水處理微生物學(xué)課件

水處理微生物學(xué)

1.緒論1.1微生物概論一、什麼是微生物一切肉眼看不見(jiàn)或看不清的微小生物的總稱。是一些個(gè)體微小、構(gòu)造簡(jiǎn)單的低等生物。微生物的菌落細(xì)菌的顯微圖樣微生物小μm級(jí)：光學(xué)顯微鏡下可見(jiàn)（細(xì)胞）Nm級(jí)：電子顯微鏡下可見(jiàn)（細(xì)胞器、病毒）簡(jiǎn)單細(xì)胞簡(jiǎn)單多細(xì)胞非細(xì)胞（即“分子生物”，如病毒）原核類：細(xì)菌，放線菌、藍(lán)細(xì)菌，支原體、立克次氏體，衣原體等低(進(jìn)化地位低)真核類：真菌，原生動(dòng)物，顯微藻類非細(xì)胞：病毒，亞病毒（朊病毒、類病毒、擬病毒）二、人類對(duì)微生物的認(rèn)識(shí)史（1）一個(gè)難以認(rèn)識(shí)的微生物世界

愛(ài)滋病，12～13年的潛伏期，人類免疫缺陷病毒（HIV）引起；

愛(ài)滋病病毒模擬圖發(fā)黴的玉米、花生等胚附近，生長(zhǎng)能產(chǎn)生劇毒真菌毒素的黃麯黴。花生上的黃麯黴黃麴黴菌落（2）微生物學(xué)發(fā)展史史前期：約8000年前～1676，制曲、釀酒等初創(chuàng)期：1676～1861，形態(tài)描述階段，列文虎克自製顯微鏡奠基期：1861～1897，生理水準(zhǔn)研究，巴斯德，科赫發(fā)展期：1897～1953，生化水準(zhǔn)研究，E.Büchner成熟期：1953～至今，分子生物學(xué)水準(zhǔn)研究，J.Watson和F.Crick三、微生物的分類和命名三個(gè)概念1.分類（classification）：

解決從個(gè)別到一般或從具體到抽象的問(wèn)題。2.鑒定（identification）：與分類的概念相反。3.命名（nomenclature）：

為新發(fā)現(xiàn)的微生物確定一個(gè)新學(xué)名。（1）通用的分類單元界（Kingdom）門(mén)（Phylum）綱（Class）

目（Order）科（Family）

屬（Genus）

種（Species）大腸埃希氏菌在分類學(xué)中的地位例：細(xì)菌界（Bacteria）朊細(xì)菌門(mén)（Protobacteria）發(fā)酵細(xì)菌綱（Zymobacteria）腸桿菌目（Enterobacteriales）埃希氏菌屬（Escherichia）大腸埃希氏菌（E.coli）《系統(tǒng)手冊(cè)》2000年界是最大的分類單位，往下依次遞小在越是大的分類單位中，生物彼此的共同特徵越少，親緣關(guān)係越遠(yuǎn)；在越是小的分類單位中，共同特徵越多，親緣關(guān)係越近。微生物的常用分類系統(tǒng)細(xì)菌：伯傑氏鑒定細(xì)菌學(xué)手冊(cè)（第八、第九版）、細(xì)菌系統(tǒng)學(xué)手冊(cè)（第一版）放線菌：中國(guó)科學(xué)院微生物研究所編著的放線菌目分科、分屬檢索表真菌：Smith、Alexopoulos、Ainsworth的分類系統(tǒng)補(bǔ)充兩個(gè)知識(shí)點(diǎn)1.種：微生物的種是一個(gè)基本分類單元，它是一大群表形特徵高度相似、親緣關(guān)係及其接近、與同屬那的其他物種有著明顯的差異的一大群菌株的總稱。

新種：指權(quán)威性的分類、鑒定手冊(cè)中從未記載過(guò)得一種新分離並鑒定過(guò)的微生物。2.界兩界系統(tǒng)：動(dòng)物界和植物界三界：菌物界、動(dòng)物界和植物界四界：原始生物界、菌界、植物界、動(dòng)物界（由Copeland提出）五界：Whittaker提出生物五界分類系統(tǒng)，後被Margulis修改為：原核生物界，原生生物界，真菌界，動(dòng)物界和植物界我國(guó)王大耜教授對(duì)生物分類提出六界：

病毒界、原核生物界、真核原生生物界、真菌界、動(dòng)物界和植物界分類依據(jù)：形態(tài)學(xué)特徵、表型特徵、生理特徵、生態(tài)特徵、血清反應(yīng)、噬菌體反應(yīng)等DNA中G+C%，DNA雜交，DNA-rRNA雜交，16SrRNA堿基序列分析等（2）水處理中常見(jiàn)的微生物微生物病毒界：病毒，亞病毒原核生物界藍(lán)藻門(mén)細(xì)菌門(mén)真細(xì)菌放線菌古菌立克次氏體、衣原體、支原體真菌界酵母菌黴菌動(dòng)物界微型後生動(dòng)物微型原生動(dòng)物（3）微生物命名通常以學(xué)名命名：常採(cǎi)用二名法即：一個(gè)屬名+一個(gè)種名（均為拉丁字）注意：屬名和種名都要用斜體表示屬名在前，第一個(gè)字母大寫(xiě)種名在後，第一個(gè)字母小寫(xiě)例子：1.大腸埃希氏桿菌：Escherichiacoli

分類學(xué)文獻(xiàn)中，上述兩部分還應(yīng)加寫(xiě)3項(xiàng)內(nèi)容，即首次定名人，現(xiàn)定名人和現(xiàn)名的定名年分如：Escherichiacoli（Migula）

CastellanietChalmers1919大腸桿菌2.枯草芽孢桿菌（枯草桿菌）Bacillussubtilis

（Ehrenberg）Cohn18723.浮游球衣菌SpgaerotilusnatansKiitzing4.甲烷桿菌屬M(fèi)ethanobacterium枯草芽孢桿菌菌落若該菌鑒定到屬，沒(méi)有鑒定到種，則只有屬名，如：芽孢桿菌屬的名稱是Bacillus芽胞桿菌的幾種形態(tài)有關(guān)命名的其他知識(shí)1.屬名2.種名加詞四、微生物的特點(diǎn)1.體積小，面積大比面值：某一物體單位體積所占的表面積，物體的體積越小，其比表面積越大如：1cm3豌豆，總表面積6cm2，

1cm3球菌，總表面積6m22.吸收多，轉(zhuǎn)化快如：Escherichacoli在1h內(nèi)可分解其自重1000～10000倍的乳糖；Candidautilis（產(chǎn)朊假絲酵母）合成蛋白質(zhì)的能力比大豆強(qiáng)100倍，比牛強(qiáng)10萬(wàn)倍。3.生長(zhǎng)旺，繁殖快例：E.coli合適條件下，細(xì)胞分裂一次僅需12.5～20min，每晝夜可分裂72次，這時(shí)產(chǎn)生4722366500萬(wàn)億個(gè)後代，總重約可達(dá)4722噸。4.適應(yīng)強(qiáng)，易變異適應(yīng)極端環(huán)境如高溫、高酸、高輻射等；變異頻率低，但短時(shí)間能產(chǎn)生大量變異的後代。5.分佈廣，種類多物種多樣性生理代謝類型的多樣性代謝產(chǎn)物的多樣性遺傳基因的多樣性生態(tài)類型的多樣性1.2環(huán)境工程微生物學(xué)的研究對(duì)象和任務(wù)一、研究對(duì)象1.微生物學(xué)及環(huán)境微生物學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)、理論、原理等；2.多樣性的微生物資源3.有益微生物4.可用於污染治理的新微生物物種的發(fā)現(xiàn)、創(chuàng)造5.病原微生物及其他不利環(huán)境的微生物二、研究任務(wù)1.充分利用有益資源，防止有害活動(dòng)2.微生物對(duì)廢物的處理、淨(jìng)化環(huán)境……………思考1.微生物是如何分類的？2.生物的分界有幾種分法，是如何劃分的？4.微生物是如何命名的？5.微生物有哪些特點(diǎn)？6.寫(xiě)出大腸埃希氏桿菌和枯草芽孢桿菌的拉丁文全稱。第二章病毒和亞病毒擬病毒：只含有不具獨(dú)立侵染性的RNA或DNA組分非細(xì)胞生物真病毒：至少含有核酸和蛋白質(zhì)兩種組分亞病毒類病毒：只含獨(dú)立侵染性的RNA組分朊病毒：只含單一蛋白質(zhì)組分2.1病毒的特徵與分類1892年，俄羅斯學(xué)者

伊萬(wàn)諾夫斯基

首次發(fā)現(xiàn)了煙草花葉病的感病因子可通過(guò)細(xì)菌濾器

1935年，美國(guó)生物化學(xué)家

斯坦萊

從煙草花葉病葉中提取出了病毒結(jié)晶病毒：

沒(méi)有細(xì)胞結(jié)構(gòu)

專性寄生在活的敏感細(xì)胞內(nèi)

0.2μm以下電鏡下的病毒2.1.1病毒的特點(diǎn)形體極其微小沒(méi)有細(xì)胞構(gòu)造每種病毒只含一種核酸專性寄生以核酸和蛋白質(zhì)的裝配實(shí)現(xiàn)大量繁殖離體條件，為無(wú)生命的生物大分子，長(zhǎng)期保持侵染活力對(duì)抗生素不敏感，對(duì)干擾素敏感有的病毒核酸可整合到宿主基因組，誘發(fā)潛伏性感染2.1.2病毒的分類按專性宿主分類：1.動(dòng)物病毒寄生在人體和動(dòng)物體內(nèi)，引起疾病愛(ài)滋病病毒非典冠狀病毒肝炎病毒引起的疾病有：流感、愛(ài)滋病、麻疹、腮腺炎、甲肝、乙肝等2.植物病毒

寄生在植物體內(nèi)，引起疾病如煙草花葉病、番茄叢矮病、馬鈴薯退化病、水稻萎縮病和小麥黑穗病等煙草花葉病毒3.細(xì)菌病毒－噬菌體

1917年D.Herelle在人的糞便中發(fā)現(xiàn)；環(huán)境毒理學(xué)中將其作為模式病毒；可評(píng)價(jià)水與廢水的處理效率；殺菌。噬菌體3.放線菌病毒4.藻類病毒5.真菌病毒DNA病毒細(xì)小病毒組的成員一般是ssDNA

其餘病毒都是dsDNARNA病毒呼腸孤病毒組的成員是dsRNA

其餘的病毒都是ssRNA注：動(dòng)物病毒以線狀的為dsDNA和ssRNA多，植物病毒以ssRNA為多，噬菌體以線狀的為dsRNA多按核酸分類2.2病毒的形態(tài)和結(jié)構(gòu)1.病毒的大小

多數(shù)能通過(guò)細(xì)菌篩檢程式，直徑多數(shù)在100nm（20～200nm）上下；

最大的病毒：牛痘苗病毒，直徑200nm

最小的病毒：口蹄疫病毒，直徑22nm2.病毒的形態(tài)

