4-生化处理(微生物学基础)ppt课件
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微生物优秀ppt课件
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目录
• 微生物概述 • 微生物的形态与结构 • 微生物的生长与繁殖 • 微生物的代谢与调控 • 微生物的生态与环境 • 微生物的遗传与进化 • 微生物的分类与鉴定
01 微生物概述
微生物的定义与分类
微生物定义
微生物是一类肉眼难以看见或看清的微小生物的总称，包括 细菌、病毒、真菌、放线菌、立克次氏体、支原体、衣原体 和藻类等。
微生物分类鉴定的应用实例
在医学领域，通过对病原菌的分类和 鉴定，有助于疾病的诊断和治疗。
在环境科学中，通过对环境中微生物 的监测和分类鉴定，可以评估环境的 污染程度和生态系统的健康状况。
在食品工业中，对食品中的微生物进 行分类和鉴定，可以保障食品安全和 质量。
在生物技术领域，利用微生物的分类 和鉴定技术，可以筛选具有特定功能 的微生物资源，为生物技术的发展提 供支持。
研究现状
随着科学技术的不断进步，微生物学在理论研究和应用实践方面都取得了显著成果。目前，微生物学已广泛应用 于各个领域，如生物医药、环境保护、农业生产等。同时，随着基因组学、蛋白质组学等新技术的发展，微生物 学将迎来更加广阔的发展前景。
02 微生物的形态与 结构
细菌的形态与结构
细菌的基本形态
01
微生物功能
微生物在自然界中扮演着重要角色，如参与物质循环、能量流动、生态平衡等 。此外，微生物还广泛应用于食品、医药、环保、农业等领域，为人类生活带 来诸多便利和益处。
微生物的研究历史与现状
研究历史
微生物学是研究微生物及其生命活动的科学。自17世纪列文虎克用显微镜发现微生物以来，微生物学经历了漫长 而曲折的发展过程，逐渐形成了独立的学科体系。
DNA是主要的遗传物质，RNA 在某些病毒中作为遗传物质。
目录
• 微生物概述 • 微生物的形态与结构 • 微生物的生长与繁殖 • 微生物的代谢与调控 • 微生物的生态与环境 • 微生物的遗传与进化 • 微生物的分类与鉴定
01 微生物概述
微生物的定义与分类
微生物定义
微生物是一类肉眼难以看见或看清的微小生物的总称，包括 细菌、病毒、真菌、放线菌、立克次氏体、支原体、衣原体 和藻类等。
微生物分类鉴定的应用实例
在医学领域，通过对病原菌的分类和 鉴定，有助于疾病的诊断和治疗。
在环境科学中，通过对环境中微生物 的监测和分类鉴定，可以评估环境的 污染程度和生态系统的健康状况。
在食品工业中，对食品中的微生物进 行分类和鉴定，可以保障食品安全和 质量。
在生物技术领域，利用微生物的分类 和鉴定技术，可以筛选具有特定功能 的微生物资源，为生物技术的发展提 供支持。
研究现状
随着科学技术的不断进步，微生物学在理论研究和应用实践方面都取得了显著成果。目前，微生物学已广泛应用 于各个领域，如生物医药、环境保护、农业生产等。同时，随着基因组学、蛋白质组学等新技术的发展，微生物 学将迎来更加广阔的发展前景。
02 微生物的形态与 结构
细菌的形态与结构
细菌的基本形态
01
微生物功能
微生物在自然界中扮演着重要角色，如参与物质循环、能量流动、生态平衡等 。此外，微生物还广泛应用于食品、医药、环保、农业等领域，为人类生活带 来诸多便利和益处。
微生物的研究历史与现状
研究历史
微生物学是研究微生物及其生命活动的科学。自17世纪列文虎克用显微镜发现微生物以来，微生物学经历了漫长 而曲折的发展过程，逐渐形成了独立的学科体系。
DNA是主要的遗传物质，RNA 在某些病毒中作为遗传物质。
微生物学实验ppt课件
器材与试剂的选用原则
03
如无菌操作、适用性、经济性等
02
细菌形态与结构观察
细菌培养及形态特征
01
02
03
细菌培养方法
包括需氧培养、厌氧培养 和兼性厌氧培养等，不同 种类的细菌需要不同的培 养条件。
细菌菌落特征
观察细菌在固体培养基上 形成的菌落，了解其形状、 大小、颜色、透明度等特 征。
细菌细胞形态
05
微生物代谢活性测定
生长曲线测定方法
直接计数法
通过显微镜直接观察并计数微生物数量，适用于较大微生物如细 菌、酵母菌等。
比浊法
利用微生物生长引起培养液浊度变化来测定生长曲线，操作简便 但易受杂质干扰。
平板菌落计数法
将待测样品稀释后涂布于固体培养基表面，培养后计数形成的菌 落数，适用于可形成菌落的微生物。
原理
病毒必须寄生在活细胞内才能增 殖，通过提供适宜的细胞环境， 使病毒在细胞内复制并产生子代
病毒。
病毒检测技术及应用
免疫学方法
利用抗原抗体特异性结合的原理，通过酶联免疫吸附试验 （ELISA）、免疫荧光技术等检测病毒抗原或抗体。
分子生物学方法
基于病毒核酸的特异性，利用PCR、实时荧光定量PCR等技术扩增 并检测病毒核酸。
微生物学实验ppt课件
