水處理微生物學(xué)第二章演示文稿

水處理微生物學(xué)第二章演示文稿當(dāng)前1頁，總共87頁。水處理微生物學(xué)第二章當(dāng)前2頁，總共87頁。（一）

外形（光學(xué)顯微鏡觀察）分三類球狀菌桿狀菌螺旋狀菌當(dāng)前3頁，總共87頁。1球狀菌(1)單球菌

分裂后的細(xì)胞分散而單獨存在的球菌.如尿素微球菌(Micrococcusureae)

單球菌當(dāng)前4頁，總共87頁。1球狀菌

(2)雙球菌

分裂后兩個球菌成對排列的為雙球菌.

如肺炎雙球菌(Diplococcuspneumoniae)

雙球菌當(dāng)前5頁，總共87頁。1球狀菌

(3)鏈球菌

分裂是沿一個平面進(jìn)行，分裂后細(xì)胞排列成鏈狀.如乳鏈球菌（Streptococcuslactis）

鏈球菌當(dāng)前6頁，總共87頁。1球狀菌

(4)四聯(lián)球菌

分裂是沿兩個相垂直的平面進(jìn)行，分裂，分裂后每四個細(xì)胞在一起呈田字形.

如四聯(lián)微球菌（Micrococcustetragenus）

四聯(lián)球菌當(dāng)前7頁，總共87頁。1球狀菌

(5)八疊球菌按三個互相垂直的平面進(jìn)行分裂后，每八個球菌在一起成立方體形.

如藤黃八疊球菌（Sarcinaureae)

八疊球菌當(dāng)前8頁，總共87頁。1球狀菌

(6)葡萄球菌分裂面不規(guī)則，多個球菌聚在一起，像一串串葡萄。如金黃色葡萄球菌（Staphylococcusaureus)

葡萄球菌當(dāng)前9頁，總共87頁。2桿狀菌在細(xì)菌中種類最多，形態(tài)差別最明顯短桿菌：大腸桿菌長桿菌：枯草桿菌多數(shù)單個存在，也有成鏈狀。平截：炭疽芽孢桿菌稍圓：大腸桿菌較尖當(dāng)前10頁，總共87頁。短桿菌

長桿菌

梭狀芽孢桿菌

當(dāng)前11頁，總共87頁。破傷風(fēng)桿菌炭疽芽孢桿菌大腸桿菌當(dāng)前12頁，總共87頁。3螺旋狀菌螺菌：呈多彎曲弧菌：呈弓形當(dāng)前13頁，總共87頁。

細(xì)菌的特殊形態(tài)當(dāng)前14頁，總共87頁?？偨Y(jié)細(xì)菌有三種基本形狀：球狀、桿形和螺旋狀菌。一般，幼齡菌和生長條件適宜，菌體形態(tài)正常；老齡菌或在有藥物等不適宜條件下，細(xì)菌出現(xiàn)畸形。當(dāng)前15頁，總共87頁。（二）細(xì)菌的大小1測量工具：測微尺在顯微鏡下測量目鏡測微尺鏡臺測微尺2計量單位：微米（um)3測量方法：球菌：測直徑。例0.5～2.0um桿菌：測寬度與長度。螺旋菌：測寬度與空間長度。寬×長（um)。例0.5×1.0～2.0(um)當(dāng)前16頁，總共87頁。當(dāng)前17頁，總共87頁。有關(guān)細(xì)菌大小的記載，常是平均值或近似值。

同一種菌，剛分裂產(chǎn)生的子細(xì)胞較小，長大后為原來的一倍；培養(yǎng)數(shù)小時后的幼齡菌比老齡菌大；經(jīng)制片染色后的菌體大小比活菌小1/3；負(fù)染色后的菌體比原來的菌體大。為什么？當(dāng)前18頁，總共87頁。3細(xì)菌的染色細(xì)菌是透明或半透明，染色后宜于觀察。常用的染色法有：1簡單染色：常用來觀察細(xì)菌的形態(tài)、大小和排列方式。用一種染液染色菌體。一般菌體被染上染料的顏色。2革蘭氏染色法（Gramstain)：細(xì)菌的鑒別性染色。是一種經(jīng)驗染色法。是丹麥醫(yī)生革蘭（HansChristianGram)于1884年采用。為什么染色？當(dāng)前19頁，總共87頁。1234？當(dāng)前20頁，總共87頁。陽性菌陰性菌當(dāng)前21頁，總共87頁。二細(xì)菌的細(xì)胞結(jié)構(gòu)（以真細(xì)菌為例）（一）細(xì)菌的基本結(jié)構(gòu)（二）細(xì)菌的特殊結(jié)構(gòu)（三）細(xì)菌的繁殖當(dāng)前22頁，總共87頁。一細(xì)菌細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)

