3原核微生物课件

1、微生物的定义,微生物是指所有形体微小，单细胞（或者个体较为简单的多细胞，甚至无细胞）结构，必须借助光学显微镜甚至电子显微镜才能观察到的低等生物的通称。,微生物的特点,个体微小，分布广泛 种类繁多，代谢旺盛 繁殖快速，易于培养 容易变异，有利于应用,病毒的定义： 病毒是没有细胞结构，专性寄生在活的敏感宿主体内，可通过细菌过滤器，大小在200nm以下的超微小微生物。 病毒的化学组成： 蛋白质和核酸。 病毒的繁殖过程： 吸附、侵入、复制、装配和释放。 污水处理过程中对病毒的去除效果: 一级处理：约去除30% 二级处理：约去除9099% 三级处理：进一步减少,第三章 原核微生物,第一节 细菌 原核微生

2、物包括真菌的细菌门和蓝细菌门中的所有细菌。细菌门包括细菌（真细菌）、衣原体、立克次氏体、支原体、螺旋体、黏细菌、古（生）细菌、放线菌。蓝细菌门有蓝细菌。,一、细菌的形态 细菌有四种形态：球状、杆状、螺旋状和丝状，分别称为球菌、杆菌、螺旋菌和丝状菌。,单球菌,双球菌,葡萄球菌,四联球菌,八叠球菌,链球菌,单杆菌,产芽孢杆菌,链杆菌,（一）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。是分类的一个依据。,右图自上而下： 双球菌、链球菌、四联球菌、八叠球菌、葡萄球菌,电镜下的球菌,葡萄球菌,球菌的形态,单杆菌,双杆菌,链杆菌,球杆菌,（二）杆菌,电镜

3、下的杆菌,梭状芽孢杆菌,乳酸杆菌,杆菌的形态,（三）螺旋菌,弧菌：螺旋周数不足一圈细菌,螺旋菌：26圈小型、坚硬的螺旋状细菌,螺旋体：螺旋周数超6周，体长柔软,弧菌：菌体只有一个弯曲，其程度不足一圈， 形似“C”字或逗号，鞭毛偏端生。,蛭弧菌,霍乱弧菌,螺旋菌：,菌体回转如螺旋，螺 旋数目和螺距大小因 种而异。鞭毛二端生 细胞壁坚韧，菌体较 硬。,（四）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。有铁细菌、丝状硫细菌。丝状体是丝状菌分类的特征。,水处理中的丝状菌,在正常的生长条件下，细菌的形态是相对稳定的。培养基的化学组成、浓度、培养温度、pH、培养时间等的变化，会引

4、起细菌的形态改变，或死亡，或细胞破裂，或出现畸变形。 一般来说，细菌在初生时期或适宜生活条件下呈现其典型形态，在衰老期或不正常条件下表现形态异常。 典型的形态特征是鉴别菌种的依据之一。,细菌的形态是不是终生不变？,？,二、细菌的大小,细菌的大小测量单位是m,细菌的大小以微米（m）计。 多数球菌的大小（直径）为0.52.0 m； 杆菌（长宽）为（15）（0.51.0）m； 螺旋菌（宽度弯曲长度）为（0.251.7）（260）m；,另外，细菌的大小与个体的发育情况有关，刚分裂的新细菌小，随发育逐渐变大，老化后又变小。,细菌为单细胞结构。 一般结构：细胞壁、细胞质膜、细胞质及其内含物、细胞核物质。

5、特殊结构：芽孢、鞭毛、荚膜、黏液层、菌胶团、衣鞘及光合作用层片等,三、细菌细胞的结构,细菌细胞的典型结构,（一）细胞壁,细胞壁是细菌细胞外部一种坚固而具弹性的无生命活性的结构。约占菌体干重的10%25%。 除支原体外，几乎所有的细菌都有细胞壁。细菌细胞壁的主要成分是肽聚糖，它使得这层壁坚韧并富有弹性。 肽聚糖是细菌细胞壁中一种特殊成分。 根据革兰染色法，可将细菌分为革兰阳性菌和革兰阴性菌两大类。两者的化学组成和结构不同。,革兰氏阳性和阴性细菌细胞壁构造的比较,肽聚糖,磷壁酸,脂多糖,孔,脂蛋白,类脂,外壁层,磷壁酸,肽聚糖,革兰氏阳性和阴性细菌细胞壁的主要区别,细菌细胞壁生理功能：, 保护细菌

