《工业微生物学》课程教学资源（课件讲义）第二章 微生物的形态与分类（1/3）

第二章微生物的形态与分类 16/50 色葡萄球菌( Staphylococcus aureus 上述细胞排列方式是细菌种的特征,但是某种细菌的细胞不一定全部都按照特定的排 列方式存在,只是特征性的排列方式占优势。它们细胞间的连接也不是一成不变的,在某 些生长阶段,细胞间连接消失。这也是细菌与多细胞生物的区别。 2)杆菌( Bacillus) 细胞呈杆状或圆柱形。杆菌在细菌中种类最多。工业发酵生产用细菌大多数是杆菌 杆菌的长宽比例差异很大,有的粗短,有的细长。一般讲,同一种杆菌的粗细较为稳定, 但是,它的长度经常随培养时间、培养条件的变化而呈较大的变化。 杆菌细胞常沿一个平面分裂,大多数菌体分散存在,为单杆菌,但有的杆菌呈长短不 同的链状,见图2.3.4。有的细胞一个紧挨一个,呈栅栏或八字状。根据杆菌形态变化常有 以下不同名称:长杆菌(细胞长宽比较大)、短杆(或球杆)菌(细胞长宽比较小)、棒 杆菌(细胞一端膨大,另一端细小,并常呈八字排列)、双杆菌(细胞成对排列)、链杆 菌(细胞呈链状排列)、梭状杆菌(因细胞的中部有比杆菌直径大的芽孢存在,使细胞形 如梭子)和芽孢杆菌(能形成芽孢)。有的杆菌菌体很直,有的稍弯曲,有的呈纺锤状。 菌的两端也有特征性变化,有半圆、钝圆、平截、略尖形等形态,见图2.3.5 图2.3.4.杆菌的细胞形态(a)单杆菌;(b)链杆菌 图2.3.5杆菌细胞两端的形态特征 (a) 图2.3.6弧菌、螺菌和螺旋体的细胞形态 (a)弧菌( Vibrio cholerae,X4800;(b)螺菌( Campylobacter je junI,X17,000) (c)螺旋体( Treponema pallidum, X4000) 3)螺旋菌(Spir1la 螺旋菌呈弯曲杄状,它们在细菌中种类较少,通常是病原菌。它们细胞壁较坚韧,菌

第二章 微生物的形态与分类 16/50 色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)。 上述细胞排列方式是细菌种的特征，但是某种细菌的细胞不一定全部都按照特定的排 列方式存在，只是特征性的排列方式占优势。它们细胞间的连接也不是一成不变的，在某 些生长阶段，细胞间连接消失。这也是细菌与多细胞生物的区别。 2) 杆菌(Bacillus) 细胞呈杆状或圆柱形。杆菌在细菌中种类最多。工业发酵生产用细菌大多数是杆菌。 杆菌的长宽比例差异很大，有的粗短，有的细长。一般讲，同一种杆菌的粗细较为稳定， 但是，它的长度经常随培养时间、培养条件的变化而呈较大的变化。 杆菌细胞常沿一个平面分裂，大多数菌体分散存在，为单杆菌，但有的杆菌呈长短不 同的链状，见图 2.3.4。有的细胞一个紧挨一个，呈栅栏或八字状。根据杆菌形态变化常有 以下不同名称：长杆菌（细胞长宽比较大）、短杆（或球杆）菌（细胞长宽比较小）、棒 杆菌（细胞一端膨大，另一端细小，并常呈八字排列）、双杆菌（细胞成对排列 ）、链杆 菌（细胞呈链状排列）、梭状杆菌（因细胞的中部有比杆菌直径大的芽孢存在，使细胞形 如梭子）和芽孢杆菌（能形成芽孢）。有的杆菌菌体很直，有的稍弯曲，有的呈纺锤状。 菌的两端也有特征性变化，有半圆、钝圆、平截、略尖形等形态，见图 2.3.5。 (a) (b) 图 2.3.4. 