老師的教案 水處理生物學(xué)1緒論.ppt

水處理生物學(xué),顧夏聲胡洪營(yíng)等編著,參考書(shū)：1環(huán)境微生物學(xué)（第二版）王家玲高等教育出版社2環(huán)境工程微生物學(xué)（第三版）周群英，王士芬高等教育出版社3水處理微生物學(xué)基礎(chǔ)與技術(shù)應(yīng)用劉永軍建筑工業(yè)出版社4污染控制微生物學(xué)（第3版）任南琪哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社5微生物學(xué)教程（第3版）周德慶高等教育出版社,課程考試方法與要求：期中（30%）+期末測(cè)試（70%）考核方式：期中小論文形式（綜述形式、題目自擬），期末閉卷,內(nèi)容：與“水處理生物學(xué)”有關(guān)的新現(xiàn)象、新技術(shù)、新概念、新研究手段、新問(wèn)題等。字?jǐn)?shù):3000-4000字，參考文獻(xiàn)5篇以上；主題:要明確（介紹一個(gè)什么樣的技術(shù)，方法;闡明一個(gè)什么樣的問(wèn)題等）嚴(yán)禁抄襲（互聯(lián)網(wǎng)直接下載等）嚴(yán)禁用打印稿，統(tǒng)一采用有南昌大學(xué)logo的實(shí)驗(yàn)報(bào)告紙手寫(xiě)完成綜述提交時(shí)間：第十周周五,小綜述的要求,綜述應(yīng)包括的主要內(nèi)容：,1封面：題目姓名班級(jí)課任教師題目（題目要簡(jiǎn)明扼要，能反映文章的內(nèi)容）2摘要：簡(jiǎn)明扼要的介紹文章內(nèi)容及你的看法間接3正文：（1）前言（新技術(shù)，新問(wèn)題產(chǎn)生的背景。思路要清晰）(2)論述/介紹（論據(jù)要充分，每個(gè)觀點(diǎn)和推斷都要有依據(jù)；文章要有邏輯，引用文獻(xiàn)要在文中注明）（3）結(jié)論（結(jié)論要明確；有自己的看法和見(jiàn)解；提出存在的問(wèn)題和今后的課題）4參考文獻(xiàn)（引用文獻(xiàn)應(yīng)全部列在報(bào)告后面（作者應(yīng)全部列出），書(shū)籍應(yīng)注明頁(yè)數(shù)；）,實(shí)驗(yàn)分兩組，時(shí)間以半天為一個(gè)單位,水處理生物學(xué)的研究對(duì)象和任務(wù)教材P1,緒論,微生物學(xué)概述微生物的定義微生物的特點(diǎn)微生物的分類水處理生物學(xué)的研究對(duì)象和任務(wù)（教材P1）,微生物學(xué)概述一、微生物與我們,微生物無(wú)處不在，我們無(wú)時(shí)不生活在“微生物的海洋”中。,細(xì)菌數(shù)億/g土壤，土壤中的細(xì)菌總重量估計(jì)為：100341012噸；,每個(gè)噴嚏的飛沫含4500-150000個(gè)細(xì)菌，重感冒患者為8500萬(wàn)；人體體表及體內(nèi)存在大量的微生物。,微生物既是人類的敵人，更是人類的朋友！,時(shí)時(shí)刻刻與微生物“共舞”是禍？是福？,微生物是自然界物質(zhì)循環(huán)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)；,(一)微生物是人類的朋友,體內(nèi)的正常菌群是人及動(dòng)物健康的基本保證；幫助消化、提供必需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、組成生理屏障,微生物可以為我們提供很多有用的物質(zhì)；有機(jī)酸、酶、各種藥物、疫苗、奶酪、啤酒、醬油等,基因工程為代表的現(xiàn)代生物技術(shù)；,(二)少數(shù)微生物也是人類