污染控制微生物学

1.3.2 凡是细胞核发育不完全，仅有一个核物质高度集中地核区（叫拟核结构）不具核膜， 核物质裸露，，与细胞质没有明显的界限，没有分化的特异细胞器，只有膜体系的不规则泡沫结构，不进行有丝分裂的细胞称为原核细胞，由原核细胞构成的微生物称为原核微生物。反之，凡是具有发育完好的细胞核，有核膜（使细胞核与细胞质有明显的界限），有高度分化的特异细胞器（如线粒体、叶绿体、高尔基体等），进行有丝分裂的细胞称为真核细胞，由真核细胞构成的微生物称为真核微生物。

1.3.4 微生物的命名按“双名法”命名，即属名命名者等）

+种名（+1.3.5 微生物的特点 ：1）形态多姿，结构简单体微小，分布广泛3）种类2）个繁多，代谢旺盛4）繁殖快速，易于培养利于应用。(应用5）容易变异，)

2.1.1就单个有机体而言，细菌的基本形态有三种：杆状、螺旋状，分别称为球球状、菌、杆菌和螺旋菌（包括弧菌）中，杆菌最为常见，球菌次。在自然界所存在的细菌之，而螺旋菌最少。

球菌呈球形或椭球形，其大小以细胞直径表示，一般为0.5-1.0微米。球菌的排列：单球菌、双球菌、链球菌、四联球菌，八叠球菌、葡萄球菌。

杆菌呈杆状或圆柱形，其大小以宽度和长度表示，宽度一般为0.5-2微米，长度为宽度的一倍或几倍。2.1.2细菌细胞的基本结构

主要由细胞壁、细胞质膜、细胞质、核质及内含物等构成。

构成细胞壁的主要成分是肽聚糖，脂类和蛋白质。进行细菌染色的目的：细菌 本身为无色透明的，在普通光学显微镜下，菌体与背景反差很小，不易看清菌体的形态和结构，所以通常要对细菌进行染色，以增加菌体和背景的反差，以便于在显微镜下观察。

细菌的染色方法可以归纳为两类：单染色法和复染色法。 革兰氏染色法为复染色法，是鉴别细菌的重要方法。主要步骤是：先用碱性染料结晶紫染色，再加碘液媒染，然后用酒精脱色，最后以复染液（沙黄或蕃红）复染。结果：凡是能够固定结晶紫与碘的复合物而不被酒精脱色者，仍呈紫色，称革兰氏阳性菌；凡能被酒精脱色，经复染着色，菌体呈红色，称为革兰氏阴性细菌。 机理：由于G+细菌细胞壁较厚，特别是肽聚糖含量较高，网络结构紧密，脂类含量又低，当被酒精脱色时，引起了细胞壁肽聚糖层网状结构孔径缩小以至关闭，从而阻止了不溶性结晶紫-碘复合物的浸出，顾菌体仍呈深紫色；相反，G-细菌的细胞壁肽聚糖层较薄，含量较少，而脂类含量又高，当酒精涂色时，脂类物质溶解，细胞壁通透性增大，结晶紫-碘复合物也随之被抽提出来，故菌体呈现复染液的红色。

细胞壁的生理功能壁具有保护作用，使细胞免：1）细胞遭外界损伤，维持细胞原装盒保持细胞的完整性；免渗透压对细胞产生破坏作2）避用；3）在营养代谢方面，是有效的分子筛；毛的细菌来说，细胞壁为鞭4）对于有鞭毛提供支点，支撑鞭毛的运动；5）细菌的抗原性、致病性以及噬菌体的敏感性，均决定细菌细胞壁的化学成分。

细胞质的化学组成：脂类（（60%-70%20%-30%）、）少量糖蛋白、、蛋白质糖脂（2%）和核酸。 细胞膜的生理功能：表现为渗透性和转运作用1）主要2）控制营养物、代谢产物进出细胞化作用，即呼吸作用的场所3）转运电子和磷酸4）排出水溶性的胞外酶（水解酶类）解为简单化合物，而摄入细，将大分子化合物水胞内5）生物合成功能

