环境工程微生物学概述课件
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环境工程微生物学精品PPT课件
生物圈(biosphere) 是地球上最大、最复杂的生
态系统。
2
2．生态系统的组成 生态系统有四个基本组成： 环境（无机环境） 生产者（植物） 消费者（一级、二级……） 分解者或转化者（微生物）。
3．生态系统的结构： 生态系统具有明显的三维空间结构，由于环境 条件在空间上的差异性，造成生物的分布也出 现明显的水平和垂直分布。
3
生态系统的组成
能源：太阳辐射
环 境
生物代谢产物：CO2、O2、H2O、无机盐
条 媒质：水、大气、土壤
生件 态
基质：砂、岩石泥土
系
其他环境条件：温度、pH
统 生 生产者：植物群落、藻类等 物 群 消费者：动物群落
落 分解者：异养微生物、原生动物及微型后生4动物
池塘生态系统
组
成
生产者----浮游植物和水生植物 消费者 ----鱼、虾、浮游动物
0.04
－
真菌
119 50 14 6 3
藻类
25 5 0.5 0.1 － 19
我国各主要土壤的含菌量(万/g干土)
土类
地点
细菌
放线菌
真菌
暗棕壤
黑龙江呼玛
2,327
612
13
棕壤
辽宁沈阳
1,284
39
36
黄棕壤
江苏南京
1,406
271
6
红壤
浙江杭州
1,103
123
4
砖红壤
广东徐闻
507
39
11
磷质石灰土 西沙群岛
分解者 ----细菌和真菌
无机环境 ----阳光、水、氧气等
5
4. 生态系统的功能 主要表现在生物生产、能量流动、物质 循环和信息传递。
态系统。
2
2．生态系统的组成 生态系统有四个基本组成： 环境（无机环境） 生产者（植物） 消费者（一级、二级……） 分解者或转化者（微生物）。
3．生态系统的结构： 生态系统具有明显的三维空间结构，由于环境 条件在空间上的差异性，造成生物的分布也出 现明显的水平和垂直分布。
3
生态系统的组成
能源：太阳辐射
环 境
生物代谢产物：CO2、O2、H2O、无机盐
条 媒质：水、大气、土壤
生件 态
基质：砂、岩石泥土
系
其他环境条件：温度、pH
统 生 生产者：植物群落、藻类等 物 群 消费者：动物群落
落 分解者：异养微生物、原生动物及微型后生4动物
池塘生态系统
组
成
生产者----浮游植物和水生植物 消费者 ----鱼、虾、浮游动物
0.04
－
真菌
119 50 14 6 3
藻类
25 5 0.5 0.1 － 19
我国各主要土壤的含菌量(万/g干土)
土类
地点
细菌
放线菌
真菌
暗棕壤
黑龙江呼玛
2,327
612
13
棕壤
辽宁沈阳
1,284
39
36
黄棕壤
江苏南京
1,406
271
6
红壤
浙江杭州
1,103
123
4
砖红壤
广东徐闻
507
39
11
磷质石灰土 西沙群岛
分解者 ----细菌和真菌
无机环境 ----阳光、水、氧气等
5
4. 生态系统的功能 主要表现在生物生产、能量流动、物质 循环和信息传递。
环境工程微生物学绪论PPT课件
在前，种名在后均用拉丁文或拉丁化的文字表示， 如Staphylococcus aureus （金黄色葡萄球菌）
typhoidbacillus （伤寒杆菌） Esherichia coli （大肠埃希氏杆菌） Bacillus subtilis (枯草芽孢杆菌)
-
25
病毒和类病毒
病毒是一类由核酸和蛋白质等 少数几种成分组成的超显微“非细胞生物” ， 能以感染态和非感染态两种状态存在。
• 水污染 — 酸雨 ·富营养化 ·海洋倾倒 ·石油泄漏 ·水危机
• Resource depletion资源消耗 — 自然资源的开采
• 渔业 — 炸药捕鱼 ·水底拖网 ·氰化物捕鱼 ·鬼网 ·非法的、不报告的和不管制的捕捞 ·过度捕捞· 鱼翅
• 伐木业 — 皆伐 ·森林开伐 ·非法砍伐
• 采矿业 — 酸性矿山废水 ·炸开山头采矿
-
14
发达国家当前国内的环境问题
工业废物、生活垃圾急剧增加；噪声问题仍很 突出；氮氧化物污染仍未得到有效控制；大气中有 害物质（重金属、致癌物质等）如故；水环境问题 还未解决。
发展中国家的环境问题
主要是生态环境的破坏、环境卫生和大城市的 污染问题。即发展中国家在发展社会经济的进程中， 正步着发达国家“先污染后治理”的老路。
-
2
（3）当代环境问题阶段，全球性大气环境问题。它 始于1984年英国科学家发现，1985年美国科学家 证实南极上空出现“臭氧空洞”。这一阶段的核 心问题是“全球变暖”、“臭氧层破坏”和“酸 沉降”三大全球性大气环境问题。
-
3
伦敦烟雾事件
• 1952年伦敦烟雾事件是1952年12月5日－9日发生在 伦敦的一次严重大气污染事件。这次事件造成多达 12000人因为空气污染而丧生，并推动了英国环境 保护立法的进程。
typhoidbacillus （伤寒杆菌） Esherichia coli （大肠埃希氏杆菌） Bacillus subtilis (枯草芽孢杆菌)
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病毒和类病毒
