环境微生物学 绪论
环境微生物学目录
第1篇环境微生初学基础第1章绪论第一节微生物与环境一、微生物的特点二、微生物对人类生存环境的影响第二节环境微生物学的定义与研究任务一、微生物在自然环境中存在的基本状况与活动规律二、微生物对化学污染物的防治及其他有利影响三、微生物对环境的有害影响及其防治四、环境监测中的微生物学技术与方法第三节我国环境微生物学的兴起与发展第2章环境中的微生物第一节微生物类群与生物三域一、微生物及其类群二、生物三域特征第二节真细菌一、细菌二、放线菌三、光合型细菌四、鞘细菌五、滑动细菌六、其他细菌型微生物第三节古细菌一、古细菌的特点二、产甲烷古细菌群三、还原硫酸盐古细菌群四、极端嗜盐古细菌群五、无细胞壁古细菌群六、极端嗜热和超嗜热的代谢元素硫的古细菌群第四节真菌一、真菌的营养体二、真菌的繁殖与繁殖体三、真菌的菌落特征四、真菌的分类及常见属第五节藻类和原生动物一、藻类二、原生动物第六节非细胞型微生物一、病毒二、噬菌体三、亚病毒第七节微生物的分类、鉴定和保藏一、微生物分类与鉴定二、微生物菌种的保藏第3章微生物的生长与代谢第一节微生物的营养与营养类型一、微生物的化学组成与营养物质二、微生物的营养类型三、营养物质的摄取第二节微生物的代谢一、酶二、微生物的能量生成与转换三、微生物呼吸作用类型四、微生物的同化作用第三节微生物的生长繁殖一、生长与繁殖的概念”二、微生物生长量的测定方法三、分批培养四、连续培养五、细菌的非可培养状态第四节环境因素对微生物生长的影响……第4章微生物的遗传与变异第5章微生物在环境中的分布及其相互关系第6章微生物在物质循环中的作用第2篇微生物治理环境第7章微生物对污染物的降解与转化第8章污水的生物处理第9章废渣与废气的生物处理第10章污染环境的生物修复第11章环保型微生物制剂的开发应用第12章微生物与废物资源化第3篇微生物污染环境第13章环境中的致病微生物第14章微生物的代谢产物与环境污染第15章微生物与水体富营养化第4篇微生物监测环境第16章环境污染的指示微生物第17章污染物生物毒性的微生物学检测方法第18章污染物致突变性的微生物检测方法第19章微生物监测技术的新发展主要参考书目环境微生物学专业词汇索引。
环境微生物-绪论PPT课件
❖ 1969年Whittaker根据细胞组织 及营养吸收方式的不同提出生物 分类的五界系统：原核生物界、 原生生物界、真菌界、植物界和 动物界；微生物分别属于五界中 的三界：原核生物界、真菌界和 原生生物界
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动物界；微生物分别属于五界中
的三界：原核生物界、真菌界和
原生生物界
❖ 1980年Woese等提出古细菌的概
念，又建议将生物分真核生物、
真细菌和古细菌三精选个pp概t课件念2021
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二、微生物的特点
（一） 个体极小、结构简单
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二、微生物的特点
（二） 种类繁多、分布广泛
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生物的总称。
1.1 微生物在自然界的地位
二、微生物的分类
❖ 在微生物发现之前，生物分为： 动物界和植物界
❖ 1866年Haeckel提出三界系统， 把生物分为动物界、植物界和原 生生物界
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1.1 微生物在自然界的地位
二、微生物的分类
❖ 在微生物发现之前，生物分为： 动物界和植物界
镇江高专专科学校化工系
环境微生物
任课教师：*** QQ: ********* E-mail:***********
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教学安排与成绩评定
❖ 教材:
化学工业出版社《环境微生物》周凤霞、白京生主编 参考：高等教育出版社《环境微生物学》王家玲主编
❖ 教学安排：
总学时：40 学时（理论）＋ 16 学时（实验）
环境微生物学 PPT课件
研究内容。 （3）在治理污染的人工构筑系统中微生物的作用与应用，
此即环境工程微生物学的主要内容。
（4）在环境监测中的应用，此即环境微生物监测技术。
（三）环境微生物学学科特点
1、以微生物学为基础，与微生物生态学联系紧密。 2、是实用性极强的独立学科。与发酵微生物、工
五 环境微生物学及其研究内容
（一）环境微生物学概念
环境微生物学是由普通微生物学发展起来的环境 科学和环境工程相结合的一门理论基础学科。
以普通微生物学为基础，在研究微生物一般规律 的同时，着重微生物和环境之间相互作用的规律、 微生物活动对环境和人类产生的影响以及在环境污染 控制工程中有关微生物学原理的研究。
