水处理微生物学_第一章 细菌的形态和结构

水处理生物学课程教学大纲课程名称：水处理生物学课程名称：Water Treatment Biology课程类型：专业基础必修课学时：40适用对象：给水排水工程专业本科先修课程：无一、课程的性质、目的与任务“水处理生物学”是给水排水工程专业的一门专业基础课。

本课程的任务是使学生系统掌握微生物学的基本知识，了解微生物的形态、掌握微生物的生理特性、控制以及利用它们的方法，掌握微生物、水生植物、水生动物等在水体净化和水处理中的作用机理，熟悉水中微生物的检验方法等。

二、课程的内容及学时分配第一单元绪论（建议学时数：2学时）本单元的学习目的和要求：了解微生物学的发展；微生物、水生动物、水生植物在水处理中的作用；水中常见的微生物等。

本单元的重点和难点：水中常见的微生物。

第二单元细菌的形态和结构（建议学时数：2学时）本单元的学习目的和要求：细菌的形态、大小；细菌的细胞结构及各结构的功能；细菌的菌落特征。

本单元的重点和难点：细菌的细胞结构及各结构的功能。

第三单元细菌的生理特性（建议学时数：6学时）本单元的学习目的和要求：细菌的营养成分和营养类型；酶的特性及米-门公式；细菌的呼吸类型；环境因素对细菌生长的影响。

本单元的重点和难点：酶的特性及米-门公式；细菌的呼吸类型。

第四单元细菌的生长和遗传变异（建议学时数：4学时）本单元的学习目的和要求：细菌的计数方法；细菌生长测定方法；细菌的生长及其特性；细菌的遗传与变异及其应用。

本单元的重点和难点：细菌的生长及其特性。

第五单元其他微生物（建议学时数：6学时）本单元的学习目的和要求：放线菌、光合细菌、真菌、藻类、原生动物、后生动物、病毒和噬菌体；微生物之间的关系。

本单元的重点和难点：藻类、原生动物；微生物之间的关系。

第六单元水的微生细菌学（建议学时数：4学时）本单元的学习目的和要求：水中的细菌及其分布；水中的病原菌、大肠菌群及其测定方法；水中微生物的控制方法；水中的病毒及其检验。

医学微生物学第1章细菌的形态与结构细菌是一类单细胞微生物，它们广泛存在于自然界中的各个环境中，包括土壤、水体、空气、动植物体表及体内等。

细菌具有各种形态和结构，这些形态和结构的不同反映了它们在适应不同环境中生存和繁殖的特征。

一、形态特征细菌的形态有很多种类，常见的有球形、杆状、弯曲的弧杆菌和螺旋形菌。

1. 球形菌（cocci）：球形菌有三种常见的形态，分别是球形（coccus）、链状球菌（streptococcus）和成堆球菌（staphylococcus）。

