环境工程微生物学 讲义
环境工程微生物学
环境工程微生物学第一章非细胞结构的超微生物-----病毒1.病毒是一类什么样的微生物？它有什么特点？答：病毒是没有细胞结构，专性寄生在活的敏感宿主体内的超微小微生物。
特点：①大小在0.2um以下。
②病毒没有合成蛋白质的机构——核糖体，也没有合成细胞物质和繁殖所必备的酶系统，不具独立的代谢能力，依靠宿主细胞合成病毒的化学组成和繁殖新个体。
③病毒在活的敏感宿主细胞内是具有生命的超微生物，在宿主体外是大分子物质，但仍保留感染宿主的潜在能力。
2.病毒具有什么样的化学组成和结构？答：病毒的化学组成有蛋白质和核酸，3.什么叫毒性噬菌体？什么叫温和噬菌体？答：毒性噬菌体：就是指侵入宿主细胞后，随即引起宿主细胞裂解的噬菌体。
温和噬菌体：就是指侵入细胞后，其核酸附着并整合在宿主染色体上，和宿主细胞的核酸同步复制，宿主细胞不裂解而继续生长，这种不引起宿主细胞裂解的噬菌体称作温和噬菌体。
4.什么叫溶原细胞（菌）？什么叫原噬菌体？答：溶原细胞就是指含有温和噬菌体核酸的宿主细胞。
原噬菌体就是指在溶原细胞内的温和噬菌体核酸，又称为前噬菌体。
5.动物病毒以痘病毒最大，口蹄疫病毒最小。
植物病毒中马铃薯Y病毒最大，南瓜花病毒最小。
6.酚和醛的杀毒机制：酚破坏病毒的蛋白质，而醛破坏病毒的核酸。
第二章原核微生物1、细菌有哪几种形态？答：细菌有四种形态：球状、杆状、螺旋状和丝状。
分别叫球菌、杆菌、螺旋菌和丝状菌。
2、细菌有哪些一般结构和特殊结构？它们各有哪些生理功能？答：一般结构：细胞壁、细胞质膜、细胞质及其内含物﹑拟核。
特殊结构：芽孢、鞭毛、荚膜、粘液层、菌胶团、衣鞘及光合作用层片。
（1）细胞壁生理功能a、保护原生质体免受渗透压引起破裂的作用；b、维持细菌形态c 、细胞壁是多孔结构的分子筛，阻挡某些分子进入和保留蛋白质在间质d 、细胞壁为鞭毛提供支点，使鞭毛运动。
（2）细胞质膜生理功能a、维持渗透压的梯度和溶质的转移；b、细胞质膜上有合成细胞壁和形成横膈膜组分的酶，故在膜的外表面合成细胞壁；c、膜内陷形成的中间体含有细胞色素，参与呼吸作用。
第04章环境工程微生物学课件
6.抑制剂对酶促反应的影响 抑制剂对酶促反应的影响 有些物质可减弱、抑制、破坏酶活性，称为抑制剂。 有些物质可减弱、抑制、破坏酶活性，称为抑制剂。 重金属离子（ ）、CO CO、 如：重金属离子（Ag+、Hg2+）、CO、H2S等。 抑制剂作用机理： 抑制剂作用机理： a.竞争性抑制 a.竞争性抑制 b.非竞争性抑制 b.非竞争性抑制
k 3 [ E ][ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱS ] v= K m + [S ]
从米－门公式可知，酶促反应速度与[E]和[S]有关。 从米－门公式可知，酶促反应速度与[E]和[S]有关。实 [E] 有关 际上，也要受到温度、pH、激活剂、抑制剂的影响。 际上，也要受到温度、pH、激活剂、抑制剂的影响。 1.[E]对酶促反应的影响 1.[E]对酶促反应的影响 理论： 理论：当底物分子浓度足够时 酶促反应速度与[E]成正比， [E]成正比 ，酶促反应速度与[E]成正比， 即当[S]足够大时，[E]越大 [S]足够大时 越大， 即当[S]足够大时，[E]越大， 酶促反应速度越快。 酶促反应速度越快。 实际： [E]达到一定浓度时， 实际：当[E]达到一定浓度时， 达到一定浓度时 酶促反应速度就趋于平缓。 酶促反应速度就趋于平缓。
第二节 微生物的营养
营养:微生物获得和利用营养物质的过程。 营养 微生物获得和利用营养物质的过程。 微生物获得和利用营养物质的过程 营养物质:能够满足机体生长、 营养物质 能够满足机体生长、繁殖和完成各种生理 能够满足机体生长 活动所需要的物质。 活动所需要的物质。 营养物质是微生物生存的物质基础， 营养物质是微生物生存的物质基础，而营养是微生物 维持和延续其生命形式的一种生理过程。 维持和延续其生命形式的一种生理过程。 微生物不断获得营养物质，将其变成细胞组分， 微生物不断获得营养物质，将其变成细胞组分，并将 废弃物排出体外的过程称为新陈代谢。 废弃物排出体外的过程称为新陈代谢。
环境工程微生物学 概述ppt课件
