《《環(huán)境微生物學(xué)》講義大綱》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《《環(huán)境微生物學(xué)》講義大綱（21頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、編號： 時間：2021年x月x日 書山有路勤為徑，學(xué)海無涯苦作舟 頁碼：第21頁 共21頁 《環(huán)境微生物學(xué)》講義 ? 第一章 緒論 ? 前言 1．微生物學(xué)的形成和發(fā)展 l???????? 推測時期 l???????? 觀察時期 l???????? 培養(yǎng)時期 巴斯德、科赫等的貢獻簡介 l???????? 生理學(xué)研究時期 2．環(huán)境微生物學(xué)的形成和發(fā)展 ? 第一節(jié)、微生物的特點 一、個體小、種類多、分布廣、代謝類型多樣 二、繁殖快 三、代謝強度大： 四、數(shù)量多 五、易變異 ? 第二節(jié)、環(huán)境微生物學(xué)的研究內(nèi)容 一、自然環(huán)境中的

2、微生物生態(tài)學(xué)研究 二、污染環(huán)境中的微生物生態(tài)學(xué)研究 三、廢水、廢物的生物處理中的微生物學(xué)原理和方法研究 四、環(huán)境監(jiān)測與評價的微生物方法和原理研究 ? 第三節(jié)、學(xué)習(xí)環(huán)境微生物的意義 ? n???????? 21世紀環(huán)境微生物學(xué)展望 ? 重點：微生物、微生物的特點，環(huán)境微生物學(xué)的主要學(xué)習(xí)內(nèi)容和學(xué)習(xí)方法 ? ? 第二章、環(huán)境中微生物的主要類群 ? 前言 ? 微生物的種類繁多，根據(jù)它們的形態(tài)、結(jié)構(gòu)以及生理性狀等特征，主要歸納如下： ? ? 微生物 ? 細胞型 原核微生物 細菌、放線菌、立克次氏體、支原體、衣原體、螺旋體、粘細菌、鞘

3、細菌、蛭弧菌、藍細菌等 真核微生物 酵母菌、霉菌（真菌）、原生動物、微型藻類等 非細胞型 ? 病毒、類病毒 ? 原核微生物與真核微生物的主要區(qū)別 ? 第一節(jié)、細菌 ? 細菌是一大群單細胞原核微生物，是微生物學(xué)的主要研究對象，也是環(huán)境微生物學(xué)的討論重點。 ? 一、細菌的形狀和大小 1、? 細菌的個體形態(tài)（三種主要形態(tài)） 2、? 菌落的形態(tài)（colony） 固體培養(yǎng)基 （1）??? 細菌在固體瓊脂（1.5～2.0％）平板上的菌落特征 （2）??? 在半固體瓊脂（0.3～0.5％）試管培養(yǎng)基中穿刺接種所形成的培養(yǎng)特征 （3）??? 在明膠試管培

4、養(yǎng)基中穿刺接種所形成的培養(yǎng)特征 ? 二、細菌細胞的結(jié)構(gòu) 細菌細胞結(jié)構(gòu)模式圖 1、細胞壁 （1）功能： （2）結(jié)構(gòu)： （3）細胞壁與革蘭氏染色 染色的歷史發(fā)展和染色原理 染色方法可分為簡單染色法和復(fù)染色法之分。 步驟和原理。 革蘭氏染色的機理 2、細胞膜 （1）??? 細胞膜的結(jié)構(gòu) （2）??? 功能： 3、細胞核：細菌的細胞核沒有核膜和核仁，沒有固定形態(tài)，結(jié)構(gòu)簡單。 l???????????????? 細菌質(zhì)粒（plasmid），降解質(zhì)粒。 ? 4、細胞質(zhì)及其內(nèi)含物 （1）細胞質(zhì)： （2）細胞質(zhì)內(nèi)含物： 5、莢膜 （1）類型：大莢膜、微莢膜、粘

