环境工程微生物学复习全Word文档下载推荐.docx
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宽（0.5~1.0）μm×
（1~5）μm
螺旋菌：
宽×
弯曲长度（0.25~1.7）μm×
（2~60）μm
繁殖：
细菌裂殖
2、细菌细胞的基本结构（P41）：
细胞壁、细胞质膜、细胞质及其内含物、拟核
3、细胞壁：
组成与结构（G+与G-比较）：
革兰氏阳性菌与革兰氏阴性菌细胞壁化学组成的比较
细菌
壁厚度/nm
肽聚糖/%
磷壁酸
脂多糖
蛋白质/%
脂肪/%
革兰氏阳性菌
20~80
40~90
+
—
20约
1~4
革兰氏阴性菌
10
—
约60
11~22
革兰阳性菌与阴性菌细胞壁结构比较
细胞壁量
革兰氏阳性菌生理指标测定法
强度
较坚韧
较疏松
厚度
20-80nm
10-15nm
肽聚糖层数
层可多达50
1-2层
肽聚糖含量
占细胞壁干重50%~80%
占细胞壁干重5%~20%
外膜
脂蛋白
脂多糖
功能：
（1）保护原生质体免受渗透压引起的破裂
（2）维持细菌的细胞形态；
（3）细胞壁的多孔结构的分子筛，阻挡某些分子进入和保留蛋白质在间质；
（4）细胞壁为鞭毛提供支点，使鞭毛运动；
另外与细菌的抗原性、致病性有关
细胞壁缺陷细菌：
（1）原生质体（protoplast）
（2）球形体（spheroplast）
（3）细菌L型
（4）支原体
4、细胞膜：
组成与结构（P43）：
组成：
细胞膜是紧贴在细胞壁内的一层柔软而又富有弹性的薄膜，细胞膜所含的脂类均为磷脂。
半渗透膜。
结构：
P44图2-11
功能（P44）：
（1）维持渗透压的梯度和溶质的转移
（2）细胞质膜上有合成细胞壁和形成横隔膜组分的酶
（3）膜内陷形成的中间体含有细胞色素，参与呼吸作用
（4）在细胞膜上进行物质代谢和能量代谢
（5）细胞膜上有鞭毛基粒，为鞭毛提供附着点
5、核糖体：
结构：
由一大一小两个亚基结合形成
组成：
由核糖核酸（rRNA）和蛋白质组成，其中RNA占60%，蛋白质占40%
功能：
合成蛋白质的部位
6、细胞质及内含物：
细胞质是在细胞质膜内，除核物质以外的无色透明、粘稠的复杂胶体，亦称原生质。
细胞质内含物：
（1）核糖体
（2）内含颗粒：
多聚磷酸盐颗粒、聚β-羟基丁酸、硫粒、糖原和淀粉粒、气泡、藻青素颗粒、羧酶体、磁小体
拟核：
由脱氧核糖核酸（DNA）纤维组成，即由一条裸露的环状双链的DNA分子高度折叠环绕形成。
7、细胞特殊结构：
（1）荚膜是一些细菌在其细胞表面分泌的一种黏性物质，把细胞壁完全
包围封住，这层黏性物质就叫荚膜。
①化学组成：
含水率在90%~98%。
多糖、多肽、其他物质。
②荚膜的功能：
1.具有荚膜的S型肺炎链球菌毒力强，有助于肺炎链球菌侵染人体；
2.荚膜保护致病菌免受宿主吞噬细胞的吞噬，保护细菌免受干燥的影响；
3.当缺乏营养时，荚膜可被用作碳源和能源，有的荚膜还可作氮源；
4.废水生物处理中的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。
（2）菌胶团：
细菌之间按一定的排列方式互相黏集在一起，被一个公共荚膜包围形成一定形状的细菌集团，叫做菌胶团。
（3）芽孢：
某些细菌在它的生活史中的某个阶段或某些细菌在它遇到外界不良环境时，在其细胞内形成一个内生孢子叫芽孢。
