原核-微生物化学课件-复习资料

1、第二章 原核微生物 第一节 细菌 第二节 放线菌 第三节 丝状细菌 第四节 光合细菌 第五节 蓝细菌 第六节 支原体、立克次氏体和衣原体 第一节第一节 细菌细菌 细菌（Bacteria）的特点 1 原核细胞微生物仅有原始的核物质，没 有核仁与核膜分化。 2 无细胞器。 3 单细胞，透明或半透明 是给水与废水处理中最重要的一类微生物！ No Image No Image 一 、外形（光学显微镜观察） 分三类 球状菌 杆状菌 螺旋状菌 No Image No Image 1 球状菌 (1)单球菌 分裂后的细胞分散而 单独存在的球菌. 如尿素微球菌 (Micrococcus ureae) 单球菌 N

2、o Image No Image 1 球状菌 (2)双球菌 分裂后两个球菌成对排 列的为双球菌. 如肺炎双球菌 (Diplococcus pneumoniae) 双球菌 No Image No Image 1 球状菌 (3)链球菌 分裂是沿一个平面进行， 分裂后细胞排列成链状. 如乳链球菌 （ Streptococcus lactis） 链球菌 No Image No Image 1 球状菌 (4)四联球菌 分裂是沿两个相垂直的 平面进行，分裂，分裂后每 四个细胞在一起呈田字形. 如四联微球菌 （Micrococcus tetragenus） 四联球菌 No Image No Image 1

3、球状菌 (5)八叠球菌 按三个互相垂直的平 面进行分裂后，每八个 球菌在一起成立方体形. 如藤黄八叠球菌 （Sarcina ureae) 八叠球菌 No Image No Image 1 球状菌 (6)葡萄球菌 分裂面不规则，多个球 菌聚在一起，像一串串葡萄 。 如金黄色葡萄球菌（ Staphylococcus aureus) 葡萄球菌 No Image No Image 2 杆状菌 在细菌中种类最多，形态差别最明显 多数单个存在 ， 也有成链状。 No Image No Image 短杆菌 长杆菌 梭状芽孢杆菌 No Image No Image 炭疽芽孢杆菌 大肠杆菌 No Image N

4、o Image 3 螺旋菌 螺菌：呈多弯曲 弧菌：呈弓形 螺菌 弧菌 No Image No Image 细菌的特殊形态 No Image No Image 总结 细菌有三种基本形状：球状、杆形 和螺旋状菌。 一般，幼龄菌和生长条件适宜时， 菌体形态正常； 老龄菌或在生长条件改变时，细菌 出现畸形。 No Image No Image 二 、细菌的大小 1 测量工具：测微尺在显微镜下测量 目镜测微尺 镜台测微尺 2 计量单位：微米（um) 3 测量方法： 球菌：测直径。例 0.52.0um 杆菌：测宽度与长度。 螺旋菌：测宽度与空间长度。 宽长（um)。例 0.51.02.0(um) No I

5、mage No Image No Image No Image 三、细菌的细胞结构 （一）细菌的基本结构 （二）细菌的特殊结构 No Image No Image （一）细菌细胞的基本结构 1 细胞壁（与革兰氏染色有关） 2 细胞膜 3 原生质 4 核质 5 内含物 细菌的细胞结构 No Image No Image 1 细胞壁 （1）位置 位于细菌细胞的最外层 （2）作用 保持细胞的形状，保障在不同渗透压条件下生长； 鞭毛的支点； 分子筛的作用 细菌的细胞结构 No Image No Image 肽聚糖层 氨基糖 肽链氨基酸组成四肽链 N乙酰葡萄糖胺（N- acetyglucosamine,

6、NAG) N乙酰胞壁酸（N- acetylmuramic,NAM) 基本骨架： 电镜观察，网状多孔。 （3）结构 细菌的细胞结构 No Image No Image （4）细菌的染色 细菌是透明或半透明，染色后宜于观察。 常用的染色法有： 1 简单染色：常用来观察细菌的形态、大小和排列方式。 用一种染液染色菌体。一般菌体被染上染料的颜色。 2 革兰氏染色法（Gram stain)：细菌的鉴别性染色。 是一种经验染色法。是丹麦医生革兰（Hans Christian Gram) 于1884年采用。 为什么染色 ？ No Image No Image 阳性菌 G(+) 阴性菌 G(-) No Ima

