環(huán)境微生物課件

緒論第四節(jié)微生物學的發(fā)展史第一節(jié)微生物的基本概念第二節(jié)微生物的特點第三節(jié)微生物在生物界的地位第五節(jié)環(huán)境微生物學的研究內容第六節(jié)學習環(huán)境微生物學的意義第一節(jié)微生物的基本概念一、微生物的發(fā)現

1676年，荷蘭，列文虎克，單式顯微鏡（復制品）第一節(jié)微生物的基本概念一、微生物的發(fā)現A、C、F、Q：桿菌E：球菌H：球菌的聚集體列文虎克向英國皇家學會的信中對細菌形態(tài)的描繪

第一節(jié)微生物的基本概念二、微生物的定義細小的肉眼看不見的生物稱微生物。非細胞生物原核生物部分真核生物（真菌、藻類、原生動物）微生物一、體積小，比表面積大單位：um(10-6m)或nm(10-9m)2μm0.5μm桿菌80個桿菌肩并肩總寬度=1根頭發(fā)絲的寬度1500個桿菌首尾相連總長度=1粒芝麻的長度微生物的體積大小第二節(jié)微生物的特點不同生物類型細胞大小的比較第二節(jié)微生物的特點一、體積小，比表面積大微生物與其它生物種類的體積比較動物的模式細胞動物細胞核細菌病毒動物、植物和微生物個體大小尺度范圍

一、體積小，比表面積大微生物的比表面積比表面積：個體的表面積與體積之比。設定：人的比表面積=1

則：(與人等重)大腸桿菌比表面積=30萬第二節(jié)微生物的特點設球菌半徑r=0.5μm球菌表面積(S)＝4πｒ2＝3.1416μｍ2

球菌體積(V)＝4／3πｒ3＝0.236μｍ3

比表面=S/V＝3.1416/0.5236=6

設球菌半徑ｒ＝2μｍ

球菌面積(S)＝50.3μｍ2

球菌體積(V)＝33.5μｍ3

比表面=S/V＝50.3/33.5＝1.5二、吸收多，轉化快人（50kg）500~1000g/d地鼠（體重3g）3g/d大腸桿菌細胞重量2000倍糖/h奶牛（500kg）合成0.5kg蛋白質/24h微生物細胞合成自身重量30-40倍的細胞物質/24h吸收多轉化快第二節(jié)微生物的特點三、生長旺，繁殖速大腸桿菌在合適的生長條件下：12.5~20分鐘繁殖1代每小時分裂3代，由1個變成8個。經24小時分裂72代，重約4722噸經48小時可產生2.2×1043個后代。第二節(jié)微生物的特點地球重的4000倍微生物代時及每日增殖率微生物名稱代時(分)溫度日增殖率乳酸菌38252.7×10^11大腸桿菌18371.2×10^24根瘤菌110258.2×10^3枯草桿菌31307.2×10^13光合細菌144301.0×10^3釀酒酵母120304.1×10^3念珠藻1380252.1硅藻1020202.64小球藻4202510.6草履蟲642264.92

四、適應性強，易變異1、對營養(yǎng)物質的利用上的適應性。2、對環(huán)境條件尤其是惡劣的“極端環(huán)境”的適應性。

耐0～－196℃低溫耐250℃～300℃的高溫耐鹽（飽和鹽水）耐干燥（產芽孢細菌、真菌孢子）耐酸堿、耐缺氧、耐毒物、抗輻射適應性強第二節(jié)微生物的特點四、適應性強，易變異易變異青霉素生產菌的發(fā)酵水平1940年每毫升20單位2000年每毫升10萬單位青霉素的使用劑量：1940年10萬元單位/次1980年：輸液80萬單位/次2000年：輸液800萬-1000萬單位/次第二節(jié)微生物的特點青霉素對金黃色葡萄球菌最低抑制濃度0.02μg/ml200μg/ml五、分布廣，種類多微生物在自然界的分布：無處不在，無孔不入分布廣土壤空氣水域生物體內外極端環(huán)境正常環(huán)境高空深海底2000米深的地層溫泉第二節(jié)微生物的特點五、分布廣，種類多60年前，中國人乘飛機采集了160米到5300米的高空的氣樣并分析了其中的微生物發(fā)布狀況。第二節(jié)微生物的特點五、分布廣，種類多種類多地球上的微生物：估計有100萬種以上已發(fā)現的微生物：約有10萬種已開發(fā)利用的微生物：約1000種

第二節(jié)微生物的特點微生物的微觀性研究手段的限制分離培養(yǎng)的局限第三節(jié)微生物在生物界的地位無細胞結構生物—病毒具細胞結構生物生物原核生物真核生物真細菌古細菌真菌藻類原生動物動物植物真細菌真菌藻類原生動物動物植物真核生物古細菌生物沃氏提出的三域（三原界）分類系統(tǒng)一、史前時期（直觀應用時期）第四節(jié)微生物學的發(fā)展歷史春秋戰(zhàn)國時期微生物分解有機物質,漚糞積肥。公元二世紀的《神農本草經》

白僵蠶治病。公元6世紀后魏的賈思勰《齊民要術》

谷物制曲、釀酒、制醬、造醋、腌菜。豆科植物與其它作物輪作二、初創(chuàng)時期（形態(tài)學發(fā)展時期）第四節(jié)微生物學的發(fā)展歷史（17世紀下半葉——十九世紀中葉）使用顯微鏡觀察微生物世界的時期。代表人物：列文·虎克貢獻:（１）發(fā)現了微生物世界（２）科學地描述了微生物的形態(tài)并闡述了它們的繁茂性．三、奠基時期（生理學發(fā)展時期）第四節(jié)微生物學的發(fā)展歷史十九世紀下葉有關微生物的兩個疑難問題：1、生物是自然產生的嗎？2、傳染性疾病的本質是什么？三、奠基時期（生理學發(fā)展時期）第四節(jié)微生物學的發(fā)展歷史１、巴斯德與自然發(fā)生學說法國，化學家，路易斯·巴斯德三、奠基時期（生理學發(fā)展時期）第四節(jié)微生物學的發(fā)展歷史１、巴斯德與自然發(fā)生說新鮮食品擱置細菌檢定無細菌腐敗食品細菌檢定有細菌由非生命的物質自然發(fā)生自然發(fā)生說三、奠基時期（生理學發(fā)展時期）第四節(jié)微生物學的發(fā)展歷史１、巴斯德與自然發(fā)生說巴斯德反駁自然發(fā)生說的三個實驗第一個實驗空氣乙醇、醚混合物棉纖維沉淀物檢測三、奠基時期（生理學發(fā)展時期）第四節(jié)微生物學的發(fā)展歷史１、巴斯德與自然發(fā)生說巴斯德反駁自然發(fā)生說的三個實驗第二個實驗加熱營養(yǎng)液密封放置細菌檢測無細菌檢出自然發(fā)生說質疑：無機物自然變?yōu)樯袡C體必須提供新鮮的空氣三、奠基時期（生理學發(fā)展時期）第四節(jié)微生物學的發(fā)展歷史１、巴斯德與自然發(fā)生說巴斯德反駁自然發(fā)生說的三個實驗第三個實驗三、奠基時期（生理學發(fā)展時期）第四節(jié)微生物學的發(fā)展歷史１、巴斯德與自然發(fā)生說巴斯德反駁自然發(fā)生說的三個實驗第三個實驗三、奠基時期（生理學發(fā)展時期）第四節(jié)微生物學的發(fā)展歷史１、巴斯德與自然發(fā)生說巴斯德反駁自然發(fā)生說的三個實驗第三個實驗２、科赫與疾病的病菌說三、奠基時期（生理學發(fā)展時期）第四節(jié)微生物學的發(fā)展歷史德國，鄉(xiāng)村醫(yī)生，科赫２、科赫與疾病的病菌說三、奠基時期（生理學發(fā)展時期）第四節(jié)微生物學的發(fā)展歷史健康者病者接觸傳染物感染得?。?、科赫與疾病的病菌說三、奠基時期（生理學發(fā)展時期）第四節(jié)微生物學的發(fā)展歷史科赫的有關實驗——病原菌的發(fā)現炭疽病——炭疽芽孢桿菌科赫法則(證明某微生物是某疾病病原菌的四項要求)1、在患病動物中存在可疑病原有機體，而健康動物中沒有；2、可疑有機體在純培養(yǎng)中生長；3、純培養(yǎng)中的可疑有機體細胞，能引起健康動物發(fā)??；4、可疑有機體被再次分離，并且和最初分離的有機體一樣；２、科赫與疾病的病菌說三、奠基時期（生理學發(fā)展時期）第四節(jié)微生物學的發(fā)展歷史主要貢獻：

