環(huán)境工程微生物教案

文檔僅供參考PAGE1《環(huán)境工程微生物學(xué)》教案課程名稱：環(huán)境工程微生物學(xué)主講教師：佘秋生

環(huán)境工程微生物學(xué)緒論講授人:佘秋生學(xué)時(shí)：2教學(xué)方法:講授教學(xué)手段:板書、多媒體教學(xué)目的:1、認(rèn)識(shí)微生物2、了解環(huán)境與環(huán)境工程面臨的問題、可持續(xù)發(fā)展與微生物3、了解環(huán)境工程微生物學(xué)的研究對(duì)象與任務(wù)4、微生物的發(fā)展史重點(diǎn)難點(diǎn):建立環(huán)境工程微生物學(xué)的基本認(rèn)識(shí)教學(xué)內(nèi)容:第一節(jié)、微生物概述一、微生物的概念一類形態(tài)微小.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單.單細(xì)胞或多細(xì)胞的低等生物的通稱.包括病毒、細(xì)菌、真菌、原生動(dòng)物和藻類等．其大小用微米(um)表示．二、微生物的分類為了識(shí)別和研究微生物，各種微生物按其客觀存在的生物屬性及它們的親緣關(guān)系，有次序地分門別類排列成一個(gè)系統(tǒng)，從大到小，按界、門、綱、目、科、屬、種等分類．種最小的分類單位，具有一定的自然分布區(qū)和一定的生理形態(tài)的生物類群，是生物進(jìn)化和自然選擇的產(chǎn)物，同一種中的各個(gè)個(gè)體具有相同的遺傳性狀，而且彼此交配可以產(chǎn)生后代．三、微生物的命名命名原則：微生物的命名是采用生物學(xué)中的二名法，即用兩個(gè)拉丁文命名一個(gè)微生物的種．命名方法：這個(gè)種的名稱是由一個(gè)屬名和一個(gè)種名組成，屬名和種名都用斜體字表示，屬名在前，用拉丁文名詞表示，第一個(gè)字母大寫．種名在后，用拉丁文的形容詞表示，第一個(gè)字母小寫．為了避免同物異名或同名異物，在微生物的名稱后面綴上命名人的姓．如果只將細(xì)菌鑒定到屬而沒有到種，則該細(xì)菌的名稱只有屬名，沒有種名．四、原核微生物原核微生物的核很原始，發(fā)育不全，只是ＤＮＡ鏈高度折疊形成的一個(gè)核區(qū)，沒有核膜，核質(zhì)裸露與細(xì)胞質(zhì)沒有明顯的界限，稱為擬核或似核，也沒有細(xì)胞器，不進(jìn)行有絲分裂．原核微生物包括細(xì)菌．古菌．放線菌．藍(lán)細(xì)菌．立克次氏體．支原體．衣原體和螺旋體等．五、真核微生物真核微生物有發(fā)育完好的細(xì)胞核，核內(nèi)有核仁和染色質(zhì)．有核膜將細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)分開，使兩者有明顯的界限．有高度分化的細(xì)胞器，如線粒體．中心體．高爾基氏體．內(nèi)質(zhì)網(wǎng)等．進(jìn)行有絲分裂．包括除藍(lán)藻以外的藻類．酵母菌．霉菌．原生動(dòng)物．微型后生動(dòng)物等。六、微生物的性質(zhì)（一）體積小、面積大（二）吸收多、轉(zhuǎn)化快（三）生長(zhǎng)旺、繁殖快（四）適應(yīng)強(qiáng)、易變異（五）分布廣、種類多第二節(jié)環(huán)境與環(huán)境工程面臨的問題、可持續(xù)發(fā)展與微生物５０億年前，地球是無氧環(huán)境，由于藍(lán)藻的作用，使地球變?yōu)橛醒醐h(huán)境，才有好氧生物的出現(xiàn)．隨著人類的發(fā)展，社會(huì)的進(jìn)步，環(huán)境污染越來越嚴(yán)重，已成為各國(guó)關(guān)注的問題．八大公害可持續(xù)發(fā)展觀念的提出：１９８７年挪威首相布倫特蘭在其發(fā)表的文章“我們共同的未來”中提出．其意義是：當(dāng)代人類的發(fā)展，應(yīng)該是既滿足當(dāng)代人的需求，又不危及后代人滿足其需求的發(fā)展。第三節(jié)環(huán)境工程微生物學(xué)的研究對(duì)象與任務(wù)環(huán)境工程微生物學(xué)：在微生物學(xué)的基礎(chǔ)上，研究和環(huán)境有關(guān)的微生物學(xué)科。研究對(duì)象１微生物基礎(chǔ)２不同環(huán)境中的微生物及其生態(tài)３衛(wèi)生細(xì)菌學(xué)４物質(zhì)循環(huán)與轉(zhuǎn)化５生物凈化原理二、研究任務(wù)１充分利用有益微生物資源為人類造福；２防止、控制、消除微生物的有害活動(dòng)，化害為益。第四節(jié)人類對(duì)微生物世界的認(rèn)識(shí)史一、一個(gè)難以認(rèn)識(shí)的微生物世界1個(gè)體過于微小2群體外貌不顯3種間雜居混生4形態(tài)與作用后果間很難被人認(rèn)識(shí)二、微生物學(xué)發(fā)展史朦朧階段（史前期:公元前8000-公元1676年）形態(tài)描述階段（初創(chuàng)期:公元1676-1860年）生理水平研究階段（奠基期:公元1861-1897年）生化水平研究階段（發(fā)展期:公元1897-1953年）分子生物學(xué)發(fā)展階段（成熟期:公元1953年以后）三、微生物學(xué)與其他學(xué)科1微生物與農(nóng)業(yè)微生物飼料農(nóng)用抗菌素生物農(nóng)藥生物菌肥2微生物能源3微生物飼料菌體蛋白飼料飼料酵母維生素飼料發(fā)酵飼料青貯飼料4農(nóng)用抗菌素某些微生物能夠產(chǎn)生具有抑制或殺死植物病原菌的物質(zhì),該物質(zhì)稱農(nóng)用抗菌素。5生物菌肥主要是根瘤菌肥即含固氮菌活菌的肥料。6污水處理高效微生物污水處理技術(shù)，其方法是通過化學(xué)或輻照的方法篩選出無毒、無致病性、“能吃污水”的高效微生物(HEM)、然后投放到污水處理現(xiàn)場(chǎng)，使污水得到凈化。該技術(shù)可用于處理城市污水、釀造廢水、屠宰廢水等各種可生物降解的污水。安全可靠、操作簡(jiǎn)單，處理效率比傳統(tǒng)方法提高50%以上，投資及運(yùn)行費(fèi)用降低20-30%，特別適合經(jīng)費(fèi)短缺的中小城市、鄉(xiāng)村及廠礦使用，并可用于改造老的污水處理設(shè)施，使之重新獲得新生。四、微生物的作用1微生物與糧食糧食生產(chǎn)是全人類生存中至關(guān)重要的大事。微生物在提高土壤肥力、改進(jìn)作物特性（如構(gòu)建固氮植物）、促進(jìn)糧食增產(chǎn)、防治糧食作物的病蟲害、防止糧食霉腐變質(zhì)以及把多余糧食轉(zhuǎn)化為糖、單細(xì)胞蛋白、各種飲料和調(diào)味品等方面，都可大顯身手。2微生物與能源（1）把自然界蘊(yùn)藏量極其豐富的纖維素轉(zhuǎn)化成乙醇；（2）利用產(chǎn)甲烷菌把自然界蘊(yùn)藏量最豐富的可再生資源轉(zhuǎn)化成甲烷；（3）利用光合細(xì)菌、藍(lán)細(xì)菌或厭氧梭菌等微生物生產(chǎn)“清潔能源”--氫氣；（4）通過微生物發(fā)酵產(chǎn)氣或其代謝產(chǎn)物來提高石油采收率；（5）研制微生物電池使之實(shí)用化。3微生物與資源微生物能將地球上永無枯竭的纖維素等可再生資源轉(zhuǎn)化成各種化工、輕工和制藥等工業(yè)原料。傳統(tǒng)的：乙醇、丙醇、丁醇、乙酸、甘油、乳酸、蘋果酸等；現(xiàn)代的：水楊酸、烏頭酸、丙烯酸、已二酸、丙烯酸、長(zhǎng)鏈脂肪酸、亞麻酸油和聚羥基丁酸酯（PHB）等；另外，微生物在金屬礦藏資源的開發(fā)和利用上也有獨(dú)特的作用。4微生物與環(huán)境保護(hù)利用微生物肥料、微生物殺蟲劑或農(nóng)用抗生素來取代會(huì)造成環(huán)境惡化的各種化學(xué)肥料或化學(xué)農(nóng)藥；利用微生物生產(chǎn)的PHB（聚羥基丁酸酯）制造易降解的醫(yī)用塑料制品以減少環(huán)境污染；利用微生物來凈化生活污水和有毒工業(yè)污水；利用微生物技術(shù)來監(jiān)察環(huán)境的污染度，如用艾姆氏法檢測(cè)環(huán)境中的“三致”物質(zhì)；利用EMB培養(yǎng)來檢查飲水的腸道病原菌等。5微生物與人類健康防治這類疾病的主要手段又是各種微生物產(chǎn)生的藥物：抗生素、干擾素和白細(xì)胞介素等高效藥物紛紛轉(zhuǎn)向由“工程菌”來生產(chǎn)。與人類生殖、避孕等密切相關(guān)的甾體激素類藥物此外，一大批與人類健康、長(zhǎng)壽有關(guān)的生物制品，如疫苗、類毒素等均是微生物產(chǎn)品。學(xué)習(xí)本課程的主要參考書周德慶.微生物學(xué)教程，北京：高等教育出版社，1993沈萍主編.微生物學(xué)，北京：高等教育出版社，2000李建政主編.水處理微生物學(xué),北京:化工出版社,2003年參考教學(xué)網(wǎng)站（課件）1.武漢大學(xué)微生物學(xué)教學(xué)網(wǎng)站2.江南大學(xué)微生物學(xué)教學(xué)網(wǎng)站3.華中農(nóng)業(yè)大學(xué)微生物學(xué)微生物教學(xué)網(wǎng)站4.長(zhǎng)春師范學(xué)院微生物學(xué)網(wǎng)絡(luò)課程5.華南師范大學(xué)微生物學(xué)教學(xué)網(wǎng)站6.安徽科技學(xué)院微生物學(xué)網(wǎng)站7.江西農(nóng)業(yè)大學(xué)精品課程8.西北農(nóng)林科技大學(xué)微生物學(xué)教學(xué)網(wǎng)站9.山東大學(xué)生命科學(xué)院微生物學(xué)教學(xué)網(wǎng)站非細(xì)胞結(jié)構(gòu)的超微生物-病毒講授人:佘秋生學(xué)時(shí)：2教學(xué)方法:講授教學(xué)手段:板書、多媒體教學(xué)目的:了解非細(xì)胞結(jié)構(gòu)的超微生物-病毒的分類、形態(tài)、結(jié)構(gòu)、復(fù)制重點(diǎn)難點(diǎn):建立與環(huán)境工程微生物學(xué)有關(guān)病毒的基本認(rèn)識(shí)教學(xué)內(nèi)容:一、病毒定義病毒是一類超顯微的非細(xì)胞生物，每一種病毒只含有一種核酸；它們只能在活細(xì)胞內(nèi)營(yíng)專性寄生，靠其宿主代謝系統(tǒng)的協(xié)助來復(fù)制核酸、合成蛋白質(zhì)等組分，然后再進(jìn)行裝配而得以增殖；在離體條件下，它們能以無生命的化學(xué)大分子狀態(tài)長(zhǎng)期存在并保持其侵染活性。二、病毒的特點(diǎn)病毒在寄主細(xì)胞外，不能獨(dú)立地進(jìn)行代謝和繁殖，它們是嚴(yán)格的寄生物，與其它生物相比有明顯不同，具有其本身的特點(diǎn)。1形體極其微小，必須在電子顯微鏡下才能觀察，一般都可通過細(xì)菌濾器。2沒有細(xì)胞構(gòu)造，故也稱分子生物。3其主要成分僅有核酸和蛋白質(zhì)兩種。4每一種病毒只有一種核酸，不是DNA就是RNA。5既無產(chǎn)能酶系也無蛋白質(zhì)合成系統(tǒng)。6在宿主細(xì)胞的協(xié)助下，通過核酸的復(fù)制和核酸蛋白裝配的形式進(jìn)行增殖，不存在個(gè)體的生長(zhǎng)和二分裂法等細(xì)胞繁殖方式。7在宿主的活細(xì)胞內(nèi)營(yíng)專性寄生。