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【生物课件】第二章原核微生物第三节蓝细菌

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微生物学-蓝细菌

微生物学-蓝细菌

例如采用放养鲢鳙鱼直接控制蓝藻水华的“生物操纵”法，滇池水质的富营养 化工程采用生物操纵治理法已经取得了初步效果。
例如采用生物原位修复—生物扩增、植物修复等方法，福州白马支河—璃因 玛逊生态水体恢复样板工程取得成效。
利
• 自然水体自净（污水处理—氧化塘） • 藻类光合作用释放氧气，为好氧微生物提供有氧环境，保证水中的有机
③发生赤潮的生物类型主要为藻类。（甲藻纲，常见的有裸甲
藻属、膝沟藻属、多甲藻属，共5个纲15个科30个种）
资料显示，1990年至2004年上半年渤海海域共发现赤潮83起，累计 面积达3万多平方公里。2004年6月，渤海就发生了两起大面积有毒
藻赤潮。
危害
① 引起海洋异变，局部中断海洋食物链，使海域 一度成为死海； ② 有些赤潮生物分泌毒素，这些毒素被食物链中 的某些生物摄入，如果人类再食用这些生物，则 会导致中毒甚至死亡。
危害
❖ 危害人类健康。接触、少量饮用、长期饮用。 ❖ 对家畜及野生动物的危害。 ❖ 蓝藻对水生生物有影响。 ❖ 影响自来水厂的出水水质，增加制水成本。 ❖ 使水体透明度明显降低，严重富营养化的水质透明度仅
有0.2m。甚至在岸边堆积，藻体死亡时还会散发恶臭， 严重破坏景观。
防治 控制含氮、磷等废物向海洋中排放。 ？ 控制
第二章 原核微生物
蓝细菌
叶绿素a： 680-685nm • 蓝细菌—蓝藻或蓝胡绿藻萝(卜blu素e-g：re4en50a-lg5a5e0) nm • 含有光合色素，能藻进胆行素光合：作55用0-并6产50氧nm的原核生物。
藻胆蛋白：560-530nm
CO2 H2O hvC6H12O6 O2
1、结构和形态
滇池水面在治理中水质逐渐好转，成群的红嘴鸥飞至湖面捕食、嬉戏

第三节 蓝细菌(cyanobacteria) 生物学课件

第三节 蓝细菌(cyanobacteria) 生物学课件
第三节 蓝细菌(cyanobacteria)
异型胞
二 立克次氏体(Rickettsia)
是一类只能寄生在真核 生物细胞内的革兰氏阴 性原核微生物。
特征
•有细胞壁(对抑制细胞壁的青 霉素和溶菌酶敏感 •二等分裂 •有不够完整的产能代谢途径， 利用谷氨酸产能而不能利用葡 萄糖
三 衣原体(Chlamydia)
是一类在真核细胞内营专
性能量寄生的小型革兰氏 阴性原核生物
生活史
ห้องสมุดไป่ตู้
能量寄生物
萤光抗体染色，黄绿色为衣原体
感染
原体
寄主细胞
小细胞(壁厚)
始体(空泡) 大细胞(壁薄)
破裂
包涵体
大量繁殖

