第3章原核微生物

第3章

原核微生物細(xì)胞型非細(xì)胞型(病毒）微生物真核微生物原核微生物真細(xì)菌Bacteria古生菌Archaea原核微生物是指一類(lèi)細(xì)胞核無(wú)核膜包裹，只有核區(qū)的裸露DNA的單細(xì)胞生物，包括真細(xì)菌和古生菌兩大群。原核微生物3.1真細(xì)菌bacteria3.1.1細(xì)菌bacteria中文中細(xì)菌一詞有時(shí)泛指全部原核微生物，有時(shí)專(zhuān)指原核微生物中的真細(xì)菌，有時(shí)僅僅指真細(xì)菌中一部分微生物。他們外形與結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單，廣泛存在于環(huán)境中，與人類(lèi)活動(dòng)關(guān)系密切。本節(jié)“細(xì)菌”是針對(duì)最后一類(lèi)細(xì)菌作介紹。球狀桿狀螺旋狀基本形態(tài)一、細(xì)菌的形態(tài)細(xì)菌的掃描電鏡照片(a)表皮葡萄球菌；(b)大腸桿菌；(c)桿菌鏈；(d)問(wèn)號(hào)狀鉤端螺旋體資料來(lái)源：文相華等譯，環(huán)境生物技術(shù)原理與應(yīng)用影像a，b，c由ShirleOwens制作，影像d取自Bergey微生物系統(tǒng)學(xué)手冊(cè)第一卷(1984)。細(xì)菌的形態(tài)：球狀、桿狀、螺旋狀

掃描電鏡照片1、球狀細(xì)胞呈球形或橢圓形，不同種球菌在細(xì)胞分裂時(shí)會(huì)形成不同的空間排列方式，常被作為分類(lèi)依據(jù)雙球菌如腦膜炎雙球菌鏈球菌乳鏈球菌四聯(lián)球菌四聯(lián)微球菌八疊球菌甲烷八疊球菌葡萄球菌金黃色葡萄球菌革蘭氏染色厭氧消化鏈球菌a雙球菌 b四疊球菌c葡萄球菌 細(xì)胞呈桿狀或圓柱形,粗細(xì)較穩(wěn)定,長(zhǎng)度因菌齡等條件不同可有較大變化2、桿狀雙桿菌鏈桿菌球桿菌單干菌地衣芽孢桿菌枯草芽孢桿菌銅綠假單胞菌（綠膿桿菌）放線(xiàn)桿菌結(jié)核分枝桿菌破傷風(fēng)梭菌弧菌螺旋菌螺旋體菌3、螺旋弧菌：菌體只有一個(gè)彎曲，其程度不足一圈，形似“C”字或逗號(hào)，鞭毛偏端生。蛭弧菌霍亂弧菌弧狀菌菌體回轉(zhuǎn)如螺旋，螺旋數(shù)目和螺距大小因種而異。鞭毛二端生細(xì)胞壁堅(jiān)韌，菌體較硬。螺旋菌spiroplasma各種菌個(gè)體形態(tài)匯總還有一些并不多見(jiàn)的特殊形態(tài)大小與重量細(xì)菌的大小測(cè)量單位是um大小的測(cè)量方法顯微鏡測(cè)微尺顯微照相后根據(jù)放大倍數(shù)進(jìn)行測(cè)算由于細(xì)菌細(xì)胞微小又透明，一般先要經(jīng)過(guò)染色才能作顯微觀(guān)察革蘭氏染色法細(xì)菌染色鑒別染色法簡(jiǎn)單染色法負(fù)染色：正染色死菌活菌抗酸性染色法芽孢染色法姬姆薩染色法莢膜染色法用美藍(lán)或TTC等作活菌染色二、染色三、細(xì)菌細(xì)胞的一般結(jié)構(gòu)與功能一般細(xì)菌都有的構(gòu)造一般結(jié)構(gòu)特殊結(jié)構(gòu)部分細(xì)菌具有的或一般細(xì)菌在特殊環(huán)境下才有的結(jié)構(gòu)

細(xì)胞壁（cellwall）是位于細(xì)胞表面，內(nèi)側(cè)緊貼細(xì)胞膜的一層較為堅(jiān)韌，略具彈性的細(xì)胞結(jié)構(gòu)。約占干重的10－25%