芽孢没有繁殖意义，仅仅是芽孢细菌生活史中的一环， 是细菌的休眠体。
1.1.3.5 鞭毛(flagella)
1. 概念：是一条由细胞质膜上的鞭毛基粒长 出，穿过细胞壁伸向体外的纤细的波浪状 的丝状物。
2. 化学组成 蛋白质，少量的多糖或多肽
3. 分类
① 一端生鞭毛：菌体的一端只生一根鞭毛，如霍乱弧菌
环境工程微生物学
绪 论
0.1 微生物与环境工程
0.1.1 环境工程面临的问题 0.1.2 微生物对人类生存环境的影响 是宝贵的自然资源；是生物多样性的重要成员； 是环境中有机物的主要分解者； 是参与环境污染物综合利用，变废为宝的积极分子； 某些微生物及微生物代谢产物可污染环境，危害人体 健康； 在特定的环境中可产生大量的CO2等温室气体，有可能 有助于大气温室效应。
新细胞的排列方式可作为分类鉴定的依据。
1.1 细菌（bacteria）
1.1.1 细菌的个体形态 单杆菌 2. 杆菌 双杆菌 链杆菌
其排列方式不可作为分类鉴定的依据。
1.1 细菌（bacteria）
1.1.1 细菌的个体形态 弧菌 3. 螺旋菌 螺旋菌
螺距、螺数因菌种而异，可作为分类鉴定依据。
4. 丝状菌
② 两端生鞭毛：菌体两端各具一根鞭毛，如鼠咬热螺旋体 ③ 丛生鞭毛：菌体一端生一束鞭毛，如铜绿假单胞菌；菌体两端
各具一束鞭毛，如红色螺菌
④ 周生鞭毛：周身都有鞭毛，如大肠杆菌 、枯草杆菌等。
根据着生部位、数目和排列，鞭毛可作为细菌分类的依据。
(a) 周生鞭毛 (b) 极生鞭毛 (c) 丛生鞭毛
1.1.4 细菌的培养特征
3. 衣鞘(sheath) —指水生环境中的一些丝状菌体表面的粘 液层或荚膜硬质化，而形成一个透明坚韧 的空壳。
环境工程微生物学讲义
本课程是环境学院各专业学生的专业基础课；与另一门课《环境微生物学实验》相结合，构成一个完整的体系；本课程强调每个学生要动手，通过实验，加深对讲课内容的理解和记忆；本课程内容分两大部分：一是微生物学的基础知识；二是微生物学在环境领域中的应用。
绪论主要内容：环境微生物学的研究对象和任务研究对象研究任务微生物学概述微生物的定义微生物的特点原核微生物与真核微生物微生物的命名与分类第一节环境工程微生物学的研究对象和任务一、环境微生物学的研究对象定义：环境微生物学是研究与环境领域（包括环境工程、给水排水工程）有关的微生物及其生命活动规律。
•其内容包括：微生物个体形态、群体形态；细胞结构功能、生理特性、生长繁殖、遗传变异等；微生物与环境的关系（尤其是微生物与污染环境之间的关系）；微生物对物质的转化分解作用（特别是应用微生物来处理各种污染物质，如废水、废气和固体废弃物）。
二、环境工程微生物学的研究任务总的归纳起来有两大方面的任务：（1）防止或消除有害微生物（2）充分利用有益的微生物资源三、微生物在环境污染治理（水处理）中的应用１）在环境监测方面（水污染的监测）利用在环境中生存的生物的种类、数量、活性等特征，来判断环境状况的好坏。
这些生物称为指示生物。
生物监测的优缺点：生物监测的主要优越性：(a)长期性——汇集了生物在整个生活时期中环境因素改变的情况，可以反映当地的环境变化；(b)综合性——能反映环境诸因子、多成分对生物有机体综合作用的结果；(c)直观性——直接把污染物与其毒性联系起来；(d)灵敏性——有时甚至具有比精密仪器更高的灵敏性，有助于提早发现环境污染。
生物监测的主要缺点：(a)定量化程度不够；(b)需要一定的专业知识和经验。
２）在环境治理方面包括水、大气、固体废弃物处理方面其中特别在水处理方面，有着大量成功应用的例子。
第二节微生物概述一、微生物的定义微生物是指所有形体微小，用肉眼无法看到，须借助于显微镜才能看见的，单细胞或个体结构简单的多细胞，或无细胞结构的低等生物的统称。
环境工程微生物学
2 环境微生物的主要类群 2.1 原核细胞型微生物 原核细胞微生物是只有 原始细胞核（没有真正的细胞核，只有核区） 的单细胞生物，包括细菌、蓝细菌、放线菌、 立克次氏体、衣原体、支原体、螺旋体等。 2.1.1 细菌 细菌是自然界中分布最广，数量最多 的原核微生物，也是环境工程中应用最多的微 生物。 ●形态 在正常生长条件下，细菌有4种形态：球 菌、杆菌、螺旋菌、丝状菌。 ★球菌 按分裂后细胞排列方式不同，又分为单 球菌、双球菌、四联球菌、八叠球菌、链球菌
