第二章环境生物技术的生物学基础

LOGO环境生物技术第二章环境生物技术的生物学基础微生物学基础知识微生物（microorganism）是一切肉眼看不见的或看不清的微小生物的总称。包括了单细胞的细菌，古细菌，放线菌，立克次氏体，支原体，衣原体，蓝细菌等原核生物，也包括了多细胞的真菌（酵母菌，霉菌），原生动物，显微藻类（微型藻类）等真核生物，还包括了非细胞型的病毒，亚病毒等分子生物。微生物的类群2.1微生物学基础知识——微生物的类群原核细胞微生物2.1微生物学基础知识——微生物的类群特性原核微生物真核微生物核拟核完整的核核膜无有核仁无有细胞器无线粒体、高尔基体，叶绿体，内质网等细胞分裂二分裂有丝分裂，减数分裂运动器官较细的鞭毛（中空管状结构）较粗的鞭毛或纤毛（9＋2结构）细胞大小1－10μm10－100μm微生物学基础知识——微生物的类群原核细胞微生物——细菌1.细菌的形态和大小球菌（Coccus）杆菌（Bacillus）螺旋菌（Spirillar）微生物学基础知识——微生物的类群球菌（Coccus）单球菌（Coccus）细胞分裂沿一个平面进行，新个体分散而单独存在。双球菌（Diplococcus）细胞沿一个平面分裂，新个体成对排列。微生物学基础知识——微生物的类群球菌（Coccus）四联球菌（Tetragenus）细胞分裂沿两个互相垂直的平面进行，分裂后四个细胞特征性地连在一起，呈田字形。微生物学基础知识——微生物的类群球菌（Coccus）八叠球菌（Sarcina）细胞沿三个互相垂直的方向进行分裂，分裂后每八个细胞特征性地叠在一起呈一立方体。微生物学基础知识——微生物的类群球菌（Coccus）链球菌（Streptococcus）细胞沿一个平面分裂，新个体不但可保持成对的样子,并可连成链状。微生物学基础知识——微生物的类群球菌（Coccus）葡萄球菌（Staphycoccus）细胞无定向分裂，多个新个体形成一个不规则的群集，犹如一串葡萄。微生物学基础知识——微生物的类群杆菌（Bacillus）短杆（球杆）状；棒杆状；梭状；鼓槌状；分枝状；月亮状；竹节状等各排列方式在一些情况下是生长阶段或培养条件等原因造成的，因此，对大多杆菌来说，细胞排列方式在分类鉴定中作用不大。微生物学基础知识——微生物的类群螺旋菌（Spirillar）弧菌：菌体弯曲不足一圈的菌体。单生鞭毛或丛生鞭毛。螺旋菌：弯曲度大于一周的菌体。端生鞭毛。微生物学基础知识——微生物的类群其他形态的细菌微生物学基础知识——微生物的类群1.细菌的大小细菌的大小可用测微尺在显微镜下直接测量；也可通过投影或照相，按图中的大小和放大倍数间接测算。1μm6μm1μm5μm20μm1.5μm10-9~10-13mg/细胞微生物学基础知识——微生物的类群1.细菌的大小球菌：直径；杆菌：长×宽；螺菌：长、宽和螺距。测量细菌的大小常以微米（µm）为单位。测量亚细胞结构要用nm（10-9m）作单位。原核细胞微生物——细菌2.细菌的构造2.1微生物学基础知识——微生物的类群基本结构特殊结构微生物学基础知识——微生物的类群原核细胞微生物——细菌2.细菌的繁殖方式与菌落特征细菌的繁殖：裂殖出芽生殖接合生殖微生物学基础知识——微生物的类群原核细胞微生物——细菌2.细菌的繁殖方式与菌落特征不同细菌形成的菌落具有不同的特征，但同一菌种在同一培养基上所形成的菌落具有较稳定的特征，包括大小、形状、光泽、颜色、硬度、透明度等。微生物学基础知识——微生物的类群原核细胞微生物——放线菌1.放线菌的形态放线菌因菌落呈放射状而得名，是细菌中的一个特殊类群，是细菌类中进化较高级的类群。微生物学基础知识——微生物的类群原核细胞微生物——放线菌1.放线菌的形态菌丝基内菌丝气生菌丝孢子丝微生物学基础知识——微生物的类群原核细胞微生物——放线菌2.放线菌的繁殖与菌落特征放线菌主要通过无性孢子及菌丝片段进行繁殖。无性孢子：凝聚分裂，横隔分裂，孢囊孢子放线菌也可借菌丝断裂的片段形成新的菌体，此种繁殖方式常见于液体培养基中。微生物学基础知识——微生物的类群2.放线菌的繁殖与菌落特征微生物学基础知识——微生物的类群原核细胞微生物——光合型原核生物1.