《環(huán)境工程微生物學(xué)》0-8章知識點完整版

《環(huán)境工程微生物學(xué)》考試大綱緒論0-1環(huán)境工程微生物學(xué)的研究對象和任務(wù)研究對象定義：環(huán)境工程微生物學(xué)(環(huán)境微生物學(xué))是研究與環(huán)境領(lǐng)域（包括環(huán)境工程、環(huán)境科學(xué)、給水排水工程）有關(guān)的微生物及其生命活動規(guī)律的科學(xué)。其內(nèi)容包括：微生物個體形態(tài)、群體形態(tài)；細(xì)胞結(jié)構(gòu)功能、生理特性、生長繁殖、遺傳變異等；微生物與環(huán)境的關(guān)系（尤其是微生物與污染環(huán)境之間的關(guān)系）；微生物對物質(zhì)的轉(zhuǎn)化分解作用（特別是應(yīng)用微生物來處理各種污染物質(zhì)，如廢水、廢氣和固體廢棄物）。研究任務(wù)：（１）防止或消除有害微生物（２）充分利用有益的微生物資源0-2微生物的概述微生物的定義：微生物是指所有形體微小，用肉眼無法看到，須借助于顯微鏡才能看見的，單細(xì)胞或個體結(jié)構(gòu)簡單的多細(xì)胞，或無細(xì)胞結(jié)構(gòu)的低等生物的統(tǒng)稱。微生物的特點：1.體積小，比表面積大2.分布廣，種類多3.繁殖快4.適應(yīng)強，易變異5.胃口大6.食譜廣原核微生物與真核微生物：具有原核細(xì)胞的生物稱為原核微生物。（原核細(xì)胞：其細(xì)胞核發(fā)育不完善，僅有核質(zhì)，沒有定形的細(xì)胞核，無明顯的核膜，沒有特異的細(xì)胞器，不進行有絲分裂。）典型的原核生物有細(xì)菌、放線菌、藍細(xì)菌等。具有真核細(xì)胞的生物稱為真核生物。（真核細(xì)胞：細(xì)胞核發(fā)育完善，有定形的細(xì)胞核（核仁、染色體等），有明顯的核膜，有特異的細(xì)胞器，進行有絲分裂。）大多數(shù)生物，包括高等生物都是真核的，如酵母菌。微生物的命名與分類：（一）微生物的分類在生物學(xué)上，對生物的分類采用按其生物屬性和它們的親緣關(guān)系有次序地分門別類排列成一個系統(tǒng)。每一種生物，包括微生物，都可在這個系統(tǒng)中找到相應(yīng)的位置。其中種(species)是分類的基本單位。必要時，還可以在這些等級之間再增設(shè)一些亞等級。七個等級：界(Kingdom)、門(Phylum)、綱(Class)、目(Order)、科(Family)、屬(Genus)、種(Species)。生物界分類：二界學(xué)說：動物界、植物界這種分法已有很長的歷史，隨著人們認(rèn)識的進步，新的生物類群劃分方法不斷被提出。五界學(xué)說（Whittaker，1969）：原核生物界，原生生物界，真菌界，動物界、植物界。微生物分類系統(tǒng)，其中最常用的也是具有權(quán)威性的是《伯杰細(xì)菌鑒定手冊》，是對原核微生物（細(xì)菌等）進行分類；另外，放線菌、真菌（包括絲狀真菌和酵母菌）等也有各自的分類系統(tǒng)。微生物的命名瑞典植物學(xué)家林奈在分類學(xué)上最大的貢獻是創(chuàng)立雙名法，解決生物名稱的糾紛。雙名法：學(xué)名＝屬名＋種名＋（命名人姓氏）學(xué)名都用拉丁文書寫，屬名用名詞，第一個字母大寫，種名用形容詞，第一個字母小寫。（如用電腦打印或印刷，應(yīng)該用斜體表示。）例：大腸桿菌學(xué)名為Escherichiacoli（大腸埃希氏桿菌），簡稱E.coli。Bacillussp.的表達方式，表明該菌株只鑒定到屬(芽孢桿菌)，未能確定其種名。重點掌握：微生物的特點、微生物的命名與分類第一章非細(xì)胞結(jié)構(gòu)的超微生物——病毒1-1．病毒的一般特征及其分類（一）病毒的特點1.沒有細(xì)胞結(jié)構(gòu)，大多數(shù)由蛋白質(zhì)和核酸組成，有的含有類脂質(zhì)、多糖等，只有一種核酸（DNA或RNA）。2.專性寄生：病毒沒有合成蛋白質(zhì)的機構(gòu)——核糖體，也沒有合成細(xì)胞物質(zhì)和繁殖所必備的酶系統(tǒng)，不具獨立的代謝能力，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)組成和繁殖新個體；而且這種寄生是專性的。3.體積極小，形態(tài)多樣（二）病毒的分類病毒有自己單獨的分類系統(tǒng)，其分類依據(jù)主要有：病毒的宿主、所致疾病、核酸種類、病毒粒子的大小、病毒的結(jié)構(gòu)、有無被膜等。根據(jù)病毒不同的專性宿主，可把病毒分為：動物病毒、植物病毒、細(xì)菌病毒（噬菌體）、放線菌病毒（噬放線菌體）、藻類病毒（噬藻類體）、真菌病毒（噬真菌體）也可以按照所致的疾病進行分類:感冒病毒、肝炎病毒、艾滋病毒等按核酸分類，可把病毒分為：DNA病毒和RNA病毒。1-2．病毒的形態(tài)和結(jié)構(gòu)（一）病毒的形態(tài)病毒的形狀多樣，依種類不同而不同:球狀，卵圓形，磚形（動物病毒）桿狀，絲狀（植物病毒）蝌蚪狀，絲狀（噬菌體）螺旋形:衣殼是由殼粒繞著同一個中心軸排列堆積起來，以形成一個中空的棒狀結(jié)構(gòu)。螺旋形卷曲的核酸位于中空。這種棒狀的病毒體可以是短而剛性的，也可以是長而柔性的。具有這種形態(tài)的病毒一般為單鏈RNA病毒，被研究得最多的就是煙草花葉病毒。正二十面體：大多數(shù)的動物病毒為正二十面體或具有正二十面體對稱的近球形結(jié)構(gòu)病毒之所以采用這種結(jié)構(gòu)可能的一個很重要的原因是，規(guī)則的二十面體是相同殼粒形成封閉空間的一個最優(yōu)途徑，可以使所需的能量最小化。包膜型：一些病毒可以利用改造后的宿主的細(xì)胞膜（來自細(xì)胞表面的質(zhì)膜或細(xì)胞內(nèi)部的膜，如核膜及內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜）環(huán)繞在病毒體周圍，形成一層脂質(zhì)的包膜。包膜上既鑲嵌有來自宿主的膜蛋白也有來自病毒基因組編碼的膜蛋白；而脂質(zhì)膜本身和其中的糖類則都來自宿主細(xì)胞。包膜型病毒位于包膜內(nèi)的病毒體可以是螺旋形或正二十面體形的復(fù)合型：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，它們的衣殼既非完全的螺旋形又非完全的正二十面體形，可以有附加的結(jié)構(gòu)。有尾噬菌體在噬菌體中數(shù)量最多，其殼體由頭部和尾部組成。病毒的化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)1、化學(xué)組成：大多數(shù)由核酸和蛋白質(zhì)組成，有的還有脂類、多糖，有的噬菌體含有脂肪。（1）核酸：病毒只含一類核酸（DNA或RNA）植物病毒：大多數(shù)為RNA，少數(shù)DNA噬菌體：大多數(shù)為DNA，少數(shù)RNA動物病毒：部分是RNA，部分是DNA功能：核酸是病毒的遺傳信息載體。（2）蛋白質(zhì)：主要的組成成分功能：①保護核酸并維持病毒粒子結(jié)構(gòu)的完整性。核衣殼——起保護作用。②決定病毒感染的特異性，使病毒與敏感細(xì)胞表面特定部位具有特異親和力。③決定病毒的致病性、毒力、抗原性④構(gòu)成酶。結(jié)構(gòu)復(fù)雜的大病毒多數(shù)含有酶病毒的結(jié)構(gòu)：蛋白質(zhì)衣殼+核酸內(nèi)芯衣殼粒（capsomere）：構(gòu)成病毒粒子的最小形態(tài)單位，每個衣殼粒是由1-6個同種多肽分子折疊纏繞而成的蛋白質(zhì)亞單位，它以對稱的形式有規(guī)律地排列成桿狀、球狀、二十面體或其他形狀。蛋白質(zhì)衣殼（capsid）：由一定數(shù)量的衣殼粒按一定的排列組合構(gòu)成的病毒外殼。核衣殼（nucleocapsid）：病毒蛋白質(zhì)衣殼和核酸的合稱。被膜（envelope）：也稱囊膜、外膜，在核衣殼外包裹的包膜，由脂類和多糖組成。