环境微生物学绪论.ppt

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1、环境微生物学 环境与公共卫生学院 几点说明 : 关于课程安排 (72=42+30） 关于考试 （期末 80实验 10平时 10） 学科特点 实验科学 概念多，描述性内容多 年轻学科，发展快 和我们的生活密切相关 绪论 -微生物学基础 ? 1.你所知道的微生物有那些？ 2.微生物有什么作用？ 3.当看到或听到细菌这个词时，首先想到什么？ 内 容 一、微生物定义 二、微生物种类 三、微生物在生物界的分类地位 四、微生物的特点 五、微生物命名 -双名法 六、微生物学定义及其分科 一、微生物定义 一切肉眼看不到或看不清楚的微小生物的总称。 它们是一些个体微小，构造简单的低等生物。 一般来说，直径 1m

2、m（ 0.1mm)的生物都是 微生物，属于微生物学研究的范畴。 1.形体微小 肉眼观察不到，借助工具：光学显微镜、电子 显微镜 测量单位： 微米 纳米 2.结构简单 无细胞结构 具原核 真核单细胞，或简单多细胞 3.进化地位低 微生物大小 二、微生物种类 1.非细胞形态的微生物 病毒（植物病毒、动物病毒、细菌病毒等）、类病毒、拟病毒等 2.细胞形态的微生物 2.1 原核微生物 细菌、古菌、放线菌、蓝细菌、支原体、衣原体、立克次氏体 2.2 真核微生物 藻类、真菌（酵母菌、霉菌）、原生动物、微型后生动物 四 、微生物的特点 （一） 个体极小 ，比表面积大 （二）繁殖快、代谢速率快 （三）数量多

3、（四）易变异 （五）种类多、分布广、代谢类型多样 例如 杆菌的长度约 2um，故 1500个杆菌头尾衔接 起来仅有 一颗芝麻 长 (3mm)。 (一 )个体极小，比表面积大 光学显微镜的分辨率 为 0.2um， 可以看见大 部分微生物的轮廓 。 艾滋病毒攻击人体淋巴细胞 电子显微镜放大 十万 倍 4mm:40nm 病毒小于 0.2um，需 通过电子显微镜才可 看见 . 电子显微镜的分辨率 为 0.2 0.4nm,利用电 子显微镜可以清晰地 看见各种微生物的结 构。 比表面积 30万倍 乳酸杆菌一小时内生成的乳酸约为其体重的 1000 10000 倍；但一个人如要产生相当于其体重 1000倍的代

4、谢物则需 要 40多年。 是五大共性的基础 巨大的营养吸收面、代谢废物的排泄面和环境信息的接受面。 (二 )代谢速率快、繁殖快 生物界中 ， 微生物具有最高的繁殖速度 。 尤其是以 二分裂方式 繁殖的细菌 ， 其速度 更是惊人 。 E.coli每分裂一次时间为 12.5-20.0min，按 20min计算，每 小时可分裂 3次，每昼夜 72次， 4722366500万亿个（重约 4722吨）， 48h为 2.2 1043个（约等于 4000个地球的重量）， 由于种种条件限制，细菌的指数分裂只能维持数小时，因而 在液体培养基中，细菌数能达到 108-109个 /ml。 发酵乳糖的细菌在 1h可分

5、解自身重 1000-10000倍的乳糖， Candida utilis合成蛋白质能力比大豆强 100倍，比食用公牛 强 10万倍。 = 48h 400 微生物这个特性为它们生长繁殖和产生大量代谢 产物提供了物质基础，人类对微生物的利用主要体 现在它们的生物化学转化能力。 根据这一特点可应用于发酵工业，解决人口与粮 食的矛盾。 （三）数量多 因为繁殖速度快 ， 所以数量多 凡有微生物生存的地方 ， 它们通常都拥有巨大的 数量 。 (1)土壤是微生物的“大本营”， 其中细菌数量达数亿个 g，放线 菌孢子达数千万个 g，霉菌孢子 达数百万个 g，酵母菌达数十万 个 g; (2)全世界海洋中微生物 的

6、总重量约 280亿吨 (3)人体肠道内有 100400 种不同种类的微生物 ， 菌 体总数达 100万亿个 左右 。 人体细胞数量 50万亿 (4)新鲜叶子表面微生物数量达 100多万个 g (6)一个喷嚏约含菌 4， 500 150， 000个 ，感冒患者的一 个喷嚏含细菌多达 8,500万 个 。 (5) 每张纸币上的细菌数平 均多达 900万个 ， 大肠杆菌 检出率达 87.9 。 一系列的调查 数据表明， 我 们是生活在一 个被大量微生 物包围着的环 境中 。 (四 )易变异 为什么微生物较其他生物容易变异呢 ？ 各种生物变异频率一样：十分低 (如 10-5 10-10） 数量大 、