芽孢的特点：
⒈芽孢的含水率低，38%～40%。
⒉芽孢壁厚而致密，分三层：
外层是芽孢外壳，为蛋白质性质。
中层为皮层，由肽聚糖构成，含大量2，6-吡啶二羧酸。
内层为孢子壁，由肽聚糖构成，包围芽孢细胞质和核质。
芽孢萌发后孢子壁变为营养细胞的细胞壁。
⒊芽孢中的2，6-吡啶二羧酸（dipicolinicacid简称DPA）含量高，为芽孢干重的5%～15%。
吡啶二羧酸
以钙盐的形式存在，钙含量高。
在营养细胞和不产芽孢的细菌体内未发现2，6-吡啶二羧酸。
芽孢形成过程中，2，6-吡啶二羧酸随即合成，芽孢就具有耐热性，芽孢萌发形成营养细胞时，2，6-吡啶二羧酸就消失，耐热性就丧失。
⒋含有耐热性酶。
芽孢由于有以上四个特点，是芽孢对不良环境如：
高温、低温、干燥、光线和化学药物有很强的抵抗力。
细菌的营养细胞在70～80℃时10分钟就死亡，而芽孢在120～140℃还能生存几小时，营养细胞在5%苯酚溶液中很快就死亡，芽孢却能存活15天，芽孢的大多数酶处于不活动状态，代谢活力极低，所以，芽孢是抵抗外界不良环境的休眠体。
芽孢不易着色，但可用孔雀绿染色。
（4）鞭毛：
由细胞质膜上的鞭毛基粒长出穿过细胞壁伸向体外的一条纤细的波浪状的丝状物叫鞭毛。
8.革兰氏染色法
（1）概念：
将一大类细菌染上色，而另一类染不上色，以便将两大类细菌分开，作为分类鉴定的第一步。
因为是用于鉴别细菌，故称为鉴别染色法。
（2）步骤：
a.在无菌条件下，用接种环取少量细菌于干净的载玻片上涂布均匀，固定。
b.用草酸氨结晶紫染色1min，水洗去掉浮色。
c.用碘—碘化钾溶液媒染1min，倾去多余溶液。
d.用中性脱色剂如乙醇或丙酮脱色，革兰氏阳性菌不被褪色而呈紫色，革兰氏阴性菌被褪色而呈无色。
e.用番红染液复染1min，革兰氏阳性菌仍呈紫色，革兰氏阴性菌则呈现红色。
革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌即被区别开。
．
（3）革兰氏染色的机制：
a、革兰氏染色与细菌等电点有关
已知革兰氏阳性菌的等电点为pH2～3，革兰氏阴性菌的等电点为pH4～5。
革兰氏阳性菌的等电点比革兰氏阴性菌的等电点低，说明革兰氏阳性菌带的负电荷比革兰氏阴性菌多。
它与草酸铵结晶紫的结合力大，用碘-碘化钾媒染后，两者的等电点均得到降低，因革兰氏阳性菌的等电点降低得多，与草酸铵结晶紫结合得更牢固，对乙醇脱色的抵抗力更强。
它的菌体与草酸铵结晶紫、碘-碘化钾的复合物不被乙醇提取，呈紫色。
而革兰氏阴性菌与草酸铵结晶紫的结合力弱,其菌体与草酸铵结晶紫、碘-碘化钾的复合物很容易被乙醇提取而呈现无色。
b、革兰氏染色与细胞壁有关
因革兰氏阴性菌的脂质含量高，肽聚糖含量很低，用乙醇脱色时，革兰氏阴性菌的脂质被乙醇溶解，增加细菌细胞壁的孔径及其通透性，乙醇很易进入细胞内将草酸铵结晶紫、碘－碘化钾复合物提取出来，使菌体呈现无色。
革兰氏阳性菌由于脂质含量极低，而肽聚糖含量高，乙醇既是脱色剂又是脱水剂，使肽聚糖脱水缩小细胞壁的孔径，降低细胞壁的通透性，阻止乙醇分子进入细胞，草酸铵结晶紫和碘－碘化钾的复合物被截留在细胞内而不被脱色，仍呈现紫色。
以上两点基本可较圆满地解释革兰氏染色机制。
9、古菌（P30-32）：
古菌的分类学位置：
属于原核微生物
