Question

铜绿假单胞菌鞭毛着生方式是什么啊

Answer 1

第二节 细菌和放线菌

细菌（bacteria）和放线菌（actinomycetes）都是单细胞原核生物。

细菌细胞微小而透明，用显微镜也很难看清楚。通常用适当染料染色，增加标本与背景间折光率的差异，以便观察。不能染色的活体细胞，则可用相差显微镜进行观察。放线菌是一类呈菌丝状生长的原核生物，它们在细胞结构等许多方面与细菌类似。可以说，放线菌是一类具有丝状分枝细胞的细菌。

在污染物的生化处理中，细菌的作用非常重要。例如，假单胞菌属（Pseudomonas）具有代谢多种化合物的能力，有些菌株可利用100多种化合物，故而对污染物有相当高的降解活性；棒杆菌属（Corynebacterium）是裂解杂环化合物和碳氢化合物链的主要菌种；节杆菌属（Arthrobacter）可氧化烃类化合物、甾体化合物等；产碱杆菌属（Alcaligenes）参与淡水、海水和陆地环境中物质的分解和矿化。放线菌如诺卡氏菌属（Nocardia）等可攻击许多种复杂的有机化合物，包括酚、吡啶、甘油醇、甾族化合物、未氯化和氯化的芳香族化合物、石蜡以至木质素。它们分解有机物，生成各种代谢产物，再在其他微生物作用下使之矿质化。

一、细菌细胞的形态和排列

（一）球菌

细胞呈球形或椭圆形。分裂后产生的新细胞常保持一定的空间排列方式（图2—1A）在分类鉴定上有重要意义。

1．单球菌 细胞分裂沿一个平面进行，新个体分散单独存在。

2．双球菌 细胞沿一个平面分裂，新个体成对排列。

3．链球菌 细胞沿一个平面分裂，新个体连成链状。

4．四联球菌 细胞分裂沿两个互相垂直的平面进行，分裂后四个新细胞相连呈田字形。

5．八叠球菌 细胞沿三个互相垂直的平面进行分裂，八个新细胞特征性地叠在一起呈一立方体。

6．葡萄球菌 细胞分裂无定向进行，多个新细胞群集如一串葡萄。

（二）杆菌

细胞呈杆状或圆柱状，其形态较球菌复杂。菌体直或稍弯，粗短或细长。末端钝圆、尖、膨大或平截状。杆菌细胞常沿一个平面分裂，菌体单个分散存在，或以短链状、长链状、栅栏状、八字形、丝状等方式排列（图2—1B）。

（三）螺旋菌

细胞呈螺旋形，若菌体只有一个弯曲，其程度不足一圈，则称为弧菌（图2—1C）。

球菌、杆菌和螺旋菌是细菌的三种基本形态。球菌不一定都是正圆形，双球菌可能是呈三角形、豆形、肾形，八叠球菌可能近于方形或长方形，即将分裂的球菌也可能呈椭圆形。

此外，还有些具有其他形态的细菌。如柄细菌，细胞杆状或梭形，有一细柄（图2—1），可固着在基质上。再如鞘细菌，杆状细胞呈链状排列，周围有紧贴菌体的鞘膜（图2—1）。

细菌的形态排列有时是生长阶段或培养条件等原因造成的。如节杆菌属，幼龄菌细胞为杆状，老龄细胞则呈球状。培养条件不正常时，细胞常出现异常形态，杆状细胞有的膨大，出现梨形，有的产生分枝，有的伸长以至呈丝状等（图2—2）。将它们转移到新鲜培养基中，在适宜条件下，又可恢复原来的正常形态。

二、细菌的大小

细菌的大小可用显微镜测微尺测量，也可通过投影或照相制成图片后按放大倍数测算。

测量细菌大小常以微米（μm）为单位。球菌直径一般为0.5μm～2μm，杆菌宽0.5μm～1μm，长1μm～8μm，螺旋菌宽0.5μm～5μm，其长度（菌体两端间的距离）为5μm～50μm。

