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文档简介
环境工程微生物学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,加深对讲课内容的理解和记忆;本课程内容分两大部分: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。绪论主要内容: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。•其内容包括: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;永(县b)捕综合性萄——胡能反映环境诸枕因子、多成分玉对生物有机体染综合作用的结不果;才(寻c)正直观性犹——脸直接把污染物晋与其毒性联系啄起来;宿(郑d)贸灵敏性胁——居有时甚至具有公比精密仪器更元高的灵敏性,挠有助于提早发仙现环境污染。奉生物监测的主补要缺点:搅(储a)闲定量化程度不藏够;毛(口b)巾需要一定的专抄业知识和经验丸。沈在环境治理方按面约包括水、大气斤、固体废弃物岗处理关方面其中特别钻在水处理方面腿,有着大量成议功应用的例子洽。馅畏胀微生物概述乓一、微生物的容定义桥微生物是指所往有形体微小,伐用肉眼无法看根到,须借助于案显微镜才能看无见的,单细胞疲或个体结构简截单的多细胞,绸或无细胞结构苹的低等生物的鸦统称。彻Toosm狠allto振bese辣enwit牢hnake箱deyes迁二、微生物的办特点说(明1伸)个体小;(级2傲)分布广、种传类繁多;(蔑3嫌)繁殖快;(帽4贺)易变异。钉三、原核微生愧物和真核微生碧物努具有原核细胞宾的生物称为原倦核微生物。营原核细胞:其昨细胞核发育不坦完善,仅有核痰质,没有定形益的细胞核,无劲明显的核膜,猛没有特异的细佩胞器,不进行堂有丝分裂棕。己物典型的原核生乐物有细菌、放荡线菌、蓝细菌掩等。它细菌细胞结构换模式定图扣P26印具有真核细胞贿的生物称为真宜核生物。络昆划真核细胞:细菊胞核发育完善企,有定形的细孔胞核(核仁、躲染色体等),颂有明显的核膜狸,有特异的细画胞器,进行有苦丝分裂。大多室数生物,包括吧高等生物都是气真核的,如酵妨母菌。见琴图贯69包四、微生物的援分类与命名灯(一)微生物洪的分类切在生物学上,笼对生物的分类丹采用按其生物决属性和它们的助亲缘关系有次票序地分门别类滋排列成一个系坟统,系统中有评七个等级:界听、门、纲、目风、科、属、种槐。每一种生物暖,包括微生物壤,都可在这个河系统中找到相型应的位置。其穷中种像(婚specie企s)坏是分类的基本徒单位。必要时锯,还可以在这拦些等级之间再猴增设一些亚等酒级。微生物的动分类有其分类砍系统,其中最米常用的也是具弦有权威性的是腊《伯杰氏手册执》,是对原核魄微生物(细菌屠等)进行分类杜;另外,放线车菌、真菌(包乱括丝状真菌和林酵母菌)等也帮有各自的分类悉系统。一般大醉家比较熟悉的浆生物分类是所速谓的二界学说菊,即把生物分低为动物界和植忍物界两个界,膨这种分法已有守很长的历史。扫随着人们认识请的不断进步,思新的分类手段岗不断被应用,辣1969三年,魏塔克提嫂出佛“淘五界学说妨”将,后经理Margul录is硬修改,为较多搬的人所接受:键原核生物界、谱真核原生生物纺界、真菌界、兆动物界、植物缘界。忆我国学者提出线的六界学说,稀在上述五界的石基础上再增加白一个病毒界。六界学说:拌非细胞形态-古------宾------蚁病毒界膝原核生物(细剩菌、放线菌、漆蓝藻)-原核响生物界两(原生动物、舰藻类储)化退颜棵-真核原生生居物界右真核生物(酵未母菌、霉菌)辞---真菌界阅(沿隶后生动物)脂-膝过-----动损物界础(低、高等植会物)----迎-植物界印(二)微生物寺的命名减双名法:学名勾=属名+种名跑+(命名人姓茂氏)生物的学挎名都是用拉丁召文书写,属名所用名词,第一说个字母大写,管种名用形容词液,第一个字母靠小写。如用电励脑打印或印刷查,应该用斜体聪表示。飞例如我们所熟掘悉的大肠杆菌张,其学名为侄Escher竞ichia宰coli慨(大肠埃希氏酷杆菌),简称烦E.coli互。饺箩•勤有时我们看到率如乞Bacill戒ussp.景的表达方式,们表明该菌株只杏鉴定到属,未邪能确定其种名梅。蓄第一章病毒铺非细胞结构的仪超微生物生由于病毒特殊摘的结构和形态暑及其生活习性占,按照六界学仇说,把病毒列须为单独的一个犁界,即病毒界萝。病毒个体极热小(行<0.2µ蛙),只有在电百子显微镜下才稻能看见病毒的掏庐山真面目,析而且病毒不具纵有细胞结构罪。本章主要内容指第一节病毒的驴一般特征及分晌类病毒的特点扶;病毒的分类茶第二节病毒的宪形态与结构病脏毒的形态大小况;病毒的化学梨组成和结构购第三节病毒的俩繁殖病毒的繁蝴殖过程;病毒跑的溶原性势第四节病毒的愚培钟养扰侄病毒的培养特杯征;病毒的培啊养基;病毒的犁培养共鸽病毒的抵抗力葱和去除栋病毒的一般特斩征及其分类纤一、病毒的特嘱点胜1.尖没有细胞结构啄,大多数由蛋互白质和核酸组似成,有的含有学类脂质、多糖适等,只有一种牲核酸(智DNA晃或鱼RN荷A班)俯。茅2.专性寄生匆病毒没有合成汗蛋白质的机构遣——细核糖体,也没斑有合成细胞物长质和繁殖劲所必备的酶系感统,不具独立谅的代谢能力,众必须专性寄生尼在活的敏感宿邀主细胞内,依坛靠宿主细胞合剥成病毒的化学裤组成和繁殖新柜个体。陕3.拖体积极小,形私态多样港二、病毒的分进类南病毒有自己单凶独的分类系统靠,其分类依据谣主要有:病毒奶的宿主、所致障疾病、核酸种搭类、病毒粒子写的大小、病毒欣的结构、有无杏被膜等。服根据病毒不同免的专性宿主,决可把病毒分为行:角动物病毒、植辅物病毒、细菌醋病毒(噬菌体自)、放线菌病乎毒(噬放线菌懒体)、藻类病围毒(噬藻类体继)、真菌病毒灿(噬真菌体)质也可以按照所愤致的疾病进行叔分类精按核酸分类,序可把病毒分为铲:璃DNA拣病毒和努RNA透病毒。兰第二节病毒的桑形态与结构耕一、病毒的形面态和大小魔病毒的形状多术样,依种类不挤同而不同搏球状,卵圆形奥,砖形,崖……招(动物病毒)卸杆状,丝状,延……档(植物病毒歇)枕蝌蚪状,丝状夕,话……滨(噬菌体)吨病毒的大小常毁用纳米来表示淋(成=10凉-9m津)。如:痘病保毒炸100nm×膀200nm×随300nm宁,为砖形;口洞蹄疫病毒直径锡为斤22nm范。汪二、病毒的化毙学组成和结构截(蜓1发)病毒的化学艇组成该(大多数病毒锯由蛋白质和核呈酸组成,有的愉含有类脂质、甩多糖等。抓(钉2贵)病毒的结构遇(病毒没有细腿胞结构,却有蕉其自身特有的侄结构。整个病满毒体分两个部滥分:蛋白质衣浅壳和核酸内芯耳。暂(病毒粒子有信两类:一种是突不具被膜(囊亮膜)的裸露病锈毒粒子;另一咐种有被膜包围盐的病毒粒子。阻(最简单的病申毒只有核酸,欢不具蛋白质,珠如寄生在植物板体内的类病毒赢和拟病毒,只司有掩RNA世。医病毒粒子结构姓图,大肠杆菌坏图浙病毒的蛋白质疼和核酸各有不巡同的功能:毙蛋白质:主要刮是保护作用、间决定特异性及驱决定致病性、歪毒力和抗原性笛等。核酸:蛙DNA昆或漂RNA和,决定遗传、坚变异和对宿主兽细胞的感染力厌。有些病毒具使有被膜(囊膜纹),其中还含能有类脂质(磷这脂、胆固醇等培)危第三节病毒的月繁殖驳一、病毒的繁戏殖趣各类病毒的繁接殖过程基本相毙似,以抱E.coli锹T浩系列噬菌体为酷例,可分成以卸下五步:杆1.裤吸附:病毒吸前附于敏感细菌娱(裳E.coli伍细胞)表面的掠受体上(特定铜部位)乌2.断侵入:噬菌体挠通过水解破坏拨细胞壁,悟DNA朴进入。革3.殃复制:细菌自休身的竞DNA队被破坏,病毒膀借助于细菌的耀合成机构,为俯自己工作,即钢复制噬菌体的越DNA激和其他结构。承4.娇装配(聚集)团:病毒的智DNA甚和蛋白质等在害细菌体内装配隆成一个完整的敞大肠杆菌噬菌佩体。首5.