微生物的性状与分类.ppt

第二章 微生物性状与分类,,第一节 原核微生物,指一类细胞核无核膜包裹，只存在称作核区的裸露DNA的原始单细胞生物,原核生物,原核微生物,,细菌域,古菌域,,真细菌、蓝细菌、放线菌,衣原体、支原体、立克次氏体、螺旋体,产甲烷菌,,嗜热嗜酸菌,极端嗜盐菌,本章主要讲述,第一小节 细菌 第二小节 放线菌 第三小节 蓝细菌 第四小节 古细菌,第一节 细菌,细菌（Bacteria）,细菌是一类细胞细而短（细胞直径约0.5μm，长度约0.5～5μm）、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的一类微生物！,本节主要内容,一、细菌的形态和大小 二、细菌的细胞结构 三、细菌的培养特征,一、 细菌的个体形态和大小,1.细菌的形态 （1）球状 （2）杆状 （3）螺旋状 （4）丝状（仅有少数）,（1）球菌,葡萄球菌,,根据分裂方向及相互间连接方式又分为单球菌、双球菌、链球菌、四联球菌、八叠球菌、葡萄球菌等。是分类的一个依据。,右图自上而下： 双球菌、链球菌、四联球菌、八叠球菌、葡萄球菌,电镜下的球菌,葡萄球菌,球菌的形态,（2）杆菌,细胞呈杆状或圆柱形，一般其粗细（直径）比较稳定，而长度则常因培养时间、培养条件不同而有较大变化。,杆菌的几种形态,球杆菌,链杆菌,双杆菌,电镜下的杆菌,梭状芽孢杆菌,乳酸杆菌,杆菌的形态,（3）螺旋菌,霍乱弧菌,螺旋菌,弧菌（vibrio)：螺旋周数不足一圈细菌,螺菌（spirillum)：2～6圈小型、坚硬的螺旋状细菌,螺旋体（spirochaeta)：螺旋周数超6周，体长柔软,（4）丝状菌,分布在水生境，潮湿土壤和活性污泥中。丝状体是丝状菌分类的特征。,水处理中的丝状菌,细菌的大小以µm计， 如：E.Coli长2 µm，宽0.5 µm ，1500个相当一粒芝麻长,,2 .细菌的大小,细菌大小的测量及表示方法如下图所示,利用显微镜测微尺，显微照相后根据放大倍数进行测算,,二、 细菌的细胞结构,细菌是单细胞微生物。 所有细菌的结构：细胞壁，原生质体。 原生质体包括：细胞质膜，细胞质及其内含物，拟核 部分细菌的特殊结构：芽孢、鞭毛、荚膜、粘液层、菌胶团、衣鞘及光合作用片层,1. 细胞壁（cell wall）,,细胞最外一层坚韧厚实的外被， 主要由肽聚糖构成。,丹麦医生C.Gram（革兰）于1884年 发明的一种鉴别不同类型细菌的 染色方法。,根据此染色法，细菌可分为革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌,（1）细胞壁的化学组成和结构,革兰氏阳性和阴性细菌细胞壁构造的比较,肽聚糖,磷壁酸,多糖,孔,蛋白质,脂质,外膜,磷壁酸,肽聚糖,革兰氏阳性和阴性细菌细胞壁构造的比较,复合染色之革兰氏染色,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，作为分类鉴定的重要依据。 也称为鉴别染色法。,,,,,,,,1,2,3,4,革兰氏染色机制 ：,Ⅰ 与等电点有关： 革兰氏阳性菌pH2～3，阴性菌pH4～5，加I-－KI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，易被乙醇脱色。,,Ⅱ 与细胞壁有关： 革兰氏阴性菌细胞壁薄、脂类物质高，易被乙醇溶解增加细胞通透性；革兰氏阳性菌细胞壁厚、肽聚糖含量高、脂类物质含量低，肽聚糖被乙醇脱水使降低细胞通透性； 因此复染后表现不同的染色效果。,1）维持外形，提高机械强度 2）为细胞生长、分裂、和鞭毛运动必需 3）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,(2)细胞壁的生理功能：,2. 原生质体,（1）细胞质膜（protoplasmic membrane）,细胞质膜及化学组成： 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。 含60％～70％的蛋白质，含30％～40％的脂类，约2％的多糖。