细 菌 细 胞 的 特 殊 构 造 芽 孢 糖 被 荚 膜 鞭 毛
5 芽 孢 孢 囊 和 粘 液 孢 子 (endospore cyst and myxospore) 某 些 细 菌 在 其 生 长 发 育 后 期, 在 细 胞 内 形 成 一 个 圆 形 或 椭 圆 形 厚 壁 含 水 量 极 低 抗 逆 性 极 强 的 休 眠 体, 称 为 芽 孢 (endospore 或 spore) vegetative cell sporulating cell
(1) 芽 孢 的 特 点 (features of spore) 一 个 营 养 细 胞 形 成 一 个 芽 孢, 所 以, 芽 孢 并 不 是 一 种 繁 殖 体, 而 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 芽 孢 是 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 常 规 加 压 蒸 汽 灭 菌 的 条 件 :121,15 min 115,30 min
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
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
(2) 芽 孢 的 形 成 和 萌 发 (spore formation and germination )
(3) 芽 孢 的 抗 性 机 制 渗 透 调 节 皮 层 膨 胀 学 说 (the resistance of spore) 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 囊 exosporium 芽 孢 衣 Spore coat 皮 层 Cortex 核 心 Central core 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 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, 因 此, 具 极 强 的 耐 热 性
(4) 伴 孢 晶 体 (parasporal crystal) 少 数 芽 孢 杆 菌, 例 如 苏 云 金 芽 孢 杆 菌 (Bacillus thuringiensis) 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 性 蛋 白 晶 体 δ 内 毒 素, 称 为 伴 孢 晶 体 伴 孢 晶 体 不 溶 于 水, 对 蛋 白 酶 类 不 敏 感 ; 容 易 溶 于 碱 性 溶 剂 对 200 多 种 昆 虫 尤 其 是 鳞 翅 目 的 幼 虫 有 毒 杀 作 用 细 菌 杀 虫 剂
伴 孢 晶 体 鳞 翅 目 幼 虫 口 服 伴 孢 晶 体 在 肠 道 迅 速 溶 解 ( 中 肠 ph 为 9.0-10.5) 吸 附 于 上 皮 细 胞, 引 起 渗 透 性 丧 失, 肠 道 穿 孔 肠 道 中 的 碱 性 溶 液 进 入 血 液,pH 升 高, 昆 虫 全 身 麻 痹 而 死 亡
(5) 孢 囊 和 粘 液 孢 子 (cyst and myxospore) 孢 囊 (cyst) 棕 色 固 氮 菌 (Azotobacter vinelandii) 粘 液 孢 子 (myxospore) 粘 细 菌 (myxobacteria)
6 糖 被 (glycocalyx) 概 念 : 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 (slimelayer) 菌 胶 团 (zoogloea)
粘 液 层 (slimelayer) 荚 膜 (capsule) 菌 胶 团 (zoogloea)
荚 膜 的 功 能 为 : 1 保 护 作 用 2 贮 藏 养 料, 以 备 营 养 缺 乏 时 重 新 利 用 3 作 为 透 性 屏 障 或 ( 和 ) 离 子 交 换 系 统, 可 保 护 细 菌 免 受 重 金 属 离 子 的 毒 害 4 表 面 附 着 作 用 5 细 菌 间 的 信 息 识 别 作 用 6 堆 积 代 谢 废 物
特 点 : (1) 荚 膜 的 主 要 成 分 是 多 糖 多 肽 或 蛋 白 质 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
(2) 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
(3) 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
(4) 细 菌 糖 被 与 人 类 的 科 学 研 究 和 生 产 实 践 有 密 切 的 关 系
7 鞭 毛 (flagellum,flagella) 鞭 毛 长 度 :15~20μm; 直 径 :0.01~0.02μm 概 念 : 某 些 细 菌 细 胞 表 面 着 生 的 一 至 数 十 鞭 毛 的 有 无 和 着 生 方 式 具 有 十 分 重 要 的 分 类 学 意 义 条 长 丝 状 螺 旋 形 的 附 属, 具 有 推 动 细 菌 运 动 功 能, 为 细 菌 的 运 动 器 官
four basic types of flagella arrangements 单 端 鞭 毛 monotrichous 两 端 生 鞭 毛 amphitrichous 端 生 丛 毛 lophotrichous 周 生 鞭 毛 peritrichous
(1) 证 明 细 菌 鞭 毛 存 在 的 方 法 (methods to prove the existence of flagella ) 电 子 显 微 镜 直 接 观 察 光 学 显 微 镜 下 观 察 : 鞭 毛 染 色 和 暗 视 野 显 微 镜 根 据 培 养 特 征 判 断 : 半 固 体 穿 刺 菌 落 ( 菌 苔 ) 形 态
