第二章細(xì)菌環(huán)境工程微生物演示文稿

第二章細(xì)菌環(huán)境工程微生物演示文稿目前一頁\總數(shù)四十六頁\編于十六點(diǎn)優(yōu)選第二章細(xì)菌環(huán)境工程微生物目前二頁\總數(shù)四十六頁\編于十六點(diǎn)（二）古菌的細(xì)胞結(jié)構(gòu)

細(xì)胞壁不含二氨基庚二酸（D-氨基酸）和胞壁酸，不受溶菌酶和內(nèi)酰胺抗生素的作用細(xì)胞膜的脂質(zhì)是非皂化性甘油二醚的磷脂和糖脂的衍生物（三）代謝代謝呈多樣性，有自養(yǎng)型、異養(yǎng)型和不完全光合作用3種類型，代謝過程中有許多特殊輔酶。目前三頁\總數(shù)四十六頁\編于十六點(diǎn)（四）呼吸類型嚴(yán)格厭氧、兼性厭氧、專性好氧（五）繁殖方式和繁殖速度二分裂、芽殖繁殖速度比較慢（六）生活習(xí)性大多數(shù)古菌生活在極端環(huán)境目前四頁\總數(shù)四十六頁\編于十六點(diǎn)二、古菌的分類根據(jù)生活習(xí)性和生理熱性：產(chǎn)甲烷菌、嗜熱嗜酸菌、極端嗜鹽菌1、產(chǎn)甲烷菌可進(jìn)行厭氧消化，與水解菌和產(chǎn)酸菌等協(xié)同作用，將有機(jī)物降解成H2、CO2、乙酸并進(jìn)行甲烷化（具有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的生物能源和清潔燃料）。專性厭氧菌，分為3目、7科、19屬、70種目前五頁\總數(shù)四十六頁\編于十六點(diǎn)目前六頁\總數(shù)四十六頁\編于十六點(diǎn)產(chǎn)甲烷菌的培養(yǎng)方法：專性厭氧菌，分裂和培養(yǎng)均需要在特殊的環(huán)境和用特殊的技術(shù)進(jìn)行。

保證厭氧環(huán)境：厭氧手套箱在環(huán)境工程中，產(chǎn)甲烷菌具有特殊的意義。在厭氧條件下，產(chǎn)甲烷菌與其他菌（水解菌、產(chǎn)酸菌等）共同作用，將有機(jī)物轉(zhuǎn)化為甲烷，這就是所謂的“沼氣發(fā)酵”。目前七頁\總數(shù)四十六頁\編于十六點(diǎn)2、極端嗜鹽菌對NaCL有特殊的適應(yīng)性和需要性。棲息在高鹽環(huán)境。通常極端嗜鹽菌的要求鹽濃度下限為1.5mol/L（約9％），大多數(shù)為2～4mol/L（約12～23％），甚至高達(dá)5.5mol/L（32％，達(dá)飽和狀態(tài)）。有的種類也能在低鹽濃度下生長。目前八頁\總數(shù)四十六頁\編于十六點(diǎn)三、研究古菌的意義極端微生物對極端環(huán)境有很強(qiáng)的適應(yīng)性和需要性，對極端微生物基因組的研究有助于從分子水平研究極限條件下微生物的適應(yīng)性，加深對生命本質(zhì)的認(rèn)識(shí)。古菌生活條件涵蓋了自然極端環(huán)境的所有惡劣條件，在極端環(huán)境下直接進(jìn)行污染治理，可極大降低運(yùn)行費(fèi)用、節(jié)約成本。目前九頁\總數(shù)四十六頁\編于十六點(diǎn)第二節(jié)細(xì)菌域一、個(gè)體形態(tài)與大小基本形態(tài)絲狀（一）目前十頁\總數(shù)四十六頁\編于十六點(diǎn)球狀球菌細(xì)胞個(gè)體呈球形或橢圓形不同種的球菌在細(xì)胞分裂時(shí)會(huì)形成不同的空間排列方式，常被作為分類依據(jù)。分有：單球菌、雙球菌（肺炎球菌）、四聯(lián)球菌、八疊球菌（甲烷球菌）、鏈球菌、葡萄球菌目前十一頁\總數(shù)四十六頁\編于十六點(diǎn)雙球菌

