環(huán)境工程微生物學(xué)原核M

環(huán)境工程微生物學(xué)原核M第一頁，共一百二十三頁，編輯于2023年，星期日指一類細(xì)胞核無核膜包裹，只存在稱作核區(qū)的裸露DNA的原始單細(xì)胞生物原核生物第二頁，共一百二十三頁，編輯于2023年，星期日原核微生物細(xì)菌門藍(lán)細(xì)菌門真細(xì)菌、放線菌衣原體、支原體、立克次氏體、螺旋體藍(lán)細(xì)菌古生菌第三頁，共一百二十三頁，編輯于2023年，星期日3.1細(xì)菌第四頁，共一百二十三頁，編輯于2023年，星期日細(xì)菌（Bacteria）細(xì)菌是一類細(xì)胞細(xì)而短（細(xì)胞直徑約0.5μm，長度約0.5～5μm）、結(jié)構(gòu)簡單、細(xì)胞壁堅韌、以二等分裂方式繁殖和水生性較強的原核微生物是給水與廢水處理及環(huán)境污染治理中最重要的一類微生物！第五頁，共一百二十三頁，編輯于2023年，星期日3.1.1細(xì)菌的個體形態(tài)和大小1.細(xì)菌的形態(tài)（1）球狀（2）桿狀（3）螺旋狀（4）絲狀（僅有少數(shù)）第六頁，共一百二十三頁，編輯于2023年，星期日（1）球菌葡萄球菌根據(jù)分裂方向及相互間連接方式又分為單球菌、雙球菌、鏈球菌、四聯(lián)球菌、八疊球菌、葡萄球菌等。是分類的一個依據(jù)。右圖自上而下：雙球菌、鏈球菌、四聯(lián)球菌、八疊球菌、葡萄球菌第七頁，共一百二十三頁，編輯于2023年，星期日電鏡下的球菌葡萄球菌球菌的形態(tài)第八頁，共一百二十三頁，編輯于2023年，星期日（2）桿菌細(xì)胞呈桿狀或圓柱形，一般其粗細(xì)（直徑）比較穩(wěn)定，而長度則常因培養(yǎng)時間、培養(yǎng)條件不同而有較大變化。

桿菌的幾種形態(tài)球桿菌鏈桿菌雙桿菌第九頁，共一百二十三頁，編輯于2023年，星期日電鏡下的桿菌梭狀芽孢桿菌乳酸桿菌桿菌的形態(tài)第十頁，共一百二十三頁，編輯于2023年，星期日枯草芽孢桿菌地衣芽孢桿菌第十一頁，共一百二十三頁，編輯于2023年，星期日銅綠假單胞菌（綠膿桿菌）第十二頁，共一百二十三頁，編輯于2023年，星期日炭疽病的病原菌-----------炭疽桿菌第十三頁，共一百二十三頁，編輯于2023年，星期日（3）螺旋菌霍亂弧菌螺旋菌弧菌（vibrio)：螺旋周數(shù)不足一圈細(xì)菌螺菌（spirillum)：2～6圈小型、堅硬的螺旋狀細(xì)菌螺旋體（spirochaeta)：螺旋周數(shù)超6周，體長柔軟第十四頁，共一百二十三頁，編輯于2023年，星期日弧菌：菌體只有一個彎曲，其程度不足一圈，形似“C”字或逗號，鞭毛偏端生。(寄生性弧菌-----蛭弧菌)霍亂弧菌第十五頁，共一百二十三頁，編輯于2023年，星期日螺旋菌：菌體回轉(zhuǎn)如螺旋，螺旋數(shù)目和螺距大小因種而異。鞭毛二端生。細(xì)胞壁堅韌，菌體較硬。第十六頁，共一百二十三頁，編輯于2023年，星期日（4）絲狀菌

分布在水生境，潮濕土壤和活性污泥中。絲狀體是絲狀菌分類的特征。水處理中的絲狀菌第十七頁，共一百二十三頁，編輯于2023年，星期日細(xì)菌的大小以μm計，如：E.Coli長2μm，寬0.5μm

