項目1-1-病毒及原核生物

1、根據(jù)有無細胞及細胞結(jié)構(gòu)的差異，可將微生物分成三大類群：,真核微生物,原核微生物,非細胞型微生物,項目1 環(huán)境中微生物主要類群的識別,任務1.1 微生物形態(tài)特征及普通光學顯微鏡的使用,一、 非細胞型微生物,非細胞型微生物,病毒,亞病毒,類病毒,衛(wèi)星病毒,朊病毒,,,① 非常微小 病毒能通過細菌濾器，需借助電子顯微鏡才能看到它們的存在，其大小常以納米（nm）表示。② 沒有細胞結(jié)構(gòu) 一般情況下，病毒只由單一類型核酸（DNA或RN

2、A）和蛋白質(zhì)組成。③ 專性活細胞內(nèi)寄生,(1)病毒的主要特征,——病毒是一類極微小的、專性活細胞寄生的非細胞型微生物,1、病毒,球狀、桿狀、蝌蚪狀、絲狀和海膽狀等。以近球形的多面體和桿狀為多。動物病毒大多為球形，細菌病毒稱為噬菌體，多為蝌蚪形。,(2)病毒的形態(tài)與大小,能通過細菌濾器，需借助電子顯微鏡觀察。其大小常以納米（nm）表示。,化學組成：,DNA或RNA和蛋白質(zhì)組成囊膜主要由類脂質(zhì)和糖蛋白組成,基本結(jié)構(gòu)包括：核酸內(nèi)芯和蛋

3、白質(zhì)衣殼兩部分。特殊結(jié)構(gòu)包括：囊膜（或稱被膜。,（3）病毒的結(jié)構(gòu)和化學組成,（4）病毒的繁殖——復制,吸附、侵入、生物合成、裝配、釋放等步驟,（5）病毒的分類,根據(jù)宿主可以分三類： 脊椎動物病毒 昆蟲病毒 植物病毒 微生物病毒,生物農(nóng)藥——,噬藻體——,免疫制劑生產(chǎn)——,動物病毒寄生于有害昆蟲體內(nèi)，以減少農(nóng)作物所受 的傷害。,用于水

4、體富營養(yǎng)化治理。,制成疫苗,（6）病毒的利用,2. 亞病毒,是一類不具有完整病毒結(jié)構(gòu)的浸染性因子,主要包括衛(wèi)星病毒、類病毒和朊病毒三類。,衛(wèi)星病毒和類病毒只感染植物。,朊病毒只存在脊椎動物中。,二、細菌,四種形態(tài)：球狀、桿狀、螺旋菌和絲狀菌。,1、細菌的形態(tài)和大小,單球菌,根據(jù)細胞分裂的方向及分裂后的各子細胞的空間排列狀態(tài)不同，可將球菌分為以下幾種:,四聯(lián)球菌,八疊球菌,葡萄球,鏈球菌,雙球菌,(1)球菌,①單球菌,分裂后的細胞分散而單

5、獨存在的球菌。如尿素微球菌,細胞沿一個平面分裂，新個體成對排列。如肺炎雙球菌,②雙球菌,④四聯(lián)球菌,,細胞沿一個平面進行分裂，新個體不但可保持成對的樣子，并可連成鏈狀。如乳鏈球菌,,細胞沿兩個相垂直的平面分裂，分裂后每四個細胞特征性地連在一起，呈田字形。如四聯(lián)微球菌,③鏈球菌,⑥葡萄球菌,細胞按三個互相垂直的平面分裂后，每八個球菌特征性地連在一起成立方體形。如藤黃八疊球菌,,細胞無定向分裂，多個新個體形成一個不規(guī)則的群體，猶如一串葡萄

