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微生物的形态

第一节   酵母菌

酵母菌是人类较早应用于制作面包酿酒等的一类微生物。近年来的应用越来越广,酵母菌体可供食用和作饲料,并可提取核酸、辅酶a,细胞色素c、凝血质等贵重药品,利用其代谢产物,制取维生素、有机酸和酶制剂等;同时,也可用于石油发酵和石油脱脂等。

一、酵母菌的细胞结构

酵母菌的细胞结构与细菌的细胞结构很相似,有细胞壁、细胞膜、细胞质、细胞核及其内含物。

酵母菌与细菌的一个主要区别在于酵母菌有明显的核。

二、酵母菌的繁殖方式

酵母菌的繁殖方式分为无性繁殖和有性繁殖两种,以无性繁殖为主。无性繁殖又分为芽殖和裂殖。

三、酵母菌的形态及其大小

大多数酵母菌为单细胞,一般呈圆形、卵圆形或柠檬形,大小约为(1~5)µm×(5~30)µm,最长的可达100µm,各种酵母菌有一定的大小和形态。(还有椭圆形及香肠形等)。酵母菌的菌落形态特征与细菌的菌落相似,但较细菌的菌落大而厚,多数不透明,一般为网形,表面光滑、湿润、粘稠,多数为乳白色,少数为粉红色或红色。

第二节   细菌

细菌(bacteria)是微生物学的一大类群,在自然界中分布广、种类多,与人类生活和食品生产关系十分密切。细菌菌体一般很小,大多数为1µm左右。通常要用光学显微镜和电子显微镜进行观察。

一、细菌的形态

1、细菌的个体形态:虽然细菌的种类繁多,就单个细胞而言,其基本形态可分为球状、杆状、螺旋状三种,分别被称为球菌、杆菌、螺旋菌。

2、细菌的群体形态:细菌的群体形态特征主要是指菌落。把纯种的细菌用无菌操作的方式接种到另一种培养基上,置于一定的温度下,经过一定的时间培养后,在培养基的表面或里面,由一个菌体繁殖而积累了许多菌体细胞,出现肉眼可以的群体,这种菌体称为菌落。

细菌的菌落形态取决于组成菌落的细胞结构和生长行为。所以菌落的形态特征可以作为鉴别细菌和分类的依据之一。

二、细菌的细胞结构

细菌的细胞虽小,但内部结构相当复杂。所有的细菌都具有的结构称为基本结构,包括细胞壁、细胞膜、细胞质、核质体和内容物。而像芽孢、夹膜、鞭毛等是某些细菌在一定条件下所具有的结构,属于特殊结构。

1、细菌细胞的基本结构

细胞膜:细胞膜又称为细胞质膜或原生质膜,是紧靠在细胞壁内侧的、柔软而富有弹性的薄膜。细胞膜的主要成分是磷脂(约40%)、蛋白质(约60%)及多糖(约2%)。磷脂形成膜的基本结构,构成双分子层,蛋白质镶嵌于其中。细胞膜是具有选择性的半渗透膜,控制细胞内外一些物质的交换渗透作用,同时还是许多酶系统得主要活动场所。细胞质及其内含物:细胞质是指包在细胞膜以内除核质体以外的物质,它是一种无色透明、粘稠的胶体。细胞质是细胞的内在环境,含有多种酶系统,是细胞新陈代谢的主要场所。细菌细胞质内常含有各种物质,它们大多数是细胞的贮藏物质,有些是细胞的代谢物质,统称为内含物。化学成分主要是糖类、脂类、含氮化合物以及无机物等。但同一菌种在同一条件下,常含有一定的内含物。这一点有助于鉴别细菌。

细胞壁:细胞壁是包在细胞表面较为坚韧略具弹性的结构,一般厚为10~80nm。用于维持细胞外形,并使细胞免受机械损伤和渗透压的破坏。细菌细胞壁的主要成分是肽聚糖。1884年,gram发现一种染色方法,可将所有细菌分为两种类型,这种方法称为革兰氏染色法。即用草酸铵结晶紫液再加碘液使菌体着色,继而用乙醇脱色,再用番红复染。经此法染色后的细菌分为两类:一类经乙醇处理后仍然保持初染的深紫色,称为革兰氏阳性菌,以“g ”来表示;另一类经乙醇脱色后迅速脱去原来的着色,称为革兰氏阴性菌,以“g-”来表示。造成这种差别的主要原因是细菌的细胞壁的结构与组成不同。

核质体:细菌是原核微生物,核的结构不完善,没有核膜包裹,没有核仁,仅是紧密结集的丝状染色质,称为核质体或拟核。它的主要成分是dna,用于记录和传递遗传信息。

2、细菌细胞的特殊结构

芽孢:某些细菌在其生长的一定阶段,细胞质浓缩聚集在细胞内形成一个圆形、椭圆形或圆柱形的特殊结构,称为芽孢。芽孢含水量低,又具有厚而致密的壁,所以对化学药品、干燥、高温等具有很强的抵抗力。由于芽孢具有这种特性,因而对食品工业的灭菌就有一定的影响。

鞭毛:运动性细菌细胞的表面,首先有一根或数根由细胞内渗出的细长、弯曲、毛发状的丝状物,称为鞭毛。鞭毛是细菌的运动器官,非常细,因此只有用特殊的鞭毛染色法,使染料沉积在鞭毛上,加大直径,方可在光学显微镜下看到。它的着生状态,决定细菌运动的特点。

夹膜:有些细菌生活在一定营养条件下,可向细胞壁表面分泌出一层疏松、粘液状或胶质状的物质,形成较厚的膜,称为夹膜。

三、细菌的繁殖方式

微生物的繁殖方式分为有性繁殖和无性繁殖两种。一般以二分分列法的无性繁殖方式为主进行繁殖。

四、细菌的大小

细菌细胞的大小通常是以µm为单位。虽然各种细菌的大小不同,但一般相差不大,其平均大小约为1~3µm。球菌的大小以其直径来表示,一般约0.5~2µm之间,杆菌的大小以长×宽来表示,一般长度是1~5µm,宽度是0.15~1.5µm,螺旋菌的大小也以长×宽来表示。

五、细菌的染色

很多微生物,尤其是细菌,个体微小而透明,非经染色否则不易观察清楚,用染料使微生物着色后,就能使微生物细胞与其背景的色差较大,色差越大,则其物象的轮廓显示越清楚,因此染色技术是观察微生物形态的基本技术。

第三节   霉菌

霉菌(mold)为“丝状真菌”的统称。凡是在基质上长成绒毛状、棉絮状或蜘蛛网状菌丝体的真菌。称为霉菌。

一、霉菌的形态与结构

霉菌菌体均由分枝或不分枝结构丝状构成,许多菌丝交织在一起称为菌丝体。菌丝平均直径为2~10µm,比一般性和放线菌的菌丝大几倍到几十倍,与酵母菌相似。霉菌的菌丝有两种,一种菌丝中无横膈,如毛霉和根霉;另一种菌丝有横膈,如木霉、青霉、曲霉等就属于此类。菌菌丝细胞由细胞壁、细胞膜、细胞质、细胞核及各种内含物组成。

二、霉菌的菌落特征

霉菌的菌落是由分枝状菌丝组成。因菌丝较粗且长,形成的菌落较疏松,呈绒毛状、棉絮状或蜘蛛网状,一般比细菌菌落大几倍到几十倍。菌落特征也是鉴定霉菌的主要依据之一。

三、霉菌的繁殖

霉菌主要依靠各种孢子进行繁殖。形成孢子的方式,分为有性繁殖和无性繁殖两种。