水处理生物学(个人整理,不喜勿喷,谢谢)
水处理知识整理
水处理微生物学基础复习整理第一章绪论1、微生物的特点：个体小、种类多、分布广、繁殖快、易变异2、水中常见的微生物：细胞生物，非细胞生物（病毒）。
细胞生物：古菌、原核生物、真核生物原核生物：细菌、放线菌、蓝细菌（俗称蓝藻）、支原体、立克次氏体、衣原体真核生物：（1）藻类（2）真菌---酵母菌、霉菌（3）原生动物---肉足类、鞭毛类、纤毛类（4）微型后生动物第二章原核微生物1、细菌：单细胞，个体微小，结构简单，没有真正细胞核的原核生物。
2、细菌的形态大致上可分为球状、杆状和螺旋状（弧菌及螺菌）3种。
自然界中，以杆菌最为常见，球菌次之，螺旋菌最少。
细菌的基本结构：细胞壁和原生质体。
原生质体位于细胞壁内，包括细胞膜、细胞质、核质和内含物。
鉴别细胞的最常见方法：革兰氏染色法，把细菌分为革兰氏阳性和革兰氏阴性细菌。
操作步骤：（1）用结晶紫染液对细菌染色（2）加媒染剂（碘液）使菌体着色（3）用乙醇脱色（4）用复染液（沙黄或番红）复染（5）显微镜下观察染色后的细菌：蓝紫色则为革兰氏阳性细菌，番红或沙黄的红色则为革兰氏阴性细菌。
革兰氏染色的机理：通过初染和媒染后，在细菌细胞的细胞壁及膜上结合了不溶于水的结晶紫与碘的大分子复合物。
革兰氏阳性菌细胞壁较厚、肽聚糖含量较高和分子交联度较紧密，故在酒精脱色时，肽聚糖网孔会因脱水而发生明显收缩。
再加上它不含脂类，酒精处理也不能在胞壁上溶出大的空洞或缝隙，因此，结晶紫与碘的复合物仍阻留在细胞壁内，使其呈现出蓝紫色。
与此相反，革兰氏阴性菌的细胞壁较薄、肽聚糖位于内层且含量低和交联松散，与酒精反应后其肽聚糖不易收缩，加上它的脂类含量高且位于外层，所以酒精作用时细胞壁上就会出现较大的空洞或缝隙，这样，结晶紫和碘的复合物就很易被溶出细胞壁，脱去了原来初染的颜色。
当蕃红或沙黄复染时，细胞就会带上复染染料的红色。
酒精脱色是革兰氏染色的关键环节。
脱色不足,阴性菌被误染成阳性菌；脱色过度,阳性菌可误染为阴性菌。
水处理生物学复习资料
1细胞壁是包围在细菌细胞最外面的一层富有弹性的、厚实、坚韧的结构。
功能：固定细胞外形，保护细胞不受损；抗氧化作用；分子筛作用；作为鞭毛的支点。
2细胞膜是一层紧贴着细胞壁而包围着细胞质的薄膜。
主要功能为：①选择性地控制细胞内外物质（营养物质和代谢产物）的运送和交换。
②维持细胞内正常渗透压。
③合成细胞壁组分和荚膜的场所。
④进行氧化磷酸化或光合磷酸化的产能基地。
⑤许多代谢酶和运输酶以及电子呼吸链组成的所在地。
⑥鞭毛的着生和生长点。
3荚膜或称大荚膜，其主要功能有：①保护作用。
②作为通透性屏障和离子交换系统。
③贮藏养料。
④表面附着作用⑤细菌间的信息识别作用4、生物膜：是一种不可逆的黏附于固体表面的，被微生物胞外多聚物包裹的有组织的微生物群体1菌落:将单个或少量同种细菌（或其他微生物）细胞接种于固体培养基表面（或内层）时，在适当的培养条件下（如温度、光照等），该细胞会迅速生长繁殖，形成许多细胞聚集在一起且肉眼可见的细胞集合体，称之为菌落。
准确地讲，菌落就是在固体培养基上（内）以母细胞为中心的、肉眼可见的、有一定形态、构造特征的子细胞团。
2生物浓缩：当吸收速率大于体内分解速率与排泄速率之和时，化学物质就会在体内积累，这种现象称"生物浓缩"作用。
20．生物积累：指同一生物个体在不同的生长发育阶段，生物浓缩系数不断增加的现象。
21、生物放大：指生态系统中，某种化学物质的生物浓缩系数在同一食物链上，由低位营养级生物到高位营养级生物逐级增大的现象3、硝化作用：微生物在有氧的条件下把氨氧化为亚硝酸和硝酸的过程。
4、菌胶团细菌的荚膜融合成一团块内含许多细菌5、质粒：在然色体外或者附加与染色体上的带有特异遗传信息的DNA分子6、种群：一个物种在一定空间范围内的所有个体的总和在生态学中称为种群7、生物去除：由于微生物细胞、活性污泥等的吸附作用使得化学物质浓度降低的一种现象8：水体富营养化水体中氮磷含量过高而引起藻类过度繁殖，使得水质恶化，水环境恶化的现象。
水处理生物学名词解释
名词解释1、荚膜：细胞表面有一层粘液性物质，这层粘液性物质如果有一定外形，质地均匀，稠密叫荚膜，是细胞的分泌物2、菌胶团：许多细菌通过荚膜和粘液层粘合在一起，称为菌胶团3、菌落：由单一细胞在固体培养基上培养一段时间后所形成的群体形态4、芽孢：细菌生长到一定阶段，在细胞内形成一种圆形或椭圆形的抵抗不良环境的休眠体5、活性污泥：微生物群体及它们所依附的有机物质和无机物质的总称6、真性运动：有鞭毛的细菌能够很快运动7、非真性运动：没有鞭毛的细菌只能在平衡位置附近作前后左右振动，这样的运动叫非真性运动8、生长因素：微生物生长不可缺少的微量有机物称生长因素。