菌体大小与菌龄和培养条件等有关。幼龄菌较长，老龄菌较短，但菌体宽度相对恒定。培养基渗透压增大，则细胞变小。

由于细菌细胞微小而透明，往往需经染色才能用显微镜观察，染色前要进行干燥固定，致使测得的菌体大小小于活菌体。若采用负染色法，使背景着色，衬托菌体，则标本会大于活菌体。

三、细菌细胞的结构

图2—3为细菌细胞结构模式图。

（一）细胞壁

位于菌体外表面，较坚韧而富有弹性。其功能主要有：固定细胞外形；保护细胞免受外力的损伤；阻拦大分子物质进入细胞；使细胞具有一定抗原性、致病性及对噬菌体的敏感性；协助鞭毛运动。

1．细菌细胞壁与革兰氏染色细菌经革兰氏染色，可分为革兰氏阳性（G+）和革兰氏阴性（G－）两大类，前者呈紫色，后者呈红色。革兰氏染色是重要的细菌鉴别染色法。

G+细菌的细胞壁化学组成以肽聚糖为主，75％的肽聚糖亚单位纵横交错连接，形成致密的网格结构。除肽聚糖外，大多数G+细菌的细胞壁中还含有磷壁酸（tei-choicacid，即垣酸），使细胞壁形成一个负电荷环境。

G-细菌的细胞壁分为内壁层和外壁层。内壁层紧贴细胞膜，由肽聚糖组成，仅30％的肽聚糖亚单位彼此交织连结，网状结构较疏松。

外壁层可再分为内、中、外三层，内层为脂蛋白层，中间为磷脂层，最外层为脂多糖层。脂多糖是G-细菌细胞外壁层的主要成分，亦即病原菌内毒素的主要成分。它由多糖核心、O抗原多糖侧链和类脂三个部分组成。

G+和G-细菌细胞壁的组成和结构见表2—1和图2—4。

G+和G-细菌细胞壁化学组成和结构上的差别，使它们对革兰氏染色反应不同。在革兰氏染色反应中，一种不溶性的结晶紫-碘的复合物形成于细胞内。这种复合物可被乙醇从G-菌中浸出，但不能从G+菌中浸出。这是因为G+细菌的细胞壁较厚，肽聚糖含量较高，网络结构紧密，故在用乙醇洗脱时，肽聚糖网孔会因缩水而明显收缩，再加上它基本上不含类脂，乙醇处理不能在壁上溶出缝隙。因此，结晶紫与碘的复合物被阻留在细胞壁内。而G-细菌的壁薄、肽聚糖含量低，且交联松散，故遇乙醇后，其网孔不易收缩。且G-细菌的类脂含量高，被乙醇溶解后，细胞壁上就会出现较大的缝隙，这样，结晶紫与碘的复合物就容易被浸出。

2．细胞壁缺陷细菌 用含青霉素的培养基培养G+细菌，或在G+细菌的培养物中加溶菌酶，即可抑制细胞壁的合成或破坏细胞壁。除去细胞壁后剩下的部分叫做原生质体（pro－toplast）。任何形态的菌体，成为原生质体后，均呈球形。原生质体对环境条件很敏感，且容易破裂。有的原生质体还保留着鞭毛，但不能运动，也不能被相应的噬菌体感染。其他生物活性基本不变，在适宜条件下依旧生长繁殖，形成菌落。

对G-细菌先用乙二胺四乙酸（EDTA）处理一下外壁，然后以上述同样方法处理，便获得球形体（spheroplast）。在球形体中，原来的内壁层（薄薄的肽聚糖层）被除去，而外壁层仍保留，因而对外界不利因素尚有一定抗性，能在普通培养基上生长。

细菌L-型（bacterial L－form）是细菌在某些环境条件下形成的变异型，无完整的细胞壁，因而细胞呈多形态，有的能通过细菌滤器，又称“滤过型菌”。因最先被英国Lister医学研究院发现，故称细菌L-型。

