物质主要有糖类、有机酸、醇、脂类、烃、类、烃、CO2及碳酸盐等。及碳酸盐等。凡是能被用来构成菌体物质中或代谢产物中氮素来源凡是能被用来构成菌体物质中或代谢产物中氮素来源的营养物质称为氮源。的营养物质称为氮源。2.氮源氮源氮源谱氮源谱有机氮无机氮NH3铵盐硝酸盐N2蛋白质核酸氨基酸尿素氨基酸自养型生物：能利用尿素、铵盐、硝酸盐甚至氮氨基酸自养型生物：能利用尿素、铵盐、硝酸盐甚至氮气的生物气的生物氨基酸自异养型生物：能利用尿素、铵盐、硝酸盐甚至氮氨基酸自异养型生物：能利用尿素、铵盐、硝酸盐甚至氮气的生物气的生物常用的蛋白质类氮源包括蛋白胨、鱼粉、蚕蛹、黄豆饼常用的蛋白质类氮源包括蛋白胨、鱼粉、蚕蛹、黄豆饼粉、玉米浆、牛肉浸膏、酵母浸膏等粉、玉米浆、牛肉浸膏、酵母浸膏等按氮源的不同生物可分为：按氮源的不同生物可分为：3.生长因子生长因子生长因子：那些微生物生长所必需而且需要量很小，生长因子：那些微生物生长所必需而且需要量很小，但微生物自身不能合成的或合成量不足以满足机体生但微生物自身不能合成的或合成量不足以满足机体生长需要的有机化合物长需要的有机化合物 微微 生生 物物 生长因子生长因子 需要量（需要量（ml-1III型肺炎链球菌（型肺炎链球菌（Streptococcus pneumoniae）胆碱胆碱 6ug金黄色葡萄球菌（金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）硫胺素硫胺素 0.5ng白喉棒杆菌（白喉棒杆菌（Cornebacterium diphtherriae）B-丙氨酸丙氨酸 1.5ug破伤风梭状芽孢杆菌（破伤风梭状芽孢杆菌（Clostridium tetani）尿嘧啶尿嘧啶 0-4ug肠膜状串珠菌（肠膜状串珠菌（Leuconostoc mesenteroides）吡哆醛吡哆醛 0.025ug4.矿质元素矿质元素作用作用参与微生物中氨基酸和酶的组成；参与微生物中氨基酸和酶的组成；调节微生物的原生质胶体状态，维持调节微生物的原生质胶体状态，维持细胞的渗透与平衡细胞的渗透与平衡酶的激活剂。酶的激活剂。微量元素是指那些在微生物生长过程中起重要作用，而机体对微量元素是指那些在微生物生长过程中起重要作用，而机体对这些元素的需要量极其微小的元素，通常需要量在这些元素的需要量极其微小的元素，通常需要量在10-6-10-8mol/L：锌、锰、钠、氯、钼、硒、钴、铜、钨、镍、硼等。锌、锰、钠、氯、钼、硒、钴、铜、钨、镍、硼等。根据微生物对矿质元素需要量大小可以把它分成根据微生物对矿质元素需要量大小可以把它分成大量元素：大量元素：Na、K、Mg、Ca、S、P等。等。5.水水生理功能主要有生理功能主要有起到溶剂与运输介质的作用；起到溶剂与运输介质的作用；参与细胞内一系列化学反应；参与细胞内一系列化学反应；维持蛋白质、核酸等生物大分子稳定的天然构象；维持蛋白质、核酸等生物大分子稳定的天然构象；通过水合作用与脱水作用控制由多亚基组成的结构通过水合作用与脱水作用控制由多亚基组成的结构热的良好导体；热的良好导体；三、细菌的营养类型1根据微生物对碳源的要求分类（1）自养菌（无机营养菌）（2）异养菌（有机营养菌）自养菌和异养菌的区别自养菌和异养菌的区别自养菌和异养菌的区别l 自养菌：从无机物获取营养及能量来合成自身物质，对其他（微）生物不具有或很少具有依赖性（独立性）；l 异养菌：必须依赖于其他（微）生物供给其所需的有机营养而寄生生活。2根据微生物对能量的要求分类（1）光能菌：指细菌在其营养过程中其所需的能量来源于光能；（2）化能菌：指细菌在营养过程中所需的能量来源于氧化有机物获得。4.细菌的酶：细菌具有复杂的酶系统，以完成起生理功能。胞内酶，如呼吸酶类；胞外酶，如水解酶类；诱导酶；限制性核酸内切酶，被称为分子生物学家的“剪刀”。5.