,,,,,细胞质膜,细胞质膜的蛋白质,具运输作用的整合蛋白（integral protein)或内在蛋白（intrinsic protein）,具酶促作用的周边蛋白（peripheral protein）或膜外蛋白（ extrinsic protein）,,,脂类是磷脂，由磷酸、甘油、脂肪酸和含胆碱组成,细胞质膜的磷脂,细胞膜的结构：液态镶嵌模型（fluid mosaic model）,1）膜主体脂双分子层 ，亲水基团在表面，疏水基团在内部 2）双分子层有流动性 3）蛋白镶嵌或贯穿或浮在表面 4）不对称性,1972年，辛格和尼科尔森提出该模型,1）选择运输 2）维持渗透压 3）合成细胞壁和糖被重要基地 4）细胞产能场所 5）鞭毛基体着生点和旋转供能,细胞质膜的生理功能,不同种类细菌的膜在其结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，因此膜化学可被用于对细菌进行鉴定。,细胞质（cytoplasm)：除核区外的半透明、胶状、颗粒状物质总称。含水量80％左右。 细胞质主要成分为核糖体、贮藏物、多种酶类和中间代谢物、质粒、各种营养物和大分子的单体等。 内含物（inclusion body）：颗粒状构造，如：贮藏物、气泡等。,（2）细胞质及内含物,1)核糖体,① 化学组成：由核糖核酸（RNA,60%）和蛋白质 (40%)两种化学成分组成。 　 ②构造：是近似球形的致密颗粒，由大小亚基（50S 和30S）组成，直径为20nm。 　 ③功能：合成蛋白质的场所。,（2）细胞质及其内含物,,2)内含颗粒（inclusome granule）,不同化学成分累积成的不溶沉淀颗粒，贮藏营养物。 营养物质丰富时合成积累，贫乏时分解利用,（2）细胞质及内含物,,聚－ß－羟丁酸（PHB） 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、碳源和降低细胞内渗透压等作用。 Bacillus megaterium（巨大芽孢杆菌）在合适的条件下，其体内PHB可达细胞干重的60％左右。 PHB是由生物合成的高聚物，具有无毒、可塑和易降解等特点，正在大力开发应用于医用塑料和快餐盒等的优质原料。,贮藏物,异染颗粒 由多聚偏磷酸、核糖核酸、蛋白质、脂类及Mg2+组成，可用甲苯胺或甲烯蓝染成紫红色。 一般在含磷丰富的环境中形成，具有贮藏磷元素和能量以及降低细胞渗透压等作用。 聚磷菌富含异染颗粒，可用于废水中无机磷的处理。,贮藏物,硫粒 含硫粒的细菌能利用H2S做能源，氧化H2S为硫粒积累在菌体内。 当缺乏营养时，氧化体内硫粒为SO42-，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。 含硫粒的细菌，可以处理含H2S类的污染物。,贮藏物,其它内含物,气泡：调节浮力，如紫色光合细菌和蓝细 菌、盐杆菌属和气泡。 质粒：具有自主复制能力的闭合环状 DNA，编码具有特殊功能的基因。,无核膜核仁的原始细胞核结构，又叫核质体、原始核、细菌染色体 环状ds-DNA，少量蛋白结合，0.25～3mm长。 功能：遗传物质，决定遗传性状和传递遗传信 息。,（3）拟核,原核生物所特有的无核膜结构、无固定形态的原始细胞核,3. 特殊结构,芽孢 荚膜 鞭毛,（1）芽孢,1）概念,某些细菌在其生长发育后期，在细胞内形成一个圆形或 椭圆形、厚壁、含水量极低、抗逆性极强的休眠体，称为芽孢 （endospore或spore，偶译“内生孢子”）。,47,芽孢示意图,芽孢衣,,皮层,,芽孢壁,芽孢外壁,,芽孢是细菌的休眠体，条件适宜可萌发； 多为杆菌，是分类鉴定依据之一； 可通过芽孢染色在普通显微镜下观察到。,49,芽胞的大小、形状、位置等随菌种而异，有重要的鉴别意义。,,,,细菌芽孢的特点,整个生物界中抗逆性最强的生命体，是否能消灭芽孢是衡量 各种消毒灭菌手段的最重要的指标。,芽孢是细菌的休眠体，在适宜的条件下可以重新转变成为营 养态细胞；产芽孢细菌的保藏多用其芽孢。,产芽孢的细菌多为杆菌，也有一些球菌。芽孢的有无、形态、 大小和着生位置是细菌分类和鉴定中的重要指标。,芽孢与营养细胞相比化学组成存在较大差异，容易在光学显微 镜下观察。（相差显微镜直接观察；芽孢染色）,51,芽孢抗性强的原因： 1.含水量低，38%~40%。 2.有厚、致密的壁。 3.