工业微生物 第2章 工业微生物的特征与分类

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1、工业微生物第二章工业微生物的特征与分类第一节细菌一、细菌的形态和大小细菌（Bacteria）有四种基本形态：球状、杆状、螺旋状和丝状，分别称为球菌、杆菌、螺旋菌和丝状菌。（一）球菌球菌（图2-1）直径为0.5～2μm，根据其分裂方向及分裂后的排列方式可分为单球菌、双球菌、链球菌、四联球菌、八叠球菌和葡萄球菌。第一节细菌（二）杆菌杆菌长1～8μm，宽0.5～1.0μm，根据分裂后是否相连或排列方式，分为单杆菌、双杆菌和链杆菌。单杆菌中很长的称为长杆菌，较短的称为短杆菌。杆菌的两端或一端形状一般为钝圆，但也有平截

2、的，还有两端略尖的。有的杆菌能产芽孢称为芽孢杆菌，如枯草芽孢杆菌。（三）螺旋菌螺旋菌长（菌体两端间的距离）为5～50μm，宽0.5～5μm。根据菌体弯曲程度不同又分为螺旋菌和弧菌。弧菌菌体只有一个弯曲且不满一圈，呈弧形或逗号形，如脱硫弧菌。螺旋菌菌体呈多次弯曲，回转成螺旋状，如紫硫螺旋菌。（四）丝状菌在水生环境、潮湿土壤和污水生物处理中，常有一些丝状菌，细胞排列成丝状，其外包围有透明的衣鞘，如浮游球衣菌、泉发菌(原铁细菌)、纤发菌、发硫菌、贝日阿托氏菌、亮发菌等。第一节细菌图2-1细菌的各种形态A—球菌；B—

3、杆菌；C—弧菌；D—螺旋菌；E—丝状菌第一节细菌除上述四种形态外，人们还发现了细胞呈星形和方形的细菌。在正常生长条件下，不同种的细菌形态是相对稳定的。但如果培养的时间、温度、pH以及培养基的组成与浓度等环境条件的改变，均能引起细菌形态的改变。二、细菌细胞的结构细菌的细胞结构见图2-2。几乎所有细菌都具有细胞壁、细胞膜、细胞质、细胞核物质等基本结构。部分细菌还有特殊结构，如芽孢、鞭毛、荚膜等。图2-2细菌细胞结构模式图第一节细菌第一节细菌（一）基本结构1.细胞壁细胞壁（cellwall）是包围在菌体最外层的、较

4、坚韧而富有弹性的薄膜。其重量约占细胞干重的10%～25%。（1）细胞壁的功能细胞壁的主要功能有：维持细菌的细胞外形；保护细胞免受渗透裂解；阻止大分子物质进入细胞；为鞭毛提供支点，使鞭毛运动。（2）细胞壁的结构与革兰氏染色经革兰氏染色可把细菌分为革兰氏阳性菌（G+）和革兰氏阴性菌（G-）两大类，前者染色后呈蓝紫色，后者染色后呈红色。革兰氏染色是重要的细菌鉴别法。第一节细菌①G+和G－细菌细胞壁的结构和组成的区别：G+细菌的细胞壁厚，结构简单，其化学组成以肽聚糖为主，75%的肽聚糖亚单位纵横交错连接，形成致密的网

5、格结构。除肽聚糖外，还含有磷壁酸和少量的脂肪。G－细菌的细胞壁很薄，其结构较复杂，分为内壁层和外壁层。内壁层仅贴细胞膜，由肽聚糖组成，仅10%的肽聚糖彼此交织连接，网格结构疏松。外壁层又分为三层：最外层为脂多糖层，中间为磷脂层，内层为脂蛋白层。脂多糖是G－细菌的主要成分。G+和G－细菌细胞壁的组成和结构见表2-1和图2-3。第一节细菌表2-1G+和G－细菌细胞壁化学组成及结构比较第一节细菌图2-3细菌细胞壁的结构图A—G+细菌细胞壁；B—G－细菌细胞壁；C—G－细菌细胞壁的图解第一节细菌②革兰染色的原理：一般

6、认为革兰染色的过程中，细菌细胞内形成了一种不溶性的深紫色的结晶紫—碘的复合物，这种复合物可被乙醇从G－细菌中浸出，但不易从G+细菌中浸出。这是由于G+细菌细胞壁较厚，肽聚糖含量较高，网格结构紧密，含脂量又低，当它们被乙醇脱色时，肽聚糖网孔由于缩水会明显收缩，从而阻止了结晶紫—碘复合物的逸出，故菌体呈蓝紫色。而G－细菌细胞壁薄，肽聚糖含量低，且网格结构疏松，故遇乙醇后，其网孔不易收缩，加上G－细菌的脂类含量高，当乙醇脱色时，脂类物质溶解，细胞壁透性增大，因此，结晶紫—碘的复合物就容易被浸出，故菌体呈红色。第一节

7、细菌2.细胞膜细胞膜（cellmembrane）又称细胞质膜、原生质膜或质膜，是紧贴在细胞壁内侧而包围细胞质的一层柔软而富有弹性的半透性薄膜。其化学组成主要是蛋白质（60%～70%）和磷脂（30%～40%）。（1）细胞膜的结构细胞膜的结构如图2-4，它是由磷脂呈双层平行排列，亲水基（头部）排列在膜的内外两个表面，疏水基（尾部）排列在膜的内侧，从而形成一个磷脂双分子层。据目前所知，磷脂双分子层通常呈液态，蛋白质无规则地结合在膜的表面或镶嵌其间。这些蛋白质可在磷脂双分子层液体中作侧向运动，从而使膜结构具有流动性。

8、第一节细菌图2-4细胞膜结构模式图第一节细菌（2）细胞膜的功能细胞膜的功能主要为：a.控制细胞内外物质（营养物质和代谢废物）的运送、交换；b.是细胞壁合成的场所。细胞膜上有合成细胞壁和形成横隔膜组分的各种酶类；c.细胞膜上有琥珀酸脱氢酶、NADH脱氢酶、细胞色素氧化酶、电子传递系统、氧化磷酸化酶及ATP酶，因此细胞膜是物质代谢和能量代谢的重要部位；d.由细胞膜内褶形成的间体（mesosome）上有细