很多成果，如产硷杆菌和不动杆菌能转化多氯 联苯；假单孢菌属、芽孢杆菌属等能降解农药， 它们已应用于污废水的生物处理。 1.5.3 微生物污染的检测与防治 水体富营养化本 身也是某些微生物过度繁殖的污染。环境工程 微生物学研究其中的微生物种群，污染形成的 因素，以便控制和防治。对水体、空气、土壤 环境的微生物检测是污染的判诱导酶来完成的。青霉 素刚发现时，产量低，价格高，经过对青霉菌 的诱变育种，青霉素产量大大提高，价格才降 到很低。但变异也有不利方面，如微生物变异 产生耐药性，1944年4万单位青霉素可治好肺 炎，而现在需要连续注射3天，每天2次，总量 达480~720万单位才能见效。微生物的耐药性 提高了180多倍。流感经常流行，其原因是流 感病毒一直在不断地变异而使免疫失效。 1.4 微生物在生态系统中的重要作用 生态系统 是指一定时间、空间内生物和环境的总体。生 态系统有4个基本组成部分 ：环境、生产者、
利用微生物分解转化进入环境的各类污染物， 净化环境，这就促使微生物与环境污染防治工 作迅速结合，形成了环境工程微生物学。 1.5 环境工程微生物学的内容 1.5.1 微生物学的基本知识 微生物的形态、结 构、功能及微生物的营养、代谢、生长、繁殖、 遗传、变异的基本规律。 1.5.2 微生物对污染物的降解和转化 微生物处 理废水、废气、废渣；特别是微生物对一些有 机有毒污染物有强大的分解能力。近年来分离 筛选能降解与转化石油、农药、化纤原料、染 料、含重金属污染物的微生物研究已取得了
《环境工程微生物学》PPT课件
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脑膜炎奈瑟菌
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肺炎链球菌
8
链球菌
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9
四联球菌
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10
八叠球菌
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弧菌
螺菌
螺杆菌
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12
放线菌
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（二）细菌的大小
观察细菌常用光学显微镜，其大小用测微 尺在显微镜下进行测量，以微米(μm)为单 位。不同种类的细菌大小不一，同一种细 菌也因菌龄和环境因素的影响而有差异。
• 抗有害物质的损伤作用：荚膜处于细胞的 最外层，有保护菌体避免和减少受有害物 质的损伤作用。
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2、鞭毛 (flagellum)
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鞭毛菌分类
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3、芽胞 (spore)
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a. 芽胞的形成与发芽
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b. 芽胞的功能
• 芽胞的抵抗力强，可在自然界中存在多年，是重 要的传染源。但芽胞并不直接引起疾病，只有发 芽成为繁殖体后，才能迅速大量繁殖而致病。
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细菌的菌落有其自己的特征，诸如湿润、 较光滑、较透明、较粘稠、易挑取、质地 均匀以及菌落正反面或边缘与中央部位的 颜色一致等。
