昆工环境工程微生物课件

昆工环境工程微生物课件第一页，共一百七十九页，编辑于2023年，星期日课程安排理论教学lectureclass：考试test

平时成绩30%期末成绩70%实验教学labclass：考查7个实验第二页，共一百七十九页，编辑于2023年，星期日推荐参考书目：1.微生物学教程第二版2002周德庆主编2.环境微生物学第二版2004王家玲主编3.环境微生物工程1998马文漪，杨柳燕编4.Microbiology5th2002LansingM.Prescott5.ManualofEnvironmentalMicrobiology3th2007ChristonJ.Hurstet.al第三页，共一百七十九页，编辑于2023年，星期日推荐网站：第四页，共一百七十九页，编辑于2023年，星期日环境微生物学EnvironmentalMicrobiology

昆明理工大学环境科学与工程学院CollegeofEnvironmentalScienceandEngineeringKMUST第五页，共一百七十九页，编辑于2023年，星期日Whatismicroorganism?Microbeisamicroscopicorganismthatcompriseseitherasinglecell,cellclusters,ornocellatall.第六页，共一百七十九页，编辑于2023年，星期日第七页，共一百七十九页，编辑于2023年，星期日第八页，共一百七十九页，编辑于2023年，星期日第九页，共一百七十九页，编辑于2023年，星期日第十页，共一百七十九页，编辑于2023年，星期日Whatismicrobiology?研究对象：真核生物（Eukaryotes），原核生物（Prokaryotes），病毒（Viruses）等。研究内容：细胞结构及功能（StructureandFunction）营养（Nutrition）生理代谢（Metabolism）生长（Growth）控制（Control）分子与遗传（MolecularandGenetics）免疫（Immune）第十一页，共一百七十九页，编辑于2023年，星期日按研究的微生物不同可分为：病毒学(virology)真菌学(mycology)寄生虫学(parasitology)细菌学(bacteriology)微生物学分支第十二页，共一百七十九页，编辑于2023年，星期日微生物生理学Microbialphysiology微生物遗传学Microbialgenetics

医学微生物学Medicalmicrobiology细胞微生物学Cellularmicrobiology制药微生物学Pharmaceuticalmicrobiology环境微生物学Environmentalmicrobiology

工业微生物学Industrialmicrobiology

食品微生物学Foodmicrobiology农业微生物学Agriculturalmicrobiology微生物学分支第十三页，共一百七十九页，编辑于2023年，星期日本章基本理论知识pp.1-91．了解微生物学的发展史2．掌握微生物的定义、特点、分类和命名3．掌握微生物学独特的研究方法4.了解环境微生物的研究内容诸论第十四页，共一百七十九页，编辑于2023年，星期日第一节、微生物学的发展史Thedevelopmentofmicrobiology1、远古时期饮食：埃及酿制酸啤酒8000年《齐民要术》记载制曲、酿酒、制酱和酿醋，公元6C医学：天花预防（公元998-1022）

农业：利用豆科植物轮作提高土壤肥力第十五页，共一百七十九页，编辑于2023年，星期日2.现代时期：微生物的发现列文虎克AntonyVanLeeuwenhock，1632-1723

发明了第一台简易显微镜（200～300倍）。发现了微生物。第十六页，共一百七十九页，编辑于2023年，星期日微生物学之父Themainfoundersofmicrobiology巴斯德

LouisPasteur，1822-1895Heisrememberedforhisremarkablebreakthroughsinthecausesandpreventionsofdiseases.

（1）否定了微生物自然发生学说

（2）免疫学预防种痘

（3）发酵的研究

（4）其他贡献第十七页，共一百七十九页，编辑于2023年，星期日柯赫RobertKoch1843-1910

一、建立微生物学研究基本技术

（1）分离和纯化细菌

（2）肉汁胨培养液和营养琼脂培养基

（3）细菌染色技术

第十八页，共一百七十九页，编辑于2023年，星期日二、柯赫准则

（1）病害产生（2）分离微生物，并纯培养

（3）纯培养微生物，接种寄主，必须能诱发与原来病害相同病害

（4）再次分离出同一病原微生物并培养成纯培养第十九页，共一百七十九页，编辑于2023年，星期日1953双螺旋构造1961

操纵子学说1977

三域（domain)学说20世纪70年代基因工程的发展，工程菌的构建

微生物分子生物学发展阶段第二十页，共一百七十九页，编辑于2023年，星期日诸论第一节微生物(Microorganisms,Microbes)一、定义(Definition)(p5)

形体微小Theyareverytiny单细胞，多细胞和甚至没有细胞结构的Theyareeitherasinglecell,cellclusters,ornocellatall.第二十一页，共一百七十九页，编辑于2023年，星期日二、特点Characteristics(pp.9)1、个体小、比表面积大2、繁殖快、代谢类型多样3、易变异4、种类多、分布广第二十二页，共一百七十九页，编辑于2023年，星期日1、体积小、比表面积大smallsize,andlargesurfacearea-to-volumeratio

