水处理生物学第三章优秀课件
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
水处理生物学第三章
Chapter 3. 古菌
本章内容
水处理生物学的研究对象和任务 生物的分类和命名 水处理相关的主要生物类别
微生物种类 微生物的特点 其他水生生物简介
2021/3/2
karlhigh@163.com
Page3
三原界（三域）系统： 沃斯，1978 根据生物的16SrRNA碱 基序列，对生物进行划 分。
2021/3/2
karlhigh@163.com
Page13
主要类群
Biblioteka Baidu 1、产甲烷古菌 2、极端嗜盐古菌 3、还原硫酸盐古菌 4、无细胞壁古菌——热原体 5、嗜热嗜酸菌
2021/3/2
karlhigh@163.com
Page14
1、产甲烷古菌
产甲烷菌是一群迄今
为止所知的最严格厌氧
的、能形成甲烷的化能
目前最好的是厌氧手套箱
可进行分装厌氧培养基，倒制 平板，离心厌氧微生物收集菌体， 对氧敏感的酶的分离纯化等
2021/3/2
古菌常被发现生活于各种极端自然环境下， 如大洋底部的高压热溢口、热泉、盐碱湖 等。
在我们这个星球上，古菌代表着生命的极 限，确定了生物圈的范围。
如： 热网菌（Pyrodictium）能够在高达 113℃的温度下生长。
古菌还广泛分布于各种自然环境中，土壤、
海水、沼泽地中均生活着古菌。很多产甲
烷的古菌生存在动物的消化道中，如反刍
自养或化能异养的古菌群。
产甲烷细菌是都能产生甲烷的一大类群，因此包括了 球形、杆形、螺旋形、长丝状等不同形态。
细胞结构包括：细胞封套（细胞壁、表面层、鞘和荚 膜）、细胞膜、细胞质和核质。
2021/3/2
karlhigh@163.com
Page15
产甲烷菌的培养方法
专性厌氧，需要在特殊环 境下操作；
2021/3/2
karlhigh@163.com
Page9
古菌的分类
按生活习性和生理特征分类 三类：产甲烷菌，嗜热嗜酸菌，极端嗜盐菌
《伯杰氏系统细菌学手册》（第三卷）， 将古菌分为五大群。
2021/3/2
P32
karlhigh@163.com
Page10
进化和分类
从rRNA进化树上，古菌分为两类：
2021/3/2
karlhigh@163.com
Page8
在细胞结构和代谢上，古菌在很多方面接近其它原核生物。然而 在基因转录过程上，它们并不明显表现出细菌的特征，反而非常接 近真核生物。比如，古菌的转译使用真核的启动和延伸因子，且转 译过程需要真核生物中的TATA框结合蛋白和TFIIB(转录调节因子)。 古菌还具有一些其它特征。
2021/3/2
karlhigh@163.com
Page12
古菌域(Archaea)－广古菌门
盐杆菌纲(Halobacteria) 甲烷杆菌纲(Methanobacteria) 甲烷球菌纲(Methanococci) 甲烷微菌纲(Methanomicrobia) 甲烷火菌纲(Methanopyri) 古球状菌纲(Archaeoglobi) 热原体纲(Thermoplasmata) 热球菌纲(Thermococci)
广古菌(Euryarchaeota) 泉古菌(Crenarchaeota)
另外未确定的两类分别是：
初古菌门(Korarchaeota) 纳古菌(Nanoarchaeum equitans)
2021/3/2
karlhigh@163.com
Page11
广古菌门(Euryarchaeota)
包含了古菌中的大多数种类，包括了经常能在动 物肠道中发现的产甲烷菌、在极高盐浓度下生活 的盐杆菌、一些超嗜热的好氧和厌氧菌，也有海 洋类群。在16S rRNA系统发育树上，它们组成 一个单系群。
真细菌
古细菌
真核生物
2021/3/2
karlhigh@163.com
Page4
产甲烷菌 极端嗜盐菌 极端嗜热菌 无细胞壁的古细菌
2021/3/2
美国黄石公园的间歇泉中漂流的彩色的古细菌
karlhigh@163.com
Page5
