第十三章海洋微生物的基礎(chǔ)知識

1第一節(jié)海洋微生物的種類

一、海洋古菌（1）古菌分類①海洋浮游古菌浮游古菌分布浮游古菌種類、數(shù)量2②海洋沉積物中古菌研究方法：核酸雜交、PCR擴增種群和數(shù)量豐富度3③海洋附著或寄、共生古菌我國南海海綿體內(nèi)共生古菌分離出8株古菌，分屬5個屬，與當(dāng)前基因庫中收錄的古菌16SrDNA序列比較，相似性均不超過90%.4(2)古菌在海洋中分布生活環(huán)境①傳統(tǒng)觀點②古菌在海洋分布的影響因素5

（3）古菌細(xì)胞結(jié)構(gòu)①細(xì)胞形態(tài)：球、桿、螺旋②細(xì)胞結(jié)構(gòu)：具備原核細(xì)胞的特性具有細(xì)胞壁的古菌在細(xì)胞壁之外具有獨特的外膜表面結(jié)構(gòu)獨特的核糖體、獨特的細(xì)胞壁和質(zhì)膜61，嗜鹽古菌①嗜鹽微生物分類7②嗜鹽菌嗜鹽機制嗜鹽古菌細(xì)胞壁成分嗜鹽古菌可以調(diào)節(jié)滲透壓嗜鹽古菌的酶在低鹽中變性失活紫膜的H+泵作用和排鹽作用8③嗜鹽菌的應(yīng)用嗜鹽菌處理含鹽有機工業(yè)廢水嗜鹽菌在鹽田中的應(yīng)用制作光電元件92，嗜熱酸古菌（1）嗜熱古菌①嗜熱古菌分類中度嗜熱菌嗜熱菌超嗜熱菌10②嗜熱機理細(xì)胞膜中脂類物質(zhì)嗜熱菌蛋白和酶的動態(tài)平衡學(xué)說嗜熱菌蛋白質(zhì)肽鏈氨基酸組成嗜熱菌蛋白中的空間相互作用嗜熱菌蛋白或酶的化學(xué)修飾核酸的耐熱機理11③嗜熱古菌應(yīng)用嗜高溫酶在工業(yè)中的應(yīng)用發(fā)酵工業(yè)微生物采油高溫廢水處理12（2）嗜酸古菌①嗜酸菌分類根據(jù)最適生長溫度分跟據(jù)碳源分13A，化能自養(yǎng)嗜酸菌B，化能異養(yǎng)嗜酸菌14②抗性機理A，嗜酸機理：細(xì)胞膜上的脂類物質(zhì)B，耐重金屬離子機理：具有重金屬離子主動排出的機制通過特殊蛋白結(jié)合重金屬離子降低毒性調(diào)節(jié)蛋白結(jié)構(gòu)使對重金屬離子不敏感特殊的轉(zhuǎn)化重金屬離子成無毒價態(tài)的酶15③嗜酸古菌應(yīng)用濕法冶金重金屬污染廢水、土壤的凈化163，產(chǎn)甲烷古菌（1）產(chǎn)甲烷菌的發(fā)現(xiàn)（2）產(chǎn)甲烷菌的分類①最適生長溫度分②營養(yǎng)類型分：H2\CO2營養(yǎng)型、乙酸營養(yǎng)型、甲基化合物營養(yǎng)型（甲醇、甲基胺、甲基硫）17（3）產(chǎn)甲烷菌的生化機制18（4）產(chǎn)甲烷菌的應(yīng)用廢棄物厭氧消化高濃度有機廢水處理沼氣發(fā)酵19二、細(xì)菌細(xì)菌結(jié)構(gòu)特點20微生物基本營養(yǎng)類型21（一）光能自養(yǎng)菌光合作用CO2+H2A→（CH2O）+2A+H2O22光電子受體電子供體231，不產(chǎn)氧光合細(xì)菌紫細(xì)菌（變形菌）、綠細(xì)菌硫細(xì)菌電子供體：H2S,S,SO32+非硫細(xì)菌電子供體：H2,CH3CHOHCH3,CH3CHOHCOOH特點：①厭氧或兼性厭氧②光合色素為細(xì)菌葉綠素242，產(chǎn)氧光合菌藍(lán)細(xì)菌、原綠菌電子供體：H2O特點：①好氧②固氮作用③光合色素為葉綠素253，光能自養(yǎng)細(xì)菌的應(yīng)用（1）作為單細(xì)胞蛋白在養(yǎng)殖上的應(yīng)用光合細(xì)菌菌體無毒，富含營養(yǎng)物質(zhì)，蛋白質(zhì)含量高達60-65，還含有多種B族維生素及泛酸、葉酸、輔酶Q等生理活性物質(zhì)。26(2)在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用①固氮，增加土壤肥力②降解農(nóng)藥殘留、硫化氫和胺類有毒物質(zhì)③具有一定抗動植物病蟲害能力27（3）在廢水處理上的應(yīng)用光合菌能耐受紫外線、高鹽、氰、酚、氯、重金屬等具有毒性的物質(zhì)，可以在比較惡劣的環(huán)境下發(fā)揮其處理有機廢水的作用。28（4）在新能源生產(chǎn)中的應(yīng)用氫酶：2H++Dred→H2+Dox

29固氮酶：N2+8H++8e?+16ATP→2NH3+H2+16ADP+16Pi

30（5）光合細(xì)菌在其他領(lǐng)域的應(yīng)用①天然色素提取②光合細(xì)菌微生態(tài)保健制劑31（二）化能自養(yǎng)細(xì)菌1，硝化細(xì)菌32332，硫化細(xì)菌343，甲烷氧化細(xì)菌

（CH2O）nCH4CO235甲烷氧化細(xì)菌產(chǎn)甲烷菌（三）化能異養(yǎng)細(xì)菌1，革蘭氏陽性菌G+多存在于海洋沉積物和海洋共生系統(tǒng)中。①放線菌具有豐富的次級代謝產(chǎn)物，海洋中放線菌多為陸源，②芽孢桿菌362，革蘭氏陰性菌G-多存在于海水中，海洋生物腸道中，好氧或兼性厭氧，是海洋化能異養(yǎng)原核生物中最大且最多樣的一類，常見有假單胞菌、弧菌、螺旋菌、柔膜菌等37三、真核微生物真核微生物