第二章环境生物技术的生物学基础优秀课件
合集下载
《环境生物技术》课件
01
微生物通过分解有机物,将复杂的有机物转化为简单的无机物
,为其他生物提供能量和养分。
转化能量
02
微生物在生态系统中扮演着生产者和消费者的角色,通过光合
作用或分解有机物获得能量,维持生态平衡。
净化环境
03
微生物可以降解和转化有毒有害物质,净化水体、土壤和空气
等环境介质。
微生物的ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ解原理
酶促反应
微生物通过分泌酶来分解有机物,酶是一种具有高度选择性的生物 催化剂,能够加速有机物的分解。
技术瓶颈与挑战
技术应用范围有限
目前的环境生物技术主要集中在 某些特定领域,对于一些复杂的 环境问题,技术的适应性和效果 有待提高。
技术转化率低
尽管有一些环境生物技术的研究 成果,但这些成果在实际应用中 的转化率较低,难以实现大规模 应用。
缺乏系统性的解决
方案
针对环境问题的复杂性,需要提 供系统性的解决方案,而不仅仅 是单一的技术应用。
生物膜法
通过生物膜上的微生物降解废水中的 有机物,常见的有生物滤池、生物转 盘等。
厌氧生物处理
在无氧条件下,利用厌氧微生物将废 水中的有机物转化为甲烷和二氧化碳 等,实现废水的净化。
固体废物处理
总结词
利用生物技术对固体废物进行稳定化和减量化处理,减少对环境的危 害。
堆肥化
将有机固体废物堆放在一定条件下,利用微生物的作用将其转化为稳 定的腐殖质,实现废物的资源化利用。
通过显微观察和生理生化实验等方法 对分离得到的微生物进行鉴定和纯度 检测。
培养基的使用
根据分离的微生物种类和目的,选择 适合的培养基,以保证微生物的生长 和繁殖。
PART 03
第二章生物与环境ppt课件
0.03% 78.084% 20.946% 0.934% 1.7ml/L
13 1.0
第二节 环境的概念及其类型
病 原 体 侵 入 机体, 消弱机 体防御 机能, 破坏机 体内环 境的相 对稳定 性,且 在一定 部位生 长繁殖 ,引起 不同程 度的病 理生理 过程
一、环境的概念
环境
指某一特定生物个体或生物群体以外的 空间,以及直接或间接影响该生物体或 生物群体生存的一切事物的总和 。
地球上的各种形式的生命
病 原 体 侵 入 机体, 消弱机 体防御 机能, 破坏机 体内环 境的相 对稳定 性,且 在一定 部位生 长繁殖 ,引起 不同程 度的病 理生理 过程
一、生命的产生与进化
(一)生命的起源
水蒸气
紫外线
H2S
为原始生命的产 生提供了条件
N2
H2
NH3
CH4 46亿年前的大气成分
非
非
生
反
物
应
因
因
素
素
非
稳定因素
光
密
温度
度
变动因素
相对湿度
制 约
(有周期性变动) 水
因 素
变动因素
其他因素 气候以外的自然因素
(非周期性变动) 水域环境
土壤环境
生物因素
不同尺度的环境
病 原 体 侵 入 机体, 消弱机 体防御 机能, 破坏机 体内环 境的相 对稳定 性,且 在一定 部位生 长繁殖 ,引起 不同程 度的病 理生理 过程
三、环境因子的分类
Allee (1949)
Nicholson (1933)
Smith(1935)М йо(н19ч53а)дски
综合性 气候因素
第二章 环境生物技术的生物学基础
2.1 微生物学基础知识——微生物的类群
原核细胞微生物——细菌 2. 细菌的繁殖方式与菌落特征
不同细菌形成的菌 落具有不同的特征, 但同一菌种在同一 培养基上所形成的 菌落具有较稳定的 特征,包括大小、 形状、光泽、颜色、 硬度、透明 度等。
