环境工程微生物学 备课笔记 新.doc

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1、绪论1：什么是微生物学？ 研究微生物的“衣食住行”的科学。 形态、结构、营养、代谢或称生理、环境影响或称生态、能有何种行为、作为？是敌是友？如何监测、控制或使用呢？2：什么是环境工程微生物学？与环境保护技术相关的微生物学知识。偏重于水环境保护，是本专业环境工程的基础课。 有害微生物（病原性、腐蚀性）的监控与防治有益微生物培养与利用（水处理中的各种微生物的高效、密集培养、强化生物去污）3：环境问题的根源何在？人祸，观念的错误； “征服自然改造自然”人与环境的极端对立4：如何解决环境问题？治本纠正错误观念走可持续发展战略(天地人和）5：微生物 微生物的发现：1676年，荷兰，列文虎克，单式显微镜微

2、生物(microorgaism, microbio)的定义微生物是所有形体微小的单细胞或个体结构较简单的多细胞，以及没有细胞结构的低等生物的通称；肉眼看不到的，必须在电子显微镜或光学显微镜才能看见的所有微小生物的统称。 微生物仅是一个人为的分类名称。 微生物的种类非细胞型：病毒、亚病毒（类病毒，拟病毒，朊病毒）细胞型：原核生物（古生菌，真细菌）、真核生物（真菌，单细胞藻类，原生动物）6：微生物的分类和命名：分类方法在生物学上，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。: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

3、。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。微生物的命名 瑞典植物学家林奈在分类学上最大的贡献是创立双名法，解决生物名称的纠纷。1. 学名=属名+种名+（首次定名人）+现定名人+定名年份2 .学名=属名+种名+菌株（用字母、符号等字形表示）3.学名=属名+sp.(或spp.) 7：微生物的特点 (一) 个体极小，比表面积大；(二)代谢速率快、繁殖快；(三)数量多；(四)易变异；(五) 种类多、分布广、代谢类型多样8：微生物学与环境工程微生物学微生物学定义 是一门在细胞、分子或群体水平上研究微生物的形态构造、生理代谢、遗传变异、生态分布和分类进化等生

4、命活动基本规律，并将其应用于工业发酵、医药卫生、生物工程和环境保护等实践领域的科学。环境工程微生物学研究内容：自然环境中微生物的基础知识；自然环境中的微生物生态学研究；污染环境中的微生物生态学研究；废弃物生物处理中微生物学原理和方法的研究；生物膜法；活性污泥法研究任务: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。第一章 原核生物的形态、结构和功能第一节 细菌细菌是一类细胞细短、结构简单、胞壁坚韧、多以二分裂方式繁殖和水生性较强的原核生物。1.1 细菌的形态和大小一、球菌球菌就是球形的细菌，它是这类细菌的总称，细胞呈球形或椭圆形。 l 单球菌；2 双球菌；3链球

5、菌； 4 四联球菌；5八叠球菌；6 葡萄球菌二、杆菌细胞呈杆状或圆柱状，菌体直或稍弯，粗短或细长。末端钝圆、尖、膨大或平裁状。w 直径在0.51um15um（宽径长）三、弧菌弧菌细胞呈弧形，其中若菌体多于一个弯曲，其程度超过一圈，又称为螺旋菌。直径在0.55um，长度不等。2.1 细菌的一般构造指细菌都具有的构造，包括细胞壁、细胞膜、细胞质及其内含物、核区等。 1. 细胞壁固定细胞外形；保护细胞免受外力的损伤；阻拦大分子物质进人细胞使某些细菌具有致病性及对噬菌体的敏感性。革兰氏染色法1.涂片固定；2.单染结晶紫染液第一次染色 1mi ；3.媒染碘-碘化钾溶液浸湿30S；4. 脱色95%乙醇溶液

6、进行颜色洗脱；5.复染红色的藩红染液紫色，革兰氏阳性菌（紫阳G）；红色；称革兰氏阴性菌（红阴G -）2. 细胞膜（原生质体）紧贴在细胞壁的内侧而包围细胞质的一层柔软而富有弹性的半渗透膜。化学组成：脂质（2030）蛋白质（6070）结构：极性磷脂双分子层3. 细胞质细胞膜内除拟核以外的所有无色透明、呈粘胶状物质。（1）核糖体：多肽和蛋白质的合成场所。（2）细胞内含物1）气泡（水生细菌）：相当于鱼的鱼漂2）异染颗粒：蓝色侵染呈紫红色。（偏磷酸盐的聚合物）磷源和能源性贮藏物，3）聚-羟基丁酸（简称 PHB）颗粒 能量的贮存物;调节pH4）糖原和淀粉粒5）硫粒 某些化能自养型硫细菌，贮存的能源物质4.

