《微生物技术》讲义.pdf

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1、绪论第 一 节 什么是微生物一、微生物的概念形体微小（0.1mm），结构简单，肉眼难以看到的微小生物，统称为微生物。（或:细小的、肉眼看不见的生物称为微生物。）微生物引起的现象相当普遍。如人、动物和植物的传染病，馒头、面包的膨胀（发酵），酒、醋酿造，泡菜发酸,衣物生霉（梅雨季节），食物变坏（伏天），肥料近制等，都是微生物生命活动的结果。可见，微生物有的有害，有的有益。二、微生物的特点：微生物除具有一般生物生命活动（如新陈代谢、生长繁殖和遗传变异等）的共性外，还有其自身的特点：（）形体微小，结构简单：（表示大小的单位:um.lum=10 3nm）微生物的结构也很简单，许多是单细胞的，有的还是非细

2、胞形态的。（-）比表面积（表面积与体积之比）大。例：乳酸杆菌的比表面积为12万，鸡蛋为1.5,而90 kg体重的人只有0.3。生物体的比表面积越大，其代谢活性越强。（三）代谢能力强（转化能力强）在适宜条件下，微生物一昼夜所合成的细胞物质，相当于原来细胞重量的30 40倍；而一头体重500 kg的乳牛，昼夜只能合成0.5 kg蛋白质，两者相差1000倍。（四）生长繁殖快（繁殖速度快）在条件适宜时，细菌每2 0分钟就可繁殖一代，2 4小时就是72代，一个细胞可繁殖成4万亿亿个细胞。微生物繁殖速度要比动、植物快得多。细菌比植物繁殖率快530倍，比动物繁殖率快2000倍。（五）易发生变异（例：大肠杆菌

3、、酿酒酵母）因此是提供特殊遗传物质和接受外源遗传物质的最好菌种，应用于基因工程研究。微生物个体微小，对外界条件敏感，当环境剧烈变化时，大多数容易死亡，只有极少数能发生变异适应新的环境。这有利于进行诱变育种，但是控制不好也易引起菌种退化。（六）适应性强：抗严寒酷暑，耐酸、碱、盐，适应力惊人，被誉为“世界之最”。（七）分布广，种类多微生物无所不在。其中以土壤内最多，I 克土壤中就有微生物几亿至几十亿。种类多。现已发现的真菌约10万种,细菌2000多种,放线菌1000多种。三、微生物的分类地位：微生物不是生物界的一个独立类群。微生物的类群十分庞杂。大多为单细胞，少数为多细胞，还包括一些没有细胞结构的

4、生物。根据其是否有细胞结构及真核结构，而将其区分为：.无细胞结构（分子生物）：病毒、亚病毒。具细胞结构J 原核微生物,真核微生物（真菌、藻类、原生动物）现代生物学观点认为，整个生物界区分为非细胞生物和细胞生物两大类。非细胞生物主要是病毒；细胞生物又分为原核生物和真核生物两个进化发辟阶段。1969年魏泰克（R.Whittaker）提出生物五界分类学说:即：原核生物界、原生生物界、真菌界、植物界和动物界。1977年，我国学者认为，无细胞结构的病毒应作为一界，形成六界分类系统。即：病毒界、原核生物界、原生生物界、真菌界、植物界和动物界。其中，微生物包括前面四界，它们家族的主要成员可用以下图示说明：病

5、 毒 界-病毒和类病毒原核生物界细菌、放线菌、蓝细菌、立克次氏体、螺旋体、衣原体和支原体,原生生物界藻类和原生动物真 菌 界 酵母菌、霉菌和蕈菌.1978年，伍斯根据不同生物16s和 18SrRNA寡核甘酸序列的同源性测定结果，提出将生物分为3 个域，把传统的界分别放在域中，即古生菌域、细菌域和真核生物域。四、微生物的分类单位和命名（一）分类单位：微生物的分类单位和动、植物一样，以种为单位。相近的种归为属，相近的属归为科。种以下还可分为变种、菌株等。（二）命名：国际上通用“双名法”（病毒除外）。属 名（第一个字母必须大写）+种 名（第一个字母小写）在印刷时，学名用斜体字。完整学名：属名+种名+

6、命名人的姓（正体字）例：黄曲霉 A s p e r g i l l u s f l a v u s L i n k第一个字是曲霉的属名，第二个字是种名（黄色的意思），第三个字是命名人的姓。微生物的中文名称：有的是按学名译出的；有的则是按我国习惯重新命名的:种名+属名如黑曲霉、米曲霉、枯草杆菌、圆褐固氮菌等。在生产实践中，当一个菌种未进行鉴定以前，往往采用微生物菌株的名称：有的采用编号：“五四0六”有的采用代称：也有代称与编号合在一起的：“鲁保一号”。这些名称没有统一命名的规定，大多数是选育菌株的单位根据自己的习惯起名的，其目的只是将具有不同性状的菌株暂时加以区别。第二节微生物学的发展一、微生物

7、学的研究内容和任务：（-）微生物学的定义和研究内容：微生物学是生命科学的一个重要分支，是研究微生物的类型、分布、形态、结构、代谢、生长繁殖、遗传、进化，以及与人类、动物、植物等相互关系的一门科学。即微生物学是研究微生物及其生命活动规律的科学。研究内容包括微生物的形态结构、分类、生理、代谢、遗传变异及生态等方面。（二）微生物学的分科：微生物学随着研究范围的日益广泛和深入，又形成了许多分支。1.按研究微生物学基本生命活动规律为目的来分有普通微生物学、微生物分类学、微生物生理学、微生物生态学、微生物遗传学等。2.按微生物的研究对象分有细菌学、真菌学、病毒学、菌物学、藻类学等。3.按微生物的应用领域分