非细胞结构的病毒、类病毒、拟病毒等； 细胞结构的：
①属于原核生物的细菌、放线菌、立克次氏体、衣原体等 ；
②属于真核生物的酵母菌、霉菌、蕈菌、单细胞藻类、原 生动物等。
脊髓灰质炎病毒
H1N1病毒
我们生活中的微生物
土壤 水体 空气 极端环境 皮肤 肠道 •••••• 土壤：细菌数亿/g
人口腔中的微生物
教学安排
54 学时，3学分
成绩评定
平时成绩 30% 期中考试成绩 20% 期末考试 50%
主要参考教材: 殷士学主编. 环境微生物学. 北京: 机械工业出版社, 2006
参考书目: 1. 乐毅全,王世芬主编.环境微生物学.北京:化学工
业出版社,2005 2. 和文祥,洪坚平主编.环境微生物学. 北京:中国农
我国环境微生物学的兴起与发展
我国环境微生物学科研起始于20世纪70年代。
目前研究的成果：
1、中科院微生物研究所在70年代初分离筛选有效 微生物，成功处理氯丁橡胶、腈纶、TNT炸药等工 业废水。华东师范大学研究球衣菌处理生活污水及 光合细菌处理豆制品废水。
《环境微生物学》讲义大纲
《环境微生物学》讲义大纲第一章绪论前言1．微生物学的形成与进展●推测时期●观察时期●培养时期巴斯德、科赫等的奉献简介●生理学研究时期2．环境微生物学的形成与进展第一节、微生物的特点一、个体小、种类多、分布广、代谢类型多样二、繁殖快三、代谢强度大：四、数量多五、易变异第二节、环境微生物学的研究内容一、自然环境中的微生物生态学研究二、污染环境中的微生物生态学研究三、废水、废物的生物处理中的微生物学原理与方法研究四、环境监测与评价的微生物方法与原理研究第三节、学习环境微生物的意义21世纪环境微生物学展望重点：微生物、微生物的特点，环境微生物学的要紧学习内容与学习方法第二章、环境中微生物的要紧类群前言微生物的种类繁多，根据它们的形态、结构与生理性状等特征，要紧归纳如下：原核微生物与真核微生物的要紧区别第一节、细菌细菌是一大群单细胞原核微生物，是微生物学的要紧研究对象，也是环境微生物学的讨论重点。
一、细菌的形状与大小1、细菌的个体形态（三种要紧形态）2、菌落的形态（colony）固体培养基（1）细菌在固体琼脂（1.5～2.0％）平板上的菌落特征（2）在半固体琼脂（0.3～0.5％）试管培养基中穿刺接种所形成的培养特征（3）在明胶试管培养基中穿刺接种所形成的培养特征二、细菌细胞的结构细菌细胞结构模式图1、细胞壁（1）功能：（2）结构：（3）细胞壁与革兰氏染色染色的历史进展与染色原理染色方法可分为简单染色法与复染色法之分。
步骤与原理。
革兰氏染色的机理2、细胞膜（1）细胞膜的结构（2）功能：3、细胞核：细菌的细胞核没有核膜与核仁，没有固定形态，结构简单。
细菌质粒（plasmid），降解质粒。
4、细胞质及其内含物（1）细胞质：（2）细胞质内含物：5、荚膜（1）类型：大荚膜、微荚膜、粘液层、粘接物、菌胶团（2）化学构成（3）功能及意义6、鞭毛：运动器细菌的趋光性、趋化性等7、芽孢：某些细菌在生长的一定阶段，能形成对不良环境条件具有较强抗性的休眠体。
环境微生物学复习总结
环境微⽣物学复习总结第⼀章绪论1.微⽣物是如何被发现的？荷兰⼈，列⽂虎克，单式显微镜16702.微⽣物的定义及特点微⽣物是指所有个体微⼩、结构简单，⽤⾁眼以看见，须借助于显微镜才能看见的，单细胞或个体结构简单的多细胞，或⽆细胞结构的低等⽣物的统称。
包括⾮细胞⽣物，原核⽣物，部分真核⽣物。
微⽣物的特点：体积⼩，⽐表⾯积⼤；吸收多，转化快；⽣长旺，繁殖快；适应性强，易变异；分布⼴，种类多3.三界分类系统包括哪三类？三界分类系统是Carl Woese 于1990提出的，将细胞型⽣物分为古菌、细菌和真核⽣物。
4.根据⼏种常见的微⽣物英⽂名写出其中⽂名称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. ⼀种假单胞菌属细菌Pseudomonas spp. ⼏种假单胞菌属细菌5.微⽣物分类的依据微⽣物分类的依据：形态特征，⽣理⽣化特征，⽣态特征，遗传特征，其他(全细胞蛋⽩分析，多位点酶分析等)。
分类⽅法：经典分类法(双歧法)，数值分类法(测定性状，⽐较相似性，同种的相似值80%)，遗传分类法(DNA杂交，G+C测定)。
分类系统：细菌，放线菌，真菌。
第⼆章原核微⽣物1. 什么是原核微⽣物？定义：指⼀⼤类细胞核⽆核膜包裹，只有被称作核区的裸露DNA的单细胞⽣物，即⼴义的细菌。
包括细菌，蓝细菌，放线菌，古细菌，⽀原体，⽴克次⽒体，⾐原体。
2.微⽣物的种类有哪些3.细菌的形态与⼤⼩，熟悉典型细菌的形态形态球菌：个体呈球形或椭圆形，不同种的球菌在细胞分裂时会形成不同的空间排列⽅式，常被作为分类依据。
分有：单球菌、双球菌（肺炎球菌）、四联球菌、⼋叠球菌（甲烷球菌）、链球菌、葡萄球菌杆菌：杆状或圆柱形，⼀般其粗细（直径）⽐较稳定，⽽长度则常因培养时间、培养条件不同⽽有较⼤变化。