，1500個相當(dāng)一粒芝麻長2.細(xì)菌的大小第十八頁，共一百二十三頁，編輯于2023年，星期日較大細(xì)菌，1997年在納米比亞海岸沉積物中發(fā)現(xiàn)的硫細(xì)菌（Thiomargaritanamibiensis）0.1～0.3mm，肉眼可見。較小細(xì)菌，1998年芬蘭學(xué)者E.O.Kajander發(fā)現(xiàn)引起尿結(jié)石的納米細(xì)菌（Nanobacteria），直徑僅50nm，為E.Coli的1/10，與病毒大小類似。分裂緩慢，三天才分裂一次，是目前所知最小的具有細(xì)胞壁的細(xì)菌。第十九頁，共一百二十三頁，編輯于2023年，星期日納米細(xì)菌（nanobacteria）最小直徑50nm廣泛存在于自然界的礦物質(zhì)中和生物體內(nèi)，感染人體任何組織和細(xì)胞，分泌鈣化的脂多糖生物膜，具有較大的毒性，與人類感染和病理性鈣化類疾病密切相關(guān)第二十頁，共一百二十三頁，編輯于2023年，星期日德國科學(xué)家H.N.Schulz等1999年在納米比亞海岸的海底沉積物中發(fā)現(xiàn)的一種硫磺細(xì)菌（sulfurbacterium），其大小可達0.75mm，Thiomargaritanamibiensis，---------“納米比亞硫磺珍珠”第二十一頁，共一百二十三頁，編輯于2023年，星期日細(xì)菌大小的測量及表示方法如下圖所示利用顯微鏡測微尺，顯微照相后根據(jù)放大倍數(shù)進行測算

第二十二頁，共一百二十三頁，編輯于2023年，星期日3.1.2細(xì)菌的細(xì)胞結(jié)構(gòu)細(xì)菌是單細(xì)胞微生物。所有細(xì)菌的結(jié)構(gòu)：細(xì)胞壁，原生質(zhì)體。原生質(zhì)體包括：細(xì)胞質(zhì)膜，細(xì)胞質(zhì)及其內(nèi)含物，擬核部分細(xì)菌的特殊結(jié)構(gòu)：芽孢、鞭毛、莢膜、粘液層、菌膠團、衣鞘及光合作用片層第二十三頁，共一百二十三頁，編輯于2023年，星期日原核生物細(xì)胞模式構(gòu)造圖第二十四頁，共一百二十三頁，編輯于2023年，星期日細(xì)菌細(xì)胞構(gòu)造模式圖在細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)，雖然沒有細(xì)胞核，仍然有核物質(zhì)，核物質(zhì)DNA盤繞成一團，用染色方法可以看到，稱擬核。第二十五頁，共一百二十三頁，編輯于2023年，星期日1.細(xì)胞壁（cellwall）

細(xì)胞最外一層堅韌厚實的外被，主要由肽聚糖構(gòu)成。細(xì)胞壁的生理功能：

1）維持外形，提高機械強度2）為細(xì)胞生長、分裂、和鞭毛運動必需3）阻礙大分子有害物質(zhì)進入細(xì)胞4）賦予抗原性、對抗生素和噬菌體的敏感性

第二十六頁，共一百二十三頁，編輯于2023年，星期日（1）細(xì)胞壁的化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)丹麥醫(yī)生C.Gram（革蘭）于1884年發(fā)明的一種鑒別不同類型細(xì)菌的染色方法。根據(jù)此染色法，細(xì)菌可分為革蘭氏陽性菌和革蘭氏陰性菌第二十七頁，共一百二十三頁，編輯于2023年，星期日Gram+Gram-革蘭氏陽性菌與陰性菌細(xì)胞壁比較肽聚糖是真細(xì)菌細(xì)胞壁的特有成分：雙糖單位、四肽尾、肽橋第二十八頁，共一百二十三頁，編輯于2023年，星期日

革蘭氏陽性和陰性細(xì)菌細(xì)胞壁構(gòu)造的比較肽聚糖磷壁酸多糖孔蛋白質(zhì)脂質(zhì)外膜磷壁酸肽聚糖第二十九頁，共一百二十三頁，編輯于2023年，星期日特征G–

G+強度疏松堅韌厚度薄，5～10nm厚，20～80nm肽聚糖層數(shù)少，1～3層多，多達50層肽聚糖含量少（10～20％）高（50～90％）磷壁酸－＋脂多糖＋－脂肪含量較高一般無蛋白質(zhì)含量較高無

革蘭氏陽性和陰性細(xì)菌細(xì)胞壁構(gòu)造的比較第三十頁，共一百二十三頁，編輯于2023年，星期日2.原生質(zhì)體（1）細(xì)胞質(zhì)膜（protoplasmicmembrane）細(xì)胞質(zhì)膜及化學(xué)組成：

緊貼在細(xì)胞壁內(nèi)側(cè)，包圍細(xì)胞質(zhì)的一層薄膜，柔軟而富有彈性，半滲透膜。含60％～70％的蛋白質(zhì)，含30％～40％的脂類，約2％的多糖。

