《水处理微生物学》课程PPT教学课件（双语版）Section d Bacterial structure and function

Section D Bacterial structure and function 细菌的结构与功能 Archaea D5 The archaea Crenarchaeota Euryarchaeota 古细菌 Bacteria Eukarya Korarchaeota

Section D Bacterial structure and function 细菌的结构与功能 D5 The Archaea 古细菌 Bacteria Eukarya Archaea Crenarchaeota Euryarchaeota Korarchaeota

1. Current taxonomic status of the archaea 古细菌当前的分类地位 1.11977年卡尔沃申根据16sRNA的顺序提出了一个全新的界, 开始称为‘ Archaeabacteria’,后来改为‘ Archaea. 1.2古细菌可分为3部分 Euryarchaeota(广古细菌) Crenarchaeota(泉古细菌) Korarchaeota(初生古细菌)

1.Current taxonomic status of the Archaea 古细菌当前的分类地位 ◼ 1.1 1977年卡尔.沃申根据16sRNA的顺序提出了一个全新的界， 开始称为‘Archaeabacteria’ ，后来改为‘Archaea’. ◼ 1.2 古细菌可分为3部分： ◼ Euryarchaeota（广古细菌） ◼ Crenarchaeota（泉古细菌） ◼ Korarchaeota（初生古细菌）

2. Extreme habitats古细菌极端的生活环境 2.1古细菌能够生活在物理或者化学条件极其恶劣的环境下 emperature: Pyrolobus fumai will not grow below 90.C; The cryophilic archaea growing at temperatures bilow 4%C Salinity(盐度) pH: grow at pH 2; or grow at pH 10 7 2.2古细菌并不限于极限环境,在温和环境中也可以找到古细菌

2.Extreme habitats 古细菌极端的生活环境 ◼ 2.1 古细菌能够生活在物理或者化学条件极其恶劣的环境下。 ◼ Temperature: Pyrolobus fumarii will not grow below 90℃; The cryophilic Archaea growing at temperatures bilow 4℃. ◼ Salinity（盐度）: ◼ pH: grow at pH 2; or grow at pH 10; ◼ 2.2 古细菌并不限于极限环境，在温和环境中也可以找到古细菌

3 Methanogenesis甲烷的生成 3.1古细菌的能量代谢在许多方面与细菌合真核生物相同,但是 碳源新陈代谢的结果却是十分特殊的 CO2+4H2→CH4+2H20 CH3OH+H2→CH4+H20 4CH30H -CH4+2C02+ 2H20 CH3COoH+ H20- CH4 h2CO3 3.2上述所用代谢反应都与ATP的合成相联系,乙酸营养性的产能 最少,二氧化碳为基质的产能最多

3.Methanogenesis 甲烷的生成 ◼ 3.1 古细菌的能量代谢在许多方面与细菌合真核生物相同，但是 碳源新陈代谢的结果却是十分特殊的。 ◼ CO2 + 4H2 → CH4 +2H2O ◼ CH3OH + H2 → CH4 + H2O ◼ 4CH3OH → CH4 + 2CO2 + 2H2O ◼ CH3COOH + H2O → CH4 + H2CO3 ◼ 3.2 上述所用代谢反应都与ATP的合成相联系，乙酸营养性的产能 最少，二氧化碳为基质的产能最多

Section d Bacterial structure and function 细菌的结构与功能 D6 Growth in the laboratory 实验室培养

Section D Bacterial structure and function 细菌的结构与功能 D6 Growth in the laboratory 实验室培养

1 Growth media(生长培养基) ■1.1实验室中的细菌通常生长在液体培养基或者固体培养基中。培养基的 性质取决于细菌对营养的要求,细菌的种类很多,生长要求大相径庭。它 们有共同的要求: 水、能源、碳源、氮源、基本的无杋离子(磷、硫、钠、钙、镁、钾、铁) 许多微量元素(锌、锰、钼、钴、铜、镍、钨) 异养菌的能源和碳源可以由某些分子得到 1.2根据细菌对营养的要求,可以将其分成两类: 原养型( prototrophs):从上述基本成分中能够合成生活的所有物质,自然界 中的大多数微生物都能做到这一点。 营养缺陷型( auxotrophy):这一类微生物在生长过程中必须添加一些有机因 子,如维生素、氨基酸、含氮碱基

1.Growth media （生长培养基） ◼ 1.1 实验室中的细菌通常生长在液体培养基或者固体培养基中。培养基的 性质取决于细菌对营养的要求，细菌的种类很多，生长要求大相径庭。它 们有共同的要求： ◼ 水、能源、碳源、氮源、基本的无机离子（磷、硫、钠、钙、镁、钾、铁）、 许多微量元素（锌、锰、钼、钴、铜、镍、钨） ◼ 异养菌的能源和碳源可以由某些分子得到。 ◼ 1.2 根据细菌对营养的要求，可以将其分成两类： ◼ 原养型（prototrophs）：从上述基本成分中能够合成生活的所有物质，自然界 中的大多数微生物都能做到这一点。 ◼ 营养缺陷型（auxotrophy）：这一类微生物在生长过程中必须添加一些有机因 子，如维生素、氨基酸、含氮碱基