contents
目录
• 实验基础知识 • 细菌形态与结构观察 • 真菌形态与结构观察 • 病毒培养与检测技术 • 微生物代谢活性测定 • 微生物遗传与变异研究 • 微生物生态学及环境因子影响研究
01
实验基础知识
微生物学概述
类生活中的作用：如 生态平衡、发酵工业 等
生理生化鉴定
利用真菌的生理生化特性，如营养需 求、代谢产物等，进行进一步的分类 鉴定。
2021届高中生物竞赛理论辅导课件-微生物学(基础)04生物工业菌种与种子的扩大培养(共89张PPT)
▪ ⑶ 提供良好的环境条件 ▪ 发酵生产上一般只用三代内的菌种 ▪ ⑷ 用优良的保藏方法 ▪ ⑸ 定期纯化菌种
▪ 二、菌种的复壮 ▪ ⑴ 纯种分离 ▪ 菌落纯 ▪ 细胞纯
单核细胞 枯草芽孢杆菌菌落
▪ ⑵ 通过寄主体进行复壮 ▪ 如杀螟杆菌
米曲霉菌落
▪ ⑶ 淘汰已衰退的个体 ▪ 如“5406”菌种
▪ 三、菌种的保藏
分叉中间体
青霉素
▪ (f) 筛选二价金属离子抗性突变株 ▪ (g) 筛选前体或前体结构类似物抗性突变
株 ▪ (h) 筛选自身所产的抗生素抗性突变株
▪ ㈤ 突变基因的表现 ▪ 菌种的发酵产量决定于菌种的遗传特性和
菌种的培养条件 ▪ 例如，诱变处理四环素产生菌得到的突变
株
第四节 生产菌种的改良
▪ 一、常规的杂交育种 ▪ 青霉菌的杂交过程实际上也是青霉菌准性生
2021届
高中生物竞赛理论辅导课件
微生物学
（基础部分）
第四章 生物工业菌种与种子的扩 大培养
第一节 工业生产常用的微生 物及要求 第二节 工业微生物菌种的衰 退、复壮与保藏
第四章 生物工业菌种与种子的扩 大培养
第三节 育 第四节 第五节
工业微生物菌种的选
生产菌种的改良 种子的扩大培养
第一节 工业生产常用的微生物 及要求
▪ ㈣ 筛选的方法 ▪ ⒈ 制定筛选方案 ▪ 整个流程可分为诱变和筛选两部分。 ▪ 筛选过程主要包括传种斜面、菌株保藏和
筛选高产菌株这三项工作。
▪ ⒉ 营养缺陷型的筛选方法 ▪ 比较：营养缺陷型（auxotroph）、原养型
（prototroph）、野生型（wild type） ▪ 比较：基本培养基（MM）、完全培养基
▪ (a) 利用营养缺陷型筛选
▪ 二、菌种的复壮 ▪ ⑴ 纯种分离 ▪ 菌落纯 ▪ 细胞纯
单核细胞 枯草芽孢杆菌菌落
▪ ⑵ 通过寄主体进行复壮 ▪ 如杀螟杆菌
米曲霉菌落
▪ ⑶ 淘汰已衰退的个体 ▪ 如“5406”菌种
▪ 三、菌种的保藏
分叉中间体
青霉素
▪ (f) 筛选二价金属离子抗性突变株 ▪ (g) 筛选前体或前体结构类似物抗性突变
株 ▪ (h) 筛选自身所产的抗生素抗性突变株
▪ ㈤ 突变基因的表现 ▪ 菌种的发酵产量决定于菌种的遗传特性和
菌种的培养条件 ▪ 例如，诱变处理四环素产生菌得到的突变
株
第四节 生产菌种的改良
▪ 一、常规的杂交育种 ▪ 青霉菌的杂交过程实际上也是青霉菌准性生
2021届
高中生物竞赛理论辅导课件
微生物学
（基础部分）
第四章 生物工业菌种与种子的扩 大培养
第一节 工业生产常用的微生 物及要求 第二节 工业微生物菌种的衰 退、复壮与保藏
第四章 生物工业菌种与种子的扩 大培养
第三节 育 第四节 第五节
工业微生物菌种的选
生产菌种的改良 种子的扩大培养
第一节 工业生产常用的微生物 及要求
▪ ㈣ 筛选的方法 ▪ ⒈ 制定筛选方案 ▪ 整个流程可分为诱变和筛选两部分。 ▪ 筛选过程主要包括传种斜面、菌株保藏和
筛选高产菌株这三项工作。
▪ ⒉ 营养缺陷型的筛选方法 ▪ 比较：营养缺陷型（auxotroph）、原养型
（prototroph）、野生型（wild type） ▪ 比较：基本培养基（MM）、完全培养基
▪ (a) 利用营养缺陷型筛选
完整版医学微生物学ppt课件
01医学微生物学概述Chapter医学微生物学的定义与任务定义任务01020304包括革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌等不同类型的细菌。
细菌包括DNA 病毒、RNA 病毒等不同类型的病毒。
病毒包括酵母菌、霉菌等不同类型的真菌。
真菌包括原虫、蠕虫等不同类型的寄生虫。
寄生虫古代时期文艺复兴时期19世纪20世纪至今02细菌的基本形态与结构Chapter细菌的大小与形态细菌的大小细菌的形态01020304细胞壁细胞质细胞膜核质荚膜鞭毛菌毛芽孢03细菌的生理与遗传Chapter细菌的形态与结构细菌的理化特性细菌的分类与命名030201细菌的理化性质细菌的生长繁殖与代谢细菌的营养类型细菌的生长繁殖细菌的代谢细菌的遗传与变异细菌的遗传物质细菌的变异类型细菌遗传变异的机制细菌遗传变异的意义04细菌的分类与命名Chapter细菌的分类方法数值分类法传统分类法利用细菌的多种特性，通过计算机进行数值分析，确定细菌之间的相似性和差异性，从而进行分类。