Company Logo
2.1 微生物学基础知识——微生物的类群
真核细胞微生物——藻类 生理特征
光合作用:
光
CO2+2H2O
CH2O]+H2O+O2↑
藻类的生活条件 :温度(广温种和狭温种),光照 ,pH值
藻类的营养特征:藻类为光能自养型微生物,能进行光合作用
藻类的繁殖:营养繁殖、无性生殖和有性生殖 。
原核细胞微生物——细菌 2. 细菌的构造
基本结构
特殊结构
Company Logo
2.1 微生物学基础知识——微生物的类群
原核细胞微生物——细菌 2. 细菌的繁殖方式与菌落特征
细菌的繁殖:裂殖 出芽生殖 接合生殖
Company Logo
真核细胞微生物——藻类
Company Logo
2.1 微生物学基础知识——微生物的类群
真核细胞微生物——藻类 细胞形态及结构
藻类具有真核,有真 核细胞的一般特征。 藻类均有叶绿体,含 叶绿素,类胡萝卜素 等色素。
Company Logo
2.1 微生物学基础知识——微生物的类群
真核细胞微生物——微型后生动物
后生动物是除原生动物以外的多细胞动物的统称,其 中个体微小需借助显微镜或放大镜才能看清的,称微 型后生动物。
Company Logo
2.1 微生物学基础知识——微生物的类群
环境生态学 第二章 生物与环境PPT课件
1昆虫与植物间的协同进化2大型草食动物与植物的协同进化3互惠共生物种间的协同进化4协同适应系统二生物多样性一生物多样性的概念p35二生物多样性的四个水平遗传多样性物种多样性生态系统多样性景观多样性当二次电子数最少为一个时可代替初始电子的作用继续不断从阴极发出电子形成不依赖外界因素的初始电子从而产生自持放电
• 海洋植物— 光合作用色素对光谱变化具有明显的 适应性:
–海水表层植物色素吸收蓝、红光; –深水植物光合色素有效地利用绿光。
• 高山植物— 对紫外光作用的适应,发展了特殊的 莲座状叶丛。
• 动物— 不同动物发展不同的色觉。
不同光谱成分对植物的生态作用
1、红光的生态作用 (1)光合活性大; (2)促进叶绿素的合成; (3)有利于碳水化合物的合成; (4)促进发芽; (5)增加植物体温度。
假说认为,地球表面的温度和化学组成是受地球 表面的生命总体(生物圈)所主动调节的。
一、光因子的生态作用及生态适应
1. 太阳辐射及其变化规律 2. 光强度变化对生物的影响 3. 光质变化对生物的影响 4. 光周期现象
13
2)影响地表太阳辐射的因素
a.大气圈的对太阳辐射的削弱作用 b.太阳高度角对太阳辐射强度的影响 (0°~90°) c. 日照长度的变化 d. 地形因素的影响:朝向、坡度、海拔高度 e. 不同的生境中的太阳辐射:
第一节 地球上的生物
一、生命的产生与进化 (重点) (一)、生命起源的几种学说:
1.神创论 2.从自然发生说到生源论
自然发生说的代表人物:古希腊的哲学家自然 科学家亚里士多德(Aristotle, 384—前322), 他认为生物的繁殖有三种主要方式: ①自然发生,如通常产生蚤类、蚊虫和各种虱子。 ②无性生殖,像海星、蠕虫、贝类等。 ③有性生殖。
• 海洋植物— 光合作用色素对光谱变化具有明显的 适应性:
–海水表层植物色素吸收蓝、红光; –深水植物光合色素有效地利用绿光。
• 高山植物— 对紫外光作用的适应,发展了特殊的 莲座状叶丛。
• 动物— 不同动物发展不同的色觉。
不同光谱成分对植物的生态作用
