環(huán)境中的主要微生物類群

原核微生物與真核微生物的細胞區(qū)別：原核細胞真核細胞細胞核有明顯核區(qū)，無核膜、核仁有核膜、核仁細胞器無線粒體，能量代謝和許多物質代謝在質膜上進行有線粒體，能量代謝和許多合成代謝在線粒體中進行核糖體分布在細胞質中，沉降系數(shù)為70S分布在內質網(wǎng)膜上，沉降系數(shù)為80S線粒體線粒體細胞核核仁原核細胞膜核糖體細胞壁莢膜目前一頁\總數(shù)三十頁\編于十五點第一節(jié)原核微生物原核微生物是指具有原始細胞核的單細胞，包括：本章重點介紹細菌、放線菌、藍細菌三類。螺旋體支原體衣原體立克次氏體藍細菌放線菌細菌一、細菌細菌的形態(tài)和大小細菌的細胞結構細菌的繁殖方式細菌的培養(yǎng)特征主要內容：目前二頁\總數(shù)三十頁\編于十五點（一）細菌的大小和形態(tài)1.細菌的形態(tài)四種形態(tài)：球狀、桿狀、螺旋菌和絲狀菌。絲狀菌目前三頁\總數(shù)三十頁\編于十五點(1)球菌菌體呈球形或近似球形，以典型的二分裂殖方式繁殖，分裂后產(chǎn)生的新細胞常保持一定的空間排列方式。根據(jù)細胞分裂的方向及分裂后的各子細胞的空間排列狀態(tài)不同，可將球菌分為以下幾種:葡萄球菌單球菌雙球菌鏈球菌四聯(lián)球菌八疊球菌①單球菌分裂后的細胞分散而單獨存在的球菌。如尿素微球菌細胞沿一個平面分裂，新個體成對排列。如肺炎雙球菌②雙球菌目前四頁\總數(shù)三十頁\編于十五點③鏈球菌④四聯(lián)球菌細胞沿一個平面進行分裂，新個體不但可保持成對的樣子，并可連成鏈狀。如乳鏈球菌細胞分裂是沿兩個相垂直的平面進行，分裂后每四個細胞特征性地連在一起，呈田字形。如四聯(lián)微球菌目前五頁\總數(shù)三十頁\編于十五點⑤八疊球菌⑥葡萄球菌細胞按三個互相垂直的平面進行分裂后，每八個球菌特征性地連在一起成立方體形。如藤黃八疊球菌細胞無定向分裂，多個新個體形成一個不規(guī)則的群體，猶如一串葡萄。如金黃色葡萄球菌目前六頁\總數(shù)三十頁\編于十五點（2）桿菌短桿狀、長桿狀、棒桿狀、梭狀桿狀、月亮狀、竹節(jié)狀等；桿菌的形態(tài)：短桿菌長桿菌梭狀芽孢桿菌按桿菌細胞繁殖后的排列方式則有鏈狀、柵狀、“八”字狀以及有鞘衣的絲狀等。目前七頁\總數(shù)三十頁\編于十五點（3）螺旋菌旋狀的細菌稱為螺旋菌。根據(jù)其彎曲情況分為：