6、。如金黃色葡萄球菌,⑤八疊球菌,有短桿狀、長桿狀、棒桿狀、梭狀桿狀、月亮狀、竹節(jié)狀等形態(tài)；,短桿菌,長桿菌,梭狀芽孢桿菌,大腸桿菌,按桿菌細胞繁殖后的排列方式則有鏈狀、柵狀、“八”字狀以及有鞘衣的絲狀等。,（2）桿菌,白喉桿菌,,結(jié)核桿菌,大腸桿菌,志賀氏菌,螺旋菌：螺旋滿2—6環(huán)例：干酪螺菌,螺旋菌,弧菌,弧菌：螺旋不滿一圈菌體呈弧形或逗號形例：霍亂弧菌、逗號弧菌,（3）螺旋菌,（5）細菌的特殊形態(tài)：,常見于水體、潮濕土壤和污水生

7、物處理中，有30多種，如球衣菌等。,——有衣鞘的絲狀體,（4）絲狀菌,細菌的大小,(1)測量工具：測微尺 (2)長度單位：微米(μm) (3)表示,例如：大腸桿菌：平均長度：2μm ；寬度0.5μm,細菌大小的記載，常是平均值或代表性數(shù)值。,細菌大小的測定：,球菌：直徑 0.2 ～ 1.5μm，桿菌：長×寬 1 ～ 5 × 0.5 ～ 1μm。螺菌： 寬、長、螺距

8、 直徑：0.5 ～ 5um，長度不等。,（1）菌種,（2）菌齡,（3）營養(yǎng)及環(huán)境條件： 時間、溫度、培養(yǎng)基成分、濃度、pH值,（4）染色情況,影響細菌形態(tài)和大小的因素：,細胞結(jié)構(gòu),2、細菌的細胞結(jié)構(gòu),革蘭氏染色法,（1）細胞壁與革蘭氏染色法,細胞壁 — 包在細胞最外層的薄膜，固定和保護細胞外形。,,,意義：,——鑒別染色法,革蘭氏染色方法,染色要點：,革蘭氏陽性菌（紫陽G+ ）,革蘭氏陰性菌（紅陰G- ）,

9、判斷:,（ G+細菌與G﹣細菌細胞壁構(gòu)造的比較）,,,細胞壁的結(jié)構(gòu),,由于G+菌的細胞壁較厚，肽聚糖含量高，構(gòu)成的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)緊密，含脂量低，當用酒精脫色時，肽聚糖網(wǎng)孔因脫水而縮小，降低了細胞壁的通透性，使“結(jié)晶紫—碘”復合物保留在細胞內(nèi)不易被洗脫出，故菌體仍呈深紫色。,而G-菌的細胞壁薄，肽聚糖含量少，構(gòu)成的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)疏松，而脂類含量高，當用酒精脫色時，脂類物質(zhì)溶解，增大了細胞壁的通透性，使“結(jié)晶紫—碘”的復合物易被洗脫出，故菌體呈復染液的

10、紅色。,革蘭氏染色的作用機理,（3）細胞質(zhì)及內(nèi)含物（亦稱原生質(zhì)）,內(nèi)含物有：核糖體、氣泡、內(nèi)含顆粒等,,,——半透性薄膜。,作用： 具有運輸物質(zhì)，調(diào)節(jié)滲透壓、參與生物合成和能量供給等功能。,作用：,成份：水、蛋白質(zhì)、脂類、核酸、無機鹽、糖等,（2）細胞質(zhì)膜,內(nèi)容物不同功能各異。以貯存各種營養(yǎng)物為主要功能。,,,①氣泡：由蛋白質(zhì)膜構(gòu)成的充滿氣體的泡狀物。有些細菌細胞質(zhì)中含有幾個或多個氣泡。,氣泡的功能：調(diào)節(jié)細胞比重 使

11、其漂浮在合適的水層中。吸收空氣 空氣中的氧氣可供代謝需要。例：許多光合細菌和水生細菌、鹽桿菌常含有氣泡。,細胞質(zhì)中的內(nèi)含物：,功能:貯存碳源、能源和降低滲透壓。許多好氧菌和光合厭氧菌都含有聚β－羥丁酸顆粒。,聚β－羥丁酸顆?！荚搭悆Σ伢w,②內(nèi)含顆粒,形成：取決于環(huán)境硫化物含量,當環(huán)境中S含量高時，在體內(nèi)積累；當缺S時,氧化成硫酸被菌利用。功能： a.好氧硫細菌的能源 b.厭氧硫細菌的電子供體,硫粒：硫元素的

