水处理生物学第四学习教案.pptx

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1、会计学1水处理水处理(chl)生物学第四生物学第四第一页，共101页。原原核核(yun h)微微生生物物细菌细菌(xjn)门门蓝细菌门蓝细菌门真细菌真细菌(xjn)、古菌、粘细菌、古菌、粘细菌(xjn)、放线、放线菌菌衣原体、支原体、立衣原体、支原体、立克次氏体、螺旋体克次氏体、螺旋体蓝细菌蓝细菌第2页/共101页第二页，共101页。3.1 细菌细菌(xjn)第3页/共101页第三页，共101页。细菌细菌(xjn)（Bacteria）细菌(xjn)是一类细胞细而短（细胞直径约0.5m，长度约0.55m）、结构简单、细胞壁坚韧、以二等分裂方式繁殖和水生性较强的原核微生物 是给水与废水处理中最重要

2、是给水与废水处理中最重要(zhngyo)的一类微生的一类微生物！物！第4页/共101页第四页，共101页。3.1.1 细菌细菌(xjn)的个体形态和大小的个体形态和大小n n1.细菌的形态细菌的形态(xngti)n n（1）球状）球状n n（2）杆状）杆状n n（3）螺旋状）螺旋状n n（4）丝状（仅有少数）丝状（仅有少数）第5页/共101页第五页，共101页。（1）球菌）球菌(qijn)葡萄球菌葡萄球菌(p to qi jn)根据分裂方向及相互间连接根据分裂方向及相互间连接方式又分为方式又分为(fn wi)单球菌、单球菌、双球菌、链球菌、四联球菌、双球菌、链球菌、四联球菌、八叠球菌、葡萄球菌

3、等。是八叠球菌、葡萄球菌等。是分类的一个依据。分类的一个依据。右图自上而下：右图自上而下：双球菌、链球菌、四联双球菌、链球菌、四联球菌、八叠球菌、葡萄球菌、八叠球菌、葡萄球菌球菌第6页/共101页第六页，共101页。电镜下的球菌(qijn)葡萄球菌(p to qi jn)球菌球菌(qijn)的形态的形态第7页/共101页第七页，共101页。（2）杆菌）杆菌(gnjn)细胞呈杆状或圆柱细胞呈杆状或圆柱形，一般形，一般(ybn)其其粗细（直径）比较粗细（直径）比较稳定，而长度则常稳定，而长度则常因培养时间、培养因培养时间、培养条件不同而有较大条件不同而有较大变化。变化。杆菌(gnjn)的几种形态球

4、杆菌链杆菌双杆菌第8页/共101页第八页，共101页。电镜下的杆菌电镜下的杆菌(gnjn)梭状芽孢梭状芽孢(y bo)杆菌杆菌乳酸杆菌乳酸杆菌杆菌杆菌(gnjn)的形态的形态第9页/共101页第九页，共101页。（3 3）螺旋菌）螺旋菌霍乱弧菌霍乱弧菌螺旋菌螺旋菌弧菌弧菌(h jn)（vibrio)：螺旋周数不足一圈细菌：螺旋周数不足一圈细菌螺菌（螺菌（spirillum)：26圈小型、坚硬圈小型、坚硬(jinyng)的螺旋状细菌的螺旋状细菌螺旋螺旋(luxun)体（体（spirochaeta)：螺旋：螺旋(luxun)周数超周数超6周，体长柔软周，体长柔软第10页/共101页第十页，共101

5、页。（4 4）丝状菌）丝状菌 分布在水生境，潮湿(chosh)土壤和活性污泥中。丝状体是丝状菌分类的特征。水处理水处理(chl)中的丝状菌中的丝状菌第11页/共101页第十一页，共101页。n n细菌的大小(dxio)以m计，n n如：E.Coli长2 m，宽0.5 m，1500个相当一粒芝麻长 2.细菌细菌(xjn)的大小的大小第12页/共101页第十二页，共101页。n n较大细菌，较大细菌，较大细菌，较大细菌，19971997年在纳米比亚海岸沉积物中发现的硫细年在纳米比亚海岸沉积物中发现的硫细年在纳米比亚海岸沉积物中发现的硫细年在纳米比亚海岸沉积物中发现的硫细菌（菌（菌（菌（Thioma

6、rgarita namibiensisThiomargarita namibiensis）0.10.10.3mm0.3mm，肉眼可，肉眼可，肉眼可，肉眼可见。见。见。见。n n较小细菌，较小细菌，较小细菌，较小细菌，19981998年芬兰学者年芬兰学者年芬兰学者年芬兰学者E.O.KajanderE.O.Kajander发现引起尿结发现引起尿结发现引起尿结发现引起尿结石的纳米细菌（石的纳米细菌（石的纳米细菌（石的纳米细菌（NanobacteriaNanobacteria），直径），直径），直径），直径(zhjng)(zhjng)仅仅仅仅50nm50nm，为，为，为，为E.ColiE.Coli的的

