環(huán)境微生物-2課件

1、第二章第二章 環(huán)境中微生物的主要類群環(huán)境中微生物的主要類群環(huán)境中微生物的主要類群環(huán)境中微生物的主要類群2.1 原核微生物細(xì)菌（bacteria）（一）（一） 細(xì)菌的個(gè)體形態(tài)和大小：細(xì)菌的個(gè)體形態(tài)和大?。河拈T螺桿菌幽門螺桿菌2.1 原核微生物細(xì)菌（bacteria）（一）（一） 細(xì)菌的個(gè)體形態(tài)和大?。杭?xì)菌的個(gè)體形態(tài)和大小：金黃色葡萄球菌金黃色葡萄球菌大腸桿菌大腸桿菌2.1 原核微生物細(xì)菌（bacteria）（二）（二） 細(xì)菌細(xì)胞的結(jié)構(gòu)：細(xì)菌細(xì)胞的結(jié)構(gòu)：（二） 細(xì)菌細(xì)胞的結(jié)構(gòu)細(xì)胞壁（cell wall）細(xì)胞壁的功能：細(xì)胞壁的功能： 使細(xì)胞維持一定的形狀； 幫助細(xì)胞維持一定的滲透壓，防止細(xì)胞裂解；

2、阻止大分子物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞； 為鞭毛提供支點(diǎn)。細(xì)菌細(xì)胞結(jié)構(gòu)模式細(xì)菌細(xì)胞結(jié)構(gòu)模式革蘭氏陽性（左）與革蘭氏陰性（右）菌細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)對比圖革蘭氏陽性（左）與革蘭氏陰性（右）菌細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)對比圖（二） 細(xì)菌細(xì)胞的結(jié)構(gòu)細(xì)胞壁（cell wall）1 1、結(jié)晶紫初染、結(jié)晶紫初染2 2、碘液媒染、碘液媒染3 3、酒精脫色：革、酒精脫色：革蘭氏陽性菌不被蘭氏陽性菌不被褪色而呈紫色，褪色而呈紫色，革蘭氏陰性菌被革蘭氏陰性菌被褪色而呈無色。褪色而呈無色。4 4、番紅復(fù)染：、番紅復(fù)染：陽 性 菌 仍 帶 紫陽 性 菌 仍 帶 紫色 ， 陰 性 菌 則色 ， 陰 性 菌 則被染上紅色被染上紅色革蘭氏染色法革蘭氏染色法http

3、:/ （二） 細(xì)菌細(xì)胞的結(jié)構(gòu)細(xì)胞壁（cell wall）細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)模式細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)模式細(xì)胞膜的功能：細(xì)胞膜的功能： 控制內(nèi)外物質(zhì)的運(yùn)送、交換 維持細(xì)胞內(nèi)滲透壓的屏障 合成細(xì)胞壁各種組分（LPS，肽聚糖，磷壁酸）和莢膜大分子的場所 進(jìn)行氧化磷酸化和光合磷酸化的產(chǎn)能基地 電子傳遞鏈和酶的所在部位 鞭毛著生點(diǎn)并為其運(yùn)動(dòng)提供能量（二） 細(xì)菌細(xì)胞的結(jié)構(gòu)細(xì)胞膜（cell membrane）（二） 細(xì)菌細(xì)胞的結(jié)構(gòu)核質(zhì)體（nucleus body）細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)模式細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)模式 原核生物沒有明顯的細(xì)胞核，核物質(zhì)沒有特定形態(tài)，沒有核膜包圍，也無核仁，僅分布在細(xì)胞質(zhì)內(nèi)特定的區(qū)域，稱為原核或擬核原核或擬核。 細(xì)菌的原核