如氨基酸、维生素等。
9、好氧呼吸：以氧作为最终电子受体的生物氧化过程10、厌氧呼吸：微生物以有机物作为氧化基质，除氧以外的无机物作为最终电子受体的生物氧化过程。
11、发酵：微生物以有机物作为氧化基质，以有机物作为最终电子受体的生物氧化过程。
12、生长曲线：将细菌接种在液体培养基中，隔一定时间取样分析，计算菌数或重量，以菌数的对数或活细菌重量为纵坐标，以时间为横坐标所绘制而成的曲线。
13、变异：任何一种生物的亲代与子代以及个体之间在形态结构和生理机能方面都有所差异14、基因重组：两个不同性状的个体细胞，其中一个细胞（供体）的DNA与另一个细胞（受体）的DNA融合，使基因重新排列，遗传给后代，产生新品种或表达新的遗传性状。
这一过程叫基因重组。
15、基因突变：由于环境条件和物理化学因素的影响，使得生物体内的DNA链上碱基缺乏或者置换或者插入，改变了基因内部原有的碱基排列顺序，而使后代突然表现和亲代显然不同的性状，这种变异称为基因突变。
16、诱变：人为地利用物理化学因素，引起细胞DNA分子中碱基对发生变化叫诱变。
也是无定向的。
17、自发突变：凡是在没有特设的诱变条件下，由外界环境的自然作用（如辐射）或微生物体内的生理和生化变化（如代谢产物过氧化氢的产生）而发生的基因突变称自发突变18、遗传工程（基因工程）：用人工方法，把所需的供体生物的遗传物质-DNA大分子提取出来，在离体条件下切割，把它和载体的DNA分子连接起来，然后引入到某一受体细胞进行正常的复制和表达，从而获得新物种的育种技术。
水处理生物学复习资料(完整版)
绪论1.微生物具有个体微小、结构简单、进化地位低、种类多、分布广、繁殖快、易变异等特点。
2.生物的六界系统：原核生物界、原生生物界、植物界、动物界、真菌界、病毒界。
微生物涵盖了原核生物（细菌、放线菌、螺旋体、支原体、立克次氏体、衣原体）、真核生物（藻类、原生动物、真菌、微型后生动物）、非细胞生物（病毒和亚病毒）3.微生物命名方法采用瑞典博物学家林奈创立的双命名法，即微生物学名=属名+种名4.史前期（约8000年前—1676），各国劳动人民，①未见细菌等微生物的个体；②凭实践经验利用微生物是有益活动（如酿酒、发面、制酱、娘醋、沤肥、轮作、治病等）；初创期（1676—1861年），列文虎克，①自制单式显微镜，观察到细菌等微生物的个体；②出于个人爱好对一些微生物进行形态描述；奠基期（1861—1897年），巴斯德，①微生物学开始建立；②创立了一整套独特的微生物学基本研究方法；③开始运用“实践——理论——实践”的思想方法开展研究；④建立了许多应用性分支学科；⑤进入寻找人类动物病原菌的黄金时期；发展期（1897—1953年），e.buchner，①对无细胞酵母菌“酒化酶”进行生化研究；②发现微生物的代谢统一性；③普通微生物学开始形成；④开展广泛寻找微生物的有益代谢产物；⑤青霉素的发现推动了微生物工业化培养技术的猛进；成熟期（1953—至今）j.watson和f.crick，①广泛运用分子生物学理论好现代研究方法，深刻揭示微生物的各种生命活动规律；②以基因工程为主导，把传统的工业发酵提高到发酵工程新水平；③大量理论性、交叉性、应用性和实验性分支学科飞速发展；④微生物学的基础理论和独特实验技术推动了生命科学个领域飞速发展；⑤微生物基因组的研究促进了生物信息学时代的到来。
第一章原核微生物形态结构1.细胞的基本形态：球状、杆状、螺旋状；2.细菌的基本结构包括细胞壁和原生质体两部分；特殊结构一般指糖被、芽孢、鞭毛三种。
水处理生物学(1)
（二）液体培养基上的群体特征 细菌接种培养1-3天后，观察液体培养基表面生长状态 培养特征：混浊程度，沉淀形态，有无气泡、颜色等 反映微生物与氧气的关系
本次课重点
1.理解水处理生物学及水处理微生物学的定义。 2.水处理微生物的分类。 3.原核微生物和真核微生物的定义。 4.了解微生物的基本结构与特殊结构功能与作用。 5.理解革兰氏染色法步骤和染色机理。 6.G+、G-菌的细胞壁结构差异。
