微生物课件专题知识讲座

第一章绪论主要内容环境微生物学、生物净化等概念环境微生物学研究内容微生物起源及进化第一节微生物学与环境一、环境与环境科学重点1.环境微生物学研究内容2.生物进化三个阶段及特点3.主要概念微生物课件专题知识讲座第1页自然环境：大气、水体、土壤、人类环境生态。社会环境：环境质量要素大气、水体、土壤、生态环境组成、结构和运行规律。环境问题实质环境质量改变问题。

环境是指以人类为主体外部世界，即人类赖以生存和发展物质条件综合体

宏观：研究人类社会经济发展与环境之间相互作用和影响；环境科学是研究人类与环境之间相互关系科学。微生物课件专题知识讲座第2页

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环境微生物学研究内容

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自然环境中微生物背景

是环境微生物学研究基础和出发点。环境微生物学是研究微生物与环境之间相互关系和作用规律，并将其应用于污染防治科学。二、环境微生物学微观：研究环境中物质，尤其是污染物质在生物体内迁移、转化和蓄积规律。重点：研究与人们健康直接相关生活环境和生产环境，因污染所致环境质量改变规律及其综合整改技术与方法。微生物课件专题知识讲座第3页着重考虑微生物及其活动，经过改变人类环境，对人类生活和生产影响。研究有害微生物在环境中生存方式和危害路径，并提出行之有效防治办法，

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微生物对环境污染与危害

微生物污染指有害微生物(如病原菌)污染水体、大气、土壤和食品等，影响生物产量和质量,危害人类健康现象

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微生物对“污染环境”净化与修复

生物转化

指生物经过对各种有机物吸收和代谢而改变其形态或转变为另一物质过程微生物课件专题知识讲座第4页

生物降解指土壤、水体和废水处理系统中微生物对天然和合成有机物破坏或矿化作用。(生物降解能力、有机物降解难易程度、有机物降解路径等。)

生物净化指生物类群经过代谢作用使环境中污染物数量降低，浓度下降，毒性减轻，直至消失过程。了解和掌握自然界生物净化基本规律并加以人工控制，以强化微生物净化功效。

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微生物在污染控制工程中应用

微生物课件专题知识讲座第5页

微生物监测

利用微生物个体、种群或群落对环境污染或环境改变所产生反应，阐明环境污染情况，从微生物学角度为环境质量监测和评价提供依据。

微生物评价

用微生物学方法评价环境质量现实状况及其改变趋势。第二节微生物起源与进化一、Oparin-Haldane生命起源假说

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微生物在环境监测与评价中应用

生物处理微生物参加下去除污染物工艺过程。微生物课件专题知识讲座第6页小分子无机物化学进化大分子有机物酶细胞膜原始生命光化学合成厌氧发酵放氧光合作用有氧呼吸

单细胞生物

低等多细胞生物高等多细胞生物生化进化小分子有机物能量大气圈厌氧状态形态进化好氧状态原核真核微生物课件专题知识讲座第7页二、微生物与植物和动物微生物课件专题知识讲座第8页三、微生物共同特点1.体积小，面积大2.吸收多，转化快3.生长旺，繁殖快4.适应强，易变异5.分布广，种类多微生物课件专题知识讲座第9页

复习思索题

1.名词解释：生物转化、生物净化、微生物污染、

生物降解等。

2.表解生物进化三个阶段。说明在生物进化中大气圈发生何种转折及其原因。3.环境问题实质。微生物课件专题知识讲座第10页第二章微生物主要类群主要内容

微生物形态、结构及生理特征

病毒研究意义

真菌、原生动物和藻类利用

原生动物、藻类主要类群

藻类和蓝细菌环境生态

重点1.微生物各主要类群种类、普通特征

2.产甲烷菌特征。

3.原生动物、微型后生动物在废水处理中作用；藻类和蓝细菌与富营养化关系。微生物课件专题知识讲座第11页

非细胞微生物

病毒

亚病毒：类病毒、拟病毒、朊病毒等

细菌绝大多数是真细菌古生菌

放线菌微生物

原核微生物

蓝细菌（三菌三体）立克次氏体衣原体

多寄生.致病

支原体(独立)

真菌

真核微生物微型藻类

原生动物

微型后生动物微生物学植物学动物学微生物课件专题知识讲座第12页第一节非细胞微生物——病毒一、病毒普通特征（一）形体极其微小（二）专性细胞内寄生（三）是非细胞大分子生物二、病毒研究意义

