生物膜的研究进展
第7卷第5期1998年10月
环境科学进展
ADVANCESINENVIRONMENTALSCIENCE
Vol.7,No.5
Oct.,1999生物膜的研究进展Ξ
王文军1、2 王文华1 黄亚冰1 张学林2
(1中国科学院生态环境研究中心环境水化学国家重点实验室,北京100085)
(2中国科学院长春地理研究所,长春130021)
摘 要
本文综述了近年来生物膜研究成果,包括生物膜的发育形成、形态结构、组成、物理-化学特征、抗性等;生物膜在污水处理方面的作用和微生物组织腐蚀性的负效应。
关键词:生物膜 特征 作用
生物膜在天然水环境中和工程处理过程中起着重要的作用[1-3]。在天然水环境中,绝大部分矿物颗粒表面覆盖着有机外壳[4],这些有机外壳由腐殖酸物质和生物膜组成,它们将强烈地改变矿物颗粒的吸附行为,这种表面吸附作用在河水污染物的迁移过程中起着决定性作用。在工业应用中,生物膜的作用表现在废水处理,以及酸性矿物排泄物的生物修复等方面,例如在水和废水处理系统中,生物膜反应器比悬浮生长反应器具有更大的优势,能提高生物量在反应器中的滞留程度,促进对污染物降解效率。生物膜的破坏性作用表现在清洁水系统中,以及微生物诱导的腐蚀等方面[5,6]。随着对生物膜在自然环境(如水、土、生物环境)中和工业应用方面的重要性的不断认识,在过去的二十多年,人们对生物膜的兴趣极大地增加[7]。美国、德国、日本、英国、法国等国家对生物膜进行了大量的研究[1-31],取得了一些初步的研究成果。
一、生物膜的形成及影响因素
生物膜形成于自然环境和人工环境中。在自然环境条件下,生物膜存在于几乎所有暴露于水中的固体表面上,代表了一类微生物群体,其中有各种寄居者如固着细菌、原生动物、真菌和藻类[4-9]。这些微生物细胞及非生物物质镶嵌在微生物分泌的有机聚合物基质(Matrix)中,聚合物基质由细菌胞外聚合物质和腐殖质等其它有机物质组成。即生物膜代表了一种稳定的由微生物细胞组成的复杂混合物的微生态系统,细胞镶嵌在胞外聚合物的基质中,并且附着到固体表面。生物膜发育形成的条件和时间序列大致为[9]: (1)存在着清洁的可用于聚居的固体表面;(2)一种有机分子膜快速形成;(3)聚结的细胞
Ξ1国家自然科学基金资助项目:29777027
2中国科学院武汉水生所淡水生态与生物技术国家重点实验室开放基金资助
松散地附着;(4)聚居的细菌牢固地附着;(5)微生物群落形成,产生胞外聚合物;(6)群落向上和向外扩展,形成规则和不规则结构;(7)生物膜成熟,新的菌种进入生物膜并生长,有机和无机碎片被结合,并且溶液梯度形成,导致了生物膜空间的异相结构;(8)生物膜可能被噬细菌的原生动物捕食;(9)成熟的生物膜可以脱落,使这种循环交替地重复进行;(10)形成了一种顶级群落。
在人工设备上,生物膜的形成和存在引起人们高度重视。对不锈钢输水管道表面和船体水下部分表面上形成的生物膜研究较多。饮用水中含有少量的异养微生物组织。它们聚居在不锈钢管道表面形成生物膜[5]。304、316两种型号的不锈钢用作大型建筑物的输水管道材料。经过12个月饮用水生物膜的发育,304型号不锈钢上的生物膜中活细胞数目平均为2.8×103cfucm-2,316型号不锈钢上为3.6×102cfucm-2。经过4个月和8个月的生物膜发育,在粗糙的不锈钢上,活细胞和总细胞数目显著地高于光滑的不锈钢(p <0.05)。但经过12个月之后,这两种光洁度的表面上活细胞数目没有明显的差别。304型号不锈钢上生物膜中总碳氢化合物含量和生物量干重稍高于316型号不锈钢上生物膜中的相应含量,但不十分明显。附着在不锈钢上的生物膜细菌为混合物,包括Pseu2 domona spp.,Meth ylobacterium spp.,Acinetobacter spp.,Corynebacterium/Arthrobacter spp.和Micrococuus spp.。电耦合等离子体分光光度计分析表明,在304、316型号不锈钢管道上生物膜中有重金属离子富集。暴露在管道水中4个月之后,316型号不锈钢上分离到的生物膜中钼为0.04m g/L,12个月后,生物膜中钼达到0.05m g/L。扫描电子显微镜观察到棒形和球形的细菌和硅藻的微生物群落形态。
水文条件、基底(Substratum)类型、营养水平、光照是水环境中生物膜形成的最主要影响因素[6,7,9-11]。
水文条件中流速对生物膜的形成极其重要。在人为控制的不同管道水流速下,研究了暴露于管道水中5个月的不锈钢管道表面上形成的生物膜[6]。生物膜中优势微生物是棒形的,微生物群落的形态极其不同。在较高的管道水流速条件下,生物膜中含有多种不同的微生物组织,丝状菌是主要微生物群体,而在低流速条件下丝状菌较少。在两种管道水流速条件下,菌群的形态也不相同。低流速时,大量的单细胞明显地附着,并且在生物膜中形成群落,而高流速时,细胞呈堆状附着,单细胞很少。由于较强的粘附、较高的剪应压力以及胞外多糖聚合物的较高产量,高流速下形成的比在低流速下形成的生物膜可以更牢固地粘附在不锈钢管道表面上。在天然水体中,对生物膜形成的研究也表明,控制生物膜发育的最主要参数是水的流速,高流速使生物膜易于形成单层结构,而低流速使生物膜形成复杂结构[7]。
基底的粗糙度是生物膜形成的最主要影响因素之一[7]。在英国RiverConder经过16周的培养,使用碳化硅砂质取样管进行实验。在2周时间内,基底粗糙性和高河水流速的结合极大地增加了取样管上的生物量。在长达16周的时间后,这些参数似乎不影响天然生物膜的形成和维持。微生物最初聚居到暴露在天然水体中的固体表面上,在很大程度上受到基底、固体表面与活性溶液以及细菌表面的物理化学相互作用的控制,而不是受生物过程的控制。在海洋系统中,控制微生物群居的最初并且最重要的表面特征是细菌和基底之间的物理接触[11]。经过暴露于美国O’ahu南海岸海水中3天之后,在11类
基底上,细菌的富集随基底湿度的二次函数形式变化。
在不同营养水平范围内,可以观察到不同界面上形成的生物膜,常见的营养水平和生物膜形成的位置见下表[9]。
营养水平系 统生物膜形成的位置
极低高纯水:颗粒活性炭,反渗透膜,离子交换树脂,气化状置,微孔膜过滤器输水、储藏:输水管道,储水箱,寡营养溪、河流和湖泊中石属植物
海洋系统:石属植物,海洋中装置上石属植物、淤积和腐蚀,颗粒物表面低富营养水体,游泳池过滤器,民用排水管,汽车洗瓶,植物叶表面
中处理器:滴滤器,厌氧加热浸提器,摇摆盘式充氧器,流动床反应器
植物表面:根际
高食品:食品(肉等),食品加工处理器表面
动物表面:口腔表面,腮,舌,腭,上皮,牙齿表面,肠,瘤胃,肺,心脏膜
假体和导液管:起搏器,体内金属板,关节,心脏,体内导液管等,隐形眼镜
在水库淡水系统中,自然光照和无光照环境条件下,按照时间序列研究了淡水环境中生物膜的形成[10]。在各种物理、化学和生物学参数条件下,以24小时为时间间隔,总计120小时的研究时间。研究结果表明光是影响生物膜形成的主要参数。在光照条件下,生物膜厚度从52增加到128μm,体积从1.03增加到2.57cc100cm-2。无光照条件下,生物膜厚度为17-30μm,体积为0.35-0.66cc100cm-2。生物膜内颗粒物大小的分布也存在显著差异:无光照生物膜中,小颗粒物分布较多。光照生物膜的生物量、叶绿素和其它组分较高,硅藻数目也较多。在生物膜中,粘液物质构成了细菌群体的60%。在两个对照实验组中,72小时后观察到原生动物吞噬生物膜细菌。同周围的水相比较,发现营养物富集在生物膜中,并且无光照生物膜中营养物浓度高于那些生长在光照条件下生物膜中营养物浓度。由此可见,光照条件对生物膜的形成、生长、发育影响很大,这一点在自然环境中生物膜作用的研究中必须予以注意。
二、生物膜的形态和结构
关于生物膜的形态和结构有不同观点[9]。不同实验室的近期工作表明,一些生物膜不再看作是连续的层状结构,而更多地看作是附着在一起由独立的堆体或群落的随机组合,这些堆体或群落周围存在很多通道,水和捕食的原生动物可以通过这些通道移动。
用控制论的图像处理技术,设计了一种砂石水库中透明的孔状介质的复制品[12]。在孔状介质中生物膜形态不同于一般的生物膜形态,似乎更象一张蜘蛛网,网上每条带的大小和形状发生变化;生物网表面积大,生物膜深度小,在试验条件下减少了液体和生物膜之间的质量转移阻力;生物膜通过孔影响孔附近质量的传递,也影响层间流动。
观察生物膜形态的技术在不断发展,应用最新的原子力显微镜(AFM)和环境扫描电子显微镜(ESEM)观察在静止条件下发育在碳钢和AIS316型号不锈钢表面的生物
膜[13]。可以得到在毫微安分辨率下单个细菌细胞的表面形状。原子力显微镜(AFM)图像分析软件的应用可以对细菌细胞的宽度和高度、胞外聚合物荚膜和细菌鞭毛的厚度和宽度进行计算,以及对不锈钢表面粗糙性的特征,包括个体蚀点的深度和直径进行测定。在一种新型的降解氯代芳香化合物的膜生物膜反应器中,用扫描电子显微镜(SEM)和聚焦扫描激光显微镜(CSLM),观察到非均相的生物膜结构,由镶嵌在胞外聚合物基质中的微生物小群落组成,这种情况下已经发生了污染物的降解[1]。生物膜的结构对污染物的降解效率极其重要。
海洋是地球表面上最大的微生物聚居地。海洋中形成的生物膜同其它环境中形成的生物膜相比较,表现了更好的相似性[9]。最近的研究表明[14],在海洋环境中,非均相的生物聚合物的网络结构有利于氧在生物膜中的传输或营养物利用,在某些情况下起到优化生物膜结构的作用。对于一些生物膜,三维的网络结构随着外界的毒性而改变形状。
