湖南大學(xué)考研811環(huán)境工程微生物學(xué)與毒理學(xué)講義（2018）

1、目 錄前言1(一）環(huán)境工程微生物部分4緒論4第一章 非細(xì)胞結(jié)構(gòu)的超微生物病毒5第一節(jié)病毒的一般特征及分類5第二節(jié)病毒的形態(tài)結(jié)構(gòu)6第三節(jié)病毒的繁殖6第四節(jié)病毒的測(cè)定與培養(yǎng)7第五節(jié)病毒對(duì)物理、化學(xué)因素、抗生素的抵抗力7及在污水處理過(guò)程中的去除效果7第二章 原核微生物10第一節(jié)細(xì)菌10第三章 真核微生物17第一節(jié)原生動(dòng)物17第二節(jié)微型后生動(dòng)物17第三節(jié)藻類17第四節(jié)真菌17第四章 微生物的生理20第一節(jié)微生物的酶20第二節(jié)微生物的營(yíng)養(yǎng)21第三節(jié)微生物的能量代謝25第五章 微生物的生長(zhǎng)繁殖與生存因子27第一節(jié)微生物的生長(zhǎng)繁殖27第二節(jié)微生物的生存因子30第三節(jié)其他不利環(huán)境因子對(duì)微生物的影響31第四節(jié)微

2、生物與微生物之間的關(guān)系33第五節(jié)菌種的退化、復(fù)壯與保藏34第六章 微生物的遺傳和變異35第七章 微生物的形態(tài)37第一節(jié)生態(tài)系統(tǒng)37第二節(jié)土壤微生物37第三節(jié)空氣微生物生態(tài)39第四節(jié)水體微生物生態(tài)40第八章 微生物在環(huán)境物質(zhì)循環(huán)中的作用42第九章 水環(huán)境污染控制與治理的生態(tài)工程及微生物學(xué)原理45第十章 污水深度處理和微污染水預(yù)處理的微生物學(xué)原理51第十一章 有機(jī)固體廢棄物與廢氣的微生物處理及微生物群落53第十二章 微生物學(xué)新技術(shù)在環(huán)境工程中的應(yīng)用55（二）對(duì)應(yīng)重點(diǎn)習(xí)題講解56一、填空題56二、是非題57三、名詞解釋58四、問(wèn)答題61（三）環(huán)境毒理學(xué)部分講義74緒論74第一章 污染物在環(huán)境中的遷移

3、和轉(zhuǎn)化76第二章 環(huán)境污染物在體內(nèi)的生物轉(zhuǎn)運(yùn)和生物轉(zhuǎn)化78第三章 環(huán)境污染物的毒作用及其影響因素82第四章 環(huán)境毒理學(xué)的實(shí)驗(yàn)方法86第五章 化學(xué)物質(zhì)的毒理學(xué)安全性評(píng)價(jià)89第六章 常見(jiàn)的化學(xué)致癌物的環(huán)境毒理學(xué)91第一節(jié)多環(huán)芳香烴91第二節(jié)芳香胺類化合物92第三節(jié) N-亞硝基化合物92第四節(jié)烷化劑93第五節(jié)黃曲霉毒素94第七章 金屬的環(huán)境毒理學(xué)95汞95鉛95鉻96鎘97第八章 農(nóng)藥的毒理學(xué)98第一節(jié)有機(jī)氯農(nóng)藥98第二節(jié)有機(jī)磷農(nóng)藥98第九章 內(nèi)分泌干擾物的環(huán)境毒理學(xué)100第十章 有害物理因素的環(huán)境毒理學(xué)101第一節(jié)環(huán)境噪聲污染101第二節(jié)射頻電磁輻射污染101第十一章 大氣的環(huán)境毒理學(xué)103第一節(jié)

4、飄塵103第二節(jié)二氧化硫103第三節(jié)一氧化碳104第四節(jié)氮氧化物104第十二章 土壤污染的環(huán)境毒理學(xué)105第十三章 水污染的環(huán)境毒理學(xué)106（四）對(duì)應(yīng)重點(diǎn)習(xí)題講解107一、是非題107二、填空題108三、名詞解釋109四、簡(jiǎn)答題114前 言對(duì)于每一個(gè)報(bào)考湖南大學(xué)環(huán)境工程的學(xué)弟學(xué)妹來(lái)講，專業(yè)課 150 分是絕對(duì)不能大意的，因?yàn)閷I(yè)課 150 分比數(shù)學(xué) 150 分容易的多，所以只要能投入時(shí)間, 背誦熟練，就能夠取得好成績(jī)。當(dāng)然你首先得知道專業(yè)課考試的教材，一般為南京大學(xué)出版的環(huán)境毒理 學(xué)第四版或者是最新版，以及環(huán)境工程微生物學(xué)，周群英主編，第二版、第三版都可以。環(huán)境毒理學(xué)大多數(shù)院校都沒(méi)有開(kāi)課，所以

5、很生疏，但是這 都不是問(wèn)題，考試考的都是基本的知識(shí)點(diǎn)，即使學(xué)過(guò)了，到了開(kāi)始看的時(shí)候也 基本忘的差不多了，所以學(xué)過(guò)和沒(méi)學(xué)過(guò)的起點(diǎn)差距并不大，多背多看，內(nèi)容很 熟悉了，考試碰到不會(huì)的題目臨時(shí)編也能編大部分分出來(lái)。只要時(shí)間投入足夠 多，每天持之以恒的復(fù)習(xí)，必然會(huì)取得好分?jǐn)?shù)。而環(huán)境工程微生物則相對(duì) 熟悉，基本上每個(gè)學(xué)校都會(huì)開(kāi)課，同樣不能應(yīng)為學(xué)過(guò)就看的少，我們微生物是 大二學(xué)的，看的時(shí)候就跟沒(méi)學(xué)過(guò)一樣，而且微生物這本書(shū)的內(nèi)容要比毒理學(xué)多， 千萬(wàn)不能掉以輕心。復(fù)習(xí)建議：前期工作，建議在暑假做，最遲 9 月初一定要過(guò)一遍課本，跟著大綱和此書(shū)的重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)看，有一個(gè)整體輪廓，這個(gè)階段書(shū)看的細(xì)一點(diǎn)，就 好比 17

6、 年毒理學(xué)考的我國(guó)過(guò)去使用超過(guò) 60%的農(nóng)藥是什么，其毒作用機(jī)理是什么，我相信考試前有機(jī)磷有機(jī)氯農(nóng)藥的毒作用機(jī)理大家都知道，但題目這么出， 就在第五版的書(shū)的第 147 頁(yè)第一段的一句話，沒(méi)看過(guò)或者忘了的人 5 分就沒(méi)了。然后對(duì)照真題，摳出真題中出現(xiàn)過(guò)的知識(shí)點(diǎn)，在課本上做出標(biāo)記。在整理過(guò)程 中，你自己就會(huì)發(fā)現(xiàn)重點(diǎn)和?？键c(diǎn)。對(duì)于微生物來(lái)說(shuō)也是如此，方法都是一樣 的，只要肯下功夫，你就會(huì)成功。千萬(wàn)不要大意，專業(yè)課一般都會(huì)壓分，像今年 90 多 100 出點(diǎn)頭的就很多， 但是高分也有的，而且大部分還不是本校的，所以當(dāng)你所用的時(shí)間比別人多時(shí)， 你就會(huì)成功，你就會(huì)比別人多幾十分。最后關(guān)于學(xué)碩和專碩，二者在

7、湖大的培養(yǎng)方案里幾乎沒(méi)有區(qū)別，關(guān)于讀博的話，聽(tīng)老師說(shuō)只要博導(dǎo)要你，也沒(méi)區(qū)別，導(dǎo)師要不要你還是看你對(duì)科研的態(tài)度和水平，今年考試結(jié)果來(lái)看，學(xué)碩專碩的分?jǐn)?shù)段是基本一樣的，只是學(xué)碩實(shí)招 13 個(gè)，專碩實(shí)招 42 個(gè)才顯得專碩分?jǐn)?shù)低，明年的話建議看推免多少人再結(jié)合自身水平報(bào)考，推免結(jié)果一般湖大十月初就出來(lái)了，正好整個(gè)十月份都是報(bào)名的時(shí)間，所以先復(fù)習(xí)著，等結(jié)果出來(lái)再報(bào)。主要題型811 環(huán)境毒理學(xué)與環(huán)境工程微生物綜合考試的題型主要有六種，分別為是非題、填空題、簡(jiǎn)答題、問(wèn)答題和實(shí)驗(yàn)題，其中是非題一般出自微生物，毒理學(xué)也很常見(jiàn)，今年的是非題就是來(lái)源于微生物。1.是非題一般為 10 分，一共有 10 題，這部分主

