環(huán)境工程微生物學(xué)第二章

1、Prokaryotes, eukaryotes and viruses may often be differentiated by size alone第二章第二章 原核微生物原核微生物 2.1 細(xì)菌細(xì)菌 2.2 放線菌放線菌 2.3 藍(lán)細(xì)菌藍(lán)細(xì)菌 2.4 古細(xì)菌古細(xì)菌 2.5 其他原核微生物其他原核微生物2.1 細(xì)菌細(xì)菌 細(xì)菌細(xì)菌(Bacteria) 是一種具有細(xì)胞壁的單細(xì)胞原核生物是一種具有細(xì)胞壁的單細(xì)胞原核生物 2.1.1 細(xì)菌的形態(tài)與大小細(xì)菌的形態(tài)與大小 2.1.1.1 細(xì)胞形態(tài)細(xì)胞形態(tài)2.1.1.1 細(xì)胞形態(tài)細(xì)胞形態(tài)（1）球菌 單球菌 雙球菌 鏈球菌 四聯(lián)球菌 八疊球菌 葡萄球菌（

2、2）桿菌（3）螺旋菌2.1.1.2 細(xì)菌細(xì)胞的大小細(xì)菌細(xì)胞的大小 大小隨種類不同而差別很大；大小隨種類不同而差別很大； 一般用微米來衡量。一般用微米來衡量。 A0埃，埃，10-4m，分子單位；，分子單位； nm，10-3m (毫毫 m)，病毒和亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)單，病毒和亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)單位；位； 1 m =10-6m， m細(xì)胞生物單位細(xì)胞生物單位 單個細(xì)胞中，球菌大小最小，直徑為單個細(xì)胞中，球菌大小最小，直徑為0.5-2.0 m 桿菌為桿菌為0.5-2 m，甚至幾十，甚至幾十 m 螺旋菌：弧菌小，直徑為螺旋菌：弧菌小，直徑為1-5 m；螺菌附加圈數(shù)；螺菌附加圈數(shù)說明說明圖：幾種細(xì)菌細(xì)胞大小的比較補(bǔ)：分辨極

3、限補(bǔ)：分辨極限l人肉眼分辨極限：人肉眼分辨極限：0.1mml普通光學(xué)顯微鏡分辨極限：普通光學(xué)顯微鏡分辨極限：0.2 ml紫外光學(xué)顯微鏡分辨極限：紫外光學(xué)顯微鏡分辨極限：0.1 m l電子顯微鏡分辨極限：電子顯微鏡分辨極限：0.1nm (1.4A)l1mm=103m=106 nm =107 A 2.1.1.3 微生物的種群形態(tài)微生物的種群形態(tài)2.1.2 細(xì)菌的細(xì)胞結(jié)構(gòu)細(xì)菌的細(xì)胞結(jié)構(gòu) 細(xì)胞結(jié)構(gòu)細(xì)胞結(jié)構(gòu)(cell structure) 一般結(jié)構(gòu)：一般結(jié)構(gòu)： 特殊結(jié)構(gòu)：特殊結(jié)構(gòu)：Structure of prokaryotic and eukaryotic cells2.1.2.1 細(xì)菌細(xì)胞的一般結(jié)構(gòu)

4、細(xì)菌細(xì)胞的一般結(jié)構(gòu)（1）、細(xì)胞壁）、細(xì)胞壁(cell wall) 細(xì)胞最外的包被于細(xì)胞膜外的堅韌富有彈性細(xì)胞最外的包被于細(xì)胞膜外的堅韌富有彈性的膜狀結(jié)構(gòu)；的膜狀結(jié)構(gòu)； 化學(xué)物質(zhì)：主要由肽聚糖、脂類、蛋白質(zhì)構(gòu)化學(xué)物質(zhì)：主要由肽聚糖、脂類、蛋白質(zhì)構(gòu)成成肽聚糖：由葡萄糖為基本單元聯(lián)結(jié)起來后經(jīng)修飾的長鏈，鏈肽聚糖：由葡萄糖為基本單元聯(lián)結(jié)起來后經(jīng)修飾的長鏈，鏈與鏈之間由與鏈之間由n個個(4-8個個)氨基酸組成的短肽鏈相連結(jié)，構(gòu)成細(xì)菌氨基酸組成的短肽鏈相連結(jié)，構(gòu)成細(xì)菌細(xì)胞壁的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。細(xì)胞壁的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。細(xì)胞壁厚細(xì)胞壁厚 肽聚糖含量肽聚糖含量脂類脂類磷壁酸磷壁酸 脂多糖脂多糖蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)G-10nm少、少、

5、10%40% 無無有有60%G+ 20-80nm 40%20% 有有無無20%Bacterial cell walls 細(xì)菌細(xì)胞壁Give shape and rigidity to the cell保持細(xì)胞外形和韌性肽聚糖G+G-細(xì)胞周質(zhì)脂多糖和蛋白質(zhì)Peptidoglycan structureN-乙酰氨基葡萄糖N-乙酰胞壁酸L-丙氨酸谷氨酸二氨基庚二酸D-丙氨酸Connections of the peptide and glycan units in peptidoglycan肽聚糖中肽鏈和糖單元的連接甘氨酸Overall structure of peptidoglycanThe G

6、ram-positive cell wall磷壁酸膜磷壁酸OutermembraneInnermembranePeptidoglycanGram-negative cellLipopolysaccharide of Gram-negative bacterial outer membranesG-細(xì)菌細(xì)胞壁外膜的脂多糖O-多糖核多糖類脂A脂多糖：脂和多糖連接組成了LPS。Gram negative cell wallSome Archaea have pseudopeptidoglycan cell wallsN-acetyl talosaminuronic acidN-acetyl gluc

7、osamineN-acetyl talosaminuronic acidN-acetyl glucosamineN-乙酰氨基葡萄糖N-乙酰塔羅糖醛酸L-谷氨酸L-丙氨酸蘇氨酸肽鏈（1）細(xì)胞壁）細(xì)胞壁 G+：肽聚糖結(jié)構(gòu)是機(jī)械強(qiáng)度高的三維空：肽聚糖結(jié)構(gòu)是機(jī)械強(qiáng)度高的三維空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)。肽聚糖可達(dá)間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)。肽聚糖可達(dá)50層；層； G-：肽聚糖較薄，形成的是疏松的二維平：肽聚糖較薄，形成的是疏松的二維平面網(wǎng)線絡(luò)結(jié)構(gòu)，肽聚糖僅面網(wǎng)線絡(luò)結(jié)構(gòu)，肽聚糖僅1-2層。層。Lysozyme breaks down peptidoglycan溶菌酶破壞肽聚糖低滲溶液等滲溶液原生質(zhì)體（1）細(xì)胞壁（續(xù)）細(xì)胞壁（續(xù)） 生理

8、功能生理功能A、維持細(xì)胞外形、維持細(xì)胞外形B、保護(hù)細(xì)胞、保護(hù)細(xì)胞C、非選擇性控制物質(zhì)的進(jìn)出、非選擇性控制物質(zhì)的進(jìn)出D、支撐鞭毛、支撐鞭毛 細(xì)胞膜細(xì)胞膜 ： 是半滲透膜。區(qū)別于真核細(xì)胞的膜，是半滲透膜。區(qū)別于真核細(xì)胞的膜，相當(dāng)于真核細(xì)胞的所有亞細(xì)胞單位的膜功能的相當(dāng)于真核細(xì)胞的所有亞細(xì)胞單位的膜功能的總和。重量約占菌體干重的總和。重量約占菌體干重的10% 、細(xì)胞膜的組成、細(xì)胞膜的組成 6070%的蛋白質(zhì)的蛋白質(zhì)3040%的脂類的脂類2%的多糖的多糖 、細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)、細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu) （2）細(xì)胞膜）細(xì)胞膜細(xì)胞膜甘油親水區(qū)疏水區(qū)脂肪酸磷酸Structure of the cytoplasmic memb

9、rane原生質(zhì)膜的結(jié)構(gòu)具極強(qiáng)的疏水性磷脂分子 細(xì)胞膜的生理功能：代謝活動的中心細(xì)胞膜的生理功能：代謝活動的中心A、維持滲透壓梯度和溶質(zhì)的轉(zhuǎn)移；、維持滲透壓梯度和溶質(zhì)的轉(zhuǎn)移；B、具合成細(xì)胞壁和形成橫隔膜組分的酶，細(xì)胞壁、具合成細(xì)胞壁和形成橫隔膜組分的酶，細(xì)胞壁在膜表面合成；在膜表面合成；C、呼吸作用；、呼吸作用；D、生物氧化作用；、生物氧化作用；E、鞭毛基粒在細(xì)胞膜上，為鞭毛提供附著的部位。、鞭毛基粒在細(xì)胞膜上，為鞭毛提供附著的部位。（2）細(xì)胞膜（續(xù)）細(xì)胞膜（續(xù)）（3）間體（）間體（mesosome) 間體：是細(xì)胞膜經(jīng)內(nèi)褶或反轉(zhuǎn)形成的一種管狀、層狀或束狀的內(nèi)突結(jié)構(gòu)，位于細(xì)胞質(zhì)中。 化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)