古宿主细胞裂解舅和成熟噬菌体随粒子的释放:晓噬菌体粒子成眯熟后,导致宿珍主细胞破裂,催释放出噬菌体漆,毒10载~骑1000强个(平均为忽300轻个)。释放出夹的新的病毒粒政子又可去感染植新的宿主细胞硬。大肠杆菌晶图站T恳系列噬菌体繁报殖过程图是二、病毒的溶萍原性分噬菌体有毒(钩烈)性噬菌体抱和温和噬菌体蔬两种类型。毒劣(烈)性噬菌迁体,侵入宿主恼细胞后立即引跌起宿主细胞破说裂。温和噬菌头体,侵入宿主广细胞后,其核搂酸附着并整合番在宿主染色体味上,和其一起锄同步复制,宿基主细胞不裂解健而继续生长。趋含有温和噬菌争体的宿主细胞嗽称为溶原细胞钥。在溶原细胞走内的温和噬菌温体核酸,称为萍原噬菌体或前扬噬菌体。溶原纸性是遗传的,蛮一旦发生变异表(自发或诱发舅),它会转化妄成毒性噬菌体编。堵(埋噬菌体受感染兄后的两种反庸应即)盏第四节病毒的畅培养穿一、病毒的培硬养基术由于病毒的专续性寄生的习性粮,所以其培养熟也较为困难,岔须提供活的敏贫感细胞,而且睡它能提供病毒渐附着的受体,绳不对侵入的病航毒核酸进行破敌坏(没有破坏针特异性病毒限跳制性核酸内切朗酶)。种二、病毒的培棵养特征展在液体培养基董内:原先浑浊失的菌液变成透浆明的裂解溶液渔。在固体培养课基上:宿主细蛙菌菌落上出现身空斑(噬菌斑径)。冲三、病毒的培杀养奋动物病毒的培乖养墨主要方法有:声动物接种鸡胚服接种组织培养果其中组织培养协技术已被广泛会应用院植物病毒的培策养噬菌体的培养双层琼脂法极第五节病毒对邻物理、化学因夕素的抵抗力及异在污水处理中混的去除效果一、物理因素炸温度:高温和仰低温光(辐射):干燥:二、化学因素嗓环境中的各种采化学因子,会伶对病毒产生影哲响。三、抗菌物质寺由于病毒的非提细胞结构,一瓜般情况下,作谁用于细胞结构瓣的抗生素对病室毒是无效的。胃四、病毒的存硬活和在污水处尤理中的去除效跌果薯环境中存在的奴各种因子会影浑响到病毒的生盆存,所以病毒造在各种不同环夹境中的存活时抓间是不一样的前。污水处理的货不同程度,对校病毒的去除效柏果也是不同的察。功一级处理:很准低,最多蜜30%狠二级处理:净90-99%确绕三级处理:进盼一步减少泥第二章原核微买生物信在生物分类中非,属于原核生童物界,包括真君细菌的细菌门惠和蓝细菌门。铸细菌门有衣原北体、立克次氏五体、支原体、鲜螺旋体、粘细妹菌、古(生)妥细菌、细菌(索真细菌)、放牛线菌。限蓝细菌门有蓝率细菌。兔我们重点介绍趟细菌(包括古啄细菌)、放线新菌和蓝细菌。本章主要内容塔细菌:形态结隙构、培养特征祸、物理化学性艘质;斗古菌:特点、盐分类;燃放线菌:形态木、培养、应用屯;汽蓝细菌:特点盘、分类。第一节细菌苍一、细菌的个柔体形态和大小垦细菌属于原核沃生物,为单细陵胞,即一个细剃胞就是一个个删体。还细菌的个体(专也就是细胞)主基本形态有三袋种:球状、杆冰状和螺旋状。销1.很球菌--细胞呢个体形状为球苦形,其直径约湖为酬0.5撒-并2.0µ记。涨各类球菌又可连以根据其排列企方式的不同,迷进一步分为:测单球菌例:脲慢微球菌神双球菌--成钱对排列例:肺丸炎双球菌点(补肺炎链球菌每)跑链球菌--成供链条状例:乳至链球菌忧四联球菌--芳四个叠在一起剃成田字欧形划巧卵例:四联微球黑菌框八叠球菌--旋八个叠成立方奖体例:甲烷八赛叠球菌梯葡萄球菌--妇不规则排成一讲串例:金黄色拿葡萄球菌键2.宋杆菌--细胞祸个体形状为杆廊状,其大小为暗0.5止-巴1牙×哗1抢—倡5µ肺直育杆菌有长、短揪之分,如枯草粘杆菌、大肠杆事菌等,也可按宽细胞排列、双拨杆菌、链杆菌繁。表3.邻螺旋菌--细汉胞个体形状呈狸螺旋卷曲状,橡螺旋的数目和戏螺距随菌的不毕同而不同。其尿大小约为:错0.25君-饮1.7伏×坊2身—绑60µ允,螺纹不满一同圈的称为弧菌等,如逗号弧菌慰;螺纹在一圈营以上的称为螺衬菌,如紫硫螺丘旋菌和红螺菌串。董另外,在环境理工程中,我们坦经常会遇到一翁种被称为丝状汇菌的形态,在愤水体、潮湿土豪壤及活性污泥伏中普遍存在,宋如球衣菌、发油硫菌等。在我尝们的教材上将纲其列为第四种图细菌形态。练搂•糕所谓丝状菌,董其实是由柱状家或椭圆状的细铸菌细胞一个一浊个连接而成的康,外面有透明廊的硬质化的粘齐性物质包裹(痒称为鞘)。驰队•废所以它实际上终是一种细菌的竞群体形态,故过从严格意义上蚂来说,是不应揪把它列为细菌堤的个体形态的脾,但从实际应阀用的角度,这妈种分法也是具糖有价值的。细烦菌的各种形态忆图泉在正常情况下咳,细菌的个体割形态是相对稳左定的,故它也即是细菌分类时柿的重要依据。柏但是,环境条仔件的变化,如始营养条件、温霸度、培养时间睛等,会引起细夜菌个体形态的真改变或畸形;喂不同的种类和袍菌龄,在个体水发育过程中,绘细菌的大小有铃变化,刚分裂故的新细菌小,妥随发育逐渐变辱大,老龄细菌愁又变小;另外爱,有的细菌种镜,是多形态的则,即在其生命决的不同阶段,绍会有不同的个拔体形态出现。房因此,在描述踪细菌的个体形信态时,需要在怪给定条件下(耽给定的培养基踩、培养温度、骆时间等)。息二、细菌的细处胞结构遍愈细菌的细胞结贤构可分为一般帽结构和特殊结胖构:当灰一般结构(或目基本结构):锯如细胞壁、细镜胞质膜、细胞蒸质、内含物及培细胞核物质等吹。它们是所有押细菌所共有的蛋。唱乱特殊结构:如再芽孢、荚膜、香鞭毛等。它们我是某些细菌所絮特有的。所以概特殊结构是细塘菌分类鉴定的册依据。纺区细菌细胞的模采式图:以(寻一)细菌的一跪般结构去傻从细胞外开始镇,由外向内,常依次有下列的听细胞一般结构目:吧举1.益细胞壁桃报细胞最外面的帮坚韧而略有弹唤性的薄膜。鸣番男细胞壁的化学忍组成:肽聚糖佳、蛋白质、脂骤类革兰氏染色:袍由于细胞壁组始成的不同,可剪把细菌分成两圾大类:盈G+龟菌和吹G-用菌。多这种分类法的厦起源是革兰氏谊染色试验,是燃由丹麦科学家惠Gram筛在食1884违年建立的。陷革兰氏染色试著验是一种复染禽色法,即通过诉多次染色达到始区分不同细胞县结构的目的。贯其主要步骤如崭下:见图程细胞壁的作用冬:保护细胞为未;得维持形态;丸朱控制物质进出险;搬挖为鞭毛提供支使点信抓莲细胞壁之内,营统称为原生质毯体。毒2.炒细胞质膜(质柱膜)持越在细胞壁和细息胞质之间的一捡层半透性膜,封它可以选择性止吸收物质。户皮化学组成和结都构:评寇磷脂户30慌-举40隶%,蛋白质在60孤-勺70熊%,约渗2泻%的多糖。且骗其结构为双层陡结构,上下两钓层磷脂分子层衡,蛋白质镶嵌捎在磷脂层中。管见图细胞质膜停结构模式白图重P28汽细胞膜的作用岭:宜掩(惧1算)控制内外物耀质的交换(吸绢收营养和排泄两废物);脊醒(肠2绣)膜上有许多蜡重要的酶(蛋唐白质),是氧铜化和供能的场古所;如:渗透泄酶、氧化磷酸尖化酶等;金沉(签3赚)细胞壁合成童的场所;尽救(搬4轰)鞭毛的附着恨点。阳3.斤细胞质及其内砖含物榆位于细胞膜以汗内,除核物质隙以外的无色透双明的粘稠物质豪,又称原生质瓜。休化学组成:由秘蛋白质、核酸工、脂类、无机西盐、水等物质窝组成。径作用:含有各孟种酶系统,是浙进行新陈代谢薄的活动场所。菠内含物:细胞揉质内存在各种遵颗粒和结构,发它们担负着重馅要的生理功能拔。如核糖体和脸内含颗粒。纳然•剑压泊核糖体:分散选在细胞质中的东亚微颗粒,由耽RNA葵和蛋白质组成衡。它是合成蛋远白质的场所。鸟暴•贴内含颗粒:细文胞在营养过剩术时,会形成一递些颗粒贮藏物成,如:异染粒搞、聚嚷b蚂-伟羟基丁酸(夫PHB慕)、硫粒、淀京粉粒等。内含晚颗粒的产生,韵与环境条件有大着十分密切的甲关系。涛4.屠核物质(拟核改、核区)阳沿细菌是原核生你物,没有定形君的细胞核(无炒核仁、核膜)膀,但具有遗传俊物质鸭DNA挪(脱氧核糖核赴酸),即核物鄙质,双链纤DNA朴分子存在于核槽区,高度折叠以缠绕而成。如讲E.coli彩的茂DNA编分子总长可达档1.1mm联,环状折叠盘术绕在细胞质内间。无扬功能:决定和描传递遗传性状宿,是遗传物质絮。呼(诊二)细菌的特推殊结构管常见的细菌特荐殊结构有:荚阴膜、芽孢、鞭关毛等与1.
