环境微生物重点总结_环境微生物总结
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复习大纲 微生物学基础
绪论及第一、二章复习要点 微生物分类系统,命名法则
常见细菌的拉丁文名称
E.coli(Escherichia coli)大肠埃希氏菌(大肠杆菌)Candiada utilis 产朊假丝酵母 无细胞结构生物
Virus(病毒）
原核生物
Bacteria(细菌） Archaea(古菌） Algae(藻类）真核生物
Fungi(真菌:酵母、霉菌） Protozoa(原生动物）微生物的命名
微生物的命名法是采用生物学中的二名法，即用两个拉丁字命名一个微生物的种。
微生物名称
属名（名词形式）+种名（形容词形式）
大肠埃希氏杆菌的名称是Escherichia coli。大肠埃希氏杆菌的名称是Escherichia coli(Miugula)Castellani et Chalmers 1919. 细菌如果只鉴定到属，没鉴定到种，则该细菌只有属名，属名后加sp（单数）或spp（复数）如：Bacillus sp.微生物的特点
体积小，面积大
吸收多，转化快
生长旺，繁殖快
适应强，易变异
种类多，分布广
病毒的结构与特点 特点
形体极其微小。 没有细胞构造，其主要成分是核酸和蛋白质，每一种病毒只含有一种核酸。 无产能酶系，无蛋白质合成系统，在宿主的活细胞内营专性
寄生。
结构
病毒主要由核酸内芯和蛋白质衣壳构
成，有些还具有囊膜。
有些病毒只仅具有核酸或蛋白质。病毒的溶原性
噬菌体可分为烈性噬菌体和温和噬菌
体两类型。
烈性噬菌体侵入宿主细胞后，随即引
起宿主细胞裂解。
温和噬菌体是当它侵入宿主细胞后，其核酸附着并整和在宿主染色体上，随宿主的核酸同步复制，宿主细胞不裂解继续生长。
细菌的主要形态、基本结构和特殊结构及理化性质
细菌按其外形，主要有球菌 杆菌
螺形菌 丝状菌
基本结构：细胞壁、细胞膜、细胞质、核质 特殊结构: 荚膜、粘液层、衣鞘、菌胶团、鞭毛、菌毛、芽胞 革兰氏染色机制
主要有三种观点 等电点学说
G+菌与G-菌等电点不同。
渗透学说
G+菌与G-菌细胞壁结构不同。
化学学说
G+菌与G-菌核糖核酸镁盐含量不同。放线菌形态和结构((补充)
放线菌的菌体为单细胞菌丝。菌丝体
分三类：
营养(基内)菌丝 气生菌丝 孢子丝 研究古菌的意义 第三章复习要点 原生动物分类
根据原生动物的细胞器和其他特点，将原生动物分为四个纲： 鞭毛纲 肉足纲 纤毛纲 孢子纲
生殖方式有无性生殖和有性生殖。
微型后生动物的指示作用
轮虫是水体寡污带和污水生物处理效果好的指示生物。
线虫是污水净化程度差的指示生物。 生长因素
微生物营养类型的概念
根据微生物对碳素营养物的同化能力不同，可 红斑顠体虫：能够蚕食活性污泥。 颤蚓、水丝蚓：是水体底泥污染的指示生物，能够富集重金属。
浮游甲壳生物是河流污染和水体自净的指示生物
霉菌的结构，毛霉、根霉的结构特点。霉菌：细胞壁、细胞膜、细胞质、细胞核、线粒体、核糖体、内臵网及各种内含物，幼龄菌液泡往往小而少，老龄菌液泡大而多。菌丝：无隔膜菌丝 有隔膜菌丝 菌丝体：营养菌丝体 气生菌丝体 毛酶的特点
其菌丝白色，腐生，极少寄生，毛霉的生活史有无性和有性繁殖两个阶段。
它分解蛋白质能力强，常用于制作腐乳，有的种用于生产柠檬酸和转化甾体物质。
根霉的特点
大部分菌丝为气生菌丝，生长迅速。 根霉分布广，产糖化酶能力强。民间用根霉和酵母菌混合作为甜酒曲，工业用它作糖化菌。
酵母菌的形态、代谢、繁殖
形态：酵母菌形态有呈卵圆形、圆形、圆柱形或假丝状。
酵母菌的繁殖方式（1）无性繁殖 芽殖：主要的无性繁殖方式，成熟细胞长出一个小芽，成熟后脱离母体。
裂殖：少数酵母菌可以借细胞横割分裂而繁殖，例如裂殖酵母。（2）有性生殖
酵母菌以形成子囊和子囊孢子(ascospore)的方式进行有性繁殖。
真菌在废水生物处理中的应用 第四章复习要点
微生物的营养物质分类