7、的的1/101/10，与病毒大小类似。分裂缓慢，与病毒大小类似。分裂缓慢，与病毒大小类似。分裂缓慢，与病毒大小类似。分裂缓慢，三天才分裂一次，是目前所知最小的具有细胞壁的细菌。三天才分裂一次，是目前所知最小的具有细胞壁的细菌。三天才分裂一次，是目前所知最小的具有细胞壁的细菌。三天才分裂一次，是目前所知最小的具有细胞壁的细菌。第13页/共101页第十三页，共101页。细菌大小细菌大小(dxio)的测量及表示方法如下图所示的测量及表示方法如下图所示利用利用(lyng)显微镜测微尺，显微照相后根据放大倍数进行测算显微镜测微尺，显微照相后根据放大倍数进行测算 第14页/共101页第十四页，共101页。

8、3.1.2 细菌的细胞细菌的细胞(xbo)结构结构n n细菌是单细胞微生物。n n所有细菌的结构：细胞壁，原生质体。n n原生质体包括：细胞质膜，细胞质及其内含物，拟核 n n部分细菌的特殊结构：芽孢、鞭毛(binmo)、荚膜、粘液层、菌胶团、衣鞘及光合作用片层第15页/共101页第十五页，共101页。细菌细胞细菌细胞(xbo)构造模式图构造模式图 在细菌细胞内，虽然没有细胞核，仍然有核物质，核物质 DNA 盘绕成一团，用染色(rns)方法可以看到，称拟核。第16页/共101页第十六页，共101页。1.细胞壁（细胞壁（cell wall）细胞最外一层坚韧厚实的外被，细胞最外一层坚韧厚实的外被，

9、主要由肽聚糖构成。主要由肽聚糖构成。细胞壁的生理功能：细胞壁的生理功能：1）维持外形，提高机械强度）维持外形，提高机械强度 2）为细胞生长、分裂、和鞭毛）为细胞生长、分裂、和鞭毛(binmo)运动必需运动必需 3）阻碍大分子有害物质进入细胞）阻碍大分子有害物质进入细胞4）赋予抗原性、对抗生素和噬菌体的敏感性）赋予抗原性、对抗生素和噬菌体的敏感性 第17页/共101页第十七页，共101页。（1）细胞壁的化学组成）细胞壁的化学组成(z chn)和结构和结构丹麦丹麦(dn mi)医生医生C.Gram（革兰）于（革兰）于1884年年 发明的一种发明的一种鉴别不同类型细菌的鉴别不同类型细菌的 染色方法。

10、染色方法。根据(gnj)此染色法，细菌可分为革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌第18页/共101页第十八页，共101页。特征特征G G+强度强度疏松疏松坚韧坚韧厚度厚度薄，薄，510nm厚，厚，2080nm肽聚糖层数肽聚糖层数少，少，13层层多，多达多，多达50层层肽聚糖含量肽聚糖含量少（少（1020）高（高（5090）磷壁酸磷壁酸脂多糖脂多糖脂肪脂肪含量较高含量较高一般无一般无蛋白质蛋白质含量较高含量较高无无 革兰氏阳性(yngxng)和阴性细菌细胞壁构造的比较第19页/共101页第十九页，共101页。革兰氏阳性和阴性细菌细胞壁构造(guzo)的比较肽聚糖肽聚糖磷壁酸磷壁酸多糖多糖(du tn)孔孔

11、蛋白质蛋白质脂质脂质外膜外膜磷壁酸磷壁酸肽聚糖肽聚糖第20页/共101页第二十页，共101页。2.原生质体原生质体（1）细胞质膜（）细胞质膜（protoplasmic membrane）细胞质膜及化学细胞质膜及化学(huxu)组成：组成：紧贴在细胞壁内侧，包围细胞质的一层薄紧贴在细胞壁内侧，包围细胞质的一层薄膜，柔软而富有弹性，半渗透膜。膜，柔软而富有弹性，半渗透膜。含含6070的蛋白质，含的蛋白质，含3040的脂类，约的脂类，约2的多糖。的多糖。第21页/共101页第二十一页，共101页。细胞质膜细胞质膜第22页/共101页第二十二页，共101页。细胞质膜的蛋白质细胞质膜的蛋白质具运输作用具

12、运输作用(zuyng)的整合蛋白（的整合蛋白（integral protein)或内在蛋白（或内在蛋白（intrinsic protein）具酶促作用的周边具酶促作用的周边(zhu bin)蛋白（蛋白（peripheral protein）或膜外蛋白（）或膜外蛋白（extrinsic protein）第23页/共101页第二十三页，共101页。脂类是磷脂脂类是磷脂(ln zh)，由磷酸、甘油、，由磷酸、甘油、脂肪酸和含胆碱组脂肪酸和含胆碱组成成细胞质膜的磷脂细胞质膜的磷脂(ln zh)第24页/共101页第二十四页，共101页。细胞膜的结构细胞膜的结构(jigu)：液态镶嵌模型（：液态镶嵌模型

13、（fluid mosaic model）1）膜主体脂双分子）膜主体脂双分子层层，亲亲水基水基团团在表面，在表面，疏水基疏水基团团在内部在内部2）双分子）双分子层层有流有流动动性性 3）蛋白）蛋白镶镶嵌嵌(xingqin)或或贯贯穿或穿或浮在表面浮在表面 4）不）不对对称性称性1972年，辛格和尼科年，辛格和尼科尔尔森提出森提出(t ch)该该模型模型第25页/共101页第二十五页，共101页。1）选择选择运运输输 2）维维持渗透持渗透压压 3）合成）合成细细胞胞(xbo)壁和糖被重要基地壁和糖被重要基地 4）细细胞胞(xbo)产产能能场场所所 5）鞭毛基体着生点和旋）鞭毛基体着生点和旋转转供能