動(dòng)物病毒的形態(tài)有：球形、卵圓形、磚形等植物病毒的形態(tài)有：桿狀、絲狀和球狀噬菌體的形態(tài)有：蝌蚪狀和絲狀粘病毒痘病毒皰疹病毒噬菌體病毒的形態(tài)和相對(duì)大小病毒的群體形態(tài)（小知識(shí)）

大量聚集並使宿主細(xì)胞發(fā)生病變時(shí)，就形成了具有一定形態(tài)、構(gòu)造並能用光學(xué)顯微鏡觀察和識(shí)別的特殊“群體”。如：動(dòng)植物細(xì)胞中的病毒包涵體植物病毒在植物葉片上的枯斑這類“群體形態(tài)”有助於病毒的分離、純化、鑒別和計(jì)數(shù)等3.病毒的化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)（1）化學(xué)組成

蛋白質(zhì)和核酸個(gè)體大的病毒除含蛋白質(zhì)和核酸，還含脂類和多糖病毒粒子的結(jié)構(gòu)圖(2)結(jié)構(gòu)病毒粒子：成熟的或結(jié)構(gòu)完整的、具有感染力的病毒體病毒粒子有兩種：

不具被膜的裸露病毒粒子在核衣殼外面有被膜包圍所構(gòu)成的病毒粒子病毒粒的對(duì)稱體制

病毒粒的對(duì)稱體制只有兩種，即螺旋對(duì)稱和二十面對(duì)稱；另外一些結(jié)構(gòu)複雜的病毒，實(shí)質(zhì)上是上述兩種對(duì)稱結(jié)合的結(jié)果，也稱為複合對(duì)稱。

二十面對(duì)稱代表病毒為腺病毒（Adenovirus）二十面體腺病毒模式圖B.螺旋對(duì)稱型代表病毒為煙草花葉病毒（TMV）該病毒核酸外由蛋白質(zhì)衣殼包裹和保護(hù)，結(jié)構(gòu)十分穩(wěn)定，室溫下保存50年不喪失侵染力TMV模式圖C.複合對(duì)稱型二十面體對(duì)稱螺旋對(duì)稱代表病毒為T(mén)偶數(shù)噬菌體，有3種，即T2、T4和T6T系噬菌體模式圖2.3

病毒的繁殖2.3.1病毒的繁殖動(dòng)物病毒、植物病毒和噬菌體的繁殖過(guò)程基本相似，此處以大腸桿菌T系噬菌體為例介紹繁殖過(guò)程有如下四步：吸附，侵入，複製，聚集與釋放1.吸附

T系噬菌體以尾部末端吸附到敏感細(xì)胞表面的某一特定的化學(xué)成分；噬菌體與大腸桿菌相對(duì)大小吸附侵入

2.侵入

尾部酶水解細(xì)胞壁的肽聚糖形成孔，尾鞘消耗ATP獲得能量而收縮將尾髓壓入大腸桿菌細(xì)胞，尾髓將頭部的DNA注入宿主細(xì)胞3.複製與聚集裝配噬菌體的裝配4.噬菌體的釋放

噬菌體粒子成熟後，其水解酶水解宿主細(xì)胞壁而使宿主細(xì)胞裂解，噬菌體粒子被釋放，進(jìn)而重新感染新的宿主細(xì)胞。噬菌體的釋放2.3.2病毒的溶原性毒（烈）性噬菌體

侵入宿主細(xì)胞後，能引起宿主細(xì)胞裂解的噬菌體。

溫和噬菌體

侵入宿主細(xì)胞後，其核酸附著並整合在宿主染色體上，和宿主的核酸同步複製，宿主細(xì)胞不裂解而繼續(xù)生長(zhǎng)宿主DNA噬菌體DNA噬菌體DNA和宿主染色體整合病毒的溶原性反應(yīng)原噬菌體

在溶原細(xì)胞內(nèi)的溫和噬菌體核酸稱為原噬菌體。原噬菌體隨宿主細(xì)胞分裂傳給子代細(xì)胞，子代也成為溶原細(xì)胞。溶原性是遺傳特性。原噬菌體沒(méi)有感染力，一旦脫離溶原性細(xì)菌的染色體後即恢復(fù)複製能力，形成毒性噬菌體。

溶原性噬菌體的命名

在敏感菌株的名稱後加括弧，括弧內(nèi)寫(xiě)上λ，如：大腸桿菌溶原性噬菌體的全稱

EscherichiacoliK12(λ)株名表示溶原性噬菌體2.4病毒的培養(yǎng)2.4.1病毒的培養(yǎng)特徵1.液體培養(yǎng)

敏感菌株接種液體培養(yǎng)基培養(yǎng)液變混濁噬菌體接種培養(yǎng)液變透明2.固體培養(yǎng)基

敏感細(xì)菌感染噬菌體形成空斑2.4.2病毒的培養(yǎng)基敏感細(xì)胞具備的條件（1）活的敏感細(xì)胞（2）能提供病毒附著的受體（3）敏感細(xì)胞內(nèi)沒(méi)有破壞特異性病毒的限制性核酸內(nèi)切酶動(dòng)物病毒的培養(yǎng)基植物病毒的培養(yǎng)基噬菌體的培養(yǎng)基2.4.3病毒的培養(yǎng)動(dòng)物病毒的培養(yǎng)動(dòng)物接種方法雞胚接種方法組織培養(yǎng)技術(shù)病毒的滴度

指能產(chǎn)生培養(yǎng)管中的50％CPE（細(xì)胞病理效應(yīng)）的最高病毒稀釋度（最少的病毒量），稱為T(mén)CLD50（組織培養(yǎng)感染劑量）若是敏感動(dòng)物，則用ID50（使50％敏感動(dòng)物發(fā)生變化的感染劑量）或LD50（引起50％敏感動(dòng)物死亡的致死劑量）表示病毒的滴度。2.5環(huán)境因素對(duì)病毒的影響及在污水處理過(guò)程中的去除效果2.5.1物理因素對(duì)病毒的影響1.溫度宿主細(xì)胞外的病毒，55～65℃範(fàn)圍內(nèi)1h可滅活高溫滅活病毒的機(jī)理高溫使病毒的核酸和蛋白質(zhì)均受損傷，但滅活蛋白質(zhì)更快；蛋白質(zhì)變性阻礙了病毒吸附在宿主細(xì)胞上，削弱其感染力。注：低溫不會(huì)滅活病毒2.光及其他輻射（1）紫外輻射

滅活部位是病毒的核酸，使核酸中的嘧啶環(huán)受到影響。（2）可見(jiàn)光

日光對(duì)腸道病毒有滅活作用。（3）離子輻射

X射線等3.乾燥

相對(duì)濕度（RH）病毒存活時(shí)間7％腺病毒2型8周柯薩奇病毒B32周35％腸病毒20周2.5.2化學(xué)因素對(duì)病毒的影響1.破壞病毒蛋白質(zhì)的化學(xué)物質(zhì)

酚、低滲緩衝溶液環(huán)境2.破壞核酸的化學(xué)物質(zhì)

甲醛，亞硝酸，氨3.影響病毒脂類被膜的化學(xué)物質(zhì)

醚，十二烷基硫酸鈉，氯仿等2.5.3抗菌物質(zhì)對(duì)病毒的影響一般抗菌物質(zhì)對(duì)病毒無(wú)滅活作用2.5.4病毒在污水處理過(guò)程的去除效果一級(jí)處理30％二級(jí)處理90～99％三級(jí)處理滴度常用對(duì)數(shù)值下降4～62.6亞病毒1.類病毒

只含RNA一種成分、專性寄生在活細(xì)胞內(nèi)的分子病原體2.擬病毒

又稱類類病毒、殼內(nèi)類病毒或病毒衛(wèi)星指一類包裹在真病毒粒中的有缺陷的類病毒。一般僅由裸露的RNA或DNA所組成3.朊病毒（Prion）

又稱普利昂或蛋白侵染子是一類不含核酸的蛋白質(zhì)分子可引起宿主體內(nèi)現(xiàn)成的同類蛋白質(zhì)分子發(fā)生與其相似的構(gòu)象變化，從而使宿主致病。

引起的疾病：羊搔癢病，瘋牛病，人的早老年性癡呆病，震顫病等思考題1.病毒的特點(diǎn)2.病毒分類依據(jù)是什麼？分為哪些類病毒？3.病毒的化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)是什麼？對(duì)稱體制如何？4.大腸桿菌T系噬菌體的繁殖過(guò)程。5.毒性噬菌體與溫和噬菌體，溶原性細(xì)胞，原噬菌體的概念。6.不同培養(yǎng)方式中病毒的培養(yǎng)特徵。7.物理化學(xué)因素如何影響病毒？第三章原核微生物指一類細(xì)胞核無(wú)核膜包裹，只存在稱作核區(qū)的裸露DNA的原始單細(xì)胞生物原核生物原核微生物細(xì)菌門(mén)藍(lán)細(xì)菌門(mén)真細(xì)菌、古菌、粘細(xì)菌、放線菌衣原體、支原體、立克次氏體、螺旋體藍(lán)細(xì)菌3.1細(xì)菌細(xì)菌（Bacteria）細(xì)菌是一類細(xì)胞細(xì)而短（細(xì)胞直徑約0.5μm，長(zhǎng)度約0.5～5μm）、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、細(xì)胞壁堅(jiān)韌、以二等分裂方式繁殖和水生性較強(qiáng)的原核微生物

是給水與廢水處理中最重要的一類微生物！3.1.1細(xì)菌的個(gè)體形態(tài)和大小1.細(xì)菌的形態(tài)（1）球狀（2）桿狀（3）螺旋狀（4）絲狀（僅有少數(shù)）（1）球菌葡萄球菌根據(jù)分裂方向及相互間連接方式又分為單球菌、雙球菌、鏈球菌、四聯(lián)球菌、八疊球菌、葡萄球菌等。是分類的一個(gè)依據(jù)。右圖自上而下：雙球菌、鏈球菌、四聯(lián)球菌、八疊球菌、葡萄球菌電鏡下的球菌葡萄球菌球菌的形態(tài)（2）桿菌細(xì)胞呈桿狀或圓柱形，一般其粗細(xì)（直徑）比較穩(wěn)定，而長(zhǎng)度則常因培養(yǎng)時(shí)間、培養(yǎng)條件不同而有較大變化。

桿菌的幾種形態(tài)球桿菌鏈桿菌雙桿菌電鏡下的桿菌梭狀芽孢桿菌乳酸桿菌桿菌的形態(tài)（3）螺旋菌霍亂弧菌螺旋菌弧菌（vibrio)：螺旋周數(shù)不足一圈細(xì)菌螺菌（spirillum)：2～6圈小型、堅(jiān)硬的螺旋狀細(xì)菌螺旋體（spirochaeta)：螺旋周數(shù)超6周，體長(zhǎng)柔軟（4）絲狀菌

分佈在水生境，潮濕土壤和活性污泥中。絲狀體是絲狀菌分類的特徵。水處理中的絲狀菌細(xì)菌的大小以μm計(jì)，如：E.Coli長(zhǎng)2μm，寬0.5μm

