第二章第二章 微生物形态学微生物形态学 第一节第一节 研究微生物的基本方法研究微生物的基本方法第二节第二节 原核微生物原核微生物细菌、放线菌细菌、放线菌第三节第三节 真核微生物真核微生物酵母、霉菌酵母、霉菌第四节第四节 非细胞生物非细胞生物病毒、噬菌体病毒、噬菌体 本章要求熟悉研究微生物的基本方法，本章要求熟悉研究微生物的基本方法，熟悉微生物的一般形态。熟悉微生物的一般形态。 第一节第一节 研究微生物的基本方法研究微生物的基本方法 w 微生物怎样确认？微生物怎样确认？ w（1 1）生命活动，培养后确认生命活动，培养后确认w（2 2）显微镜观察）显微镜观察w微生物学的研究内容：微生物学的研究内容：w（1 1）形态）形态w（2 2）生理生化）生理生化w（3 3）生态）生态w微生物的研究方法微生物的研究方法w（1 1）显微镜观察法：原始、染色）显微镜观察法：原始、染色w（2 2）纯种分离）纯种分离w（3 3）培养及接种）培养及接种w（4 4）生理特性试验）生理特性试验一、显微镜观察法一、显微镜观察法 w 微生物的显著特点之一是个体微小。微生物的显著特点之一是个体微小。w细菌细菌 0.30.35 58 810 m 10 m 放大放大10001000倍倍w酵母酵母 长长 5 5 30 m30 mw 宽宽 1 1 5 m 5 m 放大放大200200400400倍倍 w1压滴法观察活的微生物w 多用于霉菌、酵母的观察w方法：w 载玻片挑种盖玻片覆盖显微镜观察 w2 2、悬滴法、悬滴法w 观察微生物的运动状态观察微生物的运动状态w方法：方法：w 盖玻片盖玻片滴样滴样反转盖玻片反转盖玻片放在凹玻片上方放在凹玻片上方固定固定培养培养镜检镜检 w3 3、染色法、染色法w目目的的：使使被被观观察察的的微微生生物物与与背背景景色色差差增增加加，以利于观察。以利于观察。w用途：用途：w显示细胞结构、探查成分的性质、分布显示细胞结构、探查成分的性质、分布w鉴别细菌的种类；鉴别细菌的种类；w区别细胞的死活区别细胞的死活；w粗略测定细菌的等电点。粗略测定细菌的等电点。 w（1 1）单染法）单染法w只用一种染料使微生物着色的方法称之只用一种染料使微生物着色的方法称之w常见染料如美兰、龙胆紫、花红、蕃红等。常见染料如美兰、龙胆紫、花红、蕃红等。w方法：方法：w 载载玻玻片片涂涂片片干干燥燥固固定定染色染色水洗水洗干燥干燥镜检镜检wNoteNote：若观察活菌时，则不需固定。若观察活菌时，则不需固定。w要求：要求：涂片要均匀；涂片要均匀；染色时间要准确。染色时间要准确。w例如：区别酵母细胞的死活（美兰法）w 活细胞代谢能力强，还原美兰为无色。w 死细胞代谢能力弱，不能还原美兰，染成兰色。 w（2）复染色法w使用两种或两种以上的染色剂使微生物染色的方法，称为复染色法。w 革兰氏染色法，1884年丹麦医生G. Gram首先使用，以后多次改良。w使用三种染色剂：草酸铵结晶紫，路哥氏碘液，蕃红，可以用来鉴别细菌，又称鉴别染色法。w细菌革兰氏染色：w G（） 阳性 兰色 w G（） 阴性 红色w 抗酸染色法 鉴别结核杆菌w 染色剂 石炭酸复红、碱性酒精（脱色）、美兰w 微生物 抗酸染色法 w 红色，抗酸性微生物 兰色，非抗酸性微生物w 另外，特殊染色法芽孢、荚膜、鞭毛染色等。 w显微镜观察微生物是微生物学的基本技能，必须掌握二、微生物的纯种分离二、微生物的纯种分离 w 纯种分离从混合的微生物群体中分离出一种微生物的过程。