原核微生物1

第二章原核微生物第一节细菌第二节古菌第三节放线菌第四节蓝细菌第五节其他原核微生物第一节细菌细菌有四种形态：1、球状球菌2、杆状杆菌3、螺旋状螺旋菌4、丝状丝状菌球菌就是球形的细菌，它是这类细菌的总称，细胞呈球形或椭圆形。A．单球菌B．双球菌C．链球菌D．四联球菌E．八叠球菌F．葡萄球菌球菌细胞呈杆状或圆柱状，菌体直或稍弯，粗短或细长。末端钝圆、尖、膨大或平裁状。直径在0.5~1um×1~5um（宽径×长）细长的杆菌又称为？杆菌弧菌弧菌细胞呈弧形，其中若菌体多于一个弯曲，其程度超过一圈，又称为螺旋菌。直径在0.5～5um，长度不等。弧菌螺旋菌丝状菌丝状菌广泛分布在水环境中，潮湿土壤和活性污泥中。细菌的细胞结构细菌的结构细菌细胞由外向里依次有鞭毛、菌（纤）毛、荚膜、细胞壁、细胞膜、细胞质，细胞质中又有液泡、储存性颗粒、核质等。1细菌细胞的一般构造(1)细胞壁(2)细胞膜和间体(3)细胞质(4)核质体2细菌细胞的特殊构造(1)荚膜(2)鞭毛(3)芽孢一、细胞壁的化学组成与结构革兰氏阳性菌细胞壁厚度20~80nm，结构简单革兰氏阴性菌细胞壁厚度10nm，结构复杂A：G+细胞壁，B：G-细胞壁细胞壁的功能①保护原生质免受渗透压引起破裂的作用；②维持细菌的细胞形态；③阻拦大分子物质进人细胞；④细胞壁为鞭毛提供支点，使鞭毛运动；使某些细菌具有致病性及对噬菌体的敏感。1、细菌能作为重金属吸附剂使用吗？与细菌细胞壁的哪些性质有关？如果能，谈谈细菌做为吸附剂吸附重金属离子的机理（结合工程实际）。2、查阅文献，谈谈国内外目前在生物吸附剂再生领域的进展（主要谈细菌吸附剂）。课后习题二、原生质体原生质体细胞膜细胞质及其内含物细胞核物质（1）细胞膜细胞膜功能渗透作用、层析作用主动运输合成基地、产能基地、酶基地有助于鞭毛运动细胞膜：紧贴细胞壁内侧的一层由磷脂和蛋白质组成的柔软、富有弹性的半透性薄膜（2）细胞质及其内含物细胞质核糖体内含颗粒异染颗粒PHB硫粒肝糖气泡聚β-羟丁酸•储藏能源和碳源•维持细胞中性环境，避免酸性增高•降低细胞渗透压芽孢杆菌固氮菌由β-丁酸单位形成的直链聚合物，集合成高度折射性的小球状物，随细胞老化更加突出。功能异染颗粒主要成分偏聚磷酸盐多聚磷酸盐异染现象这些颗粒可以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•储藏能源和磷源•降低渗透压•菌种鉴定功能气泡由一层膜包起来，该膜由蛋白质组成，含有重复的蛋白质亚单位。功能•使细胞具浮力•有利于吸收溶解氧核质体细菌为大型环状的双链DNA，多为0.25~3mm。每个细菌所含的核质体为1~4个，少数有20多个。核质体为单倍体，仅在染色体复制的短期为双倍体。三、特殊结构（1）荚膜capsule某些细菌壁外存在着一层厚度不定的胶状物质。功能非必需的储藏养料，堆积代谢产物保护作用附着的物质基础种类意义鉴定菌种制成代血浆或Sephadex污水处理三次采油微荚膜荚膜粘液层（2）芽孢某些细菌在其生长发育后期，可在细胞内形成一个圆形或椭圆形抗逆性休眠体。1、含水低，38%~40%2、分3层，壁厚而致密3、DPA含量高4、耐热特点（3）鞭毛某些细菌长在体表的长丝状、波曲的附属物。鞭毛细丝：鞭毛球蛋白三条丝状亚基一条鞭毛细丝钩形鞘：蛋白质亚基组成基体：套管作用细菌的培养特征细菌在固体培养基上的特征就是菌落特征。菌落是由一个细菌繁殖起来的，由无数细菌组成具有一定形态特征的细菌集团固体培养基上的各种菌类的“村落”。固体培养基——固体状态的培养细菌的基质有的是天然物质，如土豆、馒头及其他各种固体食物，微生物学研究中多使用人工制作的固体琼脂培养基。