《环境中的微生物》

第二章环境中的微生物2021/10/10星期日1完整版课件ppt第一节微生物类群与生物三域一、微生物及其类群二、生物三域特征2021/10/10星期日2完整版课件ppt动物植物生物菌病毒细菌真菌藻微型动物“微型植物”虫2021/10/10星期日3完整版课件ppt生物分类单元分类单元-界、门、纲、目、科、属、种。生物分类的基本单元是种。种以下可再分为亚种、变种、型和菌株等。人（HomosapiensL.)动物界脊索动物门（脊索动物亚门）哺乳动物纲（真兽亚纲）灵长目（类人猿亚目）人科人属人种2021/10/10星期日4完整版课件ppt对生物究竟分几界的问题，在人类发展历史上有一个由浅入深，由简至繁，由低级到高级的认识过程。近100多年，从两界经历过三界系统、四界系统、五界系统甚至六界系统，最后又出现三原界系统。二界系统：植物界、动物界三界系统：植物界、动物界、原生生物界四界系统：植物界、动物界、原始生物界（原生动物、真菌、部分藻类）、菌界（细菌、蓝细菌）五界系统：动物界、植物界、原生生物界、真菌界、原核生物界三原界系统：古细菌原界、真细菌原界、真核生物原界2021/10/10星期日5完整版课件ppt2021/10/10星期日6完整版课件ppt（一）两个生物分类系统1、生物的五界系统：

惠特克，1969年；动物界植物界原生生物界真菌界原核生物界2021/10/10星期日7完整版课件ppt2、三原界（三域）系统：沃斯，1978根据生物的16SrRNA碱基序列，对生物进行划分。真细菌古细菌真核生物2021/10/10星期日8完整版课件ppt无细胞结构生物—病毒具细胞结构生物生物原核生物真核生物真细菌古细菌真菌藻类原生动物动物植物真细菌真菌藻类原生动物动物植物真核生物古细菌生物沃氏提出的三域（三原界）分类系统2021/10/10星期日9完整版课件ppt16SrRNA碱基测序（80%的rRNA）：原理：根据不同原核生物16SrRNA碱基序列的相似性比较不同生物间的进化关系。2021/10/10星期日10完整版课件ppt第二节真细菌细菌：有时泛指全部原核微生物，有时专指原核微生物中的真细菌，有时候仅指真细菌中一部分微生物。真细菌是人类研究得最多的一类原核生物。2021/10/10星期日11完整版课件ppt一、细菌的个体形态、大小与染色细菌：单细胞不分枝的原核微生物。2021/10/10星期日12完整版课件ppt（一）细菌的外形与大小图1-1常见的三种细菌典型形态A.球菌B.杆菌C.螺旋菌2021/10/10星期日13完整版课件ppta.球菌球形的细菌球菌大小为0.5~2.0μml．单球菌（脲微球菌）2.双球菌（肺炎链球菌）3．链球菌（乳链球菌）4．四联球菌5．八叠球菌（甲烷八叠球菌）6．葡萄球菌（金黄色葡萄球菌）2021/10/10星期日14完整版课件ppt单球菌和双球菌2021/10/10星期日15完整版课件ppt球菌(coccus)脑膜炎奈瑟菌双球菌(diplococcus)肺炎链球菌2021/10/10星期日16完整版课件ppt球菌(coccus)四联球菌(tetrad)2021/10/10星期日17完整版课件ppt球菌(coccus)八叠球菌(sarcina)2021/10/10星期日18完整版课件ppt链球菌(streptococcus)球菌(coccus)2021/10/10星期日19完整版课件ppt球菌(coccus)葡萄球菌(streptococcus)2021/10/10星期日20完整版课件ppt2021/10/10星期日21完整版课件pptb.杆菌细胞呈杆状或圆柱状，菌体直或稍弯，粗短或细长。末端钝圆、尖、膨大或平裁状。直径在0.5～1um×1～5um（宽径×长）杆菌：单杆菌、双杆菌、链杆菌大肠杆菌2021/10/10星期日22完整版课件ppt梭状芽孢杆菌属于肉毒杆菌属，可引起食物中毒2021/10/10星期日23完整版课件ppt杆菌的形态多样分枝杆菌双歧杆菌2021/10/10星期日24完整版课件ppt不同杆菌的大小、长短、粗细很不一致。炭疽芽胞杆菌3-10μm大中大肠埃希菌2-3μm小布鲁菌0.6-1.5μm2021/10/10星期日25完整版课件ppt杆菌的形态多样两端齐平炭疽芽胞杆菌两端尖细白喉棒状杆菌2021/10/10星期日26完整版课件pptc.螺旋菌

细胞呈弧形的称为弧菌，其中若菌体多于一个弯曲，其程度超过一圈，又称为螺旋菌。直径在0.5～5um，长度不等。

弧菌螺旋菌2021/10/10星期日27完整版课件ppt弧菌螺旋菌螺杆菌2021/10/10星期日28完整版课件ppt淡水中的螺旋菌spirochetes.