球形细菌通常直径在1-5微米之间。

2. 杆状菌（bacilli）：杆状菌较长且细长，形状类似于细胞的杆状结构。

杆菌长约1-10微米，宽约0.5-2微米。

3. 弯曲的弧杆菌（vibrios）：弯曲的弧杆菌的形态介于球形菌和螺旋形菌之间，较长且呈弯曲状。

4. 螺旋形菌（spirilla）：螺旋形菌是一类细菌，其细胞呈螺旋形状，如螺旋线状、螺旋弯曲状等。

螺旋菌通常长约5-200微米。

二、结构特征细菌的结构可以分为细胞壁、细胞膜、质粒和鞭毛等部分。

1.细胞壁：细胞壁是细菌细胞的外层，具有维持细胞形态、抵抗环境应激和药物攻击等重要功能。

细菌的细胞壁主要由肽聚糖和多肽组成。

根据细菌细胞壁的结构和染色特性，细菌可以分为革兰氏阳性细菌和革兰氏阴性细菌。

革兰氏阳性细菌的细胞壁较厚，有多肽层，染色时呈紫色；革兰氏阴性细菌的细胞壁较薄，只有肽聚糖层，染色时呈红色。

2.细胞膜：细菌的细胞膜位于细胞壁内，是细菌细胞的另一层保护膜。

细菌细胞膜由脂质双层构成，其中包含着许多重要的蛋白质，如传输蛋白和受体等。

3.质粒：质粒是细菌细胞内存在的一种环状DNA分子，与细菌细胞染色体分开存在。

质粒中携带了一些细菌的遗传信息，如抗药性基因等。

质粒可以通过水平基因转移传递给其他细菌，从而使细菌产生抗药性等。

4.鞭毛：鞭毛是细菌细胞表面的一种细长的纤毛结构，可以通过收缩和运动来推动细菌细胞的游动。

第一篇微生物的基本知识第一章细菌第一节细菌的形态和结构细菌是一类具有细胞壁的单细胞原核型微生物。

细菌在一定的环境条件下具有相对恒定的形态结构和生理生化特性，了解这些特性，对于细菌的分类鉴定、疾病的诊断、细菌的致病性与抗原性的研究，均有重要意义。

一、细菌的形态(一)细菌的大小细菌的个体微小，须用显微镜放大数百倍乃至数千倍才能看到。

通常使用显微测微尺来测量细菌的大小，以微米（μm）作为测量单位。

不同种类的细菌，大小很不一致，即使是同一种细菌在不同的生长繁殖阶段其大小也可能差别很大。

一般球菌的直径约为0.8～1.2μm；杆菌长1～10μm，宽0.2～1.0μm；螺旋菌长1～50μm，宽0.2～1.0μm。

细菌的大小，是以生长在适宜的温度和培养基中的青壮龄培养物（指对数期）为标准。

在一定条件下，各种细菌的大小是相对稳定的，而且具有明显特征，可以作为鉴定细菌的依据之一。

同种细菌在不同的生长环境（如动物体内、外）、不同的培养条件下，其大小会有所变化，测量时的制片方法、染色方法及使用的显微镜不同也会对测量结果产生一定影响，因此，测定细菌大小时，各种条件和技术操作等均应一致。

(二)细菌的基本形态和排列细菌的基本形态有球状、杆状和螺旋状三种，并据此将细菌分为球菌(图1-1，图1-2)、杆菌(图1-3，图1-4)和螺旋菌（图1-7)三种。

细菌的繁殖方式是简单的二分裂，不同细菌分裂后其菌体排列方式不同，有些细菌分裂后单个存在，有些细菌分裂后彼此仍通过原浆带相连，形成一定的排列方式。

1．球菌菌体呈球形或近似球形。

根据球菌分裂的方向和分裂后的排列状况将其分为：双球菌沿一个平面分裂，分裂后两两相连，其接触面扁平或凹入,菌体有时呈肾形，如脑膜炎双球菌；有时呈矛头状，如肺炎双球菌。

链球菌沿一个平面分裂，分裂后三个以上的菌体呈短链或长链排列，如猪链球菌。

葡萄球菌沿多个不同方向的平面分裂，分裂后排列不规则，似一串葡萄，如金黄色葡萄球菌。

水处理微生物学细菌的形态和结构细菌的形态细菌的基本形态有：球状，杆状和螺旋状，分别称为球菌杆菌和螺旋菌（包括弧菌）。

杆菌最为常见，球菌次之，而螺旋菌最少。

少数其他形态，如三角形，方形和圆盘形等形态。

球菌：只有一个裂解面的单球菌，双球菌和链球菌；两个相互垂直的分裂面的四联球菌；三个互垂分裂面的八叠球菌；分裂面不规则的葡萄球菌。

杆菌：大小：小型，中型，大型。

排列方式：单杆，双杆，链杆。

螺旋菌：弧菌和螺旋菌。

细胞结构细胞壁肽聚糖（NAG、NAM，和氨基酸短肽链组成的大分子复合体）、脂类和蛋白质。

多层网状结构。

生理功能：保护，为鞭毛提供支点，支持鞭毛运动，细菌的抗原性、致病性以及噬菌体的敏感性。

细菌的染色方法：单染色法和复染色法。

染料：酸性（带负电荷，伊红，刚果红）、中性（酸碱复合）、碱性（带正电荷，美蓝、结晶紫、复红（碱性品红）、蕃红）。

由于细菌的等电点很低，在2-5之间，所以细菌学上多用碱性染料。

革兰氏染色法（鉴别细菌）步骤：碱性染料结晶紫染色，再加碘液媒染，然后用酒精脱色，最后以复染液复染。

分类：革兰氏阳性（G+）细菌，能够固定结晶紫和碘液的复合物不被酒精脱色，仍呈紫色；革兰氏阴性（G-）细菌，能被酒精脱色，经复染菌体呈红色。

机理:细胞壁的结构和组成不同在染色过程中，细胞内形成了深紫色的结晶紫—碘的复合物。

由于G+细菌的细胞壁较厚，特别是肽聚糖含量较高，网格结构紧密，脂类含量又低，当酒精脱色时引起了细胞壁肽聚糖层网状结构孔径缩小以致关闭，从而阻止了不溶性结晶紫—碘复合物的浸出，故菌体仍呈深紫色；相反G—细菌的细胞壁肽聚糖层较薄，含量较少，而脂类含量又高，当酒精脱色时，脂类物质溶解，细胞壁通透性增大，结晶紫-碘复合物也随之被抽提出来，故菌体呈现复染液的红色。