14、供能细胞质膜的生理功能细胞质膜的生理功能 不同种不同种类细菌的膜在其菌的膜在其结构和功能方面存在很大差异。构和功能方面存在很大差异。这种差异非常巨大且具有特征性，因此种差异非常巨大且具有特征性，因此(ync)膜化学可膜化学可被用于被用于对细菌菌进行行鉴定。定。第26页/共101页第二十六页，共101页。细胞质（细胞质（cytoplasm)：除核区外的半透明、胶状、颗粒状：除核区外的半透明、胶状、颗粒状物质物质(wzh)总称。含水量总称。含水量80左右。左右。内含物（内含物（inclusion body）：颗粒状构造，如：贮藏物、气）：颗粒状构造，如：贮藏物、气泡等。泡等。（2 2）细胞质及内含

15、）细胞质及内含(ni(ni hn)hn)物物细胞质主要成分细胞质主要成分(chng fn)为核糖体、贮藏物、为核糖体、贮藏物、多种酶类和中间代谢物、质粒、各种营养物和大多种酶类和中间代谢物、质粒、各种营养物和大分子的单体等。分子的单体等。第27页/共101页第二十七页，共101页。核糖体核糖体(1)化学组成：由核糖核酸（RNA）和蛋白质两种化学成分组成。(2)染色特性：核糖体易被碱性染料染色，在光镜下细胞质中核糖体丰富的部位(bwi)嗜碱性较强。(3)电镜结构：是近似球形的致密颗粒，直径为20nm。(4)功能：合成蛋白质。核糖体结构核糖体结构模式图模式图第28页/共101页第二十八页，共101

16、页。贮藏贮藏(zhcng)(zhcng)物（物（reserve materialsreserve materials）不同化学成分累积成的不溶沉淀不同化学成分累积成的不溶沉淀(chndin)颗粒，贮藏营养物。颗粒，贮藏营养物。贮藏物贮藏物碳源及能源碳源及能源 氮源：氮源：蓝细菌的藻青素、藻青蛋白蓝细菌的藻青素、藻青蛋白 磷源（异染粒）：磷源（异染粒）：聚磷菌聚磷菌、白喉棒杆菌、结核分枝杆菌、白喉棒杆菌、结核分枝杆菌 糖原：糖原：E.Coli、芽孢杆菌、蓝细菌等、芽孢杆菌、蓝细菌等 PHB：固氮菌、产碱菌、肠杆菌：固氮菌、产碱菌、肠杆菌 硫粒：紫硫细菌、丝硫细菌、贝氏硫杆菌硫粒：紫硫细菌、丝硫细

17、菌、贝氏硫杆菌 第29页/共101页第二十九页，共101页。n n聚聚聚聚 羟丁酸（羟丁酸（羟丁酸（羟丁酸（PHBPHB）n n 类脂性质的碳源贮藏物，不溶于水，溶于有机溶剂，类脂性质的碳源贮藏物，不溶于水，溶于有机溶剂，类脂性质的碳源贮藏物，不溶于水，溶于有机溶剂，类脂性质的碳源贮藏物，不溶于水，溶于有机溶剂，可用尼罗兰或苏丹黑染色，具有贮藏能量、碳源和降可用尼罗兰或苏丹黑染色，具有贮藏能量、碳源和降可用尼罗兰或苏丹黑染色，具有贮藏能量、碳源和降可用尼罗兰或苏丹黑染色，具有贮藏能量、碳源和降低细胞内渗透压等作用。低细胞内渗透压等作用。低细胞内渗透压等作用。低细胞内渗透压等作用。n n Bac

18、illus megaterium Bacillus megaterium（巨大芽孢杆菌）在合适的条（巨大芽孢杆菌）在合适的条（巨大芽孢杆菌）在合适的条（巨大芽孢杆菌）在合适的条件下，其体内件下，其体内件下，其体内件下，其体内PHBPHB可达细胞干重的可达细胞干重的可达细胞干重的可达细胞干重的6060左右。左右。左右。左右。n n PHB PHB是由生物是由生物是由生物是由生物(shngw)(shngw)合成的高聚物，具有无合成的高聚物，具有无合成的高聚物，具有无合成的高聚物，具有无毒、可塑和易降解等特点，正在大力开发应用于医用毒、可塑和易降解等特点，正在大力开发应用于医用毒、可塑和易降解等特点

19、，正在大力开发应用于医用毒、可塑和易降解等特点，正在大力开发应用于医用塑料和快餐盒等的优质原料。塑料和快餐盒等的优质原料。塑料和快餐盒等的优质原料。塑料和快餐盒等的优质原料。贮藏贮藏(zhcng)物物第30页/共101页第三十页，共101页。n n异染粒异染粒异染粒异染粒n n 由多聚偏磷酸、核糖核酸、蛋白质、脂类由多聚偏磷酸、核糖核酸、蛋白质、脂类由多聚偏磷酸、核糖核酸、蛋白质、脂类由多聚偏磷酸、核糖核酸、蛋白质、脂类及及及及Mg2+Mg2+组成，可用甲苯胺或甲烯蓝染成紫红色。组成，可用甲苯胺或甲烯蓝染成紫红色。组成，可用甲苯胺或甲烯蓝染成紫红色。组成，可用甲苯胺或甲烯蓝染成紫红色。n n