水环境中生物膜的形态和结构已被广泛地研究。草本和木本植物的叶子被大量的细菌、酵母和丝状真菌聚居,叶子表面的接近基底的微生物群体的扫描电子显微镜图像,已经使许多研究者认为生物膜也存在于叶围[15],可以应用表面荧光显微镜、扫描电子显微镜、聚焦激光扫描显微镜(CSLM)直接观察叶子表面上的生物膜。在采集的叶子样品(菠菜,莴苣,白菜,芹菜,韭葱,罗勒,欧芹和阔叶苣荬菜)上观察生物膜,使用淡绿色组织或表皮碎片,表面荧光的图像最清晰。观察到生物膜大约20μm深,1mm长,它们包含丰富的胞外聚合物基质、微生物组织各种各样的形态类型和碎片。
生物膜内微生物的空间分布极其复杂。使用微生物切片技术,研究异养菌和硝化菌种间竞争而产生的混合群体生物膜中微生物空间分布的动力学变化[16]。在生物接触反应器中用合成废水培养的生物膜,异养菌在获得溶解氧和空间上比硝化菌更加成功,并且异养菌在整个生物膜中占优势,尤其在生物膜表层中。在生物膜表层中硝化菌数量很少,主要存在于生物膜内层。
三、生物膜的化学组成
生物膜由细胞生物量和胞外聚合物组成,主要成分是蛋白质。从所有生物膜的胞外聚合物组分中可以提取出腐殖酸、多糖、糖醛酸和DNA[17-19]。
各种环境条件下形成的生物膜的化学组成不同。在污水生物膜中,胞外聚合物可能由细菌产生,可能为水解产物,或者是从废水中吸附的离子。也可能存在着来自废水的有机纤维物[17]。对三个不同的重力下水管道的生物膜生物量组成进行的研究表明,细胞生物量仅仅是生物膜中有机物质的微小部分,70%-90%的总有机碳存在于细胞外。在不同的重力下水管道上,胞外物质的成分和含量也存在一些差异。
在两种好氧异养微生物反应器中形成的生物膜,其胞外聚合物中多糖占65%,其它物质也存在,如蛋白质,核酸和类脂物[18]。在两个反应器中平均的生物膜水含量为97%,每一个反应器的生物膜水含量不随着取样位置或生物年龄而变化。沿生物膜深度,多糖和蛋白质的空间分布可以确定生物膜胞外聚合物的结构。胞外聚合物中多糖和蛋白质含量不随取样位置而变化;沿着生物膜的深度,多糖和蛋白质的分布表现了一种层状的
特征,蛋白质/多糖的比率是相对稳定的。
胞外多糖所含单糖种类较多。Methanobacterium formicicum和Methanosarcina mazeii是从厌氧颗粒物上分离到的两种优势菌[19]。Methanobacterium formicicum产生的胞外多糖主要由鼠李糖、甘露糖、半乳糖、葡萄糖、氨基酸组成,而由Methanosarcina mazeii产生的包括核酸、半乳糖、葡萄糖、葡糖胺。相同的单糖也存在于厌氧颗粒物胞外多糖中。
对天然水环境条件下形成的生物膜的组分与悬浮颗粒物的组分进行比较研究。沉浸在印度DonaPaulaBa y的表层水(约1m)中超过10天的铝板上的悬浮颗粒物和生物膜物质进行分析[20],包括有机碳OC、有机氮ON、和可水解的氨基酸总量TAHH,及其氨基酸组分。颗粒物的有机碳、有机氮和可水解的氨基酸总量在取样期间变化不大。与此相对比,在沉浸期间,铝板上生物膜生物量(以OC、ON计)和生物膜的可水解的氨基酸总量表现了非线性增加。可水解的氨基酸总量中碳和氮变化为:生物膜总有机碳:6.61-23. 52%,总有机氮:23.90-35.04%,颗粒物总有机碳:16.10-18.90%,总有机氮:36.63-52.04%。在生物膜和颗粒物中最丰富的单体氨基酸为:天冬氨酸、甘氨酸、丙胺酸、丝氨酸、亮氨酸、赖氨酸和谷氨酸。单体氨基酸的分布同有机物质的两种主要来源中观察到的分布非常相似,即陆生维管植物和海洋细菌及小藻。生物膜除包含有机物质外,也富集了无机物质。使用自制取样装置,采集了德国RiverAlb代表性的小支流河水中的生物膜样品,监测了生物膜样品的铜、铅、镉含量[8]。结果表明,生物膜方法适合于评价河流生态系统中重金属污染状况,确定污染物的来源及监测重金属的污染。水体中无脊椎动物(主要消费者)以微生物群落作为基本的食物来源,污染物可能按这种途径进入食物链。因此,研究生物膜具有生态学意义。
四、生物膜的物理化学特征
目前对生物膜物理化学特征的研究包括生物膜的粘附强度、吸附性质、亲/疏水性、带电性等方面[2,21-25]。
通过测定由张力、剪应力导致的脱附生物量,可以评价生物膜粘附强度[2]。生物膜附着强度在其生长阶段初期相对较高,而在后期附着强度急剧地下降。沿生物膜的深度,观察到最弱的粘附位置在基底的表面。随着生物膜生长,在基底表面上,由张力测得附着强度从几Pa降到低于1Pa。由剪应力测得的生物膜附着强度始终比张力测得的大100倍。所以张力比剪应力易于导致生物膜粘附强度的降低,造成生物膜从基底表面脱落。
生物膜吸附有机化合物受有机物分子大小和带电性的影响[21]。由于吸附质扩散进入有孔的生物膜基质,提高了小分子吸附质的生物膜吸附;较大的吸附质分子被排除在生物膜孔之外,富集在生物膜-水界面。与中性的吸附质相比较,负电性的吸附质和负电性的生物膜之间存在着静电排斥作用,所以生物膜吸附负电性有机分子的能力降低。
生物膜用胞外聚合物、细胞壁、细胞膜和细胞质作为吸附位。这些吸附位表现了不同的吸附特征、倾向性和能力。使用冠醚提取胞外聚合物的方法,得到超过60%的有机物(苯,甲苯,间二甲苯混合物)被吸附在胞外聚合物中。同有机物质相比较,无机物质如镉
和锌总量的80%多存在于细胞中[22]。
用活性污泥的胞外聚合物被非离子树脂吸附的特性,和低酸性的环境条件下沉淀物的形成,研究胞外聚合物的疏水性/亲水性特征[23]。从XAD-8树脂吸附得到的结果表明,至少7%的溶解性碳和12%的蛋白质可以认为是疏水性的。疏水性部分不含碳氢化合物。而在pH=2条件下,沉淀部分包含64%的碳氢化合物和76%的蛋白质。表明胞外聚合物是主要由碳氢化合物和蛋白质组成的异相聚合物。
金属离子可以与胞外聚合物之间发生相互作用[24]。在负电性的胞外聚合物基质中,金属离子可以起到架桥作用。例如铬可以与胞外聚合物相互作用,导致胞外聚合物基质结构变化,结果在絮凝物中有疏水性区域形成。胞外聚合物中多糖对附着的生物膜具有很多功能,包括移动性、保护和维持作用[25]。胞外多糖含多种功能团,如羧基,羟基和磷酸基,对不同类型金属离子表现了强烈的亲合性。
五、生物膜的生化性质和抗性
在好氧生物膜中硫循环是非常复杂的[26]。对O2、S2-和pH用微电极测定浓度曲线,研究废水处理厂的反应器上生长的好氧生物膜中O2呼吸、H2S氧化和SO2-4还原作用的微区。用传统的依靠MPN方法培养和荧光标记的16rRNA-目标性寡核苷酸检测硫化还原细菌,研究生物膜中硫化还原细菌的垂直分布。染色的细菌细胞分布于整个生物膜,在生物膜中间部分有一明显的较高荧光强度微区。与用微电极检测的O2和S2-浓度梯度很好地一致,表明硫酸盐还原活动被极大地限制在生物膜中间窄的厌氧区域。在生物膜中,还原性硫混合物FeS、FeS2和S0的富集表明,由硫化还原细菌产生的H2S被氧和其它的氧化剂如Fe(OH)3/Fe(OH)2氧化,并且以FeS和S0形态沉淀于硫化还原区域的上部。
由于生物膜的细胞组织结构,生物膜对于抗生素、生物杀虫剂或者杀菌剂表现了明显的阻抗性[27]。胞外聚合物不能阻止抗生素扩散和接触到底部的细胞,但它们猝灭具有化学反应性的生物杀虫剂如氯和过氧化物,极大地结合带电性的抗生素,如托普霉素、庆大霉素。因此对较深层细胞提供了保护作用。然而扩散限制作用不是生物膜的阻抗特征的唯一控制因素。生物膜群落中建立的氧和营养物质的梯度导致在不易获得营养的位置上微生物生长速率被极大地减弱。缓慢的生长速率,严格的反应进一步对这种阻抗机制起作用。
六、生物膜在环境污染治理中的应用及负作用
生物膜是复杂的动力学系统[28],这种系统中物理化学条件在非常短的时间内发生变化,存在着大量的不同种类微生物,并且许多过程同时发生。可以用数学模型来分析、描述或预测动力学系统中的行为。在70年代后期,最简单的生物膜模型形成,应用在废水处理领域中,计算在生物膜反应器中有机物质的去除速率。在这些模型中混合微生物被看作为一个整体。80年代初期,在生物膜模型中区分了微生物种类。然而有些是稳态的模型,微生物组织的空间分布假定是优先的。10年前,第一次出现了混合培养生物膜模
型,生物膜厚度的发育、基质和微生物种类随时间变化的空间分布和发展被计算为转化和转移过程的函数。这种模型能预测生物膜和固体表面之间界面上的物理-化学条件、生物膜生长在固体表面作为溶液条件、生物膜微生物组分、发生在生物膜中的转移和转变过程的函数。
工业产生的许多废水含有一定量的非常有毒和抗性污染物质,它们能够干扰生物处理系统[1]。在大多数废水处理系统中,转化由固定在膜或絮凝物中的微生物来完成,对发生在生物膜中和涉及到的细菌的化学过程的详细了解目前很有限[16]。生物膜反应器的优势已经促进了生物废水处理方面相当大进步。通过使用生物膜,成功地控制固定的生物量的活动将提高在废水和饮用水处理中的运行效率[29]。
生物膜的负作用主要表现在洁净水系统、船体水下部分及其它工业设备上微生物导致的腐蚀。在供水系统中,不锈钢是普遍应用的一种材料。在前面已提到的输水管道中生物膜形成在不锈钢管道上。生物膜的脱落部分可能暗含条件致病菌和病原微生物,它们可能是在贫氯化物水体中的一种健康隐患,特别考虑到民用管道系统[5,6]。在饮用水环境中,生物膜毁坏不锈钢表面的作用已经引起世界范围内工业上的极大兴趣。在欧洲和美国,关于海水和淡水水域中微生物淤积对不锈钢腐蚀的作用也引起了极大的关注。食品工业中,生物膜附着到不锈钢表面造成污染或食物腐坏,增加工业成本[30,31]。
七、结 语
生物膜被定义为一种活跃地生长发育着的单一或混合的微生物群体,其不可逆地附着到一种活性的或非活性的表面[32]。但目前为止,生物膜还是一个“黑匣子”,确定的组成成分是无机物质、胞外聚合物、细菌和其它有机物。深入的研究将集中在生物膜组分的分离、确定对重金属的结合位[8]、以及生物膜内物质的循环[16]。生物膜系统的边界层中质量转化仍是一个悬而未决的问题。对控制微生物群落的物理化学和生物学因素的基本理解有限[11]。对生物膜的天然群落结构和功能,它们的野外现场发育等方面了解甚少,在控制生物膜发育的最主要参数方面存在一些分歧[7]。对生物膜进行研究,很难在实验室条件下复制生物膜的发育过程。对于生物膜反应器的合理设计和运行,所积累的生物膜形成的知识仍不充分。对上述问题的深入探讨和研究对认识和了解水环境中污染物的迁移转化、充分利用和预防微生物膜的形成都是必要的。