4、為一裸露的雙鏈DNA，沒有組蛋白包裹正常情況下，一個(gè)細(xì)胞只含一個(gè)原核，當(dāng)生長旺盛時(shí)，由于提前復(fù)制一個(gè)細(xì)胞可發(fā)現(xiàn)多個(gè)原核。 原核的功能：原核的功能：細(xì)菌生長發(fā)育、新陳代謝、遺傳變異的控制中心. 質(zhì)粒（質(zhì)粒（plasmid ） ：原核生物細(xì)胞中獨(dú)立于染色體外或附加在染色體上的遺傳物質(zhì)，為一共價(jià)閉合環(huán)狀雙鏈DNA分子。 可獨(dú)立復(fù)制，穩(wěn)定遺傳，其并不參與細(xì)菌的新陳代謝活動(dòng)，但可控制細(xì)菌的某一性狀。 質(zhì)粒是儲存和轉(zhuǎn)移遺傳物質(zhì)的信息載體。（二） 細(xì)菌細(xì)胞的結(jié)構(gòu)核質(zhì)體（nucleus body）（二） 細(xì)菌細(xì)胞的結(jié)構(gòu)細(xì)胞質(zhì)及其內(nèi)含物細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)模式細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)模式 細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞質(zhì)（cytoplasm）：包圍在細(xì)胞

5、膜內(nèi)的物質(zhì)稱為細(xì)胞質(zhì) 細(xì)胞質(zhì)中有如下重要的內(nèi)含物： 1）核糖體； 2）氣泡； 3）儲藏顆粒（二） 細(xì)菌細(xì)胞的結(jié)構(gòu)細(xì)胞質(zhì)及其內(nèi)含物 核糖體核糖體（rinosome）是的加工廠。每一個(gè)細(xì)胞內(nèi)有成千上萬的核糖體 組成為：RNA (2/3, called rRNA) 和蛋白質(zhì)(1/3) 大小: 17 nm 20 nm（二） 細(xì)菌細(xì)胞的結(jié)構(gòu)細(xì)胞質(zhì)及其內(nèi)含物 氣泡氣泡（gas vacuole）：光合細(xì)菌和水生細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)貯存氣體的特殊結(jié)構(gòu)。氣泡由許多小氣囊組成。氣泡能使細(xì)胞保持浮力，有助于調(diào)節(jié)并使細(xì)菌生活在最佳水層位置，以利于獲得氧氣、光和營養(yǎng) 貯藏顆粒貯藏顆粒：異染粒：主要成分多聚偏磷酸鹽，遇藍(lán)色染料染

6、成紫紅色聚-羥基丁酸肝糖粒和淀粉硫粒（二） 細(xì)菌細(xì)胞的結(jié)構(gòu)莢膜（capsule） 有些細(xì)菌在一定營養(yǎng)條件下，可向細(xì)胞壁表面分泌層厚度不定的膠狀物質(zhì)，其主要成分為多糖和少量多肽或蛋白質(zhì)。根據(jù)其厚度、可溶性及在細(xì)胞表面的存在狀況可分為：莢膜、微莢膜、粘液層和菌膠團(tuán)。 莢膜莢膜：粘度較高，具有較好的結(jié)構(gòu)并不易洗掉，厚約200 nm； 微莢膜：與細(xì)胞表面結(jié)合較緊，易被胰蛋白酶消化，厚小于200 nm 粘液層：糖被薄而擴(kuò)散并容易消失則 菌膠團(tuán)：多個(gè)細(xì)菌被包裹在共同的莢膜中；（二） 細(xì)菌細(xì)胞的結(jié)構(gòu)莢膜（capsule）莢膜的功能莢膜的功能： 碳源和能源的貯存物 提高菌體對干燥的抵抗力 增強(qiáng)某些病原菌的致病