含与抗热性有关的吡啶二羧酸。 4.芽孢内具有抗热性的酶。 芽孢萌发后变成营养细胞，抗性损失。 芽孢不是繁殖器官，只是休眠体。,外层：蛋白质 中层：皮层，肽聚糖，含大量DPA 内层：肽聚糖,,（2） 荚膜、粘液层、菌胶团,某些细菌在其细胞壁外分泌一层厚度不定的粘性物质，把细胞完全包围住。 按其有厚薄、与细胞壁结合紧密程度可细分为： 荚膜（capsule） 粘液层(slime layer) 菌胶团(zoogloea)。,主要成分为粘性多糖，统称为糖被,荚膜,粘液层,菌胶团,①荚膜（capsule）,大荚膜：很厚，大于200nm，有明显的外缘和一定形状，与细胞壁结合紧密 微荚膜：有的细菌荚膜很薄，在200nm以下，称 为微荚膜。 荚膜是分类特征之一。,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，细菌荚膜有吸附作用。,②粘液层（slime layer）,为粘性多糖，疏松的附着在细菌细胞壁表面。 废水生物处理中，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,③菌胶团（zoogloea）,有些细菌由于其遗传特性决定，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。 在废水处理中，菌胶团有很强的吸附作用，是细菌存在的主要方式。,,（3）鞭毛(flagellum,复flagella),1) 概念,某些细菌细胞表面着生的一至数十条长丝状、螺旋形的附属物， 具有推动细菌运动功能，为细菌的“运动器官”。,鞭毛的有无和着生方式具有十分重要的分类学意义,单端鞭毛,端生丛毛,两端生鞭毛,周生鞭毛,鞭毛(flagellum,复flagella),2）观察和判断细菌鞭毛的方法,电子显微镜直接观察,鞭毛长度：15～20μm；直径：0.01～0.02μm,光学显微镜下观察：鞭毛染色和暗视野显微镜,根据培养特征判断：半固体穿刺、菌落（菌苔）形态,,个体体积的增大——单个细菌生长 数目的增多——群体生长,1 生长,三、 细菌的培养特征,2 繁殖,主要为裂殖，是无性繁殖，一个母细胞分裂成两个子细胞 细菌分裂过程： ①核复制后分裂 ②形成横隔 ③子细胞分离,3.细菌的培养特征——群体生长,（1）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。 菌落：在固体培养基上，由一个细菌繁殖起来的，由无数细菌组成具有一定形态特征的细菌集团。 可用稀释平板法和平板划线法接种形成菌落。 纯培养：如果一个菌落是由一个细菌繁殖 而来，则称之为纯培养。,,不同种的细菌菌落特征,菌落的特征是分类鉴定的依据。 可以从三方面看菌落的特征： （1）菌落的表面特征：干燥或潮湿，光滑或粗糙 （2）菌落的边缘特征：圆形、边缘整齐、呈锯齿状、边缘伸出卷曲呈毛发状或花瓣状等 （3）纵剖面的边缘特征：平坦、扁平、隆起、凸起、草帽状、脐状、乳头状等,凝胶状、表面较光滑、湿润、与培养基结合不紧密，易挑取，正反颜色一致。,细菌菌落一般特点,,枯草芽孢杆菌菌落形态－粗糙型菌落,菌苔,定义,纯种菌体在固体培养基上生长繁殖时形成的肉眼可见的群体。菌苔是由许多菌体繁殖形成。,同一菌体的菌苔特征和菌落特征是相同的，若有异样，则菌体受污染或变异，应分离纯化。,菌苔与菌落有什么不同？,(2)在半固体培养基中的培养特征,用于判断细菌的呼吸类型、鞭毛有无、能否运动 呼吸类型的判断： 好氧菌：在培养基的表面积穿刺线的上部生长 兼性好氧菌：沿着穿刺线自上而下生长 厌氧菌：旨在穿刺线的下部生长,(2)在半固体培养基中的培养特征,鞭毛有无、能否运动的判断 无鞭毛、不运动：只沿着穿刺线生长 有鞭毛、能运动：沿着穿刺线生长且穿透培养基扩散生长,细菌悬液的稳定性,两种状态：稳定S型，不稳定R型。,S型菌均匀分布于培养基中，不发生凝聚，只在电解质浓度高时才发生凝聚；,R型很容易发生凝聚而沉淀在瓶底。,,（3）在液体培养基中的培养特征 自由扩散生长，形成细菌悬液,稳定型（S型、光滑型）：稳定不凝聚，均匀分布于培养基，使其浑浊； 不稳定型（R型、粗糙型）：不稳定易凝聚，沉底，培养基澄清；,菌悬液稳定性与水处理,污水、废水生物处理中的二沉池，沉淀效果与细菌悬液的稳定性密切相关； 二沉池中细菌悬液发生不稳定可取得好的沉淀效果 → 使活性污泥中R型细菌数量占优势 或 → 投加强电解质改变污泥表面张力，改善沉淀效果。