1.3.6细菌细胞壁以外的构造 ——— 糖被( glycocalyx)
包被于某些细菌细胞壁外的一层厚度不定的胶状物质。
糖被按其有无固定层次、层次厚薄又可细分为荚膜( capsule或
macrocapsule,大荚膜)、微荚膜 (microcapsule)、粘液层 (slime
layer)和菌胶团 (zoogloea)。
荚膜
粘液层
菌胶团
荚膜的观察
特殊染色
荧光显微镜下的荚膜 负染色
荚膜的生理功能
1、荚膜富含水分,可保护细胞免于干燥;
2、能抵御吞噬细胞的吞噬;
3、为主要表面抗原( K抗原),是有些病原菌的毒力因子;
4、能保护菌体免受噬菌体和其他物质(溶菌酶和补体)
的侵害;
5、是某些病原菌必须的粘附因子;
6、贮藏养料,是细胞外碳源和能源的储备物质
荚膜与生产实践的关系
应用:荚膜也可以成为有价值的材料 。 如,Leucomostoc
mesenteroides 的葡聚糖荚膜已用于生产代血浆的主
要成分 —— 右旋糖酐和葡聚糖凝胶制剂;从野菜黄单
胞菌 ( Xanthomonas campestris) 荚膜提取黄原胶,
它是优良的食品添加剂, 又是石油开采中优良的压浆
剂;用产菌胶团的菌进行污水处理等;通过荚膜的血
清学反应进行细菌鉴定 ( 荚膜膨胀试验 ) 。
危害:食品变质发粘;增强致病力;造成严重龋齿等 。
荚膜与菌落形态
光滑( Smooth,S-)型菌落 —— 产荚膜的细菌在固体培
养基上形成的菌落表面湿润、有光泽、呈粘液状,称
S-型菌落。
粗糙( Rough,R-)型菌落 —— 不产荚膜的细菌形成的菌
落表面干燥、粗糙、称 R-型菌落。
荚膜的形成条件
( 1)荚膜的形成是微生物的遗传特征之一,是, 种,
的特征。但不是细菌的必要结构,失去荚膜的菌株照样能
够生活。
(2)荚膜的形成与组成明显受培养基成分和培养条
件的影响(与环境密切相关)。
如肠膜明串珠菌 (Leuconosto mesenterondes)以蔗糖为
碳源时合成葡聚糖成分的荚膜 。
1.3.7 细菌细胞壁以外的构造 ——— 鞭毛 (flagellum,复 flagella)
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, 运动器官, 。
鞭毛的长度,
一般为 15— 20 μm,最长可达 70 μm 。
鞭毛的直径:为 0.01— 0.02 μm,
鞭毛的观察,
1)从固体培养基上的菌落形态判断
2)光学显微镜(悬滴法)
3)光学显微镜 特殊鞭毛染色
4)电镜
5)半固体穿刺培养
鞭毛的有无和着生方式具有十分重要的分类学意义
单端鞭毛
端生丛毛 两端



周生鞭毛
鞭毛的着生方式
鞭毛的结构
由鞭毛丝.鞭毛钩.基体三部分组成,
鞭毛丝,中空螺旋状、丝状结构,
球蛋白亚基螺旋排列。
鞭毛钩,又称钩形鞘,是连接鞭毛
丝和基体的一个弯曲筒状部分,蛋
白质亚基组成。
G–菌,L环,P环,S环,M环
G+菌,S环,M环
基体,由若干个盘状物即环组成。
革兰氏阴性菌的鞭毛构造
革兰氏阴性菌的鞭毛构造 革兰氏阳性菌的鞭毛构造
鞭毛的生长方式是在其顶部延伸
(三)细胞的结构
7、细菌 细胞壁以外的构造 ——— 鞭毛 (flagellum,复 flagella)
3)鞭毛的结构及其运动机制 (参见 P59)
鞭毛蛋白,3万- 6万 Dolton,不同
种由不同球蛋白分子亚基构成,有
些含多糖、类脂等,为极好抗原。
鞭毛运动与细菌的趋避性运动
细菌以推进方式做直线运动,
以翻腾形式做短促转向运动。
CW:顺时针 CCW:逆时针
细菌趋避性运动
化学趋避性运动