的敵人,鼠疫,艾滋病,埃博拉病毒,微生物學(xué)發(fā)展史史前期：約8000年前1676，制曲、釀酒等初創(chuàng)期：16761861，形態(tài)描述階段，列文虎克自制顯微鏡奠基期：18611897，生理水平研究，巴斯德，科赫發(fā)展期：18971953，生化水平研究，E.Bchner（1897）等成熟期：1953至今，分子生物學(xué)水平研究，J.Watson和F.Crick,二、微生物的發(fā)現(xiàn)和微生物學(xué)的建立與發(fā)展,我國(guó)8000年前就開(kāi)始出現(xiàn)了曲蘗釀酒；4000年前埃及人已學(xué)會(huì)烘制面包和釀制果酒；2500年前發(fā)明釀醬、醋，用曲治消化道疾?。还兰o(jì)(北魏時(shí)期)賈思勰的巨著“齊民要術(shù)”；公元前112年-212年間，華佗：“割腐肉以防傳染”；公元九世紀(jì)痘漿法、痘衣法預(yù)防天花；16世紀(jì)，古羅巴醫(yī)生G.Fracastoro：疾病是由肉眼看不見(jiàn)的生物(livingcreatures)引起的；1641年，明末醫(yī)生吳又可也提出“戾氣”學(xué)說(shuō)；,（一）微生物的發(fā)現(xiàn),1664年，英國(guó)人虎克（RobertHooke）曾用原始的顯微鏡對(duì)生長(zhǎng)在皮革表面及薔薇枯葉上的霉菌進(jìn)行觀察。,1676年，微生物學(xué)的先驅(qū)荷蘭人列文虎克（Antonyvanleeuwenhoek）首次觀察到了細(xì)菌。他沒(méi)有上過(guò)大學(xué)，是一個(gè)只會(huì)荷蘭語(yǔ)的小商人，但卻在1680年被選為英國(guó)皇家學(xué)會(huì)的會(huì)員。,A、C、F、Q：桿菌E：球菌H：球菌的聚集體,列文虎克向英國(guó)皇家學(xué)會(huì)的信中對(duì)細(xì)菌形態(tài)的描繪,（二）微生物學(xué)的奠基,法國(guó)人巴斯德（LouisPasteur）（18221895）,德國(guó)人柯赫（RobertKoch）（18431910）,1.巴斯德,(1)發(fā)現(xiàn)并證實(shí)發(fā)酵是由微生物引起的；,(2)徹底否定了“自然發(fā)生”學(xué)說(shuō)；,化學(xué)家出生的巴斯德涉足微生物學(xué)是為了治療“酒病”和“蠶病”,著名的曲頸瓶試驗(yàn)無(wú)可辯駁地證實(shí)，空氣內(nèi)確實(shí)含有微生物，是它們引起有機(jī)質(zhì)的腐敗。,(3)免疫學(xué)預(yù)防接種,首次制成狂犬疫苗,(4)其他貢獻(xiàn),巴斯德消毒法：6065作短時(shí)間加熱處理，殺死有害微生物。,巴斯德與自然發(fā)生說(shuō),新鮮食品,擱置,細(xì)菌檢定,無(wú)細(xì)菌,腐敗食品,細(xì)菌檢定,有細(xì)菌,由非生命的物質(zhì)自然發(fā)生,自然發(fā)生說(shuō),巴斯德反駁自然發(fā)生說(shuō)的曲頸瓶實(shí)驗(yàn),加熱,營(yíng)養(yǎng)液,密封,放置,細(xì)菌檢測(cè),無(wú)細(xì)菌檢出,自然發(fā)生說(shuō)質(zhì)疑：無(wú)機(jī)物自然變?yōu)樯袡C(jī)體必須提供新鮮的空氣,2.