3.奠基期 时间：1861－1897 法国人巴斯德（Pasteur）和德国人柯赫（Koch） 建立良好的研究方法，开创了寻找病原微生物的“黄 金时期”；微生物学以独立的学科形式开始形成。
4.发展期 时间：1897－1953 微生物学进入微生物生化水平的研究；应用微生 物的分支学科更为扩大，出现了抗生素等学科；开始 寻找各种有益微生物代谢产物；各相关学科和技术方 法相互渗透，相互促进，加速了微生物学的发展。
5.成熟期 时间：1953－至今 微生物学从一门在生命科学中较为孤立的以应用 为主的学科，成为一门十分热门的前沿基础学科；在 基础学理论的研究方面，逐步进入到分子水平的研究， 在应用研究方面，向着更自觉、更有效和可人控制的 方向发展。 三、微生物应用 1.微生物能将地球上永无枯竭的纤维素等可再生 资源转化成各种化工、轻工和制药等工业原料。 传统的：乙醇、甘油、乳酸、苹果酸等； 2.利用微生物肥料、微生物杀虫剂或农用抗生素 来取代会造成环境恶化的各种化学肥料或化学农药； 3.利用微生物生产的PHB（聚羟基丁酸酯）制造 易降解的医用塑料制品以减少环境污染。
六、生物的分类 与命名
亚 级
亚种
界 门 纲
目 科
属
种
细菌分类系统
基本单位
国际命名法则：林奈的双名法
水处理生物学
引言一、水处理微生物学的研究对象微生物（microorganism）：是个体很小的生物，其大小用um（微米）度量，肉眼看不见，只有在显微镜下放大以后，才能看到的低等生物。
微生物学：研究微生物的形态、分类和生理等特性；研究它们的生存环境条件；研究它们在自然界物质转化中所起的作用；研究控制它们生命活动的方法。
水处理微生物学：研究水微生物的形态、生理特性和控制方法；研究水微生物在水处理中的作用机理和规律；研究水微生物的检验方法；判定水体污染和自净能力以及水处理效果的好坏。
二、水中常见微生物的类型及特点1、微生物的名称和分类(1)界―门―纲―目―科―属―种微生物的名用二个拉丁语拼写，第一个是属名，词首字母大写,第二个是种名,如：Escherichia coli 大肠杆菌属名相当于我们的姓，种名相当于名。
(2)生物系统分类见图(1-1)2、微生物的动植物属性细菌类不能进行光合作用，不能运动，但属于植物。
植物和动物的本质区别见(表1)：(1)病毒：使用光学显微镜看不见，（病毒个体小于0.2um）必须使用超显微镜或电子显微镜。
(2)原核生物：具用原核细胞的生物，其内部结构简单，细胞的核发育不完全，只是一个核物质高度集中的核区（拟核、似核），不具核膜，核物质裸露，与细胞质没有明显的界限，没有分化的特异的细胞器，只有膜体系的不规则泡沫结构，不进行有丝分裂。
(3)真核生物：具有真核细胞的生物，其内部结构比较复杂，有发育完好的细胞核，有核膜使细胞核和细胞质有明显界限，有高度分化的特异细胞器，进行有丝分裂。
4、微生物的五大特点(1)个体小，面积大；(2)吸收快，转化快；(3)生长旺，繁殖快；几十分钟内可繁殖一代，按一个分裂为两个；(4)适应强，易变异；适应外界环境能力强；(5)分布广，种类多；微生物无处不在；三、微生物在给水排水工程中的作用1、给水工程中去除病原微生物，满足供水水质要求；2、污水处理中的生物处理法利用微生物降解有机物，减少对水体的耗氧污染.由于生物处理法经济有效,迄今为止,仍是有机污水处理的主力军；3、水处理的微生物检查是生物处理功能判断的重要指标；4、微生物在水体自净中的作用；5、土壤的自净作用；第一章细菌的形态和结构1.2.1细菌的外形和大小一、细菌：是微小的，单细胞的没有真正细胞核的原核生物。
水生物处理(自己总结)
细菌的基本构造有细胞壁、细胞质膜、细胞质及其内含物和拟核等G+细胞壁的主要成份是肽聚糖和磷壁酸。
放线菌是一类呈菌丝生长和以孢子繁殖的原核生物，其菌丝有基内菌丝、气生菌丝、孢子丝三种类型。
1、微生物：是肉眼看不见或看不清楚地微生物的总称微生物的特点：个体小、繁殖快、种类多、分布广、易变异水中的微生物:细胞生物{古菌、原核生物[细菌、放线菌、蓝细菌、支原体立克次氏体衣原体]真核生物[藻类、真菌（酵母菌霉菌）原生动物（肉足类鞭毛类纤毛类）微型后生动物]}、非细胞生物病毒2、细菌的形状可分为杆状球状螺旋状三种3、革兰氏染色法：（1）概念：结晶紫初染，碘液媒染，酒精脱色、番红或沙黄复染（2）结果：蓝紫色是革兰氏阳性，红色为革兰氏阴性，其结果与细胞壁有关（3）关键：95%的酒精脱色30秒（4）原理：革兰氏阳性细胞壁含肽聚糖多，结构紧密酒精洗脱时肽聚糖脱水收缩，脂类少，不会产生细胞壁空洞或缝隙结晶紫和碘液的颜色不会被洗掉。