细菌的呼吸类型（1）厌氧呼吸不能利用分子氧来完成细胞复杂的氧化-还原反应过程的呼吸作用。（2）需氧呼吸Return next 需氧呼吸：能利用分子氧来完成细胞复杂的氧化-还原反应过程的呼吸作用。根据对氧气的需求来分类根据对氧气的需求来分类l厌氧菌l需氧菌l兼性细菌Return next七、细菌的代谢过程及代谢产物的综合利用七、细菌的代谢过程及代谢产物的综合利用1.碳水化合物的分解：细菌能分解碳水化合物的应用应用于：（1）细菌生化鉴定：糖发酵实验；M.R.试验：分解葡萄糖产生大量的酸，使pH值达4.2以下；V.P.试验：分解葡萄糖产生乙酰甲基甲醇；枸橼酸盐利用实验：能否以枸橼酸盐为唯一碳源，并生成碳酸盐使培养基变碱。（2）应用与食品工业，如制造酸奶。（3）应用与酿造业，产生乙酸及芳香物质。（4）用于饲料工业，如饲料的青贮。（5）用于化工原料生产，异丙醇、乙酸等多种有机酸。（6）利用细菌发酵生产沼气等。2.细菌对蛋白质的分解：细菌能分解蛋白质的应用细菌能分解蛋白质的应用（1）靛基质实验：是否有色氨酸酶，分解色氨酸产 生吲哚；（2）H2S实验：能否分解含硫氨基酸，形成H2S；（3）明胶液化实验：能否产生使明胶液化的蛋白酶；（4）尿素酶反应：能否产生尿素酶。二、细菌的生长与繁殖1.细菌生长的条件：细菌生长的条件：营养、温度、pH、渗透压、氧环境等。培养基：根据生长繁殖条件，合成或配制其所需的营养基质。2.繁殖方式：繁殖方式：细菌主要是通过无性繁殖产生后代。其繁殖方细菌主要是通过无性繁殖产生后代。其繁殖方式是式是二分裂二分裂，简称，简称裂殖裂殖。细菌的繁殖过程分为三个连续步骤：细菌的繁殖过程分为三个连续步骤：核的分裂和隔膜的形成；核的分裂和隔膜的形成；横隔壁形成；横隔壁形成；子细胞分裂。子细胞分裂。另外有的细菌还存在：另外有的细菌还存在：三分裂三分裂和和复分裂复分裂。（三（三）细菌的繁殖细菌的繁殖1、裂殖、裂殖 （fission）1）、二分裂（）、二分裂（binary fission）3.细菌繁殖与生长曲线（1）迟缓期（Lagphase）：最初静止期，细菌数目不变或由减少；缓慢生长期，细菌数目增加，形态较大，碱性染色较好，对消毒剂高度敏感；持续2-6小时。（2）对数生长期(Logphase)：繁殖速度最大，以几何方式增殖，菌体大小典型、染色反应典型，对不良因素、理化因素的抵抗力增加；持续6-10小时。Return next（3）稳定期(Stationaryphase)：生长数与死亡数相当，细菌数目最大，生活力最强，形态可能不一致；持续约8小时。（4）衰亡期(Phaseofdecline)：新生菌少于死亡菌，活菌越来越少，形态学上呈现衰老型或退化性，若不移植，最后可能全部死亡。Return next细菌的生长曲线细菌的生长曲线Return next五细菌的人工培养五细菌的人工培养培养基是人工配制的，适合微生物生长繁殖或产生代培养基是人工配制的，适合微生物生长繁殖或产生代谢产物的营养基质。谢产物的营养基质。培养基几乎是一切对微生物进行研究和利用工作的基础培养基几乎是一切对微生物进行研究和利用工作的基础任何培养基都应该具备微生物生长所需要五大营养要素：任何培养基都应该具备微生物生长所需要五大营养要素：碳源、氮源、无机盐、生长因子、水碳源、氮源、无机盐、生长因子、水任何培养基一旦配成，必须立即进行灭菌处理任何培养基一旦配成，必须立即进行灭菌处理；常规高压蒸汽灭菌：常规高压蒸汽灭菌：1.05kg/cm2,121.315-30分钟；分钟；0.56kg/cm2,112.615-30分钟分钟培养基的类型及应用培养基的类型及应用培养基种类繁多，根据其成分、物理状态和用培养基种类繁多，根据其成分、物理状态和用途可将培养分成多种类型。途可将培养分成多种类型。