真核細胞型微生物真菌.ppt

第二章 真核細胞型微生物 2.1真菌 Fungus,是屬于微生物中的一大類群，菌體有多細胞分枝狀和單細胞，個體比細菌個體大而復雜得多的真核微生物，具有核膜完備的細胞核，在細胞構造與繁殖方式上與藻類相似。 真菌不含葉綠素，不能進行光合作用，靠腐生和寄生生活。它與原生動物主要區(qū)別在于：真菌有比較堅硬的細胞壁，而原生動物則無細胞壁。 真菌的種類很多，約有12萬余種，分別歸于霉菌、酵母及蕈菇（傘菌、食用菌）中。 蕈（xn徇）；覃(tn譚)； 覃（qn秦姓） 2.1.1霉菌Mold 是一種真菌能利用無機氮作氮源適于在酸性環(huán)境中繁殖的多細胞微生物。 它在醫(yī)藥、化學、紡織、食品等工業(yè)中都得到廣泛應用。在發(fā)酵工業(yè)用霉菌生產酒精、有機酸（檸檬、葡萄糖酸）、抗生素、酶制劑（淀粉酶、蛋白酶、纖維酶）、維生素及甾體激素等；有些霉菌又是動植物的病源菌，在潮濕的環(huán)境中可使棉、毛、絲、麻、皮革、布匹幾乎所有的生活用品、工業(yè)品等多種物質發(fā)霉、腐爛、變質，禍害很大。 霉菌能利用多種含N物質如銨鹽、硝酸鹽、氨基酸、膠胨及蛋白質作氮源；以淀粉、糖類、醇、脂肪、高級石臘等有機物作碳源。Fe、Zn、Cu、Mn、Mo促進霉生長也是必不可少的微量元素，是比較能耐酸、堿的微生物。,形態(tài)：絨毛狀或疏松的棉花狀，孢子具有各種不同顏色。 個體形態(tài) 霉菌是多細胞真菌的代表，菌體是由許多菌絲組成的菌絲體。其菌絲有兩部分：一部分伸入基質內部（即培養(yǎng)基內部）或漫生于培養(yǎng)基表面吸取營養(yǎng)的營養(yǎng)菌絲；另一部分是伸于基質上空稱為氣生菌絲，它可產生孢子，進行繁殖，包括無性繁殖和有性繁殖。 無性繁殖分裂出各種孢子：分生孢子、孢囊孢子、厚生孢子、節(jié)孢子 有性繁殖兩細胞質融合生出各種孢子。 2. 菌落特征 與放線菌相似，菌落由分枝狀菌絲組成。菌絲較長形成的菌落為絨毛狀。絮狀或蜘蛛網狀，一般比細菌菌落大幾倍到幾十倍。孢子可有不同形狀的構造和顏色。 3工業(yè)上常用霉菌的形態(tài)及特點。 曲霉 Aspergillus 種類很多。目前在發(fā)酵工業(yè)上應用的霉菌大都是曲霉。 根霉Rhizopus 菌絲向四周蔓延，形成密密的棉絮狀的蔓絲而充滿著整個基礎表面，形成葡萄枝狀（孢子是梨形），與此派生出與根霉相似的梨頭霉用于甾體激素生產。 青霉、稻草霉、盤尼西林 Pcnicillum 青霉菌中的藍青霉和黃青霉素的重要菌種。孢子成掃帚狀，青霉十分接近曲霉，在自然界中土壤里廣泛存在。 毛霉 Mucor 形態(tài)與根霉相似，存在于腐敗植物、果實、面包等。 木霉 Trichoderma 分布很廣。在腐爛木材、植物殘體、種子、土壤、有機肥料均有存在。分解木質素。用以木代糧菌種的培育與生產。,綠色木霉是產生纖維素霉的主要菌種。木霉菌絲由葡萄枝生出直立的分生孢子柄、孢子盤根錯節(jié)，繁殖很快。 赤霉 Gibberllin 原是一種植物致病菌，又稱水稻惡苗菌?！?20”是它的代謝產物，又稱赤霉素。近年來“920”在醫(yī)藥上得到應用。 菌體由有隔膜菌絲組成。原始菌株能產生大量長橢圓形小分生孢子，有時也產生鐮刀形大小分生孢子，又稱鐮刀菌。通常用的生產菌種在固體培養(yǎng)基上，生成白色菌絲體絨毛狀。 2.1.2 酵母菌 yeast 是一種單細胞真菌，可看作是真菌中的特殊形態(tài)。 、形態(tài)和結構 酵母菌是一種適應于在碳水化合物、高糖份偏酸性環(huán)境中生存的微生物。工業(yè)發(fā)酵就是用淀粉、蔬菜、糖作原料，在食品、化工、醫(yī)藥工業(yè)中得到廣泛應用。 酵母菌又分發(fā)酵型和氧化型兩種。發(fā)酵型的多用于發(fā)酵工業(yè)。氧化型的用于石油加工工業(yè)，工藝過程中的脫蠟，降低石油凝固點，對石油煉制廢水的去油降酚起積極作用。 大多數以單細胞狀存在。在特殊條件下，生成的芽體互相連接形成樹枝狀，芽體延長像菌絲（假絲），細胞大多數是卵圓形，細胞核有明顯的核膜。 酵母菌的細胞結構與細菌相似，但比細菌細胞大得多。一個橢圓形的酵母菌細胞長約7.2um，寬5.6nm(圓形直徑15um) 繁殖 分為無性繁殖、有性繁殖。 芽殖 白芽母細胞的一端突起，進行分裂，芽長大，脫落。 裂殖 菌體直接進行分裂繁殖。,有性繁殖 先形成子囊孢子、生子囊孢子及其數目是鑒定酵母菌的依據之一。工業(yè)上可利用生子囊孢子進行雜交育種。 菌落特征 表面濕潤、粘稠，大多數是乳白色，少數紅色（紅酵母），在固體培養(yǎng)基上生長時間長了，顏色變暗，呈縐縮狀。 酵母的生理特性發(fā)酵 工業(yè)發(fā)酵：食品、釀酒，面包、醋、醬、魚露等。 醫(yī)藥：菌體蛋白、凝血質、核糖核酸、酵母、細胞色素丙、輔酶甲、核苷酸、蛋白酶、維生素。 化工：乙醇、甘油、甘露醇、有機酸、丙酮、乙醚、甲醛。 環(huán)保：厭氧消化、垃圾無害化、堆肥技術。 發(fā)酵過程主要是利用含糖、淀粉或碳水化合物作原料，不同種類的酵母菌對各種糖類的發(fā)酵能力不同，根據這一特性可以鑒別酵母中的不同種類。 2.2 藻類 algae 是低等植物中的一大類群，與高等植物不同的是藻類細胞分化比較低級，大多數藻類個體微小屬于微生物范疇。 藻類具有葉綠素，有植物光合作用的功能，但無根、莖、葉的分化，生殖也比較低級。個體又小必須借助于顯微鏡才能觀察到菌落。主要為水生生物，廣泛存在于湖泊及海洋中。 單細胞藻類主要存在于水的上層，浮游于水體中。