微生物学新技术在环境领域中应用
微生物学在环境污染治理中的应用
微生物学在环境污染治理中的应用随着工业的发展和城市的扩大，环境污染问题日益严重。
如何有效地治理污染成为了当下急需解决的问题。
在这方面，微生物学的应用提供了一种全新的治理方式。
微生物学是研究微生物的学科，包括了微生物的形态、生理、代谢、生态和分子生物学等方面。
微生物广泛存在于大自然中，能够生长在多种环境中，并能够适应各种困境。
因此，微生物在环境污染治理方面具有独特的优势。
一、污水处理污水处理是一项重要的环保工程，也是环境污染治理的关键领域之一。
传统的污水处理方法主要是通过物理化学手段去除有机物、氮、磷等污染物质，但这种方法存在着高成本、操作复杂等问题，同时也无法完全去除污染物。
而微生物在生物处理中能够通过自身代谢活动将有机物质分解为无害物质，将氮、磷等物质固定在生物体内，达到良好的污水净化效果。
此外，微生物生长速度快、操作成本低，是一种经济、实用的治理方式。
二、土壤污染修复土壤污染是目前世界面临的一个严重的环境问题。
传统的土壤治理方法是通过物理剥离、热解等方式去除污染物，但对于有机物质等难以去除的污染物来说效果并不显著。
而微生物通过降解有机物、吸附无机物等方式将污染物迅速转化为无害物质，达到了对土壤污染的治理效果。
不仅如此，微生物还能够提高土壤质量，增加其持水能力、透气性等。
三、油污处理油污是造成环境污染的重要原因之一，严重影响人类健康和生态平衡。
而微生物能够通过利用石油的氧源和氧化能力将油污分解为水和二氧化碳等无害物质。
由于微生物能够快速分解石油分子，具有处理速度快、效率高、体积小等优点。
研究表明，微生物在油污处理中性价比极高，是一种可持续的治理方式。
四、水产养殖治理水产养殖过程中会产生大量有机废物，如若处理不当将会对水体环境造成严重的污染。
而微生物能够通过生物降解将有机废物转化为无害物质，同时也能够转换有机污染物的形态，起到净化水体的作用。
此外，微生物还能够降低养殖水体的氨氮含量，改善水质，提高养殖效率。
微生物学在环境工程中的应用与发展
微生物学在环境工程中的应用与发展随着生态环境污染加剧，环境工程得到了越来越广泛的应用。
其中，微生物学在环境工程中的应用日渐重要，成为一个新的研究方向。
微生物学在环境工程中的应用与发展，涉及到微生物在环境修复、环境监测、水处理、土壤处理等方面的作用与方法。
一、微生物在环保的修复中的应用微生物是地球上最简单、最小的生命体，但其生命活动的作用却是巨大而重要的。
在环境修复过程中，微生物起到了至关重要的作用。
微生物的修复原理是利用其代谢活性酶及生命活动，将有害或有毒的有机物或无机物转化为无害或难以生物降解的物质。
例如，利用微生物将有机废水中的污染物逐步降解为CO2和水，应用微生物将重金属污染土壤中的填埋垃圾进行复合处理等等。
二、微生物在环保的监测中的应用微生物可以在自然界中表现出丰富的生命力，它们能够反映环境系统的健康状况。
因此，微生物在环保监测中使用越来越广泛，具体包括水、土壤、大气等不同环境中的微生物群落分析。
微生物的生存受环境因素的影响，微生物群落分析能够找到污染源、评价污染程度，确定各种污染因素对环境系统的影响，为环境保护提供依据。
三、微生物在水处理中的应用与发展水是人类赖以生存的重要资源，由于过度开采和劣质排放，已经造成很多水资源的短缺和水污染以及环境问题。
微生物在水处理中发挥出重要的作用，水中细菌、霉菌、藻类等微生物组成了水生态系统。
人们可以利用这些微生物的去除能力，针对不同类型的水污染利用不同的微生物去除措施，如生物吸附，微生物滤床等。
四、微生物在土壤修复中的应用与发展土壤污染对农业生产和人类健康的威胁越来越大，而微生物在土壤修复上的应用已被证明是一种高效、经济、可行、环保且具有良好前景的技术。