第三十一頁，共一百二十三頁，編輯于2023年，星期日細(xì)胞質(zhì)膜第三十二頁，共一百二十三頁，編輯于2023年，星期日細(xì)胞質(zhì)膜的蛋白質(zhì)具運輸作用的整合蛋白（integralprotein)或內(nèi)在蛋白（intrinsicprotein）具酶促作用的周邊蛋白（peripheralprotein）或膜外蛋白（

extrinsicprotein）第三十三頁，共一百二十三頁，編輯于2023年，星期日脂類是磷脂，由磷酸、甘油、脂肪酸和含膽堿組成細(xì)胞質(zhì)膜的磷脂第三十四頁，共一百二十三頁，編輯于2023年，星期日細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)：液態(tài)鑲嵌模型（fluidmosaicmodel）1）膜主體脂雙分子層，親水基團在表面，疏水基團在內(nèi)部2）雙分子層有流動性3）蛋白鑲嵌或貫穿或浮在表面4）不對稱性1972年，辛格和尼科爾森提出該模型第三十五頁，共一百二十三頁，編輯于2023年，星期日1）選擇運輸2）維持滲透壓3）合成細(xì)胞壁和糖被重要基地4）細(xì)胞產(chǎn)能場所5）鞭毛基體著生點和旋轉(zhuǎn)供能細(xì)胞質(zhì)膜的生理功能

不同種類細(xì)菌的膜在其結(jié)構(gòu)和功能方面存在很大差異。這種差異非常巨大且具有特征性，因此膜化學(xué)可被用于對細(xì)菌進行鑒定。

第三十六頁，共一百二十三頁，編輯于2023年，星期日細(xì)胞質(zhì)（cytoplasm)：除核區(qū)外的半透明、膠狀、顆粒狀物質(zhì)總稱。含水量80％左右。內(nèi)含物（inclusionbody）：顆粒狀構(gòu)造，如：貯藏物、氣泡等。（2）細(xì)胞質(zhì)及內(nèi)含物細(xì)胞質(zhì)主要成分為核糖體、貯藏物、多種酶類和中間代謝物、質(zhì)粒、各種營養(yǎng)物和大分子的單體等。第三十七頁，共一百二十三頁，編輯于2023年，星期日核糖體

(1)化學(xué)組成：由核糖核酸（RNA）和蛋白質(zhì)兩種化學(xué)成分組成。

(2)染色特性：核糖體易被堿性染料染色，在光鏡下細(xì)胞質(zhì)中核糖體豐富的部位嗜堿性較強。

(3)電鏡結(jié)構(gòu)：是近似球形的致密顆粒，直徑為20nm。

(4)功能：合成蛋白質(zhì)。核糖體結(jié)構(gòu)

模式圖第三十八頁，共一百二十三頁，編輯于2023年，星期日貯藏物(reservematerials)：貯藏物是一類由不同化學(xué)成分累積而成的不溶性沉淀顆粒，主要功能是貯存營養(yǎng)物。

糖原：大腸桿菌、克雷伯氏菌、芽孢桿菌和藍(lán)細(xì)菌等碳源及能源類聚β-羥丁酸（PHB）：固氮菌、產(chǎn)堿菌和腸桿菌等

硫粒：紫硫細(xì)菌、絲硫細(xì)菌、貝氏硫桿菌等貯藏物藻青素：藍(lán)細(xì)菌

藻青蛋白：藍(lán)細(xì)菌磷源（異染粒）：迂回螺菌、白喉棒桿菌、結(jié)核分枝桿菌氮源類第三十九頁，共一百二十三頁，編輯于2023年，星期日①聚-β-羥丁酸(poly-β-hydroxybutyrate,PHB)巨大芽孢桿菌（Bacillusmegaterium）在含乙酸或丁酸的培養(yǎng)基中生長時，細(xì)胞內(nèi)貯藏的PHB可達其干重的60%。類脂性質(zhì)的碳源類貯藏物第四十頁，共一百二十三頁，編輯于2023年，星期日①聚-β-羥丁酸(poly-β-hydroxybutyrate,PHB)PHB于1929年被發(fā)現(xiàn)，至今已發(fā)現(xiàn)60屬以上的細(xì)菌能合成并貯藏。它無毒、可塑、易降解，被認(rèn)為是生產(chǎn)醫(yī)用塑料、生物降解塑料的良好原料。第四十一頁，共一百二十三頁，編輯于2023年，星期日②多糖類貯藏物在真細(xì)菌中以糖原為多糖原粒較小，不染色需用電鏡觀察，用碘液染成褐色，可在光學(xué)顯微鏡下看到。糖原粒淀粉粒有的細(xì)菌積累淀粉粒，用碘液染成深蘭色。第四十二頁，共一百二十三頁，編輯于2023年，星期日③異染粒(metachromaticgranules)顆粒大小為0.5～1.0μm，是無機偏磷酸的聚合物，一般在含磷豐富的環(huán)境下形成。功能是貯藏磷元素和能量，并可降低細(xì)胞的滲透壓。在暗視野顯微鏡下看到的迂回螺菌(Spirillum