20、一般在含磷丰富的环境中形成，具有一般在含磷丰富的环境中形成，具有一般在含磷丰富的环境中形成，具有一般在含磷丰富的环境中形成，具有(jy(jy u)u)贮藏磷元素和能量以及降低细胞渗透压贮藏磷元素和能量以及降低细胞渗透压贮藏磷元素和能量以及降低细胞渗透压贮藏磷元素和能量以及降低细胞渗透压等作用。等作用。等作用。等作用。n n 聚磷菌富含异染颗粒，可用于废水中无机聚磷菌富含异染颗粒，可用于废水中无机聚磷菌富含异染颗粒，可用于废水中无机聚磷菌富含异染颗粒，可用于废水中无机磷的处理。磷的处理。磷的处理。磷的处理。贮藏贮藏(zhcng)物物第31页/共101页第三十一页，共101页。n n硫粒硫粒硫粒硫

21、粒n n 含硫粒的细菌能利用含硫粒的细菌能利用含硫粒的细菌能利用含硫粒的细菌能利用H2SH2S做能源，氧化做能源，氧化做能源，氧化做能源，氧化H2SH2S为硫粒积累在菌体为硫粒积累在菌体为硫粒积累在菌体为硫粒积累在菌体内内内内(t(t ni)ni)。n n 当缺乏营养时，氧化体内当缺乏营养时，氧化体内当缺乏营养时，氧化体内当缺乏营养时，氧化体内(t(t ni)ni)硫粒为硫粒为硫粒为硫粒为SO42-SO42-，从中取得能量。，从中取得能量。，从中取得能量。，从中取得能量。硫粒具有强的折光性，在光学显微镜下极易看到。硫粒具有强的折光性，在光学显微镜下极易看到。硫粒具有强的折光性，在光学显微镜下极

22、易看到。硫粒具有强的折光性，在光学显微镜下极易看到。n n 含硫粒的细菌，可以处理含含硫粒的细菌，可以处理含含硫粒的细菌，可以处理含含硫粒的细菌，可以处理含H2SH2S类的污染物。类的污染物。类的污染物。类的污染物。贮藏贮藏(zhcng)物物第32页/共101页第三十二页，共101页。又叫核质体、原始核、细菌染色体，无核膜核仁的又叫核质体、原始核、细菌染色体，无核膜核仁的原始细胞核结构。原始细胞核结构。富尔根染色为紫色的形态不定，环状富尔根染色为紫色的形态不定，环状ds-DNA，少量，少量(sholing)蛋白结合，蛋白结合，0.253mm长。长。功能：遗传物质。功能：遗传物质。（3）拟核）拟

23、核第33页/共101页第三十三页，共101页。拟核（拟核（nucleoid）第34页/共101页第三十四页，共101页。3.3.特殊特殊(tsh)(tsh)结构结构（1）荚膜（）荚膜（capsule）荚膜：某些细菌在其表面分泌的一种粘性物质，把细胞壁完全包围封住。荚膜一般(ybn)很厚，有的细菌荚膜很薄，在200m以下，称为微荚膜。荚膜是分类特征之一。第35页/共101页第三十五页，共101页。荚膜作为分类鉴定荚膜作为分类鉴定(jindng)的依据的依据 荚膜荚膜第36页/共101页第三十六页，共101页。（1）荚膜（）荚膜（capsule）荚膜的化学组成：含水率9098，有的含多糖、或多肽，

24、还有的含脂类或脂类蛋白复合体。荚膜难染色，可用负染色法染色。荚膜的功能：A.保护致病菌免受宿主吞噬细胞的吞噬，保护细胞免受干燥的影响；B.可作为碳源和能源或氮源；C.废水处理中，细菌荚膜有吸附(xf)作用。第37页/共101页第三十七页，共101页。（2 2）粘液）粘液(zhn y)(zhn y)层（层（slime slime layerlayer）为粘性多糖，疏松的附着在细菌细胞壁表面。废水(fishu)生物处理中，有吸附作用，在曝气池中因曝气搅拌和水的冲击力容易把细菌粘液冲刷入水中，增加水中有机物，可被其他微生物利用第38页/共101页第三十八页，共101页。（3 3）菌胶团（）菌胶团（z

25、oogloeazoogloea）有些细菌由于(yuy)其遗传特性决定，细菌之间按一定的排列方式互相粘集在一起，被一个公共荚膜包围形成一定形状的细菌集团。活性污泥中常有细菌胶团。第39页/共101页第三十九页，共101页。（3 3）芽孢）芽孢(y(y bo)bo)（sporespore）圆形或椭圆(tuyun)、厚壁、含水少、抗逆强的休眠体。无繁殖能力。耐热、辐射、化学试剂，等不良环境。如：肉毒梭菌1005个小时以上杀死；芽孢抗紫外线一般是营养细胞的一倍。芽孢是细菌的休眠芽孢是细菌的休眠(ximin)体，条件适宜可萌体，条件适宜可萌发；发；多为杆菌，是分类鉴定依据之一；多为杆菌，是分类鉴定依据之

