環(huán)境中的主要微生物類群

原核微生物與真核微生物的細(xì)胞區(qū)別：原核細(xì)胞真核細(xì)胞細(xì)胞核有明顯核區(qū)，無核膜、核仁有核膜、核仁細(xì)胞器無線粒體，能量代謝和許多物質(zhì)代謝在質(zhì)膜上進(jìn)行有線粒體，能量代謝和許多合成代謝在線粒體中進(jìn)行核糖體分布在細(xì)胞質(zhì)中，沉降系數(shù)為70S分布在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上，沉降系數(shù)為80S線粒體線粒體細(xì)胞核核仁原核細(xì)胞膜核糖體細(xì)胞壁莢膜當(dāng)前1頁(yè)，總共30頁(yè)。第一節(jié)原核微生物原核微生物是指具有原始細(xì)胞核的單細(xì)胞，包括：本章重點(diǎn)介紹細(xì)菌、放線菌、藍(lán)細(xì)菌三類。螺旋體支原體衣原體立克次氏體藍(lán)細(xì)菌放線菌細(xì)菌一、細(xì)菌細(xì)菌的形態(tài)和大小細(xì)菌的細(xì)胞結(jié)構(gòu)細(xì)菌的繁殖方式細(xì)菌的培養(yǎng)特征主要內(nèi)容：當(dāng)前2頁(yè)，總共30頁(yè)。（一）細(xì)菌的大小和形態(tài)1.細(xì)菌的形態(tài)四種形態(tài)：球狀、桿狀、螺旋菌和絲狀菌。絲狀菌當(dāng)前3頁(yè)，總共30頁(yè)。(1)球菌菌體呈球形或近似球形，以典型的二分裂殖方式繁殖，分裂后產(chǎn)生的新細(xì)胞常保持一定的空間排列方式。根據(jù)細(xì)胞分裂的方向及分裂后的各子細(xì)胞的空間排列狀態(tài)不同，可將球菌分為以下幾種:葡萄球菌單球菌雙球菌鏈球菌四聯(lián)球菌八疊球菌①單球菌分裂后的細(xì)胞分散而單獨(dú)存在的球菌。如尿素微球菌細(xì)胞沿一個(gè)平面分裂，新個(gè)體成對(duì)排列。如肺炎雙球菌②雙球菌當(dāng)前4頁(yè)，總共30頁(yè)。③鏈球菌④四聯(lián)球菌細(xì)胞沿一個(gè)平面進(jìn)行分裂，新個(gè)體不但可保持成對(duì)的樣子，并可連成鏈狀。如乳鏈球菌細(xì)胞分裂是沿兩個(gè)相垂直的平面進(jìn)行，分裂后每四個(gè)細(xì)胞特征性地連在一起，呈田字形。如四聯(lián)微球菌當(dāng)前5頁(yè)，總共30頁(yè)。⑤八疊球菌⑥葡萄球菌細(xì)胞按三個(gè)互相垂直的平面進(jìn)行分裂后，每八個(gè)球菌特征性地連在一起成立方體形。如藤黃八疊球菌細(xì)胞無定向分裂，多個(gè)新個(gè)體形成一個(gè)不規(guī)則的群體，猶如一串葡萄。如金黃色葡萄球菌當(dāng)前6頁(yè)，總共30頁(yè)。（2）桿菌短桿狀、長(zhǎng)桿狀、棒桿狀、梭狀桿狀、月亮狀、竹節(jié)狀等；桿菌的形態(tài)：短桿菌長(zhǎng)桿菌梭狀芽孢桿菌按桿菌細(xì)胞繁殖后的排列方式則有鏈狀、柵狀、“八”字狀以及有鞘衣的絲狀等。當(dāng)前7頁(yè)，總共30頁(yè)。（3）螺旋菌旋狀的細(xì)菌稱為螺旋菌。根據(jù)其彎曲情況分為：

