环境工程微生物学复习资料全.doc

. 绪论1、微生物的含义：微生物是肉眼看不到的,必须在电子显微镜或光学显微镜才能看见的所有微小生物的统称2、分类地位：五界系统：1969年克提出微生物五界分类系统：〔1〕原核生物界：细菌、放线菌、蓝绿细菌〔2〕原生生物界：蓝藻以外的藻类及原生动物〔3〕真菌界〔酸性土壤中真菌较多〕：酵母菌、霉菌〔4〕动物界〔5〕植物界三域系统：〔1〕古菌域〔Archaea〕："三菌"产甲烷菌、极端嗜盐菌、嗜热嗜酸菌〔2〕细菌域〔Bacteria〕：细菌〔化〕、蓝细菌〔光〕、放线菌〔化〕、立克次氏体〔寄生〕、支原体〔人工培养基,最小〕、衣原体〔寄生〕、螺旋体〔原核,是细菌与原虫的过度〕"三体"支原体、立克次氏体、衣原体〔3〕真核生物域〔Eukarya〕：真菌、藻类、动物、水生植物〔原生动物、真菌、藻类〕3、按细胞结构的有无分为分为：非细胞结构微生物〔病毒、类病毒：类病毒是比病毒小的超小微生物〕和细胞结构微生物按细胞核器、有丝分裂的有无分为：原核和真核4、分类依据：形态学特征、生理特征、生态特征、血清学反应、噬菌体反应、DNA中的G+C〔%〕、DNA杂交、DNA-rRNA杂交、16SrRNA碱基顺序分析和比较〔按客观存在的属性及它们的亲缘关系,如个体形态及大小,染色反应,菌落特征,细胞结构,生理生化反应,与氧的关系,血清学反应等〕5、分类单位：域界门纲目科属种〔柱〕6、原核微生物和真核微生物的区别：原核微生物真核微生物核很原始,发育不全,只是DNA链高度折叠成一个核区,无核膜,核质裸露,与细胞质无明显界限细胞核发育完好,核有核仁和染色质,有核膜,将细胞核和细胞质分开,两者有明显界限没有细胞器,只有细胞质膜陷形成的不规则泡沫结构体系有高度分化的细胞器不进行有丝分裂进行有丝分裂包括古菌、细菌、蓝细菌、放线菌、立克次氏体、支原体、衣原体、螺旋体除蓝细菌以外的藻类、酵母菌、霉菌、伞菌、原生动物、微型后生动物5、微生物的特点：〔1〕体积小,比表面积大〔2〕分布广,种类繁多〔3〕吸收多,转化快〔4〕生长旺,繁殖快〔5〕适应性强〔6〕易变异第一章：原核生物1、 细菌〔PH=7.2,C:N=25:1〕形态、大小〔最小的纳米细菌,最大的硫磺细菌〕、繁殖与菌落： 形态：杆菌〔最常见,长短不同长短杆菌、某部位是否膨大棒状梭状杆菌、芽孢有无〕、球菌〔单球菌双球链球菌四联球菌八叠球菌葡萄球菌 〕、螺旋菌、丝状菌。

大小：球菌：一般直径在0.5~2.0μm； 杆菌：长×宽 〔0.5~1.0〕μm×〔1~5〕μm；螺旋菌：宽×弯曲长度 〔0.25~1.7〕μm×〔2~60〕μm异常形：畸形〔物理化学因素、营养条件〕、衰退型〔菌龄〕繁殖：细菌裂殖〔二分裂,有性〕有性生殖的意义：进化,特有抗性基因可传递菌落：固体培养基上各种菌类的"村落",其特征主要由各种微生物特殊的遗传特性决定菌落的共同特征是小、湿润、粘稠、与基质结合松散、易被剥离、质地均匀、各部位颜色一致〔这是鉴定的重要依据〕液体中的菌落：表面形成膜〔轻〕、使培养液浑浊〔中〕、产生絮状沉淀〔粘重,例如活性污泥〕细菌中参加光合作用的是紫细菌和绿硫细菌腐生细菌：化能异养2、 细菌细胞的基本结构：细胞壁、细胞质膜、细胞质及其含物〔PHB：聚β-羟基丁酸,是一种聚酯类,被一单层蛋白质膜包围脂溶性,不溶于水,易被丹黑着染,当缺乏营养时可被用作碳源和能源〕、拟核3、细胞壁〔10%-25%〕：组成与结构〔G+与G-比较〕：G-细胞壁的组成和结构比G+更复杂主要成份为：脂多糖、磷脂、脂蛋白、肽聚糖G+只有肽聚糖和磷壁酸革兰氏阳性菌〔芽孢杆菌〕与革兰氏阴性菌〔大肠杆菌,蓝〕细胞壁化学组成的比较细菌壁厚度/nm肽聚糖/%磷壁酸〔垣酸〕10%--50%脂多糖蛋白质/%脂肪/%革兰氏阳性菌20~8040~90+—约201~4革兰氏阴性菌1010—+约6011~22其中肽聚糖〔由双糖单位四肽尾或四肽侧链、肽桥〕为细菌特有,磷壁酸为阳性菌特有,脂多糖〔决定了G-菌抗原决定簇的多样性〕为阴性菌特有革兰阳性菌与阴性菌细胞壁结构比较细胞壁革兰氏阳性菌革兰氏阴性菌强度较坚韧较疏松厚度20-80nm10-15nm肽聚糖层数可多达50 层1-2层肽聚糖含量占细胞壁干重50%~80%占细胞壁干重5%~20%磷壁酸〔分为壁和膜〕+—外膜—+脂蛋白〔外层〕—+脂多糖〔最外层〕—+功能：〔1〕维持细胞外形〔2〕保护细胞免受机械损伤和渗透压危害〔3〕鞭毛运动支点〔4〕正常细胞分裂必需〔5〕一定的屏障作用〔6〕噬菌体受体位点所在,另外与细菌的抗原性、致病性有关细胞壁缺陷细菌：〔1〕原生质体〔protoplast〕：人工条件下用溶菌酶除去细胞壁或用青霉素抑制细胞壁合成后,所留下的部分。