古菌的特点：
古菌是一群具有独特的基因结构或系统发育生物大分子序列的单细胞原核生物，多生活在地球上极端的生境或生命出现初期的自然环境中，营自养和异养生活；
具有特殊的生理功能，如在超高温、高酸碱度、高盐及无氧状态下生活；
具有独特的细胞结构，如细胞壁骨架为蛋白质或假胞壁酸，细胞膜含甘油醚键；
以及代谢中的酶作用方式既不同于细菌又不同于真核生物。
古菌的分类：
产甲烷菌、嗜热嗜酸菌、极端嗜盐菌
古菌的繁殖方式：
二分裂、芽殖。
古菌的呼吸类型：
多数为严格厌氧、兼性厌氧，还有专性好氧。
10、放线菌：
形态：
（１）单细胞，无完整细胞核，为G+（阳性）
（２）菌丝宽约0.2-1uM（与细菌相似），分化为营养菌丝和气生菌丝
（３）气生菌丝发育到一定阶段，形成孢子线，产生孢子
结构（菌丝类型）：
（1）营养（基内）菌丝
（2）气生菌丝
（3）孢子丝
繁殖（无性）：
（1）菌丝断裂
（2）产生孢子（固体）：
①分生孢子：
横隔分裂
②孢囊孢子
菌落：
呈辐射状，一般圆形，干燥、有皱折、表面粉末状，不易被针挑起
11、蓝细菌：
蓝细菌的细胞属原核细胞；
异形胞是固氮蓝细菌的固氮部位；
单细胞类型蓝细菌的繁殖是通过二分裂、出芽、断裂、多重分裂或从无柄的个体释放一系列顶生细胞进行繁，进行产氧型光合作用。
a殖；
含有叶绿素．
12、其他原核微生物：
立克次氏体：
专性活细胞寄生物，体内酶系不完全，一些必需的养料需从宿主细胞获得，与病毒相似，二分裂。
支原体：
最小的原核微生物，没有细胞壁，二分裂，也有出芽繁殖，菌落像油煎饼模样。
衣原体：
二分裂，多寄生于哺乳动物及鸟类，能引起人得沙眼，不耐高温，60℃灭活
螺旋体：
第二章：
1、酵母菌：
通常有卵圆形、圆形、圆柱形或假丝状等
细胞壁、细胞质膜、细胞核、细胞质及内含物
（1）无性生殖：
①芽生殖（各属酵母都存在）
②裂殖（裂殖酵母属）
③产生无性孢子
（2）有性生殖：
产生囊孢子
菌落形态特征：
大而厚，圆形，光滑湿润，粘稠，颜色单调
常见白色、土黄色、红色
2、霉菌：
菌丝是中空管状结构，直径一般3～10μm，有分枝，有隔膜或无隔膜。
结构（菌丝体）：
霉菌的菌体由分枝或不分枝的菌丝（hyphae）构成。
整个菌丝体分为两部分：
即营养菌丝和气生菌丝。
（1）孢子：
①有性孢子
②无性孢子
（2）菌丝片段
形态较大，质地一般比放线菌疏松，外观干燥，有霉味，不透明，呈现或紧或松的蛛网状、绒毛状或棉絮状；
菌落与培养基的连接紧密，不易挑取，菌落正反面的颜色和边缘与中心的颜色常不一致等
分类及常见属：
（1）单细胞霉菌：
①毛霉属②根霉属
（2）多细胞霉菌：
①青霉属：
呈扫帚状，无性繁殖，灰绿色
②曲霉属：
无性孢子繁殖，有的种可产生致癌因子黄曲霉素
③镰刀霉属：
对氰化物的分解能力强，少数可利用石油生产蛋白酶和
用于害虫的生物防治
④木霉属：
分解纤维素和木质素的能力较强，植物破壁，纺织业去除毛渍
⑤交链孢霉属⑥白地霉属
3、原生动物：
形态结构特点：
无色、无细胞壁、个体大、真核、不含叶绿体、能运动、不产子实体
营养类型：
（1）全动性营养：
吞食其它生物或有机颗粒
（2）植物性营养—光能自养（绿眼虫等）
（3）腐生性营养—吸收可溶性营养
生殖：
①二分裂法②出芽生殖③多分裂法
（2）有性生殖
胞囊（P78）：
不良环境易形成休眠体，细胞质变稠厚，产生厚壁。
