第二章 微生物的形态和分类(2)

（3）硫粒
在还原性硫素丰富的环境中， 以硫粒的形式积累硫元素。
当环境中还原性硫缺乏时，可 被细菌重新利用。
紫硫细菌、丝硫细菌、贝氏硫杆菌
（4）藻青素
一种内源性氮源贮藏物，兼有贮存能源的作用。 通常存在于蓝细菌中。
（5）异染粒（迂回体或捩(lie)转菌素）
用蓝色染料染色后呈红紫色 组成：无机偏磷酸的聚合物。 功能：贮藏磷元素和能量； 降低细胞的渗透压。 异染粒 白喉棒状杆菌、结核分枝杆菌
腌制泡菜
糖类 → →乳酸等（加食盐、厌氧）
乳酸菌
明串珠菌属（Leuconostoc）
菌体呈圆形或卵圆形，呈链状排列，G+，常常 在牛乳、蔬菜、水果上发现。
肠膜明串珠菌(Leuconostoc mesenteroide)能利用 蔗糖合成大量荚膜物质——葡聚糖。已被用来 生产右旋糖酐，作为代血浆的主要成分。 食品污染：牛乳的变粘、制糖工业
1、核糖体（Ribosome）
• 蛋白质合成场所，70S颗粒，由30S和50S 两 个亚单位组成。
• 化学成分: 蛋白质 核酸（rRNA) • 原核生物中游离于细胞质中或以多聚核糖 体存在。
2、贮藏物（Reserve materials)
定义：不同化学成分累积而成的沉淀颗粒. 功能：贮存营养物和代谢产物.
（二）不产芽孢细菌 1. 乳酸菌属(Lactic Acid Bacteria)
一类能发酵碳水化合物主要产乳酸的细菌通称。
与食品关系密切的常见乳酸菌属有： 乳杆菌、双歧杆菌、肠球菌、乳球菌、明串 珠菌等。
同型乳酸发酵类菌和异型乳酸发酵类菌。
乳杆菌属（Lactobacillus）
菌体单个或呈链状。不运动或极少能运动,厌氧 或兼性厌氧，G+，分解糖的能力很强。 从牛乳、乳制品和植物产品中能分离出来。 乳酸、干酪、酸乳等乳制品的发酵菌剂。
磁小体
5、气泡（Gas vesicle)
气泡 贮藏物
Cyanobacterium Microcystis
功能：调节细胞比重以使细胞漂浮在最适水 层中获取光能、O2和营养物质。
（四）核区（Nuclear region）
又称核质体、原核、拟核、核基因组等。指原 核生物所特有的无核膜结构、无固定形态的原始细 胞核。
2. 梭状芽孢杆菌(Clostridium)
厌氧性革兰氏阳性杆菌
罐装食品中引起腐败的主要菌种


解糖嗜热梭状芽孢杆菌：分解糖类引起罐装水果、蔬 菜等食品的产气性变质。 腐败梭状芽孢杆菌：可以引起蛋白质食物的变质。 肉毒梭状芽孢杆菌：其芽孢产生在菌体的中央或极端 ，芽孢耐热性极大，能产生很强的毒素。
双歧杆菌属（Bifidobacterium）
G+，多形态杆菌，呈丫字形、V字形、弯曲 状、棒状、勺状等；专性厌氧。
发酵乳制品
良好的原料乳经过杀菌后接种特定的 微生物进行发酵作用，产生具有特殊 风味的食品，称为发酵乳制品。 发酵乳制品主要包括酸奶和奶酪两大 类，生产菌种主要是乳酸菌，分为球 菌和杆菌两种。
③ 整合蛋白因其表面呈疏水性，故可“溶”于脂质 双分子层 的疏水性内层中； ④ 周边蛋白表面含有亲水基团，故可通过静电引力 与脂质双分子层表面的极性头相连；
⑤ 脂质分子间或脂质与蛋白质分子间无共价结合；
⑥ 脂质双分子层犹如一“海洋”，周边蛋白可在其 上作“漂浮”运动，而整合蛋白则似“冰山”状沉浸 在其中作横向移动。
酸牛奶： 嗜热链球菌、保加利业乳杆菌、
嗜酸乳杆菌、双歧杆菌
发酵原理（风味物质的产生） 乳糖——乳酸（乳酸菌）：凝乳 柠檬酸——双乙酰（乳脂明串珠菌、乳链球菌 ， 酸性条件）：奶油、坚果仁的香味和风味 乙醛（乳酸发酵前产物） 乙醇（乳脂明串珠菌异型乳酸发酵副产物） 有机酸——甲酸、乙酸、丙酸（酪蛋白） 二氧化碳（异型乳酸发酵过程副产物）
无芽孢杆菌
Ø 球菌
（一）产芽孢细菌 1. 芽孢杆菌属
细胞杆状。端生或周生鞭毛，运动或不运动，G+，好氧 或兼性厌氧，可产生芽孢。
在土壤、水中尤为常见，发热陈粮上较多。
在食品工业中经常遇到的污染菌：
