第2章3细菌的特殊结构、繁殖及代表
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两界：古菌（Archaeota）和细菌（Bacteria） 25门、40纲、89目、203科、941属、5224种
考察指标
（1）菌体的形态、大小和排列 （2）革兰氏染色反应 （3）能否产生芽孢 （4）有无鞭毛，能否运动 （5）与氧的关系 （6）营养类型 （7）生长环境 （8）致病性 （9）其它
1、微球菌属（Micrococcus）
制品中，也是许多温血动物口腔、肠道或阴道中的 正常菌群 （7）最适生长温度为30～40℃，最适pH为5.5～6.2； 菌落能形成黄、橙或砖红色素；菌落d＜1.0 µm； 模式种是德氏乳酸杆菌
6、假单胞菌属（Pseudomonas）
（1）直或稍弯曲的杆状，0.5～1.0 × 1.5～5.0 µm，单 生，许多种积累 PHB颗粒 （2）G–
枯 草 芽 孢 杆 菌
地衣芽孢杆菌
4、梭菌属（Clostridium）
（1）杆状、单生，0.3 ～ 2.0 × 1.5 ～ 12.0 µm （2） G+ （3）芽孢位置不定、球形或椭圆形，芽
孢囊通常膨大 （4）周生鞭毛 （5）专性厌氧（有些种能在空气中生长不能形成芽孢） （6）大多数化能有机营养，少数化能无机营养 （7）土壤、海水或淡水的沉积物，也存在于人和动物
的肠道中（8）属强致病菌 （9）大多数菌在pH 6.5～7和30～37℃时生长最快，模
式种丁酸梭菌
Clostidium botulinnum
5、乳酸杆菌属（Lactobacillus）
（1）杆状，d=2.0 µm，长度和形态变化较大，从细长、 弯曲到短杆状，通常为球杆状，普遍成链
（2）G+ （3）一般不运动，运动时有周生鞭毛 （4）厌氧或微好氧 （5）化能有机营养型，营养要求复杂；能发酵 （6）广泛分布于各类食品，如乳制品、谷物、肉或鱼
群 （7）在正常情况下，大肠杆菌能合成维生素B和K，
能产生大肠杆菌素，对机体有利；而当机体抵抗力 下降时则变为条件致病菌，可引起肾炎、膀胱炎等 泌尿道感染症；有些菌株还能产生肠毒素，引起婴 儿和幼畜的严重腹泻及老人尿道感染等症状 （8）大肠杆菌菌落光滑、低凸，表面潮湿、灰白、有 光泽，边缘整齐，最适生长温度为37℃
洋葱假单胞菌在平 板上的菌落
恶臭假单胞菌的 鞭毛和形态
Pseudomonas auruginosa 在蛋白胨培养基上的菌落形态
7、埃希氏菌属（Escherichia）
（1）直杆状，0.4～0.7 × 1.0～3.0 µm，单生或成对排 列 （2）G– （3）周生鞭毛 （4）兼性厌氧
（5）化能有机营养型 （6）人和温血动物的下肠道和粪便，肠道内的正常菌
不同细菌 一定条件下 不同的菌落特征 同一细菌 不同条件下 不同的菌落特征 同一细菌 相同条件下 稳定的菌落特征
菌落特征的描述
描述参数：大小、形状、颜色、光泽、透明度、隆 起状况、表面和边缘特征
菌落特征主要由菌种本身的特性决定，也会受到 环境条件、营养状况及邻近菌落的影响。
一般菌苔特征的描述与菌落特征相类似。
（3）1根或几根极生鞭毛
（4）专性好氧
（5）化能有机营养型，少为兼性化能无机营养型
（6）广泛分布于土壤、水体和动、植物表面，降解可 溶性化合物的能力强，还可分解杀虫剂、除莠剂和 石油废水等物质
