微生物細菌的特殊結(jié)構(gòu)

（1）鞭毛（flagellum，flagella）（2）菌毛（fimbria，fimbriae）（3）性毛（pili，pilus）（4）糖被（glycocalyx）（5）芽孢（spore，endospore）細菌的特殊結(jié)構(gòu)

細菌特殊結(jié)構(gòu)1）概念

鞭毛（flagellum）

某些細菌細胞表面著生的一至數(shù)十條長絲狀、螺旋形的附屬物，具有推動細菌運動功能，為細菌的“運動器官”。所有弧菌、螺菌和假單胞菌，約半數(shù)桿菌和少數(shù)球菌有鞭毛哪些細菌有鞭毛呢？鞭毛的著生方式鞭毛著生方式一根周生側(cè)生單端雙端一根一束端生一束鞭毛(flagellum,復flagella)2）觀察和判斷細菌鞭毛的方法電子顯微鏡直接觀察鞭毛長度：15～20μm；直徑：0.01～0.02μm光學顯微鏡下觀察：鞭毛染色和暗視野顯微鏡根據(jù)培養(yǎng)特征判斷：半固體穿刺、菌落（菌苔）形態(tài)SalmonellawithaperitrichousarrangementofflagellaMonotrichousFlagellumofVibrio

TheflagellumofaGram-negativebacterium細胞信號馬達定子鍵鈕馬達轉(zhuǎn)子G+菌鞭毛基體僅有S,M環(huán)運動機制鞭毛的運動機制是通過“栓菌”試驗驗證的。

鞭毛逆時針旋轉(zhuǎn)推動細菌向前運動；鞭毛順時針旋轉(zhuǎn)，菌體停止并翻滾（周生鞭毛菌）或改變運動方向（極生鞭毛菌，拉細胞代替了推細胞），然后回到逆時針旋轉(zhuǎn)推動細菌向前運動。

細菌也可不通過鞭毛旋轉(zhuǎn)來運動。藍藻類細菌、粘細菌和一些支原體存在滑動的運動方式，這些細菌可以3

m/s的速率沿著固體表面滑動。1）速度快鞭毛推動細菌運動的特點2）細菌的趨避運動鞭毛的功能是運動，這是原核生物實現(xiàn)其趨性（taxis），即趨向性的最有效方式?；瘜W趨避運動或趨化作用（chemotaxis）：細菌對某化學物質(zhì)敏感，通過運動聚集于該物質(zhì)的高濃度區(qū)域或低濃度區(qū)域。光趨避運動或趨光性（phototaxis）：有的細菌能區(qū)別不同波長的光而集中在一定波長光區(qū)內(nèi)。趨磁運動或趨磁性（magnetotaxis）：趨磁細菌根據(jù)磁場方向進行分布。大腸桿菌鞭毛旋轉(zhuǎn)可達270轉(zhuǎn)/秒，弧菌平均可達1100轉(zhuǎn)/秒。菌毛(fimbria，復數(shù)fimbriae)長在細菌體表的纖細、中空、短直、數(shù)量較多的蛋白質(zhì)類附屬物，具有使菌體附著于物體表面的功能。

每個細菌約有250～300條菌毛。有菌毛的細菌一般以革蘭氏陰性致病菌居多，借助菌毛可把它們牢固地粘附于宿主的呼吸道、消化道、泌尿生殖道等的粘膜上，進一步定植和致病。性毛(pili,單數(shù)pilus)構(gòu)造和成分與菌毛相同，但比菌毛長，數(shù)量僅一至少數(shù)幾根。性毛一般見于G-細菌的雄性菌株（即供體菌）中，其功能是向雌性菌株（即受體菌）傳遞遺傳物質(zhì)。有的性毛還是RNA噬菌體的特異性吸附受體。糖被（glycocalyx）

層次厚：（大）莢膜包裹在單個細胞上在壁上有固定層層次薄：微莢膜糖被松散，未固定在壁上：粘液層包裹在細胞群上：菌膠團概念：包被于某些細菌細胞壁外的一層厚度不定的膠狀物質(zhì)。糖被按其有無固定層次、層次厚薄可細分：莢膜粘液層菌膠團2）糖被的特性

對染料親和力低。經(jīng)特殊的莢膜染色，特別是負染色（又稱背景染色）后可在光學顯微鏡清楚地觀察到它的存在。在固體培養(yǎng)基上形成表面濕潤、粘液狀的光滑型菌落，S型菌落。不產(chǎn)糖被的細菌形成表面干燥、粗糙的粗糙型菌落，即R型菌落。在液體培養(yǎng)基中使培養(yǎng)液的粘度增加。S型菌落R型菌落主要成分是多糖、多肽或蛋白質(zhì)，尤以多糖居多。

