水處理生物學(xué)第二章匯編

1、 一一 放線菌（放線菌（Actinomycete） 二二 絲狀細(xì)菌（絲狀細(xì)菌（Filamentous Bacteria） 三三 藍(lán)細(xì)菌（藍(lán)細(xì)菌（Cyanobacteria） 四四 光合細(xì)菌光合細(xì)菌 五五 支原體、立克次氏體、衣原體支原體、立克次氏體、衣原體 一一 放線菌（放線菌（Actinomycete） 一般特征一般特征 原核原核 革蘭氏陽(yáng)性菌革蘭氏陽(yáng)性菌 具分枝，無(wú)隔膜，單細(xì)具分枝，無(wú)隔膜，單細(xì) 胞胞 2 分布分布 土壤、堆肥、河底淤泥土壤、堆肥、河底淤泥 其它的其它的原核原核微生物微生物 Actinomycetes是一類具有絲狀分枝的單細(xì)胞是一類具有絲狀分枝的單細(xì)胞，主要以外生孢，主要以

2、外生孢 子的形式繁殖，子的形式繁殖，革蘭氏陽(yáng)性革蘭氏陽(yáng)性，與細(xì)菌同屬原核微生物。，與細(xì)菌同屬原核微生物。放線菌菌菌放線菌菌菌 落中的菌絲常從一個(gè)中心向四周輻射狀呈放射狀生長(zhǎng)，并因此而得落中的菌絲常從一個(gè)中心向四周輻射狀呈放射狀生長(zhǎng)，并因此而得 名。放線菌有特殊的土霉味。名。放線菌有特殊的土霉味。 分布：分布：含水量較低、有機(jī)物豐富、呈微堿性的土壤中。估計(jì)每克含水量較低、有機(jī)物豐富、呈微堿性的土壤中。估計(jì)每克 土壤中約含放線菌孢子土壤中約含放線菌孢子107個(gè)。個(gè)。 應(yīng)用：應(yīng)用：放線菌對(duì)人類最突出的貢獻(xiàn)就是它能產(chǎn)生大量的、種類繁放線菌對(duì)人類最突出的貢獻(xiàn)就是它能產(chǎn)生大量的、種類繁 多的抗菌素。放線菌

3、還是酶類、維生素的生產(chǎn)菌；有的放線菌有固多的抗菌素。放線菌還是酶類、維生素的生產(chǎn)菌；有的放線菌有固 氮能力；放線菌在自然界物質(zhì)循環(huán)中也起著重要作用，由于它們具氮能力；放線菌在自然界物質(zhì)循環(huán)中也起著重要作用，由于它們具 有較強(qiáng)的分解復(fù)雜有機(jī)物的能力，對(duì)于土壤肥力的提高也有重要作有較強(qiáng)的分解復(fù)雜有機(jī)物的能力，對(duì)于土壤肥力的提高也有重要作 用。用。 危害：危害：只有極少數(shù)放線菌對(duì)人類構(gòu)成危害，某些只有極少數(shù)放線菌對(duì)人類構(gòu)成危害，某些Actinomyces（放（放 線菌屬）菌種引起動(dòng)物放線菌?。ㄆつw、腦、肺和足部感染），某線菌屬）菌種引起動(dòng)物放線菌?。ㄆつw、腦、肺和足部感染），某 些些Nocardia

4、（諾卡氏菌屬）引起人和動(dòng)物的諾卡氏菌病；（諾卡氏菌屬）引起人和動(dòng)物的諾卡氏菌??；還有少數(shù)還有少數(shù) 放線菌能引起植物病害。放線菌能引起植物病害。 概概 述述 3 形態(tài)形態(tài)（以鏈霉菌屬（以鏈霉菌屬Streptomyces為例為例） 根據(jù)形態(tài)功能分：根據(jù)形態(tài)功能分： n（1 1）營(yíng)養(yǎng)菌絲）營(yíng)養(yǎng)菌絲 n（2 2）氣生菌絲）氣生菌絲 n（3 3）孢子絲）孢子絲 n（4 4）分生孢子）分生孢子 其它的其它的原核原核微生物微生物 3 形態(tài)形態(tài)（以鏈霉菌屬（以鏈霉菌屬Streptomyces為例為例） 根據(jù)形態(tài)功能分：根據(jù)形態(tài)功能分： n（1 1）營(yíng)養(yǎng)菌絲）營(yíng)養(yǎng)菌絲 n（2 2）氣生菌絲）氣生菌絲 n（3 3