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例如，对无鞭毛、不能运动的细菌尤其是各种球菌来说， 随着菌落中个体数目的剧增，只能依靠“硬挤”的方式 来扩大菌落的体积和面积，这样，它们就形成了较小、 较厚、边缘极其圆整的菌落。又如，对长有鞭毛的细菌 来说，其菌落就有大而扁平、形状不规则和边缘多缺刻 的特征，运动能力强的细菌还会出现树根状甚至能移动 的菌落，前者如Bacillusmycoides（蕈状芽孢杆菌）， 后者如Pro-teusvulgaris（普通变形杆菌）。再如，有 荚膜的细菌，其菌落往往十分光滑，并呈透明的蛋清状， 形状较大。最后，凡产芽孢的细菌，因其芽孢引起的折 光率变化而使菌落的外形变得很不透明或有“干燥”之 感，并因其细胞分裂后常连成长链状而引起菌落表面粗 糙、有褶皱感，再加上它们一般都有周生鞭毛，因此产 生了既粗糙、多褶、不透明，又有外形及边缘不规则特 征的独特菌落。这类个体（细胞）形态与群体（菌落） 形态间的相关性规律，对进行许多微生物学实验和研究 工作是有一定参考价值的。
环境微生物实验讲义
东南大学环境工程系环境微生物实验03213720李翩2015/6/23实验四微生物的染色一、目的学习微生物的染色原理、染色的基本操作技术，从而掌握微生物的一般染色法和革兰氏染色法。
二、染色原理微生物（尤其是细菌）的机体是无色透明的，在显微镜下，由于光源是自然光，使微生物体与其背景反差小，不易看清微生物的形态和结构，若增加其反差，微生物的形态就可看得清楚，通常用染料将菌体染上颜色以增加反差，便于观察。
微生物细胞是由蛋白质、核酸等两性电解质及其他化合物组成的，所以，微生物细胞表现出两性电解质的性质。
两性电解质兼有碱性基和酸性基，在酸性溶液中离解出碱性基成碱性带正电。
在碱性溶液中离解出酸性基呈酸性带负电。
经测定，细菌等电点在pH=2—5之间。
故细菌在中性（pH=7）、碱性（pH>7）或偏酸性（pH=6—7）的溶液中，细菌的等电点均低于上述溶液的pH值，所以细菌带负电荷，容易与带正电荷的碱性染料结合，故用碱性染料染色的为多。
碱性染料有美蓝、甲基紫、龙胆紫、碱性品红、中性红、孔雀绿和蕃红等。
微生物体内各结构与染料结合力不同，故可用各种染料分别染微生物的各结构以便观察。
三、染色方法有简单染色法和复杂染色法之分1. 简单染色法简单染色法又叫普通染色法，只用一种染料使细菌染上颜色，如果仅为了在显微镜下看清细菌的形态，用简单染色法即可。
2. 复杂染色法用两种或多种染料染细菌，目的是为了鉴别不同性质的细菌，所以又叫鉴别染色法。
主要的复杂染色法有革兰氏染色发和抗酸性染色法。
抗酸性染色法多在医学上采用。
此处介绍革兰氏染色法。
革兰氏染色法是细菌学中很重要的一种鉴别染色法。
它可将细菌区别为革兰氏阳性细菌和革兰氏阴性细菌两大类。
它的染色步骤如下：先用草酸铵结晶紫染色，经碘—碘化钾（媒染剂）处理后用乙醇脱色，最后用蕃红液复染。
如果细菌能保持草酸铵结晶紫与碘的复合物而不被乙醇脱色，呈紫色者叫革兰氏阳性菌。
被乙醇脱色用蕃红液复染后呈红色者为革兰氏阴性菌。
2024版环境工程微生物学第二章完整版
contents •微生物基本概念与特点•微生物代谢与遗传基础•微生物在环境污染治理中应用•微生物实验室检测方法与评价指标•微生物资源开发与利用策略•环境工程领域其他相关知识点拓展目录01微生物基本概念与特点微生物定义及分类微生物定义微生物分类微生物在环境工程中作用降解有机污染物01处理废水废气02生物修复03微生物生长繁殖条件营养物质温度pH值氧气细菌广泛存在于自然环境中，能够降解多种有机污染物，如假单胞菌、芽孢杆菌等。
真菌在废水处理、土壤修复等方面有广泛应用，如霉菌、酵母菌等。
病毒在环境工程中主要用于生物治理和生物修复，如噬菌体等。
原生动物在活性污泥法等废水处理工艺中起到重要作用，如钟虫、轮虫等。
常见微生物种类及其功能02微生物代谢与遗传基础微生物代谢类型及特点发酵01呼吸02光合作用和化能合成031 2 3DNA结构RNA结构遗传物质功能遗传物质DNA与RNA结构功能转录水平调控通过调控转录因子的活性和数量，控制特定基因的转录速率和转录产物的数量。
翻译水平调控通过调控mRNA的稳定性和翻译效率，控制特定蛋白质的合成速率和数量。
表观遗传调控通过DNA甲基化、组蛋白修饰等表观遗传机制，调控基因的表达模式和细胞命运。