10、 等同于細(xì)胞膜，是一般原核生物內(nèi)唯一由單位膜形成的細(xì)胞器。（3）間體（）間體（mesosome) 功能： 相當(dāng)于真核細(xì)胞的線粒體； 類似真核細(xì)胞內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的功能，可將胞外酶分泌到細(xì)胞外； 能促進(jìn)細(xì)胞間隔的形成并與遺傳物質(zhì)的復(fù)制及其分離有關(guān)。 細(xì)胞質(zhì)：又叫細(xì)胞漿、原生質(zhì)，被胞膜所包圍細(xì)胞質(zhì)：又叫細(xì)胞漿、原生質(zhì)，被胞膜所包圍著的除核質(zhì)體外的一切透明、膠狀及顆粒狀的著的除核質(zhì)體外的一切透明、膠狀及顆粒狀的物質(zhì)總稱物質(zhì)總稱;（4）細(xì)胞質(zhì)（）細(xì)胞質(zhì)（cytoplasm) 核糖體核糖體(ribosome)：核蛋白體，是分散在細(xì)胞質(zhì)：核蛋白體，是分散在細(xì)胞質(zhì)中的微小顆粒，是合成蛋白質(zhì)的部位，也是某些抗中的微小顆

11、粒，是合成蛋白質(zhì)的部位，也是某些抗生素選擇性作用的部位生素選擇性作用的部位 沉降常數(shù)：沉降系數(shù)，是指單位離心力作用下，顆粒沉降沉降常數(shù)：沉降系數(shù)，是指單位離心力作用下，顆粒沉降的速度。的速度。 S表示，表示，1S單位等于單位等于110-13厘米厘米/秒秒達(dá)因達(dá)因克。在引力場作克。在引力場作用下，任何高分子物質(zhì)具有向引力場聚集的特性，分子越用下，任何高分子物質(zhì)具有向引力場聚集的特性，分子越大，沉降性越大。在離心機(jī)高速離心下，引力場的作用使大，沉降性越大。在離心機(jī)高速離心下，引力場的作用使核糖體具有三個沉降帶。核糖體具有三個沉降帶。（4）細(xì)胞質(zhì)（）細(xì)胞質(zhì)（cytoplasm) 核糖體核糖體(rib

12、osome)（4）細(xì)胞質(zhì)（續(xù)）細(xì)胞質(zhì)（續(xù)）核糖體特點核糖體特點原核生物原核生物真核生物真核生物組成組成RNA和蛋白質(zhì)和蛋白質(zhì)(60%和和40%)同前同前結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)兩個亞單位構(gòu)成兩個亞單位構(gòu)成同前同前功能功能合成蛋白質(zhì)合成蛋白質(zhì)同前同前性質(zhì)性質(zhì)具有具有70S具有具有80S鏈霉素鏈霉素作用于作用于30S亞基亞基無影響無影響紅霉素紅霉素作用于作用于50S亞基亞基無影響無影響 貯藏性顆粒，又叫貯藏性顆粒，又叫內(nèi)含顆粒內(nèi)含顆粒(inclusion granule) 聚聚-羥基丁酸羥基丁酸(poly-hydroxybutyra，PHB) 藻青素藻青素 藻青蛋白藻青蛋白 異染粒異染粒 硫粒硫粒 （4）細(xì)胞質(zhì)（

13、續(xù)）細(xì)胞質(zhì)（續(xù)） 羧化體羧化體(carboxysome)：又稱羧酶體：又稱羧酶體 氣泡氣泡(gas vacuoles) 核質(zhì)體核質(zhì)體(nuclear body) 又叫擬核、細(xì)菌染色體，細(xì)菌細(xì)胞中部絮狀又叫擬核、細(xì)菌染色體，細(xì)菌細(xì)胞中部絮狀的區(qū)域，無核膜、核仁，由一條環(huán)狀雙鏈的區(qū)域，無核膜、核仁，由一條環(huán)狀雙鏈DNA分子高度折疊纏繞而成分子高度折疊纏繞而成（4）細(xì)胞質(zhì)（續(xù)）細(xì)胞質(zhì)（續(xù)） 核質(zhì)體核質(zhì)體(nuclear body) 組成：組成：DNA、RNA、蛋白質(zhì)、蛋白質(zhì) 結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)： DNA不與蛋白質(zhì)結(jié)合，無核膜包圍，單純由一根不與蛋白質(zhì)結(jié)合，無核膜包圍，單純由一根DNA細(xì)絲回旋、盤繞、折疊構(gòu)成

14、環(huán)狀的染色體，細(xì)絲回旋、盤繞、折疊構(gòu)成環(huán)狀的染色體，無次序，具有空間結(jié)構(gòu)的核區(qū)。無次序，具有空間結(jié)構(gòu)的核區(qū)。 細(xì)菌染色體長度約為菌體長度的細(xì)菌染色體長度約為菌體長度的1000倍。倍。 真核形成有序的染色體，拉長時，真核比擬核的真核形成有序的染色體，拉長時，真核比擬核的染色體短染色體短 如：大腸桿菌，菌體長為如：大腸桿菌，菌體長為1-2微米，微米，DNA長為長為1100微米微米 功能：決定遺傳性狀，傳遞遺傳性狀功能：決定遺傳性狀，傳遞遺傳性狀（4）細(xì)胞質(zhì)（續(xù)）細(xì)胞質(zhì)（續(xù)） 質(zhì)粒質(zhì)粒(plasmid) ：是細(xì)菌染色體外的遺是細(xì)菌染色體外的遺傳物質(zhì)，為小環(huán)狀的雙股傳物質(zhì)，為小環(huán)狀的雙股DNA。 A、

15、可游離于染色體之外，即復(fù)制、遺傳由自己、可游離于染色體之外，即復(fù)制、遺傳由自己決定，又可整合到染色體上去與染色體同步行動決定，又可整合到染色體上去與染色體同步行動 B、可以被消除，則性狀也失去了；、可以被消除，則性狀也失去了； C、被轉(zhuǎn)移、被轉(zhuǎn)移 D、數(shù)量不定、數(shù)量不定 E、控制的遺傳性狀有兩種、控制的遺傳性狀有兩種 抗藥性抗藥性 降解性（原油中約降解性（原油中約2/3的烴消耗掉。對海上浮油自然菌的烴消耗掉。對海上浮油自然菌種要花一年才能分解完全，超級菌只要幾個小時就分解種要花一年才能分解完全，超級菌只要幾個小時就分解完全）完全）（4）細(xì)胞質(zhì)（續(xù)）細(xì)胞質(zhì)（續(xù)）2.1.2.2 細(xì)菌細(xì)胞的特殊結(jié)構(gòu)

16、細(xì)菌細(xì)胞的特殊結(jié)構(gòu) (1)、莢膜、莢膜(capsule) ：某些細(xì)菌生活在一定的：某些細(xì)菌生活在一定的營養(yǎng)條件下，會在細(xì)胞壁外表面形成一層松散營養(yǎng)條件下，會在細(xì)胞壁外表面形成一層松散的厚度不定的黏膜狀物質(zhì)，稱為莢膜。的厚度不定的黏膜狀物質(zhì)，稱為莢膜。 其不易著色，用墨汁負(fù)染法或莢膜染色法觀察其不易著色，用墨汁負(fù)染法或莢膜染色法觀察 制片、固定、染色、鏡檢制片、固定、染色、鏡檢 組成：水，多糖等組成：水，多糖等 結(jié)構(gòu)：無定型結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)：無定型結(jié)構(gòu) 功能功能 a、保護(hù)功能、保護(hù)功能 b、增強(qiáng)侵染力、增強(qiáng)侵染力 c、貯藏物質(zhì)、貯藏物質(zhì) d、廢水生物處理中，莢膜有生物吸附作用、廢水生物處理中，莢膜有生物