稱浮游生物或浮游植物（phytoplankto）.在自然界水生生態(tài)系統(tǒng)中藻類是初級生產者，是水生食物鏈中的關鍵環(huán)節(jié)，促進或保持水體自然生態(tài)平衡。但在N、P過剩時藻類異常繁殖又使水體惡化。即造成富營養(yǎng)化形成赤潮或水華。近年來由于西太平洋海域受副熱帶高壓控制，氣溫升高造成的干旱、河流徑流量大幅度減少，從東海、南海至大片海域形成大面積赤潮受害嚴重。,2.2.1 形態(tài)與構造 有單細胞、多細胞，具真核細胞微生物一般特性。形態(tài)多種多樣，單球藻、鏈球藻、絲狀、堆球狀等。能運動，具有葉綠素a、b、c、d、-胡蘿卜素、葉黃素等。 2.2.2 生理特征 具綠色植物特性的光合作用，以水作為供氫體。并釋放氧氣。光合作用必須有葉綠素a參與，這一特性與高等植物及藍細菌（藍藻）均屬此類。 藻類原生質組成C106H263O110N16P以無機N、P的營養(yǎng)，除利用CO2外還需S、P、Mg等合成藻體蛋白質。以N、P需求最多，屬需氧微生物，有氧呼吸，白天產生光合作用產氧量大，夜間僅有呼吸作用，不產生光合作用，水體溶解氧不斷下降。由藻類原生質組成可知，水體中少量的NO-3-N(7.2gN)和磷(1gP)產生大量的藻類（115g）。由于熱力學作用，水體在高溫季節(jié)呈現分層現象，即上層水曖比重小，下層水冷比重大，如果此時水體富含N、P的有機污水，則造成藻類暴長而形成赤潮（水華）；但當藻類代謝（即藻類生成的逆反應）時，要分解1個分子的藻卻要消耗138個分子的氧。可知藻類代謝耗氧是驚人的。此時容易造成水體腐敗發(fā)臭，水質惡化，產生的胺、酮、硫醇、吲哚等惡臭有害物質，使魚、蝦大量死亡，也危害人的健康。 藻類生長pH=68，絕大多數藻類是中溫性的，但有的在85的溫泉中大量繁殖，有的在長年不化的冰上生長，生殖力是很強的。,2.2.3 藻類常見代表 1、綠藻 含葉綠素及少量胡蘿卜素及葉黃素。細胞呈草綠色，在水中浮附著在固體基質或動植物體上繁殖，有無性繁殖和有性繁殖。在流動的和靜止的水體，土壤中和樹干上都能生長，有的與真菌共生形成地衣。 綠藻中的柵藻屬（又稱螺旋藻），小球藻屬的菌富含蛋白質可供人食用和作動物飼料，在生理生化、制藥等有重要價值。并可作宇航的供氧體，還可制藻膠。在水體自凈和污水處理中起凈化和指示生物的作用。 2、單細胞和單細胞群體，其細胞壁由硅質（SiO2xH2O）和果膠質組成。硅質在外層，細胞內有一個核和兩個以上的色素體，含葉綠素和藻黃素，-胡蘿卜素。硅藻呈黃綠色和黃褐色，貯存物為淀粉（用碘處理為棕色）和油類。繁殖方式為縱分裂和有性生殖。分布很廣，受氣候、鹽度和酸、堿度的制約。所以種屬有明顯的地域性，有的種可作土壤和水體鹽度、腐殖質含量和酸堿度的指示生物。浮流的硅藻是水中動物食料，是水體中的生產者，起最基底的食物鏈對水體的生產力起重要的作用。代謝死亡沉積形成硅藻土作過濾劑和分子篩材料和其它化工原料。 3、藻 多為單細胞的個體，呈三角形，球形。前后端有突出的角，有的有鞭毛，多數有細胞壁，少數為裸型的，細胞核大，有核仁和核內體。含葉綠素a，-胡蘿卜素，甲藻黃素，硅甲黃素，藻體呈黃綠色或棕黃色有的呈紅色。貯存物為淀粉和脂肪。有裂殖和分生孢子裂殖。在適宜的光照和水溫下富含N、P的水體能使甲藻在短期內大量繁殖造成海洋“赤潮”和湖泊“水華”。 甲藻是重要的浮游生物。代謝產物沉積海底，經長期地質作用形成石油或油地層化石。 甲藻喜酸性環(huán)境，當其大量繁殖時影響?zhàn)B殖業(yè)，甲藻產毒積于貝類使人體中毒。 藻類的功過 藻類是地球遠古生物之一，在生命演化地質地理環(huán)境的變遷，使早期地球還原性大氣轉變?yōu)楦谎醯拇髿庾兓衅鹬匾饔?。因藻類具有植物光合作用功能，利用CO2吸收,水分通過葉綠素的催化作用，接收水中的氫，并將水中的氧離子轉化放出氧氣，以補充大氣中的氧；另方面因藻類，尤其綠藻，小球藻等所含的蛋白質在食品、制藥、發(fā)酵工業(yè)、化學工業(yè)中具有寬廣的開發(fā)，利用前景。因此藻類在生態(tài)環(huán)境、生物工程、環(huán)境保護中具有重要意義。但如果水體中N、P過剩，產生富營養(yǎng)化，導致藻類過旺繁殖，則形成赤潮水華，又會使海洋湖泊水體生態(tài)遭受破壞。 2.3 原生動物 Protozoa 原生動物是動物中最原始、最低等、結構最簡單的單細胞動物浮游生物。因其體形微小，在10300um之間，在光學顯微鏡下觀察才可見。微生物學把它歸于微生物范疇。 原生動物是在水體中細菌呈正常生長代謝，并在水體中保持一定的溶解氧的情況下才出現，所以在生化法處理廢水時，若水體中出現原生動物，則標志著生化處理運行正常，而且意味著水質好轉，水中溶解氧增加。 2.3.1 形態(tài)與構造 單細胞，沒有細胞壁，有細胞膜、細胞質，有分化的細胞器，細胞核，具有核膜，屬真核微生物，有獨立生活的生命特征和生理功能。如攝食、營養(yǎng)、呼吸、排泄、生長、繁殖、運動及對刺激的反應等。 2.3.2 營養(yǎng)與繁殖 1、全動性營養(yǎng)型 吞食其它生物，如細菌、放線菌、酵母菌、霉菌、藻類，比自身小的原生動物和有機顆粒。絕大多數原生動物為全動性營養(yǎng)性，是異養(yǎng)型微生物。 2、植物性營養(yǎng)型 有色素的原生動物，如綠眼蟲、衣滴蟲含光合作用色素，能像植物一樣合成有機物供自身營養(yǎng)。 3、腐生性營養(yǎng)型 鞭毛蟲和寄生的原生動物借助體表的原生質膜吸收環(huán)境和寄主中的可溶性的有機物為營養(yǎng)。 