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第三章 芽孢杆菌生物学特性 第一节 芽孢杆菌形态特征 一、概述 芽孢杆菌属于细菌。从细菌的形态特征上看，有三种常见形状，即球状、杆状和螺旋状。分别称为球菌、杆菌和螺旋菌；杆菌最多，球菌次之，螺旋状细菌最少。球菌（coccus,复数为cocci），球状的细菌；据细胞的分裂面和子细胞分离与否有不同的排列状态，包括了单球菌（尿素微球菌）、双球菌（肺炎双球菌）、链球菌（酿脓链球菌、溶血链球菌）、四联球菌（玫瑰色微球菌、四联微球菌）、八叠球菌（藤黄八叠球菌）、葡萄球菌（金黄色葡萄球菌）。螺旋状细菌（有人称为螺菌，spirillum,复数为spirilla）；螺旋状的细菌包括了弧菌（vibrio），螺旋不到一周，菌体呈弧形或逗号状，霍乱弧菌；螺菌，螺旋1-6周，外形坚挺的螺旋状细菌，红螺菌；螺旋体(spirochaete)，螺旋6周以上，由原生质柱、轴丝、外鞘组成，柔软易曲的螺旋状菌体；钩端螺旋体，梅毒密螺旋体。杆菌（bacillus,复数为bacilli）；杆状的细菌，形态多样，包括了短杆状，短杆菌或球杆菌（甲烷短杆菌属）；长杆或棒杆状，长宽差别较大（枯草杆菌、北京棒杆菌、白喉棒杆菌）；梭状，两端稍尖，（梭菌属：鼠疫巴斯德氏菌）；分支杆状，有分支（结核分支杆菌）；平截杆状：两端平截（炭疽芽孢杆菌）。特殊形状的细菌，菌体分叉，双歧杆菌；菌体末端有柄，柄杆菌；菌体有附器，臂微菌。细菌大小一般用显微测微尺测量，单位为微米（μm）1μm＝10-3mm＝10-6m。病毒多用纳米（nm）为单位，1μm＝103nm。细菌的大小不一，球菌直径0.5-2μm，杆菌1-5×0.5-1μm，螺旋菌大小差别较大。大肠杆菌平均长2μm，直径0.5μm，150个大肠杆菌细胞头尾相接等于3mm长的一粒芝麻；120个大肠杆菌捆在一起才有一根头发粗细（人发平均直径60μm），109个大肠杆菌才有1mg重。 尽管芽孢杆菌形态简单，细胞大小差异也不很大，然而，芽孢杆菌的形态特征和细胞大小是分类学的重要特征，是芽孢杆菌分类单元的实物载体，研究芽孢杆菌生物学必须描述的内容。 二、芽孢杆菌细胞形态 芽孢杆菌属于耗氧菌，能耐酸、耐盐、耐高温。芽孢杆菌具有较强的蛋白酶、淀粉酶活性，还有平衡和稳定乳酸菌的作用。此类菌在动物肠道微生物菌群中仅少量存在。目前应用菌种是枯草芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌。芽孢杆菌存在两种形态：芽胞和营养体。营养体的细胞基本形态有杆状和椭圆状。杆状中有长杆状、短杆状，椭圆状中有长椭圆和短椭圆，如下图。 长杆状（Bacillus clausii） 短杆状（Bacillus firmus） 椭圆状（Bacillus endophyticus） Bacillus amyloliquefaciens Bacillus benzoevorans Bacillus cereus Bacillus clausii Bacillus endophyticus Bacillus firmus Bacillus flexus Bacillus gibsonii Bacillus lentus Bacillus mojavensis Bacillus pumilus Brevibacillus brevis 三、芽孢杆菌芽孢形态 1、芽孢的定义，有些细菌（多为杆菌）在一定条件下，细胞质高度浓缩脱水所形成的一种抗逆性很强的球形或椭圆形的休眠体。1个细菌细胞只形成1个芽孢，有的在细胞一端，有的在细胞中部。由于芽孢是在细胞内形成的，所以也常称之为内生孢子，亦称芽孢。每一细胞仅形成一个芽孢，所以其没有繁殖功能。 2、芽孢的形态，在不同细菌中，芽孢所处的位置不同，有的在中部，有的在偏端，有的在顶端。芽孢一般呈圆形、椭圆形、圆柱形。在有些细菌中，芽孢的直径小于菌体直径，这些细菌称为芽孢杆菌，为好氧细菌；在另一些细菌中，芽孢的直径大于菌体直径，使整个菌体呈梭形或鼓塑形，这些细菌称为梭状芽孢杆菌，为厌氧菌，梭状芽孢杆菌的芽孢位于菌体中间。破伤风杆菌的芽孢位于菌体的一端，使菌体呈鼓槌状。好氧芽孢杆菌属(Bacillus)和厌氧的梭状芽孢杆菌属(Clostridium)的所有细菌都具有芽孢。在球菌和螺菌中，只有少数种类有芽孢，球菌中只有芽孢八叠菌（Sporosarcina）属产芽孢。弧菌中只有芽孢弧菌属(Sporovibrio)产芽孢. 细菌芽孢模式图 3、芽孢形成，芽孢的形成是一个极其复杂的过程，包括形态结构、化学成分等多方面的变化。光学显微镜和电子显微镜观察研究的结果，表明芽孢的形成在结构上主要经历以下几个阶段：①核物质融合成轴丝状（杆状）。②在细胞