《環(huán)境微生物學(xué)》講義大綱

《《環(huán)境微生物學(xué)》講義大綱》由會(huì)員分享，可在線(xiàn)閱讀，更多相關(guān)《《環(huán)境微生物學(xué)》講義大綱（21頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、編號(hào)： 時(shí)間：2021年x月x日 書(shū)山有路勤為徑，學(xué)海無(wú)涯苦作舟 頁(yè)碼：第21頁(yè) 共21頁(yè) 《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(cè)時(shí)期 l???????? 觀察時(shí)期 l???????? 培養(yǎng)時(shí)期 巴斯德、科赫等的貢獻(xiàn)簡(jiǎn)介 l???????? 生理學(xué)研究時(shí)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(diǎn) 一、個(gè)體小、種類(lèi)多、分布廣、代謝類(lèi)型多樣 二、繁殖快 三、代謝強(qiáng)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?jī)?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(cè)與評(píng)價(jià)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(jì)環(huán)境微生物學(xué)展望 ? 重點(diǎn)：微生物、微生物的特點(diǎn)，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(lèi)群 ? 前言 ? 微生物的種類(lèi)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?dú)w納如下： ? ? 微生物 ? 細(xì)胞型 原核微生物 細(xì)菌、放線(xiàn)菌、立克次氏體、支原體、衣原體、螺旋體、粘細(xì)菌、鞘

3、細(xì)菌、蛭弧菌、藍(lán)細(xì)菌等 真核微生物 酵母菌、霉菌（真菌）、原生動(dòng)物、微型藻類(lèi)等 非細(xì)胞型 ? 病毒、類(lèi)病毒 ? 原核微生物與真核微生物的主要區(qū)別 ? 第一節(jié)、細(xì)菌 ? 細(xì)菌是一大群?jiǎn)渭?xì)胞原核微生物，是微生物學(xué)的主要研究對(duì)象，也是環(huán)境微生物學(xué)的討論重點(diǎn)。 ? 一、細(xì)菌的形狀和大小 1、? 細(xì)菌的個(gè)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(xì)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(xì)菌細(xì)胞的結(jié)構(gòu) 細(xì)菌細(xì)胞結(jié)構(gòu)模式圖 1、細(xì)胞壁 （1）功能： （2）結(jié)構(gòu)： （3）細(xì)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(jiǎn)單染色法和復(fù)染色法之分。 步驟和原理。 革蘭氏染色的機(jī)理 2、細(xì)胞膜 （1）??? 細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu) （2）??? 功能： 3、細(xì)胞核：細(xì)菌的細(xì)胞核沒(méi)有核膜和核仁，沒(méi)有固定形態(tài)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。 l???????????????? 細(xì)菌質(zhì)粒（plasmid），降解質(zhì)粒。 ? 4、細(xì)胞質(zhì)及其內(nèi)含物 （1）細(xì)胞質(zhì)： （2）細(xì)胞質(zhì)內(nèi)含物： 5、莢膜 （1）類(lèi)型：大莢膜、微莢膜、粘

5、液層、粘接物、菌膠團(tuán) （2）化學(xué)組成 （3）???? 功能及意義 6、鞭毛：運(yùn)動(dòng)器 細(xì)菌的趨光性、趨化性等 ? 7、芽孢：某些細(xì)菌在生長(zhǎng)的一定階段，能形成對(duì)不良環(huán)境條件具有較強(qiáng)抗性的休眠體。 （1）產(chǎn)芽孢的細(xì)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(jiàn)的細(xì)菌種類(lèi) 細(xì)菌種類(lèi)繁多，需依據(jù)形態(tài)、生理、生化特征及堿基組成百分?jǐn)?shù)等性狀加以分類(lèi)。根據(jù)“伯杰氏細(xì)菌鑒定手冊(cè)”就環(huán)境中常見(jiàn)的細(xì)菌類(lèi)群作一簡(jiǎn)介。 1、? 球菌類(lèi) 2、? 桿菌類(lèi) 3、螺旋菌類(lèi) ? 第二節(jié)、放線(xiàn)菌 放線(xiàn)菌的發(fā)現(xiàn) ? 一、放線(xiàn)菌的特征 1、?

