微生物在環(huán)境監(jiān)測(cè)中的作用.ppt

微生物在環(huán)境監(jiān)測(cè)中的作用,生物長(zhǎng)期生活在自然界中, 不僅可反映多種因子污染的綜合效應(yīng), 而且還能反映環(huán)境污染的歷史狀況。,環(huán)境監(jiān)測(cè) 是測(cè)定代表環(huán)境質(zhì)量的各種指標(biāo)數(shù)據(jù)的過(guò)程。它包括環(huán)境分析、物理測(cè)定和生物監(jiān)測(cè)。,生物監(jiān)測(cè)就是利用生物對(duì)環(huán)境污染所發(fā)生的各種信息作為判斷環(huán)境污染狀況的一種手段。,由于微生物細(xì)胞與環(huán)境的直接性以及微生物對(duì)其反應(yīng)的多樣性和敏感性使微生物成為環(huán)境污染監(jiān)測(cè)中重要的指示生物。,一、大腸菌群與環(huán)境監(jiān)測(cè),水體中的致病菌有可能引起各種傳染病。因此，水質(zhì)的細(xì)菌學(xué)檢驗(yàn)對(duì)于保護(hù)人群健康具有重要意義。 用大腸菌群作為水質(zhì)的指示菌的原因有： 在人糞中大量存在，因此在為人糞所污染的水體中容易測(cè)到； 檢驗(yàn)方法比較簡(jiǎn)便； 對(duì)氯的抵抗力相似于致病的腸道細(xì)菌。 可以認(rèn)為：消滅了大腸菌群，致病腸道細(xì)菌也已消滅，水可供飲用。 大腸菌群：需氧及兼性厭氧，在37能分解乳糖產(chǎn)酸產(chǎn)氣的革蘭氏陰性無(wú)芽胞桿菌。 檢測(cè)大腸菌群的方法,發(fā)酵法 濾膜法,大腸桿菌指標(biāo) 大腸菌群指數(shù):每100ml水中所含大腸菌群細(xì)菌的個(gè)數(shù)。 大腸菌群值:指水樣中可檢出一個(gè)大腸菌群細(xì)菌的最小水樣量，此值越大表示水中大腸菌群數(shù)越少，水質(zhì)越好。 大腸菌群值 =1000/大腸菌群指數(shù) 我國(guó)生活飲用水中規(guī)定的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)為每升水中總大腸菌群指數(shù)不得超過(guò) 3個(gè)，即大腸菌群值不得小于 333。,二、腐生細(xì)菌與環(huán)境監(jiān)測(cè),自然水體中的腐生細(xì)菌數(shù)與有機(jī)物濃度成正比。因此，測(cè)得腐生細(xì)菌數(shù)或腐生細(xì)菌數(shù)與細(xì)菌總數(shù)的比值，即可推斷水體的有機(jī)污染狀況。研究證明，這種推斷與實(shí)測(cè)結(jié)果十分吻合。根據(jù)水體中腐生細(xì)菌的數(shù)量，可以將水體劃分為多污帶、中污帶和寡污帶（如下表）。,污水帶的劃分及其特征,三、發(fā)光細(xì)菌與環(huán)境監(jiān)測(cè),發(fā)光菌是一類(lèi)能運(yùn)動(dòng)的革蘭氏陰性兼性厭氧桿菌，含有熒光素、熒光酶、ATP等發(fā)光要素，在有氧條件下通過(guò)細(xì)胞內(nèi)生化反應(yīng)而產(chǎn)生微弱熒光。,反應(yīng)式: FMNH2+02+RCHOFMH+RCOOH+H2O+光 常用菌種: 明亮發(fā)光桿菌 特點(diǎn):操作簡(jiǎn)單,靈敏度高,結(jié)果準(zhǔn)確。,發(fā)光細(xì)菌檢測(cè)有毒物質(zhì)的原理 菌體是借助活體細(xì)胞內(nèi)具有ATP、螢光素（FMN）和螢光素酶發(fā)光的。該光波長(zhǎng)在490nm左右。這種發(fā)光過(guò)程極易受到外界條件的影響。