微生物复习重点

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1、绪论1.微生物在环境工程领域的作用：（1）各种污水处理（2）危险性化合物的微生物降解（3）固体废物处置（4）工业废气的生物处理（5）饮用水源水的净化（6）污染场地的生物修复技术（7）化石燃料的生物脱硫（8）生物吸附剂去除重金属污染（9）生物絮凝剂的开发与利用（10）基因工程菌在环境污染治理中的应用(分解石油烃类超级菌）（11）污染土壤的净化（12）地下水的生物处理（13）微生物产氢、新能源2.微生物的概念：（名词解释）一类个体微小、结构简单，具有单细胞、简单多细胞结构或非细胞结构，必须借助显微镜才能观察清楚其结构的最低等的生物。3.微生物的六大共性：个体微小，结构简单代谢活跃，方式多样繁殖快速

2、，容易变异抗逆性强，休眠期长种类繁多，数量巨大分布广泛，分类级宽4.五界分类系统：1.原核生物界(包括细菌、放线菌、蓝绿细菌)2.原生生物界(包括蓝藻以外的藻类及原生动物)3.真菌界(包括酵母菌和霉菌)4.动物界和植物界。我国王大耜（si)教授提出六界：病毒界、原核生物界、真核原生生物界、真菌界、动物界和植物界。5.原核微生物和真核微生物：（名词解释）原核微生物：原核微生物的核很原始，发育不全，只是DNA 链高度折叠形成的一个核区，没有核膜，核质裸露，与细胞质没有明显界线，叫拟核或似核。原核微生物没有细胞器，只有由细胞质膜内陷形成的不规则的泡沫结构体系，如间体和光合作用层片及其他内折。也不进行

3、有丝分裂。第一章 非细胞结构的超微生物病毒第一节病毒的特征和分类1.病毒的概念:病毒是一类超显微的、结构极简单的、专性活细胞寄生的、在活体外能以无生命的化学大分子状态长期存在并保持其侵染活性的非细胞生物。或病毒是没有细胞结构，专性寄生在活的敏感宿主体内，可以通过细菌过滤器，大小在0.2um以下的超微小微生物。2.病毒特征:(1)形态极其微小,0.2um 以下，必须在电镜下才能观察,一般都具过滤性;(2)没有细胞构造,故也称分子生物;(3)其主要成分仅是核酸和蛋白质两种;(4)每一种病毒只含一种核酸,不是DNA 就是RNA;(5)既无产能酶系,也无蛋白合成系统;专性寄生，不具独立代谢能力；(6)

4、在宿主体外不具生命，但保留感染的潜在能力3.病毒的分类按专性宿主分：动物病毒、植物病毒、细菌病毒（噬菌体）、放线菌病毒、藻类病毒、真菌病毒病毒定义的延伸：类病毒和朊病毒第二节 病毒的形态构造和化学组分1.病毒的化学组成和结构 化学组成：主要是蛋白质和核酸，个体大的病毒含脂质和多糖 结构：蛋白质衣壳：保护、亲和力第三节 病毒的繁殖1病毒的繁殖过程:吸附侵入早期：病毒酶合成核酸复制蛋白质衣壳合成装配和包装释放1）、吸附(adsorption)吸附的机理：尾丝尖端与寄主细胞表面特异受体发生互补结合。影响因素：噬菌体数量；温度、离子浓度、pH、阳离子；辅助因子。2）、侵入(penetration)噬菌

5、体溶菌酶溶解细胞壁中的肽聚糖，使细胞产生小孔，利于病毒的核酸注入细菌中。3）、蛋白质合成与核酸的复制病毒核酸的复制4）、装配装配就是将分别合成的病毒核酸和蛋白质组装成完整的病毒粒子的过程。5）、释放大肠杆菌死亡并破裂，释放出里面的病毒，新一代病毒开始新的生命旅程2病毒的溶原性(整合）温和噬菌体侵入宿主后，其核酸附着并整合在宿主染色体上，和宿主的核酸同步复制，宿主细胞不裂解而继续生长。处于这种状态的细菌称溶原菌。温和噬菌体如大肠杆菌溶原性噬菌体。名词解释：亚病毒：亚病毒（subviruses）是一类比病毒更为简单，仅具有某种核酸不具有蛋白质，或仅具有蛋白质而不具有核酸，能够侵染动植物的微小病原体

6、。他不具有完整的病毒结构的一类病毒称之为亚病毒，包括类病毒、卫星RNA、朊病毒。类病毒：类病毒是比病毒更小的致病感染因子。类病毒是环状单链RNA分子，不编码蛋白质，完全依赖于宿主编码的酶系统进行复制，是已知的的最小的病原体，其细胞外形式与细胞内形式相同，没有蛋白质衣壳；朊病毒：是一种引起牛、羊疾病的感染因子（蛋白样感染颗粒）朊病毒的胞外形式是蛋白质，不含有编码蛋白质的核酸。噬菌斑：将噬菌体的敏感细菌接种在琼脂固体培养基上生长形成许多个菌落，当接种稀释适度的噬菌体悬浮液后，在感染点上进行反复的感染过程，宿主细菌菌落就一个个地被裂解成一个个空斑，这些空斑就叫做噬菌斑一步生长曲线：具体操作是将适量病