1細(xì)胞壁（與革蘭氏染色有關(guān)

2細(xì)胞膜

3原生質(zhì)

4核質(zhì)

5內(nèi)含物細(xì)菌的細(xì)胞結(jié)構(gòu)當(dāng)前23頁，總共87頁。1細(xì)胞壁（1）位置位于細(xì)菌細(xì)胞的最外層

（2）作用

▲保持細(xì)胞的形狀，保障在不同滲透壓條件下生長；▲鞭毛的支點；▲分子篩的作用

細(xì)菌的細(xì)胞結(jié)構(gòu)當(dāng)前24頁，總共87頁。肽聚糖層氨基糖肽鏈－氨基酸組成四肽鏈N－乙酰葡萄糖胺（N-acetyglucosamine,NAG)

N－乙酰胞壁酸（N-acetylmuramic,NAM)基本骨架：電鏡觀察，網(wǎng)狀多孔。（3）結(jié)構(gòu)細(xì)菌的細(xì)胞結(jié)構(gòu)當(dāng)前25頁，總共87頁。革蘭氏陽性菌細(xì)胞壁：一層由肽聚糖和磷壁酸組成

磷壁酸：占40%。G+菌所特有,其主鏈由數(shù)十個磷酸甘油或磷酸核糖醇組成，肽聚糖:占30~70%,不同菌種中肽聚糖(肽鏈)組分不同。細(xì)菌的細(xì)胞結(jié)構(gòu)當(dāng)前26頁，總共87頁。革蘭氏陰性菌細(xì)胞壁：分內(nèi)壁層和外壁層兩層。

內(nèi)壁層：緊貼胞膜,僅由1—2層肽聚糖分子構(gòu)成,占細(xì)胞壁干重5—10%,無磷壁酸。外壁層：位于肽聚糖層的外部。脂多糖;

脂蛋白、

包括:蛋白質(zhì)層:基質(zhì)蛋白、

外壁蛋白;

磷脂.細(xì)菌的細(xì)胞結(jié)構(gòu)當(dāng)前27頁，總共87頁。2細(xì)胞膜（Cytoplasmicmembran)（1）細(xì)胞膜的位置（2）細(xì)胞膜的作用（3）細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和化學(xué)成分細(xì)菌的細(xì)胞結(jié)構(gòu)當(dāng)前28頁，總共87頁。（1）細(xì)胞膜的位置

選擇性吸收養(yǎng)料、運輸物質(zhì)。

參與細(xì)胞壁生物合成

能量代謝的中心（2）細(xì)胞膜的作用

位于細(xì)胞壁內(nèi)側(cè)，原生質(zhì)表面。柔軟有彈性

細(xì)菌的細(xì)胞結(jié)構(gòu)當(dāng)前29頁，總共87頁。（3）細(xì)胞膜的化學(xué)成分和結(jié)構(gòu)化學(xué)成分

磷脂(phospholipid)蛋白質(zhì)（protein)結(jié)構(gòu)：磷脂兩層蛋白質(zhì)一層

1972年Singer和Nicolson提出的細(xì)胞膜液態(tài)鑲嵌模型。細(xì)菌的細(xì)胞結(jié)構(gòu)當(dāng)前30頁，總共87頁。3細(xì)胞質(zhì)水（大部分）其次為蛋白質(zhì)、RNA、脂、糖、鹽（1）成分：呈酸性——可用堿性染料染色（2）特點：A.菌幼小，無色透明均一膠狀物衰老，不均一有液泡、顆粒物

B.無細(xì)胞器（3）作用：合成蛋白質(zhì)與酶。細(xì)菌的細(xì)胞結(jié)構(gòu)當(dāng)前31頁，總共87頁。A

T

C

G

A

A

A

T

T

T

T

T

T

A

A

A

G

G

G

G

G

C

C

C

C

C

G

C

4核質(zhì)