原生质体：细胞质，细胞膜，核质。

细胞膜：又称原生质膜，质膜，半透性，脂类，蛋白质，少量糖蛋白、糖脂和微量核酸。

生理功能：渗透性和转运作用。

选择性转运可溶性小分子有机化合物及无机化合物，控制营养物、代谢产物进出细胞；转运电子和磷酸化作用，即呼吸作用的场所；排出水溶性的胞外酶，将大分子化合物水解为简单的化合物，而后摄入细胞内；生物合成功能。

《医学微生物学》第1章细菌的形态与结构练习题及答案【知识要点】1.掌握：（1）细菌的基本形态结构和特殊结构。

（2）细菌细胞壁的结构、组成及功能。

（3）G+菌与G-菌细胞壁的区别及其意义。

2.熟悉：（1）细菌的大小与测量单位。

（2）细菌L型及其临床意义。

（3）革兰染色的原理、步骤及意义。

3.了解：细菌形态与结构检查法。

【课程内容】第一节细菌的大小与形态第二节细菌的结构第三节细菌形态与结构检查法【应试习题】一、名词解释1．细菌的L型2．芽胞3．鞭毛4．菌毛5．革兰染色法6．中介体7．质粒8. 荚膜9. 异染颗粒10. 性菌毛11.普通菌毛二、填空题1．鞭毛具有特殊的抗原性，通称___________。

2．经革兰染液染色后，被染成紫色的是___________菌，被染成红色的是___________菌。

3．革兰阴性菌细胞壁的脂多糖包括___________、___________和___________三种成分。

4．革兰阴性菌细胞壁的肽聚糖是由___________、___________构成。

5．荚膜多糖黏附于组织或无生命物质表面，在黏膜细胞表面形成___________，是引起感染的重要因素。

6．根据鞭毛的数目及部位可将鞭毛菌分成___________、___________、___________和___________四类。

7．性菌毛由一种致育因子F质粒编码，故有性菌毛的细菌称___________。

8．细菌的特殊结构有_______、_______、_______和_______。

9．细菌基本结构依次是_______、_______、细胞质和核质（拟核）。

10．细菌按其形态，主要分_____________、____________和螺形菌三大类。

11．G＋菌与G－菌的细胞壁共同的成分是_________________。

G＋菌还有_____________，G－菌还有_____________________。

水处理微生物学基础复习整理给水1004第一章绪论水中常见的微生物：细胞生物，非细胞生物（病毒）。

细胞生物：古菌、原核生物、真核生物原核生物：细菌、放线菌、蓝细菌（俗称蓝藻）、支原体、立克次氏体、衣原体真核生物：（1）藻类（2）真菌---酵母菌、霉菌（3）原生动物---肉足类、鞭毛类、纤毛类（4）微型后生动物微生物的特点：个体小、种类多、分布广、繁殖快、易变异第二章原核微生物1.什么是细菌？细菌是一类单细胞，个体微小，结构简单，没有真正细胞核的原核生物。

2.以形状来分，细菌可分为哪几类？细菌的形态大致上可分为球状、杆状和螺旋状（弧菌及螺菌）3种，仅少数为其他形状，如丝状、三角形、方形和圆盘形等。

球状、杆状和螺旋状是细菌的基本形态。

自然界中，以杆菌最为常见，球菌次之，螺旋菌最少。

细菌的基本结构：细胞壁和原生质体两部分。

原生质体位于细胞壁内，包括细胞膜（细胞质膜），细胞质，核质和内含物。

3.鉴别细胞的最常见方法：革兰氏染色法，把细菌分为革兰氏阳性和革兰氏阴性细菌。

操作步骤：（1）用结晶紫染液对细菌染色（2）加媒染剂（碘液）使菌体着色（3）用乙醇脱色（4）用复染液（沙黄或番红）复染（5）显微镜下观察染色后的细菌：蓝紫色则为革兰氏阳性细菌，番红或沙黄的红色则为革兰氏阴性细菌。