阴性细胞壁肽聚糖含量少脂类多酒精脱色时细胞壁容易产生空洞缝隙结晶紫和碘液被洗掉沙黄复染，最后是红色（5）意义：用于细菌形态的鉴别和分类，是细菌分类的重要意义。
4、细胞膜：（1）控制细胞内外营养和废物的运输和交换（2）维持细胞内外正常渗透压（3）合成细胞壁和荚膜的场所（4）鞭毛的着生点和生长点（5）许多代谢酶和运输酶以及电子呼吸链组成的场所（6）进行氧化磷酸化或光化磷酸化的产能基地5、内含物：是细菌新陈代谢的产物，或是贮备的营养物质6、菌胶团：（1）概念：荚膜物质融合成一团内含许多细菌时成为菌胶团。
（2）意义：菌胶团在污水处理中，是细菌的主要存在形式（1）可以防止细菌被动物吞噬（2）新生的菌胶团，具有良好的污水处理性能，结构紧密，吸附和分解有机物能力高，具有良好的沉降性（3）老的菌胶团，结构松散，颜色较深，废水处理能力下降7、鞭毛的主要成分是蛋白质，鞭毛是细菌运动器官，鞭毛运动引起菌体运动。
8、细菌的繁殖方式有裂殖、二分裂、三分裂、复分裂，最主要的分裂方式为二分裂9、菌落：将单个或少量同种细菌（或其他微生物）细胞接种于固体培养基表面，在适当的培养条件下，迅速繁殖生长形成许多细胞聚集在一起且肉眼可见的细胞集合体，称之为菌落意义：微生物计数、分类鉴别依据之一10、放线菌以孢子繁殖为主11、丝状细菌：铁细菌硫细菌球衣细菌铁细菌：化能异养好氧在铸铁管道内，会大量繁殖，堵塞管道降低流速硫细菌：化能异养好氧在给排水处理中，适当的繁殖会有助于污水处理，大量繁殖会造成污泥膨胀球衣细菌：化能自养好氧在给排水中适当繁殖会有助于废水有机物的去除处理，大量繁殖，会使污泥沉降性下降，造成污泥膨胀12、支原体、立克次氏体、衣原体是三类代谢能力差，主要营细胞内寄生的小型原核生物13、古菌：产甲烷古菌是一大群在严格厌氧条件下产生甲烷的菌14、酵母菌是最低等的真核微生物。
水处理生物学(4)
3.原生动物的繁殖 当条件适宜，营养充足时，原生动物会大量繁殖， 采用的方式有无性繁殖和有性繁殖。 一般情况下，以无性繁殖（二分裂）为主，又可 分为横分裂和纵分裂两种，多采用横分裂形式。 另外，有的原生动物也采用出芽生殖。实际也是 一种二分裂，只是形成的两个子体大小不等，大的子 细胞称母体，小的子细胞称芽体。
4.常见的原生动物 根据原生动物的细胞器及其他特点，可将其分为： 鞭毛纲、纤毛纲（包括吸管纲）、肉足纲和孢子纲。 前三者广泛存在水体中，在污水处理中起重要作用。 1）肉足类 机体表面只有细胞质形成的一层薄膜，没有胞口 和胞咽结构。形体小，无色透明，大多数没有固定形 态，随着体内细胞质的不定向流动而成多种姿态。能 形成伪足作为运动和捕食器官。为全动性营养。 可分为两个亚纲： 根足亚类：可改变形态，称为变形虫。 辐足亚类：伪足呈针状，不变形，固定为球状。
二、底栖动物分类 底栖动物包括底栖动物与底栖植物两大类。 底栖植物主要是水生维管束植物和藻类；底栖 动物包括腔肠动物、海绵动物、扁形动物、线性动 物、环节动物和节足动物。 根据其大小可分为三大类： 1) 大型底栖动物（ 不能通过500μm筛网） 2) 微型底栖动物（ 能通过42μm筛网） 3) 小型底栖动物（ 能通过42—500μm筛网） 三、底栖动物的生活类 型 1.固着动物：在水底表面或突出物上营终生固着或 临时固着的水生动物。低等种类有海绵和刺胞动物。
永久固着生活的有淡水壳菜，临时固着的有蛭 类和摇蚊和石蛾幼虫等。 2.穴居动物：将身体的全部或大部分埋藏于疏松 的底质中。淡水中有线虫、颤蚯蚓寡毛类、双壳类 软体动物和摇蚊类幼虫。一般认为90%生活在20cm 的底质中。 3.攀爬动物：泛指爬行于底质表面和攀缘于水底 突出物（水草）上的动物。一般个体较大，有重壳。 常见有环棱螺、圆田螺及甲壳类的蟹类和螯虾等。 4.钻蚀动物：用机械或化学方法在较硬的物体上 钻蚀空洞。多见海洋生物，如船蛆。
水处理生物学 考点
（一）细菌1.三种基本形态：球状（0.5~2μm），杆状（长1~5μm，宽0.5~1μm），螺旋状（宽0.5~5μm，长5~15μm）2.革兰氏染色：操作过程是：结晶紫初染、碘液媒染、酒精脱色、蕃红或沙黄复染。
（G阳性蓝紫色，G阴性红色） 3.革兰氏染色原理：通过初染和媒染后，在细菌细胞的细胞壁及膜上结合了不溶于水的结晶紫与碘的大分子复合物。