脫氧核糖核酸（DNA)ATCG細(xì)菌的細(xì)胞結(jié)構(gòu)當(dāng)前32頁，總共87頁。由脫氧核糖核酸（DNA)高度折疊纏繞成裸露的核質(zhì)又叫擬核體（nucleoid)細(xì)菌的細(xì)胞結(jié)構(gòu)核質(zhì)當(dāng)前33頁，總共87頁。核質(zhì)的特點：無核膜、核仁作用：負(fù)載遺傳信息。

決定主要性狀

細(xì)菌的細(xì)胞結(jié)構(gòu)當(dāng)前34頁，總共87頁。5內(nèi)含物（inclusions）概念——營養(yǎng)過剩時形成的細(xì)胞內(nèi)儲藏物。外源營養(yǎng)缺少時，內(nèi)含物被降解利用。

異染顆粒聚B-羥基丁酸肝糖和淀粉粒硫滴

細(xì)菌的細(xì)胞結(jié)構(gòu)當(dāng)前35頁，總共87頁。異染顆粒（磷酸、能源儲存）

（－P－）n+ATP(－P－)n+1+ADP磷酸儲存物，由ATP形成。用藍(lán)色堿性染料染色該顆粒呈紅色，細(xì)胞質(zhì)呈藍(lán)色。細(xì)菌的細(xì)胞結(jié)構(gòu)當(dāng)前36頁，總共87頁。聚羥基丁酸鹽（PHB）儲備碳源和能源

(?-羥丁酸）HO-CH-CH2-C-OHCH3O+HO-CH-CH2-C-OHCH3OHO-CH-CH2-C-O-CH-CH2-C-OHCH3CH3OO細(xì)菌特有，碳源充足，氮源不足時形成。細(xì)菌的細(xì)胞結(jié)構(gòu)當(dāng)前37頁，總共87頁。肝糖、淀粉粒

細(xì)菌在碳源豐富、氮源不足的培養(yǎng)基上生長，形成該內(nèi)含物大腸桿菌含肝糖，梭狀芽孢桿菌含淀粉粒。作用：

作碳源和能源用。細(xì)菌的細(xì)胞結(jié)構(gòu)當(dāng)前38頁，總共87頁。硫滴元素硫的儲藏物

硫細(xì)菌：H2SS

當(dāng)外界缺乏硫化物時，SSO4

作用：硫細(xì)菌儲存硫滴，作為能源。貝氏硫細(xì)菌發(fā)硫細(xì)菌細(xì)菌的細(xì)胞結(jié)構(gòu)當(dāng)前39頁，總共87頁。（二）

細(xì)菌的特殊結(jié)構(gòu)1莢膜（capsule）2芽孢（sporeorendospore）3鞭毛（flagella）4菌毛（纖毛）（pili）細(xì)菌的細(xì)胞結(jié)構(gòu)當(dāng)前40頁，總共87頁。

1莢膜（capsule）（1）莢膜（capsule）概念：細(xì)胞壁表面的粘性物，有一定外形，很厚，相對穩(wěn)定附著在細(xì)胞壁外。是細(xì)胞構(gòu)造的一部分。成分：水90%

其次多糖等物質(zhì)細(xì)菌的細(xì)胞結(jié)構(gòu)當(dāng)前41頁，總共87頁。莢膜菌體菌體細(xì)菌的細(xì)胞結(jié)構(gòu)當(dāng)前42頁，總共87頁。

（）莢膜的功能保護(hù)作用儲藏養(yǎng)料表面附著信息識別細(xì)菌的細(xì)胞結(jié)構(gòu)（2）莢膜的分類莢膜微莢膜黏液層當(dāng)前43頁，總共87頁。（2）菌膠團(tuán)（zoogloea）概念：許多細(xì)菌的莢膜融合為一團(tuán)膠狀物，內(nèi)含多數(shù)細(xì)菌。菌膠團(tuán)（包括菌體和莢膜）細(xì)菌的細(xì)胞結(jié)構(gòu)當(dāng)前44頁，總共87頁。形狀：分枝狀、垂絲狀、球狀、橢圓形、蘑菇形、片狀。細(xì)菌的細(xì)胞結(jié)構(gòu)當(dāng)前45頁，總共87頁。（3）菌膠團(tuán)（zoogloea）是活性污泥、

