微生物復(fù)習(xí)的學(xué)習(xí)教案

微生物復(fù)習(xí)的學(xué)習(xí)教案第1頁/共76頁環(huán)境工程微生物學(xué)第2頁/共76頁課程內(nèi)容緒論

原核微生物真核微生物非細(xì)胞型微生物微生物生理和營養(yǎng)微生物生長繁殖和生存因子微生物的遺傳和變異微生物生態(tài)及其在自然循環(huán)中的作用環(huán)境工程微生物學(xué)原理微生物學(xué)理論態(tài)工程中的作用微生物在環(huán)境生第3頁/共76頁重點(diǎn)內(nèi)容：1微生物的分類，原核微生物和真核微生物的區(qū)別；2微生物的特點(diǎn)；第一章緒論第4頁/共76頁1按細(xì)胞結(jié)構(gòu)的有或無非細(xì)胞結(jié)構(gòu)微生物：病毒、類病毒細(xì)胞結(jié)構(gòu)微生物病毒：沒有細(xì)胞結(jié)構(gòu)，是明顯區(qū)別于原核微生物核真核微生物的一類特殊的超微生物。類病毒是比病毒小的超微小生物。（一）微生物的分類第5頁/共76頁2按細(xì)胞核膜、細(xì)胞器及有絲分裂等的有或無，細(xì)胞結(jié)構(gòu)微生物分為：原核微生物：核發(fā)育不全，沒有核膜；沒有細(xì)胞器，只有細(xì)胞質(zhì)膜內(nèi)陷形成的不規(guī)則泡沫結(jié)構(gòu)體系；不進(jìn)行有絲分裂。包括：古細(xì)菌、真細(xì)菌、放線菌、藍(lán)細(xì)菌、立克次氏體、支原體、衣原體和螺旋體。

真核微生物：有發(fā)育完好的細(xì)胞核，核內(nèi)有核仁和染色質(zhì)；有高度分化的細(xì)胞器；進(jìn)行有絲分裂。包括：藻類、酵母菌、霉菌、原生動(dòng)物、微型后生動(dòng)物第6頁/共76頁微生物的命名采用生物學(xué)中的二名法，用兩個(gè)拉丁字命名一個(gè)微生物的種。種的名稱由一個(gè)屬名（拉丁文名詞）＋一個(gè)種名組成（拉丁文形容詞）如：大腸埃希氏桿菌的名稱是：Escherichiacoli為避免重名，在微生物名稱之后綴有命名人的姓。大腸埃希氏大腸桿菌：EscherichiacoliCastellaniandChalmers第7頁/共76頁個(gè)體極小:測(cè)量單位：微米或納米結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單：無細(xì)胞結(jié)構(gòu)（病毒）；單細(xì)胞；簡(jiǎn)單多細(xì)胞．種類多，分布廣繁殖快易變異微生物的特點(diǎn)第8頁/共76頁重點(diǎn)內(nèi)容：細(xì)菌的形態(tài)、大小和結(jié)構(gòu)莢膜、菌膠團(tuán)、芽孢等概念及其作用細(xì)菌的培養(yǎng)特征放線菌、藍(lán)細(xì)菌的特征古菌的特點(diǎn)第二章原核微生物第9頁/共76頁一、細(xì)菌的個(gè)體形態(tài)及大?。ㄒ唬﹤€(gè)體形態(tài)球狀桿狀螺旋狀基本形態(tài)第10頁/共76頁（二）細(xì)菌的大小測(cè)量方法：顯微鏡測(cè)微尺顯微照相后根據(jù)放大倍數(shù)進(jìn)行測(cè)算細(xì)菌的大小一般以微米（um）計(jì)球菌的大小（直徑）：