弧菌：螺旋不滿一圈，菌體呈弧形或逗號(hào)形

例：霍亂弧菌、逗號(hào)弧菌

螺旋菌：螺旋滿2—6環(huán)，螺旋狀

例：干酪螺菌

螺旋體：旋轉(zhuǎn)周數(shù)在6環(huán)以上，菌體柔軟。

例：梅毒密螺旋體弧菌螺旋菌螺旋體當(dāng)前8頁(yè)，總共30頁(yè)。（4）絲狀菌（5）細(xì)菌的特殊形態(tài)：由一系列桿狀細(xì)菌構(gòu)成的外有衣鞘的絲狀體。常見于水體、潮濕土壤和污水生物處理中，有30多種，如球衣菌等。當(dāng)前9頁(yè)，總共30頁(yè)。2.細(xì)菌的大小當(dāng)前10頁(yè)，總共30頁(yè)。細(xì)菌大小的測(cè)定：(1)測(cè)量：測(cè)微尺(2)長(zhǎng)度單位：微米(μm)(3)表示：球菌：直徑0.2—1.5μm，桿菌：長(zhǎng)×寬長(zhǎng)1—5μm，寬0.5—1μm。螺菌：寬、長(zhǎng)、螺距直徑：0.5～5um，長(zhǎng)度不等。例如：大腸桿菌：平均長(zhǎng)度：2μm；寬度0.5μm1500個(gè)大腸桿菌頭尾相接等于3mm；109個(gè)大腸桿菌重1mg。一般情況下,同一種桿菌的寬度比較穩(wěn)定,但它的長(zhǎng)度經(jīng)常隨培養(yǎng)時(shí)間、培養(yǎng)條件的不同而有較大的變化。當(dāng)前11頁(yè)，總共30頁(yè)。3.影響細(xì)菌形態(tài)的因素：所以細(xì)菌本身情況及培養(yǎng)時(shí)間、培養(yǎng)溫度、培養(yǎng)基成分、濃度、pH值等環(huán)境條件對(duì)細(xì)菌形態(tài)都有明顯的影響。所以，有關(guān)細(xì)菌大小的記載，常是平均值或代表性數(shù)值。（1）菌種：由于菌種不同，細(xì)菌的大小存在很大的差異；（2）菌齡：對(duì)于同一個(gè)菌種，細(xì)胞的大小也常隨著菌齡變化：一般處于幼齡階段，細(xì)菌形態(tài)正常、整齊，表現(xiàn)出特定的形態(tài)。（3）營(yíng)養(yǎng)條件：生長(zhǎng)條件適宜時(shí)細(xì)菌形態(tài)正常、整齊，表現(xiàn)出特定的形態(tài)。在較老的培養(yǎng)物中，或不正常的條件下，細(xì)胞常出現(xiàn)不正常形態(tài)，尤其是桿菌，有的細(xì)胞膨大，有的出現(xiàn)梨形，有的產(chǎn)生分枝，有時(shí)菌體顯著伸長(zhǎng)以至呈絲狀等異常形態(tài)。若將它們轉(zhuǎn)移到新鮮培養(yǎng)基中或適宜的培養(yǎng)條件下又可恢復(fù)原來的形態(tài)。（4）染色情況：對(duì)于同一個(gè)菌種染色前后其細(xì)胞大小都有所不同。當(dāng)前12頁(yè)，總共30頁(yè)。（二）細(xì)菌的細(xì)胞結(jié)構(gòu)細(xì)菌細(xì)胞由外向里依次有:細(xì)菌細(xì)胞結(jié)構(gòu)基本結(jié)構(gòu)（所有細(xì)菌具有）特殊結(jié)構(gòu)（某些細(xì)胞具有）細(xì)胞壁細(xì)胞膜細(xì)胞質(zhì)及內(nèi)含物原核芽孢莢膜（菌膠團(tuán)、衣鞘）鞭毛等鞭毛、菌（纖）毛、莢膜、細(xì)胞壁、細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)、核質(zhì)，細(xì)胞質(zhì)中又有液泡、儲(chǔ)存性顆粒等。當(dāng)前13頁(yè)，總共30頁(yè)。1.基本結(jié)構(gòu)②革蘭氏染色法（1）細(xì)胞壁與革蘭氏染色保護(hù)細(xì)胞免受外力的損傷；阻攔大分子物質(zhì)進(jìn)人細(xì)胞；使某些細(xì)菌具有致病性及對(duì)噬菌體的敏感性。固定細(xì)胞外形；①細(xì)胞壁—包在細(xì)胞最外層的薄膜。主要功能是:革蘭氏染色—由丹麥科學(xué)家Gram在1884年建立，是細(xì)菌學(xué)上最重要的鑒別染色法。通過革蘭氏染色法可將細(xì)菌分成革蘭氏陽(yáng)性菌和革蘭氏陰性菌兩大類。當(dāng)前14頁(yè)，總共30頁(yè)。染色過程媒染脫色復(fù)染初染當(dāng)前15頁(yè)，總共30頁(yè)。染色要點(diǎn)：番紅復(fù)染番紅復(fù)染褪色不褪色菌體呈紅色，為G-菌菌體呈深紫色，為G+菌涂片結(jié)晶紫初染碘液媒染酒精脫色30S判斷：革蘭氏陽(yáng)性菌（紫陽(yáng)G＋）革蘭氏陰性菌（紅陰G-）當(dāng)前16頁(yè)，總共30頁(yè)。兩種最常見的細(xì)菌細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)請(qǐng)對(duì)照兩種細(xì)菌細(xì)胞壁的不同結(jié)構(gòu)，說明為什么染色上會(huì)有區(qū)別？當(dāng)前17頁(yè)，總共30頁(yè)。革蘭氏染色的作用機(jī)理由于G+菌的細(xì)胞壁較厚，肽聚糖含量高，構(gòu)成的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)緊密，含脂量低，當(dāng)用酒精脫色時(shí)，肽聚糖網(wǎng)孔因脫水而縮小，降低了細(xì)胞壁的通透性，使“結(jié)晶紫—碘”復(fù)合物不易被洗脫而保留在細(xì)胞內(nèi)，導(dǎo)致菌體呈深紫色。而G-菌的細(xì)胞壁薄，肽聚糖含量少，構(gòu)成的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)疏松，而脂類含量高，當(dāng)用酒精脫色時(shí)，脂類物質(zhì)溶解使細(xì)胞壁的通透性增大，從而使“結(jié)晶紫—碘”的復(fù)合物較易被洗脫出來。故菌體呈復(fù)染液的紅色。1.革蘭氏染色的關(guān)鍵步驟是什么？2.如果酒精脫色時(shí)間不夠或過度，會(huì)出現(xiàn)什么結(jié)果？提問：脫色不夠假陽(yáng)性脫色過度假陰性當(dāng)前18頁(yè)，總共30頁(yè)。(2)細(xì)胞質(zhì)膜內(nèi)含物：核糖體、氣泡、內(nèi)含顆粒細(xì)胞質(zhì)是細(xì)胞膜以內(nèi)、核質(zhì)以外的無色透明、粘稠的復(fù)雜膠體。

