原核微生物之蓝细菌和古菌全版.ppt
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• 目前国内外生产营养品用的品种有：钝顶螺旋 藻和极大螺旋藻。
精选
精选
精选
精选
古生菌（Archaea)
精选
古菌或古生菌
真核生物
精选
古生菌
• 二、细胞形态
• 古菌的细胞形态有球形、杆状、螺旋形、耳垂形、 不规则形、多形态，有的很薄，扁平，有些具有 精确的方角和垂直的边构成直角几何形态的细胞 ， 有的以单个细胞存在，有的呈丝状体或团聚体。 其直径大小一般在0.1~15um，丝状体长度有 200um.
精选
嗜盐古生菌的栖息地
精选
Leabharlann Baidu
菌紫质作为光感受器，利用光合成ATP，可成为生物芯片，用于制 作生物计算机的光开关、储存器等
精选
紫膜光合磷酸化 （photophosphorylation by purple membrance）
H+ H+ H+ + + ++ -- --
ADP H+ ATP
+Pi
精选
• 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，但能在固体表面滑行，进行光趋避运动；
• 8）许多种类细胞质中有气泡，使菌体飘浮，保持在光线最 充足的地方以利于光合作用精选。
危害：容易引起水花的蓝细菌包 括微囊藻和腔球藻、鱼腥藻、水 华束丝蓝细菌
精选
危害：蓝细菌造成无锡太湖区水华
精选
古生菌的细胞形态
精选
精选
从热泉中分离的火山热原体 （Thermoplasma volcanium)(投影技术）
隐蔽热网菌（扫描电镜下的形态）
精选
古菌的细胞形态
精选
三、细胞结构
• 一）细胞壁
精选
精选
精选
精选
精选
四、其他特点
代谢 古菌在代谢过程中有许多特殊的辅酶，如绝对厌氧的产甲烷菌有辅酶
精选
• 固氮作用能有效利用氮气 • 在污水处理、水体自净中起着积极作用。可作为
水体富营养化的指示生物。
精选
2、特性 1）分布极广 从热带到两极，从海洋到高山，到处是它们的踪 迹，土壤、岩石，甚至树皮上都能成片生长
精选
2、特性
• 2)形态差异极大，有球状、杆状和丝状等形态
颤蓝细菌属
单岐蓝细菌属
念珠蓝细菌属
精选
• 五、古菌的分类
• 三类:按照古菌的生活习性和生理特性，古菌可分有三 大类型： 产甲烷菌，嗜热嗜酸菌，极端嗜盐菌 (Halophiles) .
• 五群:在《伯杰氏系统细菌学手册》(第三卷) 中，将古 菌分为五大群：
• 群1、产甲烷古菌； • 群2、古生硫酸盐还原菌； • 群3、极端嗜盐菌； • 群4、无细胞壁古生菌； • 群5、极端嗜热硫代谢菌。
M、P420、P430等。古菌因有五个类群，所以，他们的代谢呈多样性；
呼吸类型 它们多数为严格厌氧、兼性厌氧，还有专性好氧。Woese认为古菌没有
严格的好氧型，没有完全的光合型；
繁殖速度 古菌的繁殖速度较慢，进化速度也比细菌慢；
生活习性 大多数古菌生活在极端环境，如盐分高的湖泊水中，极热、极酸和绝
对厌氧的环境。它有特殊的代谢途径，有的古菌还有热稳定性酶和其他特 殊酶。
ATP酶
紫膜 细胞壁 红膜
膜外 + + +
顺式
+ N HP
紫膜
H+
+
+ ++
+ N
P
反式
+N HP
膜内
—
—
—
—
H+
紫膜光合磷酸化 精选
NP
—
—
—
ATP
ADP
H+ +Pi
古细菌、真细菌和真核生物的差异
精选
六、环境保护和环境工程领域研究古菌的意义
• 1、古菌多为嗜极为生物，对极端环境（酸、碱、 高盐、热、冷、高压等环境）具有很好的适应性 和需要性。
精选
蓝细菌代表菌——螺旋藻
精选
精选
螺旋藻
• 螺旋藻作为地球上最古老的植物，是目前所知 营养成分最全面、最均衡的食品之一，被联合 国粮食组织誉为“二十一世纪理想的食品”。 它含有丰富的蛋白质、氨基酸、多糖、不饱和 脂肪酸、胡罗卜素、藻篮等多种维生素、矿物 质和微量元素。1克螺旋藻的营养成分相当于 1000克各类蔬菜总和，其蛋白质的含量是大豆、 鸡蛋的五倍，是大米的十倍、鱼肉的三倍。