不同細(xì)菌細(xì)胞壁的化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)不同，通過(guò)革蘭氏染色法可將所有的細(xì)菌分為革蘭氏陽(yáng)性（G+）和革蘭氏陰性（G-）。

一般結(jié)構(gòu)1、細(xì)胞壁(cellwall)◆用堿性染料結(jié)晶紫對(duì)菌液涂片進(jìn)行初染◆用碘溶液進(jìn)行媒染，其作用是提高染料和細(xì)胞間的相互作用從而使二者結(jié)合得更牢固?！粲靡掖蓟虮獩_洗進(jìn)行脫色。在經(jīng)歷脫色后仍將結(jié)晶紫保留在細(xì)胞內(nèi)的為革蘭氏陽(yáng)性細(xì)菌，而革蘭氏陰性細(xì)菌的結(jié)晶紫被洗掉，細(xì)胞呈無(wú)色?！粲靡环N與結(jié)晶紫具有不同顏色的堿性染料對(duì)涂片進(jìn)行復(fù)染。例如沙黃，它使原來(lái)無(wú)色的革蘭氏陰性細(xì)菌最后呈現(xiàn)桃紅到紅色，而革蘭氏陽(yáng)性細(xì)菌繼續(xù)保持深紫色革蘭氏染色C.Gram（革蘭）于1884年發(fā)明的一種鑒別不同類(lèi)型細(xì)菌的染色方法。電鏡觀(guān)察、細(xì)胞壁化學(xué)結(jié)構(gòu)分析表明革蘭氏陽(yáng)性菌與陰性菌的細(xì)胞壁在結(jié)構(gòu)和化學(xué)組分上有顯著差異孔蛋白脂蛋白類(lèi)脂多糖外膜間隙肽聚糖質(zhì)膜磷脂膜內(nèi)蛋白肽聚糖脂磷壁酸磷壁酸肽聚糖層壁膜間隙質(zhì)膜G+G-脂磷壁酸孔蛋白脂蛋白類(lèi)脂多糖外膜間隙肽聚糖質(zhì)膜膜內(nèi)蛋白磷脂肽聚糖磷壁酸脂磷壁酸肽聚糖質(zhì)膜間隙質(zhì)膜革蘭氏陽(yáng)性的細(xì)胞壁成分肽聚糖的化學(xué)組成溶菌酶敏感健N-乙酰葡萄胺（G）N-乙酰胞壁酸（M）肽鍵L-丙氨酸D-谷氨酸D-丙氨酸內(nèi)消旋-二氨基庚二酸G+菌細(xì)胞壁化學(xué)組成以肽聚糖(peptidoglycan)為主，占細(xì)胞壁的40-90%。這是原核微生物所特有的成份。磷壁酸又名垣酸，是大多數(shù)G+菌所特有的成分，約占細(xì)胞壁成分的10%。

革蘭氏陰性的細(xì)胞壁成分G-細(xì)胞壁的組成和結(jié)構(gòu)比G+更復(fù)雜。主要成份為：脂多糖、磷脂、脂蛋白、肽聚糖。G-有肽聚糖，僅占細(xì)胞壁干重的5-10%。肽聚糖結(jié)構(gòu)與G+相同，但短肽尾中的３號(hào)位上L-Lys往往被其他二氨酸取代外壁層是G-細(xì)菌細(xì)胞壁所特有的結(jié)構(gòu)它位于壁的最外層，化學(xué)成分為脂多糖、磷脂和若干種外蛋白。G+細(xì)菌與G-細(xì)菌細(xì)胞壁的比較古生菌的細(xì)胞壁古生菌多生存于極端環(huán)境。比如深海海底、海底火山口、高鹽高熱水體環(huán)境等。古生菌細(xì)胞壁的物質(zhì)極為多樣，有假肽聚糖、多糖、蛋白質(zhì)和糖蛋白。除熱原菌屬?zèng)]有細(xì)胞壁以外，其余都具有與真細(xì)菌功能相似的細(xì)胞壁細(xì)胞壁中含有假肽聚糖、糖蛋白或蛋白質(zhì)古生菌與真細(xì)菌的主要區(qū)別有：形態(tài)學(xué)上，古生菌中有扁平直角幾何狀的細(xì)胞，這在真細(xì)菌中沒(méi)有見(jiàn)過(guò)。中間代謝上，古生菌有獨(dú)特的輔酶，如產(chǎn)甲烷菌含有F420、F430；古生菌不像真細(xì)菌那樣多樣性。膜結(jié)構(gòu)和成分上古菌含有醚健而不是脂健基因調(diào)節(jié)機(jī)制上未發(fā)現(xiàn)過(guò)古菌有真細(xì)菌那樣的調(diào)節(jié)機(jī)制嚴(yán)格厭氧呼吸為主古生菌進(jìn)化速度慢，保留更多的原始特性16SrRNA序列與真細(xì)菌不同實(shí)驗(yàn)室或宿主體內(nèi)形成部分去除:

球狀體(G-)人工去壁缺壁突變：L型細(xì)菌基本去盡:

原生質(zhì)體(G+)在自然界長(zhǎng)期進(jìn)化中形成——枝原體缺壁細(xì)菌細(xì)胞壁缺陷細(xì)菌：L型細(xì)菌（L-formofbacteria）細(xì)菌在某些環(huán)境條件下（實(shí)驗(yàn)室或宿主體內(nèi)）通過(guò)自發(fā)突變而形成的遺傳性穩(wěn)定的細(xì)胞壁缺陷變異型。因英國(guó)李斯德（Lister）預(yù)防研究所首先發(fā)現(xiàn)而得名（1935年，念珠狀鏈桿菌Streptobacillusmoniliformis）發(fā)現(xiàn)于大腸桿菌、變形桿菌、葡萄球菌、鏈球菌、分枝桿菌和霍亂弧菌等20多種細(xì)菌中，可能與針對(duì)細(xì)胞壁的抗菌治療有關(guān)。特點(diǎn)沒(méi)有完整而堅(jiān)韌的細(xì)胞壁，細(xì)胞呈多形態(tài)；有些能通過(guò)細(xì)菌濾器，故又稱(chēng)濾過(guò)型細(xì)菌；對(duì)滲透敏感，在固體培養(yǎng)基上形成“油煎蛋”似的小菌落（直徑在0.1mm左右）；原生質(zhì)體（protoplast）人為條件下，溶菌酶處理或用含青霉素的培養(yǎng)基培養(yǎng)，抑制新生細(xì)胞壁合成而形成的、僅由一層細(xì)胞膜包裹的圓球形細(xì)胞。特點(diǎn)：對(duì)環(huán)境條件變化敏感，低滲透壓、振蕩、離心甚至通氣等都易引起其破裂；有的原生質(zhì)體具有鞭毛，能運(yùn)動(dòng)，不被相應(yīng)噬菌體所感染；在適宜條件（如高滲培養(yǎng)基）可生長(zhǎng)繁殖、形成菌落，形成芽孢?？苫謴?fù)成有細(xì)胞壁的正常結(jié)構(gòu)。比正常細(xì)胞壁的細(xì)菌更易導(dǎo)入外源遺傳物質(zhì)，是研究遺傳規(guī)律和進(jìn)行原生質(zhì)體育種的良好實(shí)驗(yàn)材料。球狀體(sphaeroplast)用上述同樣方法處理革蘭氏陰性細(xì)菌，殘留部分細(xì)胞壁（外壁層）的球形體。與原生質(zhì)體相比，它對(duì)外界具有一定的抗性，可在普通培養(yǎng)基上生長(zhǎng)。緊貼細(xì)胞壁內(nèi)側(cè)的一層由磷脂和蛋白質(zhì)組成的柔軟、富有彈性的半透性薄膜2、細(xì)胞膜細(xì)胞膜概念：合成基地三基地產(chǎn)能基地酶基地功能助鞭毛運(yùn)動(dòng)滲透，層析，主動(dòng)運(yùn)輸細(xì)胞質(zhì)膜(cytoplasmicmembrane)是緊貼在細(xì)胞壁內(nèi)側(cè)、包圍著細(xì)胞質(zhì)，柔軟、脆弱、富有彈性的半透性薄膜，厚7～8nm。主要由磷脂(占20%～30%)和蛋白質(zhì)(占50%～70%)組成。形態(tài)成份名稱(chēng)質(zhì)膜(plasmamembrane)細(xì)胞膜(cellmembrane)內(nèi)膜(innermembrane)細(xì)胞膜的化學(xué)組成與結(jié)構(gòu)模型：a.磷脂親水的極性端疏水的非極性端R-O-P-OOHO-CH2CH2-O-C\/\/\/\/\/\/\/\/\/\///OCH-O-C\/\/\/\/\/\/\/\/\/\///O甘油-3-磷脂長(zhǎng)鏈脂肪酸磷脂的分子結(jié)構(gòu)b.