w 常见方法四种：w 平板划线法w 稀释平板法w 特殊培养基法w 单细胞分离法 w1 1、平板划线法、平板划线法w范围：常用来分离酵母、细菌等微生物范围：常用来分离酵母、细菌等微生物w方方法法：用用无无菌菌的的接接种种环环取取一一环环菌菌液液，在在固固体体培培养养基基表表面面划划线线，在在划划线线过过程程中中使使其其在在平平板板上上稀稀释释，使使微微生生物物细细胞胞分分散散在在平平板板上上，由由细细胞胞在在平平板板上上长长出出菌菌落落。从从一一个个细细胞胞形形成成的的菌菌落，可以为单纯的菌落。落，可以为单纯的菌落。w实际应用时，以该过程进行多次重复。实际应用时，以该过程进行多次重复。w划线操作：扇形；连续；方格划线操作：扇形；连续；方格w 平行；平行；“之之”形形 w2 2、稀释分离法、稀释分离法w范围：适于所有微生物的分离。范围：适于所有微生物的分离。w方方法法：通通过过不不断断的的稀稀释释使使被被分分离离的的样样品品分分散散到到最最低低限限度度，然然后后吸吸取取稀稀释释样样品品注注入入平平板板，涂涂匀匀于于平平板板表表面面，则则分分离离的的微微生生物物被被固固定定在在原处而生成菌落。原处而生成菌落。w实验为操作方便一般采用实验为操作方便一般采用w 9.0 ml9.0 ml无菌水无菌水( (生理盐水生理盐水)+1.0 ml)+1.0 ml样品液。样品液。 w或者或者:4.5+0.5;99+11,19+1:4.5+0.5;99+11,19+1等等w3 3、特殊培养基培养分离法、特殊培养基培养分离法w范围：适于所有微生物范围：适于所有微生物w（1 1）选择培养基）选择培养基w培培养养基基中中一一些些组组成成分分对对某某些些微微生生物物有有抑抑制制或或促进作用，从而使其与其它微生物区别开来。促进作用，从而使其与其它微生物区别开来。w例例如如：革革兰兰氏氏阳阳性性细细菌菌G G（+ +）可可被被碘碘液液抑抑制制，G G（）（）细菌生长出来。细菌生长出来。w（2 2）鉴别培养基）鉴别培养基w鉴别培养基的特殊成分使微生物的鉴别培养基的特殊成分使微生物的菌落呈现特征，则使于识别和挑选。菌落呈现特征，则使于识别和挑选。 w4 4、单细胞分离法、单细胞分离法w范范围围：霉霉菌菌、酵酵母母、原原生生动动物物等等个个体体较较大的微生物。大的微生物。w工具：单细胞分离操作器。工具：单细胞分离操作器。w原原理理：在在显显微微镜镜下下挑挑取取分分散散的的单单个个细细胞胞，然后培养，达到分离的目的。然后培养，达到分离的目的。wNoteNote：纯种分离时的方法应用经常联合纯种分离时的方法应用经常联合使用，如使用，如3 3和和2 2联合使用等，可以提高分联合使用等，可以提高分离效果。离效果。 三、接种和培养三、接种和培养 w接种用微生物菌种或含菌材料将微生物转移到新鲜培养基上的过程。w培养微生物在适当条件下于营养基质中生长繁殖的过程。 w1 1、微生物的接种方法：、微生物的接种方法：w（1 1）涂布法：固体培养基表面，均匀涂布。）涂布法：固体培养基表面，均匀涂布。w（2 2）划划线线法法：固固体体培培养养基基表表面面，斜斜面面划划线线、平板划线平板划线w（3 3）点种法：固体培养基表面，局部点种。）点种法：固体培养基表面，局部点种。w（4 4）穿穿刺刺法法：固固体体培培养养基基内内部部，点点穿穿刺刺、线线穿刺。穿刺。