volutans)異染粒（迂回體）第四十三頁，共一百二十三頁，編輯于2023年，星期日④藻青素（cyanophycin）一種內(nèi)源性氮源貯藏物，同時還兼有貯存能源的作用。通常存在于藍(lán)細(xì)菌中。由含精氨酸和天冬氨酸殘基（1:1）的分枝多肽所構(gòu)成，分子量在25000～125000。第四十四頁，共一百二十三頁，編輯于2023年，星期日⑤硫粒（sulfurglobules）很多真細(xì)菌在進行產(chǎn)能代謝或生物合成時，常涉及對還原性的硫化物如H2S，硫代硫酸鹽等的氧化。在環(huán)境中還原性硫素豐富時，常在細(xì)胞內(nèi)以折光性很強的硫粒的形式積累硫元素。當(dāng)環(huán)境中環(huán)境中還原性硫缺乏時，可被細(xì)菌重新利用。第四十五頁，共一百二十三頁，編輯于2023年，星期日貯藏物(reservematerials)：微生物儲藏物的特點及生理功能：不同微生物其儲藏性內(nèi)含物不同（例如厭氣性梭狀芽孢桿菌只含PHB，大腸桿菌只儲藏糖原，但有些光和細(xì)菌二者兼有）微生物合理利用營養(yǎng)物質(zhì)的一種調(diào)節(jié)方式當(dāng)環(huán)境中缺乏能源而碳源豐富時，細(xì)胞內(nèi)就儲藏較多的碳源類內(nèi)含物，甚至達到細(xì)胞干重的50%，如果把這樣的細(xì)胞移入有氮的培養(yǎng)基時，這些儲藏物將被作為碳源和能源而用于合成反應(yīng)。儲藏物以多聚體的形式存在，有利于維持細(xì)胞內(nèi)環(huán)境的平衡，避免不適合的pH，滲透壓等的危害。（例如羥基丁酸分子呈酸性，而當(dāng)其聚合成聚-β-羥丁酸（

PHB）就成為中性脂肪酸了，這樣便能維持細(xì)胞內(nèi)中性環(huán)境，避免菌體內(nèi)酸性增高。）儲藏物在細(xì)菌細(xì)胞中大量積累，還可以被人們利用。第四十六頁，共一百二十三頁，編輯于2023年，星期日又叫核質(zhì)體、原始核、細(xì)菌染色體，無核膜核仁的原始細(xì)胞核結(jié)構(gòu)。富爾根染色為紫色的形態(tài)不定，環(huán)狀ds-DNA，少量蛋白結(jié)合，0.25～3mm長。功能：遺傳物質(zhì)。

（3）擬核第四十七頁，共一百二十三頁，編輯于2023年，星期日擬核（nucleoid）第四十八頁，共一百二十三頁，編輯于2023年，星期日3.特殊結(jié)構(gòu)（1）莢膜（capsule）莢膜：某些細(xì)菌在其表面分泌的一種粘性物質(zhì)，把細(xì)胞壁完全包圍封住。莢膜一般很厚，有的細(xì)菌莢膜很薄，在200μm以下，稱為微莢膜。莢膜是分類特征之一。第四十九頁，共一百二十三頁，編輯于2023年，星期日莢膜－－作為分類鑒定的依據(jù)

莢膜第五十頁，共一百二十三頁，編輯于2023年，星期日（1）莢膜（capsule）莢膜的化學(xué)組成：含水率90～98％，有的含多糖、或多肽，還有的含脂類或脂類蛋白復(fù)合體。莢膜難染色，可用負(fù)染色法染色。莢膜的功能：A.保護致病菌免受宿主吞噬細(xì)胞的吞噬，保護細(xì)胞免受干燥的影響；B.可作為碳源和能源或氮源；C.廢水處理中，細(xì)菌莢膜有吸附作用。第五十一頁，共一百二十三頁，編輯于2023年，星期日（2）粘液層（slimelayer）為粘性多糖，疏松的附著在細(xì)菌細(xì)胞壁表面。廢水生物處理中，有吸附作用，在曝氣池中因曝氣攪拌和水的沖擊力容易把細(xì)菌粘液沖刷入水中，增加水中有機物，可被其他微生物利用第五十二頁，共一百二十三頁，編輯于2023年，星期日（3）菌膠團（zoogloea）有些細(xì)菌由于其遺傳特性決定，細(xì)菌之間按一定的排列方式互相粘集在一起，被一個公共莢膜包圍形成一定形狀的細(xì)菌集團。活性污泥中常有細(xì)菌膠團。第五十三頁，共一百二十三頁，編輯于2023年，星期日（三）細(xì)胞的結(jié)構(gòu)第五十四頁，共一百二十三頁，編輯于2023年，星期日（3）芽孢（spore）圓形或橢圓、厚壁、含水少、抗逆強的休眠體。無繁殖能力。耐熱、輻射、化學(xué)試劑，等不良環(huán)境。

如：肉毒梭菌100℃5個小時以上殺死；芽孢抗紫外線一般是營養(yǎng)細(xì)胞的一倍。芽孢是細(xì)菌的休眠體，條件適宜可萌發(fā)；多為桿菌，是分類鑒定依據(jù)之一；可通過芽孢染色在普通顯微鏡下觀察到。第五十五頁，共一百二十三頁，編輯于2023年，星期日芽孢的形態(tài)第五十六頁，共一百二十三頁，編輯于2023年，星期日1.DNA濃縮，束狀染色質(zhì)形成2.細(xì)胞膜內(nèi)陷，不對稱分裂，小的為前芽孢（forespore）