8、有农业微生物、工业微生物、医学微生物、食品微生物、兽医微生物学、预防微生物学等。4.按微生物所在的生态环境分有土壤微生物学、海洋微生物学、环境微生物学、宇宙微生物学等。各分支学科的相互配合、相互促进，有利于微生物学全面深入的发展。新近又有一门由细胞生物学与微生物学融合的细胞微生物学的新分支学科形成。该学科是用病原体来研究细胞生物学问题，这一分支的发展将大大有利于病原微生物致病机制的研究。这些分支学科，通过各自深入的研究，为微生物学的全面、纵深发展创造了有利条件。（三）任务：其任务是开发微生物资源，掌握微生物生长发育规律，充分利用微生物对人类的有利方面，控制其有害方面，使之为社会主义建设服务。二

9、、微生物的发现和微生物学的发展（一）我国古代对微生物的认识和利用：1.酿酒要用曲，公元前十四世纪 尚书 有“若作酒醴，尔惟曲孽”的记载。“曲”是由谷物发霉而成的，“麋”就是发芽的谷物。2.酿酒的复式发酵是我国劳动人民的一大发明。直到19世纪末，欧洲人才研究了这种方法。3.制作红曲是我国劳动人民的又一大重大发明。微生物制酱为我国首创。4.公元前一世纪 汜胜之书中就指出：“肥田要熟粪5.公元五世纪时，贾思勰着的 齐民要术中就强调以大豆和小豆为前作可提高后茬作物的产量。实际是根瘤菌固氮作用的利用。6.在认识病原和防治疾病方面，中国也先于西方各国。1千多年前已种痘预防天花。7.关于微生物与传染病流行的

10、关系，与动植物病害的关系及防病治病等，我国也认识很早。（二）微生物学的发展简史微生物学的发展史可分为五个时期，即史前期、初创期、奠基期、发展期和成熟期。1.史前期:微生物学的起源。史前期是指人类还未见到微生物个体尤其是细菌细胞前的一段漫长的历史时期，大约在距今8000年前一直到1676年间。在史前期，世界各国人民在自己的生产生产实践中都积累了许多利用有益微生物和防治有害微生物的经验。2.初创期:微生物学的形态学发展阶段。从 1 6 7 6 年 L e e u w e n h o e k 用自制的单式显微镜观察到细菌的个体起，直至1 8 6 1 年近2 0 0 年的时间。在这一时期中，人们对微生

11、物的研究仅停留在形态描述的低级水平上，对它们的生理活动及其与人类实践活动的关系却未加研究，因此微生物学作为一门学科在当时还未形成。主要代表人物是：何兰的L e e u w e n h o e k。即列文虎克3 .奠基期：微生物学的生理学发展阶段。从 1 8 6 1 年巴斯德根据曲颈瓶试验彻底推翻生命的自然发生说并建立胚种学说起，直 至 1 8 97 年的一段时间。主要代表人物是法国的P a s t e u r 和德国的K o ch,他们分别被称为微生物学的奠基人和细菌学的奠基人。A、巴斯德的贡献：酒、醋的酿造过程是由微生物引起的发酵，而不是发酵产生微生物。不同的发酵是由不同的微生物所引起的。酒

12、变酸、变苦是有害微生物（醋酸菌和乳酸菌）繁殖的结果，并创造了加温巴斯德的辛勤劳动，奠定了微生物学的科学基础，并把微生物学引进了生理学研究阶段。B、柯赫（R.K o ch）的贡献:首先分离出炭疽杆菌、霍乱弧菌、结核杆菌等病原微生物，建立了一套研究微生物的技术和方法，如分离、培养、接种、染色等，并对病原物的确定提出了严格的准则（柯赫证病法则），沿用至今。4 .发展期：微生物学的生化学发展阶段。（免疫学的兴起、化学疗剂的发明及抗生素的发现）1 8 9 7 年德国人B u chn e r 用无细胞酵母菌压榨汁中的“酒化酶”对葡萄糖进行酒精发酵成功，从而开创了微生物生化研究的新时代。主要代表人物是美国的

13、D o u d o r o ff.5 .成熟期：微生物学的分子生物学发展阶段。从1 9 5 3 年4 月2 5 日在英国的 自然杂志上发表关于D N A 结构的双螺旋模型起，整个生命科学就进入了分子生物学研究的新阶段，同样也是微生物学发展史上成熟期的到来的标志。主要代表人物是W a t s o n a n d C r ick。第三节微生物的重要性（P 4-P 5）一、微生物与人类生活密不可分，绝大多数对人类和动植物是有益的，有些甚至是必需的。二、微生物学的发展促进了人类的进步，使得微生物在工业、农业、医药、环境等方面得到更广泛的应用，微生物生产与动物生产、植物生产并列为生物产业的三大支柱。三、

14、展望。第一章 原核微生物细菌、放线菌、蓝细菌生 物 非细胞生物病毒和亚病毒.细胞生物 原核生物”细菌放线菌、蓝细菌 真核生物真菌藻类Y原生动物植物 物简单说：原核细胞无核膜，无细胞器，直接分裂项目原核细胞真核细胞1.细胞核(1)染色体数(2)染色体组成(3)染色体位置原核1D NAD NA位于核区内真核多个D NA+组蛋白D NA+组蛋白位于核内2.细胞膜细胞质内有无细胞器包围细胞质，并且折皱陷入形成细胞中间体(管状或囊状)，是能量代谢和合成代谢的场所。无包围细胞质，并不陷入。有。细胞核、内质网、线粒体(能量代谢)、叶绿体(光合作用)3.核蛋白体小，70 s粒子大，80 s粒子4.分裂方式直接