基因表达调控机制突变与选择压力对遗传变异影响突变类型包括点突变、插入突变、缺失突变和倒位突变等，导致遗传信息的改变和基因功能的丧失或获得。
选择压力环境因素对微生物种群中不同基因型的选择作用，使得适应环境的基因型得以保留和传递。
遗传变异与进化突变和选择压力共同作用，推动微生物种群的遗传变异和进化过程。
03微生物在环境污染治理中应用废水处理中活性污泥法原理及操作条件优化活性污泥法原理操作条件优化微生物种群调控固体废物堆肥化过程中微生物作用分析堆肥化过程微生物作用影响因素大气污染治理中生物过滤技术应用生物过滤技术生物滤池构造影响因素土壤修复中微生物接种和强化技术微生物接种技术强化技术应用范围04微生物实验室检测方法与评价指标常见微生物实验室检测方法介绍显微镜检测法利用显微镜观察微生物的形态、结构和运动方式，包括光学显微镜和电子显微镜两种。
第08环境工程微生物学
2020/2/17
秸秆发酵制酒精的研究
1、直接发酵法 本方法的特点是基于同一微生物糖化发酵纤维素生产
乙醇，不需要经过酸解或酶解前处理过程。直接发酵法中 常用的微生物是热纤维梭菌，它能分解纤维素并使产生纤 维二糖、葡萄糖、果糖等发酵，水解发酵的最适温度为 56～64℃，最是PH值为6.4～7.4。吕福英等分离出能直 接发酵纤维素生产乙醇的高纯富集物，利用其能直接将木 质纤维素材料发酵成乙醇。
2、间接发酵法 间接发酵法即糖化、发酵二段发酵法，该法是目前研
究最多的一种方法，首先利用纤维素酶水解纤维素，酶解
后的糖液作为发酵碳源，利用酵母或细菌发酵生产乙醇。
2020/2/17
研究内容 ①从学校附近长期被腐烂稻草覆盖的地方采集土样，
然后通过一系列的方法，分离出若干株纤维素降解菌。 ②从分离出的菌株中筛选出一株活性最高的菌株。 ③对这株菌进行单影响因素的研究。 ④通过单影响因素研究，以正交实验的方法，确定这
甘油的转化
甘 油 甘 油 激 酶 － 磷 酸 甘 油 磷 酸 甘 油 脱 氢 酶 磷 酸 二 羟 丙 酮
脂肪酸的β－氧化
C H 3 ( C H 2 ) 1 6 C O O H 脂 脂 酰 酰 硫 磷 激 激 酶 酶 C H 3 ( C H 2 ) 1 6 C O － S C o A 硬 脂 酰 辅 酶 A C H 3 C O S C o A
2020/2/17
白腐—树皮上木质素被该菌分 解后漏出白色的纤维素部分。
二、人工合成的难降解碳源污染物的转化
• 难———对于自然生态环境系统,如果一种化合物
5-环境工程微生物学讲稿
稳定期和衰亡期，也可以粗分为四个时期〔比拟常用〕。
下面按四个时期进行介绍。
1．停滞期少量细菌刚接入一定量的新鲜液体培养基中，并不立即生长繁殖，需要有一个适应过程〔产生适应酶〕。
此时细胞物质开始增加，但数量不增加或增加很少。
〔1〕特征①细胞数目根本不增加；②存活细菌的细胞物质增加，菌体体积增大；③细胞内合成代谢活泼；④对环境条件的变化较敏感。
〔2〕停滞的长短取决于某些因素：接种量、菌龄、营养等。
如果接种量大、菌龄小、营养和环境条件好，那么停滞期就短。
处于停滞期的细菌对外界环境条件较敏感，易受外界不良环境条件的影响而发生变异。
〔3〕缩短停滞期措施:利用对数生长期的细胞作为种子，尽量使接种前后所使用的培养基组分不要相差太大，适当扩大接种量.2．对数期〔指数期〕细菌的生长速度到达最大，细菌数以几何级数增加，在生长曲线上呈直线关系。
处于对数期的细菌，得到丰富的营养，代谢活力最强，细菌旺盛生长。
此时的细菌比拟整齐〔群体内比拟一致〕健壮。
对不良环境条件的抗性也比拟强。
〔1〕特征①菌数以几何级数增加；②世代时间最短；③生长速率最高；④对不良环境因素的抵抗力强；⑤群体中细胞的化学组分及形态、生理特性都比拟一致。
〔2〕影响对数期长短的因素：除菌种因素外，主要是温度、培养基的营养成分和浓度。
3．静止期由于对数期的细菌迅速生长繁殖，消耗了大量的营养物质，同时代谢产物的大量积累对细菌本身产生毒害作用；另外，pH 、溶解氧、氧化复原电位等条件也变得不利。
结果造成细菌的生长速率逐渐下降，甚至到零。
在静止期，细菌总数到达最大，新生数与死亡数大致相等，保持动态平衡。
此时的细菌开始积累贮存物质，芽孢菌形成芽孢。
①细菌总数到达最大值并恒定一段时间；②生长速率降低直至零；③细胞开始积累贮存物质。
