華北理工水處理生物學(xué)課件01緒論

1、水處理生物學(xué)主要內(nèi)容什么是微生物？人類與微生物之間的關(guān)系微生物的基本知識(shí)（特點(diǎn)、分類、命名、原核生物與真核生物的區(qū)別、病毒）水處理中的微生物微生物學(xué)及其發(fā)展水處理的微生物學(xué)研究進(jìn)展課程安排什么是微生物？微生物微生物（Microorganisms）是指所有形體微小單細(xì)胞的，或個(gè)體結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單的多細(xì)胞，甚至無(wú)細(xì)胞結(jié)構(gòu)的，必須借助光學(xué)顯微鏡甚至電子顯微鏡才能觀察到的低等生物的通稱。枯草桿菌大腸桿菌（基因工程菌）病毒微生物就在我們身邊我們離不開微生物？大家想一想？微生物給我們帶來(lái)了那些好處？我們和微生物的關(guān)系食品酵母菌我們和微生物的關(guān)系食品乳酸菌我們和微生物的關(guān)系食品霉菌我們和微生物的關(guān)系食品酵母菌我

2、們和微生物的關(guān)系抗生素微生物是不是也給我們帶來(lái)了麻煩？照片中的藍(lán)色部分就是H5N1禽流感病毒，下面的紅色部分則是健康人體細(xì)胞，照片顯示H5N1正在攻擊健康的細(xì)胞。我們和微生物的關(guān)系病毒SARSDNA蛋白質(zhì)疾病AIDSHIV埃博拉病毒脊髓灰質(zhì)炎病毒我們和微生物的關(guān)系疾病口蹄疫病毒煙草花葉病毒乙型肝炎病毒流感病毒微生物的殘忍非典型性肺炎（SARS）禽流感今天一種新的瘟疫艾滋?。ˋIDS）正在全球蔓延。 1347年的一場(chǎng)由鼠疫耶森氏菌引起的瘟疫幾乎摧毀了整個(gè)歐洲，有1/3的人（約2500萬(wàn)人）死于這場(chǎng)災(zāi)難，此后80年間，這種疾病一再肆虐，實(shí)際上消滅了大約75%的歐洲人口。解放前我國(guó)多次流行鼠疫，死亡

3、率極高。下能讓我們通過(guò)一個(gè)短片來(lái)更加詳細(xì)地了解人類和微生物之間的關(guān)系！微生物的特點(diǎn)分布廣繁殖快：幾十分鐘一代（如果營(yíng)養(yǎng)充分的話，一個(gè)大腸桿菌45d就可以形成與地球體積同樣大小的桿菌群體）種類繁多個(gè)體?。何⑸飩€(gè)體都很小，以m量測(cè)，用顯微鏡觀察容易發(fā)生變異羅伯特虎克制造的顯微鏡（1665）放大倍數(shù)：140倍 列文虎克和他的顯微鏡（約1680）光學(xué)顯微鏡基本結(jié)構(gòu)：1. 照明燈(Lamp)2. 聚光器(Condenser)3. 載物臺(tái)和切片夾(Mechanical stage and specimen retainer)4. 推進(jìn)器(Mechanical stage adjustment knob)

4、5. 物鏡(Objectives)6. 粗細(xì)螺旋(Course and fine focus knob)7. 目鏡(Oculars)8. 照相機(jī)等接口(Connection to camera, etc.)透射電子顯微鏡TRANSMISSION ELECTRON MICROSCOPE，TEM微生物的分類與命名水中的微生物非細(xì)胞形態(tài)的微生物病毒（包括噬菌體）細(xì)胞形態(tài)的微生物原核生物細(xì)菌放線菌藍(lán)藻（藍(lán)細(xì)菌）藻類真菌原生動(dòng)物后生動(dòng)物酵母菌霉菌肉足蟲鞭毛蟲纖毛蟲真核生物纖毛蟲按照界門綱目科屬種分類生物非細(xì)胞結(jié)構(gòu)的生物病毒界（包括噬菌體）具有細(xì)胞結(jié)構(gòu)的生物原核細(xì)胞生物原核生物界（Procaryota）細(xì)

5、菌門Bacteriophyta放線菌亞綱Actinomycetes藍(lán)藻Cyanophyta（藍(lán)細(xì)菌）真菌界Fungi原生動(dòng)物門Protozoa酵母菌霉菌真核細(xì)胞生物真細(xì)菌亞綱Eubacteriae真細(xì)菌綱Eubacteriae立克次氏體綱Rikettsiae粘細(xì)菌綱Myxobacteriae螺旋體綱Spirochaetae支原體綱Mycoplasmae真核原生生物界Rotistae動(dòng)物界Animalia植物界Plantae真核藻類微型后生動(dòng)物高低等動(dòng)物低等植物高等植物微生物的分類界Kingdom真核原生生物界Protistae門Phylum（Division）原生動(dòng)物門Protozoa綱Cla

