细菌的生理特性ppt课件

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第二章 细菌的生理特性,第二章 细菌的生理特性,1,生理特性,生理,生命活动机理（食、住）,生命活动,营养、呼吸、环境卫生,营养物及其获取方式,营养,营养物质的,代谢,呼吸,那些环境因素使细菌病、死？,环境卫生,生理特性生理生命活动机理（食、住）,2,营养物的种类、用途及营养物的吸收方式,水、盐、“粮食”,异养自养；吸收方式四种,如何代谢？不同代谢类型的细菌分类,光能化能；好氧厌氧；寄生腐生,！学会养细菌,食,（营养、呼吸）,营养物的种类、用途及营养物的吸收方式,3,住,（,环境卫生,环境因素对细菌的影响）,温度、电位、,pH、,渗透压、光线、毒物,学会,养好,细菌,（其他微生物与之类似）,住（环境卫生环境因素对细菌的影响）温度、电位、pH、渗透压,4,第一节 细菌的营养,提问,：如何知道细菌所需的营养物种类呢？,单因子或复合因子培养试验、由细胞化学组成进行推断。,第一节 细菌的营养 提问：如何知道细菌所需的营养物种类呢？,5,一、细菌营养物组成及生理功能,传统上,根据功能不同对营养物归类,水、无机盐和碳源、氮源、能源、生长因子等,。,一、细菌营养物组成及生理功能 传统上根据功能不同对营,6,（一）水,提问：,水对细菌有哪些作用？,1)溶剂作用,2)运输物质的载体,3)参与生化反应(如脱水、加水反应),（一）水,7,（二）无机盐,阴离子盐,：磷酸盐、硫酸盐、氯化物、碳酸盐、碳酸氢盐。,阳离子盐,：氨、钾、钠、钙、镁、铁的盐,P,和,S、Fe、Mg,的需求量较大,同时还需要锌、锰、钴、铝、铜、硼、钒、镍等微量元素。,（二）无机盐阴离子盐：磷酸盐、硫酸盐、氯化物、碳酸盐、碳酸,8,提问：,无机盐的功能是什么？,1)辅基；,2)酶的激活剂；,3)特殊细菌的能源,；,铁细菌、硫细菌分别以铁和硫为产能物质。,4）维持一定的渗透压。,提问：无机盐的功能是什么？,9,考试1普遍问题,1.微生物大小?,0.1,mm,2.,微生物包括哪些生物？,考试1普遍问题1.微生物大小?0.1mm,10,（三）碳源和能源,1）碳源,种类？,有机物、无机碳化合物,随细菌不同，各有偏好,细菌,最喜好的碳源是？,供碳元素来源的物质,细菌细胞中的碳素含量占干物质质量的,50,左右,。细菌对碳素的需求量最大。,碳源作用,细胞的,碳骨架,、,大多,还是,能源物质,。,糖,尤其是,葡萄糖,及其多糖,（三）碳源和能源1）碳源 种类？供碳元素来源的物质 糖,11,2）能源,细菌的能源种类,化学能、光能,所有细菌细胞内能量传递体都是,ATP,营养型细菌分类,根据,碳源,不同,分为,无机营养有机营养,（或,自养异养,）,提问：,哪些物质可以产生化学能？,有机碳源,特殊的无机物,（如,S、Fe,),提问：,什么样的细菌利用光能？,含有,光合色素,2）能源细菌的能源种类所有细菌细胞内能量传递体都是ATP提问,12,无机营养细菌（,自养菌,）,无机（自养）,CO,2,、CO,和,CO,3,2-,提问：,能否也利用有机物呢？,绝大多数能，,“能吃苦也能享福”，优先利用,；,又根据,能源,不同,又分为,光能自养型,细菌和,化能自养型,细菌。,无机营养细菌（自养菌）无机（自养）CO2、CO和CO3,13,（1）光能自养细菌,（无氧有光）,只有,紫,硫细菌,和,绿,硫细菌,（1）光能自养细菌（无氧有光）只有紫硫细菌和绿硫细菌,14,紫硫、绿硫,细菌代谢方式,光照,CO,2,+,H,2,S,CH,2,O（,糖）+,H,2,O +,2S,菌绿素,（与叶绿素大同小异）,提问：,在自然界的作用是什么呢？,早期无氧地球，清除,H,2,S,毒物,（H,2,S,类似,植物光合作用,中的,H,2,O）,较洁净的光照池塘无氧臭（,H,2,S),区,紫硫、绿硫细菌代谢方式提问：在自然界的作用是什么呢,15,紫硫细菌,湖中4,m,硫化物,*这个深度紫硫细菌多?,紫硫细菌湖中4m硫化物*这个深度紫硫细菌多?,16,（2）化能自养细菌,（有氧）,提问：,什么是化能自养菌？