原生動物的繁殖分為無性繁殖和有性繁殖。,2.3.3 常見代表（原生動物有15000余種） 1、肉足蟲 肉足綱 變形蟲 太陽蟲 輻球蟲 2、鞭毛蟲 鞭毛綱 眼蟲 油滴蟲 粗袋鞭蟲 3、纖毛蟲 纖毛綱 草履蟲 腎形蟲 漫游蟲 4、吸管蟲 吸管綱 足吸管蟲 殼吸管蟲 5、鐘蟲 鐘蟲綱 大口鐘蟲 小口鐘蟲 念珠鐘蟲 在水的生化處理中，常以原生動物的群類比例作為污水凈化指標，當水體中出現原生動物時，說明水質好轉，可養(yǎng)魚、養(yǎng)鴨。 2.4 微形后生動物 Metozoa 后生動物是原生動物以外的多細胞動物的統(tǒng)稱，原意是在原生動物之后，當在水體中溶解氧進一步升高時才出現的微生物。在天然水體、廢水生物處理構筑物的底泥中都能見到，主要的有： 1、輪蟲 輪蟲綱 長0.044mm.多數在0.5mm左右。卵生。以細菌、霉菌、酵母菌、藻類、原生動物及有機顆粒為食。在動物學中稱雜食性，在水中組成食物鏈，它又是水生動物的食料。 2、線蟲 線蟲綱 有寄生的和自由生活的。體形小，在1mm以下，卵生。其營養(yǎng)類型有腐生性。以動、植物殘體及細菌為食；植食性，以綠藻和藍藻為食；肉食性，以輪蟲或其它線蟲為食。有好氧和兼性厭氧型。兼性厭氧的在缺氧時大量繁殖，是水凈化程度的指示生物。 3、浮游甲殼 數量大，種類多。是魚類基本食料，也是河流污染和水體自凈的指示生物。廣泛存在于淡水和海洋中，以淡水種類為多。 卵生而且血液中含血紅素，生存需要溶解氧，在污水中溶解氧低血紅素含量高，顏色深，清水中溶解氧高血紅素含量低，顏色淺，是適應環(huán)境的表現。,4、寡毛類動物 屬寡毛綱，比輪蟲、線蟲高級。身體細長分節(jié)，每節(jié)兩側長有纖毛，靠爬行運動。主要種群有瓢體蟲、顫蚓蟲及水絲蚓等屬環(huán)節(jié)動物。在污水生化處理二沉池出水中出現的多為紅斑瓢體蟲。它的前端腹面有纖毛，是捕食器官。雜食性，主要吞食污泥中有機碎片和細菌。最適宜溫度20，6以下活力降低并形成胞囊。顫蚓和水絲蚓為河流湖泊底泥的指示生物。當它們在水體中出現時，說明水質好轉。顫蚓、水絲蚓長38mm，肉眼可見，多為紅色，形狀很像蚯蚓，供魚類食料。 5、苔鮮蟲 屬苔鮮動物 種類很多，生活在海洋中，有菊皿苔蟲、白藻苔蟲和鞭須苔蟲等。它喜歡在較清潔，富含藻類，溶解氧充足的水體中生活，能適應各地帶的溫度，廣泛分布在世界各地。生長溫度最適宜在2528。在生物濾池中，附著在填料上，與鐘蟲、聚縮蟲、蓋纖蟲等有粘性尾柄的原生動物聚集在一起，具有一定的吸附作用，并吞食水中微型生物和有機物，對水體凈化起積極作用，但若過度繁殖會阻塞管道，降低流速。 6、羽苔蟲 群體聚集成樹枝狀或固著于填料或構筑物水渠管網中，有許多分枝，每個分支是一個個體，呈圓柱形。其前端由許多觸手組成的觸手冠，其后是類螅體形成腸體狀，吸食水中藻類細菌和有機顆粒。觸手冠伸出蟲室攝食，受刺激后縮進蟲室內。 羽苔蟲多數雌雄同體，有性繁殖，也有無性繁殖和芽殖，由于外出芽而形成很多分支，在顯微鏡中可觀察到45個分支。羽苔蟲有休眠芽，冬季母體死后休眠芽破壁而出，水中漂浮明年春季發(fā)育成新的羽苔蟲個體，在污水生化處理中也起積極作用。,第三章 非細胞結構的超微生物病毒,非細胞型微生物主要為病毒virus 病毒不具有細胞結構。大多數是核酸與蛋白質組成的大分子。而且 只含有DNA或RNA一種類型的核酸。它們的體積極小。能通過細胞過 濾器，須借助電子顯微鏡才能看見。它們專性寄生，沒有獨立的代 謝活動。只是在其寄生主體內才表現生命的特征。因此病毒可以概 括為超顯微的，不具細胞結構的。專性細胞寄生的微生物。 3.1 病毒的形態(tài)和大小 病毒的體積大小差別很大，大多數比細菌小得多，有球形、磚形、桿形、多面體形蝌蚪狀等。 動物病毒以痘病毒 poxvius 最大為磚形100200300nm；口蹄病毒最?。╢oot-and-mouth disease virus）直徑為22nm. 植物病毒以馬鈴薯Y病毒 potato virus 最大75012nm，最小的南瓜花葉病毒 squash mosaic virus 22nm。 3.2病毒的化學組成與結構 大多數病毒的化學組成為蛋白質和核酸。少數幾種叫大病毒含有脂類，多糖等。,3.2.1病毒的化學組成 （1） 蛋白質它是病毒的主要成分，功能是構成病毒的外殼，保護病毒核酸。決定病毒感染的特異性，使病毒與敏感細胞表面特定部位有特異親和力。使病毒牢固地吸附在敏感細胞上，病毒蛋白質還具有致病性，毒力及抗原。 （2） 核酸病毒核酸。即核糖核酸和脫氧核糖核酸。但一個病毒并不同時含有RNA和DNA。而只含其中的一種，病毒的核酸是病毒遺傳，變異和感染性的物質基礎。 （3） 病毒的其他成分少數病毒還含有脂類（其中50%60%為磷脂，其余為膽固醇），痘病毒含糖脂和糖蛋白，有的還含核酸多聚酶。 3.2.2 病毒的結構 病毒是非核不具有細胞結構的微生物。但也有其特殊的結構。具核酸內芯（core） 蛋白質衣殼（capsid）完整的具有感染性的病毒體稱為病毒粒子（viron） 3.3 病毒的繁殖 1.吸附病毒感染敏感細胞的第一步。 2.侵入入侵方式因宿主細胞的結構不同而不同，動物病毒是整個病毒粒子借細胞吞噬和胞飲的本能作用進入宿主細胞。病毒一旦進入細胞其核酸和蛋白質外殼分開，進行復制，植物病毒是通過植物傷口或昆蟲口器進入植物體內。 病毒感染寄主細胞進行繁殖的方式不是裂殖而是接管宿主細胞的合成機構，使之按病毒的遺傳特性合成病毒的核酸與蛋白質，然后生成新的病毒粒子。 3.復制與聚集 病毒侵入宿主細胞后，立即引起宿主細胞的代謝改變。