第二章原核微生物放线菌蓝细菌

第二章原核微生物第三节放线菌环境工程微生物学1.放线菌的特点2.放线菌的形态、大小和结构3.菌落特征4.繁殖本节内容放线菌在固体培养基上呈现辐射状生长而得名，是一类呈丝状生长、以孢子繁殖的革兰氏阳性细菌。一般分布在含水量较低、有机物丰富和呈微碱性的土壤环境中。环境工程微生物学3.1特点环境工程微生物学大多数是腐生菌，在自然界中分布数量仅次于细菌；部分共生菌，如与多种非豆科植物形成根瘤固氮的弗兰克氏菌科；少数是寄生菌，如分枝杆菌。生产抗生素的主要菌株。代表菌属链霉菌属。改良土壤结构，在有机固体废弃物填埋和堆肥发酵，废水生物处理中起作用。代表菌属诺卡氏菌属（能够降解石油，烃类，纤维素）。生态特征应用环境工程微生物学3.2放线菌的形态和大小菌体由纤细的长短不一的菌丝组成，菌丝分支，单细胞（含有多个细胞核，但细胞核没有横隔膜）。营养菌丝气生菌丝孢子丝1-1.4μm0.2-0.8μm菌丝分三类：环境工程微生物学营养菌丝:潜入固体培养基内摄取营养。（有产色素及无色的）孢子丝：在气生菌丝的上部分分化可形成的分生孢子(具有各种色素)。气生菌丝：多细胞核营养菌丝长出培养基外，伸向空间，弯曲状，直线状，螺旋状。灰色链霉菌的直形孢子链玫瑰花链霉菌亚种的螺旋形孢子链（下）不同类型的孢子丝环境工程微生物学环境工程微生物学孢子丝着生方式以及分生孢子的颜色可作为分类、鉴别的依据。环境工程微生物学3.3菌落形态固体培养基中，放线菌菌丝相互交错缠绕形成质地致密的小菌落，干燥、不透明、难以挑取；当大量孢子覆盖于菌落表面时，就形成表面为粉末状或颗粒状的典型放线菌菌落；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。环境工程微生物学放线菌的菌落形态环境工程微生物学3.4放线菌的繁殖无性繁殖菌丝断裂孢囊孢子分生孢子孢子孢子生殖：1个细胞形成许多分裂孢子或节孢子。低等植物和真菌环境工程微生物学在气生菌丝顶端膨大成孢子囊，囊中形成孢子。1、孢囊孢子链孢囊菌属环境工程微生物学2、分生孢子在气生菌丝顶端形成成串或单个孢子。环境工程微生物学1.形态与大小2.细胞结构及其功能3.繁殖方式4.生活习性5.代谢6.分类7.与人类和环境的关系第四节蓝细菌植物藻类蓝藻门蓝细菌是古老的生物，能产生氧气，使地球由无氧环境转为有氧环境；分布广泛，淡水、海水、潮湿土壤等均有生长，耐高温和干燥；在污水处理、水体自净中起积极作用，也是水体富营养化的指示生物。环境工程微生物学概述环境工程微生物学蓝细菌(cyanobacteria)的特点蓝细菌细胞结构简单：没有真正的细胞核，只具有原始核；没有核膜和核仁，只有染色体；没有叶绿体，只含有叶绿素a；吸收CO2和H2O，是具有放氧光合作用的原核微生物。环境工程微生物学1.蓝细菌的形态与大小1）形态：单细胞有球形、腰鼓形、椭圆形或短柱形。还有具有丝状的聚合体——细菌能向细胞外分泌类似细菌荚膜样的胶粘物质，形成外膜或鞘，使单细胞连成丝状。环境工程微生物学2）大小：蓝细菌细胞从一般直径0.5μm～1μm（细菌那么大）至直径为60μm大小。环境工程微生物学细胞结构简单，具有叶绿素，能够吸收二氧化碳、无机盐和水，合成有机物供自身营养，放出氧气；还有些菌体内含有贮藏物，如肝糖、PHB等。许多蓝细菌的细胞质中有气泡。2.细胞结构及其功能有些为单细胞，有些为丝状体。环境工程微生物学丝状体有分枝：单歧蓝细菌属无分枝静止细胞：在蓝细菌的藻丝中比一般营养细胞大，有厚壁，为休眠体。胞内有贮藏性养料物质，能抗不良环境条件，在适宜条件下能再形成藻丝。