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第二章原核微生物（Procaryotes）环境工程专业主讲教师丁文川第一篇微生物学基础FundamentalofMicrobiology§1细菌域（Eubacteria）章节纲要¾细菌的形态和大小¾细菌的细胞结构¾细菌的培养特征¾细菌的物理化学性质¾放线菌、蓝藻及其他原核生物环境工程专业主讲教师丁文川第一篇微生物学基础FundamentalofMicrobiology掌握内容——细菌的基本形态及其细胞构造。——何谓菌胶团，其在污水处理中有何重要意义？——概念：菌落，菌苔。——放线菌的形态和菌落特征。——放线菌和蓝藻在环境工程中的作用。了解内容——细胞各构造的功能——细菌培养特征的描述——还有那些生物属于原核微生物？§1细菌域（Eubacteria）细菌分类:28门,42纲环境工程专业主讲教师丁文川第一篇微生物学基础FundamentalofMicrobiology¾细菌的形态和大小1.细菌的形态教材P.39细菌的基本形态有三种：球状、杆状和螺旋状。环境工程中还有丝状菌。2.细菌的大小球菌直径:0.5μm-2.0μm杆菌:0.5μm-1.0μmx1.0μm-8.0μm螺旋菌:0.3μm-1.0μmx5.0μm-50μm。§1细菌域（Eubacteria）环境工程专业主讲教师丁文川第一篇微生物学基础FundamentalofMicrobiology¾细菌的细胞结构细胞壁cellwall基本构造细胞膜cellmembrane原生质体细胞质cytoplasm细菌细胞protoplasma核质nucleoid的构造内含物鞭毛flagellum特殊构造荚膜capsule芽孢spore§1细菌域（Eubacteria）环境工程专业主讲教师丁文川第一篇微生物学基础FundamentalofMicrobiology1.细胞壁1.2细胞壁的化学组成和结构外壁层外壁层内壁层内壁层1111--22%22%11--4%4%脂肪脂肪约约60%60%约约20%20%蛋白质蛋白质++--55--10%10%1010GG--细菌细菌--含量高含量高50503030--95%95%2020--8080G+G+细菌细菌脂多糖脂多糖磷壁酸磷壁酸肽聚糖肽聚糖壁厚度壁厚度（（nmnm））细菌细菌1.3细胞壁的作用a.维持细胞的外形，保护细胞免受机械性或渗透压的破坏。b.细胞壁化学组成，具有一定抗原性和毒性，致病性及对噬菌体敏感性。c.为鞭毛运动提供支点。d.多孔性，有屏障作用，具有分子筛功能。§1细菌域（Eubacteria）环境工程专业主讲教师丁文川第一篇微生物学基础FundamentalofMicrobiology2.细胞膜2.1组成和结构由60-70%蛋白质，30-40%的脂肪，约2%的多糖组成，其中，脂类是磷脂、甘油、脂肪酸和含氮碱组成。2.2功能a．细胞质膜是具有选择性的半渗透膜，能阻止高分子通过，维持渗透压的梯度和溶质的转移；b．重要的代谢活动中心，在细胞质膜上进行物质代谢和能量代谢，繁多的具有特殊活性的膜蛋白质，渗透酶、合成酶、脱氢酶、呼吸酶、ATP合成酶等；c．细胞质膜上有鞭毛基粒，鞭毛由此长出，即为鞭毛提供附着点。d．细胞壁合成和细胞分裂有关。§1细菌域（Eubacteria）1972年生物膜的流动镶嵌模型（fluidmosaicmodel）(视频)环境工程专业主讲教师丁文川第一篇微生物学基础FundamentalofMicrobiology3细胞质及其内含物由蛋白质、核酸、多糖、脂类；无机盐和水组成，呈无色透明、粘稠的复杂胶体。幼龄菌的细胞质稠密、均匀，富含核糖核酸（RNA)，嗜碱性强，易被碱性染料和中性染料着染。老龄菌核糖核酸被用作氮源和磷源着色不均匀。3.1核糖体(ribosome)：由核糖核酸(RNA)和蛋白质组成，是合成蛋白质的部位。3.2内含颗粒(inclusomegranule)：异染粒、聚β—羟基丁酸（PHB）、硫粒、淀粉粒、肝糖粒等。