生物膜的重要組成部分活性污泥：廢水生物處理構(gòu)筑物曝氣池內(nèi)形成的污泥。活性污泥性能的好壞,主要根據(jù)菌膠團(tuán)多少、大小及結(jié)構(gòu)的緊密度、性能來確定。細(xì)菌的細(xì)胞結(jié)構(gòu)當(dāng)前46頁，總共87頁。區(qū)分新老菌膠團(tuán)新生的菌膠團(tuán)：顏色較淺，無色透明，有旺

盛的生命力，氧化分解有機(jī)

物的能力強(qiáng)。老化的菌膠團(tuán)：吸附了許多雜質(zhì)，顏色較深

，看不到細(xì)菌單體，像一團(tuán)

爛泥似的，生命力較差。細(xì)菌的細(xì)胞結(jié)構(gòu)當(dāng)前47頁，總共87頁。2芽孢（Sporeorendospore）（1）定義：某些細(xì)菌在生長發(fā)育的某一階段在菌體內(nèi)形成的圓形或橢圓形的休眠體。成為芽孢。

芽孢細(xì)菌的細(xì)胞結(jié)構(gòu)當(dāng)前48頁，總共87頁。（2）形成：部分原生質(zhì)濃縮失水形成。在形成過程中產(chǎn)生吡啶2，6－二羧酸，該物質(zhì)與抗熱有關(guān)。細(xì)菌的細(xì)胞結(jié)構(gòu)當(dāng)前49頁，總共87頁。（3）芽孢的特點

a細(xì)胞壁厚，難染色

b水分少，40%

c對熱、干燥、毒物紫外線有很強(qiáng)的抗性

d不具繁殖力芽孢核區(qū)芽孢壁皮層芽孢衣芽孢外壁→一個菌體←一個芽孢細(xì)菌的細(xì)胞結(jié)構(gòu)芽孢質(zhì)當(dāng)前50頁，總共87頁。3鞭毛（Flagella）定義：有些細(xì)菌形成的一種由菌體內(nèi)向菌體外伸出的細(xì)而長而波曲的絲狀物。鞭毛細(xì)菌的細(xì)胞結(jié)構(gòu)當(dāng)前51頁，總共87頁。成分：鞭毛蛋白結(jié)構(gòu)：空心柱狀作用：“運動”器官。注：鞭毛易失去，失去后不再長出。細(xì)菌的細(xì)胞結(jié)構(gòu)當(dāng)前52頁，總共87頁。鞭毛的位置和類型

螺旋菌都有鞭毛；桿菌有的生鞭毛；大多數(shù)球菌不生鞭毛單生；叢生；周生細(xì)菌的細(xì)胞結(jié)構(gòu)當(dāng)前53頁，總共87頁。4傘毛（菌毛）（Pili）比鞭毛更細(xì)，數(shù)量更多的細(xì)絲，與鞭毛起源相同。傘毛細(xì)菌的細(xì)胞結(jié)構(gòu)傘毛作用：附著當(dāng)前54頁，總共87頁。性毛的作用：遺傳物質(zhì)的通道。注：不使菌體運動，周身分布常受損脫落、更新細(xì)菌的細(xì)胞結(jié)構(gòu)5性毛當(dāng)前55頁，總共87頁。（三）

細(xì)菌的生長繁殖和命名1

細(xì)菌的生長繁殖2

細(xì)菌的命名當(dāng)前56頁，總共87頁。1細(xì)菌的生長繁殖（1）生長個體體積的增大——單個細(xì)菌生長數(shù)目的增多——群體生長當(dāng)前57頁，總共87頁。（2）繁殖——裂殖（Fission）無性繁殖的一種，一個母細(xì)胞分裂成兩個子細(xì)胞