0.5～2.0um桿菌的大?。▽挕灵L）：

(0.5～1)um×(1～5)um螺旋菌寬度×彎曲長度：(0.25~1.7)um×(2~60)um第11頁/共76頁特殊構(gòu)造：部分細(xì)菌具有的或一般細(xì)菌在特殊環(huán)境下才有的構(gòu)造一般構(gòu)造：一般細(xì)菌都有的構(gòu)造二、細(xì)菌的細(xì)胞結(jié)構(gòu)第12頁/共76頁莢膜、菌膠團(tuán)莢膜：某些細(xì)菌在其細(xì)胞表面分泌的一種粘性物質(zhì)，把細(xì)胞壁完全包圍封住，稱為莢膜。是分類特征之一。多個(gè)菌體按一定的排列方式互相粘集在一起，被一個(gè)公共莢膜包圍形成一定形狀的細(xì)菌集團(tuán)，稱為菌膠團(tuán)。第13頁/共76頁特殊的休眠構(gòu)造——芽孢（spore）某些細(xì)菌在其生長發(fā)育后期或遇到外界不良環(huán)境時(shí)，在其細(xì)胞內(nèi)形成一個(gè)內(nèi)生孢子叫芽孢。芽孢：圓形或橢圓形、厚壁、含水量極低、抗逆性極強(qiáng)，是抵抗外界不良環(huán)境休眠體。能否形成芽孢，芽孢的形狀、大小及其在細(xì)胞內(nèi)的位置，是細(xì)菌種的特征，在分類鑒定上有一定意義。第14頁/共76頁三、細(xì)菌的培養(yǎng)特征菌落與菌落特征菌苔

1固體培養(yǎng)基上的培養(yǎng)特征2液體培養(yǎng)基上的培養(yǎng)特征根據(jù)密度呈現(xiàn)出三種狀態(tài)：膜（輕）；沉淀（重）；混濁的菌懸液3半固體培養(yǎng)基上的培養(yǎng)特征4明膠培養(yǎng)基上的培養(yǎng)特征第15頁/共76頁放線菌形態(tài)與結(jié)構(gòu)單細(xì)胞，大多由分枝發(fā)達(dá)的菌絲組成；菌絲直徑與桿菌類似，約1mm；菌絲按形態(tài)和功能可分為營養(yǎng)、氣生和孢子絲三種。細(xì)胞的結(jié)構(gòu)與細(xì)菌基本相同，

特征：絲狀分枝、多核、單細(xì)胞（細(xì)胞核之間沒有分隔）第16頁/共76頁第三章真核微生物本節(jié)重點(diǎn)：原生動(dòng)物的一般特征原生動(dòng)物的分類及其各綱的代表微生物了解常見的微型后生動(dòng)物了解真菌（酵母菌和霉菌）第17頁/共76頁一、原生動(dòng)物的一般特征（一）細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能

①單細(xì)胞，沒有細(xì)胞壁、細(xì)胞核有核膜；

②

器官分化（運(yùn)動(dòng)、感覺、消化、捕食等等）；

（二）營養(yǎng)類型①全動(dòng)性

（絕大部分）②植物性（少數(shù)）有色素，如綠眼蟲等，可以進(jìn)行光合作用?！巴淌场被罴?xì)菌、真菌、藻類或有機(jī)顆粒③腐生性（少數(shù)）第18頁/共76頁二、原生動(dòng)物的分類及各綱簡(jiǎn)介根據(jù)原生動(dòng)物的細(xì)胞器和其他特點(diǎn)，將原生動(dòng)物分為四個(gè)綱，即鞭毛綱、肉足綱和纖毛綱、孢子綱，在環(huán)境工程中常見前三種。鞭毛綱：眼蟲、綠眼蟲、滴蟲等肉足綱：變形蟲、輻射變形蟲、太陽蟲、殼蟲纖毛綱：根據(jù)運(yùn)動(dòng)情況可分為游泳型、固著型和吸管蟲三種。游泳型：草履蟲、腎形蟲、豆形蟲、漫游蟲等，一般在處理效果較差時(shí)出現(xiàn)。固著型：個(gè)體型（喇叭蟲、鐘蟲）、群體型（縮蟲、累枝蟲、蓋纖蟲），固著蟲大量出現(xiàn)預(yù)示出水水質(zhì)好，污泥馴化佳。吸管型：吸管蟲，耐污能力較強(qiáng)，在污水生物處理效果一般時(shí)出現(xiàn)。第19頁/共76頁第二節(jié)微型后生動(dòng)物原生動(dòng)物以外的多細(xì)胞動(dòng)物，叫后生動(dòng)物。形體微小，需借助顯微鏡觀察的后生動(dòng)物即為微型后生動(dòng)物。在水處理工作中常見的微型后生動(dòng)物主要包括：輪蟲、寡毛類動(dòng)物、浮游甲殼類動(dòng)物等。輪蟲一般出現(xiàn)在生物膜處理系統(tǒng)中，可以作為處理水質(zhì)良好的指示生物。第20頁/共76頁形態(tài)卵圓形、圓形、圓柱形、假絲狀一、酵母菌(Yeast)單細(xì)胞真菌，個(gè)體比細(xì)菌大。第四節(jié)真菌第21頁/共76頁定義：真核、無葉綠素的菌絲體生物。二、霉菌在顯微鏡下放大100倍清晰可見，放大400倍則細(xì)胞內(nèi)部結(jié)構(gòu)也能看見。形態(tài):類似放線菌，由分支和不分支的菌絲交織形成的菌絲體。菌絲體分為營養(yǎng)菌絲和氣生菌絲。大小:菌絲直徑約3~10um

