環(huán)境微生物學(xué)第2章-原核微生物課件

第二章原核微生物

原核微生物包括真細(xì)菌門和藍(lán)細(xì)菌門。

真細(xì)菌門：細(xì)菌、古菌、放線菌、衣原體、立克次氏體、支原體、螺旋體等；藍(lán)細(xì)菌門：藍(lán)細(xì)菌第二章原核微生物原核微生物包括真細(xì)菌門和藍(lán)細(xì)菌門。細(xì)菌是大家比較熟悉的名字，因?yàn)橛泻芏嗉膊∈撬鼈円鸬?，如鼠疫桿菌、霍亂弧菌、破傷風(fēng)桿菌、肺炎雙球菌等致病菌對(duì)人類有害；那些腐敗菌常引起食物和工農(nóng)業(yè)產(chǎn)品腐爛變質(zhì)，并散發(fā)出特殊的臭味或酸敗味。但是，大多數(shù)細(xì)菌是和人類和平共處的，對(duì)人類不僅無害而且有益，能給人類帶來很大好處。如人們利用谷氨酸棒桿菌制造食用味精，用乳酸菌生產(chǎn)酸乳，用蘇云金桿菌生產(chǎn)殺蟲劑，細(xì)菌凈化污水等。鼠疫桿菌第一節(jié)細(xì)菌細(xì)菌是大家比較熟悉的名字，因?yàn)橛泻芏嗉膊∈撬鼈円鸬模缡笠呒?xì)菌：單細(xì)胞不分枝的原核微生物。細(xì)菌細(xì)胞微小而透明，通常用適當(dāng)染料染色后顯微鏡觀察。一、細(xì)菌的個(gè)體形態(tài)和大小（自學(xué)）細(xì)菌：單細(xì)胞不分枝的原核微生物。細(xì)菌細(xì)胞微小而透明，通常用適環(huán)境微生物學(xué)第2章-原核微生物課件腦膜炎奈瑟菌雙球菌(diplococcus)肺炎鏈球菌單球菌和雙球菌腦膜炎奈瑟菌雙球菌(diplococcus)肺炎鏈球菌單球菌四聯(lián)球菌(tetrad)八疊球菌(sarcina)四聯(lián)球菌(tetrad)八疊球菌(sarcina)鏈球菌(streptococcus)葡萄球菌(streptococcus)鏈球菌(streptococcus)葡萄球菌(strepto環(huán)境微生物學(xué)第2章-原核微生物課件大腸桿菌梭狀芽孢桿菌屬于肉毒桿菌屬，可引起食物中毒分枝桿菌雙歧桿菌大腸桿菌梭狀芽孢桿菌分枝桿菌雙歧桿菌炭疽芽胞桿菌3-10μm大腸埃希菌2-3μm布魯菌0.6-1.5μm兩端齊平炭疽芽胞桿菌兩端尖細(xì)白喉棒狀桿菌炭疽芽胞桿菌3-10μm大腸埃希菌2-3μm布魯菌3、螺旋菌

細(xì)胞呈弧形的稱為弧菌，其中若菌體多于一個(gè)彎曲，其程度超過一圈，又稱為螺旋菌。直徑在0.5～5um，長度不等。

弧菌螺旋菌3、螺旋菌

細(xì)胞呈弧形的稱為弧菌，其中若菌體多于一個(gè)弧菌螺旋菌螺桿菌弧菌螺旋菌螺桿菌淡水中的螺旋菌

spirochetes.是一種很常見的細(xì)菌淡水中的螺旋菌spirochetes.是一種很常見的細(xì)4、絲狀菌絲狀菌：是由柱狀或橢圓狀的細(xì)菌細(xì)胞一個(gè)一個(gè)連接而成，外面有透明的硬質(zhì)狀的粘性物質(zhì)包裹（稱為鞘）。實(shí)際上是一種細(xì)菌的群體形態(tài)。分布在水生境，潮濕土壤和活性污泥中。有鐵細(xì)菌、硫磺細(xì)菌、球衣細(xì)菌等。鐵細(xì)菌4、絲狀菌絲狀菌：是由柱狀或橢圓狀的細(xì)菌細(xì)胞一個(gè)一個(gè)連接而成環(huán)境微生物學(xué)第2章-原核微生物課件膨脹活性污泥中的絲狀細(xì)菌膨脹活性污泥中的絲狀細(xì)菌貝日阿托氏菌①生長在平板中的貝日阿托氏菌,②生長在活性污泥中的貝日阿托氏菌，③、④在靜止培養(yǎng)的活性污泥表面長滿貝日阿托氏菌貝日阿托氏菌絲狀菌硫細(xì)菌類①發(fā)硫菌②亮發(fā)菌③透明顫菌絲狀菌硫細(xì)菌類

（二）細(xì)菌的大小*

球菌（直徑）：0.5～2.0μm。*

桿菌（其長與寬度）：(0.5～1.0）μm×（1～5）μm。*

螺旋菌(寬度與彎曲長度):(0.25～1.7)μm×(2～60)μm。*海洋水系中有超微細(xì)菌（ultramicrobacteria）或稱納米細(xì)菌?？赏ㄟ^0.2μm的濾膜，某些海洋系統(tǒng)或土壤中每g(mL)含有1012～1013個(gè)細(xì)胞。*非洲有特大的細(xì)菌叫納米比亞硫珍珠狀菌（Thiomargaritanamibiensis），它的直徑達(dá)100～300μm，有時(shí)出現(xiàn)750μm的細(xì)胞。

（二）細(xì)菌的大小*球菌（直徑）：0.5～2.0μ二、細(xì)菌的細(xì)胞結(jié)構(gòu)一般結(jié)構(gòu)：細(xì)胞壁、細(xì)胞質(zhì)膜、細(xì)胞質(zhì)及其內(nèi)含物、細(xì)胞核物質(zhì)。特殊結(jié)構(gòu)：芽孢、鞭毛、莢膜、黏液層、衣鞘及光合作用層片等。細(xì)菌細(xì)胞結(jié)構(gòu)模式圖

二、細(xì)菌的細(xì)胞結(jié)構(gòu)一般結(jié)構(gòu)：細(xì)胞壁、細(xì)胞質(zhì)膜、細(xì)胞質(zhì)及其內(nèi)含G+菌細(xì)胞壁G-菌細(xì)胞壁G-菌細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)圖解1、細(xì)胞壁

細(xì)胞壁是包圍在細(xì)菌體表最外層的、堅(jiān)韌而有彈性的薄膜。主要含有肽聚糖，另外還可能有磷壁酸、脂多糖等。G+菌細(xì)胞壁G-菌細(xì)胞壁G-菌細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)圖解1、細(xì)胞壁細(xì)胞環(huán)境微生物學(xué)第2章-原核微生物課件環(huán)境微生物學(xué)第2章-原核微生物課件環(huán)境微生物學(xué)第2章-原核微生物課件環(huán)境微生物學(xué)第2章-原核微生物課件環(huán)境微生物學(xué)第2章-原核微生物課件環(huán)境微生物學(xué)第2章-原核微生物課件環(huán)境微生物學(xué)第2章-原核微生物課件環(huán)境微生物學(xué)第2章-原核微生物課件環(huán)境微生物學(xué)第2章-原核微生物課件環(huán)境微生物學(xué)第2章-原核微生物課件環(huán)境微生物學(xué)第2章-原核微生物課件環(huán)境微生物學(xué)第2章-原核微生物課件環(huán)境微生物學(xué)第2章-原核微生物課件環(huán)境微生物學(xué)第2章-原核微生物課件革蘭陽性菌與陰性菌細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)比較革蘭陽性菌與陰性菌細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)比較環(huán)境微生物學(xué)第2章-原核微生物課件細(xì)胞壁的功能

保持和固定細(xì)胞形態(tài)；

保護(hù)原生質(zhì)體免受滲透壓引起的破裂作用；

為鞭毛提供支點(diǎn)，使鞭毛運(yùn)動(dòng)。多孔結(jié)構(gòu)起到分子篩的作用，阻攔大分子物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞；

使細(xì)胞具有致病性及對(duì)噬菌體的敏感性。傷寒桿菌細(xì)胞壁中含毒素細(xì)胞壁的功能保護(hù)原生質(zhì)體免受滲透壓引起的破裂作用；2、細(xì)胞質(zhì)膜（1）細(xì)胞膜的化學(xué)組成緊貼細(xì)胞壁的內(nèi)側(cè)而包圍細(xì)胞質(zhì)的一層柔軟而富有彈性的薄膜。是選擇性半滲透膜。主要化學(xué)成分：蛋白質(zhì)（60~70%）、脂類（30~40%）、多糖（約2%）。蛋白質(zhì)與膜的透性及酶的活性有關(guān)；