，1500個(gè)相當(dāng)一粒芝麻長(zhǎng)2.細(xì)菌的大小較大細(xì)菌，1997年在納米比亞海岸沉積物中發(fā)現(xiàn)的硫細(xì)菌（Thiomargaritanamibiensis）0.1～0.3mm，肉眼可見(jiàn)。較小細(xì)菌，1998年芬蘭學(xué)者E.O.Kajander發(fā)現(xiàn)引起尿結(jié)石的納米細(xì)菌（Nanobacteria），直徑僅50nm，為E.Coli的1/10，與病毒大小類似。分裂緩慢，三天才分裂一次，是目前所知最小的具有細(xì)胞壁的細(xì)菌。細(xì)菌大小的測(cè)量及表示方法如下圖所示利用顯微鏡測(cè)微尺，顯微照相後根據(jù)放大倍數(shù)進(jìn)行測(cè)算

3.1.2細(xì)菌的細(xì)胞結(jié)構(gòu)細(xì)菌是單細(xì)胞微生物。所有細(xì)菌的結(jié)構(gòu)：細(xì)胞壁，原生質(zhì)體。原生質(zhì)體包括：細(xì)胞質(zhì)膜，細(xì)胞質(zhì)及其內(nèi)含物，擬核部分細(xì)菌的特殊結(jié)構(gòu)：芽孢、鞭毛、莢膜、粘液層、菌膠團(tuán)、衣鞘及光合作用片層細(xì)菌細(xì)胞構(gòu)造模式圖在細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)，雖然沒(méi)有細(xì)胞核，仍然有核物質(zhì)，核物質(zhì)DNA盤(pán)繞成一團(tuán)，用染色方法可以看到，稱擬核。1.細(xì)胞壁（cellwall）

細(xì)胞最外一層堅(jiān)韌厚實(shí)的外被，主要由肽聚糖構(gòu)成。細(xì)胞壁的生理功能：

1）維持外形，提高機(jī)械強(qiáng)度2）為細(xì)胞生長(zhǎng)、分裂、和鞭毛運(yùn)動(dòng)必需3）阻礙大分子有害物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞4）賦予抗原性、對(duì)抗生素和噬菌體的敏感性

（1）細(xì)胞壁的化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)丹麥醫(yī)生C.Gram（革蘭）於1884年發(fā)明的一種鑒別不同類型細(xì)菌的染色方法。根據(jù)此染色法，細(xì)菌可分為革蘭氏陽(yáng)性菌和革蘭氏陰性菌特徵G–

G+強(qiáng)度疏鬆堅(jiān)韌厚度薄，5～10nm厚，20～80nm肽聚糖層數(shù)少，1～3層多，多達(dá)50層肽聚糖含量少（10～20％）高（50～90％）磷壁酸－＋脂多糖＋－脂肪含量較高一般無(wú)蛋白質(zhì)含量較高無(wú)

革蘭氏陽(yáng)性和陰性細(xì)菌細(xì)胞壁構(gòu)造的比較

革蘭氏陽(yáng)性和陰性細(xì)菌細(xì)胞壁構(gòu)造的比較肽聚糖磷壁酸多糖孔蛋白質(zhì)脂質(zhì)外膜磷壁酸肽聚糖2.原生質(zhì)體（1）細(xì)胞質(zhì)膜（protoplasmicmembrane）細(xì)胞質(zhì)膜及化學(xué)組成：

緊貼在細(xì)胞壁內(nèi)側(cè)，包圍細(xì)胞質(zhì)的一層薄膜，柔軟而富有彈性，半滲透膜。含60％～70％的蛋白質(zhì)，含30％～40％的脂類，約2％的多糖。

細(xì)胞質(zhì)膜細(xì)胞質(zhì)膜的蛋白質(zhì)具運(yùn)輸作用的整合蛋白（integralprotein)或內(nèi)在蛋白（intrinsicprotein）具酶促作用的周邊蛋白（peripheralprotein）或膜外蛋白（

extrinsicprotein）脂類是磷脂，由磷酸、甘油、脂肪酸和含膽鹼組成細(xì)胞質(zhì)膜的磷脂細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)：液態(tài)鑲嵌模型（fluidmosaicmodel）1）膜主體脂雙分子層，親水基團(tuán)在表面，疏水基團(tuán)在內(nèi)部2）雙分子層有流動(dòng)性3）蛋白鑲嵌或貫穿或浮在表面4）不對(duì)稱性1972年，辛格和尼科爾森提出該模型1）選擇運(yùn)輸2）維持滲透壓3）合成細(xì)胞壁和糖被重要基地4）細(xì)胞產(chǎn)能場(chǎng)所5）鞭毛基體著生點(diǎn)和旋轉(zhuǎn)供能細(xì)胞質(zhì)膜的生理功能

不同種類細(xì)菌的膜在其結(jié)構(gòu)和功能方面存在很大差異。這種差異非常巨大且具有特徵性，因此膜化學(xué)可被用於對(duì)細(xì)菌進(jìn)行鑒定。

細(xì)胞質(zhì)（cytoplasm)：除核區(qū)外的半透明、膠狀、顆粒狀物質(zhì)總稱。含水量80％左右。內(nèi)含物（inclusionbody）：顆粒狀構(gòu)造，如：貯藏物、氣泡等。（2）細(xì)胞質(zhì)及內(nèi)含物細(xì)胞質(zhì)主要成分為核糖體、貯藏物、多種酶類和中間代謝物、質(zhì)粒、各種營(yíng)養(yǎng)物和大分子的單體等。核糖體

(1)化學(xué)組成：由核糖核酸（RNA）和蛋白質(zhì)兩種化學(xué)成分組成。

(2)染色特性：核糖體易被鹼性染料染色，在光鏡下細(xì)胞質(zhì)中核糖體豐富的部位嗜鹼性較強(qiáng)。

(3)電鏡結(jié)構(gòu)：是近似球形的緻密顆粒，直徑為20nm。

(4)功能：合成蛋白質(zhì)。核糖體結(jié)構(gòu)

模式圖

貯藏物（reservematerials）不同化學(xué)成分累積成的不溶沉澱顆粒，貯藏營(yíng)養(yǎng)物。貯藏物碳源及能源氮源：藍(lán)細(xì)菌的藻青素、藻青蛋白磷源（異染粒）：聚磷菌、白喉棒桿菌、結(jié)核分枝桿菌糖原：E.Coli、芽孢桿菌、藍(lán)細(xì)菌等PHB：固氮菌、產(chǎn)堿菌、腸桿菌硫粒：紫硫細(xì)菌、絲硫細(xì)菌、貝氏硫桿菌聚－?－羥丁酸（PHB）

類脂性質(zhì)的碳源貯藏物，不溶於水，溶於有機(jī)溶劑，可用尼羅蘭或蘇丹黑染色，具有貯藏能量、碳源和降低細(xì)胞內(nèi)滲透壓等作用。

Bacillusmegaterium（巨大芽孢桿菌）在合適的條件下，其體內(nèi)PHB可達(dá)細(xì)胞幹重的60％左右。

PHB是由生物合成的高聚物，具有無(wú)毒、可塑和易降解等特點(diǎn)，正在大力開(kāi)發(fā)應(yīng)用於醫(yī)用塑膠和速食盒等的優(yōu)質(zhì)原料。貯藏物異染粒

由多聚偏磷酸、核糖核酸、蛋白質(zhì)、脂類及Mg2+組成，可用甲苯胺或甲烯藍(lán)染成紫紅色。一般在含磷豐富的環(huán)境中形成，具有貯藏磷元素和能量以及降低細(xì)胞滲透壓等作用。聚磷菌富含異染顆粒，可用於廢水中無(wú)機(jī)磷的處理。貯藏物硫粒

含硫粒的細(xì)菌能利用H2S做能源，氧化H2S為硫粒積累在菌體內(nèi)。當(dāng)缺乏營(yíng)養(yǎng)時(shí)，氧化體內(nèi)硫粒為SO42-，從中取得能量。硫粒具有強(qiáng)的折光性，在光學(xué)顯微鏡下極易看到。含硫粒的細(xì)菌，可以處理含H2S類的污染物。貯藏物又叫核質(zhì)體、原始核、細(xì)菌染色體，無(wú)核膜核仁的原始細(xì)胞核結(jié)構(gòu)。富爾根染色為紫色的形態(tài)不定，環(huán)狀ds-DNA，少量蛋白結(jié)合，0.25～3mm長(zhǎng)。功能：遺傳物質(zhì)。

（3）擬核擬核（nucleoid）3.特殊結(jié)構(gòu)（1）莢膜（capsule）莢膜：某些細(xì)菌在其表面分泌的一種粘性物質(zhì)，把細(xì)胞壁完全包圍封住。莢膜一般很厚，有的細(xì)菌莢膜很薄，在200μm以下，稱為微莢膜。莢膜是分類特徵之一。莢膜－－作為分類鑒定的依據(jù)

莢膜（1）莢膜（capsule）莢膜的化學(xué)組成：含水率90～98％，有的含多糖、或多肽，還有的含脂類或脂類蛋白複合體。莢膜難染色，可用負(fù)染色法染色。莢膜的功能：A.保護(hù)致病菌免受宿主吞噬細(xì)胞的吞噬，保護(hù)細(xì)胞免受乾燥的影響；B.可作為碳源和能源或氮源；C.廢水處理中，細(xì)菌莢膜有吸附作用。（2）粘液層（slimelayer）為粘性多糖，疏鬆的附著在細(xì)菌細(xì)胞壁表面。廢水生物處理中，有吸附作用，在曝氣池中因曝氣攪拌和水的衝擊力容易把細(xì)菌粘液沖刷入水中，增加水中有機(jī)物，可被其他微生物利用（3）菌膠團(tuán)（zoogloea）有些細(xì)菌由於其遺傳特性決定，細(xì)菌之間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)?；钚晕勰嘀谐Ｓ屑?xì)菌膠團(tuán)。（3）芽孢（spore）圓形或橢圓、厚壁、含水少、抗逆強(qiáng)的休眠體。無(wú)繁殖能力。耐熱、輻射、化學(xué)試劑，等不良環(huán)境。

如：肉毒梭菌100℃5個(gè)小時(shí)以上殺死；芽孢抗紫外線一般是營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞的一倍。芽孢是細(xì)菌的休眠體，條件適宜可萌發(fā)；多為桿菌，是分類鑒定依據(jù)之一；可通過(guò)芽孢染色在普通顯微鏡下觀察到。芽孢的形態(tài)1.DNA濃縮，束狀染色質(zhì)形成2.細(xì)胞膜內(nèi)陷，不對(duì)稱分裂，小的為前芽孢（forespore）

3.前芽孢雙層隔膜形成，抗輻射增強(qiáng)4.在雙層隔膜之間填充芽孢肽聚糖，合成DPA－Ca，形成皮層，脫水5.芽孢衣合成結(jié)束6.皮層合成結(jié)束，芽孢成熟7.芽孢囊裂解