障荚膜挤许多细菌能分阁泌一种粘性物决质于细胞壁的跳表面,完全包垫围并封住细胞谱壁,使细菌和推外界环境有明伤显的边缘,这花层粘性物质称爆为荚膜。课成分:主要是沉多糖和多肽。胜功能:(较1突)保护功能(奖抗干燥、抗吞届食);(万2撕)贮藏物质(夏可作为细菌的斑碳源);(胞3堂)在水处理中驰,荚膜能吸附兆废水中的有机曾物、无机固体膊物及胶体物,暗把它们吸附在跨细胞表面,有肥利于对其的吸柏收降解滤。替龟细菌荚膜和负牧染色法图笋容易混淆的几呈个概念,希望堂注意区分:愤杨粘液层:也是芦细胞壁表面的被粘性物质,区顶别在于它与周德围环境无明显拍的边缘;引菌胶团:多个血细菌个体排列北在一起,由公比共荚膜包藏形匀成一定形状的劝细菌集团;菌断胶团的形成对汪于水处理有十致分主要的意义五,它是废水生现物处理中常见昌的结构;弟鞘(衣鞘):排丝状菌形成时驼,在外面形成澡透明的硬质化踏的物质。2.芽孢搅在一些种类的地细菌体内形成搅的一个圆形、元椭圆形或圆柱度形的内生孢子医。住能产生芽孢的险细菌种类包括境多种杆菌、一扒个属的球菌(裙芽孢八叠球菌悟)和一个属的书弧菌(芽孢弧斑菌属)。讽芽孢的特点是垄:(秆1精)壁厚,紧密蚊结实;岸(彻2害)含水量少(颤40率%);坛(铲3参)含有见DPA弃(躲2高,汽6阅-吡啶二羧酸码),可达干重庭的独15耍%;虽(邪4蹲)含有耐热性源酶。在脆120洗-住140窃℃杠还能生存几个玉小时。衰这些特征使芽根孢能抵抗恶劣巩的环境条件。耕细菌芽孢的各答种类型图建芽孢的功能:我(笔1纯)菌种鉴别的容依据(芽孢的岗位置、形状、耻大小等);这完一点在实际工缩作中十分有用坚。次(形2佳)抵抗不良环话境的休眠体。三由于芽孢的特雪点,它对不良亲环境,如高温辜、低温、干燥眼和有毒物质等牙具有较强的抗拌性,它处于不垂活动的休眠状知态,一旦外界巨条件变好,它歪可萌发成为营趴养细胞。由于涛芽孢的抗性最孕强,故我们在妨检查灭菌效果鸽时,采用芽孢腰为指示,即以温它作为灭菌效奖果是否彻底的胶标志。3.鞭毛菜绝大多数能运兵动的细菌具有发鞭毛,鞭毛是裕细菌的运动胞没器。鞭毛的着值生位置、数量谜、排列方式等屋都与细菌的鉴树定有关(它是摸细菌种的特征婆)。述图烤P32脉三、细菌的培筝养特征多培养基:人工线配制的供给微懒生物营养物质喜的基质。固体究培养基洞(麦加入约展1.5%漠的琼脂站);陡半固体培养基桥(避加补入毁0.3~0.说5%普的琼脂背);础液体培养基。疤在不同培养基这上细菌会出现育具有不同的培娱养特征。在固澡体培养基上,艘称为菌落扒菌落:单个微焦生物接种在固院体培养基上,预在合适的条件握下培养一段时轰间,生长繁殖浆形成一堆由无岩数个个体组成侮的肉眼可见的孩群体。酷菌落特征主要鉴有:大小、形户状、光泽、颜骂色、质地软硬该、透明度等。吉细菌菌落它图盒P33哲四、细菌的物阻理化学性质瓦(一)细菌表搁面电荷和等电告点迅细菌表面带负赤电荷;由细菌忘表面的蛋白质哪(两性电解质索)的等电点和赤外界的她pH望值所决定。报(二)细菌染呆色原理及染色蠢方法王1.猎染色原理胃通过染色,可脸增加菌体与背吧景的反差,在董显微镜下可清济楚地看见菌体痛的形态。常用亭的染料是碱性似染料(由于细淋菌表面经常带运负电〕。特殊斯的染色方法:哈如、鞭毛染色滑、负染色法等芦。填2.隶染色方法落染色方法分两裳大类:简单染塘色和复合染色验。舰3.残革兰氏染色法江革兰氏染色的臣机制有以下两驼点:愚(晌1)肚革兰氏染色与农等电点的关系败G+洁菌的等电点低奏于水G-痛菌,所带负电树荷更多,因此菌,它与结晶紫塑的结合力较大想,不易被乙醇欲脱色。截(亭2)钻革兰氏染色与贸细胞壁的关系郑G+贼的细胞壁脂类架少,肽聚糖多樱,妙G-服则相反,故乙顶醇容易进入矿G-喷细胞,进行脱锅色。细菌的一蛋些其他特性:柜比表面积、密垮度和重量袍……第二节古菌肆过去,由于研菌究手段技术原超因,对古菌的甜了解很少,一横直将它列入细杂菌范畴内。从沿1977选年起,人们改吃进了研究方法诚,发现这类菌肢在细胞结构、烟化学组成及生希存环境条件等绘方面的特殊性键,所以将它从陷细菌中划分出闪来,称为古细羞菌(而细菌则班称为真细菌)哄,或称古菌。女现在已将它与速细菌、真核生肾物并列。砍一、古菌的特春点烂1.锄古菌的形态抖细胞很薄,扁群平。有精确的断方角和垂直的础边构成直角几哑何形态的细胞炕。凳2.号古菌的细胞结准构注大多数古菌的乓细胞壁不含有矩二氨基庚二酸欺和胞壁酸。组垒合多为脂蛋白鹰,蛋白质为酸毯性的,脂类是愚非皂化性甘油化二醚的磷脂和长糖脂的衍生物轰。有内含子。名3.管古菌的代谢发代谢有多样性绩。在代谢过程川中有特殊的辅桂酶,如绝对厌族氧的产甲烷菌容有辅酶恋M酱、贿F420敬、煤F430煌等。宋4.如古菌的呼吸类袭型姑多为严格厌氧帖、兼性厌氧,循少数为好氧。枝5.惊古菌的繁殖臣以细胞分裂的刮方式繁殖,但早繁殖速度较慢约。期6.福古菌的生活习业性芦大多数生活在唉极端环境。如剂:高盐分、极忍热、极酸和绝趣对厌氧的环境东中。它有特殊有的代谢途径。梦二、古菌的分恐类款按照古菌的生巡活习性和生理建特点,古菌可工分为三大类型苦:产甲烷菌、灵嗜热嗜酸菌、僵极端嗜盐菌。永(隆一忘)牙产甲烷菌懒产甲烷菌与其量他微生物(水抽解菌、产酸菌缎)协同作用,杰能使有机物甲所烷化,产生具蠢有经济价值的暮生物能物质-情-甲烷。产甲犯烷菌是严格厌示氧菌,现把它墓分为虑3徒目、省7狡科、罗19常属、病70宾种。产生菌种炮的各种形态蓬图赢P4炸0烦培养方法:由炼于产甲烷菌是窑严格厌氧的,劈其分离和培养破等要求特殊的害环境和方法。猛如厌氧芝的培养条件、踢厌氧的操作条希件(如厌氧手晴套箱)。袄在环境工程中触,产甲烷菌具光有特殊的意义枣。在厌氧条件插下,产甲烷菌环与其他菌(水后解菌、产酸菌猾等)共同作用伸,将有机物转广化为甲烷,这望就是所谓的恐“傍沼气发酵吉”碎。邮
(弊二抬)亚嗜热嗜酸菌航包括古生硫酸耳还原菌和极端循嗜热古菌。这觉一类菌的特点请:好氧、严格蛾厌氧或兼性,寻G违-杆状、丝状喝或球状,专性讲嗜热(最适温版度在薯70绢~截105皱℃示之间),嗜酸册性和嗜中性,恳自养或异养。伞大多数是硫代离谢菌。细(蛙三抚)保极端嗜盐菌悼这类菌对补NaCL欢有特殊的适应鸡性和需要性。与栖息在高盐环严境。通常极端返嗜盐菌的要求因盐浓度下限为给1.5mol蚀/L镜(约茶9忧%),大多数板为痛2撕~谋4mol/L专(约异12筐~竹23厉%),甚至高膜达亿5.5mol帐/L胡(无32峰%,达饱和状屠态)。有的种启也能在低盐浓语度下生长。第三节放线菌跟放线菌因其在揪固体培养基上娃呈辐射状生长来而得名。它是侍原核生物,属参于原核生物界浮一、放线菌的忍形态和大小鄙单细胞,由纤妄细分枝的菌丝扛组成的菌丝体哀。车菌丝分成两类柄:转1嗽)营养菌丝,份潜入固体培养遗基中,吸取营妄养,直径约为正0.8µ亭,长约鸦50巧~气600µ达。讯弦竞2暑)气生菌丝,苗延伸在空气中握,较粗,直径堆为姿1~1.4µ功,气生菌丝生擦长到一定阶段削,会在顶端分蝶化出孢子丝,城能产生分生孢脚子,孢子丝的势排列方式、形恋状、颜色等都锅是放线菌分类趣鉴定的重要特革征。几种放线最菌孢子丝的形枕态铅图廊P43维二、放线菌的好菌落形态独放线菌的菌落途是由一个分生奉孢子或一段营筛养菌丝生长繁还殖而来的,许佩多菌丝相互缠多绕,导致其菌扒落质地紧密,蒙坚硬,表面呈懂绒状或密实、妥干燥、多皱。见由于营养菌丝阁潜入培养基内棍,其菌落不易专被挑起。诺卡胞氏菌由于其营速养菌丝断裂成贷杆状或类球菌王,其菌落质地盯松散,易挑取卸。由三、放线菌的从繁殖宰放线菌的繁殖已是通过无性繁因殖的方式进行蚂的,通过分生床孢子和胞囊孢边子繁殖。眯生活史稼:切夹俭纲孢子丝分生孢胁子萌发房气生菌扮丝商列惑营养菌丝萌发险孢子蛛囊撤聪负胞囊孢子传四、放线菌在晚生产实际中的腊应用而放线菌的分布扣:以在土壤中山较多。医学上鸣的应用:产生必各种抗生素,抢如链霉素等。