凡是干擾或損害細(xì)菌呼吸或生理過(guò)程的任何因素都能使細(xì)菌發(fā)光強(qiáng)度發(fā)生變化。當(dāng)有毒有害物質(zhì)與發(fā)光菌接觸時(shí)，發(fā)光強(qiáng)度立即改變，并隨著毒物濃度的增加而發(fā)光減弱。這種發(fā)光強(qiáng)度的變化，可用一種精密測(cè)光儀定量地測(cè)定。,發(fā)光細(xì)菌在環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用,四、污染物致突變的微生物監(jiān)測(cè),隨著工業(yè)的發(fā)展，人工合成的化學(xué)物質(zhì)迅速增加，一些物質(zhì)能直接損傷生物體的而使基因和染色體發(fā)生改變，這類(lèi)物質(zhì)稱(chēng)為遺傳毒物。為防止遺傳毒物誘發(fā)新的突變而增加新的遺傳病，人們采用了突變性監(jiān)測(cè)技術(shù)，遺傳毒性監(jiān)測(cè)方法主要有Ames試驗(yàn)和彗星試驗(yàn)。,艾姆氏實(shí)驗(yàn)法,原理：某營(yíng)養(yǎng)缺陷型細(xì)菌在基本培養(yǎng)基上不能生長(zhǎng)，如發(fā)生回復(fù)突變稱(chēng)原養(yǎng)型后則能生長(zhǎng)。 如鼠傷寒沙門(mén)氏菌的組氨酸缺陷型菌株在基本培養(yǎng)基的平板上不能生長(zhǎng)，但發(fā)生回復(fù)突變后（his+）則能生長(zhǎng)。,原養(yǎng)型,營(yíng)養(yǎng)缺陷型,檢測(cè)方法,彗星試驗(yàn),彗星試驗(yàn)又稱(chēng)單細(xì)胞凝膠電泳實(shí)驗(yàn)，是在單細(xì)胞水平 上監(jiān)測(cè)損傷和修復(fù)的方法。 當(dāng)真核細(xì)胞受損產(chǎn)生DNA 鏈斷裂時(shí), 超螺旋結(jié)構(gòu)受到破壞。在堿處理和堿性電泳液作用下DNA 解螺旋，使斷鏈從超螺旋結(jié)構(gòu)中釋放出來(lái)，電泳時(shí)帶負(fù)電荷的向正極遷移形成“彗星”現(xiàn)象（在熒光顯微鏡下觀察受損形成的影像形似夜空中 的彗星，故叫彗星試驗(yàn)）。通過(guò)測(cè)定遷移部分的光密度或遷移長(zhǎng)度可測(cè)定單個(gè)細(xì)胞DNA 損傷程度，從而確立因素DNA 的作用劑量與損傷效應(yīng)的關(guān)系。,五、生物傳感器技術(shù)與環(huán)境監(jiān)測(cè),生物傳感器是一種將生物敏感元件與物理化學(xué)信號(hào)轉(zhuǎn)換器及電子信號(hào)處理器相結(jié)合的儀器。 用于制作生物傳感器的微生物有酵母、假單孢菌、芽孢菌、發(fā)光菌、嗜熱菌等。 生物敏感元件與待測(cè)物質(zhì)之間的相互作用，主要有將化學(xué)變化轉(zhuǎn)化為電信號(hào)、將熱變化轉(zhuǎn)化為電信號(hào)、將光效應(yīng)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)等方式。,六、核酸探針與環(huán)境監(jiān)測(cè),核酸探針 通過(guò)制備特定菌種 DNA 序列的特定的核酸熒光探針來(lái)檢測(cè)環(huán)境中的特異性污染物質(zhì)，以此分析和辨認(rèn)污染源的構(gòu)成和污染物的來(lái)源。 可將核酸探針?lè)譃榛蚪MDNA探針、cDNA探針、RNA探針和人工合成的寡核苷酸探等幾類(lèi)。 利用核酸探針技術(shù),快速精確檢測(cè)環(huán)境中的致病菌,如大腸桿菌、沙門(mén)氏菌等腹瀉性菌成