7、 核质体原核生物所特有的原始细胞核。w 细菌的核质体是一个大型环状的双链DA分子，长度025mm3mm，为细菌遗传物质，卷曲折叠于核区。核区没有外膜（这是原核生物与真核生物一个主要的区别之处）2.2 细菌的特殊构造5. 荚膜是某些细菌在新陈代谢过程中形成的，分泌于细胞壁外的粘液状物质。含水率在9098，极难染色；多糖 、糖蛋白单染后墨汁背景衬托法观察，多出现在“中老年细菌”外围。功能： 储备粮； 生物吸附菌胶团多个菌体外面的荚膜物质互相融合，连为一体，组成共同的荚膜，菌体包埋其中，即成为菌胶团。 菌胶团吸附物（物质、其他微生物）活性污泥群体合作、阻挡原生动物的吞噬6. 鞭毛（蛋白质）往往长度超

8、过菌体若干倍，但直径很细。 细菌藉鞭毛趋避运动鞭毛的着生方式和数目是细菌分类鉴定的重要指标。7. 菌毛纤细、中空、短直、数量较多（250300） 相当于各类禽兽的体表的毛发。或称性丝，每一个有性细菌有1根4根，参与细菌有性生殖时细菌间传递遗传物质。8. 芽孢某些细菌当环境恶劣时，细胞质浓缩凝集，逐步形成一个圆形、椭圆形或圆柱形的休眠体，称为芽孢。1）多层结构功能由内至外，依次为芽孢外壁 芽胞衣，主要成分是角蛋白，非常致密，通透性差，能够阻止各类化学物质包括杀菌剂的进入；皮层，很厚，主要成分为芽孢特有的肽聚糖，其中含有一种特殊的物质吡啶二羧酸以及大量的Ca2+，二者形成了一种极为耐热的凝胶状物质

9、，使得芽孢菌异常抗热，在沸水中芽孢也可存活数小时。芽孢质中含水量极低，细胞内代谢极为缓慢，处于休眠状态。多层作用使芽孢对高温、干燥、辐射、酸、碱和有机溶剂等杀菌因子具有极强抵抗能力芽孢“复苏”合适的环境中，恢复普通的细胞结构，失去各类抵抗功能。能形成芽孢的细菌种类不多，最主要的是芽孢杆菌属（Bacillus）和梭菌属（Cletridium），它们都是革兰氏阳性菌。2）形成过程w 产芽孢菌通常在养料耗尽时停止生长形成芽孢，芽孢的形成对于产芽孢菌度过困境有着极为重要的意义，芽孢可在普通条件下保存几年甚至几十年都依然可以复活。在实验室进行灭菌处理时，由于芽孢最难杀死，灭菌手段主要考虑的是杀灭芽孢；芽

10、孢菌普遍存在于处理各类有毒废水中，并对水质净化起着十分重要的作用。1.4 细菌的繁殖（一）无性生殖w 细菌的繁殖方式很多，主要是以无性的二分裂繁殖(二)有性生殖w各类细菌普遍具有有性生殖能力 极少数个体可以进行，大约只占0.11%。但这却有着十分重要的生物学意义种内进化、种间合作共生；特有的抗性基因可以传递给另一些种类的细菌1.5 细菌的菌落特征固体培养基上的各种菌类的“村落”。w 固体培养基固体状态的培养细菌的基质w 有的是天然物质，如土豆、馒头及其他各种固体食物，微生物学研究中多使用人工制作的固体琼脂培养基。培养皿通常称平板。细菌在培养基上生长，会形成各种颜色和外观的菌落。w 菌落的特征主

11、要由各种微生物特殊的遗传特性决定，同时也与培养基成分及培养条件有关当固定培养基成分及培养条件相同时，不同种类微生物形成的菌落特征是固定的，可作为微生物鉴定的重要依据。没有鞭毛不运动的细菌，特别是球菌，常形成较小、较厚、边缘较整齐的菌落；有鞭毛的细菌则较大而扁平，边缘波状、锯齿状等；有荚膜的细菌菌落较大并且表面光滑，而没有荚膜的则表面较粗糙；具有芽孢的细菌菌落表面常有褶皱并且不透明。a.隆起特征描述 b.边缘特征描述 c.表面特征描述细菌菌落具有一些共同的特征：小、湿润、粘稠、与基质结合松散，易被剥离，质地均匀，各部位颜色一致。但不同的细菌菌落也具有自己特有的特征。在液体中群体细菌的生存形式随密

12、度不同，在液体培养基表面形成膜（轻）；使培养液混浊（中）；产生絮状沉淀（粘重，如菌胶团、活性污泥）。第二节 放线菌的形态、结构和功能(一)放线菌的形态、大小和繁殖特征：丝状分枝、菌丝：营养菌丝、气生菌丝、孢子丝繁殖：通过分生孢子或孢囊孢子繁殖，也可以一段营养菌丝繁殖(二)、鉴定特征及生理特性 菌落特征 （与细菌特征正好相反）表面常呈粉末状或皱褶状，有的则呈紧密干硬的圆形，有些为糊状。颜色各异，正反不同，质地紧密，菌落不易用接种环挑起，较小 。 液体培养特征静置培养：培养基不混浊膜状附壁，或沉降于底部。震荡（或摇床）培养：短的菌丝体构成球状颗粒。生理特性： 大多数好氧，最适宜的pH值78，嗜中温

