二章真細(xì)胞型微生物真菌Fungus

1、第二章 真核細(xì)胞型微生物2.1真菌 fungus 是屬于微生物中的一大類(lèi)群，菌體有多細(xì)胞分枝狀和單細(xì)胞，個(gè)體比細(xì)菌個(gè)體大而復(fù)雜得多的真核微生物，具有核膜完備的細(xì)胞核，在細(xì)胞構(gòu)造與繁殖方式上與藻類(lèi)相似。真菌不含葉綠素，不能進(jìn)行光合作用，靠腐生和寄生生活。它與原生動(dòng)物主要區(qū)別在于：真菌有比較堅(jiān)硬的細(xì)胞壁，而原生動(dòng)物則無(wú)細(xì)胞壁。真菌的種類(lèi)很多，約有12萬(wàn)余種，分別歸于霉菌、酵母及蕈菇（傘菌、食用菌）中。蕈（xn徇）；覃(tn譚)； 覃（qn秦姓） 2.1.1霉菌mold是一種真菌能利用無(wú)機(jī)氮作氮源適于在酸性環(huán)境中繁殖的多細(xì)胞微生物。它在醫(yī)藥、化學(xué)、紡織、食品等工業(yè)中都得到廣泛應(yīng)用。在發(fā)酵工業(yè)用霉菌生

2、產(chǎn)酒精、有機(jī)酸（檸檬、葡萄糖酸）、抗生素、酶制劑（淀粉酶、蛋白酶、纖維酶）、維生素及甾體激素等；有些霉菌又是動(dòng)植物的病源菌，在潮濕的環(huán)境中可使棉、毛、絲、麻、皮革、布匹幾乎所有的生活用品、工業(yè)品等多種物質(zhì)發(fā)霉、腐爛、變質(zhì)，禍害很大。霉菌能利用多種含n物質(zhì)如銨鹽、硝酸鹽、氨基酸、膠胨及蛋白質(zhì)作氮源；以淀粉、糖類(lèi)、醇、脂肪、高級(jí)石臘等有機(jī)物作碳源。fe、zn、cu、mn、mo促進(jìn)霉生長(zhǎng)也是必不可少的微量元素，是比較能耐酸、堿的微生物。形態(tài)：絨毛狀或疏松的棉花狀，孢子具有各種不同顏色。個(gè)體形態(tài) 霉菌是多細(xì)胞真菌的代表，菌體是由許多菌絲組成的菌絲體。其菌絲有兩部分：一部分伸入基質(zhì)內(nèi)部（即培養(yǎng)基內(nèi)部）或

3、漫生于培養(yǎng)基表面吸取營(yíng)養(yǎng)的營(yíng)養(yǎng)菌絲；另一部分是伸于基質(zhì)上空稱(chēng)為氣生菌絲，它可產(chǎn)生孢子，進(jìn)行繁殖，包括無(wú)性繁殖和有性繁殖。無(wú)性繁殖分裂出各種孢子：分生孢子、孢囊孢子、厚生孢子、節(jié)孢子有性繁殖兩細(xì)胞質(zhì)融合生出各種孢子。2. 菌落特征 與放線(xiàn)菌相似，菌落由分枝狀菌絲組成。菌絲較長(zhǎng)形成的菌落為絨毛狀。絮狀或蜘蛛網(wǎng)狀，一般比細(xì)菌菌落大幾倍到幾十倍。孢子可有不同形狀的構(gòu)造和顏色。3工業(yè)上常用霉菌的形態(tài)及特點(diǎn)。 曲霉 aspergillus種類(lèi)很多。目前在發(fā)酵工業(yè)上應(yīng)用的霉菌大都是曲霉。 根霉rhizopus菌絲向四周蔓延，形成密密的棉絮狀的蔓絲而充滿(mǎn)著整個(gè)基礎(chǔ)表面，形成葡萄枝狀（孢子是梨形），與此派生出與

4、根霉相似的梨頭霉用于甾體激素生產(chǎn)。 青霉、稻草霉、盤(pán)尼西林 pcnicillum青霉菌中的藍(lán)青霉和黃青霉素的重要菌種。孢子成掃帚狀，青霉十分接近曲霉，在自然界中土壤里廣泛存在。 毛霉 mucor 形態(tài)與根霉相似，存在于腐敗植物、果實(shí)、面包等。 木霉 trichoderma 分布很廣。在腐爛木材、植物殘?bào)w、種子、土壤、有機(jī)肥料均有存在。分解木質(zhì)素。用以木代糧菌種的培育與生產(chǎn)。綠色木霉是產(chǎn)生纖維素霉的主要菌種。木霉菌絲由葡萄枝生出直立的分生孢子柄、孢子盤(pán)根錯(cuò)節(jié)，繁殖很快。 赤霉 gibberllin 原是一種植物致病菌，又稱(chēng)水稻惡苗菌?！?20”是它的代謝產(chǎn)物，又稱(chēng)赤霉素。近年來(lái)“920”在醫(yī)藥上

5、得到應(yīng)用。菌體由有隔膜菌絲組成。原始菌株能產(chǎn)生大量長(zhǎng)橢圓形小分生孢子，有時(shí)也產(chǎn)生鐮刀形大小分生孢子，又稱(chēng)鐮刀菌。通常用的生產(chǎn)菌種在固體培養(yǎng)基上，生成白色菌絲體絨毛狀。2.1.2 酵母菌 yeast是一種單細(xì)胞真菌，可看作是真菌中的特殊形態(tài)。、形態(tài)和結(jié)構(gòu) 酵母菌是一種適應(yīng)于在碳水化合物、高糖份偏酸性環(huán)境中生存的微生物。工業(yè)發(fā)酵就是用淀粉、蔬菜、糖作原料，在食品、化工、醫(yī)藥工業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。酵母菌又分發(fā)酵型和氧化型兩種。發(fā)酵型的多用于發(fā)酵工業(yè)。氧化型的用于石油加工工業(yè)，工藝過(guò)程中的脫蠟，降低石油凝固點(diǎn)，對(duì)石油煉制廢水的去油降酚起積極作用。大多數(shù)以單細(xì)胞狀存在。在特殊條件下，生成的芽體互相連接形成

6、樹(shù)枝狀，芽體延長(zhǎng)像菌絲（假絲），細(xì)胞大多數(shù)是卵圓形，細(xì)胞核有明顯的核膜。 酵母菌的細(xì)胞結(jié)構(gòu)與細(xì)菌相似，但比細(xì)菌細(xì)胞大得多。一個(gè)橢圓形的酵母菌細(xì)胞長(zhǎng)約7.2um，寬5.6nm(圓形直徑15um) 繁殖 分為無(wú)性繁殖、有性繁殖。芽殖 白芽母細(xì)胞的一端突起，進(jìn)行分裂，芽長(zhǎng)大，脫落。裂殖 菌體直接進(jìn)行分裂繁殖。有性繁殖 先形成子囊孢子、生子囊孢子及其數(shù)目是鑒定酵母菌的依據(jù)之一。工業(yè)上可利用生子囊孢子進(jìn)行雜交育種。 菌落特征 表面濕潤(rùn)、粘稠，大多數(shù)是乳白色，少數(shù)紅色（紅酵母），在固體培養(yǎng)基上生長(zhǎng)時(shí)間長(zhǎng)了，顏色變暗，呈縐縮狀。 酵母的生理特性發(fā)酵工業(yè)發(fā)酵：食品、釀酒，面包、醋、醬、魚(yú)露等。醫(yī)藥：菌體蛋白、

7、凝血質(zhì)、核糖核酸、酵母、細(xì)胞色素丙、輔酶甲、核苷酸、蛋白酶、維生素?；ぃ阂掖肌⒏视?、甘露醇、有機(jī)酸、丙酮、乙醚、甲醛。環(huán)保：厭氧消化、垃圾無(wú)害化、堆肥技術(shù)。發(fā)酵過(guò)程主要是利用含糖、淀粉或碳水化合物作原料，不同種類(lèi)的酵母菌對(duì)各種糖類(lèi)的發(fā)酵能力不同，根據(jù)這一特性可以鑒別酵母中的不同種類(lèi)。2.2 藻類(lèi) algae是低等植物中的一大類(lèi)群，與高等植物不同的是藻類(lèi)細(xì)胞分化比較低級(jí)，大多數(shù)藻類(lèi)個(gè)體微小屬于微生物范疇。藻類(lèi)具有葉綠素，有植物光合作用的功能，但無(wú)根、莖、葉的分化，生殖也比較低級(jí)。個(gè)體又小必須借助于顯微鏡才能觀察到菌落。主要為水生生物，廣泛存在于湖泊及海洋中。單細(xì)胞藻類(lèi)主要存在于水的上層，浮游于

