中国石油大学微生物复习资料.doc

1、 古菌的特点1 、古菌的形态:细胞很薄，扁平，形态多样二.古菌的分类u按照生活习性和生理特点，可分为三大类：产甲烷菌、嗜热嗜酸菌、极端嗜盐菌环境中常见的古菌产甲烷菌硫酸盐还原菌极端嗜盐菌极端嗜热菌嗜热嗜酸菌（1） 产甲烷菌严格厌氧条件下产生甲烷的菌在污水生物处理中具有重要的地位（2） 硫酸盐还原菌可望用于含硫酸盐废水的处理（3） 极端嗜盐菌化能异养型（可望用于高含盐废水处理）（4） 极端嗜热菌专性厌氧菌（五）嗜热嗜酸菌•该类古菌的最大特点是细胞无细胞壁，细菌是一类细胞细短、结构简单、胞壁坚韧、多以二分裂方式繁殖和水生性较强的原核单细胞生物1） 细菌的个体形态（4种）球状杆状螺旋状丝状¬细菌大小的测量及表示方法1）利用显微镜测微尺；2）显微照相后根据放大倍数进行测算填空题 2个空的填细胞壁和原生质体多个空的话填细胞壁，细胞膜，细胞质，核质体，内含物，间体Ⅰ细菌的一般结构（一）细胞壁（cellwall)w1.定义：细胞最外一层坚韧厚实的外被，主要由肽聚糖构成细菌细胞壁的结构：细胞壁的基本骨架——肽聚糖ü肽聚糖：是由N—乙酰胞壁酸（NAM或M）和N—乙酰葡糖胺（NAG或G）以及少数氨基酸短肽链组成的亚单位聚合而成的大分子复合体。

ü肽聚糖单体：是由NAG 、NAM 、肽尾、肽桥构成革兰氏阳性菌细胞壁：由肽聚糖和磷壁酸组成产芽孢 G＋菌有的产 G－菌不产¬3.细菌细胞壁的生理功能：1）维持外形，提高机械强度2）为细胞生长、分裂、和鞭毛运动必需（鞭毛的支点）3）阻碍大分子有害物质进入细胞（阻碍大分子进入）4）保护细胞受外力的损伤（渗透压）5)赋予细菌抗原性、对抗生素和噬菌体的敏感性1、细胞质膜l定义：紧贴在细胞壁内侧、包围着细质的一层柔软、脆弱、富有弹性的半透性薄膜（3） 细胞质膜的生理功能1）选择运输[控制细胞内外的物质（营养物质和代谢物废物）的运 送、交换]2） 维持渗透压3）合成细胞壁各种成分和荚膜4）氧化磷酸化或光合磷酸化的产能基地5)许多酶及电子呼吸链组分的所在地6） 鞭毛的着生和生长点不同种类细菌的膜在其结构和功能方面存在很大差异这种差异非常巨大且具有特征性，因此膜化学可被用于对细菌进行鉴定细胞质(cytoplasm)：(1)定义：细胞质膜包围的除核区外的一切半透明、胶状、颗粒状物质的总称（2）功能、作用：生命活动的主要场所新陈代谢）（3）组成：水、蛋白质、核酸和脂类由于含有核糖核酸（RNA），所以是嗜碱性的，与碱性染料结合能力强成熟细胞：含有颗粒状贮藏物质（内含物），有时会有气泡，不易染色细胞质内含物（intracellular materials、inclusion body ）v定义：贮备营养的物质，它是细菌新陈代谢的产物，颗粒状构造，如：核糖体贮藏物、气泡等。

1）核糖体n核糖体定义：细胞质中的一种核糖、核蛋白的颗粒状物质化学组成：由核糖核酸RNA(60%)和蛋白质(40%)生理功能：蛋白质的合成场所染色特性：核糖体易被碱性染料染色(2)内含颗粒（inclusion granule）又叫贮藏物（reserve materials）定义：不同化学成分累积成的不溶沉淀颗粒，贮藏营养物当细菌生长到成熟阶段，因营养过剩而形成主要功能是贮存营养物1） 异染颗粒用蓝色染料（甲苯胺、甲烯蓝）染色后不呈蓝色而呈紫红色，故称异染颗粒多聚偏磷酸（无机偏磷酸的聚合物）（在含磷丰富的环境下形成）（当老龄细菌中，异染粒常被用作碳源和磷源）②聚-β-羟丁酸(poly-β-hydroxybutyrate, PHB)Ø脂溶性物质，碳源贮藏物，不溶于水易被脂溶性染料苏丹黑(Sudan black)着染，在光学显微镜下清晰可见功能1贮藏能量、碳源和降低细胞内渗透压当缺乏营养时）2PHB是由生物合成的高聚物，具有无毒、可塑和易降解等特点，正在大力开发应用于医用塑料和快餐盒等的优质原料③硫粒（sulfur granule）w功能？元素硫的贮藏物；能源物质质粒(plasmid)在传代过程中容易丢失。

