原核微生物之蓝细菌和古菌ppt课件

第一篇第二章原核微生物之蓝细菌和古菌 蓝细菌 Cyanobacteria 1 概念也称蓝藻或蓝绿藻 blue greenalgae 是一类含有叶绿素a 能以水作为供氢体和电子受体 通过光合作用将光能转变成化学能 同化CO2为有机物质的光合细菌 古老的生物 使46亿年前的地球由无氧环境转为有氧环境 固氮作用能有效利用氮气在污水处理 水体自净中起着积极作用 可作为水体富营养化的指示生物 2 特性 1 分布极广 从热带到两极 从海洋到高山 到处是它们的踪迹 土壤 岩石 甚至树皮上都能成片生长 2 形态差异极大 有球状 杆状和丝状等形态 2 特性 颤蓝细菌属 单岐蓝细菌属 念珠蓝细菌属 微囊蓝细菌属 链杆状 丝状聚合体 球状 正在分裂 蓝细菌的形态 不同形态的蓝细菌 3 细胞中含叶绿素a 进行产氧型光合作用 4 具有原核生物的典型的细胞结构 细胞核无核膜 不进行有丝分裂 细胞壁含胞壁酸和二氨基庚二酸 革兰氏染色阴性 5 光能自养型生物 营养极为简单 不需要维生素 以硝酸盐或氨作为氮源 多数能固氮 其异型细胞是进行固氮的场所 6 分泌粘液层 荚膜或形成鞘衣 因此具有强的抗干旱能力 7 无鞭毛 但能在固体表面滑行 进行光趋避运动 8 许多种类细胞质中有气泡 使菌体飘浮 保持在光线最充足的地方以利于光合作用 2 特性 危害 容易引起水花的蓝细菌包括微囊藻和腔球藻 鱼腥藻 水华束丝蓝细菌 危害 蓝细菌造成无锡太湖区水华 爆发原因 蓝藻爆发成因为富营养化 过量的养分主要来自于以下这些源头 1 化肥流失 化肥是很多富营养化区域的主要养分来源 例如在密西西比河流域 67 的氮流入水体 随之流入墨西哥湾 波罗的海和太湖中超过50 的氮也来自化肥的流失 2 生活污水 包括人类的生活废水和含磷清洁剂 3 畜禽养殖 畜禽的粪便含有大量营养废物如氮和磷 这些元素都能导致富营养化 4 工业污染 包括化肥厂和废水排放 5 燃烧矿物燃料 在波罗的海中约30 的氮 在密西西比河中约13 的氮来源于此 蓝细菌代表菌 螺旋藻 螺旋藻 螺旋藻作为地球上最古老的植物 是目前所知营养成分最全面 最均衡的食品之一 被联合国粮食组织誉为 二十一世纪理想的食品 它含有丰富的蛋白质 氨基酸 多糖 不饱和脂肪酸 胡罗卜素 藻篮等多种维生素 矿物质和微量元素 1克螺旋藻的营养成分相当于1000克各类蔬菜总和 其蛋白质的含量是大豆 鸡蛋的五倍 是大米的十倍 鱼肉的三倍 目前国内外生产营养品用的品种有 钝顶螺旋藻和极大螺旋藻 古生菌 Archaea 古菌或古生菌 真核生物 古生菌 二 细胞形态古菌的细胞形态有球形 杆状 螺旋形 耳垂形 不规则形 多形态 有的很薄 扁平 有些具有精确的方角和垂直的边构成直角几何形态的细胞 有的以单个细胞存在 有的呈丝状体或团聚体 其直径大小一般在0 1 15um 丝状体长度有200um 古生菌的细胞形态 从热泉中分离的火山热原体 Thermoplasmavolcanium 投影技术 隐蔽热网菌 扫描电镜下的形态 古菌的细胞形态 三 细胞结构 一 细胞壁 四 其他特点 代谢古菌在代谢过程中有许多特殊的辅酶 如绝对厌氧的产甲烷菌有辅酶M P420 P430等 古菌因有五个类群 所以 他们的代谢呈多样性 呼吸类型它们多数为严格厌氧 兼性厌氧 还有专性好氧 Woese认为古菌没有严格的好氧型 没有完全的光合型 繁殖速度古菌的繁殖速度较慢 进化速度也比细菌慢 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 五 古菌的分类三类 按照古菌的生活习性和生理特性 古菌可分有三大类型 产甲烷菌 嗜热嗜酸菌 极端嗜盐菌 Halophiles 五群 在 伯杰氏系统细菌学手册 第三卷 中 将古菌分为五大群 群1 产甲烷古菌 群2 古生硫酸盐还原菌 群3 极端嗜盐菌 群4 无细胞壁古生菌 群5 极端嗜热硫代谢菌 嗜盐古生菌的栖息地 菌紫质作为光感受器 利用光合成ATP 可成为生物芯片 用于制作生物计算机的光开关 储存器等 紫膜光合磷酸化 photophosphorylationbypurplemembrance 细胞壁 红膜 顺式 膜外 膜内 紫膜 反式 H H 紫膜光合磷酸化 古细菌 真细菌和真核生物的差异 六 环境保护和环境工程领域研究古菌的意义 1 古菌多为嗜极为生物 对极端环境 酸 碱 高盐 热 冷 高压等环境 具有很好的适应性和需要性 2 环境工程涉及的极端性质的废水 如高盐废水 化工 发酵工业废水 酸性废水 味精废水pH 2 3 合成制药废水pH 4 碱性废水 造纸废水pH 14 极毒重金属废水 低温废水 高温废水等 以及极高浓度的有机废水