8、要考察我們對(duì)于基本概念、基本原理和基本方法的掌握?？疾斓闹R(shí)點(diǎn)比較細(xì)，對(duì)于這部分，我們必須把每年的真題弄懂，同時(shí)，我們必須全面掌握教材。是非題是全面考察我們知識(shí)面的一種題型?？荚嚂r(shí)候容易得分，省時(shí)間。2.填空題填空題一般為每個(gè)空一分，總分有 30 分。該題型題量適中，每空一般為 1 分，考察知識(shí)點(diǎn)較細(xì)，也基本屬于客觀性試題。本題型主要是考察學(xué)生對(duì)基本概念、基本原理、基本方法的掌握，答案在書(shū)本上都可以找到，但是有時(shí)候還得靠自己的積累，有的時(shí)候找不到。而且近幾年有將之前考過(guò)的簡(jiǎn)答題、論述題的答案改為填空題的趨勢(shì)。3.名詞解釋該題型一般為每門課程 3 到 5 題，總分在 25 到 30 之間。這部分

9、主要考察我們對(duì)于基礎(chǔ)知識(shí)和基本概念的掌握，復(fù)習(xí)的時(shí)候你會(huì)發(fā)現(xiàn)?？嫉囊簿湍敲磶讉€(gè)知識(shí)點(diǎn)，但 18 年更新的較多將近一半，且都是以英語(yǔ)縮寫(xiě)的形式出現(xiàn)，需要學(xué)弟、學(xué)妹們多多注意，在復(fù)習(xí)時(shí)要有自己的想法。4簡(jiǎn)答題與問(wèn)答題毒理學(xué)微生物學(xué)都有，基本每個(gè) 5 題，也很容易得分，主要是考察的很細(xì)， 只要你掌握的全面，字跡工整，就可以拿高分。簡(jiǎn)答題要以課本為依據(jù)，適當(dāng) 擴(kuò)展。今年的簡(jiǎn)問(wèn)答題出的比較偏，毒理學(xué)還在里面出了一個(gè)怎樣抓老鼠的實(shí) 驗(yàn)題，所以書(shū)本一定要仔細(xì)看。5.實(shí)驗(yàn)題實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題每年 1 到 2 道題目，今年毒理學(xué)考了急性毒性實(shí)驗(yàn)，微生物實(shí)驗(yàn)題往年有類似的，答題思路差不多。這部分復(fù)習(xí)要注意實(shí)驗(yàn)步驟的掌握，

10、每個(gè)實(shí)驗(yàn)都要看，記住主要方面就可以。該講義中的所涉及到的書(shū)籍為：環(huán)境工程微生物學(xué)（周群英）第三版環(huán)境毒理學(xué)（孔志明）第四版（一）環(huán)境工程微生物部分緒論微生物：是肉眼看不見(jiàn)的、必須在電子顯微鏡或光學(xué)顯微鏡下才能看見(jiàn)的所有微小生物的總稱。微生物的分類：為了識(shí)別和研究微生物，將各種微生物按其客觀存在的生物屬性（如個(gè)體形態(tài)及大小、染色反應(yīng)（革蘭氏陰、陽(yáng)性菌）、菌落特征、細(xì)胞結(jié)構(gòu)（有、無(wú)細(xì)胞結(jié)構(gòu)，無(wú)細(xì)胞結(jié)構(gòu)又可分為病毒和非病毒）、生理生化反應(yīng)、與氧的關(guān)系（厭氧、好氧、兼性）、血清學(xué)反應(yīng)等）及他們的親緣關(guān)系分類。原核微生物：核很原始，發(fā)育不全，只是 DNA 鏈高度折疊形成的一個(gè)核區(qū)， 沒(méi)有核膜，核質(zhì)裸露，

11、與細(xì)胞質(zhì)沒(méi)有明顯的界線，叫擬核或似核。原核微生物沒(méi)有細(xì)胞器，只有由細(xì)胞質(zhì)膜內(nèi)陷形成的不規(guī)則的泡沫結(jié)構(gòu)體系。不進(jìn)行有絲分裂。原核微生物包括：古菌、細(xì)菌、藍(lán)細(xì)菌、放線菌、立克次氏體、支原體、衣原體和螺旋體。真核微生物：有發(fā)育完好的細(xì)胞核，核內(nèi)有核仁和染色質(zhì)。其有核膜將細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)分開(kāi)，使兩者有明顯的界線。有高度分化的細(xì)胞器，進(jìn)行有絲分裂。真核微生物包括：除藍(lán)細(xì)菌以外的藻類、酵母菌、霉菌、傘菌、原生動(dòng)物、微型后生動(dòng)物。微生物的特點(diǎn)；個(gè)體極小、分布廣，種類繁多、繁殖快、易變異第一章 非細(xì)胞結(jié)構(gòu)的超微生物病毒第一節(jié)病毒的一般特征及分類病毒是沒(méi)有細(xì)胞結(jié)構(gòu)，專性寄生在活的敏感宿主體內(nèi)的超微小微生物。他們只

12、具有簡(jiǎn)單的獨(dú)特結(jié)構(gòu)，可通過(guò)細(xì)菌過(guò)濾器。一、病毒的特點(diǎn)病毒大多在 0.2m 以下，在光學(xué)顯微鏡下看不見(jiàn)，必須在電子顯微鏡下方可看見(jiàn)，病毒沒(méi)有合成蛋白質(zhì)的機(jī)構(gòu)核糖體，也沒(méi)有合成細(xì)胞物質(zhì)和繁殖所必備的酶系統(tǒng)，不具獨(dú)立代謝能力，必須專性寄生在活的敏感宿主細(xì)胞內(nèi)， 依靠宿主細(xì)胞合成病毒的化學(xué)組成和繁殖新個(gè)體。2、病毒的分類病毒是根據(jù)病毒的宿主、所致疾病、病毒粒子大小、病毒的組成和結(jié)構(gòu)、核算類型、復(fù)制的模式、有無(wú)被膜等進(jìn)行分類。根據(jù)專性宿主分類:有動(dòng)物病毒、植物病毒、細(xì)菌病毒(噬菌體)、放線常病毒(噬放線菌體)、藻類病毒(噬藻體)、直菌病毒(噬真菌體)。動(dòng)物病毒寄生在人體和動(dòng)物體內(nèi)引起人和動(dòng)物疾病,如人的

13、流行性感冒、水痘、麻疹、腮腺炎、乙型腦炎、普髓灰質(zhì)炎、甲型肝炎、乙型肝炎等。引起動(dòng)物疾病的有:家禽、家畜的瘟疫病及昆蟲(chóng)的疾病。植物病毒寄生在植物體內(nèi)引起植物疾病,如畑草花葉病、番茄叢矮病、馬鈴薯退化病、水稻萎結(jié)病和小麥黑種病等。噬菌體寄生在細(xì)菌體內(nèi)引起細(xì)菌疾病,1917 年 D.Here11e 在人的糞使中發(fā)現(xiàn)噬菌體。大腸桿菌鹹體(coliphages)廣泛分布在廢水和被糞便污染的水體中。按核酸分類:有 DNA 病毒(除細(xì)小病毒組的成員是單鏈 DNA 外.真余所有的病毒都是雙鏈 DNA )和 RNA 病毒(除呼腸孤病毒組的成員是雙鍵 RNA 外,其余所有的病毒都是単鏈 RNA)。3、類病毒和朊

14、病毒類病毒是比病毒更加小的致病感染因子，朊病毒是一種引起牛羊疾病的感染因子（蛋白樣感染顆粒）。第二節(jié)病毒的形態(tài)結(jié)構(gòu)病毒是大小一納米計(jì)，病毒的直徑通常在 10-300nm 之間，有的達(dá)400nm。病毒的化學(xué)組成有蛋白質(zhì)和核酸，個(gè)體大的病毒如痘病毒，除含蛋白質(zhì)和核酸 外，還含有類脂質(zhì)和多糖。病毒沒(méi)有細(xì)胞結(jié)構(gòu)，卻有其自身特有的結(jié)構(gòu)，蛋白 質(zhì)衣殼和核酸內(nèi)芯，兩者構(gòu)成核衣殼。完整的具有感染力的病毒體叫病毒粒子。動(dòng)物病毒形態(tài)主要為球形、卵圓形、磚形；植物病毒主要形態(tài)主要為桿狀、絲狀、球狀；其體內(nèi)類病毒和擬病毒值含 RNA無(wú)蛋白質(zhì)；噬菌體主要形態(tài)為蝌蚪狀、絲狀。病毒的化學(xué)組成有蛋白質(zhì)和核酸，個(gè)體大的還有脂質(zhì)

15、和多糖。整個(gè)病毒分為兩部分：蛋白質(zhì)衣殼和核酸內(nèi)芯。類病毒和擬病毒只具有 RNA，不具有蛋白質(zhì)。蛋白質(zhì)的功能：保護(hù)病毒使其免受環(huán)境因素的影響。決定病毒感染的特異性，使病毒與敏感細(xì)胞表面特定部位有特異親和力、病毒可牢固的附著在敏感細(xì)胞上。病毒蛋白質(zhì)還有致病性、毒力和抗原性。根據(jù)蛋白質(zhì)衣殼和蛋白排列不同，使病毒有三種對(duì)稱型：立體對(duì)稱型（20 面體）、螺旋對(duì)稱型（煙草花葉病毒）、復(fù)合對(duì)稱型（大腸桿菌 T 系噬菌體） 病毒核酸的功能是：決定病毒遺傳、變異和對(duì)敏感宿主細(xì)胞的感染力。第三節(jié)病毒的繁殖病毒的繁殖過(guò)程分為四步：吸附、侵入、復(fù)制與聚集、釋放。噬菌有毒性噬菌體和溫和噬菌體兩種類型。侵入宿主細(xì)胞后，隨

