细 菌.docx
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细菌
细 菌
细菌一般为单细胞的原核生物,个体很小,必须在光学显微镜下放大1000倍才能看到,其大小常以微米来表示;从外形上看可分为球状、杆状、螺旋状三种基本形态(见图1-1-1)。
球状的细菌称为球菌,平均直径一般为0.5~1.0微米,单独存在时成正圆形或椭圆形;按其分裂方向和分裂后排列的情况可分为单球菌、双球菌、链球菌、四联球菌、八叠球菌和葡萄球菌等。
呈杆状的细菌,称杆菌,是细菌中种类最多,数量最大与实践关系最为密切的一类细菌,一般长1~8微米,宽0.5~1.0微米。
杆菌之间长短差异很大,有些很长,称长杆菌,有些短而粗,为短杆菌。
杆菌的两端也因种的不同呈现各种不同的形态,有的平截、有的钝圆、有的略尖、有的膨大,这些特征可作不同杆菌的识别和分类上的依据。
弯曲成弧状或螺旋状的细菌为弧菌或螺(旋)菌,引起霍乱的病原菌,即是典型的弧菌。
此外,有些细菌由许多单细胞连结形成丝状的群体,称为丝状细菌,如生活在水中的浮游球衣菌(Sphaerotilus natans)等。
还有些细菌形状较为特殊,例如生活在人体肠道等处的双歧杆菌属(Brfidobacterium),菌体分叉;生活在水中的柄杆菌属(Caulobacter),菌体末端有柄;生活在水中的臂微菌属(Ancalomicrobium),菌体有附器等。
细菌细胞的基本结构一般包括细胞壁、细胞膜、中体、细胞质、细胞核和质粒,以及各种内含物等。
除此之外,不同的细菌还有各种不同的特殊结构,例如鞭毛和纤毛、芽孢和伴孢晶体、荚膜或粘液层等,它们都有各自的功能,也是我们识别各种不同细菌的依据。
(图1-1-2)
图1-1-1 细菌形态
图1-1-2 细菌细胞典型结构
在细菌中,除了日常我们所熟悉的一些会引起人类疾病的细菌之外,还有许多种类能引起家畜和农作物病害,以及造成食物腐败等;不过,也有不少细菌已被人们广泛用于农业生产、工业发酵、疾病预防以及污水处理等方面,为人类创造了不少财富,成为人们改造自然的有力工具。
福建研究和应用细菌的单位很多,以省防疫站为中心的机构主要从事各种病原细菌的卫生防疫工作,而省农科院和省轻工业厅等主要研究与工、农业生产有关的各种细菌,各个高等院校也都相应开展了各方面工作。
下面介绍在福建常见的应用于工、农业生产上的细菌种类及其分布。
图1-1-3 大肠杆菌
大肠埃希氏菌Escherichia coli (Migula) Castellani and Chalmers
别名 大肠杆菌
杆状、近球形到长杆状。
0.5×1.0~3.0微米。
单个,成对和呈短链排列。
周生鞭毛,一般无荚膜,不形成芽孢,革兰氏染色阴性。
菌落白色到黄白色,平滑、有光泽、边缘整齐到波状。
它可使牛奶迅速产酸、凝固、不胨化,明胶不液化;产生吲哚,甲基红阳性,V.P.阴性,不利用柠檬酸盐;发酵萄萄糖、乳糖产酸产气。
常见于人和其他脊椎动物肠道。
也广泛分布于大自然中。
大肠杆菌是人和动物肠道中的正常寄居菌,一般不致病,但当侵入盲肠、胆囊、腹腔、泌尿系统时,可引起炎症。
该菌是粪便中的主要菌种,因此它是食品和饮用水中粪便污染的指示菌。
在工业上,可用来制备L-天冬酰胺酶,是治疗白血病的药物,还可利用其产生的酰胺酶制造新型青霉素,利用其谷氨酸脱羧酶测定谷氨酸含量等。
在科学研究方面,大肠杆菌是研究遗传工程的好材料。