（二）细胞膜

又称细胞质膜或质膜，是紧贴在细胞壁内侧的一层柔软而富有弹性的半透性薄膜，在维持菌体与外界物质的交换方面起重要作用。细胞膜上有丰富的酶系，是细菌重要的代谢活动中心。细胞膜的化学组成主要是磷脂和蛋白质，它们的数量和种类，均随菌体生理状态而变化。

（三）核质体

是原核生物所特有的原始细胞核。细菌的核质体是一个大型环状的双链DNA分子，长度为0.25mm～3mm，卷曲折叠于核区。核质体是负载细菌遗传信息的物质基础。

（四）细胞质及其内含物

细胞质与细胞核皆由原生质体分化而来，后者以DNA为基础集结于细胞中央，在它与细胞膜之间则是以蛋白质为主体的细胞质。细胞质无色透明，呈粘液状，其主要化学组分为水、蛋白质、脂类、核酸，并有少量糖和无机盐。细胞质中含有核糖体、气泡和其他颗粒状内含物。

1．核糖体 是由约60％的RNA和40％的蛋白质组成的以核蛋白形式存在的颗粒状结构。高速离心时，原核生物核糖体沉降系数均为70S，由一个30S亚基和一个50S亚基组成。亚基在适当条件下解离为RNA和蛋白质分子。核糖体是蛋白质的合成场所。

2．气泡 在许多营光合作用、无鞭毛运动的水生细菌的细胞内，常含有为数众多的充满气体的小泡囊，称为气泡。气泡由厚仅2nm的蛋白质膜所包围，具有调节细胞比重使其飘浮在合适水层中的作用。

3．其他内含物

（1）异染粒（metachromatic granule）是偏磷酸盐的聚合物。嗜碱性或嗜中性较强，用蓝色染料染色后，不呈蓝色而呈紫红色，故称异染粒。最早见于迂回螺菌（Spirillum volu－tans）细胞内，故又称迂回体或捩转菌素。它是磷源和能源性贮藏物，并有降低渗透压的功能。白喉棒杆菌（Corynebacterium diphtheriae）的菌体两端，有特征性的异染颗粒，称极体，在菌种鉴定上有一定意义。

（2）聚β-羟基丁酸（poly-β－hydroxybutyric acid简称PHB）颗粒是β-羟丁酸的多聚体，不溶于水，易被脂溶性染料着色，光学显微镜下可见。羟基丁酸分子呈酸性，当其聚合为聚β-羟基丁酸时，成为中性脂肪酸，从而维持细胞内环境中性。它是碳源和能量的贮存物，并可直接或间接用作还原力。在许多细菌细胞质内经常可发现PHB颗粒。

（4）硫粒 硫磺细菌生活在含H2S的环境中时，细胞内积累折光性很强的硫粒，是硫素贮藏物质，也是某些化能自养型硫细菌，如氧化硫硫杆菌（Thiobacillus thiooxidans）贮存的能源物质，能通过氧化元素硫为硫酸而获取能量。

（5）多肽结晶 有的芽孢杆菌在芽孢形成期于细胞质内形成一种结晶的多肽，称为伴孢晶体，对鳞翅目幼虫有强烈毒性，可用于防治农业害虫。

（6）磁粒 是磁性细菌细胞内特有的串状Fe3O4的磁性颗粒，磁性细菌藉以感知地球磁场，并使细胞顺磁场方向排列。

（五）荚膜（capsule）

是某些细菌在新陈代谢过程中形成的，分泌于细胞壁外的粘液状物质。按其覆盖细胞壁的厚度以及形状，有以下几种情况：具有一定外形，相对稳定地附着于细胞壁外（图2—3），厚约200nm，称为荚膜或大荚膜，厚度小于200nm，称为微荚膜；无明显边缘，疏松地向周围环境扩散的，称为粘液层。若粘液层局限化于细胞一端，就称为粘接物，可使细胞特异性地附着在物体表面。各菌体外面的荚膜物质互相融合，连为一体，组成共同的荚膜，多个菌体包埋其中，即成为菌胶团。