8在離體條件下，能以無生命的化學(xué)大分子狀態(tài)存在，并可形成結(jié)晶。9經(jīng)提純的病毒結(jié)晶能保持侵染力。人類傳染病中，約70—80%屬于病毒病，每一種植物至少有一種病毒引起的病害。引起人類疾病的病毒相當(dāng)多，如肝炎，膽囊炎，狂犬病，愛滋病，風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎等，也有多種病毒可以致人癌癥。10對(duì)一般抗生素不敏感，但對(duì)干擾素敏感。迄今，還未發(fā)現(xiàn)一種藥劑或抗菌素對(duì)人、動(dòng)植物體內(nèi)病毒有效的藥物，也沒有一種藥劑能殺死細(xì)胞體內(nèi)的病毒而又不傷害寄主。經(jīng)提純分離在體外的病毒結(jié)晶，用不少的藥物都可殺死，但寄主細(xì)胞內(nèi)的病毒均不敏感。三、病毒的分類1根據(jù)專性寄主分類：植物病毒、動(dòng)物病毒、細(xì)菌病毒（噬菌體）、放線菌病毒（噬放線菌體）、藻類病毒、真菌病毒。動(dòng)物病毒寄生在人體和動(dòng)物體內(nèi)引起人和動(dòng)物疾病：如流行性感冒、水痘、麻疹、腮腺炎、乙型腦炎、脊髓灰質(zhì)炎、甲型肝炎、乙型肝炎、天花、愛滋病等。植物病毒引起植物疾?。簾煵莼ㄈ~病、番茄叢矮病等。噬菌體寄生在細(xì)菌體內(nèi)引起細(xì)菌疾病。用藍(lán)細(xì)菌噬菌體控制水華。2根據(jù)核酸分類：DNA病毒和RNA病毒。四、病毒形態(tài)結(jié)構(gòu)和化學(xué)組成1病毒的大小和形態(tài)測(cè)量的單位是納米，多數(shù)病毒粒子的直徑在100nm左右。不同病毒大小差別較大。病毒的形態(tài)主要有球形、桿形、磚形等、蝌蚪形等。2病毒的化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)由于病毒是非細(xì)胞生物，故單個(gè)病毒個(gè)體不能稱作“單細(xì)胞”，這樣，就產(chǎn)生了病毒粒子（virion）的名詞。病毒粒子有時(shí)也稱病毒顆粒（virusparticle），是指成熟的、結(jié)構(gòu)完整的單個(gè)病毒。病毒粒子的主要成分是核酸和蛋白質(zhì)。核酸位于病毒粒子的中心，構(gòu)成了它的核心（核酸內(nèi)芯）或基因組；蛋白質(zhì)包圍在核心周圍，構(gòu)成了病毒粒子的衣殼。衣殼是病毒粒子的主要支架結(jié)構(gòu)和抗原成分，對(duì)核酸有保護(hù)作用。衣殼是由許多在電鏡下可辨別的形態(tài)學(xué)亞單位——衣殼粒所構(gòu)成。核心和衣殼合在一起稱為核衣殼，它是任何病毒（真病毒）所必須具備的基本結(jié)構(gòu)。有些較復(fù)雜的病毒，在其核衣殼外還被一層由類脂或脂蛋白組成的被膜包裹著。有時(shí)，被膜上還長(zhǎng)有刺突等附屬物。病毒蛋白質(zhì)的功能：保護(hù)病毒使其免受環(huán)境因素的影響；決定病毒感染的特異性；使病毒與敏感細(xì)胞表面特定部位有特異親和力，病毒可牢固的附著在敏感細(xì)胞上；病毒蛋白質(zhì)還有致病性、毒力和抗原性。動(dòng)植物病毒核酸類型：dsDNA，ssDNA，dsRNA，ssRNA。病毒核酸含量占1-5%不等，如感冒病毒核酸占1%，蛋白質(zhì)占99%。TMV核酸占5%，蛋白質(zhì)占95%。核酸可用物理、化學(xué)方法分離出來，分離出的核酸仍具有侵染力。病毒核酸的功能：決定病毒遺傳、變異和對(duì)敏感宿主細(xì)胞的感染力。由于衣殼粒的排列組合不同，使病毒有三種對(duì)稱性構(gòu)型。立體對(duì)稱型（主要是20面體）；螺旋對(duì)稱型；復(fù)合對(duì)稱型。五、病毒的繁殖1以噬菌體為例。有如下四步：吸附、侵入、復(fù)制、聚集和釋放。（1）吸附：是噬菌體與細(xì)菌表面受體發(fā)生特異性結(jié)合的過程，其特異性取決于噬菌體蛋白與宿主菌表面受體分子結(jié)構(gòu)的互補(bǔ)性。（2）侵入：噬菌體吸附在細(xì)菌細(xì)胞壁的受體上以后，核酸注入細(xì)菌細(xì)胞中，蛋白質(zhì)殼體留在外面。從吸附到侵入，時(shí)間間隔很短，只有幾秒到幾分鐘。（3）核酸復(fù)制：噬菌體核酸進(jìn)入寄主細(xì)胞后，操縱寄主細(xì)胞的代謝機(jī)能，大量復(fù)制噬菌體核酸，但不形成帶殼體的粒子，稱為潛育期。（4）聚集和釋放：寄主細(xì)胞合成噬菌體殼體形成完整的噬菌體粒子。噬菌體粒子成熟，引起寄主細(xì)胞的裂解釋放出病毒粒子。隨種類不同，一個(gè)寄主細(xì)胞釋放10～1000個(gè)噬菌體粒子。2噬菌體的類型根據(jù)噬菌體與宿主菌的相互關(guān)系，噬菌體可分為兩類：毒性噬菌體(virulentphage)：能在宿主細(xì)胞內(nèi)復(fù)制增殖，產(chǎn)生許多子代噬菌體，并最終裂解細(xì)菌。溫和噬菌體(temperatephage)：噬菌體基因與宿主染色體整合，不產(chǎn)生子代噬菌體，但噬菌體DNA能隨細(xì)菌DNA復(fù)制，并隨細(xì)菌的分裂而傳代。溫和噬菌體的基因組能與宿主菌基因組整合，并隨細(xì)菌分裂傳至子代細(xì)菌的基因組中，不引起細(xì)菌裂解。整合在細(xì)菌基因組中的噬菌體基因組稱為前噬菌體(prophage)，帶有前噬菌體基因組的細(xì)菌稱為溶原性細(xì)菌(lysogenicbacterium).前噬菌體偶爾可自發(fā)地或在某些理化和生物因素的誘導(dǎo)下脫離宿主菌基因組而進(jìn)入溶菌周期，產(chǎn)生成熟噬菌體，導(dǎo)致細(xì)菌裂解。溫和噬菌體這種產(chǎn)生成熟噬菌體顆粒和溶解宿主菌的潛在能力，稱為溶原性(lysogeny)。溫和噬菌體可有三種存在狀態(tài)：A.游離的具有感染性的噬菌體顆粒；B.宿主菌胞質(zhì)內(nèi)類似質(zhì)粒形式的噬菌體核酸；C.前噬菌體。某些前噬菌體可導(dǎo)致細(xì)菌基因型和性狀發(fā)生改變，這稱為溶原性轉(zhuǎn)換(lysogenicconversion)。六、病毒的培養(yǎng)1病毒的培養(yǎng)特征在細(xì)菌培養(yǎng)液中，細(xì)菌被噬菌體感染，細(xì)胞裂解，渾濁的菌懸液變成為透明的裂解溶液。在固體培養(yǎng)基上形成噬菌斑。將少量噬菌體與大量宿主細(xì)胞混合后，將此混合液與45℃左右的瓊脂培養(yǎng)基在培養(yǎng)皿中充分混勻，鋪平后培養(yǎng)。經(jīng)數(shù)小時(shí)至10余小時(shí)后，在平板表面布滿宿主細(xì)胞的菌苔上，可以用肉眼看到一個(gè)個(gè)透亮不長(zhǎng)菌的小圓斑，這就是噬菌斑(plaque)。每一個(gè)噬菌斑一般是由一個(gè)噬菌體粒子形成的。當(dāng)一個(gè)噬菌體侵染一個(gè)敏感細(xì)胞后，隔不久即釋放出一群子代噬菌體，它們通過瓊脂層的擴(kuò)散又侵染周圍的宿主細(xì)胞，并引起它們裂解，如此經(jīng)過多次重復(fù)，就出現(xiàn)了一個(gè)由無數(shù)噬菌體粒子構(gòu)成的群體-噬菌斑(plaque)。噬菌斑的形成與細(xì)菌菌落的形成有點(diǎn)相似，所不同的只是噬菌斑更像一個(gè)“負(fù)菌落”。噬菌斑的形成可用于檢出、分離、純化噬菌體和進(jìn)行噬菌體的計(jì)數(shù)。2病毒的培養(yǎng)基：病毒是專性寄生在活的敏感宿主細(xì)胞內(nèi)才能生長(zhǎng)繁殖的微生物。因此病毒的培養(yǎng)基要求苛刻，專一性強(qiáng)。敏感細(xì)胞要求具備以下條件：（1）必須是活的敏感宿主或是活的敏感宿主組織細(xì)胞；（2）能夠提供病毒附著的受體；（3）敏感細(xì)胞內(nèi)沒有破壞特異性病毒的限制性核酸內(nèi)切酶，病毒進(jìn)入細(xì)胞就可生長(zhǎng)繁殖。不同種類的病毒培養(yǎng)基是不同的。脊椎動(dòng)物病毒的培養(yǎng)基：人胚組織細(xì)胞、人組織細(xì)胞、人腫瘤細(xì)胞、動(dòng)物組織細(xì)胞、雞鴨胚細(xì)胞、敏感動(dòng)物。植物病毒的培養(yǎng)基：與之相應(yīng)的敏感植株和敏感的植物組織。噬菌體的培養(yǎng)基：相應(yīng)的敏感細(xì)菌。3病毒的培養(yǎng)動(dòng)物病毒：動(dòng)物接種、雞胚接種和組織培養(yǎng)技術(shù)噬菌體：雙層瓊脂法培養(yǎng)七、病毒對(duì)物理化學(xué)因素的抵抗力物理因素：對(duì)病毒影響最大的物理因素是溫度、光和干燥。溫度：在宿主細(xì)胞外的病毒大多數(shù)在55-65℃范圍內(nèi)不到1h滅活。高溫使病毒的核酸和蛋白質(zhì)衣殼受損傷，蛋白質(zhì)的變性作用阻礙了病毒吸附到宿主細(xì)胞上，削弱了病毒的感染力。低溫不會(huì)滅活病毒，通常在-75℃保存病毒。紫外輻射：有滅活病毒的作用。滅活的部位是病毒的核酸，形成胸腺嘧啶二聚體。大多數(shù)腸道病毒對(duì)可見光很敏感而被殺死，稱為“光滅活作用”。X射線、r射線也有滅活作用。干燥：干燥也是控制環(huán)境中病毒的重要因素。在土壤中，水分含量低于10％時(shí)，病毒會(huì)迅速滅活?；瘜W(xué)因素：1體內(nèi)滅活：抗體、干擾素2體外滅活：破壞蛋白質(zhì)的化學(xué)物質(zhì)：酚、低離子強(qiáng)度環(huán)境破壞核酸的化學(xué)物質(zhì)：甲醛、亞硝酸、氨影響脂類的化學(xué)物質(zhì)：醚、SDS、氯仿、去氧膽酸原核微生物講授人:佘秋生學(xué)時(shí)：4教學(xué)方法:講授教學(xué)手段:板書、多媒體教學(xué)目的:1、了解原核微生物的分類、形態(tài)、結(jié)構(gòu)、生長(zhǎng)及繁殖等特點(diǎn)2、了解微生物觀察方法-顯微鏡、染色重點(diǎn)難點(diǎn):原核微生物的分類、形態(tài)、結(jié)構(gòu)的基本認(rèn)識(shí)細(xì)菌一、細(xì)菌的個(gè)體形態(tài)、大小與染色1細(xì)菌的外形與大小常見的三種細(xì)菌典型形態(tài):球菌、桿菌、螺旋菌。（1）球菌：球形的細(xì)菌，大小為0.5~2.0μm球菌有單球菌（脲微球菌）、雙球菌（肺炎鏈球菌）、鏈球菌（乳鏈球菌）、四聯(lián)球菌（四聯(lián)微球菌）、八疊球菌（甲烷八疊球菌）、葡萄球菌（金黃色葡萄球菌）。（2）桿菌：細(xì)胞呈桿狀或圓柱狀，菌體直或稍彎，粗短或細(xì)長(zhǎng)。末端鈍圓、尖、膨大或平裁狀。直徑在0.5～1um×1～5um（寬徑×長(zhǎng)）。桿菌有單桿菌、雙桿菌、鏈桿菌（3）螺旋菌：細(xì)胞呈弧形的稱為弧菌，其中若菌體多于一個(gè)彎曲，其程度超過一圈，又稱為螺旋菌。直徑在0.5～5um，長(zhǎng)度不等。自然界中桿菌最常見，球菌次之，而螺旋菌最少。（4）絲狀細(xì)菌：分布在水生境，潮濕土壤和活性污泥中。有鐵細(xì)菌、硫磺細(xì)菌、球衣細(xì)菌等。2細(xì)菌的染色由于細(xì)菌的細(xì)胞極其微小又十分透明，因此用水浸片或懸滴觀察法在光學(xué)顯微鏡下進(jìn)行觀察時(shí)，只能看到大體形態(tài)和運(yùn)動(dòng)情況。若要在光學(xué)顯微鏡下觀察其形態(tài)和主要構(gòu)造，一般都要對(duì)它們進(jìn)行染色。革蘭氏染色法：該染色法由丹麥醫(yī)生C.Gram于1884年創(chuàng)立。