大小以um计，但比表面积（表面积/体积）大.第二十三页，共一百七十九页，编辑于2023年，星期日2、繁殖快fastreproduction

大肠杆菌（Escherichiacoli）

在适宜的条件下，每20分钟即繁殖一代第二十四页，共一百七十九页，编辑于2023年，星期日3、易变异theymutatefast极其灵活的适应性，对极端环境具有惊人的适应力。遗传物质易变异。第二十五页，共一百七十九页，编辑于2023年，星期日4、分布广、种类多theyliveinallpartsofbiosphereandarediverse.分布非常广泛——可以说微生物无处不在土壤空气水极端环境动植物体表及某些内部器官第二十六页，共一百七十九页，编辑于2023年，星期日Despitetemperaturesrangingfrom–5to–70oCandwatercontentsbelow2%.Antarcticterrestrialsoilscontain106–108cellspergram.第二十七页，共一百七十九页，编辑于2023年，星期日LakeVostok,Antarctica6000mbelowsurfacelevel.Icecoresamplesfrom3-5kmcontainculturablebacteria.第二十八页，共一百七十九页，编辑于2023年，星期日Largepopulationsofhyperthermophilicbacteriaandarchaealiveinboilinghydrothermalsystems.第二十九页，共一百七十九页，编辑于2023年，星期日Red-pigmentedhaloarchaeainacommercialsaltern第三十页，共一百七十九页，编辑于2023年，星期日Thermophiles113oCDeepseahydrothermalventsPsychrophiles<0oCAntarcticandglacialiceHalophiles30%NaClSalterns,saltedfoodsAcidophilespH0.5HydrothermalpoolsandacidminedrainageAlkalophilespH12.5BicarbonatelakesOligotrophsV.lownutrientlevelsDistilledwaterRadiophilesHighradiationNuclearreactors微生物生存范围第三十一页，共一百七十九页，编辑于2023年，星期日三、微生物在生物界中的地位(p8)第三十二页，共一百七十九页，编辑于2023年，星期日三、微生物在生物界中的地位(p8)微型后生动物生物非细胞结构生物－病毒界具细胞结构原核生物界：原生生物界：真菌界：动物界：植物界：细菌、蓝细菌、放线菌、支原体、立克次氏体、衣原体、螺旋体、粘细菌、古细菌原生动物、真核藻类酵母菌、霉菌病毒亚病毒类病毒拟病毒朊病毒六界分类系统（中国王大耜教授）魏泰克五界分类系统（原核生物）（真核生物）第三十三页，共一百七十九页，编辑于2023年，星期日

1、分类(p5)

鉴定物种，并将它们分门别类地进行系统的整理。四、分类与命名第三十四页，共一百七十九页，编辑于2023年，星期日2、命名(p7)学名：（二名法、林奈命名法（binomialnomenclature））属名＋种名＋（首次定名人）＋现名定名人＋定名年份Escherichiacoli(Migula)CastellanietChalmers1919

E.coliEscherichiasp.

(spp.)属名种名斜体（必要）正体（可省略）第三十五页，共一百七十九页，编辑于2023年，星期日第三节、独特的研究方法

显微镜技术Microscopetechniques染色制片技术Staintechniques分离纯化和培养技术Isolationandculturetechniques无菌操作技术Steriletechniques

菌种保藏技术Storagetechniques第三十六页，共一百七十九页，编辑于2023年，星期日Howtoobservemicroorganisms?第三十七页，共一百七十九页，编辑于2023年，星期日Staintechniques第三十八页，共一百七十九页，编辑于2023年，星期日Isolationandculturetechniques第三十九页，共一百七十九页，编辑于2023年，星期日Steriletechniques第四十页，共一百七十九页，编辑于2023年，星期日Storagetechniques第四十一页，共一百七十九页，编辑于2023年，星期日第四节环境微生物

研究对象：自然或人工环境中的微生物EMisthestudyofmicroorganismswhichexistinnaturalorartificialenvironments.研究内容：微生物群体的组成及生理学研究EMisthestudyofthecompositionandphysiologyofmicrobialcommunitiesintheenvironment.第四十二页，共一百七十九页，编辑于2023年，星期日绪论小结1微生物的发展史2微生物的定义，特点，分类及命名3微生物学的独特研究方法4环境微生物的研究内容专业词汇微生物Microorganism第四十三页，共一百七十九页，编辑于2023年，星期日第一篇微生物学基础INTRODUCTIONTOMICROBIOLOGY第四十四页，共一百七十九页，编辑于2023年，星期日第一章病毒viruses(p13)本章基本理论知识1．了解病毒的基本概念、个体形态特征、分类及培养特征,掌握病毒的繁殖过程。2．掌握病毒的危害及控制。第四十五页，共一百七十九页，编辑于2023年，星期日概念：病毒是超显微的，无细胞结构，在活细胞外具一般化学大分子特征，一旦进入宿主细胞又具有生命特征。Avirusisasmallinfectiousagentthatcanreplicateonlyinsidethelivingcellsoforganisms.Mostvirusesaretoosmalltobeseendirectlywithalightmicroscope.第一章病毒（virus)p13第四十六页，共一百七十九页，编辑于2023年，星期日分类Classification：如根据宿主不同，病毒分为:动物病毒、植物病毒、昆虫病毒、细菌病毒(噬菌体)等。第四十七页，共一百七十九页，编辑于2023年，星期日特点Characters：

1、形体十分微小Theyaresmallerthanbacteria

2、无细胞结构，由核酸和蛋白组成，且一种病毒仅含一种类型核酸Virusparticlesconsistofthegeneticmaterialandprotein,theformermadefromeitherDNAorRNA.

3、活细胞内寄生，无独立代谢酶系，依赖宿主自身复制Virusesdonothavetheirownmetabolism,andrequireahostcelltomakenewproducts.

