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1、水处理第一章细菌的形态结构现在学习的是第1页,共24页原核(微)生物指一类细胞核无核膜包裹,只存在称作核区的裸露DNA的原始单细胞生物。原核微生物真细菌、蓝细菌、粘细菌、放线菌细菌域衣原体、支原体、立克次氏体、螺旋体古菌域现在学习的是第2页,共24页细菌(Bacteria)细菌是一类细胞细而短(直径约0.5m,长度约0.55m)、结构简单、细胞壁坚韧、以二等分裂方式繁殖和水生性较强的原核微生物。是给水与废水处理中最重要的一类微生物!现在学习的是第3页,共24页一、细菌的形态和大小1.细菌的形态球状杆状螺旋状少数种类:丝状、三角形、方形和圆盘形是菌种分类与鉴定的依据之一现在学习的是第4页,共24
2、页(1)球菌根据分裂方向及相互间连接方式又分为单球菌、双球菌、链球菌、四联球菌、八叠球菌、葡萄球菌等。现在学习的是第5页,共24页(2)杆菌呈短杆(球杆)状,一般其粗细(直径)比较稳定,而长度则常因培养时间、培养条件不同而有较大变化。现在学习的是第6页,共24页(3)螺旋菌弧菌(vibrio):螺旋周数不足一圈细菌。螺菌(spirillum):26圈小型、坚硬的螺旋状细菌。螺旋体(spirochaeta):螺旋周数超6周,体长柔软。现在学习的是第7页,共24页(4)丝状菌分布在水生境,潮湿土壤和活性污泥中。丝状体是丝状菌分类的特征。现在学习的是第8页,共24页2.细菌的大小细菌的大小以m计。如
3、:E.coli长2 m,宽0.5 m,1500个相当一粒芝麻长。测量:测微尺表示:球菌:直径杆菌:宽长螺菌:宽、长、螺距现在学习的是第9页,共24页例子较大细菌:1997年在纳米比亚海岸沉积物中发现的硫细菌(Thiomargarita namibiensis)0.10.3mm,肉眼可见。较小细菌:1998年芬兰学者E.O.Kajander发现引起尿结石的纳米细菌(Nanobacteria),直径仅50nm,为E.Coli的1/10,与病毒大小类似。分裂缓慢,三天才分裂一次,是目前所知最小的具有细胞壁的细菌。现在学习的是第10页,共24页3.观察方法染色法单染、复染正染、复染特殊染色革兰氏染色阳
4、性阴性现在学习的是第11页,共24页二、细菌细胞的结构细菌是单细胞微生物。所有细菌的结构:细胞壁和原生质体。原生质体包括:细胞质膜,细胞质及其内含物,拟核。部分细菌的特殊结构:芽孢、鞭毛、荚膜、粘液层、菌胶团、衣鞘及光合作用片层。现在学习的是第12页,共24页拟核在细菌细胞内,虽然没有细胞核,仍然有核物质,核物质DNA 盘绕成一团,用染色方法可以看到,称拟核或核区。现在学习的是第13页,共24页(一)基本结构1.细胞壁(cell wall)细胞最外一层坚韧厚实的外被,主要由肽聚糖构成。(1)细胞壁的生理功能:维持外形,提高机械强度。为细胞生长、分裂、和鞭毛运动必需。阻碍大分子有害物质进入细胞。
5、赋予抗原性、对抗生素和噬菌体的敏感性。现在学习的是第14页,共24页1.细胞壁(2)革兰氏染色丹麦医生C.Gram(革兰)于1884年发明的一种鉴别不同类型细菌的染色方法。根据此染色法,细菌可分为革兰氏阳性菌(G+)和革兰氏阴性菌(G-)。G+和G-具有不同的细胞壁结构和化学组成。G+G-现在学习的是第15页,共24页革兰氏阳性和阴性细菌细胞壁构造的比较we现在学习的是第16页,共24页1.细胞壁(3)细胞壁结构与组成革兰氏阳性细菌主要由肽聚糖组成,还有一定数量的磷壁酸,很少有脂类。革兰氏阴性细菌细胞壁分两层:外层和内层。外层即外膜,由脂多糖、磷脂和脂蛋白等若干种蛋白质组成,有时也称为外壁。内
6、层主要是肽聚糖。现在学习的是第17页,共24页 4肽尾:L-Ala-D-Glu-L-lys-D-Ala 肽肽聚糖肽聚糖 肽桥:甘氨酸五肽 聚糖:N-乙酰葡糖胺和N-乙酰胞壁酸 -1,4糖苷键 溶菌酶肽聚糖结构现在学习的是第18页,共24页特征强度厚度肽聚糖层数肽聚糖含量磷壁酸脂多糖脂肪蛋白质G-疏松薄,510nm少,13层少(1020)含量较高含量较高G+坚韧厚,2080nm多,多达50层高(5090)一般无无G+和G-细胞壁结构与组成的比较现在学习的是第19页,共24页(4)革兰氏染色机理结晶紫结晶紫初染。碘液碘液媒染:在细胞膜内形成了不溶于水的结晶紫与碘的复合物。革兰氏阳性细菌由于其细胞壁
7、较厚、肽聚糖网层次多和交联致密,故遇乙醇或丙酮作脱色处理时,因失水反而使网孔缩小,再加上它不含类脂,故乙醇处理不会溶出缝隙,因此能把结晶紫与碘复合物牢牢留在壁内,使其仍呈紫色。革兰氏阴性细菌因其细胞壁薄、外膜层的类脂含量高、肽聚糖层薄和交联度差,在遇脱色剂后,以类脂为主的外膜迅速溶解,薄而松散的肽聚糖网不能阻挡结晶紫与碘复合物的溶出。乙醇乙醇脱色:细胞退成无色。沙黄沙黄等复染:革兰氏阴性菌就呈现红色,而革兰氏阳性菌则仍保留紫色(实为紫加红色)。现在学习的是第20页,共24页2.细胞质膜(cytoplasmic membrane)又称质膜、细胞膜或内膜,是紧贴在细胞壁内侧、包围着细胞质的一层柔软
8、、脆弱、富有弹性的半透性薄膜。组成:蛋白质:50%70%。脂类:20%30%。脂类主要是极性脂类甘油磷脂。细菌细胞的脂类几乎都在细胞膜。现在学习的是第21页,共24页液态镶嵌模型结构:液态镶嵌模型磷脂为两性分子,组成细胞膜的基本骨架双分子层;由于磷脂和蛋白质的运动型,使得细胞膜具有流动性;膜蛋白分布于膜的 两侧或磷脂层中。现在学习的是第22页,共24页细胞膜的功能选择性地控制细胞内、外的营养物质和代谢产物的运送;维持细胞内正常渗透压的屏障;合成细胞壁和糖被的各种组分(肽聚糖、磷壁酸、LPS、荚膜多糖等)的重要基地;膜上含有氧化磷酸化或光合磷酸化等能量代谢的酶系,是细胞的产能场所;许多代谢酶、运输酶、电子呼吸链的所在地;鞭毛基体的着生部位和鞭毛旋转的供能部位。现在学习的是第23页,共24页3.细胞质(cytoplasm)细胞质是细胞膜包围的除核区以外的一切透明、胶状、颗粒状物质的总称。成分:水(80%)、蛋白质、核酸和脂类等。结构:各种酶系统贮藏物、代谢产物、质粒各种营养物少数有类囊体、羧酶体、气泡、伴孢晶体。现在学习的是第24页,共24页