叠在环境治理上伍:在有机固体括废弃物堆肥发吧酵及水生物处逝理中有应用。遇如将诺卡氏菌乘应用于含炕CN-话废水的治理。第四节蓝细菌占蓝(绿)细菌立在植物学和藻唇类学中属于蓝尝藻门,但它是写原核细胞,结童构简单,因此尊把它列入原核喜生物界中,又脱称为蓝藻。远一、蓝细菌的甩特点蓝蓝细菌的特点脆:原核细胞(磁不同于其他藻置类);具有光祝合色素(叶绿迹素植a耗等),能进行匙放氧性的光合袭作用(不同于瞧其他细菌)蓝县细菌的个体为蓄单细胞,也有赵的组成群体,涌但不是多细胞脚。蓝细菌的分青布十分广泛,灰并且能适应较犯为恶劣的环境枪条件。勾二、蓝细菌的泻分类张蓝细菌的分类普,分为两个纲接:色球藻纲和鸭藻殖段纲。见爆图船P46车坟藻殖段纲各属答及色球藻各属套蓝细菌(藻)夫在污水处理、态水体自净中起暮着积极的作用钓,可作为水体虚富营养化的指活示生物。茶第三章真核微香生物蜓主要内容包括辰真核原生生物甚界、真菌界、闯动物界等中所圈涉及的微生物算:翅真核原生生物今界的原生动物返、藻类;真菌正界的霉菌、酵犬母菌及伞菌;吗动物界中的微嗓型后生动物,因如轮虫、线虫酸等。各裙由于这些微生容物的数量和种才类极其丰富,灿在课程中仅介榜绍与环境工程判(水处理)有弟关的种类原生动物教一、原生动物怪的一般特征限汽(养一危)雷原生动物的概阶念、细胞特士点似农袖原生动物是动各物中最原始、佣最低等、结构赛最简单的单细冰胞动物。东暂1拜.鸡单细胞,形体讨微劝小胸1顽0砍~兄30式0母μ骑,形态多样,久没有器官分化蔬,由分化的细栋胞器完成各种艘生理功能。齐2去.未在不利的环境榆条件下,会形耍成胞囊砍。赠民还在正常的环境狼条件下,原生恢动物都能保持甲自己的形态特班征。若环境条诊件变坏(如干性燥、温度或湖pH银不宜、溶解氧误不足、缺少食者物等),原生鸽动物会形成胞俱囊。胞囊是原民生动物抵抗不恰良环境的一种译休眠体。犹随原生动物的结孟构券图房P57崭(沃二赖)朋原生动物的营漂养类辩型衬滥根据原生动物苦获取营养的方好式:菠1咐.轿全动性营搜养服括吞食其他生物庭或有机颗粒。犬绝大多数原生行动物为全动性策营养帖.呆2业.骡植物性营螺养采森依靠光合作用滔合成有机物。全有色素的原生骆动物。鞠3妨.蜜腐生性营毒养前吼依靠体表吸收经可溶性的有机简物。某些无色御鞭毛虫和寄生挤的原生动物。熊(伏三隶)京原生动物的繁视殖郑偏其繁啊殖方式有无性使方式和有性方谷式欢。罢P5方0否繁殖方式领无性方式:主候要为二分裂法驳,或出芽生殖攀(吸管虫),翻或多分裂法(冈寄生的孢子虫调。)诵有性方式:在局环境条件差时客出现。道二、原生动物醋的分类及各纲例简介穿存在于水体中邮的有三个纲:货鞭毛纲、肉足没纲和纤毛纲。纠(葬一毫)膜鞭毛纲副具一根或多根耕鞭毛,作为运胞动胞器。个体上自由生活或群夸体棕。泰P5糟1扎图隙在自然水体中母,鞭毛虫多在鹊多污带或类a筋-中污带生活换。在污水生物装处理系统中,荣活性污泥培养蕉初期或在处理疾效果差时鞭毛投虫大量出现,渴可作为污水处舌理的指示生物饺。(二)肉足纲资画具有伪足,作宵为摄食和运动明的胞器。无色验透明,大多数槽没有固定形态辽。弄图欠P52罢肉足虫喜欢在燃a扮-中污带或称b名-中污带的自违然水体中生活始。在污水生物凶处理系统中,畜则在活性污泥啊培养中期出现痛。(三)纤毛纲筑饶以纤毛作为运蛾动和摄食的细纯胞器。她郑纤毛摆动使虫值体前端的水形艺成旋涡,有机慎颗粒和细菌被颤集中沉积至胞值口处进入体内口,形成食物泡饼,食物泡随细各胞质流动而移见动,并逐渐被巡消化、吸收,道这种户“元沉渣取食耻”弯的进食方式,尘在废水生物处缝理中,对出水伸质的澄清,起呜了一定的作用酿。虫体内具有肾伸缩泡,多余敏的水分及代谢暑产物不断进入姑伸缩泡,并通浙过它的收缩而造排出体外,起幼着维持体内水扮分平衡的作用少。尿分为游泳型和侵固着型两种类付型。湖盘游泳型:这类辫纤毛虫借助虫慧体周围长有的耗纤毛而自由游呜动。捞固着型:个体期或群体,具有股纤毛带,多数柔有柄,营固着刚生活,有基丝逢,能收缩。有慕大核(营养核群)和小核(生竟殖核)。如钟奔虫、累枝虫等热。角纤毛纲中的游练泳型纤毛虫多敞数在江a斥-中污带或旁b荷-中污带,少弹数在寡污带中施生活。在污水卸生物处理中,推在活性污泥培苦养中期或在处京理效果较差时采出现。固着型凳的纤毛虫,尤做其是钟虫,喜醋欢在寡污带中包生活,在揭b姜-中污带也能浸生活,它是水攀体自净程度高出、污水生活处睁理效果好的指蒙示生物。旅另外有一类是吩吸管虫,幼体霜有纤毛,成虫民纤毛消失。具籍有吸管作为捕何食细胞器。脚吸管虫多在羞b胖-中污带出现雕,有的也能在朴a霉-中污带和多撑污带,在污水兰处理效果一般颗时出现。内三、原生动物谦在污水生物处量理中的作用逝1.雨净化作用原生篇动物能吞食细桨菌和有机颗粒万。厌2.短絮凝作用纤毛喉虫等能分泌一脏些有助于活性光污泥絮凝的糖杆类物质等。郊3.假指示作用能指捷示污水生物处誓理的效果,反陷映构筑物运转星情况的好坏。悄第二节微型后首生动物纸原生动物以外喊的其他多细胞厦动物统称为后岂生动物。微型听后生动物是一缎些形体微小、摆需借助显微镜辽才能看见的后亡生动物。包括狱有:轮虫、线娇虫、寡毛虫、迫浮游甲壳动物某等。它们在天冷然水体、潮湿开土壤、水体底龙泥和污水生物堂处理构筑物中圣均有存在。裕在这里为大家锣介绍几种常见屈的微型后生动歌物:一、轮虫构属于担轮动物册门轮虫纲。形衡体微小,长度纳约为璃4~400村0电μ岛(多为董50汁0咽μ泥左右)。身体简长形,有头部扫、躯干和尾部闻的区分。头部却有一个由判1瞎~黄2借圈纤毛组成的皱子能转动的轮预盘,为运动和收摄食的器官。韵自由生活或固掉着生活。地域积分布十分广泛豪,以底栖为多茅。大多数轮虫猜以细菌、霉菌达、藻类、原生奸动物及有机颗男粒为食。同时硬它自己又可作诉为水生动物的抓食料。轮虫要冷求较高的溶解是氧,故轮虫是薪水体寡污带和加污水处理效果裕好的指示生物倍。二、线虫吨属于线形动物据门的线形纲。优具有圆柱状身肉体且不分节,下长形,形体微远小,多在级1mm劫以下。寄生或无自由生活,污胸水处理中出现米的多是自由生搞活的。线虫有集好氧和兼性厌帝氧的,兼性厌圈氧的在大量缺流氧时出现。线感虫是污水净化芽程度差的指示走生物。乐其他的微型后超生动物包括:迫寡毛类、浮游泽甲壳动物、苔斥藓虫、羽苔虫隆等。第三节藻类胡一、藻类的一咐般特征眼真核生物(除捆蓝藻外),单尿细胞或多细胞然群体,大小和鱼结构差异很大衫,小的以枕μ饥计,只能在显遭微镜下才能看侄见;大的有红睁藻(如紫菜)袭和褐藻(如海岗带)等。紫真核藻类具有碎叶绿体,有叶场绿素它a秃、骂b传、珠c扒、虏d绒,犯b骗-胡萝卜素、赔叶黄素等。光园能自养,能进画行光合作用。馅藻类生长要求射有阳光,最适惕pH6~8叶(生长范围旧pH4~10击),多为中温捐性的,极端的蛾能在查85植℃辅温泉或长年不邻化的冰上生长啦。蓬二、藻类的分披类及各门特征秘简介周根据藻类的光厦合色素的种类孝、个体的形态驳、细胞结构、致生殖方式和生圈活史等,将藻猾类分为十个门勾(有的人分为突八个门或十一边个门)。1.蓝藻门倡即蓝细菌,见名前。2.裸藻门池因不具细胞壁惯而得名。颜色题呈绿色。3.绿藻门症含有较多的叶抗绿素。剪象•宣形态多样,单笔细胞的个体、丛群体或丝状体续。4.轮藻门送具大型顶细胞投,有节和节间奴,节上有轮生此的分支。5.金藻门砍叶黄素和卵b距-胡萝卜素占寇优势,呈金黄些色和金棕色。6.黄藻门宇细胞壁大多数胞由两个半片套腾合组成,含果窑胶质。7.硅藻门兔单细胞,由上球下两个壳组成素。细胞壁内含卧有硅质(确SiO2·x钉H2仔O建)没和果胶质。8.甲藻门韵含有叶绿素丝a晃、布c冰,搁b购-胡萝卜素、愿硅甲黄素、甲叙藻黄素、新甲逆藻黄素及环甲津藻黄素9.褐藻门终较高级的藻类丰,呈橄榄色和菠深褐色。含有挽叶绿素惨a靠、浪c郑,赛b沃-胡萝卜素、阁叶黄素。后两陷者的含量高于哄前两者。含有魔褐藻淀粉、甘县露糖、油类和幻还原糖。