8、水體中。稱(chēng)浮游生物或浮游植物（phytoplankto）.在自然界水生生態(tài)系統(tǒng)中藻類(lèi)是初級(jí)生產(chǎn)者，是水生食物鏈中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，促進(jìn)或保持水體自然生態(tài)平衡。但在n、p過(guò)剩時(shí)藻類(lèi)異常繁殖又使水體惡化。即造成富營(yíng)養(yǎng)化形成赤潮或水華。近年來(lái)由于西太平洋海域受副熱帶高壓控制，氣溫升高造成的干旱、河流徑流量大幅度減少，從東海、南海至大片海域形成大面積赤潮受害嚴(yán)重。 2.2.1 形態(tài)與構(gòu)造有單細(xì)胞、多細(xì)胞，具真核細(xì)胞微生物一般特性。形態(tài)多種多樣，單球藻、鏈球藻、絲狀、堆球狀等。能運(yùn)動(dòng)，具有葉綠素a、b、c、d、-胡蘿卜素、葉黃素等。2.2.2 生理特征具綠色植物特性的光合作用，以水作為供氫體。并釋放氧氣。光合

9、作用必須有葉綠素a參與，這一特性與高等植物及藍(lán)細(xì)菌（藍(lán)藻）均屬此類(lèi)。藻類(lèi)原生質(zhì)組成c106h263o110n16p以無(wú)機(jī)n、p的營(yíng)養(yǎng)，除利用co2外還需s、p、mg等合成藻體蛋白質(zhì)。以n、p需求最多，屬需氧微生物，有氧呼吸，白天產(chǎn)生光合作用產(chǎn)氧量大，夜間僅有呼吸作用，不產(chǎn)生光合作用，水體溶解氧不斷下降。由藻類(lèi)原生質(zhì)組成可知，水體中少量的no-3-n(7.2gn)和磷(1gp)產(chǎn)生大量的藻類(lèi)（115g）。由于熱力學(xué)作用，水體在高溫季節(jié)呈現(xiàn)分層現(xiàn)象，即上層水曖比重小，下層水冷比重大，如果此時(shí)水體富含n、p的有機(jī)污水，則造成藻類(lèi)暴長(zhǎng)而形成赤潮（水華）；但當(dāng)藻類(lèi)代謝（即藻類(lèi)生成的逆反應(yīng)）時(shí)，要分解1個(gè)

10、分子的藻卻要消耗138個(gè)分子的氧?？芍孱?lèi)代謝耗氧是驚人的。此時(shí)容易造成水體腐敗發(fā)臭，水質(zhì)惡化，產(chǎn)生的胺、酮、硫醇、吲哚等惡臭有害物質(zhì)，使魚(yú)、蝦大量死亡，也危害人的健康。藻類(lèi)生長(zhǎng)ph=68，絕大多數(shù)藻類(lèi)是中溫性的，但有的在85的溫泉中大量繁殖，有的在長(zhǎng)年不化的冰上生長(zhǎng)，生殖力是很強(qiáng)的。 光合作用 106co2+16no-3+122h2o+18h+hpo2-4 138o2+c106h263o110n16p 呼吸作用 2.2.3 藻類(lèi)常見(jiàn)代表1、綠藻 含葉綠素及少量胡蘿卜素及葉黃素。細(xì)胞呈草綠色，在水中浮附著在固體基質(zhì)或動(dòng)植物體上繁殖，有無(wú)性繁殖和有性繁殖。在流動(dòng)的和靜止的水體，土壤中和樹(shù)干上都能

11、生長(zhǎng)，有的與真菌共生形成地衣。綠藻中的柵藻屬（又稱(chēng)螺旋藻），小球藻屬的菌富含蛋白質(zhì)可供人食用和作動(dòng)物飼料，在生理生化、制藥等有重要價(jià)值。并可作宇航的供氧體，還可制藻膠。在水體自?xún)艉臀鬯幚碇衅饍艋椭甘旧锏淖饔谩?、單細(xì)胞和單細(xì)胞群體，其細(xì)胞壁由硅質(zhì)（sio2xh2o）和果膠質(zhì)組成。硅質(zhì)在外層，細(xì)胞內(nèi)有一個(gè)核和兩個(gè)以上的色素體，含葉綠素和藻黃素，-胡蘿卜素。硅藻呈黃綠色和黃褐色，貯存物為淀粉（用碘處理為棕色）和油類(lèi)。繁殖方式為縱分裂和有性生殖。分布很廣，受氣候、鹽度和酸、堿度的制約。所以種屬有明顯的地域性，有的種可作土壤和水體鹽度、腐殖質(zhì)含量和酸堿度的指示生物。浮流的硅藻是水中動(dòng)物食料，是水

12、體中的生產(chǎn)者，起最基底的食物鏈對(duì)水體的生產(chǎn)力起重要的作用。代謝死亡沉積形成硅藻土作過(guò)濾劑和分子篩材料和其它化工原料。3、藻 多為單細(xì)胞的個(gè)體，呈三角形，球形。前后端有突出的角，有的有鞭毛，多數(shù)有細(xì)胞壁，少數(shù)為裸型的，細(xì)胞核大，有核仁和核內(nèi)體。含葉綠素a，-胡蘿卜素，甲藻黃素，硅甲黃素，藻體呈黃綠色或棕黃色有的呈紅色。貯存物為淀粉和脂肪。有裂殖和分生孢子裂殖。在適宜的光照和水溫下富含n、p的水體能使甲藻在短期內(nèi)大量繁殖造成海洋“赤潮”和湖泊“水華”。甲藻是重要的浮游生物。代謝產(chǎn)物沉積海底，經(jīng)長(zhǎng)期地質(zhì)作用形成石油或油地層化石。甲藻喜酸性環(huán)境，當(dāng)其大量繁殖時(shí)影響?zhàn)B殖業(yè)，甲藻產(chǎn)毒積于貝類(lèi)使人體中毒。藻

13、類(lèi)的功過(guò)藻類(lèi)是地球遠(yuǎn)古生物之一，在生命演化地質(zhì)地理環(huán)境的變遷，使早期地球還原性大氣轉(zhuǎn)變?yōu)楦谎醯拇髿庾兓衅鹬匾饔?。因藻?lèi)具有植物光合作用功能，利用co2吸收水分通過(guò)葉綠素的催化作用，接收水中的氫，并將水中的氧離子轉(zhuǎn)化放出氧氣，以補(bǔ)充大氣中的氧；另方面因藻類(lèi)，尤其綠藻，小球藻等所含的蛋白質(zhì)在食品、制藥、發(fā)酵工業(yè)、化學(xué)工業(yè)中具有寬廣的開(kāi)發(fā)，利用前景。因此藻類(lèi)在生態(tài)環(huán)境、生物工程、環(huán)境保護(hù)中具有重要意義。但如果水體中n、p過(guò)剩，產(chǎn)生富營(yíng)養(yǎng)化，導(dǎo)致藻類(lèi)過(guò)旺繁殖，則形成赤潮水華，又會(huì)使海洋湖泊水體生態(tài)遭受破壞。 2.3 原生動(dòng)物 protozoa原生動(dòng)物是動(dòng)物中最原始、最低等、結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單的單細(xì)胞動(dòng)物浮

14、游生物。因其體形微小，在10300um之間，在光學(xué)顯微鏡下觀察才可見(jiàn)。微生物學(xué)把它歸于微生物范疇。原生動(dòng)物是在水體中細(xì)菌呈正常生長(zhǎng)代謝，并在水體中保持一定的溶解氧的情況下才出現(xiàn)，所以在生化法處理廢水時(shí)，若水體中出現(xiàn)原生動(dòng)物，則標(biāo)志著生化處理運(yùn)行正常，而且意味著水質(zhì)好轉(zhuǎn)，水中溶解氧增加。2.3.1 形態(tài)與構(gòu)造 單細(xì)胞，沒(méi)有細(xì)胞壁，有細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)，有分化的細(xì)胞器，細(xì)胞核，具有核膜，屬真核微生物，有獨(dú)立生活的生命特征和生理功能。如攝食、營(yíng)養(yǎng)、呼吸、排泄、生長(zhǎng)、繁殖、運(yùn)動(dòng)及對(duì)刺激的反應(yīng)等。2.3.2 營(yíng)養(yǎng)與繁殖1、全動(dòng)性營(yíng)養(yǎng)型 吞食其它生物，如細(xì)菌、放線(xiàn)菌、酵母菌、霉菌、藻類(lèi)，比自身小的原生動(dòng)物和有