分子分类法常见病原菌的分类与命名葡萄球菌属包括金黄色葡萄球菌、表皮葡萄球菌等，引起皮肤和软组织感染、败血症等。
链球菌属包括肺炎链球菌、化脓性链球菌等，引起呼吸道感染、脑膜炎、心内膜炎等。
肠杆菌科包括大肠杆菌、沙门氏菌等，引起肠道感染、泌尿道感染等。
观察细菌的形态、大小、排列方式等特征进行初步鉴定。
形态学鉴定生理生化鉴定免疫学鉴定分子生物学鉴定利用细菌对营养物质的需求、代谢产物的产生以及某些酶的活性等特性进行鉴定。
利用特异性抗体与细菌抗原的结合反应进行鉴定，如凝集试验、沉淀试验等。
基于细菌基因序列的分析和比较，采用PCR 技术、基因芯片技术等手段进行快速、准确的鉴定。
细菌的鉴定与识别05病毒的基本形态与结构Chapter病毒的大小与形态病毒的大小病毒的形态病毒形态各异，常见的有球形、杆状、砖形、丝状、蝌蚪状等。
这些形态与病毒的基因组类型、外壳蛋白的结构以及感染宿主的方式有关。
病毒的基本结构核衣壳包膜病毒的分类与命名病毒的分类病毒的命名06病毒的复制与遗传Chapter病毒的复制周期病毒通过特异性受体吸附于宿主细胞表面，然后将核酸注入细胞内。
《医学微生物学》ppt课件-2024鲜版
2024/3/27
11
03
细菌学
2024/3/27
12
细菌的形态与结构
细菌的基本形态
球菌、杆菌、螺旋菌
细菌的细胞壁与细胞膜
组成成分、功能特点
2024/3/27
细菌的特殊结构
荚膜、鞭毛、菌毛、芽孢
细菌的细胞质与核质
遗传物质、核糖体
13
细菌的生理与代谢
01
细菌的生长繁殖
生长曲线、繁殖方式
2024/3/27
微生物的分类
微生物包括细菌、病毒、真菌、放 线菌、立克次体、支原体、衣原体、 螺旋体等八大类。
4
微生物的形态与结构
细菌的形态与结构
细菌按形态可分为球菌、杆菌和螺形 菌三类。细菌的基本结构包括细胞壁、 细胞膜、细胞质和核质等。
病毒的形态与结构
病毒是一种非细胞形态的生物，其形态 多样，有球形、杆形、砖形、弹状、丝 状等。病毒的结构包括核酸和蛋白质外 壳两部分。
定义
医学微生物学是研究微生物与人体之间相互关系及其致病机理、 免疫机制、诊断与防治的科学。
2024/3/27
任务
揭示微生物的生物学特性、致病性、免疫性及其与宿主相互作 用规律，为疾病的预防、诊断、治疗提供科学依据。
9
医学微生物学的研究对象与内容
2024/3/27
研究对象
包括细菌、病毒、真菌、寄生虫等微 生物及其与人体之间的相互关系。
15
细菌与人类的关系
正常菌群与微生态平衡
菌群种类、数量、分布及作用
条件致病菌与机会性感染
感染条件、致病机制及预防措施
病原菌与感染性疾病
病原菌种类、致病物质及所致疾病举例
细菌在医学领域的应用
微生物学最完整经典 ppt课件
的核糖体为70S
提示：很重要的部分，要牢记
原核细胞与真核细胞的不同，表现在：
A. 原核细胞基因组的大小仅有真核生物基因组大小的一半 B．原核细胞具有单链的DNA分子 C．原核细胞中与DNA结合的蛋白质较少，而且没有核膜包裹 D．原核细胞具有RNA而不是DNA
原核生物
A．具有细胞器，但不具有细胞核 B．能产生ATP，能独立进行生命过程 C．细胞壁含几丁质 D．大多具有环状DNA E．都是厌氧生物
微生物分布
微生物无处不在，我们无时不生活在“微生物的 海洋”中
✓ 细菌数亿/g土壤 ✓ 每张纸币带细菌：900万个 ✓ 人体体表及体内存在大量的微生物
➢ 口腔：细菌种类超过500种 ➢ 肠道：微生物总量达100万亿 ➢ 皮肤表面：平均10万个细菌/cm2 ➢ 粪便干重的1/3是细菌，每克粪便的细菌总数为：1000亿个
✓ 第一步：采用生黑葡萄糖杆菌或弱氧化醋杆菌，将D山梨醇转化为L-山梨糖
✓ 第二步：采用氧化葡萄糖杆菌和芽孢杆菌混合发酵， 将L-山梨糖转化为1-酮基-L-古龙酸，再经化学转化 为维生素C
2019年，泉生热孢菌全基因组序列测定
微生物特点
个体微小
✓ 杆菌的平均长度：2 微米 ✓ 面积/体积比：人 = 1，大肠杆菌 = 30万 ✓ 这样大的比表面积特别有利于它们和周围环境进行物
病毒
亚病毒
拟病毒
类病毒
朊病毒
古细菌
（真）细菌
真菌
酵母菌
霉菌
蕈菌
藻类
原生动物
下列各项中属于原核生物的是＿＿。
A、蓝藻，支原体 B、衣原体，噬菌体 C、衣藻，金鱼藻 D、放线菌，霉菌 真菌通常是指＿＿。 A、所有的真核微生物 B、具有丝状体的微生物 C、霉菌、酵母菌和蕈菌 D、霉菌和酵母菌 下列物种之间相似程度最大的一组是＿＿。 A、疟原虫，血吸虫，蚊子 B、痢疾杆菌，酵母菌，青霉菌 C、蓝藻，硝化细菌，硫细菌 D、水稻，水蛭，水绵
提示：很重要的部分，要牢记
原核细胞与真核细胞的不同，表现在：
A. 原核细胞基因组的大小仅有真核生物基因组大小的一半 B．原核细胞具有单链的DNA分子 C．原核细胞中与DNA结合的蛋白质较少，而且没有核膜包裹 D．原核细胞具有RNA而不是DNA
原核生物