7、毒接种于高浓度敏感细胞培养物，或高倍稀释病毒细胞培养物，或以抗病毒血清处理病毒细胞培养物以建立同步感染，以感染时间为横坐标，病毒的效价为纵坐标，绘制出的病毒特征曲线，即为一步生长曲线。溶源菌：温和噬菌体侵入宿主后，其核酸附着并整合在宿主染色体上，和宿主的核酸同步复制，宿主细胞不裂解而继续生长。处于这种状态的细菌称溶原菌。第二章 原核微生物一、细菌1.细菌的个体形态与大小：细菌有4种形态：球状、杆状、螺旋状和丝状，分别称为球菌、杆菌、螺旋菌和丝状菌。1）球菌：形态：单球菌、双球菌、四联球菌、八叠球菌、葡萄球菌、链球菌 大小：球菌大小以直径表示，多为0.5-1.0微米。2）杆菌：形态：单杆菌（长杆

8、菌、短杆菌、芽孢杆菌），双杆菌，链杆菌。菌体两端形态各异，如钝圆、平截或略尖等。各种杆菌的长度与直径比例差异很大，有的粗短，有的细长。杆菌是细菌中种类最多的。大小：杆菌的大小以宽度长度表示，一般为0.2-1.250.5-5.0微米。例如：大肠杆菌、枯草芽孢杆菌、梭状芽孢杆菌、链杆菌3)螺旋菌形态：呈螺旋卷曲状。螺纹不满一圈的叫弧菌。呈逗号形的如：逗号弧菌。弧菌可互相连接成螺旋形。大小：螺旋菌大小一般为0.3-1.01.0-50微米例如：螺菌：厌氧污泥中有紫硫螺旋菌、红螺菌属和绿螺菌属。弧菌：脱硫弧菌、霍乱弧菌4)丝状菌:丝状菌分布在水生境，潮湿土壤和活性污泥中。丝状体是丝状菌分类的特征。2.细

9、胞结构及各部分结构的功能:P41细菌是单细胞的。所有的细菌均有如下结构；细胞壁、细胞质膜、细胞质及其内含物、细胞核物质。部分细菌有特殊结构：芽孢、鞭毛、荚膜、粘液层、菌胶团、衣鞘及光合作用层片等，各部分结构的功能：1）细胞壁的生理功能：保护原生质体免受渗透压引起破裂的作用；维持细菌的细胞形态；细胞壁是多孔结构的分子筛，阻挡某些分子进入和保留蛋白质在间质；细胞壁为鞭毛提供支点，使鞭毛运动。2）原生质体原生质体包括细胞质膜(原生质膜)、细胞质及内含物、细胞核物质。（1）细胞质膜的生理功能维持渗透压的梯度和溶质的转移。合成细胞壁；参与呼吸作用，参与细胞分裂；在细胞质膜上进行物质代谢和能量代谢；为鞭毛

10、提供附着点。（2）细胞质内含物核糖体：原核微生物的核糖体是分散在细胞质中的亚微颗粒，是合成蛋白质的部位。它由核糖核酸(RNA)和蛋白质组成内含颗粒：细菌生长到成熟阶段，因营养过剩(通常是缺氮，碳源和能源过剩)形成一些贮藏颗粒（3）拟核，作用：拟核携带着细菌全部遗传信息3）芽孢某些细菌在它的生活史中的某个阶段或某些细菌在它遇到外界不良环境时，在其细胞内形成一个内生孢子叫芽孢。所有的芽孢都可抵抗外界不良环境。所以芽孢是抵抗外界不良环境的休眠体。4）鞭毛由细胞质膜上的鞭毛基粒长出穿过细胞壁伸向体外的一条纤细的波浪状的丝状物叫鞭毛。鞭毛是细菌的运动器官，具有鞭毛的细菌都能运动，不具鞭毛的细菌不能运动。

11、3.细菌的物理化学性质（细菌的带电性及等电点、革兰氏染色的机理与步骤）:P52 P53革兰氏阳性菌的等电点为pH为23，革兰氏阴性菌的等电点为pH为4-5，pH为3-4之间的为革兰氏染色不稳定性菌。细菌的带电性为负电荷革兰氏染色法(Gram stain procedure)其染色步骤如下：1）在无菌操作条件下，用接种环挑取少量细菌于干净的载玻片上涂布均匀，固定。2）用草酸铵结晶紫染色1 min，水洗去掉浮色。3）用碘碘化钾溶液媒染1 min，倾去多余溶液。4）用中性脱色剂如乙醇或丙酮酸脱色，革兰氏阳性菌不被褪色而呈紫色，革兰氏阴性菌被褪色而呈无色。5）用蕃红染液复染1min，革兰氏阳性菌仍呈紫