6、。细菌细胞内由于浓集了大量营养物质和高浓度的无机盐，因此渗透压可以达到 525atm ( latm= 101325Pa ) ，在外界相对低渗透压的环境中，如果没有坚韧的细胞壁保护，细菌细胞膜会破裂导致细菌死亡。 维持细菌的固有外形。如果以溶菌酶或低浓度青霉素抑制细菌细胞壁肽聚糖的合成，可使细菌的细胞壁形成缺陷，原来的杆菌可以变为球形。 参与物质交换。细胞壁上有许多微孔，允许水分子和小于 1nm 的小分子物质自由通过。 细胞壁为鞭毛提供支点，使鞭毛运动。,细胞质膜（原生质膜） 细胞质及内含物 拟核（细胞核物质）。,（二）原生质体,1.细胞质膜,又称原生质膜，紧贴在细胞壁内侧，包围细胞质的一层柔软

7、且富有弹性的半透性薄膜，是重要的代谢活动中心，对于细菌的呼吸、能量的产生、运动、生物合成、内外物质的交换运送等均有重要的作用。 化学组成 它的质量占菌体的10%，含有60%70%的蛋内质，含有30%40%的脂质和约2的多糖。蛋白质与膜的透性及酶的活性有关。脂质是磷脂，由磷酸、甘油、脂肪酸和含胆碱组成。,细菌的细胞质膜结构模式图,难 溶 于 水 的 脂 肪 酸,水 溶 性 甘 油 和 磷 酸,细胞质膜的超薄切片电镜照片（标尺：0.2m）,细胞质膜的蛋白质,内嵌蛋白，非水溶性,外周蛋白，水溶性,脂类是磷脂，由磷酸、甘油、脂肪酸和含胆碱组成,细胞质膜的磷脂,疏水基团,亲水基团,细胞膜的结构：镶嵌细胞

8、膜结构模型,l）磷脂双分子层组成膜的基本骨架。 2）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。 3）膜蛋白以不同方式分布于膜的两侧或磷脂层。,1972年，辛格和尼科尔森提出该模型,细胞膜的生理功能：,维持渗透压的梯度和溶质的转移。 细胞质膜上有合成细胞壁和形成横隔膜组分的酶，故在膜的外表面合成细胞壁。 膜内陷形成中间体，含有细胞色素，参与呼吸作用。 膜上含有进行能量代谢的酶系，在细胞质膜上进行物质代谢和能量代谢，是细胞的产能场所； 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。,2.细胞质和内含物,细胞质是在细胞质膜以内，除核物质以外的无色透明、黏稠的复杂胶体，亦称原生

9、质。其主要成分是水、蛋白质、核酸、脂类、少量的糖类和无机盐。 细胞质内含物为核糖体、内含颗粒。,2.细胞质和内含物 核糖体,核糖体是分散在细胞质中的亚微颗粒，是合成蛋白质的部位。 由核糖核酸RNA(60%)和蛋白质(40%)组成。 蛋白质成分起维持形态和稳定功能的作用，RNA起转录作用。 核糖体是合成蛋白质的场所。,2.细胞质和内含物,内含颗粒： 当细菌生长到成熟阶段，因营养过剩（通常是缺氮、碳源和能源过剩）而形成一些贮藏颗粒。主要功能是贮存营养物。,多聚磷酸盐颗粒异染粒 可用蓝色的染料（甲苯胺蓝或甲烯蓝）染成紫红色或深浅不同的蓝色。 颗粒大小为0.51.0m，是无机偏磷酸的聚合物，一般在含磷

10、丰富的环境下形成。 功能是贮藏磷元素和能量，在老龄细菌中，异染粒常被用作碳源和磷源。,聚-羟基丁酸 为脂溶性物质，不溶于水。很容易被脂溶性染料苏丹黑着染，在光学显微镜下清晰可见。 当缺乏营养时，被用作碳源和磷源。,硫粒 一些硫化菌如：贝日阿托氏菌可以利用H2S作为能源， 氧化为硫粒积累在菌体，当缺乏营养时，氧化体内硫粒为SO42-,从中获得能量。 硫粒具有很好的折光性，在光学显微镜下可轻松看到。,糖原和淀粉粒 均可用碘染色，前者为红褐色，后者为蓝色，二者可作为碳源和能源。,气泡,许多光合营养型、无鞭毛运动的水生细菌中存在的充 满气体的泡囊状内含物，大小为0.21.0m75nm， 内由数排柱形小