刺突（spike）：有些病毒粒子表面，尤其是在有囊膜的病毒粒子表面有突起物，也稱囊膜突起如粘病毒等。（三）病毒的宿主病毒的宿主各種各樣，包括動物、植物和微生物。因此自然界中就存在著形形色色的各類病毒。具有專一性：絕對專一、相對專一1-3．病毒的繁殖（一）各類病毒的繁殖過程基本相似，以E.coliT系列噬菌體為例。1、吸附（adsorption）：在通常情況下，敏感細(xì)胞表面具有特異性表面化學(xué)組分作為接受部位，病毒也含有與其“互補”的特異性化學(xué)組分作為吸附部位，這種吸附作用是不可逆的。T2噬菌體是以尾部末端和寄主的受點吸附的。一種細(xì)菌可以被多種噬菌體感染，噬菌體在同一寄主細(xì)菌的不同受點上吸附。2、侵入（penetration）：噬菌體吸附在細(xì)菌細(xì)胞壁的受點上以后，尾部的酶水解細(xì)胞壁產(chǎn)生一個小孔，然后尾鞘收縮將核酸注入細(xì)菌細(xì)胞中，蛋白質(zhì)殼體留在外面。從吸附到侵入，時間間隔很短，只有幾秒到幾分鐘。（動物病毒侵入的方式取決于宿主細(xì)胞的性質(zhì)尤其是其表面結(jié)構(gòu)，至少有三種方式：（1）借吞噬作用或吞飲病毒將整個病毒粒子包入敏感細(xì)胞。多數(shù)病毒按此方式侵入，如痘類病毒；（2）病毒包膜與宿主細(xì)胞質(zhì)融合，將核衣殼釋放到細(xì)胞質(zhì)中。如流感病毒.（3）有的病毒能以完整的病毒粒子直接通過宿主細(xì)胞膜穿入細(xì)胞質(zhì)中，如腺病毒。）3、生物合成(biosynthesis)：噬菌體核酸進入寄主細(xì)胞后，操縱寄主細(xì)胞的代謝機能，大量復(fù)制噬菌體核酸，但不形成帶殼體的粒子，稱為潛育期。4、組裝（assembly）：病毒核酸的復(fù)制與蛋白質(zhì)的合成是分開進行的。寄主細(xì)胞合成噬菌體殼體（T2噬菌體包括頭部尾部）和核酸組合形成完整的噬菌體粒子。5、釋放（release）：噬菌體粒子成熟，引起寄主細(xì)胞的裂解釋放出病毒粒子。（二）病毒的溶源性噬菌體有毒（烈）性噬菌體和溫和噬菌體兩種類型毒（烈）性噬菌體：侵入宿主細(xì)胞后立即引起宿主細(xì)胞破裂。溫和噬菌體：侵入宿主細(xì)胞后，其核酸附著并整合在宿主染色體上，和其一起同步復(fù)制，宿主細(xì)胞不裂解而繼續(xù)生長。含有溫和噬菌體的宿主細(xì)胞稱為溶原細(xì)胞。在溶原細(xì)胞內(nèi)的溫和噬菌體核酸，稱為原噬菌體或前噬菌體。溶原性是遺傳的，一旦發(fā)生變異（自發(fā)或誘發(fā)），它會轉(zhuǎn)化成毒性噬菌體。溶原性噬菌體的命名是在敏感菌株的后面加上“λ”。如EscherichiacoliK12(λ)1-4．病毒的培養(yǎng)1.病毒在液體培養(yǎng)基中的培養(yǎng)特征：渾濁菌懸液——接種噬菌體——透明裂解液2.病毒在固體培養(yǎng)基上的培養(yǎng)特征：噬菌斑：將噬菌體接種在敏感細(xì)菌形成的菌落上，噬菌體在接種部位進行反復(fù)感染，將宿主細(xì)菌的菌落裂解成空斑，即噬菌斑動物病毒的培養(yǎng)：動物接種、雞胚接種和組織培養(yǎng)技術(shù)。植物病毒的培養(yǎng)：采用植物的組織：根、莖、芽等部位噬菌體的培養(yǎng)：雙層瓊脂法病毒對化學(xué)因素的抵抗力病毒的滅活有體內(nèi)滅活和體外滅活。體內(nèi)滅活：抗體和干擾素。體外滅活：（一）破壞病毒蛋白質(zhì)的化學(xué)物質(zhì)蛋白質(zhì)變性劑：酚、吐溫（Tween-80）、SDS，破壞病毒的衣殼低滲溶液：能使病毒衣殼發(fā)生變化，阻礙病毒對宿主細(xì)胞的吸附。（二）破壞核酸的化學(xué)物質(zhì)甲醛：只破壞核酸，不改變病毒的抗原特性。亞硝酸：引起嘌呤和嘧啶堿基的脫氨基作用。氨：引起病毒RNA的裂解（三）影響病毒脂類被膜的化學(xué)物質(zhì)脂溶劑：醚類、十二烷基磺酸鈉、氯仿、去氧膽酸鈉等?？善茐暮惐荒さ牟《?，乙醚對被膜的破壞作用最大。無被膜病毒對此不敏感。

強酸強堿除本身可滅活病毒外，還能通過pH變化影響病毒。大多數(shù)病毒在pH6-8時能保持穩(wěn)定，小于5或大于9時迅速滅活。堿性環(huán)境可破壞蛋白質(zhì)衣殼和核酸，當(dāng)pH達到11以上可嚴(yán)重破壞病毒。病毒在環(huán)境中的存活和在污水處理過程中的去除效果（一）病毒在環(huán)境中的存活：環(huán)境中存在的各種因子會影響到病毒的生存，所以病毒在各種不同環(huán)境中存活時間是不一樣的。1、水體中病毒的存活：在海水、淡水中，溫度是影響病毒存活的主要因素。2、土壤中病毒的存活：病毒在土壤中的存活時間受土壤溫度和濕度的影響最大。3、空氣中病毒的存活：空氣中病毒的存活受干燥、相對濕度、紫外輻射、溫度和風(fēng)速的影響。(二)污水處理過程中對病毒的去除效果一級處理：物理過程，去除病毒的效果很差，最多去除30%二級處理：生物處理，去除率在90-99%三級處理：深度處理，包括生物化學(xué)和物理過程，可使病毒的滴度對數(shù)值下降4-6。重點掌握：病毒的化學(xué)組成與結(jié)構(gòu)、病毒的繁殖過程及溶原性、廢水處理過程中病毒的去除。第二章原核微生物2-1．細(xì)菌細(xì)菌的形態(tài)：細(xì)菌屬于原核生物，為單細(xì)胞。細(xì)菌的個體（也就是細(xì)胞）基本形態(tài)有三種：球狀、桿狀和螺旋狀?；蛘咚姆N：球狀、桿狀、螺旋狀和絲狀1.球菌(coccus)及其排列狀態(tài)菌體呈球形或近似球形,直徑0.5-2.0μm。以典型的二分裂殖方式繁殖,分裂后產(chǎn)生的新細(xì)胞常保持一定的空間排列方式.根據(jù)細(xì)胞分裂的方向及分裂后的各子細(xì)胞的空間排列狀態(tài)不同,可將球菌分為以下幾種:單球菌、雙球菌、鏈球菌、四聯(lián)球菌、八疊球菌、葡萄球菌等。2.桿菌(bacillus)及其排列狀態(tài)桿菌是細(xì)菌中種類最多的類型,大小為0.5～1×1～5μm。因菌種不同,菌體細(xì)胞的長短、粗細(xì)等都有所差異。桿菌的形態(tài)：短桿狀、長桿狀、棒桿狀、梭狀桿狀、月亮狀、竹節(jié)狀等；按桿菌細(xì)胞繁殖后的排列方式則有鏈狀、柵狀、“八”字狀等。3.螺旋菌(spirilla)螺旋狀的細(xì)菌稱為螺旋菌。根據(jù)其彎曲情況分為：弧菌（vibrio)：螺旋不滿一圈，菌體呈弧形或逗號形。例：霍亂弧菌、逗號弧菌。螺旋菌(spirillum)：螺旋滿2—6環(huán)，螺旋狀。例：干酪螺菌。螺旋體(spirochaeta)：旋轉(zhuǎn)周數(shù)在6環(huán)以上，菌體柔軟。例：梅毒密螺旋體4、絲狀菌在環(huán)境工程中，我們經(jīng)常會遇到一種被稱為絲狀菌的形態(tài)，在水體、潮濕土壤及活性污泥中普遍存在，如球衣菌、發(fā)硫菌等。所謂絲狀菌，其實是由柱狀或橢圓狀的細(xì)菌細(xì)胞一個一個連接而成的，外面有透明的硬質(zhì)化的粘性物質(zhì)包裹（稱為鞘）。所以它實際上是一種細(xì)菌的群體形態(tài)，故從嚴(yán)格意義上來說，是不應(yīng)把它列為細(xì)菌的個體形態(tài)的，但從實際應(yīng)用的角度，這種分法也是具有價值的。二、細(xì)菌的細(xì)胞結(jié)構(gòu)細(xì)菌的細(xì)胞結(jié)構(gòu)可分為一般結(jié)構(gòu)和特殊結(jié)構(gòu)：一般結(jié)構(gòu)（或基本結(jié)構(gòu)）：如細(xì)胞壁、細(xì)胞質(zhì)膜、細(xì)胞質(zhì)、內(nèi)含物及細(xì)胞核物質(zhì)等。它們是所有細(xì)菌所共有的。特殊結(jié)構(gòu)：如芽孢、莢膜、鞭毛等。它們是某些細(xì)菌所特有的。所以特殊結(jié)構(gòu)是細(xì)菌分類鑒定的依據(jù)。（一）細(xì)胞壁（cellwall）：位于細(xì)胞表面，內(nèi)側(cè)緊貼細(xì)胞膜的一層較為堅韌、略見彈性的薄膜，占細(xì)胞干重10-25%。