湖南大學(xué)考研811環(huán)境工程微生物學(xué)與毒理學(xué)講義

目錄

前言...........................................................1

（一）環(huán)境工程微生物部分.........................................4

緒論.......................................................4

第一章非細(xì)胞結(jié)構(gòu)的超微生物——病毒........................5

第一節(jié)病毒的一般特征及分類.............................5

第二節(jié)病毒的形態(tài)結(jié)構(gòu)...................................6

第三節(jié)病毒的繁殖.......................................6

第四節(jié)病毒的測定與培養(yǎng).................................7

第五節(jié)病毒對(duì)物理、化學(xué)因素、抗生素的抵抗力.............7

及在污水處理過程中的去除效果...........................7

第二章原核微生物.........................................10

第一節(jié)細(xì)菌............................................10

第三章真核微生物.........................................17

第一節(jié)原生動(dòng)物........................................17

第二節(jié)微型后生動(dòng)物....................................17

第三節(jié)藻類............................................17

第四節(jié)真菌............................................17

第四章微生物的生理.......................................19

第一節(jié)微生物的酶......................................19

第二節(jié)微生物的營養(yǎng)....................................20

第三節(jié)微生物的能量代謝................................24

第五章微生物的生長繁殖與生存因子.........................26

第一節(jié)微生物的生長繁殖................................27

第二節(jié)微生物的生存因子................................30

第三節(jié)其他不利環(huán)境因子對(duì)微生物的影響..................31

第四節(jié)微生物與微生物之間的關(guān)系........................33

第五節(jié)菌種的退化、復(fù)壯與保藏..........................34

第六章微生物的遺傳和變異.................................34

第七章微生物的形態(tài).......................................36

第一節(jié)生態(tài)系統(tǒng)........................................36

第二節(jié)土壤微生物......................................37

第三節(jié)空氣微生物生態(tài)..................................38

第四節(jié)水體微生物生態(tài)..................................39

第八章微生物在環(huán)境物質(zhì)循環(huán)中的作用.......................41

第九章水環(huán)境污染控制與治理的生態(tài)工程及微生物學(xué)原理.......44

第十章污水深度處理和微污染水預(yù)處理的微生物學(xué)原理.........50

第十一章有機(jī)固體廢棄物與廢氣的微生物處理及微生物群落.....51

第十二章微生物學(xué)新技術(shù)在環(huán)境工程中的應(yīng)用.................54

（二）對(duì)應(yīng)重點(diǎn)習(xí)題講解........................................55

一、填空題................................................55

二、是非題................................................56

三、名詞解釋..............................................57

四、問答題................................................60

（三）環(huán)境毒理學(xué)部分講義......................................71

緒論......................................................71

第一章污染物在環(huán)境中的遷移和轉(zhuǎn)化.........................74

第二章環(huán)境污染物在體內(nèi)的生物轉(zhuǎn)運(yùn)和生物轉(zhuǎn)化...............76

第三章環(huán)境污染物的毒作用及其影響因素.....................81

第四章環(huán)境毒理學(xué)的實(shí)驗(yàn)方法...............................84

第五章化學(xué)物質(zhì)的毒理學(xué)安全性評(píng)價(jià).........................88

第六章常見的化學(xué)致癌物的環(huán)境毒理學(xué).......................90

第一節(jié)多環(huán)芳香燃......................................91

第二節(jié)芳香胺類化合物..................................91

第三節(jié)N-亞硝基化合物.................................92

第四節(jié)烷化劑..........................................93

第五節(jié)黃曲霉毒素......................................93

第七章金屬的環(huán)境毒理學(xué)...................................95

汞....................................................95

鉛....................................................96

銘....................................................96

鎘.....................................錯(cuò)誤!未定義書簽。

第八章農(nóng)藥的毒理學(xué).......................................99

第一節(jié)有機(jī)氯農(nóng)藥......................................99

第二節(jié)有機(jī)磷農(nóng)藥......................................99

第九章內(nèi)分泌干擾物的環(huán)境毒理學(xué)..........................101

第十章有害物理因素的環(huán)境毒理學(xué)..........................102

第一節(jié)環(huán)境噪聲污染...................................102

第二節(jié)射頻電磁輻射污染...............................102

第十一章大氣的環(huán)境毒理學(xué)................................103

第一節(jié)飄塵...........................................103

第二節(jié)二氧化硫.......................................104

第三節(jié)一氧化碳.......................................104

第四節(jié)氮氧化物.......................................105

第十二章土壤污染的環(huán)境毒理學(xué)............................105

第十三章水污染的環(huán)境毒理學(xué)..............................108

（四）對(duì)應(yīng)重點(diǎn)習(xí)題講解.......................................109

一、是非題...............................................109

二、填空題...............................................110

三、名詞解釋.............................................111

四、簡答題...............................................114

前s

對(duì)于每一個(gè)報(bào)考湖南大學(xué)環(huán)境工程的學(xué)弟學(xué)妹來講，專業(yè)課150分是絕對(duì)不

能大意的，因?yàn)閷I(yè)課150分比數(shù)學(xué)150分容易的多，所以只要能投入時(shí)間，背

誦熟練，就能夠取得好成績。

當(dāng)然你首先得知道專業(yè)課考試的教材，一般為南京大學(xué)出版的《環(huán)境毒理學(xué)》

第四版或者是最新版，以及《環(huán)境工程微生物學(xué)》，周群英主編，第二版、第三

版都可以?！董h(huán)境毒理學(xué)》大多數(shù)院校都沒有開課，所以很生疏，但是這都不是

問題，考試考的都是基本的知識(shí)點(diǎn)，即使學(xué)過了，到了開始看的時(shí)候也基本忘的

差不多了，所以學(xué)過和沒學(xué)過的起點(diǎn)差距并不大，多背多看，內(nèi)容很熟悉了，考

試碰到不會(huì)的題目臨時(shí)編也能編大部分分出來。只要時(shí)間投入足夠多，每天持之

以恒的復(fù)習(xí)，必然會(huì)取得好分?jǐn)?shù)。而《環(huán)境工程微生物》則相對(duì)熟悉，基本上每

個(gè)學(xué)校都會(huì)開課，同樣不能應(yīng)為學(xué)過就看的少，我們微生物是大二學(xué)的，看的時(shí)

候就跟沒學(xué)過一樣，而且微生物這本書的內(nèi)容要比毒理學(xué)多，千萬不能掉以輕心。

復(fù)習(xí)建議：前期工作，建議在暑假做，最遲9月初一定要過一遍課本，跟著

大綱和此書的重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)看，有一個(gè)整體輪廓，這個(gè)階段書看的細(xì)一點(diǎn)，就好比