蓝细菌基本形态：球状、杆状、长丝状，无鞭毛，可滑行运动。光合色素：是藻胆素，包括藻蓝素和藻红素，位于类囊体的片层膜上。气泡：使菌体漂浮，可调节菌体在水中的位置。2.1微生物学基础知识——微生物的类群原核细胞微生物——光合型原核生物1.蓝细菌微生物学基础知识——微生物的类群原核细胞微生物——光合型原核生物1.蓝细菌生活特征:光能自养型生物具有固氮能力分布广泛，喜中温恶性增殖时，可形成“水华”或“赤潮”微生物学基础知识——微生物的类群原核细胞微生物——光合型原核生物2.光合细菌不含叶绿素，只有菌绿素及类胡萝卜素。微生物学基础知识——微生物的类群原核细胞微生物——其它原核生物鞘细菌立克次氏体支原体衣原体螺旋体微生物学基础知识——微生物的类群真核细胞微生物特性原核微生物真核微生物核拟核完整的核核膜无有核仁无有细胞器无线粒体、高尔基体，叶绿体，内质网等细胞分裂二分裂有丝分裂，减数分裂运动器官较细的鞭毛（中空管状结构）较粗的鞭毛或纤毛（9＋2结构）细胞大小1－10μm10－100μm微生物学基础知识——微生物的类群真核细胞微生物——真菌(霉菌&酵母菌)有细胞壁，不含叶绿素细胞能量代谢的中心——线粒体蛋白质合成的场所——核糖体各种物质的运转系统——内质网分泌功能，物质合成——高尔基体微生物学基础知识——微生物的类群真核细胞微生物——真菌1.霉菌霉菌菌体由分枝或不分枝的菌丝构成，许多菌丝交织在一起则称为菌丝体。菌丝主要由单细胞菌丝和多细胞菌丝两种。霉菌的繁殖方式主要靠形成无性孢子或有性孢子繁殖两种。微生物学基础知识——微生物的类群真核细胞微生物——真菌2.酵母菌酵母菌是一类单细胞真菌。多数以芽殖或裂殖方式进行无性繁殖，少数以子囊孢子进行有性繁殖。菌落形态大多数与细菌相似。微生物学基础知识——微生物的类群真核细胞微生物——藻类微生物学基础知识——微生物的类群真核细胞微生物——藻类细胞形态及结构藻类具有真核，有真核细胞的一般特征。藻类均有叶绿体，含叶绿素，类胡萝卜素等色素。微生物学基础知识——微生物的类群真核细胞微生物——藻类生理特征光合作用：CO2＋2H2OCH2O]＋H2O＋O2↑藻类的生活条件：温度（广温种和狭温种），光照，pH值藻类的营养特征：藻类为光能自养型微生物，能进行光合作用藻类的繁殖：营养繁殖、无性生殖和有性生殖。光微生物学基础知识——微生物的类群真核细胞微生物——原生动物由单细胞构成的低等动物。是最原始、最低等、结构最简单的单细胞动物。微生物学基础知识——微生物的类群真核细胞微生物——原生动物原生动物的形态与构造微生物学基础知识——微生物的类群真核细胞微生物——原生动物原生动物的营养与繁殖原生动物的营养类型：全动性营养：吞食其他生物和有机颗粒为食。植物性营养：含有色素体，与植物一样，能利用光、二氧化碳和水合成有机物供自身消费。腐生性营养：借助体表的原生质膜，依靠吸收环境或寄主中的可溶性有机物为生。微生物学基础知识——微生物的类群真核细胞微生物——原生动物原生动物的营养与繁殖原生动物的繁殖：无性繁殖：二分裂（纵分裂或横分裂）；多分裂；出芽生殖有性繁殖微生物学基础知识——微生物的类群真核细胞微生物——微型后生动物后生动物是除原生动物以外的多细胞动物的统称，其中个体微小需借助显微镜或放大镜才能看清的，称微型后生动物。微生物学基础知识——微生物的类群真核细胞微生物——微型后生动物1.轮虫虫体一般由头部、躯干和足三部分组成。在废水处理过程中有一定的净化作用。微生物学基础知识——微生物的类群真核细胞微生物——微型后生动物2.线虫线虫是圆形动物，存在于污泥中的线虫身长一般小于lmm，肉眼不易见到，是污水处理中常见的微型动物。颤蚯蚓，是环节动物中的寡毛类动物，也是污泥中体形最大、分化较高级的多细胞动物。当兼性厌氧型线虫大量出现时，标志着水的净化程度降低。微生物学基础知识——微生物的类群真核细胞微生物——微型后生动物3.浮游甲壳动物4.颤蚓，水丝蚓微生物学基础知识——微生物的类群病毒定义非细胞型微生物，既非原核生物，也非真核生物，而是一类专性活细胞内寄生，只由核算与蛋白质组成的大分子，且只含DNA或RNA一种类型核酸的微生物。特征超显微没有细胞结构病毒不以二分裂法繁殖专性活细胞寄生对一般抗生素不敏感但对干扰素敏感