菌落的特征主要由各种微生物特殊的遗传特性决定，同时也与培养基成分及培养条件有关。当固定培养基成分及培养条件相同时，不同种类微生物形成的菌落特征是固定的，可作为微生物鉴定的重要依据。菌落形态是个体形态的集中表现个体群体球状体小、圆、隆起杆状大、圆、隆起大、扁平鞭毛很大、不规则芽孢透明度差，皮肤状皱褶荚膜群体透明度高，鼻涕状，菌大简单染色法细菌染色原理和方法革兰氏染色法1.涂片2.单染—结晶紫染液第一次染色1min固定3.媒染—碘-碘化钾溶液浸湿30S4.脱色—95%乙醇溶液进行颜色洗脱5.复染—红色的藩红染液第二次染色呈现第二次染色的效果红色；称革兰氏阴性菌（红阴G-）细菌呈现第一次染色的效果紫色，革兰氏阳性菌（紫阳G＋）细菌表面电荷和等电点细菌体含有大量蛋白质，蛋白质由20种氨基酸按一定的排列顺序由肽键连接组成，氨基酸在碱性溶液中带负电荷，相反，在酸性溶液中带正电荷，在某一定pH溶液中，氨基酸所带的正、负电荷相等时的pH，就是该氨基酸的等电点。革兰氏染色的机理1、革兰氏染色与细菌等电点有关，G+的等电点为pH2~3，G-的等电点为pH4~5。2、革兰氏染色与细胞壁结构有关，G+的脂类物质含量低，肽聚糖含量高，G-则脂类物质含量高，肽聚糖含量很低，因此G-的脂类被乙醇溶解，细菌细胞壁的孔径和通透性增加，乙醇很容易进入细胞内把草酸铵结晶紫、碘-碘化钾的复合物提取出来，同时乙醇也是脱水剂，是肽聚糖脱水缩小细胞壁的孔径，降低了细胞壁的通透性，阻止乙醇分析进入细胞，草酸铵结晶紫、碘-碘化钾的复合物被截留在细胞内，仍呈紫色。细菌悬液的稳定性细菌在液体培养基中有稳定和不稳定两种存在。稳定的叫S型，不稳定的叫R型。细菌的多相胶体性质细菌细胞质中含有多种蛋白质，多仪细胞质是多相胶体，在一个细菌体内可同时进行多种生化反应细菌的比表面积细菌体积微小，但是比表面积巨大，十分有利于其吸收营养物质，有利于排泄代谢产物，使细菌生长繁殖加快。•没有鞭毛不运动的细菌，特别是球菌，常形成较小、较厚、边缘较整齐的菌落；有鞭毛的细菌则较大而扁平，边缘波状、锯齿状等；•有荚膜的细菌菌落较大并且表面光滑，而没有荚膜的则表面较粗糙；•具有芽孢的细菌菌落表面常有褶皱并且不透明第二节古菌一、古菌的特点1、古菌的细胞很薄，扁平。2、大多数古菌的细胞壁组分大多数是脂蛋白3、古菌代谢过程中有许多特殊的辅酶。4、多数为严格的厌氧、兼性厌氧菌，还有专性好氧。5、古菌的繁殖速度比较慢，进化速度也比细菌慢6、生活在极端恶劣的环境中。一、古菌的分类古菌产甲烷菌嗜热嗜酸菌极端嗜盐菌古菌发育树产甲烷菌的形态和细胞结构产甲烷菌的细胞结构：细胞封套（包括细胞壁、表面层、鞘和荚膜）、细胞质膜、原生质的核质。细胞封套：1、G+产甲烷菌的细胞壁在结构上与G+真细菌相似2、G+的炽热高温甲烷菌的细胞壁外有一层六角形的蛋白质亚基即S层覆盖3、G-产甲烷菌不具有球囊多聚物或外膜。4、甲烷螺菌的细胞质膜外只有一层由蛋白县委组成的鞘包裹几个细胞。其厚度为10nm产甲烷菌的培养方法产甲烷菌是专性厌氧菌，它的分离和培养的操作需要在特殊的环境和用特殊的技术进行。常用的厌氧技术：1、液体石蜡培养法2、抽真空培养法3、在封闭培养法（焦性食子酸+碳酸钾除去氧气）4、套管厌氧培养法5、厌氧液体培养法嗜热嗜酸菌嗜热嗜酸菌古生硫酸还原菌极端嗜热古菌嗜热、好氧、兼性厌氧，革兰氏阴性、杆状、丝状或球状。生长温度70~105℃之间，多数是硫代谢菌极端嗜盐古菌极端嗜盐古菌需盐下限为1.5mol/L，约9%的NaCl大多数种所需要的NaCl为2~4mol/L，约12~23%；有的甚至可以在5.5mol/L的NaCl（32%）下生长