水处置微生物学原核微生物专家讲座.pptx

第三章 原核微生物主要内容：主要内容：细菌、放线菌、蓝细菌形态，大小，结构细菌、放线菌、蓝细菌形态，大小，结构细菌、放线菌、蓝细菌形态，大小，结构细菌、放线菌、蓝细菌形态，大小，结构细菌、放线菌、蓝细菌菌落特征细菌、放线菌、蓝细菌菌落特征细菌、放线菌、蓝细菌菌落特征细菌、放线菌、蓝细菌菌落特征细菌理化性质细菌理化性质细菌理化性质细菌理化性质细菌、放线菌、蓝细菌繁殖细菌、放线菌、蓝细菌繁殖细菌、放线菌、蓝细菌繁殖细菌、放线菌、蓝细菌繁殖 水处置微生物学原核微生物第1页原原核核微微生生物物细菌门细菌门蓝细菌门蓝细菌门细菌细菌、古菌、粘、古菌、粘细菌、细菌、放线菌放线菌衣原体、支原体、立衣原体、支原体、立克次氏体、螺旋体克次氏体、螺旋体蓝细菌蓝细菌指一类细胞核无核膜包裹，只存在称作原核（拟核）指一类细胞核无核膜包裹，只存在称作原核（拟核）裸露裸露DNADNA原始单细胞生物原始单细胞生物分类：分类：定义：定义：水处置微生物学原核微生物第2页一、定义一、定义 细菌是一类细胞细而短（细胞直径约细菌是一类细胞细而短（细胞直径约0.5m，长度约，长度约0.55m）、结构简单、细胞壁坚韧、）、结构简单、细胞壁坚韧、主要以二等分裂方式繁殖和水生性较强原核微生主要以二等分裂方式繁殖和水生性较强原核微生物物 是给水与废水处理中最主要一类微生物！是给水与废水处理中最主要一类微生物！第一节第一节 细菌细菌水处置微生物学原核微生物第3页二二、细菌个体形态和大小细菌个体形态和大小1.细菌形态细菌形态（1 1）球状）球状）球状）球状（2 2）杆状）杆状）杆状）杆状（3 3）螺旋状）螺旋状）螺旋状）螺旋状（4 4）丝状（仅有少数）丝状（仅有少数）丝状（仅有少数）丝状（仅有少数）细菌基本形态，是判定丝细菌基本形态，是判定丝状菌种依据之一状菌种依据之一水处置微生物学原核微生物第4页（1）球菌）球菌依据分裂方向及相互间连依据分裂方向及相互间连接方式又分为接方式又分为单球菌、双单球菌、双球菌、链球菌、四联球菌、球菌、链球菌、四联球菌、八叠球菌、葡萄球菌等。八叠球菌、葡萄球菌等。是分类一个依据。是分类一个依据。右图自上而下：右图自上而下：双球菌、链球菌、四双球菌、链球菌、四联球菌、八叠球菌、联球菌、八叠球菌、葡萄球菌葡萄球菌水处置微生物学原核微生物第5页电镜下球菌电镜下球菌葡萄球菌葡萄球菌球菌形态球菌形态水处置微生物学原核微生物第6页（2）杆菌）杆菌细胞呈杆状或圆细胞呈杆状或圆柱形，普通其粗柱形，普通其粗细（直径）比较细（直径）比较稳定，而长度则稳定，而长度则常因培养时间、常因培养时间、培养条件不一样培养条件不一样而有较大改变。而有较大改变。杆菌几个形态杆菌几个形态球杆菌球杆菌链杆菌链杆菌双杆菌双杆菌单杆菌单杆菌水处置微生物学原核微生物第7页电镜下杆菌电镜下杆菌杆菌形态杆菌形态梭状芽孢杆菌梭状芽孢杆菌乳酸杆菌乳酸杆菌水处置微生物学原核微生物第8页杆菌 长杆菌，如长杆菌，如 Bactillus subtilisBactillus subtilis 短杆菌，如短杆菌，如Escherichia coli水处置微生物学原核微生物第9页（3 3）螺旋菌）螺旋菌霍乱弧菌霍乱弧菌螺旋菌螺旋菌弧菌弧菌（vibrio)：螺旋周数不足一圈细菌螺旋周数不足一圈细菌螺菌（螺菌（spirillum)：26圈小型、坚硬螺旋状细菌圈小型、坚硬螺旋状细菌螺旋体（螺旋体（spirochaeta)：螺旋周数超螺旋周数超6周，体长柔软周，体长柔软水处置微生物学原核微生物第10页（4 4）丝状菌）丝状菌 分布在水生境，潮湿土壤和活性污泥中。丝分布在水生境，潮湿土壤和活性污泥中。丝状体是丝状菌分类特征。状体是丝状菌分类特征。水处理中丝状菌水处理中丝状菌水处置微生物学原核微生物第11页单位：单位：单位：单位：m m（微米）（微米）（微米）（微米）球菌：直径（球菌：直径（球菌：直径（球菌：直径（0.52.0 0.52.0 m m ）杆菌：宽度（直径：杆菌：宽度（直径：杆菌：宽度（直径：杆菌：宽度（直径：0.51.0 0.51.0 m m ）长度（长度（长度（长度（1 1.05.0.05.0 m m ）螺旋菌：螺旋菌：螺旋菌：螺旋菌：宽度（直径：宽度（直径：宽度（直径：宽度（直径：0.251.7 0.251.7 m m ）弯曲长度（弯曲长度（弯曲长度（弯曲长度（2.060 2.060 m m）大小受各种原因影响而改变大小受各种原因影响而改变大小受各种原因影响而改变大小受各种原因影响而改变如：如：如：如：E.ColiE.Coli长长长长2 2 mm，宽，宽，宽，宽0.5 0.5 m m，15001500个相当一粒芝麻长个相当一粒芝麻长个相当一粒芝麻长个相当一粒芝麻长 2.