参考文献
[1]PeysKetal.Develo pmentofaMembraneBiofilmReactorfortheDe gradationofChlorinatedAromatics.Wat.Sci.
Tech.36(1):205-214(1997)
[2]Aki yoshiOandHidekiH.ANovelConce ptforEvaluationofBiofilmAdhesionStren gthb yA pplyingTensileForceand
ShearForce.Wat.Sci.Tech.34(5-6):201-211(1996)
[3]KaramanevDGandSamsonR.Hi gh-RateBiode gradationofPentachloro phenolb yBiofilmDevelo pedintheImmobi2
lizedSoilBioreactor.Environ.Sci.Technol.32(7):994-999(1998)
[4]SchorerMandEiceleM.AccumulationofInor ganicandOr ganicPollutantsb yBiofilmintheA quaticEnvironment.Wa2
ter,AirandSoilPollution.99:651-659(1997)
[5]PercivalSLetal.BiofilmDevelo pmentonStainlessSteelinMainsWater.Wat.Res.32(1):243-253(1998)
[6]PercivalSLetal.Biofilm,MainsWaterandStainlessSteel.Wat.Res.32
(7):2187-2201(1998)[7]HuntAPandParr yJD.TheEffectofSubstratumRou
ghnessandRiverFlowRateontheDevelo pmentofaFreshwater BiofilmCommunit y.Biofoulin g.12(4):287-303
(1998)[8]FuchsSetal.BiofilmsinFreshwaterEcos
ystemsandTheirUseasaPollutantMonitor.Wat.Sci.Technol.34(7-8):137-140(1996)
[9]Wim pennyJ.Ecolo gicalDeterminantsofBiofilmFormation.Biofoulin
g.10(1-3):43-63(1996)[10]RaoTSetal.BiofilmFormationinaFreshwaterEnvironmentUnderPhoticandA
photicConditions.Biofoulin g.11(4):265-282(1997)
[11]Ta ylorGTetal.InfluenceofSurfacePro
pertiesonAccumulationofConditionin gFilmsandMarineBacterialonSub 2strataEx posedtoOli gotrophicWaters.Biofoulin g.11(1):31-57(1997)[12]PaulsenJEetal.BiofilmMor
phologyinPorousMedia,AStud ywithMicrosco picandIma geTechni ques.Wat.Sci.Tech.36(1):1-9(1997)
[13]https://www.360docs.net/doc/015726527.html, parativeStudiesofBacterialBiofilmsonSteelSurfacesUsin gAtomicForceMicrosco pyandEnvi 2
ronmentalScannin gElectronMicrosco py.Biofoulin g.10(1-3):65-77(1996)[14]Bat yAMetal.AdhesionofBiofilmstoInertSurfaces:AMolecularLevelA pproachDirectedattheMarineEnviron
2ment.Biofoulin g.10(1-3):111-121(1996)[15]MorrisGEetal.MethodsforObservin
gMicrobialBiofilmsDirectl yonLeafSurfacesandRecoverin gThemforIsola 2tionofCulturableMicroor
ganisms.A ppl.Environ.Microbiol.63(4):1570-1576(1997)[16]SatoshiOetal.Si
gnificanceoftheS patialDistributinofMicrobialS peciesinMixed-Po pulationBiofilms.Biofoulin g.11(2):119-136
(1997)[17]JahnAandNielsenPH.CellBiomassandExo polymerCom positioninSewerBiofilm.Wat.Sci.Tech.37(1):17-24(1998)
[18]Zhan gX,Bisho pPLandKu
pferleMJ.MeasurementofPol ysaccharidesandProteinsinBiofilmExtracellularPol y 2mers.Wat.Sci.Tech.37
(4-5):345-348(1998)[19]Vei https://www.360docs.net/doc/015726527.html,
positionandRoleofExtracellularinMethano genicGranules.A ppl.Environ.Microbiol.63(2):403-407(1997)
[20]BhosleNBandWa ghAB.AminoAcidsinBiofilmMaterialonAluminiumPanelsImmersedinMarineWaters.Bio
2fouling.11(2):149-166(1997)
[21]CarlsonGandSilversteinJ.EffectofMolecularSizeandChar geonBiofilmSor ptionofOr ganicMatter.Wat.Res.32
(5):1580-1592(1998)[22]S pathRetal.Sor
ptionPro pertiesofBiofilm.Wat.Sci.Tech.37(4-5):207-210(1998)[23]JorandFetal.H
ydrophobic/H ydrophilicPro pertiesofActivatedSlud geExo polymericSubstances.Wat.Sci.Tech.
37(4-5):307-315(1998)[24]Finla ysonJCetal.TheRelationshi
pbetweentheStructureofActivatedSlud geFlocsandtheSor ptionofH ydrophobic Pollutants.Wat.Sci.Tech.37(4-5):353-357
(1998)[25]BhosleNBetal.ChemicalCharacterizationofExo polysaccharidesfromtheMarineFoulin gDiatom Am phora Cof feae 2
formis .Biofoulin g.10(4):301-307(1996)[26]SatoshiOetal.SulfateReductionandSulfideOxidationinAerobicMixedPo
pulationBiofilms.Wat.Sci.Tech.37(4-5):131-138(1998)
[27]Fole yIandLibertPG.AntibioticResistanceofBiofilms.Biofoulin
g.10(4):331-346(1996)[28]WannerO.Modellin
gofBiofilms.Biofoulin g.10(1-3):31-41(1996)[29]LazarovaVetal.Po
pulationD ynamicsandBiofilmCom positioninaNewThree-PhaseCirculatin gBedReactor.Wat.
Sci.Tech.37(4-5):149-158(1998)[30]Boulan ge-PetermannL.ProcessesofBioadhesiononStainlessSteelSurfacesandCleanabilit y:AReviewwithS pecial
ReferencetotheFoodIndustr y.Biofoulin g.10(4):275-300
(1996)05
王文军等:生物膜的研究进展 7卷 Edited by Foxit Reader Copyright(C) by Foxit Software Company,2005-2008For Evaluation Only.