环境工程微生物学复习题
1.原核微生物：包括细菌、古菌、放线菌、蓝细菌、支原体、衣原体、立克次氏 体、螺旋体。 2.真核微生物：包括藻类、真菌（酵母菌、霉菌、伞菌）、原生动物、微型后生 动物。 3.微生物的特点：1）微生物个体极小 2）种类繁多、分布广 4）繁殖快 5）易变 异。
第一章 病毒 1.病毒定义：病毒是没有细胞结构，专性寄生在活的敏感宿主体内的超微小生物。 它们只具有简单的独特结构，可通过细菌过滤器。 2.病毒特点：1）形体极其微小，必须在电子显微镜下才能观察；2）没有合成蛋 白质的机构——核糖体；3）没有合成细胞物质和繁殖必备的酶系统，不具备独 立代谢能力；4）必须专性寄生在活的敏感宿主细胞内；5）依靠宿主细胞细胞合 成病毒的化学组成和繁殖新个体。 3.病毒的化学组成：有核酸和蛋白质，个体大的病毒除含蛋白质和核酸外，还含 类脂质和多糖。 4.病毒的结构：病毒没有细胞结构，却有其自身独特的结构。整个病毒分两部分： 蛋白质衣壳和核酸内芯，两者构成核衣壳。完整的具有感染力的病毒叫病毒粒子。 病毒粒子有两种：一种是不具被膜（亦称囊膜）的裸露病毒粒子；另一种是在核 衣壳外面有被膜所构成的病毒粒子。 5.毒性噬菌体：指侵入宿主细胞后，随即引起宿主细胞裂解的噬菌体 6.温和噬菌体：指侵入细胞后，其核酸附着并整合在宿主染色体上，和宿主细胞 的核酸同步复制，宿主细胞不裂解而继续生长，这种不引起宿主细胞裂解的噬菌 体称作温和噬菌体。 7.溶原细胞：指含有温和噬菌体核酸的宿主细胞。 8.原噬菌体：指在溶原细胞内的温和噬菌体核酸，又称为前噬菌体。 9.溶原性细菌：指在核染色体上整合有原噬菌体的细菌。可进行正常生长繁殖, 而不被裂解。 10.病毒的测定：1）病毒颗粒计数法；2）间接计数法；3）病毒感染效价测定法。
等电点高，细菌的游离氨基电力受抑制，游离羧基电离，细菌则带负电荷；否则 ，游离氨基电离，游离羧基电离受抑制，细菌则带正电。已知细菌的等电点的pH 为2~~5，pH为6、pH为7和pH为7.5的溶液属于偏碱性、中性和偏酸性，都高于细 菌的等电点。所以细菌表面总是带负电荷。而在pH=1.5的溶液中细菌则带正电。
北科大环境工程微生物学课件第1章 绪论
a )细菌纯培养方法的建立土豆切面 → 营养明胶 → 营养琼脂(平皿)b)设计了各种培养基，实现了在实验室内对各种微生物的培养c )流动蒸汽灭菌d) 染色现察和显微摄影
(1)微生物学基本操作技术方面的贡献
2. 柯赫
(2)对病原细菌的研究作出了突出的贡献a )具体证实了炭学时 、4学分
污水处理厂曝气池中的原生动物(等枝虫)
污水处理厂曝气池中的后生动物(线虫)
高碑店污水处理厂
污泥消化罐(甲烷 菌)
德国海德堡
中国白洋淀
威尼斯水城
教学内容： 以课堂讲授内容为主 (ppt) ，辅以教材 教材：(1)《环境工程微生物学》，冶金工业出版社， 08.10出版；(2)《环境工程微生物学实验指导书》 参考资料：1 ) 环境工程 ( 2 ) 水处理技术 ( 3) 中国
讲授的主要内容1) 微生物的形态结构和环境的关系 (认识微生物
4)微生物的遗传与变异 (掌握如何培育新菌种
)5)微生物在环境污染治理工程中的应用 ( 工程实际,水、
课程简介
大气、 固废、生物修复)
几点希望与建议1 做好笔记(财富)，不允许拷贝课件(考 前)1 不旷课、不迟到不早退 (点名)(旷课三次以上取 消考试资格，迟到或早退5次同样取消)1 上课期间禁止使用手机和吃零食 1 充分利用课堂时间，认真完成课下作 术创新1 注重训练自己的思维和能力 1 多对教学提出建议
课程简介教学方法：思维方式、素质能力、知识面 考核方式：集中闭卷；考试80％ ＋平时20％
环境科学 ( 4 ) 环境污染与防治 ( 5 ) 工业给排水 ( 6) 中国期刊网 ( 用户名：k10106 ，密码：ustb)
)2 ) 微生物的培养与分离 (懂得如何培育)3 ) 微生物对污染物的降解转化 ( 了解营养物质如何转
环境工程微生物复习资料
环境工程微生物第一章绪论1、微生物的分类单位：从大到小，按界门纲目科属种等分类。
2、微生物的命名方法：二名法，即用两个拉丁文命名一个微生物的种。
这个种的名称由一个属名和一个种名组成。
（如枯草芽孢杆菌的名称是Bacillus subtilis Cohn 1872、变种Var（Variety））3、微生物的特点：✧体积微小，结构简单（多以μm表示，病毒以nm表示）；✧种类多、分类广（利用该特点，可以使处理系统中的污染物得以迅速降解）；✧代谢类型多，代谢强度大；✧繁殖快，数量多（我们可以将适合于处理各种污染物的微生物加以快速繁殖、增殖，使之达到所需的数量或浓度）；✧变异性强。
第二章环境中常见的微生物类群1、环境微生物三大类群：原核微生物、真核微生物、非细胞结构的病毒（看表2-1）2、原核微生物特点：由单细胞组成，仅有原始核和裸露的DNA，无核膜和核仁，没有与细胞器。