氧趋避性运动
光趋避性运动
鞭毛的功能是运动,这是原核生物实现其趋性( taxis)即趋向
性的最有效方式。
化学趋避运动或趋化作用( chemotaxis):细菌对某化学物质敏
感,通过运动聚集于该物质的高浓度区域或低浓度区域。
光趋避运动或趋光性( phototaxis):有的细菌能区别不同波长的
光而集中在一定波长光区内。
趋磁运动或趋磁性( magnetotaxis),趋磁细菌根据磁场方向进行
分布。
1,3,7细菌细胞壁以外的构造 ——— 菌毛 (fimbria,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
属物,具有使菌体附着于物体表面的功能。
每个细菌约有 250~ 300条菌毛。
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
它们牢固地粘附于宿主的呼吸
道、消化道、泌尿生殖道等的
粘膜上,进一步定植和致病。
1.3.9、细菌细胞壁以外的构造 ———性毛 (pili,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。
性毛一般见于革兰氏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 RNA噬菌
体的特异性吸附受体。
1.4细菌的繁殖与菌体形态
一般为无性繁殖, 二分裂法 。
? 同形裂殖:裂殖后形成的子细
胞大小相等 。
? 异形裂殖:分裂产生两个大小
不等的子细胞 。
细菌分裂过程,
? ① 菌体伸长, 核质体分裂
? ② 形成横隔壁
? ③ 子细胞分离
☆ 少数有菌毛的菌可进行有性繁殖
无性繁殖
有性繁殖 方式
1.4.1细菌的繁殖 1.4.1细菌的繁殖
细菌的裂殖过程
1.4.2 细菌的群体形态
▲ 固体培养时的群体形态,
①菌落( colony)
② 单菌落( clone)
③ 菌苔 (lawn)
平板培养的
群体形态
▲ 液体培养时的群体形态
( 1)种类,
斜面群体形态
不同的微生物种类,其菌落特征不同。同一种菌在
不同培养条件下菌落特征也不尽相同。 菌落的特征 包括,
(2)菌落形态
1、大小
2、颜色
3、透明度
4、表面状态
5、质地
6、边缘形态
7、隆起形状
(正面观)
(3)影响菌落形态的因素
各种微生物在一定条件下形成的菌落,其形态特征有一定
的稳定性和专一性,因而可以作为识别、鉴定菌种的一个
依据,但也受某些因素的影响,观察时应加以注意。
1、邻近菌落
2、培养时间
3、培养基成分
4、培养温度
细菌菌落的特征 一般都较小,菌落与培养基结合不紧
密,用接种针容易挑起,多数表面较
光滑、湿润、较粘稠,易挑取,质地
均匀,色泽多样。
1.5 工业上重要细菌的形态、特性及其应用
1.5.1.革兰氏阴性无芽孢杆菌
( 1) 大肠埃希氏菌 (Escherichia coli)
大肠埃希氏杆菌,简称为大肠杆菌,是最为著名的原核生物。
形态,
短杆或长杆状,0.5~ 1.0× 1.0~ 3.0 um,革兰氏阴性,运动
(周毛 )或不运动,无芽孢,一般无荚膜。菌落呈白色至黄白
色,扩展,光滑,闪光。
Escherich属菌株和大多数大肠杆菌是无害,但也有些大肠杆
菌是致病的,会引起腹泻和尿路感染。
O-157(肠胃出血性大肠杆菌)本身对人无害,获得新基因产
生溶血菌素破坏人体的红血球、血小板和肾脏组织。
有鞭毛的大肠杆菌的菌体在医学上称, O抗原,,根据其性质
不同,可将所有大肠杆菌分为 173类,O-157即指编号为 157的
大肠杆菌 O抗原。