利用微生物降解土壤中的污染物质，是一种可持续发展的绿色环保方案。
比如，通过利用微生物降解和修复有机废弃物等，可以大大减少土地污染，减少土地的破坏，还原失去的生态环境。
总之，微生物学在环境工程领域中是必不可少的技术，随着越来越多的科学家将其研究学习，未来其应用将有着广泛的发展前景。
微生物学在环境保护中的应用
微生物学在环境保护中的应用微生物学是研究微生物的学科，微生物包括细菌、真菌、病毒等微小生物体。
虽然微生物常被人们视为有害的存在，但实际上它在环境保护中扮演着重要的角色。
本文将探讨微生物学在环境保护中的应用。
首先，微生物在废水处理中发挥着重要的作用。
污水通常含有各种有毒有害物质，如重金属、有机物和细菌等。
传统的废水处理方法需要大量能源和高昂的成本，而微生物处理技术则可以更有效地去除废水中的有害物质。
比如，通过利用微生物的呼吸代谢能力，可以将有机物转化为二氧化碳和水，并生成有用的生物质能源。
同时，微生物还可以降解重金属和毒素，使其变得无害。
因此，采用微生物处理技术不仅可以节约资源，减少污染物排放，还能使废水得到有效处理。
其次，微生物在土壤修复中也具有重要作用。
土壤是人类赖以生存的重要资源，但长期的不当利用和污染使得土壤质量大幅下降。
而微生物可以通过土壤中的微生物群落来修复土壤。
一方面，微生物可以降解土壤中的有机物污染物，例如农药和石油类物质。
另一方面，微生物可以改善土壤中的养分循环，促进植物生长。
通过增加土壤中的有益微生物群落和提高土壤的微生物活性，可以有效地恢复土壤的生态功能。
此外，微生物在固体废物处理中也扮演着重要角色。
垃圾填埋场是目前处理固体废物的主要方式之一，然而这种方式会产生大量的垃圾渗滤液，含有大量的有害物质。
微生物处理技术可以利用微生物的降解能力，将有害物质转化为无害物质。
比如，可以利用细菌将有机废物转化为沼气，既解决了废物处理问题，又提供了一种可再生能源。
此外，一些特殊的细菌还可以降解塑料，解决塑料废弃物带来的环境问题。
微生物在环境监测中也扮演着不可或缺的角色。
传统的环境监测方法往往需要复杂的设备和高成本，而微生物监测技术则可以通过简单的培养方法来检测环境中的微生物多样性和数量。
通过监测微生物群落的变化，可以判断环境中是否存在污染物，以及判断环境质量的好坏。
此外，通过利用微生物DNA或RNA的特性，还可以对环境样品进行分子生态学研究，深入了解微生物在环境中的功能和作用。
微生物学新技术在环境工程中的应用
应用固定化异构酶大量生产高果糖浆； 筛选耐高温脂肪酶、糖化酶和蛋白酶； 应用基因工程技术改造和生产新型酶制剂。
通常生物材料中所含酶的总量并不太少，但每一种酶的含 量却很低，常在0.0001-1％，如胰腺中含有5％的胰蛋白 酶，而脱氧核糖核酸酶仅含0.004％。由于各种酶在生物
材料中含量很低，因此提取、分离和纯化各种酶制剂是一
复合酶系时，应用固定化细胞生物反应器可以把发酵工艺
改为连续酶法反应，其制造成本也较低。
4.酶工程技术的产业化
新型抗生素生产工艺
抗生素工业是以青霉素的生产为开端的，迄今已有50多年 的历史。70年代开始，出现了一种新的生产工艺—酶法半
合成。已用酶法生产的产品有头孢霉素I号、Ⅳ号、羟头
抱霉素、青霉素等。充分显示了酶法半合成作为抗生素生 产工艺的后起之秀具有巨大的竞争力。
在固定化酶广泛应用的基础上，人们发现天然细胞本身就
具有多功能的系列化反应系统，因此采用物理或化学方法 将细胞固定化，这是利用酶或酶系的一条捷径。 固定化细胞技术开始于70年代，其实际应用程度已超过固 定化酶。 固定化细胞比固定化酶具有明显的优点，主要是省去了破 碎细胞提取酶的手续。酶在细胞内环境中稳定性较高，进 行完整细胞固定化时，酶活力丢失较少。尤其在需要利用
