環(huán)境工程微生物學(xué)緒論

環(huán)境工程微生物學(xué)緒論環(huán)境工程微生物學(xué)緒論第1頁教材

周群英、王士芬，《環(huán)境工程微生物學(xué)》（第三版），高等教育出版社參考書1王家玲等，環(huán)境微生物學(xué)（第二版），高等教育出版社2

周德慶，微生物學(xué)教程（第二版），高等教育出版社3沈萍等，微生物學(xué)（第二版），高等教育出版社4MaierRM,PepperIL,andGerbaCP,EnvironmentalMicrobiology（2ndEdition

）,AcademicPress,

環(huán)境工程微生物學(xué)緒論第2頁緒論第一節(jié)學(xué)習(xí)目標(biāo)、學(xué)習(xí)內(nèi)容與學(xué)習(xí)方法目標(biāo)內(nèi)容方法第二節(jié)微生物概述原核微生物與真核微生物微生物分類和命名環(huán)境工程微生物類群微生物特點環(huán)境工程微生物學(xué)緒論第3頁第一節(jié)學(xué)習(xí)目標(biāo)、學(xué)習(xí)內(nèi)容與學(xué)習(xí)方法

有機物分解者無機物轉(zhuǎn)化者微生物合成與綠色化學(xué)微生物轉(zhuǎn)化與能源環(huán)境污染指示生物微生物傳感器病原微生物微生物代謝產(chǎn)物水華微生物與人類環(huán)境學(xué)習(xí)目標(biāo)環(huán)境工程微生物學(xué)緒論第4頁第一節(jié)學(xué)習(xí)目標(biāo)、學(xué)習(xí)內(nèi)容與學(xué)習(xí)方法學(xué)習(xí)目標(biāo)

學(xué)科需要環(huán)境工程學(xué)/環(huán)境科學(xué)

微生物學(xué)環(huán)境工程微生物學(xué)其它……環(huán)境工程微生物學(xué)緒論第5頁環(huán)境工程微生物學(xué)學(xué)習(xí)內(nèi)容環(huán)境工程學(xué)環(huán)境科學(xué)

微生物學(xué)對人類環(huán)境有益微生物類群及有害類群研究對象環(huán)境工程微生物學(xué)緒論第6頁環(huán)境工程微生物學(xué)學(xué)習(xí)內(nèi)容對人類環(huán)境有益微生物類群及有害類群形態(tài)結(jié)構(gòu)章1-3生理代謝章4遺傳變異章6微生物生態(tài)章5、章7環(huán)境工程微生物學(xué)緒論第7頁學(xué)習(xí)方法記憶

基礎(chǔ)概念了解

基礎(chǔ)原理應(yīng)用實例試驗環(huán)境工程微生物學(xué)緒論第8頁第二節(jié)微生物概述原核微生物

與

真核微生物按細胞結(jié)構(gòu)和遺傳物質(zhì)在細胞內(nèi)分布，可將生命有機體劃分為原核生物和真核生物比較內(nèi)容原核微生物真核微生物有沒有真正細胞核無（無核膜包圍）有（有核膜包圍）有沒有分化細胞器無有是否進行有絲分裂核糖體類型否70S是80S環(huán)境工程微生物學(xué)緒論第9頁微生物（microorganism,microbe）微生物是指一切肉眼看不見或看不清楚而必須借助顯微鏡觀察微小生物總稱。（個體微小（<0.1mm）、結(jié)構(gòu)簡單、低等生物）按進化水平及性狀差異可分為（p8,表1-1）原核微生物包含古菌及廣義細菌（細菌、放線菌、藍細菌、支原體、立克次體、衣原體）真核微生物包含真菌、原生動物、藻類、后生動物非細胞結(jié)構(gòu)微生物包含病毒、類病毒環(huán)境工程微生物學(xué)緒論第10頁藍細菌細菌真菌藻類病毒原生動物環(huán)境工程微生物學(xué)緒論第11頁微生物分類地位動物界-植物界（細胞壁、光合作用、運動）微生物并非分類學(xué)名詞Bergey’sManual

ofDeterminative

Bacteriology是國際公認(rèn)細菌分類權(quán)威著作環(huán)境工程微生物學(xué)緒論第12頁五界系統(tǒng)原核生物界原生生物界真菌界動物界植物界微生物分類系統(tǒng)1兩界系統(tǒng)植物界和動物界2三域系統(tǒng)細菌、古生菌、真核生物3原核生物界、原生生物界、真菌界、植物界和動物界五界系統(tǒng)（惠特克）（伍斯）4六界分類系統(tǒng)

原核生物界、原生生物界、真菌界、植物界、動物界、病毒界

（王大耜）環(huán)境工程微生物學(xué)緒論第13頁環(huán)境工程微生物類群（p8,表1-1）非細胞結(jié)構(gòu)生物微生物立克次體原核生物具細胞結(jié)構(gòu)生物真核生物真菌界古菌細菌真核藻類原生動物衣原體螺旋體支原體病毒（酵母菌、霉菌）真細菌藍細菌放線菌微型后生動物環(huán)境工程微生物學(xué)緒論第14頁微生物分類和命名