蛋白質的合成均不受宿主細胞的支配，而改由病毒核酸所帶的遺傳信息控制。借宿主細胞的合成機構合成大量病毒蛋白質。病毒核酸和蛋白質聚集合成新的病毒粒子。這種繁殖方式稱為病毒的復制。,4.成熟與釋放 宿主細胞裂解和成熟病毒粒子的釋放，是病毒繁殖最特異的功能，卻是宿主遭受毀滅性打擊，這也就是醫(yī)學上的術語擴散。病毒噬菌體入侵細胞，接管宿主細胞的合成機構，合成新的病毒粒子，引起宿主細胞裂解，病毒新粒子釋放出來。它們又感染其它健康的宿主細胞。一個受病毒感染的細胞可釋放101000個病毒噬菌體。可見病毒對機體細胞的破壞及危害有多大！ 3.4 病毒對物理化學因素的抵抗作用 1. 溫度 對病毒影響最大的物理因素是溫度，光和干燥。 病毒在宿主細胞外大多數在5565 oC 1小時內滅活，而在宿主細胞內則有抗熱變異而存活。例如脊髓灰質炎病毒受熱會產生抗熱變異株，可在75 oC 溫度下生存，并且抗熱的病毒在衣殼破裂后有感染的RNA釋放出來。環(huán)境中的蛋白質和金屬陽離子可保護病毒 免受熱的破壞，粘土，礦物，土壤也有保護病毒免受熱的破壞作用。 高溫對病毒蛋白質有滅活作用，由于高溫使蛋白質的變性阻礙了病毒吸附到宿主細胞上，削弱了病毒的感染力。 低溫很難對病毒滅活，在-75 oC保存病毒，天花病毒在雞胚膜中冰凍15年仍能存活。 2. 光及其它輻射 紫外光具有滅活病毒作用。使核酸中的嘧啶環(huán)受破壞，可見光對病毒也有一定滅活作用，X，射線滅活也具效果。 3. 干燥是控制環(huán)境中病毒的重要因素。 3.5 病毒對化學因素的抵抗力 體內滅活的化學物質有抗體和干擾素，抗體是病毒侵入機體后，由機體產生的一種特異蛋白質。用以抵抗入侵的外來病毒，入侵病毒是抗原，而產生的特異蛋白質是抗體。 干擾素是宿主抵抗入侵病毒而產生的一種糖蛋白。它進而誘導宿主產生一種抗病毒蛋白將病毒滅活，干擾素起間接作用。,體外滅活是由化學物質的直接作用，主要的化學物質有：酚，甲醛， HNO2，NH3，醚類12烷基硫酸鈉，CHCl3，氯系氧化劑，Br2， I2， O3， 乙醇，強酸，強堿，其他氧化劑。 作用機理主要是破壞病毒蛋白質結構；破壞核酸使病毒顆粒裂解；破壞病毒的被膜。因病毒被膜含有脂類所以溶脂性物質如醚，CHCl3，12烷基硫酸鈉等，對被膜有溶脂作用，使病毒結構破壞。 病毒對抗生素有抵抗力 鏈霉素 青霉素對病毒無滅活作用。藻類產生的抗菌素如丙烯酸和多酚對病毒有滅活作用。 枯草桿菌，大腸桿菌和銅綠假單胞菌等三種菌顯示抗病毒的活性。 3.6 病毒在環(huán)境中的存活和在污水處理中的去除效果 1. 水體中的存活 海水和淡水中，溫度是影響因素。溫度升高繁殖加快，但水溫高于50卻可以滅活。在水體淤泥中病毒吸附在固體顆粒上或有機顆粒中，會受到保護存活時間長 2. 在土壤中存活， 受土壤溫度，濕度影響最大，低溫和潮濕有利于病毒存活。土壤毛細結構有一定濾毒作用。 3. 在空氣中存活 受空氣干燥，相對濕度，光輻射，濕度和風速的影響。生活污水灌溉和生物處理（曝氣）都可使病毒溶膠化。氣溶膠進一步與空氣的塵埃結合，隨風漂浮于空氣中，所以人類某些活動對病毒的遷移擴散也應予注意。 4. 污水處理過程中病毒的去除效果 一級處理去除病毒效果最差只有30左右。 二級處理去除病毒的效果可達90以上， 三級處理再配以消毒，殺菌（氯氧化，O3氧化，紫外光消毒等）病毒去除率達9599,4.1 微生物的酶 微生物的營養(yǎng)和代謝只有在酶的參與下才能進行。酶是人、動物、植物、微生物等體內合成，催化生物化學反應并傳遞電子、原子或化學基因的生物催化劑。 生物化學變化幾乎全部是由酶所催化而進行的。一種酶催化一種或一類反應。 4.1.1酶的組成： 單成分酶蛋白酶 例：水解酶 全酶（雙成分酶）酶蛋白+有機物 例：各種脫氫酶酶蛋白+有機物+金屬離子 丙酮酸脫羧酶蛋白酶+金屬離子（Fe2+） 細胞色素氧化酶 4.1.2 酶的性質與作用特征 1 酶是蛋白質 具有蛋白質的特征：分子量大，成膠體狀態(tài)存在，為兩性化合物，有等電點，高溫凝固。一切能引起蛋白質變性的因素都能破壞或阻抑酶促作用，易失活。 2 酶催化作用的專一性。一種酶催化一種反應。 3 酶促作用的可逆性但有例外，如水解酶促的水解反應是不可逆的。,第四章 微生物的生理,4 酶的作用條件 （1）與酶的濃度成正比 （2）隨底物（基質）濃度增加而增加。 （3）適宜溫度3050超過60失活 （4）適宜pH 68，酶處于等電點時活性最大 （5）酶的抑制劑 重金屬離子、殺菌劑、毒物 （6）酶的激活劑一些金屬離子 Cu2+、Zn2+、Mg2+、Co2+、Mo3+、Ni2+等 鹽酸對胃蛋白酶是激活劑。 4.1.3 酶的種類 1.按成分 有兩大類：單成分酶、全酶 2.結構酶 存在于細胞中，參與細胞物質變化為細胞所固有的酶。 非細胞所固有，在一定條件下能被另外一些物質誘導產生成為誘導酶。 3.內酶和外酶 細胞內部不能排出體外的稱內酶；由細胞體內可排出體外的稱外酶。 4.按催化反應的性質，酶可分為六大類,（4）異構酶 催化同分異構分子重新排列 （5）裂解酶 大分子被催化裂解為小分子 （6）合成酶 在生化過程中參與催化合成蛋白質和核酸，也就是說蛋白質和核酸的合成都需要合成酶的參與，需要酶參與消化ATP以獲取能量,4.按催化反應的性質，酶可分為六大類,磷酸腺苷是核糖蛋白結合磷酸后形成的高能鍵，在生物呼吸過程中起著能量轉移的中間站的作用。在有氧呼吸中，每摩爾葡萄糖被完全氧化成6個分子CO2和6個分子的水的過程中。生成38個ATP，釋放出2863.3k的能量。