芽孢形成－環(huán)境缺乏營(yíng)養(yǎng)或有害物質(zhì)過(guò)多枯草芽孢桿菌芽孢形成需8h，200個(gè)gene參與，系列化學(xué)成分和生理功能變化。（4）鞭毛（flagella）某些細(xì)菌體表長(zhǎng)絲狀、波曲的蛋白附屬物，使細(xì)菌具運(yùn)動(dòng)功能。是分類上重要特徵之一。暗視野顯微鏡觀察、鞭毛染色光學(xué)顯微鏡觀察、半固體穿刺接種、固體接種可以判斷是否有鞭毛鞭毛著生方式（4）鞭毛（flagella）鞭毛大?。褐睆?.001～0.02μm，長(zhǎng)度在2～50μm；具有鞭毛的細(xì)菌能運(yùn)動(dòng)，不具鞭毛的細(xì)菌不能運(yùn)動(dòng)。鞭毛的運(yùn)動(dòng)是靠細(xì)胞質(zhì)膜上的ATP酶水解ATP提供能量。鞭毛（flagellum）結(jié)構(gòu)--陽(yáng)性與陰性菌不同細(xì)菌鞭毛著生於細(xì)胞膜上，但運(yùn)動(dòng)支點(diǎn)由細(xì)胞壁提供。鞭毛（flagellum）組成包括：基體、鉤形鞘、鞭毛絲。

G＋和G－基體構(gòu)造有所不同；

G－基體（basalbody）四個(gè)環(huán)（ring），從外至內(nèi)：L環(huán)：連在細(xì)胞壁外的外膜；P環(huán)：連在肽聚糖；S－M環(huán)：嵌埋在細(xì)胞膜，被一對(duì)Mot蛋白包圍，驅(qū)動(dòng)SM旋轉(zhuǎn)。SM基部還有一Fli蛋白，起按鈕作用，決定正轉(zhuǎn)或逆轉(zhuǎn)。鞭毛運(yùn)動(dòng)動(dòng)力：質(zhì)子動(dòng)勢(shì)。有關(guān)鞭毛運(yùn)動(dòng)的機(jī)制曾有過(guò)“旋轉(zhuǎn)論”（rotationtheory）和“揮鞭論”（bendingtheory）的爭(zhēng)議。

1974年，美國(guó)學(xué)者西佛曼（M.Silverman）和西蒙（M.Simon）曾設(shè)計(jì)了一個(gè)“拴菌”試驗(yàn)(tethered-cellexperiment)，設(shè)法把單毛菌鞭毛的游離端用相應(yīng)抗體牢牢“拴”在載玻片上，然後在光學(xué)顯微鏡下觀察細(xì)胞的行為。發(fā)現(xiàn)，該菌是在載玻片上不斷打轉(zhuǎn)（而非伸縮揮動(dòng)），從而肯定了“旋轉(zhuǎn)論”是正確的。鞭毛（flagellum）運(yùn)動(dòng)機(jī)制思考1）細(xì)菌有哪幾種形態(tài)？舉例說(shuō)明？2）細(xì)菌的一般結(jié)構(gòu)和特殊結(jié)構(gòu)是什麼？各具有哪些生理功能？3）革蘭氏陽(yáng)性菌和革蘭氏陰性菌的細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)有什麼異同？各有哪些化學(xué)組成？4）細(xì)菌的鑒定依據(jù)有哪些？試總結(jié)說(shuō)明。……個(gè)體體積的增大——單個(gè)細(xì)菌生長(zhǎng)數(shù)目的增多——群體生長(zhǎng)1生長(zhǎng)3.1.3細(xì)菌的生長(zhǎng)繁殖2繁殖主要為裂殖，是無(wú)性繁殖，一個(gè)母細(xì)胞分裂成兩個(gè)子細(xì)胞細(xì)菌分裂過(guò)程：①核複製後分裂②形成橫隔③子細(xì)胞分離3.細(xì)菌的培養(yǎng)特徵（1）固體培養(yǎng)基上的培養(yǎng)特徵菌落特徵：細(xì)菌在固體培養(yǎng)基上的培養(yǎng)特徵。菌落：由一個(gè)細(xì)菌繁殖起來(lái)的，由無(wú)數(shù)細(xì)菌組成具有一定形態(tài)特徵的細(xì)菌集團(tuán)?？捎孟♂屍桨宸ê推桨鍎澗€法接種形成菌落。不同種的細(xì)菌菌落特徵菌落的特徵是分類鑒定的依據(jù)。可以從三方面看菌落的特徵：（1）菌落的表面特徵（2）菌落的邊緣特徵（3）縱剖面的邊緣特徵凝膠狀、表面較光滑、濕潤(rùn)、與培養(yǎng)基結(jié)合不緊密，易挑取，正反顏色一致。細(xì)菌菌落一般特點(diǎn)光滑型菌落肺炎克雷伯氏菌在DHL培養(yǎng)基上菌落形態(tài)

粘膜肺炎球菌在血瓊脂平板上菌落枯草芽孢桿菌菌落形態(tài)－粗糙型菌落菌苔（1）定義純種菌體在固體培養(yǎng)基上生長(zhǎng)繁殖時(shí)形成的肉眼可見(jiàn)的群體。菌苔是由許多菌體繁殖形成。同一菌體的菌苔特徵和菌落特徵是相同的，若有異樣，則菌體受污染或變異，應(yīng)分離純化。菌苔與菌落有什麼不同？2.明膠培養(yǎng)基中的培養(yǎng)特徵用穿刺接種法將細(xì)菌接種在明膠培養(yǎng)基中培養(yǎng)，能產(chǎn)生明膠水解酶水解明膠，不同的細(xì)菌將明膠水解成不同形態(tài)的溶菌區(qū)，依據(jù)這些不同形態(tài)，可將細(xì)菌進(jìn)行分類。3.半固體培養(yǎng)基中的培養(yǎng)特徵穿刺接種，根據(jù)細(xì)菌的生長(zhǎng)狀態(tài)判斷細(xì)菌的呼吸類型和鞭毛有無(wú)，能否運(yùn)動(dòng)。呼吸類型與培養(yǎng)特徵4.液體培養(yǎng)基中的培養(yǎng)特徵細(xì)菌在液體培養(yǎng)基中的培養(yǎng)特徵是分類依據(jù)之一。因細(xì)胞特徵、比重、運(yùn)動(dòng)能力和對(duì)氧氣等關(guān)係的不同，而形成不同的群體形態(tài)，多數(shù)表現(xiàn)混濁，部分表現(xiàn)沉澱，好氧細(xì)菌則在液面大量生長(zhǎng)，形成菌膜或環(huán)狀等1.細(xì)菌表面電荷和等電點(diǎn)定義：等電點(diǎn)：氨基酸所帶的正電荷和負(fù)電荷相等時(shí)的pH值，稱為該氨基酸的等電點(diǎn)。3.1.4細(xì)菌的物理化學(xué)性質(zhì)細(xì)菌的等電點(diǎn)在pH為2～5；革蘭氏陽(yáng)性菌的等電點(diǎn)在pH為2～3；革蘭氏陰性菌的等電點(diǎn)在pH為4～5：pH為3～4之間的為革蘭氏染色不穩(wěn)定性菌；一般培養(yǎng)中，細(xì)菌所處的pH值都高於細(xì)菌的等電點(diǎn)，表面帶負(fù)電荷。1.細(xì)菌表面電荷和等電點(diǎn)2.細(xì)菌的染色原理及染色方法細(xì)菌細(xì)胞微小透明，染色後易於觀察。細(xì)菌在通常培養(yǎng)情況下總是帶負(fù)電荷，故用帶正電的鹼性染料染色A簡(jiǎn)單染色：常用來(lái)觀察細(xì)菌的形態(tài)、大小和排列方式。用一種染液染色菌體。一般菌體被染上染料的顏色。B複合染色法：兩種染料染色，以區(qū)別細(xì)菌的革蘭氏染色反應(yīng)或抗酸性反應(yīng)，或?qū)⒕w和某一結(jié)構(gòu)染成不同顏色。常用的染色法有：複合染色之革蘭氏染色1884年丹麥細(xì)菌學(xué)家創(chuàng)造了革蘭氏染色法。將一大類細(xì)菌染上色，而另一類染不上色，以便將兩大類細(xì)菌分開(kāi)，作為分類鑒定的重要依據(jù)。也稱為鑒別染色法。1234陽(yáng)性菌陰性菌革蘭氏染色機(jī)制：（1）與等電點(diǎn)有關(guān)：革蘭氏陽(yáng)性菌pH2～3，陰性菌pH4～5，加I-－KI媒染，等電點(diǎn)降低，陽(yáng)性菌降低的更低，與結(jié)晶紫結(jié)合得更牢固；陰性菌結(jié)合力弱，易被乙醇脫色。（2）與細(xì)胞壁有關(guān)：

革蘭氏陰性菌細(xì)胞壁薄、脂類物質(zhì)高，易被乙醇溶解增加細(xì)胞通透性；革蘭氏陽(yáng)性菌細(xì)胞壁厚、肽聚糖含量高、脂類物質(zhì)含量低，肽聚糖被乙醇脫水使降低細(xì)胞通透性；因此複染後表現(xiàn)不同的染色效果。3.細(xì)菌懸液的穩(wěn)定性兩種狀態(tài)：穩(wěn)定S型，不穩(wěn)定R型。S型菌均勻分佈於培養(yǎng)基中，不發(fā)生凝聚，只在電解質(zhì)濃度高時(shí)才發(fā)生凝聚；R型很容易發(fā)生凝聚而沉澱在瓶底。菌懸液穩(wěn)定性與水處理污水、廢水生物處理中的二沉池，沉澱效果與細(xì)菌懸液的穩(wěn)定性密切相關(guān)；可採(cǎi)取投加強(qiáng)電解質(zhì)等方式改善活性污泥的沉澱效果3.2古菌

古菌是最古老的生命體，如果將地球約４６億年的年齡比作一年，那麼古菌早在３月２０日就出現(xiàn)了，而人類誕生不過(guò)是１２月３１日的事。它們多生長(zhǎng)於極端環(huán)境，如熱泉、高壓的海底火山口、鹽湖等。古生菌在進(jìn)化譜系上與真細(xì)菌及真核生物相互並列，且與後者關(guān)係更近，而其細(xì)胞構(gòu)造卻與真細(xì)菌較為接近，同屬於原核生物。3.2.1古菌的特點(diǎn)1.形態(tài)：薄，扁平；2.細(xì)胞結(jié)構(gòu)：多含脂蛋白，不含二氨基庚二酸和胞壁酸；3.代謝：多樣性，代謝中有特殊的輔酶；4.呼吸類型：多數(shù)厭氧5.繁殖：繁殖速度慢，進(jìn)化速度慢6.生活習(xí)性：極端環(huán)境生活。3.2.2古菌的分類按生活習(xí)性和生理特徵分類三類：產(chǎn)甲烷菌，嗜熱嗜酸菌，極端嗜鹽菌