革兰氏染色的机理：革兰氏染色的机理一般解释为：通过初染和媒染后，在细菌细胞的细胞壁及膜上结合了不溶于水的结晶紫与碘的大分子复合物。

革兰氏阳性菌细胞壁较厚、肽聚糖含量较高和分子交联度较紧密，故在酒精脱色时，肽聚糖网孔会因脱水而发生明显收缩。

再加上它不含脂类，酒精处理也不能在胞壁上溶出大的空洞或缝隙，因此，结晶紫与碘的复合物仍阻留在细胞壁内，使其呈现出蓝紫色。

与此相反，革兰氏阴性菌的细胞壁较薄、肽聚糖位于内层且含量低和交联松散，与酒精反应后其肽聚糖不易收缩，加上它的脂类含量高且位于外层，所以酒精作用时细胞壁上就会出现较大的空洞或缝隙，这样，结晶紫和碘的复合物就很易被溶出细胞壁，脱去了原来初染的颜色。

第一章细菌的形态与结构细菌的概述：细菌是属于原核细胞型微生物，这是一类形体微小、结构简单，具有细胞壁和原始核质，没有核仁和核膜，除了核糖体没有其他细胞器。

对细菌进行认识，是从它的大小、形态将细菌进行分门别类以及将细菌进行解剖后，看看它是由哪些微小的结构组成的，也就是细菌的基本结构和特殊结构。

第一部分细菌的大小长度单位：微米。

对细菌进行描述选择出一个适当的单位是非常重要的，细菌可以在光学显微镜下观察到，大小可以用测微尺在显微镜下进行测量。

光学显微镜可观察到0.2微米以上的，所以再次强调细菌的测量单位是微米。

细菌的长短不同对于细菌的鉴别是很有帮助的。

第二部分细菌的形态一、球菌：我们根据细菌的外形，单个菌体呈球形或者是近似球形；二、杆菌：单个细菌呈杆状、菌体长而且直的；三、螺形菌：如果菌体呈波状、或不规则的锯齿状。

这是根据菌体形态上的特点差异将全部细菌分为这三类。

一、球菌细菌的增殖是通过无性繁殖，自身复制遗传物质，然后又进行自身的裂解，这样生成的是一个和母体一模一样的子代体。

根据细菌进行繁殖时选择的平面不同和分裂后菌体之间相互粘附的程度不同，又可以将球菌进行细分：1、单球菌：细菌分裂沿一个平面进行，新个体分散而单独存在，例如尿微球菌。

2、双球菌：指细菌沿一个平面分裂，分裂后两个菌体成对排列，例如脑膜炎奈瑟军、肺炎链球菌。

3、链球菌：是指细胞沿一个平面进行分裂，分裂后多个菌体粘连成链状，例如乙型溶血性链球菌。

4、四联球菌是指细胞分裂是沿两个相垂直的平面进行，分裂后四个菌体粘附在一起呈正方形，例如四联加夫基菌。

5、八叠球菌是指细菌在三个相互垂直的平面上分裂，分裂后八个菌体粘附成包裹状立方体，例如如藤黄八叠球菌。

6、葡萄球菌是指细菌在多个不规则的平面上分裂，分裂后菌体无一定规则的黏连在一起似葡萄状，如金黄色葡萄球菌。

说明：我们说细菌属于球菌是说单个细菌的形态特点，单个细菌近似球形就说是球菌范围的，两个粘附在一个就是双球菌，粘附称一串就是链球菌，四个在一起近似正方形就是四联球菌，八个包裹在一起呈立方体是八叠球菌，在临床是最常见的是排列不规则的葡萄球菌，是最常见的化脓性球菌，医院交叉感染的来源。

水处理微生物学引言一、水处理微生物学的研究对象微生物（microorganism）：是个体很小的生物，其大小用um（微米）度量，肉眼看不见，只有在显微镜下放大以后，才能看到的低等生物。

微生物学：研究微生物的形态、分类和生理等特性；研究它们的生存环境条件；研究它们在自然界物质转化中所起的作用；研究控制它们生命活动的方法。

水处理微生物学：研究水微生物的形态、生理特性和控制方法；研究水微生物在水处理中的作用机理和规律；研究水微生物的检验方法；判定水体污染和自净能力以及水处理效果的好坏。

二、水中常见微生物的类型及特点1、微生物的名称和分类(1)界―门―纲―目―科―属―种微生物的名用二个拉丁语拼写，第一个是属名，词首字母大写,第二个是种名,如：Escherichia coli 大肠杆菌属名相当于我们的姓，种名相当于名。

(2)生物系统分类见图(1-1)2、微生物的动植物属性细菌类不能进行光合作用，不能运动，但属于植物。

植物和动物的本质区别见(表1)：图(1-1) 新生动物动物界中生动物生物界原生动物植物界羊齿植物分裂菌类细菌类苔藓植物菌类叶状植物地衣类真菌类藻类表1:植物(细菌类)和动物(原生动物)的不同点3、类型非细胞形态的微生物—病毒细菌水中微生物原核生物放线菌细胞形态的微生物蓝藻藻类酵母菌真核生物真菌霉菌肉足类原生动物鞭毛类纤毛类后生动物轮虫线虫(1)病毒：使用光学显微镜看不见，（病毒个体小于0.2um）必须使用超显微镜或电子显微镜。