3.3气泡(gasvacuole)：紫色光合细菌和蓝绿细菌含有气泡，借以调节浮力。§1细菌域（Eubacteria）环境工程专业主讲教师丁文川第一篇微生物学基础FundamentalofMicrobiology4拟核(nucleoid)4.1组成、结构没有核膜和核仁，故称为原始核或拟核，亦称细菌染色体。由脱氧核糖核酸(DNA)纤维组成，即由一条环状双链的DNA分子高度折叠缠绕形成的。4.2功能拟核携带着细菌全部遗传信息，决定遗传性状和传递遗传信息。§1细菌（Bacteria）环境工程专业主讲教师丁文川第一篇微生物学基础FundamentalofMicrobiology§1细菌（Bacteria）5荚膜、粘液层、菌胶团和衣鞘5.1荚膜(capsule)5.2菌胶团(zoogloea)a.形成：由于其遗传特性决定，细菌之间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。特殊染色-负染色荧光显微镜下的荚膜环境工程专业主讲教师丁文川第一篇微生物学基础FundamentalofMicrobiologyb.形状：球形、蘑菇形、椭圆形、分支状、垂丝状及不规则形。c.作用：①对动物吞噬起保护作用，增强对不良环境的抵抗能力；②有较强的吸附和氧化有机物能力，在废水处理中起重要作用；③胞外贮藏物质，在缺乏营养时可作碳源和能源物质利用；④颜色、结构紧密程度可作为活性污泥性能好坏的指标。5.3粘液层(slimelayer)、衣鞘(Sheath)§1细菌（Bacteria）老化污泥活性污泥环境工程专业主讲教师丁文川第一篇微生物学基础FundamentalofMicrobiology§1细菌（Bacteria）6芽孢(spore)6.1形成6.2位置6.3芽孢的特点7鞭毛(flagella)和运动性7.1位置、长度和数量7.2运动(杆菌运动、弧菌运动)7.3趋性7.4其他运动方式化学趋性光趋性氧趋性吸引物浓度趋向运动排斥物浓度趋避运动环境工程专业主讲教师丁文川第一篇微生物学基础FundamentalofMicrobiology¾细菌的培养特征1概念菌落(colony)——繁殖的菌体以母细胞为中心聚集在一起，形成一个肉眼可见，具有一定形态和结构的子细菌群体，若一个菌落由一个细菌繁殖而来，则为纯培养。菌苔(lawn)——在斜面培养基接种(inoculation)线上长成的细菌菌落.2细菌培养特征2.1固体培养基(平板、斜面)上2.2半固体培养基上2.3液体培养基上§1细菌（Bacteria）环境工程专业主讲教师丁文川第一篇微生物学基础FundamentalofMicrobiology¾细菌的物理化学性质1细菌表面电荷和等电点2细菌悬液的稳定性3细菌悬液的浑浊度4细菌的密度和重量§1细菌（Bacteria）环境工程专业主讲教师丁文川第一篇微生物学基础FundamentalofMicrobiology¾放线菌(Actinomyces)l形态和结构营养菌丝(基内菌丝)，气生菌丝，孢子丝2菌落特征链霉菌属(Streptomyces)产生大量分枝和气生菌丝，质地致密，表面呈较紧密的绒状或密实干燥多皱，菌落小而不蔓延，不易用针挑起。诺卡氏菌属（Nocardia）不产生大量的菌丝体，质地松散，粘着力差，表面呈粉质状，易挑起。环境工程专业主讲教师丁文川第一篇微生物学基础FundamentalofMicrobiology3繁殖4应用抗生素、自然界物质循环、有机固体废弃物的填埋和堆肥、石油脱蜡、烃类发酵、废水处理。