細(xì)胞壁的化學(xué)組成及結(jié)構(gòu)：主要由肽聚糖，加上少量蛋白質(zhì)、脂肪組成。但它們在兩類細(xì)胞種類中的含量各不相同。（二）原生質(zhì)體（protoplasm）：細(xì)胞壁之內(nèi)，統(tǒng)稱為原生質(zhì)體.1.細(xì)胞質(zhì)膜（protoplasmicmembrane）：又稱原生質(zhì)膜或質(zhì)膜，外側(cè)貼于細(xì)胞壁內(nèi)側(cè)包圍細(xì)胞質(zhì)的一層柔軟而有彈性的半透性有活性的薄膜。（1）組成：脂類（30-40%）、蛋白質(zhì)（60-70%）、多糖（2%）、微量核酸脂類：細(xì)菌細(xì)胞中的脂類幾乎全部分布在細(xì)胞膜中，主要為甘油磷脂;蛋白質(zhì)：含量高于任何一種生物膜。種類包括轉(zhuǎn)運蛋白、電子轉(zhuǎn)運蛋白、多種酶類。根據(jù)分布可分為：外周蛋白質(zhì)：可溶性蛋白，分布在細(xì)胞膜內(nèi)外側(cè)，占20-30%固有蛋白質(zhì)：插入或貫穿于磷脂雙分子層，占70-80%（2）結(jié)構(gòu)：目前看法并不一致，比較公認(rèn)的是流動鑲嵌模型。a、磷脂雙分子層構(gòu)成膜的基本骨架b、磷脂分子以多種形式不斷運動使膜結(jié)構(gòu)具流動性c、膜蛋白質(zhì)無規(guī)則的、以不同深度分布于膜的磷脂層中d、膜上的蛋白質(zhì)和磷脂其數(shù)量與種類可隨細(xì)菌生理狀態(tài)而變化（3）功能：①維持滲透壓的梯度和溶質(zhì)的轉(zhuǎn)移(吸收營養(yǎng)和排泄廢物).②參與細(xì)胞壁的合成——合成酶③膜上有許多重要的酶，是氧化和細(xì)胞其他功能作用的場所。參與能量的產(chǎn)生——呼吸酶、ATP合成酶④與細(xì)菌運動有關(guān)（鞭毛的基粒位于膜上）⑤與細(xì)菌DNA復(fù)制后分離有關(guān)，5’端可依附于膜上細(xì)胞質(zhì)及其內(nèi)含物細(xì)胞質(zhì)：在細(xì)胞質(zhì)膜以內(nèi)，除核物質(zhì)以外的無色透明、粘稠的復(fù)雜膠體，也稱原生質(zhì)。由蛋白質(zhì)、核酸、多糖、脂類、無機鹽和水組成。細(xì)胞質(zhì)內(nèi)含物：（1）核糖體：是分散在細(xì)胞質(zhì)中的顆粒體結(jié)構(gòu)，合成蛋白質(zhì)的部位。由RNA和蛋白質(zhì)組成。（2）內(nèi)含顆粒3、擬核細(xì)菌沒有核膜和核仁，沒有固定形態(tài)，結(jié)構(gòu)也很簡單，故稱為原始核或擬核，也稱細(xì)菌染色質(zhì)，這是原核生物和真核生物的主要區(qū)別之一。擬核由一條環(huán)狀雙鏈DNA分子高度折疊纏繞而成，呈球狀、棒狀、啞鈴狀。大腸桿菌的可以達到1100μm，是自身長度的1000倍。質(zhì)粒（plasmid）：存在于細(xì)菌染色體外或附加于染色體上的遺傳物質(zhì)，絕大多數(shù)由共價閉合雙螺旋DNA分子構(gòu)成。分子量小。(三)莢膜、粘液層、菌膠團和衣鞘1.莢膜capsule：有些細(xì)菌在一定營養(yǎng)條件下，可向細(xì)胞壁表面分泌一層松散透明、粘度極大、粘液狀或膠質(zhì)狀的物質(zhì)即為莢膜，根據(jù)厚度可分為大莢膜：厚約200nm，相對穩(wěn)定的附于細(xì)胞壁外，與細(xì)胞結(jié)合力差，液體振蕩培養(yǎng)可得微莢膜：厚度小于200nm，與細(xì)胞表面結(jié)合較緊，光學(xué)顯微鏡下難以看見，易被胰蛋白酶消化。（1）化學(xué)組成：含水率在90%-98%，固形物主要是多糖，有的也含有多肽、蛋白質(zhì)、脂類以及右他們組成的復(fù)合物——脂多糖、脂蛋白等。（2）功能：①能增強某些病原菌的致病能力，使之抵御宿主吞噬細(xì)胞的吞噬。②保護細(xì)胞免受干燥的影響③細(xì)胞外碳源和能源性貯藏物質(zhì)；④生物吸附作用，將廢水中的有機物、無機物及膠體吸附到細(xì)菌體上。莢膜是分類特征之一。產(chǎn)生莢膜是微生物的一種遺傳特性，但并非細(xì)胞絕對必要的結(jié)構(gòu)，失去莢膜的菌株也能正常生長。莢膜的形成與環(huán)境條件密切相關(guān)。2．粘液層slimelayer：有些細(xì)菌不產(chǎn)生莢膜，其細(xì)胞表面仍分泌粘性多糖，疏松地附著在細(xì)胞壁表面，與外界沒有明顯邊界，可向周圍環(huán)境擴散，增加培養(yǎng)基粘度，這種類型的粘性物質(zhì)層叫粘液層。3．菌膠團zoogloea：有的細(xì)菌莢膜物質(zhì)互相融合，連為一體，若干細(xì)菌按一定的排列方式互相粘集在一起，被一個公共莢膜包圍形成一定形狀的細(xì)菌集團，叫做菌膠團。4．衣鞘sheath：水生絲狀菌多數(shù)有衣鞘。由表面的粘液層或莢膜硬質(zhì)化，形成一個透明堅韌的空殼。容易混淆的幾個概念，注意區(qū)分：莢膜：細(xì)胞壁表面的粘性物質(zhì)，與周圍環(huán)境有明顯的邊緣粘液層：也是細(xì)胞壁表面的粘性物質(zhì)，區(qū)別在于它與周圍環(huán)境無明顯的邊緣；菌膠團：多個細(xì)菌個體排列在一起，由公共莢膜包藏形成一定形狀的細(xì)菌集團。菌膠團的形成對于水處理有十分主要的意義，它是廢水生物處理中常見的結(jié)構(gòu)；鞘（衣鞘）：絲狀菌形成時，在外面形成透明的硬質(zhì)化的物質(zhì)。（四）芽孢spore某些細(xì)菌在其生長的一定階段，在細(xì)胞內(nèi)形成一個圓形、橢圓形或圓柱形的結(jié)構(gòu)，對不良環(huán)境條件有較強的抗性，這種休眠體即為芽孢。由于它位于細(xì)胞之內(nèi)，為區(qū)別放線菌、霉菌等所形成分生孢子，也稱內(nèi)生孢子。芽孢的特點：1.芽孢含水率低，38-40%2.芽孢壁分三層：外層--芽孢外殼，蛋白質(zhì)中層--皮層，肽聚糖，含2，6-吡啶二羧酸（DPA）內(nèi)層--孢子壁，肽聚糖，萌發(fā)后成為營養(yǎng)細(xì)胞的細(xì)胞壁3.芽孢中DPA含量高，占干重的5-15%。芽孢形成過程中，隨著DPA的形成而具抗熱性，當(dāng)芽孢萌發(fā)，DPA釋放到培養(yǎng)基后，抗熱性消失。DPA是芽孢耐熱的主要原因。4.含有耐熱性酶芽孢的功能：①菌種鑒別的依據(jù)（芽孢的位置、形狀、大小等）；這一點在實際工作中非常有用。②抵抗不良環(huán)境的休眠體。由于芽孢的特點，它對不良環(huán)境，如高溫、低溫、干燥和有毒物質(zhì)等具有較強的抗性，它處于不活動的休眠狀態(tài)，一旦外界條件變好，它可萌發(fā)成為營養(yǎng)細(xì)胞。由于芽孢的抗性最強，故我們在檢查滅菌效果時，采用芽孢為指示，即以它的滅菌效果為是否徹底的標(biāo)志。（五）鞭毛flagella由細(xì)胞質(zhì)膜上的鞭毛基粒長出穿過細(xì)胞壁伸向體外的一條纖細(xì)的波浪狀的絲狀物叫做鞭毛。長度往往超過菌體的若干倍，最長可達70um，直徑很細(xì)，一般為10-20nm。鞭毛的主要成分是蛋白質(zhì)，有的還含有少量多糖或者類脂、DNA、RNA等。（大多數(shù)球菌不生鞭毛，除尿素八疊球菌外；桿菌有的具鞭毛有的不具鞭毛；螺旋菌和弧菌一般具鞭毛。）三、細(xì)菌的物理化學(xué)性質(zhì)（一）細(xì)菌表面電荷和等電點細(xì)菌細(xì)胞壁含有由氨基酸組成的蛋白質(zhì)，因此也有等電點。G+等電點在pH2-3，G-在4-5之間，pH3-4之間為革蘭氏染色不穩(wěn)定性菌。在一般的培養(yǎng)、染色或血清實驗等過程中，細(xì)菌多處于弱堿性、中性或弱酸性條件，因此細(xì)菌表面一般帶負(fù)電荷，尤其G+帶負(fù)電更多（磷壁酸中含有大量磷酸基）。四、革蘭氏染色：由于細(xì)胞壁組成的不同，可以細(xì)菌分為兩大類：G+菌和G-菌。這種分類法的起源是革蘭氏染色試驗。革蘭氏染色試驗是一種復(fù)染色法，即通過多次染色達到區(qū)分細(xì)胞結(jié)構(gòu)的目的。