微生物学

龙一飞

目录

  • 1 绪论
    • 1.1 环境问题与微生物的作用
    • 1.2 环境工程微生物学的研究对象和任务
    • 1.3 微生物的概述
  • 2 非细胞结构的超微生物--病毒
    • 2.1 病毒的一般特征及其分类
    • 2.2 病毒的形态和结构
    • 2.3 病毒的繁殖
    • 2.4 病毒对物理、化学因素的抵抗力及污水处理的过程对病毒的去除效果
  • 3 原核微生物
    • 3.1 细菌
    • 3.2 古菌
    • 3.3 蓝细菌
    • 3.4 放线菌
  • 4 真核微生物
    • 4.1 原生动物
    • 4.2 微型后生动物
    • 4.3 藻类
    • 4.4 真菌
  • 5 微生物的生理
    • 5.1 微生物的酶
    • 5.2 微生物的营养
    • 5.3 微生物的能量代谢
    • 5.4 微生物的合成代谢
  • 6 微生物的生长繁殖与生存因子
    • 6.1 微生物的生长繁殖
    • 6.2 微生物的生存因子
    • 6.3 影响微生物生长繁殖的不利因素
    • 6.4 微生物与其他生物之间的关系
  • 7 微生物的遗传和变异
    • 7.1 微生物的遗传
    • 7.2 微生物的变异
    • 7.3 基因重组
    • 7.4 突变体的检测与筛选
    • 7.5 分子遗传学新技术在环境工程中的应用
    • 7.6 菌种的退化、复壮与保藏
  • 8 微生物的生态
    • 8.1 生态系统
    • 8.2 土壤微生物生态
    • 8.3 水体微生物生态
  • 9 微生物在环境物质循环中的作用
    • 9.1 碳循环
    • 9.2 氮循环
    • 9.3 磷循环
  • 10 水环境污染控制与治理的生态工程及微生物学原理
    • 10.1 污(废)水生物处理中的生态系统
    • 10.2 活性污泥丝状膨胀的成因及控制对策
    • 10.3 厌氧环境中活性污泥和生物膜的微生物群落
  • 11 污(废)水深度处理和微污染源水预处理中的微生物学原理
    • 11.1 污(废)水深度处理-脱氮、除磷与微生物学原理
  • 12 总复习
    • 12.1 章节重点
章节重点

各章复习要点:

绪论

  1. 微生物的基本概念

  2. 微生物的分类及特点

  3. 环境工程微生物学的研究对象及内容

  4. 微生物学与人类可持续发展的关系


第一章 病毒

病毒是一类超显微的、不具细胞结构的、专性活细胞寄生的微生物。

其主要化学成分是核酸和蛋白质;基本结构是核衣壳(蛋白质外壳与核酸内芯构成)。

病毒不存在个体生长和二等分裂等繁殖方式,仅通过核酸复制和蛋白质合成、然后装配的方式进行繁殖。其过程分四步。

病毒的溶原性是遗传特性,但溶原性又是可变异的。

病毒具特殊的抵抗力。控制温度、光及其他辐射等物理因素和利用抗体、干扰素以及强酸碱、酚、氯等化学物质可灭活病毒。

病毒大部分是对人体致病的。

所以,在污水处理中必须考虑予以去除:

       污水一级处理过程去除病毒效果最大为30%

      污水二级处理过程去除病毒效果可达90%——99%

      在三级处理过程中,通过紫外线照射、加消毒剂(加氯、O3等)进一步去除病毒。

复习要点:

P29 思考题  1、3、5、6、11、13


第二章 原核生物

细菌

1.细菌形态

2.细菌细胞结构:

    细胞基本结构:细胞壁、细胞膜、细胞质、内含物、拟核;

    细胞特殊结构:荚膜、粘液层、菌胶团、衣鞘、芽孢、鞭毛

    每个结构讨论——其化学组成、结构形态、生理功能;

3.细菌培养特征及意义

     在固体培养基上                                                        

     在半固体培养基上

     在液体培养基上

4.细菌理化性质及与污水生物处理的关系:       

   *表面电荷和等电点、*染色原理与方法、*细菌悬液的稳定性、*细菌悬液的浑浊度、细菌多相胶体性质、*细菌比表面积、密度、重量

5.几个名词概念:     

      菌落、菌苔、培养基;

古菌、放线菌、蓝细菌

古菌

     与真细菌分开的主要特点、典型的古菌类别、主要的种属。

放线菌

     细胞形态特点、菌落特点、繁殖特点、主要的种属。

蓝细菌:细胞形态、结构特点、主要的种属。

课后及时复习,

复习时可参考本章的课后思考题。



第三章 真核微生物

(一)各类真核微生物形态、大小

(二)细胞结构及特点

(三)繁殖方式

(四)一般特征或菌落特征

(五)典型种、属

(六)与人类的关系及在环境工程方面的意义

课后习题:6、7、8、9、12、13、14、15


第四章  微生物的生理

思考题

1.利用葡萄糖作为唯一碳源和能源的微生物属于哪一营养类型?利用元素硫作为能源的微生物属于哪一营养类型?如果后一种微生物利用CO2作为唯一碳源生长,又如何称呼?