微生物学课件第三节蓝细菌

微生物学课件第三节蓝细菌

加强跨学科合作
微生物学、生物学、环境科学 、工程学等多个学科的交叉合 作有助于推动蓝细菌研究的深 入发展。
注重实际应用
在研究过程中应注重实际应用 ，将研究成果转化为实际生产 力，为人类社会的发展做出贡
献。
感谢您的观看
THANKS
05
课堂互动与讨论
你对蓝细菌有哪些了解？
蓝细菌是一类原核生物，属 于藻类的一种。
02
基础认知
01
03
它们具有细胞壁，并且能够 进行光合作用。
蓝细菌在地球上存在了数十 亿年ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ是地球上最早进行光
合作用的生物之一。
04
05
它们在自然界中广泛分布， 包括淡水、海洋和陆地等环
境。
你认为蓝细菌在未来有哪些潜在的应用？
作为生物燃料的生产
污水处理
蓝细菌能够通过光合作用将二氧化碳转化 为有机物质，这些有机物质可以进一步转 化为生物燃料，如乙醇或生物柴油。
蓝细菌能够吸收和降解废水中的有害物质 ，如重金属和有机污染物，从而净化水质 。
生物修复
生物医药
蓝细菌可以用于修复受到污染的环境，如 土壤和水体。通过吸收和降解有害物质， 蓝细菌有助于恢复生态系统的健康。
03
蓝细菌的应用
蓝细菌在环境保护中的应用
01
02
03
污水处理
蓝细菌能够吸收和降解废 水中的有机物，将其转化 为无害的物质，从而净化 水质。
土壤改良
蓝细菌可以分泌植物生长 激素和抗生素等物质，促 进植物生长和防治植物病 害，改善土壤质量。
空气净化
某些蓝细菌具有光合作用 能力，能够吸收二氧化碳 并释放氧气，有助于改善 室内空气质量。
蓝细菌在生物医学中的应用

环境工程微生物学第二章-原核微生物(2)

环境工程微生物学第二章-原核微生物(2)

（三）细胞的结构
3、细胞质和内含物
5）气泡（gas vocuoles）
（三）细胞的结构
3、ห้องสมุดไป่ตู้胞质和内含物
6）核糖体（ribosome）
略
（三）细胞的结构
4、核区（nuclear region or area）
原核生物所特有的无核膜结构、无固定形态的原始细胞核
（三）细胞的结构
4、核区（nuclear region or area）
核心部分的细胞质却变得高度失水， 因此，具极强的耐热性。
渗透调节皮层膨胀学说
5、特殊的休眠构造——芽孢 6）伴孢晶体（parasporal crystal）
（三）细胞的结构
少数芽孢杆菌，例如苏云金芽孢杆菌(Bacillus thuringiensis)在 其形成芽孢的同时，会在芽孢旁形成一颗菱形或双锥形的碱溶 性蛋白晶体——δ内毒素，称为伴孢晶体。 特点：不溶于水，对蛋白酶类不敏感；容易溶于碱性溶剂。
专性好氧的盐杆菌属（Halobacterium）的细菌，却生活在含氧极少的饱 和盐水中，它们细胞中气泡显著，其作用被认为是使菌体浮于盐水表面， 以保证细胞更接近空气。 有些厌氧性光和细菌利用气泡集中在水下10-30米深处，这样既能吸收适宜 的光线和营养进行光和作用，又可以避免直接与氧接触。
蓝细菌生长时依靠细胞内的气泡而漂浮于湖水表面，并随风聚集成块，常使 湖内出现“水花”。
一种内源性氮源贮藏物，同时还兼有贮存能源的作用。
通常存在于蓝细菌中。
由含精氨酸和天冬氨 酸残基（1:1）的分枝 多肽所构成，分子量 在25000～125000。
3、细胞质和内含物
2）贮藏物(reserve materials)：
⑤硫粒（sulfur globules） 很多真细菌在进行产能代谢或生物合成时，常涉及对还原性 的硫化物如H2S，硫代硫酸 盐等的氧化。 在环境中还原性硫素丰富时， 常在细胞内以折光性很强的 硫粒的形式积累硫元素。 当环境中环境中还原性硫缺 乏时，可被细菌重新利用。

