第一章細菌的形態(tài)和結(jié)構(gòu)細菌分類細菌的分層結(jié)構(gòu)細菌的繁殖細菌是大家比較熟悉的名字，因為有很多疾病是它們引起的，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人類有害；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)細菌是和人類和平共處的，對人類不僅無害而且有益，能給人類帶來很大好處。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)殺蟲劑，利用產(chǎn)甲烷菌生產(chǎn)沼氣，以及借助細菌來冶煉金屬、凈化污水、制作使莊稼增產(chǎn)的細菌肥料等。細菌的外形與大小細菌：單細胞不分枝的原核微生物。細菌細胞微小而透明，通常用適當(dāng)染料染色后顯微鏡觀察圖1-1常見的三種細菌典型形態(tài)A.球菌B.桿菌C.弧菌球菌

球菌就是球形的細菌，它是這類細菌的總稱，細胞呈球形或橢圓形。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弧菌

弧菌細胞呈弧形，其中若菌體多于一個彎曲，其程度超過一圈，又稱為螺旋菌。直徑在0.5～5um，長度不等。

弧菌螺旋菌

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

圖1-3細菌的結(jié)構(gòu)（－）細胞壁1.功能細胞壁位于菌體外表面，較堅韌而富有彈性。其功能主要有：①固定細胞外形；②保護細胞免受外力的損傷；③阻攔大分子物質(zhì)進人細胞；④協(xié)助鞭毛運動；⑤使細胞具有致病性及對噬菌體的敏感性。

2．革蘭氏染色

細胞壁在細菌分類鑒別中有著十分重要的地位。在細菌染色中有一種常用的染色方法稱為革蘭氏染色，所有的細菌通過革蘭氏染色被區(qū)分為兩類革蘭氏陽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，細菌呈現(xiàn)第一次染色的效果紫色，稱陽性反應(yīng)（G+），這一類細菌稱革蘭氏陽性菌；另一種情況，細菌呈現(xiàn)第二次染色的效果紅色；稱陰性反應(yīng)（G-），這類細菌稱革蘭氏陰性菌。

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

革蘭氏染色法G+菌細胞壁G-菌細胞壁G-菌細胞壁結(jié)構(gòu)圖解

G一細菌的細胞壁結(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。某些細菌的脂多糖是毒素的主要成分。在第一次染色時，細菌吸附染料分子顯示紫色，當(dāng)用95%乙醇處理時，部分細胞壁中的脂類物質(zhì)被溶解，細胞壁出現(xiàn)孔洞，細胞內(nèi)的染料分子被析出，細菌呈無色透明，第二次染色時又吸附新的顏色呈紅色。最終顯示為G-。

在微生物實驗中我們會學(xué)到具體的操作方法，這是細菌染色一種十分常用的技術(shù)。是我們必須掌握的知識。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

呈現(xiàn)第二次染色的效果紅色；稱革蘭氏陰性菌（紅陰G-）細菌呈現(xiàn)第一次染色的效果紫色，革蘭氏陽性菌（紫陽G＋）；細胞內(nèi)含物1．氣泡（水生細菌）提問：功能？相當(dāng)于魚的魚漂2．異染顆粒藍色侵染呈紫紅色。化學(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)型硫細菌，貯存的能源物質(zhì)，

通常，一種細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胞核。細菌的核質(zhì)體是一個大型環(huán)狀的雙鏈DNA分子，長度0．25mm~3mm，為細菌遺傳物質(zhì)，卷曲折疊于核區(qū)。核區(qū)沒有外膜（這是原核生物與真核生物一個主要的區(qū)別之處）核質(zhì)體真核生物細胞細胞核核質(zhì)體核膜莢膜

是某些細菌在新陳代謝過程中形成的，分泌于細胞壁外的粘液狀物質(zhì)。多出現(xiàn)在“中老年細菌”外圍功能？①儲備糧；②生物吸附—菌膠團—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。

形成菌膠團的典型細菌為動膠菌屬的細菌。［菌膠團＋吸附物（物質(zhì)、其他微生物）＝活性污泥］形成菌膠團的生物作用？——群體合作、阻擋原生動物的吞噬往往長度超過菌體若干倍，但直徑很細。鞭毛鞭毛的著生方式和數(shù)目是細菌分類鑒定的重要指標(biāo)。提問：功能？細菌藉鞭毛趨避運動—化學(xué)成分主要是？蛋白質(zhì)雞毛撣子的作用提問：功能？主要與吸附營養(yǎng)物、有性生殖有關(guān)或稱性絲，每一個有性細菌有1根～4根，參與細菌有性生殖時細菌間傳遞遺傳物質(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