是一种很常见的细菌2021/10/10星期日29完整版课件ppt自然界中杆菌最常见，球菌次之，而螺旋菌最少。2021/10/10星期日30完整版课件ppt（二）细菌的染色由于细菌的细胞极其微小又十分透明，因此用水浸片或悬滴观察法在光学显微镜下进行观察时，只能看到大体形态和运动情况。若要在光学显微镜下观察其形态和主要构造，一般都要对它们进行染色。2021/10/10星期日31完整版课件ppt细菌染色方法细菌染色法死菌活菌：用美蓝或TTC(氯化三苯基四氮唑）等作活菌染色正染色负染色：荚膜染色法等简单染色法鉴别染色法革兰氏染色法抗酸性染色法芽孢染色法吉姆萨染色法2021/10/10星期日32完整版课件ppt革兰氏染色法该染色法由丹麦医生C.Gram于1884年创立。分为初染、媒染、脱色和复染四步。

甲菌

乙菌初染结晶紫媒染碘液脱色乙醇复染沙黄紫色(G+)

红色(G-)2021/10/10星期日33完整版课件ppt革

兰

氏

染

色

法1.涂片固定2.初染—结晶紫染液第一次染色

1min2021/10/10星期日34完整版课件ppt3.媒染—碘-碘化钾溶液浸湿4.脱色—95%乙醇溶液进行颜色洗脱5.复染—红色的藩红染液第二次染色2021/10/10星期日35完整版课件ppt呈现第二次染色的效果红色；称革兰氏阴性菌（红阴G-）

细菌呈现第一次染色的效果紫色，革兰氏阳性菌（紫阳G＋）；2021/10/10星期日36完整版课件pptww2021/10/10星期日37完整版课件pptww2021/10/10星期日38完整版课件ppt革兰氏染色的意义通过这一染色，可把几乎所有的细菌分成革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌两个大类。因此是分类鉴定的重要指标。这两类细菌在细胞结构、成分、形态、生理、生化、遗传、免疫、生态和药物敏感性等方面都呈现出明显的差异，因此任何细菌只要先通过很简单的革兰氏染色，即可提供不少其他重要的生物学特性方面的信息。2021/10/10星期日39完整版课件ppt二、细菌的结构细菌的结构2021/10/10星期日40完整版课件ppt

（一）细胞壁功能提问：哪些功能？①固定细胞外形；②保护细胞免受外力的损伤；③阻拦大分子物质进人细胞；

④使细胞具有致病性及对噬菌体的敏感性。⑤为鞭毛提供支点，使鞭毛运动。伤寒杆菌细胞壁中含毒素2021/10/10星期日41完整版课件pptG+菌细胞壁G-菌细胞壁G-菌细胞壁结构图解请对照两种细菌细胞壁的不同结构，说明为什么染色上会有区别？2021/10/10星期日42完整版课件ppt革兰阳性菌与阴性菌细胞壁结构比较细胞壁革兰阳性菌革兰阴性菌强度较坚韧较疏松厚度20-80nm10-15nm肽聚糖层数可多达50层1-2层肽聚糖含量占细胞壁干重50%-80%占细胞壁干重5%-20%磷壁酸+—脂质双层—+脂蛋白—+脂多糖—+2021/10/10星期日43完整版课件ppt原生质体(protoplast)：革兰阳性菌细胞壁完全缺失后，原生质仅被一层细胞膜包住。原生质球(spheroplast)：未全部去掉的细胞壁的细菌，肽聚糖层受损后尚有外膜保护。细菌细胞壁缺陷型或L型：因基因突变而产生的无壁类型，细胞壁受损后仍能生长和分裂的细菌。在一般环境中不能耐受菌体内的高渗透压而将会涨破死亡。在高渗环境下，仍可存活。细胞壁缺陷型细菌2021/10/10星期日44完整版课件ppt革兰氏染色机理1.与细菌等电点有关革兰氏阳性菌的等电点为pH2~3，革兰氏阴性菌的等电点为pH4~5。革兰氏阳性菌的等电点比革兰氏阴性菌低，说明革兰氏阳性菌带的负电荷比革兰氏阴性菌多。它们与草酸铵结晶紫的结合力大，用碘-碘化钾媒染后，两者的等电点均得到降低，但革兰氏阳性菌的等电点降低的多，故与草酸铵结晶紫结合得更牢固，对乙醇脱色的抵抗力更强。2021/10/10星期日45完整版课件ppt2.与细胞壁有关革兰氏阳性菌的脂类物质的含量很低，肽聚糖的含量高。革兰氏阴性菌相反，用乙醇脱色时，革兰氏阴性菌的脂类物质被乙醇溶解，增加细菌细胞壁的孔径及其通透性，乙醇容易进入细胞内将草酸铵结晶紫和碘-碘化钾复合物提取出来，使菌体呈现无色。革兰氏阳性菌由于脂类物质含量极低，而肽聚糖含量高，乙醇既是脱色剂又是脱水剂，使肽聚糖脱水缩小细胞壁的孔径，降低细胞壁的通透性，阻止乙醇分子进入细胞，草酸铵结晶紫和碘-碘化钾的复合物被截留在细胞内而不被脱色，仍呈现紫色。2021/10/10星期日46完整版课件ppt（二）原生质体包括细胞质膜（原生质膜）、细胞质及其内含物、细胞核物质。2021/10/10星期日47完整版课件ppt1.细胞质膜紧贴细胞壁的内侧而包围细胞质的一层柔软而富有弹性的薄膜。是选择性半渗透膜。主要化学成分：蛋白质（60~70%）、脂类（30~40%）、多糖（约2%）。2021/10/10星期日48完整版课件ppt细胞质膜的生理功能1.维持渗透压的梯度和溶质的转移；2.细胞质膜上有合成细胞壁和形成横膈膜组分的酶，在膜的外表面合成细胞壁；3.膜内陷形成中间体，含有细胞色素，参与呼吸作用。中间体与染色体的分离和细胞分裂有关，还为DNA提供附着点；4.在细胞质膜上进行物质代谢和能量代谢。5.细胞质膜上有鞭毛基粒，鞭毛由此长出，即为鞭毛提供附着点。2021/10/10星期日49完整版课件ppt2.细胞质和内含物细胞质是细胞质膜以内，除核物质以外的无色透明、粘稠的复杂胶体，亦称原生质。主要由蛋白质、核酸、多糖、脂类、无机盐和水组成。2021/10/10星期日50完整版课件ppt核糖体：由RNA和蛋白质组成，是合成蛋白质的场所。其中RNA占60%，蛋白质占40%。大肠杆菌可以分解出三种分子质量不同的RNA，16SRNA、23SRNA和5SRNA。核糖体的沉降系数是70S（由50S和30S两个亚基组成）2021/10/10星期日51完整版课件ppt细胞内含颗粒1．气泡（水生细菌）提问：功能？相当于鱼的鱼漂2．异染颗粒可被甲苯胺染成紫红色。化学本质——偏磷酸盐的聚合物。功能？磷源和能源性贮藏物，3．聚