（7）少数种为致病菌，如铜绿假单胞菌，与人的泌尿 道和呼吸道感染有关，能引起全身性感染，常见于 严重烧伤或皮肤外伤的患处，不是专性寄生菌，易 于从土壤中分离
3、芽孢杆菌属（Bacillus）
（1）杆状、单生，0.3～2.2 × 2.0～7.0 µm （2）G+ （3）有芽孢，但芽孢直径不会超过菌体的直径 （4）周生鞭毛 （5）严格好氧 （6）化能有机营养型 （7）广泛分布于自然界 （8）有些种属致病菌，如炭疽芽孢杆菌可导致炭疽病；
苏云金芽孢杆菌、缓病芽孢杆菌、日本甲虫芽孢杆 菌和球形芽孢杆菌的杀虫蛋白，可使昆虫致病；蜡 状芽孢杆菌与食物传播的胃肠炎有关 （9）菌落大小和形态多变，能产色素；生理特征广泛， 嗜热、冷、酸或碱。 模式种枯草芽孢杆菌
细菌菌落的共同特征
湿润 粘稠 质地均匀 较透明 易挑取（与培养基结合不紧密） 菌落正、反面、边缘、中心颜色一致
四、常见的细菌类群
1、微球菌属（Micrococcus） 2、葡萄球菌属（Staphylococcus） 3、芽孢杆菌属（Bacillus） 4、梭菌属（Clostridium） 5、乳酸杆菌属（Lactobacillus） 6、假单胞菌属（Pseudomonas） 7、埃希氏菌属（Escherichia）
细 菌 的 同 型 分 裂
柄 细 菌 的 异 型 分 裂
蛭 弧 菌 的 多 次 分 裂
② 芽殖（budding）
以出芽的方式进行繁殖。
直接出芽：在母细胞上直接长出芽细胞，如巴 斯德菌属（Pasteurella）；
间接出芽：先由细胞长出一根细丝，然后在细 丝顶端形成芽细胞，如生丝微菌属 （Hyphomicrobium）。
小结
2、根据G＋菌及G－菌细胞壁的结构说 明革兰氏染色的机理。
3、比较G＋和G－菌的细胞壁结构。 4、什么是鞭毛？它具有怎样的结构？
G＋菌及G－菌的鞭毛有何区别？鞭 毛的运动机理是什么？ 5、比较鞭毛、菌毛的异同。 6、比较芽孢与胞囊的异同。
Байду номын сангаас
2、葡萄球菌属（Staphylococcus）
（1）细胞呈球状，直径0.5–1.5 µm，葡萄状形式排列 （2） G+ （3）兼性厌氧，在好氧条件下生长更快更 （4）化能有机营养型 （5）常见于温血动物皮肤、皮肤腺体和粘膜上 （6）条件致病菌，如金黄色葡萄球菌，常可造成疖、
丘疹、肺炎、脊髓炎、心脏炎、脑膜炎及关节炎等 化脓性感染，有时产生肠毒素，导致食物中毒等 （7）菌落圆形、全缘、低凸状、光滑、闪光奶油状， 不透明，可产生金黄色、柠檬色、白色等非水溶性 色素
（1）细胞呈球状，直径为0.5–3.5 µm
（2） G+
（3）严格好氧
（4）化能有机营养型 （5）无致病性
（6）主要存在于人和哺乳动物的皮肤上，广泛 分布土壤、水和空气中，还存在于肉类和乳制 品中
（7）菌落常呈圆形、有凸起、光滑，并可产生 黄、橙、橙红、粉红或红色色素；所有种均可 生长在含有5% NaCl的盐水中，最适生长温度 为25–37℃
E coli 在伊红美兰培养基上的菌落形态
小结
1、解释下列名词：
原核微生物、原核、细菌、荚膜、微 荚膜、粘液层、菌胶团、间体、羧酶 体、气泡、糖原和淀粉粒、硫滴、磁 粒、PHB、PHA、异染粒、类囊体、 载色体、质粒、原生质体、原生质球、 L-型细菌、壁膜间隙、芽孢、伴胞晶 体、胞囊、菌落、菌苔、克隆、芽殖、 裂殖、劈裂、内膜系统
三、细菌的繁殖方式 及菌落形态
（一）细菌的繁殖
1、繁殖（reproduce）：细菌经历生
长代谢最终由一个母细胞形成两个或 多个子细胞的过程。