1、红光的生态作用 (1)光合活性大; (2)促进叶绿素的合成; (3)有利于碳水化合物的合成; (4)促进发芽; (5)增加植物体温度。
假说认为,地球表面的温度和化学组成是受地球 表面的生命总体(生物圈)所主动调节的。
一、光因子的生态作用及生态适应
1. 太阳辐射及其变化规律 2. 光强度变化对生物的影响 3. 光质变化对生物的影响 4. 光周期现象
13
2)影响地表太阳辐射的因素
a.大气圈的对太阳辐射的削弱作用 b.太阳高度角对太阳辐射强度的影响 (0°~90°) c. 日照长度的变化 d. 地形因素的影响:朝向、坡度、海拔高度 e. 不同的生境中的太阳辐射:
第一节 地球上的生物
一、生命的产生与进化 (重点) (一)、生命起源的几种学说:
1.神创论 2.从自然发生说到生源论
自然发生说的代表人物:古希腊的哲学家自然 科学家亚里士多德(Aristotle, 384—前322), 他认为生物的繁殖有三种主要方式: ①自然发生,如通常产生蚤类、蚊虫和各种虱子。 ②无性生殖,像海星、蠕虫、贝类等。 ③有性生殖。
环境生物技术 第二章 环境生物技术的生物学基础
病毒: 病毒 仅由核酸( 仅由核酸(DNA或RNA)与蛋白质组成的 或 ) 大分子生命体。 大分子生命体。 体积小, 体积小,能通过细菌过滤器 寄生 ★
第二节 酶学基础
一、酶的特点与分类 二、酶与细胞的固定化 三、酶反应器 ★
一、酶的特点与分类
酶是生物催化剂。 酶是生物催化剂。 特点:具有作用专一性强、 特点:具有作用专一性强、催化效率高和 反应条件温和的显著特点。 反应条件温和的显著特点。 分类:据酶催化反应的性质分为六类: 分类:据酶催化反应的性质分为六类: 氧化还原酶类、转移酶类、水解酶类、 氧化还原酶类、转移酶类、水解酶类、 裂合酶类、异构酶类与合成酶类。 裂合酶类、异构酶类与合成酶类。 ★
一、环境工程研究内容
水质净化与污染控制工程 大气环境污染控制工程 固体废弃物处理处置与管理工程 噪声、 噪声、振动和其他公害防治技术 环境规划、 环境规划、管理和环境系统工程 环境监测与环境质量评价 清洁生产技术的推进与应用
★
二、废水水质指标与排放标准
1、废水的分类 、 2、水质指标 、 3、废水排放标准 、 ★
5、光合原核生物
(1)蓝细菌(蓝藻): )蓝细菌(蓝藻): 球状、杆状,光合色素主要为叶绿素a、 球状、杆状,光合色素主要为叶绿素 、 藻蓝素,海洋中的“赤潮”主要由它引起。 藻蓝素,海洋中的“赤潮”主要由它引起。 (2)光合细菌: )光合细菌: 不含叶绿素,含菌绿素、类胡萝卜素, 不含叶绿素,含菌绿素、类胡萝卜素,光 合作用不产生氧。 紫色硫细菌、 合作用不产生氧。如:紫色硫细菌、绿色 硫细菌。 硫细菌。 ★
(1)物理法:利用物理作用,如重力分 )物理法:利用物理作用, 反渗透、离心、蒸发等。 离、反渗透、离心、蒸发等。 (2)化学法:利用化学反应,如混凝、 )化学法:利用化学反应,如混凝、 中和、氧化还原等。 中和、氧化还原等。 (3)生物法:利用水中微生物的新陈代 )生物法: 谢功能。如活性污泥法、生物膜法、 谢功能。如活性污泥法、生物膜法、自然 生物处理法和厌氧生物处理法等。 生物处理法和厌氧生物处理法等。 ★
第二节 酶学基础
一、酶的特点与分类 二、酶与细胞的固定化 三、酶反应器 ★
一、酶的特点与分类
酶是生物催化剂。 酶是生物催化剂。 特点:具有作用专一性强、 特点:具有作用专一性强、催化效率高和 反应条件温和的显著特点。 反应条件温和的显著特点。 分类:据酶催化反应的性质分为六类: 分类:据酶催化反应的性质分为六类: 氧化还原酶类、转移酶类、水解酶类、 氧化还原酶类、转移酶类、水解酶类、 裂合酶类、异构酶类与合成酶类。 裂合酶类、异构酶类与合成酶类。 ★