建立了疾病細菌說；首創(chuàng)了細菌染色法；首創(chuàng)了細菌的純培養(yǎng)——固體培養(yǎng)基提出了著名的科赫法則。三、奠基時期（生理學發(fā)展時期）第四節(jié)微生物學的發(fā)展歷史３、貝耶林克

加富培養(yǎng)４、維諾格拉斯基

土壤微生物研究的生態(tài)學觀點和原位研究路線。四、發(fā)展時期（生物化學水平）第四節(jié)微生物學的發(fā)展歷史始于二十世紀初，代表人物：E.Eüchner

（1897年）酵母細胞石英砂研磨過濾濾液葡萄糖酵母細胞酒精、CO2五、成熟時期（分子水平）第四節(jié)微生物學的發(fā)展歷史始于二十世紀五十年代電子顯微鏡的使用DNA的發(fā)現第五節(jié)環(huán)境微生物學的研究內容一、自然環(huán)境中微生物的多樣性二、自然環(huán)境中的微生物生態(tài)學研究

三、污染環(huán)境中的微生物生態(tài)學研究四、廢棄物生物處理中微生物學原理和方法的研究生物膜法活性污泥法環(huán)境微生物學：研究人類的生存環(huán)境與微生物之間相互關系的科學。微生物學環(huán)境生物學環(huán)境微生物學第六節(jié)學習環(huán)境微生物學的意義一、了解并揭示微生物在生態(tài)系統(tǒng)中的地位與作用二、避免或防止微生物對人類的危害三、開發(fā)、利用微生物以保護環(huán)境造福于人類1、微生物學

武漢大學、復旦大學合編高等教育出版社2、污染控制微生物學原理與應用

任南琪，馬放等編著

化學工業(yè)出版社3、基礎微生物學李阜棣，胡正嘉編著中國農業(yè)出版社參考書

病毒第一節(jié)病毒的特性第二節(jié)病毒的形狀與大小第三節(jié)病毒結構、組成、繁殖第四節(jié)噬菌體第五節(jié)動物及植物病毒第六節(jié)理化因子對病毒的影響第一節(jié)病毒的特性一、病毒的發(fā)現發(fā)現1886年，德國農業(yè)化學家邁爾在荷蘭的接種試驗

(煙草花葉病是一種傳染性疾病)第一節(jié)病毒的特性一、病毒的發(fā)現1892年，俄羅斯伊萬諾夫斯基煙草花葉病感病因子（細菌濾器濾過性）發(fā)現第一節(jié)病毒的特性一、病毒的發(fā)現發(fā)現1935年，美國生物化學家斯坦萊煙草花葉病毒結晶基本特征（1）沒有細胞結構（2）只含有DNA或RNA（3）缺乏酶系統(tǒng)（4）在特定活細胞內寄生第一節(jié)病毒的特性二、病毒的基本特征圖6-1病毒和細菌的相對大小支原體痘病毒皰疹病毒流感病毒1μ葡萄球菌細小核糖核酸病毒第二節(jié)病毒的大小和形狀最大的病毒與最小的病毒天花病毒200×300nm脊髓灰質炎病毒口蹄疫病毒10nm3、蝌蚪狀(噬菌體)圖6-2

病毒的各種形態(tài)形態(tài)1、桿狀或絲狀(大多為植物病毒)2、多面體或球形(大多為動物、真菌病毒)第二節(jié)病毒的大小和形狀一、病毒的結構結構圖6-3病毒的粒子的基本結構病毒粒子：成熟的或結構完整，有感染性的病毒個體。殼體核酸包膜刺突核殼體第三節(jié)病毒結構、化學成分及繁殖方式一、病毒的結構

廿面體對稱的結構

(球狀)

螺旋對稱的結構

(桿狀)

復合對稱的結構

(蝌蚪狀)典型的病毒粒子的形態(tài)第三節(jié)病毒結構、化學成分及繁殖方式圖6-5煙草花葉病病毒結構（螺旋對稱）RNA核殼體一、病毒的結構煙草花葉病毒的桿狀殼體由2130個殼粒螺旋排列而成，大約有130個螺旋。第三節(jié)病毒結構、化學成分及繁殖方式一、病毒的結構腺病毒粒子的三維結構人體腺病毒負染照片

腺病毒二十面體對稱的模式圖及負染顯微照片。圖6-6腺病毒結構（二十面體對稱）第三節(jié)病毒結構、化學成分及繁殖方式大腸桿菌的T4噬菌體是由橢圓形的二十面體頭部和螺旋對稱的尾部組合而成，是病毒中復合對稱的代表。一、病毒的結構圖6-5大腸桿菌的T4噬菌體結構（復合對稱型）第三節(jié)病毒結構、化學成分及繁殖方式二、病毒的化學組成病毒的主要化學組成：核酸：RNA或DNA病毒蛋白：主要功能：A、病毒粒子外殼，保護病毒核酸活性。B、感染的特異性。病毒包含體：寄主細胞中，由寄主蛋白質包裹病毒體形成的聚集體。脂類和糖類：第三節(jié)病毒結構、化學成分及繁殖方式三、病毒的繁殖方式吸附脫殼侵入復制合成裝配釋放T噬菌體的侵染復制過程第三節(jié)病毒結構、化學成分及繁殖方式受體（脂蛋白、脂多糖）侵入方式：（1）注入（細菌病毒）（2）傷口、昆蟲刺吸（植物病毒）（3）吞噬（動物病毒）左：E.coliT噬菌體吸附在E.coli上

右：腺病毒吸附在雞紅細胞上三、病毒的繁殖方式第三節(jié)病毒結構、化學成分及生活周期圖6-7腺病毒粒子的吸收和核酸的脫殼示意圖細胞質膜包含體細胞質核孔細胞核三、病毒的繁殖方式病毒粒子第三節(jié)病毒結構、化學成分及生活周期一、噬菌體的形態(tài)第四節(jié)噬菌體

基本形態(tài)：蝌蚪形、微球形、線狀。據蝌蚪形的頭部及尾部的特征細分6種。T4Bacteriophage

(TEMx390,000)一、噬菌體的形態(tài)第四節(jié)噬菌體StructureofT4bacteriophageT4噬菌體浸染時的尾殼收縮ContractionofthetailsheathofT4(wheninfectionofhostcell)一、噬菌體的形態(tài)第四節(jié)噬菌體頭尾釘（刺突）尾尾絲尾鞘溶源細胞：含有溫和噬菌體的寄主細胞原噬菌體：溶源細胞中的噬菌體。二、噬菌體的類型第四節(jié)噬菌體毒性噬菌體：病毒粒子復制裝配釋放從而導致寄主細胞崩潰的噬菌體溫和噬菌體：核酸與寄主細胞核酸同步復制而不導致寄主細胞裂解的噬菌體。溶源性細胞的特點：三、溶源性細胞的特點第四節(jié)噬菌體5、溶源性細菌的復愈1、溶源性——溶源性細菌穩(wěn)定的遺傳特性2、自發(fā)裂解3、誘發(fā)裂解4、具免疫性四、噬菌體的生長的測定第四節(jié)噬菌體噬菌體生長的測定——一步生長曲線一步生長曲線：定量描述一群菌體內毒性噬菌體生長規(guī)律的實驗曲線。感染后培養(yǎng)過程被噬菌體侵染的菌群培養(yǎng)過程定時取培養(yǎng)液與敏感菌混合平板培養(yǎng)不同取樣時間培養(yǎng)液與敏感菌混合平板培養(yǎng)產生的噬菌斑數量的動態(tài)一、艾滋病毒第五節(jié)動物病毒與植物病毒（一）形態(tài)：圓球形（二）侵染特點：逆轉錄病毒。AIDS：獲得性免疫缺失綜合病癥HIV：人類免疫缺陷病毒（三）傳播方式：血液及分泌物經由粘膜表面或皮膚破損處進入一、艾滋病毒第五節(jié)動物病毒與植物病毒T淋巴細胞中的愛滋病毒二、昆蟲病毒第五節(jié)動物病毒與植物病毒防治農林害蟲的優(yōu)勢：專一性高擴散性強毒力大后效長環(huán)保功能對人類的不利作用：經濟昆蟲(蜂、蠶)病毒病斜紋夜蛾病毒殺蟲劑及甜菜夜蛾病毒殺蟲劑：一種核型多角體病毒（NPV）三、植物病毒第五節(jié)動物病毒與植物病毒被病毒感染的植物（一）植物病毒的構型與形態(tài)：包括兩種：螺旋對稱體、二十面體三、植物病毒第五節(jié)動物病毒與植物病毒（二）植物病毒的感染特點：1、嚴格寄生生物，但專一性不強。2、植物病毒感染植物后，植株常產生花葉、畸形或植株的枯死。3、植物病毒感染植株后，可在植株細胞內形成細胞包含體。4、入侵方式：昆蟲吸食或植株擦傷處第六節(jié)理化因子對病毒的影響1)高溫：對熱不穩(wěn)定，55~60攝氏度時，幾或十幾分鐘滅活；1.溫度對病毒的影響:第六節(jié)理化因子對病毒的影響2)低溫：病毒保持感染性。1.溫度對病毒的影響:第六節(jié)理化因子對病毒的影響2.pH值對病毒的影響:pH6.0~8.0：穩(wěn)定，pH5以下或pH9以上：迅速失活；