革蘭氏染色的機制：（1）與細(xì)胞壁有關(guān)：革蘭氏脂類陽性菌細(xì)胞壁肽聚糖含量高，結(jié)構(gòu)緊密，乙醇的脫水作用可使肽聚糖收縮降低細(xì)胞壁通透性，結(jié)晶紫被截留在細(xì)胞壁中不被脫色。革蘭氏陰性菌細(xì)胞壁脂類含量高，肽聚糖含量低，用乙醇脫色時脂類易被乙醇溶解，使細(xì)胞壁通透性增加，結(jié)晶紫易被提取使菌體呈現(xiàn)無色。（2）與等電點有關(guān)：革蘭氏陽性菌等電點比陰性菌低，與草酸銨結(jié)晶紫的結(jié)合也更緊密。用碘-碘化鉀媒染后，革蘭氏陽性菌等電點下降更多，與結(jié)晶紫的結(jié)合更牢固，所以菌體呈紫色。革蘭氏陰性菌與結(jié)晶紫結(jié)合力弱，易被乙醇提取而脫色。革蘭氏染色的步驟：1.單染—結(jié)晶紫染液第一次染色1min2.媒染—碘-碘化鉀溶液浸濕30S3.脫色—95%乙醇溶液進行顏色，洗脫10-30s4.復(fù)染—紅色的藩紅染液第二次染色細(xì)菌呈現(xiàn)第一次染色的效果紫色---革蘭氏陽性菌（G＋）細(xì)菌呈現(xiàn)第二次染色的效果紅色---革蘭氏陰性菌（G-）2-2．古細(xì)菌古細(xì)菌在系統(tǒng)發(fā)育上既不屬真核生物，也不屬原核生物。因為典型代表產(chǎn)甲烷菌的生存環(huán)境與想象中原始地球的厭氧環(huán)境類似，故稱為古細(xì)菌Archaeobacteria，細(xì)菌叫做真細(xì)菌eubacteria。Woese把地球上的生物分為真細(xì)菌（原核生物）、古細(xì)菌（古核生物）和真核生物三超界（domain,或稱為原界、域），取代目前普遍接受的生物五界系統(tǒng)。一、古細(xì)菌的特點1、形態(tài)：呈現(xiàn)多種形態(tài)。有球形、桿狀、螺旋狀等。有的細(xì)胞很薄，扁平；有的有精確的方角和垂直的邊構(gòu)成直角幾何形態(tài)。2、古菌的分子生物學(xué)結(jié)構(gòu)：古菌的染色體與細(xì)菌類似，為一條環(huán)狀DNA分子，也有質(zhì)粒的存在，但它在DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄以及基因結(jié)構(gòu)有很多類似于真核生物的特點。a.大多數(shù)古菌細(xì)胞壁不含二氨基庚二酸和胞壁酸。結(jié)構(gòu)和化學(xué)組成多樣。b.細(xì)胞膜所含脂類是非皂化性甘油二醚的磷脂。即甘油和烴鏈之間只有醚鍵，而細(xì)菌和真核生物為酯鍵。c.代謝：代謝有多樣性。有許多特殊的輔酶，如絕對厭氧的產(chǎn)甲烷菌有輔酶M、F420、F430等d.呼吸類型：多為嚴(yán)格厭氧、兼性厭氧，少數(shù)專性好氧e.繁殖：有二分裂、芽殖兩類。較慢，進化也比細(xì)菌慢f.生活習(xí)性：生活在極端環(huán)境，如高鹽分、極熱、極酸、絕對厭氧等。有特殊的代謝途徑，有的古菌還有熱穩(wěn)定性酶和其他特殊酶。具有開發(fā)應(yīng)用價值。2-3．放線菌是介于細(xì)菌與絲狀真菌之間而又接近細(xì)菌的一類絲狀原核生物，因菌落呈放射狀而得名。多數(shù)是腐生，少數(shù)是寄生。腐生菌在土壤中的分布和數(shù)量僅次于細(xì)菌，在物質(zhì)循環(huán)中起到重要作用，可改良土壤。寄生菌可引起人、動植物的疾病。另外放線菌具有特殊的土霉味，易使水和食品變味。放線菌最突出的特點是可產(chǎn)生大量的抗生素。一、放線菌的形態(tài)和大小單細(xì)胞，由分支發(fā)達的菌絲組成，最簡單的為桿狀或具原始菌絲。細(xì)胞壁中含有原核生物特有的二氨基庚二酸和胞壁酸，基本上為G+，枝動菌屬除外。菌絲細(xì)胞的結(jié)構(gòu)與細(xì)菌基本相同，根據(jù)其形態(tài)和功能分為三類：基內(nèi)菌絲（營養(yǎng)菌絲）、氣生菌絲、孢子絲（分生孢子）二、菌落形態(tài)放線菌的菌落是由一個分生孢子或一段營養(yǎng)菌絲生長繁殖而來的，許多菌絲相互纏繞，導(dǎo)致其菌落質(zhì)地緊密，堅硬，表面一般呈圓形，光平或有皺褶，顯微鏡下可見周圍具有放射狀菌絲，可分兩類：一類由產(chǎn)生大量分枝和氣生菌絲的菌種（如鏈霉菌）形成，表面緊密、質(zhì)地細(xì)密、不易挑起；一類不產(chǎn)生大量菌絲體，如諾卡氏菌，黏著力差，結(jié)構(gòu)呈粉質(zhì)狀，用針挑起粉碎。2-4．藍綠細(xì)菌也叫藍藻或藍綠藻。藍細(xì)菌和其它細(xì)菌不同，含有葉綠素α、類胡蘿卜素、藻膽素及藻膽蛋白體等色素，可以進行光合作用。細(xì)胞核沒有核膜和核仁。細(xì)胞壁與細(xì)菌相似，由肽聚糖構(gòu)成，并含有二氨基庚二酸，革蘭氏染色陰性，所以將它劃分為原核生物中。一、藍細(xì)菌的形態(tài)大小單細(xì)胞（球狀或桿狀）或絲狀體（分支或不分支），聚集在一起可形成肉眼可見的、很大的群體。1.個體形態(tài)

單細(xì)胞球狀、圓柱狀、絲狀或分枝狀串生。由營養(yǎng)細(xì)胞可以分化成厚的多層外衣，常含有色素、形體較大的靜止細(xì)胞。2.群體形態(tài)

塊狀或球狀，絲狀體，細(xì)胞壁外面常包有一層或多層粘質(zhì)層（與細(xì)胞莢膜相似），粘液把許多單個細(xì)胞聚集在一起成為膠團（塊狀、球狀）這些粘液主要成分是果膠，叫膠質(zhì)鞘膜。二、細(xì)胞結(jié)構(gòu)及其功能1.細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)與G-類似，有的可分泌粘性物質(zhì)形成菌膠團2.光合器：原始的片層結(jié)構(gòu)，由多層膜片相疊而成的。所包含的光合作用色素有葉綠素a、類胡蘿卜素、藻膽素及藻膽蛋白體（含異藻蘭（青）素、藻蘭素、藻紅素）等色素。藻膽素在光合作用中起輔助色素作用，是藍細(xì)菌所特有的。大多數(shù)藍細(xì)菌中藻蘭素占優(yōu)勢，使細(xì)胞呈現(xiàn)特殊的藍色（故稱藍細(xì)菌）。3、異形胞：有厚外衣，色素較弱，是藍細(xì)菌進行固氮作用的場所，可自生固氮，也可共生固氮，凡有異形細(xì)胞的藍細(xì)菌能固氮，反之不能。4、具有氣泡：使菌體漂浮，保持在光線充足的地方。5、化學(xué)組成最獨特之處在于含有兩個或多個雙鍵組成的不飽和脂肪酸，而細(xì)菌幾乎都含有飽和脂肪酸和單一不飽和脂肪酸。重點掌握：細(xì)菌的形態(tài)、細(xì)胞結(jié)構(gòu)及各部分結(jié)構(gòu)的功能；細(xì)菌的物理化學(xué)性質(zhì)（細(xì)菌的帶電性及等電點、革蘭氏染色的原理與步驟）；放線菌的菌絲體及菌落形態(tài)；蘭細(xì)菌的細(xì)胞結(jié)構(gòu)特點以及與水體富營養(yǎng)化有關(guān)的藍細(xì)菌種屬。真核微生物原生生物：一、原生動物的概念動物中最原始、最低等、結(jié)構(gòu)最簡單的單細(xì)胞動物。形體微小，在10-300微米之間，光學(xué)顯微鏡下可觀察到。原生動物是單細(xì)胞真核微生物，無細(xì)胞壁，有細(xì)胞質(zhì)、細(xì)胞膜，有分化的細(xì)胞器，細(xì)胞核具核膜。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(yīng)等，均由相應(yīng)的細(xì)胞器執(zhí)行。胞口、胞咽、食物胞、吸管—攝食、消化、營養(yǎng)收集管、伸縮泡、胞肛—排泄鞭毛、纖毛、剛毛、偽足—運動和捕食眼點—感覺有的細(xì)胞器執(zhí)行多種功能，如偽足、鞭毛、纖毛、剛毛既能執(zhí)行運動功能，又能執(zhí)行攝食功能，甚至還有感覺功能。分類：存在于水體中的主要有三個綱：鞭毛綱、肉足綱和纖毛綱，再加上一個吸管綱(現(xiàn)并入纖毛綱)。胞囊：當(dāng)環(huán)境惡化時，原生動物先是身體變圓，鞭毛、纖毛等細(xì)胞器縮入體內(nèi)，細(xì)胞水分從體內(nèi)排出，并分泌一種膠狀物質(zhì)于體表，這些物質(zhì)凝固成胞殼。胞殼分為兩層，外層厚而突起，內(nèi)層薄而透明。