环境工程微生物学++word讲义全

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，加深对讲课容的理解和记忆；

本课程容分两大部分：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。

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，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，不具独立的代能力，必须专性寄生在活的敏感宿主细胞，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。

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，如寄生在植物体的类病毒和拟病毒，只有RNA。

病毒粒子结构图，大肠杆菌图