12、色，革兰氏阴性菌则呈现红色。革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌即被区别开。革兰氏染色的机制:(1)革兰氏染色与细菌等电点：革兰氏阳性菌的等电点比革兰氏阴性菌的等电点低，与草酸铵结晶紫结合得更牢固，对乙醇脱色的抵抗力更强。而革兰氏阴性菌与草酸铵结晶紫的结合力弱，其菌体与草酸铵结晶紫、碘碘化钾的复合物很容易被乙醇提取而呈现无色。(2)革兰氏染色与细胞壁有关：革兰氏阳性菌的脂类物质的含量很低，肽聚糖的含量高。革兰氏阴性菌相反，它的脂类含量高，肽聚糖含量很低，因此用乙醇脱色时，革兰氏阴性菌的脂类物质被乙醇溶解，增加细菌细胞壁的孔径及其通透性，乙醇很易进入细胞内将草酸铵结晶紫、碘碘化钾复合物提取出来，使菌体呈现

13、无色。革兰氏阳性菌由于脂类物质含量极低，而肽聚糖含量高，乙醇既是脱色剂又是脱水剂，使肽聚糖脱水缩小细胞壁的孔径，降低细胞壁的通透性，阻止乙醇分子进人细胞，草酸铵结晶紫和碘碘化钾的复合物被截留在细胞内而不被脱色，仍呈现紫色。3.细菌的培养特征尤其是在固体培养基上的培养特征:P51固体平皿培养基菌落特征：菌落表面的特征：光滑或粗糙，干燥或湿润；菌落的边缘特征：有圆形，边缘整齐，呈锯齿状，边缘伸出卷曲呈毛发状，边缘呈花瓣状等；纵剖面的特征：平坦、扁平、隆起、凸起、草帽状、脐状、乳头状等。4.如何判断细菌的呼吸特征和运动特征:1）如何判断细菌的呼吸特征：如果细菌在培养基的表面及穿刺线的上部生长，则为好

14、氧菌；如果沿着穿刺线自上而下生长，则为兼性厌氧菌或兼性好氧菌；如果只在穿刺线下部生长，则为厌氧菌。2）如何判断细菌的运动特征：如果只沿着穿刺线生长，则为没有鞭毛、不能运动的细菌；如果不但沿着穿刺线生长而且穿透培养基扩散生长，则为有鞭毛、能运动的细菌。二、放线菌1.放线菌的菌丝体及菌落形态：1）菌丝体：营养菌丝，功能是吸收营养，直径0.2-0.8um长度50600um，色素可有可无。气生菌丝，基内菌丝长到一定时期，长出培养基外，伸向空间的菌丝，直径11.4um,长短不一，形状不一，颜色较深。孢子丝，当气生菌丝生长发育到一定阶段，气生菌丝上分化出的可形成孢子的菌丝。孢子的形状及在气生菌丝上排列的方

15、式随种而异。2）菌落形态：有的质地紧密，表面呈绒状或密实，干燥多皱，不易被挑取；有的呈白色粉末状，质地松散，易被挑取。2.放线菌的细菌特性：绝大多数为异养型，能利用不同的碳水化合物。氮源以Pr,蛋白胨，以及某些氨基酸最合适，硝酸盐、铵盐和尿素次之.一般都需要金属离子。大多放线菌是好气性的。最适温度23370C。3.放线菌对人类的贡献：绝大多数抗生素由放线菌产生，有500种抗菌素由链霉菌产生，如链霉素、四环素、红霉素、氯霉素等用来生产纤维素、酶、维生素（如诺卡氏菌）具固氮作用，用于生产生物菌肥，5406菌肥少数寄生型放线菌可引起动植物病害，有的放线菌能破坏棉毛织品和纸张。4.放线菌菌落与细菌菌落

16、的区别：放线菌的菌落是由一个分生孢子或一段营养菌丝生长繁殖出许多菌丝，并互相缠绕而成的。其质地紧密、表面呈绒状或密实干燥多皱。如链霉菌属(Streptomyces)。由于其菌丝潜入培养基，整个菌落嵌入培养基中，不易被挑取。有的菌落成白色粉末状，质地松散，易被挑取，如诺卡氏菌属(Nocardia)。三、蓝细菌1.蓝细菌的细胞结构特点以及与水体富营养化有关的蓝细菌种属：1）分布极广2)形态差异极大，有球状、杆状和丝状等形态3）细胞中含叶绿素a,进行产氧型光合作用；4）具有原核生物的典型的细胞结构：细胞核无核膜，不进行有丝分裂，细胞壁含胞壁酸和二氨基庚二酸，革兰氏染色阴性；5）光能自养型生物，营养极