4、分类：
（1）鞭毛纲：
形态特点：
一或多根鞭毛
营养类型：
三型，环境改变时会改变。
代表种：
眼虫、绿眼虫、粗袋鞭毛虫
（2）肉足纲：
多无定形，伪足。
伪足作为运动和摄食的细胞器
全动性营养
生殖：
无性生殖为主
亚纲：
根足亚纲和辐足亚纲
（3）纤毛纲：
纤毛，以纤毛作为运动和摄食细胞器。
分类：
游泳型和固定型
分裂生殖和结合生殖
吸管类：
幼体纤毛成虫消失长出吸管
有性生殖和内出芽生殖
（4）孢子纲：
全部类型均在宿主体内营寄生生活，寄生在人体和动物体内，
可随粪便拍到污水中，故需要消灭。
5、微型后生动物：
轮虫:
要求较高的溶解氧量，轮虫是寡污带和污水处理效果好的指示生物，
喜在pH6.8左右生活的种类最多；
线虫:
雌雄异体，卵生，有好氧和兼性厌氧的，兼性厌氧者在缺氧时大量繁殖，
线虫是水净化程度差的指示生物；
寡毛类动物（飘体虫、颤蚓、水丝蚓）：
浮游甲壳动物（指示生物）:
水体中含氧量低，水蚤的血红素含量高；
水体中含氧量高，水蚤的血红素含量低。
6、藻类：
一般特征：
分布：
江河、湖、海、土壤、岩石、树干等
分类：
光合色素种类、形态、细胞结构、生殖方式和生活史等
细胞：
真核（除蓝藻以外）、有叶绿体、光能自养
繁殖：
无性、有性
生长：
阳光，pH6-8，中温
分类和各门：
（1）蓝藻门
（2）裸藻门：
裸藻大量出现，表示富营养化严重
（3）绿藻门：
单细胞个体的绿藻具有2~4根顶生的、等长的尾鞭型鞭毛，无性和有性，藻类生理生化研究的材料及宇宙航行的供氧，水体自净中起净化和指示生物的作用，水绵为有性繁殖
（4）轮藻门（5）金藻门（6）黄藻门
（7）硅藻门：
纵分裂和有性生殖，对水体的生产能力起重要作用
（8）甲藻门：
裂殖，也有产游动孢子或不动孢子的生殖方式，造成赤潮的因素很多，适宜的光照强度、温度和酸碱度促使甲藻过量繁殖是造成海洋“赤潮”的主要因素
（9）褐藻门（10）红藻门
第三章：
病毒
1、定义：
病毒是没有细胞结构，专性寄生在活的敏感宿主体内的超微小微生物
动物病毒：
球型、卵圆型、砖型
植物病毒：
杆状、丝状、球状
噬菌体：
蝌蚪状、丝状
化学组成有蛋白质和核酸，个体大的还含有脂质和多糖
②核酸内芯结构：
无细胞结构。
整个病毒体分两部分：
①蛋白质衣壳
特点：
①形体极其微小，一般能通过细菌滤器，只有在电子显微镜下才能观察到；
用nm表示；
②无细胞构造，主要是核酸与蛋白质；
又称分子生物；
③只含一种核酸，DNA或RNA；
④缺乏独立代谢能力；
只能在活细胞内利用宿主细胞的代谢机器，合成核酸和蛋白质。
类病毒：
是比病毒更加小的致病感染因子。
只含具侵染性的RNA组分。
拟病毒：
又称类类病毒、壳内类病毒或病毒卫星，是一类被包裹在植物病毒粒体内部
的类病毒，被称为拟病毒。
只含有不具侵染性的RNA组分。
阮病毒：
是一类能侵染动物并在宿主细胞内复制的小分子无免疫性疏水蛋白质。
又称蛋白质侵染因子，是一类不含核酸的传染性蛋白质分子。
2、复制：
（1）吸附：
病毒吸附蛋白与细胞受体间的结合力来源于空间结构的互补性，相互间的电荷、氢键、疏水性相互作用及范得华力
（2）侵入：
侵入又称病毒内化，它是一个病毒吸附后几乎立即发生，依赖于能量的感染步骤
（3）复制与聚集：