11、空泡组成，外有2nm厚的蛋白质膜包 裹。,功能：调节细胞比重以使细胞漂浮在最适水层中获取光能、O2和营养物质,通常，一种菌含有一种或两种内含颗粒。,3.拟核,原核生物所特有的、无核膜结构、无固定形态的原始细胞核。没有核膜和核仁。 它由DNA高度折叠组成。例如：大肠杆菌体长为12微米，但其DNA长度为1100微米，等于菌体的1000倍，由于高度折叠而只占菌体的很小一部分。 拟核携带着细菌的全部遗传信息，其功能就是： 决定着细菌的遗传性状和传递遗传信息，是重要的遗传物质。,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。,细菌的特殊结构 （三）特

12、殊的休眠构造芽孢,某些细菌在它的生活史中的某个阶段或某些细菌在它遇到外界不良环境时，在其细胞内形成一个内生孢子叫芽孢。 所有的芽孢都可以抵挡外界不良环境。它是抵挡外界不良环境的休眠体。,1芽孢的形态与结构,某此细菌在其生活史的一定阶段，在营养细胞内形成个圆形、椭圆形或圆柱形的结构，称为芽孢。 因为细菌芽孢都形成在菌体内，故亦称内生孢子。 含有芽孢的菌体细菌称为孢子囊，芽孢成熟后可脱落出来。 生成芽孢的细菌多为杆菌，球菌和螺旋菌仅少数种能生芽孢。,有些细菌的芽孢位于细胞的中央，其直径大于细胞直径，孢子囊呈梭状，如某此梭状芽孢杆菌属的种；芽孢在细胞顶端，若其直径大于细胞的直径时，则孢子囊呈鼓槌状，

13、如破伤风梭菌；芽孢直径小于细胞直径，则细胞不变形，如常见的枯草芽孢杆菌。,芽孢的形态,能形成芽孢的细菌一般是革兰氏阳性细菌 芽孢本身着色能力很弱，必须采用特殊的芽孢染色法才能在光学显微镜下观察到,成熟芽孢的结构示意图,孢外壁,芽孢衣,皮层,芽孢质,芽孢核区,芽孢膜,芽孢壁,核心,芽孢在许多细菌中，主要是芽孢杆菌属和梭菌属产生一种特化的繁殖结构（它无繁殖功能，为抗逆性休眠体）。 在光学显微镜下用特殊的芽孢染色（如孔雀绿染色）能够观察到芽孢。 由于芽孢有许多层包围细菌遗传物质的结构，使得芽孢具有惊人的、对所有类型环境应力的抗性，例如热、紫外线辐射、化学消毒剂和干燥。,2.芽孢的生理特性,1. 轴丝

14、形成 2. 隔膜形成 3. 前孢子形成 4. 皮层形成 5. 孢子外壳层的形成 6. 芽孢成熟 7. 芽孢的释放,3.芽孢的形成过程,某些细菌的细胞表面伸出细长、波曲、毛发状的附属物称为鞭毛。 是分类上重要特征之一。,1.鞭毛的形态结构和分类,有鞭毛的细菌分为三类： （1）单生鞭毛，在菌体的一端或两端只生一根鞭毛。 （2）丛生鞭毛菌，菌体一端生一束鞭毛，或菌体两端各具一束鞭毛，如红色螺菌。 （3）周生鞭毛菌，周身都有鞭毛，如大肠杆菌、枯草杆菌等。,细菌的特殊结构 （四）鞭毛,鞭毛大小：最长可达 70m ，但直径只有1020nm ； 用光学显微镜看不见。如果采用特殊的鞭毛染色法，使染料沉积在鞭毛