核糖体是细胞中的一种核糖核蛋白的颗粒状结构，有65%的核糖核酸和35%的蛋白质组成。核糖体生理功能：是合成蛋

白质的部位

内含颗粒：细胞质中存在的各种颗粒状物质。大多属于贮藏的养料，即营养物质过剩的产物。细菌的核位于细胞质内，为

一絮状的核区。

核区内集中有与遗传变异密切相关的脱氧核糖核酸，称为染色质体或细菌染色体。 细菌的核携带遗传信息，其功能是决定遗传性状和传递遗传信息。

细菌特殊结构鞭毛等

;荚膜、芽孢、菌胶团是由细菌遗传性决定的。很多细菌细胞的荚膜物质相互融合，连为一体，组成共同的荚膜，内含许多细菌。为什么菌胶团是活性污泥的

重要组成部分？1）具有荚膜的功能和氧化有机物的能力2）具有较强的吸附3）具有较好的沉降性能，这是利用菌胶团细菌净化废水的重要因素。4）防止被吞噬，自我保护。

如何通过菌胶团的观察来了解废水处理状况？

在废水处理过程中，要经常观察菌胶团，以便及时了解废水处理的运行状况。新形成的菌胶团颜色较浅，甚至无色透明，氧化能力强；有旺盛的生命力，老化的菌胶团，因为吸附许多杂质，颜色深，氧化能力强；当遇到不良环境时，菌胶团松散，污泥发生膨胀。因此，只有结构紧密，吸附、氧化和沉降性能好的菌胶团才能保证废水处理有良好的效果。

芽孢某一生长阶段，在营养细胞 某些细菌细胞发育到内部形成一个圆形或椭圆形的，对不良环境具有较强抗性的休眠体，称为芽孢。能形成芽孢的细菌称为芽孢细菌。菌，一般多为杆菌，球菌中产芽孢的细菌大多为G+只有尿素八叠球菌，螺旋菌中也只有一种弧菌能形成芽孢。

芽孢的本质 芽孢不是繁殖体，因为一个细胞只能形成一个芽孢，而一个芽孢萌发之后扔形成一个营养细胞。以芽孢来度过恶劣环境；一旦环境条件适宜就释放芽孢（出芽），形成新的营养细胞。2.1.3

细菌为无性繁殖，主要通过裂殖，即二分裂繁殖。 2.1.4固体培养基中，由于单个细菌落 将微生物接种在胞在局部位置大量繁殖，形成肉眼可见的微生物群体，称为菌落，也叫群落或集落。 2.1.5微生物细胞为什么带电？为什么？比细菌等电点高时，氨基酸溶液的pH值中的氨基电离受抑制，羧基电离，细菌就带负电。在一般的培养、染色、血清试验等过程中，细菌多数属于偏碱性、中性、偏酸的环境条件下，比所有细菌的等电点都高，所以，细菌表面总是带负电。

2.2放线菌因菌落呈放射状而得名，是介于细菌与丝状真菌之间而又接近于细菌的一类丝状原核微生物。 2.2.1功能的不同，可分为基内菌根据其菌丝体形态与丝、基外菌丝与孢子丝三种。 基内菌丝又称营养菌丝，其主要功能为吸收营养物质。 基外菌丝又称气生菌丝，其功能是吸收和输送营养物质，形成繁殖胞器的孢子丝 孢子丝的功能是作为主要的繁殖体。孢子对不良环境有较强的抵抗力，但它只耐干旱，而不耐高温，这与细菌的芽孢是不同的。2.2.5放线菌与细菌的异同：

放线菌与细菌同属于原核微生物，不具有完整的核，无核膜、核仁；细胞壁均由粘多糖构成粘性复合体，含有胞壁酸和二氨基庚二酸；某些放线菌生有细菌鞭毛；放线菌的菌丝直径小，通常为0.2-1.0抑制细菌的抗菌素，对放线微米，与杆菌相似；菌同样也抑制作用；二者生长的pH值为pH6.0-7.0.值范围大都一样，二者的区别在于放线菌有真正的分支菌丝体，而细菌没有；在繁殖方式上，放线菌以孢子繁殖方式繁殖，而细菌则以分裂方式繁殖。3.1.1大多数酵母菌是以出

芽的方式繁殖（芽殖），少数为裂殖。3.3原生动物门属真核原生

生物界，他们的个体都很小，长度一般为大多数为单核细胞，少数有100-300微米。两个或两个以上细胞核。 3.3.1有一下几类原生动物的营养方式1）动物性营养2）植物性营养3）腐生性营养纤毛类原生动物为纤毛纲，4）寄生性营养。

