水處理微生物學第二章(一)

外形(光學顯微鏡觀察)分三類球狀菌桿狀菌螺旋狀菌1球狀菌(1)單球菌

分裂后得細胞分散而單獨存在得球菌、如尿素微球菌(Micrococcusureae)單球菌1球狀菌(2)雙球菌

分裂后兩個球菌成對排列得為雙球菌、

如肺炎雙球菌(Diplococcuspneumoniae)雙球菌1球狀菌(3)鏈球菌

分裂就是沿一個平面進行,分裂后細胞排列成鏈狀、如乳鏈球菌(Streptococcuslactis)鏈球菌1球狀菌(4)四聯球菌

分裂就是沿兩個相垂直得平面進行,分裂,分裂后每四個細胞在一起呈田字形、

如四聯微球菌(Micrococcustetragenus)四聯球菌1球狀菌(5)八疊球菌按三個互相垂直得平面進行分裂后,每八個球菌在一起成立方體形、

如藤黃八疊球菌(Sarcinaureae)

八疊球菌1球狀菌(6)葡萄球菌分裂面不規則,多個球菌聚在一起,像一串串葡萄。如金黃色葡萄球菌(Staphylococcusaureus)

葡萄球菌2桿狀菌在細菌中種類最多,形態差別最明顯短桿菌:大腸桿菌長桿菌:枯草桿菌多數單個存在,也有成鏈狀。平截:炭疽芽孢桿菌稍圓:大腸桿菌較尖短桿菌

長桿菌

梭狀芽孢桿菌

11大家應該也有點累了，稍作休息大家有疑問的，可以詢問和交流破傷風桿菌炭疽芽孢桿菌大腸桿菌3螺旋狀菌螺菌:呈多彎曲弧菌:呈弓形

細菌的特殊形態總結細菌有三種基本形狀:球狀、桿形和螺旋狀菌。一般,幼齡菌和生長條件適宜,菌體形態正常;老齡菌或在有藥物等不適宜條件下,細菌出現畸形。(二)細菌得大小1測量工具:測微尺在顯微鏡下測量目鏡測微尺鏡臺測微尺2計量單位:微米(um)3測量方法:球菌:測直徑。例0、5～2、0um桿菌:測寬度與長度。螺旋菌:測寬度與空間長度。寬×長(um)。例0、5×1、0～2、0(um)有關細菌大小得記載,常就是平均值或近似值。

同一種菌,剛分裂產生得子細胞較小,長大后為原來得一倍;培養數小時后得幼齡菌比老齡菌大;經制片染色后得菌體大小比活菌小1/3;負染色后得菌體比原來得菌體大。為什么？3細菌得染色細菌就是透明或半透明,染色后宜于觀察。常用得染色法有:1簡單染色:常用來觀察細菌得形態、大小和排列方式。用一種染液染色菌體。一般菌體被染上染料得顏色。2革蘭氏染色法(Gramstain):細菌得鑒別性染色。就是一種經驗染色法。就是丹麥醫生革蘭(HansChristianGram)于1884年采用。為什么染色？1234？陽性菌陰性菌二細菌得細胞結構(以真細菌為例)(一)細菌得基本結構(二)細菌得特殊結構(三)細菌得繁殖一細菌細胞得基本結構

1細胞壁(與革蘭氏染色有關

2細胞膜

3原生質

4核質

5內含物細菌得細胞結構1細胞壁(1)位置位于細菌細胞得最外層

(2)作用

▲保持細胞得形狀,保障在不同滲透壓條件下生長;▲鞭毛得支點;▲分子篩得作用

細菌得細胞結構肽聚糖層氨基糖肽鏈－氨基酸組成四肽鏈N－乙酰葡萄糖胺(N-acetyglucosamine,NAG)

N－乙酰胞壁酸(N-acetylmuramic,NAM)基本骨架:電鏡觀察,網狀多孔。(3)結構細菌得細胞結構革蘭氏陽性菌細胞壁:一層由肽聚糖和磷壁酸組成

磷壁酸：占40%。G+菌所特有,其主鏈由數十個磷酸甘油或磷酸核糖醇組成，肽聚糖:占30~70%,不同菌種中肽聚糖(肽鏈)組分不同。細菌得細胞結構革蘭氏陰性菌細胞壁:分內壁層和外壁層兩層。

