水处理生物学-第二章-2

水处理生物学给排水教研室陈战利Chapter2.原核微生物Chapter2.主要内容2.1细菌2.2放线菌2.3丝状细菌2.4光合细菌2.5蓝细菌2.6支原体、衣原体、立克次氏体9/22/20233

karlhigh@163.com2.2放线菌它是介于细菌与丝状真菌之间而又接近于细菌的一类多核单细胞的丝状原核生物。细菌的高级类群，绝大多数为革兰氏阳性菌放线菌是一种习惯上的称呼，在分类学上没有特定的意义。由于与细菌十分接近，也可认为是呈丝状生长的G+细菌。土壤的“泥腥味”由放线菌产生的。有些菌能氧化分解氰化物、在水处理上有重要意义。有很强的分解纤维素、石蜡、琼脂、角蛋白、橡胶的能力。在自然界的物质循环上起着重要的作用。9/22/20234

karlhigh@163.com，少数寄生

细长分枝的原核单细胞生物放线菌——在固体培养基上呈辐射状生长营养型：大多数腐生链霉菌、金霉菌、土霉菌、小单孢菌、诺卡氏菌等等生物意义：医药工程与环境工程其中的诺卡氏菌属能使石油脱蜡、烃类发酵、脱硫、脱磷，有的对氰化物、腈类化合物的分解能力强，用于丙烯腈废水生物处理。

—放线菌病

2.2放线菌9/22/20235

karlhigh@163.com特征：丝状分枝、

“根”“枝”“花”多核、单细胞（细胞核之间没有分隔）“种籽”2.2放线菌9/22/20236

karlhigh@163.com孢子及孢子丝的形状9/22/20237

karlhigh@163.com培养特征及生理特性1、菌落特征

（与细菌特征正好相反）表面常呈粉末状或皱褶状(？)

，有的则呈紧密干硬的圆形，有些为糊状。颜色各异，正反不同(？)

，质地紧密，菌落不易用接种环挑起(？)，较小。2、生理特性大多数好氧，最适宜的pH7～8，嗜中温。9/22/20238

karlhigh@163.com应用举例

9/22/20239

karlhigh@163.com9/22/202310

karlhigh@163.com2.3丝状细菌(鞘细菌)是由单细胞连成的不分支或假分支的丝状细菌。细菌组成的丝状体外包围一层由有机物或无机物组成的鞘套，故称为鞘细菌sheathedbacteria

，包括：铁细菌、硫细菌和球衣细菌。工程上把菌体细胞能相连而形成丝状的微生物的统称，包括：丝状细菌、放线菌、丝状藻类（蓝细菌）和丝状真菌。9/22/202311

karlhigh@163.com一、铁细菌(ironbacteria

，TGB)

自来水管会流出—黑水、红水？黑水—FeS↓,硫酸盐还原菌SRB

红水—Fe(OH)3↓,铁细菌TGB9/22/202312

karlhigh@163.com铁细菌也是丝状的原核生物，但不分枝。常见的铁细菌有多孢泉发菌赭色纤发菌含铁嘉利翁氏菌2.3.1铁细菌9/22/202313

karlhigh@163.com1．多孢泉发菌特征：多细胞共生、有鞘，附着在坚固的基质上鞘——硬化的荚膜

2．赭色纤发菌特征：有鞘，呈黄色或褐色，被氢氧化铁所包围。3．含铁嘉利翁氏菌特征：绞绳状，无鞘。当卷曲的环被附着的铁所包围时，其丝状体就好象一串念珠。多孢泉发菌赭色纤发菌含铁嘉利翁氏菌9/22/202314

karlhigh@163.com生理—O2氧化硫化氢、硫磺和其它硫化物为硫酸，化能自养。形态—丝状1.贝日阿托氏菌

漂浮在池沼上，丝状体中的一串细胞相互联接并拥有共同的衣鞘。2.3.2硫细菌9/22/202315

karlhigh@163.com外在特征：不固着、能进行匍匐运动内部特征：含有大量硫磺颗粒（能源储备）9/22/202316

karlhigh@163.com发—固着发硫细菌9/22/202317

karlhigh@163.com2.3.3球衣细菌由许多的球杆状细菌通过衣鞘彼此紧靠的丝状细菌（一）形态大多具有假分枝。单个球衣菌9/22/202318

karlhigh@163.com假分枝——好象是分枝，实际上与旁边的菌丝体并无关。当皮鞘内的一个细菌细胞从皮鞘的一端游出，吸附在另一个球衣细菌的菌丝体上形成高倍镜放大9/22/202319