,自养,碳源,CO,3,化能以,？,物质,氧化产能,S、H,2,S、H,2,、NH,3,、Fe,种类：,硫细菌,(硫化细菌和硫磺细菌)、,（,亚）硝化细菌,及,铁细菌、氢细菌,。,（2）化能自养细菌（有氧）提问：什么是化能自养菌？种类：硫,17,例如，,亚硝化细菌,进行有机物合成反应如下,2,NH,3,+2O,2,HNO,2,+4 H+619,千焦耳,ATP,CO,2,+4 H CH,2,O +H,2,O,提问：,化能自养,细菌能用于污水处理吗？为什么？,能，脱氨、脱硫；条件容易,例如，亚硝化细菌进行有机物合成反应如下提问：化能自养细菌能用,18,有机营养细菌（,异养菌,）,有机（异养）,以有机物为碳源,提问：,自养、异养菌哪种繁殖快？,“吃砖头和吃粮食的区别”,异养菌是,有机,污水处理的主角,根据,能源的不同,有机营养细菌（异养菌）有机（异养）以有机物为碳源根,19,（1）光能异养与化能异养,以有机物作为碳源和能源的的细菌。,绝大多数的细菌都属于化能异养菌,。,.,化能异养菌,以有机物作为碳源和能源的的细菌。.化能异养菌,20,不受氧气限制,，尤其,适于高浓度有机废水,（食品行业）的高效处理,(*红螺菌用于污水处理现状如何?),.光能异养细菌,（无氧有光）,光能+色素,有机物 +,CO,2,菌体,CH,2,O,小分子有机物碳源,主要指,红螺菌,（有氧无光时可化能异养生存）,提问：,在污水处理中的优势是什么？,问题：,与水分离困难，光照问题,嗜盐,红螺菌,大量滋生时的红盐田,不受氧气限制，尤其适于高浓度有机废水（食品行业）的高效处理(,21,提问：,人工投加,光合细菌,（,PSB,红螺菌,）有利于水产养殖，原因？,迅速转化毒物（,水族排泄物被细菌分解后的氨、有机酸,）为高蛋白的菌体，作为鱼的饲料，,且,不消耗氧,；,优势生长时能,抑制水族病原菌,的生长,提问：人工投加光合细菌（PSB,红螺菌）有利于水产养殖，原因,22,异养菌中有,腐生菌与寄生菌之分,腐生,分解腐烂的有机物生活,寄生,寄居在其他生物体内生活,提问：,致病细菌是属于什么类型？,兼有，属于兼性寄生菌,肺结核杆菌 痢疾志贺氏菌,以腐生为主兼营寄生的兼性寄生细菌，因而可以通过水源、食物传播，是水处理中需要监控和杀灭的对象。,异养菌中有腐生菌与寄生菌之分 肺结核杆菌,23,（四）氮源,提问：,哪些物质可作为细菌的氮源？,有机氮,（氨基酸和蛋白质）、,无机氮,（,N,2,、,NH,3,、,铵盐、硝酸盐）等,。,实验室中,有机氮源,蛋白胨,工业投加的细菌氮源？,尿素、粪便,（四）氮源提问：哪些物质可作为细菌的氮源？工业投加的细菌氮源,24,（五）磷源和硫源,磷源比较单一，主要是,无机磷酸盐或偏磷酸盐,。,硫源从还原性的,S,2-,化合物,、,元素硫,一直到最高氧化态的,S0,4,2-,化合物,，都可以作为硫源。,通常不缺,工业污水常补加,磷酸三钠,等。,（五）磷源和硫源磷源比较单一，主要是无机磷酸盐或偏磷酸盐。硫,25,（六）生长因子,种类：,嘌呤、嘧啶类、维生素类,作用：？,嘌呤和嘧啶参与合成核酸和辅酶；维生素，重要辅酶,多数细菌不存在生长因子问题。,只有少数细菌需要外界提供现成的生长因子，才能生长，如乳酸菌需要多种维生素，因此只能生活在这些物质供应充足的环境，如牛奶中、肠道。,必需，但不能自身合成的有机物,（六）生长因子种类：嘌呤、嘧啶类、维生素类必需，但不能自,26,在实际应用中还应注意,1.,营养要求小范围可改变,指细菌对碳源等的种类、数量,一定程度上可驯化,适应（酶的诱导、易变异）,2.,“营养要平衡”，存在一定比例搭配的现象,主要是指碳氮磷的比例关系，通常称,碳氮磷比,。