4．衰老期营养物质被耗尽，细菌进入内源呼吸阶段〔微生物消耗自身的贮存物质进行呼吸〕。
有害物质大量积累，不利于细菌的生长繁殖，此时，死亡率增加，活菌数减少。
2-环境工程微生物学讲稿
这种分法也是具有价值的。
细菌的各种形态图在正常情况下，细菌的个体形态是相对稳定的，故它也是细菌分类时的重要依据。
但是，环境条件的变化，如营养条件、温度、培养时间等，会引起细菌个体形态的改变或畸形；不同的种类和菌龄，在个体发育过程中，细菌的大小有变化，刚分裂的新细菌小，随发育逐渐变大，老龄细菌又变小；另外，有的细菌种，是多形态的，即在其生命的不同阶段，会有不同的个体形态出现。
因此，在描述细菌的个体形态时，需要在给定条件下（给定的培养基、培养温度、时间等）。
二、细菌的细胞结构细菌的细胞结构可分为一般结构和特殊结构：一般结构（或基本结构）：如细胞壁、细胞质膜、细胞质、内含物及细胞核物质等。
它们是所有细菌所共有的。
特殊结构：如芽孢、荚膜、鞭毛等。
它们是某些细菌所特有的。
所以特殊结构是细菌分类鉴定的依据。
细菌细胞的模式图：(一）细菌的一般结构从细胞外开始，由外向内，依次有下列的细胞一般结构：1. 细胞壁细胞最外面的坚韧而略有弹性的薄膜。
细胞壁的化学组成：肽聚糖、蛋白质、脂类革兰氏染色：由于细胞壁组成的不同，可把细菌分成两大类：G+菌和G-菌。
这种分类法的起源是革兰氏染色试验，是由丹麦科学家Gram在1884年建立的。
革兰氏染色试验是一种复染色法，即通过多次染色达到区分不同细胞结构的目的。
其主要步骤如下：见图细胞壁的作用：保护细胞；维持形态；控制物质进出；为鞭毛提供支点细胞壁之内，统称为原生质体。
2. 细胞质膜（质膜）在细胞壁和细胞质之间的一层半透性膜，它可以选择性吸收物质。
化学组成和结构：磷脂30－40％，蛋白质60－70％，约2％的多糖。
其结构为双层结构，上下两层磷脂分子层，蛋白质镶嵌在磷脂层中。
见图细胞质膜结构模式图P28细胞膜的作用：（1）控制内外物质的交换（吸收营养和排泄废物）；（2）膜上有许多重要的酶（蛋白质），是氧化和供能的场所；如：渗透酶、氧化磷酸化酶等；（3）细胞壁合成的场所；（4）鞭毛的附着点。
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环境工程微生物学讲义本课程是环境学院各专业学生的专业基础课；与另一门课《环境微生物学实验》相结合，构成一个完整的体系；本课程强调每个学生要动手，通过实验，加深对讲课内容的理解和记忆；本课程内容分两大部分：一是微生物学的基础知识；二是微生物学在环境领域中的应用。
绪论主要内容：环境微生物学的研究对象和任务研究对象研究任务微生物学概述微生物的定义微生物的特点原核微生物与真核微生物微生物的命名与分类第一节环境工程微生物学的研究对象和任务一、环境微生物学的研究对象定义：环境微生物学是研究与环境领域（包括环境工程、给水排水工程）有关的微生物及其生命活动规律。
•其内容包括：微生物个体形态、群体形态；细胞结构功能、生理特性、生长繁殖、遗传变异等；微生物与环境的关系（尤其是微生物与污染环境之间的关系）；微生物对物质的转化分解作用（特别是应用微生物来处理各种污染物质，如废水、废气和固体废弃物）。
二、环境工程微生物学的研究任务总的归纳起来有两大方面的任务：（1）防止或消除有害微生物（2）充分利用有益的微生物资源三、微生物在环境污染治理（水处理）中的应用１）在环境监测方面（水污染的监测）利用在环境中生存的生物的种类、数量、活性等特征，来判断环境状况的好坏。
这些生物称为指示生物。
生物监测的优缺点：生物监测的主要优越性：(a)长期性——汇集了生物在整个生活时期中环境因素改变的情况，可以反映当地的环境变化；(b)综合性——能反映环境诸因子、多成分对生物有机体综合作用的结果； (c)直观性——直接把污染物与其毒性联系起来；(d)灵敏性——有时甚至具有比精密仪器更高的灵敏性，有助于提早发现环境污染。
生物监测的主要缺点：(a)定量化程度不够；(b)需要一定的专业知识和经验。
２）在环境治理方面包括水、大气、固体废弃物处理方面其中特别在水处理方面，有着大量成功应用的例子。
第二节微生物概述一、微生物的定义微生物是指所有形体微小，用肉眼无法看到，须借助于显微镜才能看见的，单细胞或个体结构简单的多细胞，或无细胞结构的低等生物的统称。