病毒是一类由核酸和蛋白质等 少数几种成分组成的超显微“非细胞生物” ， 能以感染态和非感染态两种状态存在。
• 水污染 — 酸雨 ·富营养化 ·海洋倾倒 ·石油泄漏 ·水危机
• Resource depletion资源消耗 — 自然资源的开采
• 渔业 — 炸药捕鱼 ·水底拖网 ·氰化物捕鱼 ·鬼网 ·非法的、不报告的和不管制的捕捞 ·过度捕捞· 鱼翅
• 伐木业 — 皆伐 ·森林开伐 ·非法砍伐
• 采矿业 — 酸性矿山废水 ·炸开山头采矿
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发达国家当前国内的环境问题
工业废物、生活垃圾急剧增加；噪声问题仍很 突出；氮氧化物污染仍未得到有效控制；大气中有 害物质（重金属、致癌物质等）如故；水环境问题 还未解决。
发展中国家的环境问题
主要是生态环境的破坏、环境卫生和大城市的 污染问题。即发展中国家在发展社会经济的进程中， 正步着发达国家“先污染后治理”的老路。
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（3）当代环境问题阶段，全球性大气环境问题。它 始于1984年英国科学家发现，1985年美国科学家 证实南极上空出现“臭氧空洞”。这一阶段的核 心问题是“全球变暖”、“臭氧层破坏”和“酸 沉降”三大全球性大气环境问题。
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3
伦敦烟雾事件
• 1952年伦敦烟雾事件是1952年12月5日－9日发生在 伦敦的一次严重大气污染事件。这次事件造成多达 12000人因为空气污染而丧生，并推动了英国环境 保护立法的进程。
《环境工程微生物学》PPT演示课件
亿人口，比死亡最惨重的第二次世界大战（约死 亡1.1亿）还多！
5
细菌化石
6
（二）人类揭开微生物世界奥秘的 历史
• 1．史前期 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。当时的人类虽未见到微生物的 个体，却自发地与微生物频繁地打交道， 并凭自己的经验在实践中开展利用有益微 生物和防治有害微生物的活动。 酵母菌是人类最古老的家养生物之一
11
• 本时期的代表人物主要是法国的巴斯德 （L.Pasteur，1822～1895）和德国的科赫 （R.Koch，1843～1910），他们可分别称 为微生物学的奠基人和细菌学的奠基人。
12
• 巴斯德学派的主要贡献是提出了生命只能 来自生命的胚种学说，并认为只有活的微 生物才是传染病、发酵和腐败的真正原因， 再加上消毒灭菌等一系列方法的建立，就 为微生物学的发展奠定了坚实的基础。
1
二、发展史：
• （一）一个未知的世界 （1）个体微小 一般地说，人眼对小于1mm
的物体就看不清楚了，而微生物的大小多 数是在几μm至几十μm范围内，因此就无法 发现或辨认它们。
2
• （2）外貌不显 微生物的个体（细胞）虽看 不见，但是由无数个体组成的群体（菌落 或菌苔）却是可见的。然而，各种微生物 群体的外形往往平淡无奇、不甚显目，因 此，对其作用就极易忽略。
13
• 科赫学派的重要业绩主要有三个方面： ①建立了研究微生物的一系列重要方法，尤其在分离微生 物纯种方面，他们把早年在马铃薯块上的固体培养技术改 进为明胶平板培养技术（1881），并进而提高到琼脂平板 培养技术（1882）。在1881年前后，科赫及其助手们还 创立了许多显微镜技术，包括细菌鞭毛染色在内的许多染 色方法、悬滴培养法以及显微摄影技术。 ②利用平板分离方法寻找并分离到多种传染病的病原菌， 例如炭疽病菌（1877）、结核杆菌（1882）、链球菌 （1882）和霍乱弧菌（1883）等。 ③在理论上，科赫于1884年提出了科赫法则，其主要内容 为：病原微生物总是在患传染病的动物中发现而不存在于 健康个体中；这一微生物可以离开动物体，并被培养为纯 种培养物；这种纯培养物接种到敏感动物体后，应当出现 特有的病症；该微生物可以从患病的实验动物中重新分离 出来，并可在实验室中再次培养，此后它仍然应该与原始 病原微生物相同。
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细菌化石
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（二）人类揭开微生物世界奥秘的 历史
• 1．史前期 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。当时的人类虽未见到微生物的 个体，却自发地与微生物频繁地打交道， 并凭自己的经验在实践中开展利用有益微 生物和防治有害微生物的活动。 酵母菌是人类最古老的家养生物之一
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• 本时期的代表人物主要是法国的巴斯德 （L.Pasteur，1822～1895）和德国的科赫 （R.Koch，1843～1910），他们可分别称 为微生物学的奠基人和细菌学的奠基人。