褐藻碗门植物中除一崇些淡水种类外孕,都是海洋中目的藻类,它们鸦在海洋中的温靠带及冷水带大本量发展。定生选生活的,就是圈所谓底栖生物截,藻体在构造殿上极其多样10.红藻门患色素为红藻藻迫红素和红藻藻闷蓝素。红藻主秘要是海生藻类搂,只有少数出年现在淡水中。兔海产的红藻生册活在所有海洋精的近岸,是底肿栖的生物。痰注:分为八个嗽门的,是将上你述耐10展个门中的金藻捧门、黄藻门、耗硅藻门归入金贴藻门。分为十盟一个门的,是普上述十个门,并再加上一个隐晌藻门。浴三、藻类与环冬境保护宵1.厦藻类的去除女在给水处理中吓,需要控制水甲中的藻类,否迷则会带来颜色风和气味(青草蛙味、鱼腥味等夺)。常用的方件法是加入药剂播,如歼CuSO4悠和氯。犁2.拖水体富营养化逆水体中营养物民质的过多,会汁引起水体中藻蜘类的过度繁殖膝,造成水体富乐营养化,造成笨严重的环境问胳题(如赤潮等完)。3.氧化塘唉利用水体中的拾藻类处理污水溉,氧化塘中的科藻类和菌类存狱在互生关系,婚藻类为菌类提苍供氧气,菌类殿为藻类提供可CO2庙及氮等营养物众质。损光照二氧化碳赤、氮、磷构等侨忆污水中的有机香物藻类菌类藻体氧气菌体第四节真菌神真菌属于低等事植物,分类上掌单独列为真菌际界。常见的真存菌有:酵母菌喉、霉菌和伞菌一、酵母菌蝶1忠.形态与结构杠单细胞真菌。付有各种形态:眉卵圆形、圆形古、圆柱形或假安丝状。直径屋1~授5凑μ匠,长约喊5~3寿0皱μ名或更长。弓2.牢捎细胞结构副细胞具有细胞妙壁,细胞质膜耳、细胞核及内火含物。酵母菌鞋的细胞壁成分银不同于细菌,缘含葡聚糖、甘羡露聚糖、蛋白鹿质及脂类。啤智酒酵母还含有劈几丁质。细胞扣核具有核膜、狐核仁和染色体错。细胞质含大质量我RNA束、核糖体、中坑心体、线粒体做、中心染色质哲、内网质膜、纳液泡等。内含索物丰富。3.繁殖卖有无性生殖和芝有性生殖。无厨性生殖又分为妖出芽生殖和裂感殖。有性生殖缩一般在条件不弊是很好的情况银下进行,产生虚有性孢子。4.培养特征崖在固体培养基后上的菌落,表亮面湿润而光滑闲,有粘性,与的细菌菌落大小雀差不多,颜色旱为白色或红色枯。培养时间久剪后菌落表面转移为干燥。造p渔H遭在普4.5~6.征5慢,温章度竞20~融3比0巡℃沟,兼性厌氧,裤喜欢高糖环境杆。5.分类寄酵母菌分为破39蔬个属,委372况种。常见的有践:酵母菌属、楚裂殖酵母属、铅假丝酵母属、腰红酵母属等。炸音6亚.应腾用仓犁酵母菌有发酵队型和氧化型两惯种。发酵型的叼发酵能力强(未发酵糖类成为泻乙醇和二氧化欢碳,适用于发驰面做面包、馒兰头和酿酒。氧踪化型则是无发葵酵能力或发酵胃能力弱而氧化情能力强,可以孕应用于环境治拒理,如在本石油脱蜡、废嗓水处理等都有景应用的实例。二、霉菌耻1桑.形态与大小记由分支和不分李支的菌丝交织衫在一起形成菌单丝体。菌丝分本为营养菌丝和妨气生菌丝,气腔生菌丝上长出拾分生孢子梗和鼻分生孢子。菌坟丝直径约哥3~1售0桶μ向。区别霉菌和励放线菌:真核驾与原核、菌丝捕的粗细(放线柳菌为强0.2~0.司8屈μ规)。2.细胞结构劫霉菌细胞由细堤胞壁、细胞质侦膜、细胞核、拒细胞质及内含缩物等组成。大草多数霉菌的细庄胞壁含有几丁糠质,少数有纤干维素。大多数逃为多细胞,少签数为单细胞。箭区别单细胞和轧多细胞(显微原镜下):细胞颈核的数目、横涉隔。3.繁殖方式伯笑有性生殖和无还性生殖(产生坦分生孢子),诱也可借助菌丝谜的片段繁殖。4.培养特征自在固体培养基减上,霉菌的菌扁落呈圆形、绒铁毛状、絮状或受蜘蛛网状。菌针落大,有无限齿生长的能力(搁蔓延至整个平弄板)。菌落疏奔松,易挑取。何正反面颜色不纺同。偏酸型燥pH4.5~垫6.5低,温度健20~咬30缴℃俱,腐生(异养受),好氧。5.分类摇霉菌分属于藻表菌纲、担子菌叶纲、子囊菌纲订和半知菌纲。节常见的有:单移细胞的毛霉、冻根霉等,多细灰胞的青霉、曲穿霉、木霉、镰略刀霉等6.应用碍在生产实际中霸,霉菌的应用贺很多,如生产园抗生素、酶制身剂、维生素等蚁。在环境治理他中,有报道利嘴用镰刀霉处理的含氰化物的废狗水,利用青霉复处理造纸厂含爆纤维素的废水冬等。三、伞菌供属于伞菌目,醒有性繁殖生成诚担子和担孢子哨。可形成子实万体。有食用菌鸭、药用菌和毒农菌。期第四章微生物赛生理咬主要内容窝:娃茧盆生物的酶微生物的营养博微生物的能量晚代谢寿微生物的合成眉代谢酶一、酶的概念催化剂赠在化学中,能舍改变化学反应银的速度而其本轮身在反应件前后没有发生相变化的物质称陪为购催化剂。疼点例如:蔗累糖绣→撕葡萄糖验+蛇果糖,少量盐铅酸(钢HCL辛)可以大大促机进该反应的速完度,即为催化这剂。困由催化剂加速宝反应速度的现限象称为摘催化作用岔。一般的化学爸催化剂作用往衬往要求一定的荐条件,如高温捕、高压等。询谨如在合成氨工雅业中,使用以挂铁为主体的多突成分催化剂(谈铁触媒),反蒸应条件要求:滋500宪℃猎、每2×10栽7号~以5×10历7恰Pa仰(强约谢200~50叉0atm秋)稀,这就对反应叮的容器等菊提出较高的要括求。在生物体坑内不断地进行良着大量而复杂吧的化学反应(互生物化学反应泡),这些反应幸要求以极快的军速度进行,而手且要求十分精银确,才能适应唯生物体生理活胀动的要求。另怎外,生物体内浑的条件是温和割的。为了满足斤生物体内生物卸化学反应的要垃求,必须由特榴别的催化剂撕——训酶来催化。览定义:酶是生港物体内合成的汉一种具有催化楼性能的蛋白质定,它是生物催导化剂。攀二、酶的催化她特性虑1端.酶积极参与省生物化学反应脑,加速反应速递度,但不能改昂变反应平衡点醉,在反应前后侦无变化;狗2庆.酶的催化作滩用具有专一性与;一种酶只能理作用于一种物舱质或一类物质忽,或者说只能阵催化一种或一碗类化学反应;拳3恩.酶的催化作爹用条件温和;新在常温、常压厚和近中性的水孤溶液中进行(起生物体内环境稳);退4战.酶对环境条忽件极为敏感;大高温、强酸、型强碱、重金属碰离子等会能使遍酶丧失活性;版由于酶是蛋白湾质,容易失活贝5笛.酶具有极高炒的催化效率;惠如过氧化氢酶哪的催化效率比辩铁离子演Fe3+插(一般催化剂祝)要高慨1010示倍。三、酶的组成培酶的组成有两饺类:(安1载)单成分酶:悲只有蛋白质;遇(大2敢)全酶:由蛋拦白质和非蛋白品成分组成。非洒蛋白成分可以散是:有滥机物、金属离嫁子、有机物和甜金属离子。传通常把它分为露辅酶和辅基,农与酶蛋白结合艰得牢的,称为馅辅基,与酶蛋瓜白结合得不牢犯的,称为辅酶召常见的辅酶和砍辅基有:辅酶胖A用(野CoA屋或趁CoASH模)、洪NAD回(辅酶宇I怪)和糠NADP摆(辅酶滑II纯)、弊FMN仪(黄素单核苷方酸)和带FAD听(黄素腺嘌呤持二核苷酸)、衰辅酶贝Q阁(嘴CoQ斗)、磷酸腺苷兔及其他核苷酸键类(包括师AMP塔、辈ADP急、桃ATP也、菠GTP适、犯UTP悉、充CTP坡等)。问彻•携专性厌氧菌特匪有的辅酶:辅截酶选M验、翠F420础(辅酶穗420臭)、逢F430刊(辅酶谱430再)等。眉四、酶蛋白的明结构除在生物体中的唱酶蛋白,由强20摊种氨基酸组成遍:瘦Ala就(丙氨酸)投Arg浇(精氨酸)服Asn庭(天门冬酰胺息)毙Asp伙(天门冬氨酸幕)羊Cys亦(半胱氨酸)恋Gln芝(谷氨酰胺跟)舰Glu糊(谷氨酸)秤Gly笑(甘氨酸)哭His处(组氨酸)拦Ile创(异亮氨酸)首Leu始(亮氨酸)妥Lys剑(赖氨酸)晓Met轧(蛋氨酸)更Phe拒(苯丙氨酸)滔Pro酱(脯氨酸)裹Ser涌(丝氨酸)支Thr削(苏氨酸)杠Trp忘(色氨酸)丙Tyr录(酪氨酸)腥V壁al眯(缬氨酸氏氨基酸之间通大过肽键(黎-NH-吹CO-纠)连接成多肽貌链。多肽链之添间或一条多肽李链卷曲后相邻旱的基团之间通来过氢键、盐键茫、酯键、疏水维键、范德华引槽力及金属键等圆相连接,形成拉蛋白质的空间歌结构。货一级结构指多素肽链本身的结观构;二级结构狠是由多肽链形孙成的初级空间只结构,由氢键康维持;三级结霜构是在二级结缝构的基础上,掠多肽链进一步趟弯曲盘绕形成左更复杂的构型扫;四级结构是腐由几个或几十恐个亚基形成,桥亚基是由一条半或几条多肽链盲在三级结构基榴础上形成的小衡单位。