13、。环保应用举例：降解木质素和纤维素第三节 蓝细菌蓝藻或蓝绿藻 含有光合色素，能进行光合作用并产氧的原核生物。1、结构和形态 球状、杆状、长丝状、分枝丝状2、特殊结构异形胞固氮的场所；粘液趋光趋向性；气泡趋光趋向性3、营养类型 光能自养4、繁殖 无性生殖单细胞：二分裂、多次分裂、顶端释放（芽殖）丝状体：中间分裂、无规则分裂、顶端释放（芽殖）应用： 处理高浓度有机废水（含氨氮高） 饲料添加剂弊： 富营养化：人类活动使江河、湖泊中生物所需的N、P等营养物质短期内大量增加，引起藻类和浮游生物的迅速繁殖，导致水中溶解氧下降，水质恶化，鱼类和其它生物死亡。利： 自然水体自净（污水处理氧化塘） 藻类光合作用

14、释放氧气，为好氧微生物提供有氧环境，保证水中的有机污染物好氧降解连续进行，周而复始的分解光合使水体净化。 富集重金属离子：利用其生物吸附作用可从工业污水中去除有毒、放射性金属和回收稀有、贵重金属。该法具有高效、经济、简便、选择性好等优点 ,尤其适用于低浓度及一般方法不易去除的金属。主要菌种有菌藻共生体、啤酒酵母菌、盐泽螺旋藻、林可链霉素和黑根霉菌生物固氮作用微生物在常温常压下直接利用分子氮（2），将之还原为氨（H3）的过程。第四节 支原体、立克次氏体和衣原体“三体”是属于革兰氏阴性的代谢能力差、主要营细胞内寄生的小型原核生物。介于细菌与病毒间的一类生物。 4.1 支 原 体定义：是一类无细胞壁

15、的原核生物，介于独立生活和细胞内寄生生活间的最小原核生物。多数为致病菌。特点：细胞很小，光镜下勉强可见；细胞膜含甾醇，比其他原核生物的膜更坚韧；无细胞壁，故呈革兰氏阴性且形态易变，对渗透压较敏感，对抑制细胞壁合成的抗生素不敏感；菌落小，在固体培养基表面呈特有的“油煎蛋”状；能在含血清、酵母膏和甾醇等营养丰富的培养基上生长。4.2 立克次氏体（Rickettsia）立克次氏体是大小介于通常的细菌与病毒之间，在许多方面类似细菌，专性活细胞内寄生的原核微生物。特 性 ：(1)专性活细胞寄生物，除五日热立克次氏体外均不能在人工培养基上生长繁殖；(2) 体内酶系不完全，一些必需的养料需从宿主细胞获得；

16、(3)细胞膜比一般细菌的膜疏松； (4)可透性膜，使它们有可能容易从宿主细胞获得大分子物质，但也决定了它们一旦离开宿主细胞则易死亡 4.3 衣原体（Chlamydia）衣原体介于立克次氏体与病毒之间，能通过细菌滤器，专性活细胞内寄生的一类原核微生物。过去误认为“大病毒”，但它们的生物学特性更接近细菌而不同于病毒。 第二章 真核微生物的形态、结构和功能第一节 原生动物一、原生动物的一般特征（一）形态特征单细胞，没有细胞壁、大多无色透明；器官分化（运动、感觉、消化、捕食等等）；行动胞器伪足、鞭毛和纤毛；消化、营养胞器胞口、胞咽、食物泡、吸管；排泄胞器收集管、伸缩泡、胞肛；视觉胞器眼点（二）营养类型

17、纯动物性 (大部分) “吞食”活细菌、真菌、藻类或有机颗粒植物+动物性 (极少数) 本质上是裸藻、金藻等，改名为植物性鞭毛虫；腐生性(大多)寄生性（三）繁殖通常无性繁殖二分裂、孢子当环境条件差时出现有性生殖基因重组，加快变异进化（四）原生动物的孢（或胞）囊当环境条件变坏（如水干枯、水温和pH过高或过低，溶解氧不足，缺乏食物，有机物浓度过高等等）情况下，原生动物抵抗不良环境的休眠体。鞭毛、纤毛等细胞器缩入体内，缩水，并分泌一种胶状物质于体表，凝固成孢壳，均为球状。(休眠、隔绝保护、较少接触面；孢囊很容易随灰尘漂浮或被其他动物带到其他地方，胞囊遇到适宜环境胞壳破裂，恢复虫体形状)二、分类及各纲简介

18、 根据原生动物的细胞器和其他特点，将原生动物分为四个纲，即肉足纲、鞭毛纲和纤毛纲、孢子纲。肉足纲 大多没有固定形状由体内细胞质不定方向的流动而呈现千姿百态，少数种类为球形。 细胞质可伸缩变动而形成伪足。作为运动和摄食的胞器。 典型种：变形虫、辐射变形虫、太阳虫、壳虫 可以任意改变形状的肉足类为根足变形虫，一般就叫做变形虫。还有一些体形不变的肉足类、呈球形，它的伪足呈针状，如辐射变形虫和太阳虫。规律：大量出现时预示出水水质差。如活性污泥驯化初期（游离细菌大量出现后）。鞭毛纲 形态：具有一根或一根以上的鞭毛 鞭毛长度大致与其体长相等或更长些，是运动器官，分为植物性鞭毛虫和动物性鞭毛虫。.植物性鞭毛