4、对抗生素不敏感Antibioticshavenoeffectonviruses,butseveralantiviraldrugshavebeendeveloped.第四十八页，共一百七十九页，编辑于2023年，星期日形态、结构和化学组成pp.14-17Shape,size,structureandcomposition

1、大小：nm,多在100nm左右。2、病毒粒子virion(病毒颗粒）

成分：核酸--核心（core

）

蛋白--衣壳粒capsidnucleocapsid

壳粒capsomere

被膜（类脂或脂蛋白）envelope

功能：核酸：遗传物质基础

蛋白：构成外壳，保护病毒免受核酸酶及其它因子破坏；决定感染特异性；决定抗原性。第四十九页，共一百七十九页，编辑于2023年，星期日第五十页，共一百七十九页，编辑于2023年，星期日繁殖reproductioncycle（烈性噬菌体为例）pp.17

1、吸附attachment：特异位点；

2、侵入penetration：DNA注入细胞

3、增殖replication：DNA复制

蛋白质合成

遗传信息转移

4、成熟（装配）self-assembly：潜伏期

5、裂解（释放）release：裂解期第五十一页，共一百七十九页，编辑于2023年，星期日噬菌体细菌溶菌性循环溶原化过程第五十二页，共一百七十九页，编辑于2023年，星期日三病毒的培养Howtoculturevirusp201.病毒的培养特征病毒在液体培养基中的培养特征：透明病毒在固体培养基中的培养特征：噬菌斑2.病毒的培养基p21（1）活的敏感动物或活的敏感动物组织细胞（2）提供病毒附着的受体（3）敏感细胞内没有破坏特异性病毒的限制性核酸内切酶3.病毒的采集及培养p22固体，液体，气体病毒样品的采集第五十三页，共一百七十九页，编辑于2023年，星期日第五节

病毒预防及对策Preventionandtreatment

pp.23一、病毒对物理因素的抵抗力温度，光及其他辐射，干燥二、病毒对化学因素的抵抗力酚，甲醛等

三、病毒对抗生素的抵抗力四、病毒在污水处理过程中对病毒的去除效果

一级，二级，三级处理

第五十四页，共一百七十九页，编辑于2023年，星期日小结1．病毒的基本概念、个体形态特征、繁殖、分类及培养特征。2．病毒的危害及控制。专业词汇病毒virus第五十五页，共一百七十九页，编辑于2023年，星期日第二章原核微生物Prokaryotespp.30-69本章基本理论知识1．熟练掌握细菌、放线菌的基本概念、个体形态特征、细胞结构、繁殖及菌落特点；熟练掌握革兰氏染色的过程及G+和G-主要区别；了解革兰氏染色的基本原理。2．掌握古细菌、蓝细菌的基本概念、个体形态特征。3．了解立克次氏体、衣原体、支原体的基本概念。第五十六页，共一百七十九页，编辑于2023年，星期日第一节细菌（Bacteria)p39

定义Whatisbacteria?：细菌是单细胞生物有固定形状具细胞壁、细胞质膜、细胞质、细胞核质等一些细胞还有一些特殊结构，如鞭毛、荚膜等第五十七页，共一百七十九页，编辑于2023年，星期日

分布Habitatsandecology自然界中分布最广、数量最大，与人类关系极为密切的一类微生物。凡在温暖、潮湿和富含有机物质的地方，都有大量的细菌在活动。第五十八页，共一百七十九页，编辑于2023年，星期日存在形式Whattheylooklike?常会散发出特殊的臭味或酸败味。如用手去抚摸长有细菌的物体表面时，就有粘、滑的感觉。长有大量细菌的液体，会呈现混浊、沉淀或飘浮一片片小“白花”，并伴有大量气泡冒出。

第五十九页，共一百七十九页，编辑于2023年，星期日第六十页，共一百七十九页，编辑于2023年，星期日光学显微镜下细菌的各种形态bacteriasundermicroscope第六十一页，共一百七十九页，编辑于2023年，星期日一、细菌的形态、大小和排列Shape,sizeandarrangement1、球菌（Coccus）形态shapes：圆球形或近似圆球形，有的呈矛头状或肾状。大小sizes：直径约在0.8－1.2um左右。

双球菌（Diplococcus）链球菌（Streptococcus）四联球菌（Micrococcustetragenus）八迭球菌（Sarcina）葡萄球菌（Staphylococcus）第六十二页，共一百七十九页，编辑于2023年，星期日2、杆菌（Bacillus）各种杆菌的大小、长短、弯度、粗细差异较大。炭疽杆菌：3－5um×1.0－1.3um野兔热杆菌：0.3－0.7×0.2um第六十三页，共一百七十九页，编辑于2023年，星期日淡水中的螺旋菌

spirochetes.

是一种很常见的细菌3、螺旋菌（Spirillarbacterium）弧菌（Vibrio）菌体只有一个弯曲，呈弧状或逗点状。如霍乱弧菌。螺菌（Spirillum）菌体有数个弯曲。如鼠咬热螺菌。第六十四页，共一百七十九页，编辑于2023年，星期日二、细菌的细胞结构cellstructuresofbacteriapp.41基本结构basicstructures:指一般细菌都有的结构，例如细胞壁、细胞膜、细胞质、核质体和内含物等；特殊结构specialstuctures:指某些细菌在生长的特定阶段所形成的结构，例如，芽孢、鞭毛和荚膜等.第六十五页，共一百七十九页，编辑于2023年，星期日（一）细胞壁（CellWall)p421、定义：位于细胞最外层。厚实、坚韧，主要由肽聚糖（peptidoglycan）构成。2、肽聚糖的组成成份：双糖单位：N-乙酰胞壁酸（N-acetylmuramicacid）（NAM）和N-乙酰葡糖胺（N-acetylglucosamine）（NAG）短肽：L-Ala-D-Glu-L-Lys-D-Ala