细菌大小细菌大小水处置微生物学原核微生物第12页n n最大细菌：最大细菌：最大细菌：最大细菌：19971997年在纳米比亚海岸沉积物中发觉年在纳米比亚海岸沉积物中发觉年在纳米比亚海岸沉积物中发觉年在纳米比亚海岸沉积物中发觉硫细菌（硫细菌（硫细菌（硫细菌（Thiomargarita namibiensisThiomargarita namibiensis）0.10.10.3mm0.3mm，肉眼可见。，肉眼可见。，肉眼可见。，肉眼可见。n n最小细菌：最小细菌：最小细菌：最小细菌：19981998年芬兰学者年芬兰学者年芬兰学者年芬兰学者E.O.KajanderE.O.Kajander发觉引发发觉引发发觉引发发觉引发尿结石纳米细菌（尿结石纳米细菌（尿结石纳米细菌（尿结石纳米细菌（NanobacteriaNanobacteria），直径仅），直径仅），直径仅），直径仅50nm50nm，为，为，为，为E.ColiE.Coli1/101/10，与病毒大小类似。分裂迟缓，三，与病毒大小类似。分裂迟缓，三，与病毒大小类似。分裂迟缓，三，与病毒大小类似。分裂迟缓，三天才分裂一次，是当前所知最小含有细胞壁细菌。天才分裂一次，是当前所知最小含有细胞壁细菌。天才分裂一次，是当前所知最小含有细胞壁细菌。天才分裂一次，是当前所知最小含有细胞壁细菌。水处置微生物学原核微生物第13页三、细菌细胞结构三、细菌细胞结构n n细菌是单细胞单细胞微生物。n n全部细菌结构：细胞壁，原生质体细胞壁，原生质体。n n原生质体包含：细胞质膜，细胞质及其内含原生质体包含：细胞质膜，细胞质及其内含物，拟核物，拟核 n n部分细菌部分细菌特殊结构特殊结构：芽孢、鞭毛、荚膜、粘：芽孢、鞭毛、荚膜、粘液层、菌胶团、衣鞘及光合作用片层液层、菌胶团、衣鞘及光合作用片层水处置微生物学原核微生物第14页细菌细胞结构模式图细菌细胞结构模式图 在细菌细胞在细菌细胞内，即使没有细内，即使没有细胞核，依然有核胞核，依然有核物质，核物质物质，核物质 DNA 盘绕成一盘绕成一团，用染色方法团，用染色方法能够看到，称能够看到，称拟拟核核。水处置微生物学原核微生物第15页1.细胞壁（细胞壁（cell wall）细胞外面一层坚韧厚实外被，细胞外面一层坚韧厚实外被，细胞外面一层坚韧厚实外被，细胞外面一层坚韧厚实外被，主要由主要由主要由主要由肽聚肽聚肽聚肽聚糖糖糖糖组成。组成。组成。组成。细胞壁生理功效：细胞壁生理功效：细胞壁生理功效：细胞壁生理功效：1 1）维持外形，提升机械强度）维持外形，提升机械强度）维持外形，提升机械强度）维持外形，提升机械强度 2 2）为细胞生长、分裂、和鞭毛运动必需）为细胞生长、分裂、和鞭毛运动必需）为细胞生长、分裂、和鞭毛运动必需）为细胞生长、分裂、和鞭毛运动必需 3 3）妨碍大分子有害物质进入细胞）妨碍大分子有害物质进入细胞）妨碍大分子有害物质进入细胞）妨碍大分子有害物质进入细胞4 4）赋予抗原性、反抗生素和噬菌体敏感性）赋予抗原性、反抗生素和噬菌体敏感性）赋予抗原性、反抗生素和噬菌体敏感性）赋予抗原性、反抗生素和噬菌体敏感性 水处置微生物学原核微生物第16页细胞壁化学组成和结构细胞壁化学组成和结构细胞壁化学组成和结构细胞壁化学组成和结构丹麦医生丹麦医生C.Gram（革兰）（革兰）于于1884年年 创造一个判别不创造一个判别不一样类型细菌一样类型细菌 染色方法。染色方法。依据此染色法，细菌可依据此染色法，细菌可分为革兰氏阳性菌和革分为革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌兰氏阴性菌水处置微生物学原核微生物第17页 革兰氏阳性和阴性细菌细胞壁结构比较革兰氏阳性和阴性细菌细胞壁结构比较肽聚糖肽聚糖磷壁酸磷壁酸多糖多糖孔孔蛋白质蛋白质脂质脂质外膜外膜磷壁酸磷壁酸肽聚糖肽聚糖薄，结构复杂薄，结构复杂外壁层：最外层脂多糖外壁层：最外层脂多糖 中间层脂质双层中间层脂质双层 内层脂蛋白内层脂蛋白内壁层：肽聚糖内壁层：肽聚糖厚，结构简单厚，结构简单革兰氏阳性菌革兰氏阳性菌革兰氏阳性菌革兰氏阳性菌革兰氏阴性菌革兰氏阴性菌革兰氏阴性菌革兰氏阴性菌水处置微生物学原核微生物第18页特征特征特征特征GG