¾蓝细菌(Crynobacteria)1特征2分类3应用¾其他原核生物螺旋体(Spirochaeta)、立克次氏体(Rickellsia)、衣原体(Chlamydia)、支原体(Mycoplasmn)环境工程专业主讲教师丁文川第一篇微生物学基础FundamentalofMicrobiology特征细菌支原体立克次氏体衣原体病毒大小μm0.5-2.00.1-0.30.2-0.50.2-0.3＜0.25革兰氏染色+或-无--无培养方法人工培养基人工培养基宿主细胞或组织宿主细胞或组织宿主细胞核酸种类DNA和RNADNA和RNADNA和RNADNA和RNADNA或RNA入侵方式多样直接昆虫媒介不清楚宿主细胞性质决定立克次氏体、衣原体、支原体与细菌和病毒比较环境工程专业主讲教师丁文川第一篇微生物学基础FundamentalofMicrobiology§2古菌域（Archaea）章节纲要¾古菌的特点¾古菌的分类环境工程专业主讲教师丁文川第一篇微生物学基础FundamentalofMicrobiology¾古菌的特点1古菌的形态2古菌的细胞结构3代谢4呼吸类型5繁殖速度§2古菌（Archaea）环境工程专业主讲教师丁文川第一篇微生物学基础FundamentalofMicrobiology6生活习性大多数古菌生活在极端环境，如盐分高的湖泊水中，极热、极酸和绝对厌氧的环境。它有特殊的代谢途径，有的古菌还有热稳定性酶和其他特殊酶。¾古菌的分类泉古生菌门,广古生菌门¾环境保护中作用§2古菌（Archaea）图片资料环境工程专业主讲教师丁文川第一篇微生物学基础FundamentalofMicrobiologySpherical(cocci)Rod-shaped(bacilli)球形（球菌）杆状（杆菌）Filamentous（Thiobacillus）Helical(spirallaandspirochetes)丝状（硫细菌）螺旋状（螺旋菌）环境工程专业主讲教师丁文川第一篇微生物学基础FundamentalofMicrobiology球菌：单球、双球、链球、四联、八叠和葡萄球菌；杆菌：长杆、短杆、链杆和芽孢杆菌；螺旋菌：弧菌、螺菌。环境工程专业主讲教师丁文川第一篇微生物学基础FundamentalofMicrobiology细菌的大小之比较。左边的是针头放大85倍，中间是放大440倍，右图是放大11,000倍。环境工程专业主讲教师丁文川第一篇微生物学基础FundamentalofMicrobiology环境工程专业主讲教师丁文川第一篇微生物学基础FundamentalofMicrobiology革兰氏染色（1884年）ProceduresofGramStaining结晶紫乙醇沙黄或番红深紫色G+菌体着色脱色复染镜检碘液红色G-环境工程专业主讲教师丁文川第一篇微生物学基础FundamentalofMicrobiology环境工程专业主讲教师丁文川第一篇微生物学基础FundamentalofMicrobiology亲水端疏水端环境工程专业主讲教师丁文川第一篇微生物学基础FundamentalofMicrobiology直径0.01—0.02μm，长度不等，在2—50μm之间。一至数根，端生、丛生或周生。环境工程专业主讲教师丁文川第一篇微生物学基础FundamentalofMicrobiology土壤细菌在固体培养基上形成的各种菌落光滑型菌落粗糙型菌落粘液型菌落环境工程专业主讲教师丁文川第一篇微生物学基础FundamentalofMicrobiology细菌在半固体培养基中的生长情况环境工程专业主讲教师丁文川第一篇微生物学基础FundamentalofMicrobiology菌膜沉淀浑浊对照细菌在液体培养基中的生长情况环境工程专业主讲教师丁文川第一篇微生物学基础FundamentalofMicrobiology孢子丝培养基面营养菌丝气生菌丝显微镜下菌丝及孢子环境工程专业主讲教师丁文川第一篇微生物学基础FundamentalofMicrobiologyCyanobacteriaor“blue-greenalgae”蓝细菌或蓝绿藻色球藻鱼腥藻念珠藻皮果藻环境工程专业主讲教师丁文川第一篇微生物学基础FundamentalofMicrobiology电子显微镜下衣原体“油煎荷包蛋状”菌落电子显微镜下支原体电子显微镜下立克次氏体显微镜下螺旋体环境工程专业主讲教师丁文川第一篇微生物学基础FundamentalofMicrobiolo