其中有1826.7k的能量貯存在ATP中，其余以熱的形式散出；在無氧呼吸中，每摩爾葡萄糖生成2個酒精分子和2個CO2分子。大部分能量仍貯存在酒精分子中，釋放225.7k的能量，由生成的2個ATP只截獲96kj的能量，其余以熱的形式散去。 酶在蛋白質和核酸的合成中起重要生物酶的作用。 4.1.4 在生物體內酶所催化的生物功能 在生物體內酶所催化的形形色色的化學反應按生物功能可歸納為4大類。 （1）直接參與某種具體的生理功能 這類酶根據生命活動需要執(zhí)行一定的生理功能。例如神經傳導是由神經末梢中的乙酰膽堿酯酶來傳導神經沖動，肌纖-ATP酶與肌肉收縮有關，Na+、K+-ATP酶在細胞膜的主動運輸中起“鈉泵作用”。,（2）擔負保衛(wèi)清除功能 在生物體內很多酶起這類作用。典型的是能降解外來DNA的限制性核酸內切酶；能直接排除自由基O*防止毒性過氧化脂質生成的超氧化物歧化酶；還有凝血酶等。參加這一工作的可以是單一酶，也可通過酶系統(tǒng)而起作用，如凝血酶系、溶血纖酶系、免疫系統(tǒng)中的補體系統(tǒng)等，它們是通過酶的級聯(lián)系統(tǒng)而發(fā)揮作用的。 （3）協(xié)同激素起生物調節(jié)放大作用 腺苷酸環(huán)化酶就是起這種作用。當外界化學信號特異性地與細胞膜受體相應的調節(jié)部位結合，便可引起受體蛋白質構象的變化，使?jié)撛诘幕钚圆课蛔優(yōu)橛谢钚缘幕钚圆课?，這叫做受體被激活，同時連鎖地使相鄰的腺苷酸環(huán)化酶構象也發(fā)生變化。被激活的腺苷酸環(huán)化酶催化ATP生成環(huán)化ATP，環(huán)化ATP作為第二信使激活蛋白激酶，從而引起細胞內部功能的一系列變化。肝細胞內貯藏的糖原分解為葡萄糖的過程就是由腺苷酸環(huán)化酶協(xié)同腎上腺素起生物調節(jié)放大作用的一個典型例子。 （4）催化和調節(jié)代謝反應 酶最主要，也是最基本的生物功能就是催化代謝反應，建成各種代謝途徑，各種代謝體系，為生物機體的生存、發(fā)展，為形形色色的生命活動提供物質和能量的基礎。代謝途徑、代謝系統(tǒng)多種多樣，所以代謝過程有一個調節(jié)、控制的問題，生物機體不斷進行代謝過程的調控，本身也在這種運動中得到發(fā)展，適應內外環(huán)境變化，得以生存。 生物體代謝調節(jié)在三種水平上進行，即神經調節(jié)、激素調節(jié)和細胞內調節(jié)。細胞代謝調節(jié)主要是通過酶的控制而實現的。這種酶水平的調節(jié)機制，是最基本的調節(jié)方式，激素和神經調節(jié)也是通過酶水平的調節(jié)而發(fā)揮作用的。所以，所有的代謝調節(jié)實際上就是酶的調節(jié)。 利用酶和細胞器等所具有的某些特異催化功能，借助工藝學手段和生物反應裝置來生產人類所需要的產品的科學技術稱為酶學工程，簡稱酶工程。環(huán)境生物技術應用酶工程的目的，在于充分地發(fā)揮生物反應條件溫和，專一性強，降解污染物效率高的特點。它集中突出了生物所具有的凈化功能。,4.2 微生物的營養(yǎng),微生物 的代謝,異化分解,同化分解,外酶,外酶,微生物吸收營養(yǎng)、分解物質、放出能量 物質分解,將營養(yǎng)物合成新的原生質，吸收能量 營養(yǎng)物質轉變?yōu)闄C體組分,4.2.1 微生物的化學組成 （1）水分占機體內70-90% （2）干物質占機體10-30% 其中有機物占干物質重量的90-97%，包括蛋白質、核酸、糖類、脂類。無機物占3-10%含P、S、K、Na、Ca、Mg、Fe、Cl和微量元素Cu、Mn、Zn、B、Mo、Co、Ni等。糖類C、H、O組成，蛋白質C、H、O、N、S組成，核酸C、H、O、N、P組成。 細菌和酵母實驗式：C5H8O2N 酶菌：C12H18O7H，原生動物：C7H14O3N,4.2.2 微生物的營養(yǎng)和營養(yǎng)類型 （一）微生物的營養(yǎng) (1) 水微生物主要組分，又是代謝過程中的溶劑。 (2) 碳 源 供給微生物碳素營養(yǎng)的物質包括糖，脂肪，氨基酸，蛋白質，淀粉，纖維，醇，醛，烷烴，芳烴，氰，染料等。 (3) 氮源 供給微生物含氮素營養(yǎng)的物質。 有機氮，蛋白質，氨基酸，硝酸鹽，NH3 (4) 無機鹽P、S、Mg、Fe、Ca、K 微量元素Mn、Co、Cu、Zn等。 (5) 生長素維生素B、C、氨基酸、煙酸 （二）微生物的營養(yǎng)類型 (1) 光能自氧型(photoautotroph) 微生物體內含有光合色素，可以利用光作能源，利用無機碳（CO2、H2CO3、HCO3）作碳源，以無機物作電子供體，使CO2還原合成細胞有機物，如藻類，藍細菌，紅硫菌，綠硫菌。細菌的光合作用與高等綠色植物相似。,(2) 光能異氧菌(photoheteroph) 以光為能源，以有機碳作碳源，有機物作電子供體。 (3) 化能自養(yǎng)菌(chemoautotroph) 以無機碳作碳源作電子供體產生的化學能作能源，以氨氮的硝化為代表 (4) 化能異氧菌(chemoheterotroph) 是微生物最普遍的代謝方式 以有機碳作碳源，有機物分解產生的化學能作能源進行代謝的微生物 4.2.3 微生物的培養(yǎng)基 培養(yǎng)基根據各種微生物的營養(yǎng)需要，將水，營養(yǎng)物（碳源、氮源、無機鹽、生長素）按一定比例配制而成的用于培養(yǎng)微生物的基礎物質。,1. 配制方法 (1)按配方稱取各營養(yǎng)物，逐一加入燒杯中，待每一種成分充分溶解后方可加入第二種，以免形成沉淀。 (2)各成份加入的順序： 1緩沖劑 2無機化合物 3微量元素化合物 4維生素及生長素 (3)根據需要加入螯合劑EDTA或NTA(氮川三乙酸)避免產生金屬鹽沉淀(加入濃度0.01%) (4)緩沖劑 K2HPO4、KH2PO4、NaHCO3、Na2CO3 (5)調節(jié)pH值 可用HCl 10%、NaOH 10% (6)放入高壓蒸汽滅菌鍋內殺菌，備用 2. 培養(yǎng)基的分類 （一）按培養(yǎng)基組成物質的性質 （1）合成培養(yǎng)基用無機化合物配制而成 （2）天然培養(yǎng)基用天然有機物配成 （3）復合培養(yǎng)基用天然有機物和無機物配成 （二）按培養(yǎng)基的使用狀態(tài) （1）液體培養(yǎng)基用滅菌水或純水配成的溶液 （2）凝膠培養(yǎng)基，半固體狀態(tài)(加0.3-0.5%瓊脂) （3）固體培養(yǎng)基，在溶液中加入瓊脂，明膠，硅膠(加入1.5-3.0%瓊脂) （三）根據實驗目的和用途 （1）基礎培養(yǎng)基由牛肉膏、蛋白胨，氯化鈉配成一般微生物生長均適用。 （2）選擇培養(yǎng)基利用微生物對各種化學物質的敏感程度的差異，在培養(yǎng)基中加入染料，膽汁酸鹽，金屬鹽類，酸，堿，抗菌素抑制不需要的微生物并使所要分離的微生物生長繁殖的培養(yǎng)基。,例如：膽汁酸鹽可以抑制革蘭氏陽性菌，而利于革蘭氏陰性菌生長，乳糖發(fā)酵培養(yǎng)基適于大腸桿菌的選擇培養(yǎng)。 （3）鑒別培養(yǎng)基 幾種細菌由于對培養(yǎng)基中某一成分的分解能力不同，其菌落通過指示劑顯示出不同顏色而被區(qū)分開，這種起鑒別和區(qū)分不同細菌的培養(yǎng)基叫鑒別培養(yǎng)基。 （4）富集培養(yǎng)基 由于樣品中細菌數量少，采用特別的物質促使微生物快速生長，這種用特別物質配制的培養(yǎng)基稱為富集（加富）培養(yǎng)基。 有植物提取液，動物組織提取液，土壤浸出液，血和血清等。 3.幾種常用的培養(yǎng)基 （1）供測定細菌總數及細菌純種分離的培養(yǎng)基 牛肉膏0.75g 蛋白胨1.5g NaCl 0.75g 瓊脂3g 蒸餾水150mL pH=7.6 在1.05kg/cm2壓力斧內，滅菌20min （2）用于細菌繁殖的培養(yǎng)基,嘿嘿!馬氏是咱家親戚,4.豆芽汁培養(yǎng)基 黃豆芽 100g 蔗糖 20g 瓊脂 15-20g 蒸餾水 1000mL 將黃豆芽洗凈，加水煮沸半小時，過濾，加瓊脂溶化，加糖，加足水攪勻，115OC高壓滅菌20min 此培養(yǎng)基自然pH條件下用于培養(yǎng)霉菌和酵母菌調pH 7.2-7.4 用于培養(yǎng)細菌或放線菌。 （3）纖維素酶菌種篩選培養(yǎng)基 纖維素20g， K2HPO4 2g， (NH4)2SO4 1.4g， MgSO4.7H2O 0.3g， ZnCl2 1.7mg， CoCl2H2O 2mg， CaCl2 0.3g ， FeSO47H2O 5g， MnSO4 1.6mg 水 1000mL pH 5.5 瓊脂 20g 。 （4）石油發(fā)酵分離嗜石蠟菌株培養(yǎng)基 石蠟 20g， KH2PO4 4.7g， NH4NO3 4g， NaH2PO4 0.3g， 酵母膏 0.5g 水 1000mL pH=7.0。 ( 5 ) 馬鈴薯培養(yǎng)基 馬鈴薯 200g， 蔗糖 20g， 瓊脂1520g， 水1000mL ， 新鮮馬鈴薯去皮，切成薄片，稱200g，加蒸餾水煮沸半小時，用紗布過濾，補充因蒸發(fā)而減少的水量，即制成20%的馬鈴薯汁，加入瓊脂煮沸溶化，加糖拌勻，補足水分，115高壓蒸氣滅菌20分鐘。 自然pH，加入蔗糖用于培養(yǎng)霉菌，加入葡萄糖用于培養(yǎng)酵母菌；將pH調至7.27.4，加入葡萄糖，用于培養(yǎng)放線菌及芽孢桿菌。,4.3微生物產能代謝 微生物生長繁殖所需的能量是依賴產能代謝 4.3.1產能代謝與吸呼作用的關系：微生物呼吸作用的本質是氧化還原過程的統(tǒng)一，這過程中有能量的產生和能量的轉移。 微生物的呼吸有三個類型： 好氧呼吸好氧微生物的代謝 無氧（缺氧）呼吸厭氧菌，兼性菌的代謝 厭氧（發(fā)酵）呼吸厭氧菌的代謝 氧化還原過程有電子的轉移，有能量產生，而微生物的產能代謝是通過上述三種氧化還原反應來實現的，而微生物又從中獲得能量維持生命活動。 微生物產生能量的方式有多種形式 電能電子移動 化學能 氧化有機物和無機物產生的化學能 機械能 細胞運動，鞭毛和纖毛的擺動，細胞質流動，葉綠體的流動等 光能體內分泌物轉換螢光 所產生的能量一部分變?yōu)闊嵘l(fā)；一部分供給合成反應和生命的活動所需的能量；另一部分貯存在ATP（三磷酸腺苷）中，以備生長，運動需要。 蛋白質是生命的基礎，蛋白質合成與代謝中起重要作用的酶及其輔基輔酶磷酸腺苷起到貯存能量的作用。 AMP一磷酸腺苷 ADP二磷酸腺苷 ATP三磷酸腺苷 ATP含二個高能磷酸鍵 它們都是能量的載體，通過磷酸基的轉移進行能量的轉換，所以在產能代謝中，ATP是能量轉移中心。 ATP只是一種短期的貯能物質，若長期貯能還需要轉換形式，如形式淀粉，糖，聚羥基丁酸（PHB）等。,ATP只是一種短期的貯能物質，若長期貯能還需要轉換形式，如形式淀粉，糖，聚羥基丁酸（PHB）等。 4.3.2 產能代謝 發(fā)酵 最終電子受體是氧化過程的中間產物為簡單的有機物，最終產物為醇，有機酸，CO2，CH4 并放出能量。 