病毒侵入后，病毒的包膜和/或壳体除去而释放出病毒核酸，病毒利用宿主的生物合成机构和场所，使病毒核酸表达和复制，产生大量的病毒蛋白质和核酸，已合成的各部件进行自行装配成新的噬菌体
（4）裂解（释放）：
被感染细胞裂解，成熟的子代噬菌体转移到外界
3、烈性噬菌体：
凡能引起宿主细胞迅速裂解的噬菌体
4、温和性噬菌体：
噬菌体侵染宿主后，并不增殖，裂解，而与宿主DNA结合，随宿主DNA复制而复制，此时细胞中找不到形态上可见的噬菌体
具有前噬菌体的细菌称为溶原性细菌。
噬菌体分为烈性噬（
菌体和溶原性噬菌体（温和噬菌体），在感染于寄主细菌细胞时，前者往往在菌体内增殖并将菌体裂解；
后者则不使细菌裂解，而成为与细胞同步增殖的遗传因子——前噬菌体。
温和噬菌体的基因组整合于宿主菌基因中，这种整合在细菌染色体上的噬菌体基因称为前噬菌体，前噬菌体可随细菌染色体的复制而复制，并通过细菌的分裂传给下一代，不引起细菌裂解，这种带有前噬菌体的细菌称为溶原性细菌）
第四章：
微生物的生理
1、微生物营养：
细胞化学组成：
70%~90%水分，10%~30%干物质
2、营养类型划分依据：
（1）根据碳素营养物的同化能力不同：
①无机营养②有机营养
（2）根据能源的形式不同：
①光能营养型②化能营养型
3、主要营养物及功能：
（1）碳源：
提供合成细胞物质及代谢物的原料;
并为整个生理活动提供所需要能源（异养微生物）
（2）氮源：
①提供合成细胞中含氮物，如蛋白质、核酸，以及含氮代谢物等的原料
②少数细菌可以铵盐、硝酸盐等氮源为能源
（3）无机盐：
①构成微生物细胞的组成成分
②调解微生物细胞的渗透压，PH值和氧化还原电位。
③有些无机盐如S、Fe还可做为自养微生物的能源。
④构成酶的组成成分和维持酶的活性。
）水：
①微生物代谢过程中必不可少的溶剂（4
②维持各种生物大分子结构的稳定性
③调节细胞温度，保持环境温度恒定的作用
5）生长因子：
调节微生物正常代谢（
、物质运输：
41）四种运输方式：
（
物质运输单纯扩散促进扩散主动运输基团转移
单（或双）糖与运送物质糖、氨基酸及无糖、氨基酸、维O2、CO2、乙糖的衍生物，以机阳离子生素及无机阴离醇及氨基酸
及核苷与脂肪酸子依靠磷酸转移酶借助膜上特异蛋运送机理物理扩散借助膜上特异蛋
白构象的变化系统白构象的变化
1）扩散是非特异1）1）需要消耗代谢营养物质本身1）需要消耗代谢性的营养物质吸在分子结构上也能能
收方式2）可以进行逆浓不会发生变化2）可以进行逆浓2）在扩散过程中度运输的运输方2）不消耗代谢能度运输的运输方营养物质的结构量，故不能进行式式
不发生变化逆）需要载体蛋白浓度运输3）需要载体蛋白33参与）物质运输的速3）运输的速率由参与
率较慢胞内外该物质的4））4对被运输的物对被运输的物4）不需要载体参浓度差决定质有高度的立体质有高度的立体
与特点专一性4）需要细胞膜上专一性
5营养物质在运）5）可运送的养料载体蛋白（透过5）被运输的物质有限酶）参与物质运输的过程中发生在转移的过程中输了化学变化（糖不发生任何化学
5）在运输的过程中被运输的物质变化
与载体蛋白有高。
发生了磷酸化）
度的特异性
6）养料浓度过高时,与载体蛋白出现饱和效应．
（2）四种运输营养物质方式的比较：
比较项目单纯扩散促进扩散主动运输基团转位
有特异载体蛋白有无有
快运输速度快快慢
由稀至浓由稀至浓物质运输方向由浓至稀由浓至稀胞内浓度高相等胞内外浓度胞内浓度高相等