按按成成分分不不同同划划分分天然培养基天然培养基合成培养基合成培养基含用化学成分还不清楚或化含用化学成分还不清楚或化学成分不恒定的天然有机物学成分不恒定的天然有机物牛肉膏蛋白胨培养基、麦芽牛肉膏蛋白胨培养基、麦芽汁培养基汁培养基化学成分完全了解的物质配化学成分完全了解的物质配制而成的培养基制而成的培养基高氏高氏1 1号培养基、查氏培养号培养基、查氏培养基基半合成培养基半合成培养基按按物物理理状状态态不不同同划划分分固体培养基固体培养基液体培养基液体培养基在液体培养基中加入一定量凝固在液体培养基中加入一定量凝固剂，使其成为固体状态，琼脂含剂，使其成为固体状态，琼脂含量一般为量一般为1.5%-2.0%1.5%-2.0%琼脂含量一般为琼脂含量一般为0.2%-0.7%不加任何不加任何凝固剂凝固剂半固体培养基半固体培养基固体培养基常用来进行微生物的分固体培养基常用来进行微生物的分离、鉴定、活菌计数及菌种保藏离、鉴定、活菌计数及菌种保藏 观察微生物的运动特征、分类鉴观察微生物的运动特征、分类鉴定及噬菌体效价滴定定及噬菌体效价滴定 大规模工业生产及在实验室进行大规模工业生产及在实验室进行微生物的基础理论和应用方面的微生物的基础理论和应用方面的研究研究 按按用用途途不不同同划划分分基础培养基基础培养基鉴别培养基鉴别培养基含有一般微生物生长繁殖所含有一般微生物生长繁殖所需的基本营养物质的培养基需的基本营养物质的培养基用来将某种或某类微生物从混杂的用来将某种或某类微生物从混杂的微生物群体中分离出来的培养基微生物群体中分离出来的培养基用于鉴别不同类型微生物的培养基用于鉴别不同类型微生物的培养基选择培养基选择培养基在基础培养基中加入某些特殊营养在基础培养基中加入某些特殊营养物质制成的一类营养丰富的培养基物质制成的一类营养丰富的培养基微生物产生某种代谢产物，与培养微生物产生某种代谢产物，与培养基中的特殊化学物质发生特定的化基中的特殊化学物质发生特定的化学反应，产生明显的特征变化学反应，产生明显的特征变化牛肉膏蛋白胨培养基是最常牛肉膏蛋白胨培养基是最常用的基础培养基用的基础培养基加富培养基加富培养基特殊营养物质包括血液、血清、酵特殊营养物质包括血液、血清、酵母浸膏、动植物组织液等母浸膏、动植物组织液等在培养基中加入相应的特殊营养物质在培养基中加入相应的特殊营养物质或化学物质，抑制不需要的微生物的或化学物质，抑制不需要的微生物的生长，有利于所需微生物的生长生长，有利于所需微生物的生长第四节放线菌、支原体、立克次体和衣原体第四节放线菌、支原体、立克次体和衣原体放线菌放线菌支原体（支原体（Mycoplasma）立克次体（立克次体（Rickettsia）衣原体（衣原体（Chlamydia）革兰阴性细菌，其大小和特性均介于通常的细菌与病毒之间。革兰阴性细菌，其大小和特性均介于通常的细菌与病毒之间。一、放线菌l放线菌是介于细菌与真菌之间的微生物，其在土壤中最多，因其菌落呈放射状而得名，大多数为腐生菌，仅少数为寄生菌，具有特殊的土腥味。一、放线菌l1、形态l是单细胞的原核微生物l菌体分支呈丝状，（菌丝结构与细菌基本相同）G+，无横隔，能产生色素，其菌丝分为：基内菌丝、气生菌丝、孢子丝。l菌落呈辐射状或放射状或绒状，坚实、干燥、多皱。放线菌的形态放线菌的菌丝链霉菌的一般形态和构造（模式图）放线菌的菌落特征放线菌孢子丝的类型一、放线菌l2、生理特性l绝大多数为需氧，最适宜温度为3032，致病菌为3740。一、放线菌l3、致病性及其特性l该类微生物能引起动植物的疾病，但较少见，能产生抗生素，发现的4000多种抗生素中，2/3是由该类微生物产生的。l嗜皮菌病：真菌性皮炎。l放线菌病：牛的下颌骨慢性化脓；猪的乳房炎等。产抗生素的放线菌菌落特征二、螺旋体l螺旋体是介于细菌与原生动物之间的原核单细胞微生物，菌体细长弯曲而柔软，原核，横分裂繁殖，其依靠轴丝运动，有的能致病。l1、形态结构l其外形为螺旋状或波浪状，其大小差距大，G-，观察时采用姬姆萨染色法或暗视野观察。