水
碳素营养源 氮素营养源 无机盐
以把微生物分为无机营养和有机营养两种，又由于碳源形式的不同，可分为光能营养型和化能营养型
微生物对营养物质吸收的方式及特点。
单纯扩散
不与细胞膜上任何成分发生特异性作用,不需要能量。 促进扩散
特异性载体蛋白（渗透酶）构相改变,不需要能量
主动运输
需要能量和渗透酶，逆浓度梯度积累营养物质
基团转移
需要能量，被运输的物质发生化学变化。
培养基的分类（注意！分类标准不同，分类结果不同）
(一)根据物理状态
固体培养基、半固体培养基和液体培养基
（二）根据培养基组分
天然培养基、合成培养基和半合成培养基。
（三）根据培养基用途
普通型、选择型、鉴别型、加富型
不同呼吸类型的特点，异同。
三种氧化产能的类型的特点，异同 第五章复习要点
分批培养，连续培养概念及特点
（一）分批培养
将细菌接种到一定量新鲜的液体培养
基中培养，定时取样计数，以细菌量影响因素： 为纵坐标，以时间为横坐标，连接各遗传特性 点形成一条曲线，即细菌的生长曲线。培养条件和环境 停滞期 细胞需要合成分裂所需的酶、ATP和其他成分，为细胞分裂作准备。 指数期 细胞完成生理调整，基质营养和环境适宜。 静止期 营养物质逐渐消耗，代谢废物逐渐积累。 衰亡期 菌体老化、生长环境进一步恶化。 连续培养又称开放培养，是在研究典型生长曲线的基础上，通过认识稳定期到来的原因，并采取相应的有效措施而实现的。 常用连续培养装臵： 恒浊器 恒化器
细菌生长曲线各阶段内容、特点及应用 停滞期 现象：培养体系内细胞数目几乎保持不变。原因：细胞需要合成分裂所需的酶、ATP和其他成分，为细胞分裂作准备。影响因素： 菌种的生理活性 培养基的组分 接种量
指数期 现象：细胞代谢活动旺盛，分裂速度最快、代时最短，细胞数以几何级数的方式增加。原因：细胞完成生理调整，基质营养和环境适宜。影响因素： 遗传特性
培养条件和环境
静止期
现象：体系内新生细胞数与死亡细胞数相等，活菌数达到最大值，产生次生代谢产物。原因：营养物质逐渐消耗，代谢废物逐渐积累。
衰亡期 现象：体系内细胞死亡速率超过生长速率。
原因：菌体老化、生长环境进一步恶化。影响因素：
遗传特性 培养条件和环境
极端温度对微生物生长的影响
1、极端高温的影响 极端高温引起菌体蛋白质变性以及蛋白酶和脂肪的破坏。极端高温引起细胞膜脂类溶解，产生穿孔。
2、极端低温对微生物的影响 抑制菌体生长，导致敏感菌死亡。裂解或冰晶刺伤
极端PH对微生物的影响 引起微生物表面的电荷改变，进而影响营养物的吸收。 影响培养基中有机化合物的离子化作用，间接影响微生物。 使酶的活性降低，影响生物化学过程。 降低微生物对高温的抵抗能力。 使微生物对很多毒剂更为敏感。
有害氧化物的危害及去除 具有强氧化性，对微生物有毒害作用：如： 超氧阴离子(O2-) 过氧化氢(H2O2) 羟自由基(OH.) 过氧化物 微生物对有害氧化物的去除方式
辐射对微生物的影响 紫外辐射对微生物的影响 导致胸腺嘧啶二聚体形成。 应用：空气及表面消毒 电离辐射对微生物的影响 低剂量促进生长或引发变异 高剂量引起水分解，产生强氧化性物质对微生物产生致死作用。 应用：食品防腐、诱导微生物变异筛选优良菌种。微生物间的关系（定义）
一、竞争关系 不同微生物种群在同一环境中，对食物等营养、溶解氧、空间和其他共同要求的物质互相竞争，互相受到不利影响。
二、互生关系 两种可以单独生活的生物共同生活在一起时，一方为另一方提供有利的生活条件，或双方互为有利
三、共生关系 不能单独生活的两种微生物共同生活后组成共生体，在营养上互为有利所。
四、偏害关系 一种微生物在代谢过程中产生某些代谢产物对一种微生物生长不利。
五、捕食关系 微生物之间的对抗表现为吞食与被吞食，这种关系就叫捕食关系。
六、寄生关系 寄生菌需要在宿主体内生活，从中摄取营养才能得以生长繁殖，这种关系称为寄生关系。