w（5 5）浸洗法：液体培养基）浸洗法：液体培养基w（6 6）活活体体接接种种：医医学学上上常常用用，采采用用动动物物培培养养病原菌病原菌w 动物接种、离体活组织接种等动物接种、离体活组织接种等w 鸡胚胎接种：检查感冒病毒。鸡胚胎接种：检查感冒病毒。 w 2、微生物的培养 （1）分类w O2需求不同：好氧培养（发酵）w 厌氧培养（发酵）w 兼性厌氧培养（发酵） w培养方法不同：分批培养（发酵)w 连续培养（发酵）w 补料分批培养（发酵） 分批培养分批培养: : 一次进料，一次出料一次进料，一次出料连续培养：连续进料，连续出料连续培养：连续进料，连续出料补料分批培养：一次进料，多次补料，一次出料w （2）培养条件w 微生物培养中所必需的条件，包括营养物，pH、温度、O2、渗透压等四、生理特性实验四、生理特性实验 w1 1、适应环境特性实验：、适应环境特性实验：w 生长温度、生长温度、pHpH、湿度、耐盐性等湿度、耐盐性等w 2 2、生化试验、生化试验w 对生化试剂反应等。对生化试剂反应等。w 例如：酵母，能否利用淀粉？产酸例如：酵母，能否利用淀粉？产酸？产酯？产酯？ w 3 3、血清学试验、血清学试验w 利利用用免免疫疫血血清清进进行行试试验验，又又称称抗抗原原性性试试验。验。w “ “抗原抗体抗原抗体”专一性结合专一性结合w 含有抗体结合，否则不结合。含有抗体结合，否则不结合。w 4 4、动物试验、动物试验w 病原微生物致病试验，药物药理试验等。病原微生物致病试验，药物药理试验等。 第二节第二节 原核微生物原核微生物细菌和放线菌细菌和放线菌 w原原核核微微生生物物是是比比较较低低级级的的微微生生物物，包包括括细细菌菌、放放线线菌菌、立立克克次次氏氏体体、蓝蓝藻藻、绿绿藻等藻等w定义：细胞含有不具体的细胞核，细胞定义：细胞含有不具体的细胞核，细胞核没有核膜、核仁之分，遗传物质不组核没有核膜、核仁之分，遗传物质不组成典型的染色体的微生物称原核微生物成典型的染色体的微生物称原核微生物 蓝蓝细菌细菌一、细菌一、细菌 w细菌是单细胞的原核微生物，是自然界中分布最广，数量最多的一种微生物w从与人类的关系分为：w 中性细菌：大部分细菌w 有益菌：乳酸菌、棒杆菌、枯草杆菌等w 有害菌：痢疾杆菌、肺炎双球菌、出血性大肠杆菌、沙门氏菌、脑膜炎双球菌等w （一）细菌的形态特征w1、个体形态：球菌、杆菌、螺旋菌等w2、大小：球菌：0.2-1.5 mw 杆菌：（0.2-1.5）(0.7-8) mw 螺旋菌（0.3-1）（1.0-2.0）m . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .双球菌（显微镜下示意图）双球菌（显微镜下示意图）动物宿主感染杆菌濒临死亡DifferentShapesw （二）培养特征（二）培养特征w 1 1、菌落特征、菌落特征w 菌菌落落由由单单个个或或少少数数细细胞胞在在固固体体培养基表面繁殖出来的较大的子细胞群落培养基表面繁殖出来的较大的子细胞群落w 细细菌菌的的菌菌落落一一般般较较小小，质质地地较较密密，透透明明或或半透明，颜色有米黄，淡黄等多种，有光泽半透明，颜色有米黄，淡黄等多种，有光泽wNoteNote：培养条件对细菌菌落有影响培养条件对细菌菌落有影响w 2 2、其它培养特征、其它培养特征w斜面培养特征和液体培养特征等也是细菌重斜面培养特征和液体培养特征等也是细菌重要的分类依据要的分类依据铜质假单孢菌粘质沙雷氏菌弗氏志贺氏菌 细菌的菌落特征细菌的一些培养特征w （三）细菌细胞的结构w 细菌细胞的一般构造包括：细胞壁、细胞膜、细胞质、核糖体、核质体和内含物。