A．具有细胞器，但不具有细胞核 B．能产生ATP，能独立进行生命过程 C．细胞壁含几丁质 D．大多具有环状DNA E．都是厌氧生物
微生物分布
微生物无处不在，我们无时不生活在“微生物的 海洋”中
✓ 细菌数亿/g土壤 ✓ 每张纸币带细菌：900万个 ✓ 人体体表及体内存在大量的微生物
➢ 口腔：细菌种类超过500种 ➢ 肠道：微生物总量达100万亿 ➢ 皮肤表面：平均10万个细菌/cm2 ➢ 粪便干重的1/3是细菌，每克粪便的细菌总数为：1000亿个
✓ 第一步：采用生黑葡萄糖杆菌或弱氧化醋杆菌，将D山梨醇转化为L-山梨糖
✓ 第二步：采用氧化葡萄糖杆菌和芽孢杆菌混合发酵， 将L-山梨糖转化为1-酮基-L-古龙酸，再经化学转化 为维生素C
2019年，泉生热孢菌全基因组序列测定
微生物特点
个体微小
✓ 杆菌的平均长度：2 微米 ✓ 面积/体积比：人 = 1，大肠杆菌 = 30万 ✓ 这样大的比表面积特别有利于它们和周围环境进行物
病毒
亚病毒
拟病毒
类病毒
朊病毒
古细菌
（真）细菌
真菌
酵母菌
霉菌
蕈菌
藻类
原生动物
下列各项中属于原核生物的是＿＿。
A、蓝藻，支原体 B、衣原体，噬菌体 C、衣藻，金鱼藻 D、放线菌，霉菌 真菌通常是指＿＿。 A、所有的真核微生物 B、具有丝状体的微生物 C、霉菌、酵母菌和蕈菌 D、霉菌和酵母菌 下列物种之间相似程度最大的一组是＿＿。 A、疟原虫，血吸虫，蚊子 B、痢疾杆菌，酵母菌，青霉菌 C、蓝藻，硝化细菌，硫细菌 D、水稻，水蛭，水绵
高中生物 微生物学 PPT课件 图文
原核类：细菌 放线菌 蓝细菌 支原体 衣原体 立克次氏体
真核类：真菌（酵母菌 霉菌 蕈菌） 原生动物 显微藻类
非细胞类：病毒 类病毒 朊病毒 拟病毒
二、人类对微生物世界的认识史
史前期 初创期 奠基期 发展期 成熟期
（一）史前期
是指人类还未见到微生物个体尤其是细菌细胞前的一 段漫长的历史时期，大约在距今8000年前一直至公元 1676年间。 在十七世纪末叶以前，人们虽然不知道世界上有微生 物，但在生产和日常生活以及医药卫生方面，我们的 祖先早已与微生物频繁打交道。他们在微生物的应用 和防治方面，不但积累了许多经验，而且还有不少发 明创造。
（二）初创期
从1676年列文虎克用自制的单式显微镜观察到细菌的 个体起，直至1861年近200年的时间。 在这一时期中，人们对微生物的研究仅停留在形态描 述的低级水平上，而对它们的生理活动及其与人类实 践活动的关系却未加研究，因此，微生物学作为一门 科学在当时还未形成。
初创期代表人物
微生物学先驱者 列文虎克，荷兰 的业余科学家。
四、微生物的五大共性
体积小，面积大 吸收多，转化快 生长旺，繁殖快 适应强，易变异 分布广，种类多
（一）体积小，面积大
测量单位： 微米（m，10-6 m） 纳米（nm， 10-9 m）
（一）体积小，面积大
杆菌，平均长度约2 m，宽度0.5 m，1500个杆菌头 尾衔接起来仅有一粒芝麻长; 60-80个杆菌“肩并肩”排列的总宽度，只相当于一根 头发的直径。 相当于一粒苋菜籽重（不到1毫克）的一团细菌，其中 包含的细菌数竟相当于全地球的总人口数（以1985年 为48.5亿计）。
菌为3 000个大气压，植物病毒可抗5 000个大气压。
真核类：真菌（酵母菌 霉菌 蕈菌） 原生动物 显微藻类
非细胞类：病毒 类病毒 朊病毒 拟病毒
二、人类对微生物世界的认识史
史前期 初创期 奠基期 发展期 成熟期
（一）史前期
是指人类还未见到微生物个体尤其是细菌细胞前的一 段漫长的历史时期，大约在距今8000年前一直至公元 1676年间。 在十七世纪末叶以前，人们虽然不知道世界上有微生 物，但在生产和日常生活以及医药卫生方面，我们的 祖先早已与微生物频繁打交道。他们在微生物的应用 和防治方面，不但积累了许多经验，而且还有不少发 明创造。
（二）初创期
从1676年列文虎克用自制的单式显微镜观察到细菌的 个体起，直至1861年近200年的时间。 在这一时期中，人们对微生物的研究仅停留在形态描 述的低级水平上，而对它们的生理活动及其与人类实 践活动的关系却未加研究，因此，微生物学作为一门 科学在当时还未形成。
初创期代表人物
微生物学先驱者 列文虎克，荷兰 的业余科学家。
四、微生物的五大共性
体积小，面积大 吸收多，转化快 生长旺，繁殖快 适应强，易变异 分布广，种类多
（一）体积小，面积大
测量单位： 微米（m，10-6 m） 纳米（nm， 10-9 m）
（一）体积小，面积大
杆菌，平均长度约2 m，宽度0.5 m，1500个杆菌头 尾衔接起来仅有一粒芝麻长; 60-80个杆菌“肩并肩”排列的总宽度，只相当于一根 头发的直径。 相当于一粒苋菜籽重（不到1毫克）的一团细菌，其中 包含的细菌数竟相当于全地球的总人口数（以1985年 为48.5亿计）。
菌为3 000个大气压，植物病毒可抗5 000个大气压。
微生物学PPT课件
生理生化鉴定
