老師的教案水處理生物學緒論

1、水處理生物學水處理生物學顧夏聲顧夏聲 胡洪營等胡洪營等 編著編著參考書： 1環(huán)境微生物學 （第二版）王家玲 高等教育出版社 2 環(huán)境工程微生物學 （第三版） 周群英，王 士芬 高等教育出版社3 水處理微生物學基礎與技術應用 劉永軍建筑工業(yè)出版社 4 污染控制微生物學 （第3版）任南琪 哈爾濱工業(yè)大學出版社 5 微生物學教程（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 l內容內容： 與“水處理生物學”有關的新現(xiàn)象、新技術、新概念、 新研究手段、新問題等。l字數(shù):3000-4000字，參考文獻5

2、篇以上；l主題:要明確（介紹一個什么樣的技術，方法; 闡明一個什么樣的問題等）l嚴禁抄襲（互聯(lián)網直接下載等）l嚴禁用打印稿，統(tǒng)一采用有南昌大學logo的實驗報告紙手寫完成l綜述提交時間：第十周周五小綜述的要求小綜述的要求綜述應包括的主要內容：綜述應包括的主要內容：1 封面： 題目 姓名 班級 課任教師 題目（題目要簡明扼要， 能反映文章的內容）2 摘要： 簡明扼要的介紹文章內容及你的看法間接3 正文： （1） 前言（新技術，新問題產生的背景。思路要清晰） (2)論述/介紹（論據要充分，每個觀點和推斷都要有依 據；文章要有邏輯，引用文獻要在文中注明）（3）結論（結論要明確；有自己的看法和見解；提

3、出存在的問題和今后的課題）4參考文獻（引用文獻應全部列在報告后面（作者應全部列出），書籍應注明頁數(shù)；） 實驗內容實驗內容:實驗一 光學顯微鏡的操作及細菌、放線菌和藍細菌個體形態(tài)的觀察實驗二 酵母菌、霉菌、藻類、原生動物及微型后生動物個體形態(tài)的觀察實驗三 微生物細胞大小的測定實驗四 微生物細胞數(shù)的計數(shù) 實驗五 微生物的染色實驗六 細菌淀粉酶和過氧化氫酶的定性測定實驗七 培養(yǎng)基的制備和滅菌實驗八 細菌純種分離、培養(yǎng)和接種技術實驗九 純培養(yǎng)菌種的菌體、菌落形態(tài)的觀察實驗十 衛(wèi)生細菌的檢驗 （乙）細菌菌落總數(shù)（cfu）的測定實驗分兩組，時間以半天為一個單位實驗分兩組，時間以半天為一個單位 水處理生物學

4、的研究對象和任務水處理生物學的研究對象和任務教材教材p1緒論緒論 微生物學概述微生物學概述 微生物的定義微生物的定義 微生物的特點微生物的特點 微生物的分類微生物的分類 水處理生物學的研究對象和任務（教材水處理生物學的研究對象和任務（教材p1p1）微生物學概述微生物學概述一、微生物與我們微生物與我們微生物無處不在，我們無時不生活在“微生物的海洋”中。t 細菌數(shù)億/g土壤，土壤中的細菌總重量估計為：10034 10 12 噸；t 每個噴嚏的飛沫含4500-150000個細菌，重感冒患者為8500萬；t人體體表及體內存在大量的微生物。微生物既是人類的敵人，更是人類的朋友！微生物既是人類的敵人，更是