微生物分類

按照微生物生物屬性及親緣關(guān)系將其排成條理清楚各種分類單元或分類群。

七級分類單元

例灰色鏈霉菌

界Kingdom原核生物界

門

Phylum

亞門/超綱

厚壁菌門(Tenericutes）綱Class亞綱/超目

枝形細菌綱（Thallobacteria）目Order放線菌目（Actinomycetales）科Family亞科/族鏈霉菌科（Streotomycetaceae）

/亞族屬Genus鏈霉菌屬（Streptomyces）種Species灰色鏈霉菌（S.griseus）環(huán)境工程微生物學(xué)緒論第15頁分類特征、分類依據(jù)、分類指標(biāo)形態(tài)生理、生化反應(yīng)生態(tài)特征生活史特點血清學(xué)反應(yīng)噬菌體敏感性分子生物學(xué)指標(biāo)（G+C）%16SrRNA環(huán)境工程微生物學(xué)緒論第16頁種：種是一個基礎(chǔ)分類單位，它是一大群表型特征高度相同、親緣關(guān)系及其靠近、與同屬內(nèi)其它種有顯著差異菌株總稱。菌株：由一個獨立分離單細胞（單個病毒粒子）繁殖而成純種群體及其一切后代，或一個微生物每一不一樣起源純培養(yǎng)物均可稱為該菌種一個菌株。菌株命名E.coliK12種下分類單元亞種subsp.(subspecies)

變種var(variety)

型、類群(form/group)

菌株、品系(strain)環(huán)境工程微生物學(xué)緒論第17頁微生物命名俗名/通俗命名學(xué)名/科學(xué)命名

《國際細菌命名法規(guī)》學(xué)名=屬名+種加詞（+首次定名人+現(xiàn)定名人+定名年份）使用拉丁詞、希臘詞或拉丁化外來詞（出版物中應(yīng)排版為斜體，手寫時加下劃線）屬名首字母大寫，為單數(shù)名詞性；種名首字母小寫，名詞或形容詞

例：大腸埃希氏菌（大腸桿菌）Escherichiacoli

枯草芽孢桿菌（枯草桿菌）Bacillussubtilis

銅綠假單胞菌（綠膿桿菌）Pseudomonasaeruginosa環(huán)境工程微生物學(xué)緒論第18頁微生物特點微生物含有共性中以體形微小為中心紅杉350m藍鯨34m雙生病毒12-18nm比面值人=1，大腸桿菌=30萬大比面值有利于其跟周圍環(huán)境進行物質(zhì)、能量、信息交換10310210010-310-410-610-9kmmmmμmnm動植物界微生物特點1個體微小體積小，比面值大比面值=表面積/體積納米比亞硫磺珍珠菌（Thiomargaritaamibiensis）環(huán)境工程微生物學(xué)緒論第19頁微生物特點特點2代謝快，繁殖快大比面值帶來巨大營養(yǎng)物質(zhì)吸收面、代謝廢物排泄面、環(huán)境信息接收面發(fā)酵乳糖細菌在1h內(nèi)可分解其自重1000-10,000倍乳糖產(chǎn)朊假絲酵母合成蛋白質(zhì)能力比大豆強100倍，比食用公牛強10萬倍微生物所以成為人類“活化工廠”環(huán)境工程微生物學(xué)緒論第20頁因為微生物吸收多，轉(zhuǎn)化快，所以具極高生長和繁殖速度大腸桿菌一個細胞重約10–12

克，平均20分鐘繁殖一代24小時后：

23×24=4.722×1021個后代，重量達4722噸48小時后：2.2×1043個后代，重量達2.2×1025噸相當(dāng)于4000個地球重量！環(huán)境工程微生物學(xué)緒論第21頁南極Vostok湖冰芯樣品中微生物海洋深處一些硫細菌可在250℃，甚至300℃高溫下生長大多數(shù)細菌能耐0~196℃（液氮）低溫，甚至-253℃（液態(tài)氫）一些嗜鹽菌可在32%飽和鹽水中正常生活氧化硫硫桿菌可生長在5-10%

H2SO4中脫堿硫桿菌生長最高pH=10.7,一些青霉和曲霉可生長在pH=9-11條件下特點3適應(yīng)強，易變異

微生物對極端環(huán)境含有驚人適應(yīng)力環(huán)境工程微生物學(xué)緒論第22頁

因為微生物個體小、結(jié)構(gòu)簡單、繁殖快、數(shù)量多且與外界環(huán)境直接接觸，即使是變異頻率很低（10-5~10-10），也可在短時間中產(chǎn)生大量變異后代青霉素生產(chǎn)20單位/ml（1943）50,000單位/ml青霉素用量：最高：10萬單位/天（40年代）數(shù)百萬-千萬單位/次環(huán)境工程微生物學(xué)緒論第23頁特點4分布廣，種類多

人體腸道有100-400種微生物，總數(shù)>100萬億；科學(xué)家在南極冰下3500米采集到微生物樣品；在萬米深海及萬米高空都有微生物存在。

微生物因體積小，重量輕，可處處傳輸，地球