液態(tài)鑲嵌模型(fluidmosaicmodel)①膜的主體是脂質(zhì)雙分子層；②脂質(zhì)雙分子層具有流動(dòng)性；③整合蛋白因其表面呈疏水性，故可“溶”于脂質(zhì)雙分子層的疏水性?xún)?nèi)層中；④周邊蛋白表面含有親水基團(tuán)，故可通過(guò)靜電引力與脂質(zhì)雙分子層表面的極性頭相連；⑤脂質(zhì)分子間或脂質(zhì)與蛋白質(zhì)分子間無(wú)共價(jià)結(jié)合；⑥脂質(zhì)雙分子層猶如一“海洋”，周邊蛋白可在其上作“漂浮”運(yùn)動(dòng)，而整合蛋白則似“冰山”狀沉浸在其中作橫向移動(dòng)。1972年，辛格（J.S.Singer）和尼科爾森（G.L.Nicolson）細(xì)胞膜的生理功能：①選擇性地控制細(xì)胞內(nèi)、外的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和代謝產(chǎn)物的運(yùn)送②是維持細(xì)胞內(nèi)正常滲透壓的屏障③合成細(xì)胞壁和糖被的各種組分（肽聚糖、磷壁酸、脂多糖（LPS）、莢膜多糖等）的重要基地④膜上含有氧化磷酸化或光合磷酸化等能量代謝的酶系，是細(xì)胞的產(chǎn)能場(chǎng)所⑤是鞭毛基體的著生部位和鞭毛旋轉(zhuǎn)的供能部位中間體是由細(xì)胞膜局部?jī)?nèi)陷折疊而成與細(xì)胞壁的合成、核質(zhì)分裂、細(xì)胞呼吸以及芽孢形成有關(guān)。由于中間體具有類(lèi)似真核細(xì)胞線(xiàn)粒體的作用，又稱(chēng)擬線(xiàn)粒體。3.間體(mesosome)或中體一般位于細(xì)胞分裂部位或其鄰近，其功能主要是促進(jìn)細(xì)胞間隔的形成并與遺傳物質(zhì)的復(fù)制及其相互分離有關(guān)細(xì)胞質(zhì)的主要成分為核糖體、貯藏物、多種酶類(lèi)和中間代謝物、質(zhì)粒、各種營(yíng)養(yǎng)物和大分子的單體等，少數(shù)細(xì)菌還有類(lèi)囊體、羧酶體、氣泡或伴孢晶體等。概念：細(xì)胞質(zhì)(cytoplasm)是細(xì)胞質(zhì)膜包圍的除核區(qū)外的一切半透明、膠狀、顆粒狀物質(zhì)的總稱(chēng)。含水量約80%。4、細(xì)胞質(zhì)(cytoplasm)核糖體是細(xì)胞質(zhì)中的一種核糖核蛋白的顆粒狀物質(zhì)，由核糖核酸(60%)和蛋白質(zhì)(40%)組成，常以游離狀態(tài)或多聚核糖狀態(tài)分布于細(xì)胞質(zhì)中。它是蛋白質(zhì)的合成場(chǎng)所。5、核糖體(ribosomes)①聚-β-羥丁酸(poly-β-hydroxybutyrate,PHB)例如:在含乙酸或丁酸培養(yǎng)基中生長(zhǎng)的巨大芽孢桿菌(BacillusMegaterium)細(xì)胞質(zhì)內(nèi)，PHB貯藏物可達(dá)細(xì)胞干重的60%。類(lèi)脂性的碳源類(lèi)貯藏物貯藏物是一類(lèi)由不同化學(xué)成分累積而成的不溶性沉淀顆粒，主要功能是貯存營(yíng)養(yǎng)物。6、貯藏物(reservematerials)聚-β-羥基丁酸聚-β-羥基丁酸聚β-羥丁酸功能儲(chǔ)藏能源和碳源維持細(xì)胞中性環(huán)境，避免酸性增高降低細(xì)胞滲透壓芽孢桿菌固氮菌由β-丁酸單位形成的直鏈聚合物，集合成高度折射性的小球狀物，隨細(xì)胞老化更加突出。②多糖類(lèi)貯藏物真細(xì)菌中以糖原為多，糖原粒較小，不染色需用電鏡觀(guān)察，用碘液染成褐色，可用光學(xué)顯微鏡看到糖原粒淀粉粒糖原粒貯藏物電鏡照片有的細(xì)菌積累淀粉粒，用碘液染成深蘭色。③異染粒(metachromaticgranules)顆粒大小為0.5～1.0μm，是無(wú)機(jī)偏磷酸的聚合物，一般在含磷豐富的環(huán)境下形成。功能是貯藏磷元素和能量，并可降低細(xì)胞的滲透壓。在暗視野顯微鏡下看到的迂回螺菌(Spirillum