(2)第二章 原核微生物(2)第三节-第五节 蓝细菌、放线菌、其他原核微生物

(2)第二章 原核微生物(2)第三节-第五节 蓝细菌、放线菌、其他原核微生物

放线菌的繁殖方式
放线菌的繁殖 放线菌的繁殖
无性孢子（主要） 无性孢子（主要）
菌丝片段 菌丝片段
分生孢子 分生孢子
孢子囊孢子 孢子囊孢子
横隔分裂 横隔分裂 缩缢分裂 缩缢分裂
孢子形态及其特点
放线菌的生活史
放线菌的菌落形态
质地: 致密、干燥、多皱、小而不蔓 延、不挑起，表面有放射状沟纹。 形状：随菌种不同可有两类： (1)产生大量分枝状菌丝的菌种： 如 Strptomyces形成与培养基结合较紧 的 菌落，不易挑起或整个挑起。 (2)不产生大量菌丝的菌种： 如 Nocardia形成的菌落呈粉质，挑之易 碎
Scytonema
Microcystis
Planktothrix
表 2-8
第一亚组 原绿蓝细菌属 第二亚组
蓝细菌门的各属 续表2
第三亚组 假鱼腥蓝细菌属 第四亚组 眉蓝细菌属 第五亚组
Prochloron
聚球蓝细菌属
Pseudoanabaena
螺旋蓝细菌属
Calothrix
胶须蓝细菌属
Synechococcus
光合作用
六、蓝细菌的分类
蓝细菌的细胞结构简单，只具原始核，没有核膜和核
仁，只具染色质；只具叶绿素，没有叶绿体。故蓝细菌属
于原核生物。
根据菌落、细胞形态、繁殖方式，超微结构、遗传特 征、生理生化特征及其生境，以及5S rRNA和16S rRNA进行 分类，在《伯杰氏系统细菌学手册》第二版中列在BⅩ门， 将蓝细菌门分类为1纲5亚组4亚群1科56属。 蓝细菌5个亚组的特征见表 2-7，各属详见表 2-8。
改变而改变。
蓝细菌的光合作用
蓝细菌依靠叶绿素a、藻胆素和藻蓝素吸收光，将 能量传递给光合系统，通过卡尔文循环固定二氧化碳，

(2)第二章 原核微生物(2)第三节-第五节 蓝细菌、放线菌、其他原核微生物

(2)第二章 原核微生物(2)第三节-第五节 蓝细菌、放线菌、其他原核微生物
Байду номын сангаас
属）生长形成的化石化的叠层岩（约35亿年）中得到证实。 蓝细菌对于研究生物进化有重要意义。 蓝细菌有固氮作用，由于有固氮蓝细菌及根瘤菌、固 氮菌的共同作用，每年可固定全球1.7×108t氮，有效地利 用了氮气。地球上的氮气恒定在体积百分数78％。
一、蓝细菌的形态大小
蓝细菌的形态 单细胞：呈杆状和球状。
微囊蓝细菌（微囊藻）引起太湖水华
太湖湖面覆盖微囊蓝细菌(微囊藻) 的情景
采 水 样
微囊蓝细菌（微囊藻） 和螺旋蓝细菌（螺旋藻）
微囊蓝细菌（微囊藻）
微囊蓝细菌（微囊藻）引起太湖水华
蓝细菌引起太湖水华（赤潮） 2007.7.现场情景
第四节 放线菌
一、放线菌的个体形态、大小和结构 二、放线菌的菌落形态 三、放线菌的繁殖 四、放线菌的分类
第二亚组 第二亚群
湖丝蓝细菌属 拟筒孢蓝细菌属
Dactylococcopsi s
粘杆菌属
Limnothrix
Cylindrospermopsi s
Nostochopsis
真枝蓝细菌属
Gloeobacter
粘球蓝细菌属
拟色球蓝细菌属 鞘丝蓝细菌属 筒孢蓝细菌属 Chroococcidio Lyngbya Cylindrospermum psis
集胞蓝细菌属
Spirulina
Starria
Rivularia
Tolypothrix
斯塔尼尔氏蓝细菌属 单歧蓝细菌属 束蓝细菌属
Synechocystis
Symploca
束毛蓝细菌属
Trichodesmium
浅灰蓝细菌属
Tychonema
14 7 17 12 6

