水处理微生物学第二章

水处理微生物学第二章(一)

外形(光学显微镜观察)分三类球状菌杆状菌螺旋状菌1球状菌(1)单球菌

分裂后得细胞分散而单独存在得球菌、如尿素微球菌(Micrococcusureae)单球菌1球状菌(2)双球菌

分裂后两个球菌成对排列得为双球菌、

如肺炎双球菌(Diplococcuspneumoniae)双球菌1球状菌(3)链球菌

分裂就是沿一个平面进行,分裂后细胞排列成链状、如乳链球菌(Streptococcuslactis)链球菌1球状菌(4)四联球菌

分裂就是沿两个相垂直得平面进行,分裂,分裂后每四个细胞在一起呈田字形、

如四联微球菌(Micrococcustetragenus)四联球菌1球状菌(5)八叠球菌按三个互相垂直得平面进行分裂后,每八个球菌在一起成立方体形、

如藤黄八叠球菌(Sarcinaureae)

八叠球菌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(Staphylococcusaureus)

葡萄球菌2杆状菌在细菌中种类最多,形态差别最明显短杆菌:大肠杆菌长杆菌:枯草杆菌多数单个存在,也有成链状。平截:炭疽芽孢杆菌稍圆:大肠杆菌较尖短杆菌

长杆菌

梭状芽孢杆菌

11大家应该也有点累了，稍作休息大家有疑问的，可以询问和交流破伤风杆菌炭疽芽孢杆菌大肠杆菌3螺旋状菌螺菌:呈多弯曲弧菌:呈弓形

细菌的特殊形态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,菌体形态正常;老龄菌或在有药物等不适宜条件下,细菌出现畸形。(二)细菌得大小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、5～2、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、5×1、0～2、0(um)有关细菌大小得记载,常就是平均值或近似值。

同一种菌,刚分裂产生得子细胞较小,长大后为原来得一倍;培养数小时后得幼龄菌比老龄菌大;经制片染色后得菌体大小比活菌小1/3;负染色后得菌体比原来得菌体大。为什么？3细菌得染色细菌就是透明或半透明,染色后宜于观察。常用得染色法有:1简单染色:常用来观察细菌得形态、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得颜色。2革兰氏染色法(Gramstain):细菌得鉴别性染色。就是一种经验染色法。就是丹麦医生革兰(HansChristianGram)于1884年采用。为什么染色？1234？阳性菌阴性菌二细菌得细胞结构(以真细菌为例)(一)细菌得基本结构(二)细菌得特殊结构(三)细菌得繁殖一细菌细胞得基本结构

1细胞壁(与革兰氏染色有关

2细胞膜

3原生质

4核质

5内含物细菌得细胞结构1细胞壁(1)位置位于细菌细胞得最外层

(2)作用

▲保持细胞得形状,保障在不同渗透压条件下生长;▲鞭毛得支点;▲分子筛得作用

细菌得细胞结构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,NAG)

N－乙酰胞壁酸(N-acetylmuramic,NAM)基本骨架:电镜观察,网状多孔。(3)结构细菌得细胞结构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30~70%,不同菌种中肽聚糖(肽链)组分不同。细菌得细胞结构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1—2层肽聚糖分子构成,占细胞壁干重5—10%,无磷壁酸。外壁层:位于肽聚糖层得外部。脂多糖;

脂蛋白、

包括:蛋白质层:基质蛋白、

外壁蛋白;

磷脂、细菌得细胞结构2细胞膜(Cytoplasmicmembran)(1)细胞膜得位置(2)细胞膜得作用(3)细胞膜得结构和化学成分细菌得细胞结构(1)细胞膜得位置

选择性吸收养料、运输物质。

参与细胞壁生物合成

能量代谢得中心(2)细胞膜得作用

位于细胞壁内侧,原生质表面。柔软有弹性

细菌得细胞结构(3)细胞膜得化学成分和结构化学成分

磷脂(phospholipid)蛋白质(protein)结构:磷脂两层蛋白质一层1972年Singer和Nicolson提出得细胞膜液态镶嵌模型。细菌得细胞结构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。细菌得细胞结构A

T

C

G

A

A

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T

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A

A

A

G

G

G

G

G

C

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C

C

C

G

C

4核质

脱氧核糖核酸(DNA)ATCG细菌得细胞结构由脱氧核糖核酸(DNA)高度折叠缠绕成裸露得核质又叫拟核体(nucleoid)细菌得细胞结构核质核质得特点:无核膜、核仁作用:负载遗传信息。