蜡状芽孢杆菌（Bacillus cereus）污染食品引起食物变 质，尚可引起食物中毒。 枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）常常引起面包腐败， 但它们产生蛋白酶的能力强，常用作蛋白酶产生菌。 炭疽芽孢杆菌（Bacillus anthracis）能引起人、畜共患 的烈性传染病——炭疽病。
（4）各种消毒、杀菌措施优劣的判断。
医疗器械、食品生产、发酵生产及传染病防治等方 面的困难。
（二）鞭毛(flagellum,复flagella)
某些细菌细胞表面着生的一至数十条长丝状、 波曲的蛋白质附属物。 功能：细菌的“运动器官”。
1、观察和判断细菌鞭毛的方法
电子显微镜直接观察 光学显微镜下观察：鞭毛染色 暗视野显微镜； 根据培养特征判断：半固体穿刺、
（4）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。（相差显微镜直接观察；芽孢染色） （5）一个芽孢萌发只产生一个营养状态的细胞。
6. 芽孢的理论和实践意义
（1）细菌分类和鉴定中的重要指标： 芽孢的有无、形态、 大小和着生位臵； （2）提高菌种筛选效率； （3）利于芽孢细菌的保藏；
菌落（菌苔）形态。
2、鞭毛的着生方式
3、 鞭毛的构造
基体 鞭毛钩 鞭毛丝
G-鞭毛结构
4、鞭毛的运动
靠鞭毛丝旋转而动，其 动力来自质子动力，与 细胞膜内外质子浓度差 和电势差决定。 细菌分类、鉴定的重要 依据。
(三）荚膜（Glycocalyx）
糖被：某些细菌细胞壁外的一层厚度不定的 透明胶状物质。 荚膜：包被于某些细菌细胞壁外的一层较厚 的粘液状物质。
3. 荚膜的功能
（1）保护作用；
（2）贮存营养物质； （3）作为透性屏障和离子交换系统； （4）表面附着作用。 （5）细菌间信息识别。
(四）菌毛(fimbria，复数fimbriae)
特征：纤细、中空、短直、 数量较多 成分：蛋白质 功能：粘附
性菌毛
构造和成分与菌毛相同，但比菌毛长，数量仅一至 少数几根。
梭状芽孢杆菌属（Clostridium）
芽孢八叠球菌属（Sporosarcina）
3. 芽孢的构造
疏水蛋白，对酶解及化学药剂抗性
4. 芽孢的耐热机制
孢外壁层厚而致密，抗酶解及化学药剂 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。
糖脂 整合蛋白 寡糖
整合 蛋白
磷脂 周边蛋白
1. 观察方法
（1）质壁分离后结合鉴别性染色 在光学显微镜下观察 （2）原生质体破裂 （3）超薄切片电镜观察
2. 细胞膜的结构模型
1972年由辛格和尼克尔森提出“液态镶嵌”模型
细胞膜“液态镶嵌”模型主要内容
① 膜的主体是脂质双分子层； ② 脂质双分子层具有流动性；
3. 细胞膜功能（Function）
（1）物质运输：选择性地控制营 养物质和代谢产物的运送； （2）合成细胞壁和糖被的各种组 分（脂多糖、肽聚 糖、磷壁酸、 荚膜 多糖)；
（3）产能场所：膜上含有氧化磷 酸化或光合磷酸化等能量代谢的 酶系；
（4）传递信息； （5）鞭毛基体的着生部位，并提 供鞭毛运动所需能量。
贮藏物的种类
（1）多糖类储藏物：糖原粒和淀粉粒
蓝细菌、肠杆菌、芽孢杆菌等中存在。
（2）聚β-羟基丁酸 (PHB)
属于类脂性质的碳源类贮藏物
A：贮藏碳源和能量 B：维持胞内中性环境 C. 降低细胞内渗透压 聚β-羟基丁酸 A Vibrio species
产碱菌属、固氮菌属、假单孢菌属 它无毒、可塑、易降解，是生产医用塑料、 生物降解塑料的良好原料。
1.核质体
组成：裸露在细胞质中的染色体， 由环状双链DNA分子组成。 功能：贮存遗传信息； 传递遗传信息； 调控细胞的全部生命活动。
2.细菌的核外染色体—质粒（plasmid)
细菌染色体外的遗传物质，由共价闭合环状双链DNA 分子组成。
携带1-100个基因, 一个菌细胞可有一至数个质粒。
质粒的特点： (1)可自我复制，稳定遗传。对生存不是必要 的。复制与染色体分开，但同步进行。 (2)不同质粒携带不同遗传信息。 (3)无质粒细菌可通过接合、转化、转导等方 式获得，不能自发产生。 例：细菌抗药性因子、大肠杆菌的F因子。 质粒应用: 基因工程，体外重组.