17年毒理學(xué)考的我國過去使用超過60%的農(nóng)藥是什么，其毒作用機(jī)理是什么，

我相信考試前有機(jī)磷有機(jī)氯農(nóng)藥的毒作用機(jī)理大家都知道，但題目這么出，就在

第五版的書的第147頁第一段的一句話，沒看過或者忘了的人5分就沒了。然后

對(duì)照真題，摳出真題中出現(xiàn)過的知識(shí)點(diǎn)，在課本上做出標(biāo)記。在整理過程中，你

自己就會(huì)發(fā)現(xiàn)重點(diǎn)和?？键c(diǎn)。對(duì)于微生物來說也是如此，方法都是一樣的，只要

肯下功夫，你就會(huì)成功。

千萬不要大意，專業(yè)課一般都會(huì)壓分，像今年90多100出點(diǎn)頭的就很多，

但是高分也有的，而且大部分還不是本校的，所以當(dāng)你所用的時(shí)間比別人多時(shí)，

你就會(huì)成功，你就會(huì)比別人多幾十分。

最后關(guān)于學(xué)碩和專碩，二者在湖大的培養(yǎng)方案里幾乎沒有區(qū)別，關(guān)于讀博的

話，聽老師說只要博導(dǎo)要你，也沒區(qū)別，導(dǎo)師要不要你還是看你對(duì)科研的態(tài)度和

水平，今年考試結(jié)果來看，學(xué)碩專碩的分?jǐn)?shù)段是基本一樣的，只是學(xué)碩實(shí)招13

個(gè)，專碩實(shí)招42個(gè)才顯得專碩分?jǐn)?shù)低，明年的話建議看推免多少人再結(jié)合自身

第1頁

水平報(bào)考，推免結(jié)果一般湖大十月初就出來了，正好整個(gè)十月份都是報(bào)名的時(shí)間,

所以先復(fù)習(xí)著，等結(jié)果出來再報(bào)。

主要題型

811環(huán)境毒理學(xué)與環(huán)境工程微生物綜合考試的題型主要有六種，分別為是非

題、填空題、簡答題、問答題和實(shí)驗(yàn)題，其中是非題一般出自微生物，毒理學(xué)也

很常見，今年的是非題就是來源于微生物。

1.是非題

一般為10分，一共有10題，這部分主要考察我們對(duì)于基本概念、基本原理

和基本方法的掌握?？疾斓闹R(shí)點(diǎn)比較細(xì)，對(duì)于這部分，我們必須把每年的真題

弄懂，同時(shí)，我們必須全面掌握教材。是非題是全面考察我們知識(shí)面的一種題型。

考試時(shí)候容易得分，省時(shí)間。

2.填空題

填空題一般為每個(gè)空一分，總分有30分。該題型題量適中，每空一般為1

分，考察知識(shí)點(diǎn)較細(xì)，也基本屬于客觀性試題。本題型主要是考察學(xué)生對(duì)基本概

念、基本原理、基本方法的掌握，答案在書本上都可以找到，但是有時(shí)候還得靠

自己的積累，有的時(shí)候找不到。而且近幾年有將之前考過的簡答題、論述題的答

案改為填空題的趨勢。

3.名詞解釋

該題型一般為每門課程3到5題，總分在25到30之間。這部分主要考察我

們對(duì)于基礎(chǔ)知識(shí)和基本概念的掌握，復(fù)習(xí)的時(shí)候你會(huì)發(fā)現(xiàn)常考的也就那么幾個(gè)知

識(shí)點(diǎn)，但18年更新的較多將近一半，且都是以英語縮寫的形式出現(xiàn)，需要學(xué)弟、

學(xué)妹們多多注意，在復(fù)習(xí)時(shí)要有自己的想法。

4.簡答題與問答題

毒理學(xué)微生物學(xué)都有，基本每個(gè)5題，也很容易得分，主要是考察的很細(xì)，

只要你掌握的全面，字跡工整，就可以拿高分。簡答題要以課本為依據(jù)，適當(dāng)擴(kuò)

展。今年的簡問答題出的比較偏，毒理學(xué)還在里面出了一個(gè)怎樣抓老鼠的實(shí)驗(yàn)題,

所以書本一定要仔細(xì)看。

5.實(shí)驗(yàn)題

第2頁

實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題每年1到2道題目，今年毒理學(xué)考了急性毒性實(shí)驗(yàn)，微生物實(shí)驗(yàn)題往

年有類似的，答題思路差不多。這部分復(fù)習(xí)要注意實(shí)驗(yàn)步驟的掌握，每個(gè)實(shí)驗(yàn)都

要看，記住主要方面就可以。

該講義中的所涉及到的書籍為：

環(huán)境工程微生物學(xué)（周群英）第三版

環(huán)境毒理學(xué)（孔志明）第四版

第3頁

（一）環(huán)境工程微生物部分

緒論

微生物：是肉眼看不見的、必須在電子顯微鏡或光學(xué)顯微鏡下才能看見的所有微

小生物的總稱。

微生物的分類：為了識(shí)別和研究微生物，將各種微生物按其客觀存在的生物屬性

（如個(gè)體形態(tài)及大小、染色反應(yīng)（革蘭氏陰、陽性菌）、菌落特征、細(xì)胞結(jié)構(gòu)（有、

無細(xì)胞結(jié)構(gòu)，無細(xì)胞結(jié)構(gòu)又可分為病毒和非病毒）、生理生化反應(yīng)、與氧的關(guān)系

（厭氧、好氧、兼性）、血清學(xué)反應(yīng)等）及他們的親緣關(guān)系分類。

原核微生物：核很原始，發(fā)育不全，只是DNA鏈高度折疊形成的一個(gè)核區(qū)，沒

有核膜，核質(zhì)裸露，與細(xì)胞質(zhì)沒有明顯的界線，叫擬核或似核。原核微生物沒有

細(xì)胞器，只有由細(xì)胞質(zhì)膜內(nèi)陷形成的不規(guī)則的泡沫結(jié)構(gòu)體系。不進(jìn)行有絲分裂。

原核微生物包括：古菌、細(xì)菌、藍(lán)細(xì)菌、放線菌、立克次氏體、支原體、衣原體

和螺旋體。

真核微生物：有發(fā)育完好的細(xì)胞核，核內(nèi)有核仁和染色質(zhì)。其有核膜將細(xì)胞核和

細(xì)胞質(zhì)分開，使兩者有明顯的界線。有高度分化的細(xì)胞器，進(jìn)行有絲分裂。

真核微生物包括：除藍(lán)細(xì)菌以外的藻類、酵母菌、霉菌、傘菌、原生動(dòng)物、微型

后生動(dòng)物。

微生物的特點(diǎn)；個(gè)體極小、分布廣，種類繁多、繁殖快、易變異

第4頁

第一章非細(xì)胞結(jié)構(gòu)的超微生物——病毒

第一節(jié)病毒的一般特征及分類

病毒是沒有細(xì)胞結(jié)構(gòu)，專性寄生在活的敏感宿主體內(nèi)的超微小微生物。他們

只具有簡單的獨(dú)特結(jié)構(gòu)，可通過細(xì)菌過濾器。

一、病毒的特點(diǎn)