15、分裂有丝分裂和减数分裂。真核细胞有核膜，有细胞器，有丝分裂和减数分裂。:、原核生物和真核生物尽管有区别，但他们的物质组成成分、遗传变异、物质代谢和生长繁殖的共同性仍然是主要的。它们是生物进化过程中的两个发展阶段或两个发展方向。般认为原核生物是首先出现的生物。第 一 节 细菌细菌是一类细胞细短、结构简单、具有细胞壁、多 以：分裂方式繁殖和水生性较强的单细胞原核生物。在一定的环境条件下，细菌有相对恒定的形态结构，并可用光学显微镜或电子显微镜观察与识别。一、细菌的形态和大小：（-）细胞的形状与排列状态：常见的三种典型形状为球状、杆状和螺旋状。次之、最常见、少见。1 .球菌：球状细菌叫球菌。根据其细胞

16、的分裂面和子细胞分离与否，有不同的排列状态：单 球 菌（球菌）、双 球 菌（如脑膜炎球菌、淋球菌）、四联球菌、八叠球菌、链 球 菌（如对人有较强致病作用的溶血性链球菌）和 葡 萄 球 菌（如金黄色葡萄球菌）等。2 .杆菌:杆状细菌叫杆菌。种类最多。（1）杆菌形态多种多样：各种杆菌在其长宽比例上有显着差别：r长而细的叫长杆菌（枯草杆菌）I短而粗的叫短杆菌（甲烷短杆菌属）杆菌的两端，有的呈平截状（炭疽芽胞杆菌），有的呈钝圆形（蜡状芽抱杆菌），有的稍尖（梭菌属），有的一端分支而呈“Y”状或叉状（如结核杆菌），有的有一柄（柄细菌属）等,这些都是鉴别菌种的依据。（2）杆菌的细胞排列状态有：“八”字形或栅

17、栏状（如白喉杆菌）、链 状（如炭疽杆菌）以及有菌鞘的丝状等。3 .螺旋菌：弯曲状的细菌，叫螺旋菌。根据其螺旋程度，又分为：弧菌：螺旋不到一周，菌体呈弧形或逗号形。（如霍乱弧菌）J螺菌：有一周或 多 周（6周）螺旋，外形坚挺。（如鼠蛟热螺菌）螺旋体：螺旋在6周以上，柔软易曲。上述三种类型是细菌个体的基本形态。细菌的形态受环境因素的影响很大，培养细菌时的温度、培养基成分和浓度、酸碱度、气体等均可引起细菌形态的变化。一般认为幼龄细菌形体较长，细菌衰老或在陈旧培养物中，或者环境中含有不适于细菌生长的物质时，如含有抗生素、药物、抗体、过高浓度的氯化钠等，细菌可出现不规则形态，或出现梨形、球形、丝状等多种

18、形状。由环境条件改变而引起的多形性是暂时的，细菌如果获得适宜环境，又可恢复原来的形态。般在适宜生长条件下，细菌经培养8 T 8 h,其形态比较典型，故在观察细菌大小与形态时，须掌握好细菌培养的时间。（二）细胞的大小：细菌个体微小，测量单位是微米（um）（lum=10;W 1 06m）o 需用光学显微镜放大数百至上千倍才能看到。各种细菌大小不一，同种细菌也可因菌龄和环境影响而有所差异。球菌的大小以细胞的直径来表示。一般球菌的直径是0.51微米。杆菌的大小以宽度和长度来表示，即宽度X 长度。一般宽0.5 1微米，长 1 5 微米。即 0.5 1X1 5um。螺旋菌的大小也是以宽度和长度来表示。一般

19、宽0.5 2 微米，长 1 50微米。影响细菌形态变化的因素同样也影响细菌的大小。除少数例外，一般幼龄菌比成熟菌大。二、细菌的细胞结构细菌体积微小，用普通显微镜不能观察其结构。必须用超薄切片、电子显微镜、细胞化学等新技术，才能对细菌的超微结构进行辨认。细菌的结构可分为：表层结构，包括荚膜、细胞壁、细胞膜等；内部结构，包括细胞质、核蛋白体、核质、质粒及芽抱等；外部附件，包括菌毛、鞭毛等。I 习惯上又把各种细菌所共有的结构，称为基本结构，而把某些细菌在一定条件下所特有的结构，称为特殊结构。基本结构：细胞壁、细胞膜、细胞质和原核。特殊结构：鞭毛、芽泡和荚膜等。（-）细菌细胞的基本结构1.细胞壁：（支

20、原体除外，没有细胞壁）（1）定义：细胞壁是细菌细胞最外一层坚韧而富有弹性的外被。（或：是包围在原生质体外面的一层壁套，是一层坚韧且富有弹性的无色透明薄膜。）（2）功能：a.维持细胞形状，同时抵抗膨压。细菌的形状主要决定于细胞壁的形状。细胞壁保护原生质体,使细菌能在渗透压低的溶液中生活；用酶法将活细菌的细胞壁溶解掉，各种形状的细菌的裸露的原生质体就都变为圆球形了，这种裸露的原生质体在等渗压的培养液中能够生活，在低渗透压的培养基（如常用的细菌培养液）中就会因为吸进大量水分而崩溃。（支原体没有细胞壁，因此只能在接近等渗透压的环境中生活。）b.保护细菌免受机械性或其它破坏的作用。（3）细胞壁的构造与化