,(4)细菌悬液的浑浊度： 细菌体为半透明状态 光线照射时一部分穿透一部分折射→ 细菌悬液呈浑浊现象； 可用比色计、比浊计测其浊度→略知细菌数目。 (5) 细菌的多相胶体性质： 细胞质含多种蛋白质→细胞质为多相胶体→同时进行多种生化反应 (6)细菌的比表面积： 体积微小，比表面积巨大 有利于吸附营养物质，利于排泄代谢产物，加快生长繁殖。 (7) 细菌的密度和重量： ρ=1.07~1.19（1.09） 略大于水的密度 单个细菌m=1×10-9~1×10-10 mg,4、细菌的物理化学性质与污（废）水生物处理的关系   污（废）水生物处理的工作主体的活性污泥中的细菌，细菌的物理化学性质直接关系到污（废）水的处理效果。 如细胞质的多相胶体性质决定细菌在曝气池中吸收污（废）水中的有机污染物的种类、数量和速度； 细菌表面解离层的S型或R型决定其悬液的稳定性，即决定其在沉淀池中的沉淀效果； 比表面积的大小决定其吸附、吸收污染物的能力及与其他微生物的竞争能力； 细菌的带电性与它吸附、吸收污（废）水有机污染物的能力，与填料载体的结合力有关，还与絮凝、沉淀性能有关； 密度和质量与其沉淀效果有关。,一、概念,在形态上具有分枝状菌丝、菌落形态与霉菌相似，以孢子进行繁殖。,“介于细菌与丝状真菌之间又接近细菌的一类丝状原核生物”,,近代生物学技术,,放线菌实际上是属于细菌范畴内的原核微生物， 只不过其细胞形态为分枝状菌丝。,第二小节 放线菌,二、形态与结构,单细胞，大多由分枝发达的菌丝组成； 菌丝直径与杆菌类似，约1mm； 细胞壁组成与细菌类似，革兰氏染色阳性（少数阴性）； 细胞的结构与细菌基本相同， 按形态和功能可分为营养、气生和孢子丝三种。,1、营养菌丝,匍匐生长于培养基内，吸收营养，也称基内菌丝。一般无隔膜， 直径0.2-0.8 mm，长度差别很大，有的可产生色素。,2、气生菌丝,营养菌丝发育到一定阶段，伸向空间形成气生菌丝，叠生于营养 菌丝上，可覆盖整个菌落表面。在光学显微镜下观察，颜色较深 ，直径较粗（1-1.4 mm），有的产色素。,3、孢子丝,气生菌丝发育到一定阶段，其上可分化出形成孢子的菌丝，即孢 子丝，又称产孢丝或繁殖菌丝。其形状和排列方式因种而异，常 被作为对放线菌进行分类的依据。,,营养菌丝匍匐生长于 培养基内，吸收营养,,营养菌丝发育到一定阶段， 伸向空间形成气生菌丝,,气生菌丝发育到一定阶段，其上可分化出形成孢子 的菌丝，即孢子丝,,,孢子在适宜 的条件下萌 发，长出1-3 个芽管,三、生长与繁殖,营养菌丝,,气生菌丝,,繁殖菌丝 （孢子丝）,孢子丝释放孢子,,,,细菌的芽孢是休眠体，而放线菌的孢子是繁殖体,,四、菌落形态,粘着力差，粉质，针挑起易粉碎,放线菌的菌落形态,五、分布特点与人类的关系,分布广泛，土壤中最多，其代谢产物是土壤具有特殊的泥腥味 能产生大量的、种类繁多的抗生素 有的可用于生产维生素、酶制剂 在甾体转化、石油脱蜡、烃类发酵、污水处理方面的应用 少数寄生型放线菌可引起人、动物、植物的疾病,,第三小节 蓝细菌（Cyanobacteria）,1、概念,也称蓝藻或蓝绿藻（blue-green algae），是一类含有叶绿素a、 能以水作为供氢体和电子供体、通过光合作用将光能转变成化学 能、同化CO2为有机物质的光合细菌。,以前曾归于藻类，因为它和高等植物一样具有光和色素 ----叶绿素a，能进行产氧型光合作用。,蓝细菌被认为是地球上生命进化过程中第一个产氧的光合生物，对地球上从无氧到有氧的转变、真核生物的进化起着里程碑式的作用，因此具有“生物先锋”的美称。,许多蓝细菌生长在池塘和湖泊中，在夏、秋两季大量繁殖，并形成胶质团浮于水面，形成“水花”，使水体变色。,,但在污水处理、水体自净中起积极作用，也是水体富营养化的指示生物,2、特性,1）分布极广；,2）形态差异极大，有球状、杆状和丝状等形态；,3）细胞中含有叶绿素a，进行产氧型光合作用；,4）具有原核生物的典型细胞结构：,细胞核无核膜，也不进行有丝分裂，细胞壁含胞壁酸 和二氨基庚二酸，革兰氏染色阴性。