环境细胞微生物学-第一章No.2.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,Eubacteria,真细菌,真核生物,古菌,By studying genetic characteristics scientists currently divide all living organisms into three kingdoms named bacteria,archaea and eukaryotes when they depict the Tree of Life.,古菌,泉古菌门,广古菌门,Finding Archaea:The hot springs of Yellowstone National Park,USA,were among the first places Archaea were discovered.At left is Octopus Spring,and at right is Obsidian,Pool.Each pool has slightly different mineral content,temperature,salinity,etc.,so different pools may contain different communities of archaeans and other microbes.The biologists pictured above are immersing microscope slides in the boiling pool onto which some archaeans might be captured for study.,古菌的分类,产甲烷菌,(,Methanogens,),嗜热嗜酸菌,(,Thermoacidophiles,),：包括生硫酸还原菌和极端嗜热古菌。大多数种是硫代谢菌。,极端嗜盐菌,(,Extremely,h,alophilus,),Methanopyrus,TYPE:Archaea FAVORITE HANGOUT:,Hot waterLIKES:Making methaneMODUS OPERANDI:,Methanopyrus,produces methane by combining carbon dioxide with hydrogen from rocks in geothermal springs and other hot spots.An extremophile,Methanopyrus,grows optimally at temperatures near and above the boiling point of water.,产甲烷菌,产甲烷菌在自然界或污水处理厂剩余污泥的厌氧消化、有机固废厌氧堆肥中，可与水解细菌和产酸细菌协同作用，将有机物降解生成的,H,2,、,CO,2,、乙酸甲烷化。,产甲烷菌是专性厌氧菌,产甲烷菌,产甲烷菌的细胞结构：,细胞封套,（细胞壁、表面层、鞘、荚膜）,细胞质膜,原生质,核质,极端嗜盐菌,极端嗜盐菌,广古生菌门,泉古生菌门,Crenarchaeota,环境保护和环境工程领域研究古菌的意义,极端微生物具有,特殊的基因结构,、,特殊生命过程,及,产物,，对人类解决一些重大问题（,生命起源及演化,）有很大帮助。,开发极端环境下废水处理工艺，降低投资成本、节省运行费用、节约能源、提高处理效率。,第一章 微生物的形态和构造（一）原核微生物,第三节 蓝细菌,分布极广,：海洋或高山，热带或两极土壤、岩石、植物体表，也可以与植物共生（如地衣）,蓝细菌的主要生理特点,(1),蓝细菌能进行放氧光合作用,(2),部分兰细菌具有固,N,能力（有,20,多种有固,N,能力：热带地区、水稻田）,蓝细菌的细胞构造与,G,-,细菌及其相似,，细胞壁外还有粘液层、荚膜或鞘衣,细胞内有各种贮藏物,:,糖原、聚磷酸盐、,PHB,、及蓝细菌肽（氮源）,项圈藻,Anabaena Cyanobacteria,蓝细菌在污水处理，水体自净中起积极作用。,在氮、磷丰富的水体中生长旺盛，可作水体富营养化的,指示生物,。,某些种在富营养化的海湾和湖泊中引起赤潮和水华。,蓝细菌的形态有：,单细胞或其团状聚合体，丝状聚合体（细胞链）,1,色球藻纲：,单细胞个体或群体,，细胞以二分裂繁殖。群体种类在细胞壁外分泌果胶类物质构成胶质鞘膜，彼此融合形成大的胶团（球形或块状）。,本纲有色球藻属、微囊藻属、腔球藻属、管胞藻属及皮果藻属。其中微囊藻属和腔球藻属可引起富营养化，水体发生水华。,2,藻殖段纲：藻体为丝状体。,本纲有颤藻属、念珠藻属、筒孢藻属、胶须藻属、鱼腥藻属及单歧藻属。其中鱼腥藻属在富营养化水体中形成水华。,Coelosphaerium suku,腔球藻,Microcystis,微囊藻,Chroococcus,色球藻,微囊藻和腔球藻属可引起水华,Anabaena,鱼腥藻：在富营养化水体中形成水华,Oscillatoria,颤藻属,Nostoc,念珠藻,Rivularia,胶须藻属,第一章 微生物的形态和构造（一）原核微生物,第四节 放线菌,放线菌,(actinomycetes),放线菌是一类呈丝状生长、主要以孢子繁殖和陆生性强的原核生物。,放线菌都呈革兰氏染色阳性,分布在含水量较低、有机物丰富和呈微碱性的土壤环境中。,常用的抗生素绝大多数都是放线菌的产物。,大部分放线菌为腐生菌,;,弗兰克氏菌属为内共生固氮菌,;,少数是寄生菌,(,对人及动植物构成危害,),。,放线菌有很强的分解纤维素、石蜡、琼脂、角蛋白和橡胶等复杂有机物的能力，在自然界物质循环和提高土壤肥力等方面有重要作用。,分解石蜡和纤维素的诺卡氏菌,分解石蜡的诺卡氏菌,分解纤维素的诺卡氏菌,石蜡诺卡氏菌,纤维素诺卡氏菌,越橘诺卡氏菌,大西洋诺卡氏菌,最小诺卡氏菌,海洋诺卡氏菌,布拉克外氏诺卡氏菌,藤黄诺卡氏菌,小球诺卡氏菌,深红诺卡氏菌,红平诺卡氏菌,一、放线菌的形态构造,放线菌的形态比细菌复杂些，但仍属于单细胞。