菌驱油的主要机制之一。1957年,捷克的Dostalek和
Spumy把脱硫弧菌和假单胞菌同糖蜜一起注入油层，原 油产量提高。他们认为,可能是细菌产生的表面活性物质, 改变了岩石 油 水三相系统的界面张力所致。
生物表面活性剂是由微生物所产生的一类具有表面活性的 生物大分子物质。与化学合成的表面活性剂相比,生物表 面活性剂除具有降低表面张力、稳定乳化液和增加泡沫等 相同作用外,还具有一般化学合成表面活性剂所不具备的 无毒、能生物降解等优点。
微生物学在环境保护中的应用
微生物学在环境保护中的应用随着人口的增长和工业化的加速，环境污染成为世界各地面临的重大挑战之一。
为了保护我们的地球，科学家们积极寻找解决方案，其中微生物学在环境保护中发挥着重要的作用。
微生物学研究微小生物体，如细菌、真菌和病毒，以及它们与环境之间的相互作用。
通过利用微生物的特性和功能，我们可以开发出各种医疗技术来解决环境问题。
首先，微生物在环境污染物的降解和清除方面发挥着重要作用。
许多微生物具有降解有机化合物的能力，这些有机化合物通常是工业废水和污染土壤中的主要污染物。
例如，某些细菌可以分解石油和石油产品中的有害化合物，从而减少海洋和陆地油污染的影响。
此外，真菌也被广泛应用于有机废物的降解，如木材和纸浆工业的废弃物处理。
通过利用微生物的降解能力，我们可以有效地减少污染物对环境和生物多样性的影响。
其次，微生物在环境修复中的应用也是非常重要的。
环境修复是指通过生物、化学或物理手段恢复受到污染或破坏的环境。
微生物可以通过多种方式促进环境修复。
例如，植物与根际微生物的共生关系可以增强植物对有害物质的吸收和转化能力，从而提高土壤的修复效果。
此外，微生物也可以通过生物吸附、生物转化和生物降解等过程来净化土壤和水体中的污染物。
这些微生物修复技术被广泛应用于工业废弃物处理、土壤重金属污染修复和水体生态系统恢复等领域。
另外，微生物在环境监测和预警中也扮演着重要角色。
微生物可以作为环境质量的指示物种，通过监测微生物的种类和数量变化来评估环境健康状况。
例如，某些微生物的存在与否可以指示水体的富营养化程度，从而提供水质监测的重要依据。
此外，微生物还可以用于监测环境中的有害微生物和疾病传播风险。
通过及时监测和预警，我们可以采取相应的措施来保护环境和人类健康。
总之，微生物学在环境保护中发挥着重要的作用。
通过利用微生物的降解能力、修复能力和监测能力，我们可以有效地解决环境污染问题，保护地球的生态系统和人类健康。
未来，我们还需要进一步深入研究微生物的特性和功能，不断创新和发展微生物学在环境保护中的应用技术，为可持续发展做出更大的贡献。
微生物在医学和环境领域中的应用
微生物在医学和环境领域中的应用微生物是一种单细胞或多细胞生物体，很小、很古老、数量众多、种类繁多、功能复杂，它们广泛存在于自然界的各个角落中，对于人类的生活和工作有着重要的影响和应用。
一、微生物在医学领域中的应用1. 抗菌素的生产微生物有着极高的生物多样性，并且能够在特定的生长条件下生产出一些特定的化合物。
其中抗菌素的生产就是微生物在医学领域中最为重要的应用之一，通过在微生物中筛选和发现抗生素从而对人类疾病进行治疗。
2. 诊断微生物在医学诊断中也扮演了至关重要的角色。
病毒等微生物可以通过特殊的培养方法进行检测，从而帮助医生进行正确的诊断和治疗。
相比于一些对身体有害的诊断工具，微生物检测方法更加可靠，仅需要少量的样本就可以诊断出疾病。
3. 肠道微生物移植最近的研究结果表明，肠道微生物对人体健康具有极大的影响，某些疾病可能是由于肠道微生物的紊乱所致。