5、人類的朋友！時時刻時時刻刻與微生物刻與微生物“共舞共舞” 是是 禍禍？是是 福福？t 微生物是自然界物質循環(huán)的關鍵環(huán)節(jié)；微生物是自然界物質循環(huán)的關鍵環(huán)節(jié)；(一一) 微生物是人類的朋友微生物是人類的朋友t 體內的正常菌群是人及動物健康的基本保證；體內的正常菌群是人及動物健康的基本保證； 幫助消化、提供必需的營養(yǎng)物質、組成生理屏障t 微生物可以為我們提供很多有用的物質；微生物可以為我們提供很多有用的物質； 有機酸、酶、各種藥物、疫苗、奶酪、啤酒、醬油等t 基因工程為代表的現(xiàn)代生物技術；基因工程為代表的現(xiàn)代生物技術；( (二二) )少數(shù)微生物也是人類的敵人少數(shù)微生物也是人類的敵人鼠鼠疫疫艾艾滋滋病病

6、埃博拉病毒埃博拉病毒微生物學發(fā)展史微生物學發(fā)展史史前期：約史前期：約8000年前年前1676，制曲、釀酒等，制曲、釀酒等初創(chuàng)期：初創(chuàng)期：16761861，形態(tài)描述階段，形態(tài)描述階段，列文虎列文虎克克自制顯微鏡自制顯微鏡奠基期：奠基期：18611897，生理水平研究，生理水平研究，巴斯德巴斯德，科赫科赫發(fā)展期：發(fā)展期：18971953，生化水平研究，生化水平研究，e.bchner（1897）等等成熟期：成熟期：1953至今，分子生物學水平研究，至今，分子生物學水平研究，j.watson和和f.crick二、微生物的發(fā)現(xiàn)和微生物學的建立與發(fā)展t我國8000年前就開始出現(xiàn)了曲蘗釀酒；t4000年前埃

7、及人已學會烘制面包和釀制果酒；t2500年前發(fā)明釀醬、醋，用曲治消化道疾?。籺公元六世紀(北魏時期)賈思勰的巨著“齊民要術”；t公元前112年-212年間，華佗：“割腐肉以防傳染”；t公元九世紀痘漿法、痘衣法預防天花；t16世紀，古羅巴醫(yī)生g.fracastoro：疾病是由肉眼看不見的生物(living creatures)引起的；t1641年，明末醫(yī)生吳又可也提出“戾氣”學說；（一）微生物的發(fā)現(xiàn) 1664年，英國人虎克（robert hooke）曾用原始的顯微鏡對生長在皮革表面及薔薇枯葉上的霉菌進行觀察。1676年，微生物學的先驅荷蘭人列文虎克（antony van leeuwenhoek）

8、首次觀察到了細菌。他沒有上過大學，是一個只會荷蘭語的小商人，但卻在1680年被選為英國皇家學會的會員。a、c、f、q： 桿桿 菌菌e： 球球 菌菌h： 球菌的聚集體球菌的聚集體列文虎克向英國皇家學會的信中列文虎克向英國皇家學會的信中對細菌形態(tài)的描繪對細菌形態(tài)的描繪（二）微生物學的奠基法國人巴斯德（louis pasteur） （18221895）德國人柯赫（robert koch）（ 18431910）1. 巴斯德巴斯德 (1) 發(fā)現(xiàn)并證實發(fā)酵是由微生物引起的；發(fā)現(xiàn)并證實發(fā)酵是由微生物引起的；(2) 徹底否定了徹底否定了“自然發(fā)生自然發(fā)生”學說學說；化學家出生的巴斯德涉足微生物學是為了治療“酒

9、病”和“蠶病” 著名的曲頸瓶試驗無可辯駁地證實，空氣內確實含有微生物，是它們引起有機質的腐敗。(3) 免疫學免疫學預防接種預防接種首次制成狂犬疫苗(4)其他貢獻其他貢獻巴斯德消毒法：6065作短時間加熱處理，殺死有害微生物。巴斯德與自然發(fā)生說巴斯德與自然發(fā)生說新鮮食品新鮮食品擱置擱置細菌檢定細菌檢定無細菌無細菌腐敗食品腐敗食品細菌檢定細菌檢定有細菌有細菌由非生命的物質自然發(fā)生由非生命的物質自然發(fā)生自然發(fā)生說自然發(fā)生說巴斯德反駁自然發(fā)生說的曲頸瓶實驗巴斯德反駁自然發(fā)生說的曲頸瓶實驗加熱加熱營養(yǎng)液營養(yǎng)液密封密封放置放置細菌檢測細菌檢測無細菌檢出無細菌檢出自然發(fā)生說質疑：無機物自然變?yōu)樯袡C體必須