古菌是最古老的生命体，如果将地球约46 亿年的年龄比作一年，那么古菌早在3月20 日就出现了，而人类诞生不过是12月31日 的事。
动物、白蚁或者人类。古菌通常对其它生
隐蔽热网菌
物无害，且未知有致病古菌。
Pyrodictium occultum
2021/3/2
karlhigh@163.com
Page6
原核细胞的核糖体较小, 沉降系数为70S（1S=10-13秒 ）
由50S大亚基和30S小亚基50S大亚基含有34种不同的蛋白 质和两种RNA分子，相对分子质量大的rRNA的沉降系数 为23S，相对分子质量小的rRNA为5S。30S小亚基含有21 种蛋白质和一个16S的rRNA分子。
真核细胞核糖体的沉降系数为80S，大亚基为60S，小亚基为 40S。在大亚基中，有大约49种蛋白质，另外有三种 rRNA∶28S rRNA、5S rRNA和5.8S rRNA。小亚基含有 大约33种蛋白质，一种18S的rRNA
2021/3/2
karlhigh@163.com
Page7
古细菌概念
1977年由Carl Woese和George Fox提出的，原因是它们在 16SrRNA的系统发生树上和其它原核生物的区别。这两组 原核生物起初被定为古细菌(Archaebacteria)和真细菌 (Eubacteria)两个界或亚界。Woese认为它们是两支根本不 同的生物，于是重新命名其为古菌(Archaea)和细菌 (Bacteria)，这两支和真核生物(Eukarya)一起构成了生物 的三域系统。
与大多数细菌不同，它们的细胞壁缺少肽聚糖。（假肽聚糖，复 杂多糖）而且，绝大多数细菌和真核生物的细胞膜中的脂类主要由 甘油酯组成，而古菌的膜脂由甘油醚构成。这些区别也许是对超高 温环境的适应。古菌鞭毛的成分和形成过程也与细菌不同。
单个古菌细胞直径在0.1到15微米之间，有一些种类形成细胞团簇 或者纤维，长度可达200微米。它们可有各种形状，如球形、杆形、 螺旋形、叶状或方形等。它们具有多种代谢类型。值得注意的是， 盐杆菌可以利用光能制造ATP，尽管古菌不能像其他利用光能的生 物一样利用电子链传导实现光合作用。
Chapter 3. 古菌
本章内容
水处理生物学的研究对象和任务 生物的分类和命名 水处理相关的主要生物类别
微生物种类 微生物的特点 其他水生生物简介
2021/3/2
karlhigh@163.com
Page3
三原界（三域）系统： 沃斯，1978 根据生物的16SrRNA碱 基序列，对生物进行划 分。
2021/3/2
karlhigh@163.com
Page13
主要类群
Biblioteka Baidu 1、产甲烷古菌 2、极端嗜盐古菌 3、还原硫酸盐古菌 4、无细胞壁古菌——热原体 5、嗜热嗜酸菌
2021/3/2
karlhigh@163.com
Page14
1、产甲烷古菌
产甲烷菌是一群迄今
为止所知的最严格厌氧
的、能形成甲烷的化能
目前最好的是厌氧手套箱
可进行分装厌氧培养基，倒制 平板，离心厌氧微生物收集菌体， 对氧敏感的酶的分离纯化等
2021/3/2
古菌常被发现生活于各种极端自然环境下， 如大洋底部的高压热溢口、热泉、盐碱湖 等。
在我们这个星球上，古菌代表着生命的极 限，确定了生物圈的范围。
如： 热网菌（Pyrodictium）能够在高达 113℃的温度下生长。
古菌还广泛分布于各种自然环境中，土壤、
海水、沼泽地中均生活着古菌。很多产甲
烷的古菌生存在动物的消化道中，如反刍
自养或化能异养的古菌群。
产甲烷细菌是都能产生甲烷的一大类群，因此包括了 球形、杆形、螺旋形、长丝状等不同形态。
细胞结构包括：细胞封套（细胞壁、表面层、鞘和荚 膜）、细胞膜、细胞质和核质。
2021/3/2
karlhigh@163.com
Page15
产甲烷菌的培养方法
专性厌氧，需要在特殊环 境下操作；
2021/3/2
karlhigh@163.com
Page9
古菌的分类
按生活习性和生理特征分类 三类：产甲烷菌，嗜热嗜酸菌，极端嗜盐菌
《伯杰氏系统细菌学手册》（第三卷）， 将古菌分为五大群。
