环境工程微生物学0 绪论

※ 三、微生物的特点 1、体积小，面积大 2、分布广，种类多 3、生长旺，繁殖快 4、适应强，易变异
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微生物的形体极小，代谢类型多样化，生长繁殖速 度惊人，在最适条件下，20分钟就能繁殖一代；在 动植物不可能生长的地方都有微生物分布和生长 微生物较动植物的变异性大的多，为人类改造他们 提供了更大的可能性。从分子生物学观点来看，微 生物基因组较小，调控系统简单，进行基因操作比 动植物容易
生物三大资源：动、植、微生物。微生物既能提供 多样化的产品，又适合在人工控制条件下进行大规 模生产，而不受气候等因素的影响，它是一类生产 性能优越、开发前景广阔的生物资源
微生物的“生物界之最”
个体最小 数量最多 分布最广
形态最简
变异最易 起源最早
‘胃口’最大 抗性最强 发现最晚 食谱最广 休眠最长 界级最宽 繁殖最快 种类最多
垃圾处理：堆肥是微生物处理垃圾的 典型例子。垃圾分类后，有机组分的 垃圾分层堆放，有氧或缺氧条件下， 有机物转化成为有肥效的腐殖质。
微 生 物 学 相 关 网 站
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总 结
绪 论 第二节 环境工程微生物学的研究对象和任务 第三节 微生物的概述 1、微生物的命名：二名法 2、原核微生物与真核微生物 3、微生物的特点
各类群微生物有各自的分类系统，目前有三个比较 全面的分类系统： • 一是苏联克拉西尼科夫(KpacHJIbHHKOB)所著 《细菌和放线菌鉴定》(1949)中的分类。 • 二是法国普雷沃(Preot)所著《细菌分类学》(1961) 中的分类。 • 三是美国细菌学家协会所属伯杰氏鉴定手册董事 会组织各国有关学者写成的《伯杰氏鉴定细菌学 手册》(Berey’s manual of Determinative Bacteriology)中的分类。该手册1923年出第一版， 至今出了九版，1957年的第七版和1974年的第八 版一直被广泛应用。
※ 二、原核微生物与真核微生物
（一）原核微生物：核很原始，发育不全，只是DNA链 高度折叠形成的一个核区，无核膜，核质裸露，与细 胞质无明显的界线，无细胞器，只有由细胞质膜内陷 形成的不规则的泡沫结构体系，不进行有丝分裂。 包括古菌、细菌、放线菌、蓝细菌、立克次氏体、支 原体、衣原体、螺旋体。 （二）真核微生物：有发育完好的细胞核，核内有核仁 和染色质。有核膜将细胞核和细胞质分开，两者有明 显界线，有高度分化的细胞器，进行有丝分裂。 包括除蓝细菌外的藻类、酵母菌、霉菌、伞菌、原生 动物、微型后生动物等。
类病毒）和细胞结构微生物 按有无细胞核膜、细胞器、有丝分裂分：原核微 生物和真核微生物
一、微生物的分类和命名
（一）微生物的分类
按微生物的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，从大到小，按域、界、 门、纲、目、科、属、种等分类。
“种”是分类的最小单位，种内微生物之间差别很 小。
一、环境工程微生物学的研究对象 分两部分
1、微生物的基础知识：微生物的形态、细胞结构、 功能，微生物的营养、呼吸、物质代谢、生长、繁 殖、遗传和变异。 2、微生物生态与环境生态工程中的微生物作用：栖 息在水体、土壤、空气、城市生活污水、工业废水 和城市有机固体废物生物处理中的微生物，及其生 态、饮用水卫生细菌学、自然界物质循环和水体自 净作用，以及环境污染与环境工程净化原理。
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二、环境工程微生物学的研究任务
微生物处理“三废”与物理、化学法相比的优 点：经济、高效，基本达到无害化。 全面了解、掌握微生物的基本特性，才能培养 好微生物，取得良好的净化效果。
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第三节 微生物的概述
微生物：肉眼看不见的、必须在电子或光学 显微镜下才能看见的微小生物的统称。 分类： 按有无细胞结构分：非细胞结构微生物（病毒、
现在利用DNA中的C+G含量以及碱基顺序分析与比较， 对细菌的属和种分类，将原来放在细菌范畴的古菌识 别出来，将古菌、细菌、真核生物并列。
(二)环境与环境工程 中的微生物范畴
环境与环境工程涉及面广，在其领域内的 微生物众多，包罗万象。详见表绪-1。
一、微生物的分类和命名
※ （二）微生物的命名
真正看兼并描述微生物学的第一个人是 荷兰商人 — 安东•列文虎克
1664年，虎克用于观察霉菌的单筒复式显微镜
Anthnoy van Leeuwenhoek与他的显微镜
形 态 学 发 展 阶 段