6、ss纖毛綱Ciliata目Order緣毛目Peritrichida科Fiamly鐘形科Vornicellidae屬Genus鐘蟲屬Vorticella種Species小口鐘蟲Vorticella microstoma亞界、亞門、亞綱、亞目、亞科、族、亞族、亞屬、亞種微生物的命名林奈“雙名法”：屬名+種名形容詞屬名：拉丁字名詞，字首字母大寫，由微生物的構(gòu)造、形狀或由科學(xué)家名字而來(lái)，描述微生物的主要特征。種名：拉丁字形容詞，字首字母小寫，為微生物的色素、形狀、來(lái)源、病名或科學(xué)家的姓名，描述微生物的次要特征。Stapylococcus aures 金黃色葡萄球菌Bacillus subtilus 枯

7、草芽孢桿菌Saccharomyces pastori 巴斯德酵母Clostridium tetani 破傷風(fēng)梭菌Escherichia coli 大腸桿菌，縮寫E. coliPseudomonas fluorescens 熒光假單胞菌Pseudomonas sp. 假單胞菌屬（泛指某一屬微生物）區(qū)分原核生物和真核生物原核生物真核生物特點(diǎn)原核生物是具有原核細(xì)胞的生物原核細(xì)胞的核發(fā)育不完全，只有一個(gè)核質(zhì)高度集中的核區(qū)（似核結(jié)構(gòu)），不具有核膜，核物質(zhì)裸露，與細(xì)胞質(zhì)沒(méi)有明顯的界限沒(méi)有分化特異的細(xì)胞器，只有膜體系的不規(guī)則的泡沫結(jié)構(gòu)。具有真核細(xì)胞的生物 真核細(xì)胞內(nèi)有發(fā)育完好的細(xì)胞核，有核膜是細(xì)胞核與細(xì)胞質(zhì)

8、有明顯界限 有高度分化的特異細(xì)胞器（如線粒體、葉綠體、中心體、高爾基體）。可見性原核生物微小，在顯微鏡下可見有的肉眼可見，有的借助顯微鏡代表細(xì)菌、放線菌、藍(lán)細(xì)菌等酵母菌、霉菌、藻類、原生動(dòng)物等原核生物和真核生物的細(xì)胞結(jié)構(gòu)細(xì)胞質(zhì)似核細(xì)胞膜核糖體細(xì)胞核核仁線粒體病毒沒(méi)有細(xì)胞結(jié)構(gòu)只有DNA或RNA遺傳物質(zhì)靠宿主細(xì)胞來(lái)復(fù)制自身大小在0.2m以下，需用電子顯微鏡觀察。DNA蛋白質(zhì)水處理中的微生物給水處理中的微生物病原菌：痢疾、傷寒、霍亂等病原菌，都可以通過(guò)水傳播，消毒可以解決這個(gè)問(wèn)題。另外：隱孢子蟲和賈滴蟲給水生物處理：生物陶粒濾池、生物活性碳水處理中的微生物廢水的物理、化學(xué)處理物理處理：格柵、沉淀、過(guò)

9、濾（顆粒狀）化學(xué)處理：酸堿中和、氧化還原、電解、化學(xué)沉淀物理化學(xué)處理：混凝、氣浮、吸附、離子交換、膜法以上方法都有各自適用的范圍。水處理中的微生物廢水的生物處理對(duì)于城市污水、有機(jī)廢水（導(dǎo)致環(huán)境污染的主要問(wèn)題）如何來(lái)處理？生物處理廢水中的有機(jī)物質(zhì)微生物作為食料合成細(xì)胞物質(zhì)微生物大量繁殖廢水中有機(jī)物被降解微生物自身絮凝沉淀，排除廢水的到了凈化回流污泥二次沉淀池廢水曝氣池初次沉淀池出水空氣剩余活性污泥活性污泥法的工藝流程生活污水或城市廢水的處理流程高碑店污水處理廠的工藝流程圖活性污泥系統(tǒng)正在運(yùn)行的曝氣池 活性污泥是微生物群體及它們所吸附的有機(jī)物質(zhì)和無(wú)機(jī)物質(zhì)的總稱。微生物群體主要包括細(xì)菌、原生動(dòng)物和藻