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• 巴斯德学派的主要贡献是提出了生命只能 来自生命的胚种学说，并认为只有活的微 生物才是传染病、发酵和腐败的真正原因， 再加上消毒灭菌等一系列方法的建立，就 为微生物学的发展奠定了坚实的基础。
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二、发展史：
• （一）一个未知的世界 （1）个体微小 一般地说，人眼对小于1mm
的物体就看不清楚了，而微生物的大小多 数是在几μm至几十μm范围内，因此就无法 发现或辨认它们。
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• （2）外貌不显 微生物的个体（细胞）虽看 不见，但是由无数个体组成的群体（菌落 或菌苔）却是可见的。然而，各种微生物 群体的外形往往平淡无奇、不甚显目，因 此，对其作用就极易忽略。
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• 科赫学派的重要业绩主要有三个方面： ①建立了研究微生物的一系列重要方法，尤其在分离微生 物纯种方面，他们把早年在马铃薯块上的固体培养技术改 进为明胶平板培养技术（1881），并进而提高到琼脂平板 培养技术（1882）。在1881年前后，科赫及其助手们还 创立了许多显微镜技术，包括细菌鞭毛染色在内的许多染 色方法、悬滴培养法以及显微摄影技术。 ②利用平板分离方法寻找并分离到多种传染病的病原菌， 例如炭疽病菌（1877）、结核杆菌（1882）、链球菌 （1882）和霍乱弧菌（1883）等。 ③在理论上，科赫于1884年提出了科赫法则，其主要内容 为：病原微生物总是在患传染病的动物中发现而不存在于 健康个体中；这一微生物可以离开动物体，并被培养为纯 种培养物；这种纯培养物接种到敏感动物体后，应当出现 特有的病症；该微生物可以从患病的实验动物中重新分离 出来，并可在实验室中再次培养，此后它仍然应该与原始 病原微生物相同。
环境工程微生物学课件
自然界中氮素蕴藏量丰富，以三种形态存在：分 子氮N2，占大气的78%；有机氮化合物；无机 氮化合物（氨氮和硝氮）。尽管分子氮和有机氮 含量多，但植物不能直接利用，只能利用无机氮。 微生物、植物和动物三者的协同作用下将三种形 态的氮相互转化，构成氮循环，其中微生物起着 重要作用。
自然界的氮素循环是各种元素循环的中心，这是 由于氮元素在整个生物界中所处的重要地位所决 定的。微生物又是整个氮素循环的中心，尤其是 一些固氮微生物更可称作开辟整个生物圈氮素营 养源的“先锋队”。
人工湿地中微生 物与水生植物净 化污水的作用
微污染水源水 预处理中的 微生物学原理
饮用水的消毒与其 微生物学效应
污废水 深度处理
❖ 环境问题是目前全球面临的四大难题之一， 将现代生物技术和环境工程技术有机结合是一种 经济效益和环境效益俱佳的、解决复杂环境污染 问题的最有效手段。
❖ 1 传统的环境生物技术，即以废物的生物处理及 其在新理论和新技术支撑下的强化处理工艺；氧 化塘、人工湿地和农业生态工程等。
LOGO
环境生态工程中的微生物作用
环境与环境工程面临的问题，可持续发展与微生物
❖ ❖ 随着人类的生活水平日益提高,相应产生越来越多的城市生活污水、人粪便;有
机固体废物(包括厨余);生活用品废物,如废纸张、废布、废塑料袋等生活垃圾。 集约化的养殖场产生大量禽、畜粪便。
残留有机物还可能引起管道中异养菌孳生。导致饮用水中细菌不达标， 这种水被人饮用会危害人体健康。为此，人们不仅致力于水厂的水处理 工艺改革，探索更有效的处理工艺和技术。同时重视水源水的预处理， 双管齐下，确保饮用水的卫生与安全。
污染土壤与生物修复技术
❖ 土壤对施入其中一定负荷的有机物或有机污染物 具有吸附和生物降解能力，通过各种物理、生化 过程自动分解污染物使土壤恢复到原来水平的净 化过程，称土壤自净。
环境工程微生物基础PPT课件
根据环境微生物的基础研究和应用层次分析，相关工 程所涉及的学科范围可概述如下：
• （1）环境微生物工程的建立和运行均需对有关微
生物进行基础研究，涉及到微生物学、细胞学、生 理学、生物化学、分子生物学和遗传学等；
• （2）环境微生物工程中构建新菌株要涉及到基因
工程、细胞工程、酶工程和分子遗传学等学科；
（3）微生物制剂和污染现场修复工程：将发酵 装臵安故在野外处理现场，源源不断地提供菌体， 用于治理目标水和土壤环境，使环境微生物目标 菌株在净化环境中始终占据优势，这是室内与室 外环境微生物工程相结合的一种方式。但是，大 量的野外环境微生物工程并无发酵耀相随。环境 微生物以菌体的固体或液体的形式，或以微生物 的其他生物制品的形式投放于目标环境之中，达 到清除污染的目的。
• （3）环境微生物工程中污染物的降解转化及监测
评价涉及环境化学、环境生物学、环境地学、环境 卫生学、环境毒理学和环境监测与评价等；