Ⅱ细菌细胞的特殊结构1、荚膜（capsule）ü荚膜：某些细菌在其表面分泌的一种粘性物质，把细胞壁完全包围封住荚膜难染色，可用负染色法染色负染色法又称衬托法1.先染菌体2.再将背景染成黑色在菌体及背景的衬托下，二者之间会出现透明区，就是荚膜，在显微镜下清晰可见荚膜的功能：w①增强某些病菌致病能力w②保护作用w③储备粮w④生物吸附—菌胶团3.菌胶团（zoogloea）ü定义：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互相粘集在一起，被一个公共荚膜包围形成一定形状的细菌集团ü活性污泥中常有细菌胶团，菌胶团是活性污泥的主力军菌胶团是活性污泥(废水生物处理曝气池中所形成的污泥)的重要组成部分它除了具有荚膜的功能外，还具有以下功能：①具有较强的吸附和氧化有机物的能力②具有较好的沉降性能③防止被吞噬，自我保护二）芽孢（spore,内生孢子endospre）——特殊的休眠构造Ø（1）定义：某些细菌当环境恶劣时，形成一种圆形或椭圆、厚壁、含水少、抗逆强的休眠体结构，称为芽孢•每一细胞仅形成一个芽孢，故它无繁殖功能4） 能形成芽孢的细菌主要是G＋杆菌，芽孢杆菌科的两个属芽孢杆菌属（Bacillus） 梭菌属（Clostridium）球菌中只有极个别的属才形成芽孢。

如：芽孢八叠球菌属sporesarcina）（三）鞭毛（flagellum)u定义：是一条由细胞质膜上的鞭毛基粒长出，穿过细胞壁伸向体外的纤细的波浪状的丝状物功能？w趋避运动鞭毛一般构造钩型鞘.螺旋丝.基体（4） 菌毛（伞毛、纤毛)功能①它们赋予细菌黏附表面的能力②参与细菌有性生殖时细菌间传递遗传物质3、 细菌的培养特征把细菌细胞接种到固体培养基的表面（或内部），经过生长繁殖而形成菌体聚集在一起的、肉眼可以看见的细菌集合体，称之为“菌落”（colony）细菌菌落一般特点：凝胶状、表面较光滑、湿润、与培养基结合不紧密，易挑取，正反颜色一致三）半固体培养基中的培养特征穿刺接种，根据细菌的生长状态判断细菌的呼吸类型和鞭毛有无，能否运动半固体培养基：含有0.3～0.5％琼脂1） 如何根据生长状况来判断细菌的呼吸类型？如果细菌在培养基中的表面及穿刺线上部生长，则为好氧菌如果沿着穿刺线自上而下生长，则为兼性菌若只在穿刺线下部生长，则为厌氧菌2） 如何根据生长状况来判断细菌的运动能力？如果细菌只沿着穿刺线生长，则为没有鞭毛的细菌，没有运动能力若不但沿着穿刺线生长，且穿透培养基扩散生长，则为具有鞭毛的有运动能力的细菌一）细菌表面电荷和等电点¬等电点（pI）？氨基酸所带的正电荷和负电荷相等时的pH值，称为该氨基酸的等电点。

