《生物学基础》PPT课件

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1、第二讲生物学基础环境生物技术Environmentalbiotechnology主要内容一、微生物学基础二、植物学基础三、分子生物学基础一、原核微生物1.细菌形态结构第一节微生物的主要类群杆菌（Bacillus）长1~5μm，宽0.5~1μm大肠杆菌、伤寒杆菌、假单胞菌平均长2μm,宽度：0.5μm螺旋菌（Spirillum)长：5~15μm，宽：0.5~5μm球菌（Coccus）0.5~2μm单球菌链球菌(Streptococcus)八叠球菌(Sarcina)双球菌四联球菌葡萄球菌(Staphy

2、lococcus)eg.产甲烷八叠球菌弧菌(Vibrio)（只有一个弯曲的螺旋状细菌）形态1）形态eg.肺炎球菌自然界中，杆菌最常见，球菌次之，螺旋状最少。细胞壁、细胞膜、细胞质、核质体、内含物、（间体）细菌细胞结构一般结构（基本结构）原生质体(protoplast)特殊结构荚膜（粘液层）芽孢、鞭毛、菌毛2）结构不是所有细菌都具有的结构特殊构造一：荚膜（capsule）（1）定义一般厚于200nm，硬度和强度远小于细胞壁；有些细菌（硫磺细菌、铁细菌等）粘液层会逐渐变硬形成“鞘”。糖被（glycoc

3、alyx）是某些细菌在一定营养条件下向胞外分泌出厚度不定的胶粘状物质包被于细胞壁的外表糖被示意图钾细菌的染色照片（2）功能保护作用:大量极性基团可保护菌体免受干旱损伤、噬菌体的吸附和裂解贮藏养料:以备营养缺乏时重新利用免受毒害：作为透性屏障和离子交换系统，保护细菌免受重金属离子的毒害表面附着作用:某些水生丝状细菌的鞘衣状荚膜也有附着作用细菌间的信息识别作用:如Rhizobium（根瘤菌属）堆积代谢废物菌种鉴定用作药物和生化试剂：Leuconostocmesenteroides（肠膜状明串珠菌）的糖

4、被可提取葡萄糖制备生化试剂和代血浆用作工业原料：如Xanthomonascampestris（野油菜黄单胞菌）的糖被（黏液层）可提取黄原胶，已被用于钻井液添加剂、印染和食品等工业中用于污水的生物处理：例如形成菌胶团的细菌，有助于污水中有害物质的吸附和沉降（3）应用菌胶团：荚膜物质相融合成一块团，内含许多细菌时称菌胶团。e.g.Zoogloea菌属（动胶菌属）枝状动胶菌(Zoogloearamigera)垂(悬)丝状动胶菌(Zoogloeafilipendula)菌胶团是AS中细菌的主要存在形式有较

5、强的吸附和氧化有机物的能力AS性能的好坏与含菌胶团多少、大小及结构的紧密程度有关要求结构紧密、吸附沉降性能好遇到不适宜的环境时，菌胶团就发生松散活性污泥(activatedsludge，AS):一种绒絮状小泥粒，由好氧菌为主体的微型生物群以及胶体、悬浮物等组成。特殊构造二：芽孢（endospore,spore）（1）定义某些细菌在其生长发育后期可在细胞内形成一个圆形或椭圆形的抗逆性休眠体，称为芽孢。生物界中抗逆性最强的生命体（在一定环境条件下，细胞质和核质体的浓缩所形成的一种特殊结构）各种芽胞示意

6、图厚度25nm左右；位于芽孢外层，是母细胞的残留物；重量为芽孢干重的2～10％；主要成分是脂蛋白。厚度为3nm左右；主要含疏水性角蛋白和少量磷脂蛋白；对溶菌酶、蛋白酶和表面活性剂有很强的抗性；对多价阳离子的透性很差。在芽孢中占有很大体积（36～60％）；含有大量的芽孢肽聚糖和吡啶二羧酸钙盐（不含磷壁酸）；含水率70％，比芽孢平均含水率（40％）高；但比一般细菌（80％）低，渗透压高达20atm左右。含水量极低；不含磷壁酸和吡啶二羧酸钙（DPA-Ca）；核心中的其他成分与一般细胞相似。（2）特点与功

7、能每一细胞仅形成一个芽孢，无繁殖功能有极强的抗热、抗化学药物和抗静水压等能力有惊人的休眠力休眠时检查不出代谢活力，可保存几年或几十年；美国从一块2500万~4000万年琥珀中的蜜蜂肠道内分离到有生命的芽胞。普通细胞：5％石炭酸（苯酚）溶液中很快死亡芽孢：5％石炭酸（苯酚）溶液中忍耐15d普通细胞：70~80℃10min死亡芽孢：100℃沸水中生存5.0~9.5h121℃时10min是否能消灭芽孢是衡量各种消毒灭菌手段的最重要的指标含水量低（40%）含有耐热的小分子酶类富含大量吡啶二羧酸钙（DPA-

8、Ca）和带有二硫键的蛋白质有厚而致密的芽孢壁（3）为什么抗逆性强？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DPA。芽孢形成过程中，DPA随即合成，芽孢具有耐热性;芽孢萌发形成营养细胞时，DPA消失，耐热性就丧失。吡啶二羧酸（DPA）（4）能形成芽孢的细菌这类细菌种类不多主要是G＋杆菌，芽孢杆菌科的两个属芽孢杆菌属（Bacillus）梭菌属（Clostridium）球菌中只有极个别的属才形成芽孢（如：芽孢八叠球菌属sporesarcina）能否形成芽孢、芽孢的