胞囊很容易隨灰塵漂浮或被其他動物帶到其他地方，胞囊遇到適宜環(huán)境胞殼破裂，恢復(fù)蟲體形狀。胞囊都是球狀。一旦形成胞囊，就可判斷污水處理不正常。后生動物：在水處理工作中常見的后生動物主要是形體微小的后生動物，主要有輪蟲、線蟲、寡毛蟲、浮游甲殼動物、苔蘚動物真菌種類：按照有性繁殖的方式：真菌分為5個亞門：鞭毛菌亞門、接合菌亞門、子囊菌亞門、擔(dān)子菌亞門和半知菌亞門。鞭毛菌亞門的有性階段產(chǎn)生卵孢子；接合菌亞門產(chǎn)生接合孢子；子囊菌亞門產(chǎn)生子囊孢子；擔(dān)子菌亞門產(chǎn)生擔(dān)孢子；半知菌亞門是一類無有性階段或有性階段未知的真菌。在生產(chǎn)實際中，經(jīng)常把真菌按照其細(xì)胞形態(tài)分為：酵母菌霉菌傘菌原生生物在廢水處理中的指示作用：二、以原生動物為指示生物據(jù)：不同種類的原生動物對環(huán)境條件的要求不同，對環(huán)境變化的敏感程度也不同，所以可以利用原生動物種群的生長情況，判斷生物處理構(gòu)筑物的運轉(zhuǎn)情況及廢水凈化的效果。②優(yōu)越性：用原生動物作為指示生物有兩個優(yōu)點：Ⅰ.觀察容易原生動物的形體比細(xì)菌大得多，以低倍顯微鏡即可觀察，因此以原生動物為指示生物是較為方便的。II.快速方便與水體富營養(yǎng)化有關(guān)藻類：水體富營養(yǎng)化與裸藻和甲藻有關(guān)污化系統(tǒng)

：多污帶：以厭氧細(xì)菌、兼性細(xì)菌為主，還有變形蟲、水蚯蚓。無魚類、顯花植物。α－中污帶：細(xì)菌、藍藻、綠藻、裸藻、游泳型纖毛蟲、輪蟲、水蚯蚓。

β－中污帶：硅藻、綠藻、鼓藻、固著型纖毛蟲，出現(xiàn)水生植物、輪蟲、水蚤、昆蟲。

寡污帶：

金魚藻、硅藻、黃藻、鐘蟲、旋輪蟲、浮游甲殼動物、水生植物、魚重點掌握：原生動物的細(xì)胞結(jié)構(gòu)、分類及胞囊；微型后生動物的分類；真菌的種類；與水體富營養(yǎng)化有關(guān)的藻類；原生動物在廢水處理中的指示作用；水體污化系統(tǒng)分為四個帶（多污帶、α-中污帶、β-中污帶、寡污帶）、各帶中相對應(yīng)的特征微生物微生物的生理微生物酶結(jié)構(gòu)與組成：組成：單成分酶:酶蛋白水解酶全酶：1）酶蛋白+有機物例：脫氫酶2）酶蛋白+有機物+金屬離子例：丙酮酸脫氫酶3）酶蛋白+金屬離子例：細(xì)胞色素氧化酶（輔助因子）結(jié)構(gòu)：與所有的蛋白質(zhì)一樣，酶蛋白也是由氨基酸組成的。在生物體中的蛋白質(zhì)，由20種氨基酸組成（極少例外）：Ala（丙氨酸）Arg（精氨酸）Asn（天門冬酰胺）Asp（天門冬氨酸）Cys（半胱氨酸）Gln（谷氨酰胺)Glu（谷氨酸）Gly（甘氨酸）His（組氨酸）Ile（異亮氨酸）Leu（亮氨酸）Lys（賴氨酸）Met（蛋氨酸）Phe（苯丙氨酸）Pro（脯氨酸）Ser（絲氨酸）Thr（蘇氨酸）Trp（色氨酸）Tyr（酪氨酸）Val（纈氨酸）氨基酸之間通過肽鍵（-NH-CO-）連接成多肽鏈。多肽鏈之間或一條多肽鏈卷曲后相鄰的基團之間通過氫鍵、鹽鍵、酯鍵、疏水鍵、范德華引力及金屬鍵等相連接，形成蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)。一)一級結(jié)構(gòu)：多肽鏈本身結(jié)構(gòu)。指多肽鏈的氨基酸殘基的排列順序，也是蛋白質(zhì)最基本的結(jié)構(gòu)。它是由基因上遺傳密碼的排列順序所決定的，各種氨基酸按遺傳密碼的順序通過肽鍵連接起來。二）二級結(jié)構(gòu)（secondarystructure）：二級結(jié)構(gòu)是指多肽鏈借助于氫鍵沿一維方向排列成具有周期性的結(jié)構(gòu)的構(gòu)象，是多肽鏈局部的空間結(jié)構(gòu)（構(gòu)象），主要有α-螺旋、β-折疊、β-轉(zhuǎn)角等幾種形式，它們是構(gòu)成蛋白質(zhì)高級結(jié)構(gòu)的基本要素。（三）三級結(jié)構(gòu)（tertiarystructure）：三級結(jié)構(gòu)主要針對球狀蛋白質(zhì)而言的，是指整條多肽鏈由二級結(jié)構(gòu)元件構(gòu)建成的總?cè)S結(jié)構(gòu)。蛋白質(zhì)特定的空間構(gòu)象是由氫鍵、離子鍵、偶極與偶極間的相互作用、疏水作用等作用力維持的，疏水作用是主要的作用力。有些蛋白質(zhì)還涉及到二硫鍵。四）四級結(jié)構(gòu)：由多個亞基形成。亞基：由一個或多個多肽鏈在三級結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上形成的小單位。四級結(jié)構(gòu)是指在亞基和亞基之間通過疏水作用等次級鍵結(jié)合成為有序排列的特定的空間結(jié)構(gòu)。少數(shù)酶具有四級結(jié)構(gòu)。酶的催化特性：1.酶具有催化劑共性A.酶是催化劑酶積極參與生物化學(xué)反應(yīng)，加速反應(yīng)速度，但不能改變反應(yīng)平衡點，在反應(yīng)前后無變化。（催化劑的一般特征）除極個別RNA為催化自身反應(yīng)的酶外，其余所有的酶都是蛋白質(zhì)。B.高效性反應(yīng)速度是無酶催化或普通人造催化劑催化反應(yīng)速度的106-1016倍；且絕無副反應(yīng)；催化底物專一性結(jié)構(gòu)專一性：絕對專一：只作用于唯一底物脲酶只能催化尿素水解為氨和二氧化碳。相對專一：可以作用于一類相似的底物。脂肪酶能催化含有酯鍵的脂質(zhì)進行的水解反應(yīng)。立體異構(gòu)專一性：當(dāng)?shù)孜锞哂辛Ⅲw異構(gòu)體時，酶只能作用于其中的一種。旋光異構(gòu)專一幾何異構(gòu)專一3.酶的催化作用條件溫和：在常溫、常壓和近中性的水溶液中進行（生物體內(nèi)環(huán)境）。4.酶對環(huán)境條件極為敏感：高溫、強酸、強堿、重金屬離子等會使酶喪失活性，由于酶是蛋白質(zhì)，容易失活。3、米-門公式：v——反應(yīng)速率；vmax——酶完全被底物飽和時的最大反應(yīng)速率；[S]——底物濃度；Km——米氏常數(shù)，其含義是表示反應(yīng)速率為最大速度一半時的底物濃度。Km值越小，表示酶與底物的反應(yīng)越趨于完全；Km值越大，表明酶與底物的反應(yīng)不完全。當(dāng)?shù)孜餄舛萚S]=Km時，酶促反應(yīng)速度正好等于最大反應(yīng)速度的一半:微生物營養(yǎng)物和營養(yǎng)類型：從微生物的化學(xué)組成中，我們可以看到：1）微生物首先需要大量的水分；2）需要較多地供給構(gòu)成有機物碳架和含氮物質(zhì)的碳元素和氮元素；3）另外，還需要一些含P、Mg、K、Ca、Na、S等的鹽類，及微量的Fe、Cu、Zn、Mn等元素。通常微生物的營養(yǎng)物質(zhì)為5大類：水、碳源、氮源、無機鹽、生長因子1.水水是微生物機體的組成部分，同時又是微生物代謝過程中必不可少的。它的作用體現(xiàn)在兩方面：一是微生物機體的重要組成部分（機體組成成分）；二是保證各種生化反應(yīng)的進行（作溶劑）。2.碳源和能源凡能供給微生物碳素營養(yǎng)的物質(zhì)，稱為碳源。碳源的主要作用:構(gòu)成微生物細(xì)胞的含碳物質(zhì)(碳架)供給微生物生長、繁殖及運動所需要的能量。從簡單的無機碳化合物到復(fù)雜的有機含碳化合物，都可作為碳源。如各類有機物，少數(shù)微生物能以CO2或CO32-中的碳素為唯一的或主要的碳源。不同微生物對碳源的需求不盡相同，微生物最好的碳源是糖類，尤其是葡萄糖、蔗糖，它們最易被微生物吸收和利用。許多碳源可同時作能源。微生物細(xì)胞中的碳素含量相當(dāng)高，占干物質(zhì)質(zhì)量的50%左右?？梢?，微生物對碳素的需求量最大。3.氮源凡是能被微生物用來構(gòu)成菌體物質(zhì)中或代謝產(chǎn)物中氮素來源的營養(yǎng)物質(zhì)通常稱為氮源物質(zhì)。