第2章原核微生物

微生物的种类一、细胞型微生物1、原核微生物：细菌、放线菌、立克次氏体、支原体、衣原体、蓝细菌、螺旋体。2、真核微生物：酵母菌、霉菌、蕈菌等。二、非细胞型微生物1、病毒2、亚病毒因子:类病毒、卫星病毒、卫星RNA、朊病毒。原核细胞真核细胞原核细胞和真核细胞的区别原核细胞真核细胞细胞核有明显核区，无核膜、核仁有核膜，核仁细胞器无线粒体，能量代谢和许多物质代谢在质膜上进行有线粒体，能量代谢和许多合成代谢在线粒体中进行核糖体分布在细胞质中，沉降系数为70S分布在内质网膜上，沉降系数为80S第二章原核微生物第一节细菌细菌是单细胞原核微生物，个体微小，形态简单，以二等分裂方式繁殖。在自然界中，细菌分布最广、数量最多。一、细菌的形态二、细菌的大小微米作为测量大小常用的单位。三、细菌细胞的结构（一）一般结构1、细胞壁功能：1）维持细胞外形。2）保护细胞，防止被破坏。3）鞭毛运动必需。

细菌细胞构造模式图细胞壁主要成分：肽聚糖（聚合物）。肽聚糖组成：１）N－乙酰葡糖胺。２）N－乙酰胞壁酸。（β－１，４糖苷键）３）短肽。（肽键）溶菌酶作用点：糖苷键青霉素作用点：肽键革兰氏染色法该染色法由丹麦医生C.Gram于1884年创立。分为初染、媒染、脱色和复染四步。

甲菌

乙菌初染结晶紫媒染碘液脱色乙醇复染沙黄紫色(G+)

红色(G-)革

兰

氏

染

色

法1.涂片固定2.初染—结晶紫染液第一次染色

1min

3.媒染—碘-碘化钾溶液浸湿30S4.脱色—95%乙醇溶液进行颜色洗脱5.复染—红色的藩红染液第二次染色呈现第二次染色的效果红色；称革兰氏阴性菌（红阴G-）细菌呈现第一次染色的效果紫色，革兰氏阳性菌（紫阳G＋）；革兰氏染色的意义通过这一染色，可把几乎所有的细菌分成革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌两个大类。因此是分类鉴定的重要指标。这两类细菌在细胞结构、成分、形态、生理、生化、遗传、免疫、生态和药物敏感性等方面都呈现出明显的差异，因此任何细菌只要先通过很简单的革兰氏染色，即可提供不少其他重要的生物学特性方面的信息。革兰阳性菌与阴性菌细胞壁结构比较细胞壁革兰阳性菌革兰阴性菌强度较坚韧较疏松厚度20-80nm10-15nm肽聚糖层数可多达50层1-2层肽聚糖含量占细胞壁干重40%-80%占细胞壁干重10%磷壁酸+-脂肪1-4%11-12%蛋白质约20%约60%脂多糖-+２、细胞膜１）选择性薄膜。２）与细胞壁、荚膜生物合成有关。３）参与能量的产生。４）细菌分裂有关。５）细菌运动有关。3、细胞质主要成分：水（80%）、蛋白质、核酸、脂类特点：不流动4、核区无固定形态由环状DNA组成。５、内含物１）异染颗粒２）聚β-羟基丁酸颗粒（二）特殊结构１、鞭毛

主要成分：蛋白质2.荚膜、粘液层和菌胶团荚膜:某些细菌细胞壁外的一层较松厚，而且较固定的粘液性物质。不易着色，一般采用负染色法。成分:多糖、多肽和脂类“菌胶团”---活性污泥中细菌的主要存在形式功能:1.保护作用：保护细菌免受干燥的影响，保护不受宿主吞噬细胞的吞噬。2.当缺乏营养时，荚膜可被用作碳源和能源。3.具荚膜的致病菌毒力强，失去荚膜的致病力下降。4.废水生物处理中的细菌荚膜有生物吸附作用，将废水中的有机物、无机物及胶体吸附在细菌体表面上。菌胶团活性污泥中的主要线状性细菌曝气池３、芽孢芽孢不起繁殖作用，不是一种繁殖方式。对不良环境条件的抗性比营养细胞强。四、细菌的繁殖裂殖是细菌最普遍、最主要的繁殖方式。细菌一般以二分裂法进行无性繁殖，少数细菌存在有性结合，但发生频率极低。杆菌二分裂过程模式图五、菌落与菌苔第二节放线菌主要特点：产生大量的、种类繁多的抗生素。链霉素由灰色链霉菌产生。土霉素由龟裂链霉菌产生。制霉菌素由诺尔斯氏链霉菌产生。利福霉素由诺卡氏菌产生。（抗结核）博来霉素有轮丝链霉菌产生。繁殖方式

孢子丝进一步产生分生孢子或孢子囊（无性的）进行繁殖。1.横隔分裂2.形成孢子囊回本节目录放线菌的菌落特征：１、圆形，干燥，致密，与培养基结合牢固，不易挑起。２、表面可有丝绒状。３、呈粉状、颗粒状。４、菌落周围有放射状菌丝。放线菌的主要属（一）诺卡氏型（Nocardioforms)特征：好气型，具气生菌丝，多产粉