一、环境工程研究内容
水质净化与污染控制工程 大气环境污染控制工程 固体废弃物处理处置与管理工程 噪声、 噪声、振动和其他公害防治技术 环境规划、 环境规划、管理和环境系统工程 环境监测与环境质量评价 清洁生产技术的推进与应用
★
二、废水水质指标与排放标准
1、废水的分类 、 2、水质指标 、 3、废水排放标准 、 ★
5、光合原核生物
(1)蓝细菌(蓝藻): )蓝细菌(蓝藻): 球状、杆状,光合色素主要为叶绿素a、 球状、杆状,光合色素主要为叶绿素 、 藻蓝素,海洋中的“赤潮”主要由它引起。 藻蓝素,海洋中的“赤潮”主要由它引起。 (2)光合细菌: )光合细菌: 不含叶绿素,含菌绿素、类胡萝卜素, 不含叶绿素,含菌绿素、类胡萝卜素,光 合作用不产生氧。 紫色硫细菌、 合作用不产生氧。如:紫色硫细菌、绿色 硫细菌。 硫细菌。 ★
(1)物理法:利用物理作用,如重力分 )物理法:利用物理作用, 反渗透、离心、蒸发等。 离、反渗透、离心、蒸发等。 (2)化学法:利用化学反应,如混凝、 )化学法:利用化学反应,如混凝、 中和、氧化还原等。 中和、氧化还原等。 (3)生物法:利用水中微生物的新陈代 )生物法: 谢功能。如活性污泥法、生物膜法、 谢功能。如活性污泥法、生物膜法、自然 生物处理法和厌氧生物处理法等。 生物处理法和厌氧生物处理法等。 ★
第二讲生物学基础
卡尔·乌斯(Carl Woese), 1928.7~2019.12,美国的微生 物学家和物理学家,古生菌 (Archaea)发现者
20世纪70年代 • 传统上,形态和生物化学特性 • RNA (mRNA、核糖体蛋白)
1) 形态
• 跟真细菌类似,有G+、G• 有球状、螺旋状、叶状、把碟球状、杆状等 • 单细胞、多细胞 • < 1um
吡啶二羧酸(DPA)
以钙盐的形式存在,钙含量高。在营养细胞和不产 芽孢的细菌体内未发现DPA。芽孢形成过程中, DPA随即合成,芽孢具有耐热性; 芽孢萌发形成营养 细胞时,DPA消失,耐热性就丧失。
(4)能形成芽孢的细菌
• 这类细菌种类不多 • 主要是G+杆菌,芽孢杆菌科的两个属
芽孢杆菌属(Bacillus) 梭菌属(Clostridium) • 球菌中只有极个别的属才形成芽孢(如:芽孢八叠 球菌属sporesarcina)
放线菌与细菌相近之处:
1) 有原核 2) 菌丝直径与细菌相仿 3) 细胞壁主要成分为肽多糖 5) 最适生长pH与细菌相近,一般呈微碱性 6) 对溶菌酶敏感 7) 细菌所敏感的抗生素,放线菌也敏感
以有机物、氢、硫或FeS为能量来源,分布在火山 口、温泉、盐湖、有机物堆等
嗜冷微生物(psychrophilic microorganism)
最适温度为15℃或更低,最高不超过20℃ 细胞壁厚,细胞膜不饱和脂肪酸含量高 酶活性在低温下高 分布在高山、海洋、冰箱
嗜酸微生物(acidophilic mic氧r氧o化o化rg亚a硫n铁硫is硫m杆杆)菌菌、 分布酸性矿水、酸性热泉和酸S性土H壤2S中O4
糖被(glycocalyx)是某些细菌在一定营养条件下向胞 外分泌出厚度不定的胶粘状物质包被于细胞壁的外表
环境生物学环境生物学课件共47页
情况分析:
根据植物叶片出现的症状特点(伤斑出 现叶脉间),表明该厂附近的大气已被 SO2污染。从受害程度上看,由于一些对 SO2抗性强的构树、马齿苋等已受到损害, 可以判断该地区发生过急性危害,估测其 SO2浓度为3~10 ppm。