包括分子氮和含氮物質(zhì)如NH3、尿素、（NH4)2SO4、NH4NO3、KNO3、NaNO3、氨基酸、蛋白質(zhì)等。氮源的作用是提供微生物合成蛋白質(zhì)的原料，一般不提供能量，少數(shù)例外，如硝化細(xì)菌可利用銨鹽作為氮源和能源。常用的蛋白質(zhì)類氮源包括蛋白胨、魚粉、蠶蛹、黃豆餅粉、玉米漿、牛肉浸膏、酵母浸膏等4.無機鹽是微生物生長必不可少的一類營養(yǎng)物質(zhì)，它們?yōu)闄C體生長提供必需的金屬元素，其生理作用有：構(gòu)成細(xì)胞組分并維持細(xì)胞結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性構(gòu)成酶的組分，維持酶的活性調(diào)節(jié)與維持細(xì)胞的滲透壓平衡和控制細(xì)胞的氧化還原電位作為某些微生物生長的能源物質(zhì)，如Fe、S微生物需要的無機鹽有磷酸鹽、硫酸鹽、氯化物、碳酸鹽、碳酸氫鹽。這些無機鹽中含有鉀、鈉、鈣、鎂、鐵等元素，其中，微生物對磷和硫的需求量最大。此外，微生物還需要鋅、錳、鈷、鉑、銅、硼、礬、鎳等微量元素。5.生長因子（因素）指一些微生物維持正常生活所必需而需要量又不大的特殊營養(yǎng)物。包括：維生素，氨基酸，嘌呤、嘧啶等類物質(zhì)。各種微生物對生長因素的要求不同。很多異養(yǎng)微生物及自養(yǎng)微生物具有合成生長因子的能力，所以，它們可以不必從外界環(huán)境中獲取現(xiàn)成的生長因子。若微生物自己不能合成時，則必需供給生長因子。在20中氨基酸中，有8種是人體不能合成的，必須從外界獲得，稱為必需氨基酸：Tle（異亮氨酸）Leu（亮氨酸）Lys（賴氨酸）Met（蛋氨酸）Phe（苯丙氨酸）Thr（蘇氨酸）Trp（色氨酸）Val（纈氨酸）另外His（組氨酸）嬰兒不能合成，為必須氨基酸；人體合成精氨酸、組氨酸的能力不足以滿足自身的需要，需要從食物中攝取一部分，稱之為半必需氨基酸。營養(yǎng)類型：（1）

無機營養(yǎng)微生物也稱無機自養(yǎng)。以CO2、CO和碳酸鹽中的無機碳作為唯一碳源，利用光能和化學(xué)能合成復(fù)雜的有機物而不需要外界供給有機碳化物，因此也稱自養(yǎng)型微生物。根據(jù)能量來源的不同，可分為光能自養(yǎng)型和化能自養(yǎng)型。①光能自養(yǎng)型微生物（photoautotroph）具有葉綠素或細(xì)菌葉綠素，通過光合磷酸化產(chǎn)生ATP，并還原二氧化碳合成細(xì)胞物質(zhì)。藍細(xì)菌：H2O+CO2→（CH2O）+O2↑綠硫菌、紫硫菌：2H2S+CO2→（CH2O）+H2O+2S②化能自養(yǎng)型微生物（chemoautotroph）不具光合色素不能進行光合作用，利用無機化合物氧化后釋放的能量作為能源，利用H2、H2S、Fe2+或亞硝酸鹽等使CO2還原成有機物。這類細(xì)菌有亞硝化細(xì)菌、硝化細(xì)菌、硫細(xì)菌、鐵細(xì)菌、氫細(xì)菌等。（2）有機營養(yǎng)微生物即異養(yǎng)微生物，自身的酶系統(tǒng)不如自養(yǎng)型的完備，只能利用有機碳化物作為碳源和能源。根據(jù)它們利用的有機物的特性，又分為腐生型營養(yǎng)和寄生型營養(yǎng)兩大類。腐生型利用無生命活性的有機物作為碳源，寄生型寄生在活細(xì)胞中。能異養(yǎng)微生物（photoheterotroph）不能以二氧化碳作為主要的或唯一碳源，以光為能源，以有機物為供氫體，還原CO2合成自身所需物質(zhì)。例如，紅螺菌屬中的一些細(xì)菌能利用異丙醇作為供氫體，將CO2還原成細(xì)胞物質(zhì)，同時積累丙酮。②化能異養(yǎng)微生物（chemoheterotroph）目前已知的微生物大多為此類型，生長所需要的能量均來自有機物氧化過程中放出的化學(xué)能，所需要的碳源主要是一些有機化合物，如淀粉、糖類、纖維素、有機酸等。有機物通常既是碳源也是能源.③混合營養(yǎng)微生物即兼性自養(yǎng)微生物，既可利用無機碳也可利用有機碳作為碳源，即兼性自養(yǎng)微生物。如氫單胞菌、貝日阿托氏菌、新型硫桿菌、反硝化硫桿菌等，上述細(xì)菌既可以S、H2S為能源，也可以低濃度的乙酸鈉、葡萄糖等為能源和碳源。微生物往往首先利用現(xiàn)成的容易被吸收利用的有機物質(zhì).微生物的碳氮磷比：在實際中，主要是指碳氮比（或碳氮磷比）。如根瘤菌要求碳氮比為11.5:1，霉菌為9:1。在廢水處理中，活性污泥中好氧微生物要求碳氮磷比為BOD5:N:P=100:5:1。厭氧微生物BOD5:N:P=200:5:1.微生物的培養(yǎng)基與類型培養(yǎng)基是人工配制的適合于不同微生物生長繁殖或積累代謝產(chǎn)物的營養(yǎng)基質(zhì)，是按照各種微生物營養(yǎng)要求，將各種營養(yǎng)元素按一定比例配制而成的。在培養(yǎng)基中，應(yīng)該含有微生物生長繁殖必需的營養(yǎng)條件，并且濃度比例合適。不同微生物的要求不同。不同的培養(yǎng)目的，所要求的營養(yǎng)物質(zhì)也不同。分類：合成培養(yǎng)基：各成分是已知結(jié)構(gòu)的純化學(xué)物質(zhì)，成分精確，重復(fù)性強，但價格相對昂貴，微生物生長較慢。一般適合在實驗室使用。天然培養(yǎng)基：用天然有機物配制而成，如肉汁、酵母浸汁、玉米粉、牛奶、血清等。比較經(jīng)濟，適宜在生產(chǎn)上大規(guī)模培養(yǎng)和生產(chǎn)。復(fù)合培養(yǎng)基：天然有機物和無機化合物配制按培養(yǎng)基的物理性狀可分為：液體培養(yǎng)基：不加凝固劑。用于實驗室及微生物大規(guī)模的工業(yè)生產(chǎn)。半固體培養(yǎng)基：含少量（0.3－0.5％）凝固劑。固體培養(yǎng)基：含較多（1.5－2.0％）凝固劑。用于菌種分離純化、鑒定、選種等。常用的凝固劑有瓊脂、硅膠。硅膠適宜用于分離與培養(yǎng)自養(yǎng)型微生物。實驗室中，固體培養(yǎng)基常常被做成平板和斜面的形式，適合于不同的培養(yǎng)方式。3、按培養(yǎng)基對微生物的功能和用途分類基礎(chǔ)培養(yǎng)基牛肉膏+蛋白胨+NaCl，pH偏堿性，大多數(shù)微生物都可生長選擇培養(yǎng)基是根據(jù)某種或某一類群微生物的特殊營養(yǎng)需要或?qū)δ撤N化合物的敏感性不同而設(shè)計出來的一類培養(yǎng)基。加入某種化合物，可以從微生物群體中分離出抗此化合物的微生物鑒別培養(yǎng)基指在普通培養(yǎng)基里加入某種試劑或化學(xué)藥品的培養(yǎng)基，某種微生物生長后可以產(chǎn)生某種代謝產(chǎn)物，與培養(yǎng)基中的特定試劑或化學(xué)藥品起反應(yīng)，產(chǎn)生某種明顯的特征性變化，由此可將此種微生物與其他微生物分別開。伊紅-亞甲藍（EMB）培養(yǎng)基（加有乳糖）E.Coli.菌落：呈紫黑色，有金屬光澤；克雷伯氏菌：綠色或深紅色，濕潤光亮檸檬酸鹽桿菌：中心呈深藍色，外圈透明；產(chǎn)氣腸桿菌：紫綠色→是否有腸道致病菌加富（富集）培養(yǎng)基對于樣品中細(xì)菌數(shù)量少，或者對營養(yǎng)要求比較苛刻不易培養(yǎng)出來，故加入特別的物質(zhì)或成分促使微生物快速生長，這類培養(yǎng)基稱為加富培養(yǎng)基。所用的物質(zhì)是比較特殊的碳源和氮源。如在普通培養(yǎng)基中加入血、血清、動物（或植物）組織液或其他營養(yǎng)物質(zhì)（或生長因子），用來培養(yǎng)數(shù)量少或營養(yǎng)要求苛刻的某種或某類菌。7、EMP途徑：（1）不涉及氧化還原的預(yù)備性反應(yīng)：葡萄糖（C6H12O6）→→→3-磷酸甘油醛（2）有氧化還原反應(yīng)：→→丙酮酸（CH3COCOOH）→乙醛（CH3CHO）+CO2通過底物磷酸化，得到ATP。TCA循環(huán)（PPT沒有，見書）8、電子傳遞過程中的能量產(chǎn)生：：微生物呼吸類型：發(fā)酵、好氧呼吸、無氧呼吸ATP生成方式：有氧化還原反應(yīng)：→→丙酮酸（CH3COCOOH）→乙醛（CH3CHO）+CO2通過底物磷酸化，得到ATP。