15、上，加粗其直径，就可在光学显微镜下观察到细菌鞭毛，但真实形态只有在电镜下可见 ； 具有鞭毛的细菌能运动，不具鞭毛的细菌不能运动。 鞭毛的运动是靠细胞质膜上的ATP酶水解ATP提供能量。,2.鞭毛的化学组分,鞭毛的主要成分是蛋白质，有的还含有极少量的多糖和类脂等。如枯草杆菌的鞭毛纯制品中，蛋白质占99% ，碳水化合物在0.2以下，类脂少于0.1。,鞭毛是细菌的运动器官，它极易脱落。有鞭毛的细菌一般在幼龄时具鞭毛，老龄时脱落。有鞭毛的细菌并不一定总是运动的，有时也会丧失运动性。运动性的丧失可由于环境变化或突变引起。细菌运动还表现出趋光性和趋化性，亦即向着光或某种化学吸引物运动。细菌的运动是惊人的，

16、它们的运动速度每秒可达到自身长度的 10 倍或数十倍，这比世界上最优秀的短跑冠军要快得多。此外，有的细菌还可以从某些物质或环境因子游开，以避免伤害。因此，细菌运动可看成是一种适应作用，即增加微生物与食物或其他有利环境相遇机会，或者避免有害因子以利于生存。,3鞭毛的特性,细菌细胞的特殊结构,1.荚膜：荚膜是某些细菌向细胞壁表面分泌的一层厚度不定的胶状物质，它犹如穿在菌体表面的一件外套，用电子显微镜观察，中心部位是细菌菌体，在暗色背景下荚膜呈透明状环绕菌体。,（五）荚膜、粘液层、菌胶团、衣鞘,荚膜的化学组成： 含水率在9098，其他有机组分为多糖或多肽。 多数：水+多糖 少数：水+多肽 正是由于含

17、水很多，荚膜很难在显微镜下被清晰观察到。但又很难被染料着色，为了观察清楚，人们想出了一个好办法负染色法。,负染色法又称衬托法,1.先染菌体。 2.再将背景染成黑色。 在菌体及背景的衬托下，二者之间会出现透明区，就是荚膜，在显微镜下清晰可见。,荚膜作为分类鉴定的依据,荚膜,荚膜的功能： 具有荚膜的S-型肺炎链球菌毒力强，有助于侵入人体。 荚膜保护致病菌免受宿主吞噬细胞的吞噬，保护细菌免受干燥影响。 当缺乏营养时，可作为碳源和能源，有的可作氮源。 具有生物吸附作用。在废水生物处理中可将废水中的有机物、无机物及胶体吸附到细菌表面上。,2.黏液层,有些细菌不产生荚膜，仍分泌粘性的多糖，其疏松的粘附在菌

18、体细胞壁表面上，与外界没有明显的边缘，这叫黏液层。,在废水生物处理过程中有生物吸附作用，在曝气池中因曝气搅动和水的冲击力容易把细菌黏液冲刷入水中，以致增加水中有机物，它可被其他微生物利用。,3. 菌胶团,有些细菌由于遗传特性，细菌按一定的方式互相粘结在一起，并被一个公共的荚膜包围形成一定形状的细菌集团，称作菌胶团。形状有：蘑菇形、分支状、球形等。在污水处理中也有一定的生物吸附功能。,4. 衣鞘 水生境中的丝状菌多数有衣鞘，如球衣菌属、纤发菌属、发硫菌属、亮发菌属、泉发菌属等丝状体表面的黏液层或荚膜硬质化，形成一个透明坚韧的空壳，即为衣鞘。 荚膜、黏液层和衣鞘对染料的亲和力极低，很难着色，都用负

19、染色法染色。,不同形态的菌胶团, 菌胶团与水处理的关系,菌胶团是活性污泥中细菌的主要存在形式，有较强的吸附和氧化有机物的能力，在废水生物处理中具有较为重要的作用。 一般来说，处理生活污水的活性污泥，其性能的好坏，主要可根据所含菌胶团多少、大小及结构的紧密程度来定。新生菌胶团（即新形成的菌胶团）颜色较浅，甚至无色透明，但有旺盛的生命力，氧化分解有机物的能力强。老化了的菌胶团，由于吸附了较多的杂质，颜色较深，看不到细菌单体，而像一团烂泥似的，生命力较差。 一定种类的细菌在适宜环境条件下形成一定形态结构的菌胶团，而当遇到不适宜的环境时，菌胶团就发生松散，甚至呈现单个游离细菌，影响处理效果。因此，为了