（放線菌1~1.4um）第22頁/共76頁霉菌的常見屬(主要是實(shí)驗(yàn)中的四種）①單細(xì)胞霉菌1．毛霉屬菌絲白色，高產(chǎn)蛋白酶應(yīng)用：制作腐乳和豆豉，有的種用于生產(chǎn)檸檬酸。2．根霉屬匍匐氣生菌絲、生長迅速、節(jié)上假根、孢子第23頁/共76頁1．青霉屬（掃帚狀）孢子梗，在最后一級(jí)的小梗上長出一串呈掃帚狀分生孢子。②多細(xì)胞霉菌2．曲霉屬（發(fā)辮狀）

分生孢子梗(柄)頂端膨大成圓形或橢圓形的頂囊，由頂囊向外輻射長出一層或兩層小梗，最上層小梗呈瓶狀，在其頂端生成成串的分生孢子。第24頁/共76頁本章重點(diǎn)：病毒的特點(diǎn)病毒的化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)病毒的繁殖過程溶原性相關(guān)概念第四章非細(xì)胞型微生物－－病毒第25頁/共76頁個(gè)體極?。阂话愦笮≡?.2um以下，可以通過細(xì)菌過濾器。須用電子顯微鏡放大才能被觀察。無細(xì)胞結(jié)構(gòu)：化學(xué)組成主要是蛋白質(zhì)和核酸，而且只含單一類型的核酸(DNA或RNA)。離體條件下，以無生命的化學(xué)大分子存在。專性寄生：沒有產(chǎn)能酶系，也無蛋白質(zhì)合成系統(tǒng)，本身不具備獨(dú)立的代謝能力，只能在宿主細(xì)胞協(xié)助下，通過核酸的復(fù)制和核酸、蛋白裝配的形式進(jìn)行增殖。脫離了寄主細(xì)胞便不能進(jìn)行任何形式的代謝活動(dòng)。第一節(jié)病毒的一般特征病毒的特點(diǎn):第26頁/共76頁一、病毒的大小和形態(tài)個(gè)體極小，必需在電鏡下觀察；（以納米計(jì)）不同病毒的大小差別很大；病毒的形態(tài)球形顆粒（或稱擬球形顆粒）桿狀顆粒復(fù)雜形狀顆粒（如蝌蚪狀等）病毒的大小第二節(jié)病毒的形態(tài)和結(jié)構(gòu)第27頁/共76頁二、病毒的結(jié)構(gòu)整個(gè)病毒體一般分兩個(gè)部分：蛋白質(zhì)衣殼和核酸內(nèi)芯，它們合稱為核殼（nucleocapsid）或核衣殼。有的病毒外面有被膜（包膜）。第28頁/共76頁病毒和噬菌體的繁殖過程基本相似。有下列四步：①吸附；②侵入；③復(fù)制；④裝配與釋放；了解具體的過程。一、病毒的繁殖過程第三節(jié)病毒的繁殖第29頁/共76頁1、毒（烈）性噬菌體

迅速裂解宿主細(xì)胞二、病毒的溶原性噬菌體分為：2、溫和噬菌體

重組并長期潛伏，不裂解宿主細(xì)胞侵入宿主細(xì)胞后，其核酸附著并整合在宿主染色體上，和宿主核酸同步復(fù)制，宿主細(xì)胞不裂解而繼續(xù)生長。溶原細(xì)胞：含有溫和噬菌體核酸的宿主。溶原性可遺傳。原（前）噬菌體：在溶原細(xì)胞內(nèi)的溫和噬菌體核酸。第30頁/共76頁第五章微生物的生理和營養(yǎng)本章重點(diǎn)酶的基本概念及其催化特性微生物的營養(yǎng)物質(zhì)、營養(yǎng)類型好氧呼吸、無氧呼吸、發(fā)酵第31頁/共76頁5.1微生物的酶酶的定義酶是由細(xì)胞產(chǎn)生的、能在體內(nèi)或體外起催化作用的一類具有活性中心和特殊構(gòu)象的生物大分子，包括蛋白質(zhì)類酶和核酸類酶。各種生物細(xì)胞內(nèi)幾乎所有生化反應(yīng)都需要酶的催化。第32頁/共76頁（1）催化效率高；反應(yīng)速度是無酶催化或化學(xué)催化劑催化反應(yīng)速度的106－1016倍。2.酶作為生物催化劑的特性（2）酶的作用具有高度的專一性；（3）對(duì)環(huán)境條件敏感；（4）催化條件溫和。常溫、常壓、中性

