環(huán)境微生物課件

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)測有機污染物種類來源人工合成天然成分分子量複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採用微生物處理以及選用哪種微生物處理方法第一節(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徵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徵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緩衝能力第一節(jié)廢水的好氧微生物處理

二、好氧處理的種類及特徵1、活性污泥法

（1）活性污泥的基本特性

完合混合式曝氣池：分佈均勻推流式曝氣池：各區(qū)段之間存在種群和數(shù)量差異微生物分佈狀態(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徵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活性污泥中含幹固體的毫克數(shù)混合液揮發(fā)性懸浮固體（MLVSS）：1L活性污泥中含恒量、幹的揮發(fā)性固體的毫克數(shù)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徵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徵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%適於處理淨化程度和穩(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徵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徵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(shù)量和組成有機物降解速率耗氧速率特點：反應器參數(shù)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徵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（迴圈曝氣池）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)介於完全混合與推流之間特點：二、好氧處理的種類及特徵第一節(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淨化功能下降易於滋生絲狀菌產生污泥膨脹現(xiàn)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徵第一節(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徵第一節(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：表示曝氣池內單位品質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徵第一節(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介於6.5~8.5之間低於4.5：原生動物消失，絲狀菌佔優(yōu)勢高於9.0，微生物的代謝受抑制二、好氧處理的種類及特徵第一節(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徵第一節(jié)廢水的好氧微生物處理

2、生物膜法依靠固著於載體表面的微生物膜來淨化有機物（附著生長反應器）碎石卵石焦炭塑膠材料二、好氧處理的種類及特徵第一節(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，食物鏈長而複雜

二、好氧處理的種類及特徵第一節(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徵第一節(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徵第一節(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徵第一節(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徵第一節(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徵第二節(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：多為中溫性酸鹼性：中性或微鹼性環(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.隔牆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麼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、汙化系統(tǒng)及指標生物多汙帶α-中汙帶β-中汙帶寡汙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)判定水體品質第三節(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後，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（℃）一周後細胞存活率（%）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鐘後致死

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(shù)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(shù)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)境碳源特徵培養(yǎng)溫度特徵菌落特徵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(shù)/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(shù)測定第三節(jié)水的衛(wèi)生細菌學檢驗製作培養(yǎng)基平板定量接種水樣37℃下培養(yǎng)24h計數(shù)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佔優(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)境中的分佈第三節(jié)微生物之間的相互作用第四節(jié)自然界物質迴圈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)境之間相互關係的科學。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，與微生物的關係最為密切的微生物細胞周圍環(huán)境。2、穩(wěn)定性由於微生物生態(tài)系統(tǒng)中微生物種類的多樣性,使之在環(huán)境條件一定範圍的變化時,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)境中的分佈一、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：黴菌：麯黴、青黴、木黴、根黴、毛黴、白地黴細菌：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(shù)及致病微生物的種類和數(shù)量（cfu/m3）場所總微生物數(shù)微生物種類微生物數(shù)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)境中的分佈一、大氣中的微生物第二節(jié)微生物在自然及人為環(huán)境中的分佈一、大氣中的微生物4、大氣微生物分佈（數(shù)量與種類）的影響因數(shù)：（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(shù)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數(shù)：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)境中的分佈浸入小河裏的載玻片上的發(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佈第二節(jié)微生物在自然及人為環(huán)境中的分佈二、水圈中的微生物（二）海洋微生物1、種類：多數(shù)是嗜鹽菌2、分佈：（1）平面分佈：近海數(shù)量很高（2）垂直分佈：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)境中的分佈二、水圈中的微生物（三）水體自淨及污染水體的微生物生態(tài)1、水體自淨過程第二節(jié)微生物在自然及人為環(huán)境中的分佈