病毒大多在0.2pim以下，在光學(xué)顯微鏡下看不見，必須在電子顯微鏡下方可

看見，病毒沒有合成蛋白質(zhì)的機(jī)構(gòu)——核糖體，也沒有合成細(xì)胞物質(zhì)和繁殖所必

備的酶系統(tǒng)，不具獨(dú)立代謝能力，必須專性寄生在活的敏感宿主細(xì)胞內(nèi)，依靠宿

主細(xì)胞合成病毒的化學(xué)組成和繁殖新個(gè)體。

二、病毒的分類

病毒是根據(jù)病毒的宿主、所致疾病、病毒粒子大小、病毒的組成和結(jié)構(gòu)、核

算類型、復(fù)制的模式、有無被膜等進(jìn)行分類。

根據(jù)專性宿主分類:有動(dòng)物病毒、植物病毒、細(xì)菌病毒（噬菌體）、放線常病毒

（噬放線菌體）、藻類病毒（噬藻體）、直菌病毒（噬真菌體）。

動(dòng)物病毒寄生在人體和動(dòng)物體內(nèi)引起人和動(dòng)物疾病,如人的流行性感冒、水痘、

麻疹、腮腺炎、乙型腦炎、普髓灰質(zhì)炎、甲型肝炎、乙型肝炎等。引起動(dòng)物疾病

的有:家禽、家畜的瘟疫病及昆蟲的疾病。

植物病毒寄生在植物體內(nèi)引起植物疾病，如煙草花葉病、番茄叢矮病、馬鈴薯退

化病、水稻萎結(jié)病和小麥黑槿病等。

噬菌體寄生在細(xì)菌體內(nèi)引起細(xì)菌疾病』917年D.Herelle在人的糞使中發(fā)現(xiàn)噬菌

體。大腸桿菌^體（coliphages）廣泛分布在廢水和被糞便污染的水體中。

按核酸分類:有DNA病毒（除細(xì)小病毒組的成員是單鏈DNA外.真余所有的

病毒都是雙鏈DNA）和RNA病毒（除呼腸孤病毒組的成員是雙鍵RNA外,其余所

有的病毒都是單鏈RNA）o

三、類病毒和玩病毒

類病毒是比病毒更加小的致病感染因子，骯病毒是一種引起牛羊疾病的感染

因子（蛋白樣感染顆粒）。

第5頁

第二節(jié)病毒的形態(tài)結(jié)構(gòu)

病毒是大小一納米計(jì)，病毒的直徑通常在10-300nm之間，有的達(dá)400nm。

病毒的化學(xué)組成有蛋白質(zhì)和核酸，個(gè)體大的病毒如痘病毒，除含蛋白質(zhì)和核酸外,

還含有類脂質(zhì)和多糖。病毒沒有細(xì)胞結(jié)構(gòu)，卻有其自身特有的結(jié)構(gòu)，蛋白質(zhì)衣殼

和核酸內(nèi)芯，兩者構(gòu)成核衣殼。完整的具有感染力的病毒體叫病毒粒子。

動(dòng)物病毒形態(tài)主要為球形、卵圓形、磚形；

植物病毒主要形態(tài)主要為桿狀、絲狀、球狀；其體內(nèi)類病毒和擬病毒值含RNA

無蛋白質(zhì)；

噬菌體主要形態(tài)為蝌蚪狀、絲狀。

病毒的化學(xué)組成有蛋白質(zhì)和核酸，個(gè)體大的還有脂質(zhì)和多糖。

整個(gè)病毒分為兩部分：蛋白質(zhì)衣殼和核酸內(nèi)芯。

類病毒和擬病毒只具有RNA,不具有蛋白質(zhì)。

蛋白質(zhì)的功能：

保護(hù)病毒使其免受環(huán)境因素的影響。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、病毒可牢固的附著在敏感細(xì)胞上。病毒蛋白質(zhì)

還有致病性、毒力和抗原性。

根據(jù)蛋白質(zhì)衣殼和蛋白排列不同，使病毒有三種對(duì)稱型：立體對(duì)稱型（20

面體）、螺旋對(duì)稱型（煙草花葉病毒）、復(fù)合對(duì)稱型（大腸桿菌T系噬菌體）

病毒核酸的功能是：決定病毒遺傳、變異和對(duì)敏感宿主細(xì)胞的感染力。

第三節(jié)病毒的繁殖

病毒的繁殖過程分為四步：吸附、侵入、復(fù)制與聚集、釋放。

噬菌有毒性噬菌體和溫和噬菌體兩種類型。侵入宿主細(xì)胞后，隨即引起宿主

細(xì)胞裂解的噬菌體稱作毒性噬菌體。毒性噬菌體被看成正常表現(xiàn)的噬菌體。溫和

噬菌體則是：當(dāng)它侵入宿主細(xì)胞后，其核酸附著并整合在宿主染色體上，和宿主

的核酸同步復(fù)制，宿主不裂解而繼續(xù)生長，這種不引起宿主裂解的噬菌體成為溫

和噬菌體。

含有溫和噬菌體核酸的宿主細(xì)胞被稱作溶原細(xì)胞，溶原細(xì)胞內(nèi)的溫和噬菌體

核酸稱為原噬菌體或前噬菌體。原噬菌體隨宿主細(xì)胞分裂給子代細(xì)胞，子代細(xì)胞

第6頁

也稱作溶原細(xì)胞，所以溶原性是遺傳性。原噬菌體本無感染性，但一旦脫離溶原

性細(xì)菌染色體后可恢復(fù)復(fù)制能力并引起宿主細(xì)菌裂解并放出成熟的毒性噬菌體

（溶原性會(huì)發(fā)生變異，可自發(fā)可誘發(fā)）。

第四節(jié)病毒的測定與培養(yǎng)

病毒的測定：樣品中病毒數(shù)量可用病毒顆粒計(jì)數(shù)法、間接計(jì)數(shù)法或感染效價(jià)

法進(jìn)行測定。

病毒的培養(yǎng)特征：病毒在液體培養(yǎng)基中的培養(yǎng)特征、病毒在固體培養(yǎng)基中的

培養(yǎng)特征。

一、病毒在液體培養(yǎng)基中的培養(yǎng)特征

將噬菌體的敏感細(xì)菌接種在液體培養(yǎng)基中，經(jīng)培養(yǎng)后敏感細(xì)菌均勻分布在

培養(yǎng)基中而使培養(yǎng)基渾濁。然后接種噬菌體,敏感細(xì)菌被噬菌體感染后發(fā)生菌體

裂解，原來渾濁的細(xì)菌懸液變成透明的裂解溶液。

二、病毒在固體培養(yǎng)基中的培養(yǎng)特征

將噬菌體的敏感細(xì)菌接種在瓊脂固體培養(yǎng)基上生長形成多個(gè)菌落，當(dāng)接種稀

釋適度的噬菌體懸液后引起點(diǎn)性感染，在感染點(diǎn)上進(jìn)行反復(fù)的感染過程.宿主細(xì)菌

菌落就一個(gè)個(gè)地被裂解成一個(gè)個(gè)空斑，這些空斑就叫噬菌斑。

病毒的培養(yǎng)基：

病毒是專性寄生在活的敏感宿主細(xì)胞內(nèi)才能生長繁殖的徽生物.因此，病毒的

培養(yǎng)基要求苛刻，專一性強(qiáng)。其敏感細(xì)胞要具備如下條件:（1）必需是活的敏感動(dòng)物

或是活的敏感動(dòng)物組織細(xì)胞;②能提供病毒等附著的受體;③敏感細(xì)胞內(nèi)沒有破壞

特異性病毒的限制性核酸內(nèi)切酶，病毒進(jìn)入細(xì)胞就可生長繁殖。

動(dòng)物病毒的培養(yǎng)方法有：動(dòng)物接種、雞胚接種和組織培養(yǎng)技術(shù)。

所謂空斑是指原代或傳代單層細(xì)胞被感染后，一個(gè)個(gè)細(xì)胞被病毒蝕空成空斑（亦

稱蝕斑），一個(gè)空斑表示一個(gè)病毒。

所謂病毒是滴度是指能產(chǎn)生培養(yǎng)管中50%的CPE（細(xì)胞病理效應(yīng)）的最高病毒稀

釋度（即最少的病毒量），稱為TCLD50（組織培養(yǎng)感染劑量）。

第五節(jié)病毒對(duì)物理、化學(xué)因素、抗生素的抵抗力及在污水處理過程中

第7頁

的去除效果

對(duì)病毒影響最大的物理因素是溫度、光和干燥度（既是有利因素也是抑制因

素）。

1.溫度

對(duì)病毒影響最大的物理因素是溫度、光和干燥。在宿主細(xì)胞外的病毒大多數(shù)