26、一；可通过芽孢染色在普通显微镜下观察到。可通过芽孢染色在普通显微镜下观察到。第40页/共101页第四十页，共101页。芽孢芽孢(y bo)的形态的形态第41页/共101页第四十一页，共101页。1.DNA浓缩浓缩，束状染色，束状染色质质形成形成(xngchng)2.细细胞膜内陷，不胞膜内陷，不对对称分裂，小的称分裂，小的为为前芽前芽孢孢（forespore）3.前芽前芽孢孢双双层层隔膜形成隔膜形成(xngchng)，抗，抗辐辐射增射增强强 4.在双在双层层隔膜之隔膜之间间填充芽填充芽孢肽孢肽聚糖，合成聚糖，合成DPACa，形成，形成(xngchng)皮皮层层，脱水，脱水 5.芽芽孢孢衣合成衣合

27、成结结束束 6.皮皮层层合成合成结结束，芽束，芽孢孢成熟成熟 7.芽芽孢孢囊裂解囊裂解 芽孢芽孢(y bo)形成环境缺乏营养或有害物质过多形成环境缺乏营养或有害物质过多枯草芽孢杆菌芽孢形成枯草芽孢杆菌芽孢形成(xngchng)需需8h，200个个gene参与，系列化参与，系列化学成分和生理功能变化。学成分和生理功能变化。第42页/共101页第四十二页，共101页。（4 4）鞭毛）鞭毛(binmo)(binmo)（flagellaflagella）某些细菌某些细菌(xjn)体表长丝状、波曲的蛋白附属物，体表长丝状、波曲的蛋白附属物，使细菌使细菌(xjn)具运动功能。具运动功能。是分类上重要特征之

28、一。是分类上重要特征之一。暗视野显微镜观察、鞭暗视野显微镜观察、鞭毛染色光学毛染色光学(gungxu)显微镜观察、半固体穿显微镜观察、半固体穿刺接种、固体接种可以刺接种、固体接种可以判断是否有鞭毛判断是否有鞭毛鞭毛着生方式鞭毛着生方式第43页/共101页第四十三页，共101页。（4 4）鞭毛）鞭毛(binmo)(binmo)（flagellaflagella）l 鞭毛鞭毛(binmo)大小：直径大小：直径0.0010.02m，长度在，长度在250m；l 具有鞭毛具有鞭毛(binmo)的细菌能运动，不具鞭毛的细菌能运动，不具鞭毛(binmo)的细菌不能运动。的细菌不能运动。l 鞭毛鞭毛(binm

29、o)的运动是靠细胞质膜上的的运动是靠细胞质膜上的ATP酶水解酶水解ATP提供能量。提供能量。第44页/共101页第四十四页，共101页。鞭毛（鞭毛（flagellumflagellum）结构）结构(jigu)-(jigu)-阳性与阴性菌不同阳性与阴性菌不同细菌细菌(xjn)鞭毛着生于细胞膜上，但运动支点由细胞壁提供。鞭毛着生于细胞膜上，但运动支点由细胞壁提供。第45页/共101页第四十五页，共101页。鞭毛鞭毛(binmo)(binmo)（flagellumflagellum）组成）组成 包括：包括：基体、钩形鞘、鞭毛丝。基体、钩形鞘、鞭毛丝。G和和G基体构造基体构造(guzo)有所不同；有所

30、不同；G基体（基体（basal body）四个环（）四个环（ring），从外至内：），从外至内：L环：环：连在细胞壁外的外膜；连在细胞壁外的外膜；P环：连在肽聚糖；环：连在肽聚糖；SM环：嵌埋在环：嵌埋在细胞膜，被一对细胞膜，被一对Mot 蛋白包围，驱动蛋白包围，驱动SM旋转。旋转。SM基部还有基部还有一一Fli蛋白，起按钮作用，决定正转或逆转。蛋白，起按钮作用，决定正转或逆转。鞭毛运动鞭毛运动(yndng)动力：质子动势。动力：质子动势。第46页/共101页第四十六页，共101页。有关鞭毛运动的机制曾有过有关鞭毛运动的机制曾有过“旋转论旋转论”（rotation theory）和）和“挥鞭论

31、挥鞭论”（bending theory）的争议。）的争议。1974年，美国学者西佛曼（年，美国学者西佛曼（M.Silverman）和西蒙）和西蒙（M.Simon）曾设计）曾设计(shj)了一个了一个“拴菌拴菌”试验试验(tethered-cell experiment)，设法把单毛菌鞭毛的游离端用相应抗体牢牢，设法把单毛菌鞭毛的游离端用相应抗体牢牢“拴拴”在在载玻片上，然后在光学显微镜下观察细胞的行为。载玻片上，然后在光学显微镜下观察细胞的行为。发现，该菌是在载玻片上不断打转（而非伸缩挥动），从而发现，该菌是在载玻片上不断打转（而非伸缩挥动），从而肯定了肯定了“旋转论旋转论”是正确的。是正确的