7、ge No Image 革革 兰兰 氏氏 染染 色色程程 序序 和和 结结 果果 结 果 步 骤 方 法 阳 性（ G +） 阴 性（G-） 初 染 结 晶 紫30s 紫 色 紫 色 媒 染剂 碘 液30s 仍 为紫 色 仍 为紫 色 脱 色 95 乙 醇30s 保 持紫 色 脱 去紫 色 复 染 番 红 （ 或 复 红） 30 60s 仍 显紫 色 红 色 1234 ？ 革兰氏染色原理： G(-)细胞壁的脂类含量高，肽聚糖含量很低，用 酒精脱色时，脂类物质被酒精溶解，增加了细胞壁 的孔径及通透性，很容易被脱色。 G(+)细胞壁的脂类含量极低，肽聚糖含量高，酒 精既是脱色剂又是脱水剂，使肽聚糖

8、脱水缩小细胞 壁的孔径，降低了通透性，阻止酒精进入细胞，不 易被脱色。 No Image No Image v革兰氏阳性菌细胞壁：一层由肽聚糖和磷壁酸组成 磷壁酸：占40%。G+菌所 特有,其主链由数十个磷 酸甘油或磷酸核糖醇组成 ， 肽聚糖: 占3070% ,不同菌种中肽 聚糖(肽链)组分不同。 细菌的细胞结构 No Image No Image v革兰氏阴性菌细胞壁：分内壁层和外壁层两层。 内壁层：紧贴胞膜,仅由 12层肽聚糖分子构成,占 细胞壁干重5 10%,无磷 壁酸。 外壁层：位于肽聚糖层的外 部。 脂多糖; 脂蛋白、 包括: 蛋白质层: 基质蛋白 、 外壁蛋白; 磷脂. 细菌的细胞

9、结构 No Image No Image 2 细胞膜（Cytoplasmic membran) （1）细胞膜的位置 （2）细胞膜的作用 （3）细胞膜的结构和化学成分 细菌的细胞结构 No Image No Image （1）细胞膜的位置 维持渗透压梯度和溶质转移 参与细胞壁生物合成 能量代谢的中心 鞭毛的着生和生长点 （2）细胞膜的作用 位于细胞壁内侧，原生质表面。柔软有弹性 细菌的细胞结构 No Image No Image （3）细胞膜的化学成分和结构 v化学成分 脂类 (2030) 蛋白质（6070) 多糖（约2） v结构： 1972年Singer和Nicolson提出的细胞膜液态镶嵌模

10、型。 细菌的细胞结构 a)磷脂双分子层组成膜 的基本骨架； b)磷脂分子在细胞膜中 以多种方式不断运动， 因而膜具有流动性； c)膜蛋白以不同方式分 布于膜两侧或磷脂层中 。 No Image No Image 3 细胞质 水（大部分） 其次为蛋白质、RNA、脂、糖、盐 （1）成分 ： 呈酸性可用碱性染料染色 （2）特点 ： A.菌幼小，无色透明均一胶状物 衰老，不均一有液泡、颗粒物 B.无细胞器 （3）作用：合成蛋白质与酶。 细菌的细胞结构 No Image No Image A T C G A A A T T T T T T A A A G G G G G C C C C C G C 4

11、核质 脱氧核糖核酸（DNA) A腺嘌呤 T 胸腺嘧啶 C胞嘧啶 G鸟嘌呤 细菌的细胞结构 No Image No Image 由脱氧核糖核酸（DNA)高 度折叠缠绕成裸露的核质 又叫拟核体（nucleoid) 细菌的细胞结构 核质 No Image No Image 核质的特点： 无核膜、核仁 作用： 负载遗传信息 决定主要性状 细菌的细胞结构 No Image No Image 5 内含物（inclusions） 概念营养过剩时形成的细胞内储藏物。外源营养缺少 时，内含物被降解利用。 异染颗粒 聚B-羟基丁酸 肝糖和淀粉粒 硫粒 细菌的细胞结构 No Image No Image 异染颗粒（

12、磷酸、能源储存） （P）n + ATP (P)n+1 + ADP 磷酸储存物，由ATP形成。 用蓝色碱性染料染色该颗粒呈红色，细胞质呈蓝色。 细菌的细胞结构 No Image No Image 聚-羟基丁酸盐（PHB）（储备碳源和能源） (-羟基丁酸） HO-CH-CH2-C-OH CH3O + HO-CH-CH2-C-OH CH3O HO-CH-CH2-C-O-CH-CH2-C-OH CH3CH3 OO 细菌特有，碳源充足，氮源不足时形成。 细菌的细胞结构 厌 氧 No Image No Image 肝糖、淀粉粒 （储备碳源和能源） 细菌在碳源丰富、氮源不足的培养基上生长 ，形成该内含物 大