volutans)異染粒（迂回體）異染顆粒主要成分偏聚磷酸鹽；多聚磷酸鹽異染現(xiàn)象

這些顆?？梢杂煤芏鄩A性染料染色。如用甲苯胺藍(lán)染色時(shí)同多聚磷酸鹽結(jié)合成淡紅紫色儲(chǔ)藏能源和磷源降低滲透壓功能④藻青素（cyanophycin）一種內(nèi)源性氮源貯藏物，同時(shí)還兼有貯存能源的作用。通常存在于藍(lán)細(xì)菌中。由含精氨酸和天冬氨酸殘基（1:1）的分枝多肽所構(gòu)成，分子量在25000～125000。⑤硫粒(sulfurglobules)很多真細(xì)菌在進(jìn)行產(chǎn)能代謝或生物合成時(shí),常涉及對(duì)還原性的硫化物如H2S,硫代硫酸鹽等的氧化。在環(huán)境中還原性硫素豐富時(shí),常在細(xì)胞內(nèi)以折光性很強(qiáng)的硫粒的形式積累硫元素。當(dāng)環(huán)境中還原性硫缺乏時(shí),可被細(xì)菌重新利用許多光合營(yíng)養(yǎng)型無(wú)鞭毛運(yùn)動(dòng)的水生細(xì)菌存在充滿(mǎn)氣體的泡囊狀內(nèi)含物，由數(shù)排柱形小空泡組成，外有2nm厚的蛋白質(zhì)膜包裹。功能：調(diào)節(jié)細(xì)胞比重以使細(xì)胞漂浮在最適水層中獲取光能、O2和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)7、氣泡（gasvocuoles）原核生物所特有的無(wú)核膜結(jié)構(gòu)、無(wú)固定形態(tài)的原始細(xì)胞核8、核區(qū)（nuclearregionorarea）概念某些細(xì)菌細(xì)胞壁外的一層厚度不定的膠狀物質(zhì)。糖被按其有無(wú)固定層次、層次厚薄又可細(xì)分為莢膜（capsule）或大莢膜（macrocapsule）、微莢膜(microcapsule)、粘液層(slimelayer)四、細(xì)菌細(xì)胞的特殊結(jié)構(gòu)1、糖被（lycocalyx)莢膜粘液層糖被(glycocalyx)菌膠團(tuán)細(xì)菌糖被與人類(lèi)的科學(xué)研究和生產(chǎn)實(shí)踐有密切的關(guān)系。莢膜等并非細(xì)胞生活的必要結(jié)構(gòu)，但它對(duì)細(xì)菌在環(huán)境中的生存有利。特點(diǎn)產(chǎn)生糖被是微生物的一種遺傳特性，其菌落特征及血清學(xué)反應(yīng)是是細(xì)菌分類(lèi)鑒定的指標(biāo)之一。主要成分是多糖、多肽或蛋白質(zhì)，尤以多糖居多。經(jīng)特殊的莢膜染色，特別是負(fù)染色（又稱(chēng)背景染色）后可在光學(xué)顯微鏡清楚地觀(guān)察到它的存在。產(chǎn)莢膜的細(xì)菌菌落通常光滑透明，稱(chēng)光滑型(S型)菌落，不產(chǎn)莢膜細(xì)菌菌落表面粗糙，稱(chēng)粗糙型(R型)菌落功能①保護(hù)細(xì)菌免受干燥的影響；②貯藏養(yǎng)料，以備營(yíng)養(yǎng)缺乏時(shí)重新利用；③與病原菌的毒性密切相關(guān)；④能抵抗吞噬細(xì)胞的吞噬⑤利于形成菌膠團(tuán)、菌顆粒、生物膜；對(duì)于污水處理技術(shù)非常重要某些細(xì)菌細(xì)胞表面有長(zhǎng)絲狀、螺旋形的附屬物，具有移動(dòng)細(xì)胞的功能，為細(xì)菌的“運(yùn)動(dòng)器官”2、鞭毛(flagella)鞭毛始于細(xì)胞內(nèi)側(cè)基體(basalbody)上，穿過(guò)細(xì)胞壁后成為鉤狀體(hook)伸出鞭毛。G-菌鞭毛有兩對(duì)環(huán)，一對(duì)L環(huán)和P環(huán)扣著外壁層，一對(duì)S環(huán)和M環(huán)扣著細(xì)胞膜。G+菌只有S環(huán)和M環(huán)。鞭毛桿M環(huán)軸絲鉤形鞘外模L環(huán)P環(huán)S環(huán)肽聚糖層

