食品微生物的形態(tài)和構(gòu)造原核微生物

食品微生物的形態(tài)和構(gòu)造原核微生物

第一節(jié)細(xì)菌

體小而細(xì)：以微米（um）為單位壁堅(jiān)而韌二等分裂水生性很強(qiáng)形簡而短細(xì)菌（單細(xì)胞原核生物）問：那么細(xì)菌如何定義？細(xì)菌：一類個(gè)體微小、具有細(xì)胞壁的單細(xì)胞原核微生物。第2頁,共50頁，2024年2月25日，星期天一細(xì)胞的形態(tài)構(gòu)造及其功能(一)形態(tài)：桿狀、球狀、螺旋狀第3頁,共50頁，2024年2月25日，星期天桿菌

長桿菌，如

Bactillussubtilis

短桿菌，如Escherichiacoli第4頁,共50頁，2024年2月25日，星期天單、雙鏈(分裂面一)四聯(lián)球菌(分裂面二)八疊球菌(分裂面三)葡萄球菌(分裂面多)金黃色葡萄球菌球菌第5頁,共50頁，2024年2月25日，星期天螺旋菌弧菌(vibrio)<1圈螺菌(spirillum)=2~6圈螺旋體(spirochaete)>6圈第6頁,共50頁，2024年2月25日，星期天特殊形態(tài)

畸形物理化學(xué)因素影響異常形營養(yǎng)條件影響衰頹形：菌齡第7頁,共50頁，2024年2月25日，星期天細(xì)菌大小測量：測微尺長度單位：微米（um）表示：

球菌：直徑桿菌：寬×長螺菌：寬、長、螺距第8頁,共50頁，2024年2月25日，星期天（二）.構(gòu)造1細(xì)菌細(xì)胞的一般構(gòu)造

(1)細(xì)胞壁

(2)細(xì)胞膜和間體

(3)細(xì)胞質(zhì)

(4)核質(zhì)體2細(xì)菌細(xì)胞的特殊構(gòu)造

(1)莢膜

(2)鞭毛

(3)芽孢第9頁,共50頁，2024年2月25日，星期天(1)細(xì)胞壁

位于細(xì)胞最外的一層厚實(shí)、堅(jiān)韌的外被，主要由肽聚糖構(gòu)成，有固定外形和保護(hù)細(xì)胞等多種功能。G＋和G－細(xì)胞壁比較圖G－G＋細(xì)胞壁的功能：固定細(xì)胞外形和提高機(jī)械強(qiáng)度為細(xì)胞的生長、分裂和鞭毛運(yùn)動(dòng)所必需阻止有害物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞細(xì)菌特定的抗原性、致病性以及對(duì)抗生素和噬菌體的敏感性物質(zhì)基礎(chǔ)第10頁,共50頁，2024年2月25日，星期天革蘭氏染色Christian.Gram于1884年發(fā)明的一種鑒別不同類型細(xì)菌的染色方法。第11頁,共50頁，2024年2月25日，星期天1、結(jié)晶紫初染2、碘溶液媒染3、乙醇脫色4、蕃紅復(fù)染第12頁,共50頁，2024年2月25日，星期天革蘭氏染色機(jī)制第一步：結(jié)晶紫使菌體著紫色第二步：碘和結(jié)晶紫形成大分子復(fù)合物，分子大，能被細(xì)胞壁阻留在細(xì)胞內(nèi)第三步：酒精脫色，細(xì)胞壁成分構(gòu)造不同，出現(xiàn)不同的反應(yīng)G＋：細(xì)胞壁厚，肽聚糖含量高，交聯(lián)度大，當(dāng)乙醇脫色時(shí)，肽聚糖因脫水而孔徑縮小，故結(jié)晶紫－碘復(fù)合物被阻留在細(xì)胞內(nèi)，細(xì)胞不能被酒精脫色，仍呈紫色。G－菌：肽聚糖層薄，交聯(lián)松散，乙醇脫色不能使其結(jié)構(gòu)收縮，因其含脂量高，乙醇將脂溶解，縫隙加大，結(jié)晶紫－碘復(fù)合物溶出細(xì)胞壁，酒精將細(xì)胞脫色，細(xì)胞無色，蕃紅復(fù)染后呈紅色。第13頁,共50頁，2024年2月25日，星期天第14頁,共50頁，2024年2月25日，星期天比較項(xiàng)目

G+細(xì)菌

G-細(xì)菌

內(nèi)壁層

外壁層

細(xì)胞壁厚度(nm)肽聚糖結(jié)構(gòu)

鞭毛結(jié)構(gòu)