19、虫（兼有动物性营养）动物性鞭毛虫（常见的有波豆虫和滴虫等。） 形态：（原生动物中最小）长1122um，宽510um。 生活在腐化有机物较多的水体内。规律：与变形虫规律类似。纤毛纲 特征：周身表面或部分表面具有纤毛游动及摄食的工具。 纤毛虫喜吃游离细菌及有机颗粒，与废水生物处理的关系最为密切。纤毛虫是原生动物中构造最复杂的，不仅有比较明显的胞口，还有口围、口前庭和胞咽等吞食和消化的细胞器官。根据运动情况可分为游泳型、匍匐型、固着型和吸管虫四种。I. 游泳型纤毛虫自由游动如草履虫，豆形虫、肾形虫、漫游虫等。规律：预示出水较差，污泥驯化仍在继续 （常在鞭毛虫优势后出现） 。.匍匐型纤毛虫 匍匐在污泥

20、絮体上爬行或游动。常见为楯纤虫、尖毛虫、棘尾虫、游仆虫。.固着型纤毛虫1个体型 形态：个体或群生相连，固着在活性污泥上 喇叭虫、钟虫（更常见）A.前端有环状纤毛带 钟虫纤毛摆动时使水形成旋涡，把水中的细菌、有机颗粒引进胞口。食物在虫体内形成食物泡。当泡内食物逐渐被消化和吸收后，泡亦消失，剩下的残渣和水分渗入较大的伸缩泡。伸缩泡逐渐胀大，到一定程度即收缩，把泡内废物排出体外。伸缩泡只有一个，而食物泡的个数则随钟虫活力的旺盛程度而增减。B. 后端有尾柄靠尾柄附着在其它物质(如活性污泥、生物滤池的生物膜)上当环境不良时，柄消失，固着型钟虫成为游动性的常见的单个个体有领钟虫、小口钟虫（废水处理中出现频

21、率最大，数量也是最多）、沟钟虫。2群体型（“九头鸟”）固着型纤毛虫中的群体型生物有缩虫、盖虫、累枝虫三种。作用：可以降低水中游离细菌的数量，降低水的浑浊度，对废水生物处理起良好的促进作用；规律：固着虫大量出现预示出水水质好，污泥驯化佳。.吸管虫形态：幼虫有纤毛，成虫纤毛消失，长出长短不一的吸管，末端有一根柄固着生活，以其他原生动物为食。捕食蚊子式用吸管吸住微小动物，并由吸管中释放毒素将其麻醉，继而融化其细胞膜，吸干其体液。规律：预示出水水质好，污泥驯化佳。二、原生动物在废水生物处理中的作用 (一)净化废水作用直接参与废物的去除捕食水中的悬浮的有机废物颗粒（细菌主要吃溶解性污染物）吞噬细菌，净化

22、出水水质细菌（尤其使游离细菌）本身也是有机污染物；产生絮凝物质，促进活性污泥的形成活性污泥颗粒主要是由细菌絮凝而成，细菌生长到一定程度后就凝集成絮状物。这种絮状物为原生动物提供了着生的环境，反过来絮状物上的原生动物能加速絮凝过程。 实验证明小口钟虫、累枝虫和草履虫等纤毛虫能分泌一些粘性多糖，使他们能够附着在小的絮凝体上，同时促进絮凝体进一步黏附细菌使污泥絮体增大。 生产上常常发现在活性污泥培养初期，一旦处理系统中出现固着型纤毛虫，随后就可看到活性污泥絮体的形成并逐渐增大。(二) 指示生物作用依据原生动物数量、种类、优势种、个体活性与水质的相关规律。优越性.观察测量容易 .快速预报普遍规律.水质

23、毒物判断（如若发现，群体的纤毛虫缩成一团，钟虫的柄脱落，纤毛虫接合生殖（即有性生殖）、或形成孢囊。表明水中存在有毒物质或其他条件如温度、pH等的不适宜。）.溶解氧判断有些原生动物对水中的溶解氧变化十分敏感。如钟虫细胞前端出现气泡，运动迟缓，说明水中充氧不足，或溶氧过高、过低，水质将变坏。反之则表明溶解氧情况适中良好.曝气池处理效果的判断 运转好：动物种类多、数量多，鞭毛虫少或无，漫游形多，没有豆形虫、肾形虫，固着型纤毛虫多且活跃，没有孢囊。运转差：动物种类少、数量少，鞭毛虫很多，漫游形无，豆形虫、肾形虫多，固着型纤毛虫畸形且迟缓，有孢囊。第二节 微型后生动物也称多细胞动物形体微小、显微镜观察在