17、吸附作用(1)、莢膜、莢膜(capsule)(1)、莢膜、莢膜(續(xù)續(xù)) S型菌落：產(chǎn)莢膜細(xì)菌在固體培養(yǎng)基上形成表面型菌落：產(chǎn)莢膜細(xì)菌在固體培養(yǎng)基上形成表面濕潤、有光澤、黏液狀的光滑型濕潤、有光澤、黏液狀的光滑型(smooth)菌落；菌落； R型菌落：不產(chǎn)莢膜的細(xì)菌在固體培養(yǎng)基上形成型菌落：不產(chǎn)莢膜的細(xì)菌在固體培養(yǎng)基上形成表面干燥的粗糙型表面干燥的粗糙型(rough)菌落。菌落。(1)、莢膜、莢膜(續(xù)續(xù)) 環(huán)境工程意義環(huán)境工程意義 菌膠團(tuán)：多個細(xì)菌莢膜連在一起構(gòu)成一團(tuán)膠狀菌膠團(tuán)：多個細(xì)菌莢膜連在一起構(gòu)成一團(tuán)膠狀物，內(nèi)含多個細(xì)菌。物，內(nèi)含多個細(xì)菌。 如主要構(gòu)成菌：分枝動膠菌如主要構(gòu)成菌：分枝動膠菌

18、(Zoogloea ramigera) 菌膠團(tuán)有較強(qiáng)的吸附作用，周圍雜質(zhì)顆粒常被菌膠團(tuán)有較強(qiáng)的吸附作用，周圍雜質(zhì)顆粒常被粘附在一起，形成絮狀體，形成活性污泥的重粘附在一起，形成絮狀體，形成活性污泥的重要組成。要組成。（2） 鞭毛鞭毛 (2)、鞭毛、鞭毛(flagella) 是從細(xì)胞質(zhì)膜上的鞭毛基粒長出，穿過細(xì)胞壁，伸是從細(xì)胞質(zhì)膜上的鞭毛基粒長出，穿過細(xì)胞壁，伸出菌體外的細(xì)長而彎曲的蛋白絲狀物；出菌體外的細(xì)長而彎曲的蛋白絲狀物； 所有弧菌、螺菌和假單胞菌，約半數(shù)的桿菌和少數(shù)所有弧菌、螺菌和假單胞菌，約半數(shù)的桿菌和少數(shù)球菌（僅芽孢八疊球菌屬）均有鞭毛。球菌（僅芽孢八疊球菌屬）均有鞭毛。（2） 鞭毛

19、（續(xù)）鞭毛（續(xù)） A、組成：、組成：99%是蛋白質(zhì)，碳水化合物、脂類、礦質(zhì)總是蛋白質(zhì)，碳水化合物、脂類、礦質(zhì)總和不到和不到1% B、結(jié)構(gòu)：多肽鏈作成的無結(jié)構(gòu)的單根細(xì)絲、中空的長、結(jié)構(gòu)：多肽鏈作成的無結(jié)構(gòu)的單根細(xì)絲、中空的長管狀物；直徑很細(xì)，僅管狀物；直徑很細(xì)，僅10nm左右。長度可超過細(xì)菌細(xì)左右。長度可超過細(xì)菌細(xì)胞若干倍，有胞若干倍，有7萬萬nm的鞭毛的鞭毛（2） 鞭毛（續(xù)）鞭毛（續(xù)） C、功能、功能 a、致病性：如霍亂弧菌、空腸彎曲菌等借鞭毛的運(yùn)動，穿透、致病性：如霍亂弧菌、空腸彎曲菌等借鞭毛的運(yùn)動，穿透小腸粘膜表面的粘液層，粘附定居于腸粘膜上皮細(xì)胞，產(chǎn)生毒小腸粘膜表面的粘液層，粘附定居于腸

20、粘膜上皮細(xì)胞，產(chǎn)生毒性物質(zhì)引起致病。性物質(zhì)引起致病。 b、運(yùn)動功能：鞭毛是細(xì)菌的運(yùn)動器官，常作旋轉(zhuǎn)圓圈和波狀、運(yùn)動功能：鞭毛是細(xì)菌的運(yùn)動器官，常作旋轉(zhuǎn)圓圈和波狀運(yùn)動使細(xì)菌前進(jìn)。運(yùn)動使細(xì)菌前進(jìn)。 c、分類鑒定依據(jù)之一。、分類鑒定依據(jù)之一。（2） 鞭毛（續(xù)）鞭毛（續(xù)） D、數(shù)量、數(shù)量 單鞭毛：如熒光假單胞桿菌，霍亂弧菌單鞭毛：如熒光假單胞桿菌，霍亂弧菌 多鞭毛多鞭毛 周生鞭毛：大腸桿菌、枯草桿菌周生鞭毛：大腸桿菌、枯草桿菌 叢生鞭毛叢生鞭毛 單極叢生鞭毛單極叢生鞭毛 如綠膿假單胞桿菌、產(chǎn)堿桿菌如綠膿假單胞桿菌、產(chǎn)堿桿菌 雙極叢生鞭毛雙極叢生鞭毛 如鼠咬熱螺旋體如鼠咬熱螺旋體(兩端各一根兩端各一根)

21、、 紅螺旋菌、紅螺旋菌、綠色螺旋體綠色螺旋體周生鞭毛的原核細(xì)胞生物的運(yùn)動逆時針方向旋轉(zhuǎn)順時針方向旋轉(zhuǎn)極生鞭毛的原核細(xì)胞生物的運(yùn)動(3)、菌毛、菌毛(fimbria,pili) 菌毛，又叫纖毛，傘毛，線毛或須毛等菌毛，又叫纖毛，傘毛，線毛或須毛等 是一種長在細(xì)菌體表的纖細(xì)、中空、短直、是一種長在細(xì)菌體表的纖細(xì)、中空、短直、數(shù)量較多的蛋白類附屬物數(shù)量較多的蛋白類附屬物種類種類數(shù)量數(shù)量形態(tài)形態(tài)功能功能普通菌毛普通菌毛100-500根根/菌菌短而直短而直吸附于粘膜上皮細(xì)胞，與致病有吸附于粘膜上皮細(xì)胞，與致病有關(guān)關(guān)性菌毛性菌毛1-4根根/菌菌稍長粗稍長粗傳遞質(zhì)粒，某些噬菌體的受體；傳遞質(zhì)粒，某些噬菌體的

22、受體；僅傳遞遺傳物質(zhì)，不是有性繁殖僅傳遞遺傳物質(zhì)，不是有性繁殖(3)、菌毛、菌毛(續(xù)續(xù))鞭毛F-菌毛菌毛(4)、芽孢、芽孢(spore) (4)、芽孢、芽孢(spore) 位于細(xì)胞中央，成梭狀，如梭狀芽孢桿菌屬位于細(xì)胞中央，成梭狀，如梭狀芽孢桿菌屬 位于細(xì)胞中央，細(xì)胞不變形，如枯草芽孢桿位于細(xì)胞中央，細(xì)胞不變形，如枯草芽孢桿菌屬菌屬 位于細(xì)胞頂端，鼓捶狀，如破傷風(fēng)梭狀芽位于細(xì)胞頂端，鼓捶狀，如破傷風(fēng)梭狀芽 孢孢桿菌桿菌(4)、芽孢、芽孢(續(xù)續(xù)) 芽孢：某些細(xì)菌在其生長發(fā)育后期，在細(xì)胞內(nèi)芽孢：某些細(xì)菌在其生長發(fā)育后期，在細(xì)胞內(nèi)形成一個圓形或橢圓形、厚壁、含水量極低、形成一個圓形或橢圓形、厚壁、含

23、水量極低、抗逆性極強(qiáng)的休眠體，稱為芽孢?？鼓嫘詷O強(qiáng)的休眠體，稱為芽孢。 A、具有厚而致密的壁，不易透水。孢子壁分三層、具有厚而致密的壁，不易透水。孢子壁分三層 孢子外殼，為蛋白質(zhì)孢子外殼，為蛋白質(zhì) 中層為皮層，由肽聚糖構(gòu)成中層為皮層，由肽聚糖構(gòu)成 里層為孢子壁，薄的肽聚糖構(gòu)成里層為孢子壁，薄的肽聚糖構(gòu)成(4)、芽孢、芽孢(續(xù)續(xù)) B、保存有細(xì)菌的全部生命活性，是細(xì)菌適應(yīng)環(huán)境變、保存有細(xì)菌的全部生命活性，是細(xì)菌適應(yīng)環(huán)境變化的特殊存活形式。化的特殊存活形式。 C、含水率低，一般在、含水率低，一般在40%左右左右 D、對高溫、干燥和化學(xué)消毒劑、射線等抵抗力很強(qiáng)。、對高溫、干燥和化學(xué)消毒劑、射線等抵抗

24、力很強(qiáng)。 E、芽孢在自然界可存活數(shù)十年，在適宜條件下，芽、芽孢在自然界可存活數(shù)十年，在適宜條件下，芽孢又發(fā)育轉(zhuǎn)化成繁殖體，但不是細(xì)菌的繁殖器官孢又發(fā)育轉(zhuǎn)化成繁殖體，但不是細(xì)菌的繁殖器官 F、普通染色劑不易使芽孢染色，采用特殊芽孢染色、普通染色劑不易使芽孢染色，采用特殊芽孢染色法，才能觀察法，才能觀察Dipicolinic acidCharacteristically found in endospores吡啶二羧酸Structure of DPAHow Ca2+ cross-links DPA molecules to form a complex(4)、芽孢、芽孢(續(xù)續(xù))2.1.3 細(xì)菌的繁