karlhigh@163.com生理特征与活性污泥的膨胀环境影响因素：最适溶解氧0.1mg/L

适宜的pH范围6~8

适宜的温度在30℃左右环保应用：

污废水中有机物的降解

但数量过大→污泥膨胀9/22/202320

karlhigh@163.com污泥膨胀：指污泥结构极度松散，体积增大、上浮，难于沉降分离影响出水水质的现象。丝状污泥膨胀后处理生物处理（二级处理）化学营养物曝气池沉淀池污泥回流净水外排污泥及余渣消化罐9/22/202321

karlhigh@163.com2.4光合细菌PSB光合细菌（Photosyntheticbacteria

）是具有原始光能合成体系的原核生物的总称。革兰氏阴性菌，细菌中最为复杂的菌群之一。分类：光合细菌碳源情况产氧情况异养光合细菌产氧光合细菌自养光合细菌不产氧光合细菌9/22/202322

karlhigh@163.com特点：光合细菌是光能营养型细菌，含光合色素，能同化CO2为有机体，但与藻类不同不含叶绿素，有菌绿素及胡萝卜素。光合细菌不能光解水中的氢还原CO2，而是从有机物或水以外的无机物中获得氢；不产氧；厌氧生活。红螺菌科有固氮产氢能力。2.4光合细菌PSB厌氧光照好氧黑暗9/22/202323

karlhigh@163.com102~103cell/ml1~10cell/ml105~106cell/g103~104cell/g106~107cell/g湖泊（BOD10ppm）江河（BOD<1.0ppm）水稻土海滨土曝气池小林达治：日本土壤肥料学杂志，46（4），148~156，1975环境中光合细菌的数量9/22/202324

karlhigh@163.com＋－－＋有机物＋－－＋有机物±－－－有机物厌氧，黑暗（脱氮或发酵）H2S+CO2H2S+CO2无光合色素有光合色素－±－－好氧，光照或黑暗（呼吸作用）－＋＋＋厌氧，光照（光合作用）红螺菌科（Rhodospirillaceae)着色菌科（Chromatiaceae）绿菌科（Chlorobiaceae）绿色丝状菌科（Chloroflexaceae）

培养条件细菌科名光合细菌获取能量的方式“＋”表示可以生长；“－”表示不生长；“±”表示只有少数可以生长。9/22/202325

karlhigh@163.com杆状光合细菌2.4光合细菌PSB9/22/202326

karlhigh@163.com水体中的光合细菌2.4光合细菌PSB9/22/202327

karlhigh@163.com不依赖阳光的光合细菌2.4光合细菌PSB9/22/202328

karlhigh@163.com2.4光合细菌PSB9/22/202329

karlhigh@163.com2.4光合细菌PSB9/22/202330

karlhigh@163.com应用1.制造单细胞蛋白（singlecellprotein）—SCP，医用、食用；养鱼池或水箱中放入光合细菌可以增产2.产氢：有些菌能利用甲酸等低级脂肪酸，从而产生氢气。因产生的H2中只含CO2，故不需要复杂的净化系统。3.提取色素甲醇-丙酮提取，减压浓缩。2.4光合细菌PSB9/22/202331

karlhigh@163.com应用4.提取辅酶Q（UQ—10）Q－10是治心脏病的药的成分之一，光合细菌的Q含量高，是酵母的14倍，是菠菜叶的82倍。5.生物除臭剂

能利用硫化氢、腐胺、尸胺、低级脂肪酸等，故可除臭。在日本已应用，如养猪厂，堆肥厂。6.农业应用促进有益微生物的生长，如含有促进放线菌生长的物质，而放线菌能抑制病源菌的生长。可使蔬菜、稻子茎叶茂盛，增产花卉等观叶植物，叶子变宽、绿、厚。

2.4光合细菌PSB9/22/202332

karlhigh@163.com2.5蓝细菌Cyanobacteria也叫蓝藻、蓝绿藻，光能营养型细菌，革兰氏阴性菌，含叶绿素，不含叶绿体，产氧光合作用的大型原核生物。分布广泛，生长旺盛时，能使水体变蓝或其他颜色，并且某些蓝细菌能发出草腥味或霉味，一般称为某某藻。形态：形状：球状、杆状，单细胞或多细胞连接的丝状。大小：直径范围，0.5—60μm,大多3-10μm。有单细胞体、群体类型。9/22/202333

karlhigh@163.com蓝细菌的光合色素有叶绿素a、藻胆素和类胡萝卜素，藻胆素包括藻兰素和藻红素。有的蓝细菌具有异形胞，其特征是壁厚、色浅，为固氮场所。少数蓝细菌可形成厚壁孢子。2.5蓝细菌Cyanobacteria9/22/202334