1.菌体 2.芽孢
图1-1-4 枯草牙孢杆菌
枯草芽孢杆菌Bacillus subtilis Cohn
别名 枯草杆菌
细胞杆状。
0.7~0.8×2.0~3.0微米,单个或链状排列,着色均匀,无荚膜,运动,革兰氏染色阳性。
芽孢0.6~0.9×1.0~1.5微米,椭圆到柱状,中生到近中生,芽孢囊不明显膨大。
菌落粗糙、不透明,不闪光,扩张,污白色或微带黄色。
它可使液化明胶、胨化牛奶,还原硝酸盐、水解淀粉,是好氧性细菌。
广泛存在于土壤及各种农副产品上,实验室的污染物中也常见。
工业上可用于制取蛋白酶、淀粉酶、5’-核苷酸酶、某些氨基酸、核苷等,还可产生一些对革兰氏阳性杆菌有效的抗菌素,如枯草菌素、杆菌素、杆菌抗霉素等。
1.菌体 2.芽孢
图1-1-5 蜡状芽孢杆菌
蜡状芽孢杆菌
Bacillus cereus Frankland
别名 蜡状杆菌
杆状,1.0~1.2×3.0~5.0微米。
末端方,成短或长链。
革兰氏阳性,无荚膜,运动。
芽孢椭圆形,中生或次端生,1.0~1.5微米,孢囊无明显膨大。
菌落大,表面粗糙,扁平,不规则。
它可用于明胶液化,牛奶胨化,还原硝酸盐,水解淀粉。
广泛分布于土壤、灰尘、牛奶以及植物外表。
另外还有其变种一蕈状芽孢杆菌,也是土壤中常见细菌。
能产生细菌蛋白酶;可用于麻脱胶,也是各种抗生素抗菌活性的测定菌。
1.菌体 2.芽孢 3.伴孢晶体
图1-1-6 苏云金芽孢杆菌
苏云金芽孢杆菌Bacillus thuringiensis Berliner
别名 苏云金杆菌
形态与生理特征和蜡状芽孢杆菌相似,所不同的是在适合条件下能产生伴孢晶体,晶体为菱形,因此被认为是蜡状芽孢杆菌的致病变种,最早由国外引进,后在国内各地也陆续分离到很多相似的亚种,例如青虫菌、杀螟杆菌等。
本省也开展了这方面的工作。
存在于土壤及生病的鳞翅目昆虫上。
能使鳞翅目昆虫染病致死,广泛应用于生物防治,做生物杀虫剂。
1.菌体 2.芽孢
图1-1-7 巨大芽孢杆菌
巨大芽孢杆菌Bacillus megaterium deBary
别名 有机磷细菌
杆状,末端圆。
单个或呈短链排列。
1.2~1.5×2.0~4.0微米。
能运动。
革兰氏阳性。
芽孢1.0~1.2×1.5~2.0微米,椭圆形,中生或次端生。
液化明胶慢、胨化牛奶、水解淀粉、不还原硝酸。
广泛存在于土壤、水、尘埃及腐烂的物质中。
工业上用于生产葡萄糖异构酶,同时也是有机磷的分解菌,因此,在农业上可用于制造磷细菌肥料。
图1-1-8 丙酮丁醇梭菌
丙酮丁醇梭菌Clostrdium acetobutylicum Mc-Coyetal
别名 醋酪酸梭状芽孢杆菌
直杆状,单个或成双,不成链,不生荚膜,周生鞭毛,能运动。
革兰氏染色阳性。
能产生芽孢。
细胞大小为0.6~0.72×2.6~4.7微米。
产生芽孢时,芽孢囊使菌体膨胀成梭形,故称梭状菌,位于菌体中央或偏一端。
生长最适温度37℃,发酵淀粉的产物包括丙酮、丁醇、乙醇、丁酸、乙酸、氢及二氧化碳等。
厌氧。
广泛分布于土壤及谷物上,一般可从玉米中分离得到。
此菌是工业上生产丙酮丁醇有机溶剂的著名菌种。
地衣形芽孢杆菌Bacillus Licheniformis (Weigmann)Chester
别名 地衣芽孢杆菌
杆状。
0.6~0.8×1.5~3.0微米。
无荚膜,不成链,能运动。
革兰氏阳性。
