环境微生物学绪论.ppt

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1、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,?1.你所知道的微生物有那些？2.微生物有什么作用？3.当看到或听到细菌这个词时，首先想到什么？,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

2、范畴。,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,例如杆菌的长度约2um，故1500个杆菌头尾衔接

3、起来仅有一颗芝麻长(3mm)。,(一)个体极小，比表面积大,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。,艾滋病毒攻击人体淋巴细胞电子显微镜放大十万倍 4mm:40nm,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0.20.4nm,利用电子显微镜可以清晰地看见各种微生物的结构。,30万倍,乳酸杆菌一小时内生成的乳酸约为其体重的100010000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,生物界中，微生物具有最高的繁殖速度。尤其是以二分裂

4、方式繁殖的细菌，其速度更是惊人。,E.coli每分裂一次时间为，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2.21043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。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。

5、根据这一特点可应用于发酵工业，解决人口与粮食的矛盾。,（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100400种不同种类的微生物，菌体总数达100万亿个左右。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,(6)一个喷嚏约含菌4，500150，000个，感冒患者的一个喷嚏含细菌多达8,500万个。,(5)每张纸币上的细菌数平均多达900万个，大

6、肠杆菌检出率达87.9。,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。,(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10-510-10）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。,(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

7、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。,分布在地球的每一个毛孔，地球真正的主人。,分布广,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510%（pH0.5）的硫酸溶液中。,美国黄石国家公园温泉,最原始的细菌,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

8、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？,有火的地方微生物只怕“火”,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？数量多、代谢快、繁殖快降解快易变异、代谢类型多降解物质种类多高效分布广、无处不在价廉,五、微生物命名-双名法,1.学名=属名+种名+（首次定名人）+现定名人+定名年份例如 Pseudomonas aeruginosa(Schroeter)Migula 1920铜绿假单胞菌 1920年由Migula定名 2.学名=属名+种名+菌株（用字母、符号等字形表示）例如 Bacillus subtilis A

9、S 1.398 枯草杆菌中能生产蛋白酶的一株菌株3.学名=属名+sp.(或spp.)只鉴定到属名，对具体的种，不能肯定。sp.（单数）或spp.（复数）表示未定种的含义。,举例,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,六、微生物学定义及其分科,1.微生物学定义 研究微生物生命活动的科学。在细胞、分子或群体水平上研究微生物的形态结构、生理代谢、遗传变异、生

10、态分布和分类进化等生命活动的基本规律，控制、消灭或改造有害微生物。,研究微生物的“衣食住行”的科学衣什么是微生物，长什么样？（形态、结构）食能吃、爱吃什么、如何消化？（营养、代谢或称生理）住喜欢住在哪？为什么？（环境影响或称生态）行能有何种行为、作为？是敌是友？如何监测、控制或使用呢？,2.微生物学分科,微 生 物 学,基础微生物学,应用微生物学,按微生物种类分,按过程或功能分,按与疾病关系分,按生态环境分,按技术与工艺分,按应用范围分,微 生 物 分 类 学,细 菌 学真 菌 学病 毒 学菌 物 学藻 类 学原生动物学,微 生 物 生 理 学微 生 物 遗 传 学微 生 物 生 态 学分 子

11、 微 生 物 学细 胞 微 生 物 学微生物基因组学,免 疫 学医学微生物学流 行 病 学,土壤微生物学海洋微生物学环境微生物学水 微 生 物 学宇宙微生物学,分析微生物学微生物技术学发酵微生物学遗 传 工 程,工业微生物学农业微生物学医学微生物学药学微生物学兽医微生物学食品微生物学预防微生物学,3.环境科学微生物学内容,微生物的基础知识；栖息在水体、土壤、空气、城市生活污水、工业废水和城市有机固体废弃物生物处理和废气生物处理中的微生物及其生态；饮用水卫生细菌学；自然环境物质循环与转化；水体和土壤的自净作用，污染水体治理、污染土壤的修复等环境工程净化的原理。偏重于水环境保护。有害微生物（病原性、腐蚀性）的监控与防治 有益微生物培养与利用（水处理中的各种微生物的高效、密集培养、强化生物去污）,