杆菌的细胞形态（a）单杆菌；(b) 链杆菌 图 2.3.5 杆菌细胞两端的形态特征 (a) (b) (c) 图 2.3.6 弧菌、螺菌和螺旋体的细胞形态 （a）弧菌（Vibrio cholerae, X 4800）； (b) 螺菌（Campylobacter jejunl，X 17,000） (c) 螺旋体（Treponema pallidum, X 4000） 3) 螺旋菌（Spirlla） 螺旋菌呈弯曲杆状，它们在细菌中种类较少，通常是病原菌。它们细胞壁较坚韧，菌

第二章微生物的形态与分类 17/50 体较硬,常以单细胞分散存在。按其弯曲程度可分为以下两种类型 a)弧菌( Vibrio)菌体略弯曲,螺旋不满一环,呈香蕉状,往往有偏端单生或丛生鞭毛。 如:霍乱弧菌( Vibrio cholerae),又名逗号弧菌( Vibrio comma)。这类菌与略微弯曲 的杆菌较难区分。 b)螺菌( Spiri1lum)菌体回转如螺旋状,螺旋满2~6环。螺旋程度、螺距随菌种而异, 有的较短,螺旋紧密:有的较长,并呈较多的螺旋和弯曲,往往细胞两端有鞭毛。如:减 少螺菌( Spirillum minus)。 在6环以上,有的细胞中央有弹性轴丝。如:梅毒密螺旋体( eponema pall1d旋体 值得注意的是,还有一类介于细菌和原生动物之间的原核微生物一一螺 ( Spirochaeta)。它与螺旋菌的结构较接近,但因为没有细胞壁,所以菌体很柔软。其螺旋 4)其它形态的细菌 柄细菌属细胞呈杆状或梭状,但有一细柄,可附着在基质上,见图2.3.7。近年来,还 陆续发现少数三角形、方形和圆盘形等细菌 图2.3.7柄细菌( Caulobacter bacteroides,x9000的形态 培养时间、温度、培养基成分、浓度和p等环境条件对细菌形态有非常明显的影响 般处于幼龄及生长条件适宜时,细菌的形态整齐,呈正常的特征形态。而培养时间较长 或不正常的培养条件下(存在抗生素等药物),菌体常呈现不正常形态。可以分为畸形和 衰颓形两种情况。畸形是化学、物理因素刺激引起的。如:巴氏醋酸杆菌( Acetobacter pas terrianυs)一般为短杆菌,培养温度变化可使其呈纺锤状、丝状、锁链状。衰颓形是 由于培养时间过长,造成营养缺乏和代谢物积聚,引起细胞膨大。如:培养时间过长的乳 酪杆菌( Bacillus casei)从长杆形转变为分枝衰颓形。但这些都不是菌体的特征性形态结 构,当转入新鲜培养基或在合适的培养条件下,菌体又会恢复原状 2.3.3.2细菌细胞大小 细菌细胞大小可利用显微镜中的测微尺测量,以微米( micrometer,pm)计。一般球 菌测直径,杆菌测长和宽,螺旋菌也测长和宽,但其长度以弯曲形长度计,而不是真正的 长度。通常球菌的直径0.2~1.5μm(或0.5~2μm),杆菌长1~5μum,确宽0.5~1μm。例如:大 肠杆菌(E.coli)细胞平均长度2μum,宽度0.5μm。1500个E.coli头尾相接等于一粒3mm长 的芝麻。10个E.coli才达到lmg重。一些细菌的大小见表23.2。从表中可知,产芽孢的 细菌一般比不产芽孢的菌体大 影响菌体形态的因素也会影响菌体大小。除少数例外,一般幼龄菌比成熟菌或老龄菌 的菌体大。如:培养4小时的枯草杆菌比培养24小时的细胞长5~7倍,但宽度变化不大 细胞大小的测量结果只是近似值或平均值。因为细菌个体的差异、固定和染色方法的 不同会造成测定结果有一定的误差。干燥和固定过程会使菌体明显收缩。如:巨大芽孢杆 菌活体长是3.7~9.7μm,染色后却只有2.4~5.0μum。 表2.32细菌细胞大小

