水处理第一章-细菌的形态结构.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,*,原核(微)生物,指一类细胞核无核膜包裹，只存在称作核区的裸露DNA的原始单细胞生物。,原,核,微,生,物,真细菌,、蓝细菌、,粘细菌、放线菌,细菌,域,衣原体、支原体、,立克次氏体、螺旋体,古菌域,细菌（Bacteria）,细菌是一类细胞细而短（直径约0.5m，长度约0.55m）、结构简单、细胞壁坚韧、以二等分裂方式繁殖和水生性较强的原核微生物。,是给水与废水处理中最重要的一类微生物！,一、细菌的形态和大小,1.细菌的形态,球状,杆状,螺旋状,少数种类：丝状、三角形、方形和圆盘形,是菌种分类与鉴定的依据之一,（3）螺旋菌,弧菌（,vibrio,）,：螺旋周数不足一圈细菌。,螺菌（,spirillum,）,：26圈小型、坚硬的螺旋状细菌。,螺旋体（,spirochaeta,）,：螺旋周数超6周，体长柔软。,（4）丝状菌,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的特征。,2.细菌的大小,细菌的大小以m计。,如：,E.coli,长2 m，宽0.5 m，1500个相当一粒芝麻长。,测量：测微尺,表示：,球菌：直径,杆菌：宽长,螺菌：宽、长、螺距,例子,较大细菌,：,1997,年在纳米比亚海岸沉积物中发现的硫细菌（,Thiomargarita namibiensis,）,0.1,0.3mm,，肉眼可见。,较小细菌,：,1998,年芬兰学者E.O.Kajander发现引起尿结石的纳米细菌（,Nanobacteria,），直径仅,50nm,，为,E.Coli,的,1/10,，与病毒大小类似。分裂缓慢，三天才分裂一次，是目前所知最小的具有细胞壁的细菌。,3.观察方法,染色法,单染、复染,正染、复染,特殊染色,革兰氏染色,阳性,阴性,二、细菌细胞的结构,细菌是,单细胞,微生物。,所有细菌的结构：,细胞壁,和,原生质体,。,原生质体包括：细胞质膜，细胞质及其内含物，,拟核,。,部分细菌的特殊结构：芽孢、鞭毛、荚膜、粘液层、菌胶团、衣鞘及光合作用片层。,拟核,在细菌细胞内，虽然没有细胞核，仍然有核物质，核物质DNA 盘绕成一团，用染色方法可以看到，称,拟核或核区,。,（一）基本结构,1.,细胞壁（cell wall）,细胞最外一层坚韧厚实的外被，主要由,肽聚糖,构成。,(1)细胞壁的生理功能：,维持外形，提高机械强度。,为细胞生长、分裂、和鞭毛运动必需。,阻碍大分子有害物质进入细胞。,赋予抗原性、对抗生素和噬菌体的敏感性。,1.,细胞壁,(2)革兰氏染色,丹麦医生C.Gram（革兰）于1884年发明的一种鉴别不同类型细菌的染色方法。,根据此染色法，细菌可分为革兰氏阳性菌(G,+,)和革兰氏阴性菌(G,-,)。,G,+,和G,-,具有不同的,细胞壁结构和化学组成。,G,+,G,-,革兰氏阳性和阴性细菌细胞壁构造的比较,we,1.,细胞壁,(3)细胞壁结构与组成,革兰氏阳性细菌主要由肽聚糖组成，还有一定数量的磷壁酸，很少有脂类。,革兰氏阴性细菌细胞壁分两层：外层和内层。,外层即外膜，,由脂多糖、磷脂和脂蛋白等若干种蛋白质组成，有时也称为外壁。,内层主要是肽聚糖。