脂類是磷脂，由磷酸、甘油、脂肪酸和膽堿組成。2、細(xì)胞質(zhì)膜（1）細(xì)胞膜的化學(xué)組成（2）細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)流動(dòng)鑲嵌模型：磷脂分子構(gòu)成膜的基本骨架，上下兩層磷脂分子層平行排列，具有極性的磷脂分子親水基朝向膜的內(nèi)、外表面的水相，疏水基在中間。蛋白質(zhì)鑲嵌在磷脂層中或膜表面，有的蛋白質(zhì)由外側(cè)升入膜的中間，有的穿透膜的兩層磷脂分子，膜表面的蛋白質(zhì)還帶有多糖。（2）細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)流動(dòng)鑲嵌模型：磷脂分子構(gòu)成膜的基本骨架，上（3）細(xì)胞質(zhì)膜的生理功能維持滲透壓的梯度和溶質(zhì)的轉(zhuǎn)移；細(xì)胞壁合成場(chǎng)所；膜內(nèi)陷形成的中間體含有細(xì)胞色素，參與呼吸作用；中間體與染色體的分離和細(xì)胞分裂有關(guān)，還為DNA提供附著點(diǎn)。細(xì)胞質(zhì)膜上有有呼吸電子傳遞需要的酶系，具有類似高等生物線粒體的功能，進(jìn)行物質(zhì)和能量代謝；鞭毛基粒位于細(xì)胞質(zhì)膜，即為鞭毛提供附著點(diǎn)。（3）細(xì)胞質(zhì)膜的生理功能維持滲透壓的梯度和溶質(zhì)的轉(zhuǎn)移；3、細(xì)胞質(zhì)和內(nèi)含物細(xì)胞質(zhì)是細(xì)胞質(zhì)膜以內(nèi)，除核物質(zhì)以外的無色透明、粘稠的復(fù)雜膠體，亦稱原生質(zhì)。主要由蛋白質(zhì)、核酸、多糖、脂類、無機(jī)鹽和水組成。細(xì)胞質(zhì)內(nèi)含各種酶系統(tǒng)，是細(xì)菌細(xì)胞進(jìn)行新陳代謝的場(chǎng)所。3、細(xì)胞質(zhì)和內(nèi)含物細(xì)胞質(zhì)是細(xì)胞質(zhì)膜以內(nèi)，除核物質(zhì)以外的無色透核糖體：由RNA和蛋白質(zhì)組成，是合成蛋白質(zhì)的場(chǎng)所。其中RNA占60%，蛋白質(zhì)占40%。大腸桿菌可以分解出三種分子質(zhì)量不同的RNA，16SRNA、23SRNA和5SRNA。核糖體的沉降系數(shù)是70S（由50S和30S兩個(gè)亞基組成）核糖體核糖體：由RNA和蛋白質(zhì)組成，是合成蛋白質(zhì)的場(chǎng)所。核糖體細(xì)胞內(nèi)含顆粒細(xì)胞內(nèi)含顆粒細(xì)胞內(nèi)含顆粒細(xì)胞內(nèi)含顆粒Chromatiumbuderi硫粒細(xì)胞內(nèi)含顆粒硫粒

貝日阿托氏菌屬、發(fā)硫菌屬、紫硫螺旋菌數(shù)、綠硫菌屬利用H2S作為能源，氧化H2S為硫粒積累在菌體內(nèi)。當(dāng)缺乏營養(yǎng)時(shí)，氧化體內(nèi)硫粒為SO42-，從中獲得能量。Chromatiumbuderi硫粒細(xì)胞內(nèi)含顆粒硫粒細(xì)胞內(nèi)含顆粒細(xì)胞內(nèi)含顆粒

藻青素顆粒（cyanophycingranule）：為藍(lán)細(xì)菌特有的。由等量的精氨酸和天冬氨酸組成多肽，它是藍(lán)細(xì)菌多余氮的貯存體。羧酶體(carboxysome):

在藍(lán)細(xì)菌、硝化細(xì)菌和硫桿菌體內(nèi)含有羧酶體。它是1，5-二磷酸核酮糖羧化酶的貯存體，可能是固定CO2場(chǎng)所。呈多角形，直徑約100nm。磁小體(magnetosome)和磁鐵礦顆粒(Fe3O4）:直徑為40～100nm，由膜包裹。許多磁小體在細(xì)胞中排列成鏈狀，含有硫復(fù)鐵礦（Fe3S4）和黃鐵礦（FeS2）。是某些細(xì)菌如水生趨磁細(xì)菌(magnetotactiacbacteria)的定位工具。藻青素顆粒（cyanophycingranule）趨磁性水螺菌（Aquaspirillummagnetotacticum））趨磁性水螺菌（Aquaspirillummagnetot環(huán)境微生物學(xué)第2章-原核微生物課件4、核物質(zhì)（擬核）——原核生物所特有的原始細(xì)胞核。也稱擬核。細(xì)菌的核質(zhì)體是一個(gè)大型環(huán)狀的雙鏈DNA分子，長度0.25mm~3mm，為細(xì)菌遺傳物質(zhì)，卷曲折疊于核區(qū)。核區(qū)沒有外膜（這是原核生物與真核生物一個(gè)主要的區(qū)別之處）核質(zhì)體真核生物細(xì)胞細(xì)胞核核質(zhì)體核膜4、核物質(zhì)（擬核）——原核生物所特有的原始細(xì)胞核。也稱擬核。擬核攜帶全部或部分遺傳信息，它的功能是決定遺傳性狀和傳遞遺傳信息，是重要的遺傳物質(zhì)。擬核攜帶全部或部分遺傳信息，它的功能是決定遺傳性狀和傳遞遺傳質(zhì)粒存在于染色體外的小分子環(huán)狀DNA，可以毒力進(jìn)行復(fù)制或整合到染色體上?？梢员贿z傳或者傳遞給后代。質(zhì)粒的存在對(duì)細(xì)胞本身的生長與繁殖并不重要，但可以給細(xì)胞帶來新的特性，如抗藥性、致病性等質(zhì)粒存在于染色體外的小分子環(huán)狀DNA，可以毒力進(jìn)行復(fù)制或整1、莢膜

是某些細(xì)菌在新陳代謝過程中形成的，分泌于細(xì)胞壁外的粘液狀物質(zhì)，把細(xì)胞壁完全包圍封住，這層粘性物質(zhì)叫莢膜。含水率在90％~98％，極難染色，一般采用負(fù)染色法。主要成分：多糖、多肽、脂類或脂類蛋白復(fù)合體單染后墨汁背景襯托法觀察（二）細(xì)菌的特殊結(jié)構(gòu)1、莢膜是某些細(xì)菌在新陳代謝過程中形成的，分泌于細(xì)胞壁外的莢膜的功能:①具有莢膜的S型肺炎鏈球菌毒力強(qiáng)，有助于肺炎鏈球菌侵染人體。②莢膜保護(hù)致病菌免受宿主吞噬細(xì)胞的吞噬，保護(hù)細(xì)菌免受干燥的影響。③當(dāng)缺乏營養(yǎng)時(shí)，莢膜可被用作碳源和能源，有的莢膜還可作氮源。④廢水生物處理中的細(xì)菌莢膜有生物吸附作用，將廢水中的有機(jī)物、無機(jī)物及膠體吸附在細(xì)菌體表面上。莢膜的功能:2.黏液層(slimelayer)

不產(chǎn)莢膜的細(xì)菌在其表面分泌黏性的多糖，疏松地附著在細(xì)菌細(xì)胞壁表面上，與外界沒有明顯邊緣，這叫黏液層。

黏液層在廢水生物處理過程中有生物吸附作用，在曝氣池中因曝氣攪動(dòng)和水的沖擊力容易把細(xì)菌黏液沖刷入水中，以致增加水中有機(jī)物，它可被其他微生物作碳源利用。2.黏液層(slimelayer)3.

菌膠團(tuán)(zoogloea)些細(xì)菌由于其遺傳特性決定，細(xì)菌之間按一定的排列方式粘集在一起，被一個(gè)公共的莢膜包圍成一定形狀的細(xì)菌集團(tuán)叫做菌膠團(tuán)。菌膠團(tuán)的形狀有球形、蘑菇形、橢圓形、分枝狀、垂絲狀及不規(guī)則形。上述各種菌膠團(tuán)在活性污泥中均有，典型的有動(dòng)膠菌屬(Zoogloea)，它有兩個(gè)種：生枝狀動(dòng)膠菌(Zoogloearamigera)和垂(懸)絲動(dòng)膠菌(Zoogloeafilipendula。

3.菌膠團(tuán)(zoogloea)菌膠團(tuán)的幾種形態(tài)A.活性污泥中的指狀菌膠團(tuán),B1.在低倍顯微鏡下的生枝動(dòng)膠菌（Z.ramigera）純培養(yǎng)絮狀物，B2.在光學(xué)相差×833下的生枝動(dòng)膠菌（Z.ramigera）細(xì)胞C.在印染廢水活性污泥中的菌膠團(tuán)菌膠團(tuán)的幾種形態(tài)4、衣鞘(sheath)