廢水微生物處理原理與應用

第一節(jié)廢水的好氧微生物處理第二節(jié)廢水的厭氧微生物處理第三節(jié)水體污染的生物監(jiān)測第九章廢水微生物處理原理與應用

有機污染物種類來源人工合成天然成分分子量復雜簡單濃度高濃度低濃度形態(tài)固態(tài)液態(tài)氣態(tài)降解能力可生物降解非生物降解決定了是否采用微生物處理以及選用哪種微生物處理方法第九章廢水微生物處理原理及與應用

第一節(jié)廢水的好氧微生物處理

一、好氧處理的基本原理

有機污染物好氧微生物處理的一般途徑

第一節(jié)廢水的好氧微生物處理

一、好氧處理的基本原理

第一節(jié)廢水的好氧微生物處理

二、好氧處理的種類及特征1、活性污泥法

1914年的在英國曼徹斯特

（1）活性污泥的基本特性

組成：有機和無機的固體好氧微生物兼性厭氧微生物專性厭氧微生物絮狀體或絨粒依靠曝氣池中懸浮流動著的活性污泥來分解有機物.第一節(jié)廢水的好氧微生物處理

二、好氧處理的種類及特征1、活性污泥法

（1）活性污泥的基本特性

性質：含水率99%具沉降性；具生物活性絮體大小為0.02—0.2mm具一定pH緩沖能力第一節(jié)廢水的好氧微生物處理

二、好氧處理的種類及特征1、活性污泥法

（1）活性污泥的基本特性

完合混合式曝氣池：分布均勻推流式曝氣池：各區(qū)段之間存在種群和數量差異微生物分布狀態(tài)：第一節(jié)廢水的好氧微生物處理

二、好氧處理的種類及特征1、活性污泥法

（1）活性污泥的基本特性

污泥中微生物的濃度混合懸浮固體（MLSS）：

1L活性污泥中含干固體的毫克數混合液揮發(fā)性懸浮固體（MLVSS）：1L活性污泥中含恒量、干的揮發(fā)性固體的毫克數一般的城市污水處理：2000~3000mg/L工業(yè)廢水處理：3000mg/L左右高濃度的工業(yè)廢水生物處理：3000~5000mg/L。第一節(jié)廢水的好氧微生物處理

二、好氧處理的種類及特征1、活性污泥法

（2）活性污泥法的運行方式

a.推流式活性污泥法

活性污泥增長速率有機物的濃度有機物的降解速率需氧速率溶氧濃度池首到池尾的動態(tài)變化第一節(jié)廢水的好氧微生物處理

二、好氧處理的種類及特征1、活性污泥法

（2）活性污泥法的運行方式

a.推流式活性污泥法

優(yōu)點：BOD5去除率可達90%適于處理凈化程度和穩(wěn)定程度要求較高的污水對污水處理程度比較靈活第一節(jié)廢水的好氧微生物處理

二、好氧處理的種類及特征1、活性污泥法

（2）活性污泥法的運行方式

a.推流式活性污泥法

缺點：溶解氧的供求矛盾第一節(jié)廢水的好氧微生物處理

二、好氧處理的種類及特征1、活性污泥法

（2）活性污泥法的運行方式

b.完全混合活性污泥法混合液的組成F/M值(污泥有機負荷)微生物數量和組成有機物降解速率耗氧速率特點：反應器參數的均一性第一節(jié)廢水的好氧微生物處理

第一節(jié)廢水的好氧微生物處理

二、好氧處理的種類及特征1、活性污泥法

（2）活性污泥法的運行方式

b.完全混合活性污泥法主要優(yōu)點：能夠承受高濃度廢水第一節(jié)廢水的好氧微生物處理

1、活性污泥法

（2）活性污泥法的運行方式

c.氧化溝（循環(huán)曝氣池）20世紀50年代，荷蘭，巴斯維爾

構造：形式多樣化，運行靈活。水流混合：流態(tài)介于完全混合與推流之間特點：二、好氧處理的種類及特征第一節(jié)廢水的好氧微生物處理

1、活性污泥法

（3）活性污泥運行的影響因素及其控制a.溶解氧（OD）供氧不足溶解氧濃度過低微生物代謝受阻凈化功能下降易于滋生絲狀菌產生污泥膨脹現象在曝氣池出口處的混合液中的溶解氧保持在2mg/L左右溶解氧濃度過高氧的利用效率降低增加動力費用二、好氧處理的種類及特征第一節(jié)廢水的好氧微生物處理

1、活性污泥法

（3）活性污泥運行的影響因素及其控制b.水溫最適溫度：15—30℃最低溫度：10℃二、好氧處理的種類及特征第一節(jié)廢水的好氧微生物處理

1、活性污泥法

（3）活性污泥運行的影響因素及其控制c.營養(yǎng)物質一是各種營養(yǎng)物質比例要適宜。

二是營養(yǎng)物質的濃度要適中

有機負荷率（BOD污泥負荷）F/M：表示曝氣池內單位質量的活性污泥在單位時間內承受的有機基質的量。[kg/(kg·d)]二、好氧處理的種類及特征第一節(jié)廢水的好氧微生物處理

1、活性污泥法

（3）活性污泥運行的影響因素及其控制d.pH最適pH介于6.5~8.5之間低于4.5：原生動物消失，絲狀菌占優(yōu)勢高于9.0，微生物的代謝受抑制二、好氧處理的種類及特征第一節(jié)廢水的好氧微生物處理

1、活性污泥法

（4）活性污泥運行常見的微生物學問題二沉池中泥水分離a.不凝聚b.微小絮體c.起泡沫d.絲狀菌污泥膨脹教材P115-117，弄清楚其產生原因及解決對策

二、好氧處理的種類及特征第一節(jié)廢水的好氧微生物處理

2、生物膜法依靠固著于載體表面的微生物膜來凈化有機物（附著生長反應器）碎石卵石焦炭塑料材料二、好氧處理的種類及特征第一節(jié)廢水的好氧微生物處理

2、生物膜法（1）生物膜的基本特性

a.生物組成：微生物種類多，食物鏈長而復雜

二、好氧處理的種類及特征第一節(jié)廢水的好氧微生物處理

2、生物膜法（1）生物膜的基本特性

b.結構液層：流動水層、附著水層生物膜：好氧層、厭氧層二、好氧處理的種類及特征第一節(jié)廢水的好氧微生物處理

2、生物膜法（2）生物膜的基本流程二、好氧處理的種類及特征第一節(jié)廢水的好氧微生物處理

2、生物膜法（3）生物膜反應器運行方式a.普通生物濾池

優(yōu)點：處理效果好出水水質穩(wěn)定運行穩(wěn)定二、好氧處理的種類及特征第一節(jié)廢水的好氧微生物處理

2、生物膜法（3）生物膜反應器運行方式b.塔式生物濾池20世紀50年代初

特點：通風好污水水流紊動強烈二、好氧處理的種類及特征第一節(jié)廢水的好氧微生物處理

2、生物膜法（3）生物膜反應器運行方式c.生物轉盤生物轉盤盤片接觸反應槽轉軸驅動裝置

二、好氧處理的種類及特征第二節(jié)廢水的厭氧微生物處理

一、厭氧處理的基本原理有機物厭氧分解生成甲烷的過程1)發(fā)酵性細菌(2)產氫產乙酸細菌(3)同型產乙酸菌(4)利用H2和CO2產甲烷菌（30%）(5)分解乙酸的產甲烷菌（70%）4H2+C02→CH4＋2H20CH3C00H→CH4+C02產甲烷化學過程第二節(jié)廢水的厭氧微生物處理