肽桥：短肽之间连接，甘氨酸五肽。第六十六页，共一百七十九页，编辑于2023年，星期日N-乙酰胞壁酸N-乙酰葡糖胺第六十七页，共一百七十九页，编辑于2023年，星期日G+菌肽聚糖结构N-乙酰胞壁酸（M）N-乙酰葡萄糖胺（G）β-1，4糖苷键短肽：L-Ala-D-Glu-L-Lys-D-Ala

肽桥：短肽之间连接肽桥短肽第六十八页，共一百七十九页，编辑于2023年，星期日G-菌肽聚糖结构第六十九页，共一百七十九页，编辑于2023年，星期日3革兰氏阳性菌（G+）和革兰氏阴性菌（G-）细胞壁结构比较ComparisonofGrampositiveandGramnegative肽聚糖外壁层细胞膜磷壁酸

脂多糖（层）金黄色葡萄球菌

大肠杆菌

第七十页，共一百七十九页，编辑于2023年，星期日4、细胞壁功能

Thefunctionofcellwallpp42

保护细胞免受外力的损伤Itoffersprotectionagainstmechanicalstress

维持细胞形态Itpermitstheorganismtobuildandholditsshape

阻拦有害物质进入细胞Itlimitstheentryoflargemoleculesthatmaybetoxictothecell.

协助鞭毛运动Ithelpsflagellamove.第七十一页，共一百七十九页，编辑于2023年，星期日（二）细胞质膜（cytoplasmicmembrance)p43

细胞质膜又称细胞膜（cellmembrance)，是围绕在细胞质外面的一层柔软而富有弹性的薄膜。主要成分：脂质（20%－30%）与蛋白质（60%－70%），另有少量糖蛋白和糖脂。

1细胞膜的结构membrancestructure第七十二页，共一百七十九页，编辑于2023年，星期日

控制细胞内外的物质的运送、交换。维持细胞内正常渗透压的屏障作用。

合成细胞壁各种组分如荚膜等大分子的场所。进行氧化磷酸化或光合磷酸化的产能基地。传递信息。2细胞膜的功能Thefunctionofcellmembrancep43第七十三页，共一百七十九页，编辑于2023年，星期日（三）细胞质（cytoplasm)p441.定义：是细胞膜内除拟核外的所有无色透明、呈粘胶状物质。2.主要成分为:水、蛋白质、核酸、脂质，也有少量的糖和盐类。3.组成：此外细胞质内还含有核糖体、颗粒状内含物（多聚磷酸盐颗粒，聚β羟基丁酸，硫粒等）和气泡等物质。原生质体(protoplasm):包括细胞质膜、细胞质及其内含物、细胞核(拟核)。第七十四页，共一百七十九页，编辑于2023年，星期日（四）拟核（nucleoid)

p46

概念：位于细胞质内，无核膜、无核仁，仅为一核区，因此称为原核或拟核。组成：脱氧核糖核酸。功能：携带了细菌绝大多数的遗传信息。第七十五页，共一百七十九页，编辑于2023年，星期日质粒（plasmid）：是真核细胞细胞核外或原核生物拟核区外能够进行自主复制的遗传单位，是环状脱氧核糖核酸(DNA)分子。第七十六页，共一百七十九页，编辑于2023年，星期日（五）荚膜（Bacterialcapsule）p461定义：在某些细菌细胞壁外存在着一层厚度不定的胶状物质，称为荚膜。有的细菌(例如动胶菌属的菌种)会产生有一定形状的大形粘胶物，称为菌胶团（zoogloea）。它实质上是细菌群体的一个共同荚膜。p298负染色法第七十七页，共一百七十九页，编辑于2023年，星期日第七十八页，共一百七十九页，编辑于2023年，星期日（六）芽孢（endospore)

p47

1.概念：某些细菌在生长的一定阶段，于营养细胞内形成一个圆形、椭圆形或圆柱形的结构，对不良环境条件具有较强抗性的休眠体。芽孢成熟后可脱落出来。生成芽孢的细菌多为革兰氏阳性菌、杆菌。芽孢形成的位置、形状、大小因菌种而异，在分类鉴定上有一定意义。

芽孢有抗性的原因，含有2，6－吡啶二羧酸钙。应用：高压蒸汽灭菌pp190第七十九页，共一百七十九页，编辑于2023年，星期日第八十页，共一百七十九页，编辑于2023年，星期日（七）鞭毛（flagella)p49定义：细胞的表面着生有一根或许多根由细胞内伸出的、细长、波曲的丝状结构。第八十一页，共一百七十九页，编辑于2023年，星期日三、细菌的繁殖及群体特征p49（一）细菌的繁殖reproduction细菌一般进行无性繁殖。少部分细菌可以有性繁殖。

第八十二页，共一百七十九页，编辑于2023年，星期日（二）细菌的群体特征AvisibleclusterofBacteriap50菌落（colony）：一个细胞或孢子落在固体平板培养基上，如果条件适宜，便迅速生长繁殖，由一个母细胞繁殖形成一堆肉眼可见的群体形态特征。菌苔：许许多多菌落连在一起形成菌苔。第八十三页，共一百七十九页，编辑于2023年，星期日菌落形态特征p50Culturalcharacteristicsonagarmedium表面光滑、湿润、小、色泽多样、与培养基结合不紧密，易挑取。第八十四页，共一百七十九页，编辑于2023年，星期日细菌在半固体培养基中的培养特征p51根据细菌的生长状态判断细菌的呼吸类型和鞭毛有无第八十五页，共一百七十九页，编辑于2023年，星期日液体培养特征Culturalcharacteristicsinliquidmediump52有的形成均匀一致的浑浊液，有的形成沉淀，有的形成菌膜漂浮在液体表面。有的细菌在生长时还可同时产生酸、碱、色素和气泡等。第八十六页，共一百七十九页，编辑于2023年，星期日1.革兰氏染色由丹麦细菌学家革兰(HansChristianGram)创建的一种鉴别染色法。四、革兰氏染色Gramstainp53第八十七页，共一百七十九页，编辑于2023年，星期日（一）染色步骤TheGramstainprocedure