荚膜的化学组成因菌种而异，主要是多糖。

荚膜可以保护细胞免受干燥的影响，并且作为细胞外的碳源和能源性的贮藏物质，还能够增强某些病原菌的致病能力。有的荚膜有毒。有些具有荚膜的病菌，其致病作用并非荚膜本身有毒，而是由于荚膜保护病原菌抵御宿主吞噬细胞的作用，有利于病菌在寄主体内大量生长繁殖。

产荚膜的细菌在琼脂培养基上形成的菌落，表面湿润，有光泽，粘液状，称为光滑型（S型）菌落。不产荚膜的细菌所形成的菌落，表面较干燥、粗糙，称为粗糙型（R型）菌落。

产生荚膜是微生物的一种遗传特性，种的特征。但形成荚膜的细菌并非在整个生活期内都有荚膜。荚膜的形成与环境条件密切相关。例如，肠膜状明串珠菌（Leuconostoc mesen-teroides）只在含糖量高，含氮量低的培养基中，才产生大量的荚膜物质；炭疽芽孢杆菌（Bacillus anthracis）等病原菌只在被它们感染的动物体内才形成荚膜。荚膜可经处理或由于突变而失去，失去荚膜不影响菌体正常生长。致病菌失去荚膜后，致病力大大降低。

产荚膜菌在糖汁中生长繁殖，使产品加工困难，产量降低。产荚膜菌也可被利用来合成葡聚糖，生产右旋糖酐，后者是代血浆的主要成分。

（六）鞭毛和菌毛

鞭毛（flegellum）是某些细菌长在体表的细长、波曲的丝状物。鞭毛长度往往超过菌体若干倍，但直径很细，一般为10nm～20nm，需用电镜才能观察。经特殊染色，使媒染剂与染料的复合物附着并积累在鞭毛上，加粗其直径，则可用普通光学显微镜观察。鞭毛数目为一至数十根，具有运动的功能。

将具有鞭毛的细菌穿刺接种于半固体培养基中后，培养物沿穿刺线向周围扩散生长。悬滴镜检鞭毛菌，可见细胞作翻滚或穿梭运动，由此可初步判断鞭毛的着生方式。

鞭毛的着生方式多样，有一端单生，如铜绿假单胞菌（Pseudomonas aeruginosa）；两端单生；一端丛生，如荧光假单胞菌（P．fluorescens）；两端丛生，如蔓延螺菌（Spirillumserpen）以及周生，如大肠杆菌（Escherichia coli）等（图2—5）。

鞭毛的着生方式和数目是种的特征，因而也是细菌分类鉴定的重要指标。

鞭毛的化学成分主要是蛋白质，占99％以上，碳水化合物、类脂和矿物质的总和不超过1％。

细菌藉鞭毛运动可趋向营养物质和适合的生活环境或避开有害物质。能运动的细菌由于环境条件刺激而改变原来的运动方式，表现出一种新的运动特点，这种运动称为趋避运动。根据影响因子的不同，可分为化学趋避和光趋避运动两种。

鞭毛着生情况可与生长阶段和培养条件有关。例如，亚硝化细菌接种于新鲜培养液，以不运动的短杆菌形态存在；当营养快耗尽时，菌体出现鞭毛，变为运动形态；最后，营养耗尽，菌体失去鞭毛，沉降在底部。

又如，根瘤菌（Rhizobium）、气单胞菌（Aeromonas）、粪产碱菌（Alcaligenes faecalis）等细菌在液体培养基中时，鞭毛常端生，在固体培养基上却易长周生鞭毛。再如，可引起脑膜炎、脓毒症和孕妇流产的李斯特氏菌（Listeria），生长温度为37℃时，90％的菌株无鞭毛，但于20℃培养时，80％的菌株有1根～3根鞭毛生长。