革兰阳性菌细胞壁较厚，肽聚糖含量较高，分子交联度较紧密，故在酒精脱色时，肽聚糖网孔会因脱水而发生明显收缩，再加上它脂类很少，结晶紫与碘复合物仍阻留在细胞壁内，使其呈现出蓝紫色。
革兰阴性菌细胞壁较薄，肽聚糖位于内层且含量低，交联松散，脂类含量高且位于外层，这样，结晶紫和碘的复合物很容易就被溶出细胞壁，脱去原来初染的颜色。
当蕃红或沙黄复染时细胞就会带上复染染料的红色。
4.细菌细胞的结构：（1）内含物：内含物是细菌新陈代谢的产物，或是贮备的营养物质。
促进细菌的生长和代谢。
（2）荚膜：保护作用，堆积代谢废物，贮藏养料，表面附着作用。
（3）芽孢：某些细菌在生活史的一定阶段，细胞内会形成一个圆形或椭圆形、壁厚、含水量低、抗逆性强的休眠体，称为芽孢。
不具备繁殖能力，具有极强的抗热、抗化学药剂、抗辐射等能力。
芽孢是抵抗恶劣环境的一个休眠体。
（4）鞭毛：主要成分是蛋白质，有时还含有极少量的多糖和脂类等。
鞭毛是细菌的运动器官，鞭毛运动引起菌体运动。
5.主要繁殖方式：裂殖（包括二分裂，三分裂，复分裂） 6.菌落的定义和作用：（1）定义：将单个或少量同种细菌（或其他微生物）细胞接种于固体培养基表面（或内层）时，在适当的培养条件下（如温度，光照等），该细胞会迅速成长繁殖，形成许多细胞聚集在一起且肉眼可见的细胞集合体，称之为菌落。
（2）作用：菌种鉴定7.放线菌：（1）形态结构：大部分的菌体由不同长短的纤细菌丝组成，内部相同，一般无隔膜。
菌丝可分为基内菌丝（营养菌丝）、气生菌丝、孢子丝。
水处理生物学5
大肠杆菌的T4噬菌体结构（复合对称型）
图５-２ 病毒的粒子的基本结构
壳体
核酸 包膜
核壳体
刺突
8
病毒的化学组成 病毒蛋白： 主要功能： A、病毒粒子外壳，保护病毒核酸活性。 B、感染的特异性。 核酸：RNA或DNA 病毒包含体：寄主细胞中，由寄主蛋白质包裹病 毒体形成的聚集体。
脂类和糖类、无机阳离子等。
发现
1892年，俄罗斯 伊万诺夫斯基 烟草花叶病感病因子 （细菌滤器滤过性）
一、病毒的特点
1935年，美国生物化学家 斯坦莱
烟草花叶病毒结晶
1. 个体极小 大多数比细菌小的多，须借助电子显微镜才能看
到，大小以纳米表示。
1
2. 专性寄生 病毒没有细胞结构，没有独立的代谢活动，它们
只能在特定的生活着的寄主细胞中繁殖，脱离了寄 主细胞便不能进行任何形式的代谢活动。在活体外 病毒不具任何生命特征。
11
的DNA通过尾髓被注入细菌细胞，蛋白质外壳则留在 细胞外。
三、复制与合成
病毒侵入到敏感细胞后，引起寄主细胞代谢发生
改变，生物合成不再由细胞本身支配，而受病毒核酸
携带的遗传信息所控制。病毒利用细胞的合成机构，
如核糖体、酶系统等，使病毒核酸复制，并合成大量
的蛋白质。
12
四、装配与释放
病毒的核酸和蛋白质是分别合成的，因而需要将 它们组装在一起才能成为成熟的病毒粒子。装配就是 将合成的病毒各部分组装在一起成为成熟病毒粒子的 过程。
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。
一、微生物的化学组成 微生物体内的70～90％为水，剩下的为干物质。
干物质，则主要为有机物和无机物组成。其中，有机 物约占干重的90%~97％,主要为蛋白质、核酸、糖和 脂肪。
水处理生物学(12)
有机污染物种类、特性
来源 人工合成 天然成分
分子量
复杂 简单
形态
固态 液态 气态
浓度
高浓度 低浓度
降解能力
可生物降解 非生物降解
决定了是否采用微生物处理以及选用哪种微生 物处理方法
生物处理
一、污水的好氧生物处理 好氧生物处理是在有氧的情况下，借助好氧微生
硫化细菌：无色硫磺细菌（贝日阿托氏菌、发硫菌） 紫色硫磺细菌（八叠硫菌、紫硫菌）
（二）反硫化作用 硫酸盐还原菌在缺乏氧气的条件下，把硫酸盐还
原成硫化氢释放出来，叫反硫化作用。(P214图17)
二、磷的生物转化
有机磷化物在有氧的条件下，可被大多数细菌分 解形成磷酸盐。
在厌氧条件下，磷酸盐可以被索状芽孢杆菌、大 肠杆菌等微生物作用而还原。
牢记安全之责，善谋安全之策，力务 安全之 实。202 0年10 月19日 星期一6 时7分3 4秒Mo nday , October 19, 2020
相信相信得力量。20.10.192020年10月 19日星 期一6 时7分34 秒20.1 0.19
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三、金属的生物转化