芽孢椭圆形至柱状,中生或次端生,0.6~0.9×1.0~1.5微米。
菌落粗糙,不透明,粘着,扩展。
明胶液化,淀粉水解,V.P试验阳性,柠檬酸盐利用。
广泛分布在土壤和食品中。
也是实验室中普遍存在的污染菌。
从某些菌株培养物中可获得杆菌肽素和地衣形杆菌素。
有的能产生碱性蛋白酶。
但也是引起罐头食品腐败的平酸腐败菌,是罐头生产中应严加注意的一种污染菌。
图1-1-9 醋化醋杆菌
醋化醋杆菌Acetobacter aceti (Beijerinck)
别名 纹膜醋酸杆菌
杆状,也有大的棍棒状。
单个或成长链,细胞大小0.4~0.8×1.0~3.0微米。
能运动,周长鞭毛,革兰氏染色阴性。
氧化乙醇为醋酸。
广泛存在于醋醪、饮料、水果、蔬菜及酸败的物质上。
是重要的工业用菌之一,不但用于制醋、醋酸,同时还可生产葡萄糖酸、维生素C等。
闻名全国的福建永春香醋,就是由当地筛选的优良菌株发酵制造而成的。
图1-1-10 乳酸杆菌
乳酸杆菌Lactobacillus
别名 乳酸菌、乳杆菌
细长杆菌,0.5~0.8×2.0~9.0微米,单个或呈短链,不运动,革染氏阳性。
对牛奶作用,发酵或不发酵乳糖。
厌氧生长。
乳酸杆菌广泛存在于乳制品、发酵植物食品如泡菜、酸菜等及青贮饲料和人的肠道中。
乳酸菌属是一类对国民经济有着极大贡献的厌氧性细菌,其主要类群有工业上用于生产乳酸的德氏乳杆菌(Lactobacillus delbrueckii),食品工业中制造奶酪、酸奶、酸菜的干酪杆菌(L.casei)、乳酸乳杆菌(l.lactis)等,在福建各地均有分布。
此外乳酸杆菌还可用于核黄素、泛酸、菸酸、精氨酸、谷氨酸等的测定。
医药工业上用于生产乳酶生,是治疗儿童消化不良的良药,还可用于制作代血清右旋糖酐等。
图1-1-11 谷氨酸棒杆菌
谷氨酸棒杆菌Corynebacterium glutamicum (Kinoshitaetal) Abeetal
别名 谷氨酸棒状杆菌
细胞短杆至小棒状,有时微弯曲,两端钝圆,不分枝,单个或成八字排列,菌体0.7~0.9×1.0~2.5微米。
革兰氏阳性。
无芽孢,不运动、菌落湿润、圆形。
广泛存在于土壤、沟水、堆肥中及食品厂、酿酒厂、酱油厂、味精厂周围。
此菌经发酵能产生L-谷氨酸,工业上用于生产助鲜剂—味精。
现全省各地味精厂生产味精的菌种多采用北京棒状杆菌(C.Pekinense)ASc2977及其变异株7338、钝齿棒杆菌(C.crenatum)AS.1542、HU7251及其变异株B9、短杆菌(Brevibacterium)T6-13及黄色短杆菌(B.Flavum)617等。
图1-1-12 金黄色葡萄球菌
金黄色葡萄球菌Staphylococcus aureus Rosenbach
别名 金色葡萄球菌
细胞球形,平均直径0.8~1.0微米。
排列不规则,似葡萄状。
革兰氏阳性。
菌落湿润、平坦,白色至浅黄色或橙色。
常存在于皮肤、浓汁、鼻腔等处,在空气中也常见。
可用于抗菌素生物测定。
但本菌株有一定的致病力,是造成皮肤或伤口化脓性感染的病原菌,也可引起食物中毒,因此是罐头及其他食品卫生检查的污染菌之一。
与其相似的还有白色葡萄球菌和柠檬色葡萄球菌,毒性较小,在福建各地也常见。
图1-1-13 褐色球形固氮菌
褐色球形固氮菌Azotobacter chroococcum Beijerinck
别名 圆褐固氮菌