制片（涂片，干燥，固定）→初染（草酸铵结晶紫染，水洗）→媒染（加碘液覆盖涂面染，水洗，用吸水纸吸去水分）→脱色（加95%酒精数滴，进行脱色，用吸水纸吸去水分）→复染（蕃红复染约，水洗→干燥→镜检第八十八页，共一百七十九页，编辑于2023年，星期日革兰阳性菌革兰阴性菌GrampositiveGramnegative（二）染色结果Resultofstain第八十九页，共一百七十九页，编辑于2023年，星期日古细菌

Archaea(pp.30)第九十页，共一百七十九页，编辑于2023年，星期日古细菌

Archaea(pp.30)定义：为单细胞生物，无真正的核，细胞壁中无肽聚糖，不同于真细菌；翻译时以甲硫氨酸为蛋白质合成的起始氨基酸，核糖体蛋白与真核细胞的类似。TheArchaeaareagroupofsingle-celledmicroorganisms.Theyhavenocellnucleusoranyothermembrane-boundorganelleswithintheircells.Archaeapossessgenesandseveralmetabolicpathwaysthataremorecloselyrelatedtothoseofeukaryotes,notablytheenzymesinvolvedintranscriptionandtranslation...第九十一页，共一百七十九页，编辑于2023年，星期日形态Shapeandsize：直径在0.1到15微米之间，长度可达200微米。球形、杆形、螺旋形、叶状或方形。第九十二页，共一百七十九页，编辑于2023年，星期日生存环境HabitatandEcology：第九十三页，共一百七十九页，编辑于2023年，星期日研究意义WhydowestudyArchaea1生命起源与演化2环境工程中的应用pp315第九十四页，共一百七十九页，编辑于2023年，星期日Astudentoncewroteonatest,“Bacteriaareverybad,theycausediseasesandeatupthegoodplantsandanimals.”Evaluatethisstatement.Canwereallyspeakoforganismsas“good”or“bad”?Assumingthatwecancallsomebacteriabad,orperhapsharmfultoourinterests,doesthisapplytoallbacteria?第九十五页，共一百七十九页，编辑于2023年，星期日第三节蓝细菌(Cyanobacteria)

p56Definition：blue-greenalgae蓝绿藻blue-greenbacteria蓝绿细菌蓝细菌是一类进化历史悠久、革兰氏染色阴性、无鞭毛、含叶绿素a（但不形成叶绿体）、能进行产氧性光合作用的大型原核微生物。许多蓝细菌类群具有固氮能力。一些蓝细菌还能与真菌、苔蕨类、苏铁科植物、珊瑚甚至一些无脊椎动物共生。

第九十六页，共一百七十九页，编辑于2023年，星期日形态大小Shapeandsize：呈杆状和球状，呈丝状，直径约1－10um第九十七页，共一百七十九页，编辑于2023年，星期日分布：Habitatandecology

1淡水、海水和土壤2极端环境，故有“先锋生物”的美称第九十八页，共一百七十九页，编辑于2023年，星期日常见蓝细菌：索球藻属（Gomphosphaeria）

覆盖在水面上，覆盖几毫米厚，把水的表面染成深绿色。每团索球藻有100µm大第九十九页，共一百七十九页，编辑于2023年，星期日能形成异形细胞（heterocysts）的蓝细菌可以进行固氮作用（Nitrogenfixation），能将空气中的N2固定生成NH3,NO−2或NO−3，而这些物质会被植物吸收利用。

第一百页，共一百七十九页，编辑于2023年，星期日螺旋蓝细菌(Spirulina)（螺旋藻）第一百零一页，共一百七十九页，编辑于2023年，星期日一种池塘中的蓝绿藻，水华束丝蓝细菌;在有营养的水中很常见，能毒害水体，放出臭味。

这是左图的放大的某一纤维。充满气的泡使纤维能浮在水面上，以便更好的获得阳光。

微囊蓝细菌属，鱼腥蓝细菌属第一百零二页，共一百七十九页，编辑于2023年，星期日第一百零三页，共一百七十九页，编辑于2023年，星期日某些蓝细菌能产生蓝藻毒素(cyanotoxins)如：类毒素anatoxin，海兔毒素aplysiatoxin

，柱孢藻毒素cylindrospermopsin

，软骨藻酸domoicacid

，微囊藻毒素microcystin，节球藻毒素

nodularin

(fromNodularia),蛤蚌毒素

saxitoxin.这些毒素是神经毒素

neurotoxins,肝毒素hepatotoxins,细胞毒素cytotoxins,内毒素endotoxins.微囊藻毒素降解菌有鞘氨醇单胞菌、铜绿假单胞菌和青枯菌。第一百零四页，共一百七十九页，编辑于2023年，星期日第一百零五页，共一百七十九页，编辑于2023年，星期日第四节放线菌（actinomycete)p61

放线菌的形态比细菌复杂些，但仍属于单细胞。在显微镜下，放线菌呈分枝丝状，我们把这些细丝一样的结构叫做菌丝，菌丝直径与细菌相似，小于1微米。菌丝细胞的结构与细菌基本相同。第一百零六页，共一百七十九页，编辑于2023年，星期日一、放线菌的形态构造根据菌丝形态和功能的不同，放线菌菌丝可分为基内菌丝（vegetativemycelium）、气生菌丝(aerialmycelium)和孢子丝三种。