2021/3/2
P32
karlhigh@163.com
Page10
进化和分类
从rRNA进化树上，古菌分为两类：
2021/3/2
karlhigh@163.com
Page8
在细胞结构和代谢上，古菌在很多方面接近其它原核生物。然而 在基因转录过程上，它们并不明显表现出细菌的特征，反而非常接 近真核生物。比如，古菌的转译使用真核的启动和延伸因子，且转 译过程需要真核生物中的TATA框结合蛋白和TFIIB(转录调节因子)。 古菌还具有一些其它特征。
2021/3/2
karlhigh@163.com
Page12
古菌域(Archaea)－广古菌门
盐杆菌纲(Halobacteria) 甲烷杆菌纲(Methanobacteria) 甲烷球菌纲(Methanococci) 甲烷微菌纲(Methanomicrobia) 甲烷火菌纲(Methanopyri) 古球状菌纲(Archaeoglobi) 热原体纲(Thermoplasmata) 热球菌纲(Thermococci)
广古菌(Euryarchaeota) 泉古菌(Crenarchaeota)
另外未确定的两类分别是：
初古菌门(Korarchaeota) 纳古菌(Nanoarchaeum equitans)
2021/3/2
karlhigh@163.com
Page11
广古菌门(Euryarchaeota)
包含了古菌中的大多数种类，包括了经常能在动 物肠道中发现的产甲烷菌、在极高盐浓度下生活 的盐杆菌、一些超嗜热的好氧和厌氧菌，也有海 洋类群。在16S rRNA系统发育树上，它们组成 一个单系群。
真细菌
古细菌
真核生物
2021/3/2
karlhigh@163.com
Page4
产甲烷菌 极端嗜盐菌 极端嗜热菌 无细胞壁的古细菌
2021/3/2
美国黄石公园的间歇泉中漂流的彩色的古细菌
karlhigh@163.com
Page5
古菌是最古老的生命体，如果将地球约46 亿年的年龄比作一年，那么古菌早在3月20 日就出现了，而人类诞生不过是12月31日 的事。
动物、白蚁或者人类。古菌通常对其它生
隐蔽热网菌
物无害，且未知有致病古菌。
Pyrodictium occultum
2021/3/2
karlhigh@163.com
Page6
原核细胞的核糖体较小, 沉降系数为70S（1S=10-13秒 ）
由50S大亚基和30S小亚基50S大亚基含有34种不同的蛋白 质和两种RNA分子，相对分子质量大的rRNA的沉降系数 为23S，相对分子质量小的rRNA为5S。30S小亚基含有21 种蛋白质和一个16S的rRNA分子。
真核细胞核糖体的沉降系数为80S，大亚基为60S，小亚基为 40S。在大亚基中，有大约49种蛋白质，另外有三种 rRNA∶28S rRNA、5S rRNA和5.8S rRNA。小亚基含有 大约33种蛋白质，一种18S的rRNA
2021/3/2
karlhigh@163.com
Page7
古细菌概念
1977年由Carl Woese和George Fox提出的，原因是它们在 16SrRNA的系统发生树上和其它原核生物的区别。这两组 原核生物起初被定为古细菌(Archaebacteria)和真细菌 (Eubacteria)两个界或亚界。Woese认为它们是两支根本不 同的生物，于是重新命名其为古菌(Archaea)和细菌 (Bacteria)，这两支和真核生物(Eukarya)一起构成了生物 的三域系统。
与大多数细菌不同，它们的细胞壁缺少肽聚糖。（假肽聚糖，复 杂多糖）而且，绝大多数细菌和真核生物的细胞膜中的脂类主要由 甘油酯组成，而古菌的膜脂由甘油醚构成。这些区别也许是对超高 温环境的适应。古菌鞭毛的成分和形成过程也与细菌不同。
单个古菌细胞直径在0.1到15微米之间，有一些种类形成细胞团簇 或者纤维，长度可达200微米。它们可有各种形状，如球形、杆形、 螺旋形、叶状或方形等。它们具有多种代谢类型。值得注意的是， 盐杆菌可以利用光能制造ATP，尽管古菌不能像其他利用光能的生 物一样利用电子链传导实现光合作用。