糖被的應用利（1）菌種鑒定：利用糖被物質(zhì)的血清學反應（2）制備生物醫(yī)藥制品（腸膜狀明串珠菌的葡聚糖糖被）（3）制備黃原膠：石油開采、印染、食品等工業(yè)（4）污水處理：形成菌膠團的細菌（如生枝動膠菌）是活性污泥中的主要微生物。弊（1）食品發(fā)粘變質(zhì)（2）污染發(fā)酵液，阻礙發(fā)酵的正常進行（3）增強致病力（4）發(fā)生齲齒3）功能保護細胞免受吞噬、免受干燥損傷貯藏養(yǎng)料；對細菌表面起滲透屏障作用；幫助細菌附著到物體表面；細菌間信號識別；堆積廢物；1）概念芽孢（endospore）

某些細菌在其生長發(fā)育后期，在細胞內(nèi)形成一個圓形或橢圓形、厚壁、含水量極低、抗逆性極強的休眠體，稱為芽孢（endospore或spore，偶譯“內(nèi)生孢子”）。VegetativecellSporulatingcell形態(tài)大小部位2）芽孢的特點A.抗逆性強（熱、干燥、輻射等）生物界抗逆性最強的生命體。

能否消滅芽孢是衡量各種消毒滅菌手段的最重要的指標。C.芽孢是休眠體，不是繁殖體。在適宜的條件下可以重新轉(zhuǎn)變成為營養(yǎng)態(tài)細胞B.折光性強，不易著色（芽孢染色法）。3）形成條件A.菌種的遺傳特性；B.所需條件因種而異，即不同細菌形成芽孢有其最適條件（pH、溶氧、溫度、營養(yǎng)、離子濃度和種類等）4)形成芽孢的菌種產(chǎn)芽孢的細菌多為G+桿菌，也有一些球菌主要產(chǎn)芽孢菌：（好氣性）芽孢桿菌屬（Bacillus）（厭氣性）梭菌屬(Clostridium)其它少數(shù)：芽孢八疊球菌屬（球菌）芽孢乳桿菌屬芽孢5）芽孢的形成與芽孢的萌發(fā)過程

6）芽孢萌發(fā)

活化：可由熱刺激引起，開始發(fā)芽，芽孢休眠期破壞，芽孢膨脹、芽孢衣破裂和溶解，芽孢內(nèi)容物釋放出來，代謝活動增強，芽孢的耐熱和其他抗性消失，折光缺失。

出芽：許多營養(yǎng)物（如氨基酸和糖類）在芽孢活化后引發(fā)萌芽。

生長：在營養(yǎng)環(huán)境里，萌發(fā)后的核心開始生長，芽孢原生質(zhì)體形成新的物質(zhì)，最終發(fā)育成一個不含芽孢的營養(yǎng)體細菌。

一個芽孢如沒有被活化，在營養(yǎng)豐富的基質(zhì)中也不會發(fā)芽。萌發(fā)分3個階段:活化;出芽;生長7）構(gòu)造與耐熱機制滲透調(diào)節(jié)皮層膨脹學說芽孢衣結(jié)構(gòu)致密對多價陽離子和水分的透性很差皮層的離子強度很高，產(chǎn)生極高的滲透壓奪取芽孢核心的水分，結(jié)果造成皮層的充分膨脹。核心部分的細胞質(zhì)卻變得高度失水，具極強的耐熱性。芽孢與營養(yǎng)細胞相比：化學組成、細微結(jié)構(gòu)、生理功能等方面都完全不同芽孢抗熱性的其它可能原因皮層含高濃度的吡啶二羧酸鈣（DPA-Ca），形成耐熱凝膠樣的物質(zhì)；存在特殊的小分子酸溶性DNA結(jié)合蛋白，對芽孢DNA有穩(wěn)定作用；含DNA修復酶，可對核心復活后的出芽和生長過程中的DNA進行修復。含一些酶，本身并不抗熱，在芽孢中與一些物質(zhì)結(jié)合后才有抗熱性。（蠟狀芽孢桿菌中的丙氨酸消旋酶，附著在芽孢衣上時抗熱，與芽孢衣分離后不抗熱。）消毒滅菌的最重要的指標保藏菌種分類依據(jù)（芽孢的形態(tài)、大小和著生位置是細菌分類和鑒定中的重要指標）篩選菌種：（土樣+肉湯培養(yǎng)基，80℃，10~15min）有些產(chǎn)芽孢細菌可伴隨產(chǎn)生有用的產(chǎn)物，如抗生素（短桿菌肽、桿菌肽等）8）研究芽孢的意義肉類罐頭：肉毒梭菌外科器械：破傷風梭菌、產(chǎn)氣莢膜梭菌工業(yè)發(fā)酵：嗜熱脂肪芽孢桿菌,121℃，15min或115℃，30min以上9）伴孢晶體（parasporalcrystal）

少數(shù)芽孢桿菌，例如蘇云金芽孢桿菌(Bacillusthuringiensis，簡稱“Bt”）在其形成芽孢的同時，會在芽孢旁形成一顆菱形