于是，针对这种情况，医生可以通过肠道微生物移植来治疗肠道疾病。
虽然该方法目前还在不断地探索和研究，但已表现出了极大的治疗潜力和价值。
4. 基因工程菌基因工程技术的发展，促进了微生物在医学领域中的更广泛的应用。
基因工程菌可以帮助人类生产一些重要的药物，辅助病毒研究，甚至可以提高免疫力防止某些疾病出现。
二、微生物在环境领域中的应用1. 污水处理和环境保护在水环境中，微生物分解有机物的能力非常强，可以帮助人类进行污水处理。
此外，在环境保护中，微生物可以通过吸附和分解有害物质来保护水环境的纯洁性和生命的活力。
2. 生物防控微生物是生态系统中自然的抗生素，它们可以攻击和分解病原体、微生物和昆虫害虫，从而保护人类的农业生态系统，使得人们可以更加安全地通过微生物技术来进行农业生产。
3. 土壤改良地球上大多数植物和生物都会依赖于土壤，微生物对于土壤的改良有着重要的作用。
它们可以将硝酸盐还原为氮气，分解有害物质，使得土壤环境更加健康和营养。
综上所述，微生物在医学和环境领域中应用的价值极大，不仅能够帮助我们治疗疾病和改善环境，同时也可以帮助我们更深入的了解并理解自然和人类生态系统的运作方式，这些技术的应用也将会在未来变得越来越普遍和重要。
微生物学在环境保护中的应用及发展
微生物学在环境保护中的应用及发展随着人类经济快速发展和城市化进程的加速，环境污染问题日益凸显，各种污染物已经对人类生产、生活和健康造成了严重的影响。
为此，环保事业发展成为一个越来越重要的领域，而微生物学在环境保护中的应用与发展，也成为了一个重要的研究方向。
微生物学的应用历史可以追溯到上世纪初，当时人们主要把注意力集中在如何制造酒、面包等食品，以及如何治疗由细菌和病毒引起的疾病上。
而如今，随着科学技术的快速发展，微生物学的研究范围也已经扩展到了环境保护领域。
微生物在环境保护中的应用已经展现出了巨大的潜力。
许多微生物可以通过生化途径降解许多有害的化学物质，包括污染水体、土地和空气中的污染物。
例如，一些微生物可以把有机化合物转化为二氧化碳和水，而其他的可以将烃类、硫化氢、氮化物、氨水和不饱和脂肪酸等有机物质进行氧化还原、脱氢、水解和甲基化反应，从而有效地将污染物质降解为无害物质。
因此，微生物在降解污染物中扮演着至关重要的角色。
微生物在污染处理过程中的应用是多种多样的。
例如，通过将工厂和一些社区的有机废物放到堆肥堆中，即可将其转化成有机肥，来提高农业生产的效率。
在油泄漏事件中，我们可以利用某些特定的单细胞微生物来降解油污，同时可以通过引入适量的氧气来改善通气条件和增加微生物数量，从而大大增强污染物的降解能力。
此外，微生物学的应用还包括利用微生物生产的生物质量设施来提高清洁能源的产量，用微生物处理生活垃圾、城市下水道和工业废水等。
对于环境保护来说，微生物学的应用不仅可以降低环境污染物的浓度，还可以提高生态系统的平衡和生态系统的质量。
此外，微生物在治理环境污染方面的应用还可以降低了治理成本，并提高了治理效率，同时也符合可持续发展的原则。
当然，微生物学在环境保护中的应用还有很多问题，需要进一步解决。
例如，目前对于不同的微生物种类的应用范围和环境要求还尚未明确，因此需要在微生物学的基础上，加强环境保护的研究和应用实践。
微生物学在环境治理中的应用
微生物学在环境治理中的应用环境污染是现代社会普遍存在的难题，各国政府和科学家一直在致力于探索解决环境污染的办法。
而微生物学的发展，为环境治理提供了新的思路和方法。
一、微生物的清理污染技术微生物是一种非常适合应用于环境治理，尤其是清理污染物的工具。
微生物在环境治理中大有用武之地，由于微生物有很强的代谢能力，能够切断、吸附和转化有机物和无机物等环境污染物，使其完全无害化。