32、。鞭毛（鞭毛（flagellumflagellum）运动）运动(yndng)(yndng)机制机制第47页/共101页第四十七页，共101页。思考思考(sko)n n1 1）细菌有哪几种形态？举例说明？）细菌有哪几种形态？举例说明？）细菌有哪几种形态？举例说明？）细菌有哪几种形态？举例说明？n n2 2）细菌的一般结构和特殊）细菌的一般结构和特殊）细菌的一般结构和特殊）细菌的一般结构和特殊(tsh)(tsh)结构是什么？各具有哪些生理功能？结构是什么？各具有哪些生理功能？结构是什么？各具有哪些生理功能？结构是什么？各具有哪些生理功能？n n3 3）革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌的细胞壁结构有什么异

33、同？各有哪些化学）革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌的细胞壁结构有什么异同？各有哪些化学）革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌的细胞壁结构有什么异同？各有哪些化学）革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌的细胞壁结构有什么异同？各有哪些化学组成？组成？组成？组成？n n4 4）细菌的鉴定依据有哪些？试总结说明。）细菌的鉴定依据有哪些？试总结说明。）细菌的鉴定依据有哪些？试总结说明。）细菌的鉴定依据有哪些？试总结说明。第48页/共101页第四十八页，共101页。个体体积的增大个体体积的增大单个细菌单个细菌(xjn)生长生长 数目的增多数目的增多群体生长群体生长1 1 生长生长(shngzh(shngzhng)ng)3.1.3

34、3.1.3 3.1.3 3.1.3 细菌细菌细菌细菌(xjn)(xjn)(xjn)(xjn)的生长繁殖的生长繁殖的生长繁殖的生长繁殖第49页/共101页第四十九页，共101页。2 2 繁殖繁殖(fnzh)(fnzh)主要为裂殖，是无性繁殖，一个母细胞分裂主要为裂殖，是无性繁殖，一个母细胞分裂(fnli)成两个子细胞成两个子细胞 细菌分裂细菌分裂(fnli)过程：过程：核复制后分裂核复制后分裂(fnli)形成横隔形成横隔子细胞分离子细胞分离第50页/共101页第五十页，共101页。3.3.3.3.细菌的培养细菌的培养细菌的培养细菌的培养(piyng)(piyng)(piyng)(piyng)特征

35、特征特征特征（1）固体培养(piyng)基上的培养(piyng)特征t菌落特征：细菌在固体培养基上的培养特征。菌落特征：细菌在固体培养基上的培养特征。t菌落：由一个细菌繁殖菌落：由一个细菌繁殖(fnzh)起来的，由无数起来的，由无数细菌组成具有一定形态特征的细菌集团。细菌组成具有一定形态特征的细菌集团。t可用稀释平板法和平板划线法接种形成菌落。可用稀释平板法和平板划线法接种形成菌落。第51页/共101页第五十一页，共101页。不同种的细菌不同种的细菌(xjn)菌落特征菌落特征第52页/共101页第五十二页，共101页。n n菌落的特征菌落的特征(tzhng)是分类是分类鉴定的依据。鉴定的依据。

36、n n可以从三方面看菌落的特征可以从三方面看菌落的特征(tzhng)：n n（1）菌落的表面特征）菌落的表面特征(tzhng)n n（2）菌落的边缘特征）菌落的边缘特征(tzhng)n n（3）纵剖面的边缘特征）纵剖面的边缘特征(tzhng)第53页/共101页第五十三页，共101页。凝胶状、表面凝胶状、表面(biomin)较光滑、较光滑、湿润、与培养基结合湿润、与培养基结合不紧密，易挑取，正不紧密，易挑取，正反颜色一致。反颜色一致。细菌细菌(xjn)(xjn)菌落一般菌落一般特点特点 第54页/共101页第五十四页，共101页。光滑光滑(gung hu)型菌落型菌落肺炎肺炎(fiyn)克雷伯

37、氏菌在克雷伯氏菌在DHL培养基上菌培养基上菌落形态落形态 粘膜粘膜(zhn m)肺炎球菌在血琼脂平肺炎球菌在血琼脂平板上菌落板上菌落 第55页/共101页第五十五页，共101页。枯草芽孢枯草芽孢(y bo)杆菌菌落形态粗糙型菌落杆菌菌落形态粗糙型菌落第56页/共101页第五十六页，共101页。菌苔菌苔v（1 1）定义定义(dngy)(dngy)纯种菌体在固体培养基纯种菌体在固体培养基上生长繁殖上生长繁殖(fnzh)(fnzh)时时形成的肉眼可见的群体。形成的肉眼可见的群体。菌苔是由许多菌体繁殖菌苔是由许多菌体繁殖(fnzh)(fnzh)形成。形成。同一菌体的菌苔特征和菌落特征是相同同一菌体的菌

38、苔特征和菌落特征是相同(xin tn)的，若有异样，则菌体受污染的，若有异样，则菌体受污染或变异，应分离纯化。或变异，应分离纯化。菌苔与菌落有什么菌苔与菌落有什么不同？不同？第57页/共101页第五十七页，共101页。2.明胶(mn jio)培养基中的培养特征 用穿刺接种法将细菌接种在明胶培养用穿刺接种法将细菌接种在明胶培养(piyng)基中培养基中培养(piyng)，能产生明胶水，能产生明胶水解酶水解明胶，不同的细菌将明胶水解成不同解酶水解明胶，不同的细菌将明胶水解成不同形态的溶菌区，依据这些不同形态，可将细菌形态的溶菌区，依据这些不同形态，可将细菌进行分类。进行分类。第58页/共101页第