5、）孢子絲）孢子絲 n（4 4）分生孢子）分生孢子 其它的其它的原核原核微生物微生物 （1 1）營(yíng)養(yǎng)菌絲）營(yíng)養(yǎng)菌絲 作用作用 n吸收水分、養(yǎng)料吸收水分、養(yǎng)料 n排泄代謝產(chǎn)物排泄代謝產(chǎn)物 n產(chǎn)水溶性或脂溶性色素。水溶性色素使培產(chǎn)水溶性或脂溶性色素。水溶性色素使培 養(yǎng)基呈現(xiàn)顏色。養(yǎng)基呈現(xiàn)顏色。 長(zhǎng)在培養(yǎng)基內(nèi)，又稱基質(zhì)菌絲長(zhǎng)在培養(yǎng)基內(nèi)，又稱基質(zhì)菌絲 營(yíng)養(yǎng)菌絲營(yíng)養(yǎng)菌絲 其它的其它的原核原核微生物微生物 Substrate mycelia. （基內(nèi)菌絲）（基內(nèi)菌絲） （2）氣生菌絲）氣生菌絲 n在培養(yǎng)基外，向空中生長(zhǎng)在培養(yǎng)基外，向空中生長(zhǎng) n彎曲、直形等彎曲、直形等 n繁殖功能繁殖功能 氣生菌絲氣生菌絲

6、其它的其它的原核原核微生物微生物 （3）孢子絲）孢子絲 孢子絲孢子絲 n直形、波浪狀、螺直形、波浪狀、螺 旋狀。旋狀。 n左右旋、輪生左右旋、輪生 其它的其它的原核原核微生物微生物 Reproductive mycelium （4）分生孢子）分生孢子 n生長(zhǎng)在孢子絲上。球生長(zhǎng)在孢子絲上。球 形、橢圓形、桿形形、橢圓形、桿形 n呈白、黃、綠、淡紫、呈白、黃、綠、淡紫、 藍(lán)、褐、灰等色。藍(lán)、褐、灰等色。 孢子耐干旱?？捎蒙巴伶咦幽透珊怠？捎蒙巴?管保藏產(chǎn)孢子的菌種。管保藏產(chǎn)孢子的菌種。 分生孢子分生孢子 4 繁殖繁殖 無(wú)性繁殖。分兩類無(wú)性繁殖。分兩類 分生孢子生殖分生孢子生殖 菌絲斷裂成短桿狀細(xì)胞

7、菌絲斷裂成短桿狀細(xì)胞 分生孢子分生孢子 菌絲菌絲 菌絲體菌絲體 其它的其它的原核原核微生物微生物 5、菌落特征 較小、堅(jiān)實(shí)、干燥、多皺； 菌絲較細(xì)，分支多而纏繞，質(zhì)地致密，不 易挑起； 幼齡同細(xì)菌相似，成熟后形成絮狀、粉狀 或顆粒狀，氣生菌絲和背面常有不同的顏 色。 質(zhì)地質(zhì)地: 致密、干燥、多皺、小致密、干燥、多皺、小 而不蔓延、不挑起，表面有而不蔓延、不挑起，表面有 放射狀溝紋。放射狀溝紋。 形狀：隨菌種不同可有兩類：形狀：隨菌種不同可有兩類： (1)產(chǎn)生大量分枝狀菌絲的菌產(chǎn)生大量分枝狀菌絲的菌 種：種： 如如Strptomyces)形成與培形成與培 養(yǎng)基結(jié)合較緊的養(yǎng)基結(jié)合較緊的 菌落，不易