[31]FlintSHetal.BiofilmsinDair
yManufacturin gPlant-Descri ption,CurrentConcernsandMethodsofControl.Bio 2
fouling.11(1):81-97(1997)
[2]WalkerMJetal.TheLan guageofBiotechndo gy.AmericanChemicalSociet y,Washin gton,DC1995PROGRESSESOFBIOFILMSTUDIES
WangWen jun 1,2 WangWenhua
1 HuangYabin g 1 ZhangXuelin 2(1StateKe yLaborator yofEnvironmentalA quaticChemistr y,ResearchCenterforEco-EnvironmentalSciences,
ChineseAcadem yofSciences,Bei jing,100085) (2Chan gchunInstituteofGeo graphy,ChineseAcadem yofSciences,Chan
gchun,130021)ABSTRACT
This paper presentsareviewonthe progressesofbiofilmstudiesrecentl y,includin gthe
development,com position,structure,chemicaland
ph ysicalcharacteristics,biochemistr y,antibioticresistanceofbiofilms.Invariousindustriala
pplications,thebenefitsofbiofilmsare inthewastewatertreatment.Deleteriouseffectofbiofilmsistheerosionofmicroor ganism.
Ke ywords:biofilm;propert y;effect 15
5期 王文军等:生物膜的研究进展
生物膜的研究进展
第7卷第5期1998年10月 环境科学进展 ADVANCESINENVIRONMENTALSCIENCE Vol.7,No.5 Oct.,1999生物膜的研究进展Ξ 王文军1、2 王文华1 黄亚冰1 张学林2 (1中国科学院生态环境研究中心环境水化学国家重点实验室,北京100085) (2中国科学院长春地理研究所,长春130021) 摘 要 本文综述了近年来生物膜研究成果,包括生物膜的发育形成、形态结构、组成、物理-化学特征、抗性等;生物膜在污水处理方面的作用和微生物组织腐蚀性的负效应。 关键词:生物膜 特征 作用 生物膜在天然水环境中和工程处理过程中起着重要的作用[1-3]。在天然水环境中,绝大部分矿物颗粒表面覆盖着有机外壳[4],这些有机外壳由腐殖酸物质和生物膜组成,它们将强烈地改变矿物颗粒的吸附行为,这种表面吸附作用在河水污染物的迁移过程中起着决定性作用。在工业应用中,生物膜的作用表现在废水处理,以及酸性矿物排泄物的生物修复等方面,例如在水和废水处理系统中,生物膜反应器比悬浮生长反应器具有更大的优势,能提高生物量在反应器中的滞留程度,促进对污染物降解效率。生物膜的破坏性作用表现在清洁水系统中,以及微生物诱导的腐蚀等方面[5,6]。随着对生物膜在自然环境(如水、土、生物环境)中和工业应用方面的重要性的不断认识,在过去的二十多年,人们对生物膜的兴趣极大地增加[7]。美国、德国、日本、英国、法国等国家对生物膜进行了大量的研究[1-31],取得了一些初步的研究成果。 一、生物膜的形成及影响因素 生物膜形成于自然环境和人工环境中。在自然环境条件下,生物膜存在于几乎所有暴露于水中的固体表面上,代表了一类微生物群体,其中有各种寄居者如固着细菌、原生动物、真菌和藻类[4-9]。这些微生物细胞及非生物物质镶嵌在微生物分泌的有机聚合物基质(Matrix)中,聚合物基质由细菌胞外聚合物质和腐殖质等其它有机物质组成。即生物膜代表了一种稳定的由微生物细胞组成的复杂混合物的微生态系统,细胞镶嵌在胞外聚合物的基质中,并且附着到固体表面。生物膜发育形成的条件和时间序列大致为[9]: (1)存在着清洁的可用于聚居的固体表面;(2)一种有机分子膜快速形成;(3)聚结的细胞 Ξ1国家自然科学基金资助项目:29777027 2中国科学院武汉水生所淡水生态与生物技术国家重点实验室开放基金资助
《细胞膜系统的边界》教学设计
《细胞膜——系统的边界》教学设计 学院：生命科学学院 姓名：胥婷婷 实习学校：通化县第七中学
3.1《细胞膜——系统的边界》教学设计 一、教材分析 “细胞膜——系统的边界”是人教版新课标高中《生物》必修1中第三章第一节的内容，是在学习了生物的物质基础和细胞的种类的基础上进行的，为以后的细胞器、物质出入细胞的方式以及生物膜系统等内容做铺垫，起着承上启下的桥梁作用，是生物学中十分重要的内容。 二、学情分析 学习者是高中一年级学生，对于细胞膜这部分内容初中有一定的基础。这个阶段的学生学习积极性较高，课堂上应该充分调动学生的积极性，引导学生不断思考，体现学生的主体性和教师的主导性。老师在教学过程中应该多联系生活实际，利用类比推理等方法，帮助学生识记和理解。 三、教学目标 （一）知识目标： 1.通过学习，学生能够简述细胞膜的成分和掌握细胞膜的功能； （二）能力目标： 1.通过学习，学生体验制备细胞膜的方法； 2.通过观察、分析所给材料，提高学生获取信息的能力； （三）情感目标： 1.学生能够认同细胞膜作为系统的边界，对于细胞这个生命系统的重要意义。 四、教学重难点 （一）教学重点 1.细胞膜的成分和功能 2.细胞膜对于细胞这个生命系统的重要意义 （二）教学难点 1.用哺乳动物红细胞制备细胞膜的方法。 2.细胞膜对于细胞这个生命系统的重要意义。 五、教学过程 教学内容教师行为学生行为设计意图
导入本章1min 着名的生物学家翟中和院士说“我确信 哪怕一个最简单的细胞，也比迄今为止设 计出的任何智能电脑更精巧！”为什么一 个细胞会比智能电脑更精巧呢？细胞到 底有什么精巧之处？它的精巧会不会与 其结构有关呢？今天我们就来学习第三 章——细胞的基本结构。 产生疑问的同时形成 学习和探讨新知识的 兴趣。 引用名言，激 发学生的兴 趣和求知欲 引入本节内容3min 同学们都知道我国的地图像一只雄鸡，这 只雄鸡是靠什么来圈定的呢？那就是边 界。边界对于一个系统来说是至关重要 的，细胞作为一个生命系统，它有没有边 界呢？请看材料一，科学家用显微注射器 将一种叫做伊红的物质注入变形虫体内, 伊红很快扩散到整个细胞,却不能逸出细 胞。 【学生讨论】伊红为什么不会逸出细胞？ 此实验说明了什么？ 分析材料可知，细胞也有边界，它的边界 就是这堂课我们要学习的内容———— 细胞膜。 学生阅读材料并进行 思考，尝试回答问题， 从而感知细胞边界的 存在。 创设问题情 境引导学生 思考和猜测 ?一、体验细胞膜的制备方现在我们知道细胞膜是系统的边界了，但 它由哪些物质组成、具有什么功能呢？我 们还是一无所知，也就是说我们需要研究 细胞膜，拿什么来研究呢？首先就来学习 细胞膜的制备。 1.实验材料： 对于一个实验来说，合适的实验材料是实 验成功的关键。以下几种材料：哺乳动物 成熟的红细胞、高等动物细胞、高等植物 细胞、细菌细胞。 思考几种实验材料， 比较和初步分析，选 择一种实验材料，并 尝试说出原因。 结合自己的思考，从 老师的讲解中作出比 较，思考为什么哺乳 动物红细胞可以作为 实验材料？通过思考 并结合老师的讲解， 体会实验材 料的正确选 择对于科学 研究的重要 性，提高学生 科学研究素 养。 培养学生的 想象力，引导 学生思考实
MBR膜生物反应器
MBR膜生物反应器 一、MBR技术简介 膜生物反应器（Membrane Bio-Reactor,MBR）为膜分离技术与生物处理技术有机结合之新型态废水处理系统。以膜组件取代传统生物处理技术末端二沉池，在生物反应器中保持高活性污泥浓度，提高生物处理有机负荷，从而减少污水处理设施占地面积，并通过保持低污泥负荷减少剩余污泥量。主要利用沉浸于好氧生物池内之膜分离设备截留槽内的活性污泥与大分子有机物。膜生物反应器系统内活性污泥（MLSS）浓度可提升至8000~10000mg/L，甚至更高；污泥龄(SRT)可延长至30天以上。 膜生物反应器因其有效的截留作用，可保留世代周期较长的微生物，可实现对污水深度净化，同时硝化菌在系统内能充分繁殖，其硝化效果明显，对深度除磷脱氮提供可能。 1.MBR 的技术原理 MBR 工艺一般由膜分离组件和生物反应器组成, 由膜组件代替二次沉淀池进行固液分离。由于膜能将全部的生物量截留在反应器内, 可以获得长泥龄和高悬浮固体浓度,有利于生长缓慢的固氮菌和硝化菌的增殖,不需进行延时曝气就能实现同步硝化和反硝化, 从而强化了活性污泥的硝化能力, 膜分离还能维持较低的F?M , 使剩余污泥产率远小于活性污泥工艺, 且系统运行更加灵活和稳定。2. MBR 工艺中膜选择的技术要点 MBR 从膜分离的角度主要涉及微滤、超滤、纳滤及反渗透。由于无机膜的成本相对较高, 目前几乎所有的膜技术都依赖于有机的高分子化合物。应用于MBR 的膜材料既要有良好的成膜性、热稳定性、化学稳定性, 同时应具有较高的水通量和较好的抗污染能力。目前, 国内外常采用的方法是膜材料改性或膜表面改性，能有效地提高膜组件的通量和抗污染能力。 另一点需要考虑的因素是膜的孔径, 由于曝气池中活性污泥是由聚集的微生物颗粒构成, 其中一部分污染物被微生物吸收或粘附在微生物絮体和胶质状的有机物质表面,尽管粒子的直径取决于污泥的浓度、混合状态以及温度条件, 这些粒子仍存在着一定的分布规律,考虑到活性污泥状态与水通量, 最好选择0.10～0.40 微米孔径的膜。