四聯(lián)球菌八疊球菌

鏈球菌

葡萄球菌

目前十二頁\總數(shù)四十六頁\編于十六點(diǎn)桿狀細(xì)胞呈桿狀或圓柱形，一般其粗細(xì)（直徑）比較穩(wěn)定，而長度則常因培養(yǎng)時(shí)間、培養(yǎng)條件不同而有較大變化。分有：單桿菌、雙桿菌和鏈桿菌。目前十三頁\總數(shù)四十六頁\編于十六點(diǎn)單桿菌雙桿菌鏈桿菌球桿菌目前十四頁\總數(shù)四十六頁\編于十六點(diǎn)螺旋菌

螺旋菌呈螺旋卷曲狀，螺紋不滿一圈的稱為弧菌。弧菌螺旋菌螺旋體菌

目前十五頁\總數(shù)四十六頁\編于十六點(diǎn)絲狀菌分布在水生境、潮濕土壤和活性污泥中。主要特征是菌體絲狀，可引起污泥膨脹。目前十六頁\總數(shù)四十六頁\編于十六點(diǎn)（二）細(xì)菌大小細(xì)菌的大小以μm計(jì)多數(shù)球菌：（直徑）0.2-80μm

桿菌：（長×寬）(0.5-1.0)×(1-5)μm

螺旋菌：寬度×彎曲長度(0.25-1.7)×(2-60)μm目前十七頁\總數(shù)四十六頁\編于十六點(diǎn)二、細(xì)菌的細(xì)胞結(jié)構(gòu)基本結(jié)構(gòu)：細(xì)胞壁、細(xì)胞質(zhì)膜、細(xì)胞質(zhì)及其內(nèi)含物、擬核。特殊結(jié)構(gòu)：芽孢、鞭毛、莢膜、黏液層、衣鞘、光合作用層片等。目前十八頁\總數(shù)四十六頁\編于十六點(diǎn)（一）細(xì)胞壁（cellwall）位于細(xì)胞表面，內(nèi)側(cè)緊貼細(xì)胞膜的一層較為堅(jiān)韌略有彈性的結(jié)構(gòu)，占細(xì)胞干重10-25%。根據(jù)革蘭氏染色效果的不同，將細(xì)菌分為革蘭氏陽性菌和革蘭氏陰性菌兩大類。目前十九頁\總數(shù)四十六頁\編于十六點(diǎn)革

蘭

氏

染

色

法1.涂片固定2.單染—結(jié)晶紫染液第一次染色1min

目前二十頁\總數(shù)四十六頁\編于十六點(diǎn)3.媒染—碘-碘化鉀溶液浸濕30S4.脫色—95%乙醇溶液進(jìn)行顏色洗脫5.復(fù)染—紅色的藩紅染液第二次染色目前二十一頁\總數(shù)四十六頁\編于十六點(diǎn)呈現(xiàn)第二次染色的效果紅色；稱革蘭氏陰性菌（紅陰G-）細(xì)菌呈現(xiàn)第一次染色的效果紫色，革蘭氏陽性菌（紫陽G＋）；目前二十二頁\總數(shù)四十六頁\編于十六點(diǎn)（1）革蘭氏陽性菌(G+)細(xì)胞壁厚度為20-80nm，含肽聚糖、磷壁酸和少量蛋白質(zhì)和脂肪。目前二十三頁\總數(shù)四十六頁\編于十六點(diǎn)