水體接納了一定量的有機污染物後，在物理的、化學的及生物等因素的綜合作用後得到淨化，水質恢復到污染前的水準和狀態(tài)。二、水圈中的微生物（三）水體自淨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)境中的分佈特征多汙帶α-中汙帶β-中汙帶寡汙帶水色暗灰色，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(shù)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(xiàn)藻類大量繁殖纖毛蟲活躍魚腥藻、矽藻、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(xiàn)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)境中的分佈三、極端環(huán)境中的微生物（一）嗜熱微生物1、發(fā)現(xiàn)第二節(jié)微生物在自然及人為環(huán)境中的分佈地熱泉熱水系統(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麼？）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)境中的分佈（二）嗜冷微生物1、發(fā)現(xiàn)（紅雪現(xiàn)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)境中的分佈耐寒喜溫型嗜冷型（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)境中的分佈四、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)境中的分佈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)境中的分佈四、土壤中的微生物（二）土壤中微生物的分佈1、土壤剖面結構與微生物垂直分佈有機質層澱積層碳酸鹽積累疏鬆母質淋溶層土體層第二節(jié)微生物在自然及人為環(huán)境中的分佈四、土壤中的微生物（二）土壤中微生物的分佈2、土壤團聚體與微生物的分佈土壤團聚體（土壤糰粒）：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複合和團聚而成的結構。不同的團聚體微生物的分佈不同。同一團聚體內外微生物的分佈不同。第二節(jié)微生物在自然及人為環(huán)境中的分佈四、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）土壤中微生物的分佈2、土壤團聚體與微生物的分佈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)境中的分佈四、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)境中的分佈四、土壤中的微生物（二）土壤中微生物的分佈（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：鐮孢黴屬、黏帚黴屬、青黴屬

3、根際原生動物第二節(jié)微生物在自然及人為環(huán)境中的分佈3、根際微生物（二）土壤中微生物的分佈四、土壤中的微生物第二節(jié)微生物在自然及人為環(huán)境中的分佈五、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澱池出水剩餘污泥回流污泥第二節(jié)微生物在自然及人為環(huán)境中的分佈五、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(shù)量等級。

１、構成正常活性污泥的主要細菌第二節(jié)微生物在自然及人為環(huán)境中的分佈五、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佈活性汙泥逐步成熟遊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(xié)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、功能和絕對互利關係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?shù)V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(xiàn)象。根瘤菌接種劑與土壤中的土著性根瘤菌的競爭關係第三節(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(xiàn)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，並引起寄主病害或死亡。噬菌體與細菌蛭弧菌寄生於革蘭氏陰性菌（蛭弧菌被噬菌體寄生——超寄生現(xiàn)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(xiàn)象。原生動物對細菌的捕食藻類對細菌和其他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、碳素迴圈中微生物的作用

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、氮素迴圈中微生物的作用

氨化作用硝化作用反硝化作用生物固氮第四節(jié)自然界物質迴圈中微生物的作用一、碳素迴圈中微生物的作用CO2有機質第四節(jié)自然界物質迴圈中微生物的作用（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(木黴屬)

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、碳素迴圈中微生物的作用第四節(jié)自然界物質迴圈中微生物的作用(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，並分解纖維素

細菌：熱纖維菌

放線菌：鏈黴菌屬、小單孢菌屬第四節(jié)自然界物質迴圈中微生物的作用一、碳素迴圈中微生物的作用（一）纖維素的分解2、微生物分解纖維素的生化機制

纖維素單糖纖維素複合酶的類型（按作用場所分）：表面酶：分佈於細胞表面,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-葡萄糖苷酶纖維素複合酶第四節(jié)自然界物質迴圈中微生物的作用一、碳素迴圈中微生物的作用（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)自然界物質迴圈中微生物的作用一、碳素迴圈中微生物的作用（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：鏈黴菌、小單孢菌、遊動放線菌等真菌：青黴、麯黴、木黴、根黴等第四節(jié)自然界物質迴圈中微生物的作用一、碳素迴圈中微生物的作用

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：把麻類物質堆置並保持一定的濕度，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)自然界物質迴圈中微生物的作用一、碳素迴圈中微生物的作用（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)自然界物質迴圈中微生物的作用一、碳素迴圈中微生物的作用（五）幾丁質的分解

N-乙醯氨基葡萄糖以β-1，4糖苷鍵連接細菌：嗜幾丁質芽孢桿菌放線菌：鏈黴菌第四節(jié)自然界物質迴圈中微生物的作用一、碳素迴圈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)自然界物質迴圈中微生物的作用二、氮素迴圈中微生物的作用（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)自然界物質迴圈中微生物的作用二、氮素迴圈中微生物的作用二、氮素迴圈中微生物的作用（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)自然界物質迴圈中微生物的作用（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)自然界物質迴圈中微生物的作用二、氮素迴圈中微生物的作用（一）氨化作用(2)尿素的氨化尿素細菌的生理特點：①喜好鹼性條件。②以尿素、銨鹽為N源，以有機C為C源、能源。第四節(jié)自然界物質迴圈中微生物的作用二、氮素迴圈中微生物的作用（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)自然界物質迴圈中微生物的作用二、氮素迴圈中微生物的作用2、影響硝化作用的環(huán)境因素