15、機(jī)顆粒。絕大多數(shù)原生動(dòng)物為全動(dòng)性營(yíng)養(yǎng)性，是異養(yǎng)型微生物。2、植物性營(yíng)養(yǎng)型 有色素的原生動(dòng)物，如綠眼蟲(chóng)、衣滴蟲(chóng)含光合作用色素，能像植物一樣合成有機(jī)物供自身營(yíng)養(yǎng)。3、腐生性營(yíng)養(yǎng)型 鞭毛蟲(chóng)和寄生的原生動(dòng)物借助體表的原生質(zhì)膜吸收環(huán)境和寄主中的可溶性的有機(jī)物為營(yíng)養(yǎng)。原生動(dòng)物的繁殖分為無(wú)性繁殖和有性繁殖。 2.3.3 常見(jiàn)代表（原生動(dòng)物有15000余種）1、肉足蟲(chóng) 肉足綱 變形蟲(chóng) 太陽(yáng)蟲(chóng) 輻球蟲(chóng)2、鞭毛蟲(chóng) 鞭毛綱 眼蟲(chóng) 油滴蟲(chóng) 粗袋鞭蟲(chóng)3、纖毛蟲(chóng) 纖毛綱 草履蟲(chóng) 腎形蟲(chóng) 漫游蟲(chóng)4、吸管蟲(chóng) 吸管綱 足吸管蟲(chóng) 殼吸管蟲(chóng)5、鐘蟲(chóng) 鐘蟲(chóng)綱 大口鐘蟲(chóng) 小口鐘蟲(chóng) 念珠鐘蟲(chóng)在水的生化處理中，常以原生動(dòng)物的群類(lèi)比例作為污

16、水凈化指標(biāo)，當(dāng)水體中出現(xiàn)原生動(dòng)物時(shí)，說(shuō)明水質(zhì)好轉(zhuǎn)，可養(yǎng)魚(yú)、養(yǎng)鴨。2.4 微形后生動(dòng)物 metozoa后生動(dòng)物是原生動(dòng)物以外的多細(xì)胞動(dòng)物的統(tǒng)稱(chēng)，原意是在原生動(dòng)物之后，當(dāng)在水體中溶解氧進(jìn)一步升高時(shí)才出現(xiàn)的微生物。在天然水體、廢水生物處理構(gòu)筑物的底泥中都能見(jiàn)到，主要的有：1、輪蟲(chóng) 輪蟲(chóng)綱 長(zhǎng)0.044mm.多數(shù)在0.5mm左右。卵生。以細(xì)菌、霉菌、酵母菌、藻類(lèi)、原生動(dòng)物及有機(jī)顆粒為食。在動(dòng)物學(xué)中稱(chēng)雜食性，在水中組成食物鏈，它又是水生動(dòng)物的食料。2、線(xiàn)蟲(chóng) 線(xiàn)蟲(chóng)綱 有寄生的和自由生活的。體形小，在1mm以下，卵生。其營(yíng)養(yǎng)類(lèi)型有腐生性。以動(dòng)、植物殘?bào)w及細(xì)菌為食；植食性，以綠藻和藍(lán)藻為食；肉食性，以輪蟲(chóng)或其

17、它線(xiàn)蟲(chóng)為食。有好氧和兼性厭氧型。兼性厭氧的在缺氧時(shí)大量繁殖，是水凈化程度的指示生物。3、浮游甲殼 數(shù)量大，種類(lèi)多。是魚(yú)類(lèi)基本食料，也是河流污染和水體自?xún)舻闹甘旧?。廣泛存在于淡水和海洋中，以淡水種類(lèi)為多。卵生而且血液中含血紅素，生存需要溶解氧，在污水中溶解氧低血紅素含量高，顏色深，清水中溶解氧高血紅素含量低，顏色淺，是適應(yīng)環(huán)境的表現(xiàn)。4、寡毛類(lèi)動(dòng)物 屬寡毛綱，比輪蟲(chóng)、線(xiàn)蟲(chóng)高級(jí)。身體細(xì)長(zhǎng)分節(jié)，每節(jié)兩側(cè)長(zhǎng)有纖毛，靠爬行運(yùn)動(dòng)。主要種群有瓢體蟲(chóng)、顫蚓蟲(chóng)及水絲蚓等屬環(huán)節(jié)動(dòng)物。在污水生化處理二沉池出水中出現(xiàn)的多為紅斑瓢體蟲(chóng)。它的前端腹面有纖毛，是捕食器官。雜食性，主要吞食污泥中有機(jī)碎片和細(xì)菌。最適宜溫度2

18、0，6以下活力降低并形成胞囊。顫蚓和水絲蚓為河流湖泊底泥的指示生物。當(dāng)它們?cè)谒w中出現(xiàn)時(shí)，說(shuō)明水質(zhì)好轉(zhuǎn)。顫蚓、水絲蚓長(zhǎng)38mm，肉眼可見(jiàn)，多為紅色，形狀很像蚯蚓，供魚(yú)類(lèi)食料。5、苔鮮蟲(chóng) 屬苔鮮動(dòng)物 種類(lèi)很多，生活在海洋中，有菊皿苔蟲(chóng)、白藻苔蟲(chóng)和鞭須苔蟲(chóng)等。它喜歡在較清潔，富含藻類(lèi)，溶解氧充足的水體中生活，能適應(yīng)各地帶的溫度，廣泛分布在世界各地。生長(zhǎng)溫度最適宜在2528。在生物濾池中，附著在填料上，與鐘蟲(chóng)、聚縮蟲(chóng)、蓋纖蟲(chóng)等有粘性尾柄的原生動(dòng)物聚集在一起，具有一定的吸附作用，并吞食水中微型生物和有機(jī)物，對(duì)水體凈化起積極作用，但若過(guò)度繁殖會(huì)阻塞管道，降低流速。6、羽苔蟲(chóng) 群體聚集成樹(shù)枝狀或固著于填料

19、或構(gòu)筑物水渠管網(wǎng)中，有許多分枝，每個(gè)分支是一個(gè)個(gè)體，呈圓柱形。其前端由許多觸手組成的觸手冠，其后是類(lèi)螅體形成腸體狀，吸食水中藻類(lèi)細(xì)菌和有機(jī)顆粒。觸手冠伸出蟲(chóng)室攝食，受刺激后縮進(jìn)蟲(chóng)室內(nèi)。羽苔蟲(chóng)多數(shù)雌雄同體，有性繁殖，也有無(wú)性繁殖和芽殖，由于外出芽而形成很多分支，在顯微鏡中可觀察到45個(gè)分支。羽苔蟲(chóng)有休眠芽，冬季母體死后休眠芽破壁而出，水中漂浮明年春季發(fā)育成新的羽苔蟲(chóng)個(gè)體，在污水生化處理中也起積極作用。 第三章第三章 非細(xì)胞結(jié)構(gòu)的超微生物非細(xì)胞結(jié)構(gòu)的超微生物病毒病毒 非細(xì)胞型微生物主要為病毒virus 病毒不具有細(xì)胞結(jié)構(gòu)。大多數(shù)是核酸與蛋白質(zhì)組成的大分子。而且 只含有dna或rna一種類(lèi)型的核酸。

20、它們的體積極小。能通過(guò)細(xì)胞過(guò) 濾器，須借助電子顯微鏡才能看見(jiàn)。它們專(zhuān)性寄生，沒(méi)有獨(dú)立的代 謝活動(dòng)。只是在其寄生主體內(nèi)才表現(xiàn)生命的特征。因此病毒可以概 括為超顯微的，不具細(xì)胞結(jié)構(gòu)的。專(zhuān)性細(xì)胞寄生的微生物。3.1 病毒的形態(tài)和大小病毒的體積大小差別很大，大多數(shù)比細(xì)菌小得多，有球形、磚形、桿形、多面體形蝌蚪狀等。動(dòng)物病毒以痘病毒 poxvius 最大為磚形100200300nm；口蹄病毒最小（foot-and-mouth disease virus）直徑為22nm.植物病毒以馬鈴薯y病毒 potato virus 最大75012nm，最小的南瓜花葉病毒 squash mosaic virus 22n

21、m。3.2病毒的化學(xué)組成與結(jié)構(gòu) 大多數(shù)病毒的化學(xué)組成為蛋白質(zhì)和核酸。少數(shù)幾種叫大病毒含有脂類(lèi)，多糖等。3.2.1病毒的化學(xué)組成（1） 蛋白質(zhì)它是病毒的主要成分，功能是構(gòu)成病毒的外殼，保護(hù)病毒核酸。決定病毒感染的特異性，使病毒與敏感細(xì)胞表面特定部位有特異親和力。使病毒牢固地吸附在敏感細(xì)胞上，病毒蛋白質(zhì)還具有致病性，毒力及抗原。（2） 核酸病毒核酸。即核糖核酸和脫氧核糖核酸。但一個(gè)病毒并不同時(shí)含有rna和dna。而只含其中的一種，病毒的核酸是病毒遺傳，變異和感染性的物質(zhì)基礎(chǔ)。（3） 病毒的其他成分少數(shù)病毒還含有脂類(lèi)（其中50%60%為磷脂，其余為膽固醇），痘病毒含糖脂和糖蛋白，有的還含核酸多聚酶。

