环境工程微生物.docx

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环境工程微生物(姚氏浓缩版)
绪论
微生物的分类
从大到小按域(Domain)、界(Kingdom)、门(Phylum)、纲(Class)状菌分类的特征。
细菌的细胞结构
【课后第2题：细菌有哪些一般结构和特殊结构？它们各有哪些生理功能？】细菌是单细胞的。细菌的细胞结构分为基本结构和特殊结构。
所有地细菌有如下结构：细胞壁、细胞质膜、细胞质、细胞核物质及内含物、拟核。
部分细菌有特殊结构：芽孢、鞭毛、荚膜、粘液层、衣鞘及光合作用层片等。
（1）细胞壁：细胞壁是包围在细菌体表最外层的、内侧紧贴细胞膜，具有坚韧而带有弹性的薄膜。它约占菌体的10%〜25%。
革兰氏阴性菌与革兰氏阳性菌细胞壁结构的比较
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【课后第3题：革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌的细胞壁结构有什么异同？各有哪些化学组
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成】
1）革兰氏阳性菌：
•细胞壁（单层结构）；•细胞壁厚，其厚度为20~80nm；•结构较简单，含肽聚糖、磷壁酸、少量蛋白质和脂肪。
2）革兰氏阴性菌：
•细胞壁（双层结构）；•细胞壁较薄，厚度为10nm；•结构较复杂，分外壁层和内壁层，外壁层又分三层：最外层是脂多糖，中间是磷脂层，内层为脂蛋白。内壁层含肽聚糖，不含磷壁酸。
（2）原生质体：包括：细胞质膜（原生质膜）、细胞质及内含物、拟核。
1）细胞质膜：是紧贴细胞壁内侧而包围细胞质的一层由磷脂和蛋白质组成的柔软、富有弹性的半渗透性薄膜。它的质量占菌体的10%，含有60%---70%的蛋白质，含30%---40%的脂肪和约2%的多糖。
◎细胞质膜的结构：磷脂双分子层与蛋白质形成的镶嵌结构
★细胞质膜的功能：Q维持渗透压的梯度和溶质的转移；
Q细胞质膜上有合成细胞壁和形成横隔膜组分的酶，故在膜的外表面合成细胞壁；
Q3膜内陷成中间体（相当于高等植物的线粒体）含有细胞色素参与呼吸作用。中间体与染色体的分离和细胞分裂有关，还为DNA提供附着点；
Q4细胞质膜上有各种酶可以进行物质的代谢和能量代谢；
Q5细胞质膜上有鞭毛基粒，鞭毛由此长出，即为鞭毛提供附着点。
2）细胞质及内含物细：细胞质是细胞膜以内，除核物质以外的无色透明、粘稠的复杂胶体。它是细菌细胞的基础物质，其基本成分是蛋白质、多糖、核酸、脂质、无机盐和水组成。
细胞质内含物：核糖体、内含颗粒及气泡内含颗粒：细菌生长到成熟阶段，因营养过剩（通常是缺氮，碳源和能源过剩）形成一些贮藏颗类。主要类型有：
②染颗粒：多聚磷酸盐为主
聚B-羟基丁酸（PHB）颗粒：一些细菌如巨大芽抱杆菌、根瘤菌、固氮
菌、肠杆菌的细胞内均含有聚p-羟基丁酸的颗粒。
糖原/肝糖（glycogen）和淀粉（starch）：
硫粒：硫磺颗粒，硫细菌作为硫素贮藏物质；硫粒也是某些化能自养型
硫细菌，如氧化硫硫杆菌贮藏的能源物质，能通过氧化元素硫为硫酸而获取能量
3）拟核（又称原始核）:细菌的核没有核膜、核仁，拟核是原核生物所特有的原始细胞核。无核膜、核仁，无固定形态，只有一个核质体或称染色质体。细菌的核质体（呈丝状物）是一个大型环状的双链DNA分子。拟核携带着细菌全部遗传信息，它的功能是决定遗传性状和传递遗传性状，是重要的遗传物质。
◎细菌细胞的特殊结构
1）荚膜是某些细菌分泌于细胞壁外的粘液状物质。把细胞壁完全包围封住，这
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层黏性物质就叫荚膜，荚膜能相对稳定地附着在细胞壁表面，使细菌与外界环境有明显边缘。
荚膜的化学组成：含水率为90%〜98%。其他主要为含多糖、糖蛋白。
荚膜染色观察：荚膜含水率太高，很难着色，可用负染色法（亦称衬托法）
荚膜的功能：
当缺乏营养时，荚膜可被用作碳源和能源，含蛋白质的荚膜还可作氮源；
废水生物处理中细菌荚膜有生物吸附作用，将废水中的有机物、无机物及胶体吸附在细菌体表面上。
病原菌具有荚膜有助于其侵染人体；
荚膜保护致病菌免受宿主吞噬细胞的吞噬，同时保护细菌免受干燥的影响。
2）黏液层：有些细菌不产生荚膜，其细胞表面仍可分泌黏性多糖，疏松地附着在细菌细胞表面上，与外界没有明显边缘。
粘液层功能：废水生物处理中起到生物吸附作用。强烈搅拌容易脱落
3）菌胶团：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，叫菌胶团。
菌胶团的形成是由这类细菌遗传特征所决定的。菌胶团形状多样，如球形、蘑菇形、椭圆形、分支状、垂丝状及不规则形等。上述各种菌胶团在