水生境中的絲狀菌多數(shù)有衣鞘，如球衣菌屬、纖發(fā)菌屬、發(fā)硫菌屬、亮發(fā)菌屬、泉發(fā)菌屬等絲狀體表面的黏液層或莢膜硬質(zhì)化，形成一個(gè)透明堅(jiān)韌的空殼，叫衣鞘。

莢膜、黏液層、衣鞘和菌膠團(tuán)對(duì)染料的親和力極低，很難著色，都用襯托(負(fù)染色)法染色。

衣鞘

細(xì)胞

浮游球衣菌的細(xì)胞與衣鞘4、衣鞘(sheath)水生境中的絲5、芽孢

某些細(xì)菌生長到一定階段，在細(xì)胞內(nèi)形成一個(gè)圓形、橢圓形或圓柱形的、對(duì)不良環(huán)境條件具有較強(qiáng)的抵抗逆休眠體。細(xì)菌的芽孢都生長在細(xì)胞內(nèi)，又稱內(nèi)生孢子(Endospora)。芽孢對(duì)干燥（在干燥下可存活幾年、幾十年），紫外線，有毒化學(xué)物、熱、化學(xué)藥品抵抗力強(qiáng)，能使細(xì)菌渡過不良環(huán)境。一般芽孢能耐高溫。5、芽孢

某些細(xì)菌生長到一定階段，在細(xì)胞內(nèi)形成一個(gè)圓形、橢圓芽孢是抵抗外界不良環(huán)境的休眠體。是分類鑒定依據(jù)之一。能形成芽孢的細(xì)菌種類不多，最主要的是好氧的芽孢桿菌屬（Bacillus）和厭氧梭菌屬（Cletridium），芽孢八疊球菌屬、芽孢弧菌屬。它們都是革蘭氏陽性菌。很多都是強(qiáng)致病菌，如肉毒梭菌、破傷風(fēng)梭菌，有些形成的芽孢膨大，寬度明顯超過菌體。含芽孢的梭菌

芽孢寬度超過菌體，使細(xì)胞呈梭狀芽孢是抵抗外界不良環(huán)境的休眠體。是分類鑒定依據(jù)之一。含芽孢的炭疽芽孢桿菌…..生物恐怖主義者為什么會(huì)看中這種細(xì)菌呢？首先因?yàn)樘烤沂且环N嚴(yán)重的疾病，分布又非常廣泛?！?..還因?yàn)樗鼛缀跏且环N永不死亡的細(xì)菌，-----它們能夠形成芽孢，因而很不容易死亡。在環(huán)境惡劣的時(shí)候，細(xì)菌內(nèi)部會(huì)有一小部分濃縮起來，在這一部分周圍形成幾層堅(jiān)硬的殼。里面的生命活動(dòng)變得非常緩慢，而殼外面那部分就死亡消失了，這就是芽孢。環(huán)境條件一變好，殼里面的部分會(huì)像“發(fā)芽”一樣長出來。炭疽芽孢桿菌…..生物恐怖主義者為什么會(huì)看中這種細(xì)菌呢？首先芽胞的大小、形狀、位置等隨菌種而異，有重要的鑒別意義。炭疽芽胞桿菌肉毒梭菌破傷風(fēng)梭菌芽胞的大小、形狀、位置等隨菌種而異，有重要的鑒別意義。炭疽芽醋酸氧化脫硫腸狀菌及其芽孢炭疽芽孢桿菌枯草芽孢桿菌醋酸氧化脫硫腸狀菌及其芽孢炭疽芽孢桿菌枯草芽孢桿菌芽孢抗性強(qiáng)的原因(P29~30)：1.原生質(zhì)高度脫水，含水量少。2.有厚、致密的壁。3.含與抗熱性有關(guān)的吡啶二羧酸（DPA)。4.芽孢內(nèi)具有抗熱性的酶。芽孢萌發(fā)后變成營養(yǎng)細(xì)胞，抗性損失。芽孢不是繁殖器官，只是休眠體。

芽孢抗性強(qiáng)的原因(P29~30)：

芽孢的形成對(duì)于產(chǎn)芽孢菌度過困境有著極為重要的意義，芽孢可在普通條件下保存幾年甚至幾十年都依然可以復(fù)活。

在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行滅菌處理時(shí)，由于芽孢最難殺死，滅菌手段主要考慮的是殺滅芽孢；（＊如何殺滅芽孢呢？）

芽孢菌普遍存在于處理各類有毒廢水中，并對(duì)水質(zhì)凈化起著十分重要的作用。芽孢的形成對(duì)于產(chǎn)芽孢菌度過困境有著極為重要的意義，芽孢可在6、鞭毛由細(xì)胞質(zhì)膜上的鞭毛基粒長出穿過細(xì)胞壁伸向體外的一條纖細(xì)的波浪狀的絲狀物。直徑為0.001~0.02um，長為2~50um.化學(xué)成分：鞭毛蛋白功能：運(yùn)動(dòng)，靠細(xì)胞膜上的ATP酶水解ATP提供能量。根據(jù)鞭毛數(shù)目與排列情況分：

一端單毛菌：菌體一端只有一條鞭毛。二端單毛菌：菌體二端各有一條鞭毛。

叢毛菌：菌體一端或二端各有一叢鞭毛(偏端叢生鞭毛菌、二端叢生鞭毛菌)

周毛菌：在菌體四周都有鞭毛。6、鞭毛由細(xì)胞質(zhì)膜上的鞭毛基粒長出穿過細(xì)胞壁伸向體外的一條纖細(xì)菌鞭毛的著生位置A.桿菌：①極端生②亞極端生③兩極端生④兩束極端生⑤周身B.弧菌：①單根極端生②兩束極端生③束極端生細(xì)菌鞭毛的著生位置單毛菌雙毛菌叢毛菌周毛菌單毛菌雙毛菌叢毛菌周毛菌

端生單根鞭毛端生叢狀鞭毛

實(shí)驗(yàn)室可采用特殊染色，使染料的復(fù)合物附著并積累在鞭毛上，加粗其直徑，可用普通光學(xué)顯微鏡觀察。端生單根鞭毛纖毛比鞭毛更細(xì)，較短，直硬，數(shù)量也較多的細(xì)絲。非運(yùn)動(dòng)器官，G-菌多有，G+菌少數(shù)有。功能：菌毛分普通菌毛和性菌毛(有吸附作用)。有性菌毛的細(xì)菌叫雄性菌。雄性菌與雌性可通過性菌毛接合，沒有之不能接合。菌毛在普通光學(xué)顯微鏡下看不到,必須用電子顯微鏡觀察。纖毛三、細(xì)菌的培養(yǎng)特征1、細(xì)菌在固體培養(yǎng)基上的培養(yǎng)特征細(xì)菌在固體培養(yǎng)基上的培養(yǎng)特征就是菌落特征。菌落是由一個(gè)細(xì)菌繁殖起來的，由無數(shù)細(xì)菌組成具有一定形態(tài)特性的細(xì)菌集團(tuán)。三、細(xì)菌的培養(yǎng)特征1、細(xì)菌在固體培養(yǎng)基上的培養(yǎng)特征

菌落的特征主要由各種微生物特殊的遺傳特性決定，同時(shí)也與培養(yǎng)基成分及培養(yǎng)條件有關(guān)，當(dāng)培養(yǎng)基成分及培養(yǎng)條件相同時(shí)，不同種類微生物形成的菌落特征是固定的，可作為微生物鑒定的重要依據(jù)。

菌落形態(tài)菌落的特征主要由各種微生物特殊的遺傳特性決定，同時(shí)也與培幾種細(xì)菌菌落的特征A.縱剖面：①.扁平②隆起③低凸起④高凸起⑤臍狀⑥草帽狀⑦乳頭狀B.表面結(jié)構(gòu)、形狀及邊緣：

⑧圓形，邊緣整齊⑨不規(guī)則，邊緣波浪⑩不規(guī)則，顆粒狀，葉狀?規(guī)則，放射狀，邊緣花瓣形?規(guī)則，邊緣整齊，表面光滑?規(guī)則，邊緣齒狀?規(guī)則，有同心環(huán)，邊緣完整?不規(guī)則，似毛毯狀?規(guī)則，似菌絲狀?不規(guī)則，卷發(fā)狀，邊緣波狀?不規(guī)則，絲狀?不規(guī)則，根狀幾種細(xì)菌菌落的特征固體培養(yǎng)基上菌落的生長情況光滑型菌落粗糙型菌落粘液型菌落固體培養(yǎng)基上菌落的生長情況光滑型菌落粗糙型菌落粘液型菌落環(huán)境微生物學(xué)第2章-原核微生物課件菌苔：在斜面培養(yǎng)基接種線上長成的一片密集的細(xì)菌群落。不同屬種細(xì)菌的菌苔形態(tài)是不同的。

圖2-17在斜面培養(yǎng)基上的菌苔特征菌苔：在斜面培養(yǎng)基接種線上長成的一片密集的細(xì)菌群落。不同屬種2、在明膠培養(yǎng)基中的培養(yǎng)特征圖2-18在明膠培養(yǎng)基中的生長特征