內壁層:緊貼胞膜,僅由1—2層肽聚糖分子構成,占細胞壁干重5—10%,無磷壁酸。外壁層:位于肽聚糖層得外部。脂多糖;

脂蛋白、

包括:蛋白質層:基質蛋白、

外壁蛋白;

磷脂、細菌得細胞結構2細胞膜(Cytoplasmicmembran)(1)細胞膜得位置(2)細胞膜得作用(3)細胞膜得結構和化學成分細菌得細胞結構(1)細胞膜得位置

選擇性吸收養料、運輸物質。

參與細胞壁生物合成

能量代謝得中心(2)細胞膜得作用

位于細胞壁內側,原生質表面。柔軟有彈性

細菌得細胞結構(3)細胞膜得化學成分和結構化學成分

磷脂(phospholipid)蛋白質(protein)結構:磷脂兩層蛋白質一層1972年Singer和Nicolson提出得細胞膜液態鑲嵌模型。細菌得細胞結構3細胞質水(大部分)其次為蛋白質、RNA、脂、糖、鹽(1)成分:呈酸性——可用堿性染料染色(2)特點:A、菌幼小,無色透明均一膠狀物衰老,不均一有液泡、顆粒物B、無細胞器(3)作用:合成蛋白質與酶。細菌得細胞結構A

T

C

G

A

A

A

T

T

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T

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T

A

A

A

G

G

G

G

G

C

C

C

C

C

G

C

4核質

脫氧核糖核酸(DNA)ATCG細菌得細胞結構由脫氧核糖核酸(DNA)高度折疊纏繞成裸露得核質又叫擬核體(nucleoid)細菌得細胞結構核質核質得特點:無核膜、核仁作用:負載遺傳信息。

決定主要性狀

細菌得細胞結構5內含物(inclusions)概念——營養過剩時形成得細胞內儲藏物。外源營養缺少時,內含物被降解利用。

異染顆粒聚B-羥基丁酸肝糖和淀粉粒硫滴

細菌得細胞結構異染顆粒(磷酸、能源儲存)

(－P－)n+ATP(－P－)n+1+ADP磷酸儲存物,由ATP形成。用藍色堿性染料染色該顆粒呈紅色,細胞質呈藍色。細菌得細胞結構聚羥基丁酸鹽(PHB)儲備碳源和能源

(?-羥丁酸）HO-CH-CH2-C-OHCH3O+HO-CH-CH2-C-OHCH3OHO-CH-CH2-C-O-CH-CH2-C-OHCH3CH3OO細菌特有,碳源充足,氮源不足時形成。細菌得細胞結構肝糖、淀粉粒

細菌在碳源豐富、氮源不足得培養基上生長,形成該內含物大腸桿菌含肝糖,梭狀芽孢桿菌含淀粉粒。作用:作碳源和能源用。細菌得細胞結構硫滴元素硫得儲藏物硫細菌：H2SS

當外界缺乏硫化物時，SSO4

作用:硫細菌儲存硫滴,作為能源。貝氏硫細菌發硫細菌細菌得細胞結構(二)

細菌得特殊結構1莢膜(capsule)2芽孢(sporeorendospore)3鞭毛(flagella)4菌毛(纖毛)(pili)細菌得細胞結構1莢膜(capsule)(1)莢膜(capsule)概念:細胞壁表面得粘性物,有一定外形,很厚,相對穩定附著在細胞壁外。就是細胞構造得一部分。成分:水90%

其次多糖等物質細菌得細胞結構莢膜菌體菌體細菌得細胞結構

()莢膜得功能保護作用儲藏養料表面附著信息識別細菌得細胞結構(2)莢膜得分類莢膜微莢膜黏液層(2)菌膠團(zoogloea)概念:許多細菌得莢膜融合為一團膠狀物,內含多數細菌。菌膠團(包括菌體和莢膜)細菌得細胞結構形狀:分枝狀、垂絲狀、球狀、橢圓形、蘑菇形、片狀。細菌得細胞結構(3)菌膠團(zoogloea)就是活性污泥、