(3)細(xì)胞質(zhì)及內(nèi)含物（亦稱原生質(zhì)）是外側(cè)緊貼細(xì)胞壁內(nèi)側(cè)包圍細(xì)胞質(zhì)的半透性薄膜。成份：磷脂、蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)：液態(tài)鑲嵌結(jié)構(gòu)，具有流動(dòng)性和選擇滲透性作用：具有運(yùn)輸物質(zhì)，調(diào)節(jié)滲透壓、參與生物合成和能量供給等功能。作用：內(nèi)容物不同功能各異。以貯存各種營(yíng)養(yǎng)物為主要功能。成份：水、蛋白質(zhì)、脂類、核酸、無機(jī)鹽、糖等當(dāng)前19頁(yè)，總共30頁(yè)。(4)原核與質(zhì)粒質(zhì)粒:原核:又稱擬核，由一條環(huán)狀雙鏈的DNA分子高度折疊纏繞而成。功能是決定遺傳性狀和傳遞遺傳信息。原核外的具有遺傳信息的小環(huán)狀的DNA分子。

數(shù)量不定，不能自發(fā)產(chǎn)生、但可單獨(dú)轉(zhuǎn)移而不影響生存，可自我復(fù)制并穩(wěn)定遺傳?？刂萍?xì)菌的降解能力或耐受能力?？赏ㄟ^遺傳工程組建超級(jí)菌，加快環(huán)境頑固污染物的降解。如抗藥性質(zhì)粒使細(xì)菌具有抗藥性；降解性質(zhì)粒使細(xì)菌具有降解復(fù)雜有機(jī)物的能力。特點(diǎn)：作用：意義：當(dāng)前20頁(yè)，總共30頁(yè)。2.特殊結(jié)構(gòu)(1)莢膜主要成分：水（90%~98%）、多糖、多肽、脂類等。——在代謝過程中分泌于細(xì)胞壁外的粘液性物質(zhì)。功能：保護(hù)功能（抗干燥、抗吞噬）貯藏養(yǎng)料生物吸附（菌膠團(tuán)）分類鑒定的依據(jù)之一粘度大，穩(wěn)定地附著于細(xì)胞壁上；在C∶N高、通氣好時(shí)形成；極難染色（采用負(fù)染色法）特點(diǎn)：當(dāng)前21頁(yè)，總共30頁(yè)。菌膠團(tuán):衣鞘:具有較強(qiáng)的吸附和氧化有機(jī)物的能力。具有較好的沉降性能?！啥鄠€(gè)菌體的莢膜物質(zhì)硬質(zhì)化而形成透明堅(jiān)硬的殼。常見于絲狀菌。球形、橢圓形、蘑菇形、分支狀、垂絲狀及不規(guī)則狀—由多個(gè)菌體的莢膜物質(zhì)互相融合形成公共莢膜，內(nèi)含多個(gè)菌體的細(xì)菌集團(tuán)。形態(tài):菌膠團(tuán)功能：當(dāng)前22頁(yè)，總共30頁(yè)。(2)芽孢③結(jié)構(gòu)：——在細(xì)胞內(nèi)形成一個(gè)對(duì)不良環(huán)境具有極強(qiáng)抗性的圓形或橢圓型的休眠體。