第33頁/共76頁新陳代謝：微生物從外界環(huán)境中不斷地?cái)z取營養(yǎng)物質(zhì)，經(jīng)過一系列的生物化學(xué)反應(yīng)，轉(zhuǎn)變成細(xì)胞的組分，同時(shí)產(chǎn)生廢物并排泄到體外。新陳代謝異化作用同化作用物質(zhì)分解反應(yīng)放出能量物質(zhì)合成反應(yīng)吸收能量5.2微生物的營養(yǎng)第34頁/共76頁1微生物的營養(yǎng)物質(zhì)

微生物的營養(yǎng)物質(zhì)按其在機(jī)體中的生理作用可區(qū)分為：碳源、氮源、無機(jī)鹽、生長因子和水五大類。了解各種營養(yǎng)物質(zhì)的生理作用。關(guān)于營養(yǎng)的均衡。第35頁/共76頁

又根據(jù)能源的不同，將微生物分為：光能自養(yǎng)和化能自養(yǎng)光能異養(yǎng)和化能異養(yǎng)四種營養(yǎng)類型的概念、特征、對(duì)比根據(jù)碳源的不同，微生物分為無機(jī)營養(yǎng)型（自養(yǎng)微生物）和有機(jī)營養(yǎng)型（異養(yǎng)微生物）。2營養(yǎng)類型第36頁/共76頁營養(yǎng)類型能源供氫體基本碳源

實(shí)例光能自養(yǎng)型光無機(jī)物CO2藍(lán)細(xì)菌、紫硫、綠硫細(xì)菌光能異養(yǎng)型光有機(jī)物簡(jiǎn)單有機(jī)物紅螺菌科細(xì)菌化能自養(yǎng)型無機(jī)物*無機(jī)物CO2硝化細(xì)菌、硫化細(xì)菌、鐵細(xì)菌等化能異養(yǎng)型有機(jī)物有機(jī)物有機(jī)物絕大多數(shù)細(xì)菌全部真核微生物微生物的營養(yǎng)類型比較第37頁/共76頁3微生物的培養(yǎng)基培養(yǎng)基：根據(jù)各種微生物的營養(yǎng)要求，將水、碳源、氮源、無機(jī)鹽及生長因子等物質(zhì)按一定的比例配制而成的，用以培養(yǎng)微生物的基質(zhì)。根據(jù)培養(yǎng)基用途分為：基礎(chǔ)培養(yǎng)基、選擇培養(yǎng)基、鑒別培養(yǎng)基和富集培養(yǎng)基第38頁/共76頁4營養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入微生物細(xì)胞的方式營養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入微生物細(xì)胞的方式分四種:單純擴(kuò)散、促進(jìn)擴(kuò)散、主動(dòng)運(yùn)輸和基團(tuán)轉(zhuǎn)位，以主動(dòng)運(yùn)輸最為重要。四種方式的特點(diǎn)及其對(duì)比微生物細(xì)胞的細(xì)胞膜具有高度的選擇透過性。第39頁/共76頁四種運(yùn)送營養(yǎng)物質(zhì)方式的比較比較項(xiàng)目單純擴(kuò)散促進(jìn)擴(kuò)散主動(dòng)運(yùn)送基團(tuán)轉(zhuǎn)位特異載體蛋白無有有有運(yùn)送速度慢快快快溶質(zhì)運(yùn)送方向由濃到稀由濃到稀由稀到濃由稀到濃平衡時(shí)內(nèi)外濃度內(nèi)外相等內(nèi)外相等內(nèi)部濃度高得多內(nèi)部濃度高得多運(yùn)送分子無特異性特異性特異性特異性能量消耗不需要不需要需要需要運(yùn)送前后溶質(zhì)分子不變不變不變改變運(yùn)送對(duì)象舉例H2O、CO2、O2、甘油、少數(shù)氨基SO42-、PO43-；糖氨基酸、乳糖等糖類，Na+、Ca2+等無機(jī)離子葡萄糖、果糖、嘌呤、核苷、脂肪酸等。第40頁/共76頁5.3微生物的產(chǎn)能代謝呼吸作用的本質(zhì)呼吸作用的本質(zhì)是氧化與還原反應(yīng)的統(tǒng)一。在呼吸過程中有能量的產(chǎn)生和能量的轉(zhuǎn)移。