第二章 微生物的形态与分类 17/50 体较硬，常以单细胞分散存在。按其弯曲程度可分为以下两种类型： a) 弧菌(Vibrio) 菌体略弯曲，螺旋不满一环，呈香蕉状，往往有偏端单生或丛生鞭毛。 如：霍乱弧菌（Vibrio cholerae）,又名逗号弧菌（Vibrio comma）。这类菌与略微弯曲 的杆菌较难区分。 b) 螺菌(Spirillum) 菌体回转如螺旋状，螺旋满 2～6 环。螺旋程度、螺距随菌种而异， 有的较短，螺旋紧密；有的较长，并呈较多的螺旋和弯曲，往往细胞两端有鞭毛。如：减 少螺菌(Spirillum minus)。 值得注意的是，还有一类介于细菌和原生动物之间的原核微生物——螺旋体 (Spirochaeta)。它与螺旋菌的结构较接近，但因为没有细胞壁，所以菌体很柔软。其螺旋 在 6 环以上，有的细胞中央有弹性轴丝。如：梅毒密螺旋体(Treponema pallidum)。 4) 其它形态的细菌 柄细菌属细胞呈杆状或梭状，但有一细柄，可附着在基质上，见图 2.3.7。近年来，还 陆续发现少数三角形、方形和圆盘形等细菌。 图 2.3.7 柄细菌（Caulobacter bacterroides, X9000)的形态 培养时间、温度、培养基成分、浓度和 pH 等环境条件对细菌形态有非常明显的影响。 一般处于幼龄及生长条件适宜时，细菌的形态整齐，呈正常的特征形态。而培养时间较长 或不正常的培养条件下（存在抗生素等药物），菌体常呈现不正常形态。可以分为畸形和 衰颓形两种情况。畸形是化学、物理因素刺激引起的。如：巴氏醋酸杆菌（Acetobacter pasteurianus）一般为短杆菌，培养温度变化可使其呈纺锤状、丝状、锁链状。衰颓形是 由于培养时间过长，造成营养缺乏和代谢物积聚，引起细胞膨大。如：培养时间过长的乳 酪杆菌(Bacillus casei)从长杆形转变为分枝衰颓形。但这些都不是菌体的特征性形态结 构，当转入新鲜培养基或在合适的培养条件下，菌体又会恢复原状。 2.3.3.2.细菌细胞大小 细菌细胞大小可利用显微镜中的测微尺测量，以微米（micrometer, m）计。一般球 菌测直径，杆菌测长和宽，螺旋菌也测长和宽，但其长度以弯曲形长度计，而不是真正的 长度。通常球菌的直径 0.21.5m(或 0.52m)，杆菌长 15m,确宽 0.51m。例如：大 肠杆菌（E.coli）细胞平均长度 2m，宽度 0.5m。1500 个 E.coli 头尾相接等于一粒 3mm 长 的芝麻。109 个 E.coli 才达到 1mg 重。一些细菌的大小见表 2.3.2。从表中可知，产芽孢的 细菌一般比不产芽孢的菌体大。 影响菌体形态的因素也会影响菌体大小。除少数例外，一般幼龄菌比成熟菌或老龄菌 的菌体大。如：培养 4 小时的枯草杆菌比培养 24 小时的细胞长 5～7 倍，但宽度变化不大。 细胞大小的测量结果只是近似值或平均值。因为细菌个体的差异、固定和染色方法的 不同会造成测定结果有一定的误差。干燥和固定过程会使菌体明显收缩。如：巨大芽孢杆 菌活体长是 3.79.7m，染色后却只有 2.4 5.0m。 表 2.3.2 细菌细胞大小 直径或宽 长（m)