在55-65C范圍內(nèi)不到lh被滅活。而脊髓灰質(zhì)炎病毒中有抗熱變異株.可在75c

溫度下生存。并且抗熱的病毒在衣殼破裂后有感染性的RNA釋放出來,一般情

況下，高溫使病毒的核酸和蛋白質(zhì)衣殼受損傷，高溫對(duì)病毒蛋白質(zhì)的滅活比對(duì)病毒

核酸的滅活要快。蛋自質(zhì)的變性作用阻礙了病毒吸附到宿主細(xì)胞上，削弱了病毒

的感染力。但是，環(huán)境中的蛋白質(zhì)和金屬陽離子（如Mg?）可保護(hù)病毒免受熱的破

壞,粘土、礦物、和土壤也有保護(hù)病毒免受熱的破壞作用。

低溫不會(huì)滅活病毒,通常在-75C保存病毒。天花病毒在雞胚膜中冰凍15年仍

存活，經(jīng)冷凍真空干燥后可保存數(shù)月至數(shù)年。

2.光及其他輻射

（1）紫外輻射:日光中的紫外輻射和人工制造的紫外輻射均具有滅活病毒的作

用。其滅活的部位是病毒的核酸，使核酸中的喀咤環(huán)受到影響，形成胸腺喀咤二聚

體（即在相鄰的胸腺喀咤殘基之間形成共價(jià)鍵）。尿喀咤殘基的水合作用也會(huì)損傷

病毒。

（2）可見光:在天然水體和氧化塘中,日光對(duì)腸道病毒有滅活作用，在低濁度

（Jackin濁度單位：1.7JTU）的水中，當(dāng)平均光強(qiáng)2.7J/（cm2-min）,平均溫度26℃

時(shí),30%的脊髓灰質(zhì)炎I型病毒在3h內(nèi)被滅活。在氧氣和染料存在的條件下，大多

數(shù)腸道病毒文寸可見光很敏感而被殺死，這叫“光滅活作用”;染料附著在核酸中催化

光氧化過程，引起病毒滅活，

（3）離子輻射:X射線、丫射線也有滅活病毒的作用。

3.干燥

在醫(yī)院的環(huán)境中,到處都可能存在病毒，如載玻片、陶瓷、乙烯地板和不銹鋼

器具、衣服等表面可長期存留病毒。大環(huán)境中的氣溶膠、灰塵、土壤及于污泥中

（病毒在土壤在含水量低于10%或污泥含量大于65%被迅速滅活或毒性迅速降

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低，因其干燥使病毒RNA釋放出來后裂解）也存在病毒。無被膜的病毒（氣溶

膠化）在相對(duì)濕度（RH）較高時(shí)存活較好，而有被摸的病毒在RH較低的條件

存活較好。

病毒對(duì)化學(xué)因素的抵抗力:病毒的滅活有體內(nèi)滅活和體外滅活之分。

體內(nèi)滅活的化學(xué)物質(zhì)有抗體和千擾素，抗體是病毒侵入有機(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病毒，入侵的病毒是抗原，而產(chǎn)生的特異蛋

白是抗體。干擾素是宿主抵抗人侵的病毒而產(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。

體外滅活的化學(xué)物質(zhì)有:酚、低滲緩沖溶液（滅活蛋白質(zhì)外殼）；甲醛、亞硝酸、

氨（滅活核酸）；醛類、十二烷基硫酸鈉、氯仿、去氧膽酸鈉（溶解被膜，可檢

驗(yàn)有無被膜，有則對(duì)其敏感，無則不敏感）；氯（或次氯酸、二氧化氯、漂白粉）、

漠、碘、臭氧、乙醇、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、pH及其他氧化劑等（外殼核酸均滅活）；

抗生素（不同病毒對(duì)不同抗生素耐受性不同）。

病毒一般對(duì)酸性環(huán)境不敏感，對(duì)高pH敏感，因?yàn)楦遬H會(huì)破壞蛋白質(zhì)衣殼

和核酸。當(dāng)pH達(dá)到11以上會(huì)嚴(yán)重破壞病毒。

環(huán)境中影響病毒活性的物理性因素：溫度、濕度、形態(tài)、紫外等輻射、風(fēng)速

等。

污水處理分一級(jí)、二級(jí)、和三級(jí)處理。其中一級(jí)處理可以去除約30%的病毒，二

級(jí)處理去除病毒率在90-99%,三級(jí)處理可使病毒的滴度常用對(duì)數(shù)值下降4-6.

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第二章原核微生物

第一節(jié)古菌

微生物學(xué)家根據(jù)rRNA的不同，將所有生物劃分為三大域：古菌域、細(xì)菌域

與真核生物域。古菌和細(xì)菌同屬原核生物。

按照生活習(xí)性古菌可分為三大類型：產(chǎn)甲烷菌、酸熱嗜酸菌和極端嗜鹽菌。

第二節(jié)細(xì)菌

細(xì)菌（Baclena）有四種形態(tài):球狀、桿狀、螺旋狀和絲狀,分別叫球菌、桿菌、

螺旋菌和絲狀菌。

球菌有單球菌、雙球菌；排列不規(guī)則的有四聯(lián)球菌（壘疊）、甲烷八疊球菌（立

方體、鏈狀）。

桿菌有單桿菌、雙桿菌和鏈桿菌。

螺旋菌呈螺旋卷曲狀，螺紋不滿一圈的叫弧菌。

細(xì)菌的大?。?/p>

細(xì)菌的大小以|am計(jì)。多數(shù)球菌的大?。ㄖ睆剑闂U菌量其長與

寬度，桿菌的大?。ㄩLx寬）為X（l-5）|jmo螺旋菌量其寬度與彎曲長

度。它們的大小為（0.25-L7）|amX（2-60）|jm。超微細(xì)菌（納米細(xì)菌）體積不到

0.08pm3可通過0.2pm濾膜。

細(xì)菌的細(xì)胞結(jié)構(gòu)：

細(xì)菌為單細(xì)胞結(jié)構(gòu)。所有的細(xì)菌均具有如下結(jié)構(gòu)：細(xì)胞壁、細(xì)胞質(zhì)膜、細(xì)胞質(zhì)及

其內(nèi)含物、擬核。

部分細(xì)菌有特殊結(jié)構(gòu)：芽抱、鞭毛、莢膜、粘液層、衣鞘及光合作用層片。

細(xì)胞壁是包圍在細(xì)菌體表最外層的、堅(jiān)韌而有彈性的薄膜。

細(xì)胞壁的化學(xué)組成與結(jié)構(gòu)：

細(xì)菌分為革蘭氏陽性由和革蘭氏陰性常兩大類，兩者的化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)不

同。革蘭氏陽性菌的細(xì)胞壁厚，其厚度為20-80nm,結(jié)構(gòu)較簡單，含肽聚糖（包括三種

成分:D一氨基酸、胞壁酸和二氨基庚二酸）、磷壁酸（質(zhì)）、少量蛋白質(zhì)和脂肪。

革蘭氏陰性菌的細(xì)胞壁較薄.厚度為10nm,其結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，分外壁層和內(nèi)壁層，外壁