21、学组成：细胞壁的主要成分为肽聚糖，并有蛋白质、类脂质和多糖复合物等。由于不同的细菌，其细胞壁成分和结构不同，所以能用染色法进行鉴别。革兰氏染色法，就是常用的细菌鉴别染色法。其方法：干的菌液涂片一碱性染料染色（结品紫）一稀碘液媒染一酒精脱色一番红复染一r被染为紫色，称为革兰氏阳性，简 称GI被染为红色，称为革兰氏阴性，简 称G。其原因：G.和G的细胞壁的结构和成分有差别。G和 G的细胞壁的结构和成分比较表细胞壁G,G结构只有一层，约 20 80nm厚有二层：J 里面是硬壁层，约 2 3nm厚；1 夕卜层是软壁层，约 810nm厚；成分肽 聚 糖（含量为50 80%）,彳蹲，约 由 4 0 层组成

22、；含有磷壁酸。四肽交联达到75%o内壁层：肽 聚 糖（含 量 仅 510%）,不含磷壁酸；为单层，四肽交联25机外壁层：脂多糖、脂蛋白、类脂。组成示意图染色原革兰氏染色是原生质染色，染色后不被乙醇褪色决定于细胞壁的性质理（通透性）。壁厚，不易为酒精渗入而褪色，故为紫色。壁薄，易为酒精渗入而褪色，故为红色。简单地说：革兰氏阴性菌细胞壁的结构有两层，成分较复杂；革兰氏阳性菌的细胞壁只有一层，成分较简单。2.细胞膜:（1）定义:细胞膜是一层紧贴在细胞壁内部，包围整个细胞，柔软而具有弹性的半渗透性薄膜。（2）结构和成分：结构：二层结构的膜，称 为“单位膜”，厚约7 8nm。（P14图1 9）成分：蛋

23、白质（主要成分）、磷脂类和糖类。细胞膜的两面各有一层磷脂，两层磷脂之间是蛋白质和糖类。蛋白质：含量高，种类多J整合蛋白（跨膜蛋白）周缘蛋白脂质：主要是磷脂。、糖类：己糖。膜的特点：具有选择吸收的半渗透性。（3）功能：控制物质的吸收和排除，调节体内外渗透压的平衡，并且是许多重要酶系统的活动场所。3.中体：细胞膜内凹延伸或折迭而成的，形式多样；以提供为某种功能所需要的更大面积。4.细胞质：细胞膜里面包围的，除了核区以外的物质，统称为细胞质。它是一种无色透明而粘稠的胶体。（1）主要成分：水、蛋白质、核酸和脂类等。分为 流体部分（细胞溶质）：可溶性酶类和RNA。I颗粒部分：核糖体、贮藏性颗粒、载色体和

24、质粒。（2）核糖体：70s核糖体，是核糖核酸和蛋白质的大分子复合物。又称核蛋白体，是多肽和蛋白质合成的场所。（4）贮藏性颗粒：在营养物质过剩时积累，在营养物质贫泛时动用。其种类与数量常随菌种和培养条件而异。一般而言，一种细菌只贮存一种贮藏性颗粒。（4）由于细胞质富含核酸，因而嗜碱性强;幼龄细菌的细胞质稠密而均匀，容易染色；老龄细菌的细胞质中，形成许多颗粒，染色不均匀。5.核区与质粒：核区:无核膜和核仁，由一个环状D N A分子高度缠绕而成,其中央部分还有R N A与支架蛋白。细胞无典型的染色体结构，但通常都称核区中的D N A为染色体D N A。细 菌D N A是一个很长的共价闭合环状双链，只

25、有反复折迭形成高度缠绕的致密结构超螺旋，才能存在于长度仅有D N A几百万分之一的菌体中。内 核：多个染色体，由D N A和组蛋白构成。匕 核：一个染色体。只 含D N A,不含组蛋白。染色体是环状双螺旋的大分子链。染色体的D N A双螺旋是储存和发出遗传信息的物质基础，在细胞分裂过程中D N A双螺旋的复制又是遗传信息传递给后代的物质基础。质粒：由一个或几个D N A分子组成，是小型环状的D N A。分散在细胞质中或附着在染色体上。附着在染色体上的质粒又称为附加体，它们也是遗传信息储存、发出和传递的物质基础。（二）细菌细胞的特殊结构1.鞭毛：（1）定义：细菌鞭毛是由特殊的蛋白质鞭毛蛋白构成的

26、，一端连于细胞膜，一端游离的、细长的波形纤细丝状物。长度：1520um（为菌体的若干倍）；直 径:0.01-0.02um（1020nm,很细）（2）观察：最直接用电子显微镜。间接光学显微镜：采用特殊的鞭毛染色法，使染料沉积在鞭毛上，加粗其直径。（3）鞭毛的数目和着生位置是菌种的特征，在分类学上有鉴定意义。按鞭毛的位置与数目，可将具有鞭毛的细菌分为偏端鞭毛菌、两端鞭毛菌和周生鞭毛菌三类。（4）功能：是运动。是原核生物实现其趋性（趋向性）的最有效方式。鞭毛是运动器官。细菌在水和液体中常借助鞭毛移动。生鞭毛的细菌很容易失去鞭毛而停止游动。（原因：鞭毛极纤细易脱落）。培养中，初 期（122 4 h内）