（4）环境微生物工程中对污染物测量和自动化控 制涉及信息科学、电子工程技术、仪器分析和计算 机科学等； （5）应用发酵工程技术使污染物净化和资源化或 建立清洁生产工艺的环境微生物工程要涉及工业微 生物学和化工机械学等； （6）在自然环境中建立环境微生物修复工程要涉 及土壤学、水力学、气象学和生态学等； （7）对环境微生物工程进行预算和评价要涉及经 济学、法律学、环境规划管理和系统工程等。
生物修复(Bioremediation)是近几年兴起的生 物治理技术，它最初的主要目标是利用微生物清 除土壤和水体（包括地下水）中的污染。由于高 新生物技术系统的利用和对其他传统技术的改革 与创新，使得生物修复发展成一项颇具生命力的 产业。环境微生物在生物修复工程中占据中心位 臵。因为生物修复面对的是自然环境，所以其他 因素，包括植物、动物和理化等因素对生物修复 的影响也不可忽视。
《环境工程微生物学》课件
实验室技术与操作
常用实验室技术
微生物分离与培养、鉴定与检测、微生物生态学 研究等。
实验室操作注意事项
如何确保实验室安全，正确处理试剂、垃圾等， 避免污染和误操作。
课程总结
知识掌握
掌握微生物基本概念和环境 工程中的微生物学应用。
实验操作
掌握常用实验室技术和操作 注意事项。
应用案例
了解环境工程中微生物应用 的具体案例，深度理解其应 用价值。
环境工程微生物学
探索微生物的神奇世界，发现它们在环境工程中扮演的重要角色。
课程介绍
1 课程目标
介绍微生物学基础知识，深入探讨其在环境工程中的应用
2 课程内容
• 微生物的基本概念 • 环境工程中的微生物学应用 • 案例研究 • 实验室技术与操作
微生物的基本概念
微生物的定义
微生物领域的重要性
微生物是无法看到的微小生物，包括细菌、真菌、 病毒等。
土壤修复中的微生物应用
4
解和还原等，净化空气质量。
利用微生物降解土壤中的废水处理案例
使用微生物技术处理印染废水，减少了COD和氨氮的排放，同时提高了水质。
废气处理案例
利用微生物处理化工尾气，成功降解了有机物污染物，减少了沉积物产生。
土壤修复案例
在重金属污染地区进行微生物修复，成功修复并保护了当地生态环境。
微生物在土壤形成、营养循环、能源转换和生物 多样性保护方面具有重要作用。
环境工程中的微生物学应用
1
应用领域的概述
微生物在环境工程中的应用领域包括
废水处理中的微生物应用
2
废水处理、废气处理和土壤修复等。
利用微生物净化废水，将有机物转化
为无害的物质。
《环境工程微生物》PPT课件
• 共生
28
29
30
青 霉
细菌菌落
此处没有细菌
？
• 提问：青霉菌与其周 围细菌的关系是什么 ？
• 拮抗
•提问：原生动物与细菌 间关系？
•拮抗及偏利互生
31
• 提问：活性污泥 中细菌间的相互 关系是什么？
• 竞争、互生（同 种）等
32
寄生关系
33
• 冬虫夏草，是子囊菌寄 生于鳞翅目幼虫而形成 的。
• 但如数量太多，则是污泥膨胀的 的前兆。
• 提问：为什么？ • 答案：破坏污泥的结构，使污泥
松散而上浮。
• 目前发现的轮虫有252种，活性污泥中 常见的轮虫有转轮虫、玫瑰旋轮虫等 。
玫瑰旋轮虫
12
转轮虫
二、甲壳类动物（非微生物）
• 甲壳动物是鱼类的基本食料。广泛分布于河流、 湖泊和水甲壳，水生浮游生活。
16
颤蚯蚓
（2～4mm)
17
• 摇蚊幼虫(1~10mm)
18
• 蜂蝇幼虫
工业污水处理系 统中较少出现。
19
冠状痘病病毒毒，如天花
非
第六节最大的病病毒毒仅3和0噬0~菌4体50×1 典
70~260nm
• 病毒：非细胞型+专性寄生+微生物
1nm=10 m 噬菌•体寄生在微丝生状物病中毒的,如病毒杆副特状粘称病病噬毒-毒9菌，，体如。
游泳型纤毛 漫游虫多，没有豆形 没有漫游虫，豆形虫、肾
动
虫
虫、肾形虫 形虫多（大于 1 万个/ml）
固着型纤毛
物
虫
多且活跃
畸形，运动迟缓
孢囊
无
有
8
第五节 后 生 动 物
28
29
30
青 霉
细菌菌落
此处没有细菌
？
• 提问：青霉菌与其周 围细菌的关系是什么 ？
• 拮抗
•提问：原生动物与细菌 间关系？
•拮抗及偏利互生
31
• 提问：活性污泥 中细菌间的相互 关系是什么？
• 竞争、互生（同 种）等
32
寄生关系
33
• 冬虫夏草，是子囊菌寄 生于鳞翅目幼虫而形成 的。
• 但如数量太多，则是污泥膨胀的 的前兆。
• 提问：为什么？ • 答案：破坏污泥的结构，使污泥
松散而上浮。
• 目前发现的轮虫有252种，活性污泥中 常见的轮虫有转轮虫、玫瑰旋轮虫等 。
玫瑰旋轮虫
12
转轮虫
二、甲壳类动物（非微生物）
• 甲壳动物是鱼类的基本食料。广泛分布于河流、 湖泊和水甲壳，水生浮游生活。
16
颤蚯蚓
（2～4mm)
17
• 摇蚊幼虫(1~10mm)
18
• 蜂蝇幼虫
工业污水处理系 统中较少出现。
19
冠状痘病病毒毒，如天花
非
第六节最大的病病毒毒仅3和0噬0~菌4体50×1 典
70~260nm
• 病毒：非细胞型+专性寄生+微生物
1nm=10 m 噬菌•体寄生在微丝生状物病中毒的,如病毒杆副特状粘称病病噬毒-毒9菌，，体如。
游泳型纤毛 漫游虫多，没有豆形 没有漫游虫，豆形虫、肾
动
虫
虫、肾形虫 形虫多（大于 1 万个/ml）
固着型纤毛
物
虫
多且活跃
畸形，运动迟缓
孢囊
无
有
8
第五节 后 生 动 物