在显微镜下，放线菌呈分枝丝状，我们把这些细丝一样的结构叫做,菌丝,(mycelium),菌丝直径与细菌相似，小于,1,微米。菌丝细胞的结构与细菌基本相同。菌丝一般无隔。,根据菌丝形态和功能的不同，放线菌菌丝可分为,基内菌丝、气生菌丝,和,孢子丝,三种。链霉菌属是放线菌中种类最多、分布最广、形态特征最典型的类群，其形态如下图所示。,链霉菌的一般形态和构造（模式图）,Scanning electron micrograph of,Streptomyces,sp.,Scanning electron micrograph of,Nocardia,sp.,(Bar=10 mm),放线菌的菌丝,二、放线菌的繁殖,放线菌没有有性繁殖，主要通过形成,无性孢子,方式进行无性繁殖，成熟的分生孢子或孢囊孢子散落在适宜环境里发芽形成新的菌丝体；,另一种方式是菌丝体的无限伸长和分枝，在液体振荡培养（或工业发酵）中，放线菌每一个脱落的菌丝片段，在适宜条件下都能长成新的菌丝体，也是一种无性繁殖方式。,Streptomyces coelicolor,-Spores.,Streptomyces lividans,mycelium,（菌丝体）,cultivated on glass beads with spores.,1,、孢囊孢子,在气生菌丝顶端或基丝顶端膨大成孢子囊，囊中形成孢子。,2,、横隔孢子,3,、分生孢子,三、放线菌的菌落,干燥、不透明，表面呈紧密地丝绒状，上有一层色彩鲜艳的干粉；,菌落和培养基的连接紧密，难以挑取；,由于基内菌丝和孢子常有颜色，使得菌落的正反面呈现出不同的色泽。,A,：卡特利链霉菌；,B,：弗氏链霉菌；,C,：吸水链霉菌金泪亚种；,D,：卡那霉素链霉菌；,E,：除虫链霉菌；,F,：生磺酸链霉菌,A,：诺尔斯氏链霉菌；,B,：皮疽诺卡氏菌；,C,：酒红指孢囊菌；,D,：游动放线菌；,E,：小单胞菌；,F,：皱双孢马杜拉放线菌,第二章 微生物的形态和构造（一）原核微生物,第五节 支原体、立克次氏体和衣原体,一、支原体,（,Mycoplasma,）,支原体,：,是一类无细胞壁的原核生物，也是整个自然界中尚能找到的能独立营养的最小型生物。,支原体与人类的关系,:,害明显大于利。许多支原体引起动植物病，一些腐生的支原体分布在污水、土壤和堆肥中；在受污染的组织培养液中，也能找到。目前已知的种类已超过,80,种。,肺炎支原体,Photomicrograph,（显微照片）,of the nasal cavity of a desert tortoise.Multiple,Mycoplasma,are attached to the cell surface.,Mycoplasma is the smallest,self replicating organism known to exist.Nicknamed“crabgrass”for its persistant infection,which is difficult to detect,diagnose and cure,more than 100 distinct species have been identified to date.,Due to their small size and lack of cell wall,mycoplasmas can occasionally penetrate laboratory filters and accidental cross-contamination can occur.,支原体的特点,直径约为,150-300nm,缺乏细胞壁,菌落小，呈“油煎蛋”状,二等分裂方式繁殖,能在含血清、酵母膏或胆甾醇等营养丰富的人工培养基上独立生长,具有好氧或发酵型产能代谢,对四环素、红霉素、新霉素、卡那霉素及毛地黄皂苷敏感,二、立克次氏体,是一类只能寄生在真核细胞内的革兰氏阴性原核微生物。,有细胞壁，不能进行独立生活，细胞较支原体大，无过滤性，合成能力较强，不形成包涵体。,可使人患斑疹伤寒、姜虫热或,Q,热等传染病。由节肢动物携带，一般寄生在它们的消化道上皮中。,附着在内皮细胞表面的立克次氏体和细胞内包含立克次氏体的内吞体,立克次氏体的特点,大小：,0.3-0.60.8-2 um,，光学显微镜可见,细胞形态多变,有细胞壁，革兰氏阴性,在真核细胞内专性寄生,二等分裂方式繁殖,对四环素、青霉素等敏感,有不够完整的代谢途径，大多能利用谷氨酸产能而不能利用葡萄糖,一般可用鸡胚、敏感动物或合适的组织培养物来培养,对热敏感，一般,56,以上经,30,分钟即可杀死,三、衣原体,衣原体是一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。,衣原体有特殊生活史，具有感染力的个体称为,原体,（,elementary body,),，是一种不能运动的球形细胞。在宿主细胞内，原体逐渐伸长，形成无感染能力的个体，称为,始体,(,initial body,),。,衣原体的特点,有细胞构造,细胞内同时含有,DNA,和,RNA,有革兰氏阴性菌特征的含肽聚糖的细胞壁,细胞内有核糖体,有不完整的酶系统，严格细胞内寄生,以二等分裂方式繁殖,对抗生素和磺胺药敏感,衣原体可培养在鸡胚卵黄囊膜、小白鼠腹腔、组织培养细胞或,Hela,细胞上,衣原体,Chlamydia pneumoniae,梨子形的,原体,（,EBs,），左：吸附在巨噬细胞表面；右：进入细胞内部的,原体,衣原体有一个特殊的生活史,：具有感染力的个体称为,原体,，一种不能运动的球形细胞。在宿主细胞内，原体逐渐伸长，形成无感染力的个体，称,始体（繁殖体）,。,This organism forms compact,oval-shaped grape-like cluster in the cells cytoplasm(yellow arrow).Sometimes dispersed elementary bodies can be seen.,始体,