微生物学教材第三节 蓝细菌

· 蛭弧菌在人畜的某些病原菌体中有发现，藻类和 某些农业致病真菌细胞中亦有分布。蛭弧菌的溶 菌作用，对于控制农业及人畜病原微生物时很有 价值的。
（1）在生物进化史上的作用： 蓝细菌（cyanobacteria）是生长在池塘、湖泊、河流 及海洋等盐水中的好氧菌，是种类十分庞杂的古老的原核生物， 它在地球发展史上为生物的进化做出了重要贡献，因为它的发 展使得地球大气由无氧状态变为有氧状态。 蓝细菌不仅广泛地分布在各种水体及土壤中，也可与某 些植物[如蕨类Azolla（满江红属）的叶腔中，裸子植物Cycas （苏铁属）和Gunnera（根乃拉草属）的根中]等进行共生，由 干它们具有对不良环境的高度抵抗力和普遍的固氮能力，因此 还可在贫瘠的沙质海滩和荒漠的岩石上找到它们，故有“先锋 生物”的美称。
（2）一些有着经济价值的蓝细菌如：发菜念珠蓝细菌 （Nostoc flagelliforme）、地耳（N. commune）、盘状螺 旋蓝细菌（Spirulina platensis）、以及市场上销售的各种 “螺旋藻”产品等。
（3）有的蓝细菌是污染湖泊中发生“赤潮”及“水华”的原凶。
蛭弧菌
· 是寄生于其他细菌并能导致其裂解的一类细菌， 能通过细菌滤器。属1.2 微米，端生鞭毛，有的在另一端生有一束纤毛， 运动活跃，G-
螺旋体
螺旋体(Spirochaeta)是一群形态和运动机能独 特的、革兰氏阴性反应的单细胞原核微生物.
因细胞细长柔软, 能作特殊的弯曲扭动或蛇一样 的运动,曾被归为动物。
1、螺旋体形态大小
细胞细长，呈螺旋状, 无鞭毛。大小为0.1~3.0X3~500mm,
2、螺旋体构造：原生质柱、轴丝、外鞘
3、生物学意义
2、蓝细菌的繁殖与培养特征 蓝细菌通过无性方式繁殖。

原核微生物

通常，一种菌含有一种或两种内含颗粒。
4）、核区（nuclear region or area）
原核生物所特有的无核膜结构、无固定形态的原 始细胞核。没有核膜和核仁。 它由DNA高度折叠组成。例如：大肠杆菌体长为 1～2微米，但其DNA长度为1100微米，等于菌体 的1000倍，由于高度折叠而只占菌体的很小一部 分。
芽孢与营养细胞相比化学组成存在较大差异，容易在光学显微 镜下观察。（相差显微镜直接观察；芽孢染色）
（3）芽孢的抵抗机制
芽孢与母细胞相比不论化学组成、细微结构、生理 功能等方面都完全不同。 1.含水率低，38～40％。 （细菌平均含水率在70～90％。） 2.芽孢壁厚而致密。分为三层，外层为蛋白质性质， 中层为皮层，由肽聚糖构成。内层为孢子壁，肽聚 糖构成。芽孢萌发时，孢子壁形成细胞壁。 3.含有耐热性的2，6—吡啶二羧酸。 芽孢变成细胞时， 2，6—吡啶二羧酸消失。 4.含有耐热性的酶。
细菌的大小以微米（µm）计。
多数球菌的大小（直径）为0.5～2.0 µm； 杆菌（长×宽）为（1～5）×（0.5～1.0）µm； 螺旋菌（宽度×弯曲长度）为（0.25～1.7）×（2 ～60）µm；
另外，细菌的大小与个体的发育情况有 关，刚分裂的新细菌小，随发育逐渐变 大，老化后又变小。
二、细胞的结构
另外有的细菌还存在：三分裂和复分裂。
（三）细菌的繁殖 1、裂殖 （fission） 1）、二分裂（binary fission）
四、细菌的群体形态 （一）、在固体培养基上（内）的培养特征
固体培养基：含有1.5～2.0％琼脂
细菌在固体培养基上的培养特征为菌落特征。 菌落：将单个细胞接种到培养基上，给予一定的培养 条件，细菌就会在固体培养基上迅速繁殖形成一个由 无数细菌组成的群落。 不同的菌落的特征有所不同。包括形态、大小、颜色、 透明度等

