第二章细菌环境工程微生物演示文稿

第二章细菌环境工程微生物演示文稿目前一页\总数四十六页\编于十六点优选第二章细菌环境工程微生物目前二页\总数四十六页\编于十六点（二）古菌的细胞结构

细胞壁不含二氨基庚二酸（D-氨基酸）和胞壁酸，不受溶菌酶和内酰胺抗生素的作用细胞膜的脂质是非皂化性甘油二醚的磷脂和糖脂的衍生物（三）代谢代谢呈多样性，有自养型、异养型和不完全光合作用3种类型，代谢过程中有许多特殊辅酶。目前三页\总数四十六页\编于十六点（四）呼吸类型严格厌氧、兼性厌氧、专性好氧（五）繁殖方式和繁殖速度二分裂、芽殖繁殖速度比较慢（六）生活习性大多数古菌生活在极端环境目前四页\总数四十六页\编于十六点二、古菌的分类根据生活习性和生理热性：产甲烷菌、嗜热嗜酸菌、极端嗜盐菌1、产甲烷菌可进行厌氧消化，与水解菌和产酸菌等协同作用，将有机物降解成H2、CO2、乙酸并进行甲烷化（具有经济价值的生物能源和清洁燃料）。专性厌氧菌，分为3目、7科、19属、70种目前五页\总数四十六页\编于十六点目前六页\总数四十六页\编于十六点产甲烷菌的培养方法：专性厌氧菌，分裂和培养均需要在特殊的环境和用特殊的技术进行。

保证厌氧环境：厌氧手套箱在环境工程中，产甲烷菌具有特殊的意义。在厌氧条件下，产甲烷菌与其他菌（水解菌、产酸菌等）共同作用，将有机物转化为甲烷，这就是所谓的“沼气发酵”。目前七页\总数四十六页\编于十六点2、极端嗜盐菌对NaCL有特殊的适应性和需要性。栖息在高盐环境。通常极端嗜盐菌的要求盐浓度下限为1.5mol/L（约9％），大多数为2～4mol/L（约12～23％），甚至高达5.5mol/L（32％，达饱和状态）。有的种类也能在低盐浓度下生长。目前八页\总数四十六页\编于十六点三、研究古菌的意义极端微生物对极端环境有很强的适应性和需要性，对极端微生物基因组的研究有助于从分子水平研究极限条件下微生物的适应性，加深对生命本质的认识。古菌生活条件涵盖了自然极端环境的所有恶劣条件，在极端环境下直接进行污染治理，可极大降低运行费用、节约成本。目前九页\总数四十六页\编于十六点第二节细菌域一、个体形态与大小基本形态丝状（一）目前十页\总数四十六页\编于十六点球状球菌细胞个体呈球形或椭圆形不同种的球菌在细胞分裂时会形成不同的空间排列方式，常被作为分类依据。分有：单球菌、双球菌（肺炎球菌）、四联球菌、八叠球菌（甲烷球菌）、链球菌、葡萄球菌目前十一页\总数四十六页\编于十六点双球菌

四联球菌八叠球菌

链球菌

葡萄球菌

目前十二页\总数四十六页\编于十六点杆状细胞呈杆状或圆柱形，一般其粗细（直径）比较稳定，而长度则常因培养时间、培养条件不同而有较大变化。分有：单杆菌、双杆菌和链杆菌。目前十三页\总数四十六页\编于十六点单杆菌双杆菌链杆菌球杆菌目前十四页\总数四十六页\编于十六点螺旋菌

螺旋菌呈螺旋卷曲状，螺纹不满一圈的称为弧菌。弧菌螺旋菌螺旋体菌

目前十五页\总数四十六页\编于十六点丝状菌分布在水生境、潮湿土壤和活性污泥中。主要特征是菌体丝状，可引起污泥膨胀。目前十六页\总数四十六页\编于十六点（二）细菌大小细菌的大小以μm计多数球菌：（直径）0.2-80μm