微生物的產(chǎn)能代謝是通過呼吸作用來實(shí)現(xiàn)的，從中獲得其生命活動(dòng)所需要的能量。第41頁/共76頁（1）氧化磷酸化微生物在好氧和無氧呼吸時(shí)，通過電子傳遞體系產(chǎn)生ATP的過程。一、ATP生成的三種方式電子傳遞體系由NAD（煙酰胺腺嘌呤二核苷酸）或NADP（煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸）、FAD（黃素腺嘌呤二核苷酸）或FMN（黃素單核苷酸）、輔酶Q、細(xì)胞色素b、細(xì)胞色素c1，c，a，a3等組成。電子傳遞體系的功能：

接受電子，并將電子傳遞給最終的電子受體合成ATP，貯存電子傳遞過程中釋放的能量第42頁/共76頁（2）底物水平磷酸化

底物氧化與磷酸化反應(yīng)相偶聯(lián)并生成ATP的過程。厭氧微生物在底物氧化過程中，可產(chǎn)生一種含高自由能的中間體，這一中間體將高能鍵交給ADP，使ADP磷酸化而生成ATP。（3）光合磷酸化光引起葉綠素、菌綠素或菌紫素逐出電子，通過電子傳遞產(chǎn)生ATP的過程。主要存在于光合作用中。第43頁/共76頁二、產(chǎn)能代謝與呼吸類型1.發(fā)酵

在無氧等外在電子受體的條件下，底物脫氫后產(chǎn)生的還原力不經(jīng)電子傳遞體系而是直接交給某一內(nèi)源性中間產(chǎn)物接受，通過底物水平磷酸化產(chǎn)能的一類生物氧化反應(yīng)。在微生物體系中，能量的釋放、ATP的生成都是通過呼吸作用實(shí)現(xiàn)的。根據(jù)最終電子受體（受氫體）的不同分為：發(fā)酵、好氧呼吸、無氧呼吸第44頁/共76頁定義：當(dāng)存在外在的最終電子受體－－分子氧時(shí)，底物可徹底被氧化成CO2和H2O，并通過氧化磷酸化產(chǎn)生大量ATP。呼吸鏈－電子傳遞鏈2.好氧呼吸能源氧化eNADNADH2NAD傳遞鏈eO2還原在好氧呼吸過程中，葡萄糖的氧化分解分兩階段：（1）糖酵解葡萄糖經(jīng)EMP途徑形成丙酮酸（2）丙酮酸的有氧分解－－TCA循環(huán)第45頁/共76頁定義：在電子傳遞體系中，氧化NADH2時(shí)的最終電子受體不是氧氣，而是外源的無機(jī)氧化物（如NO3-、SO42-、CO2

等）。氧化底物脫氫后，經(jīng)呼吸鏈遞氫，最終由外源的無機(jī)氧化物受氫，在遞氫過程中通過氧化磷酸化獲得ATP。根據(jù)呼吸鏈末端受氫體的不同，又可有多種呼吸類型。如：硝酸鹽呼吸、硫酸鹽呼吸、碳酸鹽呼吸等。3.無氧呼吸第46頁/共76頁第六章微生物的生長繁殖

與生存因子第47頁/共76頁本章重點(diǎn)微生物的典型生長曲線及不同時(shí)期的特點(diǎn)溫度、pH、溶解氧、氧化還原電位等微生物的生存因子對(duì)微生物的影響第48頁/共76頁