ü细菌¬革兰氏阳性菌的等电点在为2～3；¬革兰氏阴性菌的等电点在为4～5：üpH为3～4之间的为革兰氏染色不稳定性菌；ü培养基一般中性，所以一般情况下细菌表面带负电荷2） 细菌的染色原理及染色方法原理?细菌在培养状态下总带负电荷，故可用带正电荷的碱性染料染色3. 革兰氏染色法——鉴别染色法w1)涂片固定2） 初染（结晶紫30S ）染上紫色3） 媒染（碘液30S） 碘分子与结晶紫形成染色较牢固的复合物4） 脱色（95%乙醇10~20S）(关键一步) 5） 复染（蕃红30 ~ 60S） A：革兰氏阳性细菌G+ 紫色B：革兰氏阴性细菌G﹣粉红6） 观察4. 革兰氏染色机制(1) 与细菌等电点有关2～3 ＝pI(G+) ＜pI(G－)=4～5G+带的负电荷比G－多，结合力大用I2－KI媒染后，等电点都下降，G+等电点下降的多与草酸铵结晶紫结合的更牢固，对脱色剂的抵抗力更强(2) 与细胞壁有关（3） 细菌悬液的稳定性细菌在液体培养基中有稳定和不稳定两种状态稳定型的称为S型：即光滑型（均匀分布于培养基中，不发生凝聚，菌体为亲水基，培养基混浊，加入强电解质可使之沉淀）整个菌体为亲水基，在培养基中分布均匀，不发生凝聚。

不稳定型称为R型，即粗糙型，细菌悬液在培养基中不稳定容易絮凝而沉到瓶底细菌的稳定性和不稳定性在污水处理中的意义？在二次沉淀过程中，成不稳定性时，可以取得良好的沉淀效果，（使R型占优势，通过头家强电解质，表面不活性剂）蓝藻，古老生物，使地球由无氧环境变成有氧环境最常见的为诺卡氏菌属四、细菌的物理化学性质真核微生物与原核微生物的比较原生动物概念：动物中最原始、结构最简单的单细胞动物细胞结构①单细胞，无细胞壁、大多无色透明；有细胞膜、细胞质，细胞核有核膜②有分化的细胞器功能：有独立生活的生命特征和生理特征如：摄食、营养、呼吸、排泄、生长、繁殖、运动，即对刺激的反应等各种功能，由相应的细胞器执行二）营养类型•①全动性(大部分)•“吞食”活细菌、真菌、藻类或有机颗粒.②植物性：有色素的原生动物如绿眼虫等，进行光合作用•③腐生性：某些无色鞭毛虫或寄生的原生动物，借助体表的原生质膜吸收环境和寄主的有机物繁殖•通常无性繁殖——二分裂、出芽 类似酵母菌•当环境条件差时出现有性生殖二、分类及各纲简介•鞭毛纲•肉足纲•纤毛纲生活在生物废水处理中起重要作用•孢子纲: 原生动物专营寄生鞭毛纲一般特征具有一根或多根鞭毛是运动器官有三种营养类型：全动性营养、植物性营养和腐生性营养。

动物性鞭毛虫 常见的有波豆虫和滴虫等活性污泥培养初期或处理效果差，鞭毛虫大量出现（2） 肉足纲大多没有固定形状细胞质可伸缩变动而形成伪足作为运动和摄食的胞器•全动性营养典型种：变形虫、辐射变形虫、太阳虫、壳虫变形虫喜欢生活在α－中污带或β－中污带大量出现时预示出水水质差，在污水处理中出现在活性污泥培养中期（3） 纤毛纲有游泳型和固定型两种①是原生动物中最高级的一类，有固定的、结构细致的摄食细胞器②周身表面或部分表面具有纤毛③纤毛虫喜吃游离细菌及有机颗粒，与废水生物处理的关系最为密切④根据运动情况可分为游泳型、匍匐型、固着型和吸管虫四种纤毛纲中的游泳型纤毛虫多在中污带，少数在寡污带污水生物处理中，在活性污泥培养中期或在处理效果较差时出现常在鞭毛虫优势后出现固着型纤毛虫，喜在寡污带生活，是水体自净程度高、污水生物处理好的指示生物从微生物细胞的组成可以理解细菌的五大营养物质：水、碳源和能源、氮源、无机盐、生长因子等水的生理功能 生载还温1溶剂作用：所有物质须先溶于水，才能参与各种化学反应2参与生化反应：脱水、加水反应等3运载物质的载体4维持和调节一定的温度5作为还原剂（蓝细菌）（还原CO2）Ⅱ.微生物的营养类型根据能源和碳源的不同，细菌的营养类型可分为四大类：1化能自养型2光能自养型3光能异养型4化能异养型营养类型能源氢供体基本碳源实例光能自养型光无机物CO2紫硫细菌、绿硫细菌、绿色细菌（供氢体为H2S不。