原核微生物之藍(lán)細(xì)菌和古菌專(zhuān)家講座

藍(lán)細(xì)菌（Cyanobacteria)1、概念

也稱(chēng)藍(lán)藻或藍(lán)綠藻（blue-greenalgae)，是一類(lèi)含有葉綠素a、能以水作為供氫體和電子受體、經(jīng)過(guò)光合作用將光能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能、同化CO2為有機(jī)物質(zhì)光合細(xì)菌。古老生物，使46億年前地球由無(wú)氧環(huán)境轉(zhuǎn)為有氧環(huán)境。固氮作用能有效利用氮?dú)庠谖鬯幚?、水體自?xún)糁衅鹬鲃?dòng)作用?？勺鳛樗w富營(yíng)養(yǎng)化指示生物。Cncnc-micro原核微生物之藍(lán)細(xì)菌和古菌專(zhuān)家講座第1頁(yè)2、特征Cncnc-micro1）分布極廣從熱帶到兩極，從海洋到高山，處處是它們蹤跡，土壤、巖石，甚至樹(shù)皮上都能成片生長(zhǎng)原核微生物之藍(lán)細(xì)菌和古菌專(zhuān)家講座第2頁(yè)2)形態(tài)差異極大，有球狀、桿狀和絲狀等形態(tài)2、特征Cncnc-micro顫藍(lán)細(xì)菌屬單岐藍(lán)細(xì)菌屬念珠藍(lán)細(xì)菌屬微囊藍(lán)細(xì)菌屬原核微生物之藍(lán)細(xì)菌和古菌專(zhuān)家講座第3頁(yè)鏈桿狀絲狀聚合體球狀（正在分裂）藍(lán)細(xì)菌形態(tài)原核微生物之藍(lán)細(xì)菌和古菌專(zhuān)家講座第4頁(yè)不一樣形態(tài)藍(lán)細(xì)菌原核微生物之藍(lán)細(xì)菌和古菌專(zhuān)家講座第5頁(yè)3）細(xì)胞中含葉綠素a,進(jìn)行產(chǎn)氧型光合作用；4）含有原核生物經(jīng)典細(xì)胞結(jié)構(gòu)：細(xì)胞核無(wú)核膜，不進(jìn)行有絲分裂，細(xì)胞壁含胞壁酸和二氨基庚二酸，革蘭氏染色陰性；5）光能自養(yǎng)型生物，營(yíng)養(yǎng)極為簡(jiǎn)單，不需要維生素，以硝酸鹽或氨作為氮源，多數(shù)能固氮，其異型細(xì)胞是進(jìn)行固氮場(chǎng)所；6）分泌粘液層、莢膜或形成鞘衣，所以含有強(qiáng)抗干旱能力；7）無(wú)鞭毛，但能在固體表面滑行，進(jìn)行光趨避運(yùn)動(dòng)；8）許各種類(lèi)細(xì)胞質(zhì)中有氣泡，使菌體飄浮，保持在光線最充分地方以利于光合作用。2、特征Cncnc-micro原核微生物之藍(lán)細(xì)菌和古菌專(zhuān)家講座第6頁(yè)危害：輕易引發(fā)水花藍(lán)細(xì)菌包含微囊藻和腔球藻、魚(yú)腥藻、水華束絲藍(lán)細(xì)菌原核微生物之藍(lán)細(xì)菌和古菌專(zhuān)家講座第7頁(yè)危害：藍(lán)細(xì)菌造成無(wú)錫太湖區(qū)水華原核微生物之藍(lán)細(xì)菌和古菌專(zhuān)家講座第8頁(yè)暴發(fā)原因藍(lán)藻暴發(fā)成因?yàn)楦粻I(yíng)養(yǎng)化。過(guò)量養(yǎng)分主要來(lái)自于以下這些源頭：