20、使废水处理达到较好的效果，要求菌胶团结构紧密，吸附、沉降性能良好，这就必须满足菌胶团细菌对营养及环境的要求。,请说出下面细菌菌体从内到外的结构,鞭毛,菌毛,拟核,细胞质,细胞质膜,细胞壁,荚膜,cytoplasm,四、 细菌的繁殖,（一）细菌生长繁殖的条件,（1）营养物质 （2）温度 （3）酸碱度 （4）气体 （5）湿度 （6）渗透压,（二）细菌生长繁殖的方式与速度,细菌生长繁殖包括菌体各组分有规律的增长及菌体数量的增加。一般进行无性繁殖。 细菌以简单的二分裂方式进行无性繁殖，其突出的特点为繁殖速度极快。 细菌分裂倍增的必需时间，称为代时，细菌的代时决定于细菌的种类，同时又受环境条件的影响，细

21、菌代时一般为 2030min，个别种类较慢，如结核杆菌代时为 1820h ，梅素螺旋体为 33h 。,DNA繁殖,菌体伸长,形成膈壁,子细胞分开,细菌的二分裂法繁殖,1. 细菌个体的生长繁殖,细菌代时一般为 20 30min ，以此计算，在最佳条件下8h后， 1 个细菌可繁殖到 200 万个以上， 10h 后可超过 10 亿个， 24h 后细菌繁殖的数量可庞大到难以计数的程度。但实际上，由于细菌繁殖中营养物质的消耗，毒性产物的积累及环境 pH 的改变，细菌绝不可能始终保持原速度无限增殖，经过一定时间后，细菌活跃增殖的速度逐渐减慢，死亡细菌逐增，活菌率逐减。,2. 细菌群体生长繁殖规律,五、 细

22、菌的培养特征,细菌的培养特征有多种，主要包括以下内容： 在固体培养基上，观察菌落大小、形态、颜色（色素是水溶性还是脂溶性）、光泽度、透明度、质地、隆起形状、边缘特征及迁移性等。 在半固体培养基上穿刺接种，观察运动、扩散情况。 在液体培养基中的表面生长情况（菌膜、环）、浑浊度及沉淀等。 以上培养特征均可以用以鉴定细菌或判断细菌的呼吸类型和运动性。,（一）细菌在固体培养基上的培养特征,细菌在固体培养基上的培养特征就是菌落特征。所谓菌落是由一个细菌繁殖起来的，由无数细菌组成具有一定形态特征的细菌集团。,用稀释平板法和平板划线法将呈单个细胞的细菌接种在固体培养基上，在一定的温度条件下培养，细菌就可在固

23、体培养基上迅速生长繁殖形成一个由无数细菌组成的群体，即菌落。 不同种的细菌菌落特征是不同的，包括其形态、大小、光泽、颜色、质地柔软程度、透明度等。菌落的特征是分类鉴定的依据之一。,从3方面看菌落表面的特征： 表面特征：光滑还是粗糙，干燥还是湿润等。 边缘特征：圆形、边缘整齐、呈锯齿状、边缘伸出卷曲呈毛发状、边缘呈花瓣状等。 纵剖面特征：平坦、扁平、隆起、凸起、草帽状、脐状、乳头状等。 例如：肺炎链球菌具有荚膜，表面光滑、湿润、黏稠，称为光滑型菌落。枯草芽孢杆菌不具有荚膜，它的菌落为表面干燥、皱褶、平坦，称为粗糙型菌落。蕈（xn）状芽孢杆菌的细胞是链状的，其菌落表面粗糙，边缘有毛状凸起并卷曲。浮

24、游球衣菌在质量浓度1g/L的水解酪素固体培养基上长成平坦、透明、边缘呈卷曲毛发状的菌落。贝日阿托氏菌在含醋酸钠、硫化钠及过氧化氢的培养基上长成平坦、半透明、圆盘或椭圆状的菌落。在培养基上其菌体（毛发体）呈盘旋状活跃滑行。,培养皿通常称平板 细菌在培养基上生长，会形成各种颜色和外观的菌落。,纯化的菌落是菌种鉴定、通过诱变技术或基因工程改良的前提。,Streptomyces coelicolor-1,铜绿假单孢,粘质沙雷氏菌,沙门氏菌,费氏志贺氏菌,菌落形态,菌落的特征主要由各种微生物特殊的遗传特性决定，同时也与培养基成分及培养条件有关 当固定培养基成分及培养条件相同时，不同种类微生物形成的菌落特