第七章复习要点 生态系统组成及分类 环境、生产者、消费者及分解或转化者 根据生存环境：水体生态系统和陆地生态系统等。根据动态和静态：河流生态系统和湖泊生态系统等。根据生物群落：动物生态系统、植物生态系统及微生物生态系统等。水体自净过程及自净程度评价标准 1．水体自净过程 物理作用：稀释、沉淀（强） 化学作用：日光、氧气等对污染物的分解（弱） 生物作用：生物降解（食物链）（强）
2、衡量水体自净的指标 水体外观、化学指标、生物种类、数量及比例关系、溶解氧等等 A、P／H指数与BIP指数 B、氧垂曲线 C．氧浓度昼夜变化幅度
D．水体外观
水体有机物污染指标(1)细菌菌落总数(CFU)： 细菌菌落总数是指lml水样在营养琼脂培养基中，于37℃培养24h后所生长出来的细菌菌落总数。 细菌菌落总数除说明水被生活废弃物污染程度外，还指示该饮用水能否饮用。结合大肠菌群数以判断水的污染源和安全程度更全面。(2)总大肠菌群： 总大肠菌群又称大肠菌群和大肠杆菌群。它们是一群兼性厌氧的、无芽孢的革兰氏阴性杆菌，在37℃能不同程度地发酵乳糖产酸、产气。是指示水体被粪便污染的一个指标。(3)其他有机物污染指标 TOC(总有机碳)有机物在有氧情况下加热,测得生成的二氧化碳量. BOD5(生化需氧量)异养细菌在一定条件下5天内的耗氧量. COD(化学需氧量)通过重铬酸钾将有机物完全氧化为二氧化碳和水,所需要氧气量.AGP AGP即藻类的生产潜在能力，测定方法： 废水或天然水体滤膜除菌及杂质。 接入特定藻类，一定条件下培养。 取适量培养液滤膜过滤，烘干至衡重，换算1L藻类中的干重即为该水样AGP。
第八章复习要点 氮循环的基本过程（固氮与其他含氮物质转
化不在考试范围）硫循环（引起活性污泥膨胀的几种硫细菌）
第九章复习要点
好氧活性污泥的组成及微生物群落 好氧活性污泥的组成：好氧微生物；兼性厌氧微生物(兼有少量的厌氧微生物)：有机的和无机的固体杂质
菌胶团的结构及作用
好氧活性污泥(绒粒)的结构和功能的中心是能起絮凝作用的细菌形成的细菌团块，称菌胶团。
作用：1。有很强的生物絮凝、吸附能力和氧化分解有机物的能力
2、菌胶团对有机物的吸附和分解，为原生动物和微型后生动物提供了良好的生存环境
3、为原生动物、微型后生动物提供附着栖息场所。
4、具有指示作用：通过菌胶团的颜色、透明度、数量、颗粒大小及结构的松紧程度可衡量好样活性污泥的性能 原生动物及微型后生动物的作用（具体）1.、指示作用 1）、根据它们的活动规律判断水质和污水处理程度，还可以判断活性污泥培养的成熟程度 2）、根据原生动物种类判断活性污泥和处理水质的好坏.3）、根据原生动物遇恶劣环境改变个体形态及其变化过程判断进水水质变化和运行中出现的问题
2、净化作用
3、促进絮凝作用和沉淀作用 好氧生物膜（概念）
好氧生物膜是由多种多样的好氧微生物和兼性厌氧微生物粘附在生物滤池滤料上或粘附在生物转盘盘片上的一层带粘性、薄膜状的微生物混合群体。
好氧活性污泥丝状膨胀成因、机理 成因
1.、温度、溶解氧、可溶性有机物及其种类、有机物浓度、PH变化也会引起活性污泥丝状菌膨胀 机理：目前、人们普遍接受的是用表面积与体积的比假说解释活性污泥丝状菌膨胀的机理：在单位体积中、成丝状扩展生长的丝状菌的表面积与体积比絮凝性菌胶团细菌的大，对有限制性的营养和环境条件的争夺占有优势；絮凝性菌胶团处于劣势，丝状菌就能大量生长繁殖成优势菌，从而引起丝状菌膨胀。
第十章复习要点
微生物除磷原理：某些微生物在好氧是不仅能大量吸收磷酸盐合成自身核酸和ATP，而且能逆浓度梯度过量吸磷合成贮能的多聚磷酸盐颗粒于体内，供其内源呼吸用，这些细菌称为聚磷菌。聚磷菌在厌氧是又能释放磷酸盐于体内外，故可创造厌氧、缺氧、和好氧环境，让聚磷菌先在含磷污废水中厌氧放磷，然后再好样条件下充分地过量吸磷，然后通过排泥从污水中除去磷，可以达到减少污废水中磷含量的目的菌落（colony）单个微生物在适宜固体培养基表面或内部生长繁殖到一定程度；形成肉眼可见有一定形态结构的子细胞的群落。
