环境工程微生物学0-绪论课件

1、环境工程微生物学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”人体皮肤细菌牙齿上的细菌破伤风杆菌冠状感冒病毒 中国公布非典型肺炎元凶冠状病毒图LI FEI 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 微生物的概述绪 论第二节 环境工程微生物学的研究对象与任务 一、环境工程微生物学的研究对象P3 环境工程微生物学是讲述微生物的形态、细胞结构及其功能，微生物的营养、呼吸、物质代谢、生长、繁殖、遗传与变异等的基础知识；讲述栖息在水体、土壤、空气、城市生活污水、

2、工业废水和城市有机固体废弃物生物处理和废气生物处理中的微生物及其生态；饮用水卫生细菌学；自然环境物质循环与转化；水体和土壤的自净作用，污染水体治理、污染土壤的修复等环境工程净化的原理。二、环境工程微生物学的研究任务环境工程微生物学的研究方向和具体的任务就是充分利用有益微生物资源为人类造福。防止、控制、消除微生物的有害活动，化害为利。在医疗方面利用如将天花病毒、霍乱弧菌等致病菌灭活制成疫苗作预防药，以增强人体免疫力。但更多的是消灭病原微生物和利用有益微生物来处理环境中的各种有害物质。环境工程中处理废水、废物和废气的方法很多，其中生物处理法占重要位置。它与物理法、化学法相比，具有经济、高效的优点，

3、更重要的是可达到无害化。微生物是对废物进行生物处理、净化环境的工作主体，只有全面了解和掌握微生物的基本特性，才能培养好微生物，取得较高的净化效果。环境工程微生物学是在环境保护和环境工程事业蓬勃发展的基础上应运而生的一门微生物学的新的分支学科。它是环境科学、环境工程和市政工程及环境监测等专业的专业基础课，它可为学生提供广泛的微生物基础知识和操作技能。 LI FEI 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。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

4、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。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(Bereys 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

5、的第七版和1974年的第八版一直被广泛应用。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。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。 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

6、，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。 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。

7、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”个体最小形态最简胃口最大食谱最广繁殖最快数量最多变异最易抗性最强休眠最长种类最多分布最广起源最早发现最晚界级最宽LI FEI人类对微生物世界的认识过程LI FEI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）一、感性认识阶段（史前期）细菌冶金（公元910世纪我国用细菌浸出法开采铜）沤粪肥田麦曲治泻刮骨疗毒种痘防花制曲酿酒LI FEI二、形态学发展阶段 （初创期）1664年，虎克用于

8、观察霉菌的单筒复式显微镜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Anthnoy van Leeuwenhoek1684年寄给皇家协会信的部分内容Anthnoy van Leeuwenhoek与他的显微镜形态学发展阶段三、生理学发展阶段（奠基期 ）本期特点代表人物和重要事件促进本期因素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微生物学的奠基人巴斯德的功绩巴斯德发现免疫现象几星期后42-43oC下培养的老龄炭疽菌获免疫力37oC下培养的新鲜炭疽菌证实炭疽病因 炭疽杆菌发现结核病原菌结核杆菌（诺贝尔奖）发明培养基并用其纯化微生物等一系列研究方法

9、的创立微生物方法学和医学微生物学的奠基人 科赫（Robert Koch）科赫法则 证明某种微生物是某种疾病的病原体划线法获得单菌落 科赫定理图示单菌落三、生理学发展阶段J.D.Waston, H.F.C.Crick 发现DNA双螺旋模型四、分子生物学发展阶段（成熟期）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LI FEI微生物学的发展促进了人类的进步LI FEI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微生物与环保微生物处理腈纶废水的塔式滤池活性污泥：活性污泥的结构和功能中心是细菌

10、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。