17、为简单，不需要维生素，以硝酸盐或氨作为氮源，多数能固氮，其异型细胞是进行固氮的场所；6）分泌粘液层、荚膜或形成鞘衣，因此具有强的抗干旱能力；7）无鞭毛，但能在固体表面滑行，进行光趋避运动；8）许多种类细胞质中有气泡，使菌体飘浮，保持在光线最充足的地方以利于光合作用。危害：容易引起水华的蓝细菌包括微囊藻和腔球藻、鱼腥藻、水华束丝蓝细菌四、古菌1.古菌的定义及特点：古菌的定义：是独立于真细菌和真核生物之外的生命的第三种形式，在分类地位上与真细菌和真核生物并列为三域，在细胞结构上与真细菌较为接近，同属原核生物。古菌特点：古菌的形态：古菌的细胞形态有球形、杆状、螺旋形、耳垂形、不规则形、多形态，有的很

18、薄，扁平，有些具有精确的方角和垂直的边构成直角几何形态的细胞，有的以单个细胞存在，有的呈丝状体或团聚体名词解释：菌落：所谓菌落是由一个细菌繁殖起来的，由无数细菌组成具有一定形态特征的细菌集团。革兰氏染色：革兰氏染色法是细菌学中广泛使用的一种鉴别染色法菌苔:菌苔是细菌在斜面培养基接种线上长成的一片密集的细菌群落，不同属种细菌的菌苔形态是不同的。菌胶团：有些细菌由于其遗传特性决定，细菌之间按一定的排列方式互相粘集在一起，被一个公共荚膜包围形成一定形状的细菌集团，叫做菌胶团。放线菌：放线菌因菌落呈放线状而的得名。它是一个 原核生物类群，在自然界中分布很广，主要以孢子繁殖。伴孢晶体：某些芽孢杆菌，如苏

19、云芽孢金杆菌（BT），在形成芽孢的同时，会在芽孢旁形成一颗菱形或双锥形的的碱溶性蛋白晶体，称为伴孢晶体。细胞内含物：P44生命三域：由古菌域（Archaea）、细菌域（Bacteria）和真核生物域（Eucarya）所构成。丝状菌：丝状菌分布在水生境，潮湿土壤和活性污泥中。丝状体是丝状菌分类的特征。第三章 真核微生物原生动物的细胞结构、分类及胞囊：原生动物的一般特征1.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）；2.营养类型全动性营养纯动物性(大部分)“吞食”活细菌、真菌、藻类或有机颗粒植物性营养，有色素进行光合作用，植物+动物性(极少数），本质上是裸藻、

20、金藻等，改名为植物性鞭毛虫；腐生性(大多）寄生性，借助体表的原生质膜吸收环境和寄主中的可溶性的有机物为营养，如疟原虫等3.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。其中的生物意义是什么？答：基因重组，加快变异进化。4.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。微型后生动物的分类：分类：（如轮虫、线虫、寡毛虫、浮游甲壳动物、苔藓动物、水螅等。）原生动物和微型后生动物的图形:真菌的种类及各种属的主要特征及应用：真菌在分类上分为三纲一类：藻状菌纲、子囊菌纲、担子菌纲、半知菌类真菌

21、的特点：1.真核细胞核，细胞有丝分裂；2.有线粒体，无叶绿体，不进行光合作用，无根茎叶分化；3.以产生有性孢子和无性孢子两种形式进行有性繁殖；4.营养方式为化能有机营养（异养）、好氧；5.不运动（仅少数游动孢子有1、2根鞭毛）；6.种类繁多、形态各异、大小悬殊，细胞结构多样。真菌分为酵母菌（单细胞真菌）霉菌（丝状真菌）伞菌（大型真菌）1.酵母菌一类单细胞真菌的通称，分属于子囊菌纲、担子菌纲及半知菌纲。多数出芽繁殖少数裂殖或产子囊孢子，能发酵糖类产能，细胞壁与细菌细胞壁不同，含葡聚糖、甘露聚糖、蛋白质和脂类。喜含糖量高、酸性的水生环境生长。酵母菌的培养特征2.霉菌霉菌的作用：制酱、制曲、产酒精、

22、有机酸、抗生素、酶制剂、维生素、甾体激素、发酵饲料、生产农药、处理废水中的氰化物分类介绍单细胞霉菌毛霉属毛霉的用途:降解蛋白质能力强，生产有机酸如柠檬酸，生产酶制剂蛋白酶单细胞霉菌根霉根霉的用途:酿酒工业常用的糖化酶菌种，发酵饲料多细胞霉菌曲霉曲霉的用途:食用色素红曲霉素，生产糖化饲料，有机酸酶制剂，是做酱、酿酒、制醋的主要菌种（黄曲霉毒素是最强的致癌物质）黄曲霉毒素的去除:强碱处理，淘洗去除，活性碳吸附，排除破碎的花生粒等多细胞霉菌青霉属多细胞霉菌赤霉属，水稻恶苗病菌可产赤霉素，为生长刺激素多细胞霉菌镰刀霉菌，对氰化物的分解能力强；处理含氰废水；利用石油生产蛋白酶，害虫的生物防治酵母菌与环境