二、厭氧生物處理中的微生物類型

產甲烷菌

非產甲烷菌發(fā)酵細菌產氫產乙酸菌同型產乙酸菌教材P123-124第二節(jié)廢水的厭氧微生物處理

甲烷細菌一般性質桿狀球狀螺旋狀形態(tài)甲烷八疊球菌屬二、厭氧生物處理中的微生物類型

碳源：有機酸、醇類氮源：NH4+營養(yǎng)第二節(jié)廢水的厭氧微生物處理

甲烷細菌一般性質二、厭氧生物處理中的微生物類型

第二節(jié)廢水的厭氧微生物處理

二、厭氧生物處理中的微生物類型

通氣：嚴格厭氣溫度：多為中溫性酸堿性：中性或微堿性環(huán)境甲烷細菌一般性質第二節(jié)廢水的厭氧微生物處理

三、厭氧生物處理運行方式1、普通消化池

7.活動蓋板1.進料口2.出料間3.隔墻4.發(fā)酵間5.貯氣箱6.導氣管圓形消化池的結構

第二節(jié)廢水的厭氧微生物處理

三、厭氧生物處理運行方式2、厭氧接觸消化池第二節(jié)廢水的厭氧微生物處理

三、厭氧生物處理運行方式3、厭氧生物濾池第三節(jié)水體污染的生物監(jiān)測一、生物監(jiān)測中的指示生物為什么以藻類和原生動物作為指示生物？

1、藻類2、原生動物教材P130第三節(jié)水體污染的生物監(jiān)測二、水體污染的生物監(jiān)測方法（教材P130-134）1、污化系統(tǒng)及指標生物多污帶α-中污帶β-中污帶寡污帶有機質濃度溶解氧濃度氣體產生微生物生態(tài)動植物生態(tài)第三節(jié)水體污染的生物監(jiān)測二、水體污染的生物監(jiān)測方法2、微型生物群落監(jiān)測——PFU（聚氨酯泡沫塑料塊）具有獨立地理環(huán)境的島嶼物種遷入（群集）生態(tài)平衡（群集速度=消失速度）生態(tài)系統(tǒng)內部生物間作用（捕食競爭等）島嶼生物平衡模型PFU（微型化的島）生物遷入微生物生態(tài)判定水體質量第三節(jié)水體污染的生物監(jiān)測二、水體污染的生物監(jiān)測方法2、微型生物群落監(jiān)測——PFU（聚氨酯泡沫塑料塊）a.漂浮式(左圖)兩邊浮桶用石塊固定位置后，用繩索把兩個浮桶牽住。b.沉式(右圖)把PFU綁成一束，用石塊下沉，用重物系一束PFU拋向水中，不得把PFU沉在底部。

水質微型生物群落監(jiān)測PFU法GB／T12990－91

水的衛(wèi)生細菌學第一節(jié)水中的病原細菌第二節(jié)大腸菌群和生活飲用水的細菌標準第三節(jié)水的衛(wèi)生細菌學檢驗第四節(jié)水中微生物的控制方法菌名滅過菌的水被污染的水自來水河水井水大腸桿菌8~365—2~26221~183—傷寒桿菌6~3652~422~934~1831.5~107甲型副傷寒桿菌22~55————乙型副傷寒桿菌39~1672~1227~37——痢疾桿菌2~722~415~2712~92—霍亂弧菌3~3920.5~2134~280.5~921~92病原菌在各種水中生存時間（d）第一節(jié)水中的病原細菌溫度（℃）一周后細胞存活率（%）細菌滅絕時間（周）046.09514.07100.076180.044水溫對傷寒桿菌在水中生存的影響第一節(jié)水中的病原細菌第一節(jié)水中的病原細菌傷寒桿菌痢疾桿菌霍亂弧菌傷寒沙門氏菌副傷寒沙門氏菌乙型副傷寒沙門氏菌痢疾桿菌副痢疾桿菌第一節(jié)水中的病原細菌沙門氏菌人畜共患病生化反應形態(tài)對理化因素的抵抗力革蘭氏陰性菌，桿菌無芽孢，無莢膜，具周生鞭毛。

不分解乳糖；可以檸檬酸鹽作為唯一碳源

60℃下，半小時可殺死5％石炭酸５鐘后致死

傷寒沙門氏菌副傷寒沙門氏菌乙型副傷寒沙門氏菌第一節(jié)水中的病原細菌志賀氏菌多數不分解乳糖無莢膜、無鞭毛，有菌毛生化反應形態(tài)對理化因素的低抗力痢疾志賀氏菌副痢疾志賀氏菌60℃10分鐘死亡0.1％石炭酸僅生存10～15min。志賀氏菌引起的中毒性痢疾病第一節(jié)水中的病原細菌弧型或逗點狀菌體，具鞭毛，革蘭氏陰性，無莢膜

霍亂弧菌（V.cholerae）第一節(jié)水中的病原細菌霍亂弧菌生化反應形態(tài)對理化因素的低抗力60℃10min殺死1％石炭酸５min兼性厭氧，使硝酸鹽還原成亞硝酸鹽?；魜y病人第一節(jié)水中的病原細菌第二節(jié)大腸菌群和生活飲用水的細菌標準一、選作衛(wèi)生指標的要求

生理特性的相似性易檢出，不致病檢驗技術簡單第二節(jié)大腸菌群和生活飲用水的細菌標準二、大腸菌群作為衛(wèi)生指標的意義大腸菌群腸球菌群產氣莢膜桿菌群大腸桿菌產氣桿菌枸椽酸鹽桿菌副大腸桿菌腸道正常細菌比較：形態(tài)、數量、培養(yǎng)、水體存活時間第二節(jié)大腸菌群和生活飲用水的細菌標準二、大腸菌群的形態(tài)和生理特性教材P85-86生存環(huán)境碳源特征培養(yǎng)溫度特征菌落特征大腸桿菌大腸桿菌產氣桿菌枸椽酸鹽桿菌副大腸桿菌大腸菌群三、生活飲用水細菌衛(wèi)生標準第二節(jié)大腸菌群和生活飲用水的細菌標準≤3個大腸菌群/1L飲水≤100個細菌總數/1ml飲水我國飲用水衛(wèi)生標準：四、水體中大腸桿菌的檢驗第二節(jié)大腸菌群和生活飲用水的細菌標準１、大腸桿菌及副大腸桿菌的檢測葡萄糖（甘露醇）

43~45℃２、大腸桿菌及產氣桿菌的檢測乳糖，37℃一、細菌總數測定第三節(jié)水的衛(wèi)生細菌學檢驗制作培養(yǎng)基平板定量接種水樣37℃下培養(yǎng)24h計數菌落二、大腸菌群的測定第三節(jié)水的衛(wèi)生細菌學檢驗１、發(fā)酵法初步發(fā)酵試驗（產氣否？）平板分離（伊紅美藍鑒別培養(yǎng)基）復發(fā)酵試驗（可疑菌落是否產氣菌？）二、大腸菌群的測定第三節(jié)水的衛(wèi)生細菌學檢驗２、濾膜法教材Ｐ８８圖５－５一、病原微生物的去除第四節(jié)水中微生物的控制加氯法(或加漂白粉)臭氧法重金屬離子法物理方法化學方法加熱法紫外線法超聲波法一、病原微生物的去除第四節(jié)水中微生物的控制加氯消毒臭氧消毒紫外線消毒自來水廠有效氯：以氯氣為參照物，衡量氯化物氧化能力的指標。Cl2+H2O→HOCl＋Cl－HOCl→H＋＋ＯCl－Ca+2O-2Cl+1Cl-1Cl０Cl０

氯氣漂白粉pH＝2～7時，次氯酸HOCl占優(yōu)勢pH＝7.4時，HOCl與OCl—含量相等pH＞9時，基本上都是OCl—。二、藻類的控制第四節(jié)水中微生物的控制硫酸銅：殺藻，去活藻體的臭味漂白粉：去死亡藻體的臭味