39、五十八页，共101页。3.半固体培养(piyng)基中的培养(piyng)特征穿刺接种，根据细菌穿刺接种，根据细菌的生长状态判断细菌的生长状态判断细菌的呼吸类型和鞭毛有的呼吸类型和鞭毛有无，能否无，能否(nn fu)运运动。动。呼吸呼吸(hx)类型与培养特征类型与培养特征第59页/共101页第五十九页，共101页。4.液体(yt)培养基中的培养特征细菌在液体培养基中的培养特征是分类细菌在液体培养基中的培养特征是分类(fn li)依依据之一。据之一。因细胞特征、比重、运动能力和对氧气等关因细胞特征、比重、运动能力和对氧气等关系的不同，而形成不同的群体系的不同，而形成不同的群体(qnt)形态，多数

40、形态，多数表现混浊，部分表现沉淀，好氧细菌则在液面大表现混浊，部分表现沉淀，好氧细菌则在液面大量生长，形成菌膜或环状等量生长，形成菌膜或环状等第60页/共101页第六十页，共101页。1.细菌表面(biomin)电荷和等电点定义定义(dngy)：等电点：氨基酸所带的正电荷和负电荷相等时等电点：氨基酸所带的正电荷和负电荷相等时的的pH值，称为该氨基酸的等电点。值，称为该氨基酸的等电点。3.1.4 3.1.4 3.1.4 3.1.4 细菌细菌细菌细菌(xjn)(xjn)(xjn)(xjn)的物理化学性质的物理化学性质的物理化学性质的物理化学性质第61页/共101页第六十一页，共101页。细菌的等电

41、点在细菌的等电点在pH为为25；革兰氏阳性菌的等电点在革兰氏阳性菌的等电点在pH为为23；革兰氏阴性菌的等电点在革兰氏阴性菌的等电点在pH为为45：pH为为34之间的为革兰氏染色不稳定性菌；之间的为革兰氏染色不稳定性菌；一般培养一般培养(piyng)中，细菌所处的中，细菌所处的pH值都高于细值都高于细菌的等电点，表面带负电荷。菌的等电点，表面带负电荷。1.细菌表面(biomin)电荷和等电点第62页/共101页第六十二页，共101页。2.细菌的染色(rns)原理及染色(rns)方法细菌细胞微小透明，染色细菌细胞微小透明，染色(rns)后易于观后易于观察。察。细菌在通常培养细菌在通常培养(piy

42、ng)情况下总是带负电荷，情况下总是带负电荷，故用带正电的碱性染料染色故用带正电的碱性染料染色第63页/共101页第六十三页，共101页。A A 简单染色：常用来观察简单染色：常用来观察(gunch)(gunch)细菌的形态、大小细菌的形态、大小和排列方式。和排列方式。用一种染液染色菌体。一般菌体被染上染料的颜色。用一种染液染色菌体。一般菌体被染上染料的颜色。B B 复合染色法：两种染料染色，以区别细菌的革兰氏复合染色法：两种染料染色，以区别细菌的革兰氏染色反应或抗酸性反应，或将菌体和某一结构染成不染色反应或抗酸性反应，或将菌体和某一结构染成不同同(b tn)(b tn)颜色。颜色。常用常用(

43、chn yn)的染色法有：的染色法有：第64页/共101页第六十四页，共101页。复合复合(fh)染色之革兰氏染色染色之革兰氏染色1884年丹麦细菌学家创造了革兰氏染色法。将一大类细菌染上色，而另一类染不上色，以便将两大类细菌分开，作为(zuwi)分类鉴定的重要依据。也称为鉴别染色法。第65页/共101页第六十五页，共101页。1234第66页/共101页第六十六页，共101页。阳性菌阳性菌阴性阴性菌菌第67页/共101页第六十七页，共101页。革兰氏染色革兰氏染色(rns)机制：机制：（1）与等电点有关：）与等电点有关：革兰氏阳性菌革兰氏阳性菌pH23，阴性菌，阴性菌pH45，加，加I-KI

44、媒染，等电点降低，阳性菌降低的更低，与结晶媒染，等电点降低，阳性菌降低的更低，与结晶紫结合得更牢固；阴性菌结合力弱，易被乙醇紫结合得更牢固；阴性菌结合力弱，易被乙醇(y chn)脱色。脱色。第68页/共101页第六十八页，共101页。（2）与细胞壁有关：）与细胞壁有关：革兰氏阴性菌细胞壁薄、脂类物质高，易被乙醇革兰氏阴性菌细胞壁薄、脂类物质高，易被乙醇溶解增加细胞通透性；革兰氏阳性菌细胞壁厚、肽聚糖溶解增加细胞通透性；革兰氏阳性菌细胞壁厚、肽聚糖含量含量(hnling)高、脂类物质含量高、脂类物质含量(hnling)低，肽聚低，肽聚糖被乙醇脱水使降低细胞通透性；糖被乙醇脱水使降低细胞通透性；因