少数酶片具有四级结构鬼(图)。按五、酶的活性协中心眼酶的活性中心黑:酶蛋白分子灾中与底物结合与,并起催化作福用的小部分氨街基酸微区。组护成酶的活性中脱心,可以是蛋佣白质多肽链上浅不同位置的氨熊基酸区域。活剃性中心可分为嘉结合部位和催场化部位。只有哪酶蛋白保持一帽定的空间构型挪,酶的活性中火心才能存在。止如果酶蛋白发访生变性,构成隆酶活性中心的幸基团互相分开盈,酶与底物将证无法形成结合舍,酶促反应也症就无法进行也在酶(双成分历酶)的非蛋白剪成分上,具有答催化功能的那陷一部分,称为食活性基,它决聚定着催化反应嫩的性质,担负欢着传递电子、锦原子或化学基浩团的功能。单扑独的酶蛋白没抗有酶活性或活皮性很低,只有果与活性基结合勤,才显示出酶裕的高度专一性攀和强大催化效嘴率。番酶与底物结合仅的机理差六、酶的分类耻与命名津根据不同的标歪准,有不同的戚分法:甲1伤.按照酶所催鸟化的化学反应将类型,可分为型6堵大类,这也是扑国际上的标准科分法,由此进典行编号:瑞(因此其顺序倡也是很重要的舟)泰(乳1屯)氧化还原酶占类(氧化还原净反应)密AH于2佩+B痕→防A+BH锅2义还可进一步分院为氧化酶和脱含氢酶。惕(洪2枯)转移酶类(例底物的基团转笨移到另一有机臭物上)潜A-R+B位→砌A+B-R宜R超可以是氨基、播醛基、酮基、刺磷酸基等夕翁(泄3括)水解酶肿类望(着大分子有机物予水翁解淡)馆挥A-B+H虫OH乱→亡AOH+BH挂裂肤(新4掏)裂解酶类(理有机物裂解成萄小分子物质骑)延茶勉输AB座→般A+B液胀(锈5局)异构酶类(张同分异构体之裳间的转化笑)驳蹲顷垒A糠→爆A要’铁贡(新6峰)合成酶类(饮底物的合成反挺应,需要能量精)晨犹吴填A+B闲+nATP桃→裁AB+nAD浸P+nP剪根据催化反应豪的性质将酶分视为六大类,在络每一大类中又霉可分为若干亚趟类和亚亚类,砌并采取四位编世号的系统。每腾种酶都有一个缠四位数字的号苏码,每个酶用温4返个用圆点隔开顶的数字编号,馆编号前冠以衬EC忍(桑Enzyme变Commi舱ssion盼),其中第一意位数代表大类妻;第二、三位显数分别代表亚当类和亚亚类,影由前三位数就刃可确定反应的悠性质;第四位吗数则是酶在该黎亚亚类中的顺常序。例如,两L-笋乳酸佛:NAD咏氧化还原酶(问乳酸脱氢酶)携的四位编号是排EC滔.27构。其中第一的吉1常是指氧化还原搭酶大类;第二雪位的霞1允是指该酶作用枕于底物的暴CHOH铜基,使之脱氢度;第三位的底1拔表明受氢体是暴NAD+竭,第四位的度27市是这个酶的序召号。刮2毒.按酶作用的笋部位,可分为偿:胞外酶、胞拣内酶和表面酶帐。杆3睛.按酶作用的尚底物的不同,怨可把酶分为淀遭粉酶、蛋白酶念、脂肪酶、纤熄维素酶、核糖蹲核苷酶等慧属于习惯性的贷分类法)椒4灌.按照酶在生升物体内存在的茶状况毒,侨可分成固有酶志和诱导酶:宗固有酶,也称斗为组成酶(桐consti士tutive石enzym告e旦),无论培养甘基中有无它们量的底物,这种万酶都能形成。娇诱导酶,也称偿为适应酶(榜adapti锯veemz肿yme商),只有在培月养基中存在其龄底物时才能形予成。如在难E.coli努中的利用乳糖抛的酶就是适应先酶割诱导酶的意义马:含安诱导酶的产生及,是一个十分袋复杂的过程,演与外界物柏质(底物)的茅存在有关,也爸与生物体内基榆因的调控有关粒。这种适应现怀象对生物来说物是一种节约,舒在环境工程领银域具有其意义洋。因为在环境钉保护领域,经堂常会遇到一些虽在自然界不常懒见的物质,微污生物的适应能猛力,使对这些亏物质的降解成遵为可能。笛七、服酶的活性和叙影响酶活力的份因素念一般都是根据漂酶的催化效果尼来测定酶的含悲量,也就是测荡定酶所催化的月反应速度押反应速度恶----孤单位时间内底谅物的消失量或死产物的生成量氏。衡量酶的数款量指标:酶活顾力掩----栽在温度痕25葬℃童、最适忌pH值、最适的缓冲伶溶液和最佳底桂物浓度等诸条俘件下,每分钟养能使躁1颈微摩尔的底物侵转化的酶量为步一个酶活力单僻位(煮IU摩或茶U熄)。比活力石----郊在固定条件下狂,每毫克酶蛋丙白或每毫升酶泛液所具有的酶旱活力。氏酶反应机理步(泛反应动力学碗)台——海中间产物学说妖Michae询lis&从Menten返提出的中间反工应学说:厅米氏公式:由灿上述中间反应值,根据质量作权用定律,导出偶酶促反应速度胸方程式:(米才-蜡门公式):炊V=Vma肌xS/(Km虽+S)第[Km=(k睁2述+k狡3怕)/k婆1徒]水米氏常数透Km跟的含义:(拳1昏)当痒V=Vmax冠/2崇时,闯Km=S害,故它是反应恢速度为最大反闪应速度一半时阔的底物浓度;超(拢2扮)楼Km=(k港2殿+k坑3泪)/k荡1熊,表示酶与底高物的反应完全捆程度,嘱Km放越小,表明酶贪与底物的反应音越趋于完全,弊Km今越膛大,表明酶与继底物的反应越益不完全。对姓米氏公式作图明,可以看到下森述关系:酸1循.酶浓度对酶位促反应的影响逢酶促反应速度崭与酶分子浓度亿成正比。当底岁物分子浓度足唐够时,酶分子芹越多,底物转底化的速度越快多。毛2尺.底物浓度对摧酶促反应的影先响蕉在生化反应中串,若酶的浓度混为定值,底物证的起始浓度较差低时,酶促反睡应速度与底物凶浓度成正比,蓝即随底物浓度乳的增加而增加宴。当所有的酶长与底物结合生艳成负ES棵后,即使再增融加底物浓度,承中间产物浓度避[ES]这也不会增加,哨酶促反应速度卡也不增加在底乘物浓度相同的雀条件下,酶促划反应速度与酶偿的初始浓度成劲正比。酶的初咳始浓度大,其扬酶促反应速度将就大。殖3才.温度对酶促想反应的影响赠各种酶在最适秤温度范围内,征酶活性最强,绪酶促反应速度喜最大。在适宜歪的温度范围内鹅,温度每升高望10般℃漠,酶促反应速详度可相应提高荒1-2颗倍。用温度系工数能Q10穷来表示温度对通酶促反应的影歉响。拉Q10船表示温度每升本高炸10氏℃油,酶促反应速译度随之相应提级高的因数。酶烦促反应的释Q10互通常在之间,挠小于无机催化海反应和一般化晴学反应的业Q10桂。呈Q10=恋在(率T+10筛)时的反应速右度惭/窑在腾T赠时的反应速度亡但并不是温度黎越高越好,有告一个适应的范临围,一般微生产物的温度最适娘范围在吩25~皮60扔℃津。温度的影响劫存在三基点:刘最高、最适、贡最低。旷温度过高会破台坏酶蛋白,造损成变性;(约裙60运℃骆)温度过低会脆使酶作用降低晓或停止,但可截以恢复。(约所4晚℃昏)闯不同微生物的到温度适应范围突不同。陷4宝.渐pH吗对酶促反应的柴影响娇同样存在三基型点:最高、最尤适、最低。酶恢在最适奏pH池范围内表现出么活性,大于或补小于最适牌pH逮,都会降低酶侄活性。航pH容对酶活力的影来响主要表现在镇两个方面:(挤1轨)改变底物分死子和酶分子的屈带电状态,从匹而影响酶和底艇物的结合;(挤2膝)过高、过低院的踪pH佛都会影响酶的测稳定性,进而塌使酶遭到不可扮逆的破坏真5哲.激活剂对酶映促反应的影响零能激活酶的物段质称为酶的激涨活剂。激活剂竖种类很多,有腊无机阳离子、平无机阴离子、亏有机化合物等姿。早许多酶只有当蒸某一种适当的坛激活剂存在时丹,才表现出催觉化活性或强化御其催化活性,棚这称为对酶的匆激活作用。例遭如,金属离子赔的激活作用起屿了某种搭桥作李用,它先与酶征结合,再与底症物结合,形成番酶叙-臣金属万-插底物的复合物夺。而有些酶被侍合成后呈现无列活性状态,这倚种酶称为酶原裙。它必须经过柄适当的激活剂妻激活后才具有腿活性。首如胰蛋白酶刚差合成时,没有视活性,为胰蛋尊白酶原,需经欧肠激酶激活后窝才具有活性。蜘又如酵母磷鹊酸宵,佳差葡萄糖变位酶旗,需鹿1~3×10涂-3腐M健的留Mg牛2+落进行激活,其遭活性可以增加交6.6竭倍。扩6壁.抑制剂对酶则促反应的影响泪能减弱、抑制奋甚至破坏酶活占性的物质称为就酶的抑制剂。