好氧呼吸最終電子受體是O2。 最終產物 完全氧化（O2充足）：CO2，H2O； 不完全氧化：CO2，H2O，有機酸，H2 并放出能量 無氧呼吸最終電子受體：NO3，SO42，CO32等含氧酸根。 最終產物：CO2，H2O，H2S，N2 并放出能量。 1發(fā)酵作用 是厭氧條件下進行的呼吸作用，是以有機質分解過程中的中間產物作為氫及電子受體，最終產物為中間產物的還原物，不再進行分解。所以發(fā)酵是不徹底的氧化作用。 （1）乳酸發(fā)酵：乳酸細菌以葡萄糖為呼吸基質，以中間產物丙酮酸為氫受體，使之還原生成乳酸,（2）葡萄糖發(fā)酵制乙醇 （3）葡萄糖發(fā)酵制丁酸 丁酸菌在厭氧條件下分解葡萄糖發(fā)酵生產丁酸。附產物有丁醇、丙酮、乙酸、CO2 及H2。,2好氧呼吸 以分子氧作為氫及電子的最終受體的呼吸。由微生物體內脫氫酶和氧化酶作催化劑，由細胞色素系統(tǒng)組成的呼吸鏈傳遞電子，并將電子轉移過程中釋放的能量合成ATP，此過程稱作電子傳遞磷酸化或氧化磷酸化，分子氧經酶激活O2與2H+結合成水，有氧呼吸，有機質可徹底氧化分解為CO2，H2O，例： 3. 無氧呼吸 無氧呼吸不能以分子氧作為氫及電子受體，而是以某些無機氧化物SO42，NO3，CO2等作為H及電子受體，例如： （1）反硝化菌在無氧存在時，以NO3為H受體 （2）硫酸還原菌在無氧存在時，以SO42為H受體,（3）產甲烷菌以CO2為H受體生成CH4,4.3.3 微生物菌群 由于在呼吸過程中，微生物需氧關系不同，可分成不同類群 1.需氧（好氧）微生物需在充足供氧的條件下生長繁殖，進行有氧呼吸，包括有細菌，放線菌，真菌類，污水處理占重要位置。 2.厭氧微生物不需有分子氧存在下生長繁殖進行無氧呼吸，叫專性厭氧菌如芽孢桿菌（Clostridium），甲烷桿菌（Methanobacterium） 3.兼性厭氧微生物在有氧或無氧條件下生長，但在不同條件下呼吸代謝方式不同，如酵母在有氧時進行有氧呼吸，使葡萄糖徹底氧化為CO2，H2O；在無氧條件下，則進行酒精發(fā)酵，生成乙醇和CO2 . 有氧呼吸對基質利用率高，將所分解有機質中的碳 素約20-40%轉入體內， 而發(fā)酵對基質利用率只有 25%轉入菌體內，但發(fā)酵作用的厭氧菌需要轉化 大量的基質才能滿足其生命活動所需的能量，因而 其對基質的轉化率較呼吸作用為高。例如對乳酸細 菌每小時可分解的乳糖可以超過它本身體重的4000 倍。這對于利用發(fā)酵制造產品提高產率有利。,第五章 微生物的環(huán)境因素與生態(tài),5.1 微生物的環(huán)境因素 5.1.1 溫度 高溫度 最適宜 最低溫度 低溫型 2030 510 50 中溫型 455 2540 510 高溫型 7080 5060 30 原生動物最適宜溫度16250C 放線菌最適宜溫度23370C 霉菌和酵母菌最適宜溫度28320C,因環(huán)境變化而變異的八腳青蛙,5.1.2 pH 6.57.5 PH6.5 酸性環(huán)境不利于細菌和原生動物生長，不利于形成菌膠團，使活性污泥上浮。 霉菌和酵母菌，藻類在pH6.5繁殖較快，但使污泥結構松散凝聚性差。 微生物新陳代謝過程pH會發(fā)生變化，培養(yǎng)基配制要加入緩沖劑。 5.1.3 氧化還原電位 好氧微生物 0.30.4V 兼性微生物 0.1V以下為厭氧呼吸 0.1V以上為有氧呼吸 專性厭氧細菌 0.20.25 專性產甲烷菌 0.3-0.6 在生物氧化過程中由于氧的消耗和還原性物質如:H2、H2S的產生，使降低。 5.1.4 溶解氧(DO) 好氧型微生物 DO2mg/L(34最合適) 厭氧型微生物無氧呼吸 氧對好氧微生物的作用 (1)在呼吸中O2作為最終電子受體。 (2)在甾醇類和不飽和脂肪酸的生物合成中需要氧參加。,5.1.5 輻射 （1）紫外光(U.V) 200390nm，其中以260nm殺菌能力最強，因此，紫外光應用 殺菌消毒。 （2）電離輻射 x-、r-射線能使被照射的物質表面發(fā)生電離作用電離輻射。 x- 0.10.01nm穿透力很強 r- 0.010.001nm 低劑量 93465rad 照射有促進生長作用或引起微生物誘變。 高劑量 9.3104rad 有殺滅作用。 5.1.6 有害物質對微生物的影響 （1） 重金屬 pb、Hg、Ag、Cu及其化合物殺菌防腐作用，CuSO4對真菌、藻類有很強的殺滅作用。 （2） 鹵素及其它氧化劑均有很強的殺菌作用 自來水用液氯消毒余氯 0.5mg/L 37%I2 溶于7083%乙醇碘酒 以上都是消毒劑。 （3） 有機化合物 醇脫水劑 甲醛消毒劑、防腐劑 溶液 酚消毒劑、殺菌劑。 季胺鹽強力殺菌劑。 染料抑制劑。,5.1.7 滲透壓 正常血液滲透壓 37cm水柱 濃度23%蛋白質溶液 810cm水柱 海水 28大氣壓 咸水湖滲透壓 200大氣壓 微生物在不同滲透壓溶液中呈不同反應: (1)在等滲溶液中生長良好，在 0.50.85% NaCl溶液中，紅血球在0.9%NaCl溶液中生長良好，即為等滲溶液生理鹽水。 (2)在低滲溶液（含0.01%NaCl）水分子大量滲入微生物體內，細胞膨脹，甚至脹裂。 (3)在高滲溶液中（含20%NaCl）微生物體內的水分大量滲到體外，細胞失水死亡。 實驗室用0.85%NaCl生理鹽水稀釋菌液。 5.1.8 其它因素對微生物的影響 （1）水的活度與干燥 生物水的活度用空氣相對濕度表示aw 空氣相對濕度75%，此刻水的活度為0.75 aw 0.950.99 微生物生長最好，aw 0.60.65 大多數微生物停止活動，干燥使微生物活力致死，干燥是保存食物的最好方法。 （2）表面張力與表面活性劑 表面張力是作用在物體表面單位長度邊上的收縮力，水的表面張力7.310-4牛頓。 一般培養(yǎng)基的表面張力 4.510-46.510-4牛頓適合微生物生長。 表面張力大，物體表面易潤濕，有利于微生物生長。 肺類球菌，胸膜類球菌在表面張力低于5104牛頓時不能生長，死亡。 表面活性劑降低表面張力，醇、酮、脂、胺、萜、脂肪酸、肥皂等降低表面張力，有殺菌作用。合成洗滌劑含大量表面活性劑在水中產生泡沫嚴重影響氧的供給，大大降低污水處理效率。,（3）超聲波 聲音頻率在20000赫茲(次/秒或周/秒)，以下為人聽覺聽見； 在20000赫茲以上的聲波稱超聲波，超聲波對菌體有強烈破壞作用。超聲波破壞菌體制成細菌裂解液，供研究細菌結構、化學組成、酶活性等，利用超聲波從病毒中提取病毒。頻率8001000千赫的超聲波治療疾病，引起致病生物體組織發(fā)生破壞性改變。 （4）抗菌素對微生物的影響 對人體無毒或負作用小的抗菌素能殺死病源菌: 青霉素抑制革蘭氏陽性細菌 破壞細胞質膜的正常滲透功能，使菌體內核酸泄出導致死亡 抑制蛋白合成、氯霉素、金霉素、土霉素、鏈霉素、新霉素等都能與核糖蛋白結合抑制蛋白質合成 干擾核酸的合成，干擾DNA復制 5.2 微生物間的關系 5.2.1 互生關系 是兩種可以單獨生活的生物共同生活在一起時，一方為另一方提供有利的生活條件，雙方互利稱為互生關系，也稱原始共生關系。 固氮菌固定空氣中的N2為纖維素分解菌提供氮源，纖維素分解纖維素的產物有機酸被固氮菌用作碳源和能源，也為纖維素分解菌解毒。 廢水處理中，含酚、H2S、NH3、等物質，食酚菌為硫細菌提供C源，硫細菌氧化H2S為H2SO4為食酚細菌提供S元素。 氨化細菌分解含N有機物產生的NH3為硝化、亞硝化菌提供N源作營養(yǎng)，亞硝酸對多種細菌有害，硝化細菌將NO2-轉化為NO3-，為其它微生物解毒。,5.2.2 共生關系 不能單獨生活的兩種微生物共同生活后，各自執(zhí)行優(yōu)勢的生理功能，在營養(yǎng)上互為有利所組成的共同體，這兩者之間的關系稱為共生關系。 地衣是藻類和真菌形成的一個共生體，藻類利用光能將CO2、H2O合成有機物供自身及真菌營養(yǎng)，真菌從基質吸收水分和無機鹽供兩者營養(yǎng)。 根瘤菌與豆科植物的關系是共生的突出例子。 5.2.3 拮抗關系（也稱偏害關系） 一種微生物在代謝中產生代謝產物對另一種微生物有抑制或殺滅作用稱拮抗作用。 乳酸菌產生乳酸使pH下降抑制腐敗細菌生長，原生動物吞食細菌及其它微生物。 5.2.4 寄生關系 一種微生物需在另一種微生物體內生活。 病毒沒有獨立的代謝能力，專性寄生在敏感細胞內，寄生的結果一般都是引起寄主細胞的損傷或死亡。 5.2.5 競爭關系 是指不同的微生物種群在同一環(huán)境中，對食物等營養(yǎng)、溶解氧、空間和其它共同要求的物質相互競爭，相互受到不利影響，種內和種間都存在競爭，如在好氧生物處理中，當溶解氧或營養(yǎng)成為限制因子時，菌膠團細菌和絲狀細菌表現出明顯的競爭關系。 5.3 生態(tài)學的的知識 5.3.1生態(tài)系統(tǒng) （1）生態(tài)系統(tǒng)和生物圈,生態(tài)系統(tǒng)是生物與環(huán)境的綜合體，包括自然界一定空間的生物（動植物、微生物的個體種類群落）與環(huán)境之間互相作用、相互制約、不斷演變，達到動態(tài)平衡，相對穩(wěn)定的統(tǒng)一整體。它們之間不斷地進行物質和能量交換，具有完整結構和功能的單位。 在自然界中，任何生物群落與其環(huán)境組成的自然體都稱生態(tài)系統(tǒng)，如森林、草原、河流、湖泊、海洋是一定范圍的生態(tài)系統(tǒng)，這是自然的生態(tài)系統(tǒng)。還有人工生態(tài)系統(tǒng)，如水庫、運河、城市、鄉(xiāng)村、農田等。小生態(tài)系統(tǒng)構成大生態(tài)系統(tǒng)，簡單生態(tài)系統(tǒng)構成復雜生態(tài)系統(tǒng)，形形色色、豐富多彩的生態(tài)系統(tǒng)組成生物圈。 生存在地球陸地上和海洋以下各100米之間范圍包括巖石圈、土壤圈、水圈和大氣圈內所有各種生物群落及人與它們生存環(huán)境的總體構成生物圈，它本身是一個巨大的精密的生態(tài)系統(tǒng)，是地球上所有生態(tài)系統(tǒng)的總和。,草本植物,種子 鵪鶉,莖葉、種子 鼠,貓頭鷹,青草、植物葉子昆蟲鳥鷹 寄生性食物鏈 哺乳動物（或鳥）跳蚤原生動物細菌病毒 腐生性食物鏈 動、植物尸體細菌、病毒、微生物白蟻雄雞 （4）生態(tài)系統(tǒng)的功能 能量流（能量循環(huán)） 生態(tài)系統(tǒng)中全部能量均來自太陽，太陽常數1.97卡/cm2分。其中：4%輻射，30%反射回太空，20%被大氣吸收，46%到達地面，其中只有10%輻射到綠色植物上又有大部分被反身回太空，真正被綠色植物吸收只有1%。綠色植物利用這一部分能量進行光合作用的有機物每年可達3000億噸供地球生物消費。 物質流（物質循環(huán)）,C、H、O、N、S、P構成生命有機體的主要物質，占原生質成分的97%。Mn、Zn、Cu、Mo、Ca、Mg、Na、Cl、K等生物需要的微量元素與宏量元素構成生命中的物質循環(huán)，其中主要有三大循環(huán)：氧循環(huán)、碳循環(huán)、氮循環(huán)。