27、有鞭毛，稍久后失去。2.菌毛与性丝：（1）菌毛：某些细菌的个别菌体表面有非鞭毛的细毛状物，称菌毛；又称纤毛。它是由细胞膜长出的一种僵性蛋白丝，不是运动器官，电镜下观察：菌毛为中空柱状，比鞭毛短、细、直；（长0.22.0um,宽314nm）。数目较鞭毛多，周身分布。其功能：a.赋予细菌粘附的能力，尤其是对致病菌。也可使细菌粘附于其它有机物质表面，在某些传染病传播上起一定作用。b.使好氧菌或兼性厌氧菌大量菌体纠缠在一起，漂浮于液面形成菌膜，以获得充足的氧气。c.是某些细菌（G）的抗生素原菌毛抗原。（2）性丝：只存在于大肠杆菌与其它肠道杆菌的雄株（F或H fr株）菌的表面。与菌毛相比，性丝数目较少、

28、较长和较宽。性丝是细菌交配的器官（参与细菌接合）。雄菌以其性丝末端与雌菌接合，雄菌DNA通过性丝转移到雌菌细胞中。大肠杆菌的性丝还是噬菌体的特异吸附受体（或位点）。己知大肠杆菌有两类性丝：F性丝和I性丝。3.荚膜：（1）定义：有些细菌在一定条件下，在细胞壁表面分泌富含水分的粘胶状物质，形成较厚的膜，称为荚膜。通常是一菌一膜，也有多菌共膜的。多菌共膜者，称菌胶团。（生枝粘胶菌）（2）荚膜不易着色。（染色方法：负染色法光学显微镜下可见）。用冰冻蚀刻技术，电镜下观察，荚膜为许多纤维状物质组成的网状物。（3）分类：三类。（大 荚 膜（“真”荚膜）：较 厚（约2 0 0 n m）,有明显的外缘和一定的形

29、状，较紧密地结合于细胞壁外。负染色，光镜下可见。微荚膜：较 薄（约2 0 0 n m）,与菌体表面的结合也较紧密，光镜下不可见。易被胰蛋白酶消化。粘液层：量大，而且与细胞表面的结合比较松散，没有明显的边界，常扩散到培养基中，在液体培养基中会使培养基中的粘度增加。1（4）产荚膜细菌：在固体培养基上形成S型菌落表面湿润、有光泽、粘液状的光滑型不产荚膜细菌：在固体培养基上形成R型菌落表面干燥、粗糙的粗糙型。（5）主要成分：水（约9 0%）、多糖、果胶类物质。（6）功能：具有致病和自身保护的功能。防止细菌变干；抵御吞噬细胞的吞噬。（防止被真核生物吞噬）防止噬菌体侵袭。为主要表面抗原，是某些病原菌的毒力

30、因子。（S型肺炎链球菌）是某些病原菌必须的粘附因子。（牙病-变异链球菌；腹泻-肠致病大肠杆菌）荚膜是聚合物，是细菌的一种贮藏物质，可在营养缺乏时动用。能否产生荚膜是菌种的遗传特性，但其形成与环境条件也有关系。如：K细菌：含糖培养基厚荚膜；淀粉培养基不形成荚膜。（7）与人类的关系：有益：菌胶团具有沉降性，在污水净化中可使净化后的水与细菌分离。污水处理活性污泥凝絮物：生枝动胶菌的菌胶团+原生动物及其它微生物。危害：致病；食品工业和制糠业带来损失。（如：粘性面包、粘性牛奶）4.芽泡与伴胞晶体：（1）芽抱：定义：有的细菌生长到一定时期，细胞质逐步浓缩凝结；形成圆形或椭圆形、厚壁、折旋光性强、具抗逆性的

31、休眠体，称为芽泡。由于芽抱的形成都在细胞内，所以又称内生抱了。含有芽泡的菌体细胞，总称为抱子囊。芽泡是细菌生活史中的一个休眠体，而不是繁殖体。能否形成芽泡是菌种的特征。很多杆菌能形成芽抱。能形成芽胞的杆菌，称为芽泡杆菌。不形成芽胞的杆菌，称为无芽胞杆菌。球菌和螺旋菌只有极少数种类能形成芽抱。绝大多数产芽胞细菌为G 杆菌，少数为G菌。芽抱的形状、位置和大小因菌种而异，也是分类的形态特征之一。位置和大小：芽抱杆菌的芽抱多数位于菌体中央，通常不大于菌体宽度；梭菌的芽抱则多数端生或近端生，通常大于菌体宽度。形状：卵圆柱形居多，圆球形的较少。芽泡的构造：成熟芽抱具有多层结构，由外到内依次为：芽抱外壁蛋白

32、质、脂质和糖类。芽抱衣蛋白质。皮层一一芽胞特有的肽聚糖组成，含有芽抱特有的化学物质：毗嚏二竣酸（D P A）以 及 大 量 的 结 合 成 毗 呢 二竣 酸 钙（D P A-C a）。I芽抱核心（原生质体）一 芽抱核心壁、核糖体与D N A组成。芽他的生物学特性：a、抵抗不良的外界环境条件，对本身生存具有重要意义。芽泡的含水量低，有厚而致密的壁，折旋光性强，不易着色，主:要由脂类物质组成，通透性差，所以对高温、干燥、化学药物（酸类和染料）和 辐 射（光线）等具有很强的抵抗力。抗热性：主要与其高浓度的D P A-C a以及含水量有关。（干芽也的抗热性要比湿营养细胞高得多）也与其所含的一些酶有关。