10、提供新鮮的空氣自然發(fā)生說質疑：無機物自然變?yōu)樯袡C體必須提供新鮮的空氣2. 柯赫柯赫a）細菌純培養(yǎng)方法的建立土豆切面 營養(yǎng)明膠 營養(yǎng)瓊脂（平皿）（1）微生物學基本操作技術方面的貢獻）微生物學基本操作技術方面的貢獻b）設計了各種培養(yǎng)基，實現(xiàn)了在實驗室內對各種微生物的培養(yǎng)c）流動蒸汽滅菌d）染色觀察和顯微攝影（2）對病原細菌的研究作出了突出的貢獻）對病原細菌的研究作出了突出的貢獻a）具體證實了炭疽桿菌是炭疽病的病原菌b）發(fā)現(xiàn)了肺結核病的病原菌；（1905年獲諾貝爾獎）年獲諾貝爾獎）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；3、用這種微生物的純培

11、養(yǎng)接種健康而敏感的寄主，同樣的疾病會 重復發(fā)生；4 、從試驗發(fā)病的寄主中能再度分離培養(yǎng)出這種微生物來。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）微生物學發(fā)展過程中的重大事件（三）微生物學發(fā)展過程中的重大事件t1890 von behring 制備抗毒素治療白喉和破傷風；t1892 ivanovsky 提供煙草花葉病毒是由病毒引起的證據；t1897 e.buchner用酵母壓榨液實現(xiàn)了無細胞發(fā)酵,并對其酶系-酒化酶進行了分析 t1928 griffith 發(fā)現(xiàn)細菌轉化；t1929 fleming 發(fā)現(xiàn)青霉素；t1944 avery 等證實轉化過程中dna是遺傳信息的載

12、體；t1953 watson和crick 提出dna雙螺旋結構；t197019701972 arber1972 arber、smithsmith和和nathansnathans發(fā)現(xiàn)并提純了dna限 制性內切酶； t19831984 mullis 建立pcr技術。 什么是微生物 一切肉眼看不見或看不清的微小生物的總稱。是一些個體微小、構造簡單的低等生物。微生物的菌落細菌的顯微圖樣微生物小小m級：光學顯微鏡下可見（細胞）nm級：電子顯微鏡下可見（細胞器、病毒）簡簡單細胞簡單多細胞非細胞（即“分子生物”，如病毒）原核類：細菌，放線菌、藍細菌，支原體、立克次氏體，衣原體等低低(進化地位低 )真核類：真

13、菌，原生動物，顯微藻類非細胞：病毒，亞病毒（朊病毒、類病毒、擬病毒） 四、微生物的分類和命名四、微生物的分類和命名 三個概念三個概念1.分類（分類（classification）：）： 解決從個別到一般或從具體到抽象的問題。解決從個別到一般或從具體到抽象的問題。2.鑒定（鑒定（identification）：）： 與分類的概念相反。與分類的概念相反。3.命名（命名（nomenclature）：）： 為新發(fā)現(xiàn)的微生物確定一個新學名。為新發(fā)現(xiàn)的微生物確定一個新學名。（1）通用的分類單元）通用的分類單元 界（kingdom） 門（phylum） 綱（class） 目（order） 科（family）