• 2、环境工程涉及的极端性质的废水，如高盐废水 （化工、发酵工业废水）、酸性废水（味精废水 pH=2~3，合成制药废水pH=4)、碱性废水（造纸 废水pH=14）、极毒重金属废水、低温废水、高 温废水等，以及极高浓度的有机废水，几乎涵盖 了自然极端环境的所有恶劣条件，用古菌处理可 以降低投资成本、节省运行费用、节约能源、提 高处理效率等方面发挥积极的作用。
精选
爆发原因
• 蓝藻爆发成因为富营养化。过量的养分主要来自于以下 这些源头： 1. 化肥流失，化肥是很多富营养化区域的主要养分来源， 例如在密西西比河流域，67％的氮流入水体，随之流入 墨西哥湾，波罗的海和太湖中超过50%的氮也来自化肥 的流失。 2. 生活污水，包括人类的生活废水和含磷清洁剂。 3. 畜禽养殖，畜禽的粪便含有大量营养废物如氮和磷， 这些元素都能导致富营养化。 4. 工业污染，包括化肥厂和废水排放。 5. 燃烧矿物燃料，在波罗的海中约30%的氮，在密西西 比河中约13%的氮来源于此
微囊蓝细菌属
精选
蓝细菌的形态
链杆状
球状（正在分裂）
精选
丝状聚合体
不同形态的蓝细菌
精选
2、特性 • 3）细胞中含叶绿素a,进行产氧型光合作用；
• 4）具有原核生物的典型的细胞结构：细胞核无核膜，不进 行有丝分裂，细胞壁含胞壁酸和二氨基庚二酸，革兰氏染 色阴性；
• 5）光能自养型生物，营养极为简单，不需要维生素，以硝 酸盐或氨作为氮源，多数能固氮，其异型细胞是进行固氮 的场所；
第一篇第二章 原核微生物之 蓝细菌和古菌
精选
蓝细菌（Cyanobacteria)
• 1、概念
• 也称蓝藻或蓝绿藻（blue-green algae)，是一类含有 叶绿素a、能以水作为供氢体和电子受体、通过光合作用 将光能转变成化学能、同化CO2为有机物质的光合细菌。
• 古老的生物，使46亿年前的地球由无氧环境转为 有氧环境。
精选
精选
精选
精选
古生菌（Archaea)
精选
古菌或古生菌
真核生物
精选
古生菌
• 二、细胞形态
• 古菌的细胞形态有球形、杆状、螺旋形、耳垂形、 不规则形、多形态，有的很薄，扁平，有些具有 精确的方角和垂直的边构成直角几何形态的细胞 ， 有的以单个细胞存在，有的呈丝状体或团聚体。 其直径大小一般在0.1~15um，丝状体长度有 200um.
精选
嗜盐古生菌的栖息地
精选
Leabharlann Baidu
菌紫质作为光感受器，利用光合成ATP，可成为生物芯片，用于制 作生物计算机的光开关、储存器等
精选
紫膜光合磷酸化 （photophosphorylation by purple membrance）
H+ H+ H+ + + ++ -- --
ADP H+ ATP
+Pi
精选
• 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，但能在固体表面滑行，进行光趋避运动；
• 8）许多种类细胞质中有气泡，使菌体飘浮，保持在光线最 充足的地方以利于光合作用精选。
危害：容易引起水花的蓝细菌包 括微囊藻和腔球藻、鱼腥藻、水 华束丝蓝细菌
精选
危害：蓝细菌造成无锡太湖区水华
精选
古生菌的细胞形态
精选
精选
从热泉中分离的火山热原体 （Thermoplasma volcanium)(投影技术）
隐蔽热网菌（扫描电镜下的形态）
精选
古菌的细胞形态
精选
三、细胞结构
• 一）细胞壁
精选
精选
精选
精选
精选
四、其他特点
代谢 古菌在代谢过程中有许多特殊的辅酶，如绝对厌氧的产甲烷菌有辅酶
精选
• 固氮作用能有效利用氮气 • 在污水处理、水体自净中起着积极作用。可作为
水体富营养化的指示生物。
精选
2、特性 1）分布极广 从热带到两极，从海洋到高山，到处是它们的踪 迹，土壤、岩石，甚至树皮上都能成片生长
精选
2、特性
• 2)形态差异极大，有球状、杆状和丝状等形态
颤蓝细菌属
单岐蓝细菌属
念珠蓝细菌属
精选
• 五、古菌的分类
• 三类:按照古菌的生活习性和生理特性，古菌可分有三 大类型： 产甲烷菌，嗜热嗜酸菌，极端嗜盐菌 (Halophiles) .