(1)pH值：適宜微鹼性

(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)自然界物質迴圈中微生物的作用二、氮素迴圈中微生物的作用（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)自然界物質迴圈中微生物的作用二、氮素迴圈中微生物的作用（三）反硝化作用2、反硝化作用微生物大多數(shù)：異養(yǎng)兼厭氣性極少數(shù)：化能自養(yǎng)型（脫氮硫桿菌）第四節(jié)自然界物質迴圈中微生物的作用二、氮素迴圈中微生物的作用（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含量水稻土長期的幹濕交替的狀況第四節(jié)自然界物質迴圈中微生物的作用二、氮素迴圈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(shù)量

微生物生長與生活環(huán)境群體水準第一節(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後代。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：傾注平板法和塗布平板法?；具^程：（1）梯度稀釋過程；（2）分離培養(yǎng)過程塗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(shù)量2)選擇菌落接種的依據：

a、菌落特徵；b、菌體的特徵3)微生物純培養(yǎng)的標準：菌落特徵一致性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、乾燥、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(xiàn)：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)條件採取有效的保存方式複壯狹義（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(shù)量的增加細胞群體總重量增加從群體水準上衡量(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(shù)量的測定顯微鏡直接計數(shù)法稀釋平板計數(shù)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(shù)量的測定

1、顯微鏡直接計數(shù)法使用細菌計數(shù)板或血球計數(shù)板在顯微鏡下直接計數(shù)。

優(yōu)點：操作簡便，計數(shù)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(shù)量的測定

2、稀釋平板計數(shù)法對樣品稀釋培養(yǎng)，據形成的菌落數(shù)計數(shù)。

優(yōu)點：傳統(tǒng)計數(shù)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(shù)量的測定

３、比濁計數(shù)法根據細菌懸浮液的吸光度測定其數(shù)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、冼淨，稱濕重或幹重。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)律在活性污泥法中採用的指標：（1）混合液懸浮固體(MLSS)（粗放測定）

污泥—乾燥----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)，最後一次性收穫的過程。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(shù)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）細胞分裂必需因數(shù)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(shù)期（指數(shù)生長期）特點：（1）代謝活性強（2）世代時短而穩(wěn)定對數(shù)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(shù)期（指數(shù)生長期）對數(shù)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(shù)

G——世代時(每繁殖一代所需的時間)N0——對數(shù)生長期開始微生物數(shù)量

Nt——對數(shù)生長期經過時間t後微生物數(shù)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(shù)量增加率為0。2、部分細菌大量積累代謝產物。細菌數(shù)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)律什麼時期菌體代謝產物最多什麼時期細菌細胞代謝活性最強什麼時候細菌細胞總數(shù)最多什麼時期細菌細胞生長速度最快什麼時期世代時間短而穩(wěn)定對數(shù)生長期最高生長量最高生長量對數(shù)生長期對數(shù)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)液並流出培養(yǎng)物，確保流出的老菌數(shù)等於新增殖數(shù)，使培養(yǎng)保持對數(shù)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)特徵的比較第二節(jié)微生物純培養(yǎng)群體生長規(guī)律相同點：群體培養(yǎng)特徵不同點：分批培養(yǎng)：經歷四個時期連續(xù)培養(yǎng)：理論上,對數(shù)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，使所有細胞處於同一生長階段。低於適溫度適溫培養(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(shù)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)境條件一定範圍的變化，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)境因數(shù)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幹熱滅菌：乾燥條件，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：採用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

黴菌最適水的活度值：0.802、應用：乾燥法保存物品食品的冷凍乾燥水的活度小於0.60-0.70時休眠、部分出現(xiàn)細胞脫水、蛋白質變性(多數(shù)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(xiàn)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，使酶或其他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：殺菌波長範圍：240—300nm殺菌力最強範圍：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後發(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並用於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