GG+强度强度强度强度疏松疏松疏松疏松坚韧坚韧坚韧坚韧厚度厚度厚度厚度薄，薄，薄，薄，5 510nm10nm厚，厚，厚，厚，202080nm80nm肽聚糖层数肽聚糖层数肽聚糖层数肽聚糖层数少，少，少，少，1 13 3层层层层多，多达多，多达多，多达多，多达5050层层层层肽聚糖含量肽聚糖含量肽聚糖含量肽聚糖含量少（少（少（少（10102020）高（高（高（高（40409090）磷壁酸磷壁酸磷壁酸磷壁酸脂多糖脂多糖脂多糖脂多糖脂肪脂肪脂肪脂肪高（高（高（高（11112222）低（低（低（低（1 14 4）蛋白质蛋白质蛋白质蛋白质约约约约6060约约约约2020 革兰氏阳性和阴性细菌细胞壁结构比较革兰氏阳性和阴性细菌细胞壁结构比较水处置微生物学原核微生物第19页2.原生质体原生质体（1）细胞质膜（）细胞质膜（protoplasmic membrane）A.细胞质膜及化学组成：细胞质膜及化学组成：紧贴在细胞壁内侧，包围细胞质一层薄膜，柔软紧贴在细胞壁内侧，包围细胞质一层薄膜，柔软而富有弹性，半渗透膜。而富有弹性，半渗透膜。含含6070蛋白质，含蛋白质，含3040脂类，约脂类，约2多糖。多糖。水处置微生物学原核微生物第20页细胞质膜细胞质膜水处置微生物学原核微生物第21页细胞质膜蛋白质细胞质膜蛋白质具运输作用整合蛋白（具运输作用整合蛋白（integral protein)或内在蛋白（或内在蛋白（intrinsic protein）具酶促作用周围蛋白（具酶促作用周围蛋白（peripheral protein）或膜外蛋白（）或膜外蛋白（extrinsic protein）水处置微生物学原核微生物第22页脂类是磷脂，由磷脂类是磷脂，由磷酸、甘油和脂肪酸酸、甘油和脂肪酸组成组成细胞质膜磷脂细胞质膜磷脂水处置微生物学原核微生物第23页细胞膜结构细胞膜结构：液态镶嵌模型液态镶嵌模型（fluid mosaic model）1）膜主体磷脂双）膜主体磷脂双分子层分子层，亲水基团，亲水基团在表面，疏水基团在表面，疏水基团在内部在内部2）蛋白镶嵌或贯）蛋白镶嵌或贯通或浮在表面通或浮在表面3）双分子层有流）双分子层有流动性动性4）不对称性）不对称性1972年，辛格和尼科尔森提出该模型年，辛格和尼科尔森提出该模型水处置微生物学原核微生物第24页1 1）选择运输）选择运输）选择运输）选择运输 2 2）维持渗透压）维持渗透压）维持渗透压）维持渗透压 3 3）合成）合成）合成）合成细细胞壁胞壁胞壁胞壁和糖被主要基地和糖被主要基地和糖被主要基地和糖被主要基地 4 4）细胞产能场所（电子传递体系）细胞产能场所（电子传递体系）细胞产能场所（电子传递体系）细胞产能场所（电子传递体系）5 5）酶附着基地）酶附着基地）酶附着基地）酶附着基地 6 6）鞭毛基粒着生点和旋转供能）鞭毛基粒着生点和旋转供能）鞭毛基粒着生点和旋转供能）鞭毛基粒着生点和旋转供能7 7）内陷生成中间体）内陷生成中间体）内陷生成中间体）内陷生成中间体B.B.细胞质膜生理功效细胞质膜生理功效 不一样种类细菌膜在其结构和功效方面存在很大差异，这不一样种类细菌膜在其结构和功效方面存在很大差异，这种差异含有特征性，所以种差异含有特征性，所以膜化学可被用于对细菌进行判定膜化学可被用于对细菌进行判定。水处置微生物学原核微生物第25页间体（mesosome）由细胞膜内褶形成一个由细胞膜内褶形成一个管状、层状或囊状结构，管状、层状或囊状结构，普通位于细胞分裂部位普通位于细胞分裂部位或其邻近。或其邻近。功效功效功效功效：（1 1）促进细胞间隔形成并与促进细胞间隔形成并与促进细胞间隔形成并与促进细胞间隔形成并与 遗传物质复制及其相互分离遗传物质复制及其相互分离遗传物质复制及其相互分离遗传物质复制及其相互分离相关相关相关相关（2 2）有细胞色素，参加呼吸作）有细胞色素，参加呼吸作）有细胞色素，参加呼吸作）有细胞色素，参加呼吸作用，拟线粒体用，拟线粒体用，拟线粒体用，拟线粒体水处置微生物学原核微生物第26页细胞质（细胞质（细胞质（细胞质（cytoplasm)cytoplasm)：除核区外半透明、胶状、除核区外半透明、胶状、除核区外半透明、胶状、除核区外半透明、胶状、颗粒状物质总称。含水量颗粒状物质总称。含水量颗粒状物质总称。含水量颗粒状物质总称。含水量8080左右。左右。左右。左右。内含物（内含物（内含物（内含物（inclusion bodyinclusion body）：）：）：）：颗粒状结构，如：贮藏颗粒状结构，如：贮藏颗粒状结构，如：贮藏颗粒状结构，如：贮藏 物、气泡等。