細(xì)菌分裂過程：①核復(fù)制后分裂②形成橫隔壁③子細(xì)胞分離當(dāng)前58頁，總共87頁。（3）菌落

（Colony）描述群體生長的一種方式。（a）定義：單個菌體在固體平面培養(yǎng)基上生長繁殖時形成肉眼可見的群體。該群體稱為菌落。粘質(zhì)沙雷氏菌沙門氏菌銅綠假單胞菌當(dāng)前59頁，總共87頁。（b）細(xì)菌菌落形態(tài)特征的描述（選孤立菌落）（c）細(xì)菌菌落一般特點形態(tài)、大小邊緣、隆起光澤、質(zhì)地顏色等。凝膠狀、表面較光滑、濕潤、與培養(yǎng)基結(jié)合不緊密，易挑取，正反顏色一致。當(dāng)前60頁，總共87頁。（d）菌落的作用1分離純培養(yǎng)2計數(shù)注：單一菌落由一個菌體繁殖而成當(dāng)前61頁，總共87頁。(4)菌苔（a）定義菌體在固體斜面培養(yǎng)基上生長繁殖時形成的肉眼可見的群體。3～5天培養(yǎng)。菌苔是由許多菌體繁殖形成同一菌體的菌苔特征和菌落特征是相同的，若有異樣，則菌體受污染或變異，應(yīng)分離純化。菌苔與菌落有什么不同？當(dāng)前62頁，總共87頁。二細(xì)菌的命名依照國際命名法則——林奈CarlvonLinne的“雙名法”。界、門、綱、目、科、屬、種?！胺N”為最基本的命名單位。

例如，枯草芽孢桿菌的學(xué)名為

BacillussubtilisCohn

屬名

種名

命名人如何命名？當(dāng)前63頁，總共87頁。

第二節(jié)放線菌（Actinomycete）一般特征

原核

革蘭氏陽性菌

具分枝，無隔膜，單細(xì)胞2分布土壤、堆肥、河底淤泥其它的原核微生物當(dāng)前64頁，總共87頁。3形態(tài)（以鏈霉菌屬Streptomyces為例）根據(jù)形態(tài)功能分：（1）營養(yǎng)菌絲（2）氣生菌絲（3）孢子絲（4）分生孢子其它的原核微生物當(dāng)前65頁，總共87頁。（1）營養(yǎng)菌絲作用吸收水分、養(yǎng)料排泄代謝產(chǎn)物產(chǎn)水溶性或脂溶性色素。水溶性色素使培養(yǎng)基呈現(xiàn)顏色。長在培養(yǎng)基內(nèi)，又稱基質(zhì)菌絲營養(yǎng)菌絲其它的原核微生物當(dāng)前66頁，總共87頁。（2）氣生菌絲在培養(yǎng)基外，向空中生長彎曲、直形等繁殖功能氣生菌絲其它的原核微生物當(dāng)前67頁，總共87頁。（3）孢子絲孢子絲直形、波浪狀、螺旋狀。左右旋、輪生其它的原核微生物當(dāng)前68頁，總共87頁。（4）分生孢子生長在孢子絲上。球形、橢圓形、桿形呈白、黃、綠、淡紫、藍(lán)、褐、灰等色。孢子耐干旱?？捎蒙巴凉鼙２禺a(chǎn)孢子的菌種。分生孢子當(dāng)前69頁，總共87頁。4繁殖無性繁殖。分兩類分生孢子生殖★菌絲斷裂成短桿狀細(xì)胞分生孢子菌絲菌絲體其它的原核微生物當(dāng)前70頁，總共87頁。5菌落特征(1)致密、堅硬、多皺、不易用針挑起，不透明。(2)孢子成熟后，表面粉末狀，干燥。菌落其它的原核微生物當(dāng)前71頁，總共87頁。6作用

產(chǎn)生抗生素

諾卡氏菌屬處理含烴類、無機(jī)氰化物的廢水。諾卡氏菌形態(tài)：菌絲體極度彎曲、易段。固體培養(yǎng)基上生長只有基質(zhì)菌絲，無氣生菌絲或很薄。其它的原核微生物當(dāng)前72頁，總共87頁。第三節(jié)絲狀細(xì)菌（FilamentousBacteria）★處理廢水作用重要獨特！廢水處理中常見的絲狀細(xì)菌主要有：球衣菌屬（Sphaerotilus）鐵細(xì)菌屬（Crenothrix）貝日阿托氏菌屬（Beggiatoa）發(fā)硫細(xì)菌屬（Thiothirx）共同特征：絲狀體不分枝或假分枝。其它的原核微生物當(dāng)前73頁，總共87頁。（一）