16、即引起宿主細(xì)胞裂解的噬菌體稱作毒性噬菌體。毒性噬菌體被看成正常表現(xiàn)的噬菌體。溫和噬菌體則是：當(dāng)它侵入宿主細(xì)胞后，其核酸附著并整合在宿主染色體上， 和宿主的核酸同步復(fù)制，宿主不裂解而繼續(xù)生長(zhǎng)，這種不引起宿主裂解的噬菌體成為溫和噬菌體。含有溫和噬菌體核酸的宿主細(xì)胞被稱作溶原細(xì)胞，溶原細(xì)胞內(nèi)的溫和噬菌體核酸稱為原噬菌體或前噬菌體。原噬菌體隨宿主細(xì)胞分裂給子代細(xì)胞，子代細(xì)胞也稱作溶原細(xì)胞，所以溶原性是遺傳性。原噬菌體本無(wú)感染性，但一旦脫離溶原性細(xì)菌染色體后可恢復(fù)復(fù)制能力并引起宿主細(xì)菌裂解并放出成熟的毒性噬菌體（溶原性會(huì)發(fā)生變異，可自發(fā)可誘發(fā)）。第四節(jié)病毒的測(cè)定與培養(yǎng)病毒的測(cè)定：樣品中病毒數(shù)量可用病毒顆

17、粒計(jì)數(shù)法、間接計(jì)數(shù)法或感染效價(jià)法進(jìn)行測(cè)定。病毒的培養(yǎng)特征：病毒在液體培養(yǎng)基中的培養(yǎng)特征、病毒在固體培養(yǎng)基中的培養(yǎng)特征。一、病毒在液體培養(yǎng)基中的培養(yǎng)特征將噬菌體的敏感細(xì)菌接種在液體培養(yǎng)基中, 經(jīng)培養(yǎng)后敏感細(xì)菌均勻分布在培養(yǎng)基中而使培養(yǎng)基渾濁。然后接種噬菌體,敏感細(xì)菌被噬菌體感染后發(fā)生菌體裂解, 原來(lái)渾濁的細(xì)菌懸液變成透明的裂解溶液。二、病毒在固體培養(yǎng)基中的培養(yǎng)特征將噬菌體的敏感細(xì)菌接種在瓊脂固體培養(yǎng)基上生長(zhǎng)形成多個(gè)菌落,當(dāng)接種稀釋適度的噬菌體懸液后引起點(diǎn)性感染,在感染點(diǎn)上進(jìn)行反復(fù)的感染過(guò)程.宿主細(xì)菌菌落就一個(gè)個(gè)地被製解成一個(gè)個(gè)空斑,這些空斑就叫噬菌斑。病毒的培養(yǎng)基：病毒是專性寄生在活的敏感宿主細(xì)

18、胞內(nèi)才能生長(zhǎng)繁殖的徽生物.因此,病毒的培養(yǎng)基要求苛刻,專一性強(qiáng)。其敏感細(xì)胞要具備如下條件:(1)必需是活的敏感動(dòng)物或是活的敏感動(dòng)物組織細(xì)胞;能提供病毒等附著的受體;敏感細(xì)胞內(nèi)沒(méi)有破壞特異性病毒的限制性核酸內(nèi)切酶,病毒進(jìn)入細(xì)胞就可生長(zhǎng)繁殖。動(dòng)物病毒的培養(yǎng)方法有：動(dòng)物接種、雞胚接種和組織培養(yǎng)技術(shù)。所謂空斑是指原代或傳代單層細(xì)胞被感染后，一個(gè)個(gè)細(xì)胞被病毒蝕空成空斑（亦稱蝕斑），一個(gè)空斑表示一個(gè)病毒。所謂病毒是滴度是指能產(chǎn)生培養(yǎng)管中 50%的 CPE(細(xì)胞病理效應(yīng)）的最高病毒稀釋度（即最少的病毒量），稱為 TCLD50(組織培養(yǎng)感染劑量）。第五節(jié)病毒對(duì)物理、化學(xué)因素、抗生素的抵抗力及在污水處理過(guò)程 中

19、的去除效果對(duì)病毒影響最大的物理因素是溫度、光和干燥度（既是有利因素也是抑制因素）。1.溫度對(duì)病毒影響最大的物理因素是溫度、光和干燥。在宿主細(xì)胞外的病毒大多數(shù)在 55-65范圍內(nèi)不到 1h 被滅活。而脊髓灰質(zhì)炎病毒中有抗熱變異株.可在75溫度下生存。并且抗熱的病毒在衣殼破裂后有感染性的 RNA 釋放出來(lái), 一般情況下,高溫使病毒的核酸和蛋白質(zhì)衣売受損傷,高溫對(duì)病毒蛋白質(zhì)的滅活比對(duì)病毒核酸的滅活要快。蛋自質(zhì)的變性作用阻礙了病毒吸附到宿主細(xì)胞上, 削弱了病毒的感染力。但是,環(huán)境中的蛋白質(zhì)和金屬陽(yáng)離子(如 Mg2+)可保護(hù)病毒免受熱的破壞,粘土、礦物、和土壤也有保護(hù)病毒免受熱的破壞作用。低溫不會(huì)滅活病

20、毒,通常在-75保存病毒。天花病毒在雞胚膜中冰凍 15 年仍存活,經(jīng)冷凍真空干燥后可保存數(shù)月至數(shù)年。2.光及其他輻射(1)紫外輻射:日光中的紫外輻射和人工制造的紫外輻射均具有滅活病毒的作用。其滅活的部位是病毒的核酸,使核酸中的嘧啶環(huán)受到影響,形成胸腺嘧啶二聚體(即在相鄰的胸腺嘧啶殘基之間形成共價(jià)鍵)。尿嘧啶殘基的水合作用也會(huì)損傷病毒。(2)可見(jiàn)光:在天然水體和氧化塘中,日光對(duì)腸道病毒有滅活作用,在低濁度(Jackn 濁度單位: 1.7JTU)的水中,當(dāng)平均光強(qiáng) 2.7J/(cm2min),平均溫度 26時(shí), 30%的脊髓灰質(zhì)炎 I 型病毒在 3 h 內(nèi)被滅活。在氧氣和染料存在的條件下,大多數(shù)腸

21、道病毒対可見(jiàn)光很敏感而被殺死,這叫“光滅活作用”;染料附著在核酸中催化光氧化過(guò)程,引起病毒滅活,(3)離子輻射:X 射線、 射線也有滅活病毒的作用。3.干燥在醫(yī)院的環(huán)境中,到處都可能存在病毒,如載玻片、陶瓷、乙烯地板和不銹鋼器具、衣服等表面可長(zhǎng)期存留病毒。大環(huán)境中的氣溶膠、灰塵、土壤及于污泥中（病毒在土壤在含水量低于 10%或污泥含量大于 65%被迅速滅活或毒性迅速降低，因其干燥使病毒 RNA 釋放出來(lái)后裂解）也存在病毒。無(wú)被膜的病毒（氣溶膠化）在相對(duì)濕度（RH）較高時(shí)存活較好，而有被摸的病毒在 RH 較低的條件存活較好。病毒對(duì)化學(xué)因素的抵抗力:病毒的滅活有體內(nèi)滅活和體外滅活之分。體內(nèi)滅活的化

22、學(xué)物質(zhì)有抗體和千擾素, 抗體是病毒侵入有機(jī)體后,由機(jī)體產(chǎn)生的一種特異蛋白質(zhì),用以抵抗入侵的外來(lái)病毒,入侵的病毒是抗原,而產(chǎn)生的特異蛋白是抗體。干擾素是宿主抵抗人侵的病毒而產(chǎn)生的一種糖蛋白,它進(jìn)而誘導(dǎo)宿主產(chǎn)生一種抗病毒蛋白將病毒滅活,干擾素起間接作用。體外滅活的化學(xué)物質(zhì)有:酚、低滲緩沖溶液（滅活蛋白質(zhì)外殼）；甲醛、亞硝酸、氨（滅活核酸）；醚類、十二烷基硫酸鈉、氯仿、去氧膽酸鈉（溶解被膜，可 檢驗(yàn)有無(wú)被膜，有則對(duì)其敏感，無(wú)則不敏感）；氯(或次氯酸、二氧化氯、漂白粉)、溴、碘、臭氧、乙醇、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、pH 及其他氧化劑等（外殼核酸均滅活）；抗生素（不同病毒對(duì)不同抗生素耐受性不同）。病毒一般對(duì)酸性環(huán)境