22、3.2.2 病毒的結(jié)構(gòu) 病毒是非核不具有細(xì)胞結(jié)構(gòu)的微生物。但也有其特殊的結(jié)構(gòu)。具核酸內(nèi)芯（core） 蛋白質(zhì)衣殼（capsid）完整的具有感染性的病毒體稱(chēng)為病毒粒子（viron）3.3 病毒的繁殖1.吸附病毒感染敏感細(xì)胞的第一步。2.侵入入侵方式因宿主細(xì)胞的結(jié)構(gòu)不同而不同，動(dòng)物病毒是整個(gè)病毒粒子借細(xì)胞吞噬和胞飲的本能作用進(jìn)入宿主細(xì)胞。病毒一旦進(jìn)入細(xì)胞其核酸和蛋白質(zhì)外殼分開(kāi)，進(jìn)行復(fù)制，植物病毒是通過(guò)植物傷口或昆蟲(chóng)口器進(jìn)入植物體內(nèi)。病毒感染寄主細(xì)胞進(jìn)行繁殖的方式不是裂殖而是接管宿主細(xì)胞的合成機(jī)構(gòu)，使之按病毒的遺傳特性合成病毒的核酸與蛋白質(zhì)，然后生成新的病毒粒子。3.復(fù)制與聚集病毒侵入宿主細(xì)胞后，立

23、即引起宿主細(xì)胞的代謝改變。蛋白質(zhì)的合成均不受宿主細(xì)胞的支配，而改由病毒核酸所帶的遺傳信息控制。借宿主細(xì)胞的合成機(jī)構(gòu)合成大量病毒蛋白質(zhì)。病毒核酸和蛋白質(zhì)聚集合成新的病毒粒子。這種繁殖方式稱(chēng)為病毒的復(fù)制。4.成熟與釋放宿主細(xì)胞裂解和成熟病毒粒子的釋放，是病毒繁殖最特異的功能，卻是宿主遭受毀滅性打擊，這也就是醫(yī)學(xué)上的術(shù)語(yǔ)擴(kuò)散。病毒噬菌體入侵細(xì)胞，接管宿主細(xì)胞的合成機(jī)構(gòu)，合成新的病毒粒子，引起宿主細(xì)胞裂解，病毒新粒子釋放出來(lái)。它們又感染其它健康的宿主細(xì)胞。一個(gè)受病毒感染的細(xì)胞可釋放101000個(gè)病毒噬菌體?？梢?jiàn)病毒對(duì)機(jī)體細(xì)胞的破壞及危害有多大！3.4 病毒對(duì)物理化學(xué)因素的抵抗作用1. 溫度 對(duì)病毒影響

24、最大的物理因素是溫度，光和干燥。病毒在宿主細(xì)胞外大多數(shù)在5565 oc 1小時(shí)內(nèi)滅活，而在宿主細(xì)胞內(nèi)則有抗熱變異而存活。例如脊髓灰質(zhì)炎病毒受熱會(huì)產(chǎn)生抗熱變異株，可在75 oc 溫度下生存，并且抗熱的病毒在衣殼破裂后有感染的rna釋放出來(lái)。環(huán)境中的蛋白質(zhì)和金屬陽(yáng)離子可保護(hù)病毒 免受熱的破壞，粘土，礦物，土壤也有保護(hù)病毒免受熱的破壞作用。高溫對(duì)病毒蛋白質(zhì)有滅活作用，由于高溫使蛋白質(zhì)的變性阻礙了病毒吸附到宿主細(xì)胞上，削弱了病毒的感染力。低溫很難對(duì)病毒滅活，在-75 oc保存病毒，天花病毒在雞胚膜中冰凍15年仍能存活。2. 光及其它輻射 紫外光具有滅活病毒作用。使核酸中的嘧啶環(huán)受破壞，可見(jiàn)光對(duì)病毒也有

25、一定滅活作用，x，射線(xiàn)滅活也具效果。3. 干燥是控制環(huán)境中病毒的重要因素。3.5 病毒對(duì)化學(xué)因素的抵抗力體內(nèi)滅活的化學(xué)物質(zhì)有抗體和干擾素，抗體是病毒侵入機(jī)體后，由機(jī)體產(chǎn)生的一種特異蛋白質(zhì)。用以抵抗入侵的外來(lái)病毒，入侵病毒是抗原，而產(chǎn)生的特異蛋白質(zhì)是抗體。干擾素是宿主抵抗入侵病毒而產(chǎn)生的一種糖蛋白。它進(jìn)而誘導(dǎo)宿主產(chǎn)生一種抗病毒蛋白將病毒滅活，干擾素起間接作用。體外滅活是由化學(xué)物質(zhì)的直接作用，主要的化學(xué)物質(zhì)有：酚，甲醛， hno2，nh3，醚類(lèi)12烷基硫酸鈉，chcl3，氯系氧化劑，br2， i2， o3， 乙醇，強(qiáng)酸，強(qiáng)堿，其他氧化劑。作用機(jī)理主要是破壞病毒蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)；破壞核酸使病毒顆粒裂解；破

26、壞病毒的被膜。因病毒被膜含有脂類(lèi)所以溶脂性物質(zhì)如醚，chcl3，12烷基硫酸鈉等，對(duì)被膜有溶脂作用，使病毒結(jié)構(gòu)破壞。病毒對(duì)抗生素有抵抗力鏈霉素 青霉素對(duì)病毒無(wú)滅活作用。藻類(lèi)產(chǎn)生的抗菌素如丙烯酸和多酚對(duì)病毒有滅活作用?？莶輻U菌，大腸桿菌和銅綠假單胞菌等三種菌顯示抗病毒的活性。 3.6 病毒在環(huán)境中的存活和在污水處理中的去除效果1. 水體中的存活 海水和淡水中，溫度是影響因素。溫度升高繁殖加快，但水溫高于50卻可以滅活。在水體淤泥中病毒吸附在固體顆粒上或有機(jī)顆粒中，會(huì)受到保護(hù)存活時(shí)間長(zhǎng)2. 在土壤中存活， 受土壤溫度，濕度影響最大，低溫和潮濕有利于病毒存活。土壤毛細(xì)結(jié)構(gòu)有一定濾毒作用。3. 在空氣

27、中存活 受空氣干燥，相對(duì)濕度，光輻射，濕度和風(fēng)速的影響。生活污水灌溉和生物處理（曝氣）都可使病毒溶膠化。氣溶膠進(jìn)一步與空氣的塵埃結(jié)合，隨風(fēng)漂浮于空氣中，所以人類(lèi)某些活動(dòng)對(duì)病毒的遷移擴(kuò)散也應(yīng)予注意。4. 污水處理過(guò)程中病毒的去除效果一級(jí)處理去除病毒效果最差只有30左右。二級(jí)處理去除病毒的效果可達(dá)90以上，三級(jí)處理再配以消毒，殺菌（氯氧化，o3氧化，紫外光消毒等）病毒去除率達(dá)9599 4.1 微生物的酶微生物的營(yíng)養(yǎng)和代謝只有在酶的參與下才能進(jìn)行。酶是人、動(dòng)物、植物、微生物等體內(nèi)合成，催化生物化學(xué)反應(yīng)并傳遞電子、原子或化學(xué)基因的生物催化劑。生物化學(xué)變化幾乎全部是由酶所催化而進(jìn)行的。一種酶催化一種或一

28、類(lèi)反應(yīng)。 4.1.1酶的組成：?jiǎn)纬煞置傅鞍酌?例：水解酶全酶（雙成分酶）酶蛋白+有機(jī)物 例：各種脫氫酶酶蛋白+有機(jī)物+金屬離子 丙酮酸脫羧酶蛋白酶+金屬離子（fe2+） 細(xì)胞色素氧化酶 4.1.2 酶的性質(zhì)與作用特征1 酶是蛋白質(zhì) 具有蛋白質(zhì)的特征：分子量大，成膠體狀態(tài)存在，為兩性化合物，有等電點(diǎn)，高溫凝固。一切能引起蛋白質(zhì)變性的因素都能破壞或阻抑酶促作用，易失活。2 酶催化作用的專(zhuān)一性。一種酶催化一種反應(yīng)。3 酶促作用的可逆性但有例外，如水解酶促的水解反應(yīng)是不可逆的。4 酶的作用條件（1）與酶的濃度成正比（2）隨底物（基質(zhì)）濃度增加而增加。（3）適宜溫度3050超過(guò)60失活（4）適宜ph 6