w 特殊结构包括：糖被、鞭毛、菌毛和芽孢。w 1 1、细胞壁、细胞壁w 细细胞胞壁壁是是细细胞胞的的外外壁壁，是是一一层层无无色色、透明、坚韧而富有弹性的薄膜透明、坚韧而富有弹性的薄膜w 作用：作用： 保持细胞形状。保持细胞形状。w 保保护护细细胞胞在在低低渗渗溶溶液液中中不不破裂破裂w 化学成分：肽聚糖为骨架的网袋结化学成分：肽聚糖为骨架的网袋结构构w 不不同同细细菌菌细细胞胞壁壁中中肽肽聚聚糖糖含含量量不不同同，通过革兰氏染色法把细菌分为两类通过革兰氏染色法把细菌分为两类wG G（）、（）、G G（）（）w过程：过程：w涂涂片片固固定定革革兰兰氏氏甲甲液液染染色色革革兰兰氏氏乙乙液液染染色色酒酒精精脱脱色色水水洗洗蕃红复染蕃红复染干燥干燥镜检：镜检： w G G（）：（）：兰、紫色兰、紫色 w G G（）：（）：红色红色 w 原原理理：革革兰兰氏氏染染色色的的原原理理有有很很多多种种，但但与与细细菌的细胞壁结构与化学组成有关菌的细胞壁结构与化学组成有关w 一一般般认认为为：G G（）菌菌的的细细胞胞壁壁中中含含有有较较多多的的脂脂类类化化合合物物（脂脂多多糖糖），肽肽聚聚糖糖含含量量低低，染染色色过过程程中中经经脂脂溶溶剂剂酒酒精精的的处处理理，溶溶解解了了脂脂类类化化合合物物，使使G G（）菌菌的的细细胞胞壁壁通通透透性性增增加加，结结晶晶紫紫碘碘复复合合物物被被酒酒精精溶溶解解抽抽提出来，细胞被脱色，再经蕃红复染呈红色提出来，细胞被脱色，再经蕃红复染呈红色w G G（）（）菌细胞壁中肽聚糖含量高，脂类菌细胞壁中肽聚糖含量高，脂类含量低，酒精脱色时，细胞壁中肽聚糖收缩，含量低，酒精脱色时，细胞壁中肽聚糖收缩，孔径变小，通透性降低，结晶紫碘的复合孔径变小，通透性降低，结晶紫碘的复合物未被抽提出来，故细胞呈紫色物未被抽提出来，故细胞呈紫色 G（）、（）、G（）（）菌的生理特性比较菌的生理特性比较特特 征征G（）（）G（）（）青霉素敏感性青霉素敏感性高高低低碱性染料抑制碱性染料抑制高高低低营养要求营养要求大多数复杂大多数复杂 简单简单物理因素破坏抗性物理因素破坏抗性强强弱弱 因此，革兰氏染色法不仅是颜色反应，而且可以因此，革兰氏染色法不仅是颜色反应，而且可以作为分类鉴定的一个重要依据。作为分类鉴定的一个重要依据。w 2 2、细胞膜、细胞膜w 位位于于细细胞胞壁壁和和细细胞胞质质之之间间一一层层柔柔软软而而富富有弹性的半透膜，厚度有弹性的半透膜，厚度 5 5 8 nm8 nmw 结构：磷脂双分子层镶嵌蛋白质结构：磷脂双分子层镶嵌蛋白质w 组成：蛋白质组成：蛋白质 6060 类脂类脂 4040w功能：功能： 高度选择性膜，控制物质交换高度选择性膜，控制物质交换w 膜膜上上具具有有丰丰富富的的酶酶系系，对对代代谢谢有有重重要作用要作用 细胞渗透屏障，阻止代谢产物渗出细胞渗透屏障，阻止代谢产物渗出 StructureofCytoplasmicMembranew 3 3、核质体、核质体w 主要成分：主要成分：DNADNAw 功能：细胞遗传物质，传递遗传特性功能：细胞遗传物质，传递遗传特性w 4 4、核糖体、核糖体w 功能：蛋白质合成的场所功能：蛋白质合成的场所w 5 5、细胞质及内含物、细胞质及内含物w 