地衣、苔藓监测法
地衣、苔藓作为指示植物的特点
这两类植物对二氧化硫和氟化氢等的反应比高等 植物敏感;例如SO2年平均浓度在0.015~0.105 ppm范围内就可使地衣绝迹;浓度超过0.017ppm 时大多数苔藓植物不能生存。
美国威斯康星地区湖泊中的软水指示植物为Gratiola, 硬水指示植物为Ranunculus aquatilis。
指示资源
安徽的海州香薷指示铜矿,湖南念同的野韭指示金矿
注:指示生物只在一定的时空范围内起作用:安徽的海州香薷只在安徽 指示铜矿,在北方则无此作用。
指示植物监测法
指示植物
利用某些植物对某些有害气体的特殊敏感性,可以监 测大气中该气体的浓度,这种植物就称为该大气污染 物的指示植物。
盖度、频度等也逐渐增高并且在树干上的分布高 度也升高。
植物监测的其他方法
微核技术的应用:
根据环境污染物会引起染色体畸变而形成微核的 原理,利用紫路草花粉母细胞的微核数量指示环 境污染状况,我国已应用该法来监测水、大气污 染状况。
污染量指数法
KIPC=监测点指示植物叶片中某污染物的含量/对 照点同种植物中某污染物的含量
取材方便,成本低,有直观效果,但在自然条件 下难以获得精确可靠的定量数据。
形体小,分类困难,不经过专门的学习不易掌握 辨识方法。
地衣、苔藓监测法
观察指标
通常观察地衣、苔藓植物的多度、盖度、频度、 种类数量以及内外部受害症状等指标。
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
测量方法:显微镜测微尺 显微照相后根据放大倍数进行测算
球菌大小以直径来表 示,多为0.5-2μm。 杆菌及螺旋菌的大小 以长度和宽度来表示。 杆菌一般长1-5μm, 宽0.5-1μm。 螺旋菌的长度是菌体 空间的长度,一般为 5-15μm,宽0.5-5μm。
细菌细胞主要由细胞壁、 细胞质膜、细胞质、核及 内含物等构成。有的细菌 还可能有荚膜、芽孢或鞭 毛等特殊结构。
第二章环境生物技术的生物细胞型微生物 (三)微生物的营养 (四)微生物的代谢
在自然界,微生物的活动使有机物和无机物之间不断进 行转化,这是生物圈其他高等生物赖以生存的基础。
在环境工程中,对于废水和固体废弃物的生物处理,就 是利用微生物的作用去除污染物。
如自然界水体在接受污染物后,具有恢复其原来洁净状 态的能力,这是在微生物的参与下完成的,当进入水体的污 染物量过高以致超过微生物自净能力的限度,就会引起严重 污染。
——球衣菌属:在含铁质的水中,它们也积累含铁的黄 褐色外壳,但在铁含量极少的正常环境中,鞘薄而无色。在 有机物污染的水域中和微好氧条件下能很好生长,也是化能 异养菌。
2、杆状
细胞呈杆状或圆柱形,一般其粗细(直径)比较稳定, 而长度则常因培养时间、培养条件不同而有较大变化。
杆状细菌的排列方式常因生长阶段和培养条件而发生变化, 一般不作为分类依据。
枯草芽孢杆菌 地衣芽孢杆菌
3、螺旋状
弧菌 螺旋菌 螺旋体菌
弧菌: 菌体只有一个弯曲,其程度不足一圈,
形似“C”字或逗号,鞭毛偏端生。
(寄生性弧菌-----蛭弧菌)
霍 乱 弧 菌
螺旋菌:
菌体回转如螺旋,螺旋 数目和螺距大小因种而 异。鞭毛二端生。细胞 壁坚韧,菌体较硬。
螺旋体菌: 菌体柔软,用于运动的类似鞭毛的轴丝位于细胞外鞘内。
梅毒密螺旋体
(二)大小 最小: 与无细胞结构的病毒相仿(50 nm) 最大: 肉眼可见(0.75 mm)