23、不敏感，對(duì)高 pH 敏感，因?yàn)楦?pH 會(huì)破壞蛋白質(zhì)衣殼和核酸。當(dāng) pH 達(dá)到 11 以上會(huì)嚴(yán)重破壞病毒。環(huán)境中影響病毒活性的物理性因素：溫度、濕度、形態(tài)、紫外等輻射、風(fēng)速等。污水處理分一級(jí)、二級(jí)、和三級(jí)處理。其中一級(jí)處理可以去除約 30%的病毒， 二級(jí)處理去除病毒率在 90-99%，三級(jí)處理可使病毒的滴度常用對(duì)數(shù)值下降 4-6.第二章 原核微生物第一節(jié) 古菌微生物學(xué)家根據(jù) rRNA 的不同，將所有生物劃分為三大域：古菌域、細(xì)菌域與真核生物域。古菌和細(xì)菌同屬原核生物。按照生活習(xí)性古菌可分為三大類型：產(chǎn)甲烷菌、酸熱嗜酸菌和極端嗜鹽菌。第二節(jié) 細(xì)菌細(xì)菌(Baclena)有四種形態(tài):球狀、桿狀、螺旋

24、狀和絲狀,分別叫球菌、桿菌、螺旋菌和絲狀菌。球菌有單球菌、雙球菌；排列不規(guī)則的有四聯(lián)球菌（壘疊）、甲烷八疊球菌（立方體、鏈狀）。桿菌有單桿菌、雙桿菌和鏈桿菌。螺旋菌呈螺旋卷曲狀，螺紋不滿一圈的叫弧菌。細(xì)菌的大?。杭?xì)菌的大小以 m 計(jì)。多數(shù)球菌的大小(直徑)為 0.52.0m。桿菌量其長(zhǎng)與寬度,桿菌的大小(長(zhǎng) x 寬)為(0.51.0)mX (1-5)m。螺旋菌量其寬度與彎曲長(zhǎng)度。它們的大小為(0.25-1.7)m X (2-60)m。超微細(xì)菌（納米細(xì)菌）體積不到0.08m3 可通過(guò) 0.2m 濾膜。細(xì)菌的細(xì)胞結(jié)構(gòu)：細(xì)菌為單細(xì)胞結(jié)構(gòu)。所有的細(xì)菌均具有如下結(jié)構(gòu)：細(xì)胞壁、細(xì)胞質(zhì)膜、細(xì)胞質(zhì)及其內(nèi)含物、

25、擬核。部分細(xì)菌有特殊結(jié)構(gòu)：芽孢、鞭毛、莢膜、粘液層、衣鞘及光合作用層片。細(xì)胞壁是包圍在細(xì)菌體表最外層的、堅(jiān)韌而有彈性的薄膜。細(xì)胞壁的化學(xué)組成與結(jié)構(gòu)：細(xì)菌分為革蘭氏陽(yáng)性由和革蘭氏陰性常兩大類,兩者的化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)不同。革蘭氏陽(yáng)性菌的細(xì)胞壁厚,其厚度為 20-80nm,結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)単,含肽聚糖(包括三種成分:D 一氨基酸、胞壁酸和二氨基庚二酸)、磷壁酸(質(zhì))、少量蛋白質(zhì)和脂肪。革蘭氏陰性菌的細(xì)胞壁較薄.厚度為 10nm,其結(jié)構(gòu)較復(fù)雜,分外壁層和內(nèi)壁層,外壁層又分三層:最外層是脂多糖,中間是磷脂層.內(nèi)層為脂蛋白,內(nèi)壁層含肽聚糖,不含磷壁酸.革蘭氏陽(yáng)性菌和革蘭氏陰性菌細(xì)胞壁化學(xué)組成的區(qū)別見(jiàn)表 1.2-1。

26、由表可知;革氏陽(yáng)性菌含大量的肽聚糖,獨(dú)含磷壁酸,不含脂多糖。革蘭氏陰性菌含極少肽聚糖.獨(dú)含脂多糖,不含磷壁酸。兩者的不同還表現(xiàn)在各種成分的含量不同.尤其是脂肪的含量最明顯,革蘭氏陽(yáng)性菌含脂肪量為 1% 4%,革蘭氏陰性菌含脂肪量為 11%-22%。組胞壁結(jié)構(gòu)詳見(jiàn)圖：細(xì)菌細(xì)胞壁的生理功能：（1）保護(hù)原生質(zhì)體免受滲透壓引起的破裂；（2）維持細(xì)菌的細(xì)胞形態(tài)；（3）細(xì)胞壁是多孔分子篩，阻擋某些分子進(jìn)入和保留蛋白質(zhì)在間質(zhì)（革蘭氏陰性菌細(xì)胞壁和細(xì)胞質(zhì)之間的區(qū)域）；（4）細(xì)胞壁為鞭毛提供支點(diǎn)，使鞭毛運(yùn)動(dòng)。原生質(zhì)體包括細(xì)胞質(zhì)膜、細(xì)胞質(zhì)及其內(nèi)含物、擬核。細(xì)胞質(zhì)膜是緊貼在細(xì)胞壁的內(nèi)側(cè)而包圍細(xì)胞質(zhì)的一層柔軟而富有彈

27、性的薄膜。細(xì)胞質(zhì)膜的生理功能：（1）維持滲透壓的梯度和溶質(zhì)的轉(zhuǎn)移；（2）細(xì)胞質(zhì)膜上有合成細(xì)胞壁和形成橫膈膜組分的酶，故在膜的外表面合成細(xì)胞壁（3）膜內(nèi)陷形成的中間體含有細(xì)胞色素，參與呼吸作用（4）細(xì)胞質(zhì)膜上進(jìn)行物質(zhì)代謝和能量代謝（5）細(xì)胞質(zhì)膜上有鞭毛基粒，鞭毛由此長(zhǎng)出，即為鞭毛提供附著點(diǎn)。細(xì)胞質(zhì)內(nèi)含擬核、核糖體、內(nèi)含顆粒（貯藏顆粒）等細(xì)胞質(zhì)是在細(xì)胞質(zhì)膜以內(nèi)，除核物質(zhì)以外的無(wú)色透明、粘稠的復(fù)雜膠體。一、莢膜（1）莢膜是指一些細(xì)菌在其細(xì)胞表面分泌的一種粘性物質(zhì)，把細(xì)胞壁完全包圍封住，這層粘性物質(zhì)就叫莢膜，高碳?xì)浔纫约皬?qiáng)通氣條件有利于好氧菌莢膜形成。（2）莢膜的化學(xué)組成；莢膜的含水率在 90%-98

28、%，有些細(xì)菌莢膜含多糖， 炭疽桿菌含多肽。巨大芽孢桿菌的莢膜由多糖組成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，其間隙鑲嵌以 D- 谷氨酸組成的多肽，有的莢膜含脂質(zhì)或脂質(zhì)蛋白復(fù)合體。（3）莢膜的功能：具有莢膜的 S 型肺炎鏈球菌毒黎強(qiáng)，有助于肺炎鏈球菌侵染人體莢膜保護(hù)致病菌免受宿主細(xì)胞的吞噬，保護(hù)細(xì)菌免受干燥的影響當(dāng)缺乏營(yíng)養(yǎng)時(shí)，莢膜可被用作碳源和能源，有的莢膜還可用作氮源廢水生物處理中的細(xì)菌莢膜有生物吸附作用。二、黏液層有些細(xì)菌不產(chǎn)莢膜，其細(xì)胞表面仍可分泌黏性的多糖，疏松的附著在細(xì)菌細(xì)胞壁表面上，與外界沒(méi)有明顯的邊緣，這叫黏液層。其在廢水生物處理中有生物吸附作用、曝氣時(shí)氣的攪動(dòng)和水的沖擊力易把細(xì)菌黏液沖入水中，增加水中有機(jī)物

29、，它可被其他微生物利用。三、菌膠團(tuán)有些細(xì)菌是由于其遺傳特性決定，細(xì)菌之間按一定的排列方式互相黏集在一起， 被一個(gè)公共莢膜包圍形成一定形狀的細(xì)菌集團(tuán)，叫做菌膠團(tuán)。莢膜、黏液層和衣鞘對(duì)染料的親和力極低，很難著色，都用負(fù)染色法染色。四、芽孢某些細(xì)菌在他的生活史中的某個(gè)階段或某些細(xì)菌在他遇到外界不良環(huán)境時(shí)，在其細(xì)胞內(nèi)形成一個(gè)內(nèi)生包子叫芽孢，所有芽孢都可以抵抗外界不良環(huán)境。芽胞的特點(diǎn):1.芽孢的含水率低,38%-40%。2.芽抱壁厚而致密,分三層:外層是芽孢外売,為蛋白質(zhì)性質(zhì)。中層為皮層,由肽聚糖構(gòu)成,含大量 2,6-吡啶二羧酸,內(nèi)層為孢子壁,由肽聚糖構(gòu)成.包圍芽孢細(xì)胞質(zhì)和核質(zhì)。芽孢萌發(fā)后胞子壁変為營(yíng)養(yǎng)