细胞质：无色、透明、粘稠的胶状物细胞质：无色、透明、粘稠的胶状物w成成分分：水水、蛋蛋白白质质、核核酸酸、脂脂类类、少少量量糖类、无机盐糖类、无机盐w细细胞胞质质是是细细胞胞的的内内在在环环境境，含含有有多多种种酶酶系，是细菌进行新陈代谢的重要场所系，是细菌进行新陈代谢的重要场所w内含物：质内颗粒、可溶性内内含物：质内颗粒、可溶性内含物含物 w6、鞭毛w 着生点：细菌的基粒w 功能：细菌运动的器官w 组成：蛋白质、少量多糖、脂类w 着生方式：4种w 细菌是否具有鞭毛及着生方式均可作为细菌鉴定的依据 w 7、菌毛w 类似于鞭毛，但与运动无关。w常出现在G（-）菌上，与细胞繁殖有关，如F线毛w8 8、糖被、糖被w细细菌菌在在其其体体表表外外由由分分泌泌的的粘粘状状液液或或胶胶质质状的组成一个致密层时称为糖被状的组成一个致密层时称为糖被w糖被包括荚膜、黏液层和菌胶团糖被包括荚膜、黏液层和菌胶团w成成分分：水水，9090以以上上，糖糖类类、多多肽肽类类或或多糖蛋白复合体多糖蛋白复合体w产产生生糖糖被被是是微微生生物物的的一一个个遗遗传传特特性性，只只有有一一定定条条件件才才能能产产生生，不不产产生生也也可可正正常常生长生长球菌杆菌荚膜荚膜w糖糖被被在在细细菌菌的的生生长长发发育育中中有有一一定定生生理理功能：功能：w 养料储存库养料储存库w 用用于于堆堆积积废废物物，且且可可抵抵抗抗干干燥燥环境环境w 保护细胞。如可增强致病菌的保护细胞。如可增强致病菌的毒力等毒力等w 9、芽孢w 产生芽孢的细菌：好气的芽孢杆菌；厌气的梭状芽孢杆菌、八叠球菌等w 芽孢的形状，大小及在菌体中的位置可以作为鉴定细胞的重要依据w形成芽孢： 遗传特性决定w 适宜的环境：至今不明 Note：芽孢是细菌的休眠体，适宜条件下则吸收营养，发育成营养细胞w研究发现： 吡啶2,6二羧酸钙（DPA-Ca）w 芽孢壁致密不透水。w 因此，芽孢可以抵抗恶劣环境：w 耐热、耐干燥w 抗化学药品w用途： 保存菌种w 评价杀菌效果w 菌种的分类鉴定w灭菌依据：抗热性最强的嗜热脂肪芽孢杆菌 （四）细菌的繁殖方式 w细细菌菌一一般般的的分分裂裂的的无无性性繁繁殖殖方方式式繁繁殖殖，即由一个细胞分变为二个细胞即由一个细胞分变为二个细胞w步骤：步骤： 细胞核区分裂细胞核区分裂w 新细胞壁形成新细胞壁形成w 子细胞分离形成独立细胞。子细胞分离形成独立细胞。w 细菌由一个细胞分裂为细菌由一个细胞分裂为2 2个，个，2424个，根据分裂的方向不同及分裂后个，根据分裂的方向不同及分裂后为子细胞排列的状态不同，形成各种形为子细胞排列的状态不同，形成各种形式的群体式的群体 工业上常用常见的细菌工业上常用常见的细菌 w发酵工业：枯草芽孢杆菌、乳酸杆菌、乳酸球菌、醋酸杆菌、棒杆菌及梭状芽孢杆菌等w食品腐败菌：假单孢菌、无色杆菌、产碱杆菌、黄色杆菌和明串珠菌等w病原菌：埃希氏杆菌、沙门氏菌、志贺氏菌、肉毒梭状芽孢杆菌和葡萄球菌等w 1、枯草芽孢杆菌w 芽孢杆菌，菌落变化大 G (+)w 用途：蛋白酶、-淀粉酶、5核苷酸酶、氨基酸、核苷等w 如：BF7658 生产-淀粉酶w AS1.398 中性蛋白酶 w 2、德氏乳酸杆菌w 杆菌 G（） 营养要求复杂w工业用途：生产乳酸、乳酸钙乳酸杆菌乳酸杆菌w 3、乳链球菌w 细胞卵球形，向链方向延长，G（），可发酵多种糖类。w 用于乳制品工业及我国传统食品工业中w 4、肠膜状明串球菌w 细胞球状，成对 G（）w 糖厂有害菌，利用蔗糖生产或葡聚糖。w工业用途：葡聚糖生产菌 5、醋酸杆菌w G（），中性或酸性（pH4.5）条件可氧化乙醇为乙酸。