利用微生物对特定底物的代谢能力或产生的代谢产物进行鉴定，如 API鉴定系统、Biolog鉴定系统等。
免疫学鉴定
利用抗原抗体反应进行微生物鉴定，如酶联免疫吸附试验（ELISA） 、免疫荧光技术等。
分子生物学鉴定
基于微生物基因序列信息进行鉴定，如PCR扩增、基因芯片技术、高 通量测序等。
常见微生物的识别与鉴定实例
基因表达的调控
基因表达受到多种因素的 调控，包括转录因子、表 观遗传学修饰等。
微生物的基因突变与重组
基因突变的类型
包括点突变、插入突变、缺失突 变等。
基因突变的机制
DNA复制错误、诱变剂作用、转 座子等。
基因重组的方式
同源重组、非同源重组、转导等。
微生物的基因工程与应用
1 2
基因工程的基本技术
包括DNA重组技术、基因克隆技术、基因编辑技 术等。
通过微生物的发酵作用，将垃 圾中的有机物质转化为肥料或 燃料。
土壤修复
利用某些微生物能够降解重金 属或有机污染物的特性，进行 土壤修复。
生物防治
利用某些微生物或其代谢产物 对有害生物进行防治，减少化
学农药的使用。
06
微生物的分类与鉴定
微生物的分类方法与系统发育树构建
传统分类法
数值分类法
基于形态学、生理生化特性和生态学特征 进行分类，如细菌的形态、染色反应、培 养特性等。
01
病毒的基本结构
核酸与蛋白质外壳
02
病毒的特殊结构
包膜、刺突等
03
04
病毒的大小与形态
不同病毒的大小与形态差异
病毒的复制与变异
病毒的复制方式及变异机制
03
微生物的生理与代谢
利用微生物对特定底物的代谢能力或产生的代谢产物进行鉴定，如 API鉴定系统、Biolog鉴定系统等。
免疫学鉴定
利用抗原抗体反应进行微生物鉴定，如酶联免疫吸附试验（ELISA） 、免疫荧光技术等。
分子生物学鉴定
基于微生物基因序列信息进行鉴定，如PCR扩增、基因芯片技术、高 通量测序等。
常见微生物的识别与鉴定实例
基因表达的调控
基因表达受到多种因素的 调控，包括转录因子、表 观遗传学修饰等。
微生物的基因突变与重组
基因突变的类型
包括点突变、插入突变、缺失突 变等。
基因突变的机制
DNA复制错误、诱变剂作用、转 座子等。
基因重组的方式
同源重组、非同源重组、转导等。
微生物的基因工程与应用
1 2
基因工程的基本技术
包括DNA重组技术、基因克隆技术、基因编辑技 术等。
通过微生物的发酵作用，将垃 圾中的有机物质转化为肥料或 燃料。
土壤修复
利用某些微生物能够降解重金 属或有机污染物的特性，进行 土壤修复。
生物防治
利用某些微生物或其代谢产物 对有害生物进行防治，减少化
学农药的使用。
06
微生物的分类与鉴定
微生物的分类方法与系统发育树构建
传统分类法
数值分类法
基于形态学、生理生化特性和生态学特征 进行分类，如细菌的形态、染色反应、培 养特性等。
01
病毒的基本结构
核酸与蛋白质外壳
02
病毒的特殊结构
包膜、刺突等
03
04
病毒的大小与形态
不同病毒的大小与形态差异
病毒的复制与变异
病毒的复制方式及变异机制
03
微生物的生理与代谢
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精品课件
➢静止期（减速增长期）
微生物生长速度开始下 降，细菌总数达到平衡。 当废水中有机物浓度降 低，污泥浓度较高时，微 生物可能处于静止期。 污泥絮凝性好，二沉池 出水水质最好。
精品课件
➢衰老期（内源呼吸期）： 微生物生长速度变为负 值，细菌总数下降。 当有机物浓度低，营养 物明显不足，则可能处于 衰老期。 污泥较松散，沉降性能 好，出水中有细小泥花。
➢ 停滞期(迟缓期） ➢ 对数期（对数增长期） ➢ 静止期（减速增长期） ➢ 衰老期（内源呼吸期）
精品课件
➢停滞期(迟缓期）
微生物的生长速度从 零逐渐开始增加，细菌 总数增加。 出现于污泥培养驯化阶 段，或水质发生变化、 停产后又生产阶段。
精品课件
➢对数期：
微生物以最大速度增 长，细菌总数快速增加。 当废水中有机物浓度 高，且培养条件宜，可 能处于对数期。 处于对数期的微生物 降解有机物速度快，但 沉降性能差。
精品课件
二、微生物的生长规律和生长环境
微生物的生长规律 按微生物的生长速度，其生长可分为四个期：
➢ 停滞期 ➢ 对数期 ➢静止期（减速增长期） 污泥絮凝性好，二沉池出水水质最好。 ➢衰老期（内源呼吸期） 污泥较松散，沉降性能好，出水中有细小泥花。
精品课件
微生物的生长环境
微生物的营养
微生物要求的营养物质必须包
2、微生物的呼吸 微生物的呼吸指微生物利用营养物质获取能量的
生理功能。 ※一切生物时刻都在进行着呼吸，没有呼吸就没有
生命。 呼吸作用中发生能量转换：供细胞合成、其它生命 活动、多余以热量形式释放； 通过呼吸作用，复杂有机物逐步转化为简单物质； 呼吸作用过程中吸收和同化各种营养物质。
精品课件
2、微生物的呼吸类型
长
的
溶解氧是影响生物处理效果
环
溶解氧
的重要因素。