物、气泡等。物、气泡等。物、气泡等。（2 2）细胞质及内含物）细胞质及内含物细胞质细胞质主要成份为核糖体、贮藏物、各种酶类和中主要成份为核糖体、贮藏物、各种酶类和中间代谢物、质粒、各种营养物和大分子单体等。间代谢物、质粒、各种营养物和大分子单体等。水处置微生物学原核微生物第27页核糖体核糖体(1)化学组成：由核糖核酸（化学组成：由核糖核酸（RNA）和蛋白质两种化学）和蛋白质两种化学成份组成。成份组成。(2)染色特征：核糖体易被碱性染料染色，在光镜下细染色特征：核糖体易被碱性染料染色，在光镜下细胞质中核糖体丰富部位嗜碱性较强。胞质中核糖体丰富部位嗜碱性较强。(3)电镜结构：是近似球形致密颗粒，直径为电镜结构：是近似球形致密颗粒，直径为20nm。(4)功效：功效：合成蛋白质。合成蛋白质。核糖体结构核糖体结构核糖体结构核糖体结构模式图模式图模式图模式图水处置微生物学原核微生物第28页 贮藏物（贮藏物（reserve materialsreserve materials）不一样化学成份累积成不溶沉淀颗粒，贮藏营养物。不一样化学成份累积成不溶沉淀颗粒，贮藏营养物。贮藏物贮藏物碳源及能源碳源及能源 氮源：氮源：蓝细菌藻青素、藻青蛋白蓝细菌藻青素、藻青蛋白 磷源磷源（异染粒）：（异染粒）：聚磷菌聚磷菌、白喉棒杆菌、结核分枝杆菌、白喉棒杆菌、结核分枝杆菌 糖原：糖原：E.Coli、芽孢杆菌、蓝细菌等、芽孢杆菌、蓝细菌等 PHB：固氮菌、产碱菌、肠杆菌：固氮菌、产碱菌、肠杆菌 硫粒：紫硫细菌、丝硫细菌、贝氏硫杆菌硫粒：紫硫细菌、丝硫细菌、贝氏硫杆菌 水处置微生物学原核微生物第29页n n 聚-羟丁酸功效功效:储备能源和碳源储备能源和碳源储备能源和碳源储备能源和碳源维持细胞中性环境，防止酸性增高维持细胞中性环境，防止酸性增高维持细胞中性环境，防止酸性增高维持细胞中性环境，防止酸性增高降低细胞渗透压降低细胞渗透压降低细胞渗透压降低细胞渗透压 由由由由-丁酸单位形成直丁酸单位形成直丁酸单位形成直丁酸单位形成直链聚合物，集合成高度折链聚合物，集合成高度折链聚合物，集合成高度折链聚合物，集合成高度折射性小球状物，随细胞老射性小球状物，随细胞老射性小球状物，随细胞老射性小球状物，随细胞老化愈加突出。化愈加突出。化愈加突出。化愈加突出。水处置微生物学原核微生物第30页n n 异染颗粒主要成份主要成份偏聚磷酸盐偏聚磷酸盐多聚磷酸盐多聚磷酸盐异染现象异染现象 这些颗粒能够用很多碱性染料染色。如用甲苯胺蓝染色时同多聚磷酸盐结合成淡红紫色储备能源和磷源储备能源和磷源降低渗透压降低渗透压菌种判定菌种判定功效水处置微生物学原核微生物第31页n n硫粒硫粒n n含硫粒细菌能利用含硫粒细菌能利用含硫粒细菌能利用含硫粒细菌能利用HH2 2S S做能源，氧化做能源，氧化做能源，氧化做能源，氧化HH2 2S S为硫为硫为硫为硫粒积累在菌体内。粒积累在菌体内。粒积累在菌体内。粒积累在菌体内。n n当缺乏营养时，氧化体内硫粒为当缺乏营养时，氧化体内硫粒为当缺乏营养时，氧化体内硫粒为当缺乏营养时，氧化体内硫粒为SOSO4 42-2-，从中，从中，从中，从中取得能量。硫粒含有强折光性，在光学显微镜取得能量。硫粒含有强折光性，在光学显微镜取得能量。硫粒含有强折光性，在光学显微镜取得能量。硫粒含有强折光性，在光学显微镜下极易看到。下极易看到。下极易看到。下极易看到。n n含硫粒细菌，能够处理含含硫粒细菌，能够处理含含硫粒细菌，能够处理含含硫粒细菌，能够处理含HH2 2S S类污染物。类污染物。类污染物。类污染物。水处置微生物学原核微生物第32页 由一层膜包起来，由一层膜包起来，该膜由蛋白质组成，含该膜由蛋白质组成，含有重复蛋白质亚单位。有重复蛋白质亚单位。功效功效使细胞具浮力使细胞具浮力有利于吸收溶解氧有利于吸收溶解氧气泡气泡水处置微生物学原核微生物第33页定义：定义：定义：定义：又叫核质体、原始核、细又叫核质体、原始核、细又叫核质体、原始核、细又叫核质体、原始核、细菌染色体，无核膜核仁原始细菌染色体，无核膜核仁原始细菌染色体，无核膜核仁原始细菌染色体，无核膜核仁原始细胞核结构。胞核结构。胞核结构。胞核结构。组成：组成：组成：组成：DNADNA纤维，少许蛋白结合。纤维，少许蛋白结合。纤维，少许蛋白结合。纤维，少许蛋白结合。环状环状环状环状ds-DNAds-DNA高度折叠高度折叠高度折叠高度折叠缠绕缠绕而而而而成。成。