原核微生物之藍(lán)細(xì)菌和古菌-課件

第一篇第二章原核微生物之藍(lán)細(xì)菌和古菌第一篇第二章原核微生物之藍(lán)細(xì)菌和古菌1藍(lán)細(xì)菌（Cyanobacteria)1、概念

也稱藍(lán)藻或藍(lán)綠藻（blue-greenalgae)，是一類含有葉綠素a、能以水作為供氫體和電子受體、通過(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)的光合細(xì)菌。古老的生物，使46億年前的地球由無(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幚怼⑺w自凈中起著積極作用?？勺鳛樗w富營(yíng)養(yǎng)化的指示生物。Cncnc-micro藍(lán)細(xì)菌（Cyanobacteria)1、概念Cncnc-mi22、特性Cncnc-micro1）分布極廣從熱帶到兩極，從海洋到高山，到處是它們的蹤跡，土壤、巖石，甚至樹皮上都能成片生長(zhǎng)2、特性Cncnc-micro1）分布極廣從熱帶到兩極，從海32)形態(tài)差異極大，有球狀、桿狀和絲狀等形態(tài)2、特性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2)形態(tài)差異極大，有球狀、桿狀和絲狀等形態(tài)2、特性Cncnc4鏈桿狀絲狀聚合體球狀（正在分裂）藍(lán)細(xì)菌的形態(tài)鏈桿狀絲狀聚合體球狀（正在分裂）藍(lán)細(xì)菌的形態(tài)5不同形態(tài)的藍(lán)細(xì)菌不同形態(tài)的藍(lán)細(xì)菌63）細(xì)胞中含葉綠素a,進(jìn)行產(chǎn)氧型光合作用；4）具有原核生物的典型的細(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)行固氮的場(chǎng)所；6）分泌粘液層、莢膜或形成鞘衣，因此具有強(qiáng)的抗干旱能力；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）許多種類細(xì)胞質(zhì)中有氣泡，使菌體飄浮，保持在光線最充足的地方以利于光合作用。2、特性Cncnc-micro3）細(xì)胞中含葉綠素a,進(jìn)行產(chǎn)氧型光合作用；2、特性Cncnc7危害：容易引起水花的藍(lán)細(xì)菌包括微囊藻和腔球藻、魚腥藻、水華束絲藍(lán)細(xì)菌危害：容易引起水花的藍(lán)細(xì)菌包括微囊藻和腔球藻、魚腥藻、水華束8危害：藍(lán)細(xì)菌造成無(wú)錫太湖區(qū)水華危害：藍(lán)細(xì)菌造成無(wú)錫太湖區(qū)水華9爆發(fā)原因藍(lán)藻爆發(fā)成因?yàn)楦粻I(yíng)養(yǎng)化。過(guò)量的養(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)域的主要養(yǎng)分來(lái)源，例如在密西西比河流域，67％的氮流入水體，隨之流入墨西哥灣，波羅的海和太湖中超過(guò)50%的氮也來(lái)自化肥的流失。