决定主要性状

细菌得细胞结构5内含物(inclusions)概念——营养过剩时形成得细胞内储藏物。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滴

细菌得细胞结构异染颗粒(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。细菌得细胞结构聚羟基丁酸盐(PHB)储备碳源和能源

(ß-羟丁酸）HO-CH-CH2-C-OHCH3O+HO-CH-CH2-C-OHCH3OHO-CH-CH2-C-O-CH-CH2-C-OHCH3CH3OO细菌特有,碳源充足,氮源不足时形成。细菌得细胞结构肝糖、淀粉粒

细菌在碳源丰富、氮源不足得培养基上生长,形成该内含物大肠杆菌含肝糖,梭状芽孢杆菌含淀粉粒。作用:作碳源和能源用。细菌得细胞结构硫滴元素硫得储藏物硫细菌：H2SS

当外界缺乏硫化物时，SSO4

作用:硫细菌储存硫滴,作为能源。贝氏硫细菌发硫细菌细菌得细胞结构(二)

细菌得特殊结构1荚膜(capsule)2芽孢(sporeorendospore)3鞭毛(flagella)4菌毛(纤毛)(pili)细菌得细胞结构1荚膜(capsule)(1)荚膜(capsule)概念:细胞壁表面得粘性物,有一定外形,很厚,相对稳定附着在细胞壁外。就是细胞构造得一部分。成分:水90%

其次多糖等物质细菌得细胞结构荚膜菌体菌体细菌得细胞结构

()荚膜得功能保护作用储藏养料表面附着信息识别细菌得细胞结构(2)荚膜得分类荚膜微荚膜黏液层(2)菌胶团(zoogloea)概念:许多细菌得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)细菌得细胞结构形状:分枝状、垂丝状、球状、椭圆形、蘑菇形、片状。细菌得细胞结构(3)菌胶团(zoogloea)就是活性污泥、

生物膜得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得污泥。活性污泥性能得好坏,主要根据菌胶团多少、大小及结构得紧密度、性能来确定。细菌得细胞结构区分新老菌胶团新生得菌胶团:颜色较浅,无色透明,有旺

盛得生命力,氧化分解有机

物得能力强。老化得菌胶团:吸附了许多杂质,颜色较深

,看不到细菌单体,像一团

烂泥似得,生命力较差。细菌得细胞结构2芽孢(Sporeorendospore)(1)定义:某些细菌在生长发育得某一阶段在菌体内形成得圆形或椭圆形得休眠体。成为芽孢。

芽孢细菌得细胞结构(2)形成:部分原生质浓缩失水形成。在形成过程中产生吡啶2,6－二羧酸,该物质与抗热有关。细菌得细胞结构(3)芽孢得特点

a细胞壁厚,难染色

b水分少,40%

c对热、干燥、毒物紫外线有很强得抗性

d不具繁殖力芽孢核区芽孢壁皮层芽孢衣芽孢外壁→一个菌体←一个芽孢细菌得细胞结构芽孢质3鞭毛(Flagella)定义:有些细菌形成得一种由菌体内向菌体外伸出得细而长而波曲得丝状物。鞭毛细菌得细胞结构成分: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。细菌得细胞结构鞭毛得位置和类型

螺旋菌都有鞭毛;杆菌有得生鞭毛;大多数球菌不生鞭毛单生;丛生;周生细菌得细胞结构4伞毛(菌毛)(Pili)比鞭毛更细,数量更多得细丝,与鞭毛起源相同。伞毛细菌得细胞结构伞毛作用:附着性毛得作用:遗传物质得通道。注:不使菌体运动,周身分布常受损脱落、更新细菌得细胞结构5性毛(三)

细菌得生长繁殖和命名1

细菌得生长繁殖2

细菌得命名1细菌得生长繁殖(1)生长个体体积得增大——单个细菌生长数目得增多——群体生长(2)繁殖——裂殖(Fission)无性繁殖得一种,一个母细胞分裂成两个子细胞细菌分裂过程:①核复制后分裂②形成横隔壁③子细胞分离(3)菌落

(Colony)描述群体生长得一种方式。(a)定义:单个菌体在固体平面培养基上生长繁殖时形成肉眼可见得群体。该群体称为菌落。粘质沙雷氏菌沙门氏菌铜绿假单胞菌(b)细菌菌落形态特征得描述(选孤立菌落)(c)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。(d)菌落得作用1分离纯培养2计数注:单一菌落由一个菌体繁殖而成(4)菌苔(a)定义菌体在固体斜面培养基上生长繁殖时形成得肉眼可见得群体。3～5天培养。菌苔就是由许多菌体繁殖形成同一菌体得菌苔特征和菌落特征就是相同得,若有异样,则菌体受污染或变异,应分离纯化。菌苔与菌落有什么不同？二细菌得命名依照国际命名法则——林奈CarlvonLinne得“双名法”。界、门、纲、目、科、属、种。“种”为最基本得命名单位。