30、細(xì)胞的細(xì)胞壁。3.芽胞中的 2,6-吡啶而羧酸含量高,為芽孢干重的 5%-15%。吡啶二羧酸以鈣鹽形式存在,鈣含量高.在營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞和不產(chǎn)芽孢的細(xì)菌體內(nèi)未發(fā)現(xiàn) 2.6-吡啶二羧酸,芽胞形成過(guò)程中,2,6-吡啶二羧酸隨即合成,芽孢就具有耐熱性,芽孢萌發(fā)形成營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞時(shí),2,6 -吡啶二羧酸就消失,耐熱性就喪失。4.含有耐熱性酶。芽孢由于有以上四個(gè)特點(diǎn),使芽砲對(duì)不良環(huán)境如,高溫、低溫、干燥、光線和化學(xué)藥物有很強(qiáng)的抵抗力,細(xì)菌的營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞在 70-80時(shí) 10min 就死亡,而芽孢在 120- 140 的還能生存幾小時(shí),營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞在 5%苯酚溶液中很快死亡,芽孢卻能存活15 d,芽砲的大多數(shù)酶處于不活動(dòng)狀態(tài),

31、代謝活力極低,所以,芽孢是抵抗外界不良?jí)木车男菝唧w。芽孢不易著色,但可用孔雀綠染色。五、鞭毛由細(xì)胞質(zhì)膜上的鞭毛基粒長(zhǎng)出穿過(guò)細(xì)胞壁伸向體外的一條纖細(xì)的波浪狀的絲狀物叫鞭毛，分為端生和周生，有鞭毛的細(xì)菌都能運(yùn)動(dòng)，沒(méi)的一般不能運(yùn)動(dòng)，少數(shù)可靠滑動(dòng)運(yùn)動(dòng)。六、衣鞘水生境中的絲狀菌有衣鞘，其表面黏液層或莢膜硬質(zhì)化形成一個(gè)透明堅(jiān)韌的空殼即為衣鞘。細(xì)菌的培養(yǎng)特征：細(xì)菌的培養(yǎng)特征有多種；組菌在固體培養(yǎng)基上的培養(yǎng)特征；細(xì)菌在半固體培養(yǎng)中的培養(yǎng)特征；細(xì)菌在明膠培養(yǎng)基中的培養(yǎng)特征；細(xì)菌在液體培養(yǎng)基中的培養(yǎng)特征。以上培養(yǎng)特征均可用以鑒定細(xì)菌,或判斷細(xì)高的呼吸類型和運(yùn)動(dòng)性。菌落是由一個(gè)細(xì)菌繁殖起來(lái)的，由無(wú)數(shù)細(xì)菌組成具有一定

32、形態(tài)特征的細(xì)菌集團(tuán)。菌落表面的特征有：（1）表面特征；（2）邊緣特征；（3）縱剖面特征。菌苔是細(xì)菌在斜面培養(yǎng)基接種線上長(zhǎng)成的一片密集的細(xì)菌菌落。細(xì)菌在半固體培養(yǎng)基中的培養(yǎng)特征可依據(jù)如下生長(zhǎng)狀況判斷細(xì)菌呼吸類型：如果細(xì)菌在培養(yǎng)基的表面及穿刺線的上部生長(zhǎng)者為好氧菌。沿穿刺線自上而下生長(zhǎng)者為兼性厭氧菌或者兼性好氧菌。如果只在穿刺線的下部生長(zhǎng)者為厭氧菌。根據(jù)如下生長(zhǎng)狀況判斷細(xì)菌是否運(yùn)動(dòng)：如果只沿著穿刺線生長(zhǎng)者為沒(méi)有鞭毛、不能運(yùn)動(dòng)的細(xì)菌；如果不但沿著穿刺線生長(zhǎng)而且穿透培養(yǎng)基擴(kuò)散生長(zhǎng)者為有鞭毛、能運(yùn)動(dòng)的細(xì)菌。細(xì)菌的物理化學(xué)性質(zhì)細(xì)菌表面電荷和等電點(diǎn)：（1）細(xì)菌體含有 50%以上的蛋白質(zhì).蛋白質(zhì)由 20 種氨

33、基酸按一定的排列順序由肽鍵連接組成,氨基酸是兩性電解質(zhì),在堿性溶液中表現(xiàn)出帶負(fù)電荷,在酸性溶液中表現(xiàn)出帶正電荷,在某一定 pH.溶液中,氨基酸所帶的正電荷和負(fù)電荷相等時(shí)的 PH.稱為該氨基酸的等電點(diǎn)。培養(yǎng)液 PH 比等電點(diǎn)高，細(xì)菌帶負(fù)電，反之帶正電?？赏ㄟ^(guò)對(duì)染料的著色性、對(duì)陰陽(yáng)離子親和性以及電泳測(cè)等電點(diǎn)。革蘭氏陽(yáng)性菌等電點(diǎn)約 PH2-3，陰性菌約 PH4-5，PH3-4 為革蘭氏染色不穩(wěn)定性菌。（2）細(xì)菌的染色原理和染色方法染色方法有兩大類：簡(jiǎn)單染色方法和復(fù)合染色法。簡(jiǎn)單染色法使用一種染料染菌體，目的是為了增加菌體與背景的反差，便于觀察。復(fù)合染色法使用兩種染料染色，以區(qū)別不同細(xì)菌的革蘭氏染色反

34、應(yīng)或抗酸性染色反應(yīng)，或?qū)⒕w和某一結(jié)構(gòu)染成不同顏色，以便觀察。革蘭氏染色法： 步驟：1.在無(wú)菌操作條件下.用接種環(huán)挑取少量細(xì)菌于干凈的載玻片上涂布均勾,固定。2.用草酸銨結(jié)晶紫染色 1min,水洗去掉浮色。3.用碘-碘化鉀溶液媒染 1min,傾去多余溶液。4.用中性脫色劑如乙酸或丙酮脫色,革蘭氏陽(yáng)性菌不被褪色而呈紫色, 革蘭氏陰性菌被褪色面呈無(wú)色。5.用番紅染液復(fù)染 1min,革蘭氏陽(yáng)性菌仍呈紫色,革蘭氏陰性菌則呈現(xiàn)紅色。革蘭氏陽(yáng)性菌和革蘭氏陰性菌即被區(qū)別開(kāi)。革蘭氏染色的機(jī)理：(1)革蘭氏染色與細(xì)胞等電點(diǎn)有關(guān)：已知革蘭氏陽(yáng)性菌的等電點(diǎn)為 pH 為23，革蘭氏陰性菌的等電點(diǎn)為 pH45.可見(jiàn)，革

35、蘭氏陽(yáng)性菌的等電點(diǎn)比革蘭氏陰性菌的等電點(diǎn)低，說(shuō)明革蘭氏陽(yáng)性菌帶的負(fù)電荷比革蘭氏陰性菌多。它與草 酸銨結(jié)晶紫的結(jié)合力強(qiáng)，用碘-碘化鉀媒染后，兩者的等電點(diǎn)均得到降低，但革蘭氏陽(yáng)性菌的等電點(diǎn)降低得多，故與草酸銨結(jié)晶紫結(jié)合得更牢固，對(duì)乙醇脫色 的抵抗力更強(qiáng)。它的菌體與草酸銨結(jié)晶紫、碘-碘化鉀的復(fù)合物不被乙醇提取， 呈紫色。而革蘭氏陰性菌與草酸銨結(jié)晶紫的結(jié)合力弱，其菌體與草酸銨結(jié)晶紫、碘-碘化鉀的復(fù)合物很容易被乙醇提取而呈現(xiàn)無(wú)色。(2)革蘭氏染色與細(xì)胞壁有關(guān)：通過(guò)電子顯微鏡對(duì)細(xì)胞壁的觀察及對(duì)細(xì)胞壁化學(xué)組分分析，得知革蘭氏陽(yáng)性菌的脂類物質(zhì)的含量很低，肽聚糖的含量高。革蘭氏陰性菌相反，它的脂類含量高，肽聚糖

36、含量很低，因此用乙醇脫色時(shí)， 革蘭氏陰性菌脂類物質(zhì)被乙醇溶解，增加細(xì)菌細(xì)胞壁的孔徑及其通透性，乙醇很易進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)將草酸銨結(jié)晶紫、碘=碘化鉀復(fù)合物提取出來(lái)，使菌體呈現(xiàn)無(wú)色。革蘭氏陽(yáng)性菌由于脂類物質(zhì)含量極低，而肽聚糖含量高，乙醇既是脫色劑又是脫水劑，使肽聚糖脫水縮小細(xì)胞壁的孔徑，降低細(xì)胞壁的通透性，阻止乙醇分子進(jìn)入細(xì)胞，草酸銨結(jié)晶紫和碘-碘化鉀的復(fù)合物被截留在細(xì)胞內(nèi)而不被脫色， 仍呈現(xiàn)紫色。細(xì)菌懸液在培養(yǎng)基中呈現(xiàn)兩種狀態(tài) S（smooth）型和 R（rough）型，S 型穩(wěn)定，其細(xì)菌親水，均勻分布于培養(yǎng)基，常態(tài)不凝聚，在高濃度電解質(zhì)條件下凝聚；而 R 型為強(qiáng)電解質(zhì)，不穩(wěn)定易凝聚、沉淀，培養(yǎng)基很清澈