29、8，酶處于等電點(diǎn)時(shí)活性最大（5）酶的抑制劑 重金屬離子、殺菌劑、毒物（6）酶的激活劑一些金屬離子 cu2+、zn2+、mg2+、co2+、mo3+、ni2+等 鹽酸對(duì)胃蛋白酶是激活劑。 4.1.3 酶的種類(lèi)1.按成分 有兩大類(lèi)：?jiǎn)纬煞置?、全?.結(jié)構(gòu)酶 存在于細(xì)胞中，參與細(xì)胞物質(zhì)變化為細(xì)胞所固有的酶。非細(xì)胞所固有，在一定條件下能被另外一些物質(zhì)誘導(dǎo)產(chǎn)生成為誘導(dǎo)酶。3.內(nèi)酶和外酶 細(xì)胞內(nèi)部不能排出體外的稱(chēng)內(nèi)酶；由細(xì)胞體內(nèi)可排出體外的稱(chēng)外酶。4.按催化反應(yīng)的性質(zhì)，酶可分為六大類(lèi) （ 1） 水 解 酶 參 與 糖 、 蛋 白 質(zhì) 、 脂 肪 、 淀 粉 水 解 轉(zhuǎn) 化 ab hoh ao h bh （

30、 2） 氧 化 還 原 酶 起 傳 遞 電 子 、 原 子 和 化 學(xué) 基 因 的 作 用 ah2 b a bh2 氧 化 酶 ah2 o2 a h2o2 ah2 1/2o2 a h2o 脫 氫 酶 ch3ch2o h n ad ch3ch o n ad h2 n ad 中 間 接 受 體 ah2為 供 氧 體 , b 為 氫 受 體 （4）異構(gòu)酶 催化同分異構(gòu)分子重新排列 （5）裂解酶 大分子被催化裂解為小分子 （6）合成酶 在生化過(guò)程中參與催化合成蛋白質(zhì)和核酸，也就是說(shuō)蛋白質(zhì)和核酸的合成都需要合成酶的參與，需要酶參與消化atp以獲取能量 （1）水解酶參與糖、蛋白質(zhì)、脂肪、淀粉水解轉(zhuǎn)化abh

31、oh aohbh （2）氧化還原酶起傳遞電子、原子和化學(xué)基因的作用 ah2b abh2 氧化酶 ah2o2 ah2o2 ah21/2o2 ah2o 脫氫酶 ch3ch2ohnad ch3chonadh2 nad中間接受體 ah2為供氧體, b 為氫受體 4.按催化反應(yīng)的性質(zhì)，酶可分為六大類(lèi)葡 萄 糖 果 糖 a b a b 磷酸腺苷是核糖蛋白結(jié)合磷酸后形成的高能鍵，在生物呼吸過(guò)程中起著能量轉(zhuǎn)移的中間站的作用。在有氧呼吸中，每摩爾葡萄糖被完全氧化成6個(gè)分子co2和6個(gè)分子的水的過(guò)程中。生成38個(gè)atp，釋放出2863.3k的能量。其中有1826.7k的能量貯存在atp中，其余以熱的形式散出；在無(wú)

32、氧呼吸中，每摩爾葡萄糖生成2個(gè)酒精分子和2個(gè)co2分子。大部分能量仍貯存在酒精分子中，釋放225.7k的能量，由生成的2個(gè)atp只截獲96kj的能量，其余以熱的形式散去。酶在蛋白質(zhì)和核酸的合成中起重要生物酶的作用。 4.1.4 在生物體內(nèi)酶所催化的生物功能在生物體內(nèi)酶所催化的形形色色的化學(xué)反應(yīng)按生物功能可歸納為4大類(lèi)。（1）直接參與某種具體的生理功能 這類(lèi)酶根據(jù)生命活動(dòng)需要執(zhí)行一定的生理功能。例如神經(jīng)傳導(dǎo)是由神經(jīng)末梢中的乙酰膽堿酯酶來(lái)傳導(dǎo)神經(jīng)沖動(dòng)，肌纖-atp酶與肌肉收縮有關(guān)，na+、k+-atp酶在細(xì)胞膜的主動(dòng)運(yùn)輸中起“鈉泵作用”。abatp abatp abadph3po4 abamp焦磷

33、酸(h4p2o7) amp：一磷酸腺苷 adp：二磷酸腺苷 atp：三磷酸腺苷 （2）擔(dān)負(fù)保衛(wèi)清除功能 在生物體內(nèi)很多酶起這類(lèi)作用。典型的是能降解外來(lái)dna的限制性核酸內(nèi)切酶；能直接排除自由基o*防止毒性過(guò)氧化脂質(zhì)生成的超氧化物歧化酶；還有凝血酶等。參加這一工作的可以是單一酶，也可通過(guò)酶系統(tǒng)而起作用，如凝血酶系、溶血纖酶系、免疫系統(tǒng)中的補(bǔ)體系統(tǒng)等，它們是通過(guò)酶的級(jí)聯(lián)系統(tǒng)而發(fā)揮作用的。（3）協(xié)同激素起生物調(diào)節(jié)放大作用 腺苷酸環(huán)化酶就是起這種作用。當(dāng)外界化學(xué)信號(hào)特異性地與細(xì)胞膜受體相應(yīng)的調(diào)節(jié)部位結(jié)合，便可引起受體蛋白質(zhì)構(gòu)象的變化，使?jié)撛诘幕钚圆课蛔優(yōu)橛谢钚缘幕钚圆课?，這叫做受體被激活，同時(shí)連鎖地使

34、相鄰的腺苷酸環(huán)化酶構(gòu)象也發(fā)生變化。被激活的腺苷酸環(huán)化酶催化atp生成環(huán)化atp，環(huán)化atp作為第二信使激活蛋白激酶，從而引起細(xì)胞內(nèi)部功能的一系列變化。肝細(xì)胞內(nèi)貯藏的糖原分解為葡萄糖的過(guò)程就是由腺苷酸環(huán)化酶協(xié)同腎上腺素起生物調(diào)節(jié)放大作用的一個(gè)典型例子。（4）催化和調(diào)節(jié)代謝反應(yīng) 酶最主要，也是最基本的生物功能就是催化代謝反應(yīng)，建成各種代謝途徑，各種代謝體系，為生物機(jī)體的生存、發(fā)展，為形形色色的生命活動(dòng)提供物質(zhì)和能量的基礎(chǔ)。代謝途徑、代謝系統(tǒng)多種多樣，所以代謝過(guò)程有一個(gè)調(diào)節(jié)、控制的問(wèn)題，生物機(jī)體不斷進(jìn)行代謝過(guò)程的調(diào)控，本身也在這種運(yùn)動(dòng)中得到發(fā)展，適應(yīng)內(nèi)外環(huán)境變化，得以生存。生物體代謝調(diào)節(jié)在三種水平上

35、進(jìn)行，即神經(jīng)調(diào)節(jié)、激素調(diào)節(jié)和細(xì)胞內(nèi)調(diào)節(jié)。細(xì)胞代謝調(diào)節(jié)主要是通過(guò)酶的控制而實(shí)現(xiàn)的。這種酶水平的調(diào)節(jié)機(jī)制，是最基本的調(diào)節(jié)方式，激素和神經(jīng)調(diào)節(jié)也是通過(guò)酶水平的調(diào)節(jié)而發(fā)揮作用的。所以，所有的代謝調(diào)節(jié)實(shí)際上就是酶的調(diào)節(jié)。利用酶和細(xì)胞器等所具有的某些特異催化功能，借助工藝學(xué)手段和生物反應(yīng)裝置來(lái)生產(chǎn)人類(lèi)所需要的產(chǎn)品的科學(xué)技術(shù)稱(chēng)為酶學(xué)工程，簡(jiǎn)稱(chēng)酶工程。環(huán)境生物技術(shù)應(yīng)用酶工程的目的，在于充分地發(fā)揮生物反應(yīng)條件溫和，專(zhuān)一性強(qiáng)，降解污染物效率高的特點(diǎn)。它集中突出了生物所具有的凈化功能。 4.2 微生物的營(yíng)養(yǎng)微生物的代謝 異化分解 同化分解外酶外酶微生物吸收營(yíng)養(yǎng)、分解物質(zhì)、放出能量 物質(zhì)分解 將營(yíng)養(yǎng)物合成新的原生質(zhì)，

36、吸收能量 營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)體組分4.2.1 微生物的化學(xué)組成（1）水分占機(jī)體內(nèi)70-90%（2）干物質(zhì)占機(jī)體10-30%其中有機(jī)物占干物質(zhì)重量的90-97%，包括蛋白質(zhì)、核酸、糖類(lèi)、脂類(lèi)。無(wú)機(jī)物占3-10%含p、s、k、na、ca、mg、fe、cl和微量元素cu、mn、zn、b、mo、co、ni等。糖類(lèi)c、h、o組成，蛋白質(zhì)c、h、o、n、s組成，核酸c、h、o、n、p組成。細(xì)菌和酵母實(shí)驗(yàn)式：c5h8o2n酶菌：c12h18o7h，原生動(dòng)物：c7h14o3n 4.2.2 微生物的營(yíng)養(yǎng)和營(yíng)養(yǎng)類(lèi)型（一）微生物的營(yíng)養(yǎng) (1) 水微生物主要組分，又是代謝過(guò)程中的溶劑。 (2) 碳 源供給微生物碳素營(yíng)養(yǎng)