內(nèi)壁層：緊貼細(xì)胞膜，2-3nm，肽聚糖組成的單分子或雙分子層,結(jié)構(gòu)疏松

外壁層：脂多糖（外層）+磷脂層（中層）+脂蛋白層（內(nèi)層）

（2）

革蘭氏陰性菌(G-)細(xì)胞壁目前二十四頁\總數(shù)四十六頁\編于十六點(diǎn)G+細(xì)菌與G﹣細(xì)菌細(xì)胞壁化學(xué)組成與結(jié)構(gòu)：細(xì)菌壁厚度/nm肽聚糖/%磷壁酸/%脂多糖/%蛋白質(zhì)/%脂肪/%革蘭氏陽性菌20~8040~90+－約201~4革蘭氏陰性菌1010－+約6011~22目前二十五頁\總數(shù)四十六頁\編于十六點(diǎn)對照革蘭氏陽性菌和革蘭氏陰性菌的組成和構(gòu)造說明什么通過革蘭氏染色G+呈蘭色，G-呈紅色？①脫色劑----95%乙醇為脂溶劑破壞G﹣的外膜、肽聚糖層和細(xì)胞質(zhì)膜，于是被乙醇溶解的結(jié)晶紫和碘的復(fù)合物從細(xì)胞中滲漏出來，當(dāng)再用藩紅復(fù)染時(shí)，顯現(xiàn)紅色。②但在G+細(xì)胞中，乙醇使厚的肽聚糖層脫水，導(dǎo)致孔隙變小，由于結(jié)晶紫和碘的復(fù)合物分子較大，不能通過細(xì)胞壁，保持紫色。目前二十六頁\總數(shù)四十六頁\編于十六點(diǎn)1.保護(hù)原生質(zhì)體免受滲透壓引起的破裂作用；2.維持細(xì)菌的形態(tài)。（溶菌酶處理不同形態(tài)的菌體細(xì)胞壁后，菌體均呈球狀）3.細(xì)胞壁為多孔結(jié)構(gòu)的分子篩，可以阻擋某些分子的進(jìn)入。4.細(xì)胞壁為鞭毛提供支點(diǎn)，使鞭毛運(yùn)動(dòng)細(xì)菌細(xì)胞壁的生理功能：目前二十七頁\總數(shù)四十六頁\編于十六點(diǎn)（二）原生質(zhì)體細(xì)胞質(zhì)膜細(xì)胞質(zhì)及內(nèi)含物擬核磷脂分子水溶性甘油和磷酸難溶于水的脂肪酸細(xì)胞質(zhì)膜：半透膜，主要由磷脂雙分子層和蛋白質(zhì)構(gòu)成。目前二十八頁\總數(shù)四十六頁\編于十六點(diǎn)a、磷脂雙分子層構(gòu)成膜的基本骨架b、磷脂分子以多種形式不斷運(yùn)動(dòng)使膜結(jié)構(gòu)具流動(dòng)性c、膜蛋白質(zhì)無規(guī)則的、以不同深度分布于膜的磷脂層中d、膜上的蛋白質(zhì)和磷脂數(shù)量與種類可隨細(xì)菌生理狀態(tài)而變化細(xì)胞質(zhì)膜的結(jié)構(gòu)目前二十九頁\總數(shù)四十六頁\編于十六點(diǎn)細(xì)胞質(zhì)膜的超薄切片電鏡照片（標(biāo)尺：0.2μm）

目前三十頁\總數(shù)四十六頁\編于十六點(diǎn)細(xì)胞膜的生理功能：①維持細(xì)胞內(nèi)正常滲透壓梯度和溶質(zhì)的轉(zhuǎn)移；②含有合成細(xì)胞壁和形成橫膈膜組分的酶，合成細(xì)胞壁重要基地；③膜內(nèi)陷形成中間體，含有細(xì)胞色素，參與呼吸作用；④膜上含有進(jìn)行能量代謝的酶系，在細(xì)胞質(zhì)膜上進(jìn)行物質(zhì)代謝和能量代謝，是細(xì)胞產(chǎn)能場所；⑤細(xì)胞質(zhì)膜上有鞭毛基粒，是鞭毛基體的著生部位和鞭毛旋轉(zhuǎn)的供能部位。目前三十一頁\總數(shù)四十六頁\編于十六點(diǎn)細(xì)胞質(zhì)和內(nèi)含物

細(xì)胞質(zhì)是細(xì)胞質(zhì)膜包圍的除核物質(zhì)以外的無色透明、黏稠的復(fù)雜膠體；由蛋白質(zhì)、核酸、多糖、脂質(zhì)、無機(jī)鹽和水組成。細(xì)胞質(zhì)內(nèi)含物

（1）核糖體：是分散在細(xì)胞質(zhì)中的亞微顆粒，是合成蛋白質(zhì)的場所，由核糖核酸RNA(60%)和蛋白質(zhì)(40%)組成。目前三十二頁\總數(shù)四十六頁\編于十六點(diǎn)