37、。污水處理時(shí)為使懸液易沉淀應(yīng)使用 R 型菌或在 S 型菌中添加強(qiáng)電解質(zhì)。懸液渾濁度：菌體呈半透明狀態(tài)，光線照射時(shí)部分透過(guò)部分折射，因懸液渾濁可通過(guò)測(cè)其濁度間接測(cè)定菌的數(shù)量。多相膠體：細(xì)菌的細(xì)胞中含多種蛋白，成分、功能不同，因而細(xì)胞質(zhì)是多相膠體，各相可同時(shí)吸收不同物質(zhì)，進(jìn)行不同生化反應(yīng)，因而細(xì)菌體內(nèi)同時(shí)進(jìn)行多種生化反應(yīng)。比表面積：?jiǎn)挝惑w積的菌體比表面積巨大，這有利于細(xì)菌的吸附和吸收營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，也有利于排泄代謝產(chǎn)物，使其生長(zhǎng)繁殖快。第三節(jié)藍(lán)細(xì)菌藍(lán)細(xì)菌的形態(tài)有的為單細(xì)胞，呈桿狀和球狀。有許多的由多個(gè)細(xì)胞黏集成的聚合體，呈絲狀。藍(lán)細(xì)菌的細(xì)胞屬原核細(xì)胞?？勺鏊w富營(yíng)養(yǎng)化的指示生物放線菌因在固體培養(yǎng)基上呈輻

38、射狀生長(zhǎng)而得名。大多數(shù)放線菌為腐生菌， 有共生菌，鏈霉菌屬中很多種產(chǎn)生抗生素，在廢水活性污泥法處理中，出現(xiàn)過(guò)由諾卡氏菌屬的某些種引起的活性污泥絲狀膨脹和起泡現(xiàn)象。放線菌的菌體由纖細(xì)的、長(zhǎng)短不一的菌絲組成，菌絲分支，為單細(xì)胞，菌絲體可分為三類：營(yíng)養(yǎng)菌絲、氣生菌絲、孢子絲。孢子絲的形狀和在氣生菌絲上的排列方式，隨菌種的不同而異，是種的特征，是分類鑒定的依據(jù)之一。放線菌的革蘭氏染色反應(yīng)，除枝動(dòng)菌屬為革蘭氏陰性菌以為，其余全部放線菌均為革蘭氏陽(yáng)性菌。菌落形態(tài)：一個(gè)孢子或一段營(yíng)養(yǎng)菌絲生長(zhǎng)繁殖出許多菌絲，并相互纏繞而成，有的質(zhì)地緊密表面呈絨狀或密實(shí)干燥多褶皺，有的呈白色粉末狀質(zhì)地松散易被挑取。立克次氏體營(yíng)

39、寄生生活，多寄生在節(jié)肢動(dòng)物體內(nèi)。支原體是自由生活的最小原核微生物，沒(méi)有細(xì)胞壁，只具有細(xì)胞質(zhì)膜，細(xì)胞無(wú)固定形態(tài)。衣原體：球形，染色顯革蘭氏陰性，化學(xué)組分與革蘭氏陰性菌相似，細(xì)胞壁為含胞壁酸的外模。螺旋體是一種形態(tài)和運(yùn)動(dòng)機(jī)理獨(dú)特的細(xì)菌，無(wú)鞭毛。第三章 真核微生物第一節(jié)原生動(dòng)物原生動(dòng)物是動(dòng)物中最原始、最低等、結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單的單細(xì)胞動(dòng)物。原生動(dòng)物的營(yíng)養(yǎng)類型：全動(dòng)性營(yíng)養(yǎng)、植物性營(yíng)養(yǎng)、腐生性營(yíng)養(yǎng)原生動(dòng)物可以分為四個(gè)綱：有鞭毛綱、肉足綱、纖毛綱和孢子綱。因吸管綱幼蟲(chóng)有纖毛，現(xiàn)將原有的吸管綱并入纖毛綱。原生動(dòng)物的胞囊：胞囊是抵抗不良環(huán)境的一種休眠體。所有原生動(dòng)物在污水處理過(guò)程中都起指示作用，一旦形成胞囊，就可以判

40、斷污水處理不正常。第二節(jié)微型后生動(dòng)物原生動(dòng)物以外的多細(xì)胞動(dòng)物叫后生動(dòng)物。因有些后生動(dòng)物形體微小，要借助光學(xué)顯微鏡方可看清楚，故叫微型后生動(dòng)物。如輪蟲(chóng)、線蟲(chóng)、寡毛蟲(chóng)、浮游甲殼動(dòng)物、苔蘚動(dòng)物、水螅等。輪蟲(chóng)是寡污帶和污水處理效果較好的指示生物，由于他們吞噬游離細(xì)菌， 所以可起到提高處理效果的作用。但在污水處理過(guò)程中，有時(shí)候會(huì)出現(xiàn)豬叨輪蟲(chóng)大量生長(zhǎng)繁殖的現(xiàn)象，一旦他們大量繁殖起來(lái)就會(huì)將活性污泥蠶食光，造成污水處理失敗，為避免此類現(xiàn)象發(fā)生，可以通過(guò)停止曝氣，制造厭氧環(huán)境抑制其生長(zhǎng)。線蟲(chóng)有好氧和兼性厭氧的，兼性厭氧者在缺氧時(shí)大量繁殖，線蟲(chóng)是水質(zhì)凈化程度差的指示生物。第三節(jié)藻類藍(lán)藻（藍(lán)細(xì)菌）因形體小，細(xì)胞結(jié)構(gòu)

41、簡(jiǎn)單，沒(méi)有核膜，沒(méi)有特異化的細(xì)胞器，也沒(méi)有有絲分裂，屬于原核微生物，故把它列入細(xì)菌域。除藍(lán)藻以外的藻類都是真核微生物。真核藻類具有葉綠體，有葉綠素 a,b,c,d，-胡蘿卜素，葉黃素等。多為光能自養(yǎng)型，進(jìn)行光合作用，少數(shù)營(yíng)腐生，極少數(shù)共生，生長(zhǎng)要求陽(yáng)光，最適 PH6-8，生長(zhǎng) pH 為 4-10，絕大多數(shù)中溫性，也有耐極熱極寒的， 有無(wú)性生殖也有有性生殖。第四節(jié)真菌真菌屬于低等植物，種類繁多，形態(tài)、大小各異，包括酵母菌、霉菌及各種傘菌。真菌屬于真核微生物，有單細(xì)胞和多細(xì)胞之分。酵母菌、霉菌和食用菌在有機(jī)廢水生物處理和有機(jī)固體廢物生物處理中都起到積極作用。酵母菌是單細(xì)胞真菌。有發(fā)酵型和氧化型兩種

42、。其形態(tài)有卵圓形、圓形、圓柱形和假絲狀。酵母菌的培養(yǎng)特征：1.在固體培養(yǎng)基上的培養(yǎng)特征將酵母菌接種在固體培養(yǎng)基上,給以合適的環(huán)境條件,經(jīng)過(guò)培養(yǎng)一定時(shí)間后,在固體培養(yǎng)基表面上長(zhǎng)出表面濕潤(rùn)而光滑的酵母菌落,其顏色通常有白色和紅色(如黏紅酵母),有黏性,培養(yǎng)時(shí)間久后菌落表面轉(zhuǎn)為干操,并呈褶皺狀。 菌落大小和細(xì)菌差不多。2. 酵母菌在液體培養(yǎng)基中的生長(zhǎng)特征不同種的酵母菌表現(xiàn)不一樣,有的酵母菌在培養(yǎng)基液面上形成薄膜,有的酵母菌產(chǎn)生沉淀沉在瓶底。,發(fā)酵型的酵母菌產(chǎn)生二氧化碳?xì)怏w使培養(yǎng)基表面充滿泡沫。霉菌分為腐生和寄生。木霉對(duì)難降解的纖維素和木質(zhì)素分解能力較強(qiáng)。霉菌可發(fā)酵飼料，生產(chǎn)農(nóng)藥，鐮刀霉分解無(wú)機(jī)氰化物

43、的能力強(qiáng)，對(duì)廢水中氰化物的去除率達(dá) 90%以上。霉菌是由分支的和不分支的菌絲交織形成的菌絲體,整個(gè)菌絲體分為兩部分: 即營(yíng)養(yǎng)菌絲和氣生菌絲.營(yíng)養(yǎng)菌絲伸入培養(yǎng)基內(nèi)或匍匐蔓生在培養(yǎng)基的表面,攝取営養(yǎng)和排除廢物。氣生菌絲生長(zhǎng)在培養(yǎng)基上方的空氣中,長(zhǎng)出分生孢子梗和分生孢子, 霉菌的菌絲直徑約 3-10m.在顯微鏡下放大 100 倍清晰可見(jiàn). 放大 400 倍則細(xì)胞內(nèi)部結(jié)構(gòu)也能看見(jiàn)。霉菌借助有性孢子和無(wú)性孢子繁殖，也可借助菌絲的片段繁殖，又它的頂端延伸分支而生成新的菌絲體。霉菌的菌落特征：用接種環(huán)挑取霉菌的分生孢子或一段營(yíng)養(yǎng)菌絲或氣生菌絲接種在固體培養(yǎng) 基上，置于一定溫度的培養(yǎng)箱中培養(yǎng)即可長(zhǎng)出霉菌的菌落