23、工程：酵母菌与环境工程氧化烃类能力强，可用于石油脱蜡，降低石油的凝固点；氧化C9-C18的烷烃成有机酸，同时可收获菌体炼油厂废水处理酵母菌对重金属的吸附酵母菌在废水处理中的应用酵母菌既具有细菌单细胞、生长快、能形成很好的絮体、适应于各种不同的反应器等特点，又具有真菌细胞大、代谢旺盛，耐酸、耐高渗透压、耐高浓度的有机底物等特性，因而可用于多类难处理有机废水的处理，并且具有处理效率高、污泥负荷高、占地面积小、剩余污泥可回收用作饲料蛋白等特殊的优越性。酵母菌废水处理技术有废成为常规好氧和厌氧处理技术的重要补充而在工业废水治理中发挥重要作用。霉菌对人类的贡献:霉菌与人类有害方面：生物腐蚀；植物病害；动

24、物和人类疾病；真菌性中毒有益方面：共生；分解者；生物防治；生物除污作用；工业上重要的真菌天然产物及产品根霉的用途:酿酒工业常用的糖化酶菌种 发酵饲料 转化甾族化合物的生产菌曲霉的用途:食用色素红曲霉素 生产糖化饲料有机酸酶制剂 是做酱、酿酒、制醋的主要菌种第四章 微生物的生理重点掌握：微生物酶的结构与组成：酶的组成有两类：单成分酶和全酶酶蛋白的结构蛋白质的各级结构（一级结构、二级结构、三级结构、四级结构）一般酶蛋白只有三级结构，只有少数酶蛋白才具有四级结构。一级结构指多肽链本身，酶的大多数特性与一级结构有关，表现为功能的多样性，种族的特异性。二级结构由多肽链形成的初级空间结构，由氢键维持其稳定

25、性。三级结构在二级结构基础上，多肽链进一步弯曲盘绕形成更复杂的构型。四级结构由几个或几十个亚基形成。酶的催化特性：1酶只是催化剂，加速反应速度，缩短反应到达平衡的时间，但不改变反应的平衡点。酶在参与反应的前、后，其性质和数量不变。2酶的催化作用具有专一性。（例）（绝对专一、相对专一、立体异构专一）3、酶的催化作用条件温和。只需常温、常压、近中性的水溶液中就可催化反应的进行。4、酶对环境条件极为敏感。高温、强酸、强碱、重金属等使酶失去活性。5、酶的催化效率极高，是无机催化剂的几千倍甚至百亿倍微生物的营养物与营养类型：微生物的六种营养要素：碳源、氮源、能源、无机盐、生长因子（维生素、氨基酸、碱基）

26、、水营养类型：自养微生物（光能自养微生物、化能自养微生物）异养微生物（光能异养微生物、化能异养微生物）营养类型能源氢的供体基本碳源微生物举例光能无机营养蓝细菌，绿色硫（光能自养光无机物二氧化碳细菌，藻类型）光能有机营养二氧化碳及（光能异养光有机物紫色非硫细菌简单有机物型）化能无机营养氧化亚铁硫杆（化能自养无机物无机物二氧化碳 菌、硝化细菌，型）氢细菌化能有机营养大多数已知细菌（化能异养有机物有机物有机物和全部真核微生型）物微生物所需的碳氮磷比，污水处理中活性污泥所需的碳氮磷比：好氧活性污泥碳氮磷比BOD5:N:P=100:5:1厌氧活性污泥碳氮磷比BOD5:N:P=100:6:1有机固体废物堆

27、肥碳氮比30：1，碳磷比75100：1根瘤菌碳氮比11.5:1固氮菌碳氮比27.6:1霉菌碳氮比9：1土壤微生物群体碳氮比25：1污水处理中活性污泥所需的碳氮磷比：好氧活性污泥碳氮磷比BOD5:N:P=100:5:1 厌氧活性污泥碳氮磷比BOD5:N:P=100:6:1 有机固体废物堆肥碳氮比30：1，碳磷比75100：1 合理的碳氮磷比可使处理效果保持稳定，相反可能导致反驯化，影响处理效果。微生物的培养基及其类型：微生物的培养基：根据各种微生物的营养要求，将水、碳源、氮源、无机盐及生长因子等物质按一定比例配制而成的，用以培养微生物的基质。培养基的配制方法：称量、熔化、调pH值、过滤、分装、灭

28、菌培养基的类型：（1）根据微生物的种类 （2）按培养基的成分细菌培养基（LB培养基）合成培养基放线菌培养基（高氏一号培养基）天然培养基霉菌培养基（马铃薯蔗糖培养基）半合成培养基酵母培养基（3）按培养的用途 （4）按培养基的物理状态基本培养基 固体培养基加富培养基 半固体培养基选择培养基 液体培养基鉴别不同微生物的培养基保藏菌种培养基掌握训化分离纯化某种具有特殊降解能力的菌株的步骤和方法：第五章 微生物的生长繁殖与生存因子细菌的生长繁殖阶段：停滞期：要合成多种酶，辅酶和某些中间代谢产物，要经过一个调整和适应过程对不良条件抵抗能力降低、生长速率常数等于零、菌体粗大、含量增加、代谢活力强，其呼吸速率

