环境工程微生物学2

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1、第三章原核微生物定义：原核微生物即具有原核细胞的微生物。其细胞核发育不完全，只有一个核物质高度集中的核区，不具核膜，核物质裸露，与细胞质没有明显的界限；没有分化的细胞器，只有膜体系的不规则泡沫结构；不进行有丝分裂。3.1细菌概述一、细菌的个体形态与大小（一）细菌的形态细菌的形态十分简单，基本上只有球状、杆状、螺旋状和丝状四大类在自然界所存在的细菌中，杆菌最为常见，球菌次之，螺旋状再次之乳酸杆菌E.coli细胞的平均长度约2μm，宽度约0.5μm。两端齐平炭疽芽胞杆菌两端尖细白喉棒状杆菌分枝杆菌双歧杆菌脑膜炎奈瑟菌肺炎链球菌链球菌四联球菌八叠球菌弧菌螺菌螺杆菌放线菌（二

2、）细菌的大小观察细菌常用光学显微镜，其大小用测微尺在显微镜下进行测量，以微米(μm)为单位。不同种类的细菌大小不一，同一种细菌也因菌龄和环境因素的影响而有差异。二、细菌的细胞结构基本结构细胞壁、细胞膜、细胞质、核质特殊结构荚膜、鞭毛、芽胞（一）基本结构1、细胞壁(cellwall)革兰阳性菌肽聚糖—聚糖骨架、四肽侧链、五肽交联桥革兰阴性菌肽聚糖—聚糖骨架、四肽侧链细胞壁的功能①固定细胞外形；②协助鞭毛运动；③保护细胞免受外力的损伤（例如革兰氏阳性细菌可抵御15～25个大气压的渗透压，革兰氏阴性细菌为5～10个大气压）；④为正常细胞分裂所必需；⑤阻拦有害物质进入细胞（如

3、革兰氏阴性细菌细胞壁可阻拦分子量超过800的抗生素透入）；⑥与细菌的抗原性、致病性（如内毒素）和对噬菌体的敏感性密切相关。2、细胞膜(cellmembrane)紧贴在细胞壁的内侧而包围在细胞质周围的一层柔软而富有弹性的薄膜。它是半透膜。细胞膜的功能为：①控制细胞内、外的物质（营养物质和代谢废物）的运送、交换；②维持细胞内正常渗透压的屏障作用；③合成细胞壁各种组分（LPS、肽聚糖、磷壁酸）和荚膜等大分子的场所；④进行氧化磷酸化或光合磷酸化的产能基地；⑤许多酶（β-半乳糖苷酶、有关细胞壁和荚膜的合成酶、ATP酶）和电子传递链组分的所在部位；⑥鞭毛的着生点和提供其运动所需的

4、能量等。3、细胞质(cytoplasm)被细胞膜包围着的除核质体外的一切透明、胶状、颗粒状物质，可总称为细胞质。4、核质(nuclearmaterial)细菌是原核细胞，不具有成形的核。细菌的遗传物质称为核质或拟核，无核膜、核仁和有丝分裂器。功能与真核细胞的染色体相似。核质由单一密闭环状DNA分子反复回旋卷曲盘绕组成松散网状结构。（二）特殊结构1、荚膜(capsule)a.荚膜的化学组成大多数细菌的荚膜是多糖，炭疽芽胞杆菌、鼠疫耶氏菌等少数菌的荚膜为多肽。多糖分子组成和构成的多样化使其结构极为复杂，成为血清学分型的基础。荚膜的形成需要能量，与环境条件有密切关系。有荚膜

5、的细菌形成粘液(M)或光滑(S)菌落，失去荚膜后其菌落边为粗糙型（R）型。b.荚膜的功能抗吞噬作用：荚膜具有抵抗宿主吞噬细胞的作用，因而荚膜是病原菌的重要毒力因子。粘附作用：荚膜多糖可使细菌彼此之间粘连，也可粘附于组织细胞或无生命物体表面，形成生物膜，是引起感染的重要因素。抗有害物质的损伤作用：荚膜处于细胞的最外层，有保护菌体避免和减少受有害物质的损伤作用。2、鞭毛(flagellum)鞭毛菌分类3、芽胞(spore)a.芽胞的形成与发芽b.芽胞的功能芽胞的抵抗力强，可在自然界中存在多年，是重要的传染源。但芽胞并不直接引起疾病，只有发芽成为繁殖体后，才能迅速大量繁殖而

6、致病。芽胞抵抗力强，故应以杀灭芽胞作为可靠的灭菌指标。芽胞抵抗力强的原因：(1)芽胞含水量少，蛋白质受热后不易变性。(2)芽胞具有多层致密的厚膜，理化因素不易透入。(3)含有的DAP(吡啶二羧酸)与钙结合的盐能提高芽胞中各种酶的稳定性。芽胞的结构三、细菌群体（菌落）的形态将单个微生物细胞或一小堆同种细胞接种在固体培养基的表面（有时为内部），当它占有一定的发展空间并给予适宜的培养条件时，该细胞就迅速进行生长繁殖。结果会形成以母细胞为中心的一堆肉眼可见的、有一定形态构造的子细胞集团，这就是菌落（colony）。如果菌落是由一个单细胞发展而来的，则它就是一个纯种细胞群或克隆

7、（clone）。如果将某一纯种的大量细胞密集地接种到固体培养基表面，结果长成的各“菌落”相互联接成一片，这就是菌苔（lawn）。细菌的菌落有其自己的特征，诸如湿润、较光滑、较透明、较粘稠、易挑取、质地均匀以及菌落正反面或边缘与中央部位的颜色一致等。例如，对无鞭毛、不能运动的细菌尤其是各种球菌来说，随着菌落中个体数目的剧增，只能依靠“硬挤”的方式来扩大菌落的体积和面积，这样，它们就形成了较小、较厚、边缘极其圆整的菌落。又如，对长有鞭毛的细菌来说，其菌落就有大而扁平、形状不规则和边缘多缺刻的特征，运动能力强的细菌还会出现树根状甚至能移动的菌落，前者如Ba