,5）营养极为简单，不需要维生素，以硝酸盐或氨作为氮源， 多数能固氮，其异形细胞（heterocyst）是进行固氮的场所。,6）分泌粘液层、荚膜或形成鞘衣，因此具有强的抗干旱能力。,7）无鞭毛，但能在固体表面滑行，进行光趋避运动。,8）许多种类细胞质中有气泡，使菌体漂浮，保持在光线最充足 的地方，以利光合作用。,第四小节 　古生菌（Archaea）,一、概念的提出,1977年，Carl Woese以16S rRNA序列比较为依据，提出的独立于 真细菌和真核生物之外的生命的第三种形式。,在分类地位上与真细菌和真核生物并列为三域（Domain）， 并且在进化谱系上更接近真核生物。,在细胞构造上与真细菌较为接近，同属原核生物。,多生活于一些生存条件十分恶劣的极端环境中， 例如高温、高盐、高酸等。,原名：古细菌（Archaebacteria）；后改名：古生菌（Archaea）,二、细胞形态,在显微镜下，古生菌与细菌具有类似的个体形态。,三、细胞结构,在细胞的结构与功能上，古生菌既有类似真细菌之处， 也有类似真核生物之处，还具有一些自己独特的特点。,,β-1,3糖苷键不被溶菌酶水解,N-乙酰葡糖胺和N-乙酰塔罗糖胺糖醛酸交替 连接而成，连在后一氨基糖上的肽尾由 L-glu、L-ala和L-lys三个L型氨基酸组成， 肽桥则由L-glu一个氨基酸组成。,古生菌的质膜在本质上也是由磷脂组成，但它比真细菌或 真核生物具有更明显的多样性。,亲水头（甘油）与疏水尾（烃链）间是通过醚键而不是 酯键连接的；,细胞膜的化学组分存在多样性；,古生菌的细胞质膜中存在着独特的单分子层膜或单、 双分子层混合膜，而真细菌或真核生物的细胞质膜 都是双分子层。,核区,没有具有核仁、核摸的细胞核,染色体DNA为共价闭和环状,古菌的特点,1.形态：很薄，扁平 2.细胞结构：不含二氨基庚二酸和胞壁酸，没有共同的细胞壁成分，一类是由假肽聚糖或酸性杂多糖构成；另一类由蛋白质或糖蛋白构成 3.代谢：有特殊的辅酶 4.分布：多生活于一些生存条件十分恶劣的极端环境中，例如高温、高盐、高酸等。,二、古菌的分类,古生菌在进化谱系上与真细菌及真核生物相互并列，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。,1. 产甲烷菌：产甲烷菌是专性厌氧菌！ a. 产甲烷菌的细胞结构： 细胞封套（包括细胞壁+表面层+鞘+荚膜）、细胞质膜、 原生质、核质 产甲烷菌有革兰氏阳性菌和阴性菌之分； b. 产甲烷菌的培养方法： 分离和培养操作均需在特殊环境和特殊技术下进行； 常用方法：Berker培养法、Hungate厌氧滚管法、 Balch厌氧液体培养增压法、厌氧手套箱 c. 极端厌氧、最适pH值6.8~7.2 是厌氧消化中的主力军,显微镜下的产甲烷菌,深层地表中的产甲烷菌,2. 嗜热嗜酸菌： 包括古生硫酸还原菌+极端嗜热古菌 特点： a.专性嗜热，最适生长温度为70~105℃； b.好氧或兼性厌氧或严格厌氧； c.革兰氏阴性反应；d.杆状、丝状或球状； e.嗜酸性和嗜中性，自养或异养生长 3. 极端嗜盐古菌： 对氯化钠有特殊的适应性和需要性； 一般需盐下限为1.5mol/L约9%的NaCl； 细胞壁主要成分为脂蛋白； 某些菌株含菌紫质可形成紫膜，可用作生物芯片。,第五小节 支原体、衣原体和立克次氏体,斑疹伤寒 突尼斯，巴斯德研究所，尼科尔(1928年诺贝尔奖)，体虱 H.T.Ricketts,1910年去世,,,概述：三者属于革兰氏阴性的原始而小的原核生物，生活方式既有腐生又有寄生，介于细菌和病毒之间。,二.支原体（mycoplasma）,概念：是二类无细胞壁的原核生物，是整个生物界中能独立营养的最小生物 特点：直径150-300纳米，无细胞壁的原核生物 菌落小：0.1-1.0毫米。 二等分裂繁殖； 能在含血清、酵母膏或胆甾醇等丰富的培养基上独立生活；具有氧化型和发酵型代谢；对四环素红霉素和破坏细胞膜的表面活性剂；制霉菌剂等敏感。 意义：,返回目录,二 支原体(Mycoplasma),类菌质体、类胸膜肺炎微生物 是二类无壁、G-、能通过细菌滤器、可以人工培养的最小型原核生物。