环境工程微生物学1绪论.ppt

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1、环境工程微生物学,李力 2010.9,李 力2010.9,教材 周群英、王士芬，环境工程微生物学（第三版），高等教育出版社参考书1 王家玲等，环境微生物学（第二版），高等教育出版社2 周德庆，微生物学教程（第二版），高等教育出版社3 沈萍等，微生物学（第二版），高等教育出版社4 Maier RM,Pepper IL,and Gerba CP,Environmental Microbiology（2nd Edition）,Academic Press,2008,绪论,第一节 学习目的、学习内容与学习方法目的内容方法第二节 微生物的概述原核微生物与真核微生物微生物的分类和命名环境工程微生物类群微生

2、物的特点,第一节 学习目的、学习内容与学习方法,有机物的分解者无机物的转化者微生物合成与绿色化学微生物转化与能源环境污染指示生物微生物传感器,病原微生物微生物代谢产物水华,微生物与人类环境,学习目的,第一节 学习目的、学习内容与学习方法,学习目的 学科的需要,环境工程学/环境科学,微生物学,环境工程微生物学,其他,环境工程微生物学学习内容,环境工程学环境科学,微生物学,对人类环境有益的微生物类群及有害的类群,研究对象,环境工程微生物学学习内容,对人类环境有益的微生物类群及有害的类群,形态构造章1-3,生理代谢章4,遗传变异章6,微生物生态章5、章7,学习方法,记忆 基本概念理解 基本原理 应用

3、实例实验,第二节 微生物的概述,原核微生物 与 真核微生物,按细胞的结构和遗传物质在细胞内的分布，可将生命有机体划分为原核生物和真核生物,微生物（microorganism,microbe）,微生物是指一切肉眼看不见或看不清楚而必须借助显微镜观察的微小生物的总称。（个体微小（0.1mm）、构造简单、低等生物）按进化水平及性状差异可分为（p8,表1-1）原核微生物 包括古菌及广义细菌（细菌、放线菌、蓝细菌、支原体、立克次体、衣原体）真核微生物 包括真菌、原生动物、藻类、后生动物非细胞结构微生物 包括病毒、类病毒,蓝细菌,细菌,真菌,藻类,病毒,原生动物,微生物的分类地位,动物界-植物界（细胞壁、

4、光合作用、运动）微生物并非分类学名词Bergeys Manual of Determinative Bacteriology 是国际公认的细菌分类权威著作,五界系统,原核生物界,原生生物界,真菌界,动物界,植物界,微生物的分类系统,1 两界系统,植物界和动物界,2 三域系统,细菌、古生菌、真核生物,3,原核生物界、原生生物界、真菌界、植物界和动物界,五界系统,（惠特克）,（伍斯）,4 六界分类系统,原核生物界、原生生物界、真菌界、植物界、动物界、病毒界,（王大耜）,环境工程微生物类群（p8,表1-1）,非细胞结构生物,微生物,立克次体,原核生物,具细胞结构生物,真核生物,真菌界,古菌,细菌,真

5、核藻类,原生动物,衣原体,螺旋体,支原体,病毒,（酵母菌、霉菌）,真细菌,蓝细菌,放线菌,微型后生动物,微生物的分类和命名,微生物的分类 按照微生物的生物属性及亲缘关系将其排成条理清楚的各种分类单元或分类群。七级分类单元 例 灰色链霉菌 界 Kingdom 原核生物界 门 Phylum 亚门/超纲 厚壁菌门(Tenericutes）纲 Class 亚纲/超目 枝形细菌纲（Thallobacteria）目 Order 放线菌目（Actinomycetales）科 Family 亚科/族 链霉菌科（Streotomycetaceae）/亚族 属 Genus 链霉菌属（Streptomyces）种