8、菌落，不易 挑起或整個(gè)挑起。挑起或整個(gè)挑起。 (2)不產(chǎn)生大量菌絲的菌種：不產(chǎn)生大量菌絲的菌種： 如如Nocardia形成的菌落呈粉形成的菌落呈粉 質(zhì)，挑之易碎質(zhì)，挑之易碎 菌落菌落 其它的其它的原核原核微生物微生物 6 作用作用 產(chǎn)生抗生素產(chǎn)生抗生素 諾卡氏菌屬處理含烴類、無(wú)機(jī)氰化物的廢水。諾卡氏菌屬處理含烴類、無(wú)機(jī)氰化物的廢水。 諾卡氏菌諾卡氏菌形態(tài)形態(tài)： 菌絲體極度彎曲、菌絲體極度彎曲、 易段。易段。固體培養(yǎng)基固體培養(yǎng)基 上生長(zhǎng)只有基質(zhì)菌上生長(zhǎng)只有基質(zhì)菌 絲絲，無(wú)氣生菌絲或，無(wú)氣生菌絲或 很薄。很薄。 其它的其它的原核原核微生物微生物 7、放線菌的代表屬 1） 鏈霉菌屬鏈霉菌屬(Stre

9、ptomyces) ：共約：共約1000多種。最高等，最典型的放線菌，有多種。最高等，最典型的放線菌，有 發(fā)育良好的分支狀菌絲體（三態(tài)全具），孢子絲和孢子的形態(tài)因種而異。產(chǎn)發(fā)育良好的分支狀菌絲體（三態(tài)全具），孢子絲和孢子的形態(tài)因種而異。產(chǎn) 生的抗生素占放線菌產(chǎn)抗生素的生的抗生素占放線菌產(chǎn)抗生素的90%，灰色鏈霉菌產(chǎn)鏈霉素，龜裂鏈霉菌產(chǎn)，灰色鏈霉菌產(chǎn)鏈霉素，龜裂鏈霉菌產(chǎn) 土霉素。土霉素。 2） 諾卡氏菌屬諾卡氏菌屬（Nocardia） ：此屬中多數(shù)種沒(méi)有氣生菌絲，只有基內(nèi)菌絲：此屬中多數(shù)種沒(méi)有氣生菌絲，只有基內(nèi)菌絲 （營(yíng)養(yǎng)菌絲），氣生菌絲沒(méi)有或很少，在培養(yǎng)（營(yíng)養(yǎng)菌絲），氣生菌絲沒(méi)有或很少，在培養(yǎng)

10、15h至至4天內(nèi)，菌絲體產(chǎn)生橫膈天內(nèi)，菌絲體產(chǎn)生橫膈 膜，分枝的菌絲體突然全部斷裂成桿狀、球狀或帶叉的桿狀體即菌絲斷膜，分枝的菌絲體突然全部斷裂成桿狀、球狀或帶叉的桿狀體即菌絲斷 裂形成孢子。產(chǎn)生的抗生素利福霉素可用于石油脫臘、污水處理。裂形成孢子。產(chǎn)生的抗生素利福霉素可用于石油脫臘、污水處理。 3） 小單孢菌屬小單孢菌屬（Micromonospora) ：不形成氣生菌絲，菌絲斷裂繁殖，只在：不形成氣生菌絲，菌絲斷裂繁殖，只在 營(yíng)養(yǎng)菌絲上長(zhǎng)出很多分枝小梗，頂端著生著一個(gè)孢子；其菌落較鏈霉菌小得營(yíng)養(yǎng)菌絲上長(zhǎng)出很多分枝小梗，頂端著生著一個(gè)孢子；其菌落較鏈霉菌小得 多。產(chǎn)生慶大霉素。多。產(chǎn)生慶大霉素

11、。 二二 絲狀細(xì)菌（絲狀細(xì)菌（Filamentous Bacteria） 處理廢水作用重要獨(dú)特！處理廢水作用重要獨(dú)特！ 廢水處理中常見(jiàn)的絲狀細(xì)菌廢水處理中常見(jiàn)的絲狀細(xì)菌主要有主要有： 球衣菌屬（球衣菌屬（Sphaerotilus） 鐵細(xì)菌屬（鐵細(xì)菌屬（Crenothrix） 貝日阿托氏菌屬（貝日阿托氏菌屬（Beggiatoa） 發(fā)硫細(xì)菌屬（發(fā)硫細(xì)菌屬（Thiothirx） 共同特征：共同特征： 絲狀體不分枝或假分枝。絲狀體不分枝或假分枝。 其它的其它的原核原核微生物微生物 （一）（一） 球衣菌球衣菌 1 特性特性 具假分枝具假分枝 好氧，但好氧，但 在在溶解氧小于溶解氧小于0.1mg/L的微氧