微生物生態(tài)第一節(jié)微生物生態(tài)系統(tǒng)的概念及其特點第二節(jié)微生物在自然及人為環(huán)境中的分布第三節(jié)微生物之間的相互作用第四節(jié)自然界物質循環(huán)中微生物的作用第一節(jié)微生物生態(tài)系統(tǒng)的概念及其特點一、微生物生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)系統(tǒng):生物群落與其生存環(huán)境組成的整體系統(tǒng)。微生物生態(tài)系統(tǒng)：微生物與周圍的生物及非生物共同構成的整體系統(tǒng)。微生物生態(tài)學：研究微生物與其周圍生物和非生物環(huán)境之間相互關系的科學。第一節(jié)微生物生態(tài)系統(tǒng)的概念及其特點二、微生物生態(tài)系統(tǒng)的特點1、微環(huán)境微生物的微環(huán)境指直接影響微生物生存和發(fā)展的，與微生物的關系最為密切的微生物細胞周圍環(huán)境。2、穩(wěn)定性由于微生物生態(tài)系統(tǒng)中微生物種類的多樣性,使之在環(huán)境條件一定范圍的變化時,微生物種類組成比較穩(wěn)定的特性。3、適應性微生物的微環(huán)境發(fā)生劇烈變化時，微生物群落的結構會發(fā)生相應的變化的特性。第二節(jié)微生物在自然及人為環(huán)境中的分布一、大氣中的微生物1、存在形式：多為孢子2、來源：土壤、水體、動物3、常見種類：霉菌：曲霉、青霉、木霉、根霉、毛霉、白地霉細菌：枯草芽孢桿菌、八疊球菌等病原菌：結核桿菌、白喉桿菌、肺炎雙球菌、流感病毒

表8-1不同室內環(huán)境的微生物總數及致病微生物的種類和數量（cfu/m3）場所總微生物數微生物種類微生物數量住房180——辦公室1400口腔鏈球菌涎鏈球菌111.4教室2500鏈球菌草綠色鏈球菌涎鏈球菌腸球菌乙型溶血性鏈球菌36181171.1實驗室200——醫(yī)院1100金黃色葡萄球菌革蘭氏陰性桿菌魏氏產氣莢膜桿菌71103.5第二節(jié)微生物在自然及人為環(huán)境中的分布一、大氣中的微生物第二節(jié)微生物在自然及人為環(huán)境中的分布一、大氣中的微生物4、大氣微生物分布（數量與種類）的影響因子：（1）地區(qū)性質（2）季節(jié)的演替（3）氣候條件:日照、降水、氣流表8-2不同場所的上空微生物數量（cfu/m3）場所畜舍宿舍城市街道市區(qū)公園海洋上空微生物10000002000050002001-2二、水圈中的微生物（一）淡水微生物1、來源：土壤、空氣、污水及有機殘體2、種類：自養(yǎng)菌3、影響微生物在淡水中分布的因子：營養(yǎng)物質、溫度、溶解氧等。第二節(jié)微生物在自然及人為環(huán)境中的分布浸入小河里的載玻片上的發(fā)育形成的小菌落二、水圈中的微生物藍細菌、藻、水生植物陽光表層輸入(河流)產氧光合動物、原生動物、好氧細菌嗜甲烷菌、無機化能細菌不產氧光合發(fā)酵厭氧呼吸菌產甲烷菌沉積物厭氧層好氧層表層輸出層次化湖泊生態(tài)EcologyofaStratifiedlake

水體不同層次微生物分布第二節(jié)微生物在自然及人為環(huán)境中的分布二、水圈中的微生物（二）海洋微生物1、種類：多數是嗜鹽菌2、分布：（1）平面分布：近海數量很高（2）垂直分布：表層：好氧性微生物中層：紫硫細菌底層：厭氧菌及硫酸還原菌

第二節(jié)微生物在自然及人為環(huán)境中的分布二、水圈中的微生物（三）水體自凈及污染水體的微生物生態(tài)1、水體自凈過程第二節(jié)微生物在自然及人為環(huán)境中的分布

水體接納了一定量的有機污染物后，在物理的、化學的及生物等因素的綜合作用后得到凈化，水質恢復到污染前的水平和狀態(tài)。二、水圈中的微生物（三）水體自凈及污染水體的微生物生態(tài)2、污染水體的微生物生態(tài)第二節(jié)微生物在自然及人為環(huán)境中的分布特征多污帶α-中污帶β-中污帶寡污帶水色暗灰色，很渾濁灰色，較渾濁渾濁渾濁度低BOD高減少,有懸浮物減少,懸浮物少極少,懸浮極少溶解氧含量極低（或無）少升高恢復正常氣體H2S、CO2和CH4NH3、H2S氨及H2S減少H2S消失細菌數量幾億/毫升幾千萬/毫升幾萬/毫升極少微生物種類特點（兼）厭氣性硫酸還原菌產甲烷菌藻類及原生動物出現藻類大量繁殖纖毛蟲活躍魚腥藻、硅藻、黃藻、鐘蟲、變形蟲動物類型寡毛類（顫蚯蚓）顫蚯蚓，增多輪蟲、浮游甲殼動物輪蟲、浮游甲殼動物增多顯花植物無無出現增多魚類無無無有底泥大量的有機質部分無機化大量無機化三、極端環(huán)境中的微生物

極端環(huán)境：高、低溫環(huán)境高鹽環(huán)境高酸、高堿環(huán)境高壓環(huán)境。。。。第二節(jié)微生物在自然及人為環(huán)境中的分布三、極端環(huán)境中的微生物（一）嗜熱微生物1、發(fā)現第二節(jié)微生物在自然及人為環(huán)境中的分布地熱泉熱水系統(tǒng)制糖廠三、極端環(huán)境中的微生物（一）嗜熱微生物2、生存機制（高溫對微生物的一般影響是什么？）有限的保護機制：細胞膜的蠟質程度、震熱蛋白極端嗜熱菌的保護機制：高溶點脂肪、抗熱蛋白、核酸保護蛋白第二節(jié)微生物在自然及人為環(huán)境中的分布（二）嗜冷微生物1、發(fā)現（紅雪現象：嗜寒水藻）

三、極端環(huán)境中的微生物第二節(jié)微生物在自然及人為環(huán)境中的分布耐寒喜溫型嗜冷型（二）嗜冷微生物2、生存機制特殊的酶、細膜含特殊的脂肪三、極端環(huán)境中的微生物第二節(jié)微生物在自然及人為環(huán)境中的分布四、土壤中的微生物（一）土壤與微生物相互作用1、微生物對土壤的作用：（1）微生物是土壤形成的先驅生物自養(yǎng)固氮菌固氮，使成土母質間有了氮素成分。

（2）為植物生長提供有效氮源。

有機態(tài)氮向無機氮（氨態(tài)氮、硝態(tài)氮）的轉換

第二節(jié)微生物在自然及人為環(huán)境中的分布2、土壤對微生物的作用土壤是微生物良好的生活場所。土壤為微生物生長提供有利條件：

①土壤中含有大量的有機物

②土壤中含有大量的礦物質

③土壤中含有一定的水分

④土壤中含有一定的空隙

⑤土壤具有保溫性

⑥土壤的pH值一般為5.5~8.5之間第二節(jié)微生物在自然及人為環(huán)境中的分布四、土壤中的微生物（二）土壤中微生物的分布1、土壤剖面結構與微生物垂直分布有機質層淀積層碳酸鹽積累疏松母質淋溶層土體層第二節(jié)微生物在自然及人為環(huán)境中的分布四、土壤中的微生物（二）土壤中微生物的分布2、土壤團聚體與微生物的分布土壤團聚體（土壤團粒）：由土壤礦物質顆粒（黏粒）、微生物、植物殘體以及腐殖質構成的微團聚體經過多次復合和團聚而成的結構。不同的團聚體微生物的分布不同。同一團聚體內外微生物的分布不同。第二節(jié)微生物在自然及人為環(huán)境中的分布四、土壤中的微生物土壤顆粒表面的微生物團聚體周圍的等氧線（二）土壤中微生物的分布2、土壤團聚體與微生物的分布團聚體周圍的等氧線

