细菌芽孢的有关知识
5页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个芽池,有的在细胞一端,有的在细胞中部。由于芽 抱是在细胞内形成的,所以也常称之为内生抱子,亦称芽抱。每一细胞仅形成一 个芽抱,所以其没有繁殖功能。芽抱的形态在不同细菌中,芽抱所处的位置不同,有的在中部,有的在偏端,有的在顶 端。芽抱一般呈圆形、椭圆形、圆柱形。在有些细菌中,芽抱的直径小于菌体直 径,这些细菌称为芽泡杆菌,为好氧细菌;在另一些细菌中,芽抱直径大于菌体 直径,使整个菌体呈梭形或鼓塑形,这些细菌称为梭状芽泡杆菌,为厌氧菌,梭 状芽泡杆菌的芽池位于菌体中间。破伤风杆菌的芽池位于菌体的一端,使菌体呈 鼓槌状。好氧芽抱杆菌属(Bacillus)和厌氧的梭状 芽抱杆菌属(Clostridium)的所有细菌都具有芽抱。在球菌和螺菌中,只有少数 种类有芽抱,球菌中只有芽抱八叠菌(Sporosarcina)属产芽池。弧菌中只有芽 孢弧菌属(Sporovibrio)产芽抱.芽抱形成和结构芽抱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
2、显微镜和电子显微镜观察研究的结果,表明芽抱的形成在结构上主要经 历以下几个阶段:核物质融合成轴丝状(杆状)。在细胞中央或一端,细胞 膜内陷形成隔膜包围核物质,产生一个小细胞。小细胞被原来的细胞膜包围, 生成前抱子。前抱子实质上是一个被两层同心膜包围着的原生质体。在光学显微 镜下观察未染色的活细菌,可以看到前抱子是一个清亮的、与菌体其他部分明显 不同的区域。前抱子再被多层膜包围,如皮层、抱子衣等,最后成为成熟的芽 抱,由于细胞壁的溃溶而释放出来。芽泡形成过程中在化学成分方面也发生很大变化。生芽抱的细胞大量吸收钙 离子并大量合成营养细胞中没有的毗啶二羧酸。在成熟的芽抱中,芽抱原生质体 含有极高的毗啶二羧酸钙,在新合成的、具有特殊化学构造的外层(皮层和抱子 衣,有时还有芽抱外壁)中也有这种物质。芽池的壁含有一种特殊的肽聚糖,所 有芽池基本上都一样,但与营养细胞的细胞壁肽聚糖却不一样。同时,芽抱中还 含有一些特殊的蛋白质。芽孢的特性由于芽抱在结构和化学成分上均有别于营养细胞,所以芽抱也就具有了许多 不同于营养细胞的特性。芽抱最主要的特点就是抗性强,对高温、紫外线、干燥、 电离辐射和很多有毒的化
3、学物质都有很强的抗性。同时,芽抱还有很强的折光性。 在显微镜下观察染色的芽抱细菌涂片时,可以很容易地将芽孢与营养细胞区别 开,因为营养细胞染上了颜色,而芽抱因抗染料且折光性强,表现出透明而无色 的外观。研究表明芽孢对不良环境因子的抗性主要由于其含水量低(40%)。且 含有耐热的小分子酶类,富含大量特殊的毗啶二羧酸钙和带有二硫键的蛋白质, 以及具有多层次厚而致密的芽孢壁等原因。自由存在的芽孢没有明显的代谢作用,只保持潜在的萌发力,称为隐藏的生命。 一旦环境条件合适,芽孢便可以萌发成营养细胞。细菌芽弛的特点概要整个生物界中抗逆性最强的生命体,是否能消灭芽孢是衡量各种消毒灭菌手 段的最重要的指标。芽孢是细菌的休眠体,在适宜的条件下可以重新转变成为营养态细胞;产芽孢细菌的保藏多用其芽孢。产芽孢的细菌多为杆菌,也有一些球菌。芽孢的有无、形态、大小和着生位置是细菌分类和鉴定中的重要指标。芽孢与营养细胞相比化学组成存在较大差异,容易在光学显微镜下观察。(相 差显微镜直接观察;芽孢染色)环境工程微生物学一书对其特点的描述:1 .芽孢的含水率低,38%40%。2. 芽孢壁厚而致密,分三层:外层是芽孢外壳
4、,为蛋白质性质。中层为皮层, 由肽聚糖构成,含大量2, 6-毗啶二羧酸。内层为孢子壁,由肽聚糖构成,包围芽孢细胞质和核质。芽孢萌发后 孢子壁变为营养细胞的细胞壁。3. 芽孢中的2,6-毗啶二羧酸(dipicolinic acid简称DPA)含量高,为芽 孢干重的5%15%。毗啶二羧酸以钙盐的形式存在,钙含量高。在营养细胞和不 产芽孢的细菌体内未发现2, 6-毗啶二羧酸。芽孢形成过程中,2, 6-毗啶二羧 酸随即合成,芽孢就具有耐热性,芽孢萌发形成营养细胞时,2, 6-毗啶二羧酸 就消失,耐热性就丧失。4 .含有耐热性酶。芽孢由于有以上四个特点,是芽孢对不良环境如:高温、低温、干燥、光线 和化学药物有很强的抵抗力。细菌的营养细胞在7080摄氏度时10分钟就死亡, 而芽孢在120140摄氏度还能生存几小时,营养细胞在5%苯酚溶液中很快就死 亡,芽孢却能存活15天,芽孢的大多数酶处于不活动状态,代谢活力极低,所 以,芽孢是抵抗外界不良环境的休眠体。芽孢不易着色,但可用孔雀绿染色。芽抱的耐热机制渗透调节皮层膨胀学说:芽抱衣对多价阳离子和水分的透性很差皮层的离子 强度很高,产生极高的渗透压夺取芽
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