12、貯藏體。,肝糖和淀粉?！荚春湍茉吹馁A藏體,異染顆粒——磷酸鹽的貯藏體,在聚磷菌中富含異染顆粒。,質(zhì)粒:,,原核:,即擬核，環(huán)狀雙鏈DNA高度折疊纏繞而成。,原核外的具有遺傳信息的小環(huán)狀的DNA分子。,功能：決定遺傳性狀和傳遞遺傳信息。,（4）原核與質(zhì)粒,質(zhì)粒攜帶1~100個基因, 一個細菌可有一至數(shù)個質(zhì)粒。,特點：,作用：,抗藥性質(zhì)粒使細菌具有抗藥性；降解性質(zhì)粒使細菌具有降解復雜有機物的能力。,意義：,數(shù)量不定，不能自發(fā)產(chǎn)生、但

13、可單獨轉(zhuǎn)移而不影響生存，可自我復制并穩(wěn)定遺傳。,控制細菌的降解能力或耐受能力。,建超級菌，從而加快環(huán)境頑固污染物的降解。,（5）莢膜,主要成分：水（90%~98%）、多糖、多肽、脂類等。,——在代謝過程中分泌于細胞壁外的粘液性物質(zhì)。,功能：,特殊結(jié)構(gòu),球形、橢圓形、蘑菇形、分支狀、垂絲狀及不規(guī)則狀,菌膠團形態(tài):,粘度大，穩(wěn)定地附著于細胞壁上；在C∶N高、通氣好時形成；極難染色（采用負染色法）,特點：,三個以上菌體的莢膜物質(zhì)相互融合形

14、成的膠狀團塊，具各種形態(tài)。,菌膠團——,衣鞘:,——由多個菌體的莢膜物質(zhì)硬質(zhì)化而形成透明堅硬的殼。常見于絲狀菌。如鐵細菌、球衣細菌。,具有較強的吸附和氧化有機物的能力。具有較好的沉降性能。,菌膠團功能：,——在細胞內(nèi)形成一個對不良環(huán)境具有極強抗性的圓形或橢圓型的休眠體。,圓形、橢圓形、圓柱形,形態(tài)：,位置：,中間、一端、偏端,（6）芽孢,抗逆性表現(xiàn):,抗熱：,100 ℃能生存數(shù)小時/營養(yǎng)細胞70~80℃10min 死亡,抗藥性：,5

15、%苯酚中存活15天/營養(yǎng)細胞立即死亡,抗輻射：,抗干燥：,沙漠中大量存在,結(jié)構(gòu)：,由外至內(nèi)依次為:外殼、中層、內(nèi)層。,a. 具厚而致密的壁b. 不易透水且是含水率低（40%左右）的休眠體c. 含2，6-吡啶二羧酸及大量的Ca2+（形成極為耐熱的凝膠狀物）d. 含耐熱性酶,抗逆境的原因：,芽孢在合適的環(huán)境中（一般60~70℃，數(shù)分鐘便可使芽孢停止休眠而萌發(fā)）恢復普通的細胞結(jié)構(gòu)，失去抗逆境能力。,休眠能力：,幾年~幾十年甚至

16、幾百年~幾千萬年,萌發(fā)能力：,意義：由于芽孢極強的抗逆性、休眠的穩(wěn)定性和復蘇的快捷性為我們對有芽孢的細菌進行純種分離、分類鑒定和菌種保藏及研究與應用 提供了幫助。,細菌一般在養(yǎng)料耗盡時停止生長形成芽孢。,——由細胞質(zhì)膜伸出體外呈波狀彎曲的細絲。,是細菌的“運動器官”。,鞭毛的著生位置、數(shù)量和排列方式因種而異。,功能：細菌藉鞭毛趨避運動,化學成分:主要是蛋白質(zhì),特點:非常纖細而且極易脫落,（直徑為菌體的1/20 ）,（7）鞭毛,固體培養(yǎng)基