二、螺旋体二、螺旋体l2、细胞结构螺旋体各属螺旋体的形态密螺旋体的形态及构造二、螺旋体l3、运动特性lA、屈伸运动lB、旋转运动lC、移行运动二、螺旋体l4、培养特性l多为厌氧性微生物，钩端螺旋体为需氧性微生物；最适宜温度为2530。二、螺旋体l5、抵抗力l螺旋体的抵抗力弱，干燥，日光，煮沸，低浓度的化学消毒剂均可很快使其死亡。三、支原体l支原体是介于细菌与病毒之间的微生物。l既含有DNA又含有RNA；对抗生素敏感；二分裂繁殖；原核单细胞微生物。l没有细胞壁；有的能通过细菌滤器。三、支原体l1、形态特征l由于无细胞壁，故形态多样，G-。三、支原体l2、生理特性l兼性厌氧菌，对营养要求较高，在培养基中需加入酵母浸汁或马血清、牛心浸液，有的菌株初代分离需5%的CO2，95%N2才能生长。l菌落呈煎荷包蛋样或乳头突起状。支原体的煎荷包蛋样菌落支原体的煎荷包蛋样菌落三、支原体l3、致病性l大多数是致病菌，少数为腐生菌，引起呼吸系统的疾病四、立克次体l立克次体是介于细菌与病毒之间的微生物，是原核的单细胞微生物，但偏重于细菌一面（A、有完整的细胞壁；B、对抗生素敏感；C、个体较大光镜下可见；D、二分裂繁殖；E、核酸含有DNA和RNA）；其也似病毒（不能在人工培养基上生长繁殖，只能在活细胞内生长繁殖）。l其天然寄生在节肢动物：虱、蚤、蜱、螨等体内但不致其病。四、立克次体l1、形态l具有多形性，大多数没有鞭毛，用姬姆萨氏染色。四、立克次体l2、生长特性l人畜共患，通过节肢动物传播。四、立克次体l3、致病性l能引起Q型热，似流感，通过蜱、牛乳传播。（五）衣原体（五）衣原体（Chlamydia）1、概念、概念介于立克次体与病毒之间，能通过细菌滤器，专性活细胞内寄介于立克次体与病毒之间，能通过细菌滤器，专性活细胞内寄生的一类原核微生物。生的一类原核微生物。过去误认为过去误认为“大病毒大病毒”，但它们的生物学特性更接近细菌而不同于病毒。，但它们的生物学特性更接近细菌而不同于病毒。在宿主细胞内观察到的在宿主细胞内观察到的衣原体微菌落（衣原体微菌落（microcolony）2、特性、特性1）细胞结构与细菌类似；）细胞结构与细菌类似；具有类似的细胞壁，细胞壁内也含有胞壁酸、二氨基庚二酸；具有类似的细胞壁，细胞壁内也含有胞壁酸、二氨基庚二酸；70S核糖体也是由核糖体也是由30S和和50S二个亚基组成）二个亚基组成）2）细胞呈球形或椭圆形，直径）细胞呈球形或椭圆形，直径0.2-0.3 m mm，能通过细菌滤器；能通过细菌滤器；3）专性活细胞内寄生；）专性活细胞内寄生；衣原体有一定的代谢活性，能进行有限的大分子合成，但缺衣原体有一定的代谢活性，能进行有限的大分子合成，但缺乏产生能量的系统，必须依赖宿主获得乏产生能量的系统，必须依赖宿主获得ATP，因此又被称为因此又被称为“能量寄生型生物能量寄生型生物”。4）在宿主细胞内生长繁殖具有独特的生活周期，即存在原体和）在宿主细胞内生长繁殖具有独特的生活周期，即存在原体和 始体两种形态。始体两种形态。5）衣原体广泛寄生于人类、哺乳动物及鸟类，少数致病；）衣原体广泛寄生于人类、哺乳动物及鸟类，少数致病；1956年，我国微生物学家汤飞凡等应用鸡胚卵黄囊接种法，在国际上首先成功地分离培养出沙眼衣原体。6）衣原体不耐热，）衣原体不耐热，60度度10分钟即被灭活，但它不怕低温，冷分钟即被灭活，但它不怕低温，冷 冻干燥可保藏多年。对红霉素、氯霉素、四环素敏感。冻干燥可保藏多年。对红霉素、氯霉素、四环素敏感。沙眼衣原体是人类砂眼的病原体，甚至引起结膜炎、角膜炎、沙眼衣原体是人类砂眼的病原体，甚至引起结膜炎、角膜炎、角膜血管翳等临床症状，成为致盲的重要原因。角膜血管翳等临床症状，成为致盲的重要原因。3、生活史、生活史 支原体、立克次体、衣原体与细菌、病毒的比较支原体、立克次体、衣原体与细菌、病毒的比较