用穿刺接種法將某種細(xì)菌接種在明膠培養(yǎng)基中培養(yǎng)，能產(chǎn)生明膠水解酶水解明膠，不同的細(xì)菌將明膠水解成不同形態(tài)的溶菌區(qū)。

2、在明膠培養(yǎng)基中的培養(yǎng)特征圖2-18在明膠培養(yǎng)基中的3、細(xì)菌在半固體培養(yǎng)基中的生長情況1）以穿刺接種法將細(xì)菌接種至0.3-0.5%瓊脂上觀察其生長2）鑒定特征a.在穿刺線上生長：無鞭毛、不運(yùn)動(dòng)的細(xì)菌；b.線上生長，且其周圍也生長:有、運(yùn)動(dòng)c.好氧菌：長在培養(yǎng)基表面d.厭氧菌：穿刺線底部生長

e.兼性厭氧菌：整個(gè)線上生長

f.好氧和微量好氧菌：穿刺線上部3、細(xì)菌在半固體培養(yǎng)基中的生長情況1）以穿刺接種法將細(xì)菌接種1、3：有動(dòng)力2：無動(dòng)力1、3：有動(dòng)力4、在液體培養(yǎng)基中的培養(yǎng)特征4、在液體培養(yǎng)基中的培養(yǎng)特征細(xì)菌在液體培養(yǎng)基中的生長情況菌膜菌沉淀均勻渾濁對(duì)照細(xì)菌在液體培養(yǎng)基中的生長情況菌膜菌沉淀均勻渾濁對(duì)照

四、細(xì)菌的物理化學(xué)特性

(一)細(xì)菌表面電荷和等電點(diǎn)

細(xì)菌體含有50％以上的蛋白質(zhì)。蛋白質(zhì)由20種氨基酸按一定的排列順序由肽鍵連接組成。氨基酸是兩性電解質(zhì)，在堿性溶液中表現(xiàn)出帶負(fù)電荷，在酸性溶液中表現(xiàn)出帶正電荷，在某一定pH溶液中，氨基酸所帶的正電荷和負(fù)電荷相等時(shí)的pH，稱為該氨基酸的等電點(diǎn)。*

已知細(xì)菌的等電點(diǎn)在pH2～5，革蘭氏陽性菌的等電點(diǎn)為pH2～3；革蘭氏陰性菌的等電點(diǎn)為pH4～5；pH=3～4之間的為革蘭氏染色不穩(wěn)定性菌。COO-

NH2+NaOH

HCl

四、細(xì)菌的物理化學(xué)特性(一)細(xì)菌表面電荷和等電點(diǎn)

（二）細(xì)菌的染色原理及染色方法

1.細(xì)菌的染色原理

細(xì)菌菌體無色透明，在顯微鏡下由于菌體與其背景反差小，不易看清菌體的形態(tài)和結(jié)構(gòu)。由于細(xì)菌在通常培養(yǎng)情況下總是帶負(fù)電荷，故用帶正電的堿性染色液染菌體，以增加菌體與背景的反差。

2.染色方法

（1）簡單染色法

簡單染色法是用一種染料染菌體，目的是為了增加菌體與背景的反差，便于觀察。

（2）復(fù)合染色法

復(fù)合染色法是用兩種染料染色，以區(qū)別不同細(xì)菌。如革蘭氏染色反應(yīng)和抗酸性染色反應(yīng)，或?qū)⒕w和某一結(jié)構(gòu)染成不同顏色，以便觀察。（二）細(xì)菌的染色原理及染色方法1.細(xì)菌的染色原簡單染色法原理和具體步驟見實(shí)驗(yàn)四簡單染色法原理和具體步驟見實(shí)驗(yàn)四革蘭氏染色法該染色法由丹麥醫(yī)生C.Gram于1884年創(chuàng)立。分為初染、媒染、脫色和復(fù)染四步。

甲菌

乙菌初染

結(jié)晶紫媒染

碘液脫色

乙醇復(fù)染

沙黃紫色(G+)

紅色(G-)革蘭氏染色法該染色法由丹麥醫(yī)生C.Gram于1884年創(chuàng)立。革

蘭

氏

染

色

法1.涂片固定2.初染—結(jié)晶紫染液第一次染色

1min

革

蘭

氏

染

色

法1.涂片固定2.初染—結(jié)晶紫染液第一次3.媒染—碘-碘化鉀溶液浸濕30S4.脫色—95%乙醇溶液進(jìn)行顏色洗脫5.復(fù)染—紅色的藩紅染液第二次染色4.脫色—95%乙醇溶液進(jìn)行顏色洗脫5.復(fù)染—紅色的藩紅染呈現(xiàn)第二次染色的效果紅色；稱革蘭氏陰性菌（紅陰G-）

細(xì)菌呈現(xiàn)第一次染色的效果紫色，革蘭氏陽性菌（紫陽G＋）；呈現(xiàn)第二次染色的效果紅色；稱革蘭氏陰性菌（紅陰G-）環(huán)境微生物學(xué)第2章-原核微生物課件革蘭氏染色機(jī)理與細(xì)菌等電點(diǎn)有關(guān)革蘭氏陽性菌的等電點(diǎn)為pH2~3，革蘭氏陰性菌的等電點(diǎn)為pH4~5。革蘭氏陽性菌的等電點(diǎn)比革蘭氏陰性菌低，說明革蘭氏陽性菌帶的負(fù)電荷比革蘭氏陰性菌多。它們與草酸銨結(jié)晶紫的結(jié)合力大，用碘-碘化鉀媒染后，兩者的等電點(diǎn)均得到降低，但革蘭氏陽性菌的等電點(diǎn)降低的多，故與草酸銨結(jié)晶紫結(jié)合得更牢固，對(duì)乙醇脫色的抵抗力更強(qiáng)。革蘭氏染色機(jī)理與細(xì)菌等電點(diǎn)有關(guān)與細(xì)胞壁有關(guān)革蘭氏陽性菌的脂類物質(zhì)的含量很低，肽聚糖的含量高。革蘭氏陰性菌相反，用乙醇脫色時(shí)，革蘭氏陰性菌的脂類物質(zhì)被乙醇溶解，增加細(xì)菌細(xì)胞壁的孔徑及其通透性，乙醇容易進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)將草酸銨結(jié)晶紫和碘-碘化鉀復(fù)合物提取出來，使菌體呈現(xiàn)無色。革蘭氏陽性菌由于脂類物質(zhì)含量極低，而肽聚糖含量高，乙醇既是脫色劑又是脫水劑，使肽聚糖脫水縮小細(xì)胞壁的孔徑，降低細(xì)胞壁的通透性，阻止乙醇分子進(jìn)入細(xì)胞，草酸銨結(jié)晶紫和碘-碘化鉀的復(fù)合物被截留在細(xì)胞內(nèi)而不被脫色，仍呈現(xiàn)紫色。與細(xì)胞壁有關(guān)

（三）細(xì)菌懸液的穩(wěn)定性

細(xì)菌在液體培養(yǎng)基中的存在狀態(tài)有穩(wěn)定的和不穩(wěn)定的兩種。*

穩(wěn)定的叫S型（光滑型）。S型菌整個(gè)菌體為親水基，它均勻分布于培養(yǎng)基中，不發(fā)生凝聚，菌懸液很穩(wěn)定。只在電解質(zhì)濃度高時(shí)才發(fā)生凝聚。*

不穩(wěn)定性的叫R型（粗糙型）。它具有強(qiáng)電解質(zhì)，菌懸液很不穩(wěn)定，容易發(fā)生凝聚而沉淀在瓶底，培養(yǎng)基很清。（三）細(xì)菌懸液的穩(wěn)定性細(xì)菌在液體培養(yǎng)基中的存在狀

細(xì)菌懸液的穩(wěn)定性和不穩(wěn)定性在水處理工藝中有極為重要的意義。尤其是在污水、廢水生物處理中的二次沉淀池（以下簡稱二沉池）的沉淀效果與細(xì)菌懸液在水中穩(wěn)定性的程度關(guān)系密切。二沉池中的細(xì)菌懸液發(fā)生不穩(wěn)定性可取得好的沉淀效果。因此，要使活性污泥中粗糙型（R型）細(xì)菌的數(shù)量占優(yōu)勢(shì)。或者投加強(qiáng)電解質(zhì)（表面不活性劑），改變活性污泥的表面張力，可改善活性污泥的沉淀效果。細(xì)菌懸液的穩(wěn)定性和不穩(wěn)定性在水處理工藝中有極為重要的

（四）細(xì)菌懸液的渾濁度

細(xì)菌體呈半透明狀態(tài)，光線照射菌體時(shí)，一部分光線透過菌體，一部分光線被折射。所以，細(xì)菌懸液呈現(xiàn)渾濁現(xiàn)象?？捎媚苛Ρ葷?、光電比色計(jì)、比濁計(jì)等測(cè)其渾濁度，可略知其數(shù)目(包括活菌和死菌)。

（五）細(xì)菌的多相膠體性質(zhì)