45、此复染后表现不同的染色效果。因此复染后表现不同的染色效果。第69页/共101页第六十九页，共101页。3.细菌(xjn)悬液的稳定性两种状态两种状态(zhungti)：稳定：稳定S型，不稳型，不稳定定R型。型。S型菌均匀分布于培养基中，不发生凝聚型菌均匀分布于培养基中，不发生凝聚(nngj)，只在电解质浓度高时才发生凝聚，只在电解质浓度高时才发生凝聚(nngj)；R型很容易发生凝聚而沉淀在瓶底。型很容易发生凝聚而沉淀在瓶底。第70页/共101页第七十页，共101页。菌悬液稳定性与水处理菌悬液稳定性与水处理(chl)污水、废水污水、废水(fishu)生物处理中的二生物处理中的二沉池，沉淀效果与细

46、菌悬液的稳定性密切相沉池，沉淀效果与细菌悬液的稳定性密切相关；关；可采取投加强电解质等方式改善活性污可采取投加强电解质等方式改善活性污泥的沉淀效果泥的沉淀效果第71页/共101页第七十一页，共101页。3.2 3.2 古古 菌菌第72页/共101页第七十二页，共101页。古菌是最古老的生命体，如果将地球约亿年的年龄比作一年，那么古菌早在月日就出现了，而人类诞生不过是月日的事。它们多生长(shngzhng)于极端环境，如热泉、高压的海底火山口、盐湖等。第73页/共101页第七十三页，共101页。古生菌在进化古生菌在进化(jnhu)谱系上与真细菌及真核生物相互并列，且与后者谱系上与真细菌及真核生物

47、相互并列，且与后者关系更近，而其细胞构造却与真细菌较为接近，同属于原核生物。关系更近，而其细胞构造却与真细菌较为接近，同属于原核生物。第74页/共101页第七十四页，共101页。3.2.1 3.2.1 古菌的特点古菌的特点(tdin)(tdin)n n1.1.1.1.形态：薄，扁平；形态：薄，扁平；形态：薄，扁平；形态：薄，扁平；n n2.2.2.2.细胞结构：多含脂蛋白，不含二氨基庚二酸和胞壁酸；细胞结构：多含脂蛋白，不含二氨基庚二酸和胞壁酸；细胞结构：多含脂蛋白，不含二氨基庚二酸和胞壁酸；细胞结构：多含脂蛋白，不含二氨基庚二酸和胞壁酸；n n3.3.3.3.代谢：多样性，代谢中有特殊的辅酶

48、；代谢：多样性，代谢中有特殊的辅酶；代谢：多样性，代谢中有特殊的辅酶；代谢：多样性，代谢中有特殊的辅酶；n n4.4.4.4.呼吸类型：多数厌氧呼吸类型：多数厌氧呼吸类型：多数厌氧呼吸类型：多数厌氧n n5.5.5.5.繁殖：繁殖速度慢，进化速度慢繁殖：繁殖速度慢，进化速度慢繁殖：繁殖速度慢，进化速度慢繁殖：繁殖速度慢，进化速度慢n n6.6.6.6.生活生活生活生活(shnghu)(shnghu)(shnghu)(shnghu)习性：极端环境生活习性：极端环境生活习性：极端环境生活习性：极端环境生活(shnghu)(shnghu)(shnghu)(shnghu)。第75页/共101页第七十五

49、页，共101页。3.2.2 3.2.2 3.2.2 3.2.2 古菌的分类古菌的分类古菌的分类古菌的分类(fn li)(fn li)(fn li)(fn li)按生活习性和生理特征按生活习性和生理特征(tzhng)分类分类三类三类(sn li)：产甲烷菌，嗜热嗜酸菌，极端嗜盐菌：产甲烷菌，嗜热嗜酸菌，极端嗜盐菌 伯杰氏系统细菌学手册伯杰氏系统细菌学手册（第三卷），（第三卷），将古菌分为五大群。将古菌分为五大群。第76页/共101页第七十六页，共101页。（一）产甲烷菌（一）产甲烷菌1.细胞结构细胞结构2.包括包括(boku)：细胞封套（细胞壁、表面层、：细胞封套（细胞壁、表面层、鞘和荚膜）、细

50、胞膜、细胞质和核质鞘和荚膜）、细胞膜、细胞质和核质第77页/共101页第七十七页，共101页。（一）产甲烷菌（一）产甲烷菌2.培养方法培养方法专性厌氧，需要在特殊专性厌氧，需要在特殊环境下操作；环境下操作；目前目前(mqin)最好的是最好的是厌氧手套箱厌氧手套箱厌氧培养箱厌氧培养箱 可进行分装可进行分装(fn zhun)厌氧培厌氧培养基，倒制平板，离心厌氧微生物收养基，倒制平板，离心厌氧微生物收集菌体，对氧敏感的酶的分离纯化等集菌体，对氧敏感的酶的分离纯化等第78页/共101页第七十八页，共101页。（二）嗜热嗜酸菌（二）嗜热嗜酸菌包括：古生硫酸还原菌和极端嗜热古菌包括：古生硫酸还原菌和极端嗜