Too small to be seen with naked eyes二、微生物的特点（1）个体小；（2）分布广、种类繁多；（3）繁殖快；（4）易变异。
三、原核微生物和真核微生物具有原核细胞的生物称为原核微生物。
原核细胞：其细胞核发育不完善，仅有核质，没有定形的细胞核，无明显的核膜，没有特异的细胞器，不进行有丝分裂。
典型的原核生物有细菌、放线菌、蓝细菌等。
细菌细胞结构模式图P26具有真核细胞的生物称为真核生物。
1真核细胞：细胞核发育完善，有定形的细胞核（核仁、染色体等），有明显的核膜，有特异的细胞器，进行有丝分裂。
大多数生物，包括高等生物都是真核的，如酵母菌。
见图69 四、微生物的分类与命名（一）微生物的分类在生物学上，对生物的分类采用按其生物属性和它们的亲缘关系有次序地分门别类排列成一个系统，系统中有七个等级：界、门、纲、目、科、属、种。
每一种生物，包括微生物，都可在这个系统中找到相应的位置。
其中种(species)是分类的基本单位。
必要时，还可以在这些等级之间再增设一些亚等级。
微生物的分类有其分类系统，其中最常用的也是具有权威性的是《伯杰氏手册》，是对原核微生物（细菌等）进行分类；另外，放线菌、真菌（包括丝状真菌和酵母菌）等也有各自的分类系统。
一般大家比较熟悉的生物分类是所谓的二界学说，即把生物分为动物界和植物界两个界，这种分法已有很长的历史。
随着人们认识的不断进步，新的分类手段不断被应用，1969年，魏塔克提出“五界学说”，后经Margulis修改，为较多的人所接受：原核生物界、真核原生生物界、真菌界、动物界、植物界。
我国学者提出的六界学说，在上述五界的基础上再增加一个病毒界。
六界学说：非细胞形态－－－－－－－－－－－－－病毒界原核生物（细菌、放线菌、蓝藻）－原核生物界（原生动物、藻类）－真核原生生物界真核生物（酵母菌、霉菌）－－－真菌界（后生动物）－－－－－－动物界（低、高等植物）－－－－－植物界（二）微生物的命名双名法：学名＝属名＋种名＋（命名人姓氏）生物的学名都是用拉丁文书写，属名用名词，第一个字母大写，种名用形容词，第一个字母小写。
如用电脑打印或印刷，应该用斜体表示。
例如我们所熟悉的大肠杆菌，其学名为Escherichia coli （大肠埃希氏杆菌），简称E.coli。
•有时我们看到如Bacillus sp.的表达方式，表明该菌株只鉴定到属，未能确定其种名。
第一章病毒非细胞结构的超微生物由于病毒特殊的结构和形态及其生活习性，按照六界学说，把病毒列为单独的一个界，即病毒界。
病毒个体极小（<0.2µ），只有在电子显微镜下才能看见病毒的庐山真面目，而且病毒不具有细胞结构。
本章主要内容第一节病毒的一般特征及分类病毒的特点；病毒的分类第二节病毒的形态与结构病毒的形态大小；病毒的化学组成和结构第三节病毒的繁殖病毒的繁殖过程；病毒的溶原性第四节病毒的培养病毒的培养特征；病毒的培养基；病毒的培养第五节病毒的抵抗力和去除第一节病毒的一般特征及其分类一、病毒的特点1. 没有细胞结构，大多数由蛋白质和核酸组成，有的含有类脂质、多糖等，只有一种核酸（DNA或RNA）。
2.专性寄生病毒没有合成蛋白质的机构——核糖体，也没有合成细胞物质和繁殖所必备的酶系统，不具独立的代谢能力，必须专性寄生在活的敏感宿主细胞内，依靠宿主细胞合成病毒的化学组成和繁殖新个体。
3.体积极小，形态多样二、病毒的分类病毒有自己单独的分类系统，其分类依据主要有：病毒的宿主、所致疾病、核酸种类、病毒粒子的大小、病毒的结构、有无被膜等。
2根据病毒不同的专性宿主，可把病毒分为：动物病毒、植物病毒、细菌病毒（噬菌体）、放线菌病毒（噬放线菌体）、藻类病毒（噬藻类体）、真菌病毒（噬真菌体）也可以按照所致的疾病进行分类按核酸分类，可把病毒分为：DNA病毒和RNA病毒。
第二节病毒的形态与结构一、病毒的形态和大小病毒的形状多样，依种类不同而不同球状，卵圆形，砖形，……（动物病毒）杆状，丝状，…… （植物病毒）蝌蚪状，丝状，……（噬菌体）病毒的大小常用纳米来表示（=10-9m）。
如：痘病毒100nm×200nm×300nm，为砖形；口蹄疫病毒直径为22nm。