例如,枯草芽孢杆菌得学名为

BacillussubtilisCohn

属名

种名

命名人如何命名？

第二节放线菌(Actinomycete)一般特征

原核

革兰氏阳性菌

具分枝,无隔膜,单细胞2分布土壤、堆肥、河底淤泥其她得原核微生物3形态(以链霉菌属Streptomyces为例)根据形态功能分:(1)营养菌丝(2)气生菌丝(3)孢子丝(4)分生孢子其她得原核微生物(1)营养菌丝作用吸收水分、养料排泄代谢产物产水溶性或脂溶性色素。水溶性色素使培养基呈现颜色。长在培养基内,又称基质菌丝营养菌丝其她得原核微生物(2)气生菌丝在培养基外,向空中生长弯曲、直形等繁殖功能气生菌丝其她得原核微生物(3)孢子丝孢子丝直形、波浪状、螺旋状。左右旋、轮生其她得原核微生物(4)分生孢子生长在孢子丝上。球形、椭圆形、杆形呈白、黄、绿、淡紫、蓝、褐、灰等色。孢子耐干旱。可用砂土管保藏产孢子得菌种。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其她得原核微生物5菌落特征(1)致密、坚硬、多皱、不易用针挑起,不透明。(2)孢子成熟后,表面粉末状,干燥。菌落其她得原核微生物6作用

产生抗生素

诺卡氏菌属处理含烃类、无机氰化物得废水。诺卡氏菌形态:菌丝体极度弯曲、易段。固体培养基上生长只有基质菌丝,无气生菌丝或很薄。其她得原核微生物第三节丝状细菌(FilamentousBacteria)★处理废水作用重要独特！废水处理中常见得丝状细菌主要有:球衣菌属(Sphaerotilus)铁细菌属(Crenothrix)贝日阿托氏菌属(Beggiatoa)发硫细菌属(Thiothirx)共同特征:丝状体不分枝或假分枝。其她得原核微生物(一)

球衣菌1特性

具假分枝

在溶解氧小于0、1mg/L得微氧环境可生长

分解有机物能力强其她得原核微生物2作用

构成生物膜得重要菌种

利于有机物得去除

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。其她得原核微生物？(二)铁细菌1特性

丝状体不分枝,形态见教材61页。

生活在氧气少、有较多铁质和二氧化碳得水中

把亚铁氧化为高铁4FeCO3+O2+6H2O

4Fe（OH）3+4CO2+167.5J

(黄褐色)铁细菌图其她得原核微生物2作用

造成铁质水管得腐蚀、堵塞。

使水呈现颜色,影响水质。其她得原核微生物(三)

硫磺细菌贝日阿托氏菌发硫细菌1特性

不分枝。贝日阿托氏菌漂浮在池塘或池沼上,不固着。发硫细菌固着在菌胶团等物上

氧化硫化氢、硫磺等

2H2S+O22H2O+2S+343J2S+3O2+2H2O

2H2SO4+494J

贝日阿托氏菌图发硫细菌图其她得原核微生物2作用

处理含硫废水

贝日阿托氏菌可引起活性污泥得污泥膨胀。其她得原核微生物

在正常运行得废水生物处理系统中,丝状细菌就是生物絮体或生物膜得骨架,其上附着菌胶团,丝状细菌与菌胶团形成互惠关系。可维持废水处理系统得稳定性,提高抗冲击负荷能力。但过度繁殖会引起污泥膨胀。其她得原核微生物第四节光合细菌能利用光能作为能量来源得细菌,统称为光合细菌。根据光合作用就是否产氧,可分为不产氧光合细菌和产氧光合细菌;又可根据光合细菌碳源利用得不同,将其分为光能自养和光能异养型,前者就是以硫化氢为光合作用供氢体得紫硫细菌和绿硫细菌,后者就是以各种有机物为供氢体和主要碳源得紫色非硫细菌

光合细菌得种类光合细菌得种类较多,目前主要根据包她所具有得光合色素体系和光合作用中就是否能以硫为电子供体将其划为4个科:Rhodospirillaceae(红螺菌科或称红色无硫菌科)、Chromatiaceae(红硫菌科)、Chlorobiaceae(绿硫菌科)、和Chlorof