2.葡萄糖在好氧条件下是如何氧化从彻底的?

3.当处理某一工业废水时,怎样着手和考虑配给营养?

4.影响酶促反应的因素有哪些?

课后习题:1、3、5、6、8、10、11、16、17、20、22、25

注意: 20题分析时可以从最终电子受体、终产物、释放能量等方面对其进行比较。

小结:

1.酶是活细胞内合成的一种生物催化剂,由蛋白质(或加辅酶、辅基)所组成。酶的空间构型形成了酶的活性中心。生物的一切活动如呼吸、代谢、生长、繁殖都离不开酶。

2.酶的催化作用具专一性。按催化反应的类型可将酶分为六 大类:氧化还原酶、转移酶、水解酶、裂解酶、异构酶、合成酶。

3.酶促反应的速度取决于酶和底物的浓度,同时也受温度、PH、激活剂、抑制剂等因素影响。

4.微生物的营养物质包括C源、N源、无机盐、生长因子和水五大类。

5.根据C源、能源和供氢体的不同可将微生物划分为:光能自养、化能自养、光能自养、化能自养、混合型

6.培养基是满足微生物营养需求的营养物质基质,配制时要选择适宜营养物质,并调整其浓度及配比,控制一定的PH值范围。

7.培养基主要类型

8.微生物的产能代谢是通过生物氧化的氧化还原反应来实现的。

      生物氧化可分为有氧呼吸、无氧呼吸和发酵三种类型;

     其中有氧呼吸产能效率最高,其次为无氧呼吸,发酵产能率最低。

9.有氧呼吸和无氧呼吸过程

10.微生物的合成代谢:

a.产甲烷菌的合成代谢

b.化能自养型

c.光合作用(化能自养型)

d.异养微生物


第五章  微生物的生长繁殖与生存因子

名词概念:

        生长、繁殖、发育、世代时间

本章重点:

微生物生长规律研究——生长曲线,及其在环境工程中的应用    

微生物的生存因子及不利环境因子,对微生物影响的机理及其在人类生活实际中的应用(如:消毒和灭菌等)

思考题:

1.细菌生长曲线中,将纵坐标改为“细菌生长率”绘制,则绘成什么样的曲线?

2.细菌生长曲线中,纵坐标的细菌数以浊度法测定,绘制的生长曲线与原生长曲线有什么不同?原因?

3.绘制代谢速率与“食物/微生物”关系的曲线图


第六章  遗传与变异

1.遗传、变异、基因的概念

2.遗传和变异的物质基础,DNA的变性与复性

3.微生物遗传信息传递基本规则—分子遗传学的中心法则

4.RNA的种类和功能

5.微生物变异的实质、变异的类型。

6.定向培育和驯化、基因重组

7.质粒是什么?在遗传工程中有什么作用?

8.突变体的筛选。

学习本章内容后,在掌握有关遗传、变异的基本理论的同时,了解在污染物生物处理中的高效菌株的筛选培育方面的应用方案的设计和研究思路。

课后复习思考题

1、2、3、4、5、7、8、9、10、11、14、16


第七章  生态

1.土壤、水体中具有微生物生存所必须的营养物质,及环境条件,所以,在其中栖息着大量的微生物类群。形成了各自的微生物生态。

2.生态系统对环境污染具有自我调节容量,在自净阈值的范围内的污染,都可经自净过程而消除。微生物在环境污染自净过程中是不可缺少的、具有极其重要的作用。

3.超过自净容量的污染导致土壤、水体环境污染,通过生物修复技术可进行处理、修复。     修复技术的关键是选育或构建快速降解、转化污染物的微生物菌种。

4.利用污染环境中生物相的分布规律,可以进行环境生物监测与评价。(如:以空气中的细菌总数评价空气的卫生标准;微生物指数监测和水体有机污染或水体自净;微生物藻类的潜在生产力评价水体富营养化等)

复习重点:

课后复习思考题2、3、5、6、10、11、12


第八章 循环

课后思考题:

    1、5、6、11

自习题:

    2、3、4