自学铁、铬、汞的金属的生物转化 第六节 生物对污染物的浓缩与吸附作用
基本概念 生物浓缩：生物个体或出于同一营养水平的生物
种群，从环境中吸收积累某种元素或化合物，使体内 该物质超过环境中该物质浓的现象。
生物吸附：微生物细胞小，具有很大的比表面积， 具有吸附有机颗粒、胶体物质、溶解性有机物，特别 是疏水性有毒有害有机污染物的能力。
影响硝化作用的环境因素 (1)pH值：适宜微碱性 (2)温度：4-40℃，最适：25-35℃ (3)通气：需氧 硫化作用
水处理生物学-第四章
生长环境
生长在有机物丰富的静 止水体或缓慢的流水中， 对温度的适应范围广， 大量繁殖时形成绿色、 红色或褐色的水华
是水体富营养化的指示生物
绿藻门
特点：
形体多样，有单细胞体、群体、多细 胞丝状体、多细胞片状体等类型；
绿藻的细胞内，都具有真核，有核膜、 核仁；细胞壁分两层，内层主要是纤 维素组成，外层为果胶质，常常粘液 化。
酵母菌的应用
➢酵母菌是人类利用最早的微生物，与人类关系密切 （家 养微生物）。
根据藻类的光合色素的种类、个体形态、细 胞结构、生殖方式和生活史等分为10门：
原核：蓝藻门
金藻门
真核：裸藻门、绿藻门、轮藻门、金藻门、 黄藻门、硅藻门、甲藻门、红藻门及褐藻门
裸藻门
特点：
（1）不具有细胞壁 （2）有鞭毛，能运动 （3）多数具有叶绿体 （4）繁殖方式为纵裂 （4）环境恶化，裸藻失去鞭毛形成 胞囊
第三节 藻类
一 藻类的一般特征
1.形态大小和细胞结构 形体大小和结构差异大，小的藻类只能在光学显 微镜下观察； 有单细胞的个体和群体，群体是若干个个体以胶 质相连，大小以微米计；
2.习性 真核藻类具有叶绿体，光能自养，可进行光合作 用；少树腐生，极少数共生。 生长条件：阳光、pH4～10
二 藻类的分类及简介
（1）全动性营养－－绝大多数 吞食其他生物和有机颗粒为食 （2）植物性营养 ✓ 有色素的原生动物如绿眼虫等，进行光合作用。 （3）腐生性营养 ✓ 某些无色鞭毛虫或寄生的原生动物，借助体表
的原生质膜吸收环境和寄主中的可溶性有机物。
6.原生动物的繁殖
当条件适宜，营养充足时，原生动物会大量繁殖，采用的方式 有无性繁殖和有性繁殖。 一般情况下，以无性繁殖（二分裂）为主，又可分为横分裂和 纵分裂两种，多采用横分裂形式。
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一章绪论1－1.解释下列名词1.微生物:微生物并非生物分类名词，而是对所有形体微小、结构简单、要借助显微镜才能看得见的单细胞生物或个体发育简单的多细胞生物和非细胞生物的统称。
2.环境微生物学：主要以微生物学本学科的理论与技术为基础，重点研究污染环境的微生物学。
3.非细胞生物：没有细胞结构存在的生命。
4.原核生物：由原核细胞组成的生物。
如细菌、放线菌、支原体等。
5.真核生物：所有的单细胞或多细胞的、其细胞具有细胞核的生物的总称。
1－2.环境微生物学研究的内容和任务是什么？环境微生物学研究的内容：微生物生命活动及其规律及对它们进行应用。
任务：防止和消除有害微生物活动化害为利。
并充分利用有益微生物资源，为人类造福。
1－3.微生物有何特点？环境中微生物包括哪些主要类别？微生物特点：1.个体小，表面积大 2.种类多，分布广泛 3.生长繁殖快 4.适应性强，易发生遗传变异主要类别：无细胞结构的病毒、噬菌体单细胞结构的主克次氏体、细菌、放线菌多细胞结构的真菌、原生动物、藻类1－4.我国现行的生物分类把生物分为哪几类？微生物分别属于什么界？我国现行的生物分类：病毒界、原核生物界、真核原生生物界、真菌界、植物界、动物界二章微生物的形态结构2－1.解释下列名词：1.细胞壁；包围在细菌细胞最铺面的一层富有弹性的厚实坚韧的结构，具有固定细胞外形和保护细胞不受损伤等功能。
2.细胞质膜；一层紧贴着细胞壁而包围着细胞质的薄膜，主要有蛋白质，脂类，少量糖类。
3.质粒；细菌染色体外的遗传物质，是一环状DNA分子，能自我复制，独立存在，稳定遗传，仅在原核生物和真核生物的酵母。
4.核糖体；分散于细胞质中，其沉降系数为70S（由30S和50S两个亚单位组成），主要成分为RNA（60％）和Pr（40％）5.同形分裂；分裂后所形成的两个子细胞个体大小基本相同。
6.异形分裂；分裂后所形成的两个子细胞个体大小不同，一个大，一个小。