17、——液體培養(yǎng)基中加入2％瓊脂。,（1）細菌在固體培養(yǎng)基上的菌落特征,菌落：一個菌體繁殖的子細胞群體。,單菌落（純菌落）,啤酒紅酵母菌菌落,霉菌菌落,細菌菌落,3、細菌的培養(yǎng)特征,菌落描述,小、濕潤、粘稠、易挑取，質(zhì)地均勻，各部位顏色一致。,表面特征描述 邊緣特征描述隆起特征描述,細菌菌落的共同特征：,作用：（1） 鑒定菌種 （ 2） 計數(shù)，了解環(huán)境質(zhì)量,菌落特征,反映微生物與氧氣的關(guān)系及微生物運動能力,三種現(xiàn)象判斷：

18、 菌膜－好氧微生物 混濁－兼性微生物 沉淀－厭氧微生物,作用：判斷呼吸類型和生理特性,(2) 細菌在半固體培養(yǎng)基中的培養(yǎng)特征,（3）細菌在液體培養(yǎng)基中的培養(yǎng)特征,培養(yǎng)特征：混濁程度，沉淀形態(tài)，有無氣泡、顏色等,液體培養(yǎng)：培養(yǎng)1-3天后，觀察液體培養(yǎng)基表面生長狀態(tài),4．廢水處理中常見的細菌類群,PSB是一類在光照厭氧條件下、能進行光合作用不產(chǎn)氧的原核微生物。,（1）光合細菌 簡稱PSB,綠色非

19、硫細菌綠硫細菌紫細菌含Bchla的好氧細菌螺旋桿菌,APB包括5個類群：,不產(chǎn)氧的光合細菌 現(xiàn)簡稱APB,生理的特征： PSB在光照厭氧、黑暗好氧、黑暗厭氧條件下均能降解高濃度有機廢水，且對廢水中的N的去除能力強。,形態(tài)：球狀、桿狀、弧狀、螺旋狀及絲狀，多有鞭毛、能運動。培養(yǎng)液顏色多種，依菌所含色素而異。,a. 具有凈化有機廢水的能力，是優(yōu)良的水質(zhì)改良劑。,最適生長條件：,25～35℃，pH7～7.5，繁殖需加富培養(yǎng)。,

20、應用：,光合細菌適應性強，增殖迅速，在生長繁殖過程中能快速分解有機物和吸收水體中的氨態(tài)氮、硫化氫、亞硝酸鹽等有害物質(zhì)。,c. 可作為家畜、家禽、魚類的飼、餌料添加劑以及果樹、蔬菜、食用菌、水稻的生物肥料。,b. 易經(jīng)誘導產(chǎn)生適應酶，對降解某些有毒或人工合成化合物具有潛力；,化能自養(yǎng)型，可將鐵轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3使管道堵塞，同時鐵管不斷受到腐蝕。,,,,,,紅水—Fe(OH)3↓,鐵細菌,（2）鐵細菌,鐵細菌是不分枝的絲狀菌。,(3)浮游

21、球衣細菌,不運動，絲體稍彎，常從絮體中伸出；細胞桿狀兩端鈍圓，裹在鞘中，?？梢娂俜种?，鞘上有時附著生長物。,是生物處理法中引起污泥膨脹的常見絲狀細菌，是多污帶和中污帶的指示生物，可凈化有機廢水。,球衣細菌對漂白粉等氧化劑敏感。,最適生長條件：15～40℃，pH6.0～8.0，微氧環(huán)境中生長良好。,最適生長條件：,假分枝——好象是分枝，實際上與旁邊的菌絲體并無關(guān)。當皮鞘內(nèi)的一個細菌細胞從皮鞘的一端游出，吸附在另一個球衣細菌的菌絲體

22、上形成 。,高倍鏡放大,環(huán)境影響因素： 最適溶解氧0.1mg/L（微氧環(huán)境） 適宜的pH范圍6~8 適宜的溫度在30℃左右,生理特征,球衣菌在水環(huán)境中的作用:,在廢水生物處理中,球衣菌是構(gòu)成活性污泥的網(wǎng)架,可降解有機物 , 但如果過量繁殖，可引起污泥膨脹,影響出水水質(zhì).,絲狀污泥膨脹,污泥膨脹：指 在 二沉池中,活性污泥結(jié)構(gòu)極度