细菌生物膜研究进展 (1)
306 中国医学文摘耳鼻咽喉科学 NEWS AND REVIEWS/November 2009, Vol.24, No.6 专题论坛 抗生素的合理应用 EATURE 1 生物膜的概念 细菌生物膜是指在多聚糖、蛋白质和核酸等组成的基质内相互粘连粘附于物体表面的细菌群体[1]。生物膜可以由一种或几种细菌混合生长而成。乳酸乳球菌与萤光假单胞菌混合形成的生物膜就是一个典型的例子。乳酸乳球菌自身不易形成生物膜，但可以提供给萤光假单胞菌乳酸作为养料，而萤光假单胞菌帮助乳酸乳球菌固定在物体表面，并且消耗氧气为乳酸乳球菌这一厌氧菌提供更合适的生长环境[2]。 生物膜的生命周期分为附着、生长和分离3部分。附着阶段，物体表面的血清蛋白和其他物质作为连接物介导细菌的附着；生长阶段，细菌通过分裂并在物体表面定植，生成聚合物基质，使得生物膜形成三维结构，并形成隧道，这些隧道帮助营养物质的交换以及废物的排出，并调节生物膜内的pH 值。生物膜中的细菌对氧气和营养的需要有所减少，废物通过其内的管道得以排出。生物膜内细菌间的紧密接触为携带耐药基因的质粒的交换和对密度感应分子的交流提供了良好环境。生物膜内的细菌间更利于质粒、酶和其他分子的交换，通过化学信号进行交流。生物膜的形成需要细菌间的化学信号进行协调。使得细菌能感知到周围细菌的存在并对环境变化作出相应的反应。这一过程称为密度感应（quorum-sensing ）。虽然不同细菌的生物膜有其特异性，但均具有一些普遍的结构特征。生物膜中细菌形成的微菌落间具有间隙空位（interstitial voids ），液体可在这些间隙中流动，使得营养物质、气体和抗菌药物得以扩散。生物膜的结构随着外部和内部的改变而持续变化。 2 生物膜与临床 99%的细菌以生物膜的形式生活，美国疾病控制与预防中心估计至少65%的人类细菌感染与生物膜有关[3]。生物膜已经被证实与慢性中耳炎、中耳胆脂瘤、慢性腺样体炎[1]等疾病相关。Pawlowski 等[4]于2005年在耳蜗植入体上发现了细菌生物膜。Cryer 等[5]于2004年发现一些慢性鼻窦炎手术治疗后症状仍持续 细菌生物膜研究进展 郑波 [关键词] 生物膜（Bio ?lms ）；抗药性，细菌（Drug Resistance ，Bacterial ） 郑波 北京大学第一医院临床药理研究所，北京 100034 广东人，副教授，副主任医师，主要从事细菌耐药机制和抗菌药物合理应用的研究工作。Email ：doctorzhengbo@https://www.360docs.net/doc/015726527.html, 的患者鼻窦中存在生物膜，这些患者主要为铜绿假单胞菌感染。Ramadan 等[6]于2005年对5位慢性鼻窦炎患者进行黏膜活检，对标本进行扫面电镜检查均发现有生物膜的存在。此外，生物膜已被证实与下列感染有关：慢性前列腺炎、导管相关感染、人工关节感染、牙周病、心内膜炎以及囊性纤维化患者的假单胞菌肺炎等。 3 生物膜与抗菌药物耐药 生物膜内细菌对抗菌药物的敏感性较游离状态时显著降低，最低可降低1000倍。其原因包括生物膜的结构阻止了药物的传输或生物膜中的细菌的生理学改变等。以前一直认为生物膜介导的对抗菌药物耐药的原因是抗菌药物难以渗透入生物膜。但一些研究否认了这一假设。研究显示喹诺酮类可以很快的渗透到铜绿假单胞菌和肺炎克雷白杆菌生物膜的深部[7，8]，四环素可很快的渗透到大肠埃希菌生物膜内，万古霉素可以很快渗透到表皮葡萄球菌生物膜内。目前唯一得到证实的是氨基糖苷类药物，由于生物膜中的基质带负电荷，而氨基糖苷类带有正电荷，因此氨基糖苷类药物难以渗透到生物膜的深部[9]。 生物膜对β内酰胺类耐药性增加的机制之一是细菌产生的β内酰胺酶在生物膜表面基质内聚集，可达到很高的浓度，能迅速的将渗透进生物膜内的β内酰胺类抗生素水解掉，有效保护深部细菌不被β-内酰胺类抗菌药物灭活[10]。有研究证实氨苄西林会被肺炎克雷白杆菌生物膜表层中聚集的β内酰胺酶快速水解。 生物膜造成的缺氧环境也增加了对抗菌药物耐药性。一项在囊性纤维化患者生成的铜绿假单胞菌生物膜的研究显示氧气仅能渗透到生物膜的25%深度。铜绿假单胞菌在厌氧条件下比在有氧条件下对抗菌药物的敏感性明显降低[11]。 由于很多抗菌药物对繁殖期细菌杀伤作用更强大，如青霉素类、头孢菌素类和碳氢霉烯类等。在生物膜深部的细菌受氧气、营养物质缺乏的影响及可能存在的密度感应系统的调控，使得细菌的生长、繁殖速度下降，影响抗菌药物对其作用。因此在抗菌药物作用下，生物膜中相对敏感的细菌会被杀死，但耐药菌会持
《细胞膜——系统的边界》教案
《细胞膜——系统的边界》教案 一、教材分析 1、地位作用 本节内容是普通高中课程标准实验教材书生物必修1《分子与细胞》第三章第一节的内容，，它承接前面学习的构成细胞的元素和化合物，是对生命系统的基本单位细胞的进一步学习。新课标中与细胞膜有关的要求是简述细胞膜的成分和功能，属于了解水平。教材首先介绍了细胞膜的成分，随后教材联系生活实际，简要讲述了癌细胞的一些特征；其次教材分析了细胞膜的功能；最后简要讲述了植物细胞壁的成分与功能。通过本节的学习使学生对第二章中有关组成细胞的元素和化合物的功能的认识具体化、结构化，将前后知识建立起有机的联系，并为后面学习细胞的物质输入和输出，细胞膜的流动镶嵌模型打下基础。 2、教学目标 （1）、知识与技能 ①简述细胞膜的成分和功能。 ②理解细胞膜制备的方法和原理 （2）、过程与方法 ①阅读教材相关实验内容，了解制备细胞膜的方法 ②通过学生带问题阅读，完成自学导读，多媒体展示，培养学生获取信息的能力 （3）、情感态度与价值观 认同细胞膜作为系统的边界，对于细胞这个生命系统的重要意义，初步形成结构与功能相适应的观点，树立辩证唯物主义观点。 3．教学重点 细胞膜组成成分与其功能的相适应特点是理解细胞膜作为系统的边界的基础，因此本节的教学重点确定为“细胞膜的成分与功能”和体会细胞膜作为细胞生命系统边界的重要意义。 4．教学难点 ①用哺乳动物红细胞制备细胞膜的方法。 ②体会细胞膜作为细胞生命系统边界的重要意义，为后面把细胞作为一个活系统来研究做了一个起点示范，是一个重要却相对难理解的知识点。 二、学情分析 本节的授课对象是高一的学生，他们已经了解组成细胞的元素和化合物等具备相关的基础知识。他们具备一定的观察和认知能力，分析思维的目的性、连续性和逻辑性已初步建立，但还很不完善，对事物的探索好奇，又往往具有盲目性，缺乏目的性，并对探索科学的过程与方法及结论的形成缺乏理性的思考。 三、学法指导 采用类比、打比方、讨论、图文结合等形式，引导学生认同细胞膜作为系统的边界，对于细胞这个生命系统的重要意义。通过问题引导读书法培养学生自学能力，获取信息；利用模型，化抽象为具体，通过观察、体验实验、读书做题，体现学生是教学的主体；板书和学生一起完成，使学生在不知不觉中转化成了课堂的主体，变被动为主动，通过多种活动，突出对学生自主学习和合作学习能力的培养。通过指导学生运用形象记忆，教给学生记忆的方法。细胞膜功能部分，注重与现实生活的联系，激发学生学习兴趣。 四、难点突破 本节课，用哺乳动物红细胞制备细胞膜的方法是一个难点，该难点主要通过学生带问题阅读教材及相关图解；分析材料的选择、方法的选择、实验的基本要求来达到目的；对于细胞膜的功能，通过讨论、举例、看图、多媒体展示等方法，让学生感受细胞膜对于细胞这个生命系统的重要意义。 五、教学过程 （一）激发情趣，导入新课： 细胞是最基本的生命系统，在前面的学习中，我们认识了细胞中的元素和化合物，从今天开始，我们将
膜生物反应器设计方案及详细参数介绍讲解
膜生物反应器（MBR）介绍及设计应用 （内部资料） 北京碧水源科技发展有限公司 https://www.360docs.net/doc/015726527.html,
目录 1膜生物反应器（MBR）介绍 (1) 1.1原理 (1) 1.2工艺特点 (1) 2设计 (3) 2.1设计进水水质 (3) 2.2设计出水水质 (3) 2.3优质杂排水→城市杂用水（中水） (3) 2.3.1工艺流程 (3) 2.3.2设计说明 (4) 2.4生活污水→二级出水 (5) 2.4.1工艺流程 (5) 2.4.2设计说明 (6) 2.5生活污水→国家一级A标准 (9) 2.5.1工艺流程 (9) 2.5.2设计说明 (9)
1膜生物反应器（MBR）介绍 1.1原理 膜生物反应器（Membrane Bio-Reactor）简称MBR，是二十世纪末发展起来的新技术。它是膜分离技术和生物技术的有机结合。它不同于活性污泥法，不使用沉淀池进行固液分离，而是使用微滤膜分离技术取代传统活性污泥法的沉淀池和常规过滤单元，使水力停留时间（HRT）和泥龄（STR）完全分离。因此具有高效固液分离性能，同时利用膜的特性，使活性污泥不随出水流失，在生化池中形成8000－12000 mg/L超高浓度的活性污泥浓度，使污染物分解彻底，因此出水水质良好、稳定，出水细菌、悬浮物和浊度接近于零，并可截留粪大肠菌等生物性污染物，处理后出水可直接回用。 图1 膜生物反应器工作原理简图 1.2工艺特点 （1）出水水质优良、稳定。高效的固液分离将废水中的悬浮物质、胶体物质、生物单元流失的微生物菌群与已净化的水分开，不须经三级处理即直接可回用。具有较高的水质安全性。
《细胞膜──系统的边界》教学设计说明