7、力和不易為巨噬細(xì)胞吞食 作為透性屏障或離子交換系統(tǒng)，可保護(hù)細(xì)菌免受重金屬離子的毒害 表面附著作用，使菌體粘附于固體表面 堆積代謝廢物 莢膜化學(xué)組成的差異和某些莢膜的抗原性可用于種以下細(xì)菌血清型的分類鑒定（二） 細(xì)菌細(xì)胞的結(jié)構(gòu)鞭毛（flagella） 鞭毛鞭毛是生長在某些細(xì)菌體表的長絲狀、波曲狀的蛋白質(zhì)附屬物，數(shù)目為1至數(shù)根，長度最長可達(dá)70m，直徑 10-20 nm 鞭毛是細(xì)菌的運(yùn)動(dòng)器官，鞭毛的亞顯微結(jié)構(gòu)由三部分組成：基體、鉤形鞘和螺旋絲（二） 細(xì)菌細(xì)胞的結(jié)構(gòu)芽胞（endospores） 芽胞芽胞是某些細(xì)菌生長一定階段時(shí)，在體內(nèi)形成的一種休眠體，又稱為內(nèi)生胞子；芽胞具有耐熱性，并對不良環(huán)境有抗

8、性 芽胞是細(xì)菌的一種休眠體，而不是繁殖體 產(chǎn)胞的細(xì)菌主要屬于革蘭氏陽性桿菌的兩個(gè)屬：芽胞桿菌屬和梭菌屬（三） 細(xì)菌的繁殖與菌落特征 細(xì)菌細(xì)菌最主要的繁殖方式是以二分裂法這種無性繁殖：一個(gè)細(xì)菌細(xì)胞細(xì)胞壁橫向分裂，形成兩個(gè)子代細(xì)胞。 菌落菌落指細(xì)菌在固體培養(yǎng)基上繁殖所形成的肉眼可見的菌塊。菌落是菌落是菌種鑒別上的一個(gè)重要菌種鑒別上的一個(gè)重要特征。特征。最小和最大的細(xì)菌納米細(xì)菌納米細(xì)菌http:/ 2.1 原核微生物放線菌（actinomycetes）（一）（一） 放線菌的形態(tài)結(jié)構(gòu)：放線菌的形態(tài)結(jié)構(gòu)： 放線菌（放線菌（Actinomycete）是一類主要呈菌絲狀生長和以孢子繁殖的陸生性較強(qiáng)大的原核生

9、物。因在固體培養(yǎng)基上呈輻射狀生長而得名。 大多數(shù)具有發(fā)達(dá)的分枝菌絲。菌絲纖細(xì)，寬度近于桿狀細(xì)菌，約0.51微米。可分為： 營養(yǎng)菌絲 氣生菌絲 孢子絲放線菌孢子絲形態(tài)放線菌孢子絲形態(tài)（二） 放線菌的繁殖與菌落特征 放線菌主要通過無性孢子及菌絲片段進(jìn)行繁殖，并以分生孢子為主。不同放線菌菌落特征不同，大致分為兩類：不同放線菌菌落特征不同，大致分為兩類： 一類是以鏈霉菌為代表，早期菌落類似細(xì)菌，后期表面干燥，粉粒狀并常有輻射狀皺褶，菌落一般小而致密，不易挑起，并有各種顏色放線菌的菌落在幼齡與細(xì)菌落相似，長大后，質(zhì)地較緊密，表面通常呈粉粒狀、干燥。菌落表面和反面呈各種不同的顏色，并多產(chǎn)生可溶性色素； 另

10、一類以諾卡氏菌為代表，菌落一般只有基質(zhì)菌絲，結(jié)構(gòu)松散，粘著力差，易挑起。（三） 放線菌的代表屬鏈霉菌屬（Streptomyces） 在固體培養(yǎng)基上生長時(shí)形成基質(zhì)菌絲、氣生菌絲和孢子絲，孢子絲和分生孢子形態(tài)多樣；有些菌絲產(chǎn)生可溶性色素使培養(yǎng)基呈現(xiàn)各種顏色，能產(chǎn)生多種抗生素。諾卡氏菌屬（Nocardia） 在固體培養(yǎng)基上生長時(shí)多數(shù)只有基質(zhì)菌絲，靠菌絲片斷繁殖，菌落小，細(xì)胞抗酸或部分抗酸，該屬能產(chǎn)生多種抗生素。 小單孢菌屬（Micromonospora） 菌絲體纖細(xì)，只形成基質(zhì)菌絲，不形成氣生菌絲，在基質(zhì)菌絲上長出許多小分枝，頂端著生一個(gè)孢子。其他原核微生物（一）（一） 藍(lán)細(xì)菌（藍(lán)細(xì)菌（Cyanob