• 五群:在《伯杰氏系统细菌学手册》(第三卷) 中，将古 菌分为五大群：
• 群1、产甲烷古菌； • 群2、古生硫酸盐还原菌； • 群3、极端嗜盐菌； • 群4、无细胞壁古生菌； • 群5、极端嗜热硫代谢菌。
M、P420、P430等。古菌因有五个类群，所以，他们的代谢呈多样性；
呼吸类型 它们多数为严格厌氧、兼性厌氧，还有专性好氧。Woese认为古菌没有
严格的好氧型，没有完全的光合型；
繁殖速度 古菌的繁殖速度较慢，进化速度也比细菌慢；
生活习性 大多数古菌生活在极端环境，如盐分高的湖泊水中，极热、极酸和绝
对厌氧的环境。它有特殊的代谢途径，有的古菌还有热稳定性酶和其他特 殊酶。
ATP酶
紫膜 细胞壁 红膜
膜外 + + +
顺式
+ N HP
紫膜
H+
+
+ ++
+ N
P
反式
+N HP
膜内
—
—
—
—
H+
紫膜光合磷酸化 精选
NP
—
—
—
ATP
ADP
H+ +Pi
古细菌、真细菌和真核生物的差异
精选
六、环境保护和环境工程领域研究古菌的意义
• 1、古菌多为嗜极为生物，对极端环境（酸、碱、 高盐、热、冷、高压等环境）具有很好的适应性 和需要性。
精选
蓝细菌代表菌——螺旋藻
精选
精选
螺旋藻
• 螺旋藻作为地球上最古老的植物，是目前所知 营养成分最全面、最均衡的食品之一，被联合 国粮食组织誉为“二十一世纪理想的食品”。 它含有丰富的蛋白质、氨基酸、多糖、不饱和 脂肪酸、胡罗卜素、藻篮等多种维生素、矿物 质和微量元素。1克螺旋藻的营养成分相当于 1000克各类蔬菜总和，其蛋白质的含量是大豆、 鸡蛋的五倍，是大米的十倍、鱼肉的三倍。
• 2、环境工程涉及的极端性质的废水，如高盐废水 （化工、发酵工业废水）、酸性废水（味精废水 pH=2~3，合成制药废水pH=4)、碱性废水（造纸 废水pH=14）、极毒重金属废水、低温废水、高 温废水等，以及极高浓度的有机废水，几乎涵盖 了自然极端环境的所有恶劣条件，用古菌处理可 以降低投资成本、节省运行费用、节约能源、提 高处理效率等方面发挥积极的作用。
精选
爆发原因
• 蓝藻爆发成因为富营养化。过量的养分主要来自于以下 这些源头： 1. 化肥流失，化肥是很多富营养化区域的主要养分来源， 例如在密西西比河流域，67％的氮流入水体，随之流入 墨西哥湾，波罗的海和太湖中超过50%的氮也来自化肥 的流失。 2. 生活污水，包括人类的生活废水和含磷清洁剂。 3. 畜禽养殖，畜禽的粪便含有大量营养废物如氮和磷， 这些元素都能导致富营养化。 4. 工业污染，包括化肥厂和废水排放。 5. 燃烧矿物燃料，在波罗的海中约30%的氮，在密西西 比河中约13%的氮来源于此
微囊蓝细菌属
精选
蓝细菌的形态
链杆状
球状（正在分裂）
精选
丝状聚合体
不同形态的蓝细菌
精选
2、特性 • 3）细胞中含叶绿素a,进行产氧型光合作用；
• 4）具有原核生物的典型的细胞结构：细胞核无核膜，不进 行有丝分裂，细胞壁含胞壁酸和二氨基庚二酸，革兰氏染 色阴性；
• 5）光能自养型生物，营养极为简单，不需要维生素，以硝 酸盐或氨作为氮源，多数能固氮，其异型细胞是进行固氮 的场所；
第一篇第二章 原核微生物之 蓝细菌和古菌
精选
蓝细菌（Cyanobacteria)
• 1、概念
• 也称蓝藻或蓝绿藻（blue-green algae)，是一类含有 叶绿素a、能以水作为供氢体和电子受体、通过光合作用 将光能转变成化学能、同化CO2为有机物质的光合细菌。
• 古老的生物，使46亿年前的地球由无氧环境转为 有氧环境。