钳抑制剂可降低袄酶促反应速度坟。酶的抑制剂割有重金属离子碑、一氧化碳、变硫化氢、氰氢膀酸、氟化物、熟碘化乙酸、生度物碱、染料、络对炭-尸氯汞苯甲酸、导二异丙基氟磷抵酸、乙二胺四捎乙酸、表面活没性剂等。选对酶促反应的估抑制可分竞争艳性抑制和非竞酷争性抑制。与款底物结构类似赤的物质争先与读酶的活性中心磁结合,从而降挽低酶促反应速蜓度,这种作用貌称为货竞争性抑制钻。竞争性抑制锻是可逆性抑制井,通过增加底态物浓度最终可悟解除抑制,恢敌复酶的活性。摇与底物的结构希类似的物质称洲为竞争性抑制驻剂。抑制剂与殖酶活性中心以暴外的位点结合截后,底物仍可锐与酶活性中心软结合,但酶不学显示活性,这件种作用称为六非竞争性抑制交。非竞争性抑料制是不可逆的丢,增加底物浓抛度并不能解除鹰对酶活性的抑蛋制。与酶活性狼中心以外的位泄点结合的抑制锅剂,称为非竞丙争性抑制剂。淹有的物质既可限作一种酶的抑鬼制剂,又可作厅另一种酶的激阵活剂。微生物的营养去新陈代谢过程还:微生物从外吴界不断地摄取梯营养物质,经望过一系列的生睬物化学反应,弦转变成细胞的啦组分,同时产卧生废物并排泄惕到体外,这个押过程称为岭新陈代谢枣(代谢)。那新陈代谢包括翠同化作用(物洪质合成,吸收鱼能量)和异化警作用(物质分仍解,释放能量在)。两者是相惨辅相成的:异呈化作用为同化界作用提供物质彼基础和能量。偿同化作用为异敬化作用提供基秧质。甘了解微生物的章营养及其所需汽营养物的种类惭和数量,首先尽要了解微生物赤的化学组成、趴元素组成和生腹理特性。洋一、微生物的塞化学组成止化学(物质)冬组成:微生物淹体内,已70-90%夹为水分,兼10-30%织为干物质。水茅:各类微生物捷细胞内均含有捐大量的水分,梯如细菌为芒75-85%蛇、酵母菌为塌70-85%常、霉菌为梅85-90%盖,芽孢的水分陪最少,仅面40%概,这与它的生委理功能有关(晕抵抗不良环境校)。水是生命猎活动不可缺少届的重要物质,闻它是多种物质况的良好溶剂,兆各种生理活动载都离不开水。露干物质:其中兴有机物占干重区的胆90-97%骆,无机物占掠3-10%堵;有机物主要督是蛋白质、糖文类(碳水化合紧物)、核酸、唐脂类等,无机抹物则是各类元楚素。统批元素组成燕:储沾念(狼1族)豆C坦、笑H范、舍O鼓、湖N雕:为所有生物多体的有机元素环。在生物体内锻大量存在,色占荣90-97牲%精,是组成有机拣体的主要元素牵。疫乞除此之外的元辽素为矿质元素然,又可分为冒:有失否(答2增)大量元素:锤包辱括膛P戏、扣S捕、常K址、尝N辨a谢、深C乱a杆、铃M盛g兽、蜂C坑l钱等。它们与细尼胞结构,物质呜组成,能量转新移,原生质胶院体状的维持等捞有关钞。蹈话福(爬3屈)微量元素:寇包段括轧F伶e暂、缴C敞u伙、和M阻n逗、钓B购、衫M眼o爷、任C婚o饲、捆S鸣i立等,含量极微搂,但却是不可先缺少的,具有仙一些务特殊的功能,暴如酶的激活等略。筛算骄当然,微生物漏的化学组成并牧不是绝对不变港的,它往往会虽由于菌龄的不奴同和培养条件舱的改变而发生咽变化。颤二、微生物的郑营养物及营养祝类型陡热从微生物的化夏学组成中,我钢们可以看到:葛微生物首先需我要大量的水分厕;需要较多地黑供给构成有机唯物碳架和含氮揭物质的碳元素透和氮元素;另或外,还需要一缸些含寻P漂、肯Mg亩、归K尊、纵Ca颠、榜Na涛、架S秃等的盐类,及齿微量的士Fe殃、劝Cu泡、南Zn拐、苦Mn粥等元素。因此呈,除了某些特哥殊要求的微生朝物外,培养一集般微生物必须稀提供上述这些出营养物质,微井生物才能正常透地生长繁殖。蜜(一)微生物要需要的营养物死质.畅1.公水浙参恨水是微生物机麻体的组成部分弃,同时又是微圈生物代谢过程旁中必不可少的且。它的作用体惯现在两方面,骤一是有助于营仿养物质的吸收娃利用(先溶解质于水);二是蝴保证各种生化萌反应的进行(叹须在水溶液中健进行)。博2.哲碳源和能渗源老估聋凡能供给微生培物碳素营养的啦物质,称为碳翼源。煮碳源的主要作虏用歌:刺是构成微生物晒细胞的含碳物椅质踪(池碳架吐)芦和供给微生物赔生长、繁殖及施运动所需要的浮能量。释放出所来,为微生物方所利用)。从槐简单的无机碳吸化合物到复杂铸的有机含碳化舒合物,都可作烂为碳源。例如斯,糖类、脂肪矩、氨基酸、蛋犯白质、脂肪酸去、丙酮酸、柠课檬酸、淀粉、电纤维素、半纤筒维素、果胶、建木质素,醇类杠、醛类、烷烃展类、芳香族化博合物轮(饭如酚、萘、菲饱及蒽等楚)毯、氰化物犁(绢如氰化钾、氰木氢酸和丙烯腈享)辩,各种低浓度脏的染料等。少渡数微生物还能驶以肥CO2熄或束CO32-竖中的碳素为唯棒一的或主要俊/箩的碳源。可见价,自然界蕴藏聪着丰富的碳源反。不同微生物嘴对碳源的需求皱不尽相同,微任生物最好的碳脑源是糖类,尤飞其是葡萄糖、舰蔗糖,它们最冰易被微生物吸熄收和利用。许集多碳源可同时糖作能源。微生宴物细胞中的碳军素含量相当高查,占干物质质遥量的瑞50%湾左右。可见,购微生物对碳素龙的需求量最大熟。3.氮源抖凡是能够供给都微生物氮素营巷养的物质称为塘氮源。氮源有奋N2林、抽NH3邻、尿素、硫酸朱铵、硝酸铵、烫硝酸钾、硝酸鸣钠、氨基酸和免蛋白质等。氮我源的作用是提饱供微生物合成鸭蛋白质的原料喜(一般不充当获能源)。盖根据对氮源要哗求的不同,将敢微生物分为摸4炸类:恨(神1谋)固氮微生物那这类微生物能偷利用空气中的液氮分子则(拌N2)哪合成自身的氨牙基酸和蛋白质面。如固氮菌、反根瘤菌和固氮迷蓝藻础(新2波)利用无机氮坊作为氮源的微续生物芹能利用氨猪(摆NH3)火、铵盐己(裕NH4+)快、亚硝酸盐桌(击NO2-)策、硝酸盐迫(远NO3-)盆的微生物有亚苗硝化细菌、硝喝化细菌、大肠数杆菌、产气杆咳菌、枯草杆菌帐、铜绿色假单皇胞菌、放线菌鸽、霉菌、酵母营菌及藻类等。合(骡3)剥需要某种氨基航酸作为氮源的塑微生物皇这类微生物叫否氨基酸异养微隆生物。如乳酸书细菌、丙酸细伶菌等。它们不高能利用简单的稀无机氮化物合肾成蛋白质,而萌必须供给某些窄现成的氨基酸途才能生长繁殖配。腊(蝴4)梨从分解蛋白质脚中取得铵盐或羞氨基酸的微生幻物处践凯这类微生物如向氨化细菌、霉柔菌、酵母菌及会一些腐败细菌渔,它们都有分肾解蛋白质的能参力,产生屿NH3叨、氨基酸和肽饶,进而合成细写胞蛋白质。4.无机盐情军无机盐的生理油功能包括(害1近)构成细胞组煤分;(竖2财)构成酶的组灯分和维持酶的趣活性;(纳3阵)调节渗透压挎、氢离子浓度号、氧化还原电艰位等;(耕4赌)供给自养微漏生物能源。微蚀生物需要的无土机盐有磷酸盐违、硫酸盐、氯覆化物、碳酸盐弯、碳酸氢盐。啊这无机盐中含测有钾、钠、钙洽、镁、铁等元链素,其中,微亦生物对磷和硫蚕的需求量最大蒜。此焦剥•名外,微生物还努需要锌、锰、青钴、铂、铜、驳硼、钒、镍等曾微量元素。斤5.除生长因子(因述素)冶指一些微生物柜维持正常生活宣所必需而需要毅量又不大的特毕殊营养物。华包括:维生素轮,氨基酸,嘌壮呤、嘧啶等类劳物质。各种微悼生物对生长因煤素的要求不同笑。以舍很多异养微生圈物及自养微生虹物具有合成生腐长因子的能力辟,所以,它们娃可以不必从外无界环境中获取欧现成的生长因侧子,因为它们颂可以自己合成芬本身所需要的评生长因子。但妥对有些微生物推,自己不能合都成时,盼则必需供给生弯长因子,方能纷生长繁殖。迈每种生物由于帜其合成能力不河同,对生长因凶子的需求也不驱同。殿亿在符20骄种氨基酸中,尿有然8喂种是人体不能令合成的,必须无从外界来获得慌,称为必需氨遗基酸:竖Ile茧(异亮氨酸)睛Leu里(亮氨酸)抱Lys孙(赖氨酸)歇Met岔(蛋氨酸)缠Phe蛇(苯丙氨酸)奉Thr屑(苏氨酸愚)咏Trp磨(色氨酸)碗Val杏(缬氨酸)锡另外谷His识(组氨酸)被蓬称为半必需氨魂基酸化(终二惑)园微生物的营养栏类型案1.传喘光能微生物和继化能微生物晶光能型微生物突:体内含有光洪合色素,能进硬行光合作用,蜂得到能源;刻猪化能型微生物亡:不具色素,户不能进行光合狡作用。能氧化楼化合物,从中楚获得能量闹。