细菌只存在无性生殖！！！
裂殖、芽殖、劈裂
① 裂殖（schizogenesis）
同型分裂（homotypic division）：绝大多数细 菌在分裂时形成大小相等、形态相似的两个子 细胞； 异型分裂（heterotypic division）： 少数细菌 在分裂后产生两个形态或大小不一致的子细胞， 如柄细菌在分裂后就产生一个有柄不运动和一 个无柄有鞭毛能运动的子细胞； 多次分裂（multiple division）：如蛭弧菌， 在分裂时同时产生多个子细胞。
伯杰氏分类系统
《伯杰细菌鉴定手册》，4卷
（Bergey’s Manual of Determinative Bacteriology） 1923,1925,1930,1934,1939,1948,1957,1974,1994
《伯杰系统细菌学手册》，5卷
（Bergey’s Manual of Systematic Bacteriology） 1984—1989, 2001
生 丝 微 菌 的 出 芽 生 殖
生丝微菌芽殖的多种形态
③ 劈裂（snapping division）
棒状细菌（Coryneform bacteria）—— 成晶节杆菌（Arthrobacter crystallopoietes）
所特有的一种繁殖方式。
特点：分裂时形成只有内壁层的横隔壁， 两个子细胞在分裂前由外壁层相连，分 裂时在横隔壁的一端发生崩裂，形成 “V”形的两个子细胞。
成晶节杆菌的劈裂和V-形体
（二）细菌的群体形态
1、菌落（colony）：在固体培养基表面
或深层，由单个或少数几个细胞长出的肉眼 可见的、具有一定形态结构的子细胞群体， 称为菌落。
克隆（clone）：由一个细胞形成的纯种细胞群。
菌苔（lawn）：由多个细菌长出的细胞群体。
菌落特征是细菌分类鉴定中 的重要形态指标
考察指标
（1）菌体的形态、大小和排列 （2）革兰氏染色反应 （3）能否产生芽孢 （4）有无鞭毛，能否运动 （5）与氧的关系 （6）营养类型 （7）生长环境 （8）致病性 （9）其它
1、微球菌属（Micrococcus）
制品中，也是许多温血动物口腔、肠道或阴道中的 正常菌群 （7）最适生长温度为30～40℃，最适pH为5.5～6.2； 菌落能形成黄、橙或砖红色素；菌落d＜1.0 µm； 模式种是德氏乳酸杆菌
6、假单胞菌属（Pseudomonas）
（1）直或稍弯曲的杆状，0.5～1.0 × 1.5～5.0 µm，单 生，许多种积累 PHB颗粒 （2）G–
枯 草 芽 孢 杆 菌
地衣芽孢杆菌
4、梭菌属（Clostridium）
（1）杆状、单生，0.3 ～ 2.0 × 1.5 ～ 12.0 µm （2） G+ （3）芽孢位置不定、球形或椭圆形，芽
孢囊通常膨大 （4）周生鞭毛 （5）专性厌氧（有些种能在空气中生长不能形成芽孢） （6）大多数化能有机营养，少数化能无机营养 （7）土壤、海水或淡水的沉积物，也存在于人和动物
的肠道中（8）属强致病菌 （9）大多数菌在pH 6.5～7和30～37℃时生长最快，模
式种丁酸梭菌
Clostidium botulinnum
5、乳酸杆菌属（Lactobacillus）
（1）杆状，d=2.0 µm，长度和形态变化较大，从细长、 弯曲到短杆状，通常为球杆状，普遍成链
（2）G+ （3）一般不运动，运动时有周生鞭毛 （4）厌氧或微好氧 （5）化能有机营养型，营养要求复杂；能发酵 （6）广泛分布于各类食品，如乳制品、谷物、肉或鱼