層又分三層:最外層是脂多糖，中間是磷脂層.內(nèi)層為脂蛋白，內(nèi)壁層含肽聚糖,不

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含磷壁酸.革蘭氏陽性菌和革蘭氏陰性菌細(xì)胞壁化學(xué)組成的區(qū)別見表1.2-1。由表

可知;革氏陽性菌含大量的肽聚糖，獨(dú)含磷壁酸，不含脂多糖。革蘭氏陰性菌含極少

肽聚糖.獨(dú)含脂多糖，不含磷壁酸。兩者的不同還表現(xiàn)在各種成分的含量不同.尤其

是脂肪的含量最明顯，革蘭氏陽性菌含脂肪量為1%~4%,革蘭氏陰性菌含脂肪量

為11%-22%。組胞壁結(jié)構(gòu)詳見圖：

細(xì)的壁厚度/nm肽聚樵/%碎壁酸/%脂多糖/%野〔質(zhì)/%脂肪/%

革蘭氏陽性菌20-8040-90+-約201~4

革蘭氏陰性菌10，0―約6011-22

細(xì)菌細(xì)胞壁的生理功能：

（1）保護(hù)原生質(zhì)體免受滲透壓引起的破裂；

（2）維持細(xì)菌的細(xì)胞形態(tài)；

（3）細(xì)胞壁是多孔分子篩，阻擋某些分子進(jìn)入和保留蛋白質(zhì)在間質(zhì)（革蘭

氏陰性菌細(xì)胞壁和細(xì)胞質(zhì)之間的區(qū)域）；

（4）細(xì)胞壁為鞭毛提供支點(diǎn)，使鞭毛運(yùn)動(dòng)。

原生質(zhì)體包括細(xì)胞質(zhì)膜、細(xì)胞質(zhì)及其內(nèi)含物、擬核。

細(xì)胞質(zhì)膜是緊貼在細(xì)胞壁的內(nèi)側(cè)而包圍細(xì)胞質(zhì)的一層柔軟而富有彈性的薄膜。

細(xì)胞質(zhì)膜的生理功能：

（1）維持滲透壓的梯度和溶質(zhì)的轉(zhuǎn)移；

（2）細(xì)胞質(zhì)膜上有合成細(xì)胞壁和形成橫膈膜組分的酶，故在膜的外表面合

成細(xì)胞壁

（3）膜內(nèi)陷形成的中間體含有細(xì)胞色素，參與呼吸作用

（4）細(xì)胞質(zhì)膜上進(jìn)行物質(zhì)代謝和能量代謝

（5）細(xì)胞質(zhì)膜上有鞭毛基粒，鞭毛由此長出，即為鞭毛提供附著點(diǎn)。

細(xì)胞質(zhì)內(nèi)含擬核、核糖體、內(nèi)含顆粒（貯藏顆粒）等

細(xì)胞質(zhì)是在細(xì)胞質(zhì)膜以內(nèi)，除核物質(zhì)以外的無色透明、粘稠的復(fù)雜膠體。

一、莢膜

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（1）莢膜是指一些細(xì)菌在其細(xì)胞表面分泌的一種粘性物質(zhì)，把細(xì)胞壁完全

包圍封住，這層粘性物質(zhì)就叫莢膜，高碳?xì)浔纫约皬?qiáng)通氣條件有利于好氧菌莢膜

形成。

（2）莢膜的化學(xué)組成；莢膜的含水率在90%-98%,有些細(xì)菌莢膜含多糖，

炭疽桿菌含多肽。巨大芽抱桿菌的莢膜由多糖組成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，其間隙鑲嵌以D-

谷氨酸組成的多肽，有的莢膜含脂質(zhì)或脂質(zhì)蛋白復(fù)合體。

（3）莢膜的功能：①具有莢膜的S型肺炎鏈球菌毒黎強(qiáng)，有助于肺炎鏈球

菌侵染人體②莢膜保護(hù)致病菌免受宿主細(xì)胞的吞噬，保護(hù)細(xì)菌免受干燥的影響③

當(dāng)缺乏營養(yǎng)時(shí)，莢膜可被用作碳源和能源，有的莢膜還可用作氮源④廢水生物處

理中的細(xì)菌莢膜有生物吸附作用。

二、黏液層

有些細(xì)菌不產(chǎn)莢膜，其細(xì)胞表面仍可分泌黏性的多糖，疏松的附著在細(xì)菌細(xì)胞壁

表面上，與外界沒有明顯的邊緣，這叫黏液層。其在廢水生物處理中有生物吸附

作用、曝氣時(shí)氣的攪動(dòng)和水的沖擊力易把細(xì)菌黏液沖入水中，增加水中有機(jī)物，

它可被其他微生物利用。

三、菌膠團(tuán)

有些細(xì)菌是由于其遺傳特性決定，細(xì)菌之間按一定的排列方式互相黏集在一起，

被一個(gè)公共莢膜包圍形成一定形狀的細(xì)菌集團(tuán)，叫做菌膠團(tuán)。

莢膜、黏液層和衣鞘對(duì)染料的親和力極低，很難著色，都用負(fù)染色法染色。

四、芽酒

某些細(xì)菌在他的生活史中的某個(gè)階段或某些細(xì)菌在他遇到外界不良環(huán)境時(shí)，在其

細(xì)胞內(nèi)形成一個(gè)內(nèi)生包子叫芽抱，所有芽抱都可以抵抗外界不良環(huán)境。

芽胞的特點(diǎn)：

1.芽抱的含水率低,38%-40%。

2.芽抱壁厚而致密,分三層:外層是芽他外殼,為蛋白質(zhì)性質(zhì)。中層為皮層，由肽聚

糖構(gòu)成,含大量2.6-毗咤二竣酸，內(nèi)層為胞子壁，由肽聚糖構(gòu)成.包圍芽胞細(xì)胞質(zhì)

和核質(zhì)。芽抱萌發(fā)后胞子壁變?yōu)闋I養(yǎng)細(xì)胞的細(xì)胞壁。

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3.芽胞中的2,6邛比咤而竣酸含量高，為芽抱干重的5%-15%o毗咤二竣酸以鈣鹽形

式存在，鈣含量高.在營養(yǎng)細(xì)胞和不產(chǎn)芽抱的細(xì)菌體內(nèi)未發(fā)現(xiàn)2.6-毗咤二竣酸，芽胞

形成過程中26-毗咤二竣酸隨即合成，芽他就具有耐熱性，芽抱萌發(fā)形成營養(yǎng)細(xì)胞

時(shí)26-毗咤二竣酸就消失，耐熱性就喪失。

4.含有耐熱性酶。

芽狗由于有以上四個(gè)特點(diǎn)，使芽碗對(duì)不良環(huán)境如,高溫、低溫、干燥、光線和化學(xué)

藥物有很強(qiáng)的抵抗力，細(xì)菌的營養(yǎng)細(xì)胞在70-80C時(shí)lOmin就死亡，而芽泡在

120-140的℃還能生存幾小時(shí)，營養(yǎng)細(xì)胞在5%苯酚溶液中很快死亡，芽抱卻能存活

15d,芽硝的大多數(shù)酶處于不活動(dòng)狀態(tài),代謝活力極低，所以，芽胞是抵抗外界不良

壞境的休眠體。

芽抱不易著色，但可用孔雀綠染色。

五、鞭毛

由細(xì)胞質(zhì)膜上的鞭毛基粒長出穿過細(xì)胞壁伸向體外的一條纖細(xì)的波浪狀的絲狀

物叫鞭毛，分為端生和周生，有鞭毛的細(xì)菌都能運(yùn)動(dòng)，沒的一般不能運(yùn)動(dòng)，少數(shù)