23、松散，體積增大、上浮，難于沉降分離，造成處理水難以澄清,影響出水水質(zhì)的現(xiàn)象。,粘細菌桿狀，包埋在粘液層中.,粘細菌嚴格好氧 ,有機化能營養(yǎng)。,有些粘細菌具有分解纖維素、瓊脂、幾丁質(zhì)等復雜基質(zhì)的能力。,（4）粘細菌,1.放線菌的形態(tài),由分枝狀菌絲組成。菌絲無隔膜，仍屬單細胞。,菌絲根據(jù)形態(tài)和功能不同可分為：,三、放線菌,孢子絲,基內(nèi)菌絲,氣生菌絲,2．放線菌的菌落形態(tài),表面與細菌菌落表面相似而不易區(qū)分,菌落質(zhì)地致密、堅實、干燥、多皺；菌

24、落在固體培養(yǎng)基上一般呈圓形,3．放線菌的繁殖,橫隔分裂形成分生孢子菌絲片斷繁殖,4.放線菌的代表屬,①鏈霉菌屬----90%抗生素由鏈霉菌產(chǎn)生。②諾卡氏菌屬----多數(shù)種沒有氣生菌絲，只有營養(yǎng)菌絲。在培養(yǎng)15h至4天內(nèi)，菌絲體產(chǎn)生橫膈膜，分枝的菌絲體突然全部斷裂成桿狀、球狀或帶叉的桿狀體。③小單孢菌屬----無氣生菌絲，只在營養(yǎng)菌絲上長出很多分枝小梗，頂端著生著一個孢子；其菌落較鏈霉菌小得多。 ④放線菌屬----多為致病菌。只

25、有營養(yǎng)菌絲，有隔膜，可斷裂成V或Y形體。,四、藍細菌,有單細胞體、群體類型。,（1）藍細菌的基本型態(tài):,藍細菌的光合色素有葉綠素a、藻膽素（包括藻蘭素和藻紅素）和類胡蘿卜素。具有放氧性光合作用。,藻蘭素與葉綠素a一起，使藍細菌呈綠色。,產(chǎn)藻紅素的藍細菌則呈紅色或橙色。,1．藍細菌的主要特征,（2）光合色素,多數(shù)絲狀藍細菌具有異形胞，其特征是壁厚、色淺，為固氮場所,少數(shù)藍細菌可形成厚壁孢子,孢子壁厚、色深，具有抵御不良環(huán)境的作用。,（3）

26、異形胞,（4）繁殖方式,繁殖方式是簡單的無性分裂，平均增倍時間為15h~15d，能引起水華的藍藻增倍時間為2d ，多數(shù)為5~7d。,有約60種藍藻在代謝過程中產(chǎn)生毒素。,常見藍細菌種類：,微囊藻屬平列藻屬顫藻屬席藻屬螺旋藻屬魚腥藻屬束絲藻屬,藍藻水生種類為多。,2．藍細菌的代表,3．藍細菌的作用,（1）是在地球空氣從無氧變成有氧的過程中，最早發(fā)揮作用的生物,（2）固氮藍藻能保持對水體的營養(yǎng)狀況和維持土壤氮素營養(yǎng),（3）藍藻營

27、養(yǎng)豐富，具有重要的經(jīng)濟價值，如螺旋藻富含蛋白、維生素，被稱為人類未來食品,（4）是指示水體營養(yǎng)狀況的生物之一,（5）它們中有些種如微囊藻能產(chǎn)生毒素,微囊藻屬,腔球藻屬,魚腥藻屬,是水體富營養(yǎng)化的引起種類,顫藻,念珠藻屬,,,平列藻屬,存在于有機物較多的水體中,束絲藻屬,螺旋藻屬,,食品開發(fā)對象,,藍細菌的應用：,五、光學顯微鏡的使用,機械系統(tǒng)部分,光學顯微鏡的構(gòu)造由3部分組成,光學系統(tǒng)部分,照明系統(tǒng)部分,（一）光學顯微鏡的構(gòu)造,機械部分