12、環(huán)境的微氧環(huán)境 仍仍可生長(zhǎng)可生長(zhǎng) 分解有機(jī)物能力強(qiáng)分解有機(jī)物能力強(qiáng) 其它的其它的原核原核微生物微生物 2 作用作用 構(gòu)成構(gòu)成生物膜生物膜的重要菌種的重要菌種 利于有機(jī)物的去除利于有機(jī)物的去除 容易引起容易引起污泥膨脹污泥膨脹 污泥膨脹：污泥膨脹： 絲狀細(xì)菌在活性污泥中大量繁絲狀細(xì)菌在活性污泥中大量繁 殖，使污泥結(jié)構(gòu)殖，使污泥結(jié)構(gòu)極度松散極度松散， 絮塊絮塊漂浮水面漂浮水面，比重減輕，比重減輕， 隨水流隨水流流出流出。 其它的其它的原核原核微生物微生物 （二）鐵細(xì)菌（二）鐵細(xì)菌 1 特性特性 絲狀體不分枝絲狀體不分枝 生活在氧氣少、有較多鐵質(zhì)和二氧化碳的水中生活在氧氣少、有較多鐵質(zhì)和二氧化碳的水

13、中 把把亞鐵亞鐵氧化為氧化為高鐵高鐵 4FeCO3+O2+6H2O 4Fe（OH）3+4CO2+167.5J （黃褐色黃褐色） 其它的其它的原核原核微生物微生物 2 作用作用 造成鐵質(zhì)水管的腐蝕、堵塞。造成鐵質(zhì)水管的腐蝕、堵塞。 使水呈現(xiàn)顏色，影響水質(zhì)。使水呈現(xiàn)顏色，影響水質(zhì)。 其它的其它的原核原核微生物微生物 （三）（三） 硫磺細(xì)菌硫磺細(xì)菌 貝日阿托氏菌貝日阿托氏菌 發(fā)硫細(xì)菌發(fā)硫細(xì)菌 1 特性特性 不分枝不分枝。 貝日阿托氏菌貝日阿托氏菌漂浮在池塘或池沼上，漂浮在池塘或池沼上， 不固著。不固著。 發(fā)硫細(xì)菌發(fā)硫細(xì)菌固著在菌膠團(tuán)等物上固著在菌膠團(tuán)等物上 氧化硫化氫、硫磺氧化硫化氫、硫磺等等 2H

14、2S+O22H2O+2S+343J 2S+3O2+2H2O 2H2SO4+494J 貝日阿托氏菌圖貝日阿托氏菌圖 發(fā)硫細(xì)菌圖發(fā)硫細(xì)菌圖 其它的其它的原核原核微生物微生物 CO2+H2O CH2O+O2 2 作用作用 處理含硫廢水處理含硫廢水 腐蝕管道腐蝕管道 引起活性污泥的污泥膨脹。引起活性污泥的污泥膨脹。 其它的其它的原核原核微生物微生物 絲狀細(xì)菌 在正常運(yùn)行的廢水生物處理系在正常運(yùn)行的廢水生物處理系 統(tǒng)中，絲狀細(xì)菌是生物絮體或生物統(tǒng)中，絲狀細(xì)菌是生物絮體或生物 膜的骨架，其上附著菌膠團(tuán)，膜的骨架，其上附著菌膠團(tuán)，絲狀絲狀 細(xì)菌與菌膠團(tuán)形成互惠關(guān)系細(xì)菌與菌膠團(tuán)形成互惠關(guān)系?？删S。可維 持廢水