質(zhì)膜細(xì)菌鞭毛的超微結(jié)構(gòu)示意圖(

Prescottetal.,2002)鞭毛的有無(wú)和著生方式鞭毛的數(shù)目和著生位置是細(xì)菌種的特征。據(jù)此可將有鞭毛的細(xì)菌分為四類(lèi)

端生叢毛兩端生鞭毛單端鞭毛周生鞭毛觀(guān)察和判斷細(xì)菌鞭毛的方法電子顯微鏡直接觀(guān)察鞭毛長(zhǎng)度：15～20μm；直徑：0.01～0.02μm光學(xué)顯微鏡下觀(guān)察：鞭毛染色和暗視野顯微鏡根據(jù)培養(yǎng)特征判斷：半固體穿刺培養(yǎng)、菌落（菌苔）形態(tài)長(zhǎng)在細(xì)菌體表的纖細(xì)、中空、短直、數(shù)量較多的蛋白質(zhì)類(lèi)附屬物，具有使菌體附著于物體表面的功能。3、菌毛(pili或fimbria)亦稱(chēng)傘毛或纖毛每個(gè)細(xì)菌約有250～300條菌毛。有菌毛的細(xì)菌一般以革蘭氏陰性致病菌居多，借助菌毛可把它們牢固地粘附于宿主的呼吸道、消化道等粘膜或污泥、生物膜等載體上，利于致病或定植。4、性毛(pili或sexpili)構(gòu)造和成分與菌毛相同，但比菌毛長(zhǎng)，數(shù)量?jī)H一至數(shù)根。性毛一般見(jiàn)于革蘭氏陰性菌的雄性菌株（即供體菌）中，其功能是向雌性菌株（即受體菌）傳遞遺傳物質(zhì)。有的性毛還是RNA噬菌體的特異性吸附受體。鞭毛菌毛概念

某些細(xì)菌在其生長(zhǎng)發(fā)育后期，在細(xì)胞內(nèi)形成一個(gè)圓形或橢圓形、厚壁、含水量極低、抗逆性極強(qiáng)的休眠體，稱(chēng)為芽孢（endospore或spore，偶譯“內(nèi)生孢子”）。5、特殊的休眠構(gòu)造——芽孢產(chǎn)芽孢細(xì)菌多為桿菌，也有一些球菌

結(jié)構(gòu)(從內(nèi)到外):

(1)芽孢原生質(zhì)(sporeprotoplast)(2)內(nèi)膜(innermembrane)(3)芽孢壁(sporewall)(4)皮質(zhì)(cortex)(5)外殼(coat)(6)外膜(7)外壁(exosporium)芽孢原生質(zhì)內(nèi)膜芽孢壁皮質(zhì)外殼外膜外壁通常，在100℃沸水中處理10min或80℃15min，即可成功地分離到芽孢桿菌。細(xì)菌芽孢的特點(diǎn)整個(gè)生物界中抗逆性最強(qiáng)的生命體，能否消滅芽孢是衡量消毒滅菌手段的重要指標(biāo)。芽孢是細(xì)菌的休眠體，適宜條件下可重新轉(zhuǎn)變成營(yíng)養(yǎng)態(tài)細(xì)胞；產(chǎn)芽孢細(xì)菌的保藏多用其芽孢。產(chǎn)芽孢細(xì)菌多為桿菌，也有一些球菌。芽孢的有無(wú)、形態(tài)、大小和著生位置是細(xì)菌分類(lèi)和鑒定的重要指標(biāo)。芽孢與營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞相比化學(xué)組成存在較大差異，容易在光學(xué)顯微鏡下觀(guān)察。（相差顯微鏡直接觀(guān)察；芽孢染色）利用電子顯微鏡，可觀(guān)察到芽孢的表面特征，還可觀(guān)察到一個(gè)成熟的芽孢具有核心、內(nèi)膜、初生細(xì)胞壁、皮層、外膜、外殼層及外孢子囊等多層結(jié)構(gòu)芽孢有較厚的壁和高度折光性，光學(xué)顯微鏡下觀(guān)察芽孢為一透明小體，普通堿性染料不易使芽孢著色，通常采用特殊的芽孢染色以便于觀(guān)察。細(xì)菌芽孢的相差顯微照片(Madiganetal.,2000)