细胞较大,球杆状或杆状,2.0~3.0×3.0~6.0微米,常成对或八叠状排列;有荚膜,周生鞭毛,能运动,革兰氏阴性。
在无氮培养基上生长良好,菌苔粘稠、糊状,幼培养菌苔透明转乳白色,老培养常呈褐色。
大多存在于中性或碱性耕地土壤中。
因能自生固氮,故可用于制作细菌肥料。
此菌本省各研究机构及高等院校研究甚多,并各自有自己的优良菌株。
此外还有棕色固氮菌(A.vinelandii),也具有很强的固氮能力,用于制作菌肥;在研究生物固氮中,用于测定固氮酶活性。
大豆根瘤菌Rhizobium japonicum (Kirchenr) Buchanan
本菌是与大豆共生固氮的根瘤菌。
细胞杆状,根瘤中的类菌体细长,偶尔有分枝和膨大的形状。
以单鞭毛运动。
革兰氏阴性。
分布在生长大豆的土壤中和大豆的根瘤上。
除此之外,在福建各地种植的其他各种豆科植物的根部,也分布有各种相应的根瘤菌,福建常见的还有花生根瘤菌(R.arachis)、豌豆根瘤菌(R.leguminosarum)、紫云英根瘤菌(R.astragula)、苜蓿根瘤菌(R.mel:
loti)等。
与豆科植物共生,固定大气氮,可用于制作菌肥。
甲烷杆菌Methanobacterium sp. Kluycer
别名 产甲烷杆菌
弯曲、钩形到直的杆菌。
细胞大小0.6~0.7×1.5~10微米,通常长度为3.0~6.0微米。
革兰氏阳性到革兰氏阴性,不运动或以单生极毛运动。
能利用H2还原CO2为甲烷而得到生长的能量。
厌氧生长。
广泛分布于厌氧生境的自然界,例如天然水体中的沉淀物、土壤、厌氧垃圾消化器和反刍动物的瘤胃及肠道中。
可用于沼气发酵和污水处理。
图1-1-14 铜绿色假单孢菌
铜绿色假单孢菌Pseudomonas aerugimosa (Schroeter) Migula
别名 绿脓杆菌
杆状。
0.5~0.6×1.5微米。
单个,成双或呈短链。
运动,具1~3根极生鞭毛。
革兰氏阴性。
菌落大,伸展形,浅灰色,边缘透明,不规则,培养基呈浅绿色。
明胶液化,牛奶胨化,吲哚阴性,硝酸盐还原。
分布在创伤的脓汁、污水和阴沟中。
能产生a-酮基-l-古龙酸,此酸可制维生素C,并可用于有机磷农药的测定。
但也有一定的致病性,能引起伤口化脓,尿道感染;特别在烧伤病灶上,更要注意本菌的感染。
此外,本省还研究引起甘薯瘟病的甘薯瘟病假单孢菌P.batatae。
胶德克斯菌Derxia gunmosa Var.Peritricha
别名 胶德克斯氏菌周毛变种
直杆菌,1.0~1.2×3.0~6.0微米,细胞单个或排列成短链。
无芽孢、孢囊或荚膜。
革兰氏阴性。
菌落发白至淡黄色,表面光滑到粗糙、皱褶。
不利用淀粉,可在无氮培养基上生长,有一定固氮能力。
分布在土壤及水稻田中,本省有从水稻田中分离出来的变异菌株。
可产生细菌孢外多糖,是工业上很有应用价值的菌种。
普通变形杆菌Proteus Vulgaris Hauser
别名 变形杆菌
杆状。
0.5~1.0×1.0~3.0微米。
单个,成对并且常成长链,周生鞭毛,能运动。
革兰氏阴性。
肉汤琼脂平板:
菌落不透明,灰色,泳散状。
明胶液化,吲哚阳性,牛奶胨化,V.P.阴性,乳糖不产酸不产气,利用柠檬酸盐。
常见于腐烂的物质、脓疮、污水、人体和脊椎动物的肠道以及海域中。
用于普通细菌学的试验和教学。
副溶血弧菌(Vibrio parahaemolytious Fujinoetal.)