化能异养细菌:有机物的主要降解者,广泛分布于有机质丰 富的土壤、水域、动植物残骸中,一些寄生于人、动物和植 物体内。 化能自养细菌:能源来自无机物氧化产生的化学能,碳源 是CO2(或碳酸盐)。这类微生物主要是硝化细菌、硫化 细菌、氢细菌、铁细菌及产甲烷菌等。
产甲烷的细菌
ⅰ球菌类:①微球菌属②葡萄球菌属③链球菌属 ④明串珠菌属
2.真核细胞型微生物 ——真菌 ——原生动物 ——藻类 ——微型后生动物
3.非细胞型微生物
1.原核型细胞微生物
细菌(Eubacteria)
(一)个体形态和排列
球状
基
本
杆状
形
态
螺旋状
1、球状
细胞个体呈球形或椭圆形,不同种的球菌在细胞分裂时会 形成不同的空间排列方式,常被作为分类依据。分为以下几种: 单球菌、双球菌、链球菌、四联球菌、八叠球菌、葡萄球菌等。
在分裂前先延长菌体,染色体复制为二,然后垂直于长轴分 裂,细胞赤道附近的细胞质膜凹陷生长,直至形成横隔膜, 同时形成横隔壁,这样便产生两个子细胞。
成 肉 眼 可 见 的 群 体 , 通 称 为 菌 落
在固体培养基上培养,几天内即可由一个或几个细胞分裂繁殖成千万个细胞。 在液体培养基中生长,可表现为培养液由清至浊。
微生物的类群
微生物是一群形体微小、结构简单的单细胞或没有分化 的多细胞生物,有的甚至没有细胞结构。
微生物
非细胞型 (病毒)
细胞型
原核微生物
古生菌(Archaea) 真细菌(Eubacteria)
真核微生物(Eukarya)
真菌(酵母、霉菌、蕈菌等)、 单细胞藻类、 原生动物等
1.原核细胞型微生物 ——细菌 ——丝状细菌 ——光合型原核生物 ——滑动细菌
放线菌的菌落介于霉菌与细菌之间,菌丝及孢子常具有 色素,多数好氧,能产生抗生素。
②鞘细菌: 丝状体外包围一层由有机物或无机物组成的鞘套,故称
鞘细菌。化能异养为主,也有化能自养的。常见的代表属有: ——铁细菌: 能氧化亚铁离子成高价铁的细菌统称为
铁细菌。铁细菌属的细菌在水管中结成含铁垢层,影响水的 输送。
ⅲ产芽孢杆菌:①芽孢杆菌属好氧到兼性厌氧 ②梭状芽孢杆菌属严格厌氧菌
主要属于放线菌纲和鞘细菌纲
①放线菌: 放线菌为细菌中的一个特殊类群。
没有核膜与核仁的分化。 多数为腐生菌,可以分解许多有
机物,如烃类、氰化物等。 放线菌为具有分枝的丝状菌,菌
丝无隔膜。通过无性孢子及菌丝片段 等进行繁殖,其中以分生孢子为主。 少数放线菌还能以子囊孢子进行繁殖。
如:
乳链球菌 (Streptococcus lactis)
无乳链球菌(Streptococcus agalactiae)
溶血链球菌 ( Streptococcus hemolyticus)
四联球菌:
细胞分裂是沿两个相垂直的 平面进行,分裂后每四个细 胞特征性地连在一起,呈田 字形.
如四联微球菌
(Micrococcus tetragenus)
ⅱ无芽孢杆菌类
①埃希氏菌属:好氧或兼性厌氧。代表种为大肠杆菌。 ②假单胞菌属:专性好氧。是好氧生物处理中常见菌。 ③动胶菌属:专性好氧。在活性污泥工艺中,对形成絮状活性污泥贡
献最大,常见的有生枝和悬丝动胶菌种。 ④产碱杆菌属和黄杆菌属 ⑤不动杆菌属:好氧和缺氧条件下均可生长。好氧下在细胞内积累磷
酸盐。厌氧下释放出细胞内积累的磷酸盐。 ⑥棒状杆菌属和节杆菌属 ⑦乳酸杆菌属: ⑧固氮菌属 ⑨根瘤菌属
金黄色葡萄球菌
单球菌:
细胞分裂沿一个平面进行, 新个体分散而单独存在. 如尿素微球菌
(Micrococcus ureae)
双球菌:
细胞沿一个平面分裂,新个 体成对排列.