24、天然水体、潮湿土壤、水体底泥和污水生物处理构筑物中存在。 在水处理工作中常见的后生动物主要是多细胞的无脊椎动物，包括轮虫（微生物）、甲壳类动物和昆虫幼虫等。一、轮虫大灰水（一）形态、生理 形态：多数在500 um左右，需在显微镜下观察。身体为长形，分头部、躯干和尾部。头部有轮盘，其咽内有一个几丁质的咀嚼器。躯干呈圆筒形，背腹扁宽，具刺或棘，外面有透明的角质甲膜，尾部末端有分叉的趾，内有腺体分泌的粘液，借以固着在其他物体上。 生理：适应pH范围广，以pH68左右生活的种类较多。轮虫以小的原生动物和有机颗粒等为食物，在废水的生物处理中有一定的净化作用。 生殖：雌雄异体，雄体比雌体小得多，并退化，有

25、性生殖少，多为孤雌生殖（二）指示生物作用当活性污泥中出现轮虫时，往往表明处理效果好高级动物对污染物浓度及毒性相对敏感但如数量太多，则是废水污泥膨胀的前兆。破坏污泥的结构，使污泥松散而上浮。在水源水，会阻塞水厂的砂滤池二、甲壳类动物（非微生物） 甲壳动物是鱼类的基本食料。广泛分布于河流、湖泊和水塘等淡水水体及海洋中。这类生物的主要特点是具有坚硬的甲壳，水生浮游生活。水蚤（细胞中普遍含有血红素，血红素含量的高低随环境中溶解氧量的高低而变化）水蚤颜色判断水体的清洁程度DO高，血红素含量低，颜色浅，水体清洁。DO低，血红素含量高，颜色深，水体污染。三、其它小动物可同化其它微生物不易降解的固体有机物。线

26、虫（污水净化程度差的指示生物） 长形，形体微小，0.252mm。 营养类型：腐食性（以动植物的残体和细菌等为食）、植食性（一绿藻和蓝藻为食）和肉食性（以轮虫和其他线虫为食）。线虫有好氧和兼性厌氧的，兼性厌氧者在缺氧时大量繁殖。寡毛类动物-颤蚯蚓：厌氧生活，以土壤为食。河流、湖泊底泥污染的指示生物。第三节 真菌（真真核生物；菌类似细菌（细胞壁、化能异养） 真核微生物还包括真核藻类和原生动物 不象植物（细胞壁不含纤维素，不含叶绿素），不象动物（不能捕食生物）一、 酵母菌(Yeast)（一）大小和形态大小：15um530um形态：卵圆形、圆形、圆柱形、假丝状特征：单细胞、以出芽方式无性繁殖1.个体型

27、发酵型厌氧发酵与好氧氧化均能生存（4000年的应用历史）2.假丝型氧化型（若母子不断相连假丝状）氧化氧化能力强，无或弱发酵能力 工业应用：A. 油品脱蜡脱蜡降低油品的凝固点，高空、冬天不致堵塞油管将石蜡生物氧化为酮戊二酸、反丁烯二酸、柠檬酸，转化率达可80以上。种类：热带假丝酵母和阴沟假丝酵母氧化烃类能力最强。B.含油、含酚、食品废水处理 种类：假丝酵母和粘红酵母菌食品行业废水（淀粉、柠檬酸残糖废水、油脂、味精废水)既处理了废水又可得到单细胞蛋白，用作饲料。(二)酵母菌的繁殖无性生殖芽殖、二分裂：一个成熟的酵母细胞一生中靠芽殖可产生943个子细胞有性繁殖(三)酵母菌的培养特征 菌落特征： 表面

28、湿润而粘滑、白色或红色、比细菌菌落大;有酒香味。液体培养特征：在培养基液面上形成薄膜或沉淀于瓶底，（发酵型酵母菌产生二氧化碳气体使培养基表面充满泡沫）二、霉菌定义：真分支和不分枝的菌丝交织形成的菌丝体。 应用：食品工业 制酱（酱油、豆腐乳等）；制曲（酒曲）白酒、米酒等酿造 发酵工业 用霉菌生产酒精、有机酸(如柠檬酸、葡萄糖酸、延胡索酸等)、抗生素(如青霉素、灰黄霉素)、酶制剂(如淀粉酶、蛋白酶、纤维素酶等)、维生素及固体激素等。废水处理 （含氰化物废水、亚硝酸盐废水）分解无机氰化物(C)的能力强，对废水中氰化物的去除率达90以上。有的霉菌还可处理含硝基(02)化合物废水。危害：致病 、污泥膨胀

29、(一) 形态、大小形态类似放线菌，也分为营养菌丝和气生菌丝，但多为孢子囊；(二) 结构：大多数为多细胞（菌丝内有横隔膜）；少数为单细胞 （菌丝内没横隔膜）(三)生理营养型：异养（腐生、寄生）；呼吸类型：好氧有机物呼吸；环境影响因子：适宜温度广泛；适宜的pH范围多为4565（酸性）；某些种可生存于pH值110之间的环境中。（因为它们既能产生有机酸，也能产生氨去调整酸碱度，这对工业废水的生物处理有着重要的意义。）(四) 繁殖 方式：无性孢子生殖和有性生殖（有性生殖与酵母菌类似。）无性孢子形式如下1、形成孢子囊孢子成熟孢子释放2、菌丝片段霉菌(五)霉菌的菌落特征 特征：圆形、绒毛状、絮状或蜘蛛网状;