《细胞膜——系统的边界》教学设计 ——依托生动的经典实验资料，创设探究情景，激发学生兴趣 一、设计思路 充分发挥学生的主体作用和教师的主导作用，通过教师提供的研究材料，引导学生进行科学思维，启发学生用已知去探究未知，并对自己的探究结果加以归纳总结，最终促进学生透彻理解细胞膜的成分和功能，并运用有关知识去解决实际问题。为此，教学中依托生动的经典实验资料，创设探究情景，激发学生兴趣。 教学目标 知识目标 简述细胞膜的成分和功能。 能力目标 （1）探讨问题并分析实验结果，养成科学探究的能力。 （2）尝试制备细胞膜的实验，体验制备细胞膜的方法。 情感目标 （1）认同细胞膜作为系统的边界，对于细胞这个生命系统的重要意义。 （2）通过对细胞膜结构和功能的学习，认同生物体结构与功能相统一的观点。 三、教学重点和难点 1.教学重点 （1）细胞膜的成分和功能。 （2）细胞膜对于细胞这个生命系统的重要意义。 2.教学难点 （1）用哺乳动物红细胞制备细胞膜的方法。 （2）形象的理解细胞膜的功能，体会细胞膜作为细胞这个生命系统的边界的意义。 四、课前准备 1.实验用品：烧杯、浓盐酸、淸水、培养皿、银子、大白豆（淸水浸泡和淸水浸泡后煮熟）、红色玫瑰花瓣、稀释20倍的红墨水、展示台等 2.生物课外兴趣小组的实验汇报视频
（2 ）控制物质进岀细胞 （3）进行细胞间的信息交流 实验2 分组实验、观察、 分析。 阅读教材结合已有 知识思考回答。 实验小组的同学 培养学生动手 实验的能力；探 讨问题并分析 实验结果，养成 科学探究的能 力。 利用演示文稿 中的图片和动 画来形象地说 明问题
膜生物反应器
膜生物反应器 科技名词定义 膜生物反应器 membrane bioreactor;MBR 定义1： 膜技术与生物技术结合的使系统出水水质和容积负荷都得到大幅提高的一种污水处理装置。 所属学科： 海洋科技（一级学科）；海洋技术（二级学科）；海水资源开发技术（三级学科）定义2： 一种含有固定酶或细胞、可用来促进特定生物化学反应的反应器。是工业生化在生产工艺上采用的一种膜技术。 简介 膜生物反应器 膜-生物反应器（Membrane Bio-Reactor,MBR）为膜分离技术与生物处理技术有机结合之新型态废水处理系统。是一种由膜分离单元与生物处理单元相结台的新型水处理技术，以膜组件取代二沉池在生物反应器中保持高活性污泥浓度减少污水处理设施占地，并通过保持低污泥负荷减少污泥量。主要利用沉浸于好氧生物池内之膜分离设备截留槽内的活性污泥与大分子固体物。因此系统内活性污泥（MLSS）浓度可提升至10,000mg/L，污泥龄(SRT)可延长30天以上，于如此高浓度系统可降低生物反应池体积，而难降解的物质在处理池中亦可不断反应而降解。故在膜制造技术不断提升支援下，MBR处理技术将更加成熟并吸引着全世界环境保护工业的目光，并成为21世纪污水处理与水资源回收再利用唯一选择。 用途
污水处理:中国是一个缺水国家,污水处理及回用是开发利用水资源的有效措施。污水回用是将城市污水通过膜生物反应器等设备的处理之后,将其用于绿化、冲洗、补充观赏水体等非饮用目的,而将清洁水用于饮用等高水质要求的用途。城市污水就近可得,免去了长距离输水:其在被处理之后污染物被大幅度去除,这样不仅节约了水资源,也减少了环境污染。污水回用已经在世界上许多缺水的地区广泛采用,被认为具有显著的社会、环境和经济效益。 迸出水水质比较: 设计进水水质:BOD5<30Omg/l CODcr<50Omg/l SS<30Omg/l T--N<4-5mg/l 出水水质:BOD5<5mg/l NH4+-N<1.Omg/l CODcr〈2Omg/l 浊度<1NTU 膜生物反应器 SS=Omg/l 细菌总数<20个/ml T-N<0.5mg/l 大肠杆菌数未检出 膜的种类繁多,按分离机理进行分类,有反应膜、离子交换膜、渗透膜等;按膜的性质分类,有天然膜(生物膜)和合成膜(有机膜和无机膜) ;按膜的结构型式分类,有平板型、管型、螺旋型及中空纤维型等。 工艺 膜生物反应器(MBR)是杨造燕教授及其领导的科研小组历经10年时间研究开发出来的新型污水生物处理装置,该技术被称为"21世纪的水处理技术",该项目曾被列为国家八?五、九?五重点科技攻关项目并被国家列为"中国21世纪议程实施能力及可持续发展实用新技术",此项技术在国内处于领先水平,部分指标达到国际领先水平。 MBR是膜分离技术与生物处理法的高效结合,其起源是用膜分离技术取代活性污泥法中的二沉池,进行固液分离。这种工艺不仅有效地达到了泥水分离的目的,而且具有污水三级处理传统工艺不可比拟的优点: 1、高效地进行固液分离,其分离效果远好于传统的沉淀池,出水水质良好,出水悬浮物和浊度接近于零,可直接回用,实现了污水资源化。
国内外感染伤口细菌生物膜处理方式的研究进展
国内外感染伤口细菌生物膜处理方式的研究进展 细菌生物膜是感染伤口迁延不愈，手术及局部给药治疗效果不佳的主要原因之一。目前临床上普遍使用的处理伤口细菌生物膜的方法有局部机械清创法、负压疗法、局部药物等，虽具有一定的治疗效果，但细菌生物膜仍是目前临床治疗慢性感染的棘手问题。近年来，国内外学者提出了一些新的治疗方法及理念，如光动力学治疗、低能量光疗、乙酸及抗菌肽等的使用，本文综述了国内外感染伤口细菌生物膜处理的研究进展，以期为目前生物膜的临床治疗与护理带来启发。 Abstract：Bacterial biofilm is one of the main reasons for the unhealing of infection wound，the poor effect of operation and local administration.At present，the methods of treating bacterial biofilm in clinic are local mechanical debridement，negative pressure therapy，local medicine and so on. Although it has certain therapeutic effect，bacterial biofilm is still a thorny problem in clinical treatment of chronic infection.In recent years，scholars at home and abroad have put forward some new treatment methods and ideas，such as photodynamic therapy，low-energy phototherapy，acetic acid and antimicrobial peptides，etc.This article reviews the research progress of bacterial biofilm treatment in infected wounds at home and abroad in order to bring inspiration to the clinical treatment and nursing of biofilm. Key words：Bacterial biofilm；Infected wound；Photodynamic therapy；Low energy phototherapy；Antimicrobial peptide 傷口细菌生物膜（bacterial biofilm）因其独特的组织结构，对抗生素以及其它一些抗菌物质有着极强的耐药性[1]。美国疾控中心数据表明，65%～80%的伤口感染都与细菌生物膜有关[2]。而细菌生物膜也成为了感染伤口迁延不愈，手术及局部给药治疗效果不佳的主要原因之一。目前临床上普遍用来处理伤口细菌生物膜的方法包括局部机械清创法，破坏菌膜、生物工程替代疗法、负压疗法、局部药物等治疗方法，以上方法虽均具有一定的治疗效果，但细菌生物膜仍是目前临床治疗慢性感染的棘手问题。近年来，国内外医学专家通过对细菌生物膜产生的机制和其对伤口愈合的不利影响，以及如何消除伤口生物膜的方法进行了研究，并提出了一些新的治疗方法及理念，这些会对目前生物膜的临床治疗与护理带来启发，现综述如下。 1细菌生物膜产生的机制及特性 细菌生物膜是微生物有组织生长的聚集体，指细菌不可逆的附着于一个惰性或活性的实体表面，进而繁殖、分化，并分泌一些多糖（EPS）基质，将菌体群落包裹其中而形成的细菌聚集体膜状物。单个生物膜可由一种或多种不同的微生物组成，包括细菌，还包括真菌、病毒、蛋白质、细胞外DNA等多种成分[3]。 生物膜的形成是一个动态[4]的过程，主要分以下3个阶段：微生物附着于创面，EPS的分泌和菌落的形成，以及菌落细胞的成熟与传播。当生物膜内环境
支原体生物膜研究进展_叶晓敏