（2）內(nèi)含顆粒當(dāng)細(xì)菌生長到成熟階段，因營養(yǎng)過剩而形成。主要功能是貯存營養(yǎng)物。①多聚磷酸鹽顆粒（異染粒）由多聚偏磷酸鹽、核糖核酸、蛋白質(zhì)、脂類及Mg2+組成，是磷酸鹽的貯存體，或者可說是能量倉庫。正在生長的細(xì)胞中多聚磷酸鹽顆粒含量較多，而老齡細(xì)胞中，多聚磷酸鹽顆粒被用作碳源、能源和磷源而減少。因其可用藍(lán)色的染料（甲苯胺藍(lán)或甲烯藍(lán)）染成紫紅色或深淺不同的藍(lán)色，被稱為異染粒。目前三十三頁\總數(shù)四十六頁\編于十六點(diǎn)②聚β-羥丁酸為脂溶性物質(zhì)，不溶于水。很容易被脂溶性染料蘇丹黑著染，在光學(xué)顯微鏡下清晰可見。當(dāng)缺乏營養(yǎng)時(shí)，被用作碳源和磷源。③硫粒一些硫化菌如：貝日阿托氏菌可以利用H2S作為能源，氧化為硫粒積累在菌體，當(dāng)缺乏營養(yǎng)時(shí)，氧化體內(nèi)硫粒為SO42-,從中獲得能量。硫粒具有很好的折光性，在光學(xué)顯微鏡下可輕松看到。④糖元和淀粉粒均可用碘染色，前者為紅褐色，后者為藍(lán)色，二者可作為碳源和能源。目前三十四頁\總數(shù)四十六頁\編于十六點(diǎn)⑤氣泡調(diào)節(jié)細(xì)胞比重以使細(xì)胞漂浮在最適水層中獲取光能、O2和營養(yǎng)物質(zhì)通常，一種菌含有一種或兩種內(nèi)含顆粒。目前三十五頁\總數(shù)四十六頁\編于十六點(diǎn)（3）擬核原核生物所特有的、無核膜結(jié)構(gòu)、無固定形態(tài)的原始細(xì)胞核。沒有核膜和核仁。由一條環(huán)狀雙鏈的DNA高度折疊纏繞而成。擬核攜帶著細(xì)菌的全部遺傳信息，決定著遺傳性狀和傳遞遺傳信息。目前三十六頁\總數(shù)四十六頁\編于十六點(diǎn)目前三十七頁\總數(shù)四十六頁\編于十六點(diǎn)（三）莢膜、粘液層、菌膠團(tuán)和衣鞘1.莢膜capsule：一些細(xì)菌在細(xì)胞表面分泌的一種黏性物質(zhì)，把細(xì)胞壁完全包圍封住。（1）化學(xué)成分：含水率為90-98%，固形物主要是多糖，有的也含有多肽。肺炎鏈球菌莢膜莢膜目前三十八頁\總數(shù)四十六頁\編于十六點(diǎn)（2）

功能：a、能增強(qiáng)某些病原菌的致病能力；b、使之抵御宿主吞噬細(xì)胞的吞噬，保護(hù)細(xì)胞免受干燥的影響；c、細(xì)胞外碳源和能源性貯藏物質(zhì)；d、生物吸附作用目前三十九頁\總數(shù)四十六頁\編于十六點(diǎn)負(fù)染色法又稱襯托法

1.先染菌體。

2.再將背景染成黑色。在菌體及背景的襯托下，二者之間會(huì)出現(xiàn)透明區(qū)，就是莢膜，在顯微鏡下清晰可見。目前四十頁\總數(shù)四十六頁\編于十六點(diǎn)2．粘液層：有些細(xì)菌不產(chǎn)生莢膜，其細(xì)胞表面仍分泌粘性多糖，疏松地附著在細(xì)胞壁表面，與外界沒有明顯邊界.在污水處理中也有一定的生物吸附功能。目前四十一頁\總數(shù)四十六頁\編于十六點(diǎn)3．菌膠團(tuán)zoogloea：有的細(xì)菌莢膜物質(zhì)互相融合，連為一體，若干細(xì)菌按一定的排列方式互相粘集在一起，被一個(gè)公共莢膜包圍形成一定形狀的細(xì)菌集團(tuán)，叫做菌膠團(tuán)。形態(tài)：球形、蘑菇形、橢圓形、分枝狀、埀絲狀及其它不規(guī)則形。形成菌膠團(tuán)的典型細(xì)菌為動(dòng)膠菌屬的細(xì)菌。［菌膠團(tuán)＋吸附物（物質(zhì)、其他微生物）＝活性污泥］目前四十二頁\總數(shù)四十六頁\編于十六點(diǎn)4．衣鞘sheath：水生絲狀菌多數(shù)有衣鞘。由表面的粘液層或莢膜硬質(zhì)化，形成一個(gè)透明堅(jiān)韌的空殼。目前四十三頁\總數(shù)四十六頁\編于十六點(diǎn)（四）芽孢spore某些細(xì)菌在其生活史中的某個(gè)階段或某些細(xì)菌在遇到外界不良環(huán)境時(shí)，在其細(xì)胞內(nèi)形成一個(gè)內(nèi)生孢子叫芽孢。所有的芽孢都可以抵擋外界不良環(huán)境。它是抵擋外界不良環(huán)境的休眠體。目前四十四頁\總數(shù)四十六頁\編于十六點(diǎn)枯草桿菌芽孢的超薄切片電鏡照片（標(biāo)尺：0.2μm）目前四十五頁\總數(shù)四十六