一般由G+形成〔2〕球形体〔spheroplast〕：残留部分细胞壁,一般由G-形成有一定抗性〔3〕细菌 L型：一种由自发突变形成的变异型,无完整细胞壁,在固体培养基表面形成"油煎蛋"状小菌落〔4〕支原体：长期进化形成特点：对渗透压敏感；长鞭毛也不运动；对噬菌体不敏感；细胞不能分裂等阴性菌外壁层的作用：是G-的致病物质,毒素的物质基础,有吸附Ca2+和Mg2+作用,决定了G-表面的抗原性,是许多噬菌体表面的吸附受体4、细胞膜〔对营养物吸收影响最大〕：组成：细胞膜是紧贴在细胞壁的一层柔软而又富有弹性的薄膜,细胞膜所含的脂类均为磷脂功能：〔1〕维持渗透压的梯度和溶质的转移〔2〕细胞质膜上有合成细胞壁和形成横隔膜组分的酶〔3〕膜陷形成的中间体含有细胞色素,参与呼吸作用〔4〕在细胞膜上进行物质代和能量代〔5〕细胞膜上有鞭毛基粒,为鞭毛提供附着点〔6〕细胞膜与细胞壁、荚膜的生物合成有关5、核质体：特点：一个大型环状的双链DNA分子组成：由脱氧核糖核酸〔DNA〕纤维组成功能：因其携带细菌全部遗传信息,故其决定遗传性状和传递遗传性状,是重要的遗传物质6、核糖体：组成：由核糖核酸〔rRNA〕和蛋白质组成,其中RNA占60%,蛋白质占40% 功能：合成蛋白质的部位7、细胞质及含物〔贮藏物质或代产物〕：细胞质是在细胞质膜,除核物质以外的无色透明、粘稠的复杂胶体,亦称原生质。

主要成分：水、蛋白、核酸、脂类及少量糖和无机盐富含核糖核酸含物：〔1〕核糖体〔2〕含颗粒〔一种细菌只含有一两种〕：多聚磷酸盐颗粒、聚β-羟基丁酸〔能量的贮存物,调节PH〕、硫粒〔某些化能自养硫细菌贮存的能源物质〕、糖原和淀粉粒、气泡〔水生细菌,相当于鱼的鱼漂〕、藻青素颗粒、羧酶体、磁小体、异染颗粒〔蓝色侵染呈紫色,化学本质是偏磷酸盐的聚合物,功能是磷源和能源的聚合物,与生物脱磷有关〕8、细胞特殊结构：〔1〕荚膜：长度超过菌体若干倍,很细运动器官化学成分是蛋白质〔2〕芽孢〔主要为杆菌〕：某些细菌当环境恶劣时,细胞质浓缩凝集,逐步形成一个圆形、椭圆形或圆柱形的休眠体,称为芽孢芽孢外壁,芽孢衣,皮层,芽孢质角蛋白,非常致密,通透性差,能够阻止各类化学物质包括杀菌剂的进入〔3〕鞭毛：运动器官〔4〕菌毛：纤细、中空、短直、数量较多,相当于各类禽兽的体表的毛发性丝有鞭毛的细菌则较大而扁平,边缘波状、锯齿状等；有荚膜的细菌菌落较大并且表面光滑,而没有荚膜的则表面较粗糙；具有芽孢的细菌菌落表面常有褶皱并且不透明9、古菌〔有含子〕：古菌的分类学位置：属于原核微生物古菌的特点：古菌是一群具有独特的基因结构或系统发育生物大分子序列的单细胞原核生物,多生活在地球上极端的生境或生命出现初期的自然环境中,营自养和异养生活；具有特殊的生理功能,如在超高温、高酸碱度、高盐及无氧状态下生活；具有独特的细胞结构,如细胞壁骨架为蛋白质或假胞壁酸,细胞膜含甘油醚键；以及代中的酶作用方式既不同于细菌又不同于真核生物。