1.化肥流失，化肥是很多富營(yíng)養(yǎng)化區(qū)域主要養(yǎng)分起源，比如在密西西比河流域，67％氮流入水體，隨之流入墨西哥灣，波羅海和太湖中超出50%氮也來(lái)自化肥流失。

2.生活污水，包含人類(lèi)生活廢水和含磷清潔劑。

3.畜禽養(yǎng)殖，畜禽糞便含有大量營(yíng)養(yǎng)廢物如氮和磷，這些元素都能造成富營(yíng)養(yǎng)化。

4.工業(yè)污染，包含化肥廠和廢水排放。

5.燃燒礦物燃料，在波羅海中約30%氮，在密西西比河中約13%氮起源于此

原核微生物之藍(lán)細(xì)菌和古菌專(zhuān)家講座第9頁(yè)藍(lán)細(xì)菌代表菌——螺旋藻原核微生物之藍(lán)細(xì)菌和古菌專(zhuān)家講座第10頁(yè)原核微生物之藍(lán)細(xì)菌和古菌專(zhuān)家講座第11頁(yè)螺旋藻螺旋藻作為地球上最古老植物，是當(dāng)前所知營(yíng)養(yǎng)成份最全方面、最均衡食品之一，被聯(lián)合國(guó)糧食組織譽(yù)為“二十一世紀(jì)理想食品”。它含有豐富蛋白質(zhì)、氨基酸、多糖、不飽和脂肪酸、胡羅卜素、藻籃等各種維生素、礦物質(zhì)和微量元素。1克螺旋藻營(yíng)養(yǎng)成份相當(dāng)于1000克各類(lèi)蔬菜總和，其蛋白質(zhì)含量是大豆、雞蛋五倍，是大米十倍、魚(yú)肉三倍。當(dāng)前國(guó)內(nèi)外生產(chǎn)營(yíng)養(yǎng)品用品種有：鈍頂螺旋藻和極大螺旋藻。原核微生物之藍(lán)細(xì)菌和古菌專(zhuān)家講座第12頁(yè)原核微生物之藍(lán)細(xì)菌和古菌專(zhuān)家講座第13頁(yè)原核微生物之藍(lán)細(xì)菌和古菌專(zhuān)家講座第14頁(yè)原核微生物之藍(lán)細(xì)菌和古菌專(zhuān)家講座第15頁(yè)古生菌（Archaea)Cncnc-micro原核微生物之藍(lán)細(xì)菌和古菌專(zhuān)家講座第16頁(yè)古菌或古生菌真核生物原核微生物之藍(lán)細(xì)菌和古菌專(zhuān)家講座第17頁(yè)古生菌二、細(xì)胞形態(tài)古菌細(xì)胞形態(tài)有球形、桿狀、螺旋形、耳垂形、不規(guī)則形、多形態(tài)，有很薄，扁平，有些含有準(zhǔn)確方角和垂直邊組成直角幾何形態(tài)細(xì)胞，有以單個(gè)細(xì)胞存在，有呈絲狀體或團(tuán)聚體。其直徑大小普通在0.1~15um，絲狀體長(zhǎng)度有200um.Cncnc-micro原核微生物之藍(lán)細(xì)菌和古菌專(zhuān)家講座第18頁(yè)古生菌細(xì)胞形態(tài)原核微生物之藍(lán)細(xì)菌和古菌專(zhuān)家講座第19頁(yè)原核微生物之藍(lán)細(xì)菌和古菌專(zhuān)家講座第20頁(yè)從熱泉中分離火山熱原體（Thermoplasmavolcanium)(投影技術(shù)）隱蔽熱網(wǎng)菌（掃描電鏡下形態(tài)）原核微生物之藍(lán)細(xì)菌和古菌專(zhuān)家講座第21頁(yè)古菌細(xì)胞形態(tài)原核微生物之藍(lán)細(xì)菌和古菌專(zhuān)家講座第22頁(yè)三、細(xì)胞結(jié)構(gòu)一）細(xì)胞壁Cncnc-micro原核微生物之藍(lán)細(xì)菌和古菌專(zhuān)家講座第23頁(yè)原核微生物之藍(lán)細(xì)菌和古菌專(zhuān)家講座第24頁(yè)原核微生物之藍(lán)細(xì)菌和古菌專(zhuān)家講座第25頁(yè)原核微生物之藍(lán)細(xì)菌和古菌專(zhuān)家講座第26頁(yè)原核微生物之藍(lán)細(xì)菌和古菌專(zhuān)家講座第27頁(yè)四、其它特點(diǎn)代謝古菌在代謝過(guò)程中有許多特殊輔酶，如絕對(duì)厭氧產(chǎn)甲烷菌有輔酶M、P420、P430等。古菌因有五個(gè)類(lèi)群，所以，他們代謝呈多樣性；Cncnc-micro呼吸類(lèi)型它們多數(shù)為嚴(yán)格厭氧、兼性厭氧，還有專(zhuān)性好氧。Woese認(rèn)為古菌沒(méi)有嚴(yán)格好氧型，沒(méi)有完全光合型；繁殖速度古菌繁殖速度較慢，進(jìn)化速度也比細(xì)菌慢；生活習(xí)性大多數(shù)古菌生活在極端環(huán)境，如鹽分高湖泊水中，極熱、極酸和絕對(duì)厭氧環(huán)境。它有特殊代謝路徑，有古菌還有熱穩(wěn)定性酶和其它特殊酶。原核微生物之藍(lán)細(xì)菌和古菌專(zhuān)家講座第28頁(yè)五、古菌分類(lèi)三類(lèi):按照古菌生活習(xí)性和生理特征，古菌可分有三大類(lèi)型：產(chǎn)甲烷菌，嗜熱嗜酸菌，極端嗜鹽菌(Halophiles).五群:在《伯杰氏系統(tǒng)細(xì)菌學(xué)手冊(cè)》(第三卷)中，將古菌分為五大群：群1、產(chǎn)甲烷古菌；群2、古生硫酸鹽還原菌；群3、極端嗜鹽菌；群4、無(wú)細(xì)胞壁古生菌；群5、極端嗜熱硫代謝菌。原核微生物之藍(lán)細(xì)菌和古菌專(zhuān)家講座第29頁(yè)嗜鹽古生菌棲息地