《伯傑氏系統(tǒng)細(xì)菌學(xué)手冊(cè)》（第三卷），將古菌分為五大群。（一）產(chǎn)甲烷菌細(xì)胞結(jié)構(gòu)包括：細(xì)胞封套（細(xì)胞壁、表面層、鞘和莢膜）、細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)和核質(zhì)（一）產(chǎn)甲烷菌2.培養(yǎng)方法專性厭氧，需要在特殊環(huán)境下操作；目前最好的是厭氧手套箱厭氧培養(yǎng)箱可進(jìn)行分裝厭氧培養(yǎng)基，倒制平板，離心厭氧微生物收集菌體，對(duì)氧敏感的酶的分離純化等（二）嗜熱嗜酸菌包括：古生硫酸還原菌和極端嗜熱古菌特點(diǎn)：專性嗜熱、好氧、兼性厭氧、嚴(yán)格厭氧，革蘭氏陽(yáng)性、桿狀、絲狀或球狀。最適生長(zhǎng)溫度在70～105℃嗜酸性和嗜中性，自養(yǎng)或異氧生長(zhǎng)。多數(shù)是硫代謝菌（三）極端嗜鹽古菌生活環(huán)境高鹽環(huán)境，如：曬鹽場(chǎng)，天然鹽湖，高鹽醃漬食物等；通常需鹽下限為1.5mol/L的NaCl，多數(shù)需要NaCl為2～4mol/L（三）極端嗜鹽古菌特點(diǎn)：細(xì)胞呈鏈狀、桿狀或球狀；靠鈉、氯和鎂離子維持細(xì)胞結(jié)構(gòu)和硬度；革蘭氏陰性或陽(yáng)性，好氧或兼性厭氧，化能有機(jī)營(yíng)養(yǎng)型；生長(zhǎng)溫度可高達(dá)55℃。3.3放線菌在固體培養(yǎng)基上呈輻射狀生長(zhǎng)；多數(shù)為腐生菌，少數(shù)為寄生菌；在自然界物質(zhì)迴圈中起積極作用。放線菌與人類的關(guān)係極為密切，至今從微生物中發(fā)現(xiàn)了幾千種抗生素，其中2/3是由放線菌產(chǎn)生的。有些放線菌還用於生產(chǎn)維生素和酶製劑、處理污水等。

1、形態(tài)：呈菌絲狀，是由單細(xì)胞延生分枝而成。2、結(jié)構(gòu)：根據(jù)菌絲作用分為：營(yíng)養(yǎng)菌絲→氣生菌絲→孢子菌絲。鏈黴菌屬是放線菌中種類最多、分佈最廣、形態(tài)特徵最典型的類群。（一）形態(tài)結(jié)構(gòu)（1）營(yíng)養(yǎng)菌絲（基內(nèi)菌絲）：生長(zhǎng)在營(yíng)養(yǎng)基內(nèi)，直徑在0.2-0.8μm；有的產(chǎn)生色素（菌落背面呈現(xiàn)不同顏色），主要的生理功能是吸收養(yǎng)分。（2）氣生菌絲：比營(yíng)養(yǎng)菌絲粗，直徑約1-1.4μm，有的產(chǎn)生色素。（3）孢子菌絲：孢子絲產(chǎn)生孢子，可隨風(fēng)傳播，萌發(fā)成基內(nèi)菌絲；其形狀有螺旋形、枝形。放線菌的形態(tài)模式圖孢子絲著生方式可作為鑒別的依據(jù)放線菌孢子絲的類型

1、多為需O2型（抗生素生長(zhǎng)需要氧）

2、生長(zhǎng)溫度分：中溫型（23-37℃）、高溫型（50-65℃）

3、主要通過(guò)形成無(wú)性孢子的方式進(jìn)行繁殖，也可利用菌絲片斷進(jìn)行繁殖。

（二）一般特性：（三）菌落形態(tài)固體培養(yǎng)基中，放線菌菌絲相互交錯(cuò)纏繞形成質(zhì)地緻密的小菌落，乾燥、不透明、難以挑?。划?dāng)大量孢子覆蓋於菌落表面時(shí)，就形成表面為粉末狀或顆粒狀的典型放線菌菌落；由於基內(nèi)菌絲和孢子常有顏色，使得菌落的正反面呈現(xiàn)出不同的色澤。放線菌的菌落形態(tài)3.4藍(lán)細(xì)菌藍(lán)細(xì)菌是古老的生物，能產(chǎn)生氧氣，使地球由無(wú)氧環(huán)境轉(zhuǎn)為有氧環(huán)境；分佈廣泛，淡水、海水、潮濕土壤等均有生長(zhǎng)，耐高溫和乾燥；在污水處理、水體自淨(jìng)中起積極作用，也是水體富營(yíng)養(yǎng)化的指示生物

1、個(gè)體形態(tài)差異大：球形、桿狀；多形態(tài)；有單細(xì)胞，也有絲狀體形態(tài)，直徑約為1-3μm。

2、吸收二氧化碳、無(wú)機(jī)鹽和水合成有機(jī)物供自身營(yíng)養(yǎng)，放出氧氣。

3、特殊結(jié)構(gòu)：具光合器、氣泡、異形胞。

4、呈藍(lán)、綠、紅等顏色，藍(lán)細(xì)菌的顏色隨光照條件改變而改變特徵3.4其他原核微生物

比細(xì)菌?。?.2-0.5μm），多不能通過(guò)細(xì)菌篩檢程式；細(xì)胞壁與細(xì)菌相似，G-，不運(yùn)動(dòng)，形態(tài)隨發(fā)育階段不同而不同。可通過(guò)寄主傳播疾病。

寄生原因：1、酶系統(tǒng)不完整，故要借助寄主酶系統(tǒng)來(lái)完成自身活動(dòng)；2、細(xì)胞膜疏鬆，細(xì)胞質(zhì)易洩露而失去活力，故只有生活在另一個(gè)細(xì)胞中，利用寄主細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)；3、抗性差。100℃死亡。（一）立克次氏體：有細(xì)胞壁，細(xì)胞壁與細(xì)菌相似，大小比立克次氏體?。?.2-0.3um）G-；能通過(guò)細(xì)菌篩檢程式。

寄生原因：1、產(chǎn)能系統(tǒng)不完整，必須依靠寄主細(xì)胞獲得能量。2、抗性差。60℃死亡。對(duì)四環(huán)素、紅黴素、氯黴素等敏感。（二）衣原體

最小的可以獨(dú)立生活的細(xì)胞生物（0.2-0.25μm），無(wú)細(xì)胞壁，形態(tài)多樣化（球、桿、環(huán)、絲）；對(duì)青黴素、溶菌酶不敏感，對(duì)干擾素也不敏感；要求的營(yíng)養(yǎng)環(huán)境高，常需血清，生長(zhǎng)緩慢，菌落小。（三）、支原體

介於細(xì)菌和原生動(dòng)物之間的單細(xì)胞微生物。菌體柔軟細(xì)長(zhǎng)，呈螺旋狀，無(wú)鞭毛，有細(xì)胞壁，但無(wú)細(xì)菌堅(jiān)韌，一段有一根軸索（軸絲狀），靠其運(yùn)動(dòng)。分密螺旋和疏螺旋。如：梅毒螺旋體，鉤端螺旋體。分別引起梅毒和鉤端螺旋體病。（四）、螺旋體一假單胞菌屬（Pseudomonas）水中極常見(jiàn)二動(dòng)膠菌屬（Zoogloea）聚集成絮毛狀菌膠團(tuán)三產(chǎn)堿桿菌屬（Alcaligenes）反硝化四黃桿菌屬（Flavobacterium）分解蛋白質(zhì)五芽孢桿菌屬（Bacillus）起重要作用六埃希氏菌屬（Escherichia）E.coli重要的糞便菌七甲烷桿菌屬（Methanobacterium）厭氧生物處理八甲烷八疊球菌屬（Methanosarcina）厭氧生物處理水處理涉及的細(xì)菌種類思考1）在pH為6、7和7.5的溶液中，細(xì)菌各帶什麼電荷？在pH為1.5的溶液中，細(xì)菌帶什麼電荷？為什麼？2）革蘭氏染色的機(jī)制和步驟是什麼？3）細(xì)菌菌落的概念；細(xì)菌有哪些培養(yǎng)特徵？4）古菌包括哪幾種？生活習(xí)性各是什麼？5）用什麼培養(yǎng)技術(shù)判斷細(xì)菌的呼吸類型和能否運(yùn)動(dòng)？如何判斷？第四章真核微生物回顧生物細(xì)胞生物非細(xì)胞生物：

、亞病毒原核生物：

、

、

、螺旋體、立克次氏體等。原核微生物

原核微生物細(xì)胞無(wú)細(xì)胞核，只有

或

；

病毒屬於

類生物。（？）（？）（？）（？）（？）（？）真核生物是一大類細(xì)胞核具有核膜，能進(jìn)行有絲分裂，細(xì)胞質(zhì)中存在線粒體或同時(shí)存在葉綠體等多種細(xì)胞器的生物。真菌、顯微藻類和原生動(dòng)物等屬於真核生物類的微生物，稱為真核微生物真核微生物概述比較：原核微生物和真核微生物

