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第二章原核微生物
重點(diǎn)掌握:細(xì)菌(細(xì)胞結(jié)構(gòu)、培養(yǎng)特征、表面電荷和等電點(diǎn)、染色原理及方法);放線菌
了解:細(xì)菌形態(tài)與大??;細(xì)菌其它物理化學(xué)性質(zhì);古菌;藍(lán)細(xì)菌普通了解:螺旋體、立克次氏體和支原體。原核微生物古細(xì)菌專家講座第1頁(yè)第二章原核微生物(prokaryotes)
生物三域:古細(xì)菌、真細(xì)菌、真核生物(分子生物學(xué)水平)原核微生物:細(xì)菌、古菌、放線菌、藍(lán)細(xì)菌、立克次氏體、支原體、螺旋體(外表特征)原核微生物古細(xì)菌專家講座第2頁(yè)第一節(jié)古菌(Archaea)原核微生物古細(xì)菌專家講座第3頁(yè)
古菌是最古老生命體,假如將地球約46億年年紀(jì)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日事。它們多生長(zhǎng)于極端環(huán)境,如熱泉、高壓海底火山口、鹽湖等。原核微生物古細(xì)菌專家講座第4頁(yè)一、古菌特點(diǎn)1.形態(tài):古菌有扁平直角幾何形狀細(xì)胞,而細(xì)菌從未發(fā)覺2.大?。?jiǎn)蝹€(gè)古菌細(xì)胞直徑在0.1~15m之間3.代謝:多樣性,代謝中有特殊輔酶4.呼吸類型:嚴(yán)格厭氧是古菌主要呼吸類型5.繁殖:古菌繁殖速率較真細(xì)菌遲緩6.生活習(xí)性(生境):大多數(shù)古菌生活在極熱、高鹽、極酸、或高度缺氧極端環(huán)境里原核微生物古細(xì)菌專家講座第5頁(yè)二、古菌分類按生活習(xí)性和生理特征分類(三類)《伯杰氏系統(tǒng)細(xì)菌學(xué)手冊(cè)》(第三卷)將古菌分為五大群常見古菌:產(chǎn)甲烷古菌,硫酸鹽還原古菌,極端嗜鹽菌,極端嗜熱古菌,嗜熱嗜酸古菌原核微生物古細(xì)菌專家講座第6頁(yè)(一)產(chǎn)甲烷菌特點(diǎn)形態(tài)多樣,有球形、桿形、螺旋形、長(zhǎng)絲狀等;嚴(yán)格厭氧,分離和培養(yǎng)等操作均需在特殊環(huán)境中進(jìn)行2.培養(yǎng)方法當(dāng)前最好是厭氧手套箱厭氧手套箱原核微生物古細(xì)菌專家講座第7頁(yè)普通產(chǎn)甲烷菌都是中溫性、最適宜溫度在25~40℃之間,高溫性產(chǎn)甲烷菌適宜溫度則在50~60℃之間產(chǎn)甲烷菌生長(zhǎng)最適宜pH值范圍約在6.8~7.2之間。如pH值低于6或高于8,產(chǎn)甲烷菌生長(zhǎng)繁殖將受到極大影響2.產(chǎn)甲烷菌對(duì)于溫度和pH值都相當(dāng)敏感原核微生物古細(xì)菌專家講座第8頁(yè)(二)硫酸鹽還原古菌特點(diǎn):嚴(yán)格厭氧,G-,細(xì)胞普通為不規(guī)則球形或三角形,生長(zhǎng)溫度范圍在60~95℃大多數(shù)硫酸鹽還原古菌可利用葡萄糖、乳酸鹽、甲酸鹽和蛋白質(zhì)等作電子受體,而以硫酸鹽、亞硫酸鹽、硫代硫酸鹽等作電子供體并生成H2S,有還產(chǎn)生少許甲烷原核微生物古細(xì)菌專家講座第9頁(yè)
三、環(huán)境保護(hù)和環(huán)境工程領(lǐng)域研究古菌意義
嗜酸菌、嗜鹽菌、嗜堿菌、嗜熱菌、嗜冷菌及嗜壓菌等古菌含有特殊基因結(jié)構(gòu)、特殊生命過程及產(chǎn)物,對(duì)它們研究有利于處理人類生命起源及演化;對(duì)其基因組研究有利于從分子水平研究極限條件下微生物適應(yīng)性,加深對(duì)生命本質(zhì)認(rèn)識(shí)。極端微生物有遼闊應(yīng)用前景,已應(yīng)用有:
極端嗜堿微生物堿性酶用于生產(chǎn)洗衣粉;從嗜高溫菌體內(nèi)提取TaqDNA酶應(yīng)用于PCR(聚合酶鏈反應(yīng))技術(shù)中,使體外擴(kuò)增DNA成為可能,使該技術(shù)得到發(fā)展。原核微生物古細(xì)菌專家講座第10頁(yè)
當(dāng)前處理情況
在環(huán)境工程領(lǐng)域:有極端性質(zhì)廢水,如高鹽分(化工、發(fā)酵工業(yè)廢水等)、酸性廢水(如味精廢水pH=2~3、合成制藥廢水pH=4)、堿性廢水(如造紙廢水pH=14)、極毒重金屬?gòu)U水、低溫廢水、超高溫廢水等。還有CODCr高達(dá)1×104~10×104mg/L化工、發(fā)酵工業(yè)、制藥廢水等。以上廢水都涵蓋了自然極端環(huán)境全部惡劣條件。當(dāng)前處理這些廢水時(shí),都要事先將極端廢水調(diào)整到適當(dāng)范圍后再進(jìn)行微生物處理。鹽分高、有機(jī)物濃度過高,用大量水稀釋;水溫過高要先冷卻;水溫過低要加溫;過酸用堿調(diào)整到中性;過堿用酸調(diào)整到中性。工藝復(fù)雜,運(yùn)行費(fèi)用高,浪費(fèi)資源。原核微生物古細(xì)菌專家講座第11頁(yè)
利用產(chǎn)甲烷菌對(duì)糞便和高濃度有機(jī)廢水進(jìn)行厭氧消化處理時(shí)間已久,但對(duì)其它極端環(huán)境古菌研究較少,知之
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