环境工程微生物学1绪论

环境工程微生物学1绪论第1页/共28页教材

周群英、王士芬，《环境工程微生物学》（第三版），高等教育出版社参考书1王家玲等，环境微生物学（第二版），高等教育出版社2

周德庆，微生物学教程（第二版），高等教育出版社3沈萍等，微生物学（第二版），高等教育出版社4MaierRM,PepperIL,andGerbaCP,EnvironmentalMicrobiology（2ndEdition

）,AcademicPress,2008

第2页/共28页绪论第一节学习目的、学习内容与学习方法目的内容方法第二节微生物的概述原核微生物与真核微生物微生物的分类和命名环境工程微生物类群微生物的特点第3页/共28页第一节学习目的、学习内容与学习方法

有机物的分解者无机物的转化者微生物合成与绿色化学微生物转化与能源环境污染指示生物微生物传感器病原微生物微生物代谢产物水华微生物与人类环境学习目的第4页/共28页第一节学习目的、学习内容与学习方法学习目的

学科的需要环境工程学/环境科学

微生物学环境工程微生物学其他……第5页/共28页环境工程微生物学学习内容环境工程学环境科学

微生物学对人类环境有益的微生物类群及有害的类群研究对象第6页/共28页环境工程微生物学学习内容对人类环境有益的微生物类群及有害的类群形态构造章1-3生理代谢章4遗传变异章6微生物生态章5、章7第7页/共28页学习方法记忆

基本概念理解

基本原理应用实例实验第8页/共28页第二节微生物的概述原核微生物

与

真核微生物按细胞的结构和遗传物质在细胞内的分布，可将生命有机体划分为原核生物和真核生物比较内容原核微生物真核微生物有无真正的细胞核无（无核膜包围）有（有核膜包围）有无分化的细胞器无有是否进行有丝分裂核糖体类型否70S是80S第9页/共28页微生物（microorganism,microbe）微生物是指一切肉眼看不见或看不清楚而必须借助显微镜观察的微小生物的总称。（个体微小（<0.1mm）、构造简单、低等生物）按进化水平及性状差异可分为（p8,表1-1）原核微生物包括古菌及广义细菌（细菌、放线菌、蓝细菌、支原体、立克次体、衣原体）真核微生物包括真菌、原生动物、藻类、后生动物非细胞结构微生物包括病毒、类病毒第10页/共28页蓝细菌细菌真菌藻类病毒原生动物第11页/共28页微生物的分类地位动物界-植物界（细胞壁、光合作用、运动）微生物并非分类学名词Bergey’sManual

ofDeterminative

Bacteriology是国际公认的细菌分类权威著作第12页/共28页五界系统原核生物界原生生物界真菌界动物界植物界微生物的分类系统1两界系统植物界和动物界2三域系统细菌、古生菌、真核生物3原核生物界、原生生物界、真菌界、植物界和动物界五界系统（惠特克）（伍斯）4六界分类系统

原核生物界、原生生物界、真菌界、植物界、动物界、病毒界

（王大耜）第13页/共28页环境工程微生物类群（p8,表1-1）非细胞结构生物微生物立克次体原核生物具细胞结构生物真核生物真菌界古菌细菌真核藻类原生动物衣原体螺旋体支原体病毒（酵母菌、霉菌）真细菌蓝细菌放线菌微型后生动物第14页/共28页微生物的分类和命名

微生物的分类

按照微生物的生物属性及亲缘关系将其排成条理清楚的各种分类单元或分类群。

七级分类单元

例灰色链霉菌

界Kingdom原核生物界

门

Phylum

亚门/超纲

厚壁菌门(Tenericutes）纲Class亚纲/超目

枝形细菌纲（Thallobacteria）目Order放线菌目（Actinomycetales）科Family亚科/族链霉菌科（Streotomycetaceae）

/亚族属Genus链霉菌属（Streptomyces）种Species灰色链霉菌（S.griseus）第15页/共28页分类特征、分类依据、分类指标形态生理、生化反应生态特性生活史特点血清学反应噬菌体的敏感性分子生物学指标（G+C）%16SrRNA第16页/共28页种：种是一个基本分类单位，它是一大群表型特征高度相似、亲缘关系及其接近、与同属内其他种有明显差异的菌株的总称。菌株：由一个独立分离的单细胞（单个病毒粒子）繁殖而成的纯种群体及其一切后代，或一种微生物的每一不同来源的纯培养物均可称为该菌种的一个菌株。菌株命名E.coliK12种下分类单元亚种subsp.(subspecies)

变种var(variety)

型、类群(form/group)

菌株、品系(strain)第17页/共28页微生物的命名俗名/通俗命名学名/科学命名

《国际细菌命名法规》学名=属名+种加词（+首次定名人+现定名人+定名年份）使用拉丁词、希腊词或拉丁化外来词（出版物中应排版为斜体，手写时加下划线）属名首字母大写，为单数名词性；种名首字母小写，名词或形容词

例：大肠埃希氏菌（大肠杆菌）Escherichiacoli

枯草芽孢杆菌（枯草杆菌）Bacillussubtilis

铜绿假单胞菌（绿脓杆菌）Pseudomonasaeruginosa第18页/共28页微生物的特点微生物具有的共性中以体形微小为中心红杉350m蓝鲸34m双生病毒12-18nm比面值人=1，大肠杆菌=30万大比面值有利于其跟周围环境进行物质、能量、信息交换10310210010-310-410-610-9kmmmmµmnm动植物界微生物特点1个体微小体积小，比面值大比面值=表面积/体积纳米比亚硫磺珍珠菌（Thiomargaritaamibiensis）第19页/共28页微生物的特点特点2代谢快，繁殖快大比面值带来巨大的营养物质吸收面、代谢废物排泄面、环境信息的接受面发酵乳糖的细菌在1h内可分解其自重1000-10,000倍的乳糖产朊假丝酵母合成蛋白质的能力比大豆强100倍，比食用公牛强10万倍微生物因此成为人类的“活的化工厂”第20页/共28页由于微生物吸收多，转化快，所以具极高的生长和繁殖速度大肠杆菌一个细胞重约10–12

克，平均20分钟繁殖一代24小时后：

23×24=4.722×1021个后代，重量达4722吨48小时后：2.2×1043个后代，重量达2.2×1025吨相当于4000个地球的重量！第21页/共28页南极Vostok湖冰芯样品中的微生物海洋深处的某些硫细菌可在250℃，甚至300℃高温下生长大多数细菌能耐0~196℃（液氮）的低温，甚至-253℃（液态氢）某些嗜盐菌可在32%的饱和盐水中正常生活氧化硫硫杆菌可生长在5-10%

的H2SO4中脱碱硫杆菌生长最高pH=10.7,某些青霉和曲霉可生长在pH=9-11条件下特点3适应强，易变异

微生物对极端环境具有惊人的适应力第22页/共28页

由于微生物个体小、结构简单、繁殖快、数量多且与外界环境直接接触，即使是变异频率很低（10-5~10-10），也可在短时间中产生大量变异后代青霉素的生产20单位/ml（1943）50,000单位/ml青霉素的用量：最高：10万单位/天（40年代）数百万-千万单位/次第23页/共28页特点4分布广，种类多

人体肠道有100-400种微生物，总数>100万亿；科学家在南极冰下3500米采集到微生物样品；在万米深海及万米高空都有微生物存在。

微生物因体积小，重量轻，可到处传播，地球上除了火山中心，可分布于土壤、水体、大气、岩石……第24页/共28页虽然目前已定种的微生物只有大约15万种，远较动植物为少，但一般认为目前为人类所发现的微生物还不到自然界中微生物总数的1