分為初染、媒染、脫色和復(fù)染四步。革蘭氏染色的意義：（1）通過這一染色，可把幾乎所有的細(xì)菌分成革蘭氏陽性菌和革蘭氏陰性菌兩個(gè)大類。因此是分類鑒定的重要指標(biāo)。（2）這兩類細(xì)菌在細(xì)胞結(jié)構(gòu)、成分、形態(tài)、生理、生化、遺傳、免疫、生態(tài)和藥物敏感性等方面都呈現(xiàn)出明顯的差異，因此任何細(xì)菌只要先通過很簡(jiǎn)單的革蘭氏染色，即可提供不少其他重要的生物學(xué)特性方面的信息。二、細(xì)菌的結(jié)構(gòu)細(xì)菌是單細(xì)胞的，所有的細(xì)菌都有如下結(jié)構(gòu)：細(xì)胞壁、細(xì)胞質(zhì)膜、細(xì)胞質(zhì)及其內(nèi)含物、細(xì)胞核物質(zhì)。部分細(xì)菌有特殊結(jié)構(gòu)：芽孢、鞭毛、莢膜、粘液層、菌膠團(tuán)、衣鞘及光合作用層片等。1細(xì)胞壁細(xì)胞壁是包圍在細(xì)菌體表最外層的、具有堅(jiān)韌而帶有彈性的薄膜。它約占菌體的10％－25％。(1)細(xì)胞壁的化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)細(xì)菌分為革蘭氏陽性菌和革蘭氏陰性菌兩大類，兩者的化學(xué)結(jié)構(gòu)和組成不同。革蘭氏陽性菌的細(xì)胞壁厚，其厚度為20～80nm，結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，含肽聚糖、磷壁酸少量蛋白質(zhì)和脂肪。革蘭氏陰性菌的細(xì)胞壁較薄，厚度為1nm。其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，分外壁層和內(nèi)壁層，外壁層又分三層：最外層是脂多糖，中間是磷脂層，內(nèi)層為脂蛋白。內(nèi)壁層含脂多糖，不含磷壁酸。(2)細(xì)胞壁的功能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)菌的細(xì)胞形態(tài)；③細(xì)胞壁是多孔結(jié)構(gòu)的分子篩，阻攔某些分子進(jìn)入和保留蛋白質(zhì)在間質(zhì)；④使細(xì)胞具有致病性及對(duì)噬菌體的敏感性；⑤為鞭毛提供支點(diǎn)，使鞭毛運(yùn)動(dòng)。(3)革蘭氏染色機(jī)理①與細(xì)菌等電點(diǎn)有關(guān)：革蘭氏陽性菌的等電點(diǎn)為pH2~3，革蘭氏陰性菌的為pH4~5?？梢?，革蘭氏陽性菌的等電點(diǎn)比革蘭氏陰性菌低，說明革蘭氏陽性菌帶的負(fù)電荷比革蘭氏陰性菌多。它與草酸銨結(jié)晶紫的結(jié)合力大，用碘-碘化鉀媒染后，兩者的等電點(diǎn)均得到降低，但革蘭氏陽性菌的等電點(diǎn)降低的多，故與草酸銨結(jié)晶紫結(jié)合得更牢固，對(duì)乙醇脫色的抵抗力更強(qiáng)。它的菌體與草酸銨結(jié)晶紫、碘-碘化鉀的復(fù)合物不被乙醇提取，呈紫色。而革蘭氏陰性菌與草酸銨結(jié)晶紫的結(jié)合能力弱，其菌體與草酸銨結(jié)晶紫、碘-碘化鉀的復(fù)合物很容易被乙醇提取而呈現(xiàn)無色。②與細(xì)胞壁有關(guān)：革蘭氏陽性菌的脂類物質(zhì)的含量很低，肽聚糖的含量高。革蘭氏陰性菌相反，它的脂類含量高，肽聚糖含量低。用乙醇脫色時(shí)，革蘭氏陰性菌的脂類物質(zhì)被乙醇溶解，增加細(xì)菌細(xì)胞壁的孔徑及其通透性，乙醇容易進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)將草酸銨結(jié)晶紫和碘-碘化鉀復(fù)合物提取出來，使菌體呈現(xiàn)無色。革蘭氏陽性菌由于脂類物質(zhì)含量極低，而肽聚糖含量高，乙醇既是脫色劑又是脫水劑，使肽聚糖脫水縮小細(xì)胞壁的孔徑，降低細(xì)胞壁的通透性，阻止乙醇分子進(jìn)入細(xì)胞，草酸銨結(jié)晶紫和碘-碘化鉀的復(fù)合物被截留在細(xì)胞內(nèi)而不被脫色，仍呈現(xiàn)紫色。2原生質(zhì)體包括細(xì)胞質(zhì)膜（原生質(zhì)膜）、細(xì)胞質(zhì)及其內(nèi)含物、細(xì)胞核物質(zhì)。(1)細(xì)胞質(zhì)膜①細(xì)胞質(zhì)膜及其化學(xué)組成細(xì)胞質(zhì)膜是緊貼在細(xì)胞壁的內(nèi)側(cè)而包圍細(xì)胞質(zhì)的一層柔軟而富有彈性的薄膜。它是半滲透膜。它的重量占菌體的10％，含有60％～70％的蛋白質(zhì)，含30%～70%的脂類和約20％的多糖。②細(xì)胞質(zhì)膜的結(jié)構(gòu)細(xì)胞質(zhì)膜由上、下兩層致密的著色層，中間夾一個(gè)不著色層組成。不著色層是由具有正、負(fù)電荷，有極性的磷脂雙分子層組成，是兩性分子。親水基朝著膜的內(nèi)、外表面的水向，疏水基在不著色區(qū)域。蛋白質(zhì)主要結(jié)合在膜的表面，有的位于均勻的雙層磷脂層中，疏水基占優(yōu)勢(shì)。膜表面的蛋白質(zhì)還有多糖。①②③④⑤③細(xì)胞質(zhì)膜的生理功能細(xì)胞質(zhì)膜的生理功能有：①維持滲透壓的梯度和溶質(zhì)的轉(zhuǎn)移；②細(xì)胞質(zhì)膜上有合成細(xì)胞壁和形成橫膈膜組分的酶，故可在膜的外表面合成細(xì)胞壁；③膜內(nèi)陷形成的中間體含有細(xì)胞色素，可參與呼吸作用；④可在細(xì)胞質(zhì)膜上進(jìn)行物質(zhì)代謝和能量代謝；⑤為鞭毛提供附著點(diǎn)。(2)核糖體核糖體是分散在細(xì)胞質(zhì)中的亞微顆粒，由RNA和蛋白質(zhì)組成，是合成蛋白質(zhì)的場(chǎng)所。其中RNA占60%，蛋白質(zhì)占40%。大腸桿菌可以分解出三種分子質(zhì)量不同的RNA，16SRNA、23SRNA和5SRNA。核糖體的沉降系數(shù)是70S（由50S和30S兩個(gè)亞基組成）。(3)細(xì)胞內(nèi)含顆粒氣泡（水生細(xì)菌）：相當(dāng)于魚的魚漂異染顆粒：可被甲苯胺染成紫紅色?；瘜W(xué)本質(zhì)—偏磷酸鹽的聚合物。功能：磷源和能源性貯藏物。聚b-羥基丁酸（簡(jiǎn)稱PHB）顆粒：能量的貯存物；調(diào)節(jié)pH。糖原和淀粉粒：用作碳源和能源。硫粒：某些化能自養(yǎng)型硫細(xì)菌，貯存的能源物質(zhì)通常，一種細(xì)菌只含有一種或兩種內(nèi)含顆粒。3擬核細(xì)菌無核膜和核仁，故稱原始核，亦稱細(xì)菌染色體，由DNA組成。由于高度緊密折疊，擬核只占菌體很小的一部分，在電子顯微鏡下看到的是一個(gè)透明的、不易著色的纖維狀區(qū)域。擬核攜帶全部或部分遺傳信息，它的功能是決定遺傳性狀和傳遞遺傳信息，是重要的遺傳物質(zhì)。4莢膜、粘液層和菌膠團(tuán)(1)莢膜：是一些細(xì)菌在其細(xì)胞表面分泌的一種粘性物質(zhì)，把細(xì)胞壁完全包圍住。莢膜能相對(duì)穩(wěn)定的附在細(xì)胞壁表面，使細(xì)菌與外界環(huán)境有明顯的邊緣。莢膜不易著色，一般采用負(fù)染色法。成分：多糖、多肽和脂類，含水率在90％～98％。①②③④⑤功能：①保護(hù)作用：保護(hù)細(xì)菌免受干燥的影響，保護(hù)不受宿主吞噬細(xì)胞的吞噬。②當(dāng)缺乏營(yíng)養(yǎng)時(shí)，莢膜可被用作碳源和能源。③具莢膜的致病菌毒力強(qiáng)，失去莢膜的致病力下降。④廢水生物處理中的細(xì)菌莢膜有生物吸附作用，將廢水中的有機(jī)物、無機(jī)物及膠體吸附在細(xì)菌體表面上。(2)粘液層：有些細(xì)菌不產(chǎn)生莢膜，其細(xì)胞仍可分泌粘性的多糖，疏松地附著在細(xì)菌細(xì)胞壁表面，與外界沒有明顯的邊緣，則叫粘液層。在廢水生物處理過程中有生物吸附作用。(3)菌膠團(tuán)：有些細(xì)菌由于其遺傳特性決定，細(xì)菌之間按一定的排列方式粘集在一起，被一個(gè)公共的莢膜包圍成一定形狀的細(xì)菌集團(tuán)叫做菌膠團(tuán)。菌膠團(tuán)的形成是由這類細(xì)菌遺傳特性所決定的。菌膠團(tuán)的形狀有球形、蘑菇形、橢圓形、分支狀、垂絲狀及不規(guī)則形。(4)衣鞘：水生境中的絲狀菌，如球衣菌屬、纖發(fā)菌屬、發(fā)硫菌屬、亮發(fā)菌屬等絲狀體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，叫衣鞘。5芽孢某些細(xì)菌生長(zhǎng)到一定階段，在細(xì)胞內(nèi)形成一個(gè)圓形成圓柱形的對(duì)不良環(huán)境條件具有較強(qiáng)的抵抗逆休眠體。細(xì)菌的芽孢都生長(zhǎng)在細(xì)胞內(nèi)，又稱內(nèi)生孢子(Endospora)，細(xì)菌中只有少數(shù)幾個(gè)屬具有芽孢。芽孢對(duì)干燥（在干燥下可存活幾年、幾十年）、紫外線，有毒化學(xué)物、熱、化學(xué)藥品抵抗力強(qiáng)，能使細(xì)菌渡過不良環(huán)境。所以，芽孢使抵御外界不良環(huán)境的休眠體。芽胞的大小、形狀、位置等隨菌種而異，有重要的鑒別意義。芽孢不是繁殖器官，只是休眠體，而且不易著色。產(chǎn)芽孢細(xì)菌的種類：革蘭氏陽性桿菌芽孢桿菌屬、梭菌屬；球菌只有八疊球菌屬產(chǎn)生芽孢；螺菌中的孢螺菌屬也產(chǎn)生芽孢。芽孢抗性強(qiáng)的原因：（1）含水量低。（2）有厚、致密的壁。（3）含與抗熱性有關(guān)的吡啶二羧酸。（4）芽孢內(nèi)具有抗熱性的酶。6鞭毛由細(xì)胞質(zhì)膜上的鞭毛基粒長(zhǎng)出穿過細(xì)胞壁伸向體外的一條纖細(xì)的波浪狀的絲狀物。直徑0.001~0.02um，長(zhǎng)2~50um。具有鞭毛的細(xì)菌都能運(yùn)動(dòng)，不具有鞭毛的細(xì)菌不能運(yùn)動(dòng)，但有些細(xì)菌仍可運(yùn)動(dòng)，這種運(yùn)動(dòng)叫做滑動(dòng)?；瘜W(xué)成分：鞭毛蛋白。功能：運(yùn)動(dòng)，鞭毛的有無以及鞭毛著生的部位是菌種分類鑒定的重要指標(biāo)。根據(jù)鞭毛數(shù)目與排列情況分：一端單毛菌：菌體一端只有一條鞭毛。二端單毛菌：菌體二端各有一條鞭毛。叢毛菌：菌體一端或二端各有一叢鞭毛(偏端叢生鞭毛菌、二端叢生鞭毛菌)。周毛菌：在菌體四周都有鞭毛。實(shí)驗(yàn)室可采用特殊染色，使染料的復(fù)合物附著并積累在鞭毛上，加粗其直徑，可用普通光學(xué)顯微鏡觀察。7比鞭毛更細(xì)，較短，直硬，數(shù)量也較多的細(xì)絲。非運(yùn)動(dòng)器官G-菌多有，G+菌少數(shù)有。菌毛在普通光學(xué)顯微鏡下看不到，必須用電子顯微鏡觀察。功能：菌毛分普通菌毛和性菌毛(有吸附作用)。有性菌毛的細(xì)菌叫雄性菌。雄性菌與雌性可通過性菌毛接合，沒有之不能接合。三、細(xì)菌的培養(yǎng)特征細(xì)菌在固體培養(yǎng)基上的培養(yǎng)特征：菌落：將單個(gè)微生物細(xì)胞或一小堆同種微生物細(xì)胞接種在固體培養(yǎng)基的表面，當(dāng)它占有一定的發(fā)展空前并給予適宜的培養(yǎng)條件時(shí)，該細(xì)胞就迅速進(jìn)行生長(zhǎng)繁殖。