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1頁，共123頁，2023年，2月20日，星期一指一類細(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2頁，共123頁，2023年，2月20日，星期一原核微生物細(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3頁，共123頁，2023年，2月20日，星期一3.1細(xì)菌第4頁，共123頁，2023年，2月20日，星期一細(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(jiān)韌、以二等分裂方式繁殖和水生性較強(qiáng)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5頁，共123頁，2023年，2月20日，星期一3.1.1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6頁，共123頁，2023年，2月20日，星期一（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7頁，共123頁，2023年，2月20日，星期一電鏡下的球菌葡萄球菌球菌的形態(tài)第8頁，共123頁，2023年，2月20日，星期一（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9頁，共123頁，2023年，2月20日，星期一電鏡下的桿菌梭狀芽孢桿菌乳酸桿菌桿菌的形態(tài)第10頁，共123頁，2023年，2月20日，星期一枯草芽孢桿菌地衣芽孢桿菌第11頁，共123頁，2023年，2月20日，星期一銅綠假單胞菌（綠膿桿菌）第12頁，共123頁，2023年，2月20日，星期一炭疽病的病原菌-----------炭疽桿菌第13頁，共123頁，2023年，2月20日，星期一（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(jiān)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14頁，共123頁，2023年，2月20日，星期一弧菌：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15頁，共123頁，2023年，2月20日，星期一螺旋菌：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(jiān)韌，菌體較硬。第16頁，共123頁，2023年，2月20日，星期一（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17頁，共123頁，2023年，2月20日，星期一細(xì)菌的大小以μm計(jì)，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18頁，共123頁，2023年，2月20日，星期一較大細(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19頁，共123頁，2023年，2月20日，星期一納米細(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20頁，共123頁，2023年，2月20日，星期一德國科學(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(dá)0.75mm，Thiomargaritanamibiensis，---------“納米比亞硫磺珍珠”第21頁，共123頁，2023年，2月20日，星期一細(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(jìn)行測算

第22頁，共123頁，2023年，2月20日，星期一3.1.2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(tuán)、衣鞘及光合作用片層第23頁，共123頁，2023年，2月20日，星期一原核生物細(xì)胞模式構(gòu)造圖第24頁，共123頁，2023年，2月20日，星期一細(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(tuán)，用染色方法可以看到，稱擬核。第25頁，共123頁，2023年，2月20日，星期一1.細(xì)胞壁（cellwall）

細(xì)胞最外一層堅(jiān)韌厚實(shí)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(jī)械強(qiáng)度2）為細(xì)胞生長、分裂、和鞭毛運(yùn)動必需3）阻礙大分子有害物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞4）賦予抗原性、對抗生素和噬菌體的敏感性

第26頁，共123頁，2023年，2月20日，星期一（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27頁，共123頁，2023年，2月20日，星期一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28頁，共123頁，2023年，2月20日，星期一

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29頁，共123頁，2023年，2月20日，星期一特征G–

G+強(qiáng)度疏松堅(jiān)韌厚度薄，5～10nm厚，20～80nm肽聚糖層數(shù)少，1～3層多，多達(dá)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30頁，共123頁，2023年，2月20日，星期一2.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31頁，共123頁，2023年，2月20日，星期一細(xì)胞質(zhì)膜第32頁，共123頁，2023年，2月20日，星期一細(xì)胞質(zhì)膜的蛋白質(zhì)具運(yùn)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33頁，共123頁，2023年，2月20日，星期一脂類是磷脂，由磷酸、甘油、脂肪酸和含膽堿組成細(xì)胞質(zhì)膜的磷脂第34頁，共123頁，2023年，2月20日，星期一細(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(tuán)在表面，疏水基團(tuán)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35頁，共123頁，2023年，2月20日，星期一1）選擇運(yùn)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(diǎn)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(jìn)行鑒定。

第36頁，共123頁，2023年，2月20日，星期一細(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37頁，共123頁，2023年，2月20日，星期一核糖體