25、殖方式細(xì)菌的繁殖方式 裂殖，即一個母細(xì)胞直接分裂裂殖，即一個母細(xì)胞直接分裂為兩個子細(xì)胞。為兩個子細(xì)胞。 分裂時，首先菌體伸長，核質(zhì)分分裂時，首先菌體伸長，核質(zhì)分裂，菌體中部的細(xì)胞壁、細(xì)胞膜裂，菌體中部的細(xì)胞壁、細(xì)胞膜凹陷分裂為二凹陷分裂為二 同形分裂：細(xì)胞相差不大；同形分裂：細(xì)胞相差不大； 異形分裂：細(xì)胞相差很大。真異形分裂：細(xì)胞相差很大。真菌為主，酵母菌以出芽生殖，菌為主，酵母菌以出芽生殖，小的一個常死亡。小的一個常死亡。大腸桿菌二分裂模式(包括其DNA復(fù)制)間體；DNA；-橫隔壁2.1.4 細(xì)菌的培養(yǎng)特征細(xì)菌的培養(yǎng)特征 （1） 細(xì)菌的菌落特征細(xì)菌的菌落特征菌落：由一個或少數(shù)幾個細(xì)菌經(jīng)過一段

26、時間在固體菌落：由一個或少數(shù)幾個細(xì)菌經(jīng)過一段時間在固體培養(yǎng)基上培養(yǎng)后形成肉眼可見的群落，叫菌落培養(yǎng)基上培養(yǎng)后形成肉眼可見的群落，叫菌落(colony)。培養(yǎng)基：人工配制的適合于微生物生長繁殖和積累培養(yǎng)基：人工配制的適合于微生物生長繁殖和積累代謝產(chǎn)物的營養(yǎng)物質(zhì)。代謝產(chǎn)物的營養(yǎng)物質(zhì)。菌苔：當(dāng)一個固體培養(yǎng)基表面有許多菌落連成一片菌苔：當(dāng)一個固體培養(yǎng)基表面有許多菌落連成一片時，便稱為菌苔時，便稱為菌苔(lawn)。（1） 細(xì)菌的菌落特征細(xì)菌的菌落特征銅綠假單胞菌菌落特征銅綠假單胞菌菌落特征粘質(zhì)沙雷氏菌菌落特征粘質(zhì)沙雷氏菌菌落特征粘質(zhì)沙累氏菌的菌落特征粘質(zhì)沙累氏菌的菌落特征沙門氏菌菌落特征沙門氏菌菌落特

27、征弗氏志賀氏菌的菌落特征弗氏志賀氏菌的菌落特征（1） 細(xì)菌的菌落特征（續(xù)）細(xì)菌的菌落特征（續(xù)） 菌落形態(tài)特征要素菌落形態(tài)特征要素 菌落大小菌落大小 形狀形狀(圓形、假根狀、不規(guī)則狀等圓形、假根狀、不規(guī)則狀等) 隆起形狀隆起形狀(擴(kuò)展、臺狀、低凸面等擴(kuò)展、臺狀、低凸面等) 邊緣邊緣 (如邊緣整齊、波狀、裂葉狀、圓鋸齒狀、有緣如邊緣整齊、波狀、裂葉狀、圓鋸齒狀、有緣毛等毛等) 表面光澤表面光澤(閃光、不閃光、金屬光澤閃光、不閃光、金屬光澤) 質(zhì)地質(zhì)地(油脂狀、膜狀等油脂狀、膜狀等) 顏色顏色(紅、黃、黑、褐、灰、白等紅、黃、黑、褐、灰、白等) 透明度透明度(透明、半透明、不透明等透明、半透明、不透

28、明等)1扁平；2隆起；3低凸起；4高凸起；5臍狀；6草帽狀；7乳頭狀；8圓形、邊緣完整；9不規(guī)則，邊緣波浪；l0不規(guī)則、顆粒狀、邊緣葉狀；ll規(guī)則、放射狀、邊緣葉狀；12規(guī)則、邊緣扇邊狀；l3規(guī)則、邊緣齒狀；14規(guī)則、有同心環(huán)、邊緣完整；l5不規(guī)則、毛毯狀；l6規(guī)則、菌絲狀；l7不規(guī)則、鬈發(fā)狀；18不規(guī)則、絲狀；l9不規(guī)則、根狀（1） 細(xì)菌的菌落特征（續(xù)）細(xì)菌的菌落特征（續(xù)）（2）細(xì)菌的其他培養(yǎng)特征）細(xì)菌的其他培養(yǎng)特征 細(xì)菌在半固體培養(yǎng)基的菌落特征細(xì)菌在半固體培養(yǎng)基的菌落特征 細(xì)菌在半固體培養(yǎng)基中以穿刺方法接種入內(nèi)，細(xì)菌在半固體培養(yǎng)基中以穿刺方法接種入內(nèi)，經(jīng)過一定時間的培養(yǎng)而形成的培養(yǎng)特征。經(jīng)

29、過一定時間的培養(yǎng)而形成的培養(yǎng)特征。 好氧好氧 厭氧厭氧 兼氧兼氧 運(yùn)動型運(yùn)動型 不運(yùn)動型不運(yùn)動型用明膠代替瓊脂，可幫判斷產(chǎn)蛋白酶的情況。（2）細(xì)菌的其他培養(yǎng)特征（續(xù)）細(xì)菌的其他培養(yǎng)特征（續(xù)） 細(xì)菌在液體培養(yǎng)基上的菌落特征細(xì)菌在液體培養(yǎng)基上的菌落特征細(xì)菌在液體培養(yǎng)基中可以自由擴(kuò)散生長，有絮狀、細(xì)菌在液體培養(yǎng)基中可以自由擴(kuò)散生長，有絮狀、環(huán)狀、膜狀、菌膜。環(huán)狀、膜狀、菌膜。補(bǔ)：細(xì)菌的物理化學(xué)性質(zhì)補(bǔ)：細(xì)菌的物理化學(xué)性質(zhì)（1）、細(xì)菌表面電荷和等電點）、細(xì)菌表面電荷和等電點Isoelectric Point 細(xì)菌的等電點為細(xì)菌的等電點為pH25G+菌的等電點為菌的等電點為pH23G-菌的等電點為菌的等電

30、點為pH45G染色不穩(wěn)定性菌染色不穩(wěn)定性菌pH34 細(xì)菌表面電荷總是帶負(fù)電細(xì)菌表面電荷總是帶負(fù)電因細(xì)菌多處于高于其因細(xì)菌多處于高于其IEP環(huán)境，羧基電離環(huán)境，羧基電離細(xì)胞壁的磷壁酸含有大量酸性較強(qiáng)的磷酸基細(xì)胞壁的磷壁酸含有大量酸性較強(qiáng)的磷酸基補(bǔ)：細(xì)菌的物理化學(xué)性質(zhì)（續(xù)）補(bǔ)：細(xì)菌的物理化學(xué)性質(zhì)（續(xù)）（2）、細(xì)菌的染色原理及染色方法）、細(xì)菌的染色原理及染色方法 細(xì)菌的染色原理細(xì)菌的染色原理 堿性染料：結(jié)晶紫、龍膽紫、堿性品紅、蕃紅、堿性染料：結(jié)晶紫、龍膽紫、堿性品紅、蕃紅、美藍(lán)等美藍(lán)等 酸性染料：酸性品紅、剛果紅、曙紅等酸性染料：酸性品紅、剛果紅、曙紅等 細(xì)菌在堿性環(huán)境中菌體酸性基解離強(qiáng)，更易與堿

31、細(xì)菌在堿性環(huán)境中菌體酸性基解離強(qiáng)，更易與堿性染料結(jié)合性染料結(jié)合 染色方法：簡單染色和復(fù)合染色法染色方法：簡單染色和復(fù)合染色法補(bǔ)：細(xì)菌的物理化學(xué)性質(zhì)（續(xù)）補(bǔ)：細(xì)菌的物理化學(xué)性質(zhì)（續(xù)）(2)、細(xì)菌的染色原理及染色方法、細(xì)菌的染色原理及染色方法 革蘭氏染色法革蘭氏染色法 涂片涂片-初染初染-水洗水洗-媒染媒染-脫色脫色-復(fù)染復(fù)染-觀察觀察 革蘭氏染色機(jī)制革蘭氏染色機(jī)制 與細(xì)菌等電點有關(guān)與細(xì)菌等電點有關(guān) 與細(xì)胞壁有關(guān)與細(xì)胞壁有關(guān)補(bǔ)：細(xì)菌的物理化學(xué)性質(zhì)（續(xù)）補(bǔ)：細(xì)菌的物理化學(xué)性質(zhì)（續(xù)） (3)、細(xì)菌懸液的穩(wěn)定性、細(xì)菌懸液的穩(wěn)定性 S型，即光滑型：細(xì)菌在液體培養(yǎng)基中很穩(wěn)型，即光滑型：細(xì)菌在液體培養(yǎng)基中很穩(wěn)