境 因 素
有毒物质
好氧微生物处理的溶解氧一 般以2～4mg/L为宜。
精品课件
微生物的生长环境
微生物的营养
影
响
微
温度
生 物 生 长 的 环 境 因 素
pH 值 溶解氧 有毒物质
在工业废水中，有时存在着对微生 物具有抑制和杀害的化学物质，这 类物质我们称之有毒物质。 其毒害作用主要表现在细胞的正常 结构遭到破坏以及菌体内的酶变质， 并失去活性。 在废水生物处理时，对这些有毒物 质应严加控制，但毒物浓度的允许 范围，需要具体分析。
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第一节 废水处理微生物学基础
➢微生物生理学特性及基本概念
➢ 微生物的生长规律和生长环境
➢生化反应动力学基础
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一、微生物生理学特性及基本概念
1、新陈代谢 生物体在生命活动过程中从外界吸取营养物质并
在体内进行物质转化地交换作用。 底物或基质 污水中可被微生物通过酶的催化作用而进行生物
的pH值适应范围是在4～10之间。 大多数细菌适宜中性和偏碱性
（pH＝6.5～7.5）的环境。 废水生物处理过程中应保持最适
pH范围。 当废水的pH值变化较大时，应设置 调节池，使进入反应器（如曝气 池）的废水，保持在合适的pH值 范 围。
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微生物的生长环境
微生物的营养
影
响
微
温度
生
物
生
pH 值
化学变化的物质。 可生物降解有机物量：有机物的降解转化 可生物降解底物量：包括有机的和无机的可生物
利用物质。
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一、微生物生理学特性及基本概念
分解代谢 (异化作用）)
新陈代谢
合成代谢 (同Hale Waihona Puke 作用)复杂物质分解为简单物质
释放能量 能量代谢
吸收能量
物质代谢
简单物质合成为复杂物质
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一、微生物生理学特性及基本概念
第二篇
水污染控制工程
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内容组成
第一章 水质与水体自净 第二章 水的物理处理 第三章 污水的化学处理 第四章 污水的物理化学处理 第五章 污水的生物化学处理
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废水生物处理的目的、重要性
➢主要目的：
① 不可自然沉淀的胶体状固体物 ② 有机物 ③ 氮和磷
➢重要性：
① 60%以上的有机物只有用生物法去除最经济。 ② 废水中氮的去除一般来说只有依靠生物法。 ③ 城市污水处理厂有90%以上是生物处理法。 ④ 大多数工业废水处理厂以生物法为主体。
微生物的呼吸指微生物获取能量的生理功能
根据受氢体的不同分为
好氧呼吸
厌氧呼吸
根据氧化的底物、氧化产物的不同
按反应过程中的最终受氢体的不同
异养型微生物 （有机物）
自养型微生物 （无机物）
发酵 （有机物）
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无氧呼吸 （无机物）
二、微生物的生长规律和生长环境
微生物的生长规律 按微生物的生长速度，其生长可分为四个期：
生
pH 值
•好氧生物处理
长
中温性微生物
的
适宜温度为25-40 ℃。
环
溶解氧
•厌氧生物处理
境
甲烷菌为中温菌，在33-38 ℃
因
发酵产酸温度控制在52-57 ℃
素
有毒物质
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微生物的生长环境
影 响 微 生 物 生 长 的 环 境 因 素
微生物的营养 温度 pH 值 溶解氧
有毒物质
不同的微生物有不同的pH值适应范 围。 细菌、放线菌、藻类和原生动物
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微生物在废水生物处理中的作用
① 溶解性有机物→CO2和H2O 溶解性无机营养元素：
N→N2 P→富含磷的剩余污泥从水中分离出来 ② 絮凝沉淀和降解胶体状固体物 ③ 稳定有机物
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目录
第一节 废水处理微生物学基础 第二节 废水的好氧生物处理（一） 稳定塘、土地处理 第三节 废水的好氧生物处理（二）--生物膜法 第四节 废水的好氧生物处理（三）--活性污泥法 第五节 废水的厌氧生物处理 第六节 水处理厂污泥处理技术 第七节 生物脱氮除磷技术