特点是周身表面或部分表面具有纤毛，作为行动或摄食的工具。

3.4多细胞动物——后生动物，包括轮虫、甲壳类动物、昆这些动物属无脊椎动物，虫以及幼虫等。 4.1.1病毒体积微小，常用纳米表

示。

4.1.2 大多数病毒粒子的组成成分病毒化学组成和结构 只有蛋白质和核酸。蛋白质包在核酸外面，称为衣壳。病毒的衣壳是有一种或几种多肽链折叠而成的蛋白质亚单位，并构成对称结构。衣壳的中心包含着病毒的核酸。衣壳与核酸合称为核衣壳。5.1.5

某些微生物不能从普通的碳源、氮源物质合成，而只有通过外源供给才能满足机体生长所需要的有机物质称为生长因子。

5.3认为营养物质或代谢产物主物质的运输及特点 一般要以单纯扩散、促进扩散、主动运输和基因转位四种方式透过细胞膜。

基团转位是运输糖的特殊方式。5.4（特点见表和图微生物的营养类型P67：根） 据微生物生长时所需碳素来源，可将微生物分为自养微生物和异养微生物。能够以二氧化碳或碳酸盐作为唯一碳源进行生长的微生物称为自养型微生物；反之，称为异养型微生物。根据微生物的能量来源，可将微生物分为光能营养型微生物和化学营养型微生物。依靠光作为能源进行生长的微生物称为光能营养型微生物；依靠物质氧化过程中放出的能量进行生长的微生物称为化能营养型微生物。因此，可将微生物分为四种营养类型：光能自养型微生物、化能自养型微生物、光能异养型微生物、化能异养型微生物。5.4.4化能异养型微生物又 可根据他们的栖息场所和获取营养的方式分为腐生性和寄生性两类微生物。

5.5.2按照培养基的用途可将培养基分为基本培养基、选择培养基、加富培养基和鉴别培养基

基本培养基养成分配制成的培养基（连 按照其基本营续培养或成批培养）

选择培养基物的营养要求，配制出适合 根据这种微生他生长而不利于其他微生物生长的培养基种培养基分离出来的微生物 （但用这并不算纯种，而仅是营养要求相同的微生物群）鉴别培养基 根据微生物的

代谢特点，通过指示剂的显色反应，用以鉴别不同微生物的培养基

6 新陈代谢是指生物有机体从环境中将营养物质吸收出来，加以分解再合成，同时将不需要的产物排泄到环境中去，从而实现生物体的自然更新过程。它是生物的最基本特征之一，包括合成代谢和分解代谢。产能方式：根据微生物供能(+表P73) 底物的不同，将其产能方式分为四种：发酵、呼吸（有氧呼吸和无氧呼吸）、无机物氧化、光能转换。

6.1.1分，有活细胞自身合成的，酶是活细胞的组成成并能在细胞内或细胞外起催化作用的一种催化剂，故称为生物催化剂。或者说，酶是由活体细胞产生的，在细胞内外均能起催化作用的一类蛋白质。

6.1.4 中间产物学说、诱导契合学说（6.1.5米门方程式的推导P80）

米门常数Km的意义：1）是酶促反应速度为最大反应速度一半时的底物浓度。2） 1／Km可近似地表示酶对底物亲和力的大小，越大，表明亲和力越大，反1／Km应速度越快；反之，亲和力越小，反应速度越慢。6.2发酵与呼吸的区别： 1）最终电子受体不同2）最终产物不同。（P87表）

6.2.2三羧酸循环的生理意义命活动提供大量能量：1）为细胞合成和维持生2）为细胞合成提供原料3）作为各种有机底物彻底氧化的共同途径。（三羧酸循环不仅是碳水化合物彻底氧化分解的途径，而且亦是脂类、蛋白质等的共同代谢途径。） （P97图）