32、定，均勻分布于培養(yǎng)基中定，均勻分布于培養(yǎng)基中 R型，即粗糙型：不穩(wěn)定易發(fā)生凝聚而沉淀型，即粗糙型：不穩(wěn)定易發(fā)生凝聚而沉淀在瓶底，培養(yǎng)基很清在瓶底，培養(yǎng)基很清 環(huán)境工程意義：二沉池，構(gòu)建環(huán)境工程意義：二沉池，構(gòu)建R型細(xì)菌為優(yōu)勢菌型細(xì)菌為優(yōu)勢菌補(bǔ)：細(xì)菌的物理化學(xué)性質(zhì)（續(xù)）補(bǔ)：細(xì)菌的物理化學(xué)性質(zhì)（續(xù)） (4)、細(xì)菌的物理化學(xué)性質(zhì)、細(xì)菌的物理化學(xué)性質(zhì) 細(xì)菌懸液的渾濁度細(xì)菌懸液的渾濁度 細(xì)菌的多相膠體性質(zhì)細(xì)菌的多相膠體性質(zhì) 細(xì)菌的比表面積細(xì)菌的比表面積 細(xì)菌的密度和重量細(xì)菌的密度和重量單個細(xì)菌重約單個細(xì)菌重約 110-9110-10mg細(xì)菌細(xì)菌蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)糖糖核酸核酸無機(jī)鹽無機(jī)鹽脂類脂類1.071.19

33、 1.51.41.622.512.2 放線菌放線菌 放線菌（放線菌（Actinomycetes）:在固體培養(yǎng)基上呈在固體培養(yǎng)基上呈放射狀菌絲；放射狀菌絲； 放線菌是一大類形態(tài)多樣放線菌是一大類形態(tài)多樣(桿狀到絲狀桿狀到絲狀)、(G+C)(摩爾分?jǐn)?shù)摩爾分?jǐn)?shù))(60%70%)含量高，多數(shù)呈含量高，多數(shù)呈菌絲狀生長并以孢子繁殖的、陸生性強(qiáng)的革蘭菌絲狀生長并以孢子繁殖的、陸生性強(qiáng)的革蘭氏陽性原核微生物；氏陽性原核微生物； 分布廣分布廣 ； 土壤特有的泥腥味主要是由放線菌的代謝產(chǎn)物土壤特有的泥腥味主要是由放線菌的代謝產(chǎn)物引起的；引起的； 放線菌是主要的抗生素產(chǎn)生菌；放線菌是主要的抗生素產(chǎn)生菌； 大多數(shù)放

34、線菌生活方式為腐生。大多數(shù)放線菌生活方式為腐生。 2.2.1 放線菌的形態(tài)結(jié)構(gòu)放線菌的形態(tài)結(jié)構(gòu) 營養(yǎng)菌絲：基內(nèi)菌絲營養(yǎng)菌絲：基內(nèi)菌絲 氣生菌絲氣生菌絲 孢子絲：孢子絲：2.2.1 放線菌的形態(tài)結(jié)構(gòu)（續(xù)）放線菌的形態(tài)結(jié)構(gòu)（續(xù)） 放線菌的生活史放線菌的生活史1.種子萌發(fā) 2.基內(nèi)菌絲 3. 氣生菌絲 4. 孢子絲 5.孢子絲分化為孢子鏈霉菌的生活史簡圖2.2.1 放線菌的形態(tài)結(jié)構(gòu)（續(xù)）放線菌的形態(tài)結(jié)構(gòu)（續(xù)）放線菌分生孢子表面結(jié)構(gòu) 2.2.1 放線菌的形態(tài)結(jié)構(gòu)（續(xù)）放線菌的形態(tài)結(jié)構(gòu)（續(xù)）鏈霉菌孢子絲的各種形態(tài)、排列及演變 2.2.2 放線菌的繁殖方式放線菌的繁殖方式 (1)、分生孢子的形成方式、分生

35、孢子的形成方式 分生孢子：氣生菌絲頂端先彎曲成為孢子絲，然后分生孢子：氣生菌絲頂端先彎曲成為孢子絲，然后形成橫隔，細(xì)胞壁加厚并收縮，分裂成一個一個的形成橫隔，細(xì)胞壁加厚并收縮，分裂成一個一個的細(xì)胞。最后，細(xì)胞成熟，形成一串分生孢子孢子絲細(xì)胞。最后，細(xì)胞成熟，形成一串分生孢子孢子絲上產(chǎn)生成串的分生孢子。上產(chǎn)生成串的分生孢子。橫隔分裂形成孢子的過程(a)孢子絲中形成橫隔；(b)沿橫隔斷裂形成孢子；(c)成熟的孢子（2）孢子囊孢子）孢子囊孢子 孢子囊孢子：有的放線菌由菌絲盤卷形成孢子孢子囊孢子：有的放線菌由菌絲盤卷形成孢子囊，其間產(chǎn)生橫隔，形成孢子。孢子囊成熟后，囊，其間產(chǎn)生橫隔，形成孢子。孢子囊成

36、熟后，釋放出孢子。釋放出孢子。 孢子囊可在氣生菌絲、也可在基內(nèi)菌絲上形成。孢子囊可在氣生菌絲、也可在基內(nèi)菌絲上形成。粉紅鏈孢霉(Strepto sporangium)孢子囊形成過程1孢子囊形成初期；2孢子囊繼續(xù)生長，囊內(nèi)形成橫隔；3成熟孢子囊，孢囊孢子不規(guī)則排列（3）菌絲片段）菌絲片段 藉菌絲斷裂的片段形成新菌絲體的繁殖方式；藉菌絲斷裂的片段形成新菌絲體的繁殖方式； 常見于液體培養(yǎng)中；常見于液體培養(yǎng)中； 工業(yè)發(fā)酵生產(chǎn)抗生素時，放線菌就以此方式大工業(yè)發(fā)酵生產(chǎn)抗生素時，放線菌就以此方式大量繁殖；量繁殖； 如果靜止培養(yǎng)，培養(yǎng)物表面往往形成菌膜，膜如果靜止培養(yǎng)，培養(yǎng)物表面往往形成菌膜，膜上也可生出孢子

37、。上也可生出孢子。 （4）其他方式）其他方式 如小單孢菌科如小單孢菌科(Micromono sporaceae)中多數(shù)中多數(shù)種的孢子著生在直而短的營養(yǎng)菌絲的分權(quán)頂端種的孢子著生在直而短的營養(yǎng)菌絲的分權(quán)頂端上，一個枝杈頂端形成一個球形、橢圓形或圓上，一個枝杈頂端形成一個球形、橢圓形或圓形的孢子，這些孢子也稱分生孢子。它們聚在形的孢子，這些孢子也稱分生孢子。它們聚在一起，很像一串葡萄；一起，很像一串葡萄； 某些放線菌偶爾也會產(chǎn)生厚壁孢子。某些放線菌偶爾也會產(chǎn)生厚壁孢子。2.2.3 放線菌的培養(yǎng)特征放線菌的培養(yǎng)特征（1） 菌落特征菌落特征 放線菌的菌落由菌絲體放線菌的菌落由菌絲體(mycelium)

38、組成，是菌組成，是菌絲在固體培養(yǎng)基表面的交錯和纏繞生長所形成絲在固體培養(yǎng)基表面的交錯和纏繞生長所形成的形態(tài)結(jié)構(gòu)。的形態(tài)結(jié)構(gòu)。 菌落特征：質(zhì)地硬而致密；菌落較小而不廣泛菌落特征：質(zhì)地硬而致密；菌落較小而不廣泛延伸；表面呈緊密的絲絨狀或皺褶；干燥、不延伸；表面呈緊密的絲絨狀或皺褶；干燥、不透明等。透明等。 產(chǎn)生大量分枝的基內(nèi)菌絲和氣生菌絲的菌種：產(chǎn)生大量分枝的基內(nèi)菌絲和氣生菌絲的菌種：呈絨狀或密實、呈絨狀或密實、 干燥、多皺，不易挑起，如干燥、多皺，不易挑起，如鏈霉菌鏈霉菌 不產(chǎn)生大量菌絲：呈粉末狀、質(zhì)地松散、易不產(chǎn)生大量菌絲：呈粉末狀、質(zhì)地松散、易被挑起，如諾卡氏菌屬被挑起，如諾卡氏菌屬（1）