1.油污清理油污是引起水体污染的主要原因之一，采用微生物技术可以高效处理这种污染。
普通的微生物酵解技术虽然能够去除油污，但处理效率较低。
因此，科学家们发展出了针对油污的生物拦截技术和微生物增殖技术。
生物拦截技术是使用一种称为“生物拦截剂”的溶液，将混入油污的水进行加注，产生的微细菌可以吸附住油污里的油来移除。
而微生物增殖技术是在对空气极度肮脏的油罐舱内面，通过增量育种微生物，来消化异味成分，对于长期驻扎在船舶内部空气中的异味气体有着极高的去除能力。
2.污水处理污水处理是环境治理中的一项重要工作。
传统的污水处理方法通常是物理化学处理，但是这些方法不仅要消耗大量的能源，还会产生二次污染。
微生物技术在污水处理中的应用可以达到去除重金属污染、调节酸碱度、降解化学物质等作用。
3.土壤修复土壤污染比水污染更为复杂，采用微生物技术可以高效地处理有机物和无机物污染。
微生物菌群可以分解含有有机物的和重金属的土壤，降低掩埋废料的有毒元素和辐射源，达到清除污染的目的。
二、微生物的腐败作用微生物在环境治理中具有非常重要的“腐败作用”。
微生物分为有机物降解菌、硝化菌、磷化菌、硫化菌等，它们可以将污染物分解成更简单的化合物，在这个过程中，释放出的能量可以用于其生长、成熟和繁殖。
这样，这些微生物能够吞噬掉一部分草地、森林和其他植物，从而降解掉生态系统中的生物垃圾。
这样，我们就可以起到减轻压力，优化生态环境的效果。
三、微生物的生物修复技术生物修复技术是现代科技发展的一大成就。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
环境样品分析的流程
DGGE在微生物分子生态学中的应用
• 对微生物群落结构进行对比、分析或者跟踪监测。 • 通过扩增功能基因来研究功能基因及功能菌群的
多样性。 • 跟踪及检测细菌的富集和分离，评价不同的培养
条件对分离菌种的影响。
第二节 微生物絮凝剂
传统的絮凝剂有无机和有机高分子两类，第三 类为微生物絮凝剂。加量为200mg/L 一、微生物絮凝剂的特点 1、来源广泛，生产周期短且效率高。 2、具很高的絮凝效果，与聚铁、聚丙烯酰胺等 絮凝剂比，絮凝速度大，沉淀易过滤。 3、对人体和动物无危害。 4、具可生化性，可防止絮凝后对环境造成的二 次污染。 5、能广泛应用于各种污水的处理。
• DGGE/TGGE 技术在一般的聚丙烯酰胺凝胶基础上，加入了变 性剂（尿素和甲酰胺）梯度或是温度梯度，从而能够把同样长 度但序列不同的DNA 片段区分开来。
• 一个特定的DNA 片段有其特有的序列组成，其序列组成决定 了其解链区域(melting domain, MD)和解链行为(melting behavior) 。
三、微生物絮凝剂的絮凝机理
“桥联作用”机理：絮凝剂大分子借助离子键、 氢键和范德华力，同时吸附多个胶体颗粒， 在颗粒之间产生“架桥”，从而形成一种网 状的三维结构而沉淀下来。
絮凝剂的分子结构、形状、相对分子质量和 所带基团会影响其絮凝效果。
四、微生物絮凝剂的合成和应用
1、微生物絮凝剂的合成
一般认为，微生物多在其生长的中后期释放絮 凝剂形成絮体，但到了静止期后期，细胞不再 产生新的絮凝物质，甚至会由于出现解絮凝酶 而导致絮凝活性下降。
根据变性剂梯度方向与电泳方向相同或不 同,DGGE分为：
垂直DGGE
平行DGGE
确定合适的变性剂范围
对DNA片段进行有效分离
当等长的双链 DNA
分子在含梯度变性剂
低
GC-Clamp
浓
(尿素、甲酰胺)聚丙烯
16SrDNA
度
酰胺凝胶中进行电泳时,
因其解链的速度和程度
与其序列密切相关;
部 分 解 链 的 DNA 分 子