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。
第06章环境工程微生物学课件
2020/3/27
(2)DNA的修复（有5种）只讲 a.光复活 需要PHr酶
2020/3/27
b. 切除修复 需要DNA 多聚酶、核酸酶及DNA连接酶 c. 重组修复 先复制，组合，修复
d.SOS修复 在DNA受到大范围重大损伤时诱导产生一种应急 反应，使细胞内所有的修复酶增加合成量，提高 酶活性
细胞质
细 胞
A A T C T A T AG
核 U U A G AU AUC
内
mRNA
U U A G AU AUC
2020/3/27
mRNA
密码子
mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基
密码子
密码子
密码子
U U A G AU AUC
mRNA
2020/3/27
2020/3/27
亮氨酸
天冬氨酸
氨基酸（原料）
1868年的某天瑞士的生物化学家米歇尔(Miescher) 研究一个病人的绷带，小心地将绷带上粘着的病人 伤口处的物质洗下来。洗脱物中含有许多脓细胞。 他向其中加入酒精，将细胞中的脂肪类物质除去， 之后又加入含有胃蛋白酶的提取液清除各种杂蛋白， 这样，他就可以拿到纯的浓细胞的细胞核了。于是 米歇尔开始研究这些核。结果他意外地发现核中有 一种从未认识到的新物质，并起名为“核素”。这 就是现在我们知道的DNA。
2020/3/27
2020/3/27
DNA的复制
注意： 1.复制过程必须有酶的参与； 如：解旋酶、聚合酶等。 2.解旋过程中，并不是完全断开后才开 始复制，而是解开一段后，就进行复制。 复制好的就开始形成双螺旋。 3.每个子代细胞都获得了亲代细胞的一 个DNA单链。
2020/3/27
小资料——米歇尔的发现
环境微生物ppt课件
环境微生物在可持续发展中的作用
生物降解与转化
生物修复
利用微生物的代谢活动， 实现有机污染物的生物 降解和转化，降低环境
污染程度。
通过微生物的作用，促 进土壤和水体的自净能 力，修复受污染的环境。
资源循环利用
利用微生物的发酵、转 化等功能，实现废弃物 的资源化利用，提高资
源利用效率。
新能源开发
发掘产氢、产甲烷等具 有新能源开发潜力的微 生物资源，推动清洁能
污染物对微生物酶活性的影响
与酶活性中心结合，降低酶活性，影响微生物的代 谢过程。
污染物对微生物遗传物质的影响
造成DNA损伤、基因突变等，影响微生物的遗传稳 定性和进化。
微生物在污染治理中的应用
生物修复技术
利用特定微生物或微生物 群落的降解能力，去除或 降低环境中污染物的浓度。
生物处理技术
通过微生物的代谢活动， 将污染物转化为无害或低 毒物质，如废水处理中的 活性污泥法。
环境微生物ppt课件
contents
目录
• 环境微生物概述 • 环境微生物的生理功能 • 环境微生物与污染物的相互作用 • 环境微生物的监测与评价 • 环境微生物资源与利用 • 环境微生物的未来展望
01
环境微生物概述
定义与分类
定义
环境微生物是指存在于自然环境中， 对环境产生直接或间接影响的微生 物群体。
适应性多样性
环境微生物能够适应各种极端环 境，如高温、低温、高盐、高酸
等，展现出强大的生命力。
02
环境微生物的生理功能
物质循环与能量流动
微生物在生态系统中的物质循环
01
通过分解有机物和无机物，将营养物质释放到环境中，供其他
生物利用。
环境微生物学ppt课件
纳米材料在污染物降解中的应用
利用纳米材料的特性，提高微生物对污染物的降解效率，降低环境污染。
纳米材料在环境微生物检测中的应用
研发基于纳米材料的快速、灵敏、准确的环境微生物检测方法和技术。
人工智能技术在环境微生物监测和治理中潜力挖掘
人工智能在环境微生物监测中的应用
01
利用人工智能技术对环境微生物进行实时监测和数据分
影响微生物群落结构和功能。
营养物质影响微生物间相互作用
03
营养物质可改变微生物间的竞争和合作关系，从而影响微生物
群落稳定性和多样性。
05 环境污染治理中 新兴技术发展趋 势
基因工程技术在环境治理领域应用前景
01
基因工程菌的构建与应用
通过基因工程技术改造微生物，使其具备特定污染物降解能力，提高环
境治理效率。
环境微生物学ppt课件
目 录
• 环境微生物学概述 • 微生物在自然界中分布与作用 • 微生物对环境污染治理技术应用 • 环境因素对微生物生长影响研究 • 环境污染治理中新兴技术发展趋势 • 实验设计与数据分析方法介绍
01 环境微生物学概 述Leabharlann 定义与发展历程定义
环境微生物学是研究微生物与环境 之间相互关系及其作用机制的学科。
04 环境因素对微生 物生长影响研究
温度对微生物生长影响机制探讨
1 2 3
温度影响微生物体内酶活性 适宜温度下，酶活性高，微生物代谢旺盛；过高 或过低的温度会导致酶失活，从而影响微生物的 生长和代谢。
温度影响细胞膜流动性 高温下细胞膜流动性增加，通透性增强，有利于 物质运输；低温下细胞膜流动性降低，通透性减 弱，物质运输受限。
与其他学科关系
01
02
利用纳米材料的特性，提高微生物对污染物的降解效率，降低环境污染。