二、病毒的化学组成和结构（1）病毒的化学组成（大多数病毒由蛋白质和核酸组成，有的含有类脂质、多糖等。
（2）病毒的结构（病毒没有细胞结构，却有其自身特有的结构。
整个病毒体分两个部分：蛋白质衣壳和核酸内芯。
（病毒粒子有两类：一种是不具被膜（囊膜）的裸露病毒粒子；另一种有被膜包围的病毒粒子。
（最简单的病毒只有核酸，不具蛋白质，如寄生在植物体内的类病毒和拟病毒，只有RNA。
病毒粒子结构图，大肠杆菌图病毒的蛋白质和核酸各有不同的功能：蛋白质：主要是保护作用、决定特异性及决定致病性、毒力和抗原性等。
核酸：DNA 或RNA，决定遗传、变异和对宿主细胞的感染力。
有些病毒具有被膜（囊膜），其中还含有类脂质（磷脂、胆固醇等）第三节病毒的繁殖一、病毒的繁殖各类病毒的繁殖过程基本相似，以E.coli T系列噬菌体为例，可分成以下五步： 1. 吸附：病毒吸附于敏感细菌（E.coli细胞）表面的受体上（特定部位）2. 侵入：噬菌体通过水解破坏细胞壁，DNA进入。
3. 复制：细菌自身的DNA被破坏，病毒借助于细菌的合成机构，为自己工作，即复制噬菌体的DNA和其他结构。
4. 装配（聚集）：病毒的DNA和蛋白质等在细菌体内装配成一个完整的大肠杆菌噬菌体。
5.宿主细胞裂解和成熟噬菌体粒子的释放：噬菌体粒子成熟后，导致宿主细胞破裂，释放出噬菌体，10～1000个（平均为300个）。
释放出的新的病毒粒子又可去感染新的宿主细胞。
大肠杆菌图T系列噬菌体繁殖过程图二、病毒的溶原性噬菌体有毒（烈）性噬菌体和温和噬菌体两种类型。
毒（烈）性噬菌体，侵入宿主细胞后立即引起宿主细胞破裂。
温和噬菌体，侵入宿主细胞后，其核酸附着并整合在宿主染色体上，和其一起同步复制，宿主细胞不裂解而继续生长。
含有温和噬菌体的宿主细胞称为溶原细胞。
在溶原细胞内的温和噬菌体核酸，称为原噬菌体或前噬菌体。
溶原性是遗传的，一旦发生变异（自发或诱发），它会转化成毒性噬菌体。
(噬菌体受感染后的两种反应)第四节病毒的培养一、病毒的培养基由于病毒的专性寄生的习性，所以其培养也较为困难，须提供活的敏感细胞，而且它能提供病毒附着3的受体，不对侵入的病毒核酸进行破坏（没有破坏特异性病毒限制性核酸内切酶）。
二、病毒的培养特征在液体培养基内：原先浑浊的菌液变成透明的裂解溶液。
在固体培养基上：宿主细菌菌落上出现空斑（噬菌斑）。
三、病毒的培养动物病毒的培养主要方法有：动物接种鸡胚接种组织培养其中组织培养技术已被广泛应用植物病毒的培养噬菌体的培养双层琼脂法第五节病毒对物理、化学因素的抵抗力及在污水处理中的去除效果一、物理因素温度：高温和低温光（辐射）：干燥：二、化学因素环境中的各种化学因子，会对病毒产生影响。
三、抗菌物质由于病毒的非细胞结构，一般情况下，作用于细胞结构的抗生素对病毒是无效的。
四、病毒的存活和在污水处理中的去除效果环境中存在的各种因子会影响到病毒的生存，所以病毒在各种不同环境中的存活时间是不一样的。
污水处理的不同程度，对病毒的去除效果也是不同的。
一级处理：很低，最多30%二级处理：90-99%三级处理：进一步减少第二章原核微生物在生物分类中，属于原核生物界，包括真细菌的细菌门和蓝细菌门。
细菌门有衣原体、立克次氏体、支原体、螺旋体、粘细菌、古（生）细菌、细菌（真细菌）、放线菌。
蓝细菌门有蓝细菌。
我们重点介绍细菌（包括古细菌）、放线菌和蓝细菌。
本章主要内容细菌：形态结构、培养特征、物理化学性质；古菌：特点、分类；放线菌：形态、培养、应用；蓝细菌：特点、分类。
第一节细菌一、细菌的个体形态和大小细菌属于原核生物，为单细胞，即一个细胞就是一个个体。
细菌的个体（也就是细胞）基本形态有三种：球状、杆状和螺旋状。
1. 球菌－－细胞个体形状为球形，其直径约为0.5－2.0µ。
各类球菌又可以根据其排列方式的不同，进一步分为：单球菌例：脲微球菌双球菌－－成对排列例：肺炎双球菌(肺炎链球菌)链球菌－－成链条状例：乳链球菌四联球菌－－四个叠在一起成田字形例：四联微球菌4八叠球菌－－八个叠成立方体例：甲烷八叠球菌葡萄球菌－－不规则排成一串例：金黄色葡萄球菌 2. 杆菌－－细胞个体形状为杆状，其大小为0.5－1×1—5 µ杆菌有长、短之分，如枯草杆菌、大肠杆菌等，也可按细胞排列、双杆菌、链杆菌。
3. 螺旋菌－－细胞个体形状呈螺旋卷曲状，螺旋的数目和螺距随菌的不同而不同。