• 在DNA 片段的一端加入一段富含GC 的DNA 片段（GC 夹子， 一般30-50 个碱基对）可以解决这个问题。
• 含有GC 夹子的DNA 片段解链温度很高，可以防止DNA 片段 在DGGE 胶中完全解链。
• 当加了GC 夹子后，DNA 片段中每个碱基处的序列差异都能被 区分开。
当用DGGE/TGGE 技术来研究微生物群落结构时，要结合 PCR（polymerase chain reaction）扩增技术，用PCR 扩增的 16S rDNA 产物来反映微生物群落结构组成。
16s rRNA基因技术在环境科学领域中的应用
①鉴定生物降解菌； ②研究某一特定环境中微生物的区系组成，进而了 解其种群动态，研究微生物的多样性。
PCR-DGGE或PCR-TGGE分析微生物的多样性
变性梯度凝胶电泳DGGE
1979年由Fisher和Lerman最先提出的用于检测 DNA片段中的点突变的一种电泳技术。
• 一个几百个碱基对的DNA 片段一般有几个解链区域，每个解 链区域有一段连续的碱基对组成。当变性剂浓度逐渐增加各区 域依次发生解链。
• 显示的是一个234bp 长的DNA 片段的解链区域，横坐标是该DNA 片段的序列，依次从第一个碱基到第234 个碱基；纵坐标是解链 温度。该DNA 片段共有3 个解链区域。
培养基的组成、初始pH、培养温度、通气状况 等会影响絮凝剂的合成。
提取方法：凝胶色谱，有机溶剂提取和碱提取。
2、微生物絮凝剂的应用
(1)高浓度有机水废水的处理 NOC-1生物絮凝剂加Ca2+处理畜业生产产生的 废水； C-62菌株产生的絮凝剂处理？革废水。
（2）染料废水的脱色 用于造纸黑液、糖蜜废水、墨水废水的脱色。
• 一旦DNA 片段迁移到一定位置，其变性剂浓度使双链DNA 片 段最低的解链区域解链，部分解链的DNA 片段在胶中的迁移 速率会急剧降低。因此，不同的DNA 片段会在胶中的不同位 置处发生部分解链导致迁移速率大大下降，从而在胶中被区分 开来。
然而，当变性剂浓度达到DNA 片段最高的解链区域温度时， DNA 片段会完全解链，此时它们又能在胶中继续迁移，这些 片段就不能被区分开来。
高
的迁移速度随解链程度
浓 度
增大而减小。
常规的DGGE电泳技术对于长度超过500bp的DNA片段的序列变化情况, 只能有50%的检出率。
应用“GC夹板”技术可使检出率提高到100 %。
DGGE的参数：
• 胶浓度 取决于片段大小 ，通常不宜超过500bp 6%胶浓度： 400 ～ 1000bp 8%胶浓度： 200 ～ 400bp 10%胶浓度：100 ～ 300bp
16S rDNA的高可变区
•提取基因组后，扩增16SrDNA高可变区片段
• V3区 约170bp • V6-V8区 约350bp • 片段大小不同，携带的 信息量不同，选择不同的 区域得到DGGE图谱不同， 群落信息也有差异 • 不同的片段大小对应的 胶浓度也不同 •根据需要选择最合适的
E. coli 16S rRNA二级结构及各可变区
②退火 将加热变性的单链DNA溶液的温度缓
慢下降至55 ℃后，在这过程中引物的DNA的 碱基将与单链模板DNA一端碱基配对。
③延伸 退火之后，当温度上升至72℃时，
在耐热性Taq DNA多聚酶、适当的PH和一定 的离子强度下，寡核苷酸引物（引物DNA） 碱基延伸和模板DNA结合构成双链DNA。
经过25～30次循环，扩增倍数达106，可将 2kb 的DNA由原来的1pg扩增到0.5 ～ 1μg。
Muyzer 等人在1993 年首次将其应用于微生物群落 结构研究 。后来又发展出其衍生技术，温度梯度凝胶 电泳（Temperature gradient gel electrophoresis， TGGE）。