2.生活污水，包括人類的生活廢水和含磷清潔劑。

3.畜禽養(yǎng)殖，畜禽的糞便含有大量營(yíng)養(yǎng)廢物如氮和磷，這些元素都能導(dǎo)致富營(yíng)養(yǎng)化。

4.工業(yè)污染，包括化肥廠和廢水排放。

5.燃燒礦物燃料，在波羅的海中約30%的氮，在密西西比河中約13%的氮來(lái)源于此

爆發(fā)原因藍(lán)藻爆發(fā)成因?yàn)楦粻I(yíng)養(yǎng)化。過(guò)量的養(yǎng)分主要來(lái)自于以下這10藍(lán)細(xì)菌代表菌——螺旋藻藍(lán)細(xì)菌代表菌——螺旋藻11原核微生物之藍(lán)細(xì)菌和古菌-課件12螺旋藻螺旋藻作為地球上最古老的植物，是目前所知營(yíng)養(yǎng)成分最全面、最均衡的食品之一，被聯(lián)合國(guó)糧食組織譽(yù)為“二十一世紀(jì)理想的食品”。它含有豐富的蛋白質(zhì)、氨基酸、多糖、不飽和脂肪酸、胡羅卜素、藻籃等多種維生素、礦物質(zhì)和微量元素。1克螺旋藻的營(yíng)養(yǎng)成分相當(dāng)于1000克各類蔬菜總和，其蛋白質(zhì)的含量是大豆、雞蛋的五倍，是大米的十倍、魚肉的三倍。目前國(guó)內(nèi)外生產(chǎn)營(yíng)養(yǎng)品用的品種有：鈍頂螺旋藻和極大螺旋藻。螺旋藻螺旋藻作為地球上最古老的植物，是目前所知營(yíng)養(yǎng)成分最全面13原核微生物之藍(lán)細(xì)菌和古菌-課件14原核微生物之藍(lán)細(xì)菌和古菌-課件15原核微生物之藍(lán)細(xì)菌和古菌-課件16古生菌（Archaea)Cncnc-micro古生菌（Archaea)Cncnc-micro17古菌或古生菌真核生物古菌或古生菌真核生物18古生菌二、細(xì)胞形態(tài)古菌的細(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)，有的很薄，扁平，有些具有精確的方角和垂直的邊構(gòu)成直角幾何形態(tài)的細(xì)胞，有的以單個(gè)細(xì)胞存在，有的呈絲狀體或團(tuán)聚體。其直徑大小一般在0.1~15um，絲狀體長(zhǎng)度有200um.Cncnc-micro古生菌二、細(xì)胞形態(tài)Cncnc-micro19古生菌的細(xì)胞形態(tài)古生菌的細(xì)胞形態(tài)20原核微生物之藍(lán)細(xì)菌和古菌-課件21從熱泉中分離的火山熱原體（Thermoplasmavolcanium)(投影技術(shù)）隱蔽熱網(wǎng)菌（掃描電鏡下的形態(tài)）從熱泉中分離的火山熱原體（Thermoplasmavolc22古菌的細(xì)胞形態(tài)古菌的細(xì)胞形態(tài)23三、細(xì)胞結(jié)構(gòu)一）細(xì)胞壁Cncnc-micro三、細(xì)胞結(jié)構(gòu)一）細(xì)胞壁Cncnc-micro24原核微生物之藍(lán)細(xì)菌和古菌-課件25原核微生物之藍(lán)細(xì)菌和古菌-課件26原核微生物之藍(lán)細(xì)菌和古菌-課件27原核微生物之藍(lán)細(xì)菌和古菌-課件28四、其他特點(diǎn)代謝古菌在代謝過(guò)程中有許多特殊的輔酶，如絕對(duì)厭氧的產(chǎn)甲烷菌有輔酶M、P420、P430等。古菌因有五個(gè)類群，所以，他們的代謝呈多樣性；Cncnc-micro呼吸類型它們多數(shù)為嚴(yán)格厭氧、兼性厭氧，還有專性好氧。Woese認(rèn)為古菌沒有嚴(yán)格的好氧型，沒有完全的光合型；繁殖速度古菌的繁殖速度較慢，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，如鹽分高的湖泊水中，極熱、極酸和絕對(duì)厭氧的環(huán)境。它有特殊的代謝途徑，有的古菌還有熱穩(wěn)定性酶和其他特殊酶。四、其他特點(diǎn)代謝Cncnc-micro呼吸類型繁殖速度生活習(xí)29五、古菌的分類三類:按照古菌的生活習(xí)性和生理特性，古菌可分有三大類型：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-課件30嗜鹽古生菌的棲息地