1 Growth media(生长培养基) 13培养基的分类: 限定培养基或者合成培养基( defined medium:含有特殊微生物生长基 本要求的确定成分,含有最低生长要求的培养基 天然培养基( complex mediun):含有不确定的成分如蛋白胨和酵母提取 液(氨基酸、维生素、糖和碱基),广泛适合微生物的生长。 ■选择培养基( selective medium):用于分离特殊的微生物类群,选择培养 基含有抑制非目的细菌生长的成分。如添加青霉素,分离出能够抗青霉素 的细菌。 ■鉴别培养基( enrichment):用于鉴别某些特殊的微生物类群,通常在培 养几种加入某种化学物质如染料,可以区分发酵乳糖的细菌和其他非发酵 乳糖的细菌。大肠杆菌发酵乳糖产酸,水中是否有大肠杆菌可以用这种方 法进行鉴别 1.4液体培养几种加入琼脂能变成固体培养基,琼脂不被细菌降解, 40~42℃C凝固,80~90℃融化

1.Growth media （生长培养基） ◼ 1.3 培养基的分类： ◼ 限定培养基或者合成培养基（defined medium）：含有特殊微生物生长基 本要求的确定成分，含有最低生长要求的培养基。 ◼ 天然培养基（complex mediun）：含有不确定的成分如蛋白胨和酵母提取 液（氨基酸、维生素、糖和碱基），广泛适合微生物的生长。 ◼ 选择培养基（selective medium）：用于分离特殊的微生物类群，选择培养 基含有抑制非目的细菌生长的成分。如添加青霉素，分离出能够抗青霉素 的细菌。 ◼ 鉴别培养基（enrichment）：用于鉴别某些特殊的微生物类群，通常在培 养几种加入某种化学物质如染料，可以区分发酵乳糖的细菌和其他非发酵 乳糖的细菌。大肠杆菌发酵乳糖产酸，水中是否有大肠杆菌可以用这种方 法进行鉴别。 ◼ 1.4 液体培养几种加入琼脂能变成固体培养基，琼脂不被细菌降解， 40~42℃凝固，80~90℃融化

表L啪王T乔甚例 限定培养基(介成培养基 天然培养其 胰胨-豆胨培养浟(B〕 大胸杆菌3 蓝细 (许多不同类型细菡) 葡萄糖 蛋白酹消化液(腿蛋卩胨) NaYo 人豆粉消化液(蛋亡胨 KH P Na 3-POd 葡萄糖 NaH, POa Nal MgSOA MaHEo M:O4 Peso FesO4 微量兀素 CaCl2(任选) Znso COcOa CusA 1)通常水中存在足够的微量元素

2. Environmental conditions for growth (生长的环境条件) 2.1温度:许多细菌都有最高生长范围、最低生长范围和最适生长范围 嗜冷微生物( psychrophiles):适合于-10°C,最适20℃C左右 嗜温微生物( mesophiles):适合15~45℃,最适37°C 嗜热微生物( thermophiles):适合30~75℃C,最氏55℃C 2.2氧浓度:细菌对氧的需求变化很大,一般有以下几类 好氧菌( aerobes):在有分子氧的条件下才能生长的细菌; 厌氧菌( anaerobes):生长不需要氧的细菌; ■专性厌氧菌( obigate anaerobes):有氧的条件下致死 兼性厌氧菌( facultative anaerobes):有氧条件下生长的更好,无氧的条件下也 能生长; 耐氧菌( aerotolerant):由氧无氧条件下生长情况一样 微好氧菌( microaerophilic:在正常大气氧浓度下(20%)受到损伤,只有在低 氧浓度下才能存活

2.Environmental conditions for growth （生长的环境条件） ◼ 2.1 温度：许多细菌都有最高生长范围、最低生长范围和最适生长范围。 ◼ 嗜冷微生物（psychrophiles）：适合于-10℃，最适20℃左右。 ◼ 嗜温微生物（mesophiles）：适合15~45℃，最适37℃ ◼ 嗜热微生物（themophiles）：适合30~75℃，最氏55℃ ◼ 2.2 氧浓度：细菌对氧的需求变化很大，一般有以下几类： ◼ 好氧菌（aerobes）：在有分子氧的条件下才能生长的细菌； ◼ 厌氧菌（anaerobes）：生长不需要氧的细菌； ◼ 专性厌氧菌（obigate anaerobes）：有氧的条件下致死； ◼ 兼性厌氧菌（facultative anaerobes）：有氧条件下生长的更好，无氧的条件下也 能生长； ◼ 耐氧菌（aerotolerant）：由氧无氧条件下生长情况一样。 ◼ 微好氧菌（microaerophilic）：在正常大气氧浓度下（20%）受到损伤，只有在低 氧浓度下才能存活

Aerobes Obligate Anaerobes Facultative Anaerobes Microaerophilic

Aerobes Obligate Anaerobes Facultative Anaerobes Microaerophilic