菌体弧状。
0.5×1.5~3.0微米,单个或偶尔联成S形;有一极生鞭毛,能运动。
无荚膜、革兰氏阴性、利用柠檬酸盐、液化明胶、水解酪素、甘露糖产酸、水解淀粉、在8%Nacl中生长。
分布于厦门港及福建各地海域中,海味和急性肠炎病人的粪便中也常见。
除此之外,还有溶藻弧菌(V.alginolyticus)、鳗弧菌(V.anguillarum)、河弧菌(V.fluvialls)、海鱼弧菌(V.damsela)等在福建沿海及淡水中也广泛分布。
是养殖对虾和鱼类的病原菌,也是海产品的污染源。
结核分枝杆菌Mycobacterium tuberoulosis (Zopf) Lehmannand Neumann
杆状,直或微弯曲。
0.3~0.6×0.5~4.0微米。
单个排列,偶尔线状。
有时细胞膨起,棒状或甚至有分枝。
染色一致或不规则,呈现横带状或念珠状。
抗酸并且抗酸性乙醇。
革兰氏阳性。
在所有的培养基上生长缓慢,需要几个星期。
甘油琼脂平板上菌落突起,厚,奶油色,表面节结状或有褶皱,边缘不规则且薄。
利用葡萄糖、果糖、阿拉伯糖和半乳糖,不利用蔗糖和乳糖。
分布在人或动物体病灶上。
引起人和多种动物结核病。
可作抗生素测试菌。
藤黄八叠球菌Sarcina Lutea Schroeter
球形。
直径1.0~1.5微米。
在所有培养基上均呈堆团排列。
革兰氏阳性。
肉汤琼脂平板上菌落黄色,粗糙粒状,圆形,突起,湿润,闪光,全缘。
明胶液化缓慢,牛奶凝固并成碱性,硫化氢产生,硝酸盐还原。
分布于空气、土壤、水以及动植物体表。
可作抗生素测试菌。
乳链球菌Streptococcus Lactis Lohnis
菌体卵球形,0.5~1.0微米,大都成对或成短链,有些成长链。
革兰氏阳性。
发酵多种糖类,在葡萄糖肉汤培养基中能使pH下降到4.5~4.0。
不水解淀粉。
牛乳产酸凝固,不水解明胶。
在4%Nacl培养基中生长。
分布于牛乳和乳制品中;与此菌相类似的还有乳脂链球菌(S.oremoris)。
用于乳制品工业中及我国传统食品工业中,但它也是生乳和乳制品中常见的污染菌。
萤光假单孢菌Pseudomonas fluorescens Migula
杆状。
0.3~0.5×1.0~1.8微米。
单个或成对。
运动,有一极生鞭毛,偶尔有不运动者。
革兰氏阴性。
肉汤琼脂斜面上生长茂盛,菌苔浅绿色至橄榄褐色。
明胶液化,牛奶不凝固,硝酸盐还原,吲哚阳性,利用葡萄糖产酸。
分布于水、污水、粪便、土壤以及食物等。
某些菌株可作为链丝菌素测定菌。