結(jié)果就會(huì)形成一個(gè)以母細(xì)胞為中心的一堆肉眼看見的、有一定形態(tài)構(gòu)造的子細(xì)胞集團(tuán)，稱為菌落。菌苔：如果將某一純種的大量細(xì)胞密集地接種在固體培養(yǎng)基表面，結(jié)果形成的各“菌落”相互聯(lián)結(jié)成一片，就是菌苔。菌落的特征主要由各種微生物特殊的遺傳特性決定，同時(shí)也與培養(yǎng)基成分及培養(yǎng)條件有關(guān)，當(dāng)固定培養(yǎng)基成分及培養(yǎng)條件相同時(shí)，不同種類微生物形成的菌落特征是固定的，可作為微生物鑒定的重要依據(jù)。細(xì)菌在固體培養(yǎng)基上的菌落特征：濕潤(rùn)、較光滑、較透明、較粘稠、易挑取、質(zhì)地均勻以及菌落正反面或邊緣與中央部位的顏色一致等。細(xì)菌在液體培養(yǎng)基中的培養(yǎng)特征：多數(shù)細(xì)菌呈現(xiàn)均勻渾濁（表現(xiàn)均勻生長(zhǎng)）。部分形成菌膜，在液體培養(yǎng)基表面上形成菌膜，液體透明明或者稍渾濁。（2）在液體底部形成沉淀。菌落在微生物學(xué)工作中有很多應(yīng)用，主要用于微生物的分離、純化、鑒定、計(jì)數(shù)等研究和選種、育種等實(shí)際工作中。四、細(xì)菌的繁殖方式細(xì)菌一般以二分裂法進(jìn)行無性繁殖，少數(shù)細(xì)菌存在有性結(jié)合，但發(fā)生頻率極低。第二節(jié)古菌在過去相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間里，由于研究微生物的技術(shù)和研究手段落后的原因，對(duì)古菌的了解甚少，一直將古菌隸屬于細(xì)菌的范疇。1977年起，人們改進(jìn)了研究方法，對(duì)細(xì)菌進(jìn)行了深入研究。根據(jù)微生物的細(xì)胞結(jié)構(gòu)、化學(xué)組成以及它們的特殊生活環(huán)境作了細(xì)致的比較，發(fā)現(xiàn)細(xì)菌中有一類比較特殊的微生物。因此為區(qū)分開這類特殊菌，將細(xì)菌劃分為古細(xì)菌和真細(xì)菌，都屬于原核微生物。1977年，美國(guó)學(xué)者Woese以16SrRNA序列比較為依據(jù)，提出的獨(dú)立于真細(xì)菌和真核生物之外的生命的第三種形式。在分類地位上與真細(xì)菌和真核生物并列為三域，在進(jìn)化譜系上更接近真核生物。在細(xì)胞構(gòu)造上與真細(xì)菌較為接近，同屬原核生物。多生活于一些生存條件十分惡劣的極端環(huán)境中，原名古細(xì)菌（Archaebacteria）；后改名古菌（Archaea）。古菌種類：產(chǎn)甲烷菌：嚴(yán)格厭氧菌，能夠在代謝過程中產(chǎn)生甲烷，培養(yǎng)方法有Hungate滾管法、厭氧手套箱法等。嗜熱嗜酸菌：包括古生硫酸還原菌和極端嗜熱古菌。專性嗜熱、好氧、兼性厭氧、嚴(yán)格厭氧，革蘭氏陰性，最適生長(zhǎng)溫度70~105℃。極端嗜鹽菌：對(duì)NaCl有特殊的適應(yīng)性和需要性。棲息在高鹽環(huán)境如曬鹽場(chǎng)、天然鹽湖或高鹽鹽漬食物。革蘭氏陰性或陽性，好氧或兼性厭氧、化能有機(jī)營(yíng)養(yǎng)型。第三節(jié)放線菌放線菌是指一類呈絲狀生長(zhǎng)、主要以孢子繁殖和陸生性強(qiáng)的原核生物。放線菌一般分布在含水量較低、有機(jī)物豐富和呈微堿性的土壤環(huán)境中。為泥土所特有的“泥腥味”，主要是由放線菌產(chǎn)生的。在每克土壤中，放線菌的孢子數(shù)一般在107左右。除枝動(dòng)菌屬為革蘭氏陰性外，其余全部放線菌均為革蘭氏染色陽性。放線菌可以產(chǎn)生抗菌素1700種以上，放線菌還可產(chǎn)生維生素和酶類。弗蘭克菌科與多種非豆科植物形成根瘤固氮。放線菌有很強(qiáng)的分解纖維素、石蠟、瓊脂、角蛋白和橡膠等復(fù)雜有機(jī)物的能力，在自然界物質(zhì)循環(huán)和提高土壤肥力等方面有著重要的作用。只有極少數(shù)的放線菌對(duì)人類構(gòu)成危害。1放線菌的菌絲類型：放線菌根據(jù)菌絲形態(tài)和功能分為三類：基內(nèi)菌絲（營(yíng)養(yǎng)菌絲）：菌絲無分隔，可以產(chǎn)生各種水溶性、脂肪性色素，使培養(yǎng)基著色。功能：吸收營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。氣生菌絲：由基內(nèi)營(yíng)養(yǎng)菌絲長(zhǎng)出培養(yǎng)基外，伸向空間的菌絲，直生或分枝絲狀，較基內(nèi)菌絲粗。功能：分化形成孢子絲。孢子絲：當(dāng)生長(zhǎng)發(fā)育到一定階段，在其氣生菌絲上分化出可形成孢子的菌絲。功能：形成孢子，起繁殖作用。2放線菌在固體培養(yǎng)基上的菌落特征在固體培養(yǎng)基表面，放線菌的細(xì)胞有基內(nèi)菌絲和氣生菌絲的分化，氣生菌絲到成熟時(shí)會(huì)分化成孢子絲并產(chǎn)生成串的干粉壯孢子，這些氣生菌絲或孢子絲伸展在空氣中，菌絲間一般都不會(huì)存在毛細(xì)血管水。這就使放線菌獲得其特有的與細(xì)菌不同的菌落特征：干燥、不透明、表面呈致密的絲絨狀，上有一層色彩鮮艷的干粉；菌落和培養(yǎng)基的連接緊密，難以挑?。痪涞恼疵骖伾３２灰恢?，以及菌落邊緣培養(yǎng)基的平面有變形現(xiàn)象。3放線菌的繁殖：通過分生孢子或孢囊孢子繁殖，也可以一段菌絲繁殖。第四節(jié)藍(lán)細(xì)菌藍(lán)細(xì)菌是一類含有葉綠素a，具有放氧性光合作用的原核生物。藍(lán)細(xì)菌亦稱籃藻，過去作為藻類的一群。藍(lán)細(xì)菌生長(zhǎng)在土壤、巖石上，在樹皮上也成片生長(zhǎng)，亦有許多種類生長(zhǎng)在池塘、湖泊和海洋中。藍(lán)細(xì)菌在污水處理、水體自凈中起積極作用。在氮、磷豐富的水體中生長(zhǎng)旺盛，可作為水體富營(yíng)養(yǎng)化的指示生物。某些屬種在富營(yíng)養(yǎng)化的海灣和湖泊中引起海灣的赤潮和湖泊的水華。藍(lán)細(xì)菌特征：分布廣。形態(tài)差異大。細(xì)胞中含有葉綠素a，進(jìn)行產(chǎn)氧型光合作用。具有原核生物的典型細(xì)胞結(jié)構(gòu)。營(yíng)養(yǎng)極為簡(jiǎn)單，不需要維生素，以硝酸鹽或氨作為氮源，多數(shù)能固氮。分泌粘液層、莢膜或形成衣鞘，具有強(qiáng)的抗干旱能力。無鞭毛，但能在固體表面滑行，進(jìn)行光趨避運(yùn)動(dòng)。許多種類細(xì)胞質(zhì)中有氣泡。第五節(jié)立克次氏體、支原體和衣原體一、衣原體[Chlamydia]：具有細(xì)胞壁，只能生活在活的細(xì)胞內(nèi)，不能在人工培養(yǎng)基上培養(yǎng)。如引起人的沙眼病的沙眼衣原體。二、支原體(枝原體)：沒有細(xì)胞壁，能進(jìn)行人工培養(yǎng)的最小微生物，在人的唾液和口腔內(nèi)，支原體檢出率約50%-60%。引起人的非典型肺炎、豬氣喘病、植物黃化病。支原體是目前已知的可獨(dú)立生長(zhǎng)和生活最簡(jiǎn)單的生命形式。三、立克次氏體：有細(xì)胞壁，桿、球狀，常多態(tài)，大小為0.3-1×0.2-0.5um,只能在活細(xì)胞內(nèi)生長(zhǎng)，在動(dòng)物體外存活困難,對(duì)四環(huán)素、氯霉素等敏感。立克次醫(yī)生首先發(fā)現(xiàn)這類微生物。他在研究斑疹傷寒病時(shí)，不幸感染而犧牲，年僅39歲。他的學(xué)生范魯納澤克繼續(xù)研究，同樣不幸感染而犧牲。斑疹傷寒病在本世紀(jì)初曾引起幾萬人死亡，立克次氏體還引起Q熱、戰(zhàn)壕熱病等，可用廣譜性抗菌素治療。四、螺旋體：有細(xì)胞壁，大小為0.09-0.75×3-500um。主要有鉤端螺旋體、梅毒螺旋體，可以引起毛細(xì)血管損害、內(nèi)臟損害。離開人體迅速死亡，90%靠接觸傳染5%靠輸血傳染，用青霉素等可治療。真核微生物講授人:佘秋生學(xué)時(shí)：4教學(xué)方法:講授教學(xué)手段:板書、多媒體教學(xué)目的:1、了解真核微生物的分類、形態(tài)、結(jié)構(gòu)、生長(zhǎng)及繁殖等特點(diǎn)重點(diǎn)難點(diǎn):真核微生物的分類真核微生物的種類約占微生物總數(shù)的95%以上。從個(gè)體形態(tài)、群體形態(tài)、營(yíng)養(yǎng)吸收、代謝類型、代謝產(chǎn)物、遺傳特性、和生態(tài)分布諸方面，真核微生物都展現(xiàn)出一幅多樣化的畫面。真核微生物包括原生生物界的原生生物、藻類、真菌界的霉菌、酵母菌、及傘菌還包括生物界的微型后生動(dòng)物。第一節(jié)原生動(dòng)物一、原生動(dòng)物的概念動(dòng)物中最原始、最低等、結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單的單細(xì)胞動(dòng)物。形體微小，在10~300微米之間，光學(xué)顯微鏡下可觀察到。原生動(dòng)物是單細(xì)胞真核微生物，無細(xì)胞壁，有細(xì)胞質(zhì)、細(xì)胞膜，有分化的細(xì)胞器，細(xì)胞核具核膜。有獨(dú)立生活的生命特征和生理功能，如攝食、營(yíng)養(yǎng)、呼吸、排泄、生長(zhǎng)、繁殖、運(yùn)動(dòng)及對(duì)刺激的反應(yīng)等，均由相應(yīng)的細(xì)胞器執(zhí)行。胞口、胞咽、食物胞、吸管—攝食、消化、營(yíng)養(yǎng)收集管、伸縮泡、胞肛—排泄鞭毛、纖毛、剛毛、偽足—運(yùn)動(dòng)和捕食眼點(diǎn)—感覺有的細(xì)胞器執(zhí)行多種功能，如偽足、鞭毛、纖毛、剛毛既能執(zhí)行運(yùn)動(dòng)功能，又能執(zhí)行攝食功能，甚至還有感覺功能。二、原生動(dòng)物的營(yíng)養(yǎng)類型1全動(dòng)性營(yíng)養(yǎng)：以吞食其他生物和有機(jī)顆粒為食。絕大多數(shù)原生動(dòng)物為全動(dòng)性營(yíng)養(yǎng)。2植物性營(yíng)養(yǎng)：有色素的原生動(dòng)物如綠眼蟲、衣滴蟲和植物一樣，進(jìn)行光合作用。3腐生性營(yíng)養(yǎng)：某些無色鞭毛蟲和寄生的原生動(dòng)物，借助體表和原生質(zhì)膜吸收環(huán)境和寄主中的可溶性有機(jī)物為營(yíng)養(yǎng)。三、原生動(dòng)物的繁殖二分裂法是原生動(dòng)物的主要繁殖方式，在環(huán)境條件差時(shí)出現(xiàn)有性生殖。四、原生動(dòng)物的各綱簡(jiǎn)介1鞭毛綱稱為鞭毛蟲，具有一根或幾根鞭毛。兼有三種營(yíng)養(yǎng)類型。大小從幾微米到幾十微米。主要有眼蟲、粗袋鞭蟲等。在自然水體中，鞭毛蟲喜在多污帶和a—中污帶生活。在污水生物處理中，活性污泥培養(yǎng)初期或在處理效果差時(shí)鞭毛蟲大量出現(xiàn)，可作為污水處理指示生物。2肉足綱稱為肉足蟲，形體小，無色透明，無固定形狀，全動(dòng)性營(yíng)養(yǎng)。分根足亞綱（可改變形狀）和輔足亞綱（球形），主要有變形蟲、太陽蟲和輻球蟲。以無性生殖為主。變形蟲喜在a—中污帶或b—中污帶的自然水體中生活。