14、 屬（genus） 種（species）大腸埃希氏菌在分類學中的地位大腸埃希氏菌在分類學中的地位例：例：細菌界（bacteria） 朊細菌門（protobacteria） 發(fā)酵細菌綱（zymobacteria） 腸桿菌目（enterobacteriales） 埃希氏菌屬（escherichia） 大腸埃希氏菌（e.coli）系統(tǒng)手冊系統(tǒng)手冊2000年年 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，親緣關系越遠；在越是小的分類單位中，共同特征越多，親緣關系越近。微生物的常用分類系統(tǒng) 細菌：伯杰氏鑒定細菌學手冊（第八、第九版）、細菌系統(tǒng)學手冊（第一版） 放線菌：

15、中國科學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，動物界和植物界我國王大耜王大耜教授對生物分類提出六界： 病毒界、原核生物界、真核原生生物界、真菌界、動物界和植物界三域(三原界)學說 古菌域、細菌域、真核生物域 分類依據：分類依據： 形態(tài)學特征、表型特征、生理特征、生態(tài)特征、血清反應、噬菌體反應等 dna中g+c%，dna雜交，dna-rrna雜交，16s rrna堿基序列分析堿基序列分析等（2）水處理工程中常

16、見的微生物種類）水處理工程中常見的微生物種類微微生生物物病毒界：病毒，亞病毒病毒界：病毒，亞病毒原核生物界原核生物界藍藻門藍藻門細菌門細菌門真細菌放線菌古菌立克次氏體、衣原體、支原體真菌界真菌界酵母菌酵母菌霉菌霉菌動物界動物界原生動物原生動物微型后生動物微型后生動物 （3）微生物命名通常以學名命名：常采用二名法即：一個屬名+一個種名（均為拉丁字）注意：屬名和種名都要用斜體表示斜體表示屬名在前，第一個字母大寫屬名在前，第一個字母大寫種名在后，第一個字母小寫種名在后，第一個字母小寫 例子：1.大腸埃希氏桿菌：escherichia coli 分類學文獻中，上述兩部分還應加寫3項內容，即首次定名人，

17、現(xiàn)定名人和現(xiàn)名的定名年分 如：escherichia coli（migula） castellani et chalmers 1919大腸桿菌2.枯草芽孢桿菌（枯草桿菌）bacillus subtilis （ehrenberg） cohn 18723.浮游球衣菌spgaerotilus natans kiitzing4.甲烷桿菌屬methanobacterium枯草芽孢桿菌菌落若該菌鑒定到屬，沒有鑒定到種，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1.體積小，比表面積大體積小，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

18、積越大如：1cm3豌豆，總表面積6cm2， 1cm3球菌，總表面積6m2單位：單位：um(10-6 m)或或nm(10-9m)2m0.5m桿菌桿菌80個桿菌肩并肩個桿菌肩并肩總寬度總寬度=1根頭發(fā)絲的寬度根頭發(fā)絲的寬度1500個桿菌首尾相連個桿菌首尾相連總長度總長度=1粒芝麻的長度粒芝麻的長度微生物的體積大小微生物的體積大小不同生物類型細胞大小的比較不同生物類型細胞大小的比較微生物與其它生物種類的體積比較微生物與其它生物種類的體積比較動物的模式細胞動物細胞核細菌病毒動物、植物和微生物個體大小尺度范圍動物、植物和微生物個體大小尺度范圍 微生物的比表面積微生物的比表面積比表面積比表面積：個體的表面

19、積與體積之比。：個體的表面積與體積之比。設定：人人的比表面積=1 則： (與人等重與人等重)大腸桿菌大腸桿菌比表面積=30萬設球菌半徑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，轉化快吸收多，轉化快如：eschericha coli在1h內可分解其自重100010000倍的乳糖；candidautilis（產朊假絲酵母）合成蛋白質的能力比大豆強100倍，比牛強10萬倍。大腸桿菌大腸桿菌在合適的生長條件下在合適的生長條件下：12.520分鐘分鐘 繁殖繁殖1代代每小時每小時 分裂分裂3代，由代，由1個變成個變成8個。個。經經24小時小時 分裂分裂72代，重約代，