大肠杆菌的名声主要因它易于在实验室操作、生长迅速,而
且营养要求低。
应用,
大肠杆菌能作为宿主供大量的细菌病毒生长繁殖
大肠杆菌也是最早用作基因工程的宿主菌
工业上生产谷氨酸脱羧酶、天冬酰胺酶和制备天冬氨酸、苏
氨酸及缬氨酸等
大肠杆菌也是食品业和饮用水卫生检验的指示菌
( 2) 醋酸杆菌 ( Acetobacter)
菌体从椭圆至杆状,单个、成对或成链,革兰氏阴性,运动
(周毛)或不运动,不生芽孢。
好气
含糖、乙醇和酵母膏
的培养基上生长良好
有机酸 (食醋等)
葡萄糖异构酶 (高果糖浆 )
山梨糖 (维 C中间体)
( 3) 假单胞菌 ( Pseudomonas)
革兰氏阴性,直或微弯杆菌,单个,卵圆到短杆,有的长杆,
大多数为 0.5~ 1.0× 1.5~ 4μm,无芽孢,极生鞭毛运动(单毛
或丛毛),有少数种不运动。
菌苔不明显呈色,可产生水溶性色素。
氧化性而非发酵性异养菌
(氧化葡萄糖,分解蛋白质和利用
无机氮)
好氧菌
应用:维 C,抗生素,酶及酶抑制
剂、有机酸
从石油产品制造产品(水杨酸等)
消除环境污染(处理石油废水,含
酚、氰和化学农药的污水等 )
1.5.2.革兰氏阳性无芽孢杆菌
(1)短杆菌 ( Brevibacterium)
短而直的杆菌
革兰氏阳性
大多数不运动(运动种具有周毛或极毛)
无芽孢
黄色短杆菌
乳糖发酵短杆菌 发酵生产各种氨基酸
产氨短杆菌 发酵生产核苷酸类产物( ATP、IMP,NAD、辅酶,FAD等)
( 2) 棒状杆菌 ( Corynebacterium)
革兰氏阳性
直杆菌(一端膨大的棒状)
折断分裂(成八字形排列或栅状排列)
大多数种不运动
多数好氧
谷氨酸棒状杆菌
北京棒状杆菌 味精生产中使用的主要菌种
( 3) 乳酸杆菌 ( Lactobacillus)
革兰氏阳性
长丝(单个或成链)
无芽孢
多数不运动
微好氧菌
葡萄糖
同型发酵 乳酸
异型发酵 乳酸
乙醇
EMP途径
(丙酮酸还原)
磷酸解酮酶途径( PK)
EMP:磷酸甘油醛生成乳酸
HMP:乙酰磷酸还原成乙醇
德氏乳酸杆菌 工业乳酸
德氏乳杆菌保加利亚亚种
嗜酸乳杆菌
干酪乳杆菌
酸奶
干酪
( 4) 双歧杆菌 ( Bifidobacterium)
菌体细胞呈现多形态
革兰氏阳性
不形成芽孢
不运动
不抗酸
厌氧菌
葡萄糖 双歧途径 乳酸
乙醇
活性双歧杆菌的乳制品或微生态制剂
( 5) 丙酸杆菌 ( Propionibacterium)
革兰氏阳性
无芽孢
不运动
细胞呈多形态
薛氏丙酸杆菌
傅氏丙酸杆菌
丙酸
维生素 B12
3.革兰氏阳性芽孢杆菌
( 1)枯草 芽孢杆菌 ( Bacillus subtilis)
直状、近直状的杆菌
周生或侧生鞭毛
革兰氏阳性,无荚膜
芽孢 0.5× 1.5?1.8?m,中生或近中生
枯草芽孢杆菌是工业发
酵的重要菌种之一。
生产淀粉酶、蛋白酶、
5’-核苷酸酶、某些氨
基酸及核苷。
( 2) 芽孢梭菌 ( Clostridium)
细胞杆状,有芽孢 (芽孢大于菌体宽 )
以周毛运动或不运动
革兰氏阳性,少数为阴性或不定
专性厌氧菌
丙酮丁醇芽孢梭菌
丁酸梭状芽孢杆菌
工业生产丙酮丁醇
丁酸或己酸
4.革兰氏阳性球菌
链球菌 ( Streptococcus)
细胞球状或卵球状,排列成链或成对
不运动,少数肠球菌运动
革兰氏阳性
无芽孢
厌氧菌
乳链球菌 乳链球菌肽( Nisin) 乳酸菌素( lactolin) 天然食品防腐剂
嗜热链球菌
(与保加利亚乳杆菌混合 ) 酸牛乳和干酪生产的发酵剂
微球菌 ( Micrococcus),明串珠菌 ( Leuconostoc) 自学