抑制葉酸合成如：磺胺類藥物等。殺菌機理：抑制蛋白質合成如：鏈黴素，紅黴素、四環(huán)素、氯黴素等抑制肽聚糖合成如：青黴素，萬古黴素等。

微生物細胞第一節(jié)細胞的化學性質第二節(jié)原核生物細胞的結構與功能第三節(jié)真核細胞與原核細胞結構的異同第一節(jié)細胞的化學性質有機物無機物大分子有機物：蛋白質、核酸、脂類、碳水化合物小分子有機物：氨基酸、核苷酸、輔酶等占細胞幹物重的99%。小分子無機物和離子糖類脂肪酸核苷酸氨基酸多糖脂類核酸蛋白質單體多聚體大量元素微量元素細胞質纖毛鞭毛核糖體細胞膜細胞壁莢膜第二節(jié)原核生物細胞的結構與功能細胞壁細胞質質膜原生質體基本結構特殊結構鞭毛芽孢莢膜細胞結構細菌模式圖第二節(jié)原核生物細胞的結構與功能一、基本結構1、細胞壁包在細菌細胞表面、內側緊貼細胞質膜的、較為堅韌、略具彈性的結構。壁厚度20-80nm(G+菌)10nm(G-菌)細胞質胞圍細胞膜肽聚糖外膜(1)細胞壁的功能

第二節(jié)原核生物細胞的結構與功能一、基本結構b.鞭毛運動的支點c.細胞壁的化學成分與細菌的抗原性、致病性及對噬菌體的敏感性有關a.保護作用第二節(jié)原核生物細胞的結構與功能一、基本結構(2)細胞壁的化學組成、結構及革蘭氏染色反應a.化學組成：

肽聚糖（兩種氨基糖+氨基酸組成的堅韌的多聚體結構）肽聚糖形成的網狀結構ＮＡＭ：Ｎ－乙醯胞壁酸ＮＡＧ：Ｎ－乙醯葡萄糖胺第二節(jié)原核生物細胞的結構與功能一、基本結構(2)細胞壁的化學組成、結構及革蘭氏染色反應b.結構：（Ｐ５Ｆ１－３）兩種類型：單層較厚、比較緻密的結構（２０－８０nm）兩層膜結構(10nm)第二節(jié)原核生物細胞的結構與功能一、基本結構(2)細胞壁的化學組成、結構及革蘭氏染色反應e.革蘭氏染色反應機理的推測c.革蘭氏染色反應（1884，丹麥，GRAM）d.G+菌和G-菌細胞壁組成及結構比較

教材P６表１－１。C.Gram

丹麥醫(yī)生步驟：塗片固定；結晶紫初染1min；碘液媒染1min；

95%乙醇脫色0.5min；番紅複染2min。結果:

陽性菌——紫色；陰性菌——紅色。第二節(jié)原核生物細胞的結構與功能一、基本結構2、原生質體

(1)細胞質膜：質膜、細胞膜a.質膜的組成及結構

組成：是由磷脂分子和蛋白質組成。結構：POOOOCH2CHCH2OOCCOOHR第二節(jié)原核生物細胞的結構與功能一、基本結構b.質膜的功能Ⅰ.滲透屏障的功能。Ⅱ.參與細胞壁的生物合成。（載體脂類）Ⅲ.參與能量的產生。（電子傳導系統(tǒng)）第二節(jié)原核生物細胞的結構與功能一、基本結構(2)中間體：(mesosome)

存在於細胞質中一個或數(shù)個較大的、不規(guī)則的由細胞質膜內陷而成的、管狀的、囊狀的物質。

(3)細胞質

包含在細菌細胞質膜以內的所有部分稱細胞質細胞質纖毛鞭毛核糖體細胞膜細胞壁莢膜第二節(jié)原核生物細胞的結構與功能一、基本結構b.核區(qū)原核、類核或染色質區(qū)處於細胞質中部的絮狀的區(qū)域。含一個染色體及質粒。附加體：附著在染色體的質粒。功能：細菌遺傳資訊的物質基礎。a.細胞質區(qū)：核蛋白體（或核糖體）：直徑10nm，沉降係數(shù)為70s的顆粒，由核糖核酸(RNA)和蛋白質組成。功能：蛋白質合成場所第二節(jié)原核生物細胞的結構與功能二、特殊結構1、莢膜

在一定營養(yǎng)條件下，部分細菌能夠向細胞外分泌一些膠粘性的物質，並附著在細胞的表面，這類物質稱之為莢膜。不同細胞的莢膜連在一起，形成一個內含多個菌體的膠團，稱菌膠團。（Ｐ８Ｆ１－６）雙球菌的莢膜菌膠團