孢子。应用：烃类发酵，污水处理，产生

抗生素（如万古霉素、头孢菌

素等）（二）具有气生菌丝特化出的孢囊孢子和分生孢子1．弗兰克氏放线菌属（Frankia)可以固氮，存在于非豆科植物根部，（如:桤木、赤扬等）2．小单孢菌属（Micromonospora)可产生多种抗生素，如庆大霉素、利福霉素；有的种可积累VitB123．链霉菌属(Streptomyces)产生许多著名的抗生素，如链霉素、红霉素、四环素、土霉素、金霉素等。第三节蓝细菌又称：蓝藻、蓝绿藻。丝状蓝细菌是有许多细胞排列而成的群体。特点:１）含有光合色素：叶绿素ａ，可进行光合作用。２）含有藻蓝素和叶绿素ａ，细胞成蓝绿色。３）含有一种特化的细胞－异形胞，厚壁、是固氮的场所。颤藻属单歧藻属色球藻属微囊藻属腔球藻属皮果藻属筒孢藻属异型细胞是进行无氧固氮反应的场所。念珠藻属淡水藻，引起水花（水花中最常见最频繁最具危害性）铜色微囊藻曲鱼腥藻常见的是铜色微囊藻、曲鱼腥藻等。蓝藻引起的水华第三节丝状细菌铁细菌硫磺细菌球衣菌二、铁细菌(ironbacteria

，TGB)

自来水管会流出—黑水、红水？黑水—FeS↓,硫酸盐还原菌SRB

红水—Fe(OH)3↓,铁细菌TGB（一）种类和形态铁细菌也是丝状的原核生物，但不分枝。常见的铁细菌有多孢泉发菌赭色纤发菌含铁嘉利翁氏菌1．多孢泉发菌特征：多细胞共生、有鞘，附着在坚固的基质上鞘——硬化的荚膜

2．赭色纤发菌特征：有鞘，呈黄色或褐色，被氢氧化铁所包围。3．含铁嘉利翁氏菌特征：绞绳状，无鞘。当卷曲的环被附着的铁所包围时，其丝状体就好象一串念珠。多孢泉发菌赭色纤发菌含铁嘉利翁氏菌胞内4FeCO3+O2+6H2O→

4Fe(OH)3↓+4CO2+167.5J

Fe(OH)3失水变成Fe2O3，大量堆积－→铁矿（二）生理提问：营养与呼吸类型是什么？无机自养、好氧无机盐呼吸反应产生的能量很小。它们为满足对能量的需要，必须要有大量Fe2+被O2氧化高铁，形成Fe(OH)3。这种不溶性的铁化合物排出菌体后就沉淀下来。影响因子：最适生长温度为21~22℃

铁含量至少应达到0.43mg/LpH6.16~6.87腐蚀管线、水质带色、堵塞管线、污泥膨胀提问：腐蚀原理是什么？加速电化学铁负极的溶解铁细菌吸收水中的亚铁盐后，促使组成水管的铁质更多地溶入水中，因而加速了钢管和铸铁管的腐蚀。腐蚀特征：在铁腐蚀部位通常有一个个很小的半球形鼓包，成分为包裹着铁细菌的Fe(OH)3。危害：？处理方法：？冲洗、消毒、改换管路、清刷管路二、化能硫细菌(sulfur-oxidizingbacteria硫氧化细菌)生理—O2氧化硫化氢、硫磺和其它硫化物为硫酸，化能自养。形态—丝状1.贝日阿托氏菌

漂浮在池沼上，丝状体中的一串细胞相互联接并拥有共同的衣鞘。外在特征：不固着、能进行匍匐运动内部特征：含有大量硫磺颗粒（能源储备）2.发硫细菌发—固着三、球衣细菌由许多的球杆状细菌通过衣鞘彼此紧靠的丝状细菌（一）形态大多具有假分枝。单个球衣菌假分枝——好象是分枝，实际上与旁边的菌丝体并无关。当皮鞘内的一个细菌细胞从皮鞘的一端游出，吸附在另一个球衣细菌的菌丝体上形成高倍镜放大（二）生理特征与活性污泥的膨胀环境影响因素：最适溶解氧0.1mg/L适宜的pH范围6~8适宜的温度在30℃左右环保应用：

污废水中有机物的降解

但数量过大→污泥膨胀污泥膨胀：指污泥结构极度松散，体积增大、上浮，难于沉降分离影响出水水质的现象。丝状污泥膨胀后处理生物处理（二级处理）化学营养物曝气池沉淀池污泥回流净水外排污泥及余渣消化罐第四节光合细菌光合细菌（PSB）能以光作为能源，能在厌氧光照或好氧黑暗条件下利用自然界中的有机物、硫化物、氨等作为供氢体进行光合作用。分类

产氧、不产氧光能自养、光能异养生理特性光合细菌广泛分布于自然界的土壤、水田、沼泽、湖泊、江海等处，主要分布于水生环境中光线能透射到的缺氧区。光合细菌的适宜水温为10—45C,最适水温为25—28C。PSB菌体营养丰富，它的细胞干物质中蛋白质含量高达到65%以上，其蛋白质氨基酸组成比较齐全，细胞中还含有多种维生素，尤其是B族维生素极为丰富，Vb2、叶酸、泛酸、生物素的含量也较高，同时还含有大量的类胡萝卜素、辅酶Q等生理活性物质。光合细菌的应用在自然界淡、海水中通常每毫升含有近百个PSB菌，光合细菌在水中光照条件下可直接利用降解有机质和硫化氢并使自身得以增殖，同进净化了水体。处理高浓度有机废水，如啤酒厂、屠宰厂、酵母生产厂利用光合细菌生产单细胞蛋白和制剂。第五节其他原核微生物一、立克次氏体特点：１）专性活细胞寄生物。2)不能在培养基上繁殖3）有细胞壁，不能独立生活4）对热、干燥、光照、普通化学剂的抗性较差，耐低温5）普氏立克次氏体引起流行性斑疹伤寒。二、衣原体特点：１）仅在脊椎动物细胞内生存的能量寄生物２）可通过细菌滤器。３）不耐热和化学药剂，但耐低温