原理
双链DNA 分子在一般的聚丙烯酰胺凝胶电泳时，其迁移行为决 定于其分子大小和电荷。不同长度的DNA 片段能够被区分开， 但同样长度的DNA 片段在胶中的迁移行为一样，不能被区分。
固定化微生物，用制备固定化酶的方法将微 生物固定在载体上，即成固定化微生物。
固定化细胞比游离细胞稳定性高，催化效 率比离体酶高，且比固定化酶操作简便，能 完成多步酶反应。
二、酶的分离提纯
利用微生物生产酶制品可以分为菌种选育、 发酵培养、分离提取和酶制品保存四个步骤。
1纯化： ●盐析法，绝大多数情况采用（NH4）2SO4。 ●有机溶剂沉淀法， 乙醇或丙酮
二、微生物絮凝剂的结构组成、化学本质
1、微生物絮凝剂的结构组成
具有絮凝性的微生物涉及各类微生物，有 细菌、放线菌、霉菌、酵母菌，原生动物 等（表11-1）。
微生物絮凝剂的组成和结构见表11-2。
2、微生物絮凝剂的化学本质
微生物所产生的絮凝剂主要是微生物代 谢过程中所产生的多聚糖类，有些是蛋 白质（或多肽），或者是含有蛋白质 （或多肽）。
对微生物细胞的固定化最适合用凝胶包 埋法。
四、固定化酶和固定化微生物在环境工程中的应用
英国采用固定化细胞反应设备处理含氰废水。
中国应用固定化细胞技术降解含直链烷基苯磺酸 钠（LAS）废水，去除率和酶活性保存率均在 90%以上。
德国将9种降解对硫磷农药的酶共价固定在多孔 玻璃珠、硅胶珠上，制成酶柱处理对硫磷废水， 获得95%以上的去除效果。
2、PCR技术
PCR(Polymerase chain reaction) 称 为 DNA 多聚酶链式反应，是对特异性DNA片段在体 外进行扩增的一种非常快速而简便的方法。
（1）PCR的原理：
（2） PCR技术的操作方法：
①加热变性 将待扩增的DNA置于94~95℃的
高温中加热5min，使双链DNA解链为单链 DNA，分开的两条单链DNA作为扩增的模板。
举例：
油藏古细菌 V3区 DGGE 图谱 胶浓度：10% 变性剂范围：40%-60% 电压：200V 运行时间：4.5h
优点：
重现性强，可靠性高，方便快捷而且使用成本低。 能同时分析多个样品，使其非常适于分析环境样品 中微生物群落结构的变化。
缺点：
• 分辨率有限，复杂环境中（土壤或肠道），只能检测出优势菌。 • 一般只能分析500bp以下的片段。 • PCR过程产生的异源双链和单链DNA会对分析造成偏差。
• 通常根据16S rRNA 基因中比较保守的碱基序列设计通用引物， 其中一个引物的5’-端含有一段GC 夹子，用来扩增微生物群 落基因组总DNA，扩增产物用于DGGE/TGGE 分析。
• 由于DGGE/TGGE一般只能分析500 bp 以下的DNA片断，所 以一般选择扩增16S rRNA基因的V3区或V6-V8区。
(3)乳化液油水分离
用广泛产碱菌（Alcaligenens latus ）培养物
易将棕榈酸从其乳化液中分离出来。
（4）活性污泥的处理
从红平红球菌 （Rhodococcus erythropolis ）
分离得到的絮凝剂可促进污泥的沉降。
第三节 分子生物技术在环境领域中的应用
一、核酸探针和PCR技术 1、核酸探针 在适当条件下，单链DNA片段能与另一段与之互 补的单链片段结合，这个过程称为核酸杂交。 利用这一特性，将最初的DNA片段进行标记，即 可做成核酸探针。 利用核酸探针技术可以检测环境中是否存在某 些特定种类的微生物，如致病菌和病毒。
3、包埋法
将酶包埋在凝胶格子（格子型）中，或由半透性 的聚合物膜组成的胶囊内（微胶囊型）的方法。
格子型的包埋材料：聚丙烯酰胺（PACAM）凝 胶、聚乙烯醇（PVA）、琼脂、硅胶等。 微胶囊型的包埋材料：尼龙、乙基纤维素和硝酸 纤维素