13、肠杆菌含肝糖，梭状芽孢杆菌含淀粉粒。 作用： 作碳源和能源用。 细菌的细胞结构 No Image No Image 硫粒 元素硫的储藏物 硫细菌在硫化物充足时：H2S S 当外界缺乏硫化物时，S SO4 作用： 硫细菌储存硫粒，作为能源。 贝氏硫细菌 发硫细菌 细菌的细胞结构 No Image No Image （二） 细菌的特殊结构 1 荚膜（capsule） 2 芽孢（spore or endospore） 3 鞭毛（flagella） 4 菌毛（纤毛）（pili） 细菌的细胞结构 No Image No Image 1 荚膜（capsule） v（1）荚膜（capsule） 概念： 细胞

14、壁表面的粘性物，有 一定外形，很厚，相对稳 定附着在细胞壁外。是细 胞构造的一部分。 成分：水90% 其次多糖等物质 细菌的细胞结构 No Image No Image 荚膜 菌体 菌体 细菌的细胞结构 荚膜的功能： 保护菌体（防止干燥），免受吞噬细胞吞噬； 营养缺乏时，可做C、N源利用； 废水处理中，荚膜有生物吸附作用。 细菌细胞荚膜 No Image No Image v（2）菌胶团（zoogloea） 概念： 许多细菌的荚膜 融合为一团胶状 物，内含多数细 菌。 菌胶团 （包括菌体和荚膜） 细菌的细胞结构 No Image No Image 形状： 分枝状、垂丝状、球状 、椭圆形、蘑菇形

15、、片 状。 细菌的细胞结构 No Image No Image 细菌的细胞结构 u菌胶团（zoogloea）是活性污 泥、生物膜的重要组成部分 活性污泥：废水生物处理构筑 物曝气池内形成的污泥。 No Image No Image 区分新老菌胶团 新生的菌胶团：颜色较浅，无色透明，有旺盛的生 命力，氧化分解有机物的能力强。 老化的菌胶团：吸附了许多杂质，颜色较深，看不 到细菌单体，像一团 烂泥，生命力较差。 活性污泥性能的好坏,主要根据菌胶团多少、 大小及结构的紧密度、性能来确定。污水处理 要求菌胶团结构紧密，吸附、氧化、沉降性能良好。 v（3）粘液层： 水中丝状菌多数有鞘，由糖类物质在丝状菌

16、周围 形成透明坚韧内胎状的空壳。（粘液层硬质化） 不产荚膜菌有时也可分泌多糖粘性物质，疏松的附着 于细胞表面，比较薄，与外环境无明显边缘。在曝气 池中易被冲刷掉。 v（4）鞘： No Image No Image 2 芽孢（Spore or endospore） （1）定义： 某些细菌在生 长发育的某一 阶段在菌体内 形成的圆形或 椭圆形的休眠 体。 芽孢 细菌的细胞结构 No Image No Image （2）形成 ： 部分原生质 浓缩失水形 成。 细菌的细胞结构 No Image No Image （3）芽孢的特点 a 细胞壁厚，难染色 b 水分少，40% c 对热、干燥、毒物、紫外线有

17、很强的抗性 d 代谢活力弱 DNA 芯壁 皮层 芽孢壳 芽孢外壁 细菌的细胞结构 芽孢不易着色，但可用孔雀绿染色。 芽孢杆菌芽孢染色照片 No Image No Image 3 鞭毛（Flagella） 定义：有些细 菌形成的一种 由菌体内向菌 体外伸出的细 而长的丝状物 。 鞭毛 细菌的细胞结构 No Image No Image 成分：鞭毛蛋白 结构：空心柱状 作用：“运动”器官。 注：鞭毛易失去，失去 后不再长出。 细菌的细胞结构 No Image No Image 鞭毛的位置和类型 螺旋菌都有鞭毛；杆菌有的生 鞭毛；大多数球菌不生鞭毛 单生；丛生；周生 细菌的细胞结构 单端鞭毛菌 两端