3.前芽孢雙層隔膜形成，抗輻射增強4.在雙層隔膜之間填充芽孢肽聚糖，合成DPA－Ca，形成皮層，脫水5.芽孢衣合成結(jié)束6.皮層合成結(jié)束，芽孢成熟7.芽孢囊裂解

芽孢形成－環(huán)境缺乏營養(yǎng)或有害物質(zhì)過多枯草芽孢桿菌芽孢形成需8h，200個gene參與，系列化學(xué)成分和生理功能變化。第五十七頁，共一百二十三頁，編輯于2023年，星期日（4）鞭毛（flagella）某些細(xì)菌體表長絲狀、波曲的蛋白附屬物，使細(xì)菌具運動功能。是分類上重要特征之一。第五十八頁，共一百二十三頁，編輯于2023年，星期日鞭毛的有無和著生方式具有十分重要的分類學(xué)意義單端鞭毛端生叢毛兩端生鞭毛周生鞭毛第五十九頁，共一百二十三頁，編輯于2023年，星期日觀察和判斷細(xì)菌鞭毛的方法電子顯微鏡直接觀察鞭毛長度：15～20μm；直徑：0.01～0.02μm光學(xué)顯微鏡下觀察：鞭毛染色和暗視野顯微鏡根據(jù)培養(yǎng)特征判斷：半固體穿刺、菌落（菌苔）形態(tài)第六十頁，共一百二十三頁，編輯于2023年，星期日（4）鞭毛（flagella）鞭毛大?。褐睆?.001～0.02μm，長度在2～50μm；具有鞭毛的細(xì)菌能運動，不具鞭毛的細(xì)菌不能運動。鞭毛的運動是靠細(xì)胞質(zhì)膜上的ATP酶水解ATP提供能量。第六十一頁，共一百二十三頁，編輯于2023年，星期日（三）細(xì)胞的結(jié)構(gòu)速度一般速度在每秒20～80μm范圍，最高可達每秒100μm（每分鐘達到3000倍體長），超過了陸上跑得最快的動物——獵豹的速度（每分鐘1500倍體長或每小時110公里）。第六十二頁，共一百二十三頁，編輯于2023年，星期日鞭毛（flagellum）結(jié)構(gòu)--陽性與陰性菌不同細(xì)菌鞭毛著生于細(xì)胞膜上，但運動支點由細(xì)胞壁提供。第六十三頁，共一百二十三頁，編輯于2023年，星期日鞭毛（flagellum）組成包括：基體、鉤形鞘、鞭毛絲。

G＋和G－基體構(gòu)造有所不同；

G－基體（basalbody）四個環(huán)（ring），從外至內(nèi)：L環(huán)：連在細(xì)胞壁外的外膜；P環(huán)：連在肽聚糖；S－M環(huán)：嵌埋在細(xì)胞膜。第六十四頁，共一百二十三頁，編輯于2023年，星期日有關(guān)鞭毛運動的機制曾有過“旋轉(zhuǎn)論”（rotationtheory）和“揮鞭論”（bendingtheory）的爭議。

1974年，美國學(xué)者西佛曼（M.Silverman）和西蒙（M.Simon）曾設(shè)計了一個“拴菌”試驗(tethered-cellexperiment)，設(shè)法把單毛菌鞭毛的游離端用相應(yīng)抗體牢牢“拴”在載玻片上，然后在光學(xué)顯微鏡下觀察細(xì)胞的行為。發(fā)現(xiàn)，該菌是在載玻片上不斷打轉(zhuǎn)（而非伸縮揮動），從而肯定了“旋轉(zhuǎn)論”是正確的。鞭毛（flagellum）運動機制第六十五頁，共一百二十三頁，編輯于2023年，星期日鞭毛的生長方式是在其頂部延伸第六十六頁，共一百二十三頁，編輯于2023年，星期日（三）細(xì)胞的結(jié)構(gòu)7、細(xì)菌細(xì)胞壁以外的構(gòu)造———

鞭毛(flagellum,復(fù)flagella)3）鞭毛的結(jié)構(gòu)及其運動機制（參見P59）If,indeed,Yonekuraandcolleaguesarecorrect,then"actionatadistance”--theassemblyofastructureatalocationfarawayfromthebacterialcell--isamuchmoresophisticatedprocessthananyofuscouldeverhaveenvisaged.-----------RobertM.Macnab這個遠(yuǎn)離細(xì)菌細(xì)胞的結(jié)構(gòu)的裝配過程“是一個比我們?nèi)魏稳艘郧八胂蟮亩家鼜?fù)雜的過程”。第六十七頁，共一百二十三頁，編輯于2023年，星期日5)