耕地土壤一個團聚體等氧壓線，在近中心部位為一缺氧帶，由此向外，氧濃度逐漸提高。O2%第二節(jié)微生物在自然及人為環(huán)境中的分布四、土壤中的微生物3、根際微生物（1）幾個基本概念根際根際效應根土比溶胞物質植物黏液滲出物黏質植物黏液滲出物和分泌物植物黏液植物黏液植物根際第二節(jié)微生物在自然及人為環(huán)境中的分布四、土壤中的微生物（二）土壤中微生物的分布（2）根際微生物類群1、根際細菌：假單胞菌、黃桿菌、產堿桿菌

2、根際真菌：鐮孢霉屬、黏帚霉屬、青霉屬

3、根際原生動物第二節(jié)微生物在自然及人為環(huán)境中的分布3、根際微生物（二）土壤中微生物的分布四、土壤中的微生物第二節(jié)微生物在自然及人為環(huán)境中的分布五、活性污泥中的微生物活性污泥：由細菌、微型動物為主的微生物與懸浮物質、膠體物質混雜在一起形成的具有很強吸附分解有機物的能力和良好的沉降性能的絮狀體顆粒。

經過初沉的廢水空氣曝氣池二次沉淀池出水剩余污泥回流污泥第二節(jié)微生物在自然及人為環(huán)境中的分布五、活性污泥中的微生物動膠菌屬叢毛單胞菌屬

產堿桿菌屬微球菌屬棒狀桿菌屬黃桿菌屬無色桿菌屬芽孢桿菌屬假單胞菌屬亞硝化單胞菌屬短桿菌屬固氮菌屬浮游球衣屬微絲菌屬大腸桿菌屬產氣桿菌屬節(jié)桿菌屬螺菌屬其中可分為優(yōu)勢菌、較多、一般、及少量四個數量等級。

１、構成正?；钚晕勰嗟闹饕毦诙?jié)微生物在自然及人為環(huán)境中的分布五、活性污泥中的微生物２、活性污泥中的原生動物教材P113表6-4活性污泥的成熟度與原生動物的種類分布活性污泥逐步成熟游動型纖毛蟲肉足類鞭毛類爬行型纖毛蟲附著型纖毛蟲教材P114表6-51、偏利共棲：

一群微生物得益，而另一群體不受影響。（普遍）氨化細菌亞硝酸菌有機氮氨態(tài)氮亞硝酸氨化作用硝化作用第三節(jié)微生物之間的相互作用2、互利共棲：兩個群體相互協作，達到在某一生境中共同生存的目的。H2S硫酸鹽硫酸鹽還原菌綠硫細菌第三節(jié)微生物之間的相互作用3、共生：

兩個群體形成具有特殊結構、功能和絕對互利關系的高度專一的共生體。地衣：是由藻類或藍細菌與真菌形成的共生體光合作用運輸礦質營養(yǎng)第三節(jié)微生物之間的相互作用4、競爭：兩個或多個群體共同依賴同一個生長基質或環(huán)境因素，結果一方或兩方的群體大小或生長率受到限制的現象。根瘤菌接種劑與土壤中的土著性根瘤菌的競爭關系第三節(jié)微生物之間的相互作用5、偏害或拮抗：某一微生物群體產生某種物質，使另一微生物群體生長受到抑制，而本身不受影響的現象。酸泡菜與酸牛奶：水體中的產氧藻類：抗生素產生菌：第三節(jié)微生物之間的相互作用6、寄生：一種微生物寄生在另一種微生物細胞中或細胞表面，從寄主中取得養(yǎng)料，并引起寄主病害或死亡。噬菌體與細菌蛭弧菌寄生于革蘭氏陰性菌（蛭弧菌被噬菌體寄生——超寄生現象）粘細菌對細菌的寄生：依靠胞外酶溶解敏感菌群，釋放出營養(yǎng)物第三節(jié)微生物之間的相互作用7、捕食：一種微生物直接吞食另一種微生物的現象。原生動物對細菌的捕食藻類對細菌和其它藻的捕食各種捕食線蟲的真菌和捕捉器1234a4b5a5b1梯狀捕捉網2環(huán)狀捕捉網3環(huán)狀捕捉網4a三環(huán)菌絲網4b絞環(huán)和被勒死的昆蟲5a環(huán)狀網5b被兩個環(huán)狀網勒死的線蟲和侵入蟲體的菌絲第三節(jié)微生物之間的相互作用一、碳素循環(huán)中微生物的作用

纖維素的分解半纖素的分解果膠物質的分解木質素的分解幾丁質的分解二、氮素循環(huán)中微生物的作用

氨化作用硝化作用反硝化作用生物固氮第四節(jié)自然界物質循環(huán)中微生物的作用一、碳素循環(huán)中微生物的作用CO2有機質第四節(jié)自然界物質循環(huán)中微生物的作用（一）纖維素的分解(C6H10O5）n10141、分解纖維素的微生物

(1)有氧、中溫條件a.真菌(木霉屬)

木材腐朽：

棕色腐朽（褐腐）：真菌分解纖維素剩下木質素

白腐：真菌分解木質素剩下纖維素b.細菌（食纖維菌屬)c.放線菌一、碳素循環(huán)中微生物的作用第四節(jié)自然界物質循環(huán)中微生物的作用(2)無氧中溫條件

細菌：纖維分解梭菌。

真菌：木朽菌、層孔菌

放線菌：（一）纖維素的分解(3)高溫條件：在60—70℃條件下生長，并分解纖維素

細菌：熱纖維菌

放線菌：鏈霉菌屬、小單孢菌屬第四節(jié)自然界物質循環(huán)中微生物的作用一、碳素循環(huán)中微生物的作用（一）纖維素的分解2、微生物分解纖維素的生化機制

纖維素單糖纖維素復合酶的類型（按作用場所分）：表面酶：分布于細胞表面,不能在其細胞培養(yǎng)液中起作用的酶（食纖維菌）外酶：分泌到胞外,在細胞生活環(huán)境中起作用的酶（真菌的纖維素酶）。內切葡萄糖酶外切葡萄糖酶β-葡萄糖苷酶纖維素復合酶第四節(jié)自然界物質循環(huán)中微生物的作用一、碳素循環(huán)中微生物的作用（二）半纖維素的分解五碳糖、六碳糖及糖醛酸的組成的多糖分解半纖維素的微生物：真菌（雙孢蘑菇）放線菌（青銅色小單孢菌）細菌（枯草桿菌）原生動物藻類第四節(jié)自然界物質循環(huán)中微生物的作用一、碳素循環(huán)中微生物的作用（三）果膠物質的分解半乳糖醛酸以α-1，4糖苷鍵連成的多糖1、分解果膠的微生物細菌：芽孢桿菌、梭菌、假單孢菌等放線菌：鏈霉菌、小單孢菌、游動放線菌等真菌：青霉、曲霉、木霉、根霉等第四節(jié)自然界物質循環(huán)中微生物的作用一、碳素循環(huán)中微生物的作用

水浸法：把麻類物質浸入水中，利用厭氣微生物分解其中的果膠。

露浸法：把麻類物質堆置并保持一定的濕度，利用好氧微生物分解果膠。2、果膠分解的應用---麻類脫膠（三）果膠物質的分解第四節(jié)自然界物質循環(huán)中微生物的作用一、碳素循環(huán)中微生物的作用（四）木質素的分解帶支鏈的芳香族化合物的聚合體。降解特點：主要微生物：真菌中的擔子菌。芳香族化合物酚類酚酶第四節(jié)自然界物質循環(huán)中微生物的作用一、碳素循環(huán)中微生物的作用（五）幾丁質的分解

N-乙酰氨基葡萄糖以β-1，4糖苷鍵連接細菌：嗜幾丁質芽孢桿菌放線菌：鏈霉菌第四節(jié)自然界物質循環(huán)中微生物的作用一、碳素循環(huán)中微生物的作用有機氮無機氮無機氮無機氮氮氣植物及微生物的固定微生物微生物微生物微生物微生物第四節(jié)自然界物質循環(huán)中微生物的作用二、氮素循環(huán)中微生物的作用（一）氨化作用有機態(tài)N被微生物降解形成NH3的過程(1)蛋白質物質的氨化作用過程蛋白質蛋白酶水解肽肽酶水解氨基酸降解NH3氧化脫氨基作用水解脫氨基作用還原脫氨基作用第四節(jié)自然界物質循環(huán)中微生物的作用二、氮素循環(huán)中微生物的作用二、氮素循環(huán)中微生物的作用（一）氨化作用(2)尿素的氨化CO(NH2)2+2H2O(NH4)2CO3尿酶2NH3+CO2+H2O第四節(jié)自然界物質循環(huán)中微生物的作用（一）氨化作用(2)尿素的氨化尿素細菌：