(2)原核生物：具用原核细胞的生物，其内部结构简单，细胞的核发育不完全，只是一个核物质高度集中的核区（拟核、似核），不具核膜，核物质裸露，与细胞质没有明显的界限，没有分化的特异的细胞器，只有膜体系的不规则泡沫结构，不进行有丝分裂。

(3)真核生物：具有真核细胞的生物，其内部结构比较复杂，有发育完好的细胞核，有核膜使细胞核和细胞质有明显界限，有高度分化的特异细胞器，进行有丝分裂。

第一章绪论1、什么是微生物?微生物是肉眼看不见或看不清楚的微小生物的总称。

是一些个体微小、构造简单的低等生物。

2、微生物的特点？个体微小、结构简单、进化地位低等；种类多、分布广、繁殖快、易变异。

（1）体积小,比表面积大（2）吸收多,转化快（3）生长旺，繁殖快（4）适应强，易变异（5）分布广，种类多3、林奈的双命名法？即一种微生物的名称由两个拉丁文单词组成，第一个是属名,用拉丁名词表示，词首字母大写,它描述微生物的主要特征；第二个是种名，用拉丁形容词表示，词首字母不大写,它描述微生物的次要特征.有时候在种名词之后还会有一个单词，这个单词往往是表示微生物的命名人。

4、巴斯德对微生物学的贡献？(1)发现并证实发酵是由微生物引起的；(2) 彻底否定了“自然发生”学说; (3)免疫学—预防接种（4）巴斯德消毒法：60~65℃作短时间加热处理，杀死有害微生物。

5、科赫对微生物学的贡献?(1)微生物学基本操作技术方面的贡献a)细菌纯培养方法的建立；b）设计了各种培养基，实现了在实验室内对各种微生物的培养c)流动蒸汽灭菌； d)染色观察和显微摄影（2）对病原细菌的研究作出了突出的贡献a）具体证实了炭疽杆菌是炭疽病的病原菌；b)发现了肺结核病的病原菌;c）证明某种微生物是否为某种疾病病原体的基本原则—-著名的柯赫原则6、如何对微生物进行分类？生物学家以客观存在的生物属性为依据，将生物分门别类。

根据生物之间相同(或相异）的程度以及亲缘关系的远近，可将生物划分为界、门、纲、目、科、属、种,有时在种以下还要进行更细致的区分。

五界：Whittaker提出生物五界分类系统，后被Margulis修改为: 原核生物界,原生生物界，真菌界，动物界和植物界我国王大耜教授对生物分类提出六界：病毒界、原核生物界、真核原生生物界、真菌界、动物界和植物界7 、三域学说又称三原界学说是指哪三域？三域(三原界)学说：古菌域、细菌域、真核生物域第二章原核微生物1、什么是原核微生物？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。

简述细菌的基本形态和细胞构造。

细菌的基本形态包括球状、杆状和螺旋状，分别被称为球菌、杆菌和螺旋菌。

以下是各种细菌的基本形态的特点：
1. 球菌：呈球形或近似球形，直径多在0.5~
2.0μm之间。

按其排列方式又可分为单球菌、双球菌、四联球菌、八叠球菌等。

2. 杆菌：呈杆状，是细菌中的主要类群。

细胞大小因种类不同而异，常为0.5~2μm×1~10μm。

有的杆菌可长达20μm以上，宽度0.1μm左右。

3. 螺旋菌：菌体呈弯曲的或直的螺旋形，有的弯曲部分呈弓形或弧形，有的螺旋部分形成松紧度不一的弹簧丝样构造。

大多数螺旋菌的长度比宽度大数倍至数十倍，大小一般为(1~6)μm×(0.2~0.6)μm。

细菌的细胞构造主要包括细胞壁、细胞膜、细胞质和核质。

其中，细胞壁是细菌细胞的最外层结构，主要由肽聚糖组成，具有维持细菌形态和保护细胞内部结构的作用。

细胞膜是细菌细胞的内膜结构，具有物质转运、能量转换和信息传递等功能。

细胞质是细菌细胞内物质代谢的主要场所，包括细胞质膜、细胞质基质和核糖体等成分。

核质是细菌细胞的遗传物质，主要分布在细胞质中，具有自主复制、遗传信息传递等功能。

此外，某些细菌还具有鞭毛、菌毛等特殊构造，这些构造与细菌的运动、黏附和感染等功能密切相关。