特异性特异性运输分子无特异性特异性
需要不需要能量消耗不需要需要改变不变运输后物质结构不变不变5、培养基：
（1）配置原则：
①目的明确：
培养基组分应适合微生物的营养特点
②营养协调：
营养物的浓度与比例应恰当
③条件适宜：
物理化学条件适宜
④经济节约：
根据培养目的选择原料及其来源
（2）类型：
①按微生物的种类：
细菌培养基、放线菌培养基、霉菌培养基、
酵母培养基
②按培养基的成分：
合成培养基、天然培养基、半合成培养基
③按培养的用途：
1.选择培养基：
根据某微生物的特殊营养要求或对各种化学物质敏感程度的差异而设计、配制的培养基。
目的：
将某种或某类微生物从混杂的微生物群体中分离出来。
2.鉴别培养基：
用于鉴别不同类型微生物的培养基，在普通培养基中加入能与某种代谢产物发生反应的指示剂或化学药品，从而产生某种明显的特征性变化，以区别不同的微生物。
3.加富培养基：
在普通培养基中加入某些特殊的营养物，如血液、血清、酵母浸膏、动植物组织液或其他营养物质（或生长因子）的一类营养丰富的培养基。
培养营养要求苛刻的微生物；
富集（数量上占优势）和分离某种微生物。
4.基础培养基：
培养大多数异养细菌。
④按培养基的物理状态：
固体培养基（琼脂固体培养基、明胶培养基、硅胶固体培养基、天然固体基质）、
半固体培养基、液体培养基
ATP1）有机物——化能异养菌——6、微生物代谢：
（ATP
2）日光——光能异养菌——（
TP
）还原态无机物——化能自养菌——A（3
ATP产生：
基质（底物）水平磷酸化、氧化磷酸化、光合磷酸化7、主要产能方式：
葡萄糖逐步途径（糖酵解途径）：
在无氧条件下，1mol、化能异养菌：
发酵：
（1）EMP7+和分解而产生2mol丙酮酸、2molNADH+H的过程2molATP
（2）发酵类型：
发酵类型产物微生物
酵母菌乙醇、乙醇发酵CO2乳酸细菌乳酸乳酸同型发酵
明串珠菌属乳酸、乙醇、乙酸、CO乳酸异型发酵2大肠埃希氏菌、H乳酸、乙酸、乙醇、甲酸、CO混合酸发酵228、好氧呼吸：
（1）三羧酸循环（TCA）、
（2）乙醛酸循环P141图4-14
++、FAD或NADFMN或NADP、（3）呼吸链（电子传递体系）：
①组成：
由
辅酶Q、细胞色素b、细胞色素c、c及细胞1色素a和a等组成。
3②功能：
1）接受电子供体提供的电子，在电子传递体系中，电子从一个组分传到另一个组分，最后借细胞色素氧化酶的催化反应，将电子传递给最终电子受体O；
2）合成ATP，把2电子传递过程中释放出的能量贮存起来
9、内源性呼吸和外源性呼吸：
（1）外源性呼吸：
在正常情况下，微生物利用外界供给的能源进行呼吸
（2）内源性呼吸：
外界没有供给能源，而是利用自身内部贮存的能源物质进行呼吸
-作为电子最终受体NO）反硝化（硝酸盐还原作用）：
以10、无氧呼吸：
（132-为最终电子受体2）反硫化（硫酸盐还原作用）：
以SO（4（3）甲烷发酵（碳酸盐呼吸）：
以CO为最终电子受体2三种生物氧化类型比较
11、化能自养菌：
类群：
亚硝酸细菌、硝酸细菌、硫化细菌、氢细菌、铁细菌
12、光能营养菌：
（1）非环式光合磷酸化—藻类的光合作用：
两个光反应系统，除产生ATP，还有还原力，
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