30、 大，长得很快，可蔓延至整个平板;疏松，与培养基结合不紧，用接种环很易挑取。色彩，孢子有不同形状、结构和颜色，可使各种霉菌菌落呈现不同结构和色泽。霉菌可产生水溶性色素和非水溶性(脂溶性)色素。 (六)霉菌的常见属 单细胞霉菌 1毛霉属（逐级分枝）白色，高产蛋白酶应用：制作腐乳和豆豉，有的种用于生产柠檬酸。2根霉属（假根处分枝） 高产淀粉水解酶 应用：作为糖化菌（淀粉水解） 用根霉和酵母菌混合作为甜酒曲。工业还用于生产乳酸、延胡羧酸、丁烯二酸等物质。多细胞霉菌有6属1青霉属（扫帚状）孢子梗，在最后一级的小梗上长出一串呈扫帚状分生孢子。菌落：密毡状，大多为灰绿色。应用：生产青霉素 生产有机酸(如柠

31、檬酸、延胡索酸、草酸、葡萄糖酸等)；酶制剂危害：霉腐食物中毒能引起皮革、布匹、谷物及水果等腐烂。2曲霉属（发辫状） 分生孢子梗(柄)顶端膨大成圆形或椭圆形的顶囊，由顶囊向外辐射长出一层或两层小梗，最上层小梗呈瓶状，在其顶端生成成串的分生孢子。 曲酒曲颜色：孢子有色（红、黑、黄、绿、褐等）应用：酿造、酶制剂和有机酸危害：黄曲霉素3镰刀霉属 镰刀孢子囊形状呈镰刀形、长柱形、球形，有多细胞与单细胞之分。 应用：可用于处理含氰废水。（镰刀霉对氰化物的分解能力强） 4木霉属（又称绿霉菌） 木分解纤维素和木质素的能力较强发酵产纤维素酶分生孢子梗对生的或互生的分支，还可二级或三级分支。5交链孢霉属 交链孢子

32、囊链式相连；单个孢子呈纺锤形，有横和竖的隔膜将孢子分隔呈砖壁状。6地霉 节孢子，单个或连接成链应用：白地霉饲料 菌体蛋白营养价值高，可食用或作饲料；处理酒糟废水第三章 病毒和亚病毒病毒是指一类超显微结构、非细胞形态、专性活细胞内寄生的微生物。一、病毒的特征：形体极其微小，一般可通过细菌滤器，需用电子显微镜观察其大小与形态；不具细胞结构，又称分子生物；其主要成分为核酸和蛋白质，每一种病毒仅含一种核酸（DNA或RNA）；既无产能酶系，也无蛋白质合成系统，在宿主的活细胞内营专性寄生，依靠宿主细胞，通过核酸复制和核酸蛋白装配的形式进行增殖；在离体条件下，能以无生命的化学大分子状态存在，并保持其感染性；

33、对一般抗生素不敏感，但对干扰素敏感。二、病毒的基本结构：1基本结构 指病毒的核心和衣壳，两者构成核衣壳，有些病毒的核衣壳就是病毒粒子，又称为裸病毒。（1）核心 病毒的核心是病毒粒子的中心结构，其内部充满一种类型的核酸，即DA或RA，构成病毒的基因组，为病毒的感染、增殖、遗传和变异提供信息。病毒核酸可分单链DA(ssDA)、双链DA(dsDA)、单链RA(ssRA)、双链RA (dsRA)等，各类核酸又有线状和环状之分。（2）衣壳 病毒的衣壳是包围在病毒核酸外面的一层蛋白质，由一定数量的形态学亚单位衣壳粒聚合而成，而每一个衣壳粒可由一个或多个多肽组成。由于病毒核酸的螺旋构形不同，外被衣壳的衣壳粒

34、数目与排列也不同，病毒结构形成了三种对称型，可作为病毒鉴定和分类的依据。螺旋对称型：病毒核酸呈盘旋状，壳粒沿核酸走向呈螺旋对称排列，见于粘病毒、弹状病毒及杆状的对虾病毒等。20面体立体对称型：由于病毒核酸浓集在一起形成球形，外被衣壳的壳粒聚成20个等边三角形的面，彼此相连形成20面体立体对称的球形体，具有12个顶角和30条棱边。在棱边、三角形面和顶角上皆有对称排列的壳粒。不同病毒的壳粒数目不同，如腺病毒有252个，疱疹病毒有162个，小RA病毒仅有32个。复合对称型：是既有螺旋对称又有立体对称的病毒，如呈砖形的痘类病毒和呈蝌蚪形的噬菌体，结构较为复杂。衣壳包绕着核酸，具有保护核酸免受核酸酶及其