39、菌落特征菌落特征幼齡菌落中氣生菌絲尚未分幼齡菌落中氣生菌絲尚未分化成孢子絲，其菌落表面化成孢子絲，其菌落表面與細(xì)菌難以區(qū)分。與細(xì)菌難以區(qū)分。當(dāng)孢子絲形成大量孢子并布當(dāng)孢子絲形成大量孢子并布滿菌落表面后，就呈現(xiàn)表滿菌落表面后，就呈現(xiàn)表面絮狀、粉末或顆粒狀的面絮狀、粉末或顆粒狀的典型放線菌菌落特征；典型放線菌菌落特征；由于菌絲和孢子絲常具不同由于菌絲和孢子絲常具不同色素，使菌落正面、背面色素，使菌落正面、背面呈不同色澤。呈不同色澤。水溶性色素可擴(kuò)散，脂溶性水溶性色素可擴(kuò)散，脂溶性色素則不擴(kuò)散。色素則不擴(kuò)散。皮疽諾卡氏菌酒紅指孢囊菌游動放線菌小單胞菌皺雙孢馬杜拉放線菌（1） 菌落特征菌落特征(續(xù)續(xù))

40、A：卡特利鏈霉菌；B：弗氏鏈霉菌；C：吸水鏈霉菌金淚亞種；D：卡那霉素鏈霉菌；E：除蟲鏈霉菌；F：生磺酸鏈霉菌 產(chǎn)抗生素的放線菌用放大鏡觀察，可見菌落周圍具放線用放大鏡觀察，可見菌落周圍具放線狀菌絲。狀菌絲。（2）其他培養(yǎng)特征）其他培養(yǎng)特征 液體培養(yǎng)基內(nèi)靜置培養(yǎng)，能在瓶壁液面處形液體培養(yǎng)基內(nèi)靜置培養(yǎng)，能在瓶壁液面處形成斑點狀或膜狀群落，或沉淀于瓶底而不會成斑點狀或膜狀群落，或沉淀于瓶底而不會使培養(yǎng)基渾濁。使培養(yǎng)基渾濁。 液體培養(yǎng)基內(nèi)振蕩培養(yǎng)，常形成由短的菌絲液體培養(yǎng)基內(nèi)振蕩培養(yǎng)，常形成由短的菌絲所構(gòu)成的球形顆粒。所構(gòu)成的球形顆粒。 補(bǔ)：放線菌與細(xì)菌的區(qū)別補(bǔ)：放線菌與細(xì)菌的區(qū)別 相似點相似點 區(qū)

41、別區(qū)別區(qū)別區(qū)別放線菌放線菌細(xì)菌細(xì)菌菌絲體菌絲體有真正分枝的菌絲體有真正分枝的菌絲體無菌絲體無菌絲體繁殖方式繁殖方式孢子孢子分裂生殖分裂生殖菌落特征菌落特征(成熟菌落成熟菌落)不易自培養(yǎng)基上挑起、菌落小、干不易自培養(yǎng)基上挑起、菌落小、干燥、致密、堅實燥、致密、堅實易被挑起易被挑起2.3 藍(lán)細(xì)菌藍(lán)細(xì)菌 藍(lán)細(xì)菌藍(lán)細(xì)菌(Cyanobacteria)：曾稱藍(lán)藻：曾稱藍(lán)藻(blue algae)或藍(lán)綠藻或藍(lán)綠藻(blue-green algae)。 是一群分布極廣的、異質(zhì)的、絕大多數(shù)情況下是一群分布極廣的、異質(zhì)的、絕大多數(shù)情況下營產(chǎn)氧的光合作用的、古老的原核微生物。營產(chǎn)氧的光合作用的、古老的原核微生物。

42、常引起水華常引起水華(water bloom)。 抗逆境的能力較強(qiáng)抗逆境的能力較強(qiáng) 溫泉溫泉(7073)、鹽湖、貧瘠的巖石、沙漠中、鹽湖、貧瘠的巖石、沙漠中 一些藍(lán)細(xì)菌還能與真菌、苔類、蕨類、蘇鐵科一些藍(lán)細(xì)菌還能與真菌、苔類、蕨類、蘇鐵科植物、珊瑚甚至一些無脊椎動物共生。植物、珊瑚甚至一些無脊椎動物共生。2.3.1 藍(lán)細(xì)菌的形態(tài)藍(lán)細(xì)菌的形態(tài) 單細(xì)胞和絲狀兩種形體；單細(xì)胞和絲狀兩種形體； 大小大小(直徑直徑)一般在一般在0.51m，如聚球藍(lán)細(xì)菌屬，如聚球藍(lán)細(xì)菌屬(Synechococcus)；也有大到；也有大到60 m ，如巨顫藍(lán)細(xì)菌，如巨顫藍(lán)細(xì)菌(Oscillatori princeps)；

43、細(xì)胞形態(tài)球狀或桿狀，單生或團(tuán)聚體，如黏桿藍(lán)細(xì)菌細(xì)胞形態(tài)球狀或桿狀，單生或團(tuán)聚體，如黏桿藍(lán)細(xì)菌(Gloeothece)和果皮藍(lán)細(xì)菌和果皮藍(lán)細(xì)菌(Dermocarpa)等屬。等屬。 絲狀藍(lán)細(xì)菌是許多細(xì)胞排列而成的群體絲狀藍(lán)細(xì)菌是許多細(xì)胞排列而成的群體 有異形胞的絲狀藍(lán)細(xì)菌，如魚腥藍(lán)細(xì)菌屬有異形胞的絲狀藍(lán)細(xì)菌，如魚腥藍(lán)細(xì)菌屬(Anabaena)； 分支的絲狀藍(lán)細(xì)菌，如費(fèi)氏藍(lán)細(xì)菌屬分支的絲狀藍(lán)細(xì)菌，如費(fèi)氏藍(lán)細(xì)菌屬(Fishchrella)； 螺旋狀藍(lán)細(xì)菌，只有螺旋藍(lán)細(xì)菌屬螺旋狀藍(lán)細(xì)菌，只有螺旋藍(lán)細(xì)菌屬(Spirulina，曾稱，曾稱“螺旋藻螺旋藻”)，它是沒有異形體的絲狀藍(lán)細(xì)菌。它是沒有異形體的絲狀藍(lán)

44、細(xì)菌。2.3.1 藍(lán)細(xì)菌的形態(tài)（續(xù)）藍(lán)細(xì)菌的形態(tài)（續(xù)）(a)單細(xì)胞Synechoccus sp.，放大2500倍；(b)單細(xì)胞群生的黏球(藍(lán))藻(Gloeocapsa sp.)，放大1500倍；(c)大的單細(xì)胞群生的藍(lán)球藻(Chroococcus sp.)，放大500倍；(d)絲狀的藍(lán)藻(Oscillatoria sp.)，放大500倍；(e)螺旋形絲狀體的螺旋藻(Spirulina sp.)，放大500倍；(f)分叉絲狀體的藍(lán)藻(Tolypothrix sp.)，放大1500倍圖(a)，(b)和(f)，Nomarski干擾差顯微鏡；(c)和(e)，相差顯微鏡；(d)暗視野顯微鏡2.3.2 藍(lán)

45、細(xì)菌的結(jié)構(gòu)藍(lán)細(xì)菌的結(jié)構(gòu) 細(xì)胞結(jié)構(gòu)似于革蘭氏陰性細(xì)菌；細(xì)胞結(jié)構(gòu)似于革蘭氏陰性細(xì)菌； 細(xì)胞壁含肽聚糖，外有脂多糖層；細(xì)胞壁含肽聚糖，外有脂多糖層； 許多藍(lán)細(xì)菌還向細(xì)胞壁分泌黏性物質(zhì)，或包在許多藍(lán)細(xì)菌還向細(xì)胞壁分泌黏性物質(zhì)，或包在單細(xì)胞外形成類似細(xì)菌莢膜的黏膜外套，或包單細(xì)胞外形成類似細(xì)菌莢膜的黏膜外套，或包裹在絲狀體外形成鞘；裹在絲狀體外形成鞘； 多數(shù)絲狀藍(lán)細(xì)菌雖無鞭毛，但能做滑行運(yùn)動；多數(shù)絲狀藍(lán)細(xì)菌雖無鞭毛，但能做滑行運(yùn)動； 藍(lán)細(xì)菌的脂肪酸常是含有兩個或多個雙鍵的不藍(lán)細(xì)菌的脂肪酸常是含有兩個或多個雙鍵的不飽和脂肪酸，而其他細(xì)菌幾乎都含飽和脂肪酸飽和脂肪酸，而其他細(xì)菌幾乎都含飽和脂肪酸以及一個雙鍵