,特征 无细胞壁，多形(可通过细菌滤器、对抑制细胞壁的青霉素和溶菌酶不敏感、对抑制蛋白质的抗生素敏感 膜(外、中、内)三层 二等分裂、少芽殖 菌落形态：油煎蛋状,,二 立克次氏体(Rickettsia),是二类只能寄生在真核生物细胞内的革兰氏阴性原核微生物。,特征 有细胞壁(对抑制细胞壁的青霉素和溶菌酶敏感 二等分裂 有不够完整的产能代谢途径，利用谷氨酸产能而不能利用葡萄糖,,,三 衣原体(Chlamydia),是二类在真核细胞内营专性能量寄生的小型革兰氏阴性原核生物 生活史,萤光抗体染色，黄绿色为衣原体,原体 小细胞(壁厚),寄主细胞,始体(空泡) 大细胞(壁薄),包涵体,,,破裂,大量繁殖,,感染,各类生物能忍受的上限温度： 古细菌113℃ 细菌90℃ 真菌60℃ 藻类 55℃ - 60℃ 原生动物56℃ 维管束植物49℃ 鱼类和其他水生脊椎动物38℃,作业,1、原核微生物的特点？ 2、细菌的一般结构和特殊结构是什么？ 3、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？染色机制？ 4、细菌的菌落的概念和特点？ 5、放线菌的特点？ 6、蓝细菌的特点？ 7、古细菌的概念和特点,……,第二节 真核微生物,,真菌、显微藻类和原生动物等属于真核生物类的微生物，称为真核微生物,真核微生物概述,细胞核具有核膜； 能进行有丝分裂； 细胞质中存在线粒体或同时存在叶绿体等细胞器；,,原核生物细胞无核膜，有 一个明显的核区，核区集 中了主要遗传物质，由一 条与类组蛋白相联系的双 链DNA构成的染色体组成。 真核生物细胞则是由一条 或一条以上的双链DNA与 组蛋白等结合成的染色体， 并由核膜包围。,核、核膜、染色体,原核细胞没有独立的内膜 系统，与代谢有关的酶如 呼吸酶合成酶等位于细胞 膜上，因此它的能量代谢 在质膜上进行。 真核细胞不仅有独立的内 膜系统，还有细胞骨架， 呼吸酶在线粒体中，有专 用的细胞器来完成各项生 理功能，如线粒体、叶绿 体。,代谢场所,原核细胞和真核细胞的区别,真核微生物,真核微生物的主要类群,第一小节 原生动物,一、原生动物的一般特征,1.概念 动物中最原始、最低等、结构最简单的单细胞动物。 动物学中列为原生动物门。,淡水阿米巴（变形虫）,2.大小 10～300µm 3.细胞结构 单细胞生物，无细胞壁，有细胞膜、细胞质，有分化的细胞器，细胞核有核膜,细菌、病毒的大小？,4.功能 有独立生活的生命特征和生理特征。 如：摄食、营养、呼吸、排泄、生长、繁殖、运动即对刺激的反应等 各种功能由相应的细胞器执行。,5.原生动物的营养类型 （1）全动性营养－－绝大多数 吞食其他生物和有机颗粒为食 （2）植物性营养 有色素的原生动物如绿眼虫等，进行光合作用。 （3）腐生性营养 某些无色鞭毛虫或寄生的原生动物，借助体表的原生质膜吸收环境和寄主的有机物,6.原生动物的繁殖,营养丰富、环境良好的条件下,大量繁殖。分为有性生殖和无性生殖。,主要繁殖方式,二、 原生动物的分类,早期，根据细胞器和其他特点分为四个纲：鞭毛纲、肉足纲、纤毛纲和孢子纲。后将原吸管纲并如纤毛纲。 动物学分类：鞭毛纲、肉足纲、纤毛纲（包括吸管纲）及孢子纲。,鞭毛纲、肉足纲和纤毛纲存于水中，在废水生物处理中起到重要作用； 而孢子纲中的孢子虫寄生在人体和动物体内，可随粪便排到污水中，需要消灭,具有一根或多根鞭毛； 有三种营养类型：全动性营养、植物性营养和腐生性营养。 大小从几微米到几十微米，可依据形态和运动方式辨认。,鞭毛纲,,在自然水体中，鞭毛虫喜欢在多污带和α－中污带生活。活性污泥培养初期或处理效果差，鞭毛虫大量出现，可作为污水处理的指示生物。,代表动物——眼虫（Euglena） 　　生活在有机物质丰富的水沟、池沼或缓流中。温暖季节可大量繁殖，常使水呈绿色。 眼虫体呈绿色，梭形，长约60μm，前端钝圆，后端尖 。,眼虫在运动中有趋光性，这是因为在鞭毛基部紧贴着储蓄泡有一红色眼点，靠近眼点近鞭毛基部有一膨大部分，能接受光线，称光感受器。,肉足纲,机体表面仅有细胞质形成的一层薄膜，无胞口和胞咽。 形体小，无色透明，多没有固定形态。叫变形虫。 少数呈球形，有伪足。 形成伪足作为运动和摄食的细胞器。 营养方式：异养型（吞噬，形成食物泡）。 繁殖方式：多为二分裂法。 分类：根足亚纲（变形虫）和辐足亚纲（太阳虫和辐射虫）。 