1、球菌：尿素生孢八疊球菌

2、芽孢桿菌：巴斯德尿素芽孢桿菌第四節(jié)自然界物質循環(huán)中微生物的作用二、氮素循環(huán)中微生物的作用（一）氨化作用(2)尿素的氨化尿素細菌的生理特點：①喜好堿性條件。②以尿素、銨鹽為N源，以有機C為C源、能源。第四節(jié)自然界物質循環(huán)中微生物的作用二、氮素循環(huán)中微生物的作用（二）硝化作用銨氧化形成硝酸的微生物學過程硝化作用化能自養(yǎng)型異養(yǎng)型1、硝化細菌和硝化作用的過程NH4+

NO2-NO3-

硝酸細菌亞硝酸細菌第四節(jié)自然界物質循環(huán)中微生物的作用二、氮素循環(huán)中微生物的作用2、影響硝化作用的環(huán)境因素

(1)pH值：適宜微堿性

(2)溫度：4-40℃，最適：25-35℃(3)通氣：需氧

(4)濕度：過量影響通氣，不足引起細胞缺水。3、硝化作用的農業(yè)意義

淋溶硝化作用的化學抑制（二）硝化作用第四節(jié)自然界物質循環(huán)中微生物的作用二、氮素循環(huán)中微生物的作用（三）反硝化作用微生物還原硝酸為亞硝酸、氨和N2的作用HNO3N2O或N2NH3

合成性硝酸還原作用硝酸鹽的異化還原作用（脫氮）1、反硝化作用的過程第四節(jié)自然界物質循環(huán)中微生物的作用二、氮素循環(huán)中微生物的作用（三）反硝化作用2、反硝化作用微生物大多數：異養(yǎng)兼厭氣性極少數：化能自養(yǎng)型（脫氮硫桿菌）第四節(jié)自然界物質循環(huán)中微生物的作用二、氮素循環(huán)中微生物的作用（三）反硝化作用3、環(huán)境對反硝化作用的影響

①水分及通氣狀況②pH值③有機質與NO-3含量水稻土長期的干濕交替的狀況第四節(jié)自然界物質循環(huán)中微生物的作用二、氮素循環(huán)中微生物的作用微生物生長與繁殖衡量微生物生長的指標

(1)群體的重量

(2)群體的數量

微生物生長與生活環(huán)境群體水平第七章微生物生長與生活環(huán)境第一節(jié)微生物純培養(yǎng)第二節(jié)微生物純培養(yǎng)群體生長規(guī)律第三節(jié)微生物的生活環(huán)境第一節(jié)微生物純培養(yǎng)一、微生物純培養(yǎng)的概念實驗室條件下，由一個微生物細胞或一種細胞群繁殖得到的后代。第一節(jié)微生物純培養(yǎng)二、微生物純培養(yǎng)技術純培養(yǎng)基本步驟：稀釋平皿法劃線法單細胞挑取法純培養(yǎng)方法(2)培養(yǎng)

(1)分離第一節(jié)微生物純培養(yǎng)二、微生物純培養(yǎng)技術1、稀釋平板分離法：傾注平板法和涂布平板法?；具^程：（1）梯度稀釋過程；（2）分離培養(yǎng)過程涂布傾注梯度稀釋過程10-110-210-310-410-510-6第一節(jié)微生物純培養(yǎng)二、微生物純培養(yǎng)技術4)操作要點：

無菌操作稀釋平板分離法使用過程中的幾個問題1)梯度稀釋度的確定：需分離微生物在樣品中的數量2)選擇菌落接種的依據：

a、菌落特征；b、菌體的特征3)微生物純培養(yǎng)的標準：菌落特征一致性2、單細胞挑取法：從待分離材料中挑取一個細胞來培養(yǎng)，從而獲得純培養(yǎng)的過程。第一節(jié)微生物純培養(yǎng)二、微生物純培養(yǎng)技術3、平皿劃線法(P１３９圖７-４)

用接種環(huán)沾少許待分離的材料，在培養(yǎng)基表面進行多次平行劃線，使微生物細胞分開生長以獲得微生物純培養(yǎng)的過程。第一節(jié)微生物純培養(yǎng)二、微生物純培養(yǎng)技術第一節(jié)微生物純培養(yǎng)三、目標微生物純培養(yǎng)篩選的基本思路１、待分離樣品的確定２、培養(yǎng)基的選擇３、純化過程環(huán)境條件的控制（溫度、空氣、PＨ、抑制劑）（Ｐ１３８－１４１）（一）純培養(yǎng)的保存試管斜面培養(yǎng)基低溫、干燥、隔絕空氣第一節(jié)微生物純培養(yǎng)四、純培養(yǎng)的保存與復壯1、滅菌徹底2、棉塞大小要合適

3、無菌操作保存過程的注意點：防止雜菌污染。（二）純培養(yǎng)的衰退與復壯第一節(jié)微生物純培養(yǎng)四、純培養(yǎng)的保存與復壯衰退的原因：衰老、變異衰退的表現：生長緩慢優(yōu)良性狀的喪失抗逆性下降衰退的預防：控制繼代頻率創(chuàng)造良好的培養(yǎng)條件采取有效的保存方式復壯狹義（被動）廣義（主動）復壯方法：選優(yōu)汰劣第二節(jié)微生物純培養(yǎng)群體生長規(guī)律微生物生長的指標(生物量的測定)細胞群體數量的增加細胞群體總重量增加從群體水平上衡量(間接的測定方法)一、微生物生長量的測定第二節(jié)微生物純培養(yǎng)群體生長規(guī)律微生物生長量的測定微生物數量的測定顯微鏡直接計數法稀釋平板計數法最大概率法比濁法稱重法含N量測定法DNA含量測定法ATP含量測定法代謝活性法微生物重量的測定(一)微生物數量的測定

1、顯微鏡直接計數法使用細菌計數板或血球計數板在顯微鏡下直接計數。

優(yōu)點：操作簡便，計數直觀。一、微生物生長量的測定第二節(jié)微生物純培養(yǎng)群體生長規(guī)律(一)微生物數量的測定

2、稀釋平板計數法對樣品稀釋培養(yǎng)，據形成的菌落數計數。

優(yōu)點：傳統(tǒng)計數方法。對設備要求不高。一、微生物生長量的測定第二節(jié)微生物純培養(yǎng)群體生長規(guī)律10-310-510-410-6(一)微生物數量的測定

３、比濁計數法根據細菌懸浮液的吸光度測定其數量。

優(yōu)點：簡便，直接。一、微生物生長量的測定第二節(jié)微生物純培養(yǎng)群體生長規(guī)律(二)微生物重量的測定

1、稱重法用離心或過濾的方法將菌體從培養(yǎng)基中分離、冼凈，稱濕重或干重。優(yōu)點：簡單可靠。一、微生物生長量的測定第二節(jié)微生物純培養(yǎng)群體生長規(guī)律在活性污泥法中采用的指標：（1）混合液懸浮固體(MLSS)（粗放測定）

污泥—干燥----稱重(W1)（2）揮發(fā)性懸浮固體(MLVSS)（相對準確）

上述已稱重污泥-----馬福爐(500度2小時)----冷卻---稱重(W2)(二)微生物重量的測定

2、含氮量測定法

根據樣品中菌體蛋白質含量計算微生物重量的方法。

一、微生物生長量的測定第二節(jié)微生物純培養(yǎng)群體生長規(guī)律原理：（1）微生物蛋白質含量穩(wěn)定（2）氮是蛋白質的穩(wěn)定成分

(蛋白質量=6.25×總含N量)

優(yōu)點：測定準確。二、細菌分批培養(yǎng)群體生長規(guī)律第二節(jié)微生物純培養(yǎng)群體生長規(guī)律分批培養(yǎng)：將少量的細菌接種到一定體積的液體培養(yǎng)基中，在適宜的條件下培養(yǎng)，最后一次性收獲的過程。生長曲線：細菌在新的適宜的環(huán)境中生長、繁殖、衰老、死亡的動態(tài)變化。