在污水生物處理系統(tǒng)中，則在活性污泥培養(yǎng)中期出現(xiàn)。3纖毛綱稱為纖毛蟲。有游泳型和固著型兩種，以纖毛作為運(yùn)動(dòng)和捕食的細(xì)胞器，纖毛蟲是原生動(dòng)物中最高級(jí)的一類，有固定的、結(jié)構(gòu)精細(xì)的攝食細(xì)胞器。生殖有分裂生殖和結(jié)合生殖。營(yíng)養(yǎng)：動(dòng)物性。喜吃細(xì)菌及有機(jī)顆粒，與廢水生物處理的關(guān)系較為密切。特點(diǎn)：種類多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜。在活性污泥中的種類數(shù)量非常繁多，已發(fā)現(xiàn)的種類有6000種，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過肉足類和鞭毛類。纖毛蟲是原生動(dòng)物中構(gòu)造最復(fù)雜的，不僅有比較明顯的胞口，還有口圍、口前庭和胞咽等司吞食和消化的細(xì)胞器官。它的細(xì)胞核有大核(營(yíng)養(yǎng)核)和小核(生殖核)兩種，通常大核只有一個(gè)，小核則有一個(gè)以上。根據(jù)運(yùn)動(dòng)情況可分為游泳型、固著型和吸管蟲三種。Ⅰ.游泳型纖毛蟲大?。?80~300um×42~75um形態(tài)：自由游動(dòng)如草履蟲，豆形蟲、腎形蟲、漫游蟲等。其中在活性污泥中以草履蟲居多，每逢凈化程度較差時(shí)就會(huì)大量出現(xiàn)，常被作為水質(zhì)凈化的指示生物。Ⅱ.固著型纖毛蟲形態(tài)：固著、群生相連或個(gè)體。1個(gè)體型：以個(gè)體形式生存的為鐘蟲，因其像一個(gè)倒置的種而得名。特征：A前端有環(huán)形纖毛叢構(gòu)成的纖毛帶，形成似波動(dòng)膜的構(gòu)造。B大多數(shù)在后端有尾柄，它們靠尾柄附著在其它物質(zhì)(如活性污泥、生物濾池的生物膜)上。當(dāng)環(huán)境不良時(shí)，柄消失，固著型鐘蟲成為游動(dòng)性的。靠前端纖毛的擺動(dòng)而移到另一環(huán)境較好的固體物質(zhì)上。常見的單個(gè)個(gè)體的鐘蟲類有小口鐘蟲、溝鐘蟲、領(lǐng)鐘蟲等。其中以小口鐘蟲在各類廢水處理中出現(xiàn)頻率最大，數(shù)量也是最多，小口鐘蟲的體長(zhǎng)為32~70um，寬22~48um，口圍12~25um，柄長(zhǎng)20~380um。2群體型：固著型纖毛蟲中的群體型生物有縮蟲、累枝蟲、蓋蟲三種。營(yíng)養(yǎng)型：以細(xì)菌為食。作用：可以降低水中游離細(xì)菌的數(shù)量，降低水的渾濁度，對(duì)廢水生物處理起良好的促進(jìn)作用，同時(shí)常被可作為處理效果較好的指示生物。Ⅲ.吸管蟲形態(tài)：幼蟲有纖毛，成蟲纖毛消失，長(zhǎng)出長(zhǎng)短不一的吸管，末端有一根柄固著生活。蟲體呈球形、倒圓錐形、三角形，沒有口，吸管為捕食工具，以其他原生動(dòng)物為食。吸管蟲用吸管吸住微小動(dòng)物，并由吸管中釋放毒素將其麻醉，繼而融化其細(xì)胞膜，吸干其體液。作用：吸管蟲多數(shù)在污染較重的水體中，可作為廢水處理效果平常的指示生物。五、原生動(dòng)物在廢水生物處理中的作用1原生動(dòng)物對(duì)廢水凈化的影響原生動(dòng)物對(duì)廢水凈化的影響體現(xiàn)在四個(gè)方面：①直接參與廢物的去除。動(dòng)物性營(yíng)養(yǎng)型的原生動(dòng)物，如動(dòng)物性鞭毛蟲、變形蟲、纖毛蟲等能直接利用水中的有機(jī)物質(zhì)，對(duì)水中有機(jī)物的凈化起一定的積極作用。②產(chǎn)生絮凝物質(zhì)，促進(jìn)活性污泥的形成。活性污泥顆粒主要由細(xì)菌絮凝而成，實(shí)驗(yàn)證明小口鐘蟲、累枝蟲和尾草履蟲等纖毛蟲能分泌一些促進(jìn)凝聚的糖類，使它們能夠附著在小的絮凝體上，同時(shí)促進(jìn)絮凝體進(jìn)一步黏附細(xì)菌使污泥絮體增大。粘多糖還具有粘連小顆粒的作用，促進(jìn)活性污泥的增大。生產(chǎn)上常發(fā)現(xiàn)在活性污泥培養(yǎng)初期，一旦系統(tǒng)中出現(xiàn)固著型纖毛蟲，隨后就可看到活性污泥絮體的形成并逐漸增大。③吞噬細(xì)菌，凈化出水水質(zhì)。實(shí)驗(yàn)證明，1000m3的水池中，球衣菌可吸收30t有機(jī)物質(zhì)，其中20t被分解為無機(jī)質(zhì)，10t組成細(xì)菌自身，如果這10t細(xì)菌（包括致病菌）從污水處理廠直接排入天然水體，就會(huì)造成新的污染，事實(shí)上約有半數(shù)以上的細(xì)菌，尤其是游離的細(xì)菌，在曝氣池中不斷的被原生動(dòng)物吃掉。獨(dú)縮蟲中的奇觀獨(dú)縮蟲每個(gè)群體每小時(shí)能吃掉3萬個(gè)細(xì)菌，屬于纖毛蟲的四膜蟲每小時(shí)能吃掉500~600個(gè)細(xì)菌?；钚晕勰嘣跊]有纖毛蟲的條件下出水的BOD5為54~70mg/L，在有纖毛蟲的條件下出水的BOD5為7~24mg/L。④促進(jìn)細(xì)菌生長(zhǎng)，提高細(xì)菌活性。原生動(dòng)物對(duì)細(xì)菌的捕食不但不會(huì)影響細(xì)菌的生長(zhǎng)，還能使細(xì)菌維持在對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期，防止細(xì)菌種群的衰老，此外原生動(dòng)物代謝產(chǎn)生的溶解性有機(jī)物也可以被細(xì)菌利用，促進(jìn)細(xì)菌的生長(zhǎng)。2以原生動(dòng)物為指示生物（1）依據(jù)不同種類的原生動(dòng)物對(duì)環(huán)境條件的要求不同，對(duì)環(huán)境變化的敏感程度也不同，所以可以利用原生動(dòng)物種群的生長(zhǎng)情況，判斷生物處理構(gòu)筑物的運(yùn)轉(zhuǎn)情況及廢水凈化的效果。（2）優(yōu)越性用原生動(dòng)物作為指示生物有兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)：Ⅰ.觀察容易原生動(dòng)物的形體比細(xì)菌大得多，低倍顯微鏡即可觀察，因此以原生動(dòng)物為指示生物是較為方便的。Ⅱ.快速預(yù)報(bào)通常污水處理廠每天都要對(duì)本廠的出水進(jìn)行水質(zhì)監(jiān)測(cè)，若超過國(guó)家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，就要及時(shí)追查原因，以求解決。化學(xué)分析雖然準(zhǔn)確，但有些數(shù)據(jù)當(dāng)天得不到如BOD5，根據(jù)原生動(dòng)物與BOD5的對(duì)應(yīng)關(guān)系，則可以作出快速的判斷，縮短發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的時(shí)間。例如湖南石油化工廠的曝氣池中的有柄纖毛蟲與BOD5統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)有以下的比例關(guān)系圖，二者之間顯著相關(guān)。由于水體的不同各個(gè)處理廠可根據(jù)本廠的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)建立相關(guān)的公司，來進(jìn)行出水水質(zhì)的快速預(yù)報(bào)。（3）原則對(duì)廢水處理構(gòu)筑物中的原生動(dòng)物進(jìn)行鏡檢時(shí)，需同時(shí)注意以下幾方面：(1)原生動(dòng)物種類組成；(2)種類的數(shù)量變化；(3)各種群的代謝活力。結(jié)合這三個(gè)方面的長(zhǎng)期統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)與水質(zhì)的相互關(guān)系，可以準(zhǔn)確的進(jìn)行水質(zhì)的預(yù)報(bào)。以下是一些通用的判斷方法。Ⅰ.水質(zhì)毒物判斷如發(fā)現(xiàn)群體的纖毛蟲縮成一團(tuán)時(shí)表示水中有毒；鐘蟲的柄脫落也表明水中有毒。纖毛蟲接合生殖（即有性生殖）、或形成孢囊也都表明水中存在有毒物質(zhì)或其他條件如溫度、pH等的不適宜。Ⅱ.溶解氧判斷有些原生動(dòng)物對(duì)水中的溶解氧變化十分敏感。如鐘蟲細(xì)胞前端出現(xiàn)氣泡，運(yùn)動(dòng)遲緩，說明水中充氧不足，或溶氧過高，水質(zhì)將變壞。反之則表明溶解氧情況適中良好。Ⅲ.曝氣池處理效果的判斷原生動(dòng)物的胞囊：在環(huán)境條件變壞，如水干枯、水溫和pH過高或過低，溶解氧不足，缺乏食物或排泄物積累過多，廢水中的有機(jī)物超過它的適應(yīng)能力等原因，都可使原生動(dòng)物不能正常生活而形成胞囊。胞囊是抵抗不良環(huán)境的一種休眠體。一旦形成胞囊，就可判斷污水處理不正常。當(dāng)環(huán)境惡化時(shí)，原生動(dòng)物先是身體變圓，鞭毛、纖毛等細(xì)胞器縮入體內(nèi)，細(xì)胞水分從體內(nèi)排出，并分泌一種膠狀物質(zhì)于體表，這些物質(zhì)凝固成胞殼。胞殼分為兩層，外層厚而突起，內(nèi)層薄而透明。胞囊很容易隨灰塵漂浮或被其他動(dòng)物帶到其他地方，胞囊遇到適宜環(huán)境胞殼破裂，恢復(fù)蟲體形狀。第二節(jié)微型后生動(dòng)物后生動(dòng)物也稱多細(xì)胞動(dòng)物。在水處理工作中常見的后生動(dòng)物主要是形體微小的后生動(dòng)物，主要有輪蟲、線蟲、寡毛蟲、浮游甲殼動(dòng)物、苔蘚動(dòng)物。一、輪蟲輪蟲是多細(xì)胞動(dòng)物中比較簡(jiǎn)單的一種。其身體前端有一個(gè)頭冠，頭冠上有一列、二列或多列纖毛形成纖毛環(huán)。纖毛環(huán)經(jīng)常擺動(dòng)，將細(xì)菌和有機(jī)顆粒等引入口部，纖毛環(huán)既是是輪蟲的進(jìn)食工具，又是行動(dòng)工具。輪蟲因其纖毛環(huán)擺動(dòng)時(shí)狀如旋轉(zhuǎn)的輪盤而得名。1形態(tài)、生理形態(tài)：長(zhǎng)度約400~4000um，多數(shù)在500um左右，需在顯微鏡下觀察。身體為長(zhǎng)形，分頭部、軀干和尾部。頭部有輪盤，其咽內(nèi)有一個(gè)幾丁質(zhì)的咀嚼器。軀干呈圓筒形，背腹扁寬，具刺或棘，外面有透明的角質(zhì)甲膜，尾部末端有分叉的趾，內(nèi)有腺體分泌的粘液，借以固著在其他物體上。生理：適應(yīng)pH范圍廣，以pH6.8左右生活的種類較多。輪蟲以小的原生動(dòng)物和有機(jī)顆粒等為食物，在廢水的生物處理中有一定的凈化作用。生殖：雌雄異體，雄體比雌體小得多，并退化，有性生殖少，多為孤雌生殖。2指示生物作用當(dāng)活性污泥中出現(xiàn)輪蟲時(shí)，往往表明處理效果良好。但如數(shù)量太多，則是污泥膨脹的的前兆。此時(shí)輪蟲有可能破壞污泥的結(jié)構(gòu)，使污泥松散而上浮。輪蟲在水源水中大量繁殖時(shí)，有可能阻塞水廠的砂濾池。