链霉菌的一般形态和构造（模式图）第一百零七页，共一百七十九页，编辑于2023年，星期日营养菌丝：也叫基内菌丝，生长在培养基内，吸收营养物质，能产生水溶性和脂溶性色素。气生菌丝：由基内菌丝长出培养基外伸向空间的菌丝。孢子丝：在气生菌丝上分化出可形成分生孢子的菌丝，称为孢子丝。孢子丝生长到一定阶段断裂为孢子，又称为分生孢子（conidium）。第一百零八页，共一百七十九页，编辑于2023年，星期日二、放线菌的繁殖Reproduction

无性繁殖：无性孢子方式进行。2.菌丝体的无限伸长和分枝。

第一百零九页，共一百七十九页，编辑于2023年，星期日三、放线菌的菌落Colony

放线菌的菌落特征A：诺尔斯氏链霉菌；B：皮疽诺卡氏菌；C：酒红指孢囊菌；D：游动放线菌；E：小单胞菌；F：皱双孢马杜拉放线菌菌落特征：质地致密的小菌落，干燥、不透明、难以挑取，第一百一十页，共一百七十九页，编辑于2023年，星期日产抗菌素的放线菌的菌落特征

A：卡特利链霉菌；B：弗氏链霉菌；C：吸水链霉菌金泪亚种；D：卡那霉素链霉菌；E：除虫链霉菌；F：生磺酸链霉菌第一百一十一页，共一百七十九页，编辑于2023年，星期日Streptomycescoelicolorcolonies

AnantibioticdropletsecretedfromaStreptomycescolonyThebluehaloessurroundingtheseStreptomycescoelicolorcoloniesaresecretedactinorhodin,anantibiotic.第一百一十二页，共一百七十九页，编辑于2023年，星期日

(一)链霉菌属(Streptomyces)：约1，000多种形态：具有发育良好的菌丝体，分枝，无隔膜，孢子丝和孢子的形态因种而异，四、放线菌的主要类群

第一百一十三页，共一百七十九页，编辑于2023年，星期日第一百一十四页，共一百七十九页，编辑于2023年，星期日应用：许多链霉菌产生抗生素。有抗肿瘤的，抗真菌，抗结核等。

第一百一十五页，共一百七十九页，编辑于2023年，星期日(二)诺卡氏菌属(Nocardia)分布:主要土壤。现已报导100余种。形态：菌丝体，剧烈弯曲如树根或不弯曲，具有长菌丝。第一百一十六页，共一百七十九页，编辑于2023年，星期日应用：

能产生30多种抗生素用于石油脱蜡烃类发酵污水处理中分解腈类化合物第一百一十七页，共一百七十九页，编辑于2023年，星期日第三节其它原核微生物p66立克次氏体、衣原体、支原体。支原体（mycoplasma）以前被认为是最小的能独立存活的原核生物，以前也被认为是地球上迄今为止被发现的最小的细胞生物。

立克次氏体（rickettsiae），一种微小的寄生的细菌。动物的淋巴细胞，红色的是寄生的立克次氏体。第一百一十八页，共一百七十九页，编辑于2023年，星期日1909年，美国病理学家霍华德·泰勒·立克次（HowardTaylorRicketts）(1871-1910年)首次发现洛基山斑疹伤寒的独特病原体并被它夺取生命,故名.立克次氏体（Rickettsia）第一百一十九页，共一百七十九页，编辑于2023年，星期日衣原体（Chlamydia）概念：衣原体为革兰氏阴性病原体，是一种专性细胞内微生物，没有合成高能化合物ATP、GTP的能力，必须由宿主细胞提供，因而成为能量寄生物。第一百二十页，共一百七十九页，编辑于2023年，星期日小结细菌、放线菌的基本概念、个体形态特征、细胞结构、繁殖及菌落特点；革兰氏染色的基本原理及过程。2.古细菌、蓝细菌的基本概念、个体形态特征。3.立克次氏体、衣原体、支原体的基本概念。专业词汇细菌Bacteria，芽孢Endospore，鞭毛flagellum，荚膜Capsule，菌胶团Zoogloea，菌落Colony,放线菌Actinomycetes，蓝细菌Cyanobacteria古细菌Archeae第一百二十一页，共一百七十九页，编辑于2023年，星期日第三章真核微生物

真核微生物主要包括真菌中的酵母菌(Yeast)、霉菌(Mold)、

伞菌(agaric)，动物中的原生动物(Protozoa)、微型后生动物(metazoa)和植物中的微型藻类(algae)。第一百二十二页，共一百七十九页，编辑于2023年，星期日本章基本理论知识1．掌握酵母菌、霉菌的基本概念、个体形态特征、细胞结构、繁殖及菌落特点;掌握原生动物的基本概念、形态特征、分类及胞囊;掌握微型后生动物形态特征。2．了解伞菌的基本概念、个体形态特征。3．了解原生动物、微型后生动物、藻类的繁殖。第一百二十三页，共一百七十九页，编辑于2023年，星期日

分布广泛，类群庞大，形态差异极大，约有十几万种。特点：细胞核异养吸收营养型，不含叶绿素，不能进行光合作用产生大量孢子进行繁殖一般具有发达的菌丝体第一节真菌（Fungi）p91第一百二十四页，共一百七十九页，编辑于2023年，星期日酵母菌(yeast)：在自然界分布很广，菌种类很多，约56属500多种。1、形态shapeandsize：大多数呈卵圆形，圆形，5－30um×1－5um。一、酵母菌p91第一百二十五页，共一百七十九页，编辑于2023年，星期日2、特点Characteristics：①个体多以单细胞状态存在；②多数出芽生殖，也有裂殖；③能发酵糖类产能；④细胞壁常含甘露聚糖；⑤喜在含糖量较高的偏酸性环境中生长。第一百二十六页，共一百七十九页，编辑于2023年，星期日3、细胞结构Cellstructure(1)