成。成。比如：比如：比如：比如：大大大大肠肠杆菌体杆菌体杆菌体杆菌体长长1 12 2微米，微米，微米，微米，DNADNA长度长度长度长度11001100微米微米微米微米功效：功效：功效：功效：携带遗传信息，决定遗传携带遗传信息，决定遗传携带遗传信息，决定遗传携带遗传信息，决定遗传性状和传递遗传性状。性状和传递遗传性状。性状和传递遗传性状。性状和传递遗传性状。（3）拟核水处置微生物学原核微生物第34页3.3.特殊结构特殊结构（1）荚膜（）荚膜（capsule）定义：一些细菌在其表面分泌一个粘性物质，把细胞壁定义：一些细菌在其表面分泌一个粘性物质，把细胞壁完全包围封住。完全包围封住。化学组成：含水率化学组成：含水率90909898，有含多糖、或多肽，还有，有含多糖、或多肽，还有含脂类或脂类蛋白复合体。含脂类或脂类蛋白复合体。荚膜普通很厚，有细菌荚膜很薄，在荚膜普通很厚，有细菌荚膜很薄，在200200mm以下，称以下，称为。荚膜是膜是分分类特征特征之一，可作之一，可作为分分类判定依据。判定依据。水处置微生物学原核微生物第35页 荚膜荚膜水处置微生物学原核微生物第36页荚膜功效：荚膜功效：A.保护致病菌免受宿主吞噬细胞吞噬，保护致病菌免受宿主吞噬细胞吞噬，保护细胞免受干燥影响；保护细胞免受干燥影响；B.可作为碳源和能源或氮源；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。废水处理中，细菌荚膜有吸附作用。水处置微生物学原核微生物第37页（2 2）黏液层（）黏液层（slime layerslime layer）为粘性多糖，疏松附着在细菌细胞壁表面，为粘性多糖，疏松附着在细菌细胞壁表面，与外界没有显著边缘。与外界没有显著边缘。废水生物处理中，有吸附作用，在曝气池中因废水生物处理中，有吸附作用，在曝气池中因曝气搅拌和水冲击力轻易把细菌粘液冲刷入水中，曝气搅拌和水冲击力轻易把细菌粘液冲刷入水中，增加水中有机物，可被其它微生物利用增加水中有机物，可被其它微生物利用水处置微生物学原核微生物第38页（3 3）菌胶团（）菌胶团（zoogloeazoogloea）定义：有些细菌因为其遗传特征决定，定义：有些细菌因为其遗传特征决定，细菌之间按一定排列方式相互细菌之间按一定排列方式相互 粘集在一起，被一个公共荚膜包粘集在一起，被一个公共荚膜包 围形成一定形状细菌集团。围形成一定形状细菌集团。活性污泥中常有细菌胶团。活性污泥中常有细菌胶团。菌胶团菌胶团菌胶团菌胶团水处置微生物学原核微生物第39页（4 4）芽孢（）芽孢（sporespore）定义：定义：一些细菌在其生长发育后期或在碰到外界一些细菌在其生长发育后期或在碰到外界 不良环境时，可在细胞内形成一个圆形或不良环境时，可在细胞内形成一个圆形或 椭圆形抗逆性休眠体。椭圆形抗逆性休眠体。u 多在杆菌中产生，是分类判定依据之一多在杆菌中产生，是分类判定依据之一u 芽孢是细菌休眠体，条件适宜可萌发芽孢是细菌休眠体，条件适宜可萌发芽孢萌发：由休眠状态芽孢变为营养状态细菌过程。芽孢萌发：由休眠状态芽孢变为营养状态细菌过程。水处置微生物学原核微生物第40页一一、芽孢形态及结构芽孢形态及结构圆形或椭圆形圆形或椭圆形位置和大小因位置和大小因菌而异（梭状、菌而异（梭状、鼓槌状等）鼓槌状等）水处置微生物学原核微生物第41页水处置微生物学原核微生物第42页二、芽孢特点二、芽孢特点（1）含水率低，）含水率低，3840（2）芽孢壁厚致密，分）芽孢壁厚致密，分3层：层：外层：外层：芽孢外壳蛋白质芽孢外壳蛋白质 中层：中层：肽聚糖（肽聚糖（2，6吡啶二羧酸）吡啶二羧酸）内层：内层：孢子壁肽聚糖孢子壁肽聚糖（3）酶代谢活力低，休眠状态）酶代谢活力低，休眠状态（4）耐热、低温、辐射、干燥、化学）耐热、低温、辐射、干燥、化学试剂，等不良环境试剂，等不良环境如：营养细胞如：营养细胞7080下下10分钟死亡，芽孢分钟死亡，芽孢120140 下存活下存活几小时；芽孢抗紫外线普通是营养细胞一倍。几小时；芽孢抗紫外线普通是营养细胞一倍。水处置微生物学原核微生物第43页1.DNA1.DNA浓缩成束状浓缩成束状浓缩成束状浓缩成束状2.2.细细胞膜胞膜胞膜胞膜内陷，不对称分裂，内陷，不对称分裂，内陷，不对称分裂，内陷，不对称分裂，小为小为小为小为前芽孢前芽孢前芽孢前芽孢3.3.前芽孢前芽孢前芽孢前芽孢双层隔膜双层隔膜双层隔膜双层隔膜形成形成形成形成4.4.