杆菌：（长×宽）(0.5-1.0)×(1-5)μm

螺旋菌：宽度×弯曲长度(0.25-1.7)×(2-60)μm目前十七页\总数四十六页\编于十六点二、细菌的细胞结构基本结构：细胞壁、细胞质膜、细胞质及其内含物、拟核。特殊结构：芽孢、鞭毛、荚膜、黏液层、衣鞘、光合作用层片等。目前十八页\总数四十六页\编于十六点（一）细胞壁（cellwall）位于细胞表面，内侧紧贴细胞膜的一层较为坚韧略有弹性的结构，占细胞干重10-25%。根据革兰氏染色效果的不同，将细菌分为革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌两大类。目前十九页\总数四十六页\编于十六点革

兰

氏

染

色

法1.涂片固定2.单染—结晶紫染液第一次染色1min

目前二十页\总数四十六页\编于十六点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目前二十一页\总数四十六页\编于十六点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＋）；目前二十二页\总数四十六页\编于十六点（1）革兰氏阳性菌(G+)细胞壁厚度为20-80nm，含肽聚糖、磷壁酸和少量蛋白质和脂肪。目前二十三页\总数四十六页\编于十六点

内壁层：紧贴细胞膜，2-3nm，肽聚糖组成的单分子或双分子层,结构疏松

外壁层：脂多糖（外层）+磷脂层（中层）+脂蛋白层（内层）

（2）

革兰氏阴性菌(G-)细胞壁目前二十四页\总数四十六页\编于十六点G+细菌与G﹣细菌细胞壁化学组成与结构：细菌壁厚度/nm肽聚糖/%磷壁酸/%脂多糖/%蛋白质/%脂肪/%革兰氏阳性菌20~8040~90+－约201~4革兰氏阴性菌1010－+约6011~22目前二十五页\总数四十六页\编于十六点对照革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌的组成和构造说明什么通过革兰氏染色G+呈兰色，G-呈红色？①脱色剂----95%乙醇为脂溶剂破坏G﹣的外膜、肽聚糖层和细胞质膜，于是被乙醇溶解的结晶紫和碘的复合物从细胞中渗漏出来，当再用藩红复染时，显现红色。②但在G+细胞中，乙醇使厚的肽聚糖层脱水，导致孔隙变小，由于结晶紫和碘的复合物分子较大，不能通过细胞壁，保持紫色。目前二十六页\总数四十六页\编于十六点1.保护原生质体免受渗透压引起的破裂作用；2.维持细菌的形态。（溶菌酶处理不同形态的菌体细胞壁后，菌体均呈球状）3.细胞壁为多孔结构的分子筛，可以阻挡某些分子的进入。4.细胞壁为鞭毛提供支点，使鞭毛运动细菌细胞壁的生理功能：目前二十七页\总数四十六页\编于十六点（二）原生质体细胞质膜细胞质及内含物拟核磷脂分子水溶性甘油和磷酸难溶于水的脂肪酸细胞质膜：半透膜，主要由磷脂双分子层和蛋白质构成。目前二十八页\总数四十六页\编于十六点a、磷脂双分子层构成膜的基本骨架b、磷脂分子以多种形式不断运动使膜结构具流动性c、膜蛋白质无规则的、以不同深度分布于膜的磷脂层中d、膜上的蛋白质和磷脂数量与种类可随细菌生理状态而变化细胞质膜的结构目前二十九页\总数四十六页\编于十六点细胞质膜的超薄切片电镜照片（标尺：0.2μm）

目前三十页\总数四十六页\编于十六点细胞膜的生理功能：①维持细胞内正常渗透压梯度和溶质的转移；②含有合成细胞壁和形成横膈膜组分的酶，合成细胞壁重要基地；③膜内陷形成中间体，含有细胞色素，参与呼吸作用；④膜上含有进行能量代谢的酶系，在细胞质膜上进行物质代谢和能量代谢，是细胞产能场所；⑤细胞质膜上有鞭毛基粒，是鞭毛基体的着生部位和鞭毛旋转的供能部位。目前三十一页\总数四十六页\编于十六点细胞质和内含物