25、征是固定的，可作为微生物鉴定的重要依据。,细菌菌落具有一些共同的特征：小、湿润、粘稠、与基质结合松散，易被剥离，质地均匀，各部位颜色一致。但不同的细菌菌落也具有自己特有的特征。,霉菌（真菌）菌落,啤酒红酵母菌 （真菌）菌落,具有放射状或树状分枝的菌丝,菌苔是细菌在斜面培养基接种线上长成的一片密集的细菌群落，不同属种细菌的菌苔形态是不同的,用穿刺接种法将某种细菌接种在明胶培养基中培养，能产生明胶水解酶水解明胶，不同的细菌将明胶水解成不同形态的溶菌区，依据这些不同形态的溶菌区或溶菌与否可将细菌进行分类。,（二）细菌在明胶培养基中的培养特征,可依据如下生长状况判断细菌呼吸类型：如果细菌在培养基的表面

26、及穿刺线的上部生长者为好氧菌。沿着穿刺线自上而下生长者为兼性厌氧菌或兼性好氧菌。如果只在穿刺线的下部生长者为厌氧菌。 根据如下生长状况判断细菌是否运动：如果只沿着穿刺线生长者为没有鞭毛、不能运动的细菌；如果不但沿着穿刺线生长而且穿透培养基扩散生长者为有鞭毛、能运动的细菌。,（三）细菌在半固体培养基中的培养特征,在液体培养基中，细菌整个个体与培养基接触，可以自由扩散生长。它的生长状态随细菌属、种的特征而异。 大致可以分为四种： 多数细菌呈现均匀浑浊（表现均匀生长）； 部分形成菌膜（专性需氧菌），在液体培养基表面上形成菌膜，液体透明或者稍浑浊； 形成菌环，在液体中间形成一圈环状物形成沉淀； 在液体

27、底部形成沉淀。,（四）细菌在液体培养基中的培养特征,在液体中群体细菌的生存形式 随密度不同 或者在液体培养基表面形成膜（轻）,使培养液混浊（中）,或产生絮状沉淀（粘重，如菌胶团、活性污泥）。,六、细菌的物理化学性质,（一）细菌表面电荷和等电点 细菌表面带负电荷 ；由细菌表面的蛋白质（两性电解质）的等电点和外界的pH值所决定。 （二）细菌染色原理及染色方法 1.染色原理 通过染色，可增加菌体与背景的反差，在显 微镜下可清楚地看见菌体的形态。 常用的染料是碱性染料（由于细菌在通常培养情况下总是带负电荷，故用带正电的碱性染料染色）。,2染料的种类和选择 染细菌常用的染料：碱性染料，有结晶紫、龙胆紫、

28、碱性品红（复红）、番红、亚甲蓝（美蓝）、甲基紫、中性红、孔雀绿等。酸性染料，有酸性品红、刚果红、曙红等。由于细菌在通常培养情况下总是带负电荷，故用带正电的碱性染料染色。 3制片和染色的基本程序 制片固定媒染染色脱色复染水洗干燥镜检。,4.染色方法 （1）单染色法 用一种染色剂对涂片进行染色，简便易行，适于进行微生物的形态观察。在一般情况下，细菌菌体多带负电荷，易于和带正电荷的碱性染料结合而被染色。因此，常用碱性染料进行单染色，如美兰、孔雀绿、碱性复红、结晶紫和中性红等。若使用酸性染料，多用刚果红、伊红、藻红和酸性品红等。使用酸性染料时，必须降低染液的 pH 值，使其呈现强酸性（低于细菌菌体的等

29、电点），让菌体带正电荷，才易于被酸性染料染色。单染色一般要经过涂片、固定、染色、水洗和干燥五个步骤。染色结果依染料不同而不同：石炭酸复红染色液：着色快，时间短，菌体呈红色；美蓝染色液：着色慢，时间长，效果清晰，菌体呈蓝色；草酸按结晶染色液：染色迅速，着色深，菌体呈紫色。,（2）革兰氏染色法 革兰染色法是细菌学中广泛使用的一种鉴别染色法 细菌先经碱性染料结晶染色，再经碘液媒染后，用酒精脱色，在一定条件下有的细菌颜色不被脱去，有的可被脱去，因此可把细菌分为两大类，前者叫做革兰阳性菌，后者为革兰阴性菌。为观察方便，脱色后再用一种红色染料如碱性蕃红等进行复染。阳性菌仍带紫色，阴性菌则被染上红色。有芽孢