细胞壁：厚0.1-0.3um，三层，外层为甘露聚糖、内层为葡聚糖、中间夹有蛋白。用蜗牛酶（heliase）破坏壁来制备原生质体。

(2)

细胞膜：与原核基本相同，但含甾醇（麦角固醇）。

(3)

细胞质及内含物

细胞核

线粒体

核糖体第一百二十七页，共一百七十九页，编辑于2023年，星期日4、繁殖Reproduction：无性繁殖无性繁殖又有芽殖(budding)和裂殖(fission)两种方式。芽殖(budding)：芽殖是酵母菌最常见的繁殖方式。第一百二十八页，共一百七十九页，编辑于2023年，星期日裂殖(fission)：酵母菌的裂殖与细菌裂殖相似。八孢裂殖酵母(Schizosaccharomycesoctosporus)第一百二十九页，共一百七十九页，编辑于2023年，星期日有性繁殖方式：酵母菌形成子囊和子囊孢子(ascospore)过程：第一百三十页，共一百七十九页，编辑于2023年，星期日5、酵母菌菌落Colony与细菌相似,但比细菌大而厚，湿润，表面光滑，多数不透明，粘稠;多数呈乳白色，少数红色，个别黑色。容易用针挑起;

不产生假菌丝的酵母菌，菌落更隆起，边缘十分圆整；形成大量假菌丝的酵母，菌落较平坦，表面和边缘粗糙。第一百三十一页，共一百七十九页，编辑于2023年，星期日5、利用Applications发酵酵母酿造啤酒、酒精及其它的饮料酒外，还可发酵面包。菌体维生素、蛋白质含量高，可作食用、药用和饲料酵母，又可提取细胞色素C、核酸、麦角固醇、谷胱甘肽、凝血质、辅酶A、三磷酸腺苷。解脂假丝酵母：能利用石油等烷烃，是石油发酵脱蜡和制取蛋白质的较优良的菌种。毕赤氏酵母：对正癸烷、十六烷的氧化力较强。异常汉逊氏酵母：氧化烃类能力强，能利用煤油，可利用乙醇和甘油作碳源。第一百三十二页，共一百七十九页，编辑于2023年，星期日

霉菌(mould,mold)属于丝状真菌(filamentousfungi)。凡在营养基质上形成绒毛状、棉絮状或蜘蛛网形丝状菌体的真菌，统称为霉菌。

二、霉菌p93第一百三十三页，共一百七十九页，编辑于2023年，星期日1、形态和构造Shape

菌丝（hyphae)：直径3-10um，菌丝再形成菌丝体（mycelium）无隔，多核单细胞，低等真菌

有隔，多细胞，高等真菌营养菌丝体(vegetativemyclium)：或称基内菌丝体，密布在营养基质内部，执行营养物质和水分吸收功能。气生菌丝体(aerialmycelium)：伸展到空气中的菌丝体。第一百三十四页，共一百七十九页，编辑于2023年，星期日2、繁殖与生活史Reproductionandlifecycle（一）繁殖（1）无性孢子：主要方式，特点是分散，数量大。

孢囊孢子：内生孢子，毛、根、犁头霉

分生孢子：外生孢子，最普遍

节孢子：粉孢子，菌丝断裂形成

厚垣孢子：真菌休眠体

（2）有性孢子

卵孢子：配子囊（雄器、藏卵器）

接合孢子：同宗、异宗配合

子囊孢子：形态多样。子实体、子囊果

担孢子：担子菌特征第一百三十五页，共一百七十九页，编辑于2023年，星期日2、繁殖与生活史Reproductionandlifecycle

（二）生活史

霉菌指从一种孢子开始，经过一定的生长和发育，最后又形成同一种孢子为止。第一百三十六页，共一百七十九页，编辑于2023年，星期日3、菌落Colony

菌落与放线菌接近。但霉菌菌落形态较大，质地比放线菌疏松，外观干燥，不透明，呈现蛛网状、绒毛状或棉絮状。菌落与培养基连接紧密或不紧密。菌落正反面的颜色及边缘与中心的颜色常不一致。第一百三十七页，共一百七十九页，编辑于2023年，星期日菌落正面菌落反面第一百三十八页，共一百七十九页，编辑于2023年，星期日4、常见常用霉菌p94根霉属(RhizopusEhrenberg)

菌丝：产生匍匐枝，匍匐枝的节间形成特有的假根。孢囊梗：在有假根处的匍匐枝上着生成群的孢囊梗。孢子囊：梗的顶端膨大形成孢子囊。孢囊孢子：孢囊孢子球形、卵形或不规则。第一百三十九页，共一百七十九页，编辑于2023年，星期日

工业应用，如米根霉的淀粉酶可用于制曲、酿酒，华根霉、少根根霉等可产乳酸，匐枝根霉(旧称黑根霉)等还能转化甾族化合物。甾体激素、延胡索酸和酶制剂的生产。有些根霉会引起甘薯、瓜果或蔬菜霉烂。

根霉的应用第一百四十页，共一百七十九页，编辑于2023年，星期日毛霉属(mucorMicheliexFries)孢囊梗：一般单生，分枝较少或不分枝。孢子囊：分枝顶端都有膨大的孢子囊，孢子囊球形。第一百四十一页，共一百七十九页，编辑于2023年，星期日毛霉的应用