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三、生化反应动力学基础
➢ 任务： 1、研究各种因素对反应速度的影响。 2、研究反应机理。 ➢ 内容： 1、底物降解速率与底物浓度、微生物量等因素之间
的关系。 2、微生物的增长速率与底物浓度、微生物量等因素
之间的关系。
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三、生化反应动力学基础
➢ 反应速度
在生化反应中，是指单位时间单位体积
影
括组成细胞的各种原料和产生能
响
量的物质，主要有：水、碳素营
微
温度
养源、氮素营养源、无机盐及生
生
长因素。
物
生
pH 值
长
的
环
溶解氧
境
因
素
有毒物质
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微生物的生长环境
微生物的营养
影
各类微生物所生长的温度范围不
响
同，约为5℃ ～80℃ 。
微
温度
低温性（5-20℃）
生
中温性（20-45℃）
物
高温性（45-80 ℃）
➢静止期（减速增长期）
微生物生长速度开始下 降，细菌总数达到平衡。 当废水中有机物浓度降 低，污泥浓度较高时，微 生物可能处于静止期。 污泥絮凝性好，二沉池 出水水质最好。
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➢衰老期（内源呼吸期）： 微生物生长速度变为负 值，细菌总数下降。 当有机物浓度低，营养 物明显不足，则可能处于 衰老期。 污泥较松散，沉降性能 好，出水中有细小泥花。
➢ 停滞期(迟缓期） ➢ 对数期（对数增长期） ➢ 静止期（减速增长期） ➢ 衰老期（内源呼吸期）
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➢停滞期(迟缓期）
微生物的生长速度从 零逐渐开始增加，细菌 总数增加。 出现于污泥培养驯化阶 段，或水质发生变化、 停产后又生产阶段。
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➢对数期：
微生物以最大速度增 长，细菌总数快速增加。 当废水中有机物浓度 高，且培养条件宜，可 能处于对数期。 处于对数期的微生物 降解有机物速度快，但 沉降性能差。
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二、微生物的生长规律和生长环境
微生物的生长规律 按微生物的生长速度，其生长可分为四个期：
➢ 停滞期 ➢ 对数期 ➢静止期（减速增长期） 污泥絮凝性好，二沉池出水水质最好。 ➢衰老期（内源呼吸期） 污泥较松散，沉降性能好，出水中有细小泥花。
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微生物的生长环境
微生物的营养
微生物要求的营养物质必须包
2、微生物的呼吸 微生物的呼吸指微生物利用营养物质获取能量的
生理功能。 ※一切生物时刻都在进行着呼吸，没有呼吸就没有
生命。 呼吸作用中发生能量转换：供细胞合成、其它生命 活动、多余以热量形式释放； 通过呼吸作用，复杂有机物逐步转化为简单物质； 呼吸作用过程中吸收和同化各种营养物质。
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2、微生物的呼吸类型
长
的
溶解氧是影响生物处理效果
环
溶解氧
的重要因素。
境 因 素
有毒物质
好氧微生物处理的溶解氧一 般以2～4mg/L为宜。
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微生物的生长环境
微生物的营养
影
响
微
温度
生 物 生 长 的 环 境 因 素
pH 值 溶解氧 有毒物质
在工业废水中，有时存在着对微生 物具有抑制和杀害的化学物质，这 类物质我们称之有毒物质。 其毒害作用主要表现在细胞的正常 结构遭到破坏以及菌体内的酶变质， 并失去活性。 在废水生物处理时，对这些有毒物 质应严加控制，但毒物浓度的允许 范围，需要具体分析。
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第一节 废水处理微生物学基础
➢微生物生理学特性及基本概念
➢ 微生物的生长规律和生长环境
➢生化反应动力学基础
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一、微生物生理学特性及基本概念
1、新陈代谢 生物体在生命活动过程中从外界吸取营养物质并
在体内进行物质转化地交换作用。 底物或基质 污水中可被微生物通过酶的催化作用而进行生物
的pH值适应范围是在4～10之间。 大多数细菌适宜中性和偏碱性