芽孢：有些细菌（多为杆菌）在一定条件下，细胞质高度浓缩脱水所形成的一种抗逆性很强的球形或椭圆形的休眠体。原核微生物(prokaryotic microbe)： 指核质和细胞质之间不存在明显核膜，其染色体由单一核酸组成的一类微生物。荚膜(capsule)荚膜:某些细菌在细胞壁外包围的一层粘液性物质。
微量元素：无机盐也是微生物生长所不可缺少的营养物质，其中铁、锰、铜、钴、锌、钼等盐一般是酶的辅因子，需求量不大（10-8～10-6 mol/L），称为“微量元素”。主动运输是指物质逆浓度梯度，在载体的协助下，在能量的作用下运进或运出细胞膜的过程。
生长因素：微生物不能从普通的碳源、氮源营养物合成、而需在其培养基中令外加入少量才能满足这些微生物生长需要的有机物称为生长因子。
无机营养微生物：具有完备的酶系统，能利用CO2和CO32-中的碳素为唯一的碳素营养的一类微生物。
无氧呼吸：是指有机碳化合物经彻底或者不彻底氧化，所脱下来的电子经部分电子传递链，最后传给外源的无机氧化物(个别是有机氧化物)并释放较少能量。P/H指数是水体中光合自养型微生物（P）与异养型微生物（H）密度的比值。反映水体有机污染和自净的程度。
巴斯德效应：在厌氧条件下,向高速发酵的培养基中通入氧气,则葡萄糖消耗减少,抑制发酵产物积累的现象称为巴斯德效应。即呼吸抑制发酵的作用。
水活性表示在一定温度下某溶液或物质于一定空间空气气相平衡时的含水量与空气饱和水量的比值，相当于该溶液的蒸汽压也纯水蒸汽压的比值，用小数表示。生态系统（ecosystem）指由生物群落与无机环境构成的统一整体。
互生关系：（或合作关系）指两种可以单独生活的微生物共存于同于环境中，相互提供营养及其他生活条件，双方互为有利，相互受益。
土壤微生物修复是利用土壤中天然的微生物资源或人为的投加目的菌株，甚至用构建的特意讲解功能菌投加到各污染土壤中，将滞留的污染物快速降解和转化恢复土壤的天然功能
BOD5：五日生化需氧量它表示废水在微生物存在下进行生化降解五日内所需要的氧的数量，单位mg/l。
硝化作用：氨在微生物作用下氧化为硝酸的过程。
水体富营养化(eutrophication)是指在人类活动的影响下，氮、磷等营养物质大量进入湖泊、河口、海湾等缓流水体，引起藻类及其他浮游生物迅速繁殖，水体溶解氧量下降，水质恶化，鱼类及其他生物大量死亡的现象。好氧生物膜是有多种多样的好氧微生物和兼性厌氧微生物黏糊在生物滤池滤料上或黏附在生物转盘盘片上的一层黏性、薄膜状的微生物混合群体
反硝化作用反硝化细菌在缺氧条件下，还原硝酸盐，释放出分子态氮（N2）或一氧化二氮（N2O）的过程。
发酵：复杂的有机化合物在微生物的作用下分解成比较简单的物质的过程 溶源性细胞：细胞中含有以原噬菌体状态存在的温和噬菌体基因组的细菌。致死温度：导致生物体热死的（包括在此温度下持续受热）最低温度。或是导致生物体冻死的（包括在此温度下持续受寒）最高温度。
化能自养微生物：以CO2作为唯一碳源，氧化S、H2S、H2、NH3、Fe等时，通过氧化磷酸化产生ATP作为合成有机物所需的能量来源的一类微生物。
世代时间：细菌两次细胞分裂之间的时间称为代时（世代时间）
光复活(Photoreactivation Repair)作用是一种高度专一的DNA直接修复(Direct Repair)过程，它只作用于紫外线引起的DNA嘧啶二聚体（主要是TT,也有少量CT和CC)。
AGP：藻类的生产潜在能力。
CFU(Colony-Forming Units)经培养所得菌簇形成单位的英文缩写。将稀释后的一定量的菌液通过浇注或涂布的方法，让其内的微生物单细胞一一分散在琼脂平板上，待培养后，每一活细胞就形成一个菌落。
恒浊连续培养：是使细菌培养液的浓度恒定，以浊度为控制指标的培养方式 灭菌：用理化的方法将培养基、发酵设备或其他目标物中所有微生物的营养细胞及其芽胞（或孢子）杀灭或去除，从而达到无菌的过程。
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