常出现在酒药中，能糖化淀粉并能生成少量乙醇，产生蛋白酶，有分解大豆蛋白的能力，我国多用来做豆腐乳、豆豉。许多毛霉能产生草酸、乳酸、琥珀酸及甘油等，有的毛霉能产生脂肪酶、果胶酶、凝乳酶等。常用的毛霉主要有鲁氏毛霉和总状毛霉。第一百四十二页，共一百七十九页，编辑于2023年，星期日曲霉属(AspergillusMicheli)菌丝：有横隔，通常无色。分生孢子梗：从特化了的菌丝细胞上(足细胞)形成分生孢子梗。顶囊：顶囊有棍棒形、椭圆形、半球形或球形。小梗：小梗单层或双层，小梗顶端分生孢子串生。分生孢子：有各种形状、颜色和纹饰。第一百四十三页，共一百七十九页，编辑于2023年，星期日曲霉的应用

发酵工业和食品加工业的重要菌种，已被利用的近60种。2000多年前，我国就用于制酱，也是酿酒、制醋曲的主要菌种。现代工业利用曲霉生产各种酶制剂(淀粉酶、蛋白酶、果胶酶等)、有机酸(柠檬酸、葡萄糖酸、五倍子酸等)，农业上用作糖化饲料菌种。例如黑曲霉、米曲霉等。

第一百四十四页，共一百七十九页，编辑于2023年，星期日青霉属(PenicilliumLink)菌丝：无色、淡色或具鲜明颜色。有横隔分生孢子梗：顶端形成扫帚状的分枝，称帚状枝。分生孢子：分生孢子球形、椭圆形或短柱形，光滑或粗糙。

第一百四十五页，共一百七十九页，编辑于2023年，星期日青霉的应用

在工业上，它可用于生产柠檬酸，延胡索酸，葡萄糖酸等有机酸和酶制剂。最著名的抗生素少数种类能引起人和动物的疾病；许多种青霉能造成柑桔，苹果，梨等水果的腐烂。在生物实验室中，它也是一种常见的污染菌。第一百四十六页，共一百七十九页，编辑于2023年，星期日木霉属(TrichodermaPars.exFr.)菌落：生长迅速，棉絮状或致密丛束状，菌落表面呈绿色。菌丝：透明，有隔，分枝繁多。分生孢子梗：为菌丝的短侧枝，其上对生或互生分枝，分枝上又可继续分枝，形成二级、三级分枝。小梗：分枝末端即为小梗，瓶状，束生、对生、互生或单生。

第一百四十七页，共一百七十九页，编辑于2023年，星期日木霉的应用木霉具有较强分解纤维素能力，绿色木霉通常能够高度活性的纤维素酶，对纤维素的分解能力很强。在木质素、纤维素丰富的基质上生长快，传播蔓延迅速。棉籽壳、木屑、段木都是其良好的营养物。

第一百四十八页，共一百七十九页，编辑于2023年，星期日三、伞菌p98第一百四十九页，共一百七十九页，编辑于2023年，星期日1.菌盖2.菌褶3.担孢子4.菌柄5.菌托6.初生伞菌7.幼伞菌8.菌丝1、伞菌的生长与结构

第一百五十页，共一百七十九页，编辑于2023年，星期日第一百五十一页，共一百七十九页，编辑于2023年，星期日第二节原生动物(Protozoa)pp70

定义：原生动物是动物界最原始、最低等、最微小、最简单的单细胞动物。个体很小，长度一般在100—300μm之间。

一、原生动物的概念第一百五十二页，共一百七十九页，编辑于2023年，星期日动物性营养：以吞食细菌、真菌、藻类或有机颗粒主，绝大多数原生动物为动物性营养；植物性营养：有阳光的条件下，一些含色素的原生动物可利用二氧化碳和水进行光合作用合成碳水化合物；腐生性营养：寄生或腐生的种类，借体表的渗透作用，吸收周围环境中的有机物质作为养料。二、原生动物的营养类型p70树状聚缩虫

小盖纤虫

第一百五十三页，共一百七十九页，编辑于2023年，星期日（一）鞭毛虫纲

（二）肉足虫纲

（三）纤毛虫纲

（四）孢子虫纲运动器官营养方式代表动物鞭毛纲鞭毛植鞭亚纲自养眼虫动鞭亚纲异养（渗透、吞食)锥虫纤毛纲纤毛异养草履虫肉足纲伪足异养变形虫孢子纲无异养疟原虫三、原生动物的分类p71

原生动物在污水处理中常见的是前三类第一百五十四页，共一百七十九页，编辑于2023年，星期日

具有一根或一根以上的鞭毛。鞭毛长度与其体长大致相等或更长些，是运动器官，鞭毛类的运行速度达15－300μm/s。喜在多污带和α－中污带中生活。第一百五十五页，共一百七十九页，编辑于2023年，星期日

其细胞质可伸缩变形而形成伪足，作为运动和摄食的胞器，运动速度达3μm/s，典型的肉足类为变形虫属。第一百五十六页，共一百七十九页，编辑于2023年，星期日

原生动物周身表面或部分表面具有纤毛，分为游泳型和固着型两种，游泳型包括草履虫属、肾形虫属、斜管虫属等；固着型常见的有钟虫属、累枝虫属、楯纤虫属等。纤毛类运动速度较快，可达200－1000μm／s。

第一百五十七页，共一百七十九页，编辑于2023年，星期日固着型纤毛虫StalkedCiliates第一百五十八页，共一百七十九页，编辑于2023年，星期日游泳型纤毛虫

FreeSwimmingCiliates第一百五十九页，共一百七十九页，编辑于2023年，星期日第一百六十页，共一百七十