肽聚糖合成，形成肽聚糖合成，形成肽聚糖合成，形成肽聚糖合成，形成皮层皮层皮层皮层，脱水，脱水，脱水，脱水 5.5.芽芽芽芽孢孢壁、壁、壁、壁、芽孢衣等芽孢衣等芽孢衣等芽孢衣等合成，合成，合成，合成，芽孢成熟芽孢成熟芽孢成熟芽孢成熟 6.6.芽孢囊裂解芽孢囊裂解芽孢囊裂解芽孢囊裂解 三三、芽孢形成（了解内容）芽孢形成（了解内容）水处置微生物学原核微生物第44页（5 5）鞭毛（）鞭毛（flagellaflagella）定义：由细胞质膜上鞭毛基粒长出，穿过细胞壁伸向体定义：由细胞质膜上鞭毛基粒长出，穿过细胞壁伸向体定义：由细胞质膜上鞭毛基粒长出，穿过细胞壁伸向体定义：由细胞质膜上鞭毛基粒长出，穿过细胞壁伸向体 外一条纤细波浪状丝状物。外一条纤细波浪状丝状物。外一条纤细波浪状丝状物。外一条纤细波浪状丝状物。是是是是分类上分类上主要特征之一。主要特征之一。主要特征之一。主要特征之一。偏端单毛菌类偏端单毛菌类两端单毛菌类两端单毛菌类偏端丛毛菌类偏端丛毛菌类 两端丛毛菌类两端丛毛菌类 周毛菌类周毛菌类 ACDBE水处置微生物学原核微生物第45页鞭毛鞭毛（flagellum）结构结构-阳性与阴性菌不一样阳性与阴性菌不一样细菌鞭毛着生于细胞膜上，但运动支点由细胞壁提供。细菌鞭毛着生于细胞膜上，但运动支点由细胞壁提供。水处置微生物学原核微生物第46页u 鞭毛大小：直径鞭毛大小：直径0.0010.02m，长度在，长度在250m鞭毛运动机制鞭毛运动机制含有鞭毛细菌能运动，不具鞭含有鞭毛细菌能运动，不具鞭毛细菌普通不能运动。毛细菌普通不能运动。鞭毛运动是靠细胞质膜上鞭毛运动是靠细胞质膜上ATP酶水解酶水解ATP提供能量。提供能量。运动方式：旋转运动运动方式：旋转运动水处置微生物学原核微生物第47页四、细菌繁殖四、细菌繁殖1、细菌繁殖条件、细菌繁殖条件（1 1）营养物质：充分才能提供必需原料和足够能量）营养物质：充分才能提供必需原料和足够能量）营养物质：充分才能提供必需原料和足够能量）营养物质：充分才能提供必需原料和足够能量 主要包含：主要包含：主要包含：主要包含：水，无机盐类，蛋白质，糖类等；有还需要：氨基酸，生长因水，无机盐类，蛋白质，糖类等；有还需要：氨基酸，生长因水，无机盐类，蛋白质，糖类等；有还需要：氨基酸，生长因水，无机盐类，蛋白质，糖类等；有还需要：氨基酸，生长因子，血液等子，血液等子，血液等子，血液等（2 2）温度：最适温度（）温度：最适温度（）温度：最适温度（）温度：最适温度（10102020），噬温菌（），噬温菌（），噬温菌（），噬温菌（202040 40 ），），），），噬热菌（噬热菌（噬热菌（噬热菌（505060 60 ），噬冷菌（），噬冷菌（），噬冷菌（），噬冷菌（0 0 以下）以下）以下）以下）（3 3）酸碱度：主要是影响酶活性。最适）酸碱度：主要是影响酶活性。最适）酸碱度：主要是影响酶活性。最适）酸碱度：主要是影响酶活性。最适pHpH（7.2-7.67.2-7.6），噬碱菌），噬碱菌），噬碱菌），噬碱菌（8 8以上），噬酸菌（以上），噬酸菌（以上），噬酸菌（以上），噬酸菌（7 7以下）以下）以下）以下）（4 4）气体：主要是）气体：主要是）气体：主要是）气体：主要是OO2 2和和和和COCO2 2（5 5）湿度：干燥对细菌有害）湿度：干燥对细菌有害）湿度：干燥对细菌有害）湿度：干燥对细菌有害（6 6）渗透压：普通加入）渗透压：普通加入）渗透压：普通加入）渗透压：普通加入0.5%0.5%氯化钠氯化钠氯化钠氯化钠水处置微生物学原核微生物第48页 主要为裂殖，是无性繁殖，一个母细胞分裂成主要为裂殖，是无性繁殖，一个母细胞分裂成两个子细胞两个子细胞二等分裂二等分裂 细菌分裂过程细菌分裂过程：核复制后分裂核复制后分裂 形成横隔形成横隔子细胞分离子细胞分离2、细菌生长繁殖方式、细菌生长繁殖方式水处置微生物学原核微生物第49页水处置微生物学原核微生物第50页五、细菌培养特征五、细菌培养特征（1）固体培养基上培养特征）固体培养基上培养特征（2）明胶培养基上培养特征）明胶培养基上培养特征（3）半固体培养基上培养特征）半固体培养基上培养特征（4）液体培养基上培养特征）液体培养基上培养特征水处置微生物学原核微生物第51页（1）固体培养基上培养特征凝固剂：凝固剂：琼脂琼脂(1%-2%)，明胶，硅胶明胶，硅胶 菌落：由菌落：由一个细菌一个细菌繁殖起来，由无数细菌组繁殖起来，由无数细菌组 成含有一定形态特征细菌集团。成含有一定形态特征细菌集团。