7.菌落；由一个和少数几个细胞分裂形成成千上万个细胞，大量细胞由于固体培养基限制其扩散，聚集在一起形成肉眼可以看见的群落8.气生菌丝；营养菌丝生长发育到一定程度，伸展于基质表外，暴露于空气中9. 基内菌丝；放线菌伸入营养物质内或表面的菌丝体，主要在于吸收营养物质、固定菌落10. 寄生；从活的有机体内吸收营养使自己生存11. 腐生；从无生命的死亡有机体上吸取营养12. 半保留复制；细菌DNA分裂过程中的自我复制是将双链打开成单股，然后在打开的链上按碱基互补原则复制成两条新的双链，其中每条新的双链都会有原来的一条单链。
13.核质；由单一密闭环状DNA分子反复回旋卷曲盘绕组成的松散网状结构14. 原生质体；脱去细胞壁的植物、真菌或细菌细胞以适当方法，如溶菌酶除去G+细菌的细胞壁，剩下的部分15. 球形体：G-细菌用同样的方法处理仍有部分细胞生物质未除去，所得的部分2－2.细菌有哪几种形态？各举一种细菌为代表。
球菌. 肺炎双球菌杆菌芽孢杆菌螺旋菌与弧菌逗号弧菌2－3.细菌有哪些一般结构和特殊结构？它们各自的化学组成和生物功能是什么？一般结构：1.细胞壁 G+肽聚糖，磷壁酸. G-脂多糖，脂蛋白，肽聚糖.①保持细胞外形，提高机械强度；②抑制机械和渗透损伤；③介导细胞间相互作用（侵入宿主）④；防止大分子入侵；⑤协助细胞运动和生长，分裂和鞭毛运动。
2.细胞膜蛋白质，脂类，少量糖类①控制细胞内外物质运送和交换 2.维持渗透压 3.合成细胞壁组分和夹膜的场所 4.进行氧化磷酸化或光合磷酸化的产能基地 5.许多代谢酶和运输酶及电子呼吸链组成的所在地 6.鞭毛的着生地和生长点3.细胞质水，蛋白质，核酸，脂类不流动，有各种酶系统，新陈代谢活动4.核质体 DNA携带遗传信息5.内含物异染颗粒（磷源和能源的贮藏物，可降低细胞渗透压），聚B-羟基丁酸盐（PHB)（特有的一种碳源和能源贮藏物），肝糖和淀粉粒（碳源和能源的贮藏物），硫粒（元素硫的贮藏物），气泡（调节细胞比重，使漂浮于最知水层中）特殊结构：1.荚膜与粘液层主要是多糖1.保护作用2.作为通透性屏障和离子交换系统3.贮藏养料4.表面附着作用5.细菌间识2.鞭毛与繖毛鞭毛主要为Pr，少量糖类或可能有脂类。
鞭毛的主要作用在于运动，其次它还具有抗原特异性（H抗原）繖毛：多数G+少数G-细菌有，在电镜下观察，它比鞭毛更细、更短及硬，数量更多的细丝，中空。
直径一般7－20nm，主要由Pr组成。
功能：1）、细菌结合时遗传物质的通道，2）、细菌被噬菌体吸附的位点。
3）、细胞附着于其他物体、生物上的工具。
3.芽孢和体胞晶体芽孢为休眠体，高折光性体胞晶体的主要成分为蛋白质2－4.试比较细菌、放线菌、霉菌的主要异同点。
细胞结构群体特征繁殖方式细菌原核细胞菌落光滑，湿润有些透明二分裂放线菌原核细胞菌落表面丝绒状，干燥不透明孢子生殖霉菌真核细胞菌落较大，干燥不透明，有颜色孢子生殖酵母菌真核细胞与细菌菌落相似，出芽、孢子生殖2－5.蓝细菌与藻类有何差异？蓝细菌是一类含有叶绿素a具有放氧性能光合作用的原核微生物，藻类是植物，是真核微生物2－6.原生动物有何形态，生理特征？它们在污水处理工程中有何用途？单细胞生物，个体差异大，几微米到几十微米不等，无细胞壁，外有一层质地富弹性的膜；一个或多个细胞核，为真核，形成食物泡，有伸缩泡，无液泡；食物方式为：吞食小动物、细菌等固体物质，食物溶于体内消化；鞭毛、纤毛或伪足运动。
生殖方式：1、无性生殖：二分分裂，孢子有丝分裂（核分裂核膜不消失），鞭毛型为纵分，其他为横分裂。
2、有性生殖：孢子结合，纤毛虫纲为接合，同形、异形孢子。
形成休眠体，能抵抗外界不良环境。
用途在废水处理中主要是细菌的作用，分解有机质的能力最强；其次为原生动物，占总微型动物的90％以上。
1、原生动物对废水净化的影响；1）、原生动物因能直接利用有机质而起废水净化作用；2）、纤毛虫类可促进生物絮凝作用，促进净化；3）、原生动物靠吞食细菌改善出水质量。
2、以原生动物为生物指标依据：各种原生动物的环境要求不同，利用种群的生长情况控制内容：1）、原生动物种类的变化及组成2）、各种种类的数量变化当曝气池中有机负荷、曝气时间、有机质去除率大幅度变化时，种类变化小，而各主要种类的数量变化大。
3）、各种群的代谢活动的变化2－7.试比较G+和G－细菌细胞壁的化学组成与结构异同。
