水处理细菌的形态结构PPT课件.ppt

细菌的形态结构 1 原核(微)生物 w 指一类细胞核无核膜包裹，只存在称作核区的裸 露DNA的原始单细胞生物。 原 核 微 生 物 真细菌、蓝细菌、 粘细菌、放线菌 细菌域 衣原体、支原体、 立克次氏体、螺旋体 古菌域 2 细菌（Bacteria） w 细菌是一类细胞细而短（直径约0.5m，长度约 0.55m）、结构简单、细胞壁坚韧、以二等分 裂方式繁殖和水生性较强的原核微生物。 w 是给水与废水处理中最重要的一类微生物！ 3 一、细菌的形态和大小 1. 细菌的形态 w 球状 w 杆状 w 螺旋状 w 少数种类：丝状、三角形、方形和圆盘形 是菌种分类与鉴定的依据之一 4 （1）球菌 w 根据分裂方向及相互间 连接方式又分为单球菌 、双球菌、链球菌、四 联球菌、八叠球菌、葡 萄球菌等。 5 （2）杆菌 w 呈短杆（球杆） 状，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。 6 （3）螺旋菌 w 弧菌（vibrio）：螺旋周数不足一圈细菌。 w 螺菌（spirillum）：26圈小型、坚硬的螺旋状细 菌。 w 螺旋体（spirochaeta）：螺旋周数超6周，体长柔 软。 7 （4）丝状菌 w 分布在水生境，潮湿土壤和活性污泥中。 w 丝状体是丝状菌分类的特征。 8 2. 细菌的大小 w 细菌的大小以m计。 如：E. coli长2 m，宽0.5 m，1500个相当一粒 芝麻长。 w 测量：测微尺 w 表示： n球菌：直径 n杆菌：宽长 n螺菌：宽、长、螺距 9 例子 w 较大细菌：1997年在纳米比亚海岸沉积物中发现 的硫细菌（Thiomargarita namibiensis）0.1 0.3mm，肉眼可见。 w 较小细菌：1998年芬兰学者E.O.Kajander发现引起 尿结石的纳米细菌（Nanobacteria），直径仅 50nm，为E.Coli的1/10，与病毒大小类似。分裂 缓慢，三天才分裂一次，是目前所知最小的具有 细胞壁的细菌。 10 3. 观察方法 w 染色法 n单染、复染 n正染、复染 n特殊染色 w 革兰氏染色 阳 性 阴 性 11 二、细菌细胞的结构 w 细菌是单细胞微生物 。 w 所有细菌的结构：细 胞壁和原生质体。 w 原生质体包括：细胞 质膜，细胞质及其内 含物，拟核。 w 部分细菌的特殊结构 ：芽孢、鞭毛、荚膜 、粘液层、菌胶团、 衣鞘及光合作用片层 。 12 拟核 w 在细菌细胞内，虽然没有细胞核，仍然有核物 质，核物质DNA 盘绕成一团，用染色方法可 以看到，称拟核或核区。 13 （一）基本结构 1. 细胞壁（cell wall） w 细胞最外一层坚韧厚实的外被，主要由肽聚糖构 成。 (1) 细胞壁的生理功能： n维持外形，提高机械强度。 n为细胞生长、分裂、和鞭毛运动必需。 n阻碍大分子有害物质进入细胞。 n赋予抗原性、对抗生素和噬菌体的敏感性。 14 1. 细胞壁 (2) 革兰氏染色 w 丹麦医生C. Gram（革兰 ）于1884年发明的一种 鉴别不同类型细菌的染 色方法。 w 根据此染色法，细菌可 分为革兰氏阳性菌(G+)和 革兰氏阴性菌(G-)。 w G+和G-具有不同的细胞 壁结构和化学组成。 G+ G- 15 革兰氏阳性和阴性细菌细胞壁构造的比 较 w we 16 1. 细胞壁 (3) 细胞壁结构与组成 w 革兰氏阳性细菌主要由肽聚糖组成，还有一定数 量的磷壁酸，很少有脂类。 