7、保护能力差 多数微生物为单细胞 ， 结构简单 ， 整个细胞直接与环境接 触 ， 易受环境因素影响 ， 引起遗传物质 DNA的改变而发生变 异 ， 由于数量庞大 ， 也可以在短时间内出现大量变异后代 ， 当环境变化时 ， 微生物会大量死亡 ， 活下来的微生物往往 会发生结构和生理特性的变异以适应变化了的环境 。 (五 ) 种类多、分布广、代谢类型多样 种类多 目前已经知道的动物约有 150万种，植物 50万种，微生物 约 20万种。其中细菌、放线菌约 1500种。 苏联微生物学家伊姆舍涅茨基曾估计， “目前我们所了 解的微生物总数，至多也不超过生活在自然界中的微生 物总数的 10” 。如果这一估

8、计不错的话，将来的某一 天，微生物的总数可能会超过目前动、植物的种数之和。 分布在地球的每一个毛 孔，地球真正的主人。 分布广 微生物对环境条件尤其是恶劣条件具有 惊人的适应能力 。 海洋深处硫细菌可在 250-300 下生存。 大多数细菌能耐受 0-196 低温 嗜盐菌能在 32%饱和盐水中正常生活 氧化硫硫杆菌能生长在 510%（ pH0.5）的硫 酸溶液中。 美国 黄石 国家 公园 温泉 最原始的细菌 产芽孢细菌和真菌孢子在干燥条件下能 保藏几十年、几百年甚至上千年。 耐酸 碱、耐缺氧、耐毒物、抗辐射、抗静水 压等特性在微生物中也极为常见 。 嗜盐红螺菌大量滋生时的 红盐田 提问 :自然

9、界中什么地方没有微生物呢？ 有火的地方 微生物只怕“火” 释迦牟尼佛 义务教育工作者 （ 公元前 624年公元前 544年 ，古印度） 法华经 “-众生妄心如 太末虫 （极微 末的虫，微生物），处处能缘， 独不能缘 于火焰 -” 自 电 影 佛 陀转 微生物 自然界的分解者 提问： 结合微生物的特点，为什么它是治污 的 主力军 ？ 数量多、代谢快、繁殖快 降解快 易变异、代谢类型多 降解物质种类多 高效 分布广、无处不在 价廉 五、微生物命名 -双名法 1.学名 =属名 +种名 +（首次定名人） +现定名人 +定名 年份 例如 Pseudomonas aeruginosa (Schroeter

10、) Migula 1920 铜绿假单胞菌 1920年由 Migula定名 2.学名 =属名 +种名 +菌株 （用字母、符号等字形表示 ） 例如 Bacillus subtilis AS 1.398 枯草杆菌中能生产蛋白酶的一株菌株 3.学名 =属名 +sp.(或 spp.) 只鉴定到属名，对具体的种，不能肯定。 sp.（单数）或 spp.（复数）表示未定种的含义。 举例 Bacillus subtilis 枯草芽孢杆菌 Escherichia coli 大肠杆菌 Staphylococcus aureus 金黄色葡萄球菌 B. anthracis 炭疽芽孢杆菌 Pseudomonas sp.

11、一种假单胞菌属细菌 Pseudomonas spp. 几种假单胞菌属细菌 六、微生物学定义及其分科 1.微生物学定义 研究微生物生命活动的科学。在细胞、分子或 群体水平上研究微生物的形态结构、生理代谢 、遗传变异、生态分布和分类进化等生命活动 的基本规律，控制、消灭或改造有害微生物。 研究微生物的“ 衣食住行 ”的科学 衣 什么是微生物，长什么样？（形态、结构） 食 能吃、爱吃什么、如何消化？（营养、代谢 或称生理） 住 喜欢住在哪？为什么？（环境影响或称生态） 行 能有何种 行为、 作为？是敌是友？如何监测、 控制或使用呢？ 2.微生物学分科 微 生 物 学 基础微生物学 应用微生物学 按微

12、生物种类分 按过程或功能分 按与疾病关系分 按生态环境分 按技术与工艺分 按应用范围分 微 生 物 分 类 学 细 菌 学 真 菌 学 病 毒 学 菌 物 学 藻 类 学 原生动物学 微 生 物 生 理 学 微 生 物 遗 传 学 微 生 物 生 态 学 分 子 微 生 物 学 细 胞 微 生 物 学 微生物基因组学 免 疫 学 医学微生物学 流 行 病 学 土壤微生物学 海洋微生物学 环境微生物学 水 微 生 物 学 宇宙微生物学 分析微生物学 微生物技术学 发酵微生物学 遗 传 工 程 工业微生物学 农业微生物学 医学微生物学 药学微生物学 兽医微生物学 食品微生物学 预防微生物学 3.环境科学微生物学内容 微生物的基础知识；栖息在水体、土壤、空气、城市 生活污水、工业废水和城市有机固体废弃物生物处理和 废气生物处理中的微生物及其生态；饮用水卫生细菌学 ；自然环境物质循环与转化；水体和土壤的自净作用， 污染水体治理、污染土壤的修复等环境工程净化的原理 。 偏重于水环境保护。 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）