37、的物質(zhì)包括糖，脂肪，氨基酸，蛋白質(zhì)，淀粉，纖維，醇，醛，烷烴，芳烴，氰，染料等。 (3) 氮源供給微生物含氮素營(yíng)養(yǎng)的物質(zhì)。有機(jī)氮，蛋白質(zhì)，氨基酸，硝酸鹽，nh3 (4) 無(wú)機(jī)鹽p、s、mg、fe、ca、k 微量元素mn、co、cu、zn等。 (5) 生長(zhǎng)素維生素b、c、氨基酸、煙酸（二）微生物的營(yíng)養(yǎng)類(lèi)型 (1) 光能自氧型(photoautotroph)微生物體內(nèi)含有光合色素，可以利用光作能源，利用無(wú)機(jī)碳（co2、h2co3、hco3）作碳源，以無(wú)機(jī)物作電子供體，使co2還原合成細(xì)胞有機(jī)物，如藻類(lèi)，藍(lán)細(xì)菌，紅硫菌，綠硫菌。細(xì)菌的光合作用與高等綠色植物相似。光 葉 綠 素 葉 綠 素 光 高 等

38、 綠 色 植 物 ： c o2 h2o c h2o o2 光 合 細(xì) 菌 ( 綠 硫 菌 ) ： c o2 2 h2s c h2o 2 s h2o (2) 光能異氧菌(photoheteroph)以光為能源，以有機(jī)碳作碳源，有機(jī)物作電子供體。 (3) 化能自養(yǎng)菌(chemoautotroph)以無(wú)機(jī)碳作碳源作電子供體產(chǎn)生的化學(xué)能作能源，以氨氮的硝化為代表 (4) 化能異氧菌(chemoheterotroph) 是微生物最普遍的代謝方式 以有機(jī)碳作碳源，有機(jī)物分解產(chǎn)生的化學(xué)能作能源進(jìn)行代謝的微生物 4.2.3 微生物的培養(yǎng)基 培養(yǎng)基根據(jù)各種微生物的營(yíng)養(yǎng)需要，將水，營(yíng)養(yǎng)物（碳源、氮源、無(wú)機(jī)鹽、生長(zhǎng)

39、素）按一定比例配制而成的用于培養(yǎng)微生物的基礎(chǔ)物質(zhì)。 c h3 c h3 光 光合、 色素 c hohc o2 c h3c oc h3 c h2o h2o 異丙醇 丙酮 光合色素 亞硝化菌 亞硝化菌 2nh32o2 2hno24h能量 co24h c h2oh2o h2so2 2h2o2s能量 co2h2o c h2oo2 自養(yǎng)菌 自養(yǎng)菌 1. 配制方法(1)按配方稱(chēng)取各營(yíng)養(yǎng)物，逐一加入燒杯中，待每一種成分充分溶解后方可加入第二種，以免形成沉淀。(2)各成份加入的順序： 1緩沖劑 2無(wú)機(jī)化合物 3微量元素化合物 4維生素及生長(zhǎng)素(3)根據(jù)需要加入螯合劑edta或nta(氮川三乙酸)避免產(chǎn)生金屬鹽

40、沉淀(加入濃度0.01%)(4)緩沖劑 k2hpo4、kh2po4、nahco3、na2co3(5)調(diào)節(jié)ph值 可用hcl 10%、naoh 10%(6)放入高壓蒸汽滅菌鍋內(nèi)殺菌，備用2. 培養(yǎng)基的分類(lèi)（一）按培養(yǎng)基組成物質(zhì)的性質(zhì)（1）合成培養(yǎng)基用無(wú)機(jī)化合物配制而成（2）天然培養(yǎng)基用天然有機(jī)物配成（3）復(fù)合培養(yǎng)基用天然有機(jī)物和無(wú)機(jī)物配成（二）按培養(yǎng)基的使用狀態(tài)（1）液體培養(yǎng)基用滅菌水或純水配成的溶液（2）凝膠培養(yǎng)基，半固體狀態(tài)(加0.3-0.5%瓊脂)（3）固體培養(yǎng)基，在溶液中加入瓊脂，明膠，硅膠(加入1.5-3.0%瓊脂)（三）根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮陀猛荆?）基礎(chǔ)培養(yǎng)基由牛肉膏、蛋白胨，氯化鈉配成一

41、般微生物生長(zhǎng)均適用。（2）選擇培養(yǎng)基利用微生物對(duì)各種化學(xué)物質(zhì)的敏感程度的差異，在培養(yǎng)基中加入染料，膽汁酸鹽，金屬鹽類(lèi)，酸，堿，抗菌素抑制不需要的微生物并使所要分離的微生物生長(zhǎng)繁殖的培養(yǎng)基。例如：膽汁酸鹽可以抑制革蘭氏陽(yáng)性菌，而利于革蘭氏陰性菌生長(zhǎng)，乳糖發(fā)酵培養(yǎng)基適于大腸桿菌的選擇培養(yǎng)。（3）鑒別培養(yǎng)基幾種細(xì)菌由于對(duì)培養(yǎng)基中某一成分的分解能力不同，其菌落通過(guò)指示劑顯示出不同顏色而被區(qū)分開(kāi)，這種起鑒別和區(qū)分不同細(xì)菌的培養(yǎng)基叫鑒別培養(yǎng)基。（4）富集培養(yǎng)基由于樣品中細(xì)菌數(shù)量少，采用特別的物質(zhì)促使微生物快速生長(zhǎng)，這種用特別物質(zhì)配制的培養(yǎng)基稱(chēng)為富集（加富）培養(yǎng)基。有植物提取液，動(dòng)物組織提取液，土壤浸出液，

42、血和血清等。3.幾種常用的培養(yǎng)基（1）供測(cè)定細(xì)菌總數(shù)及細(xì)菌純種分離的培養(yǎng)基牛肉膏0.75g 蛋白胨1.5g nacl 0.75g 瓊脂3g 蒸餾水150ml ph=7.6 在1.05kg/cm2壓力斧內(nèi)，滅菌20min（2）用于細(xì)菌繁殖的培養(yǎng)基 1. 高氏一號(hào)培養(yǎng)基 mgso4.7h2o 0.5g 可溶性淀粉 20g feso4 0.01g kno3 1g 瓊脂 15-20g nacl 0.5g 蒸餾水 1000ml k2hpo4 0.5g ph 7.2-7.4 121oc 高壓蒸氣 20min 2.馬 丁 氏 培 養(yǎng) 基 葡 萄 糖 10g 蛋 白 胨 5g kh2po4 1g mgso4.

43、7h2o 0.5g 瓊 脂 15-20g 蒸 餾 水 1000ml 3.產(chǎn) 生 淀 粉 酶 的 細(xì) 菌 培 養(yǎng) 基 可 溶 性 淀 粉 2% 豆 餅 粉 7% 瓊 脂 2-2.5% ph 7.2-7.4 配 法 ： 豆 餅 粉 用 0.2%naoh 水 溶 液 煮 1 小 時(shí) ， 濾 渣 ， 加 入 2%可 溶 性 淀 粉 ， 按 配 方 比 例 加 蒸 餾 水 調(diào) ph， 121oc 高 壓 蒸 氣 滅 菌 20min。 嘿嘿!馬氏是咱家親戚4.豆芽汁培養(yǎng)基 黃豆芽 100g 蔗糖 20g 瓊脂 15-20g 蒸餾水 1000ml將黃豆芽洗凈，加水煮沸半小時(shí)，過(guò)濾，加瓊脂溶化，加糖，加足水?dāng)?/p>

44、勻，115oc高壓滅菌20min 此培養(yǎng)基自然ph條件下用于培養(yǎng)霉菌和酵母菌調(diào)ph 7.2-7.4 用于培養(yǎng)細(xì)菌或放線(xiàn)菌。（3）纖維素酶菌種篩選培養(yǎng)基纖維素20g， k2hpo4 2g， (nh4)2so4 1.4g， mgso4.7h2o 0.3g， zncl2 1.7mg， cocl2h2o 2mg， cacl2 0.3g ， feso47h2o 5g， mnso4 1.6mg 水 1000ml ph 5.5 瓊脂 20g 。（4）石油發(fā)酵分離嗜石蠟菌株培養(yǎng)基石蠟 20g， kh2po4 4.7g， nh4no3 4g， nah2po4 0.3g， 酵母膏 0.5g 水 1000ml ph