鞭毛的基体与菌体细胞膜相连。去除细胞壁，鞭毛仍保留，但失去运动能力。

菌毛（fimbria或pilus）：是长在细菌体表的一种纤细（直径7nm～9nm）、中空、短直、数量较多（250根～300根）的蛋白质附属物（图2—3），主要见于革兰氏阴性细菌，少数革兰氏阳性细菌亦有。菌毛有很多类型，具不同功能，主要与吸附有关而与运动无关。性状介于鞭毛与上述普通菌毛之间的一种特殊菌毛称为性菌毛，每一个细胞有1根～4根，其功能是在不同性别的菌株间传递DNA片段，有的性菌毛还是RNA噬菌体的吸附受体。

（七）芽孢（spore）

某些细菌生长到一定时期，细胞质浓缩凝集，逐步形成一个圆形、椭圆形或圆柱形的抗逆性休眠体，称为芽孢或内生孢子（endospore）。芽孢壁厚而致密，折光性强，不易着色，通透性差，含水量低，酶含量少，代谢活力低，对高温、干燥、辐射、酸、碱和有机溶剂等杀菌因子具有极强抵抗能力。通常，在100℃沸水中处理10min或80℃15min，即可成功地分离到芽孢杆菌。

能否形成芽孢，芽孢的形状、大小及其在细胞内的位置（图2—6），是细菌种的特征，在分类鉴定上有一定意义。

能形成芽孢的细菌种类不多，最主要的是芽孢杆菌属（Bacillus）和梭菌属（Clostridium）。它们都是革兰氏阳性菌，后者的芽孢膨大，宽度明显超过菌体，前者则否。此外，革兰氏阳性的芽孢八叠球菌属（Sporosarcina）和革兰氏阴性的脱硫肠状菌属弧菌属（Vibrio）的细菌能形成芽孢。球菌属（Sporosarcina）和革兰氏阴性的脱硫肠状菌属（Desulfotomaculum，杆状）和少数弧菌属（Vibrio）的细菌能形成芽孢。

芽孢萌发，生成新菌体。一个细菌细胞只能形成一个芽孢，一个芽孢也只能产生一个营养体，因此芽孢不是细菌的繁殖形式。

四、细菌的繁殖

裂殖是细菌最普遍、最主要的繁殖方式。球菌的分裂方式与其细胞之排列密切相关（见本节之一）。杆菌和螺旋菌在分裂前先延长菌体，然后垂直于长轴分裂。分裂后两个子细胞大小基本相等，称为同型分裂。若分裂后两个子细胞大小不等，则称为异型分裂，此种情况偶而出现于陈旧培养基中。

少数细菌进行出芽繁殖。还有少数细菌能进行有性结合，通过性菌毛传递遗传物质，但频率很低。

五、细菌的培养特征

（一）在固体培养基上

生长于固体培养基上、来源于一个或少数几个细胞、肉眼可见的微生物群体，称为菌落（colony）。各种微生物在一定条件下形成的菌落特征具有一定的稳定性和专一性，这是衡量菌种纯度，辨认和鉴定菌种的重要依据。细菌菌落特征见图2—7。

菌落特征与组成菌落的细胞结构和生长行为（好气性、运动性、培养条件、培养时间等）有关。菌落的形态大小也受邻近菌落影响。生长在平板表面上的与培养基内部的菌落，形态也有不同。

将含菌样品或菌种点种在平板上或在斜面上画线，大量微生物细胞在固体培养基上密集地长成一片，则称为菌苔（lawn）。作为菌种鉴定时参考依据的斜面菌苔，接种时应画直线，其培养特征见图2—8。

（二）在半固体培养基中

穿刺接种于试管半固体培养基中的细菌培养特征见图2—9。

（三）在液体培养基中

细菌在液体培养基中生长，使培养基混浊，混浊情况因细菌对O2要求不同而有别：

兼性厌氧菌——培养液均匀混浊，需氧菌——培养液仅上部混浊，厌氧菌——培养液仅下部混浊。有的细菌在培养液表面形成菌环或菌膜，或在底部产生絮状沉淀，有的产生气泡、色素（见图2—10）。