泡巾2.状蚂无机营养微生限物和有机营养鸦微生物钻根据微生物对度各种碳素营养尽物的同化能力黑的不同,可把激微生物分为无样机营养微生物垄和有机营养微最生物两种。无券机营养也称为统无机自养。这上一类型的微生担物具有完备的荐酶系统,合成遭有机物的能力剃强,殊CO2渴、归CO纤和解CO32-顺中的碳素为其贸唯一的碳源,咬能利用光能或急化学能在细胞芹内合成复杂的惩有机物,以构留成自身的细胞出成分。而不需锯要外界供给现煎成的有机碳化线合物。因此,田这类微生物又叛称自养型微生数物。凡是有光谨合色素的微生欧物,例如藻类被、光合细菌及虑原生动物中的姑植物性鞭毛虫北,均属于无机稀营养微生物。姑自养型微生物判又分为光能自座养型微生物和顽化能自养型微他生物。光能自归养微生物:它哑们利用阳光巾(民或灯光著)摸作为能源,依讯靠体内的光合垒色素,进行光炎合作用;化能板自养微生物:殿化能自养微生颜物不具有光合拔色素,不能进屈行光合作用。愉合成有机物所今需的能量来自塔于它们氧化禾S复、碌H2S北、寿H2挤、穗NH3牌、右Fe琴等时,通过氧软化磷酸化产生暖的磁ATP狮。堪CO2耀是化能自养微慕生物的唯一碳步源。化能自养篮微生物有亚硝嘉化细菌、硝化诞细菌、好氧的殿硫细菌壁(劈硫化细菌和硫料磺细菌卸)伤及铁细菌。老自养微生物有什严格自养微生皱物和兼性自养梨微生物两种。局有机营养微生藏物也称为异养芝微生物。这类醒微生物具有的糕酶系统不如自悬养微生物完备贫,它们只能利誓用有机碳化合连物作为碳素营青养和能量来源弯。糖类、脂肪各、蛋白质、有蒙机酸、醇、醛巨、酮及碳氢化桌合物、芳香族堡化合物等都可夹作为异养微生赖物的碳素营养涂。异养微生物集有腐生性和寄钢生性两种,前闪者占大多数。载大部分细菌、冶放线菌、酵母笛菌、霉菌、病倍毒等属于有机雀营养微生物。放异养微生物又摔分为光能异养永微生物和化能葬异养微生物。洲光能异养微生便物是以光为能住源,以有机物柜为供氢体,还劣原柏CO2睬,合成有机物贩的一类厌氧微巾生物,也称为糟有机光合细菌托。化能异养微健生物是一群依灿靠氧化有机物皂产生化学能而尽获得能量的微乳生物。它们包驰括绝大多数的茄细菌、放线菌述及全部的真菌铺。墓]率3.权混合营养微生饱物坐混合营养微生查物是既可以利钉用无机碳筛(旗CO2降、梅CO32-电等搭)缸作为碳素营养碑,又可以利用症有机碳化合物慌作为碳素营养男,即为兼性自急养微生物。例误如,氢细菌属村、贝日阿托氏幸菌属、发硫菌饲属、亮发菌属娃、新型硫杆菌换、反硝化硫杆趋菌,上述细菌券既可以驼S腐、洒H2S责为能源,也能么以低浓度的乙胸酸钠、琥珀酸喘及葡萄糖为能格源和碳源。据丢报导,硝化细淹菌的某些株能凉以乙酸为碳源躁。巡微生物往往首炉先利用现成的懂容易被吸收利嗓用的有机物质羞。积微生物营养类尘型总结(根据蓄碳源和能源的章不同):能源碳源例戏光能自养型光喜用CO粪2炕藻类报化能自养型档无机物件CO厉2疤怠硝化细菌沈光能异养型它光铺有机物光合细惧菌俗化能异养型有慧机交物动虑腰有机拣物说内乐大多数细菌等三、碳氮磷比存水、碳源、氮岁源、无机盐及用生长因子为微锯生物共同需要肠的物质。由于肝不同微生物细岂胞的元素组成浙比例不同,对闷各营养元素的己比例要求也不财同。在实际中宪,主要是指碳兴氮比(或碳氮爷磷比)。如根驱瘤菌要求碳氮堵比为搁11.5:1窜,霉菌为庭9:1村。在废水处理屑中,活性污泥海中好氧微生物想要求碳氮磷比嫁为死BOD锡5壤:N:P=1享00:5:1内。杨为了保证生物声处理效果,要宁按碳氮磷比配浴给营养。有时税某种营养缺乏厅,应供给或补蝇足。但也不可孟盲目添加,否通则会导致反驯敲化。鄙荷四、微生物的瓶培养埋基援懒铜培养基胞:根据微生物鸦的营养要求,鹿将各种营养物戴质按一定比例产配制而成,用课以培养微生物什的基质堂。帐利牺在培养基中,脚应该含有微生县物生长繁殖必肢需的营养条件樱,并且浓度比远例等合适。摸奶不同微生物的徒要求不同。不蒜同的培养目的透,所要求的营液养物质也不同慎。仪侍晴配制原则:树(吸1亩)要根据不同洲微生物的营养非需要配制;糖(次2沈)要注意各种项营养物质的浓尘度、比例;集(辛3肚)要调节适宜呢的音p过H钱值;姑(溜4伯)要根据培养盟目的选择培养宴基。溪疯此外还要注意铜经济实用的原筐则。乌培养基组成物铅的性质:合成聪培养基(无机无化合物,各成朵分均已知);算天然培养基(尺用天然物质配武制);复合培柱养基(天然有碗机物和无机物蜡配制而成)。妈培养基的状态寇:液体培养基呈(不加凝固剂壮);固体培养研基(加系1.5-3.练0%挂的琼脂);半铺固体培养基(县0.3-0.存5%貌的琼脂)。在真实验室里,固惯体培养基常常闪被做成脸平板乞和拣斜面工的形式。适合曾于不同的培养必方式。培养基实例:绘肉汤培养基(辨用于培养细菌遥的基础培养基叶)衣牛肉膏肥5g洽,蛋白胨雹10g估,冬NaCL珍5g砍,水傅1000ml吃,。陡若是固体培养逆基,则加入琼屯脂膨15g软-30g殖水生拴4坏号培养基(用累于藻类的培养凶)献Ca(H隆2专PO翠4区)瑞2蒜·H啄2絮O+2(Cu唯SO烟4颂·7H跟2流O)徒0.03g雹(香NH野4菜)烛2练SO即4叮0.2g兵房患MgS近O谊4咬·7H责2疲O誓0.08g周NaHCO厦3愤0.1g慢秋漂安KCl挣0.025g离FeCl祥3岛(瞒1%)泪0.15ml肉恒继水仰100泼0ml猪土壤浸出液变0.沿5ml差五、培养基的揉类别神根据实验目的倡和用途的不同励,培养基可分暮为:弓1阴.基础培养基应适用于大多数肯微生物。炼2帽.选择培养醒基牧艇渴俩抑制某些微生延物生长并使需昂要的微生物生则长繁殖。罪3牙.鉴别培养基闪不同的微生物体出现不同的特丛征。迈4鸟.加富(富诊集凤壁培养伟基欧通促使某些微生它物快速生长。利六、营养物质无进入微生物细课胞的方式(跨屑膜运输)层微生物没有专故门的摄食器官动或细胞器(原截生动物、微型翻后生动物除外衣)。各种营养迷物质需要通过吊细胞质膜而进批入细胞。记营养物质各种珍各样,进入细宋胞的方式也不拐尽相同。1.单纯扩散搬物理过程,从艘高浓度到低浓攻度,非特异性巩的,扩散速度与慢,不消耗能睡量。如:水溶蚀性的溶质分子忠,水、无机盐稠、录O奖2高、碍CO钱2课等。猴2乡.促进(成)体扩散藏在细胞质膜上仔有特异性的蛋狱白质(载体蛋浩白或渗透酶)奶,通过渗透酶跌的作用携带某舟种特定的营养围伟物通过细胞质须膜而进入细胞求内。特异性的菜,依靠扩散梯贫度驱动,也不推消耗能量。如匙:红细胞和酵劫母菌中糖的运斑输;大肠杆菌加中乳糖的运输聋。叙前二种方式是踢被动运输方式介。3.主动运输浸逆浓度梯度的瞒运输,需要渗叨透酶(改变平餐衡点)和消耗蜻能量。能量由屑ATP并提供。如:氨嚼基酸、糖、蹈Na细+该、锈K慈+划等。4.基团转位将也是一种主动云运输方式,存伪在于某些原核莲生物中,在细洗菌中广泛存在详的一个例子是朝磷酸转移酶系礼统,营养物质闹通过在运输过宴程中被磷酸转征移酶系统磷酸轻化而进入细胞削内,也需要能涝量和特异性的搅酶。甩如:糖、嘌呤之、嘧啶、乙酸池等物质。嗽第三节微生物谅的产能代谢仪一、产能代谢隔与生物氧化(贡呼吸作用)的悔关系渴生物氧化的概援念:发生在活仓细胞内的一系魔列产能性氧化宾反应的总称。戴生物氧化(呼宾吸作用)的本耕质栽——远氧化还原作用牛的统一过程。侄这过程中有能食量的产生和转线移。微生物的伸生物氧化有三稠类:发酵、好袄氧呼吸和无氧检呼吸。无论是届哪一种类型,浩其本质都是氧辽化还原反应,下即在化学反应兆中一种物质失颠去电子而被氧嚷化,另一种物比质得到电子而衫被还原,微生查物从中获得生煌命活动需要的胞能量。生物氧峰化还原过程不面同于一般的化蚕学氧化还原过消程,有以下几纽个差别:在酶河的作用下,常两温常压的温和维条件;复杂有落机物被氧化成培二氧化碳、水携和其他简单的歪物质;产生
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