5、液層、粘接物、菌膠團 （2）化學(xué)組成 （3）???? 功能及意義 6、鞭毛：運動器 細菌的趨光性、趨化性等 ? 7、芽孢：某些細菌在生長的一定階段，能形成對不良環(huán)境條件具有較強抗性的休眠體。 （1）產(chǎn)芽孢的細菌 （2）芽孢的形態(tài) （3）芽孢的特性，芽孢能耐受不良環(huán)境的原因。 ? 三、環(huán)境中常見的細菌種類 細菌種類繁多，需依據(jù)形態(tài)、生理、生化特征及堿基組成百分數(shù)等性狀加以分類。根據(jù)“伯杰氏細菌鑒定手冊”就環(huán)境中常見的細菌類群作一簡介。 1、? 球菌類 2、? 桿菌類 3、螺旋菌類 ? 第二節(jié)、放線菌 放線菌的發(fā)現(xiàn) ? 一、放線菌的特征 1、?

6、 菌體 2、? 菌絲：營養(yǎng)菌絲、氣生菌絲、孢子絲 3、? 菌落 4、? 繁殖：通過生成分生孢子或孢囊孢子繁殖 ? 二、放線菌的主要類群 鏈霉菌屬、諾卡氏菌屬、放線菌屬、小單孢菌屬、鏈孢囊菌屬。 抗生素 ? 第三節(jié)、其它原核微生物 ? 一、立克次氏體（Rickettsia） 二、1、衣原體（Chlamydia） 三、支原體 四、螺旋體 五、粘細菌 六、鞘細菌 缺位、游走子、假分支 七、蛭弧菌（Bdellovibrio） G-，能攻擊其他G-細菌，蛭弧菌在細胞壁和細胞膜之間的周質(zhì)空間里增殖。G 八、藍細菌 ? 第四節(jié)、真核微生物 ?

7、真核微生物主要包括真菌中的酵母菌(yeast)、霉菌，動物中的原生動物和植物中的微型藻類。 一、酵母菌 1、形態(tài)：大多數(shù)呈卵圓形，圓形，細胞寬1－5微米，長5－30微米，比細菌細胞大得多。無性繁殖時，可形成假菌絲。 2、結(jié)構(gòu)：真核生物與原核生物的區(qū)別。 3、繁殖：無性繁殖和有性繁殖兩種方式。無性繁殖又有芽殖和裂殖兩種方式。 有性繁殖是產(chǎn)生子囊孢子。 4、利用 二、霉菌（mold） 主要特征 2??????? 單細胞菌絲體：菌絲內(nèi)無橫隔，整個分枝的菌絲體即為一個多核單細胞菌絲體。如根霉、毛霉、綿霉等 2??????? 多細胞菌絲體：菌絲內(nèi)有橫隔將長絲分成許多小段，每一段

8、為一個細胞。每個細胞含一個或多個核。如：曲霉、青霉等。 代表霉菌介紹：根霉、曲霉、青霉 ? 教學(xué)錄像：“微生物在工業(yè)上的應(yīng)用” ? 三、原生動物 1、 纖毛蟲類 l???????? 游泳型 l???????? 匍匐型 l???????? 固著型 2、? 鞭毛蟲類 3、? 肉足蟲類 4、? 吸管蟲類 ? 四、微型后生動物 l???????? 輪蟲 l???????? 線蟲 l???????? 瓢體蟲 ? 五、微型藻類 教學(xué)錄像：“常見淡水藻類” ? ? 第五節(jié)、病毒 ? 一、病毒的特征 二、病毒的基本結(jié)構(gòu) 三、病毒的感染過程