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防病治病

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发酵工业中预防噬菌体污染

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昆虫病毒用于生物防治虫害

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是分子生物学和生命科学研究理想材料。

三、病毒存活影响原因

物理原因温度、紫外线、射线、沉淀、吸附等微生物课件专题知识讲座第13页

化学原因pH、氧化剂和抗生素、少数细菌产生分解病毒酶类。第二节原核微生物一、细菌（一）形态和大小

（二）细胞结构

细胞细短、结构简单、胞壁坚韧、多以二分裂方式繁殖和水生性较强，大多形体微小。普通结构细胞壁、细胞膜、核物质、细胞质、内含物等。特殊结构荚膜、鞭毛、间体、载色体、芽孢等芽孢：一些细菌在不利环境条件下能在细胞内形成一个圆形卵圆形或圆柱形休眠体。微生物课件专题知识讲座第14页（三）菌落形态二、放线菌三、蓝细菌四、古生菌（古菌）多生活在极端生境中，营自养和异养生活。含有独特细胞结构，化学组成，酶作用方式。（一）产甲烷菌分类亚群I用H2／CO2、HCOO¯、CH3OH产生CH4，细胞壁含假胞壁酸。亚群Ⅱ用H2／CO2、HCOO¯、CH3OH／CO2产生

CH4，细胞壁不含假胞壁酸。能进行放氧性光合作用,有有固氮作用。微生物课件专题知识讲座第15页亚群Ⅲ

能生长于-N(CH3)+3或CH3COO¯培养基中（二）产甲烷菌特征1.形态结构特征(与真细菌相比)

细胞壁G+为一、二或三层，G¯为一层，含假肽聚糖不含肽聚糖。对青霉素和溶菌酶不敏感。

细胞膜主要由植烷甘油醚或二植烷甘油醚组成，不易水解，耐热性强。2.生理特征

碳源碳源较窄，只能利用乙酸和一碳化合物。

需生长因子尤其是B族维生素。

需微量元素如镍、钴和钼等。需独特辅酶如辅酶F420、辅酶M、CO2还原因子3.产甲烷反应4H2+HCO3¯

+H+→CH4+3H2O微生物课件专题知识讲座第16页4CH3OH

→3CH4

+CO2+2H2O4HCOO¯

+4H+

→

CH4

+3CO2+2H2O

CH3COO¯

+H+

→

CH4

+CO24CH3NH3++3H2O→3CH4+H2CO3+4NH4+

第三节真菌一、普通特征（一）形态大小酵母菌、霉菌和蘑菇都是某一类真菌俗称。（二）菌落特征（三）代谢与繁殖好氧呼吸和发酵，异养，只吸收溶解状态营养物。孢子(有性、无性)繁殖。微生物课件专题知识讲座第17页二、真菌利用分解有机物质非常活跃，能只利用无机氮，能降解难于降解碳源(芳香族)，在形成土壤和腐殖质、自然界净化过程和废水生物处理、发酵工业、食品加工等方面起主要作用。有些可直接食用或是珍贵药剂或滋补品。第四节原生动物微生物课件专题知识讲座第18页二、原生动物营养与繁殖

形态多样，大小多为几十-300μm。不具细胞壁；细胞质膜软而薄，或硬而厚。细胞膜虽柔软，但能保持其形状；真核，一或多个。可形成不一样“胞器”，用其进行摄食、呼吸、排泄、生殖等生命活动。一、原生动物形态与结构

营养——异养多严格好氧，但也有严格厌氧。

营养类型

摄食方式渗透型营养：吸收溶解性物质。吞噬型营养：吞噬颗粒型食物。

微生物课件专题知识讲座第19页

全动性营养以其它生物和有机颗粒为食

植物性营养利用光、CO2和水合成有机物

腐生性营养以体表吸收环境或寄主中可溶性有机物为主。

繁殖方式

1.无性繁殖

二分裂、多分裂、出芽生殖。微生物课件专题知识讲座第20页2.有性繁殖

3.休眠体(又称孢囊)抵抗不良环境三、原生动物主要类群原生生物界原生动物亚界

肉鞭动物门

（纤毛门、盘蜷门、顶复门、微孢子门、囊孢子门、粘体门）微生物课件专题知识讲座第21页1.鞭毛虫纲

营养类型全动性营养、植物性营养、腐生性营养。

生活环境自然水体中，喜在多污带和α-中污带生活。污水生物处理系统中，活性污泥培养早期或在处理效果较差时鞭毛虫大量出现。

形态结构

几-几十μm，含有鞭毛。多独立生活，也有群体生活。繁殖方式微生物课件专题知识讲座第22页

形态结构有伪足(运动、摄食)形体小，表面仅有一层薄膜，无色透明，无固定形态。有有一层硬壳。无胞口和胞咽等结构。2.肉足虫纲

二分裂生殖。形成孢囊。

营养类型多全动性营养；少数寄生生活。繁殖方式太阳虫微生物课件专题知识讲座第23页无性生殖(分裂、出芽)为主，形成孢囊普遍

生活环境

自然水体中喜在α-中污带或β-中污带中生活。污水生物处理系统中，在活性污泥培养中期或大负荷处理系统中出现。

3.孢子虫纲

严格寄生，无运动器，滑动方式运动。异养（经过寄主细胞渗透吸收）。生活史有有性世代与无性世代交替。

4.纤毛虫纲

有纤毛（运动、摄食）。营养类型全动性营养。繁殖方式无性生殖：二分裂，少数出芽生殖和复分裂有性生殖：接合生殖。类型及生活环境微生物课件专题知识讲座第24页

游泳型α-中污带和β-中污带，少在寡污带中。污水生物处理中，在活性污泥培养中期或污水处理效果较差时出现。固着型喜在寡污带中。污水生物处理中，在水体自净程度高、污水生物处理效果好时出现。吸管型多数出现在β-中污带，少数出现在α-中污带和多污带。污水生物处理效果普通时出现。微生物课件专题知识讲座第25页四、原生动物在废水（污水）处理中作用