芽孢的形成與芽孢的萌發(fā)過(guò)程芽孢的耐熱機(jī)制芽孢與母細(xì)胞相比不論化學(xué)組成、細(xì)微結(jié)構(gòu)、生理功能等方面都完全不同滲透調(diào)節(jié)皮層膨脹學(xué)說(shuō)芽孢衣對(duì)多價(jià)陽(yáng)離子和水的透性很差皮層的離子強(qiáng)度很高，產(chǎn)生極高滲透壓奪取芽孢核心的水分，結(jié)果造成皮層的充分膨脹。核心部分的細(xì)胞質(zhì)卻變得高度失水，因此具極強(qiáng)的耐熱性。6、伴孢晶體（parasporalcrystal）少數(shù)芽孢桿菌，在其形成芽孢的同時(shí)，會(huì)在芽孢旁形成一顆菱形或雙錐形的堿溶性蛋白晶體，稱(chēng)為伴孢晶體。伴孢晶體對(duì)200多種昆蟲(chóng)尤其是鱗翅目的幼蟲(chóng)有毒殺作用，因而可將這類(lèi)產(chǎn)伴孢晶體的細(xì)菌制成有利于環(huán)境保護(hù)的生物農(nóng)藥——細(xì)菌殺蟲(chóng)劑。特點(diǎn)：不溶于水，對(duì)蛋白酶類(lèi)不敏感；易溶于堿性溶劑伴孢晶體殺蟲(chóng)作用

伴孢晶體吸附于上皮細(xì)胞，引起滲透性喪失，腸道穿孔腸道中的堿性溶液進(jìn)入血液，使其pH升高昆蟲(chóng)全身麻痹死亡鱗翅目幼蟲(chóng)口服伴孢晶體在腸道迅速溶解(pH為9.0-10.5）細(xì)菌主要是無(wú)性繁殖，其繁殖方式主要是二分裂，簡(jiǎn)稱(chēng)裂殖，三分裂或復(fù)裂極少。細(xì)菌的繁殖過(guò)程分為三個(gè)連續(xù)步驟：①核的分裂和隔膜的形成②橫隔壁形成③子細(xì)胞分裂

五、細(xì)菌的分裂（三）細(xì)菌的繁殖1、裂殖（fission）1）、二分裂（binaryfission）（一）、在固體培養(yǎng)基上（內(nèi)）的群體形態(tài)六、細(xì)菌的群體形態(tài)（二）、在半固體培養(yǎng)基上（內(nèi)）的群體形態(tài)根據(jù)明膠液化層中呈現(xiàn)的不同形狀判斷某細(xì)菌是否產(chǎn)蛋白酶根據(jù)半固體直立柱表面和穿刺線(xiàn)上細(xì)菌群體的生長(zhǎng)狀態(tài)和有否擴(kuò)散現(xiàn)象判斷該菌的運(yùn)動(dòng)能力（三）、在液體培養(yǎng)基上（內(nèi)）的群體形態(tài)一、概念在形態(tài)上具有分枝狀菌絲、菌落形態(tài)與霉菌相似。介于細(xì)菌與絲狀真菌之間又接近細(xì)菌的一類(lèi)絲狀原核生物近代生物學(xué)認(rèn)為放線(xiàn)菌實(shí)際上是屬于細(xì)菌范疇內(nèi)的原核微生物，只不過(guò)其細(xì)胞形態(tài)為分枝狀菌絲。是具有菌絲、以孢子進(jìn)行繁殖、革蘭氏陽(yáng)性的一類(lèi)原核微生物，屬真細(xì)菌范疇3.1.2