某些細菌當(dāng)環(huán)境惡劣時，細胞質(zhì)濃縮凝集，逐步形成一個圓形、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，能夠阻止各類化學(xué)物質(zhì)包括殺菌劑的進入；由蛋白質(zhì)、脂類和糖組成類似于“蠶結(jié)繭變蛹”繭殼蛹殼多層作用—使芽孢對高溫、干燥、輻射、酸、堿和有機溶劑等殺菌因子具有極強抵抗能力芽孢“復(fù)蘇”—合適的環(huán)境中，恢復(fù)普通的細胞結(jié)構(gòu)，失去各類抵抗功能。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、大小及其在細胞內(nèi)的位置（如圖），是細菌種的特征，在分類鑒定上有一定意義。結(jié)構(gòu)致密，染料不能滲入，不著色能形成芽孢的細菌種類不多，最主要的是芽孢桿菌屬（Bacillus）和梭菌屬（Cletridium），它們都是革蘭氏陽性菌。很多都是強致病菌，如肉毒梭菌、破傷風(fēng)梭菌，有些形成的芽孢膨大，寬度明顯超過菌體。含芽孢的梭菌

芽孢寬度超過菌體，使細胞呈梭狀炭疽芽孢桿菌…..生物恐怖主義者為什么會看中這種細菌呢？首先因為炭疽是一種嚴重的疾病，分布又非常廣泛。…...還因為它幾乎是一種永不死亡的細菌，-----它們能夠形成芽孢，因而很不容易死亡。在環(huán)境惡劣的時候，細菌內(nèi)部會有一小部分濃縮起來，在這一部分周圍形成幾層堅硬的殼。里面的生命活動變得非常緩慢，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，殼里面的部分會像“發(fā)芽”一樣長出來。2．形成過程產(chǎn)芽孢菌通常在養(yǎng)料耗盡時停止生長形成芽孢，他有這樣幾個過程芽孢的形成對于產(chǎn)芽孢菌度過困境有著極為重要的意義，芽孢可在普通條件下保存幾年甚至幾十年都依然可以復(fù)活。在實驗室進行滅菌處理時，由于芽孢最難殺死，滅菌手段主要考慮的是殺滅芽孢；芽孢菌普遍存在于處理各類有毒廢水中，并對水質(zhì)凈化起著十分重要的作用。（一）無性生殖細菌的繁殖方式很多，主要是以無性的二分裂繁殖第三節(jié)細菌的繁殖形成橫隔，尚未分裂的球菌大腸桿菌(二)有性生殖研究表明各類細菌普遍具有有性生殖能力

雌雄性菌毛1．質(zhì)粒復(fù)制轉(zhuǎn)移細菌等原核生物質(zhì)粒染色體2．部分染色體復(fù)制轉(zhuǎn)移極少數(shù)個體可以進行，大約只占0.1~1%。但這卻有著十分重要的生物學(xué)意義。提問：有性生殖意義何在呢？種內(nèi)進化、種間合作共生特有的抗性基因可以傳遞給另一些種類的細菌；（三）菌落定義——固體培養(yǎng)基上的各種菌類的“村落”。固體培養(yǎng)基——固體狀態(tài)的培養(yǎng)細菌的基質(zhì)有的是天然物質(zhì)，如土豆、饅頭及其他各種固體食物，微生物學(xué)研究中多使用人工制作的固體瓊脂培養(yǎng)基。

向“營養(yǎng)湯”中加入瓊脂(約2％)加熱到100℃，然后再冷卻就制成了人工固體培養(yǎng)基。常用的固體培養(yǎng)基容器稱為培養(yǎng)皿。培養(yǎng)皿通常稱平板細菌在培養(yǎng)基上生長，會形成各種顏色和外觀的菌落。純化的菌落是菌種鑒定、通過誘變技術(shù)或基因工程改良的前提。單菌落（純菌落）菌落形態(tài)菌落的特征主要由各種微生物特殊的遺傳特性決定，同時也與培養(yǎng)基成分及培養(yǎng)條件有關(guān)當(dāng)固定培養(yǎng)基成分及培養(yǎng)條件相同時，不同種類微生物形成的菌落特征是固定的，可作為微生物鑒定的重要依據(jù)。菌落描述a.隆起特征描述b.邊緣特征描述c.表面特征描述沒有鞭毛不運動的細菌，特別是球菌，常形成較小、較厚、邊緣較整齊的菌落；有鞭毛的細菌則較大而扁平，邊緣波狀、鋸齒狀等；有莢膜的細菌菌落較大并且表面光滑，而沒有莢膜的則表面較粗糙；具有芽孢的細菌菌落表面常有褶皺并且不透明。細菌菌落具有一些共同的特征：小、濕潤、粘稠、與基質(zhì)結(jié)合松散，易被剝離，質(zhì)地均勻，各部位顏色一致。但不同的細菌菌落也具有自己特有的特征。霉菌（真菌）菌落啤酒紅酵母菌（真菌）菌落提問：在液體中群體細菌的生存會有哪些形式？隨密度不同或者在液體培養(yǎng)基表面形成膜（輕）使培養(yǎng)液混濁（中）或產(chǎn)生絮狀沉淀（粘重，如菌膠團、活性污泥）。大家如果去過東城黃河水體紀念碑，那里每一個水缸里都有一些白色懸浮在水中的絮狀物，就是由于黃河水體中的某些細菌以及水生霉菌滋生的結(jié)果。復(fù)習(xí)思考題1．以形狀區(qū)分細菌，可以分為哪幾類？2．簡單說明