Ⅰ.使細胞免受乾燥的危害。a.莢膜的組分多糖和多肽b.莢膜的主要功能：III．莢膜多糖——信號物質Ⅱ.病原菌的莢膜與致病能力有關c.活性污泥中的菌膠團絲狀、球狀、蘑菇狀菌膠團大型指狀菌膠團第二節(jié)原核生物細胞的結構與功能二、特殊結構2、鞭毛

（1）形態(tài)特徵

鞭毛是從細胞膜內長出，穿過壁伸出體外，形成細長的絲。細菌鞭毛的電鏡照片弧菌鞭毛的電鏡照片（2）功能：細菌細胞運動的器官。（3）類型：根據鞭毛著生位置和數(shù)目來分。細菌鞭毛著生類型第二節(jié)原核生物細胞的結構與功能二、特殊結構第二節(jié)原核生物細胞的結構與功能二、特殊結構３、菌毛（菌須）

（1）形態(tài)特徵

附著在細菌表面的短而僵直的絲狀附著物。（須）。特點：短、細、硬、多（2）功能：菌膜、性器細菌菌毛(BacterialPili)

性菌毛Conjugation(Sex)Pilus

第二節(jié)原核生物細胞的結構與功能二、特殊結構４、芽孢

在一定的生長階段，細菌胞內形成一個球形或卵形的、具有厚壁構，並處於休眠狀態(tài)的物質，這種物質稱為芽孢。功能：抵抗逆境類型：大小、著生部位細菌芽孢的各種類型左：端位；中：近端位；右：中央位枯草桿菌營養(yǎng)細胞和芽孢囊超薄切片電鏡照片第二節(jié)原核生物細胞的結構與功能二、特殊結構５、內含物（Ｐ８）氣泡、聚羥基丁酸鹽（PHB）、異染粒第三節(jié)真核細胞與原核生物細胞的結構比較一、真核細胞的基本結構及組成1、細胞壁纖維素或幾丁質2、細胞質膜：磷脂、蛋白質、固醇類（如膽固醇）。3、細胞核：具有完整的細胞核，有核膜、核仁。4、細胞器：線粒體、葉綠體等。第三節(jié)真核細胞與原核生物細胞的結構比較二、原核細胞與真核細胞的比較1、細胞的大小和形狀的區(qū)別

2、細胞結構的區(qū)別

（2）形狀細菌：球狀、桿狀和螺旋狀，（P24圖1-20）。真核生物：一般為橢圓形或柱狀，部分種類分化成菌絲體、孢子等（1）大小原核生物：直徑或寬度0.5-2.0um真核細胞：2-200um.

微生物營養(yǎng)與代謝

第一節(jié)微生物營養(yǎng)物質和營養(yǎng)類型第二節(jié)微生物營養(yǎng)物質的吸收機制第三節(jié)培養(yǎng)基第四節(jié)微生物代謝第一節(jié)微生物營養(yǎng)物質和營養(yǎng)類型微生物營養(yǎng)微生物吸收必要的物質以獲得能量並合成細胞物質的過程。微生物吸取生長所需的各種物質並進行代謝生長的過程。（教材P13）微生物代謝微生物體內化學反應的總和。第一節(jié)微生物營養(yǎng)物質和營養(yǎng)類型一、微生物營養(yǎng)物質及其功能水微生物營養(yǎng)物質碳素化合物氮素化合物礦質元素生長因數(shù)第一節(jié)微生物營養(yǎng)物質和營養(yǎng)類型一、微生物營養(yǎng)物質及其功能1、碳素化合物(碳源)：