10、類等。物理性質(zhì)“菌膠團(tuán)”“生物絮凝體” 顏色：褐色、（土）黃色、鐵紅色 氣味：泥土味（城市污水） 比重：略大于1 （1.0021.006） 粒徑：0.020.2 mm 比表面積：20100cm2/ml水處理中的微生物枯草桿菌大腸桿菌（基因工程菌）微生物學(xué)及其發(fā)展微生物是個(gè)體很小的生物，其大小用m來(lái)量測(cè)，用顯微鏡來(lái)觀察。包括基礎(chǔ)微生物學(xué)和應(yīng)用微生物學(xué)水處理微生物學(xué)應(yīng)用微生物學(xué)（包括基礎(chǔ)微生物學(xué)的內(nèi)容）微生物的發(fā)現(xiàn)世界上，很早就有關(guān)于看不見的生物的描述。真正看到并描述微生物的第一人是荷蘭商人安東列文虎克（1632-1723），他利用自制的顯微鏡發(fā)現(xiàn)了微生物世界。微生物學(xué)發(fā)展過(guò)程中的重大事件1857

11、 巴斯德證明乳酸發(fā)酵是由微生物引起的1864 巴斯德建立巴氏消毒法1929 Fleming 發(fā)現(xiàn)青霉素1953 Watson和Crick提出DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)1983-1985 Millus建立PCR技術(shù)1996 第一個(gè)自養(yǎng)生活的古生菌基因組測(cè)序完成1997 第一個(gè)真核生物（啤酒酵母）基因組測(cè)序完成微生物學(xué)發(fā)展的奠基者巴斯德（1822-1895）徹底否定了“自生說(shuō)”學(xué)說(shuō)實(shí)驗(yàn)證明了空氣中的微生物引起了有機(jī)質(zhì)的腐敗免疫學(xué)預(yù)防接種證實(shí)發(fā)酵是由微生物引起的其他貢獻(xiàn)巴氏消毒法微生物學(xué)發(fā)展的奠基者柯赫（1843-1910）具體證實(shí)了炭疽病菌是炭疽病的病原菌。發(fā)現(xiàn)肺結(jié)核病的病原菌諾貝爾獎(jiǎng)提出了證明某種微生物是

12、否為某種疾病病原體的基本法則柯赫法則用固體培養(yǎng)基分離純化微生物的技術(shù)配制培養(yǎng)基20世紀(jì)的微生物學(xué)1.多學(xué)科交叉促進(jìn)微生物學(xué)的全面發(fā)展微生物學(xué)走出了獨(dú)自發(fā)展、以應(yīng)用為主的狹窄研究范圍，與生物學(xué)發(fā)展的主流匯合、交叉，獲得全面、深入發(fā)展。2.微生物學(xué)推動(dòng)生命科學(xué)的發(fā)展促進(jìn)許多重大理論問(wèn)題的突破對(duì)生命科學(xué)研究技術(shù)的貢獻(xiàn)微生物與“人類基因組計(jì)劃”我國(guó)微生物學(xué)的發(fā)展21世紀(jì)微生物學(xué)展望微生物基因組學(xué)研究將全面展開以了解微生物之間、微生物與其他生物、微生物與環(huán)境的相互作用為研究?jī)?nèi)容的微生物生態(tài)學(xué)、環(huán)境微生物、細(xì)胞微生物學(xué)等，將在基因信息的基礎(chǔ)上獲得長(zhǎng)足發(fā)展，為人類的生存和健康發(fā)揮積極作用微生物生命現(xiàn)象的特性和共性將更加受到重視與其他學(xué)科實(shí)現(xiàn)更廣泛的交叉，獲得新的發(fā)展微生物產(chǎn)業(yè)將呈現(xiàn)全新的局面水處理生物學(xué)水處理生物學(xué)是研究微生物對(duì)廢水的作用與規(guī)律的科學(xué)。闡明微生物對(duì)廢水中有機(jī)物、營(yíng)養(yǎng)鹽類及重金屬等去除的微生物學(xué)原理及其規(guī)律。水處理生物學(xué)研究的內(nèi)容水處理生物學(xué)是在微生物的形態(tài)、細(xì)胞結(jié)構(gòu)及其功能，微生物的營(yíng)養(yǎng)、呼吸、物質(zhì)代謝、生長(zhǎng)、繁殖、遺傳和變異等基礎(chǔ)知識(shí)的基礎(chǔ)上，闡述城市生活污水、工業(yè)廢水和污泥生物處理中的