細(xì)菌細(xì)胞質(zhì)中含有多種蛋白質(zhì)，它們的成分和功能各不相同，所以細(xì)胞質(zhì)是多相膠體，某一相吸收一組物質(zhì)進(jìn)行生化反應(yīng)，另一相又吸收另一組物質(zhì)進(jìn)行另一種生化反應(yīng)，在一個(gè)細(xì)菌體內(nèi)可同時(shí)進(jìn)行多種生化反應(yīng)。

（四）細(xì)菌懸液的渾濁度細(xì)菌體呈半透明狀態(tài)，光線照

（六）細(xì)菌的比表面積

單個(gè)細(xì)菌體積雖微小，然而單位體積的細(xì)菌群體的總比表面積則巨大，這有利于細(xì)菌吸附和吸收營養(yǎng)物，有利于排泄代謝產(chǎn)物，使細(xì)菌生長繁殖快。

（七）細(xì)菌的相對(duì)密度和質(zhì)量

細(xì)菌的相對(duì)密度在1.07～1.19之間，細(xì)菌的相對(duì)密度與菌體所含的物質(zhì)有關(guān)。蛋白質(zhì)的相對(duì)密度為1.5，糖的相對(duì)密度為1.4～1.6，核酸的相對(duì)密度為2，無機(jī)鹽的相對(duì)密度為2.5，脂質(zhì)的相對(duì)密度小于1，整個(gè)菌體的相對(duì)密度略大于水的相對(duì)密度。細(xì)菌的質(zhì)量將群體細(xì)菌的質(zhì)量除以細(xì)菌的數(shù)目得到每個(gè)細(xì)菌的質(zhì)量，單個(gè)細(xì)菌的質(zhì)量約為1×10-9～1×10-10mg。（六）細(xì)菌的比表面積單個(gè)細(xì)菌體積雖微小，然而單位

五、細(xì)菌的物理化學(xué)性質(zhì)與污(廢)生物處理的關(guān)系

①

污（廢）水生物處理的工作主體是活性污泥中的細(xì)菌，細(xì)菌的物理化學(xué)性質(zhì)直接影響污/廢水的處理效果。

②細(xì)胞質(zhì)的多相膠體性質(zhì)決定細(xì)菌在曝氣池中吸收廢水中的有機(jī)污染物的種類、數(shù)量和速度；

③細(xì)菌表面解離層的S型或R型決定其懸液的穩(wěn)定性，即決定其在沉淀池中的沉淀效果；④比表面積的大小決定其吸附、吸收污染物的能力及與其他微生物的競(jìng)爭(zhēng)能力；⑤細(xì)菌的帶電性與它吸附、吸收廢水有機(jī)污染物的能力，與填料載體的結(jié)合力有關(guān)沉淀效果有關(guān)。五、細(xì)菌的物理化學(xué)性質(zhì)與污(廢)生物處理的關(guān)系

五、細(xì)菌的物理化學(xué)性質(zhì)與污(廢)生物處理的關(guān)系

①

污（廢）水生物處理的工作主體是活性污泥中的細(xì)菌，細(xì)菌的物理化學(xué)性質(zhì)直接影響污/廢水的處理效果。

②細(xì)胞質(zhì)的多相膠體性質(zhì)決定細(xì)菌在曝氣池中吸收廢水中的有機(jī)污染物的種類、數(shù)量和速度；

③細(xì)菌表面解離層的S型或R型決定其懸液的穩(wěn)定性，即決定其在沉淀池中的沉淀效果；④比表面積的大小決定其吸附、吸收污染物的能力及與其他微生物的競(jìng)爭(zhēng)能力；⑤細(xì)菌的帶電性與它吸附、吸收廢水有機(jī)污染物的能力，與填料載體的結(jié)合力有關(guān)沉淀效果有關(guān)。五、細(xì)菌的物理化學(xué)性質(zhì)與污(廢)生物處理的關(guān)系

課堂討論

細(xì)菌可以作為重金屬吸附劑嗎？這與細(xì)菌細(xì)胞的表面哪些性質(zhì)有關(guān)？探討細(xì)菌作為重金屬吸附劑的。

課后拓展

查閱文獻(xiàn)資料，談?wù)勎⑸镂絼┑拈_發(fā)與再生的國內(nèi)外研究進(jìn)展（主要是細(xì)菌吸附劑）。課堂討論細(xì)菌可以作為重金屬吸附劑嗎？這與細(xì)菌細(xì)胞的表第二章原核微生物

原核微生物包括真細(xì)菌門和藍(lán)細(xì)菌門。

真細(xì)菌門：細(xì)菌、古菌、放線菌、衣原體、立克次氏體、支原體、螺旋體等；藍(lán)細(xì)菌門：藍(lán)細(xì)菌第二章原核微生物原核微生物包括真細(xì)菌門和藍(lán)細(xì)菌門。細(xì)菌是大家比較熟悉的名字，因?yàn)橛泻芏嗉膊∈撬鼈円鸬?，如鼠疫桿菌、霍亂弧菌、破傷風(fēng)桿菌、肺炎雙球菌等致病菌對(duì)人類有害；那些腐敗菌常引起食物和工農(nóng)業(yè)產(chǎn)品腐爛變質(zhì)，并散發(fā)出特殊的臭味或酸敗味。但是，大多數(shù)細(xì)菌是和人類和平共處的，對(duì)人類不僅無害而且有益，能給人類帶來很大好處。如人們利用谷氨酸棒桿菌制造食用味精，用乳酸菌生產(chǎn)酸乳，用蘇云金桿菌生產(chǎn)殺蟲劑，細(xì)菌凈化污水等。鼠疫桿菌第一節(jié)細(xì)菌細(xì)菌是大家比較熟悉的名字，因?yàn)橛泻芏嗉膊∈撬鼈円鸬?，如鼠疫?xì)菌：單細(xì)胞不分枝的原核微生物。細(xì)菌細(xì)胞微小而透明，通常用適當(dāng)染料染色后顯微鏡觀察。一、細(xì)菌的個(gè)體形態(tài)和大小（自學(xué)）細(xì)菌：單細(xì)胞不分枝的原核微生物。細(xì)菌細(xì)胞微小而透明，通常用適環(huán)境微生物學(xué)第2章-原核微生物課件腦膜炎奈瑟菌雙球菌(diplococcus)肺炎鏈球菌單球菌和雙球菌腦膜炎奈瑟菌雙球菌(diplococcus)肺炎鏈球菌單球菌四聯(lián)球菌(tetrad)八疊球菌(sarcina)四聯(lián)球菌(tetrad)八疊球菌(sarcina)鏈球菌(streptococcus)葡萄球菌(streptococcus)鏈球菌(streptococcus)葡萄球菌(strepto環(huán)境微生物學(xué)第2章-原核微生物課件大腸桿菌梭狀芽孢桿菌屬于肉毒桿菌屬，可引起食物中毒分枝桿菌雙歧桿菌大腸桿菌梭狀芽孢桿菌分枝桿菌雙歧桿菌炭疽芽胞桿菌3-10μm大腸埃希菌2-3μm布魯菌0.6-1.5μm兩端齊平炭疽芽胞桿菌兩端尖細(xì)白喉棒狀桿菌炭疽芽胞桿菌3-10μm大腸埃希菌2-3μm布魯菌3、螺旋菌

細(xì)胞呈弧形的稱為弧菌，其中若菌體多于一個(gè)彎曲，其程度超過一圈，又稱為螺旋菌。直徑在0.5～5um，長度不等。

弧菌螺旋菌3、螺旋菌

細(xì)胞呈弧形的稱為弧菌，其中若菌體多于一個(gè)弧菌螺旋菌螺桿菌弧菌螺旋菌螺桿菌淡水中的螺旋菌

spirochetes.是一種很常見的細(xì)菌淡水中的螺旋菌spirochetes.是一種很常見的細(xì)4、絲狀菌絲狀菌：是由柱狀或橢圓狀的細(xì)菌細(xì)胞一個(gè)一個(gè)連接而成，外面有透明的硬質(zhì)狀的粘性物質(zhì)包裹（稱為鞘）。實(shí)際上是一種細(xì)菌的群體形態(tài)。分布在水生境，潮濕土壤和活性污泥中。有鐵細(xì)菌、硫磺細(xì)菌、球衣細(xì)菌等。鐵細(xì)菌4、絲狀菌絲狀菌：是由柱狀或橢圓狀的細(xì)菌細(xì)胞一個(gè)一個(gè)連接而成環(huán)境微生物學(xué)第2章-原核微生物課件膨脹活性污泥中的絲狀細(xì)菌膨脹活性污泥中的絲狀細(xì)菌貝日阿托氏菌①生長在平板中的貝日阿托氏菌,②生長在活性污泥中的貝日阿托氏菌，③、④在靜止培養(yǎng)的活性污泥表面長滿貝日阿托氏菌貝日阿托氏菌絲狀菌硫細(xì)菌類①發(fā)硫菌②亮發(fā)菌③透明顫菌絲狀菌硫細(xì)菌類