可靠滑動(dòng)運(yùn)動(dòng)。

六、衣鞘

水生境中的絲狀菌有衣鞘，其表面黏液層或莢膜硬質(zhì)化形成一個(gè)透明堅(jiān)韌的空殼

即為衣鞘。

細(xì)菌的培養(yǎng)特征：

細(xì)菌的培養(yǎng)特征有多種；①組菌在固體培養(yǎng)基上的培養(yǎng)特征；②細(xì)菌在半固體培

養(yǎng)中的培養(yǎng)特征；③細(xì)菌在明膠培養(yǎng)基中的培養(yǎng)特征；④細(xì)菌在液體培養(yǎng)基中的

培養(yǎng)特征。以上培養(yǎng)特征均可用以鑒定細(xì)菌,或判斷細(xì)高的呼吸類型和運(yùn)動(dòng)性。

菌落是由一個(gè)細(xì)菌繁殖起來的，由無數(shù)細(xì)菌組成具有一定形態(tài)特征的細(xì)菌集團(tuán)。

菌落表面的特征有：（1）表面特征；（2）邊緣特征；（3）縱剖面特征。

菌苔是細(xì)菌在斜面培養(yǎng)基接種線上長成的一片密集的細(xì)菌菌落。

細(xì)菌在半固體培養(yǎng)基中的培養(yǎng)特征

可依據(jù)如下生長狀況判斷細(xì)菌呼吸類型：如果細(xì)菌在培養(yǎng)基的表面及穿刺線

的上部生長者為好氧菌。沿穿刺線自上而下生長者為兼性厭氧菌或者兼性好氧

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菌。如果只在穿刺線的下部生長者為厭氧菌。

根據(jù)如下生長狀況判斷細(xì)菌是否運(yùn)動(dòng)：如果只沿著穿刺線生長者為沒有鞭

毛、不能運(yùn)動(dòng)的細(xì)菌；如果不但沿著穿刺線生長而且穿透培養(yǎng)基擴(kuò)散生長者為有

鞭毛、能運(yùn)動(dòng)的細(xì)菌。

細(xì)菌的物理化學(xué)性質(zhì)

細(xì)菌表面電荷和等電點(diǎn)：

(1)細(xì)菌體含有50%以上的蛋白質(zhì).蛋白質(zhì)由20種氨基酸按一定的排列順

序由肽鍵連接組成,氨基酸是兩性電解質(zhì)，在堿性溶液中表現(xiàn)出帶負(fù)電荷,在酸性

溶液中表現(xiàn)出帶正電荷，在某一定pH.溶液中，氨基酸所帶的正電荷和負(fù)電荷相等

時(shí)的PH.稱為該氨基酸的等電點(diǎn)。培養(yǎng)液PH比等電點(diǎn)高，細(xì)菌帶負(fù)電，反之帶

正電?？赏ㄟ^對(duì)染料的著色性、對(duì)陰陽離子親和性以及電泳測等電點(diǎn)。革蘭氏陽

性菌等電點(diǎn)約PH2-3,陰性菌約PH4-5,PH3-4為革蘭氏染色不穩(wěn)定性菌。

(2)細(xì)菌的染色原理和染色方法

染色方法有兩大類：簡單染色方法和復(fù)合染色法。簡單染色法使用一種染料染菌

體，目的是為了增加菌體與背景的反差，便于觀察。復(fù)合染色法使用兩種染料染

色，以區(qū)別不同細(xì)菌的革蘭氏染色反應(yīng)或抗酸性染色反應(yīng)，或?qū)⒕w和某一結(jié)構(gòu)

染成不同顏色，以便觀察。

革蘭氏染色法：

步驟：

1.在無菌操作條件下.用接種環(huán)挑取少量細(xì)菌于干凈的載玻片上涂布均勾，固

定。

2.用草酸鐵結(jié)晶紫染色I(xiàn)min,水洗去掉浮色。

3.用碘一碘化鉀溶液媒染1min,傾去多余溶液。

4.用中性脫色劑如乙酸或丙酮脫色，革蘭氏陽性菌不被褪色而呈紫色，革蘭氏

陰性菌被褪色面呈無色。

5.用番紅染液復(fù)染Imin,革蘭氏陽性菌仍呈紫色,革蘭氏陰性菌則呈現(xiàn)紅色。

革蘭氏陽性菌和革蘭氏陰性菌即被區(qū)別開。

革蘭氏染色的機(jī)理：

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(1)革蘭氏染色與細(xì)胞等電點(diǎn)有關(guān)：已知革蘭氏陽性菌的等電點(diǎn)為pH為2~3,

革蘭氏陰性菌的等電點(diǎn)為pH4~5.可見，革蘭氏陽性菌的等電點(diǎn)比革蘭氏陰性菌

的等電點(diǎn)低，說明革蘭氏陽性菌帶的負(fù)電荷比革蘭氏陰性菌多。它與草酸鍍結(jié)晶

紫的結(jié)合力強(qiáng)，用碘-碘化鉀媒染后，兩者的等電點(diǎn)均得到降低，但革蘭氏陽性

菌的等電點(diǎn)降低得多，故與草酸鍍結(jié)晶紫結(jié)合得更牢固，對(duì)乙醇脫色的抵抗力更

強(qiáng)。它的菌體與草酸鏤結(jié)晶紫、碘-碘化鉀的復(fù)合物不被乙醇提取，呈紫色。而

革蘭氏陰性菌與草酸鏤結(jié)晶紫的結(jié)合力弱，其菌體與草酸鏤結(jié)晶紫、碘-碘化鉀

的復(fù)合物很容易被乙醇提取而呈現(xiàn)無色。

(2)革蘭氏染色與細(xì)胞壁有關(guān)：通過電子顯微鏡對(duì)細(xì)胞壁的觀察及對(duì)細(xì)胞壁

化學(xué)組分分析，得知革蘭氏陽性菌的脂類物質(zhì)的含量很低，肽聚糖的含量高。革

蘭氏陰性菌相反，它的脂類含量高，肽聚糖含量很低，因此用乙醇脫色時(shí)，革蘭

氏陰性菌脂類物質(zhì)被乙醇溶解，增加細(xì)菌細(xì)胞壁的孔徑及其通透性，乙醇很易進(jìn)

入細(xì)胞內(nèi)將草酸鏤結(jié)晶紫、碘=碘化鉀復(fù)合物提取出來，使菌體呈現(xiàn)無色。革蘭

氏陽性菌由于脂類物質(zhì)含量極低，而肽聚糖含量高，乙醇既是脫色劑又是脫水劑,

使肽聚糖脫水縮小細(xì)胞壁的孔徑，降低細(xì)胞壁的通透性，阻止乙醇分子進(jìn)入細(xì)胞,

草酸鐵結(jié)晶紫和碘-碘化鉀的復(fù)合物被截留在細(xì)胞內(nèi)而不被脫色，仍呈現(xiàn)紫色。

細(xì)菌懸液在培養(yǎng)基中呈現(xiàn)兩種狀態(tài)S(smooth)型和R(rough)型，S型穩(wěn)

定，其細(xì)菌親水，均勻分布于培養(yǎng)基，常態(tài)不凝聚，在高濃度電解質(zhì)條件下凝聚;