（pH＝6.5～7.5）的环境。 废水生物处理过程中应保持最适
pH范围。 当废水的pH值变化较大时，应设置 调节池，使进入反应器（如曝气 池）的废水，保持在合适的pH值 范 围。
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微生物的生长环境
微生物的营养
影
响
微
温度
生
物
生
pH 值
化学变化的物质。 可生物降解有机物量：有机物的降解转化 可生物降解底物量：包括有机的和无机的可生物
利用物质。
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一、微生物生理学特性及基本概念
分解代谢 (异化作用）)
新陈代谢
合成代谢 (同Hale Waihona Puke 作用)复杂物质分解为简单物质
释放能量 能量代谢
吸收能量
物质代谢
简单物质合成为复杂物质
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一、微生物生理学特性及基本概念
第二篇
水污染控制工程
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内容组成
第一章 水质与水体自净 第二章 水的物理处理 第三章 污水的化学处理 第四章 污水的物理化学处理 第五章 污水的生物化学处理
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废水生物处理的目的、重要性
➢主要目的：
① 不可自然沉淀的胶体状固体物 ② 有机物 ③ 氮和磷
➢重要性：
① 60%以上的有机物只有用生物法去除最经济。 ② 废水中氮的去除一般来说只有依靠生物法。 ③ 城市污水处理厂有90%以上是生物处理法。 ④ 大多数工业废水处理厂以生物法为主体。
微生物的呼吸指微生物获取能量的生理功能
根据受氢体的不同分为
好氧呼吸
厌氧呼吸
根据氧化的底物、氧化产物的不同
按反应过程中的最终受氢体的不同
异养型微生物 （有机物）
自养型微生物 （无机物）
发酵 （有机物）
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无氧呼吸 （无机物）
二、微生物的生长规律和生长环境
微生物的生长规律 按微生物的生长速度，其生长可分为四个期：
生
pH 值
•好氧生物处理
长
中温性微生物
的
适宜温度为25-40 ℃。
环
溶解氧
•厌氧生物处理
境
甲烷菌为中温菌，在33-38 ℃
因
发酵产酸温度控制在52-57 ℃
素
有毒物质
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微生物的生长环境
影 响 微 生 物 生 长 的 环 境 因 素
微生物的营养 温度 pH 值 溶解氧
有毒物质
不同的微生物有不同的pH值适应范 围。 细菌、放线菌、藻类和原生动物
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微生物在废水生物处理中的作用
① 溶解性有机物→CO2和H2O 溶解性无机营养元素：
N→N2 P→富含磷的剩余污泥从水中分离出来 ② 絮凝沉淀和降解胶体状固体物 ③ 稳定有机物
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目录
第一节 废水处理微生物学基础 第二节 废水的好氧生物处理（一） 稳定塘、土地处理 第三节 废水的好氧生物处理（二）--生物膜法 第四节 废水的好氧生物处理（三）--活性污泥法 第五节 废水的厌氧生物处理 第六节 水处理厂污泥处理技术 第七节 生物脱氮除磷技术
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三、生化反应动力学基础
➢ 任务： 1、研究各种因素对反应速度的影响。 2、研究反应机理。 ➢ 内容： 1、底物降解速率与底物浓度、微生物量等因素之间
的关系。 2、微生物的增长速率与底物浓度、微生物量等因素
之间的关系。
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三、生化反应动力学基础
➢ 反应速度
在生化反应中，是指单位时间单位体积
影
括组成细胞的各种原料和产生能
响
量的物质，主要有：水、碳素营
微
温度
养源、氮素营养源、无机盐及生
生
长因素。
物
生
pH 值
长
的
环
溶解氧
境
因
素
有毒物质
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微生物的生长环境
微生物的营养
影
各类微生物所生长的温度范围不
响
同，约为5℃ ～80℃ 。
微
温度
低温性（5-20℃）
生
中温性（20-45℃）
物
高温性（45-80 ℃）