6、Species 灰色链霉菌（S.griseus）,分类特征、分类依据、分类指标,形态,生理、生化反应,生态特性,生活史特点,血清学反应,噬菌体的敏感性,分子生物学指标,（G+C）%16S rRNA,种：种是一个基本分类单位，它是一大群表型特征高度相似、亲缘关系及其接近、与同属内其他种有明显差异的菌株的总称。,菌株：由一个独立分离的单细胞（单个病毒粒子）繁殖而成的纯种群体及其一切后代，或一种微生物的每一不同来源的纯培养物均可称为该菌种的一个菌株。菌株命名 E.coli K12,种下分类单元 亚种 subsp.(subspecies)变种 var(variety)型、类群(form/group)菌

7、株、品系(strain),微生物的命名,俗名/通俗命名学名/科学命名 国际细菌命名法规学名=属名+种加词（+首次定名人+现定名人+定名年份）使用拉丁词、希腊词或拉丁化外来词（出版物中应排版为斜体，手写时加下划线）属名首字母大写，为单数名词性；种名首字母小写，名词或形容词 例：大肠埃希氏菌（大肠杆菌）Escherichia coli 枯草芽孢杆菌（枯草杆菌）Bacillus subtilis 铜绿假单胞菌（绿脓杆菌）Pseudomonas aeruginosa,微生物的特点,微生物具有的共性中以体形微小为中心红杉 350m 蓝鲸 34m 双生病毒 12-18nm,比面值 人=1，大肠杆菌=30万

8、大比面值有利于其跟周围环境进行物质、能量、信息交换,103,102,100,10-3,10-4,10-6,10-9,km,m,mm,m,nm,动植物界,微生物,特点1 个体微小体积小，比面值大比面值=表面积/体积,纳米比亚硫磺珍珠菌（Thiomargarita amibiensis）,微生物的特点,特点2 代谢快，繁殖快大比面值带来巨大的营养物质吸收面、代谢废物排泄面、环境信息的接受面,发酵乳糖的细菌在1h内可分解其自重1000-10,000倍的乳糖产朊假丝酵母合成蛋白质的能力比大豆强100倍，比食用公牛强10万倍 微生物因此成为人类的“活的化工厂”,由于微生物吸收多，转化快，所以具极高的生长

9、和繁殖速度,大肠杆菌一个细胞重约10 12 克，平均20分钟繁殖一代,24小时后：2324=4.7221021个后代，重量达4722吨48小时后：2.2 10 43个后代，重量达2.2 10 25 吨,相当于4000个地球的重量！,南极Vostok湖冰芯样 品中的微生物,海洋深处的某些硫细菌可在250，甚至300高温下生长,大多数细菌能耐0196（液氮）的低温，甚至-253（液态氢）,某些嗜盐菌可在32%的饱和盐水中正常生活,氧化硫硫杆菌可生长在5-10%的H2SO4中,脱碱硫杆菌生长最高pH=10.7,某些青霉和曲霉可生长在pH=9-11条件下,特点3 适应强，易变异,微生物对极端环境具有惊

10、人的适应力,由于微生物个体小、结构简单、繁殖快、数量多且与外界环境直接接触，即使是变异频率很低（10-5 10-10），也可在短时间中产生大量变异后代,青霉素的生产,20单位/ml（1943）,50,000单位/ml,青霉素的用量：,最高：10万单位/天（40年代）,数百万-千万单位/次,特点4 分布广，种类多,人体肠道有100-400种微生物，总数100万亿；科学家在南极冰下3500米采集到微生物样品；在万米深海及万米高空都有微生物存在。,微生物因体积小，重量轻，可到处传播，地球上除了火山中心，可分布于土壤、水体、大气、岩石,虽然目前已定种的微生物只有大约15万种，远较动植物为少，但一般认为目前为人类所发现的微生物还不到自然界中微生物总数的1%,细菌,真菌,原生动物,藻类,病毒,微生物绝对种数多,微生物代谢类型多,种类多,微生物代谢产物多,个体小，比面值大代谢快，繁殖快适应强，易变异分布广，种类多,小结 微生物的特点,课后复习题,P9：4、6什么是微生物？原核微生物？真核微生物？环境工程微生物包括哪些主要类群？如何理解微生物的种类多？,