放線(xiàn)菌（Actinomyces）二、形態(tài)結(jié)構(gòu)菌絲直徑與桿菌類(lèi)似，約1μm細(xì)胞壁組成與細(xì)菌類(lèi)似，革蘭氏染色陽(yáng)性（少數(shù)陰性）細(xì)胞的結(jié)構(gòu)與細(xì)菌基本相同按形態(tài)和功能可分為營(yíng)養(yǎng)、氣生和孢子絲三種生長(zhǎng)過(guò)程中核物質(zhì)不斷復(fù)制，但細(xì)胞不形成橫膈膜也不分裂，從而構(gòu)成無(wú)數(shù)菌絲狀菌體。單細(xì)胞，大多由分枝發(fā)達(dá)的菌絲組成1、營(yíng)養(yǎng)菌絲生長(zhǎng)于培養(yǎng)基內(nèi)，吸收營(yíng)養(yǎng)排泄廢物，也稱(chēng)基內(nèi)菌絲。一般無(wú)隔膜，直徑0.2-0.8μm

，長(zhǎng)度差別很大，有的可產(chǎn)生色素2、氣生菌絲營(yíng)養(yǎng)菌絲發(fā)育到一定階段，伸向空間形成氣生菌絲，疊生于營(yíng)養(yǎng)菌絲上，可覆蓋整個(gè)菌落表面。在光學(xué)顯微鏡下觀(guān)察，顏色較深，直徑較粗(1-1.4μm)，有的產(chǎn)色素。3、孢子絲氣生菌絲發(fā)育到一定階段，可分化出形成孢子的菌絲，即孢子絲，又稱(chēng)產(chǎn)孢絲或繁殖菌絲。其形狀和排列方式因種而異，常被作為對(duì)放線(xiàn)菌進(jìn)行分類(lèi)的依據(jù)。

直形波浪形

螺旋形

從生

單輪生雙輪生

放線(xiàn)菌孢子絲的形狀多核、單細(xì)胞（細(xì)胞核之間沒(méi)有分隔）固體基質(zhì)基內(nèi)菌絲分生孢子孢子絲多細(xì)胞核

氣生菌絲“枝”“種籽”“花”“根”氣生菌絲/孢子絲基內(nèi)菌絲鏈霉素的一般形態(tài)和構(gòu)造模式圖3.孢囊孢子少數(shù)放線(xiàn)菌在菌絲上形成孢囊，在孢囊內(nèi)形成孢囊孢子，成熟時(shí)釋放出大量孢子。三生長(zhǎng)與繁殖1.凝聚分裂(絕大部分)孢子絲長(zhǎng)到一定階段后，細(xì)胞質(zhì)分段，各自包圍細(xì)胞核，并逐漸凝聚成一串大小相似的圓形和橢圓形孢子；形成孢子后，外壁消失；成熟孢子形成。2.橫隔分裂

孢子絲長(zhǎng)到一定階段后，細(xì)胞質(zhì)分段，各自包圍細(xì)胞核，并形成橫隔；沿著橫隔斷裂形成兩端較為平齊的桿狀孢子。橫隔分裂常見(jiàn)于液體培養(yǎng)中，工業(yè)發(fā)酵生產(chǎn)抗生素時(shí)都以此法大量繁殖放線(xiàn)菌。細(xì)菌的芽孢是休眠體，而放線(xiàn)菌的孢子是繁殖體1.孢子絲形成橫隔2.沿橫隔斷裂而形成桿狀孢子3.成熟的孢子橫隔分裂方式形成孢子四、分布特點(diǎn)及與人類(lèi)的關(guān)系放線(xiàn)菌常以孢子或菌絲態(tài)極其廣泛地存在于自然界，土壤中最多，其代謝產(chǎn)物使土壤具有特殊的泥腥味能產(chǎn)生大量的、種類(lèi)繁多的抗生素（其中90%由鏈霉菌產(chǎn)生）有的放線(xiàn)菌可用于生產(chǎn)維生素、酶制劑，在甾體轉(zhuǎn)化、石油脫蠟、烴類(lèi)發(fā)酵、污水處理等方面也有應(yīng)用少數(shù)寄生型放線(xiàn)菌可引起人、動(dòng)物、植物的疾?。ㄈ缙つw、腦、肺和腳部感染，馬鈴薯和甜菜的瘡痂病等）放線(xiàn)菌的分布土壤、空氣、水體、反芻動(dòng)物腸道放線(xiàn)菌的作用利產(chǎn)生抗生素、生產(chǎn)酶制劑、提取維生素、固氮作用害動(dòng)植物病