G+（结晶紫的蓝紫色）肽聚糖，磷壁酸. 单层G-（蕃红或沙黄的红色）脂多糖，脂蛋白，肽聚糖. 外层和内层2－8.什么是革兰氏反应？革兰氏染色的原理和主要步骤是什么？反应主要与细菌细胞壁有关细菌最常用的染色法之一，方法是：1).草酸铵结晶紫染2).加碘液媒染，细菌着色。
3).酒精脱色4).蕃红或复红（碳酸复红）染色结果分两类：1紫色菌：经酒精脱色后紫色不褪为G+2红色菌：经酒精脱色后紫色褪掉为G-2－9.试述荚膜的特点及产荚膜细菌在污水生物处理中的作用。
质地疏松的粘稠状物质，具有一定的外形，相对稳定地附着于细胞壁外通常一菌一膜，有的多菌一膜，这许许多多的细菌包围在一个荚膜中，被称为菌胶团。
作用菌胶团是活性污泥的重要组成部分，有较强的吸附能力、氧化有机物的能力，在废水处理中有较为重要的作用。
2－10.试述藻类的特点及其在环境工程中的应用。
有叶绿素，可光合作用，单细胞或多细胞。
没有根茎叶的分化，主要为水生，为浮游生物。
应用1、给水中的害处：异常增殖2、废水处理中的应用2－11.病毒的主要形态生理特征是什么？它们如何进行繁殖？病毒和噬菌体是没有细胞结构，具有一个核酸芯子和一个蛋白质外壳，不能独立生活，只能在其他生物细胞内繁殖，能独立的自我复制，并将遗传性状遗传给下一代。
进行繁殖：吸附，侵入和脱壳，复制和合成，装配和释放2－12.霉菌菌丝分哪几种？酵母菌有何区别？营养菌丝摄取营养气生菌丝伸入空气中形成孢子和释放孢子酵母菌芽细胞不脱离母体，又长新芽，子细胞和母细胞连接在一起，形成藕节状或竹节状的细胞串，称为假菌丝或真菌丝。
2－13.真菌的有性和无性孢子是哪些？真菌三纲一类分类的依据是什么？无性孢子：细胞壁加厚，可抗不良环境，没有经两性结合产生的孢子。
1）、节孢子：由菌丝体断裂2）、原垣孢子：是菌丝体的一部分，在菌丝段某处原生质浓缩，壁加厚。
3）、分生孢子：在气生菌丝顶端，产生于孢子梗上。
4）、孢囊孢子：长生于气生菌丝顶端一个特殊的子囊内。
5）、芽生孢子：由生殖细胞萌芽产生的有性孢子：经两性结合后产生的孢子。
1）、卵孢子：由生殖菌丝的两个不同孢子囊结合形成2）、接合孢子：两个形态基本相同的孢子囊接合而成3）、子囊孢子：两性结合后孢子产生于一个子囊内4）、担孢子：形体如扁担，是一种外生有性孢子分类的依据真菌的形态，繁殖方式，细胞壁的化学成分2－14.为什么革兰氏阳性细菌比阴性继续对青霉素敏感？青霉素通过抑制细菌细胞壁四肽侧链和五肽交连桥的结合而阻碍细胞壁合成而发挥杀菌作用2－15.芽孢有何特点？1.较厚的细胞壁和较高的折光性，2.普通燃料不易着色，3.生理上耐热性强4.对干燥，X射线，紫外线，化学药物等不良环境有抗性5.为休眠体，代谢缓慢。
2－16.哪些化学成分是原核生物细胞特有的？细胞壁：肽聚糖、胞壁酸、磷壁(酸)质、二氧基庚二酸、D-氨基酸三章微生物的生理代谢3－1.解释下列名词营养物质；环境中能被微生物利用的物质称营养物质有机元素；C、H、O、N四种构成水分和有机物质的元素矿质元素；除去C、H、O、N四种构成水分和有机物质的元素外，其它元素统称为无机质（矿物质）成分。
微量元素；研究体系中含量小于0.1%的元素称为微量元素碳源；凡能供给MS碳素骨架的营养物质氮源；提供细胞组分中氮素来源的各种物质生长素；1、凡是MS生长不可缺少的微量有机物如aa、嘌呤、嘧啶、维生素等；2、狭义的即维生素。
自养；碳源是CO2的微生物异养；碳源来源于各种有机物辅酶；是指与Pr结合较紧的辅基；与Pr结合较松，可通过透析除去载体；能传递电子、原子及化学基团代谢作用；异化与同化作用的统一酶；由活体生物产生的，以蛋白质为主要成分，具有高度专一性，高度催化活性的生物催化剂。
3－2.微生物细胞主要由哪些元素组成？含量如何？C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg、Fe等主要元素组成1、水是最主要的成分：细菌75-85％；酵母70-85％；丝状真菌85-90％2、干物质约占鲜重的10-30％其中C、H、O、N四种约占90-97％，3-10％为矿物质元素。
3－3.微生物需要哪些类型的营养物质？碳源，氮源，能源，生长因子，无机盐，水3－4.根据微生物对碳源和能源要求不同可把它们分成哪几种营养类型？各类型有何主要特点？光能自养型以日光为能源，以CO2为碳源光能异养型以日光为能源，以有机物为主要碳源化能自养型生活能源来自于化学能，主要碳源为CO2化能异养型能源来自于有机物质的氧化，碳源主要来自于有机物3－5.试述自养与异养微生物的主要区别。