29、、核酸即蛋白质的合成速率接近对数期，细胞开始分裂。影响因素：接种龄、接种量、培养基成分指数期：该期的细菌生产中多被用做种子和科学试验材料、酶系活跃，代谢旺盛、生长速率最大，世代时间（generation time）最短、细胞的化学组成及形态，生理特性比较一致影响指数期的因素：菌种营养成分营养物浓度培养温度稳定期：原因：营养的消耗、营养物比例失调、有害代谢产物积累、PH 值、EH 值等理化条件不适，DO 供应不足特点：活菌数保持相对稳定，总菌数达最高水平、细菌代谢物积累达到最高峰，并开始积累贮存物质。、芽孢杆菌这时开始形成芽孢。这是生产收获时期。衰亡期：细菌死亡数大于增殖数,活菌数明显减少,群体

30、衰落、细胞出现多形态,大小不等的 畸形,变成衰退型、细胞死亡,出现自溶现象。细菌的生长曲线及其在废水生物处理中的应用：细菌的生长曲线：在封闭系统中对微生物进行培养，以时间为横坐标，以菌数为纵坐标，根据不同培养时间里细菌数量的变化，可以作出一条反映细菌在整个培养期间菌数变化规律的曲线，这种曲线称为生长曲线。细菌的生长曲线在废水生物处理中的应用：为什么常规活性污泥法利用生长下降阶段的微生物，包括减速期、静止期的微生物？原因：由于对数期微生物生长繁殖快，代谢能力强，能大量去除废水中有机物，但其对进水有机物浓度要求高，则出水有机物的绝对值也相应高，出水不易达到排放标准；同时处于对数期的微生物生长旺盛，

31、细胞表面的粘液层和荚膜尚未形成，运动很活跃，不易自行凝聚成菌胶团，沉淀性能差，致使出水水质差。而处于静止期的微生物代谢活力虽然比对数生长期的差，但仍有相当的代谢活力，去除有机物的效果仍然较好。其最大的特点是体内积累了大量的贮存物，强化了微生物的生物吸附能力，自我絮凝、聚合能力强，在二沉池中泥水分离效果好，出水水质好。微生物生长量的测定方法：1.微生物的纯培养纯培养的分离方法稀释倒平板法 单细胞挑取法划线法 选择培养基分离法2.测定生长繁殖的方法：测生长量、计繁殖数（1）测生长量(直接法)称重量法：如测曝气池中混合液悬浮固体浓度（MLSS)或混合液挥发性悬浮固体浓度（MLVSS)测体积法:SV3

32、0菌体内重要组成测定法：含N量法；DNA/RNA法；叶绿素法（2）测生长量(间接法)比浊法；生理指标法（3）计繁殖数比例计数法 血球计数板法 液体稀释法平板菌落计数法 滤膜培养法微生物的生长因子：温度、PH、样气极端的温度、pH条件、溶解氧对微生物的影响，污水生物处理中需要怎样调节这些条件：低温对微生物的影响：代谢降低、生长繁殖停滞、仍然存活冬季水温过低对污水处理厂的运行有无影响？怎样消除影响温度降低时，氧向水中转移逐渐增大，虽然生化反应速率减慢，对微生物组织中的蛋白质、核酸等影响要小一些，一般不会出现不可逆破坏。如果水温的降低速率降低变化缓慢，活性污泥中的微生物可以逐步适应这种变化，而这时采

33、取降低负荷，提高充氧浓度，延长曝气时间等措施，就能取得较好的处理效果。PH 条件的影响：污水生物处理中pH 适宜维持在6.5 以上至8.5 左右。为什么？pH6.5以下不利于细菌和原生动物生长，相反对于酵母菌和霉菌有利，霉菌的大量繁殖会造成活性污泥结构松散，不易沉降，甚至导致活性污泥膨胀，影响处理效果。PH 的影响：影响细胞膜透性与稳定性、影响物质溶解度、影响细胞表面电荷分布、因此影响微生物生长、繁殖，发育。各类微生物能够生长的PH 值较宽，但细胞内部PH 值却接近中性微生物的活动也能改变环境中的PH 值DO 的影响：供氧不足可能导致活性污泥膨胀。进行好氧处理的污水生物系统的微生态中，是否只有

34、好氧菌的存在？不论好氧处理、厌氧处理，好氧微生物、兼性厌氧微生物和厌氧微生物以一定数量比例同时存在，互相竞争、互相制约，但又互惠互利、协调和谐作用。菌种的复壮与保藏方法：复壮：在菌种的生产性能尚未衰退前就经常有意识地进行纯种分离和生产性能的测定工作，以期菌种的生产性能逐步有所提高。复壮的方法：(1)纯种分离 (2)通过寄主进行复壮 (3)联合复壮（对退化菌株还可用高剂量的紫外辐射和低剂量的DTG联合处理进行复壮）（4）淘汰已衰退的个体保藏的原理是根据微生物的生理、生化特性、创造人工条件，如低温、干燥、缺氧、贫乏培养基和添加保护剂等，使微生物处于代谢极微弱、缓慢，生长繁殖受抑制的休眠状态。保藏方