微生物学 第三节 蓝细菌


间步骤，直接使用简单的糖或者杂草生成链烷烃。到
目前为止，研究人员使用一个1000升的示范发酵罐，
获得了10升链烷烃。
/ny/2010/08-03/2442252.shtml
目前，最有希望的火 星拓展细菌是蓝细菌，现 已证实蓝细菌能幸存于欧 洲“BIOPAN”平台和国际 空间站“EXPOSE”平台的 真空环境中。英国开放大学地理微生物学家查尔斯
赤潮
水华
绿潮
绿潮引起水质恶化，严重时耗尽水中氧气而造成
鱼类的死亡。更为严重的是，蓝藻中有些种类（如微
囊藻）还会产生毒素（简称MC），大约50%的绿潮
中含有大量MC。MC除了直接对鱼类、人畜产生毒害
之外，也是肝癌的重要诱因。MC耐热，不易被沸水
分解，但可被活性碳吸收，所以可以用活性碳净水器
对被污染水源进行净化。天敌蓝藻等藻类是鲢鱼的食
第三节 蓝细菌(cyanobacteria)
是一类进化历史悠久、革兰氏染色阴性、无鞭毛、
含叶绿素a（但不形成叶绿体）、能进行产氧性光合
作用的大型原核生物。 在过去曾一直被称为蓝藻或蓝
绿藻（Cyanophyta），自从发现这类微生物的细胞核
是原核而不是像其他藻类的核是真核之后，已改属于 原核生物界，称为蓝细菌。蓝细菌的形态为球状和丝 状，细胞壁外有粘质称为鞘或荚膜。
内层是纤维素，少数人认为是果胶质和半纤维素。外
层是胶质衣鞘以果胶质为主，或有少量纤维素。内壁
可继续向外分泌胶质增加到胶鞘中。有些种类的胶鞘
很坚密拌可有层理，有些种类胶鞘很易水化，相邻细
胞的胶鞘可互相溶和。
蓝细菌是最早的光合放氧生物，对地
球表面从无氧的大气环境变为有氧环境起
了巨大的作用。