6、 菌體 2、? 菌絲：營(yíng)養(yǎng)菌絲、氣生菌絲、孢子絲 3、? 菌落 4、? 繁殖：通過(guò)生成分生孢子或孢囊孢子繁殖 ? 二、放線(xiàn)菌的主要類(lèi)群 鏈霉菌屬、諾卡氏菌屬、放線(xiàn)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(xì)菌 六、鞘細(xì)菌 缺位、游走子、假分支 七、蛭弧菌（Bdellovibrio） G-，能攻擊其他G-細(xì)菌，蛭弧菌在細(xì)胞壁和細(xì)胞膜之間的周質(zhì)空間里增殖。G 八、藍(lán)細(xì)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(dòng)物中的原生動(dòng)物和植物中的微型藻類(lèi)。 一、酵母菌 1、形態(tài)：大多數(shù)呈卵圓形，圓形，細(xì)胞寬1－5微米，長(zhǎng)5－30微米，比細(xì)菌細(xì)胞大得多。無(wú)性繁殖時(shí)，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(wú)性繁殖和有性繁殖兩種方式。無(wú)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(xì)胞菌絲體：菌絲內(nèi)無(wú)橫隔，整個(gè)分枝的菌絲體即為一個(gè)多核單細(xì)胞菌絲體。如根霉、毛霉、綿霉等 2??????? 多細(xì)胞菌絲體：菌絲內(nèi)有橫隔將長(zhǎng)絲分成許多小段，每一段

8、為一個(gè)細(xì)胞。每個(gè)細(xì)胞含一個(gè)或多個(gè)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(dòng)物 1、 纖毛蟲(chóng)類(lèi) l???????? 游泳型 l???????? 匍匐型 l???????? 固著型 2、? 鞭毛蟲(chóng)類(lèi) 3、? 肉足蟲(chóng)類(lèi) 4、? 吸管蟲(chóng)類(lèi) ? 四、微型后生動(dòng)物 l???????? 輪蟲(chóng) l???????? 線(xiàn)蟲(chóng) l???????? 瓢體蟲(chóng) ? 五、微型藻類(lèi) 教學(xué)錄像：“常見(jiàn)淡水藻類(lèi)” ? ? 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(guò)程

9、 四、毒性噬菌體和溫和噬菌體 五、病毒的培養(yǎng)和計(jì)數(shù) 六、環(huán)境因子對(duì)病毒的影響 七、類(lèi)病毒 最新進(jìn)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(yíng)養(yǎng) 同化作用、異化作用 ? 一、微生物細(xì)胞的化學(xué)組成 二、微生物必需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì) 1、水 2、碳源：組成細(xì)胞蛋白質(zhì)的骨架，能量的來(lái)源。 3、氮源：組成細(xì)胞蛋白質(zhì)、核酸的重要成分。 4、生長(zhǎng)因素：微生物生長(zhǎng)所不可缺少的有機(jī)物成為生長(zhǎng)因素。包括：維生素、氨基酸、嘌呤等。 5、礦質(zhì)元素（無(wú)機(jī)鹽） ? 三、微生物的營(yíng)養(yǎng)類(lèi)型 營(yíng)養(yǎng)類(lèi)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(zhǎng)繁殖或累積代謝產(chǎn)物的營(yíng)養(yǎng)基質(zhì)。 1、? 配制原則： 2、培養(yǎng)基類(lèi)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(yùn)輸 營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞的途徑：擴(kuò)散、促進(jìn)擴(kuò)散、主動(dòng)運(yùn)輸、基團(tuán)移位等。 ? 第二節(jié)、微生物的生長(zhǎng) ? 一、微生物生長(zhǎng)的概念 二、測(cè)定微生物群體生長(zhǎng)的方法 1、測(cè)定微生物的數(shù)量 （1）顯微鏡直接計(jì)數(shù) （2）稀釋平板計(jì)數(shù)法 （3）

11、濾膜培養(yǎng)計(jì)數(shù)法 （4）比濁法 2、測(cè)定微生物的重量 （1）稱(chēng)重法 （2）定氮法 （3）DNA含量的測(cè)定 ? 三、微生物群體生長(zhǎng)的規(guī)律 生長(zhǎng)曲線(xiàn) 1、遲緩期 2、對(duì)數(shù)期 3、穩(wěn)定期 4、衰亡期 ? 四、理化因子對(duì)微生物生長(zhǎng)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(guò)對(duì)有機(jī)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(lèi)型分為3類(lèi)： 發(fā)酵：最終電子受體為有機(jī)物，在無(wú)氧條件下進(jìn)行有機(jī)物的氧化。 好氧呼吸：最終電子受體為O2。 無(wú)氧呼吸：最終電子受體為除了O2之外的無(wú)機(jī)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(wú)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(yáng)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(wú)機(jī)物氧化產(chǎn)生ATP 1．氫細(xì)菌 2．硝化細(xì)菌 l???