35、法有如下几类：定期移植法；干燥法；隔绝空气法；蒸馏水悬浮法；综合法：低温、干燥、隔绝空气第二篇 第七章 微生物生态微生物在碳、氮、磷循环中的作用：微生物在碳循环中的作用：降解作用；呼吸作用；发酵作用；甲烷形成；光合作用微生物在氮素循环中的作用：固氮：生物固氮、氨化作用：氨基酸转化、尿素氨化、硝化作用：2NH3+3O2 2HNO2+2H2O2HNO2+O2 2HNO3微生物在磷循环的作用：土壤自净：土壤对施入其中一定负荷的有机物或有机污染物具有吸附和生物降解能力，通过各种物理、生化过程自动分解污染物使土壤恢复到原有水平的净化过程，叫土壤自净。水体自净概念、规律、过程、衡量指标：水体自净：河流接纳

36、了一定量的有机污染物后，在物理的、化学的和水生物(微生物、动物和植物)等因素的综合作用后得到净化，水质恢复到污染前的水平和状态，叫作水体自净。水体自净规律：自然净化物理作用：稀释、沉淀 （强）化学作用：日光、氧气等对污染物的分解 （弱）生物作用：生物降解（食物链）（强）河流生态系统的食物链：(在一定的时间和范围内保持生态平衡）水体自净过程大致如下：a.物理作用有机污染物排入水体后被水稀释，有机和无机固体沉降到河底；b.生物作用溶氧 溶解氧好氧菌 好氧菌有机物降解厌氧菌 自然溶氧、藻类产氧水体自净过程四步骤：稀释、好氧细菌降解、厌氧细菌降解、溶解氧恢复完成自净注意：被污染的水体都是自净水体！但自

37、净恢复的程度不同，或称污染现状不同。2)氧浓度昼夜变化幅度提问：为什么不同的净化程度昼夜变化幅度不同？氧浓度高低与细菌含量有关，昼夜变幅与藻类数量有关，因此与P/H或BIP有关。污染前污染 净化开始 持续结束溶氧变化幅度：0 0 增大 减小0这种指标与BIP从根本上是相同的但由于溶解氧可以用溶解氧测定仪随时测定并迅速地得出结果，而BIP指标需要细菌鉴定、培养、显微镜观察，周期长操作不便，因此实际操作中溶解氧变化幅度比BIP指标更为实用。3)水体外观外观特征：混浊程度、颜色及气味等原因：水中细菌种类数量、悬浮物种类数量污染前 污染 净化开始 持续 结束外观:无色 暗灰色 灰色 继续变清 无色 澄

38、清透明 很混浊、臭 混浊 浊度下降 澄清透明 水面有泡沫 泡沫减少水体富营养化指标、原因、后果：水体富营养化指标：水体中无机氮含量超过0.20.3mg/L,BOD510mg/L,TP0.010.02mg/L,pH为79的淡水中细菌总数每毫升超过10*104个，表征藻类数量的叶绿素a含量大于10ug/L。水体中氮磷含量和富营养化：一般认为，水体中总磷为20mgm3，无机氮为300mgm3以上就会出现富营养化。氮磷是藻类增长的限制因子！原因：人类将富含氮、磷的城市生活污水和工业废水排放入湖泊、河流、海洋，使上述水体的氮、磷营养过剩，促使水体中藻类过量生长，使淡水水体发生“水华”，或称“水花”，使海

39、洋发生“赤潮”，造成水体富营养化。第九章 水环境污染控制生态工程及微生物学原理好氧活性污泥中的微生物群落及其净化机理：好氧活性污泥中的微生物群落（1）好氧活性污泥的组成：由多种多样的好氧微生物和兼性厌氧微生物(兼有少量的厌氧微生物)与其上吸附的有机的和无机的固体杂质组成，是絮状体或绒粒。(2)好氧活性污泥的性质：颜色多样，含水率在99左右，它的密度为1.0021.006，具有沉降性能。有生物活性，有吸附、氧化有机物的能力。有自我繁殖的能力。绒粒大小为0.020.2mm，比表面积为20100cm2ml之间。呈弱酸性(pH约为6.7)，当进水改变时，对进水pH的变化有一定的承受能力。（3）好氧活性

40、污泥中的微生物1）细菌：占活性污泥生物量的90-95%。生枝动胶菌是活性污泥菌胶团的主体；浮游球衣菌是形成丝状体的主体，在活性污泥中异常繁殖会引起活性污泥膨胀。其他常见的细菌有蜡状芽孢杆菌、大肠菌群、诺卡氏菌、假单胞菌、产碱杆菌、黄杆菌、产气杆菌等。2）原生动物：占活性污泥生物量的5-10%，是废水中其净化作用的主要成员，而且是处理效率的重要指示生物，以纤毛虫占多数，据报道有80种之多。3）真菌类：较少，工业废水活性污泥常出现，以毛霉、酵母居多。4）微型后生动物：轮虫、线虫、寡毛虫等。(4)好氧活性污泥中微生物的浓度和数量MLSS:污泥浓度，1L曝气池污泥混合液所含干污泥的重量称为污泥浓度。用