肽聚糖成分

磷壁酸

脂多糖

脂蛋白

對(duì)青霉素、溶菌酶20～80多層，75%亞單位交聯(lián)，網(wǎng)格緊密堅(jiān)固基體上著生兩個(gè)環(huán)占細(xì)胞壁干重的40~90%

多數(shù)含有

無無敏感2～38單層，30%亞單位交聯(lián)，網(wǎng)格較疏松

基體上著生四個(gè)環(huán)5%～10%無無無11%~22%有或無有

不夠敏感革蘭氏陽性細(xì)菌與革蘭氏陰性細(xì)菌細(xì)胞壁的主要區(qū)別

第15頁,共50頁，2024年2月25日，星期天肽聚糖肽聚糖單體雙糖單位N-乙酰葡萄糖胺(G)N-乙酰胞壁酸(M)肽尾短肽(4~5個(gè)氨基酸)肽橋1~5個(gè)氨基酸第16頁,共50頁，2024年2月25日，星期天第17頁,共50頁，2024年2月25日，星期天溶菌酶、青霉素對(duì)細(xì)菌細(xì)胞壁的作用第18頁,共50頁，2024年2月25日，星期天青霉素殺細(xì)菌青霉素通過干擾細(xì)胞壁的合成殺菌。第19頁,共50頁，2024年2月25日，星期天磷壁酸G+特有的陰離子多聚物同肽聚糖混在一起的分子比較短(6~9個(gè))以核糖醇磷壁酸和甘油磷壁酸為主鏈功能

G+抗原(表面抗原決定因子為磷壁酸)

噬菌體的吸附位點(diǎn)聚集陽離子Mg2+

保持胞壁透性激活酶活性第20頁,共50頁，2024年2月25日，星期天脂多糖

G-特有的位于外壁外層厚度8~10nm

類脂+各種多糖功能保護(hù)作用、屏障作用濃縮陽離子Mg2+、Ca2+噬菌體吸附位點(diǎn)G-表面抗原內(nèi)毒素物質(zhì)基礎(chǔ)第21頁,共50頁，2024年2月25日，星期天（2）細(xì)胞質(zhì)膜

圍繞在細(xì)胞質(zhì)外面的一層柔軟而富有彈性的薄膜，厚約8nm，細(xì)菌細(xì)胞膜占細(xì)胞干重的10%左右，化學(xué)成分主要為脂類(20%~30%)、蛋白質(zhì)(50%~70%)、多糖（1.5%~10%）.細(xì)菌細(xì)胞質(zhì)膜的基本結(jié)構(gòu)第22頁,共50頁，2024年2月25日，星期天細(xì)胞膜功能①控制細(xì)胞內(nèi)、外的物質(zhì)(營養(yǎng)物質(zhì)和代謝廢物)的運(yùn)送、交換；②維持細(xì)胞內(nèi)正常滲透壓的屏障作用；③合成細(xì)胞壁各種組分(LPS、肽聚糖、磷壁酸)和莢膜等大分子的場所；④進(jìn)行氧化磷酸化或光合磷酸化的產(chǎn)能基地；⑤傳遞信息。⑥鞭毛基體的著生部位和鞭毛旋轉(zhuǎn)的供能部位。

膜上某些特殊蛋白質(zhì)能接受光、電及化學(xué)物質(zhì)等產(chǎn)生的刺激信號(hào)發(fā)生構(gòu)象變化，引起細(xì)胞內(nèi)的一系列代謝變化、產(chǎn)生相應(yīng)的反應(yīng)。內(nèi)膜系統(tǒng)：中間體、類囊體、載色體、羧酶體、多角體第23頁,共50頁，2024年2月25日，星期天（3）細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞質(zhì)是細(xì)胞膜內(nèi)除細(xì)胞核外物質(zhì)，無色透明，呈粘膠狀，主要成分為水、蛋白質(zhì)、核酸、脂類，也含有少量的糖和鹽類。

細(xì)胞質(zhì)內(nèi)有核糖體、內(nèi)含物和貯藏物質(zhì)：核糖體：亦稱核蛋白體，為多肽和蛋白質(zhì)合成的場所。

內(nèi)含物：細(xì)菌在營養(yǎng)物質(zhì)豐富在細(xì)胞內(nèi)聚合成各種不同的貯藏顆粒，營養(yǎng)缺乏時(shí)可被分解利用。

