环境微生物学1-3

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1、环境微生物学1. 生命以及基本特征:（1）生命的定义19世纪下半叶，恩格斯对生命下了一个定义：生命是蛋白体的存在方式，这个存在方式的基本因素在 于和它周围的外部自然界的不断地新陈代谢。: （ 2）生命的基本特征多新陈代谢翁繁殖媪分化翁信息传递詹遗传翁变异令进化（3）细胞是生命体系的基本单位细胞是生物体微观结构和功能的基本单位，是生命生命存在的最基本形式，是一切生命活动的基础。除病毒以外，所有的生物体都是由细胞组成的，在生物进化过程中形成了三种基本的细胞类型，即古 菌、细菌和真核细胞。:（4）微生物生命现象的共性和特性微生物细胞具有一切生命体的共性。与动物和植物细胞不同的是，单独的微生物细胞一般

2、能实现自身的生命过程。微生物起着分解者的作用，使地 球上一切非生命组分和所有生物联系起来。微生物的定义令传统定义：微生物是一切肉眼看不见或看不清的微小生物的总称。例外：纳米比亚嗜硫细菌、费氏刺尾鱼菌（肉眼可以直接看到）禽 现代定义：一般是指绝大多数凭肉眼看不见或看不清，必须借助显微镜才能看见或看清，以及少数能 直接诵过肉眼看见的单细胞、多细胞和无细胞结构的微小生物的总称。 2.微生物的分类（1）生物界级学说（ 2）三域分类学说动物界动物界动物界真核生物域植物界植物界植物界真菌界（酵母菌/霉菌/蕈菌）原生生物界原生生物界（单细胞藻类/原生动物）原核生物界（细菌/蓝细菌/放线菌）细菌域古菌域3.微

3、生物的特点:（1）形体微小、构造简单:（2）繁殖快、代谢速率快:（3）数量多: （ 4）易变异：多数微生物为单细胞，结构简单，整个细胞直接与环境接触，易受环境因素影响，引起遗传物 质DNA的改变而发生变异，由于数量庞大，也可以在短时间内出现大量变异后代，当环境变化时，微生物会 大量死亡，活下来的微生物往往会发生结构和生理特性的变异以适应变化了的环境。 （ 5）种类多、分布广、代谢类型多样 提问:自然界中什么地方没有微生物呢?有火的地方提问：结合微生物的特点，为什么它是治污的主力军?数量多、代谢快、繁殖快一降解快禽易变异、代谢类型多一降解物质种类多、高效分布广、无处不在一价廉微生物定义一般是指绝

4、大多数凭肉眼看不见或看不清，必须借助显微镜才能看见或看清，以及少数能直接通过肉眼看见的单细胞、 多细胞和无细胞结构的微小生物的总称。lipid bilayerIRNA (vira genomeReverse transcriptaseEnvelope proteins I(gpU0Capsule protein (p24)思考：对微生物进行分类、鉴定和命名的目的是什么?媪为了认识微生物念 为了了解各类微生物之间的亲缘关系 有哪些鉴定方法呢？传统方法：形态学、生理学和生态学方法。分子生物学的方法：血清学反应、噬菌反应、细胞壁成分、DNA杂合率、rRNA的碱基顺序与 相关度、核糖体蛋白的组成分析微

5、生物的分类单位佥界、门、纲、目、科、属、中、种生物分类的基本单元是种。同种不同来源的微生物纯培养，称为菌株，产用数字或符号表示。:细菌：单细胞不分枝的原核微生物:常见的三种细菌典型形态: A.球菌B-杆菌C螺旋菌球菌细胞呈球形或椭圆形。分裂后产生的新细胞常保持一定的空间排列方式，对分类鉴定有一定意义。:球菌直径一般为0.52 pm。.球菌：单球菌、双球菌、四联球菌、八叠球菌、链球菌、葡萄球菌杆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051 pmX 15 pm （宽径X长）:杆菌细胞常沿一个平面分裂，菌体单个分散存在，或以短链状、长链状、丝状等方式排列