弧菌：螺旋不滿一圈，菌體呈弧形或逗號形

例：霍亂弧菌、逗號弧菌

螺旋菌：螺旋滿2—6環(huán)，螺旋狀

例：干酪螺菌

螺旋體：旋轉周數(shù)在6環(huán)以上，菌體柔軟。

例：梅毒密螺旋體弧菌螺旋菌螺旋體目前八頁\總數(shù)三十頁\編于十五點（4）絲狀菌（5）細菌的特殊形態(tài)：由一系列桿狀細菌構成的外有衣鞘的絲狀體。常見于水體、潮濕土壤和污水生物處理中，有30多種，如球衣菌等。目前九頁\總數(shù)三十頁\編于十五點2.細菌的大小目前十頁\總數(shù)三十頁\編于十五點細菌大小的測定：(1)測量：測微尺(2)長度單位：微米(μm)(3)表示：球菌：直徑0.2—1.5μm，桿菌：長×寬長1—5μm，寬0.5—1μm。螺菌：寬、長、螺距直徑：0.5～5um，長度不等。例如：大腸桿菌：平均長度：2μm；寬度0.5μm1500個大腸桿菌頭尾相接等于3mm；109個大腸桿菌重1mg。一般情況下,同一種桿菌的寬度比較穩(wěn)定,但它的長度經(jīng)常隨培養(yǎng)時間、培養(yǎng)條件的不同而有較大的變化。目前十一頁\總數(shù)三十頁\編于十五點3.影響細菌形態(tài)的因素：所以細菌本身情況及培養(yǎng)時間、培養(yǎng)溫度、培養(yǎng)基成分、濃度、pH值等環(huán)境條件對細菌形態(tài)都有明顯的影響。所以，有關細菌大小的記載，常是平均值或代表性數(shù)值。（1）菌種：由于菌種不同，細菌的大小存在很大的差異；（2）菌齡：對于同一個菌種，細胞的大小也常隨著菌齡變化：一般處于幼齡階段，細菌形態(tài)正常、整齊，表現(xiàn)出特定的形態(tài)。（3）營養(yǎng)條件：生長條件適宜時細菌形態(tài)正常、整齊，表現(xiàn)出特定的形態(tài)。在較老的培養(yǎng)物中，或不正常的條件下，細胞常出現(xiàn)不正常形態(tài)，尤其是桿菌，有的細胞膨大，有的出現(xiàn)梨形，有的產(chǎn)生分枝，有時菌體顯著伸長以至呈絲狀等異常形態(tài)。若將它們轉移到新鮮培養(yǎng)基中或適宜的培養(yǎng)條件下又可恢復原來的形態(tài)。（4）染色情況：對于同一個菌種染色前后其細胞大小都有所不同。目前十二頁\總數(shù)三十頁\編于十五點（二）細菌的細胞結構細菌細胞由外向里依次有:細菌細胞結構基本結構（所有細菌具有）特殊結構（某些細胞具有）細胞壁細胞膜細胞質及內含物原核芽孢莢膜（菌膠團、衣鞘）鞭毛等鞭毛、菌（纖）毛、莢膜、細胞壁、細胞膜、細胞質、核質，細胞質中又有液泡、儲存性顆粒等。目前十三頁\總數(shù)三十頁\編于十五點1.基本結構②革蘭氏染色法（1）細胞壁與革蘭氏染色保護細胞免受外力的損傷；阻攔大分子物質進人細胞；使某些細菌具有致病性及對噬菌體的敏感性。固定細胞外形；①細胞壁—包在細胞最外層的薄膜。主要功能是:革蘭氏染色—由丹麥科學家Gram在1884年建立，是細菌學上最重要的鑒別染色法。通過革蘭氏染色法可將細菌分成革蘭氏陽性菌和革蘭氏陰性菌兩大類。目前十四頁\總數(shù)三十頁\編于十五點染色過程媒染脫色復染初染目前十五頁\總數(shù)三十頁\編于十五點染色要點：番紅復染番紅復染褪色不褪色菌體呈紅色，為G-菌菌體呈深紫色，為G+菌涂片結晶紫初染碘液媒染酒精脫色30S判斷：革蘭氏陽性菌（紫陽G＋）革蘭氏陰性菌（紅陰G-）目前十六頁\總數(shù)三十頁\編于十五點兩種最常見的細菌細胞壁結構請對照兩種細菌細胞壁的不同結構，說明為什么染色上會有區(qū)別？目前十七頁\總數(shù)三十頁\編于十五點革蘭氏染色的作用機理由于G+菌的細胞壁較厚，肽聚糖含量高，構成的網(wǎng)格結構緊密，含脂量低，當用酒精脫色時，肽聚糖網(wǎng)孔因脫水而縮小，降低了細胞壁的通透性，使“結晶紫—碘”復合物不易被洗脫而保留在細胞內，導致菌體呈深紫色。而G-菌的細胞壁薄，肽聚糖含量少，構成的網(wǎng)格結構疏松，而脂類含量高，當用酒精脫色時，脂類物質溶解使細胞壁的通透性增大，從而使“結晶紫—碘”的復合物較易被洗脫出來。故菌體呈復染液的紅色。1.革蘭氏染色的關鍵步驟是什么？2.如果酒精脫色時間不夠或過度，會出現(xiàn)什么結果？提問：脫色不夠假陽性脫色過度假陰性目前十八頁\總數(shù)三十頁\編于十五點(2)細胞質膜內含物：核糖體、氣泡、內含顆粒細胞質是細胞膜以內、核質以外的無色透明、粘稠的復雜膠體。

(3)細胞質及內含物（亦稱原生質）是外側緊貼細胞壁內側包圍細胞質的半透性薄膜。成份：磷脂、蛋白質結構：液態(tài)鑲嵌結構，具有流動性和選擇滲透性作用：具有運輸物質，調節(jié)滲透壓、參與生物合成和能量供給等功能。作用：內容物不同功能各異。以貯存各種營養(yǎng)物為主要功能。成份：水、蛋白質、脂類、核酸、無機鹽、糖等目前十九頁\總數(shù)三十頁\編于十五點(4)原核與質粒質粒:原核:又稱擬核，由一條環(huán)狀雙鏈的DNA分子高度折疊纏繞而成。功能是決定遺傳性狀和傳遞遺傳信息。原核外的具有遺傳信息的小環(huán)狀的DNA分子。