44、。霉菌的菌落呈圓形、絨毛狀、絮狀或蜘蛛網(wǎng)狀。比其他微生物的菌落都大，長(zhǎng)得很快可蔓延至整個(gè)平板。不同霉菌的孢子有不同形狀，結(jié)構(gòu)和顏色，可使各種霉菌菌落呈現(xiàn)不同結(jié)構(gòu)和色澤。霉菌可產(chǎn)生水溶性色素和非水溶性（脂溶性）色素。水溶性色素可溶于培養(yǎng)基中使菌落背面呈現(xiàn)顏色。霉菌菌落疏松，與培養(yǎng)基結(jié)合不緊，用接種環(huán)很易挑取。多細(xì)胞菌絲體（多數(shù)）和單細(xì)胞菌絲體（少數(shù)）在顯微鏡下的區(qū)別：多： 有橫膈膜將一根長(zhǎng)菌絲分隔成一段一段的，每段含有細(xì)胞質(zhì)和一個(gè)或多個(gè)核。單：無(wú)橫膈膜，整個(gè)分枝的菌絲體。第四章 微生物的生理第一節(jié)微生物的酶現(xiàn)代科學(xué)認(rèn)為，酶是由細(xì)胞產(chǎn)生的，能在體內(nèi)或體外起催化作用的一類具有活性中心和特殊構(gòu)像的生物

45、大分子，包括蛋白質(zhì)類酶和核酸類酶。酶的組成：從化學(xué)成分來(lái)看，酶可以分為單成分酶和全酶兩類。前者只含 蛋白質(zhì)，而全酶除了蛋白質(zhì)外，還要結(jié)合一些被稱為輔基或輔酶的熱穩(wěn)定的非 蛋白質(zhì)小分子有機(jī)物或金屬離子，全酶一定要在酶蛋白和輔酶或輔基（與酶蛋 白結(jié)合緊的為輔酶不緊的為輔基）同時(shí)存在時(shí)才起作用，單獨(dú)存在無(wú)催化作用。酶的組成形式：?jiǎn)纬煞置赣擅傅鞍捉M成，如水解酶等。全酶中各組分有不同的功能，酶蛋白起催化生物化學(xué)反應(yīng)加速進(jìn)行的作用， 輔基和輔酶起傳遞電子、原子和化學(xué)基團(tuán)的作用；金屬離子除傳遞電子外還起 激活劑的作用。一般蛋白質(zhì)只有三級(jí)結(jié)構(gòu)，只有少數(shù)蛋白質(zhì)才具有四級(jí)結(jié)構(gòu)。一級(jí)結(jié)構(gòu)是 指多肽鏈本身的結(jié)構(gòu)。二級(jí)

46、結(jié)構(gòu)是由多肽鏈形成的初級(jí)空間結(jié)構(gòu)，由氫鍵維持 其穩(wěn)定性,三級(jí)結(jié)構(gòu)是在二級(jí)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上多肽鏈進(jìn)一步彎曲盤(pán)繞形成的復(fù)雜構(gòu)型， 由氫鍵、鹽鍵、以及疏水鍵等維穩(wěn)。酶蛋白的四級(jí)結(jié)構(gòu)是由幾個(gè)或幾十個(gè)亞基 形成。酶的活性中心是指酶的活性部位，是酶蛋白分子中直接參與和底物結(jié)合， 并與酶的催化作用直接有關(guān)的部位。它是酶行使催化功能的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)酶的活性中心有兩個(gè)功能部位，一個(gè)是結(jié)合部位，一個(gè)是催化部位。酶的分類：（1）根據(jù)催化反應(yīng)類型分類：氧化還原酶類、轉(zhuǎn)移酶類、水解酶類、裂解酶類、異構(gòu)酶類和合成酶類。（2）按酶的作用底物不同命名：淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶、纖維素酶、核糖核酸酶等（3）按酶在細(xì)胞的不同部位分類：胞外酶、

47、胞內(nèi)酶、表面酶。（4）按酶催化反應(yīng)的性質(zhì)及類型命名：水解酶、轉(zhuǎn)移酶、氧化酶等。酶的催化特性：（1）酶具有一般催化劑的共性（加速反應(yīng)速率縮短達(dá)到平衡時(shí)間、不改變平衡點(diǎn)、反應(yīng)前后性質(zhì)和數(shù)量不變。）（2）酶的催化作用具有高度專一性：結(jié)構(gòu)專一性、立體異構(gòu)專一性。（3）酶的催化反應(yīng)條件溫和（4）酶對(duì)環(huán)境條件的變化極為敏感（5）酶的催化效率極高。酶促反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)方程式：米氏方程使催化底物反應(yīng)的速率方程式。米氏常數(shù) Km 的含義為：反應(yīng)速率為最大反應(yīng)速率一半時(shí)的底物濃度。其只與酶的性質(zhì)有關(guān)，與酶的濃度無(wú)關(guān)。 酶活力的測(cè)定方法有化學(xué)分析法、光吸收法、量氣法和酶分析法。影響酶促反應(yīng)速率的因素：（1）酶的濃度對(duì)酶

48、促反應(yīng)速率的影響（2）底物濃度對(duì)酶促反應(yīng)速率的影響（3）溫度對(duì)酶促反應(yīng)速率的影響（4）pH 對(duì)酶促反應(yīng)速率的影響（5）激活劑對(duì)酶促反應(yīng)速率的影響（6）抑制劑對(duì)酶促反應(yīng)速率的影響酶的競(jìng)爭(zhēng)性抑制：有些抑制劑的結(jié)構(gòu)與某種底物的結(jié)構(gòu)類似，它可以與底物競(jìng)爭(zhēng)與酶的活性中心結(jié)合，從而影響了底物與酶的結(jié)合，使反應(yīng)速率下降，這種作用成為酶的競(jìng)爭(zhēng)性抑制。第二節(jié)微生物的營(yíng)養(yǎng)徴生物從外界環(huán)境中不斷攝取營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，經(jīng)過(guò)一系列的生物化學(xué)反應(yīng).轉(zhuǎn)変成細(xì)胞的組分,同時(shí)產(chǎn)生廢物并排泄到體外,這個(gè)過(guò)程稱新陳代謝(簡(jiǎn)稱代謝 ),新陳代謝包括同化作用和異化作用.兩者是相輔相成的:異化作用為同化作用提供物質(zhì)基礎(chǔ)和能量,同化作用為異化作用

49、提供基質(zhì)。微生物要求的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)有水、碳素營(yíng)養(yǎng)源、氮素營(yíng)養(yǎng)源、無(wú)機(jī)鹽及生長(zhǎng)因子。根據(jù)微生物對(duì)各種碳素營(yíng)養(yǎng)物的同化能力不同，可把微生物分為無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)和有機(jī)營(yíng)養(yǎng)；又由于能源的形式不同?？煞譃楣饽軤I(yíng)養(yǎng)型和化能營(yíng)養(yǎng)型。根據(jù)能量來(lái)源，可以把微生物分為：光能自養(yǎng)型、化能自養(yǎng)型、光能異養(yǎng)型、化能異養(yǎng)型。無(wú)機(jī)鹽的生理功能包括：構(gòu)成細(xì)胞組分，構(gòu)成酶的組分和維持酶的活性，調(diào)節(jié)滲透壓、氫離子濃度、氧化還原電位等，供給自養(yǎng)微生物的能源。生長(zhǎng)因子：是一類調(diào)節(jié)微生物正常代謝所必須，但又不能用簡(jiǎn)單的碳、氮源自行合成的有機(jī)物。并非所有的微生物都需要外界為其提供生長(zhǎng)因子。污水好氧生物處理的 C:N:P=100:5：1厭氧消化污泥中

50、的厭氧微生物群體的 C:N:P=100：6：1微生物的培養(yǎng)基：根據(jù)各種微生物對(duì)營(yíng)養(yǎng)的需要，包括水、碳源、能源、氮源、無(wú)機(jī)鹽及生長(zhǎng)因子等按一定比例配置而成的，用以培養(yǎng)微生物的基質(zhì)，稱為培 養(yǎng)基。培養(yǎng)基的配置：配置培養(yǎng)基有一定的原則和順序。燒杯中加入一定量的蒸餾水（或去離子水或自來(lái)水，視實(shí)驗(yàn)要求而定），按配方稱取各營(yíng)養(yǎng)成分，然后將各營(yíng)養(yǎng)成分逐一加入（按配方順序加入），待每一種成分溶解后方可加下一成分，否則會(huì)引起沉淀物形成，為了避免產(chǎn)生金屬沉淀物，可加入螯合劑，使金屬與之絡(luò)合并保持溶解狀態(tài)。螯合劑有 EDTA（乙二胺-四乙酸）和 NTA（氮川三乙酸）。EDTA 常用質(zhì)量濃度為 0.1g/L。各成分加