6、。螺旋菌细胞呈弧形的称为弧菌，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0.55 pm，长 度不等。:自然界中杆菌最常见，球菌次之，而螺旋菌最少。一般构造：一般细菌都有的构造特殊构造：部分细菌具有的或一般细菌在特殊环境下才有的构造1.细胞壁功能？念固定细胞外形；保护细胞免受外力的损伤；禽阻拦大分子物质进人细胞；使细胞具有一定抗原性、致病性及对噬菌体的敏感性。佥 为鞭毛提供支点，使鞭毛运动。细菌的染色:思考：观察细菌的时候为什么要染色？念 由于细菌的细胞极其微小又十分透明禽若要在光学显微镜下观察其形态和主要构造，一般都要对它们进行染色I警色G，）媒染 脱色 拭染平薄un _染分

7、弛染色法号乙彼红色皿妃吉姆萨染色j古、活菌：用美菠蛤TTW机化三萃蓦四熙唾）等作活 蕴染色G菌细胞壁I鱼卖色：荚膘染色泄等外壁层舫蛋白 Hl肽聚糖I =獭质膜提问：对照两种细菌细胞壁的不同结构，说明为什么染色上会有区别?细胞壁革兰阳性菌革兰阴性菌强度较坚韧较疏松肽聚糖层数可多达50层1-2层肽聚糖含量占细胞壁干重40%-80%占细胞壁干重10%磷壁酸多数含有无脂多糖无有脂肪1-4%11-12%蛋白质约20%约60%细胞壁抗溶菌酶弱强对青霉素和磺胺敏感不敏感提问：下列哪项是革兰氏阴性菌细胞壁独有成分，即为内毒素?佥 A、肽聚糖 B、脂蛋白 磷脂 D、脂多糖革兰氏染色机理:与细胞壁有关令 革兰氏阳

8、性菌的脂类物质的含量很低，肽聚糖的含量高。革兰氏阴性菌相反，用乙醇脱色时，革兰氏 阴性菌的脂类物质被乙醇溶解，增加细菌细胞壁的孔径及其通透性，乙醇容易进入细胞内将草酸铵结 晶紫和碘-碘化钾复合物提取出来，使菌体呈现无色。革兰氏阳性菌由于脂类物质含量极低，而肽聚糖含量高，乙醇既是脱色剂又是脱水剂，使肽聚糖脱水 缩小细胞壁的孔径，降低细胞壁的通透性，阻止乙醇分子进入细胞，草酸铵结晶紫和碘碘化钾的复合 物被截留在细胞内而不被脱色，仍呈现紫色。2. 细胞膜细胞膜是紧贴细胞壁的内侧的一层柔软而富有弹性的半透性薄膜。:在维持菌体与外界物质的交换方面其重要作用。细胞膜上有丰富的酶系，是细菌重要的代谢活动中心

9、。主要化学成分：蛋白质（6070%）、磷脂类（3040%）、多糖（约2%）。3. 细胞质和内含物细胞质是细胞质膜以内，除核物质以外的无色透明、呈黏液状，亦称原生质。主要化学组分为水、蛋白质、脂类、核酸、有少量多糖和无机盐。 1.核糖体功能？蛋白质的合成场所: 2.气泡（水生细菌） 功能？：相当于鱼的鱼漂，调节细胞的相对密度。 3,异染颗粒：可被甲苯胺染成紫红色。：化学本质一一磷酸盐的聚合物。 功能？：磷源和能源性贮藏物: 4.聚羟基丁酸（简称PHB）颗粒 功能？碳源和能量的贮存物;调节pH: 5.硫粒某些化能自养型硫细菌，贮存的能源物质4. 核质体（拟核）无核膜和核仁，由DNA组成。携带全部或

10、部分遗传信息，它的功能是决定遗传性状和传递遗传信息，是重要的遗传物质。5. 荚膜、粘液层和菌胶团荚膜：某些细菌细胞壁外的一层较松厚，而且较固定的粘液性物质。不易着色，一般采用负染色法。成分多糖、多肽和脂类有些细菌不产生荚膜，其细胞仍可分泌粘性的多糖，疏松地附着在细菌细胞壁表面，与外界没有明显的边缘， 则叫粘液层。在废水生物处理过程中有生物吸附作用。:有些细菌由于其遗传特性决定，细菌之间按一定的排列方式粘集在一起，被一个公共的荚膜包围成一定形状的 细菌集团叫做菌胶团,荚膜的功能: 1.保护作用：保护细菌免受干燥的影响，保护不受宿主吞噬细胞的吞噬。: 2.当缺乏营养时，荚膜可被用作碳源和能源。3.