(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(qiáng)。

(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38頁，共123頁，2023年，2月20日，星期一貯藏物(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39頁，共123頁，2023年，2月20日，星期一①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(dá)其干重的60%。類脂性質(zhì)的碳源類貯藏物第40頁，共123頁，2023年，2月20日，星期一①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41頁，共123頁，2023年，2月20日，星期一②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42頁，共123頁，2023年，2月20日，星期一③異染粒(metachromaticgranules)顆粒大小為0.5～1.0μm，是無機(jī)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43頁，共123頁，2023年，2月20日，星期一④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44頁，共123頁，2023年，2月20日，星期一⑤硫粒（sulfurglobules）很多真細(xì)菌在進(jìn)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(qiáng)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45頁，共123頁，2023年，2月20日，星期一貯藏物(reservematerials)：微生物儲藏物的特點(diǎn)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(dá)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46頁，共123頁，2023年，2月20日，星期一又叫核質(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47頁，共123頁，2023年，2月20日，星期一擬核（nucleoid）第48頁，共123頁，2023年，2月20日，星期一3.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49頁，共123頁，2023年，2月20日，星期一莢膜－－作為分類鑒定的依據(jù)

莢膜第50頁，共123頁，2023年，2月20日，星期一（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(hù)致病菌免受宿主吞噬細(xì)胞的吞噬，保護(hù)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51頁，共123頁，2023年，2月20日，星期一（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(jī)物，可被其他微生物利用第52頁，共123頁，2023年，2月20日，星期一（3）菌膠團(tuán)（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(tuán)?；钚晕勰嘀谐Ｓ屑?xì)菌膠團(tuán)。第53頁，共123頁，2023年，2月20日，星期一（三）細(xì)胞的結(jié)構(gòu)第54頁，共123頁，2023年，2月20日，星期一（3）芽孢（spore）圓形或橢圓、厚壁、含水少、抗逆強(qiáng)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55頁，共123頁，2023年，2月20日，星期一芽孢的形態(tài)第56頁，共123頁，2023年，2月20日，星期一1.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(qiáng)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57頁，共123頁，2023年，2月20日，星期一（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(yùn)動功能。是分類上重要特征之一。第58頁，共123頁，2023年，2月20日，星期一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59頁，共123頁，2023年，2月20日，星期一觀察和判斷細(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60頁，共123頁，2023年，2月20日，星期一（4）鞭毛（flagella）鞭毛大小：直徑0.001～0.02μm，長度在2～50μm；具有鞭毛的細(xì)菌能運(yùn)動，不具鞭毛的細(xì)菌不能運(yùn)動。鞭毛的運(yùn)動是靠細(xì)胞質(zhì)膜上的ATP酶水解ATP提供能量。第61頁，共123頁，2023年，2月20日，星期一（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(dá)每秒100μm（每分鐘達(dá)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62頁，共123頁，2023年，2月20日，星期一鞭毛（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(yùn)動支點(diǎn)由細(xì)胞壁提供。第63頁，共123頁，2023年，2月20日，星期一鞭毛（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64頁，共123頁，2023年，2月20日，星期一有關(guān)鞭毛運(yùn)動的機(jī)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(jì)了一個“拴菌”試驗(yàn)(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(yùn)動機(jī)制第65頁，共123頁，2023年，2月20日，星期一鞭毛的生長方式是在其頂部延伸第66頁，共123頁，2023年，2月20日，星期一（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(yùn)動機(jī)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67頁，共123頁，2023年，2月20日，星期一5)