而R型為強(qiáng)電解質(zhì)，不穩(wěn)定易凝聚、沉淀，培養(yǎng)基很清澈。污水處理時(shí)為使懸

液易沉淀應(yīng)使用R型菌或在S型菌中添加強(qiáng)電解質(zhì)。

懸液渾濁度：菌體呈半透明狀態(tài)，光線照射時(shí)部分透過部分折射，因懸液渾

濁可通過測其濁度間接測定菌的數(shù)量。

多相膠體：細(xì)菌的細(xì)胞中含多種蛋白，成分、功能不同，因而細(xì)胞質(zhì)是多相

膠體，各相可同時(shí)吸收不同物質(zhì)，進(jìn)行不同生化反應(yīng)，因而細(xì)菌體內(nèi)同時(shí)進(jìn)行多

種生化反應(yīng)。

比表面積：單位體積的菌體比表面積巨大，這有利于細(xì)菌的吸附和吸收營養(yǎng)

物質(zhì)，也有利于排泄代謝產(chǎn)物，使其生長繁殖快。

第三節(jié)藍(lán)細(xì)菌

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藍(lán)細(xì)菌的形態(tài)有的為單細(xì)胞，呈桿狀和球狀。有許多的由多個(gè)細(xì)胞黏集成的聚合

體，呈絲狀。藍(lán)細(xì)菌的細(xì)胞屬原核細(xì)胞。可做水體富營養(yǎng)化的指示生物

放線菌因在固體培養(yǎng)基上呈輻射狀生長而得名。大多數(shù)放線菌為腐生菌，有

共生菌，鏈霉菌屬中很多種產(chǎn)生抗生素，在廢水活性污泥法處理中，出現(xiàn)過由諾

卡氏菌屬的某些種引起的活性污泥絲狀膨脹和起泡現(xiàn)象。

放線菌的菌體由纖細(xì)的、長短不一的菌絲組成，菌絲分支，為單細(xì)胞，菌絲

體可分為三類：營養(yǎng)菌絲、氣生菌絲、抱子絲。抱子絲的形狀和在氣生菌絲上的

排列方式，隨菌種的不同而異，是種的特征，是分類鑒定的依據(jù)之一。放線菌的

革蘭氏染色反應(yīng)，除枝動(dòng)菌屬為革蘭氏陰性菌以為，其余全部放線菌均為革蘭氏

陽性菌。

菌落形態(tài)：一個(gè)抱子或一段營養(yǎng)菌絲生長繁殖出許多菌絲，并相互纏繞而成,

有的質(zhì)地緊密表面呈絨狀或密實(shí)干燥多褶皺，有的呈白色粉末狀質(zhì)地松散易被挑

取。

立克次氏體營寄生生活，多寄生在節(jié)肢動(dòng)物體內(nèi)。

支原體是自由生活的最小原核微生物，沒有細(xì)胞壁，只具有細(xì)胞質(zhì)膜，細(xì)胞

無固定形態(tài)。

衣原體：球形，染色顯革蘭氏陰性，化學(xué)組分與革蘭氏陰性菌相似，細(xì)胞壁

為含胞壁酸的外模。

螺旋體是一種形態(tài)和運(yùn)動(dòng)機(jī)理獨(dú)特的細(xì)菌，無鞭毛。

第16頁

第三章真核微生物

第一節(jié)原生動(dòng)物

原生動(dòng)物是動(dòng)物中最原始、最低等、結(jié)構(gòu)最簡單的單細(xì)胞動(dòng)物。

原生動(dòng)物的營養(yǎng)類型：全動(dòng)性營養(yǎng)、植物性營養(yǎng)、腐生性營養(yǎng)

原生動(dòng)物可以分為四個(gè)綱：有鞭毛綱、肉足綱、纖毛綱和抱子綱。因吸管綱

幼蟲有纖毛，現(xiàn)將原有的吸管綱并入纖毛綱。

原生動(dòng)物的胞囊：胞囊是抵抗不良環(huán)境的一種休眠體。

所有原生動(dòng)物在污水處理過程中都起指示作用，一旦形成胞囊，就可以判斷

污水處理不正常。

第二節(jié)微型后生動(dòng)物

原生動(dòng)物以外的多細(xì)胞動(dòng)物叫后生動(dòng)物。因有些后生動(dòng)物形體微小，要借助

光學(xué)顯微鏡方可看清楚，故叫微型后生動(dòng)物。如輪蟲、線蟲、寡毛蟲、浮游甲殼

動(dòng)物、苔葬動(dòng)物、水帽等。

輪蟲是寡污帶和污水處理效果較好的指示生物，由于他們吞噬游離細(xì)菌，所

以可起到提高處理效果的作用。但在污水處理過程中，有時(shí)候會(huì)出現(xiàn)豬叨輪蟲大

量生長繁殖的現(xiàn)象，一旦他們大量繁殖起來就會(huì)將活性污泥蠶食光，造成污水處

理失敗，為避免此類現(xiàn)象發(fā)生，可以通過停止曝氣，制造厭氧環(huán)境抑制其生長。

線蟲有好氧和兼性厭氧的，兼性厭氧者在缺氧時(shí)大量繁殖，線蟲是水質(zhì)凈化

程度差的指示生物。

第三節(jié)藻類

藍(lán)藻（藍(lán)細(xì)菌）因形體小，細(xì)胞結(jié)構(gòu)簡單，沒有核膜，沒有特異化的細(xì)胞器,

也沒有有絲分裂，屬于原核微生物，故把它列入細(xì)菌域。除藍(lán)藻以外的藻類都是

真核微生物。真核藻類具有葉綠體，有葉綠素a,b,c,d,佚胡蘿卜素，葉黃素等。

多為光能自養(yǎng)型，進(jìn)行光合作用，少數(shù)營腐生，極少數(shù)共生，生長要求陽光，最

適PH6-8,生長pH為4-10,絕大多數(shù)中溫性，也有耐極熱極寒的，有無性生殖

也有有性生殖。

第四節(jié)真菌

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真菌屬于低等植物，種類繁多，形態(tài)、大小各異，包括酵母菌、霉菌及各種

傘菌。真菌屬于真核微生物，有單細(xì)胞和多細(xì)胞之分。酵母菌、霉菌和食用菌在

有機(jī)廢水生物處理和有機(jī)固體廢物生物處理中都起到積極作用。

酵母菌是單細(xì)胞真菌。有發(fā)酵型和氧化型兩種。其形態(tài)有卵圓形、圓形、圓

柱形和假絲狀。

酵母菌的培養(yǎng)特征：

1.在固體培養(yǎng)基上的培養(yǎng)特征

將酵母菌接種在固體培養(yǎng)基上，給以合適的環(huán)境條件,經(jīng)過培養(yǎng)一定時(shí)間后，在固

體培養(yǎng)基表面上長出表面濕潤而光滑的酵母菌落，其顏色通常有白色和紅色（如黏

紅酵母）,有黏性，培養(yǎng)時(shí)間久后菌落表面轉(zhuǎn)為干操，并呈褶皺狀。菌落大小和細(xì)菌

差不多。

2.酵母菌在液體培養(yǎng)基中的生長特征

不同種的酵母菌表現(xiàn)不一樣，有的酵母菌在培養(yǎng)基液面上形成薄膜,有的酵母菌產(chǎn)