w 革兰氏阴性细菌细胞壁分两层：外层和内层。 n外层即外膜，由脂多糖、磷脂和脂蛋白等若干 种蛋白质组成，有时也称为外壁。 n内层主要是肽聚糖。 17 4肽尾：L-Ala-D-Glu-L-lys-D-Ala 肽 肽聚糖 肽桥：甘氨酸五肽 聚糖：N-乙酰葡糖胺和N-乙酰胞壁酸 -1,4糖苷键 溶菌酶 肽聚糖结构 18 特征 强度 厚度 肽聚糖层数 肽聚糖含量 磷壁酸 脂多糖 脂肪 蛋白质 G- 疏松 薄，510nm 少，13层 少（1020） 含量较高 含量较高 G+ 坚韧 厚，2080nm 多，多达50层 高（5090） 一般无 无 G+和G-细胞壁结构与组成的比较 19 (4) 革兰氏染色机理 结晶紫初染。 碘液媒染：在细胞膜内形成了不溶于水的结晶紫与碘的复 合物。 革兰氏阳性细菌由于其细胞壁较厚、肽聚糖网层次多和 交联致密，故遇乙醇或丙酮作脱色处理时，因失水反而使 网孔缩小，再加上它不含类脂，故乙醇处理不会溶出缝隙 ，因此能把结晶紫与碘复合物牢牢留在壁内，使其仍呈紫 色。 革兰氏阴性细菌因其细胞壁薄、外膜层的类脂含量高、 肽聚糖层薄和交联度差，在遇脱色剂后，以类脂为主的外 膜迅速溶解，薄而松散的肽聚糖网不能阻挡结晶紫与碘复 合物的溶出。 乙醇脱色：细胞退成无色。 沙黄等复染：革兰氏阴性菌就呈现红色，而革兰氏阳性菌 则仍保留紫色(实为紫加红色)。 20 2. 细胞质膜（cytoplasmic membrane ） w 又称质膜、细胞膜或内膜，是紧贴在细胞壁内侧 、包围着细胞质的一层柔软、脆弱、富有弹性的 半透性薄膜。 w 组成： n蛋白质：50%70%。 n脂类：20%30%。 n脂类主要是极性脂类甘油磷脂。 n细菌细胞的脂类几乎都在细胞膜。 21 液态镶嵌模型 w 结构：液态镶嵌模型 n磷脂为两性分子，组成细胞膜的基本骨架双分子层 ； n由于磷脂和蛋白质的运动型，使得细胞膜具有流动性 ； n膜蛋白分布于膜的 两侧或磷脂层中。 22 细胞膜的功能 选择性地控制细胞内、外的营养物质和代谢产物 的运送； 维持细胞内正常渗透压的屏障； 合成细胞壁和糖被的各种组分(肽聚糖、磷壁酸、 LPS、荚膜多糖等)的重要基地； 膜上含有氧化磷酸化或光合磷酸化等能量代谢的 酶系，是细胞的产能场所； 许多代谢酶、运输酶、电子呼吸链的所在地； 鞭毛基体的着生部位和鞭毛旋转的供能部位。 23 3. 细胞质（cytoplasm） w 细胞质是细胞膜包围的除核区以外的一切透明、 胶状、颗粒状物质的总称。 w 成分：水（80%）、蛋白质、核酸和脂类等。 w 结构： n各种酶系统 n贮藏物、代谢产物、质粒各种营养物 n少数有类囊体、羧酶体、气泡、伴孢晶体。 24 4. 核区（nuclear region或area） w 又称核质体、原核、拟核或核基因组。指原核生 物所特有的无核膜结构、无固定形态的原始细胞 核。 w 成分与结构：一个大型环状双链DNA分子，只有 少量蛋白质与之结合。一般均为单倍体。 w 功能：携带遗传信息。 25 糖原：大肠杆菌、克雷伯氏菌、芽孢杆菌 和蓝细菌等 碳源及能源类 聚-羟丁酸(PHB)：固氮菌、产碱菌和肠 （脂质 ） 杆菌等 硫粒： 紫硫细菌、丝硫细菌、贝氏硫杆 菌等 贮藏物 藻青素：蓝细菌 氮源类： 藻青蛋白：蓝细菌 磷源(异染粒)：迂回螺菌、白喉棒杆菌、结核分枝杆菌 （无机聚偏磷酸盐） 5. 内含物（inclusion body） 26 内含物 w 磁小体：存在于趋磁细菌中，其功