,在实际应用中还应注意,27,（七）碳氮磷比,“营养平衡”,根瘤菌要求碳氮比为11.5：1,土壤中微生物混合群体要求碳氮比为25：1,污(废)水生物处理中,好氧微生物群体,(活性污泥)要求为,BOD,5,：N：P100：5：1,厌氧生物处理中的,厌氧微生物群体要求,BOD,5,：N：P350500：5：1,为了保证污(废)水(有机固体废物）生物处理要按碳氮磷比配给营养,。,（七）碳氮磷比“营养平衡”根瘤菌要求碳氮比为11.5：1厌,28,城市生活污水不存在营养不足的问题。但有的工业废水缺某种营养，当营养量不足时，应供给或补足。,如酒精废水缺,？,；,洗涤剂废水,？,N、P,缺,N,P,过剩,提问：,如何知道所处理的废水中营养物供应是否比例平衡呢？,先测、对比、试验验证,炼油废水,？,N、P,城市生活污水不存在营养不足的问题。但有的工业废水缺某种营养，,29,但如果工业废水不缺营养，就切勿盲目补充！,提问：,为什么？,过犹不及,“娇惯”,细菌往往先利用这类现成的容易被吸收、利用的有机物质，而不再利用工业废水中难以吸收、利用的有机物，从而导致细菌分解特殊有机物的能力下降,这与细菌驯化正好相反（反驯化）。,留意！,但如果工业废水不缺营养，就切勿盲目补充！留意！,30,细菌的生理特性ppt课件,31,二培养基,学以致用,养细菌,水、碳源、氮源、无机盐及生长因子等细菌及其它微生物,营养物质的合理配制物,二培养基学以致用养细菌 水、碳源、氮源,32,1.认识,化能自养菌,氧化硫杆菌,的,培养基,粉末状硫 10,g KH,2,PO,4,4g MgSO,4,0.5g,CaCl,2,0.5g (NH,4,),2,SO,4,0.4g FeSO,4,0.01g,水 1000,mL,（,自来水即可,）,提问：,其中各组分作用是什么？,空气中的,CO,2,能源,磷源、缓冲物,碳源是什么？,氮源,盐,也可补加一部分碳酸钠。,1.认识化能自养菌氧化硫杆菌的培养基 提问：其中各组分作,33,异养细菌,的培养基中至少有一种有机物，实验室中通常是葡萄糖,如一种大肠杆菌培养基,葡萄糖 0.5,g K,2,HPO,4,1g MgSO,4,0.2g,NaCl 5g NH,4,H,2,PO,4,0.4g,水 1000,mL,异养细菌的培养基中至少有一种有机物，实验室中通常是葡萄糖,34,2.配制,通常,？,加水,2.配制 通常？加水,35,3分类,提问：,根据哪些特性可以给培养基分类？,物理状态、用途、组分组成,(一)根据物理状态,固体,培养基、,半固体,培养基和,液体,培养基,1）液体培养基（,“汤”,）,废水也可看作是一种广义的液体培养基,3分类提问：根据哪些特性可以给培养基分类？,36,2）固体培养基（,“团”,）,人工做法,(与果冻方法一样),向液体培养基中加入,2左右的琼脂,，,加热至100溶解，40下冷却,并凝固,。,石花菜(红藻）,琼脂,琼脂主要,成份,半乳聚糖,，,分子量大，呈网状粘着力强,，溶解分散,（温度为96以上）,条状琼脂,粉末琼脂,2）固体培养基（“团”）人工做法(与果冻方法一样)石花菜,37,琼脂特性,A.,不能被绝大多数微生物利用、分解液化,；,提问：,有什么好处？,不作为额外碳源，干扰试验，,保持固体特性,B.,高压灭菌结构不被破坏,，且,颜色透明,不妨碍观察,；,C.,多数微生物在琼脂培养基,表面,生长并形成独立菌落,；,提问：,有何好处？,易于纯化分离,琼脂特性A.不能被绝大多数微生物利用、分解液化；C.多数微生,38,3）半固体培养基（,“膏”,）,半,流动性介于固体与液体之间,提问：,如何制作？,在液体培养基中加入,0.5%或更低浓度的琼脂,作用：？,半固体培养基,中,可以,融入少量的溶解氧,，因此这种培养基常,被用于培养在较低氧浓度环境下才能最佳生长的细菌。,天然的固体培养基,土豆块、培养真菌的麸皮、大米、大麦等。,3）半固体培养基（“膏”）半流动性介于固体与液体之间天然,39,（二）根据培养基组分,天然,培养基、,合成,培养基和,半合成,培养基。,1）合成,合成,纯化学试剂,2）天然,天然,？,纯生物制品(细胞提