第3章--古菌.ppt
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1、第第3 3章章-古菌古菌 古菌是最古老的生命体,如果将地球古菌是最古老的生命体,如果将地球约46亿年的年年的年龄比作一年,那么古菌早在比作一年,那么古菌早在3月月20日就出日就出现了,而人了,而人类诞生不生不过是是12月月31日日的事。的事。本章知识点知识点:n3.1 古菌的特点与分类n3.2 常见的古菌n3.3 古菌与水污染防治 本章重点重点:n熟悉环境中常见古菌的主要类型n了解古菌在水污染防治中的应用 本章难点难点:n古菌在水污染防治中的应用3.1 古菌的特点与分类n在细胞结构和代谢上,古菌在很多方面接近其它原核生物n在基因转录过程上,它们并不明显表现出细菌的特征,反而非常接近真核生物。n
2、极端环境-极高温/很冷/强酸/强碱n有些古菌嗜中性-土壤、海水、沼泽3.1 古菌的特点与分类n分类-两类:泉古菌、广古菌n环境中常见的古菌产甲烷古菌产甲烷古菌硫酸盐还原菌硫酸盐还原菌极端嗜盐菌极端嗜盐菌极端嗜热菌极端嗜热菌无细胞壁的古细菌无细胞壁的古细菌n1.产甲烷古菌3.2 常见的古菌n产甲烷菌是一群迄今为止所知的最严格厌氧的、能形成甲烷的化能自养或化能异养的古菌群。n产甲烷细菌是都能产生甲烷的一大类群,因此包括了球形、杆形、螺旋形、长丝状等不同形态。2.1 细菌细菌n2.1.1细菌的形态和大小细菌的形态和大小n2.1.2 细菌的细胞结构细菌的细胞结构n2.1.3 细菌的繁殖细菌的繁殖n2.
3、1.4 细菌表面的带电性细菌表面的带电性n2.1.5 细菌的分类及水中常见菌属细菌的分类及水中常见菌属2.1.1 细菌的形态和大小细菌的形态和大小n什么是细菌细菌(bacteria)?)?一类单细胞、个体微小(m)、结构简单、没有真正细胞核的原核生物。仅有原始的核物质,没有核仁与核仅有原始的核物质,没有核仁与核膜分化。膜分化。n形态 球状、杆状、螺旋状、其他形状n细菌是水与废水处理中最重要的微生物类群其他形状的细菌其他形状的细菌2.1.2 细菌细胞的结构细菌细胞的结构一般构造:细胞壁细胞膜细胞质核区内含物特殊构造:糖被芽孢鞭毛(1)细胞壁n位置:位于细菌细胞最外面,包裹原生质体,网状结构n功能
4、:保持细胞的形状和提高细胞机械强度,使其免受渗透压等外力的损伤,保障细菌在不同渗透压条件下正常生长;为细胞生长、分裂所必需;鞭毛的支点,辅助运动;分子筛的作用,阻止某些大分子有害物质进入细胞;赋予细胞特定的抗原性及对抗生素和噬菌体的敏感性。思考:如果用某种方法对不同的细菌进行染色,结果会呈现不同颜色吗?为什么?革兰氏染色法(Gram,G染色法)紫色:G阳性(G+)红色:G阴性(G-)染色结果与细胞壁结构有关The basic structure of the cell wall structures of Gram-positive and Gram-negative bacteria(2)细
5、胞膜(细胞质膜、质膜、内膜)n结构:流动镶嵌模型n组分:蛋白质(50%-70%)、脂类(20%-30%)、少量糖类n功能:选择性吸收养料、转运废物等物质交换作用;维持细胞正常的渗透压;呼吸作用的场所,电子传递和磷酸化作用;排出水溶性胞外酶,实现大分子的胞外水解;生物合成作用,细胞壁和荚膜的合成场所;鞭毛的着生和生长点。细胞膜的结构:流动镶嵌模型(3)细胞质n细胞内除了核质以外物质的统称,透明粘稠的胶状物;n主要成分:大部分是水(80),其次为蛋白质、RNA、脂、糖和无机盐类,呈酸性可用碱性染料染色可用碱性染料染色n形态特点:幼龄菌体的细胞质稠密、均匀、易染色;衰老菌体的细胞质不均一,大多有液泡
6、、颗粒物、不易染色n作用:含有各种酶系统,合成蛋白质与酶,含有各种内含物 (4)核区(核质体、原核、拟核)n位于细胞质内部,为一个絮状区域n没有核膜、核仁,无固定形态,结构简单n核区内有由脱氧核糖核酸(DNA)组成的染色质体,一般由一条环状双链DNA分子高度折叠缠绕而成n核质的功能是决定遗传形状和传递遗传信息n多数细菌细胞质中还存在着染色质体以外的遗传因子,大多由闭合环状双螺旋DNA分子构成,能自我复制,称为质粒(Plasmid),具有不同功能,是遗传工程中重要的载体。(5)内含物n细菌新陈代谢产物,或者是贮备的营养物质(种类数量变化)n常见的内含物颗粒:异染颗粒(磷源、能源,化学组分:多聚偏
7、磷酸盐-生物除磷)聚-羟基丁酸盐(PHB,碳源、能源)肝糖和淀粉粒(碳源、能源)硫粒(硫的贮藏物质)气泡(漂浮)细菌的细胞结构(1)糖被n定义:细菌在一定的营养条件下,能够向细胞壁外分泌出一层黏性多糖类,称为糖被。(存在状态:荚膜、微荚膜、黏液层)n荚膜(capsule)黏性较大,能相对稳定地附着在细胞壁外。n荚膜的作用:保护细菌;贮藏养料;形成菌胶团。n菌胶团:当荚膜物质相融合称为一团,内含许多细菌时,称为菌胶团。n菌胶团的形态:分支状、垂丝状、球形、椭圆、蘑菇形、片状思考:菌胶团与污水处理有什么关系?菌胶团是活性污泥中细菌的主要存在形式,在污水生物处理中具有重要的作用。菌胶团具有较强的吸附
8、和氧化有机物的能力菌胶团具有较好的沉降性能思考:菌胶团的形态会变吗?对污水处理效果有什么影响?(2)芽孢n某些细菌细胞发育到某一生长阶段,在细胞内部形成一个圆形或者椭圆型的、壁厚、含水量低、抗逆性强的休眠体,称为芽孢。n芽孢不是繁殖体,一个芽孢只能萌发成一个菌体。n特点:壁厚;含水率低(小于40);不易透水且耐干燥;含有大量DPA(2,6吡啶二羧酸),耐热性强;代谢活性低,抵御不良环境能力强。芽孢萌发芽孢萌发(3)鞭毛n鞭毛是细菌的运动器官n鞭毛的着生位置:2.1.3 细菌的繁殖细菌的繁殖n(1)裂殖 1 2n(2)芽殖:在母细胞一端先形成一个突起,待其长度长大到与母细胞相仿后再相互分离并独立
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