33、抗化学药物能力：主要与其中芽也衣的不通透性以及原生质的高度脱水状态有关。抗辐射性：与芽泡衣中富含二硫键的氨基酸（如半胱氨酸）有关。b.遇到适宜的环境条件，能出芽形成新的细胞。芽抱萌发的方式，有中央脱出和末端脱出两种。实践意义：芽泡是分类鉴定中一项重要的形态特征。杀灭芽泡是制定灭菌标准的主要依据。（在干燥情况下经过几十年仍能保持活力，在1 0 0匕下经3小时才可致死。）许多产芽饱细菌是强致病菌。形成时期：平衡 期（生长曲线）。（2）伴抱晶体：有的芽抱杆菌（苏云金杆菌）在形成芽泡的同时，细胞内产生一个由蛋白质组成的菱形、方形或不规则形结晶体，称为伴泡晶体。伴抱晶体（即内毒素）对很多昆虫，尤其是鳞翅

34、目昆虫的幼虫有强烈的胃毒作用。三、细菌的繁殖：（-）细菌的主要繁殖方式二分裂：最普遍和最主要的繁殖方式。简称裂殖。分子生物学研究表明，细菌二分裂时，细菌D N A先复制，接着形成横隔膜，最后子细胞分裂。由于分裂时平面的方向不同，分裂后的子细胞相互分离或相互连结，因此形成各种形式的排列。（-）其它繁殖方式：（略）不等二分裂、出芽繁殖、三分裂、多分裂。四、细菌的菌落（一）概念：将个细菌体接种在适合的新鲜固体培养基中，给予合适的条件，使其迅速生长繁殖时，产生的大量子细胞便以此母细胞为中心而聚集在一起，形成一个肉眼可见的、具有一定形态结构的子细胞群体，称为菌落。当一个固体培养基表面有许多菌落连成一片时

35、，便称为菌苔。（或：在斜面培养基和平面培养基表面形成的成片的菌落称菌苔。）（二）不同种类的细菌，具有不同的菌落形态，并有一定的稳定性，故菌落可作为菌种鉴定和判断纯度的重要依据。菌落的形状、大小、颜色、透明度、粘稠度、光泽及隆起程度、边缘形状等，都是鉴定菌种的依据。例：球 菌（无鞭毛、不移动）的菌落：较小，较厚，边缘较整齐。有鞭毛的细菌菌落：较大而扁平，边缘波状、锯齿状。（三）细菌菌落的共同特征：圆形，较小，光滑、湿润，半透明或不透明，无色或有色。菌体和培养基结合不紧,易被挑针挑起。（四）一个菌落可由单个或多个细胞繁殖而来。若一个菌落是由一个细胞繁殖而来，则它就是一个纯种细胞群或称克隆。故菌落己

36、被广泛应用于菌种的分离、纯化、选育等方面。（五）液体培养时：不能形成菌落，但由各种细菌的生活习性不同，呈现出各种形象：有的使培养液混浊，有的产生絮状沉淀，有的在液体表面形成菌膜（好气性细菌）。选择题：选出一个最合适的答案。1.细菌的鞭毛（D ）。A、所有细菌鞭毛数目相同 B、由糖类组成C,只着生于细胞的一端 D、由蛋白质组成填空题：1.自然界中已知最大抗性的一种生命形态是细菌的 芽抱。名词解释：菌落、荚膜、细菌菌落特征。实验实训一：显微镜油镜的使用一、实训目的：复习显微镜低倍镜和高倍镜的使用技术，了解油镜的基本原理，学习油镜的使用方法。二、实训材料和用具：显微镜、香柏油、二甲苯、擦镜纸、细菌玻

37、片标本等。三、实训内容：（-）显微镜的构造：r机械装置I光学系统（二）油镜的工作原理：使用显微镜除要达到高度的放大率（放大倍数）夕 卜，更重要的是要求有良好的分辨力。分辨力是指分辨物体上两个最小距离点的本领,即D=0.5 5 u m光波波长（可见光平均波长）/N.A （开口率或数值孔径）N.A=n *S i n a/2从D=0.5 5 u m/N.A式中可知，缩短光波长也可以使D缩小，紫外线显微镜、电子显微镜就是利用此原理。（三）显微镜油镜的使用：1.观察前的准备：（1）放置：平稳，镜座距实验台边缘约4 c m。坐正，双眼观察。（2）调节光源:低倍镜转到镜筒正下方，上升载物台，使载物台与镜头相

38、距约0.5 c m。全开虹彩光圈。上升聚光器，与载物台相距约1 m m左右。调节反光镜，使用凹面镜。（视野内均匀、清晰）2.低倍镜观察染色装片：（1）将染色装片置于载物台上，用标本夹（十字推进器上）夹住，将观察位置移至物镜正下方；（2）两眼看目镜，转动粗调节器，下降载物台发现物象，用细调节器调清物象。（3）用十字推进器移动装片，把合适的观察部位移至视野中心。3 .高倍镜观察：（可省略）（1）两眼从侧面注视，旋转转换器，将高倍镜转到正下力.，注意避免镜头与玻片相撞；（2）目镜观察，调节光圈，使光线明亮适宜。（3）细调节器校正焦距，使物像清晰。（4）将适宜观察部位移至视野中心。4.油镜观察：（1）