原核微生物細(xì)胞無(wú)細(xì)胞核，只有原始核或擬核；

真核微生物細(xì)胞的主要特徵是有細(xì)胞核和細(xì)胞器及複雜的內(nèi)膜系統(tǒng)。

原核生物細(xì)胞無(wú)核膜，有一個(gè)明顯的核區(qū)，核區(qū)集中了主要遺傳物質(zhì)，由一條與類組蛋白相聯(lián)系的雙鏈DNA構(gòu)成的染色體組成。真核生物細(xì)胞則是由一條或一條以上的雙鏈DNA與組蛋白等結(jié)合成的染色體，並由核膜包圍。核、核膜、染色體原核細(xì)胞沒(méi)有獨(dú)立的內(nèi)膜系統(tǒng)，與代謝有關(guān)的酶如呼吸酶合成酶等位於細(xì)胞膜上，因此它的能量代謝在質(zhì)膜上進(jìn)行。真核細(xì)胞不僅有獨(dú)立的內(nèi)膜系統(tǒng)，還有細(xì)胞骨架，呼吸酶線上粒體中，有專用的細(xì)胞器來(lái)完成各項(xiàng)生理功能，如線粒體、葉綠體。代謝場(chǎng)所原核細(xì)胞和真核細(xì)胞的區(qū)別典型的真核細(xì)胞結(jié)構(gòu)（動(dòng)物）典型的真核細(xì)胞結(jié)構(gòu)（植物）無(wú)論是真核細(xì)胞還是原核細(xì)胞、動(dòng)物細(xì)胞還是植物細(xì)胞，它們都具有細(xì)胞質(zhì)膜、DNA和RNA、核糖體等等，各種細(xì)胞都可以通過(guò)一分為二的分裂方式來(lái)形成新細(xì)胞，使生命得以延續(xù)。真核微生物的主要類群真核微生物植物界：顯微藻類動(dòng)物界：原生動(dòng)物菌物界粘菌假菌真菌單細(xì)胞：酵母菌絲狀：黴菌大型子實(shí)體：蕈菌或原生生物界4.1原生動(dòng)物4.1.1原生動(dòng)物的一般特徵1.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。動(dòng)物學(xué)中列為原生動(dòng)物門(mén)。淡水阿米巴（變形蟲(chóng)）2.大小10～300μm3.細(xì)胞結(jié)構(gòu)單細(xì)胞生物，無(wú)細(xì)胞壁，有細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)，有分化的細(xì)胞器，細(xì)胞核有核膜細(xì)菌、病毒的大?。?.功能有獨(dú)立生活的生命特徵和生理特徵。如：攝食、營(yíng)養(yǎng)、呼吸、排泄、生長(zhǎng)、繁殖、運(yùn)動(dòng)即對(duì)刺激的反應(yīng)等各種功能由相應(yīng)的細(xì)胞器執(zhí)行。5.原生動(dòng)物的營(yíng)養(yǎng)類型（1）全動(dòng)性營(yíng)養(yǎng)－－絕大多數(shù)吞食其他生物和有機(jī)顆粒為食（2）植物性營(yíng)養(yǎng)有色素的原生動(dòng)物如綠眼蟲(chóng)等，進(jìn)行光合作用。（3）腐生性營(yíng)養(yǎng)某些無(wú)色鞭毛蟲(chóng)或寄生的原生動(dòng)物，借助體表的原生質(zhì)膜吸收環(huán)境和寄主的有機(jī)物6.原生動(dòng)物的繁殖營(yíng)養(yǎng)豐富、環(huán)境良好的條件下,大量繁殖。分為有性生殖和無(wú)性生殖。4.1.2原生動(dòng)物的分類早期，根據(jù)細(xì)胞器和其他特點(diǎn)分為四個(gè)綱：鞭毛綱、肉足綱、纖毛綱和孢子綱。後將原吸管綱並如纖毛綱。動(dòng)物學(xué)分類：鞭毛綱、肉足綱、纖毛綱（包括吸管綱）及孢子綱。鞭毛綱、肉足綱和纖毛綱存於水中，在廢水生物處理中起到重要作用；而孢子綱中的孢子蟲(chóng)寄生在人體和動(dòng)物體內(nèi)，可隨糞便排到污水中，需要消滅具有一根或多根鞭毛；有三種營(yíng)養(yǎng)類型：全動(dòng)性營(yíng)養(yǎng)、植物性營(yíng)養(yǎng)和腐生性營(yíng)養(yǎng)。大小從幾微米到幾十微米，可依據(jù)形態(tài)和運(yùn)動(dòng)方式辨認(rèn)。鞭毛綱在自然水體中，鞭毛蟲(chóng)喜歡在多汙帶和α－中汙帶生活?；钚晕勰嗯囵B(yǎng)初期或處理效果差，鞭毛蟲(chóng)大量出現(xiàn)，可作為污水處理的指示生物。代表動(dòng)物——眼蟲(chóng)（Euglena）

生活在有機(jī)物質(zhì)豐富的水溝、池沼或緩流中。溫暖季節(jié)可大量繁殖，常使水呈綠色。眼蟲(chóng)體呈綠色，梭形，長(zhǎng)約60μm，前端鈍圓，後端尖

。眼蟲(chóng)在運(yùn)動(dòng)中有趨光性，這是因?yàn)樵诒廾烤o貼著儲(chǔ)蓄泡有一紅色眼點(diǎn)，靠近眼點(diǎn)近鞭毛基部有一膨大部分，能接受光線，稱光感受器。肉足綱機(jī)體表面僅有細(xì)胞質(zhì)形成的一層薄膜。形體小，無(wú)色透明，多沒(méi)有固定形態(tài)。叫變形蟲(chóng)。少數(shù)呈球形，有偽足。形成偽足作為運(yùn)動(dòng)和攝食的細(xì)胞器。全動(dòng)性營(yíng)養(yǎng)。肉足綱可分為兩個(gè)亞綱，即根足亞綱和輻足亞綱圖4太陽(yáng)蟲(chóng)圖1.淡水阿米巴（變形蟲(chóng)）圖2，動(dòng)態(tài)中的食物泡.食物泡中充滿了酶，用來(lái)消化獵物。圖3.細(xì)胞核，還能看到許多不同階段的食物泡變形蟲(chóng)食性廣，單細(xì)胞藻類、細(xì)菌、小原生動(dòng)物、真菌、有機(jī)碎片等皆是它們的食物。變形蟲(chóng)生命力強(qiáng)，在條件不好時(shí)，可以形成一個(gè)包囊(休眠體)度過(guò)難關(guān)。在污水生物處理系統(tǒng)中，變形蟲(chóng)在活性污泥培養(yǎng)中期出現(xiàn)。纖毛綱纖毛綱的原生動(dòng)物叫纖毛蟲(chóng)。有游泳型和固定型兩種以纖毛作為運(yùn)動(dòng)和攝食的細(xì)胞器。是原生動(dòng)物中最高級(jí)的一類，有固定的、結(jié)構(gòu)細(xì)緻的攝食細(xì)胞器。草履蟲(chóng)喇叭蟲(chóng)游泳型纖毛蟲(chóng)，屬全毛目鐘蟲(chóng)固著型纖毛蟲(chóng)，屬緣毛目，蟲(chóng)體呈典型的鐘罩形，故稱鐘蟲(chóng)類。鐘蟲(chóng)類的蟲(chóng)體在不良環(huán)境中發(fā)生變態(tài)，運(yùn)動(dòng)前進(jìn)方向由向前運(yùn)動(dòng)改為向後運(yùn)動(dòng)纖毛綱中的游泳型纖毛蟲(chóng)多在中汙帶，少數(shù)在寡汙帶。污水生物處理中，在活性污泥培養(yǎng)中期或在處理效果較差時(shí)出現(xiàn)。固著型纖毛蟲(chóng)，喜在寡汙帶生活，是水體自淨(jìng)程度高、污水生物處理好的指示生物。4.1.3原生生物的胞囊形成原因環(huán)境條件變壞，可以使原生動(dòng)物不能正常生活而形成胞囊。環(huán)境變壞指：如水乾枯、水溫和pH值過(guò)高或過(guò)低，溶解氧不足，缺乏食物或排泄物積累過(guò)多，廢水中的有機(jī)物濃度超過(guò)它的適應(yīng)能力等。所有原生動(dòng)物在污水生物處理中起到指示生物的作用。一旦形成胞囊，就可判斷污水處理不正常4.2微型後生動(dòng)物原生動(dòng)物以外的多細(xì)胞動(dòng)物叫後生動(dòng)物。形體微小的，需借助顯微鏡觀察的後生動(dòng)物稱為微型後生動(dòng)物。如：輪蟲(chóng)、線蟲(chóng)、寡毛蟲(chóng)等輪蟲(chóng)輪蟲(chóng)的形態(tài)長(zhǎng)度4～4000μm，多數(shù)在500μm左右；身體為長(zhǎng)型，分頭部、軀幹和尾部，頭部有纖毛組成的能轉(zhuǎn)動(dòng)的輪盤(pán)。輪盤(pán)是運(yùn)動(dòng)和攝食器官。大多數(shù)以細(xì)菌、黴菌、藻類、原生動(dòng)物及有機(jī)顆粒為食；豬吻輪蟲(chóng)為肉食性，在污水處理中若大量出現(xiàn)，會(huì)將活性污泥蠶食光。輪蟲(chóng)可作為水生動(dòng)物的食料，如魚(yú)飼料等生活習(xí)性輪蟲(chóng)要求有較高的溶解氧，是水體寡汙帶和污水生物處理效果好的指示生物線蟲(chóng)線蟲(chóng)的形態(tài)長(zhǎng)型，多數(shù)在1mm以下；線蟲(chóng)前端口上有感覺(jué)器官，體內(nèi)有神經(jīng)系統(tǒng)，有消化道和食道。螢光顯微鏡下的秀麗線蟲(chóng)線蟲(chóng)有三種營(yíng)養(yǎng)類型：腐食型、植食型和肉食型；線蟲(chóng)有寄生和自由活動(dòng)兩種方式；污水處理中出現(xiàn)的多是自由活動(dòng)的。線蟲(chóng)的習(xí)性污水處理中常見(jiàn)的線蟲(chóng)線蟲(chóng)是污水處理淨(jìng)化程度差的指示生物寡毛類動(dòng)物污水處理中常見(jiàn)的的寡毛蟲(chóng)污水生物處理中出現(xiàn)的多為紅斑顠體蟲(chóng)顫蚓和水絲蚓為河流、湖泊底泥污染的指示生物4.3藻類4.3.1藻類的一般特徵1.形態(tài)大小和細(xì)胞結(jié)構(gòu)形體大小和結(jié)構(gòu)差異大，小的藻類只能在光學(xué)顯微鏡下觀察；有單細(xì)胞的個(gè)體和群體，群體是若干個(gè)個(gè)體以膠質(zhì)相連，大小以微米計(jì)；2.習(xí)性真核藻類具有葉綠體，光能自養(yǎng)，可進(jìn)行光合作用；少樹(shù)腐生，極少數(shù)共生。生長(zhǎng)條件：陽(yáng)光、pH4～104.3.2藻類的分類及簡(jiǎn)介根據(jù)藻類的光合色素的種類、個(gè)體形態(tài)、細(xì)胞結(jié)構(gòu)、生殖方式和生活史等分為10門(mén)：原核：藍(lán)藻門(mén)真核：裸藻門(mén)、綠藻門(mén)、輪藻門(mén)、金藻門(mén)、黃藻門(mén)、矽藻門(mén)、甲藻門(mén)、紅藻門(mén)及褐藻門(mén)裸藻門(mén)特點(diǎn)：（1）不具有細(xì)胞壁（2）有鞭毛，能運(yùn)動(dòng)（3）多數(shù)具有葉綠體（4）繁殖方式為縱裂（4）環(huán)境惡化，裸藻失去鞭毛形成胞囊但是，它也有不足之處。特別是沒(méi)有反映現(xiàn)代生物的兩個(gè)最基本和最進(jìn)步類群——?jiǎng)游锱c植物的系統(tǒng)關(guān)係及其歷史淵源。

實(shí)際上，植物與動(dòng)物的祖先類型不僅都可以在原生生物中找到，而且它們?cè)谠忌镏械淖嫦阮愋蜕踔辆哂幸欢ǖ耐恍?。這種同一性在現(xiàn)代的一種原始生物--眼蟲(chóng)身上還可以找到。