35、他理化因素的破坏的功能；而且表面具有能与宿主细胞受体特异结合的结构；另外衣壳蛋白具有良好的抗原性，病毒侵入机体后能诱发特异性抗体及细胞免疫等，这些免疫应答不仅有免疫防御作用，而且有的还能引起免疫病理损害，参与病毒的致病机制。2辅助结构 某些病毒除核酸与衣壳等基本结构外，尚有包膜或衣壳外面的结构，统称辅助结构。（1）包膜 某些病毒在细胞内成熟过程中以出芽方式穿过核膜和(或)胞质膜、空泡膜等释放至细胞外时，获得包围在衣壳外的宿主细胞成分，此病毒称包膜病毒。病毒包膜并非正常细胞膜成分，此时胞膜上已嵌入病毒编码的糖蛋白，具有病毒的特异性。包膜赋予病毒一定的特性。有些包膜表面有钉状突起，称为刺突，构成病

36、毒表面抗原，与病毒的分型、致病性和免疫性等有关。如流感病毒包膜上有血凝素和神经氨酸酶等刺突，是甲型流感病毒划分亚型的主要依据。血凝素对呼吸道上皮细胞和红细胞有特殊的亲和力，神经氨酸酶破坏易感细胞表面的受体，利于病毒的释放。病毒包膜与宿主细胞膜具一定同源性，彼此易于亲和及融合，辅助病毒的感染作用。因包膜系脂质对脂溶剂(如乙醚、氯仿和胆汁等)敏感，易被溶解破坏，可作为鉴定病毒(耐乙醚、耐酸试验)的一个指标。由于胃酸、胆汁的灭活作用，包膜病毒一般不能经消化道感染。（2）其他辅助结构 有些无包膜的病毒衣壳上也有些突出物，如腺病毒衣壳呈20面体立体对称，在20面体各顶角上有触须样纤维，前端膨大呈球形，与

37、包膜刺突相似，也具有凝集某些动物红细胞和毒害宿主细胞的作用。（三）病毒的化学组成病毒毒粒的基本化学组成是核酸和蛋白质。有包膜的病毒和某些无包膜的病毒除核酸和蛋白质外，还含有脂类和碳水化合物。有的病毒还含有聚胺类化合物，无机阳离子等组分。核酸是病毒的遗传物质。一种病毒的毒粒只含有一种核酸，DNA或是RNA。病毒蛋白质根据其是否存在于毒粒中分为结构蛋白和非结构蛋白两类：前者系指构成一个形态成熟的有感染性的病毒颗粒所必需的蛋白质，包括壳体蛋白、包膜蛋白和存在于毒粒中的酶等；后者系指由病毒基因组编码的，在病毒复制过程中产生并具有一定功能，但并不结合于毒粒中的蛋白质。三、病毒的感染过程侵入方式：（1）注

38、入（细菌病毒）（2）伤口、昆虫刺吸（植物病毒）（3）吞噬（动物病毒）四、毒性噬菌体和温和噬菌体毒性噬菌体：病毒粒子复制装配释放从而导致寄主细胞崩溃的噬菌体温和噬菌体：核酸与寄主细胞核酸同步复制而不导致寄主细胞裂解的噬菌体。溶源细胞：含有温和噬菌体的寄主细胞原噬菌体：溶源细胞中的噬菌体。五、噬菌体的生长测定噬菌体生长的测定一步生长曲线定量描述一群菌体内毒性噬菌体生长规律的实验曲线六、环境因子对病毒的影响在细胞外环境中的病毒粒子，时刻受到理化因子的作用。对于同一病毒来说，不同强度的理化因子的作用，可分别有助于保持病毒的活性、获得病毒的突变体、以及灭活病毒。不同的病毒因其结构和组成的不同，对理化因子

39、的作用可呈敏感或有抗性，故可用来作为病毒鉴定时的一个重要依据。1. 温度对病毒的影响: 1)高温：对热不稳定，5560摄氏度时，几或十几分钟灭活； 2)低温：病毒保持感染性。2. pH值对病毒的影响:pH6.08.0 ：稳定， pH5以下或pH9以上：迅速失活； 七、类病毒一、类病毒1971年Dieer首次发现马铃薯纺锤形块茎病是由一种比病毒更为简单的感染因子引起，仅由单股共价闭合环形RA分子组成，无蛋白质衣壳，称为类病毒。类病毒主要使植物致病，如马铃薯、番茄、柑橘、椰子等经济作物发生缩叶病、矮化病等。二、拟病毒拟病毒是引起苜蓿、绒毛烟等植物病害的一种亚病毒，实质是一类包裹在真病毒颗粒中的有缺

40、陷的类病毒。拟病毒极其微小，仅有300400个核苷酸。被拟病毒“寄生”的真病毒又称辅助病毒，而拟病毒则成了辅助病毒的“卫星”。拟病毒不能直接在宿主中复制，其复制必须依赖相应的、特异的辅助病毒的协助。同时拟病毒也可干扰辅助病毒的复制，改变其对宿主的病害症状。拟病毒首次在绒毛烟的斑驳病毒中分离到（1981年）。在动物病毒中也发现了拟病毒，如丁型肝炎病毒（HDV）,其辅助病毒是乙型肝炎病毒（HBV）。三、朊病毒1982年Prusier证明羊瘙痒病是由一种分子量为3.0104的蛋白质引起，他称这类感染性蛋白质为蛋白侵染颗粒，或称为朊病毒。研究表明，朊病毒是动物与人传染性海绵状脑病（TSE）的病原，其致