目前發(fā)現(xiàn)的輪蟲有252種，活性污泥中常見的輪蟲有轉(zhuǎn)輪蟲、紅眼旋輪蟲等。二、線蟲屬于線形動(dòng)物門的線形綱。線蟲為長(zhǎng)形，形體微小，多在1mm以下。線蟲有好氧和兼性厭氧的，兼性厭氧者在缺氧時(shí)大量繁殖。線蟲是污水凈化程度差的指示生物。三、寡毛類動(dòng)物屬環(huán)節(jié)動(dòng)物門寡毛綱，比輪蟲和線蟲高級(jí)。身體細(xì)長(zhǎng)分節(jié)，每節(jié)兩側(cè)有剛毛，靠剛毛爬行運(yùn)動(dòng)。在水中的小蟲或其幼蟲還有搖蚊幼蟲、蜂蠅幼蟲和顫蚯蚓，這些生物也可以作為指示生物。如指示水中的溶解氧濃度。后生動(dòng)物比原生動(dòng)物對(duì)水中的溶解氧更敏感，水中無后生動(dòng)物生長(zhǎng)，往往說明溶解氧不足。四、浮游甲殼動(dòng)物甲殼動(dòng)物是魚類的基本食料。廣泛分布于河流、湖泊和水塘等淡水水體及海洋中，以淡水種為多。這類生物的主要特點(diǎn)是具有堅(jiān)硬的甲殼，水生浮游生活。是水體污染和水體自凈的指示生物。常見的有劍水蚤和水蚤，屬節(jié)肢動(dòng)物門的甲殼綱。?在給水排水工程中常見的甲殼類動(dòng)物有水蚤。甲殼類動(dòng)物以細(xì)菌和藻類為食料。應(yīng)用：去除氧化塘中過多的藻類。但它們?nèi)舸罅糠敝常赡苡绊懰畯S濾池的正常運(yùn)行。藻類一、藻類一般特征具有葉綠體，光能自養(yǎng)型，進(jìn)行光合作用。少數(shù)藻類營(yíng)腐生，極少數(shù)與其他生物共生。繁殖方式有有性生殖和無性生殖。分布廣泛。已發(fā)現(xiàn)22000種，估計(jì)只是總數(shù)的十分之一。根據(jù)形、色、結(jié)構(gòu)等，將藻類分為十一門，即藍(lán)藻、裸藻、綠藻、隱藻、輪藻、金藻、黃藻、硅藻、甲藻、褐藻、紅藻。二、藻類的分類及各門特征簡(jiǎn)介1藍(lán)藻門即藍(lán)細(xì)菌，見原核微生物一章。2裸藻門裸藻門的藻類叫裸藻。因不具細(xì)胞壁而得名。它們有鞭毛能運(yùn)動(dòng)，動(dòng)物學(xué)將它們列入原生動(dòng)物門的鞭毛綱。絕大多數(shù)裸藻具有葉綠體，內(nèi)含葉綠素a、b，β-胡蘿卜素、三種葉黃素。柄裸藻屬以膠柄相連接成群體。其它的裸藻全是游動(dòng)型的個(gè)體，含光合色素的裸藻進(jìn)行光合作用，即植物性營(yíng)養(yǎng)。不含色素的裸藻營(yíng)腐生性營(yíng)養(yǎng)或全動(dòng)性營(yíng)養(yǎng)。裸藻的繁殖方式為縱裂。代表屬有：囊裸藻屬、扁裸藻屬、柄裸藻屬及裸藻屬。3綠藻門綠藻門的藻類叫綠藻。它們形體多樣，有單細(xì)胞的個(gè)體、群體和絲狀體。個(gè)體的形態(tài)也多樣。單細(xì)胞個(gè)體的綠藻具有2~4根頂生的、等長(zhǎng)的尾鞭型鞭毛。它們含有較多葉綠素a、b，β-胡蘿卜素、葉黃素。其貯存物為淀粉和油類，葉綠體內(nèi)有一至幾個(gè)有鞘的造粉核。綠藻的繁殖方式為無性生殖和有性生殖。綠藻的代表屬有：衣藻屬、小球藻屬、盤藻屬、實(shí)球藻屬、空球藻屬、團(tuán)藻屬、柵藻屬、盤星藻屬、新月藻屬、鼓藻屬、雙星藻屬、水綿藻屬等。4輪藻門輪藻門的藻類叫輪藻。它們的細(xì)胞結(jié)構(gòu)、光合色素和貯存物與綠藻大致相同，不同的是有大型的頂細(xì)胞，有節(jié)和節(jié)間，節(jié)上有輪生的分支。為卵配生殖。在淡水和半咸水中生長(zhǎng)。5金藻門金藻門的藻類叫金藻。金藻形體多樣，有個(gè)體和群體。具有一或二根鞭毛，少數(shù)有三根鞭毛。體內(nèi)葉黃素和β-胡蘿卜素占優(yōu)勢(shì)，藻體呈現(xiàn)黃綠色和金棕色。貯存物有金藻糖和油。金藻的代表屬有：魚鱗藻屬、合尾藻屬和鐘罩藻屬6黃藻門黃藻門的藻類叫黃藻。黃藻的細(xì)胞壁大多數(shù)由兩個(gè)半片套組成，含較多的果膠質(zhì)，體內(nèi)含葉綠素a、c，β-胡蘿卜素和葉黃素，貯存物為油。絕大多數(shù)黃藻為淡水產(chǎn)的。代表屬有：黃絲藻屬、黃群藻屬和擬黃群藻屬。7硅藻門細(xì)胞壁中富含硅，單細(xì)胞，形狀各異。特征：由上下殼組成顏色：黃綠色和黃褐色第四節(jié)真菌一、酵母菌酵母菌的細(xì)胞結(jié)構(gòu)細(xì)胞壁、細(xì)胞質(zhì)膜、細(xì)胞核、細(xì)胞質(zhì)及內(nèi)含物。酵母菌的細(xì)胞壁組分與細(xì)菌不同，含葡聚糖、甘露聚糖、蛋白質(zhì)及脂類。啤酒酵母還含有幾丁質(zhì)。酵母菌的繁殖及生活史1無性繁殖芽殖：主要的無性繁殖方式，成熟細(xì)胞長(zhǎng)出一個(gè)小芽，到一定程度后脫離母體繼續(xù)長(zhǎng)成新個(gè)體。裂殖：少數(shù)酵母菌可以象細(xì)菌一樣借細(xì)胞橫割分裂而繁殖，例如裂殖酵母。2有性繁殖酵母菌以形成子囊和子囊孢子的形式進(jìn)行有性繁殖：兩個(gè)性別不同的單倍體細(xì)胞靠近，相互接觸；接觸處細(xì)胞壁消失，質(zhì)配；核配，形成二倍體核的接合子：以二倍體方式進(jìn)行營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞生長(zhǎng)繁殖，獨(dú)立生活；下次有性繁殖前進(jìn)行減數(shù)分裂。進(jìn)行減數(shù)分裂，形成4個(gè)或8個(gè)子囊孢子，而原有的營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞就成為子囊。子囊孢子萌發(fā)形成單倍體營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞。3生活史酵母菌單倍體和雙倍體細(xì)胞均可獨(dú)立存在，有三種類型：營(yíng)養(yǎng)體只能以單倍體形式存在（核配后立即進(jìn)行減數(shù)分裂）營(yíng)養(yǎng)體只能以雙倍體形式存在（核配后不立即進(jìn)行減數(shù)分裂）營(yíng)養(yǎng)體既可以單倍體也可以雙倍體形式存在，都可進(jìn)行出芽繁殖。酵母菌中尚未發(fā)現(xiàn)其有性階段的被稱為假酵母。酵母菌在固體培養(yǎng)基上的培養(yǎng)特征大多數(shù)酵母菌的菌落特征與細(xì)菌相似，但比細(xì)菌菌落大而厚，菌落表面光滑、濕潤(rùn)、粘稠，容易挑起，菌落質(zhì)地均勻，正反面和邊緣、中央部位的顏色都很均一，菌落多為乳白色，少數(shù)為紅色，個(gè)別為黑色。酵母菌在液體培養(yǎng)基中的生長(zhǎng)特征不同種的酵母菌表現(xiàn)不一樣，有的在培養(yǎng)基液面上形成薄膜，有的酵母菌沉淀在瓶底。發(fā)酵型的酵母菌產(chǎn)生二氧化碳?xì)怏w使培養(yǎng)基表面充滿泡沫。二、霉菌“絲狀真菌”的統(tǒng)稱，不是分類學(xué)上的名詞。霉菌菌體均由分枝或不分枝的菌絲（hypha）構(gòu)成。許多菌絲交織在一起，稱為菌絲體（mycelium）。霉菌在自然界分布極廣，土壤、水域、空氣、動(dòng)植物體內(nèi)外均有它們的蹤跡。常在潮濕的氣候下大量生長(zhǎng)繁殖，長(zhǎng)出肉眼可見的絲狀、絨狀或蛛網(wǎng)狀的菌絲體，有較強(qiáng)的陸生性。它們同人類的生產(chǎn)、生活關(guān)系密切，是人類實(shí)踐活動(dòng)中最早認(rèn)識(shí)和利用的一類微生物。食物、工農(nóng)業(yè)制品的霉變（據(jù)統(tǒng)計(jì)全世界平均每年由于霉變而不能食（飼）用的谷物約占2%，這是一筆相當(dāng)驚人的經(jīng)濟(jì)損失。）。有用物品的生產(chǎn)（如風(fēng)味食品、酒精、抗生素、有機(jī)酸、酶制劑、維生素、甾體激素等）。在農(nóng)業(yè)上用于飼料發(fā)酵、植物生長(zhǎng)刺激素、殺蟲農(nóng)藥等。鐮刀霉分解無機(jī)氰化物的能力強(qiáng)，對(duì)水中氰化物的去除率達(dá)90%以上。有的霉菌還可以處理含硝基化合物廢水。腐生型霉菌在自然界物質(zhì)轉(zhuǎn)化中也有十分重要的作用。霉菌能夠引起動(dòng)植物疾病，可引起約3萬種植物病害，是植物傳染性病害的主要病原微生物。霉菌可引起多種人及動(dòng)物的皮膚疾病及其他一些深層病變，如既可侵害皮膚、粘膜，又可侵害肌肉、骨骼、內(nèi)臟，如可引起肺炎，此外，一些被霉菌感染的食品也可使人得病，如大米、花生中黃曲霉素、黃米毒素等均可引起動(dòng)物致癌。1霉菌的形態(tài)、大小構(gòu)成霉菌營(yíng)養(yǎng)體的基本單位是菌絲。菌絲是一種管狀的細(xì)絲，直徑一般為3~10微米，分為兩部分，即營(yíng)養(yǎng)菌絲和氣生菌絲。營(yíng)養(yǎng)菌絲深入培養(yǎng)基內(nèi)或匍匐盤生在培養(yǎng)基的表面，攝取營(yíng)養(yǎng)和排泄廢物；氣生菌絲生長(zhǎng)在培養(yǎng)基上方的空氣中，長(zhǎng)出分生孢子梗和分生孢子。菌絲可伸長(zhǎng)并產(chǎn)生分枝，許多分枝的菌絲相互交織在一起，就叫菌絲體。霉菌是由分枝或不分支的菌絲交織形成的菌絲體。2霉菌的細(xì)胞結(jié)構(gòu)由細(xì)胞壁、細(xì)胞質(zhì)膜、細(xì)胞核、細(xì)胞質(zhì)及內(nèi)含物等組成。大多數(shù)霉菌細(xì)胞壁中含有幾丁質(zhì)，少數(shù)含有纖維素，能被蝸牛酶水解。3霉菌菌落的特點(diǎn)由于霉菌的菌絲較粗而長(zhǎng)，因而霉菌的菌落較大，有的霉菌的菌絲蔓延，沒有局限性，其菌落可擴(kuò)展到整個(gè)培養(yǎng)皿，有的種則有一定的局限性，直徑1~2厘米或更小。菌落質(zhì)地一般比放線菌疏松，外觀干燥，不透明，呈現(xiàn)或緊或松的蛛網(wǎng)狀、絨毛狀或棉絮狀；菌落與培養(yǎng)基的連接緊密，不易挑?。痪湔疵娴念伾瓦吘壟c中心的顏色常不一致。4霉菌的繁殖霉菌有著極強(qiáng)的繁殖能力，而且繁殖方式也是多種多樣的。在自然界中，霉菌主要依靠產(chǎn)生形形色色的無性或有性孢子進(jìn)行繁殖。微生物的生理講授人:佘秋生學(xué)時(shí)：4教學(xué)方法:講授教學(xué)手段:板書、多媒體教學(xué)目的:1、了解微生物的生理代謝分類、本質(zhì)、特點(diǎn)重點(diǎn)難點(diǎn):微生物代謝的化學(xué)本質(zhì)及分類微生物的酶微生物的營(yíng)養(yǎng)和代謝需在酶的參與下才能正常進(jìn)行。酶是動(dòng)物、植物及微生物等生物體內(nèi)合成的，催化生物化學(xué)反應(yīng)的，并傳遞電子、原子和化學(xué)基團(tuán)的生物催化劑。微生物種類繁多，酶的種類也繁多。酶的組成根據(jù)酶的組成情況，可以將酶分為兩大類：?jiǎn)纬煞置福核鼈兊慕M成為單一蛋白質(zhì)。全酶：某些酶分子中除了蛋白質(zhì)外，還含有非蛋白組分。全酶的蛋白質(zhì)部分稱為酶蛋白，非蛋白質(zhì)部分包括輔酶及金屬離子(或輔助因子cofactor)。酶蛋白與輔助因子組成的完整分子稱為全酶。全酶中的各種成分缺一不可，否則全酶會(huì)喪失催化特性，單純的酶蛋白無催化功能。酶的組成用下式表示：?jiǎn)纬煞置福矫傅鞍兹缢饷割惾福矫傅鞍祝袡C(jī)物如各種脫氫酶類全酶＝酶蛋白＋有機(jī)物＋金屬離子如丙酮酸脫氫酶全酶＝酶蛋白＋金屬離子如細(xì)胞色素氧化酶酶各組分的功能：酶蛋白起加速生物化學(xué)反應(yīng)的作用；輔基和輔酶起傳遞電子、原子、化學(xué)基團(tuán)的作用；金屬離子除傳遞電子外，還起激活劑的作用。