2-环境工程微生物学讲稿

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1、课程名称：《环境工程微生物学》第2讲次授课题目第二章原核微生物第二节细菌域本讲目的要求及重点难点：【目的要求】掌握细菌细胞的一般结构及其功能；掌握特殊结构芽孢和鞭毛的特性；理解细菌细胞的形态、荚膜特性。【重点】细菌细胞的一般结构及其功能；掌握特殊结构芽孢和鞭毛的特性。【难点】细菌细胞的一般结构的功能。内容【本讲课程的引入】微生物中细胞型的微生物分为原核微生物和真核微生物，这我们在绪论中已经学习过了。今天我们要学习的是常见的原核微生物中的细菌，它的一般结构、特殊结构的组成及其功能是我们要掌握的知识，也是我们今后将其运用到环境工程当中的基础。【本讲课程的内容】第二节细菌域一、细菌的

2、个体形态和大小细菌属于原核生物，为单细胞，即一个细胞就是一个个体。细菌的个体（也就是细胞）基本形态有三种：球状、杆状和螺旋状。1.球菌－－细胞个体形状为球形，其直径约为0.5－2.0µm。各类球菌又可以根据其排列方式的不同，进一步分为：单球菌例：脲微球菌双球菌－－成对排列例：肺炎双球菌(肺炎链球菌)链球菌－－成链条状例：乳链球菌四联球菌－－四个叠在一起成田字形例：四联微球菌八叠球菌－－八个叠成立方体例：甲烷八叠球菌葡萄球菌－－不规则排成一串例：金黄色葡萄球菌2.杆菌－－细胞个体形状为杆状，其大小为0.5－1×1—5µm。杆菌有长、短之分，如枯草杆菌、大肠杆菌等，也可按细胞排列、

3、双杆菌、链杆菌。3.螺旋菌－－细胞个体形状呈螺旋卷曲状，螺旋的数目和螺距随菌的不同而不同。其大小约为：0.25－1.7×2—60µm，螺纹不满一圈的称为弧菌，如逗号弧菌；螺纹在一圈以上的称为螺菌，如紫硫螺旋菌和红螺菌。另外，在环境工程中，我们经常会遇到一种被称为丝状菌的形态，在水体、潮湿土壤及活性污泥中普遍存在，如球衣菌、发硫菌等。在我们的教材上将其列为第四种细菌形态。5所谓丝状菌，其实是由柱状或椭圆状的细菌细胞一个一个连接而成的，外面有透明的硬质化的粘性物质包裹（称为鞘）。所以它实际上是一种细菌的群体形态，故从严格意义上来说，是不应把它列为细菌的个体形态的，但从实际应用的角度

4、，这种分法也是具有价值的。细菌的各种形态图在正常情况下，细菌的个体形态是相对稳定的，故它也是细菌分类时的重要依据。但是，环境条件的变化，如营养条件、温度、培养时间等，会引起细菌个体形态的改变或畸形；不同的种类和菌龄，在个体发育过程中，细菌的大小有变化，刚分裂的新细菌小，随发育逐渐变大，老龄细菌又变小；另外，有的细菌种，是多形态的，即在其生命的不同阶段，会有不同的个体形态出现。因此，在描述细菌的个体形态时，需要在给定条件下（给定的培养基、培养温度、时间等）。二、细菌的细胞结构细菌的细胞结构可分为一般结构和特殊结构：一般结构（或基本结构）：如细胞壁、细胞质膜、细胞质、内含物及细胞核

5、物质等。它们是所有细菌所共有的。特殊结构：如芽孢、荚膜、鞭毛等。它们是某些细菌所特有的。所以特殊结构是细菌分类鉴定的依据。细菌细胞的模式图：(一）细菌的一般结构从细胞外开始，由外向内，依次有下列的细胞一般结构：1.细胞壁细胞最外面的坚韧而略有弹性的薄膜。•细胞壁的化学组成：肽聚糖、蛋白质、脂类革兰氏染色：由于细胞壁组成的不同，可把细菌分成两大类：G+菌和G-菌。这种分类法的起源是革兰氏染色试验，是由丹麦科学家Gram在1884年建立的。革兰氏染色试验是一种复染色法，即通过多次染色达到区分不同细胞结构的目的。其主要步骤如下：见图细胞壁的作用：保护细胞；维持形态；控制物质进出；为鞭

6、毛提供支点细胞壁之内，统称为原生质体。2.细胞质膜（质膜）在细胞壁和细胞质之间的一层半透性膜，它可以选择性吸收物质。化学组成和结构：•磷脂30－40％，蛋白质60－70％，约2％的多糖。其结构为双层结构，上下两层磷脂分子层，蛋白质镶嵌在磷脂层中。见图细胞质膜结构模式图P28细胞膜的作用：（1）控制内外物质的交换（吸收营养和排泄废物）；（2）膜上有许多重要的酶（蛋白质），是氧化和供能的场所；如：渗透酶、氧化磷酸化酶等；5（3）细胞壁合成的场所；（4）鞭毛的附着点。3.细胞质及其内含物位于细胞膜以内，除核物质以外的无色透明的粘稠物质，又称原生质。化学组成：由蛋白质、核酸、脂类、无机

7、盐、水等物质组成。作用：含有各种酶系统，是进行新陈代谢的活动场所。内含物：细胞质内存在各种颗粒和结构，它们担负着重要的生理功能。如核糖体和内含颗粒。核糖体：分散在细胞质中的亚微颗粒，由RNA和蛋白质组成。它是合成蛋白质的场所。内含颗粒：细胞在营养过剩时，会形成一些颗粒贮藏物，如：异染粒、聚b-羟基丁酸（PHB）、硫粒、淀粉粒等。内含颗粒的产生，与环境条件有着十分密切的关系。4.核物质（拟核、核区）细菌是原核生物，没有定形的细胞核（无核仁、核膜），但具有遗传物质DNA（脱氧核糖核酸），即核物质