如肺炎双球菌
(Diplococcus pneumoniae)
链球菌:
细胞沿一个平面进行分裂,新个体不 但可保持成对的样子,并可连成链状.
八叠球菌:
细胞按三个互相垂直的 平面进行分裂后,每八 个球菌特征性地连在一 起成立方体形.
如藤黄八叠球菌
(Sarcina ureae)
葡萄球菌:
细胞无定向分裂,多个 新个体形成一个不规则 的群体,犹如一串葡萄。
如: 金黄色葡萄球菌
(Staphylococcus aureus)
白色葡萄球菌 (Staphylcoccus albus)
球菌大小以直径来表 示,多为0.5-2μm。 杆菌及螺旋菌的大小 以长度和宽度来表示。 杆菌一般长1-5μm, 宽0.5-1μm。 螺旋菌的长度是菌体 空间的长度,一般为 5-15μm,宽0.5-5μm。
细菌细胞主要由细胞壁、 细胞质膜、细胞质、核及 内含物等构成。有的细菌 还可能有荚膜、芽孢或鞭 毛等特殊结构。
第二章环境生物技术的生物细胞型微生物 (三)微生物的营养 (四)微生物的代谢
在自然界,微生物的活动使有机物和无机物之间不断进 行转化,这是生物圈其他高等生物赖以生存的基础。
在环境工程中,对于废水和固体废弃物的生物处理,就 是利用微生物的作用去除污染物。
如自然界水体在接受污染物后,具有恢复其原来洁净状 态的能力,这是在微生物的参与下完成的,当进入水体的污 染物量过高以致超过微生物自净能力的限度,就会引起严重 污染。
——球衣菌属:在含铁质的水中,它们也积累含铁的黄 褐色外壳,但在铁含量极少的正常环境中,鞘薄而无色。在 有机物污染的水域中和微好氧条件下能很好生长,也是化能 异养菌。
2、杆状
细胞呈杆状或圆柱形,一般其粗细(直径)比较稳定, 而长度则常因培养时间、培养条件不同而有较大变化。
杆状细菌的排列方式常因生长阶段和培养条件而发生变化, 一般不作为分类依据。
枯草芽孢杆菌 地衣芽孢杆菌
3、螺旋状
弧菌 螺旋菌 螺旋体菌
弧菌: 菌体只有一个弯曲,其程度不足一圈,
形似“C”字或逗号,鞭毛偏端生。
(寄生性弧菌-----蛭弧菌)
霍 乱 弧 菌
螺旋菌:
菌体回转如螺旋,螺旋 数目和螺距大小因种而 异。鞭毛二端生。细胞 壁坚韧,菌体较硬。
螺旋体菌: 菌体柔软,用于运动的类似鞭毛的轴丝位于细胞外鞘内。
梅毒密螺旋体
(二)大小 最小: 与无细胞结构的病毒相仿(50 nm) 最大: 肉眼可见(0.75 mm)
化能异养细菌:有机物的主要降解者,广泛分布于有机质丰 富的土壤、水域、动植物残骸中,一些寄生于人、动物和植 物体内。 化能自养细菌:能源来自无机物氧化产生的化学能,碳源 是CO2(或碳酸盐)。这类微生物主要是硝化细菌、硫化 细菌、氢细菌、铁细菌及产甲烷菌等。
产甲烷的细菌
ⅰ球菌类:①微球菌属②葡萄球菌属③链球菌属 ④明串珠菌属
2.真核细胞型微生物 ——真菌 ——原生动物 ——藻类 ——微型后生动物
3.非细胞型微生物
1.原核型细胞微生物
细菌(Eubacteria)
(一)个体形态和排列
球状
基
本
杆状
形
态
螺旋状
1、球状
细胞个体呈球形或椭圆形,不同种的球菌在细胞分裂时会 形成不同的空间排列方式,常被作为分类依据。分为以下几种: 单球菌、双球菌、链球菌、四联球菌、八叠球菌、葡萄球菌等。