规律：大量出现时预示出水水质差，如活性污泥驯化初期。 典型种：变形虫、辐射变形虫、太阳虫、壳虫。,肉足纲可分为两个亚纲，即根足亚纲和辐足亚纲,图4 太阳虫,图1. 淡水阿米巴（变形虫）,图2，动态中的食物泡. 食物泡中充满了酶，用来消化猎物。,图3. 细胞核，还能看到许多不同阶段的食物泡,变形虫食性广，单细胞藻类、细菌、小原生动物、真菌、有机碎片等皆是它们的食物。 变形虫生命力强，在条件不好时，可以形成一个包囊(休眠体)度过难关。 在污水生物处理系统中，变形虫在活性污泥培养中期出现。,纤毛纲,纤毛纲的原生动物叫纤毛虫。 以纤毛作为运动和摄食的细胞器。 是原生动物中最高级的一类，有固定的、结构细致的摄食细胞器（胞口、胞咽、食物泡）。 具有两种不同的核（大核和小核，即营养核和生殖核）。 分裂生殖（无性）和接合生殖（有性）。 分类：根据运动情况可分为游泳型、固着型和吸管虫三种。,草履虫,喇叭虫,游泳型纤毛虫，属全毛目,钟虫,固着型纤毛虫，属缘毛目，虫体呈典型的钟罩形，故称钟虫类。,钟虫类的虫体在不良环境中发生变态，运动前进方向由向前运动改为向后运动,纤毛纲中的游泳型纤毛虫多在中污带，少数在寡污带。污水生物处理中，在活性污泥培养中期或在处理效果较差时出现。 固着型纤毛虫，喜在寡污带生活，是水体自净程度高、污水生物处理好的指示生物。,鞭毛虫：多污带和α－中污带生活，污水指示生物，在活性污泥培养初期或处理效果差时大量出现； 变形虫：肉足纲，在α－中污带和β－中污带生活，在活性污泥培养中期出现； 游泳型纤毛虫：多数在α－中污带和β－中污带生活，少数在寡污带生活；在活性污泥培养中期或在处理效果较差时出现；草履虫在缺氧或厌氧环境中生活，耐污力极强； 固着型纤毛虫如钟虫：在寡污带生活，清洁水体或污水处理效果好的指示生物； 吸管虫：多数在β－中污带，有的也在α－中污带和多污带生活，污水生物处理一般时出现。,原生动物常用作水体指示生物,三、原生动物的胞囊,正常环境条件下所有原生动物均各自保持形态特征； 当环境条件变坏，如干枯、水温和pH过高或过低，溶解氧不足，缺乏食物，废水中有机物浓度超过适应能力等问题，都可使原生动物形成胞囊； 胞囊是抵抗不良环境的一种休眠体； 所有原生动物在污水生物处理中起 指示生物作用，一旦形成胞囊， 则可判断污水处理不正常。,第二小节 微型后生动物,原生动物以外的多细胞动物统称后生动物 有些后生动物形体微小需借助显微镜观察的称为微型后生动物。 如：轮虫、线虫、寡毛虫等,轮虫,大多数以细菌、霉菌、藻类、原生动物及有机颗粒为食；自身又是其他水生动物的捕食对象。 猪吻轮虫为肉食性，在污水处理中若大量出现，会将活性污泥蚕食光。 轮虫可作为水生动物的食料，如鱼饲料等,生活习性,轮虫要求有较高的溶解氧，是水体寡污带和污水生物处理效果好的指示生物,线虫,荧光显微镜下的秀丽线虫,线虫有三种营养类型：腐食型、植食型和肉食型； 线虫有寄生和自由活动两种方式；污水处理中出现的多是自由活动的。,线虫的习性,污水处理中常见的线虫,线虫是污水处理净化程度差的指示生物,寡毛类动物,污水处理中常见的的寡毛虫,污水生物处理中出现的多为红斑顠体虫 颤蚓和水丝蚓为河流、湖泊底泥污染的指示生物,寡毛类动物：环节动物门寡毛纲，较轮虫和线虫高级。身体细长分节，每节两侧长有刚毛，并依靠刚毛作爬行运动。 营养：杂食性营养，主要以细菌和有机颗粒为食。 规律：颤蚓、水丝蚓等是河流、湖泊底泥污染的指示生物。,浮游甲壳动物 是水体污染和水体自净的指示生物,水蚤,剑水蚤,可根据水蚤颜色判断水体清洁程度,苔藓动物门 代表生物：苔藓虫、羽苔虫,第三小节 藻类,,一、 藻类的一般特征,1.形态大小和细胞结构 形体大小和结构差异大，小的藻类只能在光学显微镜下观察； 有单细胞的个体和群体，群体是若干个个体以胶质相连，大小以微米计,2.习性 真核藻类具有叶绿体，光能自养，可进行光合作用；少数腐生，极少数共生。 生长条件：阳光、pH4～10,二、 藻类的分类及简介,根据藻类的光合色素的种类、个体形态、细胞结构、生殖方式和生活史等分为10门： 原核：蓝藻门 真核：裸藻门、绿藻门、硅藻门、甲藻门、金藻门、黄藻门、轮藻门、红藻门及褐藻门,1、绿藻门,特点： 形体多样，有单细胞体、群体、多细胞丝状体、多细胞片状体等类型； 多含叶绿素a、b，也含有叶黄素、泥黄素等；贮藏物为淀粉和油类； 有无性生殖和有性生殖,单细胞：衣藻,石莼,绿管浒苔,团藻,错综根枝藻,刺松藻,不同形状的绿藻,裸藻不具细胞壁； 裸藻大量繁殖时形成绿色、红色或褐色的水华，是水体富营养化的指示生物。