2. 肠杆菌科各属(Enterobacteriaceae)
4. 间体（Mesosome）
是一种由细胞质膜内褶而形成的囊状构造，其中 充满着层状或管状的泡囊，多见于G+。
青霉素酶分泌、DNA复制、 分配以及细胞分裂有关 .
“间体”仅是电镜制片时因 脱水操作而引起的一种赝像.
（三）细胞质和内含物
细胞质: 细胞质膜包围的除核区外的一切半 透明、 胶状、颗粒状物质的总称。 内含物：核糖体、贮藏物、多种酶类和中间 代谢物、质粒、各种营养物和大分 子的单体。少数细菌还有类囊体、 羧酶体、气泡或伴孢晶体等。
层次厚：（大）荚膜 在壁上有固定层次 包裹在单个细胞上 层次薄：微荚膜
松散，未固定在壁上：粘液层 包裹在细胞群上：菌胶团
不同细菌荚膜的化学组成
2. 荚膜的特点
（1）主要成分是多糖、多肽或蛋白质，尤以多糖居多。 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它的存在。 （2）微生物的一种遗传特性：其菌落特征及血 清学反应 是细菌分类鉴定的指标之一。 （3）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）细菌荚膜与人类的科学研究和生产实践有密切的关系。 如肠膜状明串珠菌、黄单孢杆菌、菌胶团。
二、细菌细胞的基本结构
（二）细胞质膜（Cytoplasmic membrane）
也称细胞膜，是紧贴在细胞壁内侧、包围着细胞 质的一层柔软、脆弱、富有弹性的半透性膜。 化学组成： 磷脂 蛋白质 20%~30% 50%~70%
多糖
1.5% ~10%
磷脂分子由磷酸、甘油、脂肪酸组成。
根据蛋白质在细胞膜上的部位 不同，分为整合蛋白和外周蛋白。
②形成横隔壁
③子细胞分离
来自百度文库
2. 细菌的培养特征
（1）固体培养基：菌落 菌苔
菌落特征：比较小，表面湿润、光滑、 比较粘稠、用接种环容易挑起，菌落颜 色多样。
（2）液体培养基
（3）斜面培养特征 菌苔的生长程度、形状、光泽、质地、透 明度、颜色、隆起和表面状况等。
五、食品中常见的细菌类群
Ø 杆菌：产芽孢杆菌
5. 特性
（1）抗逆性最强的生命体：具有较强的抗热、抗辐射和抗化学 药物的能力，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。 （2）细菌的休眠体：保持潜在萌发力，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。
（3）细菌分类和鉴定中的重要指标：芽孢的有无、形态、 大 小和着生位臵。
性菌毛一般见于G-细菌的雄性菌 株（即供体菌）中.
功能 :向雌性菌株（即受体菌）传 递遗传物质。有的性菌毛还是 RNA噬菌 体的特异性吸附受体。
四、细菌的繁殖
1. 繁殖：一个母细胞产生二个或二个以上子 细胞的过程。无性繁殖，二分裂法（binary fission） 。
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核分裂
3、羧酶体（carboxysome)
一些自养细菌（光合细菌） 细胞内的 多角形或六角形内含 物。 大小与噬菌体相仿，约 10nm， 在自养细菌的CO2固 定 中起着关键作用。
4、磁小体（magnetosome)
趋磁细菌细胞中含有的大小 均匀、数目不等的Fe3O4颗粒， 外有一层磷脂、蛋白或糖蛋 白膜包裹。 功能：导向 应用：制药、生物传感器
三、细菌细胞的特殊构造
芽孢
鞭毛
荚膜
菌毛
（一）芽 孢
1. 定义：某些细菌在一定生理时期，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。
2. 产芽孢细菌的种类
杆菌中能形成芽孢的种类较多，球菌和螺 旋菌中只有少数菌种可形成芽孢。 产生芽孢的几个属：
芽孢杆菌属（Bacillus)