纳米材料在环境微生物检测中的应用
研发基于纳米材料的快速、灵敏、准确的环境微生物检测方法和技术。
人工智能技术在环境微生物监测和治理中潜力挖掘
人工智能在环境微生物监测中的应用
01
利用人工智能技术对环境微生物进行实时监测和数据分
影响微生物群落结构和功能。
营养物质影响微生物间相互作用
03
营养物质可改变微生物间的竞争和合作关系，从而影响微生物
群落稳定性和多样性。
05 环境污染治理中 新兴技术发展趋 势
基因工程技术在环境治理领域应用前景
01
基因工程菌的构建与应用
通过基因工程技术改造微生物，使其具备特定污染物降解能力，提高环
境治理效率。
环境微生物学ppt课件
目 录
• 环境微生物学概述 • 微生物在自然界中分布与作用 • 微生物对环境污染治理技术应用 • 环境因素对微生物生长影响研究 • 环境污染治理中新兴技术发展趋势 • 实验设计与数据分析方法介绍
01 环境微生物学概 述Leabharlann 定义与发展历程定义
环境微生物学是研究微生物与环境 之间相互关系及其作用机制的学科。
04 环境因素对微生 物生长影响研究
温度对微生物生长影响机制探讨
1 2 3
温度影响微生物体内酶活性 适宜温度下，酶活性高，微生物代谢旺盛；过高 或过低的温度会导致酶失活，从而影响微生物的 生长和代谢。
温度影响细胞膜流动性 高温下细胞膜流动性增加，通透性增强，有利于 物质运输；低温下细胞膜流动性降低，通透性减 弱，物质运输受限。
与其他学科关系
01
02
《环境工程微生物学》PPT课件
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6
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7
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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11
弧菌
螺菌
螺杆菌
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12
放线菌
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13
（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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30
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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39
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。
《环境工程微生物》课件
土壤污染修复
生物监测
某些微生物具有降解重金属和有机污染物 的能力，可应用于土壤污染的修复。
微生物也可用于环境监测，通过检测水体 、土壤等环境中的微生物种类和数量，可 判断环境污染的程度和变化趋势。
PART 02
微生物生态
微生物的生态环境
水生环境
包括淡水、海水和污水 等，是微生物的主要栖
息地之一。
微生物技术分类
根据应用领域不同，微生物技术可分 为工业微生物技术、农业微生物技术 、环保微生物技术和医疗微生物技术 等。
微生物技术的原理
微生物的代谢与转化
微生物的生态与群落
微生物通过分解、合成等代谢过程， 将不同物质转化为其他物质，实现物 质的转化和能量的传递。
研究微生物在自然环境中的分布、生 长、繁殖和相互作用，通过调控微生 物群落结构，实现特定功能。
水体生物修复
利用微生物将污染水体中的有害 物质转化为无害物质，达到净化 水体的目的。
地下水生物修复
利用微生物将地下水中的有害物 质转化为无害物质，达到修复地 下水的目的。
PART 05
微生物与环境安全
微生物对环境的影响
微生物在自然界中扮演着分解者的角色，能够将 有机物分解为无机物，维持生态平衡。
微生物的分类
根据其形态、生理生化特性等特 征，微生物可分为细菌、病毒、 真菌、藻类等几大类。
微生物的特点与功能
繁殖速度快
微生物具有极快的繁殖速度，能 在短时间内大量繁殖，这为它们 在环境工程中的应用提供了有利
条件。
适应性强
微生物具有很强的适应性，能在各 种不同的环境条件下生存和繁殖， 如酸碱度、温度、湿度等。
微生物群落的营养和能量流动平衡
《环境工程微生物学》PPT演示课件
生理生化试验
通过测定微生物的代谢产物、酶活性 等生理生化指标，推断其种类和代谢 特性。
培养法
通过特定的培养基和培养条件，使微 生物得以生长繁殖，进而观察其菌落 形态、生长速度等特征，进行微生物 的分离、纯化和计数。
现代微生物检测技术
分子生物学方法
利用PCR、基因芯片等技术，检测微生物特定基因序列的存在和表 达情况，实现快速、灵敏的微生物检测和鉴定。
常见环境工程微生物实验操作
微生物的分离与纯化