根據細菌生長繁殖速率將生長曲線分四個階段：第二節(jié)微生物純培養(yǎng)群體生長規(guī)律緩慢期對數期穩(wěn)定期衰亡期二、細菌分批培養(yǎng)群體生長規(guī)律第二節(jié)微生物純培養(yǎng)群體生長規(guī)律緩慢期（延遲期、滯留適應期）滯留適應期二、細菌分批培養(yǎng)群體生長規(guī)律特點：分裂遲緩、代謝活躍。產生原因：（2）細胞分裂必需因子的缺乏（1）接種時的機械損傷引第二節(jié)微生物純培養(yǎng)群體生長規(guī)律緩慢期（延遲期、滯留適應期）4、菌株的遺傳性滯留適應期二、細菌分批培養(yǎng)群體生長規(guī)律研究滯留適期長短的意義？影響滯留適應期長短的因素1、培養(yǎng)基成分2、接種物菌齡3、接種量第二節(jié)微生物純培養(yǎng)群體生長規(guī)律對數期（指數生長期）特點：（1）代謝活性強（2）世代時短而穩(wěn)定對數生長期二、細菌分批培養(yǎng)群體生長規(guī)律第二節(jié)微生物純培養(yǎng)群體生長規(guī)律對數期（指數生長期）對數生長期二、細菌分批培養(yǎng)群體生長規(guī)律見教材P93Nt=2nN0n=3.33(lgNt-lgN0)G=t/n=0.301t/(lgNt-lgN0)

n——繁殖代數

G——世代時(每繁殖一代所需的時間)N0——對數生長期開始微生物數量

Nt——對數生長期經過時間t后微生物數量第二節(jié)微生物純培養(yǎng)群體生長規(guī)律穩(wěn)定期（最高生長量期）最高生長量期特點：1、細菌數量增加率為0。2、部分細菌大量積累代謝產物。細菌數量增加率為0的原因?二、細菌分批培養(yǎng)群體生長規(guī)律第二節(jié)微生物純培養(yǎng)群體生長規(guī)律衰亡期特點：菌體活性降低、大量死亡；細胞畸變、自溶革蘭氏染色不穩(wěn)定衰亡期二、細菌分批培養(yǎng)群體生長規(guī)律什么時期菌體代謝產物最多什么時期細菌細胞代謝活性最強什么時候細菌細胞總數最多什么時期細菌細胞生長速度最快什么時期世代時間短而穩(wěn)定對數生長期最高生長量最高生長量對數生長期對數生長期第二節(jié)微生物純培養(yǎng)群體生長規(guī)律小結二、細菌分批培養(yǎng)群體生長規(guī)律第二節(jié)微生物純培養(yǎng)群體生長規(guī)律三、連續(xù)培養(yǎng)

以一定流速輸入新鮮培養(yǎng)液并流出培養(yǎng)物，確保流出的老菌數等于新增殖數，使培養(yǎng)保持對數生長的過程。

優(yōu)點：一定生理狀態(tài)實驗材料提高工業(yè)生產效益保持細菌培養(yǎng)液濁度恒濁培養(yǎng)第二節(jié)微生物純培養(yǎng)群體生長規(guī)律三、連續(xù)培養(yǎng)保持細菌培養(yǎng)液營養(yǎng)物質濃度恒化培養(yǎng)分批培養(yǎng)與連續(xù)培養(yǎng)特征的比較第二節(jié)微生物純培養(yǎng)群體生長規(guī)律相同點：群體培養(yǎng)特征不同點：分批培養(yǎng)：經歷四個時期連續(xù)培養(yǎng)：理論上,對數生長期第二節(jié)微生物純培養(yǎng)群體生長規(guī)律三、同步培養(yǎng)通過誘導或選擇，使所有細胞處于同一生長階段。低于適溫度適溫培養(yǎng)

2、選擇法：濾膜過濾1、誘導法：控制溫度、培養(yǎng)基成分等獲得同步培養(yǎng)的方法硝酸纖維薄膜法同步培養(yǎng)生長曲線特點第二節(jié)微生物純培養(yǎng)群體生長規(guī)律三、同步培養(yǎng)群體生長是一次性跳躍過程維持的代數1-2代（？）第三節(jié)微生物的生活環(huán)境極端環(huán)境條件對微生物的影響死亡環(huán)境條件一定范圍的變化，影響形態(tài)生理生長繁殖溫度O2氧化還原電位水分輻射化學藥物pH影響微生物生長的主要環(huán)境因子第三節(jié)微生物的生活環(huán)境一、溫度1、溫度對微生物生長的影響微生物的生長溫度類型低溫型中溫型高溫型溫度對微生物生長的影響高溫：蛋白質變性酶失活核糖體解體

致死時間、致死溫度低溫：酶活性下降、新陳代謝緩慢微生物的三種基本溫度最低生長溫度最高生長溫度最適生長溫度第二節(jié)微生物的生活環(huán)境2、高溫滅菌一、溫度高溫滅菌濕熱滅菌干熱滅菌：干燥條件，160℃維持1-2h。高壓蒸汽滅菌法：密閉條件下，水加熱蒸發(fā)形成高壓的同時產生高溫。利用高溫殺死菌。巴斯德消毒法：采用60-70℃的溫度處理15-30min

的消毒方法。間歇滅菌法：100℃，30-60min

冷卻，37℃培養(yǎng)1d反復三次第二節(jié)微生物的生活環(huán)境3、低溫保藏一、溫度菌種保存（試管斜面或孢子砂土管）食品保藏特例：流感桿菌、腦膜炎球菌第二節(jié)微生物的生活環(huán)境二、氧化還原電位(Eh)好氣性微生物Eh>0.1V，而以0.3-0.4v為宜兼性厭氣微生物Eh<0.1V行厭氣性呼吸

Eh>0.1v行好氣呼吸厭氣性微生物Eh值—0.1V以下

第二節(jié)微生物的生活環(huán)境三、水分1、水分對微生物生長的影響：細菌最適水的活度值：0.93-0.99

酵母菌最適水的活度值：0.88-0.91

霉菌最適水的活度值：0.802、應用：干燥法保存物品食品的冷凍干燥水的活度小于0.60-0.70時休眠、部分出現細胞脫水、蛋白質變性(多數微生物)

第二節(jié)微生物的生活環(huán)境三、輻射

輻射：能量通過空間傳遞的一種物理現象。

1、可見光：（400nm—800nm）對微生物的作用：光氧化作用：有氧條件下，光線被細胞內色素吸收，使酶或其它敏感成分失活引起的微生物死亡。（3）光氧化作用。（1）能源（2）刺激擔子菌子實體形成2、紫外線：殺菌波長范圍：240—300nm殺菌力最強范圍：255—265nm

第二節(jié)微生物的生活環(huán)境三、輻射紫外線殺菌特點：穿透力弱，用作表面消毒或空氣滅菌

3、電離輻射第二節(jié)微生物的生活環(huán)境三、輻射高能電磁波照射后發(fā)生的電離作用。電離輻射對微生物的作用：

糧食、果蔬、畜禽產品、飲料以及衛(wèi)生材料殺菌處理低劑量(500倫琴)：促進生長、誘發(fā)變異高劑量（10萬倫琴）：殺菌作用實際應用：（X射線、γ射線等）第二節(jié)微生物的生活環(huán)境四、化學藥物1、重金屬鹽類

殺菌機理：殺菌機理：與帶陰電荷的菌體蛋白質結合使其變性（Hg、Ag鹽，與細菌酶蛋白的巰基結合）2、有機化合物（酚、醇、醛）蛋白質變性損傷細胞壁和膜抑制酶系統(tǒng)(脫氫酶、氧化酶等)；第二節(jié)微生物的生活環(huán)境四、化學藥物殺菌機理：使蛋白質巰基氧化(成二硫基)2R—SH+2XR—S—S—R+2XH

殺菌機理：漂白粉[Ca(OCl)2]及氯氣：產生次氯酸鹽和原子氧；碘：與酶分子中的酪氨酸結合。3、氧化劑（高錳酸鉀、過氧化氫、過氧乙酸）4、鹵素（Cl、I常見）

具有降低表面張力效應的物質。第二節(jié)微生物的生活環(huán)境四、化學藥物

直接干擾病原微生物的生長繁殖并用于治療感染性疾病的化學藥物。

（選擇性的殺菌或抑菌）5、表面活性劑（新潔爾滅、消毒寧等）殺菌機理：影響細胞生長、分裂6、化學治療劑

抑制葉酸合成