（二）細(xì)菌的大小*

球菌（直徑）：0.5～2.0μm。*

桿菌（其長與寬度）：(0.5～1.0）μm×（1～5）μm。*

螺旋菌(寬度與彎曲長度):(0.25～1.7)μm×(2～60)μm。*海洋水系中有超微細(xì)菌（ultramicrobacteria）或稱納米細(xì)菌?？赏ㄟ^0.2μm的濾膜，某些海洋系統(tǒng)或土壤中每g(mL)含有1012～1013個(gè)細(xì)胞。*非洲有特大的細(xì)菌叫納米比亞硫珍珠狀菌（Thiomargaritanamibiensis），它的直徑達(dá)100～300μm，有時(shí)出現(xiàn)750μm的細(xì)胞。

（二）細(xì)菌的大小*球菌（直徑）：0.5～2.0μ二、細(xì)菌的細(xì)胞結(jié)構(gòu)一般結(jié)構(gòu)：細(xì)胞壁、細(xì)胞質(zhì)膜、細(xì)胞質(zhì)及其內(nèi)含物、細(xì)胞核物質(zhì)。特殊結(jié)構(gòu)：芽孢、鞭毛、莢膜、黏液層、衣鞘及光合作用層片等。細(xì)菌細(xì)胞結(jié)構(gòu)模式圖

二、細(xì)菌的細(xì)胞結(jié)構(gòu)一般結(jié)構(gòu)：細(xì)胞壁、細(xì)胞質(zhì)膜、細(xì)胞質(zhì)及其內(nèi)含G+菌細(xì)胞壁G-菌細(xì)胞壁G-菌細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)圖解1、細(xì)胞壁

細(xì)胞壁是包圍在細(xì)菌體表最外層的、堅(jiān)韌而有彈性的薄膜。主要含有肽聚糖，另外還可能有磷壁酸、脂多糖等。G+菌細(xì)胞壁G-菌細(xì)胞壁G-菌細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)圖解1、細(xì)胞壁細(xì)胞環(huán)境微生物學(xué)第2章-原核微生物課件環(huán)境微生物學(xué)第2章-原核微生物課件環(huán)境微生物學(xué)第2章-原核微生物課件環(huán)境微生物學(xué)第2章-原核微生物課件環(huán)境微生物學(xué)第2章-原核微生物課件環(huán)境微生物學(xué)第2章-原核微生物課件環(huán)境微生物學(xué)第2章-原核微生物課件環(huán)境微生物學(xué)第2章-原核微生物課件環(huán)境微生物學(xué)第2章-原核微生物課件環(huán)境微生物學(xué)第2章-原核微生物課件環(huán)境微生物學(xué)第2章-原核微生物課件環(huán)境微生物學(xué)第2章-原核微生物課件環(huán)境微生物學(xué)第2章-原核微生物課件環(huán)境微生物學(xué)第2章-原核微生物課件革蘭陽性菌與陰性菌細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)比較革蘭陽性菌與陰性菌細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)比較環(huán)境微生物學(xué)第2章-原核微生物課件細(xì)胞壁的功能

保持和固定細(xì)胞形態(tài)；

保護(hù)原生質(zhì)體免受滲透壓引起的破裂作用；

為鞭毛提供支點(diǎn)，使鞭毛運(yùn)動(dòng)。多孔結(jié)構(gòu)起到分子篩的作用，阻攔大分子物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞；

使細(xì)胞具有致病性及對(duì)噬菌體的敏感性。傷寒桿菌細(xì)胞壁中含毒素細(xì)胞壁的功能保護(hù)原生質(zhì)體免受滲透壓引起的破裂作用；2、細(xì)胞質(zhì)膜（1）細(xì)胞膜的化學(xué)組成緊貼細(xì)胞壁的內(nèi)側(cè)而包圍細(xì)胞質(zhì)的一層柔軟而富有彈性的薄膜。是選擇性半滲透膜。主要化學(xué)成分：蛋白質(zhì)（60~70%）、脂類（30~40%）、多糖（約2%）。蛋白質(zhì)與膜的透性及酶的活性有關(guān)；

脂類是磷脂，由磷酸、甘油、脂肪酸和膽堿組成。2、細(xì)胞質(zhì)膜（1）細(xì)胞膜的化學(xué)組成（2）細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)流動(dòng)鑲嵌模型：磷脂分子構(gòu)成膜的基本骨架，上下兩層磷脂分子層平行排列，具有極性的磷脂分子親水基朝向膜的內(nèi)、外表面的水相，疏水基在中間。蛋白質(zhì)鑲嵌在磷脂層中或膜表面，有的蛋白質(zhì)由外側(cè)升入膜的中間，有的穿透膜的兩層磷脂分子，膜表面的蛋白質(zhì)還帶有多糖。（2）細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)流動(dòng)鑲嵌模型：磷脂分子構(gòu)成膜的基本骨架，上（3）細(xì)胞質(zhì)膜的生理功能維持滲透壓的梯度和溶質(zhì)的轉(zhuǎn)移；細(xì)胞壁合成場(chǎng)所；膜內(nèi)陷形成的中間體含有細(xì)胞色素，參與呼吸作用；中間體與染色體的分離和細(xì)胞分裂有關(guān)，還為DNA提供附著點(diǎn)。細(xì)胞質(zhì)膜上有有呼吸電子傳遞需要的酶系，具有類似高等生物線粒體的功能，進(jìn)行物質(zhì)和能量代謝；鞭毛基粒位于細(xì)胞質(zhì)膜，即為鞭毛提供附著點(diǎn)。（3）細(xì)胞質(zhì)膜的生理功能維持滲透壓的梯度和溶質(zhì)的轉(zhuǎn)移；3、細(xì)胞質(zhì)和內(nèi)含物細(xì)胞質(zhì)是細(xì)胞質(zhì)膜以內(nèi)，除核物質(zhì)以外的無色透明、粘稠的復(fù)雜膠體，亦稱原生質(zhì)。主要由蛋白質(zhì)、核酸、多糖、脂類、無機(jī)鹽和水組成。細(xì)胞質(zhì)內(nèi)含各種酶系統(tǒng)，是細(xì)菌細(xì)胞進(jìn)行新陳代謝的場(chǎng)所。3、細(xì)胞質(zhì)和內(nèi)含物細(xì)胞質(zhì)是細(xì)胞質(zhì)膜以內(nèi)，除核物質(zhì)以外的無色透核糖體：由RNA和蛋白質(zhì)組成，是合成蛋白質(zhì)的場(chǎng)所。其中RNA占60%，蛋白質(zhì)占40%。大腸桿菌可以分解出三種分子質(zhì)量不同的RNA，16SRNA、23SRNA和5SRNA。核糖體的沉降系數(shù)是70S（由50S和30S兩個(gè)亞基組成）核糖體核糖體：由RNA和蛋白質(zhì)組成，是合成蛋白質(zhì)的場(chǎng)所。核糖體細(xì)胞內(nèi)含顆粒細(xì)胞內(nèi)含顆粒細(xì)胞內(nèi)含顆粒細(xì)胞內(nèi)含顆粒Chromatiumbuderi硫粒細(xì)胞內(nèi)含顆粒硫粒

貝日阿托氏菌屬、發(fā)硫菌屬、紫硫螺旋菌數(shù)、綠硫菌屬利用H2S作為能源，氧化H2S為硫粒積累在菌體內(nèi)。當(dāng)缺乏營養(yǎng)時(shí)，氧化體內(nèi)硫粒為SO42-，從中獲得能量。Chromatiumbuderi硫粒細(xì)胞內(nèi)含顆粒硫粒細(xì)胞內(nèi)含顆粒細(xì)胞內(nèi)含顆粒

藻青素顆粒（cyanophycingranule）：為藍(lán)細(xì)菌特有的。由等量的精氨酸和天冬氨酸組成多肽，它是藍(lán)細(xì)菌多余氮的貯存體。羧酶體(carboxysome):