6.2.3分为好氧微生物和无氧微生微生物按其呼吸类型物；微生物的类型分为：好氧微生物，厌氧微生物和兼性微生物。

6.4.2硝化作用氨和硫化氢的进一步转化都需要氧。氨在硝化细菌的呼吸过程中先氧化成亚硝酸盐，再氧化成硝酸盐。反硝化作用

硝酸盐在缺氧的情况下，可在硝酸盐还原菌的无氧呼吸作用下还原成亚硝酸盐和氮气等。

6.5.2大肠杆菌的葡萄糖效应或两次生长甚至三次生长曲线。（P112）

7.1.2微生物生长量的测定主要有测定微生物的数量、重量和细胞物质成分等方法。

测定微生物的数量全数测定（直接计数法）

1）计数器直接计数法2）涂片染色计数3）比浊法

活菌计数（间接计数法）1）平板菌落计数法滤计数法

2）薄膜过测定细胞物质量1）测定细胞干重法法3）测定细胞总含氮量2）DNA含量测定4）其他生理指标测定法

7.2.4分为三个时期：活性污泥增长曲线可对数生长期、减速生长期和内源呼吸期。 对数生长期养物质过剩的环境中，微生：微生物处在营物以大的速率氧化分解废水中的有机物，并合成新的细胞物质，因此，微生物迅速增长。这一时期相当于纯培养生长曲线中的对数期。在此期间，活性污泥微生物具有很高的能量水平，因而不能形成良好的活性污泥絮凝体。

由于减速生长期的营养物质减少，微生物的活动能力降低，菌胶团细菌之间易于相互粘附，因此活性污泥絮体开始形成。内源呼吸期

活性污泥微生物靠内源呼吸维持生命活动，并使活性污泥量减少，由于能量水平低，絮凝体形成速率增加，吸附有机物的能力显著，活性污泥法处理有机废水应但污泥活性降低。 将污泥控制在哪个时期？为啥尼？在废水生物处理过程中，如

果维持微生物在对数期生长，则此时微生物繁殖速度很快，活力很强，处理废水的能力必然提高。但必须看到，此时的处理效果并不一定最好，因为微生物活力强就不易凝聚和沉降，并且要使生物处于对数期，则需有充足的营养物质。这就是说，废水中的有机物必须有较高的浓度，在这种情形下，处理过得废水中所含有机物浓度比较高，所以出水水质难以达到排放要求。如果维持微生物处在内源呼吸期末期，此时处理过的废水中所含有机物浓度相对来说固然很低，但由于微生物氧化分解有机物的能力很差，所需反应时间较长，因此，在实际工作中时不可行的。所以，为了获得既具有较强的氧化和吸附有机物的能力，又有良好的沉降性能的活性污泥，在实际中常将污泥控制在减速生长末期和内源呼吸初期。+图P124

8.2生态因子 微生物所生存的场所中，对微生物生长发育具有直接或间接影响的环境要素

生物的方法，包括杀死有芽所谓灭菌就是杀死所有微孢的细菌、放线菌和霉菌等的孢子；消毒就是杀灭病原微生物的方法；防腐就是防止或抑制微生物生长繁殖的方法高温灭菌分为干热灭菌和湿

热灭菌两种。

低温保存菌种（简阅8.2.2一般好氧微生物在145）Eh 值+0.1V以上均可生长，在Eh适。厌氧微生物只能在值为+0.3-+0.4的最合Eh值低于+0.1以下生长，在-0.1氧微生物在以下生长较好，兼性厌+0.1以上时进行好氧呼吸，在+0.1V以下时进行发酵。8.8.1为什么选用大肠菌群

作为卫生指标：1）该细菌生理习性与肠道病原菌类似，而且他们在外界的生存时间基本一致；2）该种细菌在粪便中的数量较多；术简单

3）检验技大肠埃希氏杆菌是好氧及兼性的，革兰氏染色阴性，物芽孢，生长温度为10-46℃，适宜温度为37℃，生长的

pH值范围为4.5-9.0，适宜的pH值为中性；能分解葡萄糖、甘露醇、乳糖等多种碳水化合物，并产酸产气，所产生的CO2/H2=1（见211）

发酵法过程：1）初步发酵试验2）平板分离3）复发酵试验

8.8.2饮用水消毒技术（四点以上，比较各自优缺点，哪个最好）

然生态平衡，会导致一系列的恶果。它不仅给渔业等生产造成重大经济损失，而且还会危害人类健康。藻类过渡繁殖，死亡后的藻类有机体被异养微生物分解，消耗可水中的大量溶解氧，使水中溶解氧的含量急剧下降，同时，由于水面被藻类覆盖，影响大气的复氧作用，使水中缺氧，甚至造成厌氧状态。因水体处于厌氧状态而产生水的消毒有物理方法和化学方法。化学消毒是指使用气态氯和含氯物质（漂白粉、氯胺、二氧化氯、次氯酸盐）、臭氧、重金属离子等9.1 遗传性是指亲代生物传递给子代的与自身相同性状的遗传信息，这种遗传性是相对稳定的。