菌毛(fimbria，復(fù)數(shù)fimbriae)長在細(xì)菌體表的纖細(xì)、中空、短直、數(shù)量較多的蛋白質(zhì)類附屬物，具有使菌體附著于物體表面的功能。每個細(xì)菌約有250～300條菌毛。有菌毛的細(xì)菌一般以革蘭氏陰性致病菌居多，借助菌毛可把它們牢固地粘附于宿主的呼吸道、消化道、泌尿生殖道等的粘膜上，進一步定植和致病。第六十八頁，共一百二十三頁，編輯于2023年，星期日第六十九頁，共一百二十三頁，編輯于2023年，星期日6)性毛(pili,單數(shù)pilus)構(gòu)造和成分與菌毛相同，但比菌毛長，數(shù)量僅一至少數(shù)幾根。性毛一般見于革蘭氏陰性細(xì)菌的雄性菌株（即供體菌）中，其功能是向雌性菌株（即受體菌）傳遞遺傳物質(zhì)。有的性毛還是RNA噬菌體的特異性吸附受體。第七十頁，共一百二十三頁，編輯于2023年，星期日思考1）細(xì)菌的一般結(jié)構(gòu)和特殊結(jié)構(gòu)是什么？各具有哪些生理功能？2）革蘭氏陽性菌和革蘭氏陰性菌的細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)有什么異同？各有哪些化學(xué)組成？……第七十一頁，共一百二十三頁，編輯于2023年，星期日個體體積的增大——單個細(xì)菌生長——單個細(xì)菌繁殖——細(xì)菌數(shù)目的增多——群體生長1生長3.1.3細(xì)菌的生長繁殖第七十二頁，共一百二十三頁，編輯于2023年，星期日2繁殖主要為裂殖，是無性繁殖，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③子細(xì)胞分離第七十三頁，共一百二十三頁，編輯于2023年，星期日3.細(xì)菌的培養(yǎng)特征（1）固體培養(yǎng)基上的培養(yǎng)特征菌落特征：細(xì)菌在固體培養(yǎng)基上的培養(yǎng)特征。菌落：由一個細(xì)菌繁殖起來的，由無數(shù)細(xì)菌組成具有一定形態(tài)特征的細(xì)菌集團。可用稀釋平板法和平板劃線法接種形成菌落。第七十四頁，共一百二十三頁，編輯于2023年，星期日菌落的特征是分類鑒定的依據(jù)?？梢詮娜矫婵淳涞奶卣鳎海?）菌落的表面特征（2）菌落的邊緣特征（3）縱剖面的邊緣特征第七十五頁，共一百二十三頁，編輯于2023年，星期日不同種的細(xì)菌菌落特征第七十六頁，共一百二十三頁，編輯于2023年，星期日凝膠狀、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。細(xì)菌菌落一般特點第七十七頁，共一百二十三頁，編輯于2023年，星期日光滑型菌落肺炎克雷伯氏菌在DHL培養(yǎng)基上菌落形態(tài)