將細(xì)菌菌種接種在液體培養(yǎng)基中，分批培養(yǎng)，定時(shí)取樣計(jì)數(shù)，以細(xì)菌數(shù)或細(xì)菌數(shù)的對(duì)數(shù)為縱坐標(biāo)，以培養(yǎng)時(shí)間為橫坐標(biāo)作圖。了解細(xì)菌生長曲線各個(gè)時(shí)期的生長特點(diǎn)1、細(xì)菌的典型生長曲線包括停滯期（延滯期）、對(duì)數(shù)期（指數(shù)期）、靜止期（穩(wěn)定期）和衰亡期等四個(gè)時(shí)期細(xì)菌數(shù)目的對(duì)數(shù)生長速率第49頁/共76頁兩種連續(xù)培養(yǎng)方式：恒濁和恒化培養(yǎng)恒濁連續(xù)培養(yǎng)：維持培養(yǎng)液中細(xì)菌的濃度恒定，以濁度為控制指標(biāo)的培養(yǎng)方式。恒化連續(xù)培養(yǎng)：維持進(jìn)水中營養(yǎng)成分恒定。以流速為控制指標(biāo)的培養(yǎng)方式。第50頁/共76頁污水連續(xù)處理中，細(xì)菌生長狀態(tài)跟具體的生物處理方法有關(guān)，不同的生物反應(yīng)構(gòu)筑物，細(xì)菌的生長狀態(tài)可能不同，甚至在同一個(gè)構(gòu)筑物中，不同位置的細(xì)菌生長狀態(tài)，但要以某種狀態(tài)為主。2生長曲線在污水生物處理中的應(yīng)用理解并掌握為何要利用靜止期的微生物？第51頁/共76頁

微生物正常生存，需要營養(yǎng)，除此以外，還需要合適的溫度、pH、氧氣等環(huán)境條件。第二節(jié)微生物的生存因子第52頁/共76頁溫度溫度是微生物最重要的生存條件之一。當(dāng)處于最佳范圍時(shí)，每上升10℃，酶促反應(yīng)速度提高1～2倍。代謝速率和生長速率也提高，繁殖能力最強(qiáng)，微生物進(jìn)行大量繁殖。不同微生物對(duì)溫度的要求不同。可將微生物分為嗜冷菌、嗜中溫菌、嗜熱菌、嗜超熱菌。了解高溫、低溫對(duì)微生物的影響。滅菌和消毒第53頁/共76頁

微生物不同，最適應(yīng)的pH范圍也不同。pH微生物的生命活動(dòng)、物質(zhì)代謝與pH關(guān)系很密切。污水處理生物處理構(gòu)筑物內(nèi)pH控制在6.5～8.5之間。了解pH對(duì)微生物的影響第54頁/共76頁

溶解氧微生物與氧氣的關(guān)系好氧微生物厭氧微生物兼性厭氧微生物專性好氧微生物微量好氧微生物專性厭氧微生物耐氧厭氧微生物第55頁/共76頁第八章微生物生態(tài)及其在自然循環(huán)中的作用

要點(diǎn)：生態(tài)系統(tǒng)的概念土壤和水中的微生物生態(tài)（幾個(gè)概念）自然界的氮素循環(huán)第56頁/共76頁1、生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)系統(tǒng)是指在一定時(shí)間和空間范圍內(nèi)由生物與它們的生境通過能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)所組成的一個(gè)自然體。