嗜鹽古生菌的棲息地31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)的光開關(guān)、儲(chǔ)存器等菌紫質(zhì)作為光感受器，利用光合成ATP，可成為生物芯片，用于制32紫膜光合磷酸化（photophosphorylationbypurplemembrance）ATP酶紫膜H+H+H+-++++---細(xì)胞壁紅膜H+ADP+PiATP紫膜光合磷酸化ATP酶紫膜H+H+H+-++++--33PNH+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+PiATPPNH+N+PNPNH+P順式膜外膜內(nèi)紫膜反式H+H++++34古細(xì)菌、真細(xì)菌和真核生物的差異古細(xì)菌、真細(xì)菌和真核生物的差異35六、環(huán)境保護(hù)和環(huán)境工程領(lǐng)域研究古菌的意義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）具有很好的適應(yīng)性和需要性。2、環(huán)境工程涉及的極端性質(zhì)的廢水，如高鹽廢水（化工、發(fā)酵工業(yè)廢水）、酸性廢水（味精廢水pH=2~3，合成制藥廢水pH=4)、堿性廢水（造紙廢水pH=14）、極毒重金屬?gòu)U水、低溫廢水、高溫廢水等，以及極高濃度的有機(jī)廢水，幾乎涵蓋了自然極端環(huán)境的所有惡劣條件，用古菌處理可以降低投資成本、節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用、節(jié)約能源、提高處理效率等方面發(fā)揮積極的作用。六、環(huán)境保護(hù)和環(huán)境工程領(lǐng)域研究古菌的意義1、古菌多為嗜極為生36第一篇第二章原核微生物之藍(lán)細(xì)菌和古菌第一篇第二章原核微生物之藍(lán)細(xì)菌和古菌37藍(lán)細(xì)菌（Cyanobacteria)1、概念

也稱藍(lán)藻或藍(lán)綠藻（blue-greenalgae)，是一類含有葉綠素a、能以水作為供氫體和電子受體、通過(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)的光合細(xì)菌。古老的生物，使46億年前的地球由無(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?、水體自凈中起著積極作用?？勺鳛樗w富營(yíng)養(yǎng)化的指示生物。Cncnc-micro藍(lán)細(xì)菌（Cyanobacteria)1、概念Cncnc-mi382、特性Cncnc-micro1）分布極廣從熱帶到兩極，從海洋到高山，到處是它們的蹤跡，土壤、巖石，甚至樹皮上都能成片生長(zhǎng)2、特性Cncnc-micro1）分布極廣從熱帶到兩極，從海392)形態(tài)差異極大，有球狀、桿狀和絲狀等形態(tài)2、特性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2)形態(tài)差異極大，有球狀、桿狀和絲狀等形態(tài)2、特性Cncnc40鏈桿狀絲狀聚合體球狀（正在分裂）藍(lán)細(xì)菌的形態(tài)鏈桿狀絲狀聚合體球狀（正在分裂）藍(lán)細(xì)菌的形態(tài)41不同形態(tài)的藍(lán)細(xì)菌不同形態(tài)的藍(lán)細(xì)菌423）細(xì)胞中含葉綠素a,進(jìn)行產(chǎn)氧型光合作用；4）具有原核生物的典型的細(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)行固氮的場(chǎng)所；6）分泌粘液層、莢膜或形成鞘衣，因此具有強(qiáng)的抗干旱能力；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）許多種類細(xì)胞質(zhì)中有氣泡，使菌體飄浮，保持在光線最充足的地方以利于光合作用。2、特性Cncnc-micro3）細(xì)胞中含葉綠素a,進(jìn)行產(chǎn)氧型光合作用；2、特性Cncnc43危害：容易引起水花的藍(lán)細(xì)菌包括微囊藻和腔球藻、魚腥藻、水華束絲藍(lán)細(xì)菌危害：容易引起水花的藍(lán)細(xì)菌包括微囊藻和腔球藻、魚腥藻、水華束44危害：藍(lán)細(xì)菌造成無(wú)錫太湖區(qū)水華危害：藍(lán)細(xì)菌造成無(wú)錫太湖區(qū)水華45爆發(fā)原因藍(lán)藻爆發(fā)成因?yàn)楦粻I(yíng)養(yǎng)化。過(guò)量的養(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)域的主要養(yǎng)分來(lái)源，例如在密西西比河流域，67％的氮流入水體，隨之流入墨西哥灣，波羅的海和太湖中超過(guò)50%的氮也來(lái)自化肥的流失。