9、 四、毒性噬菌體和溫和噬菌體 五、病毒的培養(yǎng)和計數(shù) 六、環(huán)境因子對病毒的影響 七、類病毒 最新進展：朊病毒 ? 第三章、環(huán)境中微生物的生理特性 ? 第一節(jié)、微生物的營養(yǎng) 同化作用、異化作用 ? 一、微生物細胞的化學(xué)組成 二、微生物必需的營養(yǎng)物質(zhì) 1、水 2、碳源：組成細胞蛋白質(zhì)的骨架，能量的來源。 3、氮源：組成細胞蛋白質(zhì)、核酸的重要成分。 4、生長因素：微生物生長所不可缺少的有機物成為生長因素。包括：維生素、氨基酸、嘌呤等。 5、礦質(zhì)元素（無機鹽） ? 三、微生物的營養(yǎng)類型 營養(yǎng)類型：光能自養(yǎng)型、光能異養(yǎng)型、化能自養(yǎng)型、化能異養(yǎng)型 ?

10、 四、微生物的培養(yǎng)基 培養(yǎng)基是人工配置的、適于微生物生長繁殖或累積代謝產(chǎn)物的營養(yǎng)基質(zhì)。 1、? 配制原則： 2、培養(yǎng)基類型及應(yīng)用： （1）按培養(yǎng)基的成分是否完全了解：合成培養(yǎng)基、天然培養(yǎng)基 （2）根據(jù)培養(yǎng)基的物理狀態(tài)：固體培養(yǎng)基、半固體培養(yǎng)基、液體培養(yǎng)基 （3）按培養(yǎng)基的特殊用途：選擇培養(yǎng)基、鑒別培養(yǎng)基、加富培養(yǎng)基 ? 五、物質(zhì)的運輸 營養(yǎng)物質(zhì)進入細胞的途徑：擴散、促進擴散、主動運輸、基團移位等。 ? 第二節(jié)、微生物的生長 ? 一、微生物生長的概念 二、測定微生物群體生長的方法 1、測定微生物的數(shù)量 （1）顯微鏡直接計數(shù) （2）稀釋平板計數(shù)法 （3）

11、濾膜培養(yǎng)計數(shù)法 （4）比濁法 2、測定微生物的重量 （1）稱重法 （2）定氮法 （3）DNA含量的測定 ? 三、微生物群體生長的規(guī)律 生長曲線 1、遲緩期 2、對數(shù)期 3、穩(wěn)定期 4、衰亡期 ? 四、理化因子對微生物生長的影響 l???????? 溫度 l???????? 氧氣：好氧微生物、厭氧微生物、兼性厭氧微生物 l???????? pH ? 五、消毒與滅菌 1、? 物理法 2、? 化學(xué)法 ? 第三節(jié)、微生物的能量代謝 ? 一、化能異養(yǎng)微生物通過對有機物的氧化，產(chǎn)生能量獲得ATP 根據(jù)最終電子受體（或最終受H體）的不同，可把微

12、生物的呼吸類型分為3類： 發(fā)酵：最終電子受體為有機物，在無氧條件下進行有機物的氧化。 好氧呼吸：最終電子受體為O2。 無氧呼吸：最終電子受體為除了O2之外的無機物。 ? 1、發(fā)酵：EMP途徑、乙醇發(fā)酵 2、好氧呼吸：TCA循環(huán)、乙醛酸循環(huán) 3、無氧呼吸： l???????? 硝酸鹽還原 l???????? 硫酸鹽還原 l???????? 碳酸鹽還原 ? 二、光能利用微生物轉(zhuǎn)化太陽能為化學(xué)能、產(chǎn)生ATP 1、? 非產(chǎn)氧型的環(huán)式光合磷酸化－PSI 2、? 產(chǎn)氧型的非環(huán)式光合磷酸化－PSII ? 三、無機物氧化產(chǎn)生ATP 1．氫細菌 2．硝化細菌 l???