11、acteria） 是一類進(jìn)化歷史悠久、革蘭氏染色陰性、無鞭毛、含葉綠素和藻藍(lán)素（但不形成葉綠體）、能進(jìn)行產(chǎn)氧性光合作用的大型原核微生物。具有以下特點(diǎn)： 有單細(xì)胞，單細(xì)胞組成的群體和絲狀體； 光合色素：葉綠素a和類胡蘿卜素（存在于類囊體中），以及藻膽蛋白（存在于類囊體的外表面，含有三種光合色素即藻藍(lán)素、異藻藍(lán)素和藻紅素隨三種色素量的比例使藍(lán)細(xì)菌呈現(xiàn)綠、藍(lán)、紅等三種不同顏色）； 許多藍(lán)細(xì)菌具有異形胞，有異形胞的藍(lán)細(xì)菌可以固氮，有些沒有異形胞的藍(lán)細(xì)菌也可以固氮；其他原核微生物（一）（一） 藍(lán)細(xì)菌（藍(lán)細(xì)菌（Cyanobacteria） 運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)：沒有鞭毛，借助粘液在固體基質(zhì)表面上滑行； 繁殖方式：沒有

12、有性生殖，單細(xì)胞藍(lán)細(xì)菌靠細(xì)胞分裂繁殖；群體靠群體破裂增加個(gè)數(shù)，小個(gè)群體再發(fā)育為大群體；絲狀靠均裂或菌絲片斷繁殖。其他原核微生物藍(lán)細(xì)菌的作用藍(lán)細(xì)菌的作用 被認(rèn)為是最先使地球的空氣從無氧狀態(tài)變成有氧狀態(tài)的生物之一； 固氮藍(lán)細(xì)菌對水體的營養(yǎng)狀況和保持土壤氮素營養(yǎng)有較大作用； 營養(yǎng)豐富的藍(lán)細(xì)菌具有重要的經(jīng)濟(jì)價(jià)值； 藍(lán)細(xì)菌是水體營養(yǎng)狀況的指示生物之一；其他原核微生物（二）（二） 光合細(xì)菌（光合細(xì)菌（PSB） 亦稱為光能營養(yǎng)型細(xì)菌 有光合色素、可進(jìn)行光合作用 不含葉綠素 光合作用特點(diǎn)光合作用特點(diǎn)： 不能光解水、以水中的質(zhì)子還原CO2，而是從有機(jī)物或水以外的無機(jī)物中獲得氫； 光合作用不產(chǎn)生氧； 一般在厭氧環(huán)

13、境下進(jìn)行。紫色硫細(xì)菌紫色硫細(xì)菌綠色硫細(xì)菌綠色硫細(xì)菌2.2 真核微生物真核真核微生物微生物植物界：顯微藻類植物界：顯微藻類動(dòng)物界：原生動(dòng)物動(dòng)物界：原生動(dòng)物真菌真菌單細(xì)胞真菌單細(xì)胞真菌酵母菌酵母菌多細(xì)胞分枝絲狀真菌多細(xì)胞分枝絲狀真菌霉菌霉菌2.2 真核微生物真菌（fungi） 真核微生物 包括多細(xì)胞分枝絲狀霉菌和單細(xì)胞酵母菌 無光合作用系統(tǒng)，化能有機(jī)營養(yǎng)型酵母菌酵母菌霉菌霉菌2.2 真核微生物真菌（fungi）（一）真菌的細(xì)胞結(jié)構(gòu)（一）真菌的細(xì)胞結(jié)構(gòu) 細(xì)胞壁：維持細(xì)胞形狀 原生質(zhì)膜：與原核生物相似，由蛋白質(zhì)和脂質(zhì)組成。 膜邊體 細(xì)胞核：是細(xì)胞遺傳信息(DNA)的貯存、復(fù)制和轉(zhuǎn)錄的主要部位；外形固定