介绍从环境样品中分离和纯化微生物的方法和步骤，如平板划线 法、稀释涂布法等。
微生物的培养与计数
详细讲解微生物的培养条件、培养基的配制以及微生物的计数方法 ，如平板计数法、比浊法等。
微生物的生理生化实验
介绍常见的微生物生理生化实验，如糖发酵实验、蛋白质分解实验 等，用于鉴定不同种类的微生物。
微生物燃料电池在环境治理中潜力挖掘
微生物燃料电池原理
介绍微生物燃料电池的工 作原理及基本构造。
在环境治理中的应用
阐述微生物燃料电池在废 水处理、土壤修复等方面 的应用实例。
技术ห้องสมุดไป่ตู้战与解决方案
分析微生物燃料电池在实 际应用中面临的技术挑战 ，并提出相应的解决方案 。
未来发展方向
探讨微生物燃料电池在环 境治理中的未来发展方向 及潜在应用前景。
环境工程领域的微生物技术应用需要稳定的微生物群落支持，如何维持
群落稳定性是未来的研究重点。
03
环境因子对微生物技术的影响
环境因子如温度、pH值等对微生物的生长和代谢具有重要影响，如何
优化环境因子条件以提高微生物技术的处理效果需要进一步探讨。
THANKS
感谢观看
环境工程微生物学前沿研究
环境工程微生物学_第三版(周群英_王士芬_著)课件(绪论)25页PPT文档
同的生物之间的系统发育研究。
细菌域 Domain bacteria
古（生）菌 域 Domain archaea
真核生物域 Domain eukary ota
紫色细菌 叶绿体 蓝细菌 黄杆菌 产液菌属
线粒体
甲烷球菌属
甲烷杆菌属
真菌
植物
革兰氏阳性细菌
甲烷八叠球菌属
极端嗜盐菌
无硫绿细菌
热球菌属
伪变形虫
栖热胞菌属
4、食品、药物、工程学
二、微生物的分类和命名
“微生物”不是分类学上的概念。
（一）微生物的分类
分类单元：界、门、纲、目、科、属、种 关于：域（p6、p30）
生物五界分类系统
魏泰克的五界分类系统
原核生物界、原生生物界、真菌界、动物 界和植物界。
王大耜的六界分类系统 病毒界、原核生物界、真核原生生物界、真 菌界、பைடு நூலகம்物界和植物界。
一、微生物学的发展沿革（补充） （一）微生物学的奠基
微生物学是在19世纪末期，在法国学者巴斯德和 德国学者科赫等人工作的基础上建立起来的。
巴斯德（1822—1895）
证明酒、醋的酿造过程：微生物引起的发酵。 酒变酸是有害微生物作用； 提出了巴斯德消毒法
证实了传染病是由病原微生物引起的 否定自生说。
例如 B. Subtilis AS 1.398和B. Subtilis BF 7.658是枯草 杆菌的两个菌株，前者可生产蛋白酶，后者可生产 α-淀粉酶。
出现在分类学文献中的学名，往往还加上首次定名 人（外加括号）、现名定名人和现名定名年份，但 在一般使用时，这几个部分总是省略的。
Bacillus subtilis （Ehrenberg）Cohn 1872
细菌域 Domain bacteria
古（生）菌 域 Domain archaea
真核生物域 Domain eukary ota
紫色细菌 叶绿体 蓝细菌 黄杆菌 产液菌属
线粒体
甲烷球菌属
甲烷杆菌属
真菌
植物
革兰氏阳性细菌
甲烷八叠球菌属
极端嗜盐菌
无硫绿细菌
热球菌属
伪变形虫
栖热胞菌属
4、食品、药物、工程学
二、微生物的分类和命名
“微生物”不是分类学上的概念。
（一）微生物的分类
分类单元：界、门、纲、目、科、属、种 关于：域（p6、p30）
生物五界分类系统
魏泰克的五界分类系统
原核生物界、原生生物界、真菌界、动物 界和植物界。
王大耜的六界分类系统 病毒界、原核生物界、真核原生生物界、真 菌界、பைடு நூலகம்物界和植物界。
一、微生物学的发展沿革（补充） （一）微生物学的奠基
微生物学是在19世纪末期，在法国学者巴斯德和 德国学者科赫等人工作的基础上建立起来的。
巴斯德（1822—1895）
证明酒、醋的酿造过程：微生物引起的发酵。 酒变酸是有害微生物作用； 提出了巴斯德消毒法
证实了传染病是由病原微生物引起的 否定自生说。
例如 B. Subtilis AS 1.398和B. Subtilis BF 7.658是枯草 杆菌的两个菌株，前者可生产蛋白酶，后者可生产 α-淀粉酶。
出现在分类学文献中的学名，往往还加上首次定名 人（外加括号）、现名定名人和现名定名年份，但 在一般使用时，这几个部分总是省略的。
Bacillus subtilis （Ehrenberg）Cohn 1872
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生
微型后生动物
物 动物界
高低等动物
低等植物 植物界 高等植物
0.3 微生物的概述 环境工程微生物学概述课件
0.3.4 微生物的命名
生物学中的二名法： 属名＋种名（斜体拉丁文）
名词，首字母大写 形容词，首字母小写
0.3 微生物的概述 环境工程微生物学概述课件
0.3.5 微生物的特点 A 个体极小 B 分布极广，种类繁多 C 繁殖快 D 易变异
环境工程微生物学 绪论
环境工程微生物学概述课件
0.1 微生物与环境工程 环境工程微生物学概述课件
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