-羟基丁酸（简称PHB）颗粒功能？能量的贮存物;调节pH4．糖原和淀粉粒用作碳源和能源5．硫粒某些化能自养型硫细菌，贮存的能源物质

通常，一种细菌只含有一种或两种内含颗粒。2021/10/10星期日52完整版课件ppt3.拟核无核膜和核仁，由DNA组成。携带全部或部分遗传信息，它的功能是决定遗传性状和传递遗传信息，是重要的遗传物质。2021/10/10星期日53完整版课件ppt（三）荚膜、粘液层和菌胶团荚膜:某些细菌细胞壁外的一层较松厚，而且较固定的粘液性物质。不易着色，一般采用负染色法。成分:多糖、多肽和脂类2021/10/10星期日54完整版课件ppt肺炎链球菌荚膜荚膜2021/10/10星期日55完整版课件ppt功能:1.保护作用：保护细菌免受干燥的影响，保护不受宿主吞噬细胞的吞噬。2.当缺乏营养时，荚膜可被用作碳源和能源。3.具荚膜的致病菌毒力强，失去荚膜的致病力下降。4.废水生物处理中的细菌荚膜有生物吸附作用，将废水中的有机物、无机物及胶体吸附在细菌体表面上。2021/10/10星期日56完整版课件ppt有些细菌不产生荚膜，其细胞仍可分泌粘性的多糖，疏松地附着在细菌细胞壁表面，与外界没有明显的边缘,则叫粘液层。在废水生物处理过程中有生物吸附作用。有些细菌由于其遗传特性决定，细菌之间按一定的排列方式粘集在一起，被一个公共的荚膜包围成一定形状的细菌集团叫做菌胶团。2021/10/10星期日57完整版课件ppt菌胶团的形成是由这类细菌遗传特性所决定的。菌胶团的形状有球形、蘑菇形、椭圆形、分支状、垂丝状及不规则形。上述各种菌胶团在活性污泥中均有，形成菌胶团的典型细菌为动胶菌属的细菌。2021/10/10星期日58完整版课件ppt（六）鞭毛由细胞质膜上的鞭毛基粒长出穿过细胞壁伸向体外的一条纤细的波浪状的丝状物。直径0.001~0.02um，长2~50um.化学成分：鞭毛蛋白功能：运动，鞭毛的有无以及鞭毛着生的部位是菌种分类鉴定的重要指标。2021/10/10星期日59完整版课件ppt根据鞭毛数目与排列情况分：

一端单毛菌：菌体一端只有一条鞭毛。二端单毛菌：菌体二端各有一条鞭毛。

丛毛菌：菌体一端或二端各有一丛鞭毛(偏端丛生鞭毛菌、二端丛生鞭毛菌)

周毛菌：在菌体四周都有鞭毛。2021/10/10星期日60完整版课件ppt鞭毛菌分类单毛菌双毛菌丛毛菌周毛菌2021/10/10星期日61完整版课件ppt端生单根鞭毛端生丛状鞭毛实验室可采用特殊染色，使染料的复合物附着并积累在鞭毛上，加粗其直径，可用普通光学显微镜观察。2021/10/10星期日62完整版课件pp