在好氧呼吸中，由EMP和TCA產(chǎn)生的H(NADH+H+和FADH2)，通過電子傳遞體系(呼吸鏈)，最終到達分子氧，形成水。在這一傳遞過程中，產(chǎn)生ATP。（稱為氧化磷酸化）重點掌握：微生物酶的結(jié)構(gòu)與組成、酶的催化特性、米-門公式的形式與意義；微生物的營養(yǎng)物與營養(yǎng)類型、微生物所需的碳氮磷比；微生物的培養(yǎng)基及其類型；微生物產(chǎn)能代謝過程中EMP代謝途徑、TCA循環(huán)、電子傳遞過程中的能量的產(chǎn)生；微生物的呼吸類型、ATP的生成方式。微生物的生長繁殖與生存因子1連續(xù)培養(yǎng)與分批培養(yǎng)的特點連續(xù)培養(yǎng)的特點：基質(zhì)過量，微生物始終以最有速率進行生長，并可在允許范圍內(nèi)控制不同的菌體密度，維持營養(yǎng)成分的亞適量，控制微生物生長速率，菌體生長速率恒定，菌體均一，密度恒定，產(chǎn)量低于最高菌體產(chǎn)量，微生物細(xì)胞的產(chǎn)物均處于恒定狀態(tài)，可達到穩(wěn)定高速培養(yǎng)微生物細(xì)胞或產(chǎn)生大量的代謝產(chǎn)物的目的分配培養(yǎng)的特點：營養(yǎng)物質(zhì)一起加入，根據(jù)產(chǎn)品營養(yǎng)消耗和低物的富集完成發(fā)酵，菌體各種代謝產(chǎn)物數(shù)目與營養(yǎng)物質(zhì)的數(shù)目呈負(fù)相關(guān)性2微生物的純培養(yǎng)方式3細(xì)菌的生長曲線各階段的特點及其在廢水生物處理中的應(yīng)用細(xì)菌的生長曲線可細(xì)分為6個時期：停滯期(適應(yīng)期)、加速期、對數(shù)期、減速期、靜止期及衰亡期。由于加速期和減速期歷時都很短，可把加速期并入停滯期，把減速期并入靜止期。因此細(xì)菌的生長繁殖可粗分為4個時期遲緩期：又叫調(diào)整期。細(xì)菌接種至培養(yǎng)基后，對新環(huán)境有一個短暫適應(yīng)過程（不適應(yīng)者可因轉(zhuǎn)種而死亡）。此期曲線平坦穩(wěn)定，因為細(xì)菌繁殖極少。遲緩期長短因素種、接種菌量、菌齡以及營養(yǎng)物質(zhì)等不同而異，一般為1～4小時。此期中細(xì)菌體積增大，代謝活躍，為細(xì)菌的分裂增殖合成、儲備充足的酶、能量及中間代謝產(chǎn)物。生物制藥中常通過加入酶激活劑如鎂離子等縮短遲緩期。對數(shù)期：又稱指數(shù)期。此期生長曲線上活菌數(shù)直線上升。細(xì)菌以穩(wěn)定的幾何級數(shù)極快增長，可持續(xù)幾小時至幾天不等（視培養(yǎng)條件及細(xì)菌代時而異）。此期細(xì)菌形態(tài)、染色、生物活性都很典型，對外界環(huán)境因素的作用敏感，因此研究細(xì)菌性狀以此期細(xì)菌最好?？股刈饔?，對該時期的細(xì)菌效果最佳。穩(wěn)定期：該期的生長菌群總數(shù)處于平坦階段，但細(xì)菌群體活力變化較大。由于培養(yǎng)基中營養(yǎng)物質(zhì)消耗、毒性產(chǎn)物（有機酸、H2O2等）積累pH下降等不利因素的影響，細(xì)菌繁殖速度漸趨下降，相對細(xì)菌死亡數(shù)開始逐漸增加，此期細(xì)菌增殖數(shù)與死亡數(shù)漸趨平衡。細(xì)菌形態(tài)、染色、生物活性可出現(xiàn)改變，并產(chǎn)生相應(yīng)的代謝產(chǎn)物如外毒素、內(nèi)毒素、抗生素、以及芽胞等。衰亡期：隨著穩(wěn)定期發(fā)展，細(xì)菌繁殖越來越慢，死亡菌數(shù)明顯增多?；罹鷶?shù)與培養(yǎng)時間呈反比關(guān)系，此期細(xì)菌變長腫脹或畸形衰變，甚至菌體自溶，難以辨認(rèn)其形。生理代謝活動趨于停滯。故陳舊培養(yǎng)物上難以鑒別細(xì)菌。4微生物生長量的測定方法：個體計數(shù)法，重量法，生理指標(biāo)法可根據(jù)菌體細(xì)胞量、菌體體積、重量直接測定，也可以根據(jù)某種細(xì)胞物質(zhì)的含量或某個代謝活動速度間接測定。5微生物的生長因子，極端的溫度、pH條件對微生物的影響,消毒與滅菌。微生物除需要營養(yǎng)外，還需要合適的環(huán)境生存因子。如果環(huán)境因子不正常，會造成微生物生命活動不正常，甚至變異或死亡。主要環(huán)境因子包括溫度、pH值、氧化還原電位、溶解氧、滲透壓及活度等。極端pH對于微生物的影響：過高或過低的pH對于微生物的影響影響蛋白質(zhì)的解離，從而影響細(xì)胞表面的電荷，影響營養(yǎng)物質(zhì)的吸收；影響營養(yǎng)物質(zhì)的離子化，影響其進入細(xì)胞；影響酶的活性；降低抗熱性。消毒是用物理、化學(xué)因素殺死致病菌，或是殺死所有微生物的營養(yǎng)細(xì)胞或一部分芽孢。方法有巴斯德消毒法和煮沸消毒法兩種。滅菌是通過超高溫或其他的物理、化學(xué)因素將所有的微生物的營養(yǎng)細(xì)胞和所有的芽孢或孢子全部殺死。滅菌的方法有干熱滅菌法和濕熱滅菌法。濕熱滅菌法比干熱滅菌法優(yōu)越，因為濕熱的穿透力和熱傳導(dǎo)都比干熱的強，濕熱時微生物吸收高溫水分，菌體蛋白易凝固變性，所以滅菌效果好。重點掌握：連續(xù)培養(yǎng)與分批培養(yǎng)的特點；微生物的純培養(yǎng)方式；細(xì)菌的生長曲線各階段的特點及其在廢水生物處理中的應(yīng)用；微生物生長量的測定方法；微生物的生長因子；極端的溫度、pH條件對微生物的影響,消毒與滅菌。微生物的遺傳與變異DNA概念：脫氧核糖核酸又稱去氧核糖核酸，是一種生物大分子，可組成遺傳指令，引導(dǎo)生物發(fā)育與生命機能運作。主要功能是信息儲存。其中包含的指令，是建構(gòu)細(xì)胞內(nèi)其他的化合物，如蛋白質(zhì)與核糖核酸所需。帶有蛋白質(zhì)編碼的DNA片段稱為基因。DNA結(jié)構(gòu)：DNA由兩條多個核苷酸組成的鏈配對而成，兩條鏈彼此互補，以右手螺旋的方式圍繞一根主軸而互相盤繞形成。四種堿基A（腺嘌呤）、T（胸腺嘧啶）、G（鳥嘌呤）、C（胞嘧啶）相互配對。A～T,G～C互相間通過氫鍵連接。3、DNA的復(fù)制——半保留復(fù)制為確保微生物體內(nèi)DNA堿基順序精確不變，保證微生物的所有屬性都得到遺傳，則在細(xì)胞分裂之前，DNA必須十分精確地進行復(fù)制。DNA具有獨特的半保留式自我復(fù)制能力，確保DNA復(fù)制精確，并保證一切生物遺傳性的相對穩(wěn)定。以親代DNA分子的兩條鏈為模板合成各自的互補鏈，形成兩個子代的DNA分子的過程稱為復(fù)制，這個過程是半保留復(fù)制。即合成新的DNA分子時，子代DNA的一條鏈來自親代，另一條鏈為新合成的互補鏈。4、DNA變性DNA的雙螺旋由氫鍵維持，當(dāng)天然雙螺旋DNA受熱或其他因素作用下，兩條鏈之間的結(jié)合力被破壞而分開成為單鏈DNA，即稱為DNA變性。5、微生物的遺傳親代的性狀在子代表現(xiàn)出來，使子代與親代有相似的現(xiàn)象，叫遺傳。從分子水平上講，遺傳就是遺傳信息的復(fù)制和表達。遺傳即是生物的保守性——像。6、變異親代與子代及子代各個體之間，無論在形態(tài)結(jié)構(gòu)和生理機能方面，總會有差異，這種同類型不同個體之間的差異稱為變異。從分子水平講，是遺傳信息發(fā)生了變化。變化——不像。遺傳和變異是生物體最本質(zhì)的屬性之一7、中心法則貯存在細(xì)胞生物和非細(xì)胞生物DNA上的遺傳信息都通過DNA轉(zhuǎn)錄為RNA，將遺傳信息傳給后代，并通過RNA的中間作用指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成(圖6-5)。只含RNA的病毒的遺傳信息貯存在RNA上，通過反轉(zhuǎn)錄酶的作用由RNA轉(zhuǎn)錄為DNA，這叫反向轉(zhuǎn)錄。從而將遺傳信息傳給后代。