11、具荚膜的致病菌毒力强，失去荚膜的致病力下降。 4.废水生物处理中的细菌荚膜有生物吸附作用，将废水中的有机物、无机物及胶体吸附在细菌体表面上。6. 芽抱:某些细菌生长到一定阶段，在细胞内形成一个圆形成圆柱形的对不良环境条件具有较强的抵抗逆休眠体。细菌 的芽抱都生长在细胞内，又称内生孢子，芽抱壁厚而致密，折光性强，不易着色，通透性差，含水量低，含酶量少，代谢活力低，对高温、干燥，紫外 线，有毒化学物具有极强抵抗力。细菌中只有少数几个属具有芽弛，主要是芽抱菌属（Bacillus）和梭菌属（Clostridium）。芽抱不是繁殖器官，只是休眠体。7. 鞭毛由细胞质膜上的鞭毛基粒长出穿过细胞壁伸向体外的

12、一条纤细的波浪状的丝状物。一般直径1020 nm。化学成分：鞭毛蛋白功能：运动，鞭毛的有无、数量以及鞭毛着生的部位是菌种分类鉴定的重要指标。菌毛比鞭毛更细，较短，直硬，数量也较多的细丝。非运动器官G-菌多有，G+菌少数有。功能：菌毛分普通菌毛和性菌毛（有吸附作用）。有性菌毛的细菌叫雄性菌。雄性菌与雌性可通过性菌毛接合， 没有之不能接合。菌毛在普通光学显微镜下看不到，必须用电子显微镜观察。（三）细菌的繁殖细菌一般以 二分裂法进行无性繁殖，少数细菌存在有性结合，但发生频率极低。（四）细菌的培养特征 细菌在固体培养基上的培养特征菌落：将单个微生物细胞或一小堆同种微生物细胞接种在固体培养基的表面，该细

13、胞就迅速进行生长繁殖。结 果就会形成一个以母细胞为中心的一堆肉眼看见的、有一定形态构造的子细胞集团，称为菌落。菌苔：如果将某一纯种的大量细胞密集地接种在固体培养基表面，结果形成的各“菌落”相互联结成一片，就是 菌苔。 细菌在固体培养基上的菌落特征：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。细菌在液体培养基中生长，使培养基浑浊，浑浊情况因细菌对O2的要求不同而有别： 1.培养液呈均匀浑浊一一兼性厌氧菌 2.培养液仅上部浑浊一一专性需氧菌 3.培养液仅下部浑浊一一厌氧菌有的细菌在培养液表面形成菌膜，或在底部产生絮状沉淀， 有的产气泡、色素。提问1：

14、能形成芽抱的细菌都是。翁A、革兰氏阳性菌翁B、革兰氏阴性菌提问2：它们主要是哪两个属的细菌？ 无鞭毛的细菌在半固体培养基中生长，只能沿着穿刺线生长，因此生长线清晰;有鞭毛的细菌在半固体培养基中生长，可扩散生长，因此生长线模糊，呈羽毛状或云雾状。古菌进化谱系上更接近真核生物。粉 在细胞构造上与真细菌较为接近，同属原核生物。（ 1）生活习性 大多数古菌生活在极端环境。即普通常见的生物是很难生存的高温、强酸强碱或盐浓度很高的环境中。 佥（2）形态粉 单个古菌细胞直径在0.115 pm，有些种类形成细胞团簇或者纤维，长度达200 pm。修细胞有各种形状，如球形、杆形、螺旋形、叶形或方形。令 古菌的细胞很薄，扁平。有精确的方角和垂直的边构成直角几何形态的细胞修（3）细胞结构涉古菌细胞有细胞质、细胞膜和细胞壁三种结构。古菌像其它生物一样构建同样的结构，但是它们用不 同的化合物来构建。古菌与其它生物最显著的化学成分差异是体现在细胞膜上，基本差别有4点：1）甘油的立体构