原核微生物之藍(lán)細(xì)菌和古菌專(zhuān)家講座第30頁(yè)菌紫質(zhì)作為光感受器，利用光合成ATP，可成為生物芯片，用于制作生物計(jì)算機(jī)光開(kāi)關(guān)、儲(chǔ)存器等原核微生物之藍(lán)細(xì)菌和古菌專(zhuān)家講座第31頁(yè)紫膜光合磷酸化（photophosphorylationbypurplemembrance）ATP酶紫膜H+H+H+-++++---細(xì)胞壁紅膜H+ADP+PiATP原核微生物之藍(lán)細(xì)菌和古菌專(zhuān)家講座第32頁(yè)P(yáng)NH+N+PNPNH+P順式膜外膜內(nèi)紫膜反式H+H++++++++———————紫膜光合磷酸化H+ADP+PiATP原核微生物之藍(lán)細(xì)菌和古菌專(zhuān)家講座第33頁(yè)古細(xì)菌、真細(xì)菌和真核生物差異原核微生物之藍(lán)細(xì)菌和古菌專(zhuān)家講座第34頁(yè)六、環(huán)境保護(hù)和環(huán)境工程領(lǐng)域研究古菌意義1、古菌多為嗜極為生物，對(duì)極端環(huán)境（酸、堿、高鹽、熱、冷、高壓等環(huán)境）含有很好適應(yīng)性和需要性。2、環(huán)境工程包括極端性質(zhì)廢水，如高鹽廢水（化工、發(fā)酵工業(yè)廢水）、酸性廢水