t 可用稀释平板法和平板划线法接种形成菌落。可用稀释平板法和平板划线法接种形成菌落。t 菌落特征：细菌在固体培养基上培养特征。菌落特征：细菌在固体培养基上培养特征。水处置微生物学原核微生物第52页 凝胶状、普通表凝胶状、普通表面较光滑、湿润、与面较光滑、湿润、与培养基结合不紧密，培养基结合不紧密，易挑取，正反颜色一易挑取，正反颜色一致。致。细菌菌落普通特点细菌菌落普通特点 水处置微生物学原核微生物第53页菌落特征菌落特征是分类判定依据。是分类判定依据。是分类判定依据。是分类判定依据。能够从三方面看菌落特征：能够从三方面看菌落特征：能够从三方面看菌落特征：能够从三方面看菌落特征：（1 1）菌落形态特征）菌落形态特征）菌落形态特征）菌落形态特征（2 2）菌落表面特征）菌落表面特征）菌落表面特征）菌落表面特征（3 3）菌落边缘特征）菌落边缘特征）菌落边缘特征）菌落边缘特征水处置微生物学原核微生物第54页不一样种细菌菌落特征不一样种细菌菌落特征水处置微生物学原核微生物第55页光滑型菌落光滑型菌落肺炎克雷伯氏菌在肺炎克雷伯氏菌在DHL培养基上菌落形态培养基上菌落形态 粘膜肺炎球菌在血琼脂平板上菌落粘膜肺炎球菌在血琼脂平板上菌落 水处置微生物学原核微生物第56页枯草芽孢杆菌菌落形态粗糙型菌落枯草芽孢杆菌菌落形态粗糙型菌落水处置微生物学原核微生物第57页菌苔菌苔大量细胞密集地接种到固大量细胞密集地接种到固体培养基表面，结果长成体培养基表面，结果长成“菌落菌落”连成一片。连成一片。菌苔是由菌苔是由许多菌体许多菌体繁殖形繁殖形成。成。同一菌体菌苔特征和菌落特征是相同，同一菌体菌苔特征和菌落特征是相同，若有异样，则菌体受污染或变异，应若有异样，则菌体受污染或变异，应分离纯化。分离纯化。水处置微生物学原核微生物第58页2.明胶培养基中培养特征 用穿刺接种法将细菌接种在明胶培养基用穿刺接种法将细菌接种在明胶培养基中培养，能产生明胶水解酶水解明胶，不一中培养，能产生明胶水解酶水解明胶，不一样细菌将明胶水解成不一样形态溶菌区，依样细菌将明胶水解成不一样形态溶菌区，依据这些不一样形态，可将细菌进行分类。据这些不一样形态，可将细菌进行分类。水处置微生物学原核微生物第59页3.半固体培养基中培养特征凝固剂：琼脂凝固剂：琼脂(0.2%-0.7%)穿刺接种，依据细菌生穿刺接种，依据细菌生长状态判断细菌呼吸类长状态判断细菌呼吸类型和鞭毛有没有，能否型和鞭毛有没有，能否运动。运动。水处置微生物学原核微生物第60页4.液体培养基中培养特征细菌在液体培养基中培养特征也是分类依据之一细菌在液体培养基中培养特征也是分类依据之一 细菌自由扩散生长，生长状态与细菌种类相关。细菌自由扩散生长，生长状态与细菌种类相关。表面生长形成粘稠膜，菌液不混浊枯草芽孢杆菌表面生长形成粘稠膜，菌液不混浊枯草芽孢杆菌 菌液混浊，菌体均匀分布于培养基菌液混浊，菌体均匀分布于培养基 细菌凝聚成颗粒物，沉降在管底，培养基清细菌凝聚成颗粒物，沉降在管底，培养基清水处置微生物学原核微生物第61页1.1.细菌表面电荷和等电点细菌表面电荷和等电点2.2.细菌悬液稳定性细菌悬液稳定性3.3.细菌悬液混浊度细菌悬液混浊度4.4.细菌多相胶体性质细菌多相胶体性质5.5.细菌比表面积细菌比表面积6.6.细菌相对密度和质量细菌相对密度和质量六、细菌物理化学性质六、细菌物理化学性质水处置微生物学原核微生物第62页1.细菌表面电荷和等电点定义：定义：等电点：等电点：氨基酸所带正电荷和负电荷相等时氨基酸所带正电荷和负电荷相等时pH值，值，称为该氨基酸等电点。称为该氨基酸等电点。细菌体蛋白质（细菌体蛋白质（50以上）氨基酸两性电解质以上）氨基酸两性电解质 负电荷（负电荷（pH高溶液）高溶液）正电荷（正电荷（pH低溶液）低溶液）水处置微生物学原核微生物第63页 细菌等电点在细菌等电点在pH为为25；革兰氏阳性菌等电点在革兰氏阳性菌等电点在pH为为23；革兰氏阴性菌等电点在革兰氏阴性菌等电点在pH为为45：pH为为34之间为革兰氏染色不稳定性菌；之间为革兰氏染色不稳定性菌；普通培养中，细菌所处普通培养中，细菌所处pH值（值（6）都高于细）都高于细菌等电点，表面带负电荷。菌等电点，表面带负电荷。（1）细菌等电点）细菌等电点水处置微生物学原核微生物第64页细菌细胞微小透明，染色后易于观察。细菌细胞微小透明，染色后易于观察。细菌在通常培养情况下总是带负电荷，细菌在通常培养情况下总是带负电荷，故用带正电碱性染料染色。故用带正电碱性染料染色。