(一)对废水（污水）净化作用

①大量吞噬游离细菌和颗粒状悬浮物，对细菌类群进行选择。(聚集成絮状细菌存活)微生物课件专题知识讲座第26页②促进生物絮凝作用，活性污泥有良好沉降性③可直接利用溶解性有机物净化污水。（二）作为废水（污水）处理指示生物厌氧环境变形虫、鞭毛虫较能忍受，多出现在大负荷量处理系统中，或处理系统运行起始阶段。如三角鞭毛虫。溶氧不足处理效果恶化，纤毛虫游泳型突增、固着型降低或虫体表现不正常。如细湿藓豆形虫、油鲽钟虫大量生长。溶氧适当正常污泥负荷和供氧良好时，固着型纤毛虫大量出现。如有肋楯纤虫、近绿游仆虫、狭缩盖虫、钟虫类、吸管虫类等。微生物课件专题知识讲座第27页第五节藻类(显微)

硫含量高时累枝虫正常生长。

一、形态与结构单细胞或多细胞，形态各种多样。含叶绿体和光合色素，光合自养或异养。有真核细胞普通特征。细胞壁由纤维素与果胶质组成。展现不一样颜色

营养特征——自养

光光合作用通式CO2+2H2O[CH2O]+H2O+O2↑

特点水作为供氢体并释放氧气。

生活条件

温度分为广温性和狭温性。二、生理特征微生物课件专题知识讲座第28页pH值生长pH值范围为4-10，最适值6-8。光照水深处或水受悬浮物污染时，光照可成为生长限制原因。三、分类繁殖营养繁殖、无性繁殖、有性繁殖。

绿藻单细胞或多细胞，含叶绿素a、b，叶黄素和β-胡萝卜素。可产生游动孢子。多淡水生。有净化作用，是指示生物，一些种类与水体富营养化相关。裸藻单细胞，无壁，有表膜和鞭毛。载色体含叶绿素a、b，三种叶黄素和β-胡萝卜素，呈绿色或无色。有种类可吞噬食物。形成水华，是水体富营养化指示生物。金藻（含硅藻）单细胞和多细胞，含较多胡萝素，黄绿到褐色，金藻可产生鞭毛。淡水生、海水生和陆生微生物课件专题知识讲座第29页

硅藻两侧对称和中央辐射状图样。胞壁内层果胶质膜，外层硅质壳。水体优势藻类之一，可引发“赤潮”藻类。

甲藻单细胞，许多表质膜上覆盖有壳。含色素体(叶绿素a、c，甲藻黄素.β-胡萝卜素等)，可行光合自养，也可捕食。可在海水、碱性水、淡水中生活。

“赤潮”产生主要肇事者。

褐藻和红藻组织结构高度分化。

主要存在海水中。

四、藻类和蓝细菌环境生态1.磷酸盐、无机氮常是地表水藻类限制性底物

富营养化以氮、磷为主营养物进入水域形成污染。微生物课件专题知识讲座第30页2.环境中氧、CO2、pH影响

生物软化作用水质硬度较大湖中，因为光合作用对CO2消耗，推进Ca(HCO3)2→CaCO3↓+H2O+CO2↑反应，形成CaCO3沉降到湖底，这一过程称为~~。

湖底厌氧，水质恶化，无机物以还原态存在。

有机物降解耗氧，产生CO2，pH较低。Fe2+和Mn2+等金属离子浓度比在湖上层高得多。白天光合作用放氧(溶氧过饱和)，耗CO2，pH上升。夜间呼吸作用耗氧，放CO2，pH下降。

水表面氧浓度较高，无机物以氧化态存在。3.环境中温度影响

夏季上：水温较高，溶解氧较高。湖水分层

中：斜温层，温度快速下降薄层。

下：水温较低，溶解氧较低。微生物课件专题知识讲座第31页秋季

湖水分层消失，上下层含氧量靠近，湖水性质均一。

4.对营养特殊要求

藻类和蓝细菌一些种类需提供某种物质，如维生素、SiO2、高盐等。五、藻类利用藻类生长正面影响

氧化塘废水处理工艺：有机污染物→藻类细胞（生物物质）。

细菌

藻类

有机污染物

无机物