14、，有核膜，由核被膜、染色質(zhì)、核仁和核基質(zhì)組成。2.2 真核微生物真菌（fungi）（一）真菌的細(xì)胞結(jié)構(gòu)（一）真菌的細(xì)胞結(jié)構(gòu) 細(xì)胞壁：維持細(xì)胞形狀 原生質(zhì)膜：與原核生物相似，由蛋白質(zhì)和脂質(zhì)組成。 膜邊體 細(xì)胞核 線粒體：含DNA的細(xì)胞器；氧化磷酸化和ATP形成的場所。v 位于核膜和中心體的表面。v外形和大小酷似桿菌，也有球狀。v每個(gè)細(xì)胞有數(shù)百到數(shù)千個(gè)v功能是把蘊(yùn)藏在有機(jī)物中的化學(xué)潛能轉(zhuǎn)化成生命活動(dòng)所需能量（執(zhí)行呼吸功能）線粒體線粒體線粒體普遍存在于植物細(xì)胞和動(dòng)物細(xì)胞中，它是活細(xì)胞進(jìn)行有氧呼吸的主要場所。現(xiàn)在知道，細(xì)胞生命活動(dòng)所必需的能量，大約95來自線粒體。因此，有人把線粒體叫做細(xì)胞內(nèi)供應(yīng)能量的

15、“動(dòng)力工廠”。 細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞質(zhì)中含有大量的核糖體、中心體、線粒體、液泡等。細(xì)胞質(zhì)中含有大量的核糖體、中心體、線粒體、液泡等。2.2 真核微生物真菌（fungi）（一）真菌的細(xì)胞結(jié)構(gòu)（一）真菌的細(xì)胞結(jié)構(gòu) 細(xì)胞壁：維持細(xì)胞形狀 原生質(zhì)膜：與原核生物相似，由蛋白質(zhì)和脂質(zhì)組成。 膜邊體 細(xì)胞核 線粒體：含DNA的細(xì)胞器；氧化磷酸化和ATP形成的場所。 核糖體：有細(xì)胞質(zhì)核糖體和線粒體核糖體，蛋白質(zhì)合成的場所。 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)是由膜結(jié)構(gòu)連接而成的網(wǎng)狀物，廣泛地分布在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)內(nèi)。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)增大了細(xì)胞內(nèi)的膜面積，膜上附著很多種酶，為細(xì)胞內(nèi)各種化學(xué)反應(yīng)的正常進(jìn)行提供了有利條件。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)與蛋白質(zhì)、脂質(zhì)和

16、糖類的合成有關(guān)，也是蛋白質(zhì)等的運(yùn)輸通道。有人比喻說，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)是有機(jī)物合成的“車間”。 絕大多數(shù)植物和動(dòng)物的細(xì)胞內(nèi)都有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)有兩種：一種是表面光滑的；另一種是上面附著許多小顆粒狀的核糖體的。2.2 真核微生物真菌（fungi）（一）真菌的細(xì)胞結(jié)構(gòu)（一）真菌的細(xì)胞結(jié)構(gòu) 細(xì)胞壁：維持細(xì)胞形狀 原生質(zhì)膜：與原核生物相似，由蛋白質(zhì)和脂質(zhì)組成。 膜邊體 細(xì)胞核 線粒體：含DNA的細(xì)胞器；氧化磷酸化和ATP形成的場所。 核糖體：有細(xì)胞質(zhì)核糖體和線粒體核糖體，蛋白質(zhì)合成的場所。 內(nèi)質(zhì)網(wǎng) 高爾基體2.2 真核微生物真菌（fungi）（二）真菌的繁殖與繁殖體（二）真菌的繁殖與繁殖體無性繁殖（4種方式）： 菌