,4肽尾：L-Ala-D-Glu-L-lys-D-Ala,肽,肽聚糖,肽桥：甘氨酸五肽,聚糖：N-乙酰葡糖胺和N-乙酰胞壁酸,-1,4糖苷键,溶菌酶,肽聚糖结构,特征,强度,厚度,肽聚糖层数,肽聚糖含量,磷壁酸,脂多糖,脂肪,蛋白质,G,-,疏松,薄，,5,10nm,少，,1,3,层,少（,10,20,）,含量较高,含量较高,G,+,坚韧,厚，,20,80nm,多，多达,50,层,高（,50,90,）,一般无,无,G,+,和,G,-,细胞壁结构与组成的比较,(4)革兰氏染色机理,结晶紫,初染。,碘液,媒染：在细胞膜内形成了不溶于水的结晶紫与碘的复合物,。,革兰氏阳性,细菌由于其细胞壁较厚、肽聚糖网层次多和交联致密，故遇乙醇或丙酮作脱色处理时，因失水反而使网孔缩小，再加上它不含类脂，故乙醇处理不会溶出缝隙，因此能把结晶紫与碘复合物牢牢留在壁内，使其仍呈紫色。,革兰氏阴性,细菌因其细胞壁薄、外膜层的类脂含量高、肽聚糖层薄和交联度差，在遇脱色剂后，以类脂为主的外膜迅速溶解，薄而松散的肽聚糖网不能阻挡结晶紫与碘复合物的溶出。,乙醇,脱色：细胞退成无色。,沙黄,等复染：革兰氏阴性菌就呈现红色，而革兰氏阳性菌则仍保留紫色,(,实为紫加红色,),。,2.细胞质膜（cytoplasmic membrane）,又称质膜、细胞膜或内膜，是紧贴在细胞壁内侧、包围着细胞质的一层柔软、脆弱、富有弹性的半透性薄膜。,组成：,蛋白质：50%70%。,脂类：20%30%。,脂类主要是极性脂类甘油磷脂。,细菌细胞的脂类几乎都在细胞膜。,液态镶嵌模型,结构：,液态镶嵌模型,磷脂为两性分子，组成细胞膜的基本骨架双分子层；,由于磷脂和蛋白质的运动型，使得细胞膜具有流动性；,膜蛋白分布于膜的,两侧或磷脂层中。,细胞膜的功能,选择性地控制细胞内、外的营养物质和代谢产物的运送；,维持细胞内正常渗透压的屏障；,合成细胞壁和糖被的各种组分(肽聚糖、磷壁酸、LPS、荚膜多糖等)的重要基地；,膜上含有氧化磷酸化或光合磷酸化等能量代谢的酶系，是细胞的产能场所；,许多代谢酶、运输酶、电子呼吸链的所在地；,鞭毛基体的着生部位和鞭毛旋转的供能部位。,3.细胞质（cytoplasm）,细胞质是细胞膜包围的除核区以外的一切透明、胶状、颗粒状物质的总称。,成分：水（80%）、蛋白质、核酸和脂类等。,结构：,各种酶系统,贮藏物、代谢产物、质粒各种营养物,少数有类囊体、羧酶体、气泡、伴孢晶体。,4.核区（nuclear region或area）,又称,核质体,、,原核,、,拟核,或,核基因组,。指原核生物所特有的无核膜结构、无固定形态的原始细胞核。,成分与结构：一个大型环状双链DNA分子，只有少量蛋白质与之结合。一般均为单倍体。,功能：携带遗传信息。,糖原：大肠杆菌、克雷伯氏菌、芽孢杆菌,和蓝细菌等,碳源及能源类 聚-羟丁酸(PHB)：固氮菌、产碱菌和肠,（脂质）杆菌等,硫粒：紫硫细菌、丝硫细菌、贝氏硫杆,菌等,贮藏物 藻青素：蓝细菌,氮源类：,藻青蛋白：蓝细菌,磷源(异染粒)：迂回螺菌、白喉棒杆菌、结核分枝杆菌,（无机聚偏磷酸盐）,5.内含物（inclusion body）,内含物,磁小体：,存在于趋磁细菌中，其功能是导向作用，即借鞭毛游向对该菌最有利的泥、水界面微氧环境处生活。,羧酶体：,又称羧化体，内含1,5-二磷酸核酮糖羧化酶，在自养细菌的CO,2,固定中起着关键作用。,气泡：,在许多光合营养型、无鞭毛运动的水生细菌中存在，其功能是调节细胞比重以使细胞漂浮在最适水层中获取光能、O,2,和营养物质,。,