15、處理系統(tǒng)的穩(wěn)定性，提高抗持廢水處理系統(tǒng)的穩(wěn)定性，提高抗 沖擊負(fù)荷能力。但過(guò)度繁殖會(huì)引起沖擊負(fù)荷能力。但過(guò)度繁殖會(huì)引起 污泥膨脹。污泥膨脹。 其它的其它的原核原核微生物微生物 三三 藍(lán)細(xì)菌（藍(lán)細(xì)菌（Cyanobacteria） 1 特性特性 球狀、桿狀的單細(xì)胞球狀、桿狀的單細(xì)胞 不分枝的絲狀體不分枝的絲狀體 適應(yīng)溫度廣，喜溫暖。適應(yīng)溫度廣，喜溫暖。 藍(lán)綠色，黃褐色至紅色。藍(lán)綠色，黃褐色至紅色。 魚腥藻魚腥藻 微囊藻微囊藻 顫藻顫藻 其它的其它的原核原核微生物微生物 （1 1）營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞：）營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞：光合作用光合作用 （2 2）靜息（厚壁）孢子：）靜息（厚壁）孢子：壁厚，抗不良環(huán)境壁厚，抗不良環(huán)境

16、（3 3）異形胞：）異形胞：固氮固氮 靜息孢子靜息孢子 異形胞異形胞 營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞 其它的其它的原核原核微生物微生物 Heterocysts(異形胞異形胞) 2 危害危害 引起引起 池塘、湖泊池塘、湖泊“水華水華” （Water bloom） 海洋海洋“赤潮赤潮” （Red tide） 池塘水華池塘水華 海洋赤潮海洋赤潮 其它的其它的原核原核微生物微生物 四四 光合細(xì)菌光合細(xì)菌 細(xì)菌光合作用 細(xì)菌光合作用是一部分含有菌綠素和類胡蘿卜素的細(xì)菌所 特有的功能。這些細(xì)菌和綠色植物一樣，可以利用太陽(yáng)輻射 能來(lái)同化二氧化碳，但是它們大多數(shù)所用的氫源物質(zhì)不是水， 而是某些硫化物和碳?xì)浠衔?，因此光合?/p>

17、用過(guò)程中不放出 氧氣。 光合細(xì)菌(photosynthetic bacteria,簡(jiǎn)稱PSB) 不產(chǎn)氧光合細(xì)菌(Anoxyenic phototrophic bacteria,簡(jiǎn)稱APB) 光合細(xì)菌包括硫細(xì)菌和無(wú)硫細(xì)菌兩大類， 硫細(xì)菌在缺氧條件下生活，利用硫化氫或其他硫化物的氫 去還原二氧化碳； 無(wú)硫細(xì)菌大多屬于兼性厭氧微生物，以碳?xì)浠衔?如脂 肪酸、醇、甲烷等)作為氫源物質(zhì)。 大部分的光合細(xì)菌都是水生的，通常分布在水底沉積物的 表層或光照強(qiáng)度低水層中。 光合細(xì)菌包括綠硫細(xì)菌、紅硫細(xì)菌(過(guò)去叫做紫硫細(xì)菌)和 紅螺細(xì)菌(過(guò)去叫做紫色非硫細(xì)菌)。這些細(xì)菌都是球狀、 桿狀或弧狀的小型細(xì)菌，并且大多

18、數(shù)都不能夠運(yùn)動(dòng)。另外， 還有一種可滑行的滑行絲狀綠硫細(xì)菌。 應(yīng)用：生產(chǎn)單細(xì)胞蛋白和制劑 處理高濃有機(jī)廢水 五、五、 立克次氏體立克次氏體( (RickettsiaRickettsia) ) 1. 1. 概念：概念：是介于細(xì)菌與病毒之間，更接近與細(xì)菌的專性活細(xì)是介于細(xì)菌與病毒之間，更接近與細(xì)菌的專性活細(xì) 胞內(nèi)寄生的致病性原核微生物。為紀(jì)念美國(guó)病理學(xué)家立克次胞內(nèi)寄生的致病性原核微生物。為紀(jì)念美國(guó)病理學(xué)家立克次 而命名。（而命名。（H.T. Ricketts 1909H.T. Ricketts 1909年發(fā)現(xiàn)該原核微生物，年發(fā)現(xiàn)該原核微生物，19101910年感年感 染該菌而犧牲。）染該菌而犧牲。）