群 （7）在正常情况下，大肠杆菌能合成维生素B和K，
能产生大肠杆菌素，对机体有利；而当机体抵抗力 下降时则变为条件致病菌，可引起肾炎、膀胱炎等 泌尿道感染症；有些菌株还能产生肠毒素，引起婴 儿和幼畜的严重腹泻及老人尿道感染等症状 （8）大肠杆菌菌落光滑、低凸，表面潮湿、灰白、有 光泽，边缘整齐，最适生长温度为37℃
洋葱假单胞菌在平 板上的菌落
恶臭假单胞菌的 鞭毛和形态
Pseudomonas auruginosa 在蛋白胨培养基上的菌落形态
7、埃希氏菌属（Escherichia）
（1）直杆状，0.4～0.7 × 1.0～3.0 µm，单生或成对排 列 （2）G– （3）周生鞭毛 （4）兼性厌氧
（5）化能有机营养型 （6）人和温血动物的下肠道和粪便，肠道内的正常菌
不同细菌 一定条件下 不同的菌落特征 同一细菌 不同条件下 不同的菌落特征 同一细菌 相同条件下 稳定的菌落特征
菌落特征的描述
描述参数：大小、形状、颜色、光泽、透明度、隆 起状况、表面和边缘特征
菌落特征主要由菌种本身的特性决定，也会受到 环境条件、营养状况及邻近菌落的影响。
一般菌苔特征的描述与菌落特征相类似。
（3）1根或几根极生鞭毛
（4）专性好氧
（5）化能有机营养型，少为兼性化能无机营养型
（6）广泛分布于土壤、水体和动、植物表面，降解可 溶性化合物的能力强，还可分解杀虫剂、除莠剂和 石油废水等物质
（7）少数种为致病菌，如铜绿假单胞菌，与人的泌尿 道和呼吸道感染有关，能引起全身性感染，常见于 严重烧伤或皮肤外伤的患处，不是专性寄生菌，易 于从土壤中分离
3、芽孢杆菌属（Bacillus）
（1）杆状、单生，0.3～2.2 × 2.0～7.0 µm （2）G+ （3）有芽孢，但芽孢直径不会超过菌体的直径 （4）周生鞭毛 （5）严格好氧 （6）化能有机营养型 （7）广泛分布于自然界 （8）有些种属致病菌，如炭疽芽孢杆菌可导致炭疽病；
苏云金芽孢杆菌、缓病芽孢杆菌、日本甲虫芽孢杆 菌和球形芽孢杆菌的杀虫蛋白，可使昆虫致病；蜡 状芽孢杆菌与食物传播的胃肠炎有关 （9）菌落大小和形态多变，能产色素；生理特征广泛， 嗜热、冷、酸或碱。 模式种枯草芽孢杆菌
细菌菌落的共同特征
湿润 粘稠 质地均匀 较透明 易挑取（与培养基结合不紧密） 菌落正、反面、边缘、中心颜色一致
四、常见的细菌类群
1、微球菌属（Micrococcus） 2、葡萄球菌属（Staphylococcus） 3、芽孢杆菌属（Bacillus） 4、梭菌属（Clostridium） 5、乳酸杆菌属（Lactobacillus） 6、假单胞菌属（Pseudomonas） 7、埃希氏菌属（Escherichia）
细 菌 的 同 型 分 裂
柄 细 菌 的 异 型 分 裂
蛭 弧 菌 的 多 次 分 裂
② 芽殖（budding）
以出芽的方式进行繁殖。
直接出芽：在母细胞上直接长出芽细胞，如巴 斯德菌属（Pasteurella）；
间接出芽：先由细胞长出一根细丝，然后在细 丝顶端形成芽细胞，如生丝微菌属 （Hyphomicrobium）。
小结
2、根据G＋菌及G－菌细胞壁的结构说 明革兰氏染色的机理。
3、比较G＋和G－菌的细胞壁结构。 4、什么是鞭毛？它具有怎样的结构？
G＋菌及G－菌的鞭毛有何区别？鞭 毛的运动机理是什么？ 5、比较鞭毛、菌毛的异同。 6、比较芽孢与胞囊的异同。