生態(tài)系統(tǒng)有一定的組成、結(jié)構(gòu)和功能四個(gè)基本組成：環(huán)境、生產(chǎn)者、消費(fèi)者、分解或轉(zhuǎn)化者。四大基本功能：生物生產(chǎn)、能量流動(dòng)、物質(zhì)循環(huán)和信息傳遞。第57頁/共76頁土壤的生物修復(fù)利用土壤中天然的微生物資源或人為投加目的菌株等到污染土壤中，將滯留的污染污快速降解和轉(zhuǎn)化，使土壤恢復(fù)其天然功能。2、土壤和水體中的微生物生態(tài)一些相關(guān)的概念：后果：土壤鹽、堿化板結(jié)；通過植物吸收、富集、濃縮，隨食物鏈遷移，危害人類；造成水體的污染等。土壤污染第58頁/共76頁水體自凈水體接納了一定量的有機(jī)污染物后，在物理的、化學(xué)的和生物等因素的綜合作用后得到凈化，水質(zhì)恢復(fù)到污染前的水平和狀態(tài)。叫水體自凈。任何水體都有其自凈容量，即水體正常生物循環(huán)中能夠凈化有機(jī)污染物的最大數(shù)量。第59頁/共76頁水體富營養(yǎng)化由于氮、磷等營養(yǎng)元素排入水體，促使水體中藻類過量生長，造成水體富營養(yǎng)化。富營養(yǎng)化在淡水水體中表現(xiàn)為水華，在海水中表現(xiàn)為赤潮。富營養(yǎng)化的危害：（1）耗盡水中的溶解氧；（2）影響大氣的復(fù)氧過程；（3）藻類會(huì)向水中分泌毒素；（4）大量藻類、魚和浮游動(dòng)物的死亡后的沉積物厭氧發(fā)酵。水體缺氧，浮游動(dòng)物和魚類無法生存第60頁/共76頁3、氮循環(huán)氮元素的存在狀態(tài)：分子氮；有機(jī)氮化合物、無機(jī)氮化合物。在微生物、植物、動(dòng)物三者的協(xié)同作用下將三種形態(tài)的氮互相轉(zhuǎn)化，構(gòu)成氮循環(huán)，其中微生物起著重要作用。氮循環(huán)包括氨化作用、硝化作用、反硝化作用、固氮作用。第61頁/共76頁（1）氨化作用：氨化作用是有機(jī)氮化物轉(zhuǎn)化成氨（銨）的過程。微生物、動(dòng)物和植物都具有氨化能力，可以在好氧和厭氧環(huán)境中。蛋白質(zhì)：蛋白質(zhì)在蛋白質(zhì)酶的作用下發(fā)生水解，依次生成蛋白胨、多肽，隨后在肽酶的作用下，繼續(xù)水解成氨基酸。氨基酸在氨化微生物的脫氨基作用下產(chǎn)生氨。尿素：尿素水解生成氨、二氧化碳和水，一般在廢水生物處理中，可加尿素補(bǔ)充氮源。第62頁/共76頁（2）硝化作用：在好氧條件下，化能自養(yǎng)的硝化細(xì)菌將氨基酸等脫下的氨轉(zhuǎn)化為硝酸或硝酸鹽的過程。它的重要性是產(chǎn)生氧化態(tài)的硝酸鹽，產(chǎn)物又可以參與反硝化作用。硝化作用分兩個(gè)階段進(jìn)行：第一階段由亞硝化細(xì)菌把氨氧化成亞硝酸；第二階段由硝化細(xì)菌將亞硝酸氧化成硝酸。第63頁/共76頁（3）反硝化作用：又稱脫氮作用。兼性厭氧的硝酸鹽還原菌將硝酸還原成NO2-，并進(jìn)一步還原成N2的過程。

反硝化作用一般只在無氧條件下發(fā)生。少數(shù)異養(yǎng)和化能自養(yǎng)微生物可進(jìn)行反硝化作用。

土壤、水體和污水生物處理構(gòu)筑物中的硝酸鹽在缺氧條件的情況下，會(huì)發(fā)生反硝化作用。反硝化作用是土壤中氮素?fù)p失的重要原因之一。第64頁/共76頁（4）固氮作用：在固氮微生物的固氮酶催化作用下，把分子氮轉(zhuǎn)化為氨，進(jìn)而合成為有機(jī)氮化合物。固氮對(duì)氮在生物圈中的循環(huán)有重要作用，據(jù)測(cè)算全年全球有約2.40×108噸氮被固定。固氮微生物主要是好氧固氮菌如根瘤菌等，也有少數(shù)厭氧固氮菌。第65頁/共76頁（1）有機(jī)硫化物的礦化

含硫有機(jī)物被微生物分解釋放出H2S。（2）硫的氧化（硫化）：在有氧條件下，通過硫細(xì)菌的作用將硫化氫氧化為元素硫，再進(jìn)而氧化為硫酸。（3）硫酸鹽還原（反硫化）：在無氧條件下，硫酸鹽、亞硫酸鹽、硫代硫酸鹽和次亞硫酸鹽等在微生物的還原作用下形成硫化氫。危害：硫酸鹽還原最終產(chǎn)物是H2S，常會(huì)造成管道的腐蝕。4硫素循環(huán)第66頁/共76頁第九章環(huán)境工程微生物學(xué)原理重點(diǎn)內(nèi)容：好氧活性污泥法好氧生物膜法厭氧生物處理技術(shù)生物脫氮技術(shù)第67頁/共76頁活性污泥:

由細(xì)菌、菌膠團(tuán)、原生動(dòng)物、后生動(dòng)物等微生物群體及吸附的污水中有機(jī)和無機(jī)物質(zhì)組成的，有一定