微生物細胞含碳量：細胞幹重的50%。

第一節(jié)微生物營養(yǎng)物質和營養(yǎng)類型一、微生物營養(yǎng)物質及其功能1、碳素化合物(碳源)：微生物細胞中碳的功能：（2）大多數(shù)微生物的能源物質（1）構成微生物體有機分子的骨架第一節(jié)微生物營養(yǎng)物質和營養(yǎng)類型一、微生物營養(yǎng)物質及其功能1、碳素化合物(碳源)：甘薯、玉米粉、麩皮、米糠、野生植物的澱粉、酒糟、造紙廠亞硫酸液CO2有機物葡萄糖、果糖、蔗糖、麥芽糖、澱粉有機酸、醇類、脂類微生物可以利用的碳源種類第一節(jié)微生物營養(yǎng)物質和營養(yǎng)類型一、微生物營養(yǎng)物質及其功能1、碳素化合物(碳源)：甲烷氧化菌：甲烷、甲醇根據不同微生物對碳素利用的情況，可以做什麼工作？不同的微生物利用碳素的情況洋蔥假單胞菌：九十多種碳素化合物纖維素分解菌（部分）：只利用纖維素第一節(jié)微生物營養(yǎng)物質和營養(yǎng)類型一、微生物營養(yǎng)物質及其功能2、氮素化合物（氮源）分子氮N2（固氮菌、根瘤菌、少數(shù)放線菌和光合細菌、藍細菌）無機氮NH4＋、NO3－、NO2－（多數(shù)微生物）有機氮蛋白質、多肽、氨基酸（多數(shù)微生物）牛肉膏、蛋白腖、尿素、酵母高、玉米漿、餅粕微生物可利用的氮素化合物：氮素化合物的功能：構成細胞物質，少數(shù)微生物的能源物質。第一節(jié)微生物營養(yǎng)物質和營養(yǎng)類型一、微生物營養(yǎng)物質及其功能3、礦質元素(無機鹽)

為機體提供了必要的金屬元素等P、S、Fe、Mg、K、Ca(大量元素)Mn、Cu、Zn、Mo（微量元素）第一節(jié)微生物營養(yǎng)物質和營養(yǎng)類型一、微生物營養(yǎng)物質及其功能3、礦質元素(無機鹽)主要功能：（教材P14）第一節(jié)微生物營養(yǎng)物質和營養(yǎng)類型一、微生物營養(yǎng)物質及其功能4、生長因數(shù)

生長因數(shù)是指微生物生長必需的但本身不能合成，需要從外界吸收的且需要量又很小的有機物質。第一節(jié)微生物營養(yǎng)物質和營養(yǎng)類型一、微生物營養(yǎng)物質及其功能4、生長因數(shù)生長因數(shù)功能：構成酶的輔基或輔酶生長因數(shù)分類：氨基酸核苷維生素酶簡單蛋白結合蛋白=蛋白+輔助因數(shù)輔酶(與酶結合鬆馳)輔基(與酶結合牢固)第一節(jié)微生物營養(yǎng)物質和營養(yǎng)類型一、微生物營養(yǎng)物質及其功能4、生長因數(shù)有關生長因數(shù)的注意點：（1）不同的微生物，它們生長所需要的生長因數(shù)各不相同克氏桿菌生物素、對氨基苯甲酸腸膜明串珠菌十七種氨基酸第一節(jié)微生物營養(yǎng)物質和營養(yǎng)類型一、微生物營養(yǎng)物質及其功能4、生長因數(shù)（2）微生物生長需要的生長因數(shù)會隨著外界條件的變化而變化魯毛黴：厭氧：需維生素B與生物素好氧：無需生長因數(shù)第一節(jié)微生物營養(yǎng)物質和營養(yǎng)類型一、微生物營養(yǎng)物質及其功能4、生長因數(shù)（3）生長因數(shù)未知微生物的培養(yǎng)酵母膏、牛肉膏或動物、植物的組織液加入天然成分第一節(jié)微生物營養(yǎng)物質和營養(yǎng)類型一、微生物營養(yǎng)物質及其功能5、水分

微生物水分含量：營養(yǎng)細胞90%，孢子40%。第一節(jié)微生物營養(yǎng)物質和營養(yǎng)類型一、微生物營養(yǎng)物質及其功能5、水分

水分在微生物生長代謝中的功能：（教材P13-14）a.機體內生理生化反應的基礎b.溶劑與運輸介質c.細胞內溫度的緩衝劑作用第一節(jié)微生物營養(yǎng)物質和營養(yǎng)類型一、微生物營養(yǎng)物質及其功能5、水分水的活度（Aw）：一定溫度和壓力條件下，溶液中水的蒸汽壓力與同樣條件(T、P)下純水蒸汽壓力之比。溶液充分稀釋時aw=Pw/P0w=n1/（n2+n1）

(n1為溶劑的摩爾數(shù)，n2為溶質摩爾數(shù))定義公式是：aw=Pw/P0w

Pw:溶液中水的蒸汽壓；P0w:純水的蒸汽壓第一節(jié)微生物營養(yǎng)物質和營養(yǎng)類型一、微生物營養(yǎng)物質及其功能5、水分微生物最適水的活度值細菌：0.93~0.99酵母菌：0.88~0.91黴菌：0.80左右