13、????? 亞硝化反應(yīng) l???????? 硝酸化反應(yīng) 3．硫細菌 ? 第四章、微生物生態(tài) ? 第一節(jié)、微生物生態(tài)研究中必須注意的幾個問題 ? 一、微環(huán)境或微生境（Microhabitat） 二、表面環(huán)境與附著 三、營養(yǎng) 四、生長速度 五、影響生態(tài)系統(tǒng)的群體水平 ? 第二節(jié)、環(huán)境中微生物群落的組成 一、空氣中的微生物 1、室外空氣中微生物的數(shù)量和分布 2、室內(nèi)空氣中微生物的數(shù)量和分布 二、土壤中的微生物 1、? 常見類群 2、? 分布：團粒內(nèi)外分布、垂直分布、地理分布 3、? 土壤自凈作用 三、陸地水域中的微生物 1、生境 2、特征

14、和類群 3、分布 四、海洋中的微生物 1、? 海洋環(huán)境特點 2、? 海洋細菌特點 3、? 分布 4、? 微區(qū)系 ? 第三節(jié)、微生物群落的發(fā)展和演替 ? 一、演替及其類型 1、? 概念 2、? 類型 二、微生物群落的演替實例 1、可溶性有機物進入湖泊時發(fā)生的演替 2、土壤形成過程及微生物的演替 3、? 落葉的分解及微生物的演替 4、? 水田土壤的還原過程 5、? 食品腐敗和發(fā)酵中的微生物演替 6、 人與動物腸道中微生物類群的動態(tài)變化 ? 第四節(jié)、微生物在自然界物質(zhì)循環(huán)中的作用 一、碳素循環(huán) 1、? 碳素循環(huán)的過程 2、? 微生物與含碳有

15、機物的分解 3、? 水生環(huán)境中的碳素循環(huán) 二、氮素循環(huán) 1、? 氮素同化 2、? 氨化作用 3、? 硝化作用 4、? 反硝化作用 5、? 固氮作用 固氮微生物的類型、固氮機理 三、硫素循環(huán) 1、硫素同化 2、硫素礦化 3、硫素的氧化作用 四、磷素轉(zhuǎn)化 1、? 有機磷的礦化作用 2、? 難溶性無機磷的可溶化作用 3、? 磷的同化作用 ? 第五節(jié)、微生物間以及它與其它生物間的相互關(guān)系 ? 一、微生物間的相互關(guān)系 1、? 種間共處 2、? 互生 3、? 共生 4、? 拮抗 5、? 競爭 6、? 寄生 7、? 捕食 二、微生物與高等植物間的

16、相互關(guān)系 1、? 互生關(guān)系 2、? 共生關(guān)系 根瘤菌 3、寄生關(guān)系 三、微生物與人體及動物間的相互關(guān)系 1．? 互生 2．? 共生 3．? 寄生 ? 第六節(jié)、極端環(huán)境中的微生物 一、好熱菌 現(xiàn)象，耐熱機制，多胺的作用 二、對微生物的冷沖擊 現(xiàn)象，機理的探討 三、抗射線的細菌及其機理 抗射線的細菌，機理的探討 四、海洋細菌的鹽適應(yīng)機理 ? 第五章、微生物對環(huán)境污染和凈化的影響 ? 第一節(jié)、微生物引起的環(huán)境污染問題 一、耗氧有機物對水體的污染 二、耐酸細菌與酸性礦水的污染 三、微生物引起的管道堵塞與厭氧銹蝕 四、微生物引起的硝酸鹽還原

17、對人體的影響 1、? 引起高鐵血紅蛋白癥 2、? 生成亞硝胺 五、汞的生物甲基化 六、砷的還原與甲基化 七、微生物毒素與食品污染 1、? 霉菌毒素 2、? 細菌毒素 3、? 放線菌毒素 4、? 藻類毒素 ? 第二節(jié)、污染物的微生物降解與轉(zhuǎn)化 ? 一、微生物的化學(xué)作用 二、有機污染物的生物降解性 1、? 巨大潛力 2、 化學(xué)結(jié)構(gòu)與生物降解的相關(guān)性 主要規(guī)律 三、有機污染物的生物降解性的測試方法 1．? 測定生物氧化率 2．? 測呼吸線 3．? 測定相對耗氧速率曲線 4．? B/C比 5．? COD30 6．? 培養(yǎng)法 四、污染物的微生物降