45、=7.0。( 5 ) 馬鈴薯培養(yǎng)基馬鈴薯 200g， 蔗糖 20g， 瓊脂1520g， 水1000ml ， 新鮮馬鈴薯去皮，切成薄片，稱(chēng)200g，加蒸餾水煮沸半小時(shí)，用紗布過(guò)濾，補(bǔ)充因蒸發(fā)而減少的水量，即制成20%的馬鈴薯汁，加入瓊脂煮沸溶化，加糖拌勻，補(bǔ)足水分，115高壓蒸氣滅菌20分鐘。自然ph，加入蔗糖用于培養(yǎng)霉菌，加入葡萄糖用于培養(yǎng)酵母菌；將ph調(diào)至7.27.4，加入葡萄糖，用于培養(yǎng)放線(xiàn)菌及芽孢桿菌。 4.34.3微生物產(chǎn)能代謝微生物生長(zhǎng)繁殖所需的能量是依賴(lài)產(chǎn)能代謝4.3.14.3.1產(chǎn)能代謝與吸呼作用的關(guān)系：微生物呼吸作用的本質(zhì)是氧化還原過(guò)程的統(tǒng)一，這過(guò)程中有能量的產(chǎn)生和能量的轉(zhuǎn)移。

46、微生物的呼吸有三個(gè)類(lèi)型：好氧呼吸好氧微生物的代謝無(wú)氧（缺氧）呼吸厭氧菌，兼性菌的代謝厭氧（發(fā)酵）呼吸厭氧菌的代謝氧化還原過(guò)程有電子的轉(zhuǎn)移，有能量產(chǎn)生，而微生物的產(chǎn)能代謝是通過(guò)上述三種氧化還原反應(yīng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，而微生物又從中獲得能量維持生命活動(dòng)。微生物產(chǎn)生能量的方式有多種形式電能電子移動(dòng)化學(xué)能 氧化有機(jī)物和無(wú)機(jī)物產(chǎn)生的化學(xué)能機(jī)械能 細(xì)胞運(yùn)動(dòng)，鞭毛和纖毛的擺動(dòng)，細(xì)胞質(zhì)流動(dòng)，葉綠體的流動(dòng)等光能體內(nèi)分泌物轉(zhuǎn)換螢光 所產(chǎn)生的能量一部分變?yōu)闊嵘l(fā)；一部分供給合成反應(yīng)和生命的活動(dòng)所需的能量；另一部分貯存在atp（三磷酸腺苷）中，以備生長(zhǎng)，運(yùn)動(dòng)需要。 蛋白質(zhì)是生命的基礎(chǔ)，蛋白質(zhì)合成與代謝中起重要作用的酶及其輔基輔

47、酶磷酸腺苷起到貯存能量的作用。 amp一磷酸腺苷 adp二磷酸腺苷atp三磷酸腺苷 atp含二個(gè)高能磷酸鍵 它們都是能量的載體，通過(guò)磷酸基的轉(zhuǎn)移進(jìn)行能量的轉(zhuǎn)換，所以在產(chǎn)能代謝中，atp是能量轉(zhuǎn)移中心。atp只是一種短期的貯能物質(zhì)，若長(zhǎng)期貯能還需要轉(zhuǎn)換形式，如形式淀粉，糖，聚羥基丁酸（phb）等。 atp只是一種短期的貯能物質(zhì)，若長(zhǎng)期貯能還需要轉(zhuǎn)換形式，如形式淀粉，糖，聚羥基丁酸（phb）等。4.3.2 產(chǎn)能代謝發(fā)酵 最終電子受體是氧化過(guò)程的中間產(chǎn)物為簡(jiǎn)單的有機(jī)物，最終產(chǎn)物為醇，有機(jī)酸，co2，ch4 并放出能量。好氧呼吸最終電子受體是o2。最終產(chǎn)物 完全氧化（o2充足）：co2，h2o； 不完

48、全氧化：co2，h2o，有機(jī)酸，h2 并放出能量無(wú)氧呼吸最終電子受體：no3，so42，co32等含氧酸根。最終產(chǎn)物：co2，h2o，h2s，n2 并放出能量。1發(fā)酵作用 是厭氧條件下進(jìn)行的呼吸作用，是以有機(jī)質(zhì)分解過(guò)程中的中間產(chǎn)物作為氫及電子受體，最終產(chǎn)物為中間產(chǎn)物的還原物，不再進(jìn)行分解。所以發(fā)酵是不徹底的氧化作用。（1）乳酸發(fā)酵：乳酸細(xì)菌以葡萄糖為呼吸基質(zhì)，以中間產(chǎn)物丙酮酸為氫受體，使之還原生成乳酸 能 量 能 量 a d p h3p o4 at p a m p h3p o4 at p 乳酸脫氫酶 ch3cocoohnadh2 ch3chohcoohnad （nad輔酶接受 2 個(gè)電子生成

49、nadh2） （2）葡萄糖發(fā)酵制乙醇（3）葡萄糖發(fā)酵制丁酸丁酸菌在厭氧條件下分解葡萄糖發(fā)酵生產(chǎn)丁酸。附產(chǎn)物有丁醇、丙酮、乙酸、co2 及h2。酵母 乙醛還原酶 c6 h12 o6 ch3chonadh2 ch3ch2ohnad c6h12o6 6o2 6c o2 6h2o 能 量 脫氫酶 硝酸還原酶 c6h1 2o66 h2o 6 c o22 4 h 能量 2 4 h 4 n o3 2 n2 1 2 h2o 能量 2好氧呼吸以分子氧作為氫及電子的最終受體的呼吸。由微生物體內(nèi)脫氫酶和氧化酶作催化劑，由細(xì)胞色素系統(tǒng)組成的呼吸鏈傳遞電子，并將電子轉(zhuǎn)移過(guò)程中釋放的能量合成atp，此過(guò)程稱(chēng)作電子傳遞磷酸

50、化或氧化磷酸化，分子氧經(jīng)酶激活o2與2h+結(jié)合成水，有氧呼吸，有機(jī)質(zhì)可徹底氧化分解為co2，h2o，例：3. 無(wú)氧呼吸 無(wú)氧呼吸不能以分子氧作為氫及電子受體，而是以某些無(wú)機(jī)氧化物so42，no3-，co2等作為h及電子受體，例如：（1）反硝化菌在無(wú)氧存在時(shí)，以no3為h受體 （2）硫酸還原菌在無(wú)氧存在時(shí)，以so42為h受體 （3）產(chǎn)甲烷菌以co2為h受體生成ch48 h c o2 c h42 h2o 甲烷菌 4.3.3 微生物菌群由于在呼吸過(guò)程中，微生物需氧關(guān)系不同，可分成不同類(lèi)群1.需氧（好氧）微生物需在充足供氧的條件下生長(zhǎng)繁殖，進(jìn)行有氧呼吸，包括有細(xì)菌，放線(xiàn)菌，真菌類(lèi)，污水處理占重要位置。

51、2.厭氧微生物不需有分子氧存在下生長(zhǎng)繁殖進(jìn)行無(wú)氧呼吸，叫專(zhuān)性厭氧菌如芽孢桿菌（clostridium），甲烷桿菌（methanobacterium）3.兼性厭氧微生物在有氧或無(wú)氧條件下生長(zhǎng)，但在不同條件下呼吸代謝方式不同，如酵母在有氧時(shí)進(jìn)行有氧呼吸，使葡萄糖徹底氧化為co2，h2o；在無(wú)氧條件下，則進(jìn)行酒精發(fā)酵，生成乙醇和co2 . 有氧呼吸對(duì)基質(zhì)利用率高，將所分解有機(jī)質(zhì)中的碳 素約20-40%轉(zhuǎn)入體內(nèi)， 而發(fā)酵對(duì)基質(zhì)利用率只有 25%轉(zhuǎn)入菌體內(nèi)，但發(fā)酵作用的厭氧菌需要轉(zhuǎn)化 大量的基質(zhì)才能滿(mǎn)足其生命活動(dòng)所需的能量，因而 其對(duì)基質(zhì)的轉(zhuǎn)化率較呼吸作用為高。例如對(duì)乳酸細(xì) 菌每小時(shí)可分解的乳糖可以超過(guò)

52、它本身體重的4000 倍。這對(duì)于利用發(fā)酵制造產(chǎn)品提高產(chǎn)率有利。第五章 微生物的環(huán)境因素與生態(tài) 5.1 微生物的環(huán)境因素5.1.1 溫度 高溫度 最適宜 最低溫度低溫型 2030 510 50中溫型 455 2540 510高溫型 7080 5060 30原生動(dòng)物最適宜溫度16250c放線(xiàn)菌最適宜溫度23370c霉菌和酵母菌最適宜溫度28320c因環(huán)境變化而變異的八腳青蛙5.1.2 ph 6.57.5ph6.5 酸性環(huán)境不利于細(xì)菌和原生動(dòng)物生長(zhǎng)，不利于形成菌膠團(tuán)，使活性污泥上浮。霉菌和酵母菌，藻類(lèi)在ph6.5繁殖較快，但使污泥結(jié)構(gòu)松散凝聚性差。微生物新陳代謝過(guò)程ph會(huì)發(fā)生變化，培養(yǎng)基配制要加入緩