柯赫,a）細(xì)菌純培養(yǎng)方法的建立,土豆切面營(yíng)養(yǎng)明膠營(yíng)養(yǎng)瓊脂（平皿）,（1）微生物學(xué)基本操作技術(shù)方面的貢獻(xiàn),b）設(shè)計(jì)了各種培養(yǎng)基，實(shí)現(xiàn)了在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)對(duì)各種微生物的培養(yǎng),c）流動(dòng)蒸汽滅菌,d）染色觀察和顯微攝影,（2）對(duì)病原細(xì)菌的研究作出了突出的貢獻(xiàn),a）具體證實(shí)了炭疽桿菌是炭疽病的病原菌,b）發(fā)現(xiàn)了肺結(jié)核病的病原菌；（1905年獲諾貝爾獎(jiǎng)）,1、在每一相同病例中都出現(xiàn)這種微生物；2、要從寄主分離出這樣的微生物并在培養(yǎng)基中培養(yǎng)出來(lái)；3、用這種微生物的純培養(yǎng)接種健康而敏感的寄主，同樣的疾病會(huì)重復(fù)發(fā)生；4、從試驗(yàn)發(fā)病的寄主中能再度分離培養(yǎng)出這種微生物來(lái)。,c）證明某種微生物是否為某種疾病病原體的基本原則著名的柯赫原則,（三）微生物學(xué)發(fā)展過(guò)程中的重大事件,1890VonBehring制備抗毒素治療白喉和破傷風(fēng)；,1892Ivanovsky提供煙草花葉病毒是由病毒引起的證據(jù)；1897E.Buchner用酵母壓榨液實(shí)現(xiàn)了無(wú)細(xì)胞發(fā)酵,并對(duì)其酶系-酒化酶進(jìn)行了分析,1928Griffith發(fā)現(xiàn)細(xì)菌轉(zhuǎn)化；,1929Fleming發(fā)現(xiàn)青霉素；,1944Avery等證實(shí)轉(zhuǎn)化過(guò)程中DNA是遺傳信息的載體；,1953Watson和Crick提出DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)；,19701972Arber、Smith和Nathans發(fā)現(xiàn)并提純了DNA限制性內(nèi)切酶；,19831984Mullis建立PCR技術(shù)。,什么是微生物一切肉眼看不見(jiàn)或看不清的微小生物的總稱。是一些個(gè)體微小、構(gòu)造簡(jiǎn)單的低等生物。,微生物的菌落,細(xì)菌的顯微圖樣,四、微生物的分類和命名三個(gè)概念1.分類（classification）：解決從個(gè)別到一般或從具體到抽象的問(wèn)題。2.鑒定（identification）：與分類的概念相反。3.命名（nomenclature）：為新發(fā)現(xiàn)的微生物確定一個(gè)新學(xué)名。,（1）通用的分類單元界（Kingdom）門（Phylum）綱（Class）目（Order）科（Family）屬（Genus）種（Species）,大腸埃希氏菌在分類學(xué)中的地位,例：,細(xì)菌界（Bacteria）朊細(xì)菌門（Protobacteria）發(fā)酵細(xì)菌綱（Zymobacteria）腸桿菌目（Enterobacteriales）埃希氏菌屬（Escherichia）大腸埃希氏菌（E.coli）系統(tǒng)手冊(cè)2000年,界是最大的分類單位，往下依次遞小在越是大的分類單位中，生物彼此的共同特征越少，親緣關(guān)系越遠(yuǎn)；在越是小的分類單位中，共同特征越多，親緣關(guān)系越近。,微生物的常用分類系統(tǒng),細(xì)菌：伯杰氏鑒定細(xì)菌學(xué)手冊(cè)（第八、第九版）、細(xì)菌系統(tǒng)學(xué)手冊(cè)（第一版）放線菌：中國(guó)科學(xué)院微生物研究所編著的放線菌目分科、分屬檢索表真菌：Smith、Alexopoulos、Ainsworth的分類系統(tǒng),五界：Whittaker提出生物五界分類系統(tǒng)，后被Margulis修改為：原核生物界，原生生物界，真菌界，動(dòng)物界和植物界我國(guó)王大耜教授對(duì)生物分類提出六界：