19、 2. 2. 生物學(xué)特性：生物學(xué)特性：菌體多為球桿狀；具完整的細(xì)胞結(jié)構(gòu)，菌體多為球桿狀；具完整的細(xì)胞結(jié)構(gòu)， 有壁膜；有壁膜；G-G-，不運(yùn)動(dòng)，無(wú)芽孢；不能通過(guò)細(xì)菌過(guò)濾器，不運(yùn)動(dòng)，無(wú)芽孢；不能通過(guò)細(xì)菌過(guò)濾器 （Q Q熱除外）；專性細(xì)胞內(nèi)寄生；二分裂繁殖；對(duì)理熱除外）；專性細(xì)胞內(nèi)寄生；二分裂繁殖；對(duì)理 化因素抗性弱（一般在化因素抗性弱（一般在5656以上經(jīng)過(guò)以上經(jīng)過(guò)3030分鐘即可殺死）；分鐘即可殺死）； 壁中有特異性抗原。壁中有特異性抗原。 3. 3. 致病性：致病性： 1 1）疾?。苁谷嘶迹毫餍行园哒顐┘膊。苁谷嘶迹毫餍行园哒顐?，Q Q熱，姜蟲熱，熱，姜蟲熱， 戰(zhàn)壕熱等疾病。戰(zhàn)

20、壕熱等疾病。 2 2）媒介物：節(jié)肢動(dòng)物（虱、蚤、蜱、螨）媒介物：節(jié)肢動(dòng)物（虱、蚤、蜱、螨） 3 3）癥狀：發(fā)熱，皮疹，中毒癥狀，血壓下降，休克死亡。）癥狀：發(fā)熱，皮疹，中毒癥狀，血壓下降，休克死亡。 4 4）治療：）治療： 我國(guó)學(xué)者謝少文我國(guó)學(xué)者謝少文19341934年首先用雞胚培養(yǎng)成功。年首先用雞胚培養(yǎng)成功。 衣原體衣原體( (ChlamydiaChlamydia) ) 1. 1. 概念：概念：是一類比立克次氏體小，代謝活性喪失更多的專是一類比立克次氏體小，代謝活性喪失更多的專 性活細(xì)胞寄生的致病性原核微生物，是能通過(guò)細(xì)菌過(guò)濾器性活細(xì)胞寄生的致病性原核微生物，是能通過(guò)細(xì)菌過(guò)濾器 的一類能量寄

21、生物。的一類能量寄生物。 2. 2. 生物學(xué)特性：生物學(xué)特性：具完整細(xì)胞結(jié)構(gòu)，能通過(guò)細(xì)菌過(guò)濾器；具完整細(xì)胞結(jié)構(gòu)，能通過(guò)細(xì)菌過(guò)濾器； G-G-，球形；能量寄生物（生物合成能力差，缺乏產(chǎn)能，球形；能量寄生物（生物合成能力差，缺乏產(chǎn)能 系統(tǒng)）；含有始體（大細(xì)胞，系統(tǒng)）；含有始體（大細(xì)胞，1-1.51-1.5微米）和原體（小細(xì)微米）和原體（小細(xì) 胞，胞，0.2-0.40.2-0.4微米），只有原體有感染性；二分裂繁殖；微米），只有原體有感染性；二分裂繁殖； 對(duì)熱、乙醇、酚、醛較敏感；對(duì)熱、乙醇、酚、醛較敏感； 3. 3. 致病性：致病性： 1 1）疾?。海┘膊。?砂眼衣原體砂眼，小兒肺炎，其他疾?。ǚ橇芫虻郎把垡略w砂眼，小兒肺炎，其他疾?。ǚ橇芫虻?炎、附件炎、淋巴肉芽腫等）。炎、附件炎、淋巴肉芽腫等）。 鸚鵡熱衣原體鸚鵡、鴿、雞、鵝、牛、羊多種疾病，鸚鵡熱衣原體鸚鵡、鴿、雞、鵝、牛、羊多種疾病， 當(dāng)人吸入鳥的感染性分泌物后，能導(dǎo)致肺炎和毒血癥。當(dāng)人吸入鳥的感染性分泌物后，能導(dǎo)致肺炎和毒血癥。 2 2）癥狀：）癥狀