水处理第一章细菌的形态结构

水处理第一章细菌的形态结构第1页，共25页。一、细菌的形态和大小1.细菌的形态球状杆状螺旋状少数种类：丝状、三角形、方形和圆盘形是菌种分类与鉴定的依据之一第2页，共25页。（1）球菌根据分裂方向及相互间连接方式又分为单球菌、双球菌、链球菌、四联球菌、八叠球菌、葡萄球菌等。第3页，共25页。（2）杆菌呈短杆（球杆）状，一般其粗细（直径）比较稳定，而长度则常因培养时间、培养条件不同而有较大变化。第4页，共25页。（3）螺旋菌弧菌（vibrio）：螺旋周数不足一圈细菌。螺菌（spirillum）：2～6圈小型、坚硬的螺旋状细菌。螺旋体（spirochaeta）：螺旋周数超6周，体长柔软。第5页，共25页。（4）丝状菌分布在水生境，潮湿土壤和活性污泥中。丝状体是丝状菌分类的特征。第6页，共25页。2.细菌的大小细菌的大小以µm计。如：E.coli长2µm，宽0.5µm，1500个相当一粒芝麻长。测量：测微尺表示：球菌：直径杆菌：宽×长螺菌：宽、长、螺距第7页，共25页。例子较大细菌：1997年在纳米比亚海岸沉积物中发现的硫细菌（Thiomargaritanamibiensis）0.1～0.3mm，肉眼可见。较小细菌：1998年芬兰学者E.O.Kajander发现引起尿结石的纳米细菌（Nanobacteria），直径仅50nm，为E.Coli的1/10，与病毒大小类似。分裂缓慢，三天才分裂一次，是目前所知最小的具有细胞壁的细菌。第8页，共25页。3.观察方法染色法单染、复染正染、复染特殊染色革兰氏染色阳性阴性第9页，共25页。二、细菌细胞的结构细菌是单细胞微生物。所有细菌的结构：细胞壁和原生质体。原生质体包括：细胞质膜，细胞质及其内含物，拟核。部分细菌的特殊结构：芽孢、鞭毛、荚膜、粘液层、菌胶团、衣鞘及光合作用片层。第10页，共25页。拟核在细菌细胞内，虽然没有细胞核，仍然有核物质，核物质DNA盘绕成一团，用染色方法可以看到，称拟核或核区。第11页，共25页。（一）基本结构1.细胞壁（cellwall）细胞最外一层坚韧厚实的外被，主要由肽聚糖构成。(1)细胞壁的生理功能：维持外形，提高机械强度。为细胞生长、分裂、和鞭毛运动必需。阻碍大分子有害物质进入细胞。赋予抗原性、对抗生素和噬菌体的敏感性。第12页，共25页。1.细胞壁(2)革兰氏染色丹麦医生C.Gram（革兰）于1884年发明的一种鉴别不同类型细菌的染色方法。根据此染色法，细菌可分为革兰氏阳性菌(G+)和革兰氏阴性菌(G-)。G+和G-具有不同的细胞壁结构和化学组成。G+G-ⅠⅡⅢⅣ第13页，共25页。革兰氏阳性和阴性细菌细胞壁构造的比较we第14页，共25页。1.细胞壁(3)细胞壁结构与组成革兰氏阳性细菌主要由肽聚糖组成，还有一定数量的磷壁酸，很少有脂类。革兰氏阴性细菌细胞壁分两层：外层和内层。外层即外膜，由脂多糖、磷脂和脂蛋白等若干种蛋白质组成，有时也称为外壁。内层主要是肽聚糖。第15页，共25页。4肽尾：L-Ala-D-Glu-L-lys-D-Ala肽肽聚糖肽桥：甘氨酸五肽

聚糖：N-乙酰葡糖胺和N-乙酰胞壁酸β-1,4糖苷键溶菌酶肽聚糖结构第16页，共25页。特征强度厚度肽聚糖层数肽聚糖含量磷壁酸脂多糖脂肪蛋白质G-疏松薄，5～10nm少，1～3层少（10～20％）－＋含量较高含量较高G+坚韧厚，20～80nm多，多达50层高（50～90％）＋－一般无无G+和G-细胞壁结构与组成的比较第17页，共25页。(4)革兰氏染色机理结晶紫初染。碘液媒染：在细胞膜内形成了不溶于水的结晶紫与碘的复合物。革兰氏阳性细菌由于其细胞壁较厚、肽聚糖网层次多和交联致密，故遇乙醇或丙酮作脱色处理时，因失水反而使网孔缩小，再加上它不含类脂，故乙醇处理不会溶出缝隙，因此能把结晶紫与碘复合物牢牢留在壁内，使其仍呈紫色。革兰氏阴性细菌因其细胞壁薄、外膜层的类脂含量高、肽聚糖层薄和交联度差，在遇脱色剂后，以类脂为主的外膜迅速溶解，薄而松散的肽聚糖网不能阻挡结晶紫与碘复合物的溶出。乙醇脱色：细胞退成无色。沙黄等复染：革兰氏阴性菌就呈现红色，而革兰氏阳性菌则仍保留紫色(实为紫加红色)。第18页，共25页。2.细胞质膜（cytoplasmicmembrane）又称质膜、细胞膜或内膜，是紧贴在细胞壁内侧、包围着细胞质的一层柔软、脆弱、富有弹性的半透性薄膜。组成：蛋白质：50%~70%。脂类：20%~30%。脂类主要是极性脂类—甘油磷脂。细菌细胞的脂类几乎都在细胞膜。第19页，共25页。液态镶嵌模型结构：液态镶嵌模型磷脂为两性分子，组成细胞膜的基本骨架—双分子层；由于磷脂和蛋白质的运动型，使得细胞膜具有流动性；膜蛋白分布于膜的两侧或磷脂层中。第20页，共25页。细胞膜的功能①选择性地控制细胞内、外的营养物质和代谢产物的运送；②维持细胞内正常渗透压的屏障；③合成细胞壁和糖被的各种组分(肽聚糖、磷壁酸、LPS、荚膜多糖等)的重要基地；④膜上含有氧化磷酸化或光合磷酸化等能量代谢的酶系，是细胞的产能场所；⑤许多代谢酶、运输酶、电子呼吸链的所在地；⑥鞭毛基体的着生部位和鞭毛旋转的供能部位。第21页，共25页。3.细胞质（cytoplasm）细胞质是细胞膜包围的除核区以外的一切透明、胶状、颗粒状物质的总称。成分：水（80%）、蛋白质、核酸和脂类等。结构：各种酶系统贮藏物、代谢产物、质粒各种营养物少数有类囊体、羧酶体、气泡、伴孢晶体。第22页，共25页。4.核区（nuclearregion或area）又称核质体、原核、拟核或核基因