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(jìn)一步定植和致病。第68頁，共123頁，2023年，2月20日，星期一第69頁，共123頁，2023年，2月20日，星期一6)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70頁，共123頁，2023年，2月20日，星期一思考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71頁，共123頁，2023年，2月20日，星期一個體體積的增大——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72頁，共123頁，2023年，2月20日，星期一2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73頁，共123頁，2023年，2月20日，星期一3.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(tuán)。可用稀釋平板法和平板劃線法接種形成菌落。第74頁，共123頁，2023年，2月20日，星期一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75頁，共123頁，2023年，2月20日，星期一不同種的細(xì)菌菌落特征第76頁，共123頁，2023年，2月20日，星期一凝膠狀、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(diǎn)第77頁，共123頁，2023年，2月20日，星期一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78頁，共123頁，2023年，2月20日，星期一枯草芽孢桿菌菌落形態(tài)－粗糙型菌落第79頁，共123頁，2023年，2月20日，星期一菌苔（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80頁，共123頁，2023年，2月20日，星期一2.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(jìn)行分類。第81頁，共123頁，2023年，2月20日，星期一3.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(yùn)動。呼吸類型與培養(yǎng)特征第82頁，共123頁，2023年，2月20日，星期一4.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(yùn)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83頁，共123頁，2023年，2月20日，星期一1.細(xì)菌表面電荷和等電點(diǎn)定義：等電點(diǎn)：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(diǎn)。3.1.4細(xì)菌的物理化學(xué)性質(zhì)第84頁，共123頁，2023年，2月20日，星期一細(xì)菌的等電點(diǎn)在pH為2～5；革蘭氏陽性菌的等電點(diǎn)在pH為2～3；革蘭氏陰性菌的等電點(diǎn)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(diǎn)，表面帶負(fù)電荷。1.細(xì)菌表面電荷和等電點(diǎn)第85頁，共123頁，2023年，2月20日，星期一2.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86頁，共123頁，2023年，2月20日，星期一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87頁，共123頁，2023年，2月20日，星期一復(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88頁，共123頁，2023年，2月20日，星期一1234第89頁，共123頁，2023年，2月20日，星期一陽性菌陰性菌第90頁，共123頁，2023年，2月20日，星期一革蘭氏染色機(jī)制：（1）與等電點(diǎn)有關(guān)：革蘭氏陽性菌pH2～3，陰性菌pH4～5，加I-－KI媒染，等電點(diǎn)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91頁，共123頁，2023年，2月20日，星期一（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92頁，共123頁，2023年，2月20日，星期一3.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93頁，共123頁，2023年，2月20日，星期一菌懸液穩(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(qiáng)電解質(zhì)等方式改善活性污泥的沉淀效果第94頁，共123頁，2023年，2月20日，星期一3.2古生菌第95頁，共123頁，2023年，2月20日，星期一

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96頁，共123頁，2023年，2月20日，星期一古生菌在進(jìn)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97頁，共123頁，2023年，2月20日，星期一3.2.1古菌的特點(diǎn)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(jìn)化速度慢6.生活習(xí)性：極端環(huán)境生活。第98頁，共123頁，2023年，2月20日，星期一3.2.2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99頁，共123頁，2023年，2月20日，星期一（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100頁，共123頁，2023年，2月20日，星期一（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(jìn)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101頁，共123頁，2023年，2月20日，星期一（二）嗜熱嗜酸菌包括：古生硫酸還原菌和極端嗜熱古菌特點(diǎn)：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102頁，共123頁，2023年，2月20日，星期一（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103頁，共123頁，2023年，2月20日，星期一（三）極端嗜鹽古菌特點(diǎn)：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(jī)營養(yǎng)型；生長溫度可高達(dá)55℃。第104頁，共123頁，2023年，2月20日，星期一3.3放線菌第105頁，共123頁，2023年，2月20日，星期一在固體培養(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106頁，共123頁，2023年，2月20日，星期一1、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107頁，共123頁，2023年，2月20日，星期一（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108頁，共123頁，2023年，2月20日，星期一放線菌的形態(tài)模式圖第109頁，共123頁，2023年，2月20日，星期一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110頁，共123頁，2023年，2月20日，星期一

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(jìn)行繁殖，也可利用菌絲片斷進(jìn)行繁殖。

（二）一般特性：第111頁，共123頁，2023年，2月20日，星期一（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112頁，共123頁，2023年，2月20日，星期一放線菌的菌落形態(tài)第113頁，共123頁，2023年，2月20日，星期一3.