凡在遗传物质水平上发生了改变从而引起某些相应性状发生改变的特性，称为变异性。这种变异性是可以遗传的。碱基配对原则，

A与T互补，G与C互补。A与T之间形成两个氢键，成三个氢键。G

与C之间形9.1.2 基因是某一特定遗传信息的贮藏场所，从分子水平来看就是具有某一特定碱基排列顺序和数目的DNA分子片段。mRNA上每三个碱基决定一

个氨基酸。 转化、转化：供体接合和转导各自区别：DNA片段注入受体细胞，通过细胞膜。接合：供体进入受体通过性纤毛。转导：DNA片段通过媒介，噬菌体携带进入受体。 9.4.1学等因素，诱发基因突变，诱变育种 利用物理化并从中筛选出具有某一优良性状的突变体。诱变育种的步骤

1）出发菌株的选择：据经验，已经经过多次诱变并且每次诱变都有较好效果的菌株作为出发菌株。2）诱变剂的选择，目前在育种实践中应用较多的诱变剂是紫外线、X射线、亚硝酸盐、乙基磺酸乙酯等。3体的筛选。）诱变剂量的选择

4）突变9.4.2基因工程 用人为的方法将所需的某一供体生物的遗传物质——DNA大分子提取出来，在离体条件下用适当的工具酶进行切割后，把它与作为载体的DNA分子连接起来，然后与载体一起导入某一更易生长、繁殖的受体细胞中，以让外源物质在其中安家落户，进行正常的复制和表达，从而获得新物种的一种崭新技术。 11.2好氧生物处理机理（11.2.2270）活性污泥的基本工艺

流程（272图）

传统活性污泥法的缺点水质水量冲击负荷抵抗力：对差；供氧不能合理使用，往往前端供氧不足，后端供氧有余，造成供氧不合理和浪费；体积庞大，占地面积大，基建费用高。本工艺流程适用于处理水质变化不太大的城市废水。回流污泥活性差。改进措施是渐减曝气法，从手段到末端采取不同的通气量，使供养较合理。

11.5.3中的作用原生生物在废水处理 ：1）促进菌胶团絮凝作用2）吞噬游离细菌和微小颗粒水中的有机物3）分解代谢废4）作为指示生物

12理（见废水厌氧处理生物学原P300）

13.1 水体富营养化：大量溶解性盐类进入水体，使水中藻类等浮游生物大量生长繁殖，而后引起异养微生物旺盛代谢活动，耗尽了水体中的溶解氧，水质变差，导致其他水生生物死亡，破坏水体生态平衡的现象。富营养化的危害：富营养化

的危害很大，可破坏水体自

H2S臭气。许多产生水华和赤潮的藻类能产生毒素，不仅危害水生生物，而且对人类及牲畜、禽类等也会产生严重的毒害作用。还有一些藻类产生的毒素并不排出体外，当这些藻类被鱼、贝类所食后，毒素可贮存在鱼，贝类的卵中，贝类等虽不呈明显的中毒现这类毒素对鱼、象，但人吃了这类鱼贝之后，却有中毒的危险。富营养化的水体外观呈现颜色，水质变成混浊，水体中悬浮有大量的藻类和藻类尸体，并散发异味，严重时还将存在毒素。如果用这种水体作为自来水厂的水源，不但可引起滤池堵塞，影响水厂正常运行，而且水中的异味和毒素难以去除，将严重影响水厂出水质量，危害人体健康。 13.1.3 对二级生化处理的排放水为什么进行脱碳和除磷，经二级生化处理后的排放水中所存在的氮与磷是藻类生长的重要因素，其中氮素更是藻类生长的关键。因此，对排放水应做进一步的深度处理，去除氮与磷，可限制藻类生长。

生物脱氮生物学原理 （生物脱氮P360）A/O

法工艺流程示意图（P363）

生（P365物除）磷

机理示意图生物除磷的A/O法和A/A/O(366)