w 可利用多种碳源。w如：中科1.41，最高产酸7-9，耐酒精度8， pH3.5-6，T 2830 w 6、北京棒杆菌w 细胞短杆或小棒状，单个或呈“八”字排列。G（），有异染色粒w 工业上应用生产合成谷氨酸、赖氨酸 w如：AS1.299 、 AS1.542 生产谷氨酸 w 7、单核细胞增生李斯特菌w 形态：球杆菌 大小1-30.5m G（）w生理：245 厌氧或微好氧、pH5.0-9.0 低温缓慢生长w 来源： 动物粪便w 牛 奶w 发酵不好的青贮饲料w 土 壤w 动物为主要宿主，人为传染源w 传播途径：粪便污染食品，经口传播w 婴儿、胎儿：母体中细菌或乳制品w单单增增李李斯斯特特菌菌引引起起的的食食物物中中毒毒症症状状持持续续数数天天或或数数周周，临临床床表表现现分分为为侵侵袭袭型型和和腹腹泻泻型型。侵侵袭袭型型病病人人潜潜伏伏期期2-2-6 6周周，开开始始常常有有肠肠胃胃炎炎的的症症状状，最最明明显显的的表表现现是是败败血血、脑脑膜膜炎炎和和发发热热。孕孕妇妇、新新生生儿儿、免免疫疫缺缺陷陷的的人人为为容容易易感感染染的的人人群群。对对于于孕孕妇妇可可导导致致流流产产、死死胎胎等等后后果果，幸幸存存的的婴婴儿儿则则容容易易患患脑脑膜膜炎炎，导导致致智智力力缺缺陷陷或或死死亡亡。病病死死率率高高达达20%-50%20%-50%。腹腹泻泻型型病病人人的的潜潜伏伏期期8-248-24小小时时，主要症状为腹泻、腹痛、发热主要症状为腹泻、腹痛、发热w对对于于单单增增李李斯斯特特菌菌敏敏感感的的人人群群，建建议议少少吃吃一一些些生生的的食食物和色拉等，以远离单增李斯特菌的严重感染物和色拉等，以远离单增李斯特菌的严重感染w单增李斯特菌中毒的预防：在冰箱冷藏的熟肉制品及单增李斯特菌中毒的预防：在冰箱冷藏的熟肉制品及直接入口的方便食品、牛奶等，食用前要彻底加热直接入口的方便食品、牛奶等，食用前要彻底加热w8、假单孢菌wG（） 好氧w特点：分解脂肪和蛋白质能力强，造成食品的变质，污染食品后产生水溶性荧光色素。w嗜冷细菌 w9、无色杆菌 G（） w 特点：能使禽、肉、海产等食品变质发粘。 w10、产碱杆菌 G（）w 分解糖类、产色素，培养基上产碱，引起乳品及其它动物性食品产生粘性变质。 w11、黄色杆菌属 G（）w 分解蛋白质能力强，引起乳、禽、肉、蛋等腐败变质 w12、埃希氏杆菌 大肠杆菌群 G（）w 食品中重要的腐生菌 w13、沙门氏菌、志贺氏杆菌 w G（），传染病菌 w 14、肉毒梭状芽孢杆菌 G（），厌氧或好氧产生芽孢w 肉毒素，最毒的毒素 沙门氏菌沙门氏菌w15、葡萄球菌w G（），好氧或兼性w 耐盐， 耐热w 金黄色葡萄球菌 肠毒素使人中毒 w 16、炭疽病菌 G（） w 厌氧，芽孢杆菌w 17、发光细菌w 弧菌属、发光杆菌属、射光杆菌属的细菌 w1818、空肠弯曲杆菌、空肠弯曲杆菌w空肠弯曲杆菌是近年来引起食物中毒最常见的微生物，广泛存在与生肉、生奶和生水中。患腹泻病的宠物也是空肠弯曲杆菌感染的来源w少量的空肠弯曲杆菌可能导致疾病，交叉污染也会致病。食物烹饪过程和牛奶的消毒就能杀灭空肠弯曲杆菌w空肠弯曲杆菌食物中毒的症状包括发热、头痛和感觉不适，紧接着是剧烈腹痛和腹泻，可能出现带血的大便。症状通常持续2-5天，长的可达10天，如有反复可能持续数周w由于空肠弯曲杆菌不耐热，能在一般热处理过程中杀灭。因此，预防弯曲菌病要避免食用未煮透的食品，尤其是乳制品