第二章 微生物原核微生物_PPT幻灯片


物
气泡：紫色光合菌和蓝绿细菌体内含有气泡
3、拟核
原核细胞的细胞核是发育不完全的、无核膜、核仁， 只是一个核物质高度集中的核区，所以，细菌细胞核没有核 膜、核仁、是由一条环状DNA分子高度折叠缠绕而成的似核 结构。
（三）荚膜、粘液层、菌胶团和衣鞘
1、荚膜：
有些细菌在一定的营养条件（如高C:N）下，常向细胞壁表 面分泌一层粘性物质，形成较厚的膜，称为荚膜。
4、古生硫酸盐还原菌
革兰氏阴性、厌氧、极端嗜酸、最 适温度83℃。还原硫酸盐为硫化物。
5、嗜热嗜酸菌
• 嗜热嗜酸菌（包括古生硫酸还原菌、极 端嗜热古菌）的特点是专性嗜热、好氧、 兼性厌氧、严格厌氧、革兰氏阴性、杆 状、丝状或球状均有，最适温度７０～ １０５℃ 。
三、环境保护和环境工程领域 研究古菌的意义
• 4、衣鞘
•
• 水生环境中，丝状菌菌丝体表面的粘 液层或荚膜硬质化，形成一个透明坚韧 的空壳，叫鞘。
荚膜
核质体
菌胶团
（四）芽胞
芽胞——是某些细菌在生长发育后期，细 胞内部形成的一种圆形或椭圆的抵抗不良 环境的休眠体。
与营养细胞相比，有如下特点： ①芽胞含水少； ②芽胞有厚而致密的壁，透水性差； ③芽胞耐热力强； ④芽胞代谢活力低。
H R NH3+ C COO- + HCl H
R NH2 C COO- + Na+ + H2O
H
R NH3+ C COOH+Cl-
H
1、等电点的概念 在某一酸度的溶液中，氨基酸所带 的正、负电荷相等时，溶液的这一酸度 即为该氨基酸的等电点。用pH表示。 2、细菌的等电点
pH2~5，革兰氏阳性菌为pH2~3， 革兰氏阴性菌为pH4~5，革兰氏染色
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第三节 蓝细菌（Cyanobacteria）
1. 概 念
蓝细菌也称蓝藻或蓝绿藻（blue-green algae），
是一类进化历史悠久、革兰氏染色阴性、无鞭毛、含叶 绿素a（但不形成叶绿体）、能进行产氧性光合作用的 大型原核生物。
能 进 行 产 氧 型 光 合 作 用 。
a
----
叶 绿 素 ，
① 由 二 分 裂 形 成 的 单 细 胞
② 由 复 分 裂 形 成 的 单 细 胞
③ 有 异 形 胞 的 菌 丝
④ 无 异 形 胞 的 菌 丝
⑤ 分 枝 状 菌 丝
5. 细胞的特化形式
（1）异形胞（heterocyst） 存在于丝状生长种类中形大、壁厚、专司固氮
功能的细胞。Eg.鱼腥蓝细菌属（Anabaena）和 念珠蓝细菌属（ Nostoc ）等。
水体变色。
2）形态差异极大，有球状、杆状和丝状等形态；
3）细胞中含有叶绿素a，进行产氧型光合作用；
蓝细菌被认为是地球上生命进化过程中第一个产氧的
4光）合具生有物原，核对地生球物上的从典无型氧细到有胞氧结的构转：变、真核生物
的进化起着里程碑式的作用。
5细）胞营核养无极核为膜，简也单不，进不行需有要丝分维裂生，素细，胞以壁硝含胞酸壁盐酸或 氨作为氮和源二氨，基多庚数二能酸固，氮革兰，氏其染异色形阴细性胞。 （heterocyst）是进行固氮的场所。
Eg.管胞蓝细菌属（Chamaesiphon）。
6. 蓝细菌与人类的关系
（1）重大的经济价值 ① 具有固氮能力，是良好的绿肥
Eg.满江红鱼腥蓝细菌（Anabaena azollae）
② 食用种类
Eg.发菜念珠蓝细菌（Nostoc flagelliforme） 普通木耳念珠蓝细菌（Nmune or 葛仙米、地耳） 盘状螺旋蓝细菌（Spirulina platensis） 最大螺旋蓝细菌（S.maxima）
6）分泌粘液层、荚膜或形成鞘衣，因此具有 强的抗干旱能力。
7）无鞭毛菌体漂浮， 保持在光线最充足的地方，以利光合作用。
3. 构 造
蓝细菌构造与G－细菌相似：细胞壁双层，含肽聚糖。
水生种类在其壁外还有粘质糖被或鞘 叶绿素a
细胞质周围有复杂的光合色素层类囊体
（2）静息孢子（akinete） 形大、壁厚、色深的休眠细胞，富含贮藏物，能抵
御干旱等不良环境。Eg.鱼腥蓝细菌属（Anabaena） 和念珠蓝细菌属（ Nostoc ）等。
（3）链丝段（hormogonium） 又称连锁体或藻殖段，是由长细胞链断裂而成 的短链段，具有繁殖功能。
（4）内孢子 少数种类在细胞内形成许多球形或三角形的内 孢子，待成熟后即可释放，具有繁殖作用。
光 和 色 素
因 为 它 和 高 等 植 物 一 样 具 有
以 前 曾 归 于 藻 类 ，
2. 特 性
1）分布极广；
许多蓝细菌生长在池塘和
从热带到两极，从海洋到高湖山泊，中到，处在都夏有、它秋两季大
们的踪迹。土壤、岩石、以至在量树繁皮殖或，其并它形物成体胶质团浮
上均能成片生长。
于水面，形成“水花”，使
能固定CO2的羧酶体 水生性种类的细胞中常有气泡
藻胆素 一类辅助光合色素
作碳源营养的糖原、PHB
用作氮源营养的蓝细菌肽
贮存磷的聚磷酸盐
含有两只多个双键的不饱和脂肪酸
糖原 藻蓝蛋白
蓝细菌肽 核区 细胞壁 浆膜
类囊体
聚磷酸盐
脂质颗粒
羧酶体 藻蓝蛋白
核糖体 类囊体
气泡
羧酶体
浆膜 细胞壁
70S核糖体
4. 类 群
（2）危害 ① 海水“赤潮”和湖泊“水华”的元凶，给 渔业和养殖业带来严重危害。
② 少数种类可产生诱发人类肝癌的毒素
Eg.微囊蓝细菌属（Microcystis）