生物膜得重要組成部分活性污泥:廢水生物處理構筑物曝氣池內形成得污泥。活性污泥性能得好壞,主要根據菌膠團多少、大小及結構得緊密度、性能來確定。細菌得細胞結構區分新老菌膠團新生得菌膠團:顏色較淺,無色透明,有旺

盛得生命力,氧化分解有機

物得能力強。老化得菌膠團:吸附了許多雜質,顏色較深

,看不到細菌單體,像一團

爛泥似得,生命力較差。細菌得細胞結構2芽孢(Sporeorendospore)(1)定義:某些細菌在生長發育得某一階段在菌體內形成得圓形或橢圓形得休眠體。成為芽孢。

芽孢細菌得細胞結構(2)形成:部分原生質濃縮失水形成。在形成過程中產生吡啶2,6－二羧酸,該物質與抗熱有關。細菌得細胞結構(3)芽孢得特點

a細胞壁厚,難染色

b水分少,40%

c對熱、干燥、毒物紫外線有很強得抗性

d不具繁殖力芽孢核區芽孢壁皮層芽孢衣芽孢外壁→一個菌體←一個芽孢細菌得細胞結構芽孢質3鞭毛(Flagella)定義:有些細菌形成得一種由菌體內向菌體外伸出得細而長而波曲得絲狀物。鞭毛細菌得細胞結構成分:鞭毛蛋白結構:空心柱狀作用:“運動”器官。注:鞭毛易失去,失去后不再長出。細菌得細胞結構鞭毛得位置和類型

螺旋菌都有鞭毛;桿菌有得生鞭毛;大多數球菌不生鞭毛單生;叢生;周生細菌得細胞結構4傘毛(菌毛)(Pili)比鞭毛更細,數量更多得細絲,與鞭毛起源相同。傘毛細菌得細胞結構傘毛作用:附著性毛得作用:遺傳物質得通道。注:不使菌體運動,周身分布常受損脫落、更新細菌得細胞結構5性毛(三)

細菌得生長繁殖和命名1

細菌得生長繁殖2

細菌得命名1細菌得生長繁殖(1)生長個體體積得增大——單個細菌生長數目得增多——群體生長(2)繁殖——裂殖(Fission)無性繁殖得一種,一個母細胞分裂成兩個子細胞細菌分裂過程:①核復制后分裂②形成橫隔壁③子細胞分離(3)菌落

(Colony)描述群體生長得一種方式。(a)定義:單個菌體在固體平面培養基上生長繁殖時形成肉眼可見得群體。該群體稱為菌落。粘質沙雷氏菌沙門氏菌銅綠假單胞菌(b)細菌菌落形態特征得描述(選孤立菌落)(c)細菌菌落一般特點形態、大小邊緣、隆起光澤、質地顏色等。凝膠狀、表面較光滑、濕潤、與培養基結合不緊密,易挑取,正反顏色一致。(d)菌落得作用1分離純培養2計數注:單一菌落由一個菌體繁殖而成(4)菌苔(a)定義菌體在固體斜面培養基上生長繁殖時形成得肉眼可見得群體。3～5天培養。菌苔就是由許多菌體繁殖形成同一菌體得菌苔特征和菌落特征就是相同得,若有異樣,則菌體受污染或變異,應分離純化。菌苔與菌落有什么不同？二細菌得命名依照國際命名法則——林奈CarlvonLinne得“雙名法”。界、門、綱、目、科、屬、種。“種”為最基本得命名單位。