眼蟲(chóng)是一種生活在水中的單細(xì)胞原生生物。身體呈長(zhǎng)梭形或圓柱形，前端有一個(gè)凹口，由此伸出一根鞭毛，其擺動(dòng)在水中產(chǎn)生的反作用力能夠推動(dòng)身體運(yùn)動(dòng)；凹口的下方有一個(gè)具有感光機(jī)能的紅色的眼點(diǎn)（眼蟲(chóng)的名稱就因具有眼點(diǎn)而得）。如果把它們放在含有有機(jī)物的水中，眼蟲(chóng)能夠靠細(xì)胞膜吸取水裏的有機(jī)物“食物”，過(guò)著動(dòng)物式的異養(yǎng)生活。這些性質(zhì)使動(dòng)物學(xué)家認(rèn)為，眼蟲(chóng)是一種“原生動(dòng)物”。但是同時(shí)，眼蟲(chóng)的細(xì)胞卻又有含葉綠素的葉綠體，能夠進(jìn)行光合作用，自己製造營(yíng)養(yǎng)。因此，植物學(xué)家認(rèn)為，它是一種“原生植物”；由於它的細(xì)胞外面沒(méi)有細(xì)胞壁，植物學(xué)家給它起了另外一個(gè)名字——裸藻。眼蟲(chóng)的這種“動(dòng)物植物雙重性”使許多科學(xué)家相信，動(dòng)物與植物有共同的祖先——它很可能就是與眼蟲(chóng)類似的、某種生活在遠(yuǎn)古水域中的單細(xì)胞原生生物。在漫長(zhǎng)的進(jìn)化過(guò)程中，它們當(dāng)中的某些個(gè)體伴隨著基因組的變化加強(qiáng)了運(yùn)動(dòng)、攝食的結(jié)構(gòu)和功能，同時(shí)逐步“丟失”了進(jìn)行光合作用的結(jié)構(gòu)和功能，最終生活方式轉(zhuǎn)變成為完全的異養(yǎng)；另外一些個(gè)體則伴隨著基因組的其他方式的變化向著完全自養(yǎng)的方式轉(zhuǎn)變。前一種方式代表著最早的動(dòng)物的產(chǎn)生，後一種方式代表著最早的植物的出現(xiàn)。原始的原生動(dòng)物和原生植物分異伊始都是單細(xì)胞的，隨後，它們分別向多細(xì)胞方向發(fā)展。生長(zhǎng)環(huán)境生長(zhǎng)在有機(jī)物豐富的靜止水體或緩慢的流水中，對(duì)溫度的適應(yīng)範(fàn)圍廣，大量繁殖時(shí)形成綠色、紅色或褐色的水華是水體富營(yíng)養(yǎng)化的指示生物綠藻門(mén)特點(diǎn)：形體多樣，有單細(xì)胞體、群體、多細(xì)胞絲狀體、多細(xì)胞片狀體等類型；綠藻的細(xì)胞內(nèi)，都具有真核，有核膜、核仁；細(xì)胞壁分兩層，內(nèi)層主要是纖維素組成，外層為果膠質(zhì)，常常粘液化。多含葉綠素a、b，也含有葉黃素、泥黃素等；貯藏物為澱粉和油類；有無(wú)性生殖和有性生殖單細(xì)胞：衣藻石蓴

綠管滸苔

團(tuán)藻錯(cuò)綜根枝藻

刺松藻不同形狀的綠藻綠藻雞湯竹蓀卷脆皮綠藻乳酪芥末綠藻珊瑚花小球藻和柵藻富含蛋白質(zhì)，可作為食品綠藻是藻類生理生化研究的材料及宇宙航行的供氧體綠藻在水體自淨(jìng)中起淨(jìng)化和指示生物作用輪藻門(mén)具有大型頂細(xì)胞，其他特點(diǎn)大致與綠藻相同，也有人將其歸於綠藻門(mén)。卵配生殖，在淡水和半鹹水中生長(zhǎng)輪藻可煙熏驅(qū)蚊，輪藻生長(zhǎng)的水中無(wú)孑孓生長(zhǎng)。矽藻門(mén)矽藻為單細(xì)胞，形體像小盒，由上殼和下殼組成；矽藻的細(xì)胞壁由矽質(zhì)和果膠質(zhì)組成；細(xì)胞內(nèi)有一個(gè)核和兩個(gè)以上的色素體。矽藻的形態(tài)矽藻的細(xì)胞有些矽藻可作土壤和水體鹽度、腐殖質(zhì)含量和酸鹼度的指示生物；是水中動(dòng)物的食料。甲藻門(mén)甲藻多為單細(xì)胞的個(gè)體；有細(xì)胞壁，細(xì)胞核大，細(xì)胞質(zhì)中有大液泡；有色素體，藻體呈棕黃色或黃綠色

甲藻在短期內(nèi)大量繁殖會(huì)造成海洋“赤潮”甲藻死後沉在海底形成生油地層中的主要化石赤潮褐藻門(mén)海帶屬、裙帶屬含碘量高，可供食用紅藻門(mén)江籬屬、石花菜屬、麒麟屬可提取瓊脂，供食用、醫(yī)藥用及制生化試劑江籬石花菜海帶裙帶思考1.從細(xì)胞大小、結(jié)構(gòu)、生理特性等方面，比較真核微生物與原核微生物有哪些異同點(diǎn)？2.原生動(dòng)物中各綱在水體自淨(jìng)和污水生物處理中如何其指示作用？3.污水生物處理中的指示生物有哪些？試總結(jié)說(shuō)明，並比較各有何特點(diǎn)。4.水體富營(yíng)養(yǎng)化與哪些藻類有關(guān)？4.4真菌4.4.1概述真菌(Fungi)分佈廣泛，類群龐大，形態(tài)差異極大，約有十幾萬(wàn)種。菌體形態(tài)大小差別很大。生殖方式為無(wú)性或有性，同宗或異宗配合。生活迴圈簡(jiǎn)單或複雜。生活習(xí)性，兼性或?qū)Ｐ愿?，寄生或共生。在有機(jī)物的生物處理中起積極作用。電鏡下的酵母菌電鏡下的紅麯黴肉眼可見(jiàn)的蘑菇包含哪幾大類?①有邊緣清楚的核膜包圍著細(xì)胞核，而且在一個(gè)細(xì)胞內(nèi)有時(shí)可以包含多個(gè)核，其他真核生物很少出現(xiàn)這種現(xiàn)象；②不含葉綠素，營(yíng)養(yǎng)方式為異養(yǎng)吸收型；③以產(chǎn)生大量孢子進(jìn)行繁殖；④除酵母菌為單細(xì)胞外，一般具有發(fā)達(dá)的菌絲體。陸生性較強(qiáng)真菌是一類低等真核生物，主要有4個(gè)特點(diǎn)：異養(yǎng)方式多樣，凡從活的動(dòng)物、植物吸收養(yǎng)分的稱為寄生(Parasitism)；從死的動(dòng)、植物體或其他無(wú)生命的有機(jī)物中吸取養(yǎng)分的稱為腐生(saprophytism)；從活的有機(jī)體吸取養(yǎng)分，同時(shí)又提供該活體有利的生活條件，從而彼此間互相受益、互相依賴的稱為共生(symbiosis)。三種營(yíng)養(yǎng)方式異養(yǎng)吸收：通過(guò)細(xì)胞表面自周圍環(huán)境中吸收可溶性營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)4.4.2酵母菌酵母菌(yeast)一般泛指能發(fā)酵糖類的各種單細(xì)胞真菌。在分類系統(tǒng)中分別屬於擔(dān)子菌綱、子囊菌綱和半知菌綱。有氧化型和發(fā)酵型兩種。發(fā)酵型：發(fā)酵糖為乙醇（或甘油、有機(jī)酸等）和二氧化碳，用於麵包、饅頭和釀酒氧化型：無(wú)發(fā)酵能力或發(fā)酵能力弱而氧化能力強(qiáng)①個(gè)體多以單細(xì)胞狀態(tài)存在；②多數(shù)出芽生殖，也有裂殖；③能發(fā)酵糖類產(chǎn)能；④細(xì)胞壁常含甘露聚糖；⑤喜在含糖量較高的偏酸性環(huán)境中生長(zhǎng)。

酵母菌的特點(diǎn)：在自然界分佈很廣，主要分佈於偏酸性含糖環(huán)境中。如水果、蔬菜、蜜餞的表面和果園土壤中最常見(jiàn)。不少酵母菌可以利用烴類物質(zhì)，故在煉油廠附近的土層中可以找到這類可利用石油的酵母菌。酵母菌的分佈酵母菌的應(yīng)用酵母菌是人類利用最早的微生物，與人類關(guān)係密切。如各種酒類生產(chǎn)，麵包製作，甘油發(fā)酵，飼用、藥用及食用單細(xì)胞蛋白生產(chǎn)，從酵母菌體提取核酸、麥角甾醇、輔酶A、細(xì)胞色素C、凝血質(zhì)和維生素等生化藥物。少數(shù)酵母菌能引起人或其他動(dòng)物的疾??；在石油加工工業(yè)中脫蠟，降低石油凝固點(diǎn)，處理煉油廠含油廢水、含酚廢水及其他高含有機(jī)物的廢水均有應(yīng)用；用於監(jiān)測(cè)重金屬。酵母菌的形態(tài)基本形態(tài)：球形、卵圓形、臘腸形、橢圓形等。

特殊形狀：假菌絲。假菌絲是由酵母菌在繁殖時(shí)子細(xì)胞沒(méi)有脫離母體而與母細(xì)胞線連成鏈，形成假絲狀。圖3-5假絲酵母菌與白地黴(1.細(xì)胞；2.假菌絲)酵母菌的大小比細(xì)菌的單細(xì)胞個(gè)體要大得多，一般為直徑為1~5微米，長(zhǎng)約5~30微米。如釀酒酵母(Saccharomycescervisiae)細(xì)胞大小為2.5～10μm×4.5～21μm。酵母菌的細(xì)胞結(jié)構(gòu)酵母菌細(xì)胞結(jié)構(gòu)模式圖

1.細(xì)胞壁厚約25nm，重量達(dá)細(xì)胞幹重的25％，主要成分為“酵母纖維素”細(xì)胞壁有三層結(jié)構(gòu)，呈三明治狀：外層為甘露聚糖，中間為蛋白質(zhì)，內(nèi)層為葡聚糖；酵母菌細(xì)胞壁可用瑪瑙螺胃液製成的蝸牛消化酶水解，形成原生質(zhì)體酵母菌的細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)

原生質(zhì)體的形狀？2.細(xì)胞膜位於細(xì)胞壁內(nèi)側(cè)，厚約7nm，結(jié)構(gòu)與原核微生物相似；電子顯微鏡下呈3層結(jié)構(gòu)，主要成分為：蛋白質(zhì)（幹重的50％），類脂（40％）和少量糖類；酵母細(xì)胞膜上的類脂中含有甾醇，其中麥角甾醇居多，經(jīng)紫外線照射形成維生素D2。

酵母菌的細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)