在藍(lán)細(xì)菌、硝化細(xì)菌和硫桿菌體內(nèi)含有羧酶體。它是1，5-二磷酸核酮糖羧化酶的貯存體，可能是固定CO2場(chǎng)所。呈多角形，直徑約100nm。磁小體(magnetosome)和磁鐵礦顆粒(Fe3O4）:直徑為40～100nm，由膜包裹。許多磁小體在細(xì)胞中排列成鏈狀，含有硫復(fù)鐵礦（Fe3S4）和黃鐵礦（FeS2）。是某些細(xì)菌如水生趨磁細(xì)菌(magnetotactiacbacteria)的定位工具。藻青素顆粒（cyanophycingranule）趨磁性水螺菌（Aquaspirillummagnetotacticum））趨磁性水螺菌（Aquaspirillummagnetot環(huán)境微生物學(xué)第2章-原核微生物課件4、核物質(zhì)（擬核）——原核生物所特有的原始細(xì)胞核。也稱擬核。細(xì)菌的核質(zhì)體是一個(gè)大型環(huán)狀的雙鏈DNA分子，長度0.25mm~3mm，為細(xì)菌遺傳物質(zhì)，卷曲折疊于核區(qū)。核區(qū)沒有外膜（這是原核生物與真核生物一個(gè)主要的區(qū)別之處）核質(zhì)體真核生物細(xì)胞細(xì)胞核核質(zhì)體核膜4、核物質(zhì)（擬核）——原核生物所特有的原始細(xì)胞核。也稱擬核。擬核攜帶全部或部分遺傳信息，它的功能是決定遺傳性狀和傳遞遺傳信息，是重要的遺傳物質(zhì)。擬核攜帶全部或部分遺傳信息，它的功能是決定遺傳性狀和傳遞遺傳質(zhì)粒存在于染色體外的小分子環(huán)狀DNA，可以毒力進(jìn)行復(fù)制或整合到染色體上。可以被遺傳或者傳遞給后代。質(zhì)粒的存在對(duì)細(xì)胞本身的生長與繁殖并不重要，但可以給細(xì)胞帶來新的特性，如抗藥性、致病性等質(zhì)粒存在于染色體外的小分子環(huán)狀DNA，可以毒力進(jìn)行復(fù)制或整1、莢膜

是某些細(xì)菌在新陳代謝過程中形成的，分泌于細(xì)胞壁外的粘液狀物質(zhì)，把細(xì)胞壁完全包圍封住，這層粘性物質(zhì)叫莢膜。含水率在90％~98％，極難染色，一般采用負(fù)染色法。主要成分：多糖、多肽、脂類或脂類蛋白復(fù)合體單染后墨汁背景襯托法觀察（二）細(xì)菌的特殊結(jié)構(gòu)1、莢膜是某些細(xì)菌在新陳代謝過程中形成的，分泌于細(xì)胞壁外的莢膜的功能:①具有莢膜的S型肺炎鏈球菌毒力強(qiáng)，有助于肺炎鏈球菌侵染人體。②莢膜保護(hù)致病菌免受宿主吞噬細(xì)胞的吞噬，保護(hù)細(xì)菌免受干燥的影響。③當(dāng)缺乏營養(yǎng)時(shí)，莢膜可被用作碳源和能源，有的莢膜還可作氮源。④廢水生物處理中的細(xì)菌莢膜有生物吸附作用，將廢水中的有機(jī)物、無機(jī)物及膠體吸附在細(xì)菌體表面上。莢膜的功能:2.黏液層(slimelayer)

不產(chǎn)莢膜的細(xì)菌在其表面分泌黏性的多糖，疏松地附著在細(xì)菌細(xì)胞壁表面上，與外界沒有明顯邊緣，這叫黏液層。

黏液層在廢水生物處理過程中有生物吸附作用，在曝氣池中因曝氣攪動(dòng)和水的沖擊力容易把細(xì)菌黏液沖刷入水中，以致增加水中有機(jī)物，它可被其他微生物作碳源利用。2.黏液層(slimelayer)3.

菌膠團(tuán)(zoogloea)些細(xì)菌由于其遺傳特性決定，細(xì)菌之間按一定的排列方式粘集在一起，被一個(gè)公共的莢膜包圍成一定形狀的細(xì)菌集團(tuán)叫做菌膠團(tuán)。菌膠團(tuán)的形狀有球形、蘑菇形、橢圓形、分枝狀、垂絲狀及不規(guī)則形。上述各種菌膠團(tuán)在活性污泥中均有，典型的有動(dòng)膠菌屬(Zoogloea)，它有兩個(gè)種：生枝狀動(dòng)膠菌(Zoogloearamigera)和垂(懸)絲動(dòng)膠菌(Zoogloeafilipendula。

3.菌膠團(tuán)(zoogloea)菌膠團(tuán)的幾種形態(tài)A.活性污泥中的指狀菌膠團(tuán),B1.在低倍顯微鏡下的生枝動(dòng)膠菌（Z.ramigera）純培養(yǎng)絮狀物，B2.在光學(xué)相差×833下的生枝動(dòng)膠菌（Z.ramigera）細(xì)胞C.在印染廢水活性污泥中的菌膠團(tuán)菌膠團(tuán)的幾種形態(tài)4、衣鞘(sheath)

水生境中的絲狀菌多數(shù)有衣鞘，如球衣菌屬、纖發(fā)菌屬、發(fā)硫菌屬、亮發(fā)菌屬、泉發(fā)菌屬等絲狀體表面的黏液層或莢膜硬質(zhì)化，形成一個(gè)透明堅(jiān)韌的空殼，叫衣鞘。

莢膜、黏液層、衣鞘和菌膠團(tuán)對(duì)染料的親和力極低，很難著色，都用襯托(負(fù)染色)法染色。

衣鞘

細(xì)胞

浮游球衣菌的細(xì)胞與衣鞘4、衣鞘(sheath)水生境中的絲5、芽孢

某些細(xì)菌生長到一定階段，在細(xì)胞內(nèi)形成一個(gè)圓形、橢圓形或圓柱形的、對(duì)不良環(huán)境條件具有較強(qiáng)的抵抗逆休眠體。細(xì)菌的芽孢都生長在細(xì)胞內(nèi)，又稱內(nèi)生孢子(Endospora)。芽孢對(duì)干燥（在干燥下可存活幾年、幾十年），紫外線，有毒化學(xué)物、熱、化學(xué)藥品抵抗力強(qiáng)，能使細(xì)菌渡過不良環(huán)境。一般芽孢能耐高溫。5、芽孢

某些細(xì)菌生長到一定階段，在細(xì)胞內(nèi)形成一個(gè)圓形、橢圓芽孢是抵抗外界不良環(huán)境的休眠體。是分類鑒定依據(jù)之一。能形成芽孢的細(xì)菌種類不多，最主要的是好氧的芽孢桿菌屬（Bacillus）和厭氧梭菌屬（Cletridium），芽孢八疊球菌屬、芽孢弧菌屬。它們都是革蘭氏陽性菌。很多都是強(qiáng)致病菌，如肉毒梭菌、破傷風(fēng)梭菌，有些形成的芽孢膨大，寬度明顯超過菌體。含芽孢的梭菌

芽孢寬度超過菌體，使細(xì)胞呈梭狀芽孢是抵抗外界不良環(huán)境的休眠體。是分類鑒定依據(jù)之一。含芽孢的炭疽芽孢桿菌…..生物恐怖主義者為什么會(huì)看中這種細(xì)菌呢？首先因?yàn)樘烤沂且环N嚴(yán)重的疾病，分布又非常廣泛?！?..還因?yàn)樗鼛缀跏且环N永不死亡的細(xì)菌，-----它們能夠形成芽孢，因而很不容易死亡。在環(huán)境惡劣的時(shí)候，細(xì)菌內(nèi)部會(huì)有一小部分濃縮起來，在這一部分周圍形成幾層堅(jiān)硬的殼。里面的生命活動(dòng)變得非常緩慢，而殼外面那部分就死亡消失了，這就是芽孢。環(huán)境條件一變好，殼里面的部分會(huì)像“發(fā)芽”一樣長出來。炭疽芽孢桿菌…..生物恐怖主義者為什么會(huì)看中這種細(xì)菌呢？首先芽胞的大小、形狀、位置等隨菌種而異，有重要的鑒別意義。炭疽芽胞桿菌肉毒梭菌破傷風(fēng)梭菌芽胞的大小、形狀、位置等隨菌種而異，有重要的鑒別意義。炭疽芽醋酸氧化脫硫腸狀菌及其芽孢炭疽芽孢桿菌枯草芽孢桿菌醋酸氧化脫硫腸狀菌及其芽孢炭疽芽孢桿菌枯草芽孢桿菌芽孢抗性強(qiáng)的原因(P29~30)：1.原生質(zhì)高度脫水，含水量少。2.有厚、致密的壁。3.含與抗熱性有關(guān)的吡啶二羧酸（DPA)。4.芽孢內(nèi)具有抗熱性的酶。芽孢萌發(fā)后變成營養(yǎng)細(xì)胞，抗性損失。芽孢不是繁殖器官，只是休眠體。

芽孢抗性強(qiáng)的原因(P29~30)：

芽孢的形成對(duì)于產(chǎn)芽孢菌度過困境有著極為重要的意義，芽孢可在普通條件下保存幾年甚至幾十年都依然可以復(fù)活。

在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行滅菌處理時(shí)，由于芽孢最難殺死，滅菌手段主要考慮的是殺滅芽孢；（＊如何殺滅芽孢呢？）

芽孢菌普遍存在于處理各類有毒廢水中，并對(duì)水質(zhì)凈化起著十分重要的作用。芽孢的形成對(duì)于產(chǎn)芽孢菌度過困境有著極為重要的意義，芽孢可在6、鞭毛由細(xì)胞質(zhì)膜上的鞭毛基粒長出穿過細(xì)胞壁伸向體外的一條纖細(xì)的波浪狀的絲狀物。直徑為0.001~0.02um，長為2~50um.化學(xué)成分：鞭毛蛋白功能：運(yùn)動(dòng)，靠細(xì)胞膜上的ATP酶水解ATP提供能量。根據(jù)鞭毛數(shù)目與排列情況分：