在分裂前先延长菌体,染色体复制为二,然后垂直于长轴分 裂,细胞赤道附近的细胞质膜凹陷生长,直至形成横隔膜, 同时形成横隔壁,这样便产生两个子细胞。
成 肉 眼 可 见 的 群 体 , 通 称 为 菌 落
在固体培养基上培养,几天内即可由一个或几个细胞分裂繁殖成千万个细胞。 在液体培养基中生长,可表现为培养液由清至浊。
微生物的类群
微生物是一群形体微小、结构简单的单细胞或没有分化 的多细胞生物,有的甚至没有细胞结构。
微生物
非细胞型 (病毒)
细胞型
原核微生物
古生菌(Archaea) 真细菌(Eubacteria)
真核微生物(Eukarya)
真菌(酵母、霉菌、蕈菌等)、 单细胞藻类、 原生动物等
1.原核细胞型微生物 ——细菌 ——丝状细菌 ——光合型原核生物 ——滑动细菌
放线菌的菌落介于霉菌与细菌之间,菌丝及孢子常具有 色素,多数好氧,能产生抗生素。
②鞘细菌: 丝状体外包围一层由有机物或无机物组成的鞘套,故称
鞘细菌。化能异养为主,也有化能自养的。常见的代表属有: ——铁细菌: 能氧化亚铁离子成高价铁的细菌统称为
铁细菌。铁细菌属的细菌在水管中结成含铁垢层,影响水的 输送。
ⅲ产芽孢杆菌:①芽孢杆菌属好氧到兼性厌氧 ②梭状芽孢杆菌属严格厌氧菌
主要属于放线菌纲和鞘细菌纲
①放线菌: 放线菌为细菌中的一个特殊类群。
没有核膜与核仁的分化。 多数为腐生菌,可以分解许多有
机物,如烃类、氰化物等。 放线菌为具有分枝的丝状菌,菌
丝无隔膜。通过无性孢子及菌丝片段 等进行繁殖,其中以分生孢子为主。 少数放线菌还能以子囊孢子进行繁殖。
如:
乳链球菌 (Streptococcus lactis)
无乳链球菌(Streptococcus agalactiae)
溶血链球菌 ( Streptococcus hemolyticus)
四联球菌:
细胞分裂是沿两个相垂直的 平面进行,分裂后每四个细 胞特征性地连在一起,呈田 字形.
如四联微球菌
(Micrococcus tetragenus)
ⅱ无芽孢杆菌类
①埃希氏菌属:好氧或兼性厌氧。代表种为大肠杆菌。 ②假单胞菌属:专性好氧。是好氧生物处理中常见菌。 ③动胶菌属:专性好氧。在活性污泥工艺中,对形成絮状活性污泥贡
献最大,常见的有生枝和悬丝动胶菌种。 ④产碱杆菌属和黄杆菌属 ⑤不动杆菌属:好氧和缺氧条件下均可生长。好氧下在细胞内积累磷
酸盐。厌氧下释放出细胞内积累的磷酸盐。 ⑥棒状杆菌属和节杆菌属 ⑦乳酸杆菌属: ⑧固氮菌属 ⑨根瘤菌属
金黄色葡萄球菌
单球菌:
细胞分裂沿一个平面进行, 新个体分散而单独存在. 如尿素微球菌
(Micrococcus ureae)
双球菌:
细胞沿一个平面分裂,新个 体成对排列.
如肺炎双球菌
(Diplococcus pneumoniae)
链球菌:
细胞沿一个平面进行分裂,新个体不 但可保持成对的样子,并可连成链状.
八叠球菌:
细胞按三个互相垂直的 平面进行分裂后,每八 个球菌特征性地连在一 起成立方体形.
如藤黄八叠球菌
(Sarcina ureae)
葡萄球菌:
细胞无定向分裂,多个 新个体形成一个不规则 的群体,犹如一串葡萄。
如: 金黄色葡萄球菌
(Staphylococcus aureus)
白色葡萄球菌 (Staphylcoccus albus)