粘膜肺炎球菌在血瓊脂平板上菌落第七十八頁，共一百二十三頁，編輯于2023年，星期日枯草芽孢桿菌菌落形態(tài)－粗糙型菌落第七十九頁，共一百二十三頁，編輯于2023年，星期日菌苔（1）定義純種菌體在固體培養(yǎng)基上生長繁殖時形成的肉眼可見的群體。菌苔是由許多菌落連成一片形成。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？第八十頁，共一百二十三頁，編輯于2023年，星期日2.明膠培養(yǎng)基中的培養(yǎng)特征用穿刺接種法將細(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)，依據(jù)這些不同形態(tài)，可將細(xì)菌進行分類。第八十一頁，共一百二十三頁，編輯于2023年，星期日3.半固體培養(yǎng)基中的培養(yǎng)特征穿刺接種，根據(jù)細(xì)菌的生長狀態(tài)判斷細(xì)菌的呼吸類型和鞭毛有無，能否運動。呼吸類型與培養(yǎng)特征第八十二頁，共一百二十三頁，編輯于2023年，星期日4.液體培養(yǎng)基中的培養(yǎng)特征細(xì)菌在液體培養(yǎng)基中的培養(yǎng)特征是分類依據(jù)之一。因細(xì)胞特征、比重、運動能力和對氧氣等關(guān)系的不同，而形成不同的群體形態(tài)，多數(shù)表現(xiàn)混濁，部分表現(xiàn)沉淀，好氧細(xì)菌則在液面大量生長，形成菌膜或環(huán)狀等第八十三頁，共一百二十三頁，編輯于2023年，星期日1.細(xì)菌表面電荷和等電點定義：等電點：氨基酸所帶的正電荷和負(fù)電荷相等時的pH值，稱為該氨基酸的等電點。3.1.4細(xì)菌的物理化學(xué)性質(zhì)第八十四頁，共一百二十三頁，編輯于2023年，星期日細(xì)菌的等電點在pH為2～5；革蘭氏陽性菌的等電點在pH為2～3；革蘭氏陰性菌的等電點在pH為4～5：pH為3～4之間的為革蘭氏染色不穩(wěn)定性菌；一般培養(yǎng)中，細(xì)菌所處的pH值都高于細(xì)菌的等電點，表面帶負(fù)電荷。1.細(xì)菌表面電荷和等電點第八十五頁，共一百二十三頁，編輯于2023年，星期日2.細(xì)菌的染色原理及染色方法細(xì)菌細(xì)胞微小透明，染色后易于觀察。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料染色第八十六頁，共一百二十三頁，編輯于2023年，星期日A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。B復(fù)合染色法：兩種染料染色，以區(qū)別細(xì)菌的革蘭氏染色反應(yīng)或抗酸性反應(yīng)，或?qū)⒕w和某一結(jié)構(gòu)染成不同顏色。常用的染色法有：第八十七頁，共一百二十三頁，編輯于2023年，星期日復(fù)合染色之革蘭氏染色1884年丹麥細(xì)菌學(xué)家創(chuàng)造了革蘭氏染色法。將一大類細(xì)菌染上色，而另一類染不上色，以便將兩大類細(xì)菌分開，作為分類鑒定的重要依據(jù)。也稱為鑒別染色法。第八十八頁，共一百二十三頁，編輯于2023年，星期日1234第八十九頁，共一百二十三頁，編輯于2023年，星期日陽性菌陰性菌第九十頁，共一百二十三頁，編輯于2023年，星期日革蘭氏染色機制：（1）與等電點有關(guān)：革蘭氏陽性菌pH2～3，陰性菌pH4～5，加I-－KI媒染，等電點降低，陽性菌降低的更低，與結(jié)晶紫結(jié)合得更牢固；陰性菌結(jié)合力弱，易被乙醇脫色。第九十一頁，共一百二十三頁，編輯于2023年，星期日（2）與細(xì)胞壁有關(guān)：革蘭氏陰性菌細(xì)胞壁薄、脂類物質(zhì)高，易被乙醇溶解增加細(xì)胞通透性；革蘭氏陽性菌細(xì)胞壁厚、肽聚糖含量高、脂類物質(zhì)含量低，肽聚糖被乙醇脫水使降低細(xì)胞通透性；因此復(fù)染后表現(xiàn)不同的染色效果。第九十二頁，共一百二十三頁，編輯于2023年，星期日3.細(xì)菌懸液的穩(wěn)定性兩種狀態(tài)：穩(wěn)定S型，不穩(wěn)定R型。S型菌均勻分布于培養(yǎng)基中，不發(fā)生凝聚，只在電解質(zhì)濃度高時才發(fā)生凝聚；R型很容易發(fā)生凝聚而沉淀在瓶底。第九十三頁，共一百二十三頁，編輯于2023年，星期日菌懸液穩(wěn)定性與水處理污水、廢水生物處理中的二沉池，沉淀效果與細(xì)菌懸液的穩(wěn)定性密切相關(guān)；可采取投加強電解質(zhì)等方式改善活性污泥的沉淀效果第九十四頁，共一百二十三頁，編輯于2023年，星期日3.2古生菌第九十五頁，共一百二十三頁，編輯于2023年，星期日

古生菌是最古老的生命體，如果將地球約４６億年的年齡比作一年，那么古菌早在３月２０日就出現(xiàn)了，而人類誕生不過是１２月３１日的事。它們多生長于極端環(huán)境，如熱泉、高壓的海底火山口、鹽湖等。第九十六頁，共一百二十三頁，編輯于2023年，星期日古生菌在進化譜系上與真細(xì)菌及真核生物相互并列，且與后者關(guān)系更近，而其細(xì)胞構(gòu)造卻與真細(xì)菌較為接近，同屬于原核生物。第九十七頁，共一百二十三頁，編輯于2023年，星期日3.2.1古菌的特點1.形態(tài)：薄，扁平；2.細(xì)胞結(jié)構(gòu)：多含脂蛋白，不含二氨基庚二酸和胞壁酸；3.代謝：多樣性，代謝中有特殊的輔酶；4.呼吸類型：多數(shù)厭氧5.繁殖：繁殖速度慢，進化速度慢6.生活習(xí)性：極端環(huán)境生活。第九十八頁，共一百二十三頁，編輯于2023年，星期日3.2.2古菌的分類按生活習(xí)性和生理特征分類三類：產(chǎn)甲烷菌，嗜熱嗜酸菌，極端嗜鹽菌