①形態(tài)與位置形態(tài)：圓形、橢圓形、圓柱形位置：中間、一端、偏端②休眠能力幾年~幾十年甚至幾百年~幾千萬年④抗逆性由外至內(nèi)依次為外殼、中層、內(nèi)層。抗熱營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞70~80℃10min死亡芽孢沸水中能生存數(shù)小時(shí)抗藥性營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞5%的苯酚溶液立即死亡休眠細(xì)胞5%的苯酚溶液存活15天

抗輻射抗干燥沙漠中大量存在枯草桿菌的芽孢當(dāng)前23頁(yè)，總共30頁(yè)?？鼓婢车脑颍壕吆穸旅艿谋诓灰淄杆沂呛实停?0%左右）的休眠體含2，6-吡啶二羧酸及大量的Ca2+（形成極為耐熱的凝膠狀物質(zhì)）含耐熱性酶細(xì)菌在養(yǎng)料耗盡時(shí)停止生長(zhǎng)形成芽孢。芽孢在合適的環(huán)境中（一般60~70℃，數(shù)分鐘便可使芽孢停止休眠而萌發(fā)）恢復(fù)普通的細(xì)胞結(jié)構(gòu)，失去抗逆境能力。芽孢≠孢子或種子思考：為什么在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行滅菌處理時(shí)，以殺滅芽孢作為滅菌是否徹底的標(biāo)志？炭疽芽孢桿菌當(dāng)前24頁(yè)，總共30頁(yè)。(3)鞭毛——由細(xì)胞質(zhì)膜伸出體外呈波狀彎曲的細(xì)絲。是細(xì)菌的“運(yùn)動(dòng)器官”。特點(diǎn):非常纖細(xì)而且極易脫落（直徑為菌體的1/20），需經(jīng)特殊染色方可在光學(xué)顯微鏡下觀察到。鞭毛的著生位置、數(shù)量和排列方式因種而異。功能：細(xì)菌藉鞭毛趨避運(yùn)動(dòng)化學(xué)成分:主要是蛋白質(zhì)傷寒桿菌當(dāng)前25頁(yè)，總共30頁(yè)。(三)細(xì)菌的主要繁殖方式——二分裂法細(xì)菌的繁殖方式很多，主要是以無性的二分裂繁殖在適宜的條件下，大部分細(xì)菌繁殖迅速，如大腸桿菌在最合適的條件下，每分裂1次，只約需12.5~20min。當(dāng)前26頁(yè)，總共30頁(yè)。(四)細(xì)菌的培養(yǎng)特征固體培養(yǎng)基——向液體培養(yǎng)基中加入2％瓊脂。1.細(xì)菌在固體培養(yǎng)基上的培養(yǎng)特征菌落——固體培養(yǎng)基上由一個(gè)細(xì)菌繁殖后的子細(xì)胞群落。

單菌落（純菌落）決定菌落特征主要因素有：微生物遺傳特性，生長(zhǎng)行為，培養(yǎng)條件。啤酒紅酵母菌菌落霉菌菌落當(dāng)前27頁(yè)，總共30頁(yè)。菌落特征小、濕潤(rùn)、粘稠、與基質(zhì)結(jié)合松散，易被剝離，質(zhì)地均勻，各部位顏色一致。表面特征描述邊緣特征描述隆起特征描述菌落描述細(xì)菌菌落的共同特征：當(dāng)前28頁(yè)，總共30頁(yè)。2.細(xì)菌在液體培養(yǎng)基上的培養(yǎng)特征在液體培養(yǎng)基表面形成膜；或使培養(yǎng)液混濁；或產(chǎn)生絮狀沉淀。當(dāng)前29頁(yè)，總共