51、入的順序是：1.緩沖化合物2.無(wú)機(jī)元素 3.微量元素 4.維生素及其他生長(zhǎng)因子。待全部營(yíng)養(yǎng)成分配齊后用質(zhì)量濃度為 100g/LNaOH 或質(zhì)量濃度為 100g/L 的 HCL 調(diào)整 pH。由于在培養(yǎng)微生物的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生有機(jī)酸、CO2 和 NH3 ，前兩者為酸性物質(zhì)，后者為堿性物質(zhì)，它們會(huì)改變培養(yǎng)基的 pH。所以，在連續(xù)培養(yǎng)中需加入緩沖劑，既起調(diào)節(jié)pH 的作用，又可在培養(yǎng)過(guò)程中調(diào)整 pH 的作用，又可在培養(yǎng)基中調(diào)整 pH 的改變。pH 調(diào)好后，分裝、盡快置高壓蒸汽滅菌鍋內(nèi)滅菌，冷卻備用。許多培養(yǎng)基成分具有雙重或三重功能，例如，磷酸氫二鉀及磷酸二氫鉀既可緩沖劑又可作磷源和鉀源，（NH4）2SO4

52、可做硫源，葡萄糖可做碳源和能源。培養(yǎng)基組成物的性質(zhì)可把培養(yǎng)基分為三類：1.用無(wú)機(jī)化合物配置而成的培養(yǎng)基叫合成培養(yǎng)基。合成培養(yǎng)基的各成分是已知結(jié)構(gòu)的純化學(xué)物質(zhì)，成分精確，價(jià)格昂貴，用于對(duì)定量要求較高的研究。2.用天然有機(jī)物配置而成的培養(yǎng)基叫天然培養(yǎng)基。天然培養(yǎng)基中各成分是動(dòng)物、植物或微生物的提取物，營(yíng)養(yǎng)豐富價(jià)格低廉，但成分復(fù)雜有時(shí)不穩(wěn)定。3.用天然有機(jī)物和無(wú)機(jī)化合物配置而成的培養(yǎng)基叫復(fù)合培養(yǎng)基（半合成培養(yǎng)基），硅膠可用于培養(yǎng)自養(yǎng)微生物。根據(jù)物理性質(zhì)的不同，培養(yǎng)基可分為 3 種：液體培養(yǎng)基、固體培養(yǎng)基和半固體培養(yǎng)基。根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮陀猛镜牟煌?，培養(yǎng)基可分為四類。1、基礎(chǔ)培養(yǎng)基由牛肉膏、蛋白胨、氯化鈉

53、按一定比例配制而成。pH 偏堿性大多數(shù)微生物可在其上生長(zhǎng)。2、選擇培養(yǎng)基利用微生物對(duì)各種化學(xué)物質(zhì)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、堿或抗生素等其中的一種，用以抑制非目的微生物的生長(zhǎng)并使所要分離的微生物生長(zhǎng)繁殖的培養(yǎng)基，叫選擇培養(yǎng)基。例如，在培養(yǎng)基中加入膽汁酸鹽，可以抑制革蘭氏陽(yáng)性菌，有利于革蘭氏陰性菌的生長(zhǎng)。麥康蓋培養(yǎng)基為含膽汁酸鹽的糖發(fā)酵培養(yǎng)基，用于大腸菌群（革蘭氏陰性桿菌）的培養(yǎng)，可使腸道中革蘭氏陽(yáng)性的腸球菌和產(chǎn)氣莢膜桿菌受抑制不能生長(zhǎng)，從而大腸桿菌群被選擇出來(lái)。乳糖發(fā)酵培養(yǎng)基也是適于大腸桿菌群生長(zhǎng)的選擇培養(yǎng)基。3、鑒別培養(yǎng)基幾種細(xì)菌由于對(duì)培養(yǎng)基中某一成分的分解能

54、力不同，其菌落通過(guò)指示劑顯 示出不同的顏色而被區(qū)分開(kāi)，這種起鑒別和區(qū)分不同細(xì)菌作用的培養(yǎng)基，叫鑒 別培養(yǎng)基。例如。大腸菌群中的大腸埃希氏菌、枸櫞酸鹽桿菌、產(chǎn)氣桿菌、副 大腸桿菌等均能在遠(yuǎn)藤氏培養(yǎng)基（含乳糖）上生長(zhǎng)，但他們對(duì)乳糖的分解能力 不同：前三者能分解乳糖，但分解能力有強(qiáng)有弱，大腸埃希氏菌分解能力最強(qiáng)， 菌落呈紫紅色帶金屬光澤；枸櫞酸鹽桿菌次之，菌落呈紫紅或深紅色；產(chǎn)氣桿 菌第三，菌落呈淡紅色。副大腸桿菌不能分解乳糖，菌落無(wú)色透明。這樣，這 四種菌被鑒別區(qū)分開(kāi)來(lái)了。常用的鑒別培養(yǎng)基還有、醋酸鉛培養(yǎng)基、伊紅-美藍(lán)（EMB）培養(yǎng)基等。4、加富（富集）培養(yǎng)基由于樣品中細(xì)菌數(shù)量少，或者對(duì)營(yíng)養(yǎng)要求比

55、較苛刻不易培養(yǎng)出來(lái)，故用特別的物質(zhì)或成分促使微生物快速生長(zhǎng)。這種用特別物質(zhì)或成分配制而成的培養(yǎng)基，稱為加富培養(yǎng)基，可使混合品種中劣勢(shì)菌變優(yōu)勢(shì)菌，從而分離所需要的微生物。所用的物質(zhì)有植物（青草或干草）提取液、動(dòng)物組織提取液、土壤浸出液、血或血清等。營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入微生物細(xì)胞的方式:（1）單純擴(kuò)散單純擴(kuò)散是物理過(guò)程，不包括細(xì)胞的主動(dòng)代謝。雜亂運(yùn)動(dòng)的、水溶性的溶質(zhì)分子（水、無(wú)機(jī)鹽、O2、CO2）通過(guò)細(xì)胞質(zhì)膜中含水的小孔從高濃度區(qū)向低濃度區(qū)擴(kuò)散，不與膜上的分子發(fā)生反應(yīng)。這種擴(kuò)散是非特異性的，擴(kuò)散速度慢。脂溶性物質(zhì)被磷脂層溶解而進(jìn)入細(xì)胞，脂水分配系數(shù)大的，水溶性也不低的特別容易擴(kuò)散。（2）促進(jìn)擴(kuò)散單純擴(kuò)散是

56、被動(dòng)的運(yùn)輸過(guò)程營(yíng)養(yǎng)物透過(guò)細(xì)胞質(zhì)膜的速度慢，不能滿足微生物對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的需求。有些非脂溶性物質(zhì)，如糖、氨基酸、金屬離子等不能通過(guò)由碳?xì)浣M成的非極性區(qū)。然而，微生物具有一些特殊的生理結(jié)構(gòu)，能幫助上述物質(zhì)順利而快速的通過(guò)細(xì)胞質(zhì)膜。這些特殊的物質(zhì)即位于細(xì)胞質(zhì)膜上的特異蛋白質(zhì)，它們?cè)诩?xì)胞質(zhì)膜外表面與營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)發(fā)生可逆性結(jié)合，攜帶營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)通過(guò)細(xì) 胞質(zhì)膜進(jìn)入細(xì)胞，然后與營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)分離，它本身再返回細(xì)胞質(zhì)膜外表面與另一 營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)可逆性結(jié)合，如此不斷循環(huán)。因特異性蛋白質(zhì)具有運(yùn)輸功能，故稱為 載體蛋白，載體蛋白具有類似酶的特異性，能使某些分子通過(guò)，而另一些相似 分子不能通過(guò)，彼此競(jìng)爭(zhēng)。若被運(yùn)輸?shù)奈镔|(zhì)在膜內(nèi)表面低，所以復(fù)合體傾向解 離，被運(yùn)輸物質(zhì)留在細(xì)胞內(nèi)，載體回到膜外，只要有濃度梯度，過(guò)程就可進(jìn)行。例如：甘氨酸的吸收被丙氨酸抑制。反之亦然。由于載體蛋白質(zhì)與酶極相似， 因而把它歸為酶類，叫滲透酶。，細(xì)胞質(zhì)膜上有多種滲透酶，一種滲透酶運(yùn)送 一類物質(zhì)通過(guò)細(xì)胞質(zhì)膜進(jìn)入細(xì)胞。所以促進(jìn)擴(kuò)散是利用滲透酶將營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)從細(xì) 胞質(zhì)膜的外表面運(yùn)送到細(xì)胞質(zhì)膜的內(nèi)表面并釋放的過(guò)程。這一過(guò)程依靠濃度梯 度驅(qū)動(dòng)，不消耗能量，滲透酶起加速運(yùn)輸?shù)淖饔?。促進(jìn)擴(kuò)散多見(jiàn)于真核生物， 如紅細(xì)胞和酵母菌中糖的運(yùn)輸。(3)主動(dòng)運(yùn)輸當(dāng)微生物細(xì)胞內(nèi)所積累的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的濃度高于細(xì)胞外的濃度時(shí)，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)就不 能按濃度梯度擴(kuò)散到細(xì)胞內(nèi)，而是逆濃度梯度被“