一端單毛菌：菌體一端只有一條鞭毛。二端單毛菌：菌體二端各有一條鞭毛。

叢毛菌：菌體一端或二端各有一叢鞭毛(偏端叢生鞭毛菌、二端叢生鞭毛菌)

周毛菌：在菌體四周都有鞭毛。6、鞭毛由細(xì)胞質(zhì)膜上的鞭毛基粒長出穿過細(xì)胞壁伸向體外的一條纖細(xì)菌鞭毛的著生位置A.桿菌：①極端生②亞極端生③兩極端生④兩束極端生⑤周身B.弧菌：①單根極端生②兩束極端生③束極端生細(xì)菌鞭毛的著生位置單毛菌雙毛菌叢毛菌周毛菌單毛菌雙毛菌叢毛菌周毛菌

端生單根鞭毛端生叢狀鞭毛

實(shí)驗(yàn)室可采用特殊染色，使染料的復(fù)合物附著并積累在鞭毛上，加粗其直徑，可用普通光學(xué)顯微鏡觀察。端生單根鞭毛纖毛比鞭毛更細(xì)，較短，直硬，數(shù)量也較多的細(xì)絲。非運(yùn)動(dòng)器官，G-菌多有，G+菌少數(shù)有。功能：菌毛分普通菌毛和性菌毛(有吸附作用)。有性菌毛的細(xì)菌叫雄性菌。雄性菌與雌性可通過性菌毛接合，沒有之不能接合。菌毛在普通光學(xué)顯微鏡下看不到,必須用電子顯微鏡觀察。纖毛三、細(xì)菌的培養(yǎng)特征1、細(xì)菌在固體培養(yǎng)基上的培養(yǎng)特征細(xì)菌在固體培養(yǎng)基上的培養(yǎng)特征就是菌落特征。菌落是由一個(gè)細(xì)菌繁殖起來的，由無數(shù)細(xì)菌組成具有一定形態(tài)特性的細(xì)菌集團(tuán)。三、細(xì)菌的培養(yǎng)特征1、細(xì)菌在固體培養(yǎng)基上的培養(yǎng)特征

菌落的特征主要由各種微生物特殊的遺傳特性決定，同時(shí)也與培養(yǎng)基成分及培養(yǎng)條件有關(guān)，當(dāng)培養(yǎng)基成分及培養(yǎng)條件相同時(shí)，不同種類微生物形成的菌落特征是固定的，可作為微生物鑒定的重要依據(jù)。

菌落形態(tài)菌落的特征主要由各種微生物特殊的遺傳特性決定，同時(shí)也與培幾種細(xì)菌菌落的特征A.縱剖面：①.扁平②隆起③低凸起④高凸起⑤臍狀⑥草帽狀⑦乳頭狀B.表面結(jié)構(gòu)、形狀及邊緣：

⑧圓形，邊緣整齊⑨不規(guī)則，邊緣波浪⑩不規(guī)則，顆粒狀，葉狀?規(guī)則，放射狀，邊緣花瓣形?規(guī)則，邊緣整齊，表面光滑?規(guī)則，邊緣齒狀?規(guī)則，有同心環(huán)，邊緣完整?不規(guī)則，似毛毯狀?規(guī)則，似菌絲狀?不規(guī)則，卷發(fā)狀，邊緣波狀?不規(guī)則，絲狀?不規(guī)則，根狀幾種細(xì)菌菌落的特征固體培養(yǎng)基上菌落的生長情況光滑型菌落粗糙型菌落粘液型菌落固體培養(yǎng)基上菌落的生長情況光滑型菌落粗糙型菌落粘液型菌落環(huán)境微生物學(xué)第2章-原核微生物課件菌苔：在斜面培養(yǎng)基接種線上長成的一片密集的細(xì)菌群落。不同屬種細(xì)菌的菌苔形態(tài)是不同的。

圖2-17在斜面培養(yǎng)基上的菌苔特征菌苔：在斜面培養(yǎng)基接種線上長成的一片密集的細(xì)菌群落。不同屬種2、在明膠培養(yǎng)基中的培養(yǎng)特征圖2-18在明膠培養(yǎng)基中的生長特征

用穿刺接種法將某種細(xì)菌接種在明膠培養(yǎng)基中培養(yǎng)，能產(chǎn)生明膠水解酶水解明膠，不同的細(xì)菌將明膠水解成不同形態(tài)的溶菌區(qū)。

2、在明膠培養(yǎng)基中的培養(yǎng)特征圖2-18在明膠培養(yǎng)基中的3、細(xì)菌在半固體培養(yǎng)基中的生長情況1）以穿刺接種法將細(xì)菌接種至0.3-0.5%瓊脂上觀察其生長2）鑒定特征a.在穿刺線上生長：無鞭毛、不運(yùn)動(dòng)的細(xì)菌；b.線上生長，且其周圍也生長:有、運(yùn)動(dòng)c.好氧菌：長在培養(yǎng)基表面d.厭氧菌：穿刺線底部生長

e.兼性厭氧菌：整個(gè)線上生長

f.好氧和微量好氧菌：穿刺線上部3、細(xì)菌在半固體培養(yǎng)基中的生長情況1）以穿刺接種法將細(xì)菌接種1、3：有動(dòng)力2：無動(dòng)力1、3：有動(dòng)力4、在液體培養(yǎng)基中的培養(yǎng)特征4、在液體培養(yǎng)基中的培養(yǎng)特征細(xì)菌在液體培養(yǎng)基中的生長情況菌膜菌沉淀均勻渾濁對(duì)照細(xì)菌在液體培養(yǎng)基中的生長情況菌膜菌沉淀均勻渾濁對(duì)照

四、細(xì)菌的物理化學(xué)特性

(一)細(xì)菌表面電荷和等電點(diǎn)

細(xì)菌體含有50％以上的蛋白質(zhì)。蛋白質(zhì)由20種氨基酸按一定的排列順序由肽鍵連接組成。氨基酸是兩性電解質(zhì)，在堿性溶液中表現(xiàn)出帶負(fù)電荷，在酸性溶液中表現(xiàn)出帶正電荷，在某一定pH溶液中，氨基酸所帶的正電荷和負(fù)電荷相等時(shí)的pH，稱為該氨基酸的等電點(diǎn)。*

已知細(xì)菌的等電點(diǎn)在pH2～5，革蘭氏陽性菌的等電點(diǎn)為pH2～3；革蘭氏陰性菌的等電點(diǎn)為pH4～5；pH=3～4之間的為革蘭氏染色不穩(wěn)定性菌。COO-

NH2+NaOH

HCl

四、細(xì)菌的物理化學(xué)特性(一)細(xì)菌表面電荷和等電點(diǎn)

（二）細(xì)菌的染色原理及染色方法

1.細(xì)菌的染色原理

細(xì)菌菌體無色透明，在顯微鏡下由于菌體與其背景反差小，不易看清菌體的形態(tài)和結(jié)構(gòu)。由于細(xì)菌在通常培養(yǎng)情況下總是帶負(fù)電荷，故用帶正電的堿性染色液染菌體，以增加菌體與背景的反差。

2.染色方法

（1）簡單染色法

簡單染色法是用一種染料染菌體，目的是為了增加菌體與背景的反差，便于觀察。

（2）復(fù)合染色法

復(fù)合染色法是用兩種染料染色，以區(qū)別不同細(xì)菌。如革蘭氏染色反應(yīng)和抗酸性染色反應(yīng)，或?qū)⒕w和某一結(jié)構(gòu)染成不同顏色，以便觀察。（二）細(xì)菌的染色原理及染色方法1.細(xì)菌的染色原簡單染色法原理和具體步驟見實(shí)驗(yàn)四簡單染色法原理和具體步驟見實(shí)驗(yàn)四革蘭氏染色法該染色法由丹麥醫(yī)生C.Gram于1884年創(chuàng)立。分為初染、媒染、脫色和復(fù)染四步。

甲菌

乙菌初染

結(jié)晶紫媒染

碘液脫色

乙醇復(fù)染

沙黃紫色(G+)

紅色(G-)革蘭氏染色法該染色法由丹麥醫(yī)生C.Gram于1884年創(chuàng)立。革

蘭

氏

染

色

法1.涂片固定2.初染—結(jié)晶紫染液第一次染色

1min

革

蘭

氏

染

色

法1.涂片固定2.初染—結(jié)晶紫染液第一次3.媒染—碘-碘化鉀溶液浸濕30S4.脫色—95%乙醇溶液進(jìn)行顏色洗脫5.復(fù)染—紅色的藩紅染液第二次染色4.脫色—95%乙醇溶液進(jìn)行顏色洗脫5.復(fù)染—紅色的藩紅染呈現(xiàn)第二次染色的效果紅色；