《伯杰氏系統(tǒng)細(xì)菌學(xué)手冊》（第三卷），將古菌分為五大群。第九十九頁，共一百二十三頁，編輯于2023年，星期日（一）產(chǎn)甲烷菌細(xì)胞結(jié)構(gòu)包括：細(xì)胞封套（細(xì)胞壁、表面層、鞘和莢膜）、細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)和核質(zhì)第一百頁，共一百二十三頁，編輯于2023年，星期日（一）產(chǎn)甲烷菌2.培養(yǎng)方法專性厭氧，需要在特殊環(huán)境下操作；目前最好的是厭氧手套箱厭氧培養(yǎng)箱可進行分裝厭氧培養(yǎng)基，倒制平板，離心厭氧微生物收集菌體，對氧敏感的酶的分離純化等第一百零一頁，共一百二十三頁，編輯于2023年，星期日（二）嗜熱嗜酸菌包括：古生硫酸還原菌和極端嗜熱古菌特點：專性嗜熱，好氧、兼性厭氧、嚴(yán)格厭氧，革蘭氏陽性，桿狀、絲狀或球狀。最適生長溫度在70～105℃嗜酸性和嗜中性，自養(yǎng)或異養(yǎng)生長。多數(shù)是硫代謝菌第一百零二頁，共一百二十三頁，編輯于2023年，星期日（三）極端嗜鹽古菌生活環(huán)境高鹽環(huán)境，如：曬鹽場，天然鹽湖，高鹽腌漬食物等；通常需鹽下限為1.5mol/L的NaCl，多數(shù)需要NaCl為2～4mol/L第一百零三頁，共一百二十三頁，編輯于2023年，星期日（三）極端嗜鹽古菌特點：細(xì)胞呈鏈狀、桿狀或球狀；靠鈉、氯和鎂離子維持細(xì)胞結(jié)構(gòu)和硬度；革蘭氏陰性或陽性，好氧或兼性厭氧，化能有機營養(yǎng)型；生長溫度可高達55℃。第一百零四頁，共一百二十三頁，編輯于2023年，星期日3.3放線菌第一百零五頁，共一百二十三頁，編輯于2023年，星期日在固體培養(yǎng)基上呈輻射狀生長；多數(shù)為腐生菌，少數(shù)為寄生菌；在自然界物質(zhì)循環(huán)中起積極作用。放線菌與人類的關(guān)系極為密切，至今從微生物中發(fā)現(xiàn)了幾千種抗生素，其中2/3是由放線菌產(chǎn)生的。有些放線菌還用于生產(chǎn)維生素和酶制劑、處理污水等。

第一百零六頁，共一百二十三頁，編輯于2023年，星期日1、形態(tài)：呈菌絲狀，是由單細(xì)胞延生分枝而成。2、結(jié)構(gòu)：根據(jù)菌絲作用分為：營養(yǎng)菌絲→氣生菌絲→孢子菌絲。鏈霉菌屬是放線菌中種類最多、分布最廣、形態(tài)特征最典型的類群。（一）形態(tài)結(jié)構(gòu)第一百零七頁，共一百二十三頁，編輯于2023年，星期日（1）營養(yǎng)菌絲（基內(nèi)菌絲）：生長在營養(yǎng)基內(nèi)，直徑在0.2-0.8μm；有的產(chǎn)生色素（菌落背面呈現(xiàn)不同顏色），主要的生理功能是吸收養(yǎng)分。（2）氣生菌絲：比營養(yǎng)菌絲粗，直徑約1-1.4μm，有的產(chǎn)生色素。（3）孢子菌絲：孢子絲產(chǎn)生孢子，可隨風(fēng)傳播，萌發(fā)成基內(nèi)菌絲；其形狀有螺旋形、枝形。第一百零八頁，共一百二十三頁，編輯于2023年，星期日放線菌的形態(tài)模式圖第一百零九頁，共一百二十三頁，編輯于2023年，星期日孢子絲著生方式可作為鑒別的依據(jù)放線菌孢子絲的類型第一百一十頁，共一百二十三頁，編輯于2023年，星期日

1、多為需O2型（抗生素生長需要氧）

2、生長溫度分：中溫型（23-37℃）、高溫型（50-65℃）

3、主要通過形成無性孢子的方式進行繁殖，也可利用菌絲片斷進行繁殖。

（二）一般特性：第一百一十一頁，共一百二十三頁，編輯于2023年，星期日（三）菌落形態(tài)固體培養(yǎng)基中，放線菌菌絲相互交錯纏繞形成質(zhì)地致密的小菌落，干燥、不透明、難以挑??；當(dāng)大量孢子覆蓋于菌落表面時，就形成表面為粉末狀或顆粒狀的典型放線菌菌落；由于基內(nèi)菌絲和孢子常有顏色，使得菌落的正反面呈現(xiàn)出不同的色澤。第一百一十二頁，共一百二十三頁，編輯于2023年，星期日放線菌的菌落形態(tài)第一百一十三頁，共一百二十三頁，編輯于2023年，星期日3.4藍(lán)細(xì)菌第一百