2.生活污水，包括人類的生活廢水和含磷清潔劑。

3.畜禽養(yǎng)殖，畜禽的糞便含有大量營(yíng)養(yǎng)廢物如氮和磷，這些元素都能導(dǎo)致富營(yíng)養(yǎng)化。

4.工業(yè)污染，包括化肥廠和廢水排放。

5.燃燒礦物燃料，在波羅的海中約30%的氮，在密西西比河中約13%的氮來(lái)源于此

爆發(fā)原因藍(lán)藻爆發(fā)成因?yàn)楦粻I(yíng)養(yǎng)化。過(guò)量的養(yǎng)分主要來(lái)自于以下這46藍(lán)細(xì)菌代表菌——螺旋藻藍(lán)細(xì)菌代表菌——螺旋藻47原核微生物之藍(lán)細(xì)菌和古菌-課件48螺旋藻螺旋藻作為地球上最古老的植物，是目前所知營(yíng)養(yǎng)成分最全面、最均衡的食品之一，被聯(lián)合國(guó)糧食組織譽(yù)為“二十一世紀(jì)理想的食品”。它含有豐富的蛋白質(zhì)、氨基酸、多糖、不飽和脂肪酸、胡羅卜素、藻籃等多種維生素、礦物質(zhì)和微量元素。1克螺旋藻的營(yíng)養(yǎng)成分相當(dāng)于1000克各類蔬菜總和，其蛋白質(zhì)的含量是大豆、雞蛋的五倍，是大米的十倍、魚肉的三倍。目前國(guó)內(nèi)外生產(chǎn)營(yíng)養(yǎng)品用的品種有：鈍頂螺旋藻和極大螺旋藻。螺旋藻螺旋藻作為地球上最古老的植物，是目前所知營(yíng)養(yǎng)成分最全面49原核微生物之藍(lán)細(xì)菌和古菌-課件50原核微生物之藍(lán)細(xì)菌和古菌-課件51原核微生物之藍(lán)細(xì)菌和古菌-課件52古生菌（Archaea)Cncnc-micro古生菌（Archaea)Cncnc-micro53古菌或古生菌真核生物古菌或古生菌真核生物54古生菌二、細(xì)胞形態(tài)古菌的細(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)，有的很薄，扁平，有些具有精確的方角和垂直的邊構(gòu)成直角幾何形態(tài)的細(xì)胞，有的以單個(gè)細(xì)胞存在，有的呈絲狀體或團(tuán)聚體。其直徑大小一般在0.1~15um，絲狀體長(zhǎng)度有200um.Cncnc-micro古生菌二、細(xì)胞形態(tài)Cncnc-micro55古生菌的細(xì)胞形態(tài)古生菌的細(xì)胞形態(tài)56原核微生物之藍(lán)細(xì)菌和古菌-課件57從熱泉中分離的火山熱原體（Thermoplasmavolcanium)(投影技術(shù)）隱蔽熱網(wǎng)菌（掃描電鏡下的形態(tài)）從熱泉中分離的火山熱原體（Thermoplasmavolc58古菌的細(xì)胞形態(tài)古菌的細(xì)胞形態(tài)59三、細(xì)胞結(jié)構(gòu)一）細(xì)胞壁Cncnc-micro三、細(xì)胞結(jié)構(gòu)一）細(xì)胞壁Cncnc-micro60原核微生物之藍(lán)細(xì)菌和古菌-課件61原核微生物之藍(lán)細(xì)菌和古菌-課件62原核微生物之藍(lán)細(xì)菌和古菌-課件63原核微生物之藍(lán)細(xì)菌和古菌-課件64四、其他特點(diǎn)代謝古菌在代謝過(guò)程中有許多特殊的輔酶，如絕對(duì)厭氧的產(chǎn)甲烷菌有輔酶M、P420、P430等。古菌因有五個(gè)類群，所以，他們的代謝呈多樣性；Cncnc-micro呼吸類型它們多數(shù)為嚴(yán)格厭氧、兼性厭氧，還有專性好氧。Woese認(rèn)為古菌沒有嚴(yán)格的好氧型，沒有完全的光合型；繁殖速度古菌的繁殖速度較慢，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，如鹽分高的湖泊水中，極熱、極酸和絕對(duì)厭氧的環(huán)境。它有特殊的代謝途徑，有的古菌還有熱穩(wěn)定性酶和其他特殊酶。四、其他特點(diǎn)代謝Cncnc-micro呼吸類型繁殖速度生活習(xí)65五、古菌的分類三類:按照古菌的生活習(xí)性和生理特性，古菌可分有三大類型：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-課件66嗜鹽古生菌的棲息地

嗜鹽古生菌的棲息地67菌紫質(zhì)作為光感受器，利用光合成ATP，可成為生物