18、解與轉(zhuǎn)化 1、? 生物組分的大分子有機物的降解 多糖類、木質(zhì)素、脂類 2、? 烴類 海洋油污的微生物降解及其生態(tài)學(xué)特點 3、? 農(nóng)藥 4、? 其他合成有機物的微生物降解與轉(zhuǎn)化 ? 第六章、微生物在環(huán)境污染防治中的應(yīng)用 ? 第一節(jié)、廢水處理與微生物 一、廢水處理的方法 ? 二、廢水的污染指標和凈化度指標 1、BOD BOD測定過程的溶解氧變化 2、COD COD與BOD的關(guān)系 ? 三、廢水生物處理的原理 1、? 天然水體的自凈作用 2、? 廢水生物處理的原理 活性污泥及其特點 ? 四、廢水生物處理的類型 1、活性污泥法 l???

19、????? 主要類型及基本流程 l???????? 活性污泥中的微生物 2、生物膜法 l???????? 生物膜微生物特征 l???????? 凈化原理 l???????? 微生物相 l???????? 主要處理類型 3、? 氧化塘法 l???????? 凈化原理 l???????? 氧化塘內(nèi)的生物 4、? 厭氧處理法 l???????? 產(chǎn)沼的生化過程 l???????? 影響因素 l???????? 主要構(gòu)筑物類型 ? 五、廢水生物處理技術(shù)的新發(fā)展 1、? PSB法 l?????? PSB及其特點 l?????? 利用PSB處理高濃度有機廢水的方

20、法 2、 生物脫氮 l???????? 生物脫氮的基本原理 l???????? 生物脫氮系統(tǒng)的基本流程 3、生物除磷 l???????? 基本原理 l???????? 生物除磷的工藝 l???????? 生物除磷系統(tǒng)中應(yīng)注意的問題 4、污染物高效降解菌的分離和應(yīng)用 5、土壤毛管凈化法 ? 第二節(jié)、固體廢棄物處理與微生物 ? 一、城市垃圾和剩余污泥處理概況 二、城市垃圾和剩余污泥的生物處理 1、? 堆肥法 l???????? 好氧堆肥 l???????? 厭氧堆肥 2、? 沼氣發(fā)酵法 ? 第三節(jié)、環(huán)境監(jiān)測與微生物 ? 一、糞便污染的指示

21、菌 ? l???????? 大腸菌群的指示作用 l???????? 糞鏈球菌的指示作用 l???????? 產(chǎn)氣莢膜梭菌的指示作用 ? 二、評價水質(zhì)的污水生物系統(tǒng) 1、? 水生物帶體系 2、? 污水優(yōu)勢群落生物體系 ? 三、致癌物的微生物檢測 Ames試驗的原理、方法和效果 ? 四、環(huán)境毒物的發(fā)光細菌檢測法 ? 教學(xué)實驗 ? 實驗一、環(huán)境中微生物類群的觀察 1、? 活體染色 2、? 簡單染色 3、? 革蘭氏染色 4、? 壓滴法觀察酵母 5、? 青霉、曲霉的形態(tài)觀察 6、? 放線菌插片法觀察 ? 實驗二、水質(zhì)的細菌學(xué)檢驗 1、水中細菌總數(shù)的檢測 2、水中大腸菌群數(shù)的檢測 ? 實驗三、活性污泥和生物膜生物相的觀察 1、活性污泥和生物膜生物微生物的顯微鏡觀察及微型動物的計數(shù) 2、活性污泥和生物膜中絲狀微生物的的鑒別 ? 參觀：1、城市生活污水處理廠 2、工業(yè)廢水處理站 第 21 頁 共 21 頁