39、下放载物台，离镜头约2 cm,将油镜转至镜筒正下方。在玻片标本的镜检部位滴一滴香柏油。（2）从侧面注视，将载物台上升，使油镜头落入油中，几乎与玻片相接。千万不要压到玻片上，以免损伤透镜。（3）从目镜中观察，用粗调节器徐徐地下放载物台（只能下降，不能上升），出现模糊物象时，改用细调，反复调清为止，此时切不可用粗调。（4）如下放载物台，镜头离开了油，再重复过程（2）和（3）05.收拾工作。四、作业：1.试述油镜的工作原理。2.如何正确使用油镜。实验实训二：细菌普通染色的形态观察一、实训目的：熟练油镜的使用方法；学习细菌的普通染色技术，观察细菌的形态特征。二、实训材料和用具：显微镜、染色液、杀螟杆菌

40、（大肠杆菌）、八叠球菌斜面菌种等。三、实训内容：（）观察所给菌落菌苔的形态特征。（-）普通染色法步骤：涂 片（1-1.5 cm 2）干 燥 固 定 染 色（1 2分钟）-水洗-干燥-滴油镜检。观察杀螟杆菌、八叠球菌形态特征。（三）观察示范片：细菌的荚膜。四、作业：1.试述细菌普通染色步骤。2.绘制杀螟杆菌、八叠球菌形态特征。第二节放线菌概述：1.放线前是分枝状细菌，由于它们的菌落呈辐射状而得名。2 .放线菌在自然界分布极广：土壤、空气、水、食品、动植物的体表和体内，以土壤中为最多，尤其是排水较好、肥沃的中性或微碱性土壤中。（富含有机质偏碱性的土壤）。大多数为腐生菌，少数为寄生菌。泥土散发的“泥

41、腥味”大多数情况下是链霉菌产生的土腥味素所致。（土壤特有的“泥腥味”主要是由放线菌所产生的代谢产物所引起的。）3 .放线菌与人类的关系：（1）放线菌是主要的抗生素产生菌。它们产生的抗生素广泛应用于农业和药学上。如链霉素、红霉素、四环素、多氧霉素、井冈霉素等。（抗生素：微生物产生的能抑制或杀死其他微生物的化学物质。（2）有的放线菌可用来生产维生素（A和BQ和酶制剂。(3)多数放线菌在纤维素降解、笛体转化、石油脱蜡、烧类发酵以及污水处理等方面也有广泛的应用。(4)不少放线菌在自然界物质循环和提高土壤肥力等方面起着重要作用。(5)分泌生长刺激素，刺激作物生长和发芽生根。(6)少数寄生型放线菌引起人、

42、动物和植物的疾病。如皮肤病、肺部感染；马铃薯疮痂病。一、放线菌的形态结构放线菌的个体形态多种多样，从简单的杆状、偶尔有菌丝生长到严格以菌丝生长的各种类型都有。放线菌最简单的类型为分枝的杆状细胞，即原始菌丝。大多数放线菌的菌体，是分枝的放射状丝状体，称为菌丝，直径1微米左右，与普通杆菌差不多，而且无横隔，故认为是单细胞的。很多菌丝聚集在一起称为菌丝体。放线菌的种类不同，形态不同。以典型的丝状放线菌一一链霉菌来说明放线菌的一般形态结构。链霉菌的菌丝体，根据形态和功能的不同，分为基内菌丝、气生菌丝和胞子丝三部分。1.基内菌丝：向基质表面和内部伸展的、较细、颜色较淡的菌丝，称为基内菌丝。其主要功能：吸

43、收营养物质与排泄代谢产物。其直径为0.21.2um,形状直或弯曲，并有分枝及粗细之别。随菌种和培养基成分不同而产生黄、橙、红、紫、蓝、绿、黑、褐等不同颜色的色素，所产色素可以是水溶性的，也可以是脂溶性的。2.气生菌丝：由基内菌丝伸向空间的、较粗和颜色较深的菌丝，称为气生菌丝。其功能是繁殖。气生菌丝比基内赭丝粗而色深，直径0.81.4um,形状短而直，或波状而多分枝。有的能产生色素。3.池子丝：放线菌生长发育成熟时，气生菌丝顶端特化成可形成抱子的菌丝，称为抱了丝。其上生有成串的分生泡子。抱子丝的形状和排列方式，随种类不同而不同。泡子丝的排列方式(着生形式)有互生、丛生或轮生三利I其形状呈直、波曲

44、、螺旋等形状。其中以螺旋状的泡子丝较为常见，而螺旋状泡子丝按其螺旋的松紧、大小、转数和旋向(左旋或右旋)又分为多和，此为种的特征。分生抱子的形状也多种多样，有球形、椭圆形或圆柱形。在电子显微镜下放线菌的也子表面结构也不一样，有的表面光滑，有的表面带刺、带疣、带毛发状物等。分生抱子的表面结构与抱子丝形态有关。I直形或波浪形抱子丝：产生表面光滑的分生抱子。螺旋形狗子丝：产生的分生抱子，有光滑、带刺或毛。抱子丝和池子也能产生各种颜色的色素.链霉菌所产色素、泡子丝的形态和排列、分生抱子的形状及表面纹饰都由其遗传性决定，所以这些特征是链霉菌分类鉴定的主要形态依据。（鉴定菌种的重要特征。）二、放线菌的繁殖