這些DNA的復(fù)制和遺傳信息傳遞的基本規(guī)則，稱為分子遺傳學(xué)的中心法則。8、RNARNA（核糖核酸）和DNA很相似，不同的是以核糖代替脫氧核糖，以尿嘧啶(U)代替胸腺嘧啶(T)。RNA分子的主要生物功能是參與蛋白質(zhì)的生物合成，可分為tRNA、rRNA、mRNA和反義RNA，都由DNA轉(zhuǎn)錄而來。9、蛋白質(zhì)合成過程;微生物生長的主要活動是蛋白質(zhì)的合成，同化的碳和消耗的能量80-90%直接或間接用于蛋白質(zhì)的合成。DNA的復(fù)制合成和RNA的復(fù)制合成最終目的在于蛋白質(zhì)的合成。蛋白質(zhì)合成的過程：DNA復(fù)制：相應(yīng)的DNA鏈進行自我復(fù)制轉(zhuǎn)錄mRNA：由DNA轉(zhuǎn)錄成mRNA，同時也轉(zhuǎn)錄成其它幾種RNA；翻譯：由tRNA完成蛋白質(zhì)的合成：合成多肽，最終生成具有特定功能的蛋白質(zhì)。10、基因工程技術(shù)在環(huán)境保護中的作用基因工程是指在基因水平上的遺傳工程，又叫基因剪接或DNA體外重組。通過人工方法將某一供體生物的DNA提取出來，在離體條件下，通過限制性內(nèi)切酶將DNA切割成帶有目的基因的DNA片段，再用DNA酶把它和質(zhì)粒（載體）的DNA分子在體外連接重組，然后將重組體導(dǎo)入目標(biāo)受體細(xì)胞中，通過在受體中的復(fù)制、擴增和表達，進一步篩選、分離和提純，得到新品種。11、PCR技術(shù)在環(huán)境保護中的應(yīng)用PCR(DNA縮合酶鏈反應(yīng))的原理和操作：加熱變性：將待擴增的DNA置于94-95度高溫水浴中加熱退火：將加熱變性的單鏈DNA溶液的溫度緩慢下降至55度，引物DNA堿基與單鏈模板DNA配對延伸：冷至延伸溫度時，加入TaqDNA聚合酶反應(yīng)1min變性→復(fù)性→延伸，反復(fù)25-30次。將擴增產(chǎn)物進行瓊脂糖凝膠電泳并觀察。重點掌握：DNA的概念、結(jié)構(gòu)、復(fù)制與變性；DNA的半保留復(fù)制；微生物的遺傳與變異的概念；RNA；蛋白質(zhì)合成過程；分子遺傳學(xué)的中心法則。基因工程和PCR技術(shù)在環(huán)境工程中的應(yīng)用。微生物在環(huán)境物質(zhì)循環(huán)中的作用1碳循環(huán)（淀粉的轉(zhuǎn)化、脂肪的轉(zhuǎn)化）淀粉的轉(zhuǎn)化:淀粉分直鏈和支鏈兩類。是由葡萄糖分子脫水縮合，以α-D-1,4葡萄糖苷鍵（不分支）或α-1,6鍵結(jié)合（分支）而成。廣泛存在于植物種子和果實中。淀粉也是人類獲取的主要食物來源之一。污染來源：淀粉廠、酒廠、其他食品工業(yè)等。作用微生物：細(xì)菌（如枯草桿菌）和霉菌（如青霉、曲霉等）脂肪的轉(zhuǎn)化:飽和脂肪酸+甘油→在常溫下為固態(tài)，稱為脂。不飽和脂肪酸+甘油→在常溫下為液態(tài)，稱為油。廢水來源：毛紡廠、油脂廠、制革廠等作用微生物：脂肪是比較穩(wěn)定的化合物，但仍有微生物可以降解它。如細(xì)菌中的熒光桿菌、綠膿桿菌、靈桿菌等，真菌中的青霉、白地霉、曲霉、鐮刀霉及解脂假絲酵母等，某些放線菌和分岐桿菌。分解過程：脂肪+3H2O——→甘油+3高級脂肪酸甘油——→α-磷酸甘油——→磷酸二羥丙酮——→丙酮酸，進入TCA循環(huán)脂肪酸：通過β氧化途徑得到氧化。從脂肪酸上斷下一個個的乙酰輔酶A，進入TCA環(huán)，每次2個碳原子，直到全部轉(zhuǎn)化。如果是奇數(shù)的脂肪酸，最后還有丙酸。在脂肪的降解過程中，能產(chǎn)生大量的能量。如以18個碳原子的硬脂酸為例，1mol硬脂酰輔酶A每經(jīng)一次β氧化作用，產(chǎn)生1mol乙酰輔酶A，1molFADH2及1molNADH2。經(jīng)8次β氧化可得到9mol的乙酰輔酶A8molFADH28molNADH2每mol乙酰輔酶A經(jīng)TCA得到12ATP,1molFADH2可得到2ATP,1molNADH2可得到3ATP，除去開始時消耗的1ATP，9×12+8×2+8×3-1=147molATP。每mol甘油經(jīng)EMP、TCA循環(huán)生成1molFADH2及6molNADH2及2molATP。1×2+6×3+2=22molATP。硬脂酸甘油脂分子量890.83.2脂肪酸的β降解途徑3氮循環(huán)（氨化作用、硝化作用、反硝化作用、蛋白質(zhì)的水解及氨基酸的轉(zhuǎn)化）：一）蛋白質(zhì)水解與氨基酸轉(zhuǎn)化1．蛋白質(zhì)的水解：蛋白質(zhì)是生物細(xì)胞的主要成分，由許多氨基酸連接而成（幾—幾百萬的分子量）。蛋白質(zhì)的分解，首先也是水解，才能進入微生物細(xì)胞內(nèi)。

蛋白酶蛋白酶蛋白酶肽酶蛋白質(zhì)—→（月示）—→胨—→肽—→氨基酸能夠分解蛋白質(zhì)的微生物很多，細(xì)菌、真菌、放線菌等。氨基酸轉(zhuǎn)化（1）脫氨：氨化作用：有機氮化合物在脫氮微生物的作用下脫氨基產(chǎn)生氨。例如：氨基酸—→不含氮的有機物（酸）+NH3經(jīng)脫氨基后形成的有機酸和脂肪酸，在微生物的作用下繼續(xù)分解。β-氧化→三羧酸循環(huán)脫羧：氨基酸脫去羧酸基（CO2），產(chǎn)生胺。多由腐敗細(xì)菌和霉菌引起，二元胺對人有毒。胺是合成細(xì)胞成分的重要的起始物，尤其使諸如NAD等輔酶的合成。例如：CH3CHNH2COOH(丙氨酸)→CH3CH2NH2(乙胺)+CO2H2N(CH2)4CHNH2COOH賴氨酸→H2N(CH2)5NH2尸胺尿素的氨化尿酶CO(NH2)2+2H2O—→(NH4)2CO3—→2NH3+CO2+H2O在有氧的條件下，經(jīng)亞硝酸細(xì)菌和硝酸細(xì)菌的作用，氨轉(zhuǎn)化成硝酸。（消耗溶解氧）氨化作用：有機氮化合物在氨化微生物的脫氨基作用下產(chǎn)生氨。微生物：梭狀芽孢桿菌。三）硝化作用：氨基酸脫下的氨，在有氧條件下，經(jīng)亞硝酸細(xì)菌和亞硝酸細(xì)菌的作用轉(zhuǎn)化為硝酸。微生物：亞硝酸單胞菌屬、亞硝酸球菌屬、亞硝酸螺菌屬、亞硝酸葉菌屬、亞硝酸弧菌屬、硝化桿菌屬、硝化桿球?qū)?。硝化分二步進行：2NH3+3O2—→2HNO2+2H2O+619KJ2HNO2+O2—→2HNO3+201KJ（硝酸細(xì)菌）（亞硝酸細(xì)菌）亞硝酸細(xì)菌和硝酸細(xì)菌是好氧的，世代時間很長（從十幾小時到幾天）。反硝化作用：兼性厭氧的硝酸鹽還原細(xì)菌將硝酸鹽還原成氮氣。微生物：施式假單胞菌，脫氮假單胞菌，熒光假單胞菌，紫色桿菌，脫氮色桿菌。固氮作用：在固氮微生物的固氮沒催化作用下，把分子氮轉(zhuǎn)化為氨，進而合成有機氮化合物。微生物：根瘤菌、園褐固氮菌、黃色固氮菌、拜葉林克氏菌屬、萬氏固氮菌。發(fā)生反硝化的條件是：硝酸鹽存在（提供電子受體）、有機物存在（提供能量）缺氧。反應(yīng)過程，有三種結(jié)果：HNO3——→NH3HNO3——→N2HNO3——→HNO2環(huán)境工程最關(guān)心的反硝化作用：在缺氧條件下，硝酸鹽被還原為氮氣的過程。在環(huán)境工程中，涉及反硝化作用的主要是：NO3-→N2反硝化作用的意義：土壤中發(fā)生反硝化作用，會降低土壤的肥力；污水生物處理的二沉池中發(fā)生反硝化作用，產(chǎn)生的氮氣會把池底的沉淀污泥帶上浮起，影響出水水質(zhì)；利用反硝化作用，可以去除水中的氮（生物脫氮）4硫化作用硫化作用，也稱無機硫的氧化作用，它是在有氧條件下，通過硫細(xì)菌的作用將硫化氫轉(zhuǎn)化為元素硫，再進而氧化成硫酸的過程。參與硫化作用的微生物有硫化細(xì)菌和硫磺細(xì)菌。硫化細(xì)菌一般在細(xì)胞外積累硫。硫磺細(xì)菌一般將硫粒積累在細(xì)胞內(nèi)（也有在細(xì)胞外的）的細(xì)菌。5反硫化作用及其危害：反硫化作用：當(dāng)環(huán)境條件處于缺氧狀態(tài)時，硫酸鹽、亞硫酸鹽、硫代硫酸鹽和次亞硫酸鹽在微生物的作用下，還原成硫化氫，這個過程稱為反硫化作用（或