41、病性是细胞正常蛋白经变构后而获得的。朊病毒在动物中可引起羊瘙痒病、貂脑病、牛海绵样脑病、北海黑尾鹿消瘦病、北欧粗毛猪犬消瘦病等。朊病毒还可引起人的震颤病、克雅病、格-斯综合症、致死性家族性不眠症等，某些动物的朊病毒感染也可传染给人。另外，人类慢性退化性功能紊乱病，如老年性痴呆、多发性硬化症等可能与朊病毒有关。朊病毒感染的病变部位不伴有炎症反应和免疫反应，但均有脑组织的海绵状淀粉样变。第四章 微生物的营养第一节 细菌的营养要求单因子或复合因子培养试验、由细胞化学组成进行推断细菌所需的营养物种类一、细菌营养物组成及生理功能 （一）水作用：1)溶剂作用；2)运输物质的载体；3)参与生化反应(如脱水、

42、加水反应) （二）无机盐阴离子盐：磷酸盐、硫酸盐、氯化物、碳酸盐、碳酸氢盐。阳离子盐：氨、钾、钠、钙、镁、铁的盐P和S、Fe、Mg的需求量较大；同时还需要锌、锰、钴、铝、铜、硼、钒、镍等微量元素。功能：构成细胞组成； 2) 酶的辅基和激活剂； 3) 特殊细菌的能源； 4）维持一定的渗透压、氢离子浓度、氧化还原电位等。高浓度盐抑制微生物生长。（三）碳源和能源1）碳源（有机物、无机碳水化合物）随细菌不同，各有偏好2）能源（化学能、光能）所有细菌细胞内能量传递体都是ATP分类：根据碳源不同分为无机营养有机营养（或自养异养） 无机营养细菌（自养菌）无机（自养）CO2、CO和CO32-（1）光能自养细菌

43、（无氧有光）只有紫硫细菌和绿硫细菌较洁净的光照池塘无氧臭区（2） 化能自养细菌（有氧）化能以S、H2S、H2、H3、Fe物质氧化产能；自养碳源CO3 有机营养细菌（异养菌）有机污水处理的主角以有机物为碳源（1） 光能异养与化能异养化能异养菌以有机物作为碳源和能源的的细菌；绝大多数的细菌都属于化能异养菌。. 光能异养细菌（无氧有光）主要指红螺菌（有氧无光时可化能异养生存）提问：人工投加光合细菌（PSB,红螺菌）有利于水产养殖，原因？迅速转化毒物（水族排泄物被细菌分解后的氨、有机酸）为高蛋白的菌体，作为鱼的饲料，且不消耗氧 ；优势生长时能抑制水族病原菌的生长（四）氮源提供微生物合成蛋白质的原料细菌

44、的氮源：有机氮（氨基酸和蛋白质）、无机氮（氮气、氨、铵盐、硝酸盐）等。实验室中有机氮源蛋白胨工业投加的细菌氮源尿素、粪便（五）磷源和硫源磷源比较单一，主要是无机磷酸盐或偏磷酸盐。工业污水常补加磷酸三钠等。硫源从还原性的S2-化合物、元素硫一直到最高氧化态的S042-化合物，都可以作为硫源。通常不缺（六）生长因子种类：嘌呤、嘧啶类、维生素类作用：嘌呤和嘧啶参与合成核酸和辅酶；维生素，重要辅酶；多数细菌不存在生长因子问题，只有少数细菌需要外界提供现成的生长因子，才能生长。在实际应用中还应注意： 1. 营养要求小范围可改变指细菌对碳源等的种类、数量一定程度上可驯化适应（酶的诱导、易变异）2. “营养

45、要平衡”，存在一定比例搭配的现象通常称碳氮磷比。（七）碳氮磷比“营养平衡”根瘤菌要求碳氮比为11.5：1土壤中微生物混合群体要求碳氮比为25：1污(废)水生物处理中好氧微生物群体(活性污泥)要求为BOD5：P100：5：1厌氧生物处理中的厌氧微生物群体要求BOD5：P350500：5：1为了保证污(废)水(有机固体废物）生物处理要按碳氮磷比配给营养。城市生活污水不存在营养不足的问题。但有的工业废水缺某种营养，当营养量不足时，应供给或补足。但如果工业废水不缺营养，就切勿盲目补充！细菌往往先利用这类现成的容易被吸收、利用的有机物质，而不再利用工业废水中难以吸收、利用的有机物，从而导致细菌分解特殊有机物的能力下降。这与细菌驯化正好相反（反驯化）。第二节 培养基养细菌 (一)根据物理状态 固体培养基、半固体培养基和液体培养基1