17、絲體的斷裂片段產(chǎn)生新個(gè)體 裂殖 出芽繁殖 無性孢子芽殖芽殖裂殖裂殖http:/ http:/ （二）真菌的繁殖與繁殖體（二）真菌的繁殖與繁殖體無性孢子的類型： 游動(dòng)孢子 孢囊孢子 分生孢子 厚垣孢子 節(jié)孢子2.2 真核微生物真菌（fungi）胞囊孢子：胞囊孢子：形成于菌絲頂端的一個(gè)特殊的囊狀結(jié)構(gòu)，在內(nèi)部形形成于菌絲頂端的一個(gè)特殊的囊狀結(jié)構(gòu)，在內(nèi)部形成眾多小孢子，成熟后釋放成眾多小孢子，成熟后釋放 。 （二）真菌的繁殖與繁殖體（二）真菌的繁殖與繁殖體無性孢子的類型： 游動(dòng)孢子 孢囊孢子 分生孢子 厚垣孢子 節(jié)孢子2.2 真核微生物真菌（fungi）分生孢子：菌絲分枝頂端細(xì)胞或菌絲分化來的分分生孢

18、子：菌絲分枝頂端細(xì)胞或菌絲分化來的分生孢生孢 子梗的頂端細(xì)胞分割而成的單個(gè)或成簇孢子。子梗的頂端細(xì)胞分割而成的單個(gè)或成簇孢子。 （二）真菌的繁殖與繁殖體（二）真菌的繁殖與繁殖體無性孢子的類型： 游動(dòng)孢子 孢囊孢子 分生孢子 厚垣孢子 節(jié)孢子2.2 真核微生物真菌（fungi）厚垣孢子：厚垣孢子：這類孢子具很厚這類孢子具很厚的壁?？傻挚篃帷⒌谋??？傻挚篃?、干燥等不良環(huán)境。干燥等不良環(huán)境。（二）真菌的繁殖與繁殖體（二）真菌的繁殖與繁殖體無性孢子的類型： 游動(dòng)孢子 孢囊孢子 分生孢子 厚垣孢子 節(jié)孢子2.2 真核微生物真菌（fungi）節(jié)孢子：節(jié)孢子：由菌絲斷裂形成。菌絲生長到一定由菌絲斷裂形成。菌

19、絲生長到一定 階段，出現(xiàn)許多階段，出現(xiàn)許多橫隔膜，然后從橫隔膜處斷裂，產(chǎn)生很多單個(gè)孢子。橫隔膜，然后從橫隔膜處斷裂，產(chǎn)生很多單個(gè)孢子。 2.2 真核微生物真菌（fungi）（二）真菌的繁殖與繁殖體（二）真菌的繁殖與繁殖體真菌的有性繁殖： 階段：質(zhì)配 核配 減數(shù)分裂 真菌的有性孢子： 卵孢子、接合孢子、子囊孢子、擔(dān)孢子2.2 真核微生物真菌（fungi）（三）真菌的菌落特征（三）真菌的菌落特征 酵母菌在固體培養(yǎng)基上形成的菌落與細(xì)菌的菌落相似，但較大較厚，表面光滑、濕潤、粘稠、易挑起。 霉菌菌絲粗且長，菌落較疏松，呈絨毛狀、絮狀或蜘蛛網(wǎng)狀，一般比細(xì)菌菌落大幾倍到幾十倍。 霉菌形成的孢子有不同形狀、構(gòu)造和顏色，菌落表面常呈現(xiàn)出肉眼可見的不同結(jié)構(gòu)和色澤特征。 同一種霉菌，在不同組分的培養(yǎng)基上形成的菌落特征可能有變化。 在同一培養(yǎng)基上形成的菌落形狀、顏色等相對穩(wěn)定，故菌落特征也是鑒定霉菌的重要依據(jù)之一。 2.2 真核微生物真菌（fungi）2.2 真核微生物藻類（algae） 屬于真核生物 運(yùn)動(dòng)主要靠鞭毛運(yùn)動(dòng) 細(xì)胞中大都有葉綠體 含有光合色素，可進(jìn)行光合作用