第三章 重要的微生物种类(3)

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。
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。
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 同型发酵 葡萄糖 异型发酵
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 µ m，最长可达70 µ m 。 鞭毛的直径：为0.01—0.02 µ m. 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
（5）丙酸杆菌（Propionibacterium）
革兰氏阳性 无芽孢 不运动 细胞呈多形态
3.革兰氏阳性芽孢杆菌
薛氏丙酸杆菌 傅氏丙酸杆菌
丙酸 维生素B12
（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0.5×1.51.8m,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。
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
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。
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)。
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
化学趋避性运动
细菌趋避性运动 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
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。
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 。•
粘液层
荚膜
菌胶团
荚膜的观察
荧光显微镜下的荚膜
负染色
特殊染色
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
单端鞭毛 鞭毛的着生方式
端生丛毛
两 端 生 鞭 毛 周生鞭毛
鞭毛的有无和着生方式具有十分重要的分类学意义
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。
基体：由若干个盘状物即环组成。
G–菌：L环、P环、S环、M环 G+菌：S环，M环
革兰氏阴性菌的鞭毛构造
革兰氏阳性菌的鞭毛构造
革兰氏阴性菌的鞭毛构造
鞭毛的生长方式是在其顶部延伸
（三）细胞的结构
7、细菌ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ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。
☆少数有菌毛的菌可进行有性繁殖
细菌的裂殖过程
1.4.2 细菌的群体形态
（1）种类：
▲固体培养时的群体形态：
①菌落（colony) ②单菌落（clone) ③菌苔(lawn)
斜面群体形态
平板培养的 群体形态
▲液体培养时的群体形态
（２）菌落形态
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： 1、大小
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
乳链球菌 乳链球菌肽（Nisin） 天然食品防腐剂 乳酸菌素（lactolin） 酸牛乳和干酪生产的发酵剂
嗜热链球菌 (与保加利亚乳杆菌混合)
微球菌（Micrococcus）、明串珠菌（Leuconostoc） 自学
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。
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
1.4.1细菌的繁殖
方式
无性繁殖
有性繁殖
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
乳酸
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 德氏乳杆菌保加利亚亚种 嗜酸乳杆菌 干酪乳杆菌
工业乳酸
酸奶 干酪
（4）双歧杆菌（Bifidobacterium） 菌体细胞呈现多形态 葡萄糖 双歧途径 乳酸 革兰氏阳性 乙醇 不形成芽孢 不运动 活性双歧杆菌的乳制品或微生态制剂 不抗酸 厌氧菌