AB第24頁,共50頁，2024年2月25日，星期天貯藏物質(zhì)磁小體趨磁細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)含有的大小均勻、數(shù)目不等的Fe3O4顆粒，外有一層磷脂、蛋白或糖蛋白膜包裹。第25頁,共50頁，2024年2月25日，星期天硫滴和聚β－羥基丁酸顆粒富硫環(huán)境中積累，缺硫時(shí)利用。類脂性質(zhì)的碳源類貯藏物質(zhì)，至今已發(fā)現(xiàn)60屬以上的細(xì)菌能合成貯藏物質(zhì)。細(xì)胞中的硫滴

第26頁,共50頁，2024年2月25日，星期天大小與噬菌體相仿，約10nm，內(nèi)含1，5－二磷酸核酮糖羧化酶，在自養(yǎng)細(xì)菌的CO2固定中起關(guān)鍵作用。羧酶體第27頁,共50頁，2024年2月25日，星期天質(zhì)粒細(xì)菌染色體外的遺傳物質(zhì)，由共價(jià)閉合環(huán)狀雙鏈DNA分子組成。分子量約：2～100×106D。攜帶1～100個(gè)基因，一個(gè)細(xì)菌細(xì)胞可有一至數(shù)個(gè)質(zhì)粒。質(zhì)粒特點(diǎn)：

－可自我復(fù)制，穩(wěn)定遺傳。對(duì)生存不是必要的。復(fù)制與染色體分開，但同步進(jìn)行。

－不同質(zhì)粒攜帶不同遺傳信息。

－無質(zhì)粒細(xì)菌可通過接合、轉(zhuǎn)化、轉(zhuǎn)導(dǎo)等方式獲得，不能自發(fā)產(chǎn)生。如：細(xì)菌抗藥性因子、大腸桿菌的F因子。質(zhì)粒的作用－基因工程－體外重組第28頁,共50頁，2024年2月25日，星期天（4）核質(zhì)體位于細(xì)胞質(zhì)內(nèi)，無核膜、無核仁，僅一核區(qū)，因此稱為原始形態(tài)的核(primitiveformnucleus)或擬核(nucleoid)。細(xì)菌細(xì)胞的原核只有一個(gè)染色體，主要含有具有遺傳特征的脫氧核糖核酸(DNA)。擬核中尚有少量RNA和蛋白質(zhì)。第29頁,共50頁，2024年2月25日，星期天（5）莢膜有些細(xì)菌在一定條件下可向細(xì)胞壁外分泌出一層粘性物質(zhì)，穩(wěn)定地附著在細(xì)胞壁外，具一定外形，厚約200nm，稱為莢膜(Capsule)。細(xì)胞結(jié)合力較差。通過液體震蕩培養(yǎng)或離心可將其從細(xì)胞表面除去。

第30頁,共50頁，2024年2月25日，星期天（6）莢膜生理功能加強(qiáng)致病力貯藏養(yǎng)料，可供作碳源和能源堆積廢物抵抗干燥第31頁,共50頁，2024年2月25日，星期天（7）鞭毛某些細(xì)菌細(xì)胞表面著生的一至數(shù)十條長絲狀、螺旋形的附屬物，具有推動(dòng)細(xì)菌運(yùn)動(dòng)的功能，為運(yùn)動(dòng)器官。鞭毛著生的方式：第32頁,共50頁，2024年2月25日，星期天鞭毛的運(yùn)動(dòng)靠鞭毛絲旋轉(zhuǎn)而動(dòng)，其動(dòng)力來自質(zhì)子動(dòng)力，與細(xì)胞膜內(nèi)外質(zhì)子濃度差和電勢差決定第33頁,共50頁，2024年2月25日，星期天（8）芽孢某些細(xì)菌在其生長發(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)的休眠體第34頁,共50頁，2024年2月25日，星期天芽孢的特點(diǎn)整個(gè)生物界中抗逆性最強(qiáng)的生命體，是否能消滅芽孢是衡量各種消毒滅菌手段的重要指標(biāo)。芽孢是細(xì)菌的休眠體，在適宜的條件下可以重新轉(zhuǎn)變?yōu)闋I養(yǎng)態(tài)細(xì)胞；產(chǎn)芽孢細(xì)菌的保藏多用其芽孢。產(chǎn)芽孢的細(xì)菌多為桿菌，也有一些球菌。芽孢的有無、形態(tài)、大小和著生位置是細(xì)菌分類鑒定的重要指標(biāo)。芽孢與營養(yǎng)細(xì)胞相比化學(xué)組成存在較大差異，容易在光學(xué)顯微鏡下觀察。第35頁,共50頁，2024年2月25日，星期天芽孢的形成第36頁,共50頁，2024年2月25日，星期天芽孢的萌發(fā)活化活化出芽生長第37頁,共50頁，2024年2月25日，星期天二、細(xì)菌的繁殖一個(gè)母細(xì)胞產(chǎn)生二個(gè)或二個(gè)以上子細(xì)胞的過程稱為繁殖。細(xì)菌一般為無性繁殖，二分裂法。同形裂殖：裂殖后形成的子細(xì)胞大小相等。異形裂殖：分裂產(chǎn)生兩個(gè)大小不等的子細(xì)胞。細(xì)菌的分裂過程：核分裂形成橫隔壁子細(xì)胞分離第38頁,共50頁，2024年2月25日，星期天二等分裂第39頁,共50頁，2024年2月25日，星期天三、細(xì)菌的培養(yǎng)特征細(xì)菌的培養(yǎng)特征是指細(xì)菌在培養(yǎng)基上所表現(xiàn)的群體形態(tài)和生長情況。細(xì)菌的菌落特征：－菌落：在培養(yǎng)基表面或里面聚集形成一個(gè)以母細(xì)胞為中心的一堆肉眼可見的、具有一定形態(tài)的子細(xì)胞群體。－菌苔：大量細(xì)胞密集生長，結(jié)果長成的各菌落連成一片。第40頁,共50頁，2024年2月25日，星期天