病毒界、原核生物界、真核原生生物界、真菌界、動(dòng)物界和植物界三域(三原界)學(xué)說(shuō)古菌域、細(xì)菌域、真核生物域,分類依據(jù)：形態(tài)學(xué)特征、表型特征、生理特征、生態(tài)特征、血清反應(yīng)、噬菌體反應(yīng)等DNA中G+C%，DNA雜交，DNA-rRNA雜交，16SrRNA堿基序列分析等,（2）水處理工程中常見(jiàn)的微生物種類,微生物,病毒界：病毒，亞病毒,原核生物界,藍(lán)藻門,細(xì)菌門,真細(xì)菌,放線菌,古菌,立克次氏體、衣原體、支原體,真菌界,酵母菌,霉菌,動(dòng)物界,原生動(dòng)物,微型后生動(dòng)物,（3）微生物命名通常以學(xué)名命名：常采用二名法即：一個(gè)屬名+一個(gè)種名（均為拉丁字）注意：屬名和種名都要用斜體表示屬名在前，第一個(gè)字母大寫(xiě)種名在后，第一個(gè)字母小寫(xiě),例子：1.大腸埃希氏桿菌：Escherichiacoli分類學(xué)文獻(xiàn)中，上述兩部分還應(yīng)加寫(xiě)3項(xiàng)內(nèi)容，即首次定名人，現(xiàn)定名人和現(xiàn)名的定名年分如：Escherichiacoli（Migula）CastellanietChalmers1919,大腸桿菌,2.枯草芽孢桿菌（枯草桿菌）Bacillussubtilis（Ehrenberg）Cohn18723.浮游球衣菌SpgaerotilusnatansKiitzing4.甲烷桿菌屬M(fèi)ethanobacterium,枯草芽孢桿菌菌落,若該菌鑒定到屬，沒(méi)有鑒定到種，則只有屬名，如：芽孢桿菌屬的名稱是Bacillus,芽胞桿菌的幾種形態(tài),三、微生物的特點(diǎn)1.體積小，比表面積大比面值：某一物體單位體積所占的表面積，物體的體積越小，其比表面積越大如：1cm3豌豆，總表面積6cm2，1cm3球菌，總表面積6m2,單位：um(10-6m)或nm(10-9m),微生物的體積大小,微生物與其它生物種類的體積比較,動(dòng)物的模式細(xì)胞,動(dòng)物細(xì)胞核,細(xì)菌,病毒,動(dòng)物、植物和微生物個(gè)體大小尺度范圍,微生物的比表面積,比表面積：個(gè)體的表面積與體積之比。,設(shè)定：人的比表面積=1則：(與人等重)大腸桿菌比表面積=30萬(wàn),設(shè)球菌半徑r=0.5m球菌表面積(S)423.14162球菌體積(V)4330.2363比表面=S/V3.1416/0.5236=6設(shè)球菌半徑2球菌面積(S)50.32球菌體積(V)33.53比表面=S/V50.3/33.51.5,2.吸收多，轉(zhuǎn)化快如：Escherichacoli在1h內(nèi)可分解其自重100010000倍的乳糖；Candidautilis（產(chǎn)朊假絲酵母）合成蛋白質(zhì)的能力比大豆強(qiáng)100倍，比牛強(qiáng)10萬(wàn)倍。,大腸桿菌在合適的生長(zhǎng)條件下：12.520分鐘繁殖1代每小時(shí)分裂3代，由1個(gè)變成8個(gè)。經(jīng)24小時(shí)分裂72代，重約4722噸經(jīng)48小時(shí)可產(chǎn)生2.21043個(gè)后代。,地球重的4000倍,微生物代時(shí)及每日增殖率,3.生長(zhǎng)旺，繁殖快,4.適應(yīng)強(qiáng)，易變異適應(yīng)極端環(huán)境如高溫、高酸、高輻射等；變異頻率低，但短時(shí)間能產(chǎn)生大量變異的后代。,5.分布廣，種類多物種多樣性生理代謝類型的多樣性代謝產(chǎn)物的多樣性遺傳基因的多樣性生態(tài)類型的多樣性,問(wèn)題：,1