幾種重要的輔助因子：某些小分子物質(zhì)與酶蛋白結(jié)合在一起并協(xié)同實(shí)施催化作用，這類分子被稱為輔助因子。輔助因子是一類具有特殊化學(xué)結(jié)構(gòu)和功能的物質(zhì)。參與的酶促反應(yīng)主要為氧化-還原反應(yīng)或基團(tuán)轉(zhuǎn)移反應(yīng)。1輔酶A(CoA)：它的分子結(jié)構(gòu)含腺嘌呤核苷酸、泛酸和基乙胺等部分，在糖代謝和脂肪代謝中起重要作用，是生物體內(nèi)代謝反應(yīng)中乙?；傅妮o酶，主要在反應(yīng)中起傳遞?；饔?，是形成代謝中間產(chǎn)物的重要輔酶。2NAD+和NADP+：NAD+(煙酰胺-腺嘌呤二核苷酸，又稱輔酶I)和NADP+(煙酰胺-腺嘌呤磷酸二核苷酸，又稱輔酶II)，是多種重要脫氫酶的輔酶。3FAD和FMN：FAD(黃素-腺嘌呤二核苷酸)和FMN(黃素單核苷酸)，兩者均為黃素酶類，是氨基酸氧化酶和琥珀酸脫氫酶的輔基，在脫氫酶催化的氧化-還原反應(yīng)中，起著電子和質(zhì)子的傳遞體作用。4輔酶Q(CoQ)：又稱為泛醌。輔酶Q的活性部分是它的醌環(huán)結(jié)構(gòu)，主要功能是作為線粒體呼吸鏈氧化-還原酶的輔酶，在酶與底物分子之間傳遞電子。5硫辛酸：硫辛酸是少數(shù)不屬于維生素的輔酶。硫辛酸是6,8-二硫辛酸，有兩種形式，即硫辛酸（氧化型）和二氫硫辛酸（還原型）。6焦磷酸硫胺素(TPP)：脫羧酶的輔酶。7磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺：磷酸吡多素是轉(zhuǎn)氨酶的輔酶，轉(zhuǎn)氨酶通過磷酸吡多醛和磷酸吡多胺的相互轉(zhuǎn)換，起轉(zhuǎn)移氨基的作用。8生物素：羧化酶的輔酶。生物素的功能是作為CO2的遞體，在生物合成中起傳遞和固定CO2的作用。9四氫葉酸(FH4或THFA)：合成酶的輔酶，其前體是葉酸(又稱為蝶酰谷氨酸，維生素B11)。四氫葉酸的主要作用是作為一碳基團(tuán)，如-CH3,-CH2-,-CHO等的載體，參與多種生物合成過程。二、酶蛋白的結(jié)構(gòu)大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，具有蛋白質(zhì)的一切特性。由20種氨基酸組成，有一、二、三、四級(jí)結(jié)構(gòu)。一級(jí)結(jié)構(gòu)是指多肽鏈本身的結(jié)構(gòu)。二級(jí)結(jié)構(gòu)是指多肽鏈形成的初級(jí)空間結(jié)構(gòu)，由氫鍵維持其穩(wěn)定性。氫鍵受到破壞時(shí)，其緊密的空間結(jié)構(gòu)變得松散，多肽鏈展開，酶蛋白即變性。三級(jí)結(jié)構(gòu)是在二級(jí)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，多肽鏈進(jìn)一步彎曲纏繞形成的更復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，由氫鍵、鹽鍵及疏水鍵等維持三級(jí)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。四級(jí)結(jié)構(gòu)由幾個(gè)或幾十個(gè)亞基形成。亞基是由一條或幾條多肽鏈在三級(jí)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上形成的小單位，亞基之間以氫鍵、鹽鍵、疏水鍵及范德華力等相連。酶蛋白具有變性、復(fù)性現(xiàn)象。三、酶的活性中心酶蛋白分子中與底物結(jié)合，并起催化作用的小部分氨基酸微區(qū)即為酶的活性中心。構(gòu)成活性中心的微區(qū)或處在同一條肽鏈的不同部位，或處在不同肽鏈上；在多肽鏈盤曲成一定空間構(gòu)型時(shí)，它們按一定位置靠近在一起，形成特定的酶活性中心。酶的活性中心分二個(gè)功能部位：結(jié)合部位和催化部位。兩個(gè)部位各有其作用，酶的活性中心對(duì)催化作用至關(guān)重要，但其他部位也很重要，因?yàn)樗鼈冊(cè)诰S持酶的空間結(jié)構(gòu)，保持酶的活性中心和催化作用等方面都起著不同程度的作用。四、酶的分類與命名1酶的分類根據(jù)酶所催化的反應(yīng)類型，把酶劃分為6類:水解酶：催化底物的加水分解反應(yīng)。主要包括淀粉酶、蛋白酶、核酸酶及脂酶等。如脂肪酶(Lipase)催化的脂的水解反應(yīng)。氧化-還原酶：催化氧化-還原反應(yīng)。包括脫氫酶(dehydrogenase)和氧化酶(Oxidase)。如乳酸(Lactate)脫氫酶催化乳酸的脫氫反應(yīng)。轉(zhuǎn)移酶：催化基團(tuán)轉(zhuǎn)移反應(yīng)，即將一個(gè)底物分子的基團(tuán)或原子轉(zhuǎn)移到另一個(gè)底物的分子上。例如，谷丙轉(zhuǎn)氨酶催化的氨基轉(zhuǎn)移反應(yīng)。裂合酶：催化從底物分子中移去一個(gè)基團(tuán)或原子形成雙鍵的反應(yīng)及逆反應(yīng)。主要包括醛縮酶、水化酶及脫氨酶等。異構(gòu)酶：催化各種同分異構(gòu)體的相互轉(zhuǎn)化。例如，6-磷酸葡萄糖異構(gòu)酶催化的反應(yīng)。合成酶，又稱為連接酶，能夠催化C-C、C-O、C-N以及C-S鍵的形成反應(yīng)。這類反應(yīng)必須與ATP分解反應(yīng)相互偶聯(lián)。A+B+ATP+H-O-H=A-B+ADP+Pi如CTP合成酶可催化UTP合成CTP。2酶的命名(1)習(xí)慣命名法:①②③④⑤①根據(jù)其催化底物來命名；如淀粉酶、蛋白酶。②根據(jù)所催化反應(yīng)的性質(zhì)來命名；如水解酶、轉(zhuǎn)移酶、氧化酶等。③結(jié)合上述兩個(gè)原則來命名。④有時(shí)在這些命名基礎(chǔ)上加上酶的來源或其它特點(diǎn)。如胃蛋白酶等。⑤根據(jù)酶在細(xì)胞的不同部位，分為胞外酶、胞內(nèi)酶和表面酶。(2)國(guó)際系統(tǒng)命名法系統(tǒng)名稱包括底物名稱、構(gòu)型、反應(yīng)性質(zhì)，最后加一個(gè)酶字。習(xí)慣名稱：谷丙轉(zhuǎn)氨酶系統(tǒng)名稱：丙氨酸：a-酮戊二酸氨基轉(zhuǎn)移酶催化的反應(yīng)：丙氨酸+a-酮戊二酸??丙酮酸+谷氨酸五、酶的催化特性催化劑的共性：機(jī)理：降低反應(yīng)活化能，提高反應(yīng)速度，不改變平衡點(diǎn)；②只起催化作用，本身不消耗。酶的特點(diǎn)：A.生物大分子：除極個(gè)別RNA為催化自身反應(yīng)的酶外，其余所有的酶都是蛋白質(zhì)。B.高效性：反應(yīng)速度是無酶催化或普通人造催化劑催化反應(yīng)速度的106~1016倍；C.酶的催化特性具有專一性，一種酶只作用于一種物質(zhì)或一類物質(zhì)，且催化效率極高。D.反應(yīng)條件溫和：常溫、常壓、中性酶與底物作用假說：鎖鑰學(xué)說：認(rèn)為整個(gè)酶分子的天然構(gòu)象是具有剛性結(jié)構(gòu)的，酶表面具有特定的形狀。酶與底物的結(jié)合如同一把鑰匙對(duì)一把鎖一樣。誘導(dǎo)契合學(xué)說：該學(xué)說認(rèn)為酶表面并沒有一種與底物互補(bǔ)的固定形狀，而只是由于底物的誘導(dǎo)才形成了互補(bǔ)形狀。六、影響酶活力的因素外界條件，如溫度、酸堿度等對(duì)生命活動(dòng)的影響，在很大程度上，是通過影響酶促反應(yīng)速度實(shí)現(xiàn)的。因而，人們也常常通過對(duì)這些因素的控制，影響生命機(jī)體內(nèi)酶促反應(yīng)的強(qiáng)度和方向，從而促使體內(nèi)代謝的調(diào)節(jié)和控制朝著有益于人們需要的方向發(fā)展。影響酶促反應(yīng)速度的因素A：酶的濃度對(duì)酶促反應(yīng)速度的影響酶促反應(yīng)溫度與酶的分子濃度成正比。當(dāng)?shù)孜锓肿訚舛茸銐驎r(shí)，酶分子越多，底物轉(zhuǎn)化的速度越快。但事實(shí)上，當(dāng)酶的濃度很高時(shí)，并不保持這種關(guān)系，曲線逐漸折向平緩。根據(jù)分析，這可能是高濃度的底物帶有較多的抑制劑所致。B：底物濃度對(duì)酶促反應(yīng)速度的影響若酶的濃度為定值，底物的起始濃度較低時(shí)，酶促反應(yīng)速度與底物成正比，即隨底物濃度的增加而增加。當(dāng)所有的酶與底物結(jié)合后，即使在增加底物濃度，中間產(chǎn)物濃度也不會(huì)增加，酶促反應(yīng)速度也不會(huì)增加。而且，在底物濃度相同的情況下，酶促反應(yīng)速度與酶的初始濃度成正比。C：pH對(duì)酶促反應(yīng)速度的影響酶在最適pH的范圍之內(nèi)表現(xiàn)出活性，大于或小于最適pH都會(huì)降低酶的活性。酶的最適pH值不是個(gè)常數(shù)，他隨酶的純度，底物的種類和性質(zhì)，緩沖劑的種類和性質(zhì)和抑制劑的性質(zhì)的改變而改變。PH對(duì)酶活力的影響主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面：1改變底物分子和酶分子的帶電狀態(tài)，從而影響酶和底物的結(jié)合；2過高和過低的pH都會(huì)影響酶的穩(wěn)定性，進(jìn)而使酶受到不可逆的破壞。D：溫度對(duì)酶促反應(yīng)速度的影響酶在最適溫度范圍之內(nèi)，酶活性最強(qiáng)，酶促反應(yīng)速度最大。在適宜的溫度范圍內(nèi)，溫度每升高10，酶促反應(yīng)速度可相應(yīng)提高1～2倍。不同微生物體酶的最適溫度不同。E：激活劑對(duì)酶促反應(yīng)速度的影響能提高酶活性的物質(zhì)即為酶的激活劑。激活劑的種類很多，許多酶只有當(dāng)某一種適當(dāng)?shù)募せ顒┐嬖跁r(shí)，才表現(xiàn)出催化活性或強(qiáng)化其他催化活性，這成為對(duì)酶的激活特性。F：抑制劑對(duì)酶從反應(yīng)速度的影響能減弱、抑制甚至破壞活性的物質(zhì)即為酶的抑制劑。它可以降低酶促反應(yīng)速度。對(duì)酶促反應(yīng)的抑制可分為競(jìng)爭(zhēng)性抑制和非競(jìng)爭(zhēng)性抑制。與底物結(jié)構(gòu)類似的物質(zhì)爭(zhēng)先與酶的活性中心結(jié)合，從而降低酶促反應(yīng)速度，這種成為競(jìng)爭(zhēng)性抑制，是可逆性抑制，通過增加底物濃度最終可解除抑制，恢復(fù)酶的活性，此物質(zhì)成為競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑。抑制劑與酶活性中心以外的位點(diǎn)結(jié)合后，底物仍可為酶活性中心結(jié)合，但酶不顯示活性，即為非競(jìng)爭(zhēng)性抑制，是不可逆的，增加底物濃度并不能解除酶活性的影響，這種抑制劑為非競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑。第二節(jié)微生物營(yíng)養(yǎng)一、微生物的化學(xué)組成蛋白質(zhì)、核酸、多糖和脂質(zhì)這四類生物大分子，占到細(xì)胞干重的96％，其余就是組成它們的單體以及無機(jī)鹽等。水也是微生物細(xì)胞的重要組成成分，通常微生物細(xì)胞的70％~90%是水，此外還有機(jī)酸、維生素、激素等有機(jī)化合物。這些形形色色的化學(xué)物質(zhì)均由碳、氫、氧、氮、磷、硫以及其他為數(shù)不多的化學(xué)元素構(gòu)成，而且這些化學(xué)元素都來自于胞外環(huán)境。微生物細(xì)胞利用含這些化學(xué)元素的物質(zhì)制造其細(xì)胞物質(zhì)和組分，并進(jìn)一步將它們組織成為微生物細(xì)胞的結(jié)構(gòu)。二、微生物的營(yíng)養(yǎng)物及營(yíng)養(yǎng)類型微生物需要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)有水、碳素營(yíng)養(yǎng)源、氮素營(yíng)養(yǎng)源、無機(jī)鹽及生長(zhǎng)因子。1水各類微生物都含有大量水分，占90%左右。一般說低等微生物含水量大于高等微生物,幼齡菌含水量大于老齡菌。水的作用：①微生物機(jī)體重要組成；②直接參加各種代謝反應(yīng)；③是微生物代謝反應(yīng)的中間介質(zhì)；④調(diào)節(jié)微生物細(xì)胞溫度；⑤水維持細(xì)胞膨壓。2碳源和能源（1）碳源種類：有機(jī)物、無機(jī)碳化合物。隨微生物種類不同，各有偏好。（2）微生物的能源種類：化學(xué)能、光能。所有微生物細(xì)胞內(nèi)能量傳遞體都是ATP。①無機(jī)營(yíng)養(yǎng)微生物（自養(yǎng)微生物）光能自養(yǎng)微生物：紫硫細(xì)菌和綠硫細(xì)菌①②④⑤紫硫、綠硫細(xì)菌代謝方式：光照CO2+H2S→[CH2O]（糖）+H2O+2S↓菌綠素（與葉綠素大同小異）化能自養(yǎng)微生物（有氧）自養(yǎng)-碳源CO32-化能-以S、H2S、H2、NH3、Fe2+物質(zhì)氧化產(chǎn)能②有機(jī)營(yíng)養(yǎng)微生物（異養(yǎng)微生物）有機(jī)（異養(yǎng)）-以有機(jī)物為碳源。污水處理中異養(yǎng)產(chǎn)能率高、有機(jī)污染物充足，異養(yǎng)菌是污水處理的主角光能異養(yǎng)微生物（無氧有光）光能+色素有機(jī)物+CO2→菌體[CH2O]利用小分子有機(jī)物作碳源，主要指紅螺菌（有氧無光時(shí)可化能異養(yǎng)生存）3氮源可作為微生物氮源的物質(zhì)：有機(jī)氮（氨基酸和蛋白質(zhì)）、無機(jī)氮（N2、NH3、銨鹽、亞硝酸鹽、硝酸鹽）等。氮源的作用是提供微生物成為蛋白質(zhì)的原料。根據(jù)對(duì)氮源的要求不同，將微生物分為四類：固氮微生物、利用無機(jī)氮作為氮源的微生物、需要某種氨基酸作為氮源的微生物、從分解蛋白質(zhì)中取得氨鹽或氨基酸的微生物。實(shí)驗(yàn)室中有機(jī)氮源-蛋白胨。4無機(jī)鹽陰離子鹽：磷酸鹽、硫酸鹽、氯化物、碳酸鹽、碳酸氫鹽。陽離子鹽：氨、鉀、鈉、鈣、鎂、鐵的鹽。P和S、Fe、Mg的需求量較大，同時(shí)還需要鋅、錳、鈷、鋁、銅、硼、釩、鎳等微量元素。磷源比較單一，主要是無機(jī)磷酸鹽或偏磷酸鹽。無機(jī)鹽的功能：①細(xì)胞的組成成分;②酶的組成成分，維持酶的活性;③調(diào)節(jié)細(xì)胞滲透壓、pH、Eh;④某些礦質(zhì)元素作為化能自養(yǎng)菌的能源。5生長(zhǎng)因子種類：嘌呤、嘧啶類、維生素類作用：嘌呤和嘧啶參與合成核酸和輔酶;維生素，重要輔酶多數(shù)微生物不存在生長(zhǎng)因子問題，只有少數(shù)微生物需要外界提供現(xiàn)成的生長(zhǎng)因子，才能生長(zhǎng)，如乳酸菌需要多種維生素，因此只能生活在這些物質(zhì)供應(yīng)充足的環(huán)境，如牛奶中、腸道。碳氮磷比在環(huán)境工程實(shí)際應(yīng)用中還應(yīng)注意：1.營(yíng)養(yǎng)要求小范圍可改變指微生物對(duì)碳源等的種類、數(shù)量一定程度上可馴化適應(yīng)（酶的誘導(dǎo)、易變異）2.“營(yíng)養(yǎng)要平衡”，存在一定比例搭配的現(xiàn)象主要是指碳氮磷的比例關(guān)系，通常稱碳氮磷比。如根瘤菌要求碳氮比為11.5：1，土壤中微生物混合群體要求碳氮比為25：1，污(廢)水生物處理中好氧微生物群體(活性污泥)要求為BOD5：N：P＝100：5：1。城市生活污水不存在營(yíng)養(yǎng)不足的問題，但有的工業(yè)廢水缺某種營(yíng)養(yǎng)，當(dāng)營(yíng)養(yǎng)量不足時(shí)，應(yīng)供給或補(bǔ)足，但如果工業(yè)廢水不缺營(yíng)養(yǎng)，就切勿盲目補(bǔ)充！微生物往往先利用這類現(xiàn)成的容易被吸收、利用的有機(jī)物質(zhì)，而不再利用工業(yè)廢水中難以吸收、利用的有機(jī)物，從而導(dǎo)致微生物分解特殊有機(jī)物的能力下降。這與微生物馴化正好相反（反馴化）。四、培養(yǎng)基1培養(yǎng)基配制原則（1）根據(jù)不同微生物的營(yíng)養(yǎng)需要配制不同的培養(yǎng)基。（2）注意營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的濃度比和C/N比，一般微生物適應(yīng)C/N是25:1。（3）調(diào)節(jié)適宜的pH值，微生物在培養(yǎng)過程中會(huì)引起pH變化,為了保持培養(yǎng)基中有恒定的pH值,要加入一些緩沖劑或不溶性的碳酸鹽。（4）根據(jù)培養(yǎng)微生物的目的決定成分的量。如培養(yǎng)目的的量為了得到大量的菌體,氮源要高,有利于菌體蛋白質(zhì)合成?；茏责B(yǎng)菌氧化硫桿菌的培養(yǎng)基：粉末狀硫10gKH2PO44gMgSO40.5gCaCl20.5g(NH4)2SO40.4gFeSO40.01g水1000mL（自來水即可）異養(yǎng)細(xì)菌的培養(yǎng)基中至少有一種有機(jī)物，實(shí)驗(yàn)室中通常是葡萄糖。大腸桿菌培養(yǎng)基：葡萄糖0.5gK2HPO41gMgSO40.2gNaCl5gNH4H2PO40.4g水1000mL五、培養(yǎng)基的類別根據(jù)培養(yǎng)基物理狀態(tài)、用途、組分組成分類1根據(jù)物理狀態(tài)分為固體培養(yǎng)基、半固體培養(yǎng)基和液體培養(yǎng)基（1）液體培養(yǎng)基：廢水也可看作是一種廣義的液體培養(yǎng)基。（2）固體培養(yǎng)基：向液體培養(yǎng)基中加入2％左右的瓊脂，加熱至100℃溶解，40℃下冷卻并凝固。（3）半固體培養(yǎng)基：流動(dòng)性介于固體與液體之間。在液體培養(yǎng)基中加入0.5%或更低濃度的瓊脂。半固體培養(yǎng)基中可以融入少量的溶解氧，這種培養(yǎng)基常被用于培養(yǎng)在較低氧濃度環(huán)境下才能最佳生長(zhǎng)的細(xì)菌。2根據(jù)培養(yǎng)基組分分為天然培養(yǎng)基、合成培養(yǎng)基和半合成培養(yǎng)基。（1）合成培養(yǎng)基：純化學(xué)試劑配制而成的培養(yǎng)基。（2）天然培養(yǎng)基：純生物制品(細(xì)胞提取物)配制而成的培養(yǎng)基。常用的細(xì)菌肉湯培養(yǎng)基：牛肉膏3g蛋白胨5g水1000mLpH7.2～7.4優(yōu)點(diǎn)：營(yíng)養(yǎng)豐富、配制容易。缺點(diǎn)：質(zhì)量不穩(wěn)定、選擇性差。（3）半合成培養(yǎng)基：優(yōu)缺點(diǎn)介于前兩者之間，因而使用最廣。3根據(jù)培養(yǎng)基用途分為基礎(chǔ)培養(yǎng)基、選擇培養(yǎng)基、鑒別培養(yǎng)基基礎(chǔ)培養(yǎng)基：大多數(shù)微生物均可在上面生長(zhǎng)。選擇培養(yǎng)基：利用微生物對(duì)各種化學(xué)物質(zhì)敏感程度的差異，在培養(yǎng)基中加入一些物質(zhì)，用以抑制非目的微生物的生長(zhǎng)并使所要分離的微生物生長(zhǎng)繁殖的培養(yǎng)基。（1）投毒法常用物質(zhì)為染料、膽汁酸鹽、金屬鹽類、酸、堿和抗生素。例如，欲分離古細(xì)菌，培養(yǎng)基中通常加入青霉素，古細(xì)菌就唯一分離并存活下來。膽汁酸鹽——抑制革蘭氏陽性菌，能選擇性生長(zhǎng)革蘭氏陰性細(xì)菌。（2）投其所好法①專一性營(yíng)養(yǎng)源培養(yǎng)法待選細(xì)菌專門需要的某種碳源或氮源。例如篩選纖維素分解菌選用纖維素作為培養(yǎng)基中的唯一碳源。各類降解石化廢水特殊有機(jī)物的細(xì)菌篩選通常是以這類有機(jī)物為培養(yǎng)基中的唯一碳源，將目的細(xì)菌富集篩選下來。①②④⑤②理化因素控制法理化因素-特殊的溫度、氧氣、pH、鹽度等環(huán)境條件。主要用于篩選極端環(huán)境微生物。如嗜鹽、嗜熱、嗜冷、嗜酸、嗜堿等的細(xì)菌，同時(shí)也被用于選擇性培養(yǎng)好氧或厭氧細(xì)菌。鑒別培養(yǎng)基：幾種細(xì)菌由于對(duì)培養(yǎng)基中某一成分的分解能力不同，其菌落通過指示劑顯示出不同的顏色而被區(qū)分開，這種起鑒別和區(qū)分作用的培養(yǎng)基叫做鑒別培養(yǎng)基。如EMB培養(yǎng)基。營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入微生物細(xì)胞的方式對(duì)絕大多數(shù)屬于滲透營(yíng)養(yǎng)型的微生物來說，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)通過細(xì)胞膜進(jìn)入細(xì)胞的問題，是一個(gè)較復(fù)雜又很重要的生理學(xué)問題。細(xì)胞壁在營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)運(yùn)送上不起多大作用，僅簡(jiǎn)單地排阻分子量過大（＞600Da）的溶質(zhì)的進(jìn)入，細(xì)胞膜則是控制營(yíng)養(yǎng)物進(jìn)入和代謝產(chǎn)物排出的主要屏障。細(xì)胞膜以四種方式控制物質(zhì)的運(yùn)送，即單純擴(kuò)散（被動(dòng)擴(kuò)散）、促進(jìn)擴(kuò)散、主動(dòng)運(yùn)送和基團(tuán)移位（基團(tuán)轉(zhuǎn)位），其中尤以主動(dòng)運(yùn)送為最重要。1被動(dòng)擴(kuò)散（單純擴(kuò)散、被動(dòng)運(yùn)送）。細(xì)胞膜這層疏水性屏障可以通過物理擴(kuò)散方式讓許多小分子、非電離分子尤其是親脂性的分子被動(dòng)地通過，這就是單純擴(kuò)散。單純擴(kuò)散不是細(xì)胞獲取營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的主要方式，因?yàn)榧?xì)胞既不能通過它來選擇必需的營(yíng)養(yǎng)成分，也不能將稀溶液中的溶質(zhì)分子進(jìn)行逆濃度