18、鞭毛菌 偏端丛毛菌 两端丛毛菌 No Image No Image 4 伞毛（菌毛）（Pili） 比鞭毛更细，数量更 多的细丝，与鞭毛起 源相同。 伞毛 细菌的细胞结构 No Image No Image 伞毛的作用： 遗传物质的通道 使菌体附着于物体表面 注： 不使菌体运动，周身分布 常受损脱落、更新 细菌的细胞结构 No Image No Image 四、细菌的繁殖裂殖（Fission） 无性繁殖的一种，一个母细胞分裂成两个子细胞. 母细 胞 DNA 复制 细胞 伸长DNA 分配隔膜开 始形成 隔膜完 全形成子细胞 分离 细菌分裂过程： 核复制后分裂 形成横隔壁 子细胞分离 No Imag

19、e No Image 五、细菌的群体特征 （1）菌落（Colony）：单个菌体在固体平面培养基上 生长繁殖时形成肉眼可见的群体。 粘质 沙雷 氏菌 沙 门 氏 菌 铜绿 假单 胞菌 1 在固体培养基表面上的培养特征 No Image No Image （2） 细菌菌落形态特征的描述（选孤立菌落） （3） 细菌菌落一般特点 形态、大小 边缘、隆起 光泽、质地 颜色等。 凝胶状、表面较光滑、湿润、与培养基结合不紧密， 易挑取，正反颜色一致。 No Image No Image （4） 菌落的作用 分离纯培养 计数 注：单一菌落由一个菌体繁殖而成 在液体培养基表面形成在液体培养基表面形成 菌膜，培养

20、基基本清亮。菌膜，培养基基本清亮。 一般为好氧菌。一般为好氧菌。 菌体悬浮于培养基内，菌体悬浮于培养基内， 液体混浊。一般为兼性、液体混浊。一般为兼性、 好氧菌。好氧菌。 形成凝聚絮体沉在管底形成凝聚絮体沉在管底 部。一般为兼性、厌氧部。一般为兼性、厌氧 菌。菌。 2 在液体培养基中的培养特征 No Image 一般特征 原核 革兰氏阳性菌 具分枝，一般无隔膜，单细 胞 2 分布 土壤、堆肥、河底淤泥 第二节 放线菌 3 形态（以链霉菌属Streptomyces为例） 根据形态功能分： n（1）营养菌丝 n（2）气生菌丝 n（3）孢子丝 n（4）分生孢子 （1）营养菌丝 作用 n吸收水分、养料

21、 n排泄代谢产物 n产水溶性或脂溶性色素。水溶性色素使培养基呈 现颜色。脂溶性色素使菌落呈现颜色。 长在培养基内，又称基内菌丝 营养菌丝 No Image （2）气生菌丝 n在培养基外，向空中生长 n弯曲、直形等 n吸收输送营养，形成孢子丝。 气生菌丝 （3）孢子丝 孢子丝 n直形、波浪状、螺旋状 。 n左右旋、轮生 No Image （4）分生孢子 n生长在孢子丝上。球 形、椭圆形、杆形 n呈白、黄、绿、淡紫 、蓝、褐、灰等色。 分生孢子 4 繁殖 无性繁殖。分两类 分生孢子生殖 菌丝断裂成短杆状细胞 分生孢子 菌丝 菌丝体 No Image 5 菌落 特征 (1)致密、坚硬、多 皱、不 易

22、用针挑起 ，不透明。 (2)孢子成熟后，表 面粉末状，干燥。 菌落 No Image 6 作用 产生抗生素 诺卡氏菌属处理含烃类、无机氰化物的废水。 诺卡氏菌形态： 菌丝体极度弯曲、 易断。固体培养基 上生长只有基质菌 丝，无气生菌丝或 很薄。 No Image 废水处理中常见的丝状细菌主要有： 球衣细菌（Sphaerotilus） 铁细菌属（Crenothrix） 硫细菌属（Thiothirx） 共同特征： 丝状体不分枝或假分枝 。 第三节 丝状细菌 No Image （一） 球衣细菌 1 特性 具假分枝 在溶解氧小于0.1mg/L的微氧环境可生长 分解有机物能力强 No Image 2 作用 构成生物膜的重要菌种 利于有机物的去除 容易引起污泥膨胀 污泥膨胀： 丝状细菌在活性污泥中大量繁 殖，使污泥结构极度松散， 絮块漂浮水面，比重减轻， 随水流流出。该异常现象称之 。 No Image （二）铁细菌 1 特性 丝状体不分枝。 生活在氧气少、有较多铁质和二氧化碳的水中 把亚铁氧化为高铁 4FeCO3+O2+6H2O 4Fe（OH）3+4CO2+167.5J （黄褐色） 铁细菌图 No Image 2 作用 造成铁质水