3、细菌四种基本形态：✧球状：直径0.5~2μm；✧杆状：长1~5μm、宽0.5~1μm；✧螺旋状：长5-50μm 、宽0.5~5μm；✧丝状。
影响细菌大小因素：菌龄、环境渗透压、代谢产物的积累、pH等。
4、细菌的基本结构、结构组成、功能基本结构：细胞壁、细胞膜、细胞质、核质体。
特殊结构：荚膜、鞭毛、菌毛、芽孢。
✧细胞壁：在体表最外层，坚韧而带有弹性的薄膜，主要成分为肽聚糖。
功能：①维持细菌的细胞形态；②保护原生质体免受渗透裂解；③阻止大分子物质进入细胞；④为鞭毛提供支点，使鞭毛运动。
革兰染色：革兰氏阳性菌（G+）-紫色，革兰氏阴性菌（G-）-红色（见图2-3）。
✧细胞膜：紧贴在细胞壁内侧，富有弹性的半透性薄膜，主要由磷脂和蛋白质组成。
形成磷脂双分子层。
功能：①控制细胞内外营养物质和代谢产物的运送和交换；②维持细胞内正常渗透压；③合成细胞壁和荚膜的场所；④进行氧化磷酸化或光合磷酸化的产能基地；⑤鞭毛的着生和生长点。
✧细胞质（原生质）及其内含物：细胞质：由蛋白质、核酸、多糖、脂类、无机盐和水组成。
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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。
(一)个体极小，比表面积大
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)。
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。
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。
• 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
发酵乳糖的细菌在1h可分解自身重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。
• 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
(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％。
(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。
• 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。
陀转》
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---”
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？
(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、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。
• 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 （四）易变异 （五）种类多、分布广、代谢类型多样
(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。
分布广
• 分布在地球的每一个毛 孔，地球真正的主人。
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5~10%（pH0.5）的硫
酸溶液中。
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≤1mm（0.1mm)的生物都是 微生物，属于微生物学研究的范畴。
（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 的总重量约280亿吨
• (3) 人 体 肠 道 内 有 100~400 种不同种类的微生物，菌 体总数达100万亿个左右。
艾滋病毒攻击人体淋巴细胞 电子显微镜放大十万倍 4mm:40nm
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
最原始的细菌
• 美国 黄石 国家 公园 温泉
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:自然界中什么地方没有微生物呢？
• 有火的地方
—自电
• 微生物只怕“火” 影《佛
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
?
• 3.当看到或听到细菌这个词时，首先想到什么？