Anthnoy van Leeuwenhoek
1684年寄给 皇家协会信 的部分内容
三、生理学发展阶段（奠基期 ）
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第一节 环境与环境工程面临的问 题、可持续发展与微生物
• 随着人类生活水平的日益提高，相应产生越来 越多的城市生活污水、人粪便；有机固体废弃 物；生活用品废弃物，如废纸张、废布、废塑 料袋等等生活垃圾。集约化养殖场也产生大量 禽、畜粪便等。 微生物力量，是自然界最神奇的力量。人们利 用微生物制药、发酵……微生物正在造福我们 的世界。而现在我们要进入的是一个只有短短 的50年发展过程的环境工程微生物世界，这些 可爱的东东，也在默默的清洁我们的世界（处 理废水、废气、废物）。
微生物是一类天然资源
自从有了人类， 事实上天天与微 生物打交道，但 人类发现微生物 却很晚
微生物学的奠基人之一：巴斯德
• 微生物“无处不在”
牙齿上的细菌
人体皮肤细菌
中国公布非典型肺炎元凶 冠状病毒图
冠状感冒病毒
破伤风杆菌
绪 论
第一节 环境与环境工程面临的问题、可持续 发展与微生物 第二节 环境工程微生物学的研究对象和任务 ※第三节 微生物的概述
本期特点 促进本期因素 代表人物和重要事件
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微生物学的奠基人——巴斯德的功绩
彻底否定了自然发生说 建立了病原学说
证实发酵由微生物引起
免疫学—预防接种
发明巴氏消毒法
42-43oC下培养 的老龄炭疽菌
37oC下培养 的新鲜炭疽菌
几星期后
获免疫力
巴斯德发现免疫现象
微生物方法学和医学微生物学的奠基人 —— 科赫（Robert Koch）
成熟期特点
微生物学成为十分热门的前沿基础学科 微生物成为生物学研究中的最主要对象 生物工程中，发酵工程是最成熟的应用技术
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微生物学的发展促进了人类的进步
微生物与医药卫生 微生物与农牧业 微生物与工业 微生物与食品 微生物与环保 微生物与生物工程
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微生物与环保
微生物处理腈纶废水的塔式滤池
发明培养基并用其纯化微生 物等一系列研究方法的创立
证实炭疽病因 — 炭疽杆菌 发现结核病原菌—结核杆菌（诺贝尔奖） 科赫法则——
证明某种微生物是某种疾病的病原体
三、生理学发展阶段
单菌落
划线法获得单菌落
科赫定理图示
四、分子生物学发展阶段（成熟期）
J.D.Waston, H.F.C.Crick 发现DNA双螺旋模型
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人类对微生物世界的认识过程
感性认识阶段（史前时期） 形态学发展阶段（初创时期） 生理学发展阶段（奠基时期） 分子生物学发展阶段（成熟时期）
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一、感性认识阶段（史前期）
细菌冶金（公元9—10世纪我国用细菌浸出法开采铜）
沤粪肥田 刮骨疗毒
麦曲治泻
种痘防花 制曲酿酒
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二、形态学发展阶段 （初创期）
二名法（双名法）：用两个拉丁词命名一个微生 物的种。这个种的名称是由一个属名和一个种名 组成，属名和种名都用斜体字表达，属名在前， 用拉丁文名词表示，第一个字母大写。种名在后， 用拉丁文形容词表示，第一个字母小写。 例如：大肠埃希氏杆菌——Escherichia coli
二、病毒和类病毒
• 病毒没有细胞结构，是明显区别于原核 微生物与真核微生物的一类特殊的超微 生物。类病毒是比病毒小的超微小生物。
应用
APPLICATION
活性污泥：活性污泥的结构和功能中心是细菌形成的菌胶团。 在上面生长着微生物，如酵母菌、霉菌、放线菌、藻类、原生 动物核某些微型后生动物（线虫、轮虫等）。曝气池的活性污 泥是在不同的营养、供氧、温度、及PH值等条件下，形成以最 适宜增殖的细菌为中心与多种多样的其他微生物集居所组成的 一个生态系。 生物膜：以菌胶团为主要成分，辅以球衣菌、藻类等。生物膜 附着在滤料上不动，废水自上而下淋洒在生物膜上，膜面上的 生物是固着型纤毛虫（钟虫、累枝虫等）和游泳型纤毛虫（斜 管虫、尖毛虫、豆形虫等），促进了滤池的进化程度。还有滤 池的扫除生物（轮虫、线虫等），他们防止污泥聚集和堵塞。 氧化塘：是人工的、接近自然的生态系统。塘内的有益的藻类 和细菌为互生关系来处理生活污水和富含氮磷的工业废水。