原核生物界(细菌、放线菌、蓝绿菌) 真核原生生物界(蓝藻以外的藻类及原生动物) 真菌界(酵母菌、霉菌) 动物界 植物界
王大耜 生物六界分类系统
非细胞结构生物——环病境工毒程微界生物学概述课件 蓝藻门（蓝绿细菌）
原核细胞生物——原核生物界
原生动物 真核原生生物界
真核藻类
细
胞 结
酵母菌 真菌界
霉菌
构
细菌门
virus(0.05 to 0.1 microns)
bacteria (0.5 to 1.5 microns)
red blood cell (5 microns)
lymphocyte (5 to 8 microns)
human sperm (60 microns)
简
结构简单 环境工程微生物学概述课件
养、呼吸、物质代谢、生长繁殖、遗传与变异 等基础知识。 2 栖息在水体、土壤等环境中的微生物及其生态 3 自然环境物质循环与转化 4 污染水体、污染土壤等修复工程的净化原理
0.2 课程研究对象与任务 环境工程微生物学概述课件
研究任务 1 微生物在自然环境中存在的基本状况及
活动规律。 2 微生物对化学污染物及其他有利影响。
单细胞 简单多细胞 非细胞结构
0.3 微生物的概述 环境工程微生物学概述课件
0.3.2 微生物的类群 原核微生物，（细菌）
细胞型微生物 真核微生物，（酵母菌）
非细胞型微生物，（病毒）
0.3 微生物的概述 环境工程微生物学概述课件
0.3.3 微生物的分类
界、门、纲、目、科、属、种 魏泰克 生物五界分类系统：
1.1.3.1 细胞壁环境（工程c微e生物ll学w概述a课l件l） 1. 概念及其生理功能
固定外形和保护细胞 屏障作用，阻碍某些分子进入 为鞭毛提供力学支点
2. 细胞壁的化环境学工程组微生成物学与概述课结件 构
G＋ 细胞壁厚 （20～80nm）
菌龄、环境渗透压、代谢产物的积累、pH等
表1.1 一些细菌的大小
菌 名 环境工程微生物学概述课件直径或宽×长度 ( μ m)
乳链球菌 ( Streptococcus lactis )
0.5～1
金黄色葡萄球菌 ( Staphylococcus aureus )
0.8 ～ 1
最大八叠球菌 ( Sarcina maxima ) 大肠杆菌 ( Escherichia coli )
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。
0.1 微生物与环境工程 环境工程微生物学概述课件
0.1.3 微生物在环境工程中应用的优点 — 容易发生变异 — 能在极端环境中生存 — 经济、高效
0.2 课程研究对象与任务 环境工程微生物学概述课件
研究对象 1 微生物的形态、细胞结构及功能，微生物的营
0.3 微生物的概述 环境工程微生物学概述课件
0.3.1 什么是微生物 微生物
（microorganisms）是 肉眼看不见的，必须在 电子显微镜或光学显微 镜下才能看见的微小生 物的统称。
环境工程微生物学概述课件
小
形体微小
m级：光镜可见 nm级：电镜可见
The white bar above represents 10 microns (0.01mm). Below are环s境o工m程e微o生r物g学an概i述sm课件s and cells drawn to approximate scale.
（1 ～ 1.5） × （4 ～ 8） （0.4 ～ 0.7 ）×（ 2.8 ～ 7 ）
1.1.3 细菌的细胞结构 环境工程微生物学概述课件
基本结构：细胞壁、细胞膜 、细胞质和原核，为所有 细菌细胞所共有
特殊结构：如荚膜、鞭毛、菌毛、芽孢和胞囊等，这 些结构只在某些细菌种类中发现，具有某些特定功能
第一章 原核微生物
第一节 细 acteria） 环境工程微生物学概述课件
1.1.1 细菌的个体形态
球状 杆状 螺旋状
1.1 细菌（bacteria） 环境工程微生物学概述课件
1.1.1 细菌的个体形态 单球菌 双球菌
1. 球菌 链球菌 四联球菌 八叠球菌 葡萄球菌
螺距、螺数因菌种而异，可作为分类鉴定依据。
4. 丝状菌
1.1 细菌（bacteria） 环境工程微生物学概述课件
1.1.2 细菌的大小 单位：μm
球菌：用直径表示，0.5～2.0
表示方法 杆菌：宽×长，(0.5～1.0)×(1～5)
螺旋菌：宽×长，(0.25～1.7)×(2～60)
影响细菌大小的因素：
新细胞的排列方式可作为分类鉴定的依据。
1.1 细菌（bacteria） 环境工程微生物学概述课件
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） 环境工程微生物学概述课件
1.1.1 细菌的个体形态 弧菌
3. 螺旋菌 螺旋菌
4 ～ 4.5 0.5 × （1 ～ 3）
伤寒沙门氏菌 ( Salmonella typhi )
枯草芽孢杆菌 ( Bacillus subtilis )
炭疽芽孢杆菌 ( Bacillus anthracis )
德氏乳细菌 ( Lactobacterium delbruckii )
（0.6 ～ 0.7） ×（ 2 ～ 3） （0.8 ～ 1.2） ×（ 1.2 ～ 3）