球衣菌1特性

具假分枝

在溶解氧小于0.1mg/L的微氧環(huán)境可生長

分解有機(jī)物能力強(qiáng)其它的原核微生物當(dāng)前74頁，總共87頁。2作用

構(gòu)成生物膜的重要菌種

利于有機(jī)物的去除

容易引起污泥膨脹污泥膨脹：絲狀細(xì)菌在活性污泥中大量繁殖，使污泥結(jié)構(gòu)極度松散，絮塊漂浮水面，比重減輕，隨水流流出。該異?，F(xiàn)象稱之。

其它的原核微生物？當(dāng)前75頁，總共87頁。（二）鐵細(xì)菌1特性

絲狀體不分枝，形態(tài)見教材61頁。

生活在氧氣少、有較多鐵質(zhì)和二氧化碳的水中

把亞鐵氧化為高鐵4FeCO3+O2+6H2O

4Fe（OH）3+4CO2+167.5J

（黃褐色）鐵細(xì)菌圖其它的原核微生物當(dāng)前76頁，總共87頁。2作用

造成鐵質(zhì)水管的腐蝕、堵塞。

使水呈現(xiàn)顏色，影響水質(zhì)。其它的原核微生物當(dāng)前77頁，總共87頁。（三）

硫磺細(xì)菌貝日阿托氏菌發(fā)硫細(xì)菌1特性

不分枝。貝日阿托氏菌漂浮在池塘或池沼上，不固著。發(fā)硫細(xì)菌固著在菌膠團(tuán)等物上

氧化硫化氫、硫磺等

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

2H2SO4+494J

貝日阿托氏菌圖發(fā)硫細(xì)菌圖其它的原核微生物當(dāng)前78頁，總共87頁。2作用

處理含硫廢水

貝日阿托氏菌可引起活性污泥的污泥膨脹。其它的原核微生物當(dāng)前79頁，總共87頁。

在正常運行的廢水生物處理系統(tǒng)中，絲狀細(xì)菌是生物絮體或生物膜的骨架，其上附著菌膠團(tuán)，絲狀細(xì)菌與菌膠團(tuán)形成互惠關(guān)系。可維持廢水處理系統(tǒng)的穩(wěn)定性，提高抗沖擊負(fù)荷能力。但過度繁殖會引起污泥膨脹。其它的原核微生物當(dāng)前80頁，總共87頁。第四節(jié)光合細(xì)菌能利用光能作為能量來源的細(xì)菌，統(tǒng)稱為光合細(xì)菌。根據(jù)光合作用是否產(chǎn)氧，可分為不產(chǎn)氧光合細(xì)菌和產(chǎn)氧光合細(xì)菌；又可根據(jù)光合細(xì)菌碳源利用的不同，將其分為光能自養(yǎng)和光能異養(yǎng)型，前者是以硫化氫為光合作用供氫體的紫硫細(xì)菌和綠硫細(xì)菌，后者是以各種有機(jī)物為供氫體和主要碳源的紫色非硫細(xì)菌

當(dāng)前81頁，總共87頁。光合細(xì)菌的種類光合細(xì)菌的種類較多，目前主要根據(jù)包它所具有的光合色素體系和光合作用中是否能以硫為電子供體將其劃為4個科：Rhodospirillaceae(紅螺菌科或稱紅色無硫菌科)、Chromatiaceae(紅硫菌科)、Chlorobiaceae(綠硫菌科)、和Chloroflexaceae(滑行絲狀綠硫菌科)。進(jìn)一步可分為22個屬，61個種。與生產(chǎn)應(yīng)用關(guān)系密切的，主要是紅螺菌科的一些屬、種，如莢膜紅假單胞菌(Rhodopseudomonascapsulatus)、球形紅假單胞菌(Rps.globiformis)、沼澤紅假單胞菌(Rps.palustris)、嗜硫紅假單胞菌(Rps.sulfi-dophila)、深紅紅螺菌(Rhodospirillum.rubrum)、黃褐紅螺菌(Rhodospirillum.fulvum)等。紅螺菌的細(xì)胞螺旋狀，極生鞭