,绿藻在水体自净中起净化和指示生物作用,甲藻在适宜的光照和水温条件下可在短期内大量繁殖造成海洋“赤潮”,小球藻和栅藻富含蛋白质，可作为食品,绿藻是藻类生理生化研究的材料及宇宙航行的供氧体,绿藻在水体自净中起净化和指示生物作用,某些种能形成“水华”,2、裸藻门,特点： （1）不具有细胞壁 （2）有鞭毛，能运动 （3）多数具有叶绿体 （4）繁殖方式为纵裂 （4）环境恶化，裸藻失去鞭毛形成胞囊,生长环境,生长在有机物丰富的静止水体或缓慢的流水中，对温度的适应范围广，大量繁殖时形成绿色、红色或褐色的水华,是水体富营养化的指示生物,3、硅藻门,硅藻为单细胞，形体像小盒，由上壳和下壳组成； 硅藻的细胞壁由硅质和果胶质组成； 细胞内有一个核和两个以上的色素体。,硅藻的形态,硅藻的细胞,有些硅藻可作土壤和水体盐度、腐殖质含量和酸碱度的指示生物； 是水中动物的食料； 常引起“赤潮”,4、甲藻门,甲藻多为单细胞的个体； 有细胞壁，细胞核大，细胞质中有大液泡； 有色素体，藻体呈棕黄色或黄绿色,甲藻在短期内大量繁殖会造成海洋“赤潮” 甲藻死后沉在海底形成生油地层中的主要化石,赤潮,5、轮藻门,具有大型顶细胞，其他特点大致与绿藻相同，也有人将其归于绿藻门。 卵配生殖，在淡水和半咸水中生长,轮藻可烟熏驱蚊，轮藻生长的水中无孑孓生长。,6、褐藻门,海带属、裙带属含碘量高，可供食用,7、红藻门,江篱属、石花菜属、麒麟属可提取琼脂，供食用、医药用及制生化试剂,江篱,石花菜,海带,裙带,,8.金藻门 叶黄素和－胡萝卜素占优势，呈金黄色和金棕色。,9.金藻门 叶黄素和－胡萝卜素占优势，呈金黄色和金棕色。,水体富营养化与藻类的关系,水被污染 有机物浓度偏高 尤其是N、P含量过高 水体富营养化 藻类大量繁殖 水体颜色变化 水生动物（鱼、虾等）死亡 水体变臭,,,,,淡水——水花、水华 海水——赤潮,,第四小节 真菌,一、 概述,真菌(Fungi)分布广泛，类群庞大，形态差异极大，约有十几万种。 菌体形态大小差别很大。 生殖方式为无性或有性，同宗或异宗配合。生活循环简单或复杂。 生活习性，兼性或专性腐生，寄生或共生。 在有机物的生物处理中起积极作用。,电镜下的酵母菌,电镜下的红曲霉,肉眼可见的蘑菇,包含哪几大类?,真菌的一般特点,电镜下的酵母菌,电镜下的红曲霉,肉眼可见的蘑菇,,①有边缘清楚的核膜包围着细胞核，而且在一个细胞内有时可以包含多个核，其它真核生物很少出现这种现象； ②不含叶绿素，营养方式为异养吸收型； ③大多以产生大量孢子进行繁殖； ④除酵母菌为单细胞外，一般具有发达的菌丝体。,凡从活的动物、植物吸收养分的称为寄生(Parasitism)； 从死的动、植物体或其他无生命的有机物中吸取养分的称为腐生(saprophytism)； 从活的有机体吸取养分，同时又提供该活体有利的生活条件，从而彼此间互相受益、互相依赖的称为共生(symbiosis)。,真菌的三种营养方式,异养吸收：通过细胞表面自周围环境中吸收有机的营养物质,二、 酵母菌,酵母菌(yeast)一般泛指能发酵糖类的各种单细胞真菌。,发酵型：发酵糖为乙醇（或甘油、有机酸等）和二氧化碳，用于面包、馒头和酿酒，人类利用的即为此种,氧化型：将糖彻底氧化分解,酵母菌具有以下五个特点： 1、个体以单细胞状态存在； 2、多数营出芽繁殖； 3、能发酵糖类产能； 4、细胞壁常含有甘露聚糖； 5、常在含糖量较高、酸度较大的水生环境中生长。,（一）、酵母菌特征 有氧化型和发酵型两种。,（二）酵母菌的形态,特殊形状：假菌丝。 假菌丝是由酵母菌在繁殖时子细胞没有脱离母体而与母细胞线连成链，形成假丝状。,,,,图3-5 假丝酵母菌与白地霉(1.细胞；2.假菌丝),基本形态：球形、卵圆形、腊肠形、椭圆形等。,（三）酵母菌的大小,比细菌的单细胞个体要大得多，一般为直径为 1~5微米，长约5~30微米。 如酿酒酵母(Saccharomyc es cervisiae)细胞大小 为2.5～10μm×4.5～21μm。,