(2) 鞭 毛 的 结 构 (structure of flagella) 原 核 生 物 的 鞭 毛 有 共 同 构 造 : 基 体 (basal body) 钩 形 鞘 (hook) 鞭 毛 丝 (filament) 3 部 分 组 成
革 兰 氏 阴 性 细 菌 的 鞭 毛 the flagellum of a Gram-negative bacterium
G + 和 G - 细 菌 的 鞭 毛 构 造 稍 有 区 别 G + 和 G - 细 菌 鞭 毛 结 构 比 较 structure comparison of G + and G - flagella
(3) 鞭 毛 的 生 长 (growth of flagella) 鞭 毛 的 生 长 方 式 是 在 其 顶 部 延 伸
(4) 细 菌 运 动 的 速 度 和 方 式 (mode and speed of bacteria moving) 一 般 速 度 在 每 秒 20~80μm 范 围, 以 推 进 方 式 做 直 线 运 动, 以 翻 腾 形 式 做 短 促 转 向 运 动 最 高 可 达 每 秒 100μm( 每 分 钟 达 到 3000 倍 体 长 ), 超 过 了 陆 上 跑 得 最 快 的 动 物 猎 豹 的 速 度 ( 每 分 钟 1500 倍 体 长 或 每 小 时 110 公 里 )
(5) 细 菌 的 趋 避 运 动 (taxis of bacteria) 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 生 物 体 对 其 环 境 中 的 不 同 物 理 化 学 或 生 物 因 子 作 有 方 向 性 的 应 答 运 动 称 为 趋 性 按 环 境 因 子 的 梯 度, 分 为 正 趋 性 和 负 趋 性 ; 按 环 境 因 子 的 性 质, 分 为 趋 化 作 用 (chemotaxis), 趋 光 性 (phototaxis), 趋 磁 性 (magnetotaxis) 等
8 菌 毛 (fimbria,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
9 性 毛 ( pilus, pili) 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 中, 其 功 能 是 向 雌 性 菌 株 传 递 遗 传 物 质 有 的 性 毛 还 是 RNA 噬 菌 体 的 特 异 性 吸 附 受 体
四 细 菌 的 繁 殖 (Multiplication) 细 菌 的 繁 殖 方 式 主 要 为 裂 殖 (fission), 即 一 个 细 胞 通 过 分 裂 而 形 成 两 个 子 细 胞 的 过 程 此 外, 少 数 种 类 进 行 芽 殖 (budding), 是 指 在 母 细 胞 表 面 先 形 成 一 个 突 起, 长 大 到 与 母 细 胞 相 仿 后 再 分 离 并 独 立 生 活 的 繁 殖 方 式
二 分 裂 binary fission 柄 细 菌 的 不 等 二 分 裂 unequal binary fission of Caulobacter
芽 生 细 菌 的 芽 殖 budding of budding bacteria 暗 网 菌 属 的 三 分 裂 trinary fission of Pelodictyon 蛭 弧 菌 的 复 分 裂 mutiple fission of Bdellovibrio
五 细 菌 的 培 养 特 征 ( Cultural characteristics ) 细 菌 的 培 养 特 征 一 般 包 括 : 固 体 培 养 基 上 的 培 养 特 征 ; 半 固 体 培 养 基 上 的 培 养 特 征 ; 液 体 培 养 基 中 的 培 养 特 征 ; 用 于 鉴 定 细 菌, 判 定 细 菌 的 呼 吸 类 型 和 运 动 性 等
1 固 体 培 养 基 上 的 培 养 特 征 (cultural characteristics on solid medium) 菌 落 (colony): 单 个 ( 或 聚 集 在 一 起 的 一 团 ) 微 生 物 在 适 宜 的 固 体 培 养 基 表 面 或 内 部 生 长 繁 殖 到 一 定 程 度 可 以 形 成 肉 眼 可 见 的 有 一 定 形 态 结 构 的 子 细 胞 生 长 群 体 菌 落 的 大 小 形 状 颜 色 色 以 及 其 它 性 状 常 随 微 生 物 种 类 的 不 同 而 有 所 不 同
菌 落 特 征 描 述 要 点 : 大 小 形 态 颜 色 光 泽 度 透 明 度 质 地 隆 起 形 状 边 缘 特 征 及 迁 移 性 等
枯 草 芽 孢 杆 菌 Bacillus subtilis 普 通 变 形 杆 菌 Proteus vulgaris 金 黄 色 葡 萄 球 菌 Staphylococcus aures 酿 脓 链 球 菌 Streptococcus pyogenes
众 多 菌 落 连 成 一 片 菌 苔 (lawn)
2 半 固 体 培 养 基 上 的 培 养 特 征 (cultural characteristics on semisolid medium) 穿 刺 接 种 培 养 后 观 察 生 长 状 态 和 扩 散 情 况, 判 断 培 养 物 的 运 动 能 力 需 氧 情 况 等 特 性
明 胶 液 化 实 验 gelatin liquefaction test
3 液 体 培 养 基 中 的 培 养 特 征 (cultural characteristics in liquid medium) 在 液 体 培 养 中 的 表 面 生 长 情 况 ( 菌 膜 环 ) 混 浊 度 及 沉 淀 等
Chapter 2 1- 细 菌 (Bacteria) 一 形 态 (Morphology) 二 大 小 (Size) 三 细 菌 细 胞 结 构 (Cell structure) 四 细 菌 的 繁 殖 (Multiplication) 五 细 菌 的 培 养 特 征 ( Cultural characteristics )