Байду номын сангаас
2、葡萄球菌属（Staphylococcus）
（1）细胞呈球状，直径0.5–1.5 µm，葡萄状形式排列 （2） G+ （3）兼性厌氧，在好氧条件下生长更快更 （4）化能有机营养型 （5）常见于温血动物皮肤、皮肤腺体和粘膜上 （6）条件致病菌，如金黄色葡萄球菌，常可造成疖、
丘疹、肺炎、脊髓炎、心脏炎、脑膜炎及关节炎等 化脓性感染，有时产生肠毒素，导致食物中毒等 （7）菌落圆形、全缘、低凸状、光滑、闪光奶油状， 不透明，可产生金黄色、柠檬色、白色等非水溶性 色素
（1）细胞呈球状，直径为0.5–3.5 µm
（2） G+
（3）严格好氧
（4）化能有机营养型 （5）无致病性
（6）主要存在于人和哺乳动物的皮肤上，广泛 分布土壤、水和空气中，还存在于肉类和乳制 品中
（7）菌落常呈圆形、有凸起、光滑，并可产生 黄、橙、橙红、粉红或红色色素；所有种均可 生长在含有5% NaCl的盐水中，最适生长温度 为25–37℃
E coli 在伊红美兰培养基上的菌落形态
小结
1、解释下列名词：
原核微生物、原核、细菌、荚膜、微 荚膜、粘液层、菌胶团、间体、羧酶 体、气泡、糖原和淀粉粒、硫滴、磁 粒、PHB、PHA、异染粒、类囊体、 载色体、质粒、原生质体、原生质球、 L-型细菌、壁膜间隙、芽孢、伴胞晶 体、胞囊、菌落、菌苔、克隆、芽殖、 裂殖、劈裂、内膜系统
三、细菌的繁殖方式 及菌落形态
（一）细菌的繁殖
1、繁殖（reproduce）：细菌经历生
长代谢最终由一个母细胞形成两个或 多个子细胞的过程。
细菌只存在无性生殖！！！
裂殖、芽殖、劈裂
① 裂殖（schizogenesis）
同型分裂（homotypic division）：绝大多数细 菌在分裂时形成大小相等、形态相似的两个子 细胞； 异型分裂（heterotypic division）： 少数细菌 在分裂后产生两个形态或大小不一致的子细胞， 如柄细菌在分裂后就产生一个有柄不运动和一 个无柄有鞭毛能运动的子细胞； 多次分裂（multiple division）：如蛭弧菌， 在分裂时同时产生多个子细胞。
伯杰氏分类系统
《伯杰细菌鉴定手册》，4卷
（Bergey’s Manual of Determinative Bacteriology） 1923,1925,1930,1934,1939,1948,1957,1974,1994
《伯杰系统细菌学手册》，5卷
（Bergey’s Manual of Systematic Bacteriology） 1984—1989, 2001
生 丝 微 菌 的 出 芽 生 殖
生丝微菌芽殖的多种形态
③ 劈裂（snapping division）
棒状细菌（Coryneform bacteria）—— 成晶节杆菌（Arthrobacter crystallopoietes）
所特有的一种繁殖方式。
特点：分裂时形成只有内壁层的横隔壁， 两个子细胞在分裂前由外壁层相连，分 裂时在横隔壁的一端发生崩裂，形成 “V”形的两个子细胞。
成晶节杆菌的劈裂和V-形体
（二）细菌的群体形态
1、菌落（colony）：在固体培养基表面
或深层，由单个或少数几个细胞长出的肉眼 可见的、具有一定形态结构的子细胞群体， 称为菌落。
克隆（clone）：由一个细胞形成的纯种细胞群。
菌苔（lawn）：由多个细菌长出的细胞群体。
菌落特征是细菌分类鉴定中 的重要形态指标