45、以链霉菌属为代表。（-）链霉菌属有两种繁殖方式：一种是由成熟抱子发芽形成菌丝（抱子繁殖），这是主要的繁殖方式。分生胞子的形成方式：J横隔断裂方式（主要的）t纵隔断裂方式放线菌的抱子一般不耐热。一种是由脱落的菌丝片断在适宜条件下形成新的菌丝体（菌丝脱落繁殖）。（二）其它放线菌的形态和繁殖：1 .诺卡氏菌属：其形象特点是分枝的菌丝体会猝然的全部断裂成为长短接近一致的杆菌和球菌。在固体培养基上生长时，只有基内菌丝，（大多数种类）没有气生菌丝或（少数种类）只有很薄一层气生菌丝。其繁殖方式是通过菌丝断裂繁殖。2.小 单抱菌属：菌丝较细，0.3 0.6 u m,无横隔膜；菌丝体只有基内菌丝，不形成气生菌丝

46、。繁殖时，从基内菌丝上长出抱子梗（分枝或不分枝），梗顶端只着生一个球形或椭圆形的他子。抱子发芽是小单抱菌属的主要繁殖方式。3 .游动放线菌属：以基内菌丝体为主，有的种类无气生菌丝，有的种类有少量气生菌丝。菌丝以无隔膜菌丝为主,也有形成隔膜的。繁殖时，在基内菌丝上生抱囊梗，梗顶端产生泡囊。泡囊成熟后，放出游动袍子（游动抱子有鞭毛，能运动）；有鞭毛能运动的游动泡子的形成是适应水中生活的表现。也有些种类除生泡囊和游动抱子外，还形成成串的、无鞭毛的分生胞子。三、放线菌的菌落特征：圆形，表面质地致密，丝绒状或有皱褶，干燥，不透明，上覆不同颜色的干粉（抱 了 一）。菌落正反面的颜色往往不一致。菌体和培养基

47、结合紧，难被针挑起。1.幼龄菌落与细菌菌落相似，难以区别:菌落细菌放线菌区别湿润，半透明与培养基结合不紧菌落正反面颜色一致干燥，不透明与培养基结合紧密菌落正反面颜色不一致2.老龄菌落与霉菌菌落相似，难以区别:菌落放线菌真 菌（霉菌）形状、大小和质地 1 形，较小而致密无定形，大而疏松第三节蓝细菌常生长在土壤（雨后常见的地木耳一一念珠藻属）、岩 石（固N蓝细菌，是岩石分解和土壤形成的“先驱生物”）、树皮和水中（水华：蓝细菌）。、蓝细菌的形态：形态多样。细胞大小（直径或宽度）一般为310微米，个体比细菌大。细胞形态有球状或杆状的单细胞和丝状体两种，单生或团聚体。许多个体聚集在一起，可以形成很大的群

48、体，肉眼容易看见。丝状蓝细菌是由许多细胞排列而成的群体。包括r 有异形胞的丝状蓝细菌I 分枝的丝状蓝细菌螺旋状蓝细菌少见，只有螺旋蓝细菌属，是没有异形胞的丝状蓝细菌。二、蓝细菌的结构：1.蓝细菌的细胞结构（细胞壁）：许多方面类似于G细菌：细胞壁含肽聚糖，外有脂多糖层，G ；向细胞壁外分泌粘胶物质，形成粘膜外套（包在单细胞外）或菌鞘（包裹在丝状体外）。多数丝状蓝细菌虽无鞭毛，但能作滑行运动（外形的微变动形成）。2.细胞膜：（1）片层状膜系统一一类 囊 体（是光合器）：由多层膜片相叠而成，位于细胞周缘，平行于细胞壁。类囊体膜含有叶绿素a、类胡萝卜素、藻胆素以及光合电子传递链的有关组分等。藻胆素为蓝

49、细菌所特有的一种辅助色素（缺N素，充当N源贮藏物使用）。藻胆素与蛋白质结合成藻胆蛋白，聚集在类囊体外表面形成颗粒状藻胆蛋白体。（2）藻胆蛋白：含有三种色素，即两种蓝色素（异藻蓝素和藻蓝素）和一种红色素。含有叶绿素a和藻蓝素，故呈蓝绿色；受N素缺乏，藻蓝素被降解，故呈绿色；含有藻红素，故呈红色。蓝细菌的藻蓝素和藻红素比例受环境的影响。在蓝和绿光下，藻红素占优势；而在红光下主要是藻蓝素，这样保证了蓝细菌能在不同的环境条件下有效地利用光能。蓝细菌是光合微生物，进行光能无机营养。3.细胞质：含有拔酶体、汽 泡（使菌体漂浮）、特有的蓝细菌颗粒（能量贮备物）。N源贮备物贮存在异形胞中。4.异 形 胞（其他

50、细菌没有）：一部分丝状蓝细菌中所特有，圆形，厚壁，折光率高。内含蓝细菌颗粒。（1）位置：丝状体中间或末端，是固N的唯一场所。（2）功能：与邻接营养细胞通过胞间连丝互相进行物质交流。（3）藻胆素含量低，厚壁中含有大量糖脂，可降低氧气扩散进入。这些特性，为对氧敏感的固氮酶创造一个厌氧固氮场所。现已查明，各种形成异形胞的蓝细菌都有固氮能力。三、蓝细菌的繁殖：无性方式繁殖细胞分裂繁殖。1.单细胞种类：二分裂或多分裂。2.大多数丝状蓝细菌的细胞分裂是单平面的；而分枝的丝状蓝细菌进行多平面方向的分裂。3.一些有异形胞的丝状蓝细菌形成静息抱子：也是特化细胞，厚壁、色深、着生在丝状体的中间或末端，具有抗干旱或