原核微生物之蓝细菌和古菌.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,第一篇第二章 原核微生物之蓝细菌和古菌,蓝细菌（,Cyanobacteria,),1,、概念,也称蓝藻或蓝绿藻（,blue-green algae),，是一类含有叶绿素,a,、能以水作为供氢体和电子受体、通过光合作用将光能转变成化学能、同化,CO,2,为有机物质的光合细菌古老的生物，使,46,亿年前的地球由无氧环境转为有氧环境固氮作用能有效利用氮气,在污水处理、水体自净中起着积极作用可作为水体富营养化的指示生物Cncnc,-micro,2,、特性,Cncnc,-micro,1,）分布极广,从热带到两极，从海洋到高山，到处是它们的踪迹，土壤、岩石，甚至树皮上都能成片生长,2),形态差异极大，有球状、杆状和丝状等形态,2,、特性,Cncnc,-micro,颤蓝细菌属,单岐蓝细菌属,念珠蓝细菌属,微囊蓝细菌属,链,杆状,丝状,聚合体,球状（正在分裂）,蓝细菌的形态,不同形态的蓝细菌,3,）细胞中含叶绿素,a,进行产氧型光合作用；,4,）具有原核生物的典型的细胞结构：细胞核无核膜，不进行有丝分裂，细胞壁含胞壁酸和二氨基庚二酸，革兰氏染色阴性；,5,）,光能自养型生物，,营养极为简单，不需要维生素，以硝酸盐或氨作为氮源，多数能固氮，其异型细胞是进行固氮的场所；,6,）分泌粘液层、荚膜或形成鞘衣，因此具有强的抗干旱能力；,7,）无鞭毛，但能在固体表面滑行，进行光趋避运动；,8,）许多种类细胞质中有气泡，使菌体飘浮，保持在光线最充足的地方以利于光合作用。

2,、特性,Cncnc,-micro,危害：容易引起水花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,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。

目前国内外生产营养品用的品种有：,钝顶螺旋藻,和极大螺旋藻古生菌（,Archaea,),Cncnc,-micro,古菌或古生菌,真核生物,古生菌,二、细胞形态,古菌的细胞形态有球形、杆状、螺旋形、耳垂形、不规则形、多形态，有的很薄，扁平，有些具有精确的方角和垂直的边构成直角几何形态的细胞，有的以单个细胞存在，有的呈丝状体或团聚体其直径大小一般在,0.115um,，丝状体长度有,200um.,Cncnc,-micro,古生菌的细胞形态,从热泉中分离的火山热原体（,Thermoplasma,volcanium,)(,投影技术）,隐蔽热网菌（扫描电镜下的形态）,古菌的细胞形态,三、细胞结构,一）细胞壁,Cncnc,-micro,四、其他特点,代谢,古菌在代谢过程中有许多特殊的辅酶，如绝对厌氧的产甲烷菌有辅酶,M,、,P420,、,P430,等古菌因有五个类群，所以，他们的代谢呈多样性；,Cncnc,-micro,呼吸类型,它们多数为严格厌氧、兼性厌氧，还有专性好氧Woese,认为古菌没有严格的好氧型，没有完全的光合型；,繁殖速度,古菌的繁殖速度较慢，进化速度也比细菌慢；,生活习性,大多数古菌生活在极端环境，如盐分高的湖泊水中，极热、极酸和绝对厌氧的环境。

它有特殊的代谢途径，有的古菌还有热稳定性酶和其他特殊酶五、古菌的分类,三类,:,按照古菌的生活习性和生理特性，古菌可分有三大类型：产甲烷菌，嗜热嗜酸菌，极端嗜盐菌,(,Halophiles,).,五群,:,在,伯杰氏系统细菌学手册,(,第三卷,),中，将古菌分为五大群：,群,1,、产甲烷古菌；,群,2,、古生硫酸盐还原菌；,群,3,、,极端嗜盐菌,；,群,4,、无细胞壁古生菌；,群,5,、极端嗜热硫代谢菌嗜盐古生菌的栖息地,菌紫质作为光感受器，利用光合成,ATP,，可成为生物芯片，用于制作生物计算机的光开关、储存器等,紫膜光合,磷酸化,（,photophosphorylation,by purple,membrance,）,ATP,酶,紫 膜,H,+,H,+,H,+,-,+,+,+,+,-,-,-,细胞壁,红 膜,H,+,ADP,+Pi,ATP,P,N,H,+,N,+,P,N,P,N,H,+,P,顺式,膜外,膜内,紫膜,反式,H,+,H,+,+,+,+,+,+,+,+,紫膜光合磷酸化,H,+,ADP,+Pi,ATP,古细菌、真细菌和真核生物的差异,六、环境保护和环境工程领域研究古菌的意义,1,、古菌多为嗜极为生物，对极端环境（酸、碱、高盐、热、冷、高压等环境）具有很好的适应性和需要性。

2,、环境工程涉及的极端性质的废水，如高盐废水（化工、发酵工业废水）、酸性废水（味精废水,pH=2,3,，合成制药废水,pH=4),、碱性废水（造纸废水,pH=14,）、极毒重金属废水、低温废水、高温废水等，以及极高浓度的有机废水，几乎涵盖了自然极端环境的所有恶劣条件，用古菌处理可以降低投资成本、节省运行费用、节约能源、提高处理效率等方面发挥积极的作用。