·综述·支原体生物膜研究进展 叶晓敏，陆春 (中山大学附属第三医院皮肤科，广东广州510630) ［摘要］近几年，支原体生物膜研究逐渐受到研究人员的关注。多种支原体都被证实具有生物膜形成 能力，生物膜形成后支原体耐药性增加，研究生物膜对于防治临床支原体感染有着重大意义。本文从 目前报道的几种支原体生物膜的形成及结构、生物膜形成的影响因素、生物膜形成对支原体药物敏感 性的影响及可能机制等几个方面综述了目前对支原体生物膜的研究进展。 ［关键词］支原体;生物膜 ［中图分类号］R759［文献标识码］A［文章编号］1674－8468(2011)01－0060－04 生物膜(Biofilm，BF)是微生物在生长过程中附着于物体表面而形成的由微生物的细胞及其分泌的聚合物等所组成的膜样多细胞复合体［1］。生物膜的存在可以增强病原微生物对宿主免疫攻击及抗菌药物的抵抗力。目前对大量支原体的研究已发现很多支原体都具有形成生物膜的能力。生物膜形成后增强了支原体对环境压力如热、干燥、缺氧、高渗透压等［2-3］及对抗菌药物的抵抗力［4］。本文从支原体生物膜的形成及结构、生物膜形成的影响因素、生物膜形成对支原体药物敏感性的影响及可能机制等几个方面对目前支原体生物膜的研究进展作一综述。 1支原体生物膜的鉴定及其形成和结构 生物膜是微生物细胞不断粘附、聚集，并包裹在自身生成的胞外基质中形成的多聚复合物，体积上15%由细胞组成，85%由胞外基质组成。目前生物膜的培养多以玻片、细胞爬片、滤膜为载体，可在液体中或固体培养基表面培养，依靠扫描电镜或共聚焦显微镜观察，通常认为观察到多层复合结构即为生物膜结构［5-6］。 生物膜的形成是一个动态过程，先后包括5个步骤［7］:可逆性粘附、不可逆性粘附、早期形成阶段、成熟及消散阶段。虽然很多研究认为支原体培养24小时生物膜即已形成，并以此期生物膜为对象研究其对抗菌素等的抵抗力。但Laura McAuliff等［2］在研究了牛支原体生物膜时有不同的发现。作者利用共聚交显微镜结合SYTO9/PI 荧光探针对牛支原体生物膜形成的动态过程进行观测，发现形成的24及48小时大部分细胞是活的，而通过共聚交显微镜的观察及三维重构发现牛支原体生物膜在最初的24小时仅有一层细胞粘附，48小时才发展成一个非匀质的框架结构，有近20um高，还有通道样结构，此时的生物膜才趋于成熟，同时研究发现培养24小时的牛支原体生物膜对达氟沙星，恩氟沙星，土霉素与游离状态的细胞同样敏感，证明牛支原体培养24小时尚未形成成熟生物膜。可见不同微生物生物膜成熟的时间是存在差异的，在对生物膜特性进行研究之前因先确定其成熟时间点。 支原体生物膜形态与其他微生物相似，可呈网络样、蜂窝状、柱状、蘑菇样、塔样，其间可见水通道，同一种微生物可形成不同结构的生物膜。如肺炎支原体的生物膜最初可形成蜂窝状的区域，在此基础上向外生长成蘑菇状或塔状，塔的直接从小的10um到大于50um，并在塔结构内可见到通道。随着生物膜生长时间的延长，蜂窝状结构中的空洞减少而塔的直径增加，生物膜的形成逐渐趋于成熟［8］。生物膜在不断成熟、丰厚的过程中对内层细胞保护作用不断增强，但由于其深部的细胞营养物质及氧份缺乏也会抑制其生长，正如Laura McAuliff的研究发现培养72小时的生物膜中近70%的细胞都死亡了，活的细胞主要位于生物膜中心。 2影响支原体生物膜形成的因素 生物膜的形成过程中粘附是第一步也是最关键的一步，某些胞外多糖及蛋白质物质是介导粘附的重要基质。如大肠杆菌的表多糖［9］，铜绿假单胞菌的藻酸盐［10］等都可促进生物膜的形成。有关支原体的研究也发现支原体的生物膜形成也与某些多糖及蛋白质物质有关。 2．1多糖与生物膜形成 野生型的肺炎支原体可形成一种胞外多糖，即表多糖(exopolysaccharide，EPS)-Ⅰ，它是由当量克分子的葡萄糖
细胞膜系统的边界(教案)
细胞膜——系统的边界 一、导入 前面因为《来自星星的你》都教授红遍了大江南北，一夜之间就在中国取得了35个广告的代言权，但是好景不长，没过多久他又被网友们黑得体无完肤，因为其拒绝承认长白山是中国的。到底长白山是中国的还是朝鲜的，这就牵涉到了国界的问题。国界指的是国家领土范围的地理界限，在地图上我们可以看到我们的国家被国界线勾勒成一只雄鸡，但是国界线是真实存在的吗？（不是，是人为划定的）那么大家的课桌有没有边界？（有）课桌的边界是真实存在的吗？（是，触手可及）因此，我们可以发现有的边界是实际存在的，而有的边界是人们假想出来的。 细胞作为生命系统最基本的结构层次，它有没有边界呢？（有）这个边界是什么？（细胞膜）那么细胞膜是不是真实存在的呢？大家看到教材40页上的问题探讨：1、气泡是光亮的，里面只有空气；而细胞结构复杂，在显微镜下调节焦距可以看到细胞的不同层面。不能看到细胞膜，但能看见细胞核外界环境之间是有界限的。2、并不是所有的物质都能进入细胞；用显微注射器将一种叫做伊红的物质注入变形虫体内，伊红能很快的扩散到整个细胞，却不能很快的逸出细胞；在光镜下可见，用微针碰细胞表面时，细胞表面有弹性，可伸展。二、实验：制备细胞膜 那么要证实细胞膜是真实存在的最有力的证据就是分离获得细胞膜。那么大家思考一下什么细胞更适合作为制备细胞膜的实验材料，
动物细胞还是植物细胞？（动物细胞，没有细胞壁）是不是所有的动物细胞都适合呢？可能存在什么样的问题？（细胞核和很多细胞器也有膜，这些膜可能会和细胞膜混在一起；选择哺乳动物的红细胞：人和其他哺乳动物成熟的红细胞中没有细胞核和众多的细胞器）实验过程：制作装片（用滴管吸取一滴红细胞稀释液（生理盐水，分散细胞，防止凝结成块），滴在载玻片上，盖上盖玻片）——观察（用显微镜观察红细胞的形态，由低倍到高倍）——滴蒸馏水（在盖玻片的一侧滴一滴蒸馏水，在另一侧用吸水纸吸引）——观察（持续观察细胞的变化）——结果（凹陷消失，细胞体积增大，细胞破裂，内容物流出来，获得细胞膜） 讨论部分：细胞膜和细胞质中其他结构的质量不一样，可以采用不同转速离心的方法浆细胞膜与其他物质分开。 三、细胞膜的成分 获得了细胞膜，我们就可以更加深入的来了解它，比如细胞膜的组成成分，大家思考一下，从化学的角度分析，可以用哪些手段研究细胞膜的物质组成？（染色法：利用某种指针对某些特定的物质能染色的染色剂来染色以鉴定某种物质的方法）当然还有许多其他的方法可以对细胞膜的成分加以鉴定，比如溶解法：19世纪末，欧文顿用500多种化学物质对植物细胞的通透性进行过上万次实验，发现细胞膜对不同物质的通透性不一样，凡是溶于脂质的物质都比不能溶于脂质的物质更容易通过细胞膜进入细胞。由此，我们可以进行什么样的猜想？（细胞膜含有脂质物质）当然还要经过化学分析才能最终确定
结核分枝杆菌生物膜研究进展
Hans Journal of Medicinal Chemistry 药物化学, 2018, 6(3), 78-84 Published Online August 2018 in Hans. https://www.360docs.net/doc/015726527.html,/journal/hjmce https://https://www.360docs.net/doc/015726527.html,/10.12677/hjmce.2018.63011 Advances on Research of Mycobacterium tuberculosis Biofilms Menglan Gan, Renfeng Wang, Zaichang Yang* School of Pharmacy, Guizhou University, Guiyang Guizhou Received: Aug. 1st, 2018; accepted: Aug. 15th, 2018; published: Aug. 22nd, 2018 Abstract Biofilms refer to a microbial community that is surrounded by a self-generated extracellular po-lymer and attached to the cell surface, but the physiology and genetics definition of the M. tuber-culosis biofilm have not yet been described. Because of its unique physiological state, M. tuberculo-sis biofilms limit the therapeutic effect of anti-tuberculosis drugs, prolong the cycle of tuberculosis treatment, and seriously endanger human health. This article reviewed the formation mechanism, structural composition and related functions and quantitative methods of M. tuberculosis biofilms, and discussed the research ideas of using M. tuberculosis biofilms as novel anti-tuberculosis drugs to shorten the treatment of tuberculosis and provide a new direction for improving the therapeu-tic effect of tuberculosis. Keywords Mycobacterium tuberculosis, Biofilms, Tolerance 结核分枝杆菌生物膜研究进展 甘梦兰，王仁凤，杨再昌* 贵州大学药学院，贵州贵阳 收稿日期：2018年8月1日；录用日期：2018年8月15日；发布日期：2018年8月22日 摘要 生物膜是指被自我产生的细胞外聚合物包裹，并附着在细胞表面的微生物群落，但结核分枝杆菌生物膜*通讯作者。
膜生物反应器处理生活污水及中水回用