例如,枯草芽孢桿菌得學名為

BacillussubtilisCohn

屬名

種名

命名人如何命名？

第二節放線菌(Actinomycete)一般特征

原核

革蘭氏陽性菌

具分枝,無隔膜,單細胞2分布土壤、堆肥、河底淤泥其她得原核微生物3形態(以鏈霉菌屬Streptomyces為例)根據形態功能分:(1)營養菌絲(2)氣生菌絲(3)孢子絲(4)分生孢子其她得原核微生物(1)營養菌絲作用吸收水分、養料排泄代謝產物產水溶性或脂溶性色素。水溶性色素使培養基呈現顏色。長在培養基內,又稱基質菌絲營養菌絲其她得原核微生物(2)氣生菌絲在培養基外,向空中生長彎曲、直形等繁殖功能氣生菌絲其她得原核微生物(3)孢子絲孢子絲直形、波浪狀、螺旋狀。左右旋、輪生其她得原核微生物(4)分生孢子生長在孢子絲上。球形、橢圓形、桿形呈白、黃、綠、淡紫、藍、褐、灰等色。孢子耐干旱。可用砂土管保藏產孢子得菌種。分生孢子4繁殖無性繁殖。分兩類分生孢子生殖★菌絲斷裂成短桿狀細胞分生孢子菌絲菌絲體其她得原核微生物5菌落特征(1)致密、堅硬、多皺、不易用針挑起,不透明。(2)孢子成熟后,表面粉末狀,干燥。菌落其她得原核微生物6作用

產生抗生素

諾卡氏菌屬處理含烴類、無機氰化物得廢水。諾卡氏菌形態:菌絲體極度彎曲、易段。固體培養基上生長只有基質菌絲,無氣生菌絲或很薄。其她得原核微生物第三節絲狀細菌(FilamentousBacteria)★處理廢水作用重要獨特！廢水處理中常見得絲狀細菌主要有:球衣菌屬(Sphaerotilus)鐵細菌屬(Crenothrix)貝日阿托氏菌屬(Beggiatoa)發硫細菌屬(Thiothirx)共同特征:絲狀體不分枝或假分枝。其她得原核微生物(一)

球衣菌1特性

具假分枝

在溶解氧小于0、1mg/L得微氧環境可生長

分解有機物能力強其她得原核微生物2作用

構成生物膜得重要菌種

利于有機物得去除

容易引起污泥膨脹污泥膨脹:絲狀細菌在活性污泥中大量繁殖,使污泥結構極度松散,絮塊漂浮水面,比重減輕,隨水流流出。該異常現象稱之。其她得原核微生物？(二)鐵細菌1特性

絲狀體不分枝,形態見教材61頁。

生活在氧氣少、有較多鐵質和二氧化碳得水中

把亞鐵氧化為高鐵4FeCO3+O2+6H2O

4Fe（OH）3+4CO2+167.5J

(黃褐色)鐵細菌圖其她得原核微生物2作用

造成鐵質水管得腐蝕、堵塞。

使水呈現顏色,影響水質。其她得原核微生物(三)

硫磺細菌貝日阿托氏菌發硫細菌1特性

不分枝。貝日阿托氏菌漂浮在池塘或池沼上,不固著。發硫細菌固著在菌膠團等物上

氧化硫化氫、硫磺等

2H2S+O22H2O+2S+343J2S+3O2+2H2O

2H2SO4+494J

貝日阿托氏菌圖發硫細菌圖其她得原核微生物2作用

處理含硫廢水

貝日阿托氏菌可引起活性污泥得污泥膨脹。其她得原核微生物

在正常運行得廢水生物處理系統中,絲狀細菌就是生物絮體或生物膜得骨架,其上附著菌膠團,絲狀細菌與菌膠團形成互惠關系。可維持廢水處理系統得穩定性,提高抗沖擊負荷能力。但過度繁殖會引起污泥膨脹。其她得原核微生物第四節光合細菌能利用光能作為能量來源得細菌,統稱為光合細菌。根據光合作用就是否產氧,可分為不產氧光合細菌和產氧光合細菌;又可根據光合細菌碳源利用得不同,將其分為光能自養和光能異養型,前者就是以硫化氫為光合作用供氫體得紫硫細菌和綠硫細菌,后者就是以各種有機物為供氫體和主要碳源得紫色非硫細菌

光合細菌得種類光合細菌得種類較多,目前主要根據包她所具有得光合色素體系和光合作用中就是否能以硫為電子供體將其劃為4個科:Rhodospirillaceae(紅螺菌科或稱紅色無硫菌科)、Chromatiaceae(紅硫菌科)、Chlorobiaceae(綠硫菌科)、和Chlorof