13、????? 亞硝化反應(yīng) l???????? 硝酸化反應(yīng) 3．硫細(xì)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(gè)問(wèn)題 ? 一、微環(huán)境或微生境（Microhabitat） 二、表面環(huán)境與附著 三、營(yíng)養(yǎng) 四、生長(zhǎng)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(jiàn)類(lèi)群 2、? 分布：團(tuán)粒內(nèi)外分布、垂直分布、地理分布 3、? 土壤自?xún)糇饔? 三、陸地水域中的微生物 1、生境 2、特征

14、和類(lèi)群 3、分布 四、海洋中的微生物 1、? 海洋環(huán)境特點(diǎn) 2、? 海洋細(xì)菌特點(diǎn) 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(lèi)型 1、? 概念 2、? 類(lèi)型 二、微生物群落的演替實(shí)例 1、可溶性有機(jī)物進(jìn)入湖泊時(shí)發(fā)生的演替 2、土壤形成過(guò)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(guò)程 5、? 食品腐敗和發(fā)酵中的微生物演替 6、 人與動(dòng)物腸道中微生物類(lèi)群的動(dòng)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(guò)程 2、? 微生物與含碳有

15、機(jī)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(lèi)型、固氮機(jī)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(jī)磷的礦化作用 2、? 難溶性無(wú)機(jī)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(jìng)爭(zhēng) 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(dòng)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(jī)制，多胺的作用 二、對(duì)微生物的冷沖擊 現(xiàn)象，機(jī)理的探討 三、抗射線(xiàn)的細(xì)菌及其機(jī)理 抗射線(xiàn)的細(xì)菌，機(jī)理的探討 四、海洋細(xì)菌的鹽適應(yīng)機(jī)理 ? 第五章、微生物對(duì)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(wèn)題 一、耗氧有機(jī)物對(duì)水體的污染 二、耐酸細(xì)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(duì)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(xì)菌毒素 3、? 放線(xiàn)菌毒素 4、? 藻類(lèi)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(jī)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(jī)污染物的生物降解性的測(cè)試方法 1．? 測(cè)定生物氧化率 2．? 測(cè)呼吸線(xiàn) 3．? 測(cè)定相對(duì)耗氧速率曲線(xiàn) 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(jī)物的降解 多糖類(lèi)、木質(zhì)素、脂類(lèi) 2、? 烴類(lèi) 海洋油污的微生物降解及其生態(tài)學(xué)特點(diǎn) 3、? 農(nóng)藥 4、? 其他合成有機(jī)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(biāo)和凈化度指標(biāo) 1、BOD BOD測(cè)定過(guò)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?xún)糇饔? 2、? 廢水生物處理的原理 活性污泥及其特點(diǎn) ? 四、廢水生物處理的類(lèi)型 1、活性污泥法 l???

19、????? 主要類(lèi)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(lèi)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(guò)程 l???????? 影響因素 l???????? 主要構(gòu)筑物類(lèi)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(diǎn) l?????? 利用PSB處理高濃度有機(jī)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(wèn)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(cè)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(píng)價(jià)水質(zhì)的污水生物系統(tǒng) 1、? 水生物帶體系 2、? 污水優(yōu)勢(shì)群落生物體系 ? 三、致癌物的微生物檢測(cè) Ames試驗(yàn)的原理、方法和效果 ? 四、環(huán)境毒物的發(fā)光細(xì)菌檢測(cè)法 ? 教學(xué)實(shí)驗(yàn) ? 實(shí)驗(yàn)一、環(huán)境中微生物類(lèi)群的觀察 1、? 活體染色 2、? 簡(jiǎn)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(xiàn)菌插片法觀察 ? 實(shí)驗(yàn)二、水質(zhì)的細(xì)菌學(xué)檢驗(yàn) 1、水中細(xì)菌總數(shù)的檢測(cè) 2、水中大腸菌群數(shù)的檢測(cè) ? 實(shí)驗(yàn)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(dòng)物的計(jì)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(chǎng) 2、工業(yè)廢水處理站 第 21 頁(yè) 共 21 頁(yè)