41、重量法测定，以g/L或mg/L表示。也称为悬浮物浓度。一般城市污水处理中保持在2000-3000mg/L.高浓度工业废水保持在3000-5000mg/L。好氧活性污泥法的原理:根据废水自净作用原理发展而来。人工创造条件（包括建造构筑物、培养驯化微生物、人工供氧系统等）使污水、废水中的有机物迅速分解，从而达到去除水中污染物的目的活性污泥”指的是一种人工培养的生物絮凝体生物膜法净化废水的作用机理：微生物的除磷脱氮原理：脱氮原理：缺氧反硝化为什么先脱碳、后脱氮？硝化菌的碳源是脱碳菌的代谢产物；有机碳源丰富时，脱碳菌世代周期短生长迅速，硝化菌氧利用不足，生长缓慢；微生物除磷原理：（简略）依靠聚磷菌（兼

42、性厌氧菌）聚磷，再从水中除去这些细菌。（详细）聚磷菌在好氧时不仅能吸收磷酸盐(PO43-)合成自身核酸和ATP，而且能逆浓度梯度过量吸磷合成贮能的多聚磷酸盐颗粒（即异染颗粒）于体内，供其内源呼吸用。在厌氧时又能释放磷酸盐于体外。故可创造厌氧、缺氧和好氧环境，让聚磷菌先在含磷污、废水中厌氧放磷，然后在好氧条件下充分过量吸磷，尔后通过排泥从污水中除去部分磷，从而达到减少污水、废水中磷含量的目的。除磷脱氮微生物的特点：亚硝化、硝化阶段微生物的特点分布广泛革兰氏阴性菌全部好氧，绝大多数为无机化能自养亚硝化细菌在低氧压下能生长，最适温度为2535C，最适pH范围7.58.0。亚硝化球菌属世代时间为812

43、h，亚硝化螺菌的世代时间为24h,含淡黄至淡红的细胞色素。大多数硝化细菌最适温度为2530C，最适pH范围7.58.0；世代时间从8h到几天不等。硝化杆菌有内含物。聚磷细菌的特点厌氧放磷，好氧吸磷种类多，聚磷能力强、数量占优势的是不动杆菌莫拉氏菌群、假单胞菌属、气单胞菌属、黄杆菌属等60多种。亚硝化细菌和硝化细菌也有聚磷能力反硝化细菌特点兼性厌氧，以NO3-为最终的电子受体种类多，尤以假单胞菌属为多最适温度2535之间，最适pH7.08.5废水中C:N大于2.86时，反硝化正常。总结造成活性污泥膨胀的原因及控制对策：污泥密度变小或黏附能力下降,分非丝状菌污泥膨胀与丝状菌污泥膨胀两类1.非丝状污

44、泥膨胀 曝气力度过大，污泥碎裂膨胀原因:气泡夹带,密度降低；气泡机械破碎；细菌处于对数期多糖分泌减少缺氧、厌氧膨胀漂泥原因:二沉池底部淤泥厌氧产气（反硝化N2、CH4)进水水质有过量的表面活性物质和油脂类化合物；原因:油及泡沫降低污泥密度生物中毒（pH 波动大、补碱过量、温度过高、CODcr 浓度骤然升高、含酚及其衍生物，醇、醛和某些有机酚、硫化物、重金属及卤化物过高等）污泥膨胀原因:细菌休克死亡、粘液分泌减少新污泥膨胀现象未驯化污泥对新类型废水不适应，不沉降或沉降极慢，长时间曝气驯化后恢复正常原因:类似中毒C.营养失衡废水C/N比高，N 少；无机金属离子较少原因菌丝体储备营养物稀少、表面积大

45、，在稀溶液中争夺营养物质的能力强，更适合于贫瘠环境（包括溶解氧、各种营养物）的生长；D.毒物冲击原因菌丝体耐受能力强污泥膨胀的预防与控制对策A.设调节池(及事故池)控制高负荷（BOD、毒物）冲击B.控制溶解氧，溶解氧浓度必须控制在34mg/L。C调节废水的营养配比。尽量逼近BOD5 与N 和P的比例BOD5：N：P100：5：1。补N 尿素或含氮量高的污泥消化池上清液。补P磷酸钠。D.改革工艺。将活性污泥法改为生物膜法、在曝气池中加填料改为生物接触氧化法、SBR(即序批式间歇曝气反应器)法发生后如何处理？A 投加次氯酸钠（1020mg/l内）、H2O2（100200mg/l内）有选择的控制丝状微生物的过渡生长B投加混凝剂FeSO4 和FeCl3、干污泥或浓缩消化污泥增加絮体密度、强度，使已膨胀的污泥恢复正常C.强化补氮（C:N100：2030）D.替换污泥最直接的方法