53、沖劑。5.1.3 氧化還原電位好氧微生物 0.30.4v兼性微生物 0.1v以下為厭氧呼吸 0.1v以上為有氧呼吸專(zhuān)性厭氧細(xì)菌 0.20.25專(zhuān)性產(chǎn)甲烷菌 0.3-0.6在生物氧化過(guò)程中由于氧的消耗和還原性物質(zhì)如:h2、h2s的產(chǎn)生，使降低。5.1.4 溶解氧(do)好氧型微生物 do2mg/l(34最合適)厭氧型微生物無(wú)氧呼吸氧對(duì)好氧微生物的作用(1)在呼吸中o2作為最終電子受體。(2)在甾醇類(lèi)和不飽和脂肪酸的生物合成中需要氧參加。5.1.5 輻射（1）紫外光(u.v) 200390nm，其中以260nm殺菌能力最強(qiáng)，因此，紫外光應(yīng)用殺菌消毒。（2）電離輻射 x-、r-射線(xiàn)能使被照射的物質(zhì)表

54、面發(fā)生電離作用電離輻射。x- 0.10.01nm穿透力很強(qiáng)r- 0.010.001nm低劑量 93465rad 照射有促進(jìn)生長(zhǎng)作用或引起微生物誘變。高劑量 9.3104rad 有殺滅作用。5.1.6 有害物質(zhì)對(duì)微生物的影響（1 1） 重金屬重金屬pb、hg、ag、cu及其化合物殺菌防腐作用，cuso4對(duì)真菌、藻類(lèi)有很強(qiáng)的殺滅作用。（2 2） 鹵素及其它氧化劑均有很強(qiáng)的殺菌作用鹵素及其它氧化劑均有很強(qiáng)的殺菌作用自來(lái)水用液氯消毒余氯 0.5mg/l 37%i2 溶于7083%乙醇碘酒以上都是消毒劑。（3 3） 有機(jī)化合物有機(jī)化合物醇脫水劑甲醛消毒劑、防腐劑溶液酚消毒劑、殺菌劑。季胺鹽強(qiáng)力殺菌劑。染

55、料抑制劑。5.1.7 滲透壓正常血液滲透壓 37cm水柱 濃度23%蛋白質(zhì)溶液 810cm水柱 海水 28大氣壓 咸水湖滲透壓 200大氣壓微生物在不同滲透壓溶液中呈不同反應(yīng):(1)在等滲溶液中生長(zhǎng)良好，在 0.50.85% nacl溶液中，紅血球在0.9%nacl溶液中生長(zhǎng)良好，即為等滲溶液生理鹽水。(2)在低滲溶液（含0.01%nacl）水分子大量滲入微生物體內(nèi)，細(xì)胞膨脹，甚至脹裂。(3)在高滲溶液中（含20%nacl）微生物體內(nèi)的水分大量滲到體外，細(xì)胞失水死亡。實(shí)驗(yàn)室用0.85%nacl生理鹽水稀釋菌液。5.1.8 其它因素對(duì)微生物的影響（1）水的活度與干燥生物水的活度用空氣相對(duì)濕度表示

56、aw空氣相對(duì)濕度75%，此刻水的活度為0.75 aw 0.950.99 微生物生長(zhǎng)最好，aw 0.60.65 大多數(shù)微生物停止活動(dòng)，干燥使微生物活力致死，干燥是保存食物的最好方法。（2）表面張力與表面活性劑表面張力是作用在物體表面單位長(zhǎng)度邊上的收縮力，水的表面張力7.310-4牛頓。 一般培養(yǎng)基的表面張力 4.510-46.510-4牛頓適合微生物生長(zhǎng)。 表面張力大，物體表面易潤(rùn)濕，有利于微生物生長(zhǎng)。 肺類(lèi)球菌，胸膜類(lèi)球菌在表面張力低于5104牛頓時(shí)不能生長(zhǎng)，死亡。表面活性劑降低表面張力，醇、酮、脂、胺、萜、脂肪酸、肥皂等降低表面張力，有殺菌作用。合成洗滌劑含大量表面活性劑在水中產(chǎn)生泡沫嚴(yán)重影

57、響氧的供給，大大降低污水處理效率。（3）超聲波聲音頻率在20000赫茲(次/秒或周/秒)，以下為人聽(tīng)覺(jué)聽(tīng)見(jiàn)；在20000赫茲以上的聲波稱(chēng)超聲波，超聲波對(duì)菌體有強(qiáng)烈破壞作用。超聲波破壞菌體制成細(xì)菌裂解液，供研究細(xì)菌結(jié)構(gòu)、化學(xué)組成、酶活性等，利用超聲波從病毒中提取病毒。頻率8001000千赫的超聲波治療疾病，引起致病生物體組織發(fā)生破壞性改變。（4）抗菌素對(duì)微生物的影響 對(duì)人體無(wú)毒或負(fù)作用小的抗菌素能殺死病源菌:青霉素抑制革蘭氏陽(yáng)性細(xì)菌破壞細(xì)胞質(zhì)膜的正常滲透功能，使菌體內(nèi)核酸泄出導(dǎo)致死亡抑制蛋白合成、氯霉素、金霉素、土霉素、鏈霉素、新霉素等都能與核糖蛋白結(jié)合抑制蛋白質(zhì)合成干擾核酸的合成，干擾dna復(fù)

58、制 5.2 微生物間的關(guān)系5.2.1 互生關(guān)系 是兩種可以單獨(dú)生活的生物共同生活在一起時(shí)，一方為另一方提供有利的生活條件，雙方互利稱(chēng)為互生關(guān)系，也稱(chēng)原始共生關(guān)系。固氮菌固定空氣中的n2為纖維素分解菌提供氮源，纖維素分解纖維素的產(chǎn)物有機(jī)酸被固氮菌用作碳源和能源，也為纖維素分解菌解毒。廢水處理中，含酚、h2s、nh3、等物質(zhì)，食酚菌為硫細(xì)菌提供c源，硫細(xì)菌氧化h2s為h2so4為食酚細(xì)菌提供s元素。氨化細(xì)菌分解含n有機(jī)物產(chǎn)生的nh3為硝化、亞硝化菌提供n源作營(yíng)養(yǎng)，亞硝酸對(duì)多種細(xì)菌有害，硝化細(xì)菌將no2-轉(zhuǎn)化為no3-，為其它微生物解毒。5.2.2 共生關(guān)系不能單獨(dú)生活的兩種微生物共同生活后，各自執(zhí)

59、行優(yōu)勢(shì)的生理功能，在營(yíng)養(yǎng)上互為有利所組成的共同體，這兩者之間的關(guān)系稱(chēng)為共生關(guān)系。地衣是藻類(lèi)和真菌形成的一個(gè)共生體，藻類(lèi)利用光能將co2、h2o合成有機(jī)物供自身及真菌營(yíng)養(yǎng)，真菌從基質(zhì)吸收水分和無(wú)機(jī)鹽供兩者營(yíng)養(yǎng)。根瘤菌與豆科植物的關(guān)系是共生的突出例子。5.2.3 拮抗關(guān)系（也稱(chēng)偏害關(guān)系）一種微生物在代謝中產(chǎn)生代謝產(chǎn)物對(duì)另一種微生物有抑制或殺滅作用稱(chēng)拮抗作用。乳酸菌產(chǎn)生乳酸使ph下降抑制腐敗細(xì)菌生長(zhǎng)，原生動(dòng)物吞食細(xì)菌及其它微生物。5.2.4 寄生關(guān)系一種微生物需在另一種微生物體內(nèi)生活。病毒沒(méi)有獨(dú)立的代謝能力，專(zhuān)性寄生在敏感細(xì)胞內(nèi)，寄生的結(jié)果一般都是引起寄主細(xì)胞的損傷或死亡。5.2.5 競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系 是指

60、不同的微生物種群在同一環(huán)境中，對(duì)食物等營(yíng)養(yǎng)、溶解氧、空間和其它共同要求的物質(zhì)相互競(jìng)爭(zhēng)，相互受到不利影響，種內(nèi)和種間都存在競(jìng)爭(zhēng)，如在好氧生物處理中，當(dāng)溶解氧或營(yíng)養(yǎng)成為限制因子時(shí)，菌膠團(tuán)細(xì)菌和絲狀細(xì)菌表現(xiàn)出明顯的競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系。 5.3 生態(tài)學(xué)的的知識(shí)5.3.1生態(tài)系統(tǒng)（1）生態(tài)系統(tǒng)和生物圈生態(tài)系統(tǒng)是生物與環(huán)境的綜合體，包括自然界一定空間的生物（動(dòng)植物、微生物的個(gè)體種類(lèi)群落）與環(huán)境之間互相作用、相互制約、不斷演變，達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡，相對(duì)穩(wěn)定的統(tǒng)一整體。它們之間不斷地進(jìn)行物質(zhì)和能量交換，具有完整結(jié)構(gòu)和功能的單位。在自然界中，任何生物群落與其環(huán)境組成的自然體都稱(chēng)生態(tài)系統(tǒng)，如森林、草原、河流、湖泊、海洋是一定范圍