古菌的分类：产甲烷菌、嗜热嗜酸菌、极端嗜盐菌古菌的细胞壁无二氨基庚二酸和胞壁酸,大部分是脂蛋白10、放线菌〔高氏一号培养基〕绝大多数异养绝大多数抗生素由放线菌产生,少数放线菌致病,大多数腐生,少数寄生,土壤中极多〔有机物丰富,呈微生物碱性土壤〕形态：〔１〕单细胞,无完整细胞核,为G+〔阳性〕〔２〕菌丝宽约0.2-1uM〔与细菌相似〕,分化为营养菌丝和气生菌丝〔３〕气生菌丝发育到一定阶段,形成孢子线,产生孢子结构〔菌丝类型〕：〔1〕营养〔基〕菌丝：吸收营养,色素可有可无〔2〕气生菌丝：颜色较深〔3〕孢子丝繁殖〔无性〕：〔1〕菌丝断裂〔丝状真菌的无性繁殖方式〕：常见于液体培养基中,工业发酵生产抗生素时都以此法大量繁殖放线菌〔2〕产生孢子〔固体〕：①分生孢子：横隔分裂②孢囊孢子菌落：呈辐射状,一般圆形,干燥、有皱折、表面粉末状,不易被针挑起,质地硬而致密,小而不广泛延伸,表面呈紧密绒状11、蓝细菌：G-,无鞭毛：分布、分类、水华〔含叶绿素a,光能自养,裂殖,可芽生殖,固氮作用,固氮部位是异形胞〕12、其他原核微生物：立克次氏体、衣原体、支原体、螺旋体13、细菌的芽孢是休眠体,放线菌的孢子是繁殖体14、有C壁：真菌〔霉菌、酵母菌、蘑菇〕、单C藻类、原生动物15、真核：植物界〔藻类〕、动物界〔原生动物〕、真菌〔单C：酵母菌；丝状真菌：霉菌；大型真菌子实体真菌：伞菌〕第二章：真核微生物1、酵母菌〔家养微生物〕：形态：通常有球状、卵圆状、椭圆状、柱状或香肠状等多种结构：细胞壁〔主要含葡萄糖和甘露聚糖〕、细胞质膜、细胞核、细胞质及含物繁殖：〔1〕无性生殖：①芽生殖〔各属酵母都存在〕②裂殖〔裂殖酵母属〕 ③产生无性孢子〔2〕有性生殖：产生囊孢子菌落形态特征：大而厚,圆形,光滑湿润,粘稠,颜色单调。

常见白色、土黄色、红色特点：以单C存在,多数营出芽,有的裂殖,发酵糖类,C壁含有甘露聚糖,含糖较高,酸度较大环境中生长2、霉菌〔马丁氏培养基〕：形态：菌丝〔真菌营养体的基本单位〕是中空管状结构,直径一般3～10μm,有分枝,有隔膜或无隔膜结构〔菌丝体〕：霉菌的菌体由分枝或不分枝的菌丝〔hyphae>构成整个菌丝体分为两部分：即营养菌丝和气生菌丝霉菌C壁：低等—纤维素；高等—几丁质繁殖：〔1〕孢子：①有性孢子：子囊孢子、卵孢子、接合孢子②无性孢子：分生孢子,孢囊孢子〔2〕菌丝片段菌落：形态较大,质地一般比放线菌疏松,外观干燥,不透明,呈现或紧或松的蛛网状、绒毛状或棉絮状；菌落与培养基的连接紧密,不易挑取,菌落正反面的颜色和边缘与中心的颜色常不一致等分类及常见属：〔1〕单细胞霉菌：①毛霉属②根霉属〔2〕多细胞霉菌：①青霉属②曲霉属③镰刀霉属④木霉属⑤交链孢霉属⑥白地霉属3、原生动物〔单C〕：形态结构特点：无色、无细胞壁、个体大、真核、不含叶绿体、无细胞壁、能运动、不产子实体营养类型：〔1〕全动性营养：吞食其它生物或有机颗粒〔2〕植物性营养—光能自养〔绿眼虫等〕〔3〕腐生性营养—吸收可溶性营养分类：〔1〕鞭毛纲〔2〕肉足纲〔3〕纤毛纲：痢疾4、吞噬作用和胞饮作用,带物质进入C质5、微型后生动物〔原生动物以外多C动物的统称〕：轮虫、线虫、寡毛类动物〔飘体虫、颤蚓、水丝蚓〕、浮游甲壳动物〔指示生物〕6、藻类：一般特征：分布：江河、湖、海、土壤、岩石、树干等。

分类：光合色素种类、形态、细胞结构、生殖方式和生活史等细胞：真核、有叶绿体、光能自养繁殖：无性、有性生长：,pH6-8,中温分类和各门：〔1〕蓝藻门 〔。