46、的不飽和脂肪酸。以及一個雙鍵的不飽和脂肪酸。2.3.2.1類囊體類囊體(thylakoid) 類囊體，為藍(lán)細(xì)菌的光合器，是片層狀膜系統(tǒng)。類囊體，為藍(lán)細(xì)菌的光合器，是片層狀膜系統(tǒng)。 由多層膜片相疊而成，通常位于細(xì)胞周緣，平行于細(xì)由多層膜片相疊而成，通常位于細(xì)胞周緣，平行于細(xì)胞壁。在一些較簡單的藍(lán)細(xì)菌中，片層常以同心圓規(guī)胞壁。在一些較簡單的藍(lán)細(xì)菌中，片層常以同心圓規(guī)則地排列在細(xì)胞質(zhì)四周。則地排列在細(xì)胞質(zhì)四周。 含葉綠素含葉綠素a、類胡蘿卜素、藻膽素、類胡蘿卜素、藻膽素(phycibilin)以及光合以及光合電子傳遞鏈的有關(guān)組分等。電子傳遞鏈的有關(guān)組分等。 藻膽素為藍(lán)細(xì)菌所特有的一種輔助色素，在缺乏

47、氮藻膽素為藍(lán)細(xì)菌所特有的一種輔助色素，在缺乏氮素的情況下，藻膽素還可以作為氮源貯藏物使用。素的情況下，藻膽素還可以作為氮源貯藏物使用。 藻膽素與蛋白質(zhì)結(jié)合成藻膽蛋白，聚集在類囊體外藻膽素與蛋白質(zhì)結(jié)合成藻膽蛋白，聚集在類囊體外表面構(gòu)成顆粒狀藻膽蛋白體表面構(gòu)成顆粒狀藻膽蛋白體(phycobilinsome)。2.3.2.1類囊體類囊體(thylakoid) 大多數(shù)藍(lán)細(xì)菌由于兼有藻藍(lán)素大多數(shù)藍(lán)細(xì)菌由于兼有藻藍(lán)素(phycocyanobilin)和葉綠和葉綠素素a故呈藍(lán)綠色。而氮素饑餓的藍(lán)細(xì)菌，由于藻藍(lán)素被降故呈藍(lán)綠色。而氮素饑餓的藍(lán)細(xì)菌，由于藻藍(lán)素被降解掉，所以常呈綠色。解掉，所以常呈綠色。 有些藍(lán)

48、細(xì)菌的紅色或棕色系藻紅素所致。有些藍(lán)細(xì)菌的紅色或棕色系藻紅素所致。 藍(lán)細(xì)菌的藻藍(lán)素和藻紅素比例受環(huán)境的影響，在藍(lán)和藍(lán)細(xì)菌的藻藍(lán)素和藻紅素比例受環(huán)境的影響，在藍(lán)和綠光下，藻紅素占優(yōu)勢；在紅光下主要是藻藍(lán)素，這綠光下，藻紅素占優(yōu)勢；在紅光下主要是藻藍(lán)素，這樣保證了藍(lán)細(xì)菌能在不同的環(huán)境條件下有效地利用光樣保證了藍(lán)細(xì)菌能在不同的環(huán)境條件下有效地利用光能。能。2.3.2.2其他細(xì)胞質(zhì)內(nèi)含物其他細(xì)胞質(zhì)內(nèi)含物 羧酶體羧酶體:固定固定CO2的部位；的部位； 氣泡：浮游藍(lán)細(xì)菌的細(xì)胞質(zhì)中，可使菌體漂浮，使它們逗氣泡：浮游藍(lán)細(xì)菌的細(xì)胞質(zhì)中，可使菌體漂浮，使它們逗留在光線最充足的地方，以利光合作用。留在光線最充足的地

49、方，以利光合作用。 貯藏性顆粒：糖原、多聚磷酸和聚貯藏性顆粒：糖原、多聚磷酸和聚-羥基丁酸顆粒羥基丁酸顆粒 藍(lán)細(xì)菌顆粒藍(lán)細(xì)菌顆粒(cyanophycine granule)： 是多聚天冬氨酸，即每個天冬氨酸殘基上連有一個精氨酸。是多聚天冬氨酸，即每個天冬氨酸殘基上連有一個精氨酸。 是氮源貯藏物，主要貯存在異形體中。是氮源貯藏物，主要貯存在異形體中。 也是能源貯藏物，在缺少能量也是能源貯藏物，在缺少能量(黑暗或厭氧黑暗或厭氧)條件下，被精氨酸雙條件下，被精氨酸雙水解酶水解酶(arginine dihydrolase)水解成鳥氨酸，并產(chǎn)生水解成鳥氨酸，并產(chǎn)生ATP。2.3.3藍(lán)細(xì)菌的繁殖藍(lán)細(xì)菌的繁

50、殖 無性方式繁殖。無性方式繁殖。 單細(xì)胞的種類進(jìn)行二分裂單細(xì)胞的種類進(jìn)行二分裂(如黏桿藍(lán)細(xì)菌如黏桿藍(lán)細(xì)菌)或多分裂或多分裂(如如果皮藍(lán)細(xì)菌果皮藍(lán)細(xì)菌)； 有異形胞的絲狀藍(lán)細(xì)菌形成靜息孢子；有異形胞的絲狀藍(lán)細(xì)菌形成靜息孢子； 通過其絲狀體斷裂形成短片端通過其絲狀體斷裂形成短片端段殖體段殖體(hormognium)方式繁殖。方式繁殖。2.3.3藍(lán)細(xì)菌的繁殖藍(lán)細(xì)菌的繁殖 光合作用：利用水作為氫供體，在光照下釋放氧；光合作用：利用水作為氫供體，在光照下釋放氧； 固氮作用：所有能形成異形胞的藍(lán)細(xì)菌都具有固固氮作用：所有能形成異形胞的藍(lán)細(xì)菌都具有固氮能力，因此藍(lán)細(xì)菌常常生長在貧瘠的環(huán)境下。氮能力，因此藍(lán)細(xì)

51、菌常常生長在貧瘠的環(huán)境下。2.3.3藍(lán)細(xì)菌的繁殖藍(lán)細(xì)菌的繁殖 特殊生境：特殊生境： 有些能耐受充滿硫化氫和無氧的條件；有些能耐受充滿硫化氫和無氧的條件； 有些藍(lán)既耐酸又可生長于熱酸性溫泉中；有些藍(lán)既耐酸又可生長于熱酸性溫泉中； 一些專性自養(yǎng)型藍(lán)細(xì)菌，在有光線存在時，能一些專性自養(yǎng)型藍(lán)細(xì)菌，在有光線存在時，能同化葡萄糖和醋酸鹽等有機(jī)物，以此作為碳源；同化葡萄糖和醋酸鹽等有機(jī)物，以此作為碳源；還有一些絲狀藍(lán)細(xì)菌的種，以有機(jī)物作為碳源還有一些絲狀藍(lán)細(xì)菌的種，以有機(jī)物作為碳源時，能在暗處、且含有葡萄糖或其他糖類的培時，能在暗處、且含有葡萄糖或其他糖類的培養(yǎng)基中生存。養(yǎng)基中生存。 在污染控制中藍(lán)細(xì)菌一方

52、面不斷地代謝著屬于在污染控制中藍(lán)細(xì)菌一方面不斷地代謝著屬于它們的營養(yǎng)物；另一方面向其他菌類提供碳源它們的營養(yǎng)物；另一方面向其他菌類提供碳源和能源。和能源。2.4古細(xì)菌（ Archaeobacteria） 古細(xì)菌都存在于極端特殊的生態(tài)環(huán)境下；古細(xì)菌都存在于極端特殊的生態(tài)環(huán)境下； 具有原核生物的基本特征；具有原核生物的基本特征； 但在某些細(xì)胞結(jié)構(gòu)的化學(xué)組成以及許多生化特但在某些細(xì)胞結(jié)構(gòu)的化學(xué)組成以及許多生化特征上都不同于真細(xì)菌。征上都不同于真細(xì)菌。古細(xì)菌古細(xì)菌 Archaeobacteria真細(xì)菌真細(xì)菌 Eubacteria細(xì)菌細(xì)菌2.4.1 古細(xì)菌的一般特征古細(xì)菌的一般特征 細(xì)胞壁成分獨特而多樣