异形孢囊•异形孢囊：一般在藻丝中每隔几个或几十个营养细胞，便有一个异形孢，或存在于藻丝末端。较营养细胞稍大，较透亮，具厚壁，与相邻营养细胞接触点上有折光极粒。异形孢是固氮蓝细菌的固氮部位。环境工程微生物学3.繁殖方式正在分裂单细胞：以分裂方式进行繁殖，少数蓝细菌可形成孢子，在适宜条件下能形成藻丝。丝状体：连成丝状的蓝细菌其细胞链断裂而形成的片段，称为链丝段，具有繁殖功能。环境工程微生物学4.生活习性淡水，海水，潮湿的土壤和树皮岩石中。与其它植物共生，如地衣和裸子植物。具有不良环境的抵抗力和固氮功能。可引起水体的富营养化，在海湾和湖泊中引起水华和赤潮——是水体富营养化的指示生物。危害：容易引起水华的蓝细菌包括微囊藻和腔球藻、鱼腥藻、水华束丝蓝细菌危害：蓝细菌造成无锡太湖区水华爆发原因蓝藻爆发成因为富营养化。过量的养分主要来自于以下这些源头：1.化肥流失，化肥是很多富营养化区域的主要养分来源，例如在密西西比河流域，67％的氮流入水体，随之流入墨西哥湾，波罗的海和太湖中超过50%的氮也来自化肥的流失。2.生活污水，包括人类的生活废水和含磷清洁剂。3.畜禽养殖，畜禽的粪便含有大量营养废物如氮和磷，这些元素都能导致富营养化。4.工业污染，包括化肥厂和废水排放。5.燃烧矿物燃料，在波罗的海中约30%的氮，在密西西比河中约13%的氮来源于此5.代谢环境工程微生物学藻胆蛋白两种兰色素（异藻兰素、藻兰素）：红光下含量高一种红色素（藻红素）：绿光下含量高叶绿素a：吸收光波波长680-685nm；脂环族类β-胡萝卜素：吸收光波波长450-550nm；吸收光波波长560-630nm；叶绿素a、藻胆素、藻蓝素光+CO2＋水＋无机盐光合系统有机物+O2环境工程微生物学6.分类目前所知的2000种蓝细菌，分属于140个属，代表属主要有4种。1）色球藻纲：微囊藻属（Microcystis)2）藻殖段纲：颤藻属（Oscillatoria）鱼腥藻属（Anabaena）念珠藻属（Nostoc）环境工程微生物学1）色球藻纲。单细胞，二均分裂繁殖。其中的微囊藻属和腔球藻属可引起水体富营养化。按照蓝细菌和形态和结构的特征分为：环境工程微生物学2）藻殖段纲。为丝状体，可形成异性孢和殖段体。其中的鱼腥藻属可形成水华。念珠蓝细菌(Nostoc)环境工程微生物学颤蓝细菌(Oscillatoria)上面两张照片是一种很常见的蓝细菌：索球藻属。这种蓝细菌覆盖在水面上，覆盖几毫米厚，把水的表面染成深绿色。每团索球藻有100µm大，团里的细胞都裹在粘液里。细胞团外部的黑色物质是由许多细菌构成的，也许他们要呼吸蓝细菌通过光合作用生成的氧气吧。环境工程微生物学左：念珠藻属,右，项圈藻,一种能固氮的菌。表面部透明的小细胞（右数第三个）是异型细胞。这个异型细胞能固氮。左边又大又亮的细胞叫厚壁孢子或静息孢子。环境工程微生物学图2.一种池塘中的蓝藻（蓝细菌）在有营养的水中很常见，能毒害水体，放出臭味。环境工程微生物学图3，这是前一图的放大的某一纤维。充满气泡使纤维能浮在水面上，以便更好的获得阳光。环境工程微生物学蓝细菌代表菌——螺旋藻螺旋藻螺旋藻作为地球上最古老的植物，是目前所知营养成分最全面、最均衡的食品之一，被联合国粮食组织誉为“二十一世纪理想的食品”。它含有丰富的蛋白质、氨基酸、多糖、不饱和脂肪酸、胡罗卜素、藻篮等多种维生素、矿物质和微量元素。1克螺旋藻的营养成分相当于1000克各类蔬菜总和，其蛋白质的含量是大豆、鸡蛋的五倍，是大米的十倍、鱼肉的三倍。环境工程微生物学7.与人类及环境的关系◇食用◇污水处理：脱氮除磷◇指示生物：水体富营养化◇引起赤潮或水华