节水与回用 膜生物反应器处理生活污水及中水回用 荆肇乾1, 吕锡武1, 赵硕伟2 (1.东南大学环境科学与工程系,江苏南京210096;2.镇江生态环境咨询中心, 江苏镇江212001) 摘 要: 针对生活污水的特点,在小试基础上建成了膜生物反应器中水回用示范工程(24 m3/d)。运行结果表明,出水浊度、BOD5、NH3-N、动植物油平均浓度分别为1.8NT U、8.7mg/L、 1.69mg/L、0.58mg/L,出水无色无味,各项水质指标均优于《城市污水再生利用———城市杂用水 水质》(G B/T18920—2002)标准。膜及膜面凝胶层对稳定系统出水水质起到了决定性作用。 关键词: 生活污水; 膜生物反应器; 中水回用 中图分类号:X703.1 文献标识码:C 文章编号:1000-4602(2006)18-0077-03 D om esti c Sewage Trea t m en t and Reuse Usi n g M em brane B i oreactor J I N G Zhao2qian1, LV Xi2wu1, ZHAO Shuo2wei2 (1.D ept.of Environm ental Science and Eng ineering,S outheast U n iversity,N anjing210096, China;2.Z henjiang Ecologica l and Environm ental Consultation Center,Zhenjiang212001, Ch ina) Abstract: Based on the characteristics of domestic se wage and p il ot2scale experi m ental operati on, a de monstrati on p r oject of me mbrane bi oreact or(MBR)f or domestic se wage treat m ent and reuse was es2 tablished(24m3/d).Operati on results show that the average concentrati on of turbidity,BOD5,NH3-N and oil in the effluent are1.8NT U,8.7mg/L,1.69mg/L,and0.58mg/L,res pectively.The efflu2 ent is col orless or odorless.The para meters of the effluent are better than the R euse of U rban R ecycling W a ter—W ater Q uality S tanda rd for U rban M iscellaneous W a ter Consum ption(G B/T18920-2002). Me mbrane and gel layer on the membrane surface are critical t o the stabilizati on of effluent quality. Key words: domestic se wage; me mbrane bi oreact or(MBR); waste water reuse 1 示范工程概况 在实验室小试研究基础上,建成了设计流量为24m3/d的中水回用示范工程———中国冶金设备南京有限公司污水处理和中水回用工程,处理出水可用作厂区内冲厕、洗车和绿化景观用水。 污水处理及回用工艺流程见图1。 污水首先经格栅去除较大的漂浮物及悬浮物后进入调节池(池内设置组合填料),调节池设计考虑较长的水力停留时间(充分考虑污水水量变化较大的特点),污水水质、水量在此均和后经污水提升泵(液位控制、自动启闭、1用1备、自动切换)提升进入膜生物反应器(MBR),大部分污染物在此得到降解[1、2],最后经自吸泵间歇抽吸(抽吸12m in,停止3m in)出水, 出水经过紫外灯杀菌器消毒后进入清水池。 图1 工艺流程 Fig.1 Sche matic diagra m of de monstrati on p r oject 第22卷 第18期2006年9月 中国给水排水 CH I N A WATER&WASTE WATER Vol.22No.18 Sep.2006
2008-植物相关细菌生物膜研究进展
收稿日期：２００８－０４－２９ 基金项目：江苏省农科院院基金（６２１０７３０） 作者简介：杨敬辉（１９７３－），男，云南丽江人，助理研究员，从事植物病害生物防治工作。 河北农业科学，２００８，１２（９）：１－３ＪｏｕｒｎａｌｏｆＨｅｂｅｉＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅｓ 责任编辑李布青 在自然环境中生存的细菌结合于固体、液体介质表面或与别的微生物细胞密切接触，以多细胞形式聚集在一起称作生物膜［１］。细菌粘附于寄主表面，彼此间由１个结构复杂的基质包裹，基质通常由不同的胞外多聚物，包括多聚糖、蛋白和ＤＮＡ等组成。生物膜的构型排列很复杂，有些是表面平坦无特征的膜，有些则是由多层细胞聚集形成形状各异的膜，如塔型和彩带型等。 生长于生物膜内的细菌所表现的细胞生理学，与其 分散生长于组织内时所表现的生理学不同［２］。在生物膜 内，细菌能对营养、代谢排泄物的浓度和细菌群体密度作出反应，调节新陈代谢，并能与邻近细胞相接触，参与细胞之间的交流。细菌形成生物膜后增强了对抗生素的忍耐力。生物膜所具有的有益和有害的活性，使其在工业、医药和设施农业上具有重要意义。 虽然许多关于微生物生物膜形成的基础研究大多集中在无生命物质的表面，但很明显在寄主植物与细菌互作过程中，细菌可在生物体表面上形成生物膜。粘附于植物表面的多细胞聚集体被描述为微菌落、聚集体或细 胞簇［３］ 。综述了有关生物膜结构、形成和微生物与陆生 植物结合所形成生物膜特性等方面的研究进展。 １细菌生物膜形成的影响因子 １．１复杂而动态的植物表面环境影响生物膜的形成 陆地环境中蕴藏着丰富而多样的微生物群落，这些 微生物群落能参与资源库的竞争和修整。在复杂而竞争的环境中，植物提供微生物赖以生存的环境。细菌定殖于植物的叶面、根、种子和内部脉管系统，这些类型的组织有特殊的化学和物理特性，这些特性影响了微生物的定殖机会和挑战能力。 陆生环境中水的可利用程度及其饱和水平是多样的，植物与细菌的互作大多经历不同水平的水合作用。此外还依赖于定殖位点、气侯条件和适宜的土壤组成等。植物的叶表面相对干燥，但能被雨水和露水淋湿。植物根围和土壤中种子表面含水量则更依赖于土壤中水的饱和度。水的限制作用能极大的影响生物膜的结构。 因此，特定环境和特定组织内水的饱和水平将极大 的影响生物膜的形成［３］ 。而在每个大的组织类型中又有 不同的微环境，如：植物根的不同部位表现出不同的小生境，生长活跃的根组织在土壤中的分泌率较高，而处 于生长点的根冠细胞则不断脱落［４］ 。不同场所释放的营 养和渗出物质能在很大程度上影响生物膜的产生。植物叶面组织经常含有一腊质层，其在叶片上表面和下表面分布不同。韧皮部和木质部导管在脉管系统中是不同的组织类型，在叶、茎干和根中的韧皮部及木质部组织，其流动性组成，体系结构和空间排列上均不相同。细菌能适应各种小环境，因此，生物膜的形成反映了其定殖场所的自然状态。 １．２细菌在植物表面主动和被动的沉积作用对生物膜形成的影响 微生物沉积作用的被动机制在整个陆生环境中较为常见，如风、雨的飞溅和根围的水流。而趋化性和运动 性是细菌形成生物膜的主动性机制［５］。不同假单胞菌的 植物相关细菌生物膜研究进展 杨敬辉１，文平兰２，陈宏州１，朱桂梅１，潘以楼１ （１．镇江农科所，江苏句容２１２４００；２．句容市农技推广中心，江苏句容２１２４００） 摘要：介绍了不同类型的植物相关细菌生物膜，综述了有关生物膜结构、形成和微生物与陆生植物结合所形成生物膜的特性等方面的研究进展，阐述了植物表面环境、细菌在植物表面主动和被动的沉积作用等对生物膜形成的影响。关键词：微生物；生物膜；群体感应中图分类号：Ｑ９２５ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００８－１６３１（２００８）０９－０００１－０３ ＲｅｓｅａｒｃｈＰｒｏｇｒｅｓｓｏｎＢｉｏｆｉｌｍＦｏｒｍａｔｉｏｎｏｆＰｌａｎｔ!ａｓｓｏｃｉａｔｅｄＢａｃｔｅｒｉａ ＹＡＮＧＪｉｎｇ!ｈｕｉ１，ＷＥＮＰｉｎｇ!ｌａｎ２，ＣＨＥＮＨｏｎｇ!ｚｈｏｕ１，ＺＨＵＧｕｉ!ｍｅｉ１，ＰＡＮＹｉ!ｌｏｕ１（１．ＺｈｅｎｊｉａｎｇＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅ，Ｊｕｒｏｎｇ２１２４００，Ｃｈｉｎａ；２．ＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＥｘｔｅｎｓｉｏｎＣｅｎｔｅｒｏｆＪｕｒｏｎｇ Ｃｉｔｙ，Ｊｕｒｏｎｇ２１２４００，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｓｅｖｅｒａｌｔｙｐｅｓｏｆｐｌａｎｔ!ａｓｓｏｃｉａｔｅｄｂａｃｔｅｒｉａｂｉｏ－ｆｉｌｍｓｗｅｒｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｐｒｏｇｒｅｓｓｏｎｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｆｏｒ－ｍａｔｉｏｎａｎｄｃｈａｒａｃｔｅｒｏｆｂｉｏｆｉｌｍｗｅｒｅｒｅｖｉｅｗｅｄ．Ｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｉｎｇｏｆｔｈｅｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｏｆｐｌａｎｔｓｕｒｆａｃｅａｎｄｔｈｅａｃｔｉｏｎｏｆｐｌａｎｔ!ａｓ－ｓｏｃｉａｔｅｄｂａｃｔｅｒｉａｉｎｔｅｒａｃｔｉｎｇｗｉｔｈｈｏｓｔｔｉｓｓｕｅｓｕｒｆａｃｅｓｄｕｒｉｎｇｐａｔｈｏｇｅｎｅｓｉｓａｎｄｓｙｍｂｉｏｓｉｓｏｎｔｈｅｂｉｏｆｉｌｍｆｏｒｍａｔｉｏｎｗｅｒｅｅｌａｂｏ－ｒａｔｅｄ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｍｉｃｒｏｏｒｇａｎｉｓｍ；Ｂｉｏｆｉｌｍ；Ｑｕｏｒｕｍ!ｓｅｎｓｉｎｇ