28、,物鏡,物鏡轉(zhuǎn)換器,調(diào)焦器,推片器及標本夾,鏡座,鏡臂,鏡筒,目鏡,,載物臺（鏡臺）,,,,,,,,,,,,,,,,,,,照明系統(tǒng),光學系統(tǒng)部分,如何計算顯微鏡的放大倍數(shù)？,“5×”，“10×”的含義。,目鏡的倍數(shù)×物鏡的倍數(shù),,=,x,接目鏡的放大率,接物鏡的放大率,顯 微鏡的放大率,,照明系統(tǒng)部分,光 源,聚光鏡,虹彩光圈：,,： 打開與推進電源,： 升高與降低聚光鏡,放開與關(guān)閉光圈,如何調(diào)節(jié)觀察

29、視野的明暗度？,聚光器,,（二）顯微鏡的使用,右手扣住鏡柱后方凹槽，左手扣住鏡座底部凹槽，將顯微鏡平穩(wěn)地由柜中取出，輕輕放置在桌上自己身體的左前方，距桌緣約10cm左右。,1. 顯微鏡的取用,一手托住鏡座一手握住鏡臂,(2) 調(diào)整坐椅至適當高度，使自己可以輕松地使用顯微鏡。,(4) 先將載物臺降至最低點，將玻片標本平穩(wěn)地放在載物臺上，以玻片夾夾好(※注意：請確認是否夾好，以免玻片跳起，造成受傷或損及顯微鏡鏡頭)。,(3) 取 95%

30、酒精及拭鏡紙，將所有鏡頭擦拭乾凈(※注意：僅能以單一直線方向擦拭)。,2. 低倍鏡的使用,先將載物臺降至最低點，轉(zhuǎn)動旋轉(zhuǎn)盤，使低倍鏡位於鏡筒正下方(務必確認鏡頭已卡入正確之位置)。,兩眼張開左眼對準目鏡頭右眼看桌面調(diào)整光圈以獲得最適當?shù)墓饩€,(2) 打開電源開關(guān)，調(diào)整光源強度控制鈕及光圈，使視野中之亮度適當。,(3) 將所要觀察的玻片放在載物臺上，以玻片夾夾好，并轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)鈕以調(diào)整玻片位置。轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)輪，至低倍鏡與載物臺相距約0.1cm

31、(或載物臺無法再上升)為止。,顯微鏡下影像：上下顛倒、左右相反,(4) 由接目鏡觀察，同時以靠向自己的方向轉(zhuǎn)動粗調(diào)節(jié)輪，使載物臺下降，至看得到影像，再配合細調(diào)節(jié)輪之使用，直到影像清晰為止。若視野太亮或太暗，皆可調(diào)整光源強度控制鈕及光圈，使視野中之亮度適當。,在轉(zhuǎn)動物鏡轉(zhuǎn)換器更換高倍鏡，調(diào)整光圈或聚光鏡以取得適當?shù)墓饩€。再轉(zhuǎn)動細調(diào)節(jié)器至標本影像清晰為止。,3. 高倍鏡的使用,將要觀察的標本移至視野中心,目標移至視野中央。,4. 油鏡的使

32、用,(2) 將高倍鏡轉(zhuǎn)開，玻片中央滴加香柏油，換油鏡，左右擺動油鏡頭2次（為什么？），重新調(diào)光，微調(diào)到看清物象。,5. 油鏡的清潔,降載物臺，轉(zhuǎn)出油鏡，先用擦鏡紙擦去鏡頭上的油，再用擦鏡紙蘸少許鏡頭清洗液擦去鏡頭上殘留油跡，最后再用干凈的擦鏡紙擦去殘留的鏡頭清洗液（乙醚：污水酒精=7:3）。,（三）顯微鏡的維護和保養(yǎng),1．顯微鏡應放置環(huán)境要求：干燥，塵少，不曝曬，遠離酸、堿及易揮發(fā)具腐蝕性的化學物品 2．顯微鏡應防止震動和暴力 3．