細(xì)菌的菌落特征包括大小、形狀、邊緣、光澤、質(zhì)地、透明度、顏色、隆起和表面狀況第41頁,共50頁，2024年2月25日，星期天

菌苔的生長程度、形狀、光澤、質(zhì)地、透明度、顏色、隆起和表面狀況等。第42頁,共50頁，2024年2月25日，星期天四、食品中常見的細(xì)菌假單胞桿菌屬（Pseudomonas）：直的或彎桿狀，革蘭氏陰性菌，極生鞭毛，可運(yùn)動(dòng)，不生芽孢。－熒光假單胞菌（Ps.fluorescenen）－腐敗假單胞菌（Ps.putrefacicus）－波蘿假單胞菌（Ps.ananas）醋酸桿菌屬（Acetobacter）：革蘭氏陰性桿狀菌，單生或成鏈狀，無芽孢，需氧，運(yùn)動(dòng)或不運(yùn)動(dòng)。無色桿菌屬（Achromobacter）：革蘭氏陰性菌，有鞭毛，能運(yùn)動(dòng)。產(chǎn)堿桿菌屬（Alcaligenes）：革蘭氏陰性菌。黃桿菌屬（Flavobacterium）：革蘭氏陰性，極生鞭毛，好氧或兼性厭氧，有機(jī)營養(yǎng)型。第43頁,共50頁，2024年2月25日，星期天芽孢桿菌屬（Bacillus）：革蘭氏陽性，端生鞭毛，好氧或兼性厭氧，可產(chǎn)芽孢。－臘樣芽孢桿菌（Bacilluscereus）－枯草芽孢桿菌（Bacillussubtilis）－炭疽芽孢桿菌（Bacillusanthracis）梭狀芽孢桿菌（Clostridium）：革蘭氏陽性厭氧菌－解糖嗜熱梭狀芽孢桿菌（C.thermosaccharoluticum）－腐敗嗜熱梭狀芽孢桿菌（C.putrefaciens）－肉毒梭狀芽孢桿菌（C.botulinum）微球菌屬（Micrococcus）：革蘭氏陽性，需氧或兼性厭氧。鏈球菌屬（Streptococcus）：革蘭氏陽性，好氧或兼性厭氧，細(xì)胞為球形。卵形，呈短鏈或長鏈排列。－釀膿鏈球菌（Streptococcuspyogenes）－乳房鏈球菌（S.uberis）－無乳鏈球菌（S.agalactiae）第44頁,共50頁，2024年2月25日，星期天葡萄球菌屬（Staphylococcus）：革蘭氏陽性，無莢膜、無鞭毛、無芽孢。－金黃色葡萄球菌（Staphylococcus.aureus）北京棒狀桿菌（CorynebacteriumPekinensis）：革蘭氏陽性，無芽孢，好氧或兼性厭氧。乳酸菌（LacticAcidBacteria）：革蘭氏陽性，不運(yùn)動(dòng)或極少運(yùn)動(dòng)，無芽孢，厭氧或兼性厭氧。腸桿菌科各屬（Enterbacteriaceae）：革蘭氏陰性，需氧或兼性厭氧。－埃希氏桿菌屬（Escherichia）－沙門氏菌屬（Salmonella）－變形桿菌屬（Proteus）第45頁,共50頁，2024年2月25