30、的杆菌和绝大多数球菌，以及所有的放线菌和真菌都呈革兰正反应；弧菌，螺旋体和大多数致病性的无芽孢杆菌都呈现负反应。,革兰阳性菌和革兰阴性菌在化学组成和生理性质上有很多差别，染色反应不一样。现在一般认为革兰阳性菌体内含有特殊的核蛋白质镁盐与多糖的复合物，它与碘和结晶紫的复合物结合很牢，不易脱色，阴性菌复合物结合程度低，吸附染料差，易脱色，这是染色反应的主要依据。 另外，阳性菌菌体等电点较阴性菌为低，在相同 pH 条件下进行染色，阳性菌吸附碱性染料很多，因此不易脱去，阴性菌则相反。所以染色时的条件要严格控制。例如，在强碱的条件下进行染色，两类菌吸附碱性染料都多，都可呈正反应； pH 很低时，则可都呈

31、负反应。此外，两类菌的细胞壁等对结晶紫一碘复合物的通透性也不一致，阳性菌透性小，故不易被脱色，阴性菌透性大，易脱色。所以脱色时间，脱色方法也应严格控制。,革兰染色法一般包括初染、媒染、脱色、复染等四个步骤，具体操作方法如下。 涂片固定。 草酸按结晶紫染 lmin 。 自来水冲洗。 加碘液覆盖涂面染 lmin 。 水洗，用吸水纸吸去水分。 加 95 酒精数滴，并轻轻摇动进行脱色， 30s后水洗，吸去水分。 蕃红染色液（稀）染 10s 后，自来水冲洗。干燥，镜检。染色的结果，革兰正反应菌体都呈紫色，负反应菌体都呈红色。,A,B,B,B,A,B,A,A,（1）初染（结晶紫60S）,革兰氏染色程序和结

32、果,（1）初染（结晶紫60S） （2）媒染剂（碘液60S） （3）脱色（95%乙醇1020S） （4）复染（蕃红60S）,A,B,B,B,A,B,A,A,革兰氏染色程序和结果,（2）媒染剂（碘液60S）,（1）初染（结晶紫60S） （2）媒染剂（碘液60S） （3）脱色（95%乙醇1020S） （4）复染（蕃红60S）,A,B,B,B,A,B,A,A,革兰氏染色程序和结果,（3）脱色（95%乙醇1020S）,（1）初染（结晶紫60S） （2）媒染剂（碘液60S） （3）脱色（95%乙醇10-20S） （4）复染（蕃红60S）,A,B,B,B,A,B,A,A,革兰氏染色程序和结果,（4）复染（蕃

33、红60S）,A：革兰氏阳性细菌G+,B：革兰氏 阴性细菌G,（1）初染（结晶紫30S） （2）媒染剂（碘液30S） （3）脱色（95%乙醇1020S） （4）复染（蕃红30 60S）,（三）细菌悬液的稳定性 细菌在液体培养基中的存在状态有稳定的和不稳定的两种。稳定的叫S型，即光滑型。S型菌悬液很稳定，它整个菌体为亲水基，均匀分布于培养基中，不发生凝聚，只在电解质浓度高时才发生凝聚。另一种是不稳定性的，为粗糙型，叫R型。它具有强电解质，菌悬液很不稳定容易发生凝聚而沉淀在瓶底，培养基很清。 细菌悬液的稳定性和不稳定性在水处理工艺中有极为重要的意义。尤其是在污（废）水生物处理中的二次沉淀池（以下简称

34、二沉池），其沉淀效果与细菌悬液在水中稳定性的程度关系密切。二沉池中的细菌悬液呈不稳定性时可取得好的沉淀效果。因此，要使活性污泥中粗糙型（R型）细菌的数量占优势。或者投加强电解质（表面不活性剂），改变活性污泥的表面张力，可改善活性污泥的沉淀效果。,（四）细菌悬液的浑浊度 （五）细菌的多相胶体性质 细胞质是多相胶体，某一相吸收一组物质进行生化反应，另一相又吸收另一组物质进行另一种生化反应，在一个细菌体内可同时进行多种生化反应。 （六）细菌的比表面积 单位体积的细菌群体的总比表面积巨大，这有利于细菌吸附和吸收营养物，有利于排泄代谢产物，使细菌生长繁殖快。 （七）细菌的相对密度和质量 细菌的相对密度在