细胞质是细胞质膜包围的除核物质以外的无色透明、黏稠的复杂胶体；由蛋白质、核酸、多糖、脂质、无机盐和水组成。细胞质内含物

（1）核糖体：是分散在细胞质中的亚微颗粒，是合成蛋白质的场所，由核糖核酸RNA(60%)和蛋白质(40%)组成。目前三十二页\总数四十六页\编于十六点

（2）内含颗粒当细菌生长到成熟阶段，因营养过剩而形成。主要功能是贮存营养物。①多聚磷酸盐颗粒（异染粒）由多聚偏磷酸盐、核糖核酸、蛋白质、脂类及Mg2+组成，是磷酸盐的贮存体，或者可说是能量仓库。正在生长的细胞中多聚磷酸盐颗粒含量较多，而老龄细胞中，多聚磷酸盐颗粒被用作碳源、能源和磷源而减少。因其可用蓝色的染料（甲苯胺蓝或甲烯蓝）染成紫红色或深浅不同的蓝色，被称为异染粒。目前三十三页\总数四十六页\编于十六点②聚β-羟丁酸为脂溶性物质，不溶于水。很容易被脂溶性染料苏丹黑着染，在光学显微镜下清晰可见。当缺乏营养时，被用作碳源和磷源。③硫粒一些硫化菌如：贝日阿托氏菌可以利用H2S作为能源，氧化为硫粒积累在菌体，当缺乏营养时，氧化体内硫粒为SO42-,从中获得能量。硫粒具有很好的折光性，在光学显微镜下可轻松看到。④糖元和淀粉粒均可用碘染色，前者为红褐色，后者为蓝色，二者可作为碳源和能源。目前三十四页\总数四十六页\编于十六点⑤气泡调节细胞比重以使细胞漂浮在最适水层中获取光能、O2和营养物质通常，一种菌含有一种或两种内含颗粒。目前三十五页\总数四十六页\编于十六点（3）拟核原核生物所特有的、无核膜结构、无固定形态的原始细胞核。没有核膜和核仁。由一条环状双链的DNA高度折叠缠绕而成。拟核携带着细菌的全部遗传信息，决定着遗传性状和传递遗传信息。目前三十六页\总数四十六页\编于十六点目前三十七页\总数四十六页\编于十六点（三）荚膜、粘液层、菌胶团和衣鞘1.荚膜capsule：一些细菌在细胞表面分泌的一种黏性物质，把细胞壁完全包围封住。（1）化学成分：含水率为90-98%，固形物主要是多糖，有的也含有多肽。肺炎链球菌荚膜荚膜目前三十八页\总数四十六页\编于十六点（2）

功能：a、能增强某些病原菌的致病能力；b、使之抵御宿主吞噬细胞的吞噬，保护细胞免受干燥的影响；c、细胞外碳源和能源性贮藏物质；d、生物吸附作用目前三十九页\总数四十六页\编于十六点负染色法又称衬托法

1.先染菌体。

2.再将背景染成黑色。在菌体及背景的衬托下，二者之间会出现透明区，就是荚膜，在显微镜下清晰可见。目前四十页\总数四十六页\编于十六点2．粘液层：有些细菌不产生荚膜，其细胞表面仍分泌粘性多糖，疏松地附着在细胞壁表面，与外界没有明显边界.在污水处理中也有一定的生物吸附功能。目前四十一页\总数四十六页\编于十六点3．菌胶团zoogloea：有的细菌荚膜物质互相融合，连为一体，若干细菌按一定的排列方式互相粘集在一起，被一个公共荚膜包围形成一定形状的细菌集团，叫做菌胶团。形态：球形、蘑菇形、椭圆形、分枝状、埀丝状及其它不规则形。形成菌胶团的典型细菌为动胶菌属的细菌。［菌胶团＋吸附物（物质、其他微生物）＝活性污泥］目前四十二页\总数四十六页\编于十六点4．衣鞘sheath：水生丝状菌多数有衣鞘。由表面的粘液层或荚膜硬质化，形成一个透明坚韧的空壳。目前四十三页\总数四十六页\编于十六点（四）芽孢spore某些细菌在其生活史中的某个阶段或某些细菌在遇到外界不良环境时，在其细胞内形成一个内生孢子叫芽孢。所有的芽孢都可以抵挡外界不良环境。它是抵挡外界不良环境的休眠体。目前四十四页\总数四十六页\编于十六点枯草杆菌芽孢的超薄切片电镜照片（标尺：0.2μm）目前四十五页\总数四十六