六、放线菌的形态和结构

放线菌的细胞呈丝状分枝，由菌丝（hyphae）组成菌丝体（mycelium）。菌丝宽度与普通杆菌差不多（＜1μm）。在营养生长阶段，菌丝内无隔，为单细胞。细胞内有为数众多的核质体。放线菌的菌丝按形态和功能分为基内菌丝、气生菌丝和孢子丝三类。

基内菌丝又称一级菌丝，生长于培养基内，生理功能为吸收和排泄代谢废物。基内菌丝无色或产生各种不同的色素，色素水溶性或脂溶性，水溶性色素使培养基和菌丝一样呈色。

气生菌丝或称二级菌丝，由基内菌丝向空间伸长而成，比基内菌丝粗，直形或弯曲状分枝，有的产生色素。

孢子丝也称繁殖菌丝，由成熟的气生菌丝分化而成，各种孢子丝形态见图2—11。孢子丝通过横割分裂，产生单个、双个或成串的分生孢子。孢子球形、椭圆形、杆状、瓜子状等，表面光滑或带刺和毛，呈各种不同颜色，因种而异。

七、放线菌的繁殖

放线菌主要由孢子丝通过横割分裂方式形成分生孢子进行繁殖。

放线菌也可借菌丝断裂的片段形成新的菌体，此种繁殖方式常见于液体培养基中。

八、放线菌的培养特征

放线菌在固体培养基上的菌落一般圆形，光平或有许多皱褶。因其紧密、坚实，用针不易挑取。长孢子后，菌落表面呈粉末状。放线菌菌落的底（基内菌丝）和面（气生菌丝、孢子丝）常呈不同颜色。

在液体培养基内静置培养放线菌，会在容器内壁液面处形成斑状或膜状培养物，或沉降于底部而不使培养基混浊。若是震荡培养，则往往形成由短的菌丝体所构成的球状颗粒。

九、放线菌的代表属

（一）链霉菌属（Streptomyces）

此属放线菌种类繁多，各种链霉菌有不同形态的孢子丝，是分类鉴定的重要指标。由放线菌产生的抗生素，其中90％是由链霉菌属产生的。如常用的链霉素、土霉素，抗结核的卡那霉素，抗真菌的制霉菌素，抗肿瘤的博莱霉素、丝裂霉素，防治水稻纹枯病的井岗霉素等，都是链霉菌的次生代谢产物。有的链霉菌能产生一种以上的抗生素。灰色链霉菌是生产维生素B12的菌种。链霉菌属具有巨大的经济价值和医学意义。

（二）诺卡氏菌属（Nocardia）

又称原放线菌属（Proactinomyces），在培养基上形成典型的菌丝体。其特点是在培养15h～4d内，菌丝产生横隔膜，分枝的菌丝突然全部断裂成杆状、球状或带杈的杆状体。

此属的不少种能产抗生素，如对结核分枝杆菌（Mycobacterium tuberculosis）和麻疯分枝杆菌（M．leprae）有特效的利富霉素，对病毒、原虫有作用的间型霉素等。此属放线菌能同化各种碳水化合物，有的能利用碳氢化合物、纤维素等，可用于石油脱蜡、烃类发酵以及污水处理。因此，诺卡氏菌对医学和环境保护都有重要意义。

（三）放线菌属（Actinomyces）

此属只有基内菌丝，其上有横隔，可断裂成“V”形或“Y’’形体。无气生菌丝，也不形成孢子。放线菌属多为致病菌，如牛型放线菌（Actinomyces bovis）引起牛颚肿病，衣氏放线菌（A．israelii）引起人的后颚骨肿瘤和肺部感染。

Answer 2

菌体-端生-束鞭毛,如铜绿假单胞菌、产碱杆菌。