3.細(xì)胞核酵母菌具有真核—多孔核膜包裹起來(lái)的細(xì)胞核。在電子顯微鏡下，可看到核膜是一種雙層單位膜，其上存在著大量直徑40～70nm的圓形小孔，細(xì)胞核與細(xì)胞質(zhì)間的物質(zhì)交換通過(guò)該通道進(jìn)行，核內(nèi)合成的RNA通過(guò)核孔轉(zhuǎn)移到細(xì)胞質(zhì)中，為蛋白質(zhì)合成提供範(fàn)本。酵母菌的細(xì)胞核酵母細(xì)胞核是其遺傳資訊的主要貯存庫(kù)。4.細(xì)胞器—線粒體(Mitochondria)通常呈桿狀，數(shù)量1～20個(gè)，橫斷面直徑約0.3～1μm，長(zhǎng)0.5～3μm。線粒體具雙層膜，內(nèi)膜向內(nèi)捲曲折疊成崤，崤上有小圓形顆粒。線粒體含豐富的類脂、磷酸、麥角甾醇、RNA、DNA和蛋白質(zhì)，並含有RNA聚合酶和呼吸酶，後者與三羧酸迴圈和電子傳遞有關(guān)。線粒體5.其他結(jié)構(gòu)成熟的酵母菌細(xì)胞中，有一個(gè)大型的液泡。老齡菌細(xì)胞質(zhì)由於營(yíng)養(yǎng)過(guò)剩，形成一些內(nèi)含物，如：異染顆粒、脂肪粒、蛋白質(zhì)和多糖。少數(shù)酵母菌還存在微體等細(xì)胞器。液泡酵母菌的繁殖酵母菌的繁殖方式多樣，對(duì)科學(xué)研究、菌種鑒定和菌種選育工作十分重要。繁殖方式無(wú)性繁殖有性繁殖：芽殖：各屬酵母均存在裂殖：在裂殖酵母菌中存在產(chǎn)無(wú)性孢子節(jié)孢子：地黴屬等產(chǎn)生擲孢子：擲孢酵母屬等產(chǎn)生厚垣孢子：Candidaalbicans等產(chǎn)生如酵母屬、接合酵母屬等代表性的繁殖方式1.無(wú)性繁殖之一：芽殖芽體形成過(guò)程：（1）水解酶分解芽體部位的細(xì)胞壁多糖，使細(xì)胞壁變??；（2）核物質(zhì)(染色體)和細(xì)胞質(zhì)等在芽體起始部位堆積，芽體逐步長(zhǎng)大；（3）芽體達(dá)到最大體積時(shí)在芽體與母細(xì)胞之間形成隔離壁；子細(xì)胞與母細(xì)胞在隔離壁處分離。（4）在母細(xì)胞上留下一個(gè)芽痕，在子細(xì)胞上留下一蒂痕。光學(xué)顯微鏡下無(wú)法直接看到酵母菌的芽痕。用鈣螢光素(calcafluor)或櫻草靈(Primulin)等螢光染料染色，可在螢光顯微鏡下看到芽痕、蒂痕。通過(guò)掃描電鏡攝影，可以清晰地看到芽痕和蒂痕的細(xì)微結(jié)構(gòu)。芽痕的觀察酵母菌以形成子囊和子囊孢子的方式進(jìn)行有性繁殖。2.有性生殖過(guò)程：兩個(gè)鄰近的形態(tài)相同、性別不同的細(xì)胞各伸出一根管狀原生質(zhì)突起，然後相互接觸並融合而成一個(gè)通道，細(xì)胞質(zhì)結(jié)合(質(zhì)配)，兩個(gè)核在此通道內(nèi)結(jié)合(核配)，形成雙倍體細(xì)胞，並隨即進(jìn)行減數(shù)分裂，形成4個(gè)或8個(gè)子核，每一子核和其周圍的原生質(zhì)形成孢子。各種類型酵母菌的子囊孢子

含有孢子的細(xì)胞稱為子囊，子囊內(nèi)的孢子稱為子囊孢子。酵母菌的培養(yǎng)特徵固體培養(yǎng)基上的培養(yǎng)特徵大多數(shù)酵母菌的菌落特徵與細(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。啤酒酵母的菌落紅酵母的菌落酵母菌菌落不同形態(tài)的酵母菌菌落可用於生物處理的酵母菌能以尿素和硝酸鹽為氮源，不需任何生長(zhǎng)因數(shù)。能利用五碳和六碳糖，即能利用造紙工業(yè)的亞硫酸廢液、木材水解液及糖蜜等生產(chǎn)人畜食用的蛋白質(zhì)。1.產(chǎn)朊假絲酵母產(chǎn)朊假絲酵母能發(fā)酵葡萄糖、蔗糖、棉子糖，不發(fā)酵麥芽糖、半乳糖、乳糖和蜜二糖。不分解脂肪，能同化硝酸鹽。

2.解脂假絲酵母從黃油、人造黃油、石油井口黑油土、煉油廠及動(dòng)植物油脂生產(chǎn)車間等處採(cǎi)樣，可分離到解脂假絲酵母。解脂假絲酵母能利用石油等烷烴，是石油發(fā)酵脫蠟和制取蛋白質(zhì)的較優(yōu)良的菌種。

3.熱帶假絲酵母

能發(fā)酵葡萄糖、蔗糖、麥芽糖和半乳糖，不利用乳糖、蜜二糖和棉子糖。不能同化硝酸鹽，不分解脂肪。熱帶假絲酵母氧化烴類能力強(qiáng)，可利用煤油，為石油蛋白生產(chǎn)的重要酵母。也可用農(nóng)副產(chǎn)品和工業(yè)廢料生產(chǎn)飼料酵母。4.白地黴＊

屬於叢梗孢科、地黴屬。對(duì)葡萄糖、甘露糖及果糖弱發(fā)酵，有的弱發(fā)酵半乳糖。同化甘油、乙醇、山梨醇及甘露醇。不利用楊梅苷，分解果膠及油脂。不同化硝酸鹽。

白地黴的菌體蛋白營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高，可供食用及飼料用，也可提取核酸。還可合成脂肪。能利用糖廠、酒廠及其他食品廠的有機(jī)廢水生產(chǎn)飼料蛋白。＊注：本教材中將其歸於黴菌，多數(shù)參考資料認(rèn)為其為酵母菌5.其他如：出芽短梗黴，屬於酵母菌短梗黴屬，可以利用啤酒廠廢水、制糖廠下腳料、農(nóng)業(yè)廢棄物等發(fā)酵生產(chǎn)多糖，可以用來(lái)作為生物絮凝劑、醫(yī)療塑膠代替品、食品添加劑等。4.4.3黴菌黴菌(mould,mold)屬於絲狀真菌(filamentousfungi)。通常指那些菌絲體較發(fā)達(dá)又不產(chǎn)生大型子實(shí)體結(jié)構(gòu)的真菌。黴菌包括分類學(xué)上許多不同綱或類的真菌，它們分別屬於藻狀菌綱、子囊菌綱、擔(dān)子菌綱和半知菌類。黴菌的菌落黴菌在自然界分佈極為廣泛，只要存在有機(jī)物就有他們的蹤跡；在自然界中，黴菌是最重要的有機(jī)物分解者，把其他生物難以利用的複雜有機(jī)物如纖維素和木質(zhì)素徹底分解轉(zhuǎn)化，成為綠色植物可以重新利用的養(yǎng)料。黴菌的分佈黴菌與人類的關(guān)係在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、醫(yī)療實(shí)踐、環(huán)境保護(hù)等方面有密切的關(guān)係。①工業(yè)應(yīng)用：有機(jī)酸，酶製劑，抗生素，維生素，生物鹼，真菌多糖和植物生長(zhǎng)刺激素(赤黴素)等產(chǎn)品的生產(chǎn)；生產(chǎn)甾體激素類藥物；②食品釀造：釀酒、制醬及醬油等；③環(huán)境保護(hù)：如鐮刀黴分解無(wú)機(jī)氰化物能力強(qiáng)，對(duì)廢水中氰化物的去除率達(dá)90％以上；有的黴菌還可以處理硝基化合物廢水；④危害：黴菌能引起糧食等農(nóng)副產(chǎn)品及各種工業(yè)原料、產(chǎn)品、電器和光學(xué)設(shè)備的發(fā)黴或變質(zhì)，也能引起植物和動(dòng)物疾病。1.黴菌的形態(tài)與構(gòu)造（1）菌絲

黴菌是由分支和不分支的菌絲交織形成的菌絲體。菌絲可無(wú)限伸長(zhǎng)，直徑約3～10微米。根據(jù)形態(tài)菌絲有兩類：一類菌絲中無(wú)橫隔，整個(gè)菌絲體就是一個(gè)單細(xì)胞，含有多個(gè)細(xì)胞核。

另一類菌絲有橫隔，每一段就是一個(gè)細(xì)胞，整個(gè)菌絲體是由多個(gè)細(xì)胞構(gòu)成，橫隔中央留有極細(xì)的小孔，使細(xì)胞質(zhì)和養(yǎng)料互相溝通。根據(jù)功能分，菌絲體有兩種類型：營(yíng)養(yǎng)菌絲：密佈在營(yíng)養(yǎng)基質(zhì)內(nèi)部，執(zhí)行營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和水分吸收功能的菌絲體稱為營(yíng)養(yǎng)菌絲體或基內(nèi)菌絲體；氣生菌絲：伸展到空氣中的菌絲體稱為氣生菌絲體。（2）菌絲體菌絲體：指真菌孢子在適宜固體培養(yǎng)基上發(fā)芽、伸長(zhǎng)、分枝及其相互交織而成的菌絲集團(tuán)。（3）細(xì)胞結(jié)構(gòu)與酵母菌細(xì)胞結(jié)構(gòu)相似，由細(xì)胞壁、細(xì)胞膜、細(xì)胞核、細(xì)胞質(zhì)和內(nèi)含物等組成。在細(xì)胞壁與細(xì)胞膜之間還有一種由單層膜包圍而成的特殊膜結(jié)構(gòu)——膜邊體，其形狀為管狀、囊狀、球狀、卵圓或多層折迭狀，該結(jié)構(gòu)分佈於細(xì)胞周圍，類似於細(xì)菌的間體。黴菌大多數(shù)是多細(xì)胞的，少數(shù)是單細(xì)胞的。2.黴菌的繁殖方式黴菌有多種繁殖方式，可以由一段任意菌絲生長(zhǎng)成新的菌絲體外，還可通過(guò)有性或無(wú)性方式產(chǎn)生孢子進(jìn)行繁殖。黴菌主要通過(guò)無(wú)性孢子繁殖。分生孢子：是黴菌中普遍存在的一類無(wú)性孢子，由菌絲頂端或分生孢子梗出芽或縊縮形成，其形狀、大小、顏色、結(jié)構(gòu)以及著生情況多樣。無(wú)性孢子之分生孢子青黴具有明顯分化的分生孢子梗。分生孢子梗頂端多次分枝成帚狀。分枝頂端著生小梗，小梗上形成串生的分生孢子。青黴的分生孢子紅麯黴的分生孢子著生在菌絲或其分枝的頂端，單生、成鏈或成簇，具有無(wú)明顯分化的分生孢子梗；

紅麯黴的分生孢子3.黴菌的菌落特徵（1）黴菌的氣生菌絲間無(wú)毛管水，其菌落與細(xì)菌和酵母菌不同，與放線菌接近。（2）黴菌菌落形態(tài)較大，質(zhì)地比放線菌疏鬆，外觀乾燥，不透明，呈現(xiàn)或緊或松的蛛網(wǎng)狀、絨毛狀或棉絮狀