karlhigh@163.com常见蓝细菌1.微囊藻属、颤藻、鱼腥藻属水体富营养化的引起种类，赤潮和水华2.念珠藻属、螺旋藻属食品开发对象。2.5蓝细菌Cyanobacteria9/22/202335

karlhigh@163.com9/22/202336

karlhigh@163.com2.5蓝细菌Cyanobacteria9/22/202337

karlhigh@163.com链杆状丝状聚合体球状（正在分裂）细菌形态9/22/202338

karlhigh@163.com2.5蓝细菌Cyanobacteria9/22/202339

karlhigh@163.com2.5蓝细菌Cyanobacteria9/22/202340

karlhigh@163.com2.5蓝细菌Cyanobacteria9/22/202341

karlhigh@163.com2.5蓝细菌Cyanobacteria9/22/202342

karlhigh@163.com9/22/202343

karlhigh@163.com9/22/202344

karlhigh@163.com蓝细菌与细菌的区别2.5蓝细菌Cyanobacteria蓝细菌含有光合色素，细胞壁含有纤维素；革兰氏染色呈阴性，《伯杰氏系统细菌学手册》可以查到；9/22/202345

karlhigh@163.com2.6其他原核微生物支原体立克次氏体衣原体9/22/202346

karlhigh@163.com是介于细菌与病毒间的一类原核生物。同属G－。代谢能力差，主要营细胞内寄生的小型原核生物。从支原体、立克次氏体至衣原体寄生性逐步增强。2.6其他原核微生物9/22/202347

karlhigh@163.com2.6.1支原体（Mycoplasma）是一类无细胞壁，介于独立生活和细胞内寄生的最小型原核生物。腐生种类生活在污水、土壤或粪堆中；寄生种类可引起人、动物（牛胸膜肺炎）和植物（类支原体、植原体）的病害。9/22/202348

karlhigh@163.com2.6.1支原体直径约为150~300nm，多为250nm左右；可通过细菌过滤器，为自由生活的最小原核微生物。缺乏细胞壁，G－，细胞形态多样；细胞膜含甾醇，比其他原核生物的细胞膜坚韧；以二分裂和出芽等方式繁殖；具有氧化型或发酵型的产能代谢,在好氧或厌氧条件下生长；能在营养丰富的培养基上生长；基因组很小，0.6-1.1Mb；对能与核糖体、细胞膜结合的表面活性剂、抗生素敏感；“油煎蛋”状菌落（0.1-1.0mm）9/22/202349

karlhigh@163.com2.6.1支原体9/22/202350

karlhigh@163.com2.6.2立克次氏体（Rickettsia）1909年,美国医生H.T.Ricketts(1871-1910年)首次发现落基山斑疹伤寒的独特病原体并被它夺取生命,故名。立克次氏体（Rickettsia）是一类专性寄生于真核细胞内的G-原核生物.是介于细菌与病毒之间,而接近于细菌的一类原核生物。是一类专性寄生于真核细胞内的G－原核生物。引起人和动植物病害的病原体，使植物病者称做类立克次氏体细菌。9/22/202351

karlhigh@163.com2.6.2立克次氏体（Rickettsia）9/22/202352

karlhigh@163.com细胞较大，直径0.3～0.6×0.8～2.0μm，光学显微镜下清晰可见，无滤过性；细胞形态多样：球、双球、杆和丝等状；有细胞壁，G－；绝大多数真核细胞内专性寄生，宿主为虱、蚤等节肢动物和人、鼠等脊椎动物；二分裂方式繁殖；产能代谢系统不完整，不能利用葡萄糖和有机酸，只能利用谷氨酸和谷氨酰胺产能；对四环素和青霉素等抗生素敏感；对热敏感，56℃、30′即被杀死；可培养在组织培养物上；基因组很小（1.1Mb），834个基因（98年11月公布）。2.6.2立克次氏体（Rickettsia）9/22/202353

karlhigh@163.com立克次氏体引起的传染病斑疹伤寒（斑疹伤寒立克次氏体）、恙虫热（恙虫病立克次氏体）、Q热（Q热立克次氏体）、战壕热(五日热立克次氏体)等严重传染病。寄生在节肢动物体（蚤、虱、蜱、螨）内，由此为媒介将传染病传给人和动物。如斑疹伤寒、战壕热。2.6.2立克次氏体（Rickettsia）9/22/202354

karlhigh@163.com2.6.3衣原体（