35、1.071.19之间，细菌的相对密度与菌体所含的物质有关。,细菌的物理化学性质与污（废）水生物处理的关系 污（废）水生物处理的工作主体是活性污泥中的细菌，细菌的物理化学性质直接关系到污（废）水的处理效果。如细胞质的多相胶体性质决定细菌在曝气池中吸收污（废）水中的有机污染物的种类、数量和速度；细菌表面解离层的S型或R型决定其悬液的稳定性，即决定其在沉淀池中的沉淀效果；比表面积的大小决定其吸附、吸收污染物的能力及与其他微生物的竞争能力；细菌的带电性与它吸附、吸收污（废）水有机污染物的能力，与填料载体的结合力有关，还与絮凝、沉淀性能有关；密度和质量与其沉淀效果有关。细菌的物理化学特性是由其遗传性决定

36、的，当处理效果差时，人们通常采用絮凝剂和沉淀剂，适当调整pH，改善活性污泥的沉淀性能，增强处理效果。,七、水处理工程中常见的菌属,P34-35,放线菌是介于细菌和真菌之间的单细胞微生物。一方面，放线菌的细胞结构和细胞壁化学组成与细菌相似，和细菌同属于原核生物；另一方面，放线菌菌体呈纤细的菌丝，且分支，又以外生孢子的形式繁殖，这些特征与霉菌相似。 放线菌在固体培养基上呈辐射状生长而得名。 大多数放线菌为腐生菌，少数是寄生菌。 腐生菌在土壤中的分布和数量仅次于细菌，在自然界物质循环中起积极作用，促进土壤形成团粒结构，改良土壤。在有机固体废弃物的填埋和堆肥发酵及废水生物处理中起积极作用。其中的诺卡氏

37、菌属除有产生抗生素的种外，还有产生蛋白酶的种，可用作酶制剂产生菌。还有的菌种能使石油脱蜡、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。,第二节 放线菌,放线菌的形态和大小,放线菌的菌体由纤细长短不一的菌丝组成，菌丝分支，菌丝大多数无隔膜，为单细胞。菌丝体可分三类： （1）基内（营养）菌丝。 （2）气生菌丝。 （3）孢子丝。,（1）基内（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。,它潜入固体培养基内摄取营养，菌丝宽度为0.20.8m , 通常不超过 1.4m，长度为 50600m之间。,（2）气生菌丝

38、,繁殖功能,又称二级菌丝体。它由营养菌丝长出培养基外，伸向空间。比营养菌丝粗，直径为11.4m。有呈弯曲状、直线状或螺旋状。有产色素的 。,（3）孢子丝,放线菌生长发育到一定阶段，在气生菌丝的上部分化出可形成分生孢子的孢子丝。 孢子丝的形状和在气生菌丝上的排列方式，随菌种的不同而异，是种的特征，是分类鉴定的依据。 孢子丝的形状有直形、波浪状、螺旋形、交替着生和丛生或轮生。 孢子丝发育到一定阶段，其顶端形成分生孢子，它带有各种颜色：粉白、灰、黄、橙、红、蓝、绿等。分生孢子的颜色是菌种鉴定的依据。,孢子丝,图4.1 几种放线菌孢子丝的形态,直形 波浪形 螺旋形 交替着生 丛生或轮生,放线菌的孢子表面结构与孢子丝的形态有一定关系。 一般孢子丝直形或者波浪弯曲状，这类孢子丝上的孢子表面光滑；若孢子丝螺旋状，它形成的孢子表面则有的光滑，有的带刺或带毛。 孢子丝颜色与孢子的结构有一定的相关性。 白色、黄色、淡绿、灰黄、浅紫色孢子的表面一般都是光滑的；粉红色孢子只有极少数带刺，黑色孢子绝大多数都带刺和毛发。,放线菌的菌落形态,放线菌的菌落是由一个分生孢子或一段营养菌丝生长繁殖引起许多菌丝互相缠绕而成，质地紧密，表面呈绒状或密实干燥、多皱，如链霉