從營養(yǎng)的角度分異養(yǎng)型生物自養(yǎng)型生物所需營養(yǎng)物質有機物無機物生物種類動物植物第一節(jié)微生物營養(yǎng)物質和營養(yǎng)類型二、微生物的營養(yǎng)類型微生物屬於哪類生物，自養(yǎng)還是異養(yǎng)？微生物營養(yǎng)型自養(yǎng)型異養(yǎng)型能源碳源CO2有機化合物光能型化能型光能化學能光能自養(yǎng)型化能自養(yǎng)型光能異養(yǎng)型化能異養(yǎng)型

第一節(jié)微生物營養(yǎng)物質和營養(yǎng)類型二、微生物的營養(yǎng)類型

1、光能自養(yǎng)型（光能無機營養(yǎng)型）能夠利用光能並以CO2作為唯一或主要碳源進行生長的微生物。念珠藍細菌基本特點：B、供氫體：還原性無機物，還原CO2A、光合色素（葉綠素、細菌葉綠素）實例：光葉綠素H2O＋CO2(CH2O)+O2↑（藍細菌）光菌綠素2H2S+CO2(CH2O)+H2O+2S（綠硫細菌和紫硫細菌）

第一節(jié)微生物營養(yǎng)物質和營養(yǎng)類型二、微生物的營養(yǎng)類型

1、光能自養(yǎng)型（光能無機營養(yǎng)型）第一節(jié)微生物營養(yǎng)物質和營養(yǎng)類型二、微生物的營養(yǎng)類型2、光能異養(yǎng)型(光能有機營養(yǎng)型）利用光能並以有機化合物作為唯一或主要碳源進行生長的一類微生物。紫色非硫細菌基本特點：b.供氫體：有機物，還原CO2或有機物形成細胞物質a.光合色素，光合作用第一節(jié)微生物營養(yǎng)物質和營養(yǎng)類型二、微生物的營養(yǎng)類型2、光能異養(yǎng)型(光能有機營養(yǎng)型）光能異養(yǎng)型微生物在C源利用上的特殊性：以有機質作為主要C源，能利用CO2，但它不是唯一碳源。光能細菌葉綠（紅螺菌）CH3CO2+2CHOHCH2O+2CH3COCH3+H2O

CH3典型實例：第一節(jié)微生物營養(yǎng)物質和營養(yǎng)類型二、微生物的營養(yǎng)類型3、化能自養(yǎng)型(化能無機營養(yǎng)型）

利用無機化合物氧化時釋放的能量作為能源，利用CO2或碳酸鹽作為唯一或主要碳源進行生長的一類微生物。產甲烷細菌典型實例：硫化細菌、硝化細菌(亞硝酸菌和硝酸菌)、產甲烷菌、鐵細菌

H2S、NO2－、H2、Fe2+基本特點：

a.能源：無機物氧化

b.供氫體：無機物，還原CO2第一節(jié)微生物營養(yǎng)物質和營養(yǎng)類型二、微生物的營養(yǎng)類型4、化能異養(yǎng)型（化能有機營養(yǎng)型）以有機化合物為碳源，利用有機化合物氧化過程中產生的能量作為能源而生長的一類微生物。蘇雲金桿菌基本特點：

a.能源：有機物氧化

b.碳源：有機物第一節(jié)微生物營養(yǎng)物質和營養(yǎng)類型二、微生物的營養(yǎng)類型4、化能異養(yǎng)型（化能有機營養(yǎng)型）化能異養(yǎng)型微生物的分類：（生活場所、獲取養(yǎng)料方式）③兼性寄主菌：既營寄生又營腐生生活的。(結核桿菌)②寄生菌：只能在活寄主體吸收營養(yǎng)物生活的。①腐生菌：利用無生命的有機物作為營養(yǎng)物質。第一節(jié)微生物營養(yǎng)物質和營養(yǎng)類型二、微生物的營養(yǎng)類型

小結1、微生物營養(yǎng)型劃分的依據是什麼？碳源能源2、微生物營養(yǎng)劃分的相對性同一微生物在不同培養(yǎng)條件下生長時，它們的營養(yǎng)型可能發(fā)生變化。微生物提供的環(huán)境條件能源利用情況營養(yǎng)型氫單胞菌單純的無機物環(huán)境利用氫的氧化獲得能量，自養(yǎng)生活將CO2還原成細胞物質提供有機物利用有機物獲得能量異養(yǎng)生活紅螺菌：光照