（2 2）细菌染色原理及染色方法）细菌染色原理及染色方法）细菌染色原理及染色方法）细菌染色原理及染色方法水处置微生物学原核微生物第65页A A 简单染色简单染色：用一个染液染色菌体。普通菌体被染上染用一个染液染色菌体。普通菌体被染上染料颜色。料颜色。惯用来观察细菌惯用来观察细菌形态、大小和排列方式形态、大小和排列方式。B B 复合染色法：复合染色法：两种染料染色，以区分细菌革兰氏染色两种染料染色，以区分细菌革兰氏染色反应或抗酸性反应，或将菌体和某一结构染成不一样颜色。反应或抗酸性反应，或将菌体和某一结构染成不一样颜色。惯用染色法有：惯用染色法有：水处置微生物学原核微生物第66页复合染色之革兰氏染色复合染色之革兰氏染色1884年丹麦细菌学家C.Gram 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，方便将两大类细菌分开，作为分类判定主要依据。也称为判别染色法。水处置微生物学原核微生物第67页1234水处置微生物学原核微生物第68页阳性菌阳性菌阴性菌阴性菌水处置微生物学原核微生物第69页金黄色葡萄球菌大肠杆菌水处置微生物学原核微生物第70页革兰氏染色机制：革兰氏染色机制：（1）与等电点相关：）与等电点相关：革兰氏阳性菌革兰氏阳性菌pH23，阴性菌，阴性菌pH45，加碘碘化，加碘碘化钾（弱氧化剂）媒染，等电点降低，阳性菌降低更低，钾（弱氧化剂）媒染，等电点降低，阳性菌降低更低，与结晶紫（碱性染料）结合得更牢靠；阴性菌结协力弱，与结晶紫（碱性染料）结合得更牢靠；阴性菌结协力弱，易被乙醇脱色。易被乙醇脱色。水处置微生物学原核微生物第71页（2）与细胞壁相关：）与细胞壁相关：革兰氏阴性菌细胞壁薄、脂类物质高，易被乙醇溶解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、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；脂类物质含量低，肽聚糖被乙醇脱水使降低细胞通透性；所以复染后表现不一样染色效果。所以复染后表现不一样染色效果。水处置微生物学原核微生物第72页2.细菌悬液稳定性两种状态：两种状态：稳定稳定S型，不稳定型，不稳定R型。型。S型菌均匀分布于培养基中，不发生凝聚，菌型菌均匀分布于培养基中，不发生凝聚，菌液混浊，只在电解质浓度高时才发生凝聚；液混浊，只在电解质浓度高时才发生凝聚；R型很轻易发生凝聚而沉淀在瓶底，菌液清型很轻易发生凝聚而沉淀在瓶底，菌液清澈。澈。水处置微生物学原核微生物第73页菌悬液稳定性与水处理菌悬液稳定性与水处理 污水、废水生物处理中二沉池，沉淀效果污水、废水生物处理中二沉池，沉淀效果与细菌悬液稳定性亲密相关；与细菌悬液稳定性亲密相关；可采取投加强电解质等方式改进活性污泥可采取投加强电解质等方式改进活性污泥沉淀效果沉淀效果水处置微生物学原核微生物第74页3.细菌悬液混浊度 细菌体半透明状态，一部分光线投射，一部细菌体半透明状态，一部分光线投射，一部 分折射，细菌悬液展现混浊现象。分折射，细菌悬液展现混浊现象。比浊计，比色计测浊度可略知细菌数目。比浊计，比色计测浊度可略知细菌数目。水处置微生物学原核微生物第75页4.细菌多相胶体性质 细菌体含各种蛋白质和酶系，成份和功效各细菌体含各种蛋白质和酶系，成份和功效各 不相同不相同 不一样酶系利用不一样物质进行不一样生化不一样酶系利用不一样物质进行不一样生化反反 应，一个细菌体内可同时进行各种生化反应应，一个细菌体内可同时进行各种生化反应水处置微生物学原核微生物第76页5.细菌比表面积 单个菌体体积小，但细菌悬液中细菌群体单个菌体体积小，但细菌悬液中细菌群体 总比表面积则巨大，有利于细菌吸附和吸收总比表面积则巨大，有利于细菌吸附和吸收 营养物，有利于排泄代谢废物，使细菌生长营养物，有利于排泄代谢废物，使细菌生长 繁殖快。繁殖快。水处置微生物学原核微生物第77页6.细菌相对密度和质量 细菌悬液中细菌相对密度在细菌悬液中细菌相对密度在1.071.19，与菌体，与菌体 所含物质相关：所含物质相关：蛋白质：蛋白质：1.5 糖：糖：1.4 1.6 核酸核酸:2 无机盐：无机盐：2.5 脂质：脂质：6）都高于细）都高于细菌等电点，表面带负电荷。菌等电点，表面带负电荷。水处置微生物学原核微生物第118页2.细菌悬液稳定性两种状态：两种状态：稳定稳定S型，不稳定型，不稳定R型。型。S型菌均匀分布于培养基中，不