數(shù)量不定，不能自發(fā)產(chǎn)生、但可單獨轉移而不影響生存，可自我復制并穩(wěn)定遺傳?？刂萍毦慕到饽芰蚰褪苣芰??？赏ㄟ^遺傳工程組建超級菌，加快環(huán)境頑固污染物的降解。如抗藥性質粒使細菌具有抗藥性；降解性質粒使細菌具有降解復雜有機物的能力。特點：作用：意義：目前二十頁\總數(shù)三十頁\編于十五點2.特殊結構(1)莢膜主要成分：水（90%~98%）、多糖、多肽、脂類等?！诖x過程中分泌于細胞壁外的粘液性物質。功能：保護功能（抗干燥、抗吞噬）貯藏養(yǎng)料生物吸附（菌膠團）分類鑒定的依據(jù)之一粘度大，穩(wěn)定地附著于細胞壁上；在C∶N高、通氣好時形成；極難染色（采用負染色法）特點：目前二十一頁\總數(shù)三十頁\編于十五點菌膠團:衣鞘:具有較強的吸附和氧化有機物的能力。具有較好的沉降性能?！啥鄠€菌體的莢膜物質硬質化而形成透明堅硬的殼。常見于絲狀菌。球形、橢圓形、蘑菇形、分支狀、垂絲狀及不規(guī)則狀—由多個菌體的莢膜物質互相融合形成公共莢膜，內含多個菌體的細菌集團。形態(tài):菌膠團功能：目前二十二頁\總數(shù)三十頁\編于十五點(2)芽孢③結構：——在細胞內形成一個對不良環(huán)境具有極強抗性的圓形或橢圓型的休眠體。

①形態(tài)與位置形態(tài)：圓形、橢圓形、圓柱形位置：中間、一端、偏端②休眠能力幾年~幾十年甚至幾百年~幾千萬年④抗逆性由外至內依次為外殼、中層、內層?？篃釥I養(yǎng)細胞70~80℃10min死亡芽孢沸水中能生存數(shù)小時抗藥性營養(yǎng)細胞5%的苯酚溶液立即死亡休眠細胞5%的苯酚溶液存活15天

抗輻射抗干燥沙漠中大量存在枯草桿菌的芽孢目前二十三頁\總數(shù)三十頁\編于十五點抗逆境的原因：具厚而致密的壁不易透水且是含水率低（40%左右）的休眠體含2，6-吡啶二羧酸及大量的Ca2+（形成極為耐熱的凝膠狀物質）含耐熱性酶細菌在養(yǎng)料耗盡時停止生長形成芽孢。芽孢在合適的環(huán)境中（一般60~70℃，數(shù)分鐘便可使芽孢停止休眠而萌發(fā)）恢復普通的細胞結構，失去抗逆境能力。芽孢≠孢子或種子思考：為什么在實驗室進行滅菌處理時，以殺滅芽孢作為滅菌是否徹底的標志？炭疽芽孢桿菌目前二十四頁\總數(shù)三十頁\編于十五點(3)鞭毛——由細胞質膜伸出體外呈波狀彎曲的細絲。是細菌的“運動器官”。特點:非常纖細而且極易脫落（直徑為菌體的1/20），需經(jīng)特殊染色方可在光學顯微鏡下觀察到。鞭毛的著生位置、數(shù)量和排列方式因種而異。功能：細菌藉鞭毛趨避運動化學成分:主要是蛋白質傷寒桿菌目前二十五頁\總數(shù)三十頁\編于十五點(三)細菌的主要繁殖方式——二分裂法細菌的繁殖方式很多，主要是以無性的二分裂繁殖在適宜的條件下，大部分細菌繁殖迅速，如大腸桿菌在最合適的條件下，每分裂1次，只約需12.5~20min。目前二十六頁\總數(shù)三十頁\編于十五點(四)細菌的培養(yǎng)特征固體培養(yǎng)基——向液體培養(yǎng)基中加入2％瓊脂。1.細菌在固體培養(yǎng)基上的培養(yǎng)特征菌落——固體培養(yǎng)基上由一個細菌繁殖后的子細胞群落。

單菌落（純菌落）決定菌落特征主要因素有：微生物遺傳特性，生長行為，培養(yǎng)條件。啤酒紅酵母菌菌落霉菌菌落目前二十七頁\總數(shù)三十頁\編于十五點菌落特征小、濕潤、粘稠、與基質結合松散，易被剝離，質地均勻，各部位顏色一致。表面特征描述邊緣特征描述隆起特征描述菌落描述細菌菌落的共同特征：目前二十八頁\總數(shù)三十頁\編于十五點2.細菌在液體培養(yǎng)基上的培養(yǎng)特征在液體培養(yǎng)基表面形成膜；或使培養(yǎng)液混濁；或產(chǎn)生絮狀沉淀。目前二十九頁\總數(shù)三十