53、，它們不含胞壁酸、細(xì)胞壁成分獨特而多樣，它們不含胞壁酸、D型氨基酸和二氨基庚二酸；型氨基酸和二氨基庚二酸； 細(xì)胞質(zhì)膜的特殊性；細(xì)胞質(zhì)膜的特殊性； 核糖體的核糖體的l6SrRNA、tRNA核苷酸序列分析核苷酸序列分析的獨特性；的獨特性； 對不同抗生素敏感性的差異等。對不同抗生素敏感性的差異等。2.4.1.1古細(xì)菌的細(xì)胞壁古細(xì)菌的細(xì)胞壁 除少數(shù)外除少數(shù)外(如如Thermo plasma)，絕大多數(shù)，絕大多數(shù)古細(xì)菌都有細(xì)胞壁古細(xì)菌都有細(xì)胞壁 細(xì)胞壁中沒有肽聚糖，根據(jù)化學(xué)組成可將細(xì)胞壁中沒有肽聚糖，根據(jù)化學(xué)組成可將古細(xì)菌的細(xì)胞壁分為：古細(xì)菌的細(xì)胞壁分為： 由假肽聚糖或酸性雜多糖組成的；由假肽聚糖或酸性

54、雜多糖組成的； 由蛋白質(zhì)或糖蛋白的亞單位組成的。由蛋白質(zhì)或糖蛋白的亞單位組成的。 有些古細(xì)菌的細(xì)胞壁則兼有假肽聚糖和蛋有些古細(xì)菌的細(xì)胞壁則兼有假肽聚糖和蛋白質(zhì)外層。白質(zhì)外層。Some Archaea have pseudopeptidoglycan cell wallsN-acetyl talosaminuronic acidN-acetyl glucosamineN-乙酰氨基葡萄糖N-乙酰塔羅糖醛酸L-谷氨酸L-丙氨酸蘇氨酸肽鏈(2)酸性雜多糖的組成 有些古細(xì)菌的細(xì)胞壁骨架是酸性雜多糖；有些古細(xì)菌的細(xì)胞壁骨架是酸性雜多糖； 是由兩個是由兩個N-乙酰氨基半乳糖乙酰氨基半乳糖(GalNAc)和一

55、和一個個D-葡萄糖醛酸葡萄糖醛酸(GleVA)所組成的三糖單位，所組成的三糖單位，重復(fù)連接而形成了酸性雜多糖。重復(fù)連接而形成了酸性雜多糖。 還有一種菌中含有硫酸化雜多糖。還有一種菌中含有硫酸化雜多糖。(3)蛋白質(zhì)和糖蛋白結(jié)構(gòu) 許多古細(xì)菌細(xì)胞壁的蛋白質(zhì)或糖蛋白亞基，許多古細(xì)菌細(xì)胞壁的蛋白質(zhì)或糖蛋白亞基，都是以六角形規(guī)則排列形式存在的。都是以六角形規(guī)則排列形式存在的。2.4.1.2古細(xì)菌的細(xì)胞膜古細(xì)菌的細(xì)胞膜 含有特殊的極性脂類含有特殊的極性脂類 磷脂是磷脂甘油磷酸的結(jié)構(gòu)類似物，稱為二醚磷脂是磷脂甘油磷酸的結(jié)構(gòu)類似物，稱為二醚磷脂酰甘油磷酸；磷脂酰甘油磷酸； 糖脂是二醚糖脂。糖脂是二醚糖脂。 含有

56、非極性或中性脂類含有非極性或中性脂類 在非極性脂類中，聚異戊二烯和氫化的聚戊二在非極性脂類中，聚異戊二烯和氫化的聚戊二烯碳?xì)浠衔镆枷┨細(xì)浠衔镆?5%以上；以上； 含有脂醌類化合物，作為傳遞質(zhì)子和電子含有脂醌類化合物，作為傳遞質(zhì)子和電子的載體。的載體。 Chemical bonds in lipids酯鍵Ester linkage(Bacteria and Eukarya)醚鍵Ether linkage(Archaea)Structure of archaeal membranes植烷2.4.2古細(xì)菌重要的分類特征古細(xì)菌重要的分類特征 在在伯杰氏系統(tǒng)細(xì)菌學(xué)手冊伯杰氏系統(tǒng)細(xì)菌學(xué)手冊(新版新

57、版)第三卷第三卷21節(jié)中古細(xì)菌被分為產(chǎn)甲烷菌、極端嗜鹽節(jié)中古細(xì)菌被分為產(chǎn)甲烷菌、極端嗜鹽菌和極端嗜熱菌三大類。菌和極端嗜熱菌三大類。 它們的分類主要根據(jù)它們的分類主要根據(jù)l6SrRNA的序列分析的序列分析及其相關(guān)的形態(tài)和生理發(fā)育體系。及其相關(guān)的形態(tài)和生理發(fā)育體系。產(chǎn)甲烷菌革蘭氏染色呈革蘭氏染色呈G+或或G-；形態(tài)多樣，有球形、八疊球形、短桿、長桿、絲狀和盤狀。形態(tài)多樣，有球形、八疊球形、短桿、長桿、絲狀和盤狀。嚴(yán)格厭氧，細(xì)胞內(nèi)不含有過氧化氫酶及過氧化物酶，氧對它們有毒害嚴(yán)格厭氧，細(xì)胞內(nèi)不含有過氧化氫酶及過氧化物酶，氧對它們有毒害作用。作用。自養(yǎng)生長時自養(yǎng)生長時CO2是碳源，利用是碳源，利用H2

58、作為作為CO2的還原劑以合成有機(jī)物。利的還原劑以合成有機(jī)物。利用甲烷發(fā)酵或乙酸鹽呼吸來獲取生命活動所需的能量，乙酸可以用來用甲烷發(fā)酵或乙酸鹽呼吸來獲取生命活動所需的能量，乙酸可以用來刺激生長。刺激生長。某些氨基酸、酵母膏和酪素水解物等可作為生長因子；某些氨基酸、酵母膏和酪素水解物等可作為生長因子；都能利用都能利用NH4+作為氮源，少數(shù)的種可以固定分子態(tài)的氮。作為氮源，少數(shù)的種可以固定分子態(tài)的氮。所有產(chǎn)甲烷的古細(xì)菌都需要金屬鎳作為產(chǎn)甲烷輔酶所有產(chǎn)甲烷的古細(xì)菌都需要金屬鎳作為產(chǎn)甲烷輔酶F430成分成分(鎳四吡鎳四吡咯咯)；鐵和鈷也是產(chǎn)甲烷古細(xì)菌所需要的重要微量元素。鐵和鈷也是產(chǎn)甲烷古細(xì)菌所需要的重

59、要微量元素。2.5 其他原核微生物 2.5.1 鞘細(xì)菌鞘細(xì)菌 一類以絲狀體生長的細(xì)菌。一類以絲狀體生長的細(xì)菌。 是多個細(xì)胞在共同的鞘內(nèi)線狀排列生長，形成單絲狀是多個細(xì)胞在共同的鞘內(nèi)線狀排列生長，形成單絲狀的細(xì)菌。的細(xì)菌。 也有一些鞘細(xì)菌在鞘邊附著一個或數(shù)個細(xì)胞，形成分也有一些鞘細(xì)菌在鞘邊附著一個或數(shù)個細(xì)胞，形成分枝狀，成為假分枝。枝狀，成為假分枝。 具有獨特的生活史，包括有鞭毛的游走細(xì)胞的形成。具有獨特的生活史，包括有鞭毛的游走細(xì)胞的形成。 鞘細(xì)菌菌絲的直徑在不同種間差別很大，從一微米至鞘細(xì)菌菌絲的直徑在不同種間差別很大，從一微米至幾十微米，其長度多數(shù)在數(shù)十至百微米甚至更長，以幾十微米，其長度

60、多數(shù)在數(shù)十至百微米甚至更長，以至低倍鏡下即可分辨。至低倍鏡下即可分辨。2.5.1鞘細(xì)菌鞘細(xì)菌菌鞘的主要成分是蛋白質(zhì)、多糖、類脂等，鞘外包圍的有含多糖的黏菌鞘的主要成分是蛋白質(zhì)、多糖、類脂等，鞘外包圍的有含多糖的黏質(zhì)層或莢膜；鞘外可能結(jié)成或不結(jié)成氧化鐵或氧化錳外鞘；質(zhì)層或莢膜；鞘外可能結(jié)成或不結(jié)成氧化鐵或氧化錳外鞘；不同種的菌鞘差別大，有的較厚，有的較薄或不明顯；不同種的菌鞘差別大，有的較厚，有的較薄或不明顯；鞘細(xì)菌為好氧或微好氧菌，以化能異養(yǎng)為主，但也有行化能自養(yǎng)、兼鞘細(xì)菌為好氧或微好氧菌，以化能異養(yǎng)為主，但也有行化能自養(yǎng)、兼性化能自養(yǎng)的。性化能自養(yǎng)的。鞘細(xì)菌的分類鞘細(xì)菌的分類 能積累氫氧化鐵