生沉淀沉在瓶底。，發(fā)酵型的酵母菌產(chǎn)生二氧化碳?xì)怏w使培養(yǎng)基表面充滿泡沫。

霉菌分為腐生和寄生。木霉對(duì)難降解的纖維素和木質(zhì)素分解能力較強(qiáng)。霉菌

可發(fā)酵飼料，生產(chǎn)農(nóng)藥，鐮刀霉分解無機(jī)氟化物的能力強(qiáng)，對(duì)廢水中氟化物的去

除率達(dá)90%以上。

霉菌是由分支的和不分支的菌絲交織形成的菌絲體，整個(gè)菌絲體分為兩部分:

即營養(yǎng)菌絲和氣生菌絲.營養(yǎng)菌絲伸入培養(yǎng)基內(nèi)或匍匐蔓生在培養(yǎng)基的表面，攝取

營養(yǎng)和排除廢物。氣生菌絲生長在培養(yǎng)基上方的空氣中，長出分生抱子梗和分生

抱子,霉菌的菌絲直徑約3-101am.在顯微鏡下放大100倍清晰可見.放大400倍則

細(xì)胞內(nèi)部結(jié)構(gòu)也能看見。

霉菌借助有性抱子和無性抱子繁殖，也可借助菌絲的片段繁殖，又它的頂端

延伸分支而生成新的菌絲體。

霉菌的菌落特征：

用接種環(huán)挑取霉菌的分生泡子或一段營養(yǎng)菌絲或氣生菌絲接種在固體培養(yǎng)

基上，置于一定溫度的培養(yǎng)箱中培養(yǎng)即可長出霉菌的菌落。霉菌的菌落呈圓形、

絨毛狀、絮狀或蜘蛛網(wǎng)狀。比其他微生物的菌落都大，長得很快可蔓延至整個(gè)平

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板。不同霉菌的抱子有不同形狀，結(jié)構(gòu)和顏色，可使各種霉菌菌落呈現(xiàn)不同結(jié)構(gòu)

和色澤。霉菌可產(chǎn)生水溶性色素和非水溶性（脂溶性）色素。水溶性色素可溶于

培養(yǎng)基中使菌落背面呈現(xiàn)顏色。霉菌菌落疏松，與培養(yǎng)基結(jié)合不緊，用接種環(huán)很

易挑取。

多細(xì)胞菌絲體（多數(shù)）和單細(xì)胞菌絲體（少數(shù)）在顯微鏡下的區(qū)別：多：有

橫膈膜將一根長菌絲分隔成一段一段的，每段含有細(xì)胞質(zhì)和一個(gè)或多個(gè)核。單：

無橫膈膜，整個(gè)分枝的菌絲體。

第四章微生物的生理

第一節(jié)微生物的酶

現(xiàn)代科學(xué)認(rèn)為，酶是由細(xì)胞產(chǎn)生的，能在體內(nèi)或體外起催化作用的一類具有

活性中心和特殊構(gòu)像的生物大分子，包括蛋白質(zhì)類酶和核酸類酶。

酶的組成：從化學(xué)成分來看，酶可以分為單成分酶和全酶兩類。前者只含蛋

白質(zhì)，而全酶除了蛋白質(zhì)外，還要結(jié)合一些被稱為輔基或輔酶的熱穩(wěn)定的非蛋白

質(zhì)小分子有機(jī)物或金屬離子，全酶一定要在酶蛋白和輔酶或輔基（與酶蛋白結(jié)合

緊的為輔酶不緊的為輔基）同時(shí)存在時(shí)才起作用，單獨(dú)存在無催化作用。

酶的組成形式：單成分酶由酶蛋白組成，如水解酶等。

全酶中各組分有不同的功能，酶蛋白起催化生物化學(xué)反應(yīng)加速進(jìn)行的作用，

輔基和輔酶起傳遞電子、原子和化學(xué)基團(tuán)的作用；金屬離子除傳遞電子外還起激

活劑的作用。

一般蛋白質(zhì)只有三級(jí)結(jié)構(gòu)，只有少數(shù)蛋白質(zhì)才具有四級(jí)結(jié)構(gòu)。一級(jí)結(jié)構(gòu)是指

多肽鏈本身的結(jié)構(gòu)。二級(jí)結(jié)構(gòu)是由多肽鏈形成的初級(jí)空間結(jié)構(gòu)，由氫鍵維持其穩(wěn)

定性，三級(jí)結(jié)構(gòu)是在二級(jí)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上多肽鏈進(jìn)一步彎曲盤繞形成的復(fù)雜構(gòu)型，由

氫鍵、鹽鍵、以及疏水鍵等維穩(wěn)。酶蛋白的四級(jí)結(jié)構(gòu)是由幾個(gè)或幾十個(gè)亞基形成。

酶的活性中心是指酶的活性部位，是酶蛋白分子中直接參與和底物結(jié)合，并

與酶的催化作用直接有關(guān)的部位。它是酶行使催化功能的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)

酶的活性中心有兩個(gè)功能部位，一個(gè)是結(jié)合部位，一個(gè)是催化部位。

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酶的分類：（1）根據(jù)催化反應(yīng)類型分類：氧化還原酶類、轉(zhuǎn)移酶類、水解

酶類、裂解酶類、異構(gòu)酶類和合成酶類。

（2）按酶的作用底物不同命名：淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶、纖維素酶、核

糖核酸酶等

（3）按酶在細(xì)胞的不同部位分類：胞外酶、胞內(nèi)酶、表面酶。

（4）按酶催化反應(yīng)的性質(zhì)及類型命名：水解酶、轉(zhuǎn)移酶、氧化酶等。

酶的催化特性：

（1）酶具有一般催化劑的共性（加速反應(yīng)速率縮短達(dá)到平衡時(shí)間、不改變

平衡點(diǎn)、反應(yīng)前后性質(zhì)和數(shù)量不變。）

（2）酶的催化作用具有高度專一性：結(jié)構(gòu)專一性、立體異構(gòu)專一性。

（3）酶的催化反應(yīng)條件溫和

（4）酶對(duì)環(huán)境條件的變化極為敏感

（5）酶的催化效率極高。

酶促反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)方程式：

米氏方程使催化底物反應(yīng)的速率方程式。米氏常數(shù)Km的含義為：反應(yīng)速率為最

大反應(yīng)速率一半時(shí)的底物濃度。其只與酶的性質(zhì)有關(guān)，與酶的濃度無關(guān)。

酶活力的測定方法有化學(xué)分析法、光吸收法、量氣法和酶分析法。

影響酶促反應(yīng)速率的因素：

（1）酶的濃度對(duì)酶促反應(yīng)速率的影響

（2）底物濃度對(duì)酶促反應(yīng)速率的影響

（3）溫度對(duì)酶促反應(yīng)速率的影響

（4）pH對(duì)酶促反應(yīng)速率的影響

（5）激活劑對(duì)酶促反應(yīng)速率的影響

（6）抑制劑對(duì)酶促反應(yīng)速率的影響

酶的競爭性抑制：有些抑制劑的結(jié)構(gòu)與某種底物的結(jié)構(gòu)類似，它可以與底物競爭

與酶的活性中心結(jié)合，從而影響了底物與酶的結(jié)合，使反應(yīng)速率下降，這種作用

成為酶的競爭性抑制。

第二節(jié)微生物的營養(yǎng)

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微生物從外界環(huán)境中不斷攝取營養(yǎng)物質(zhì)，經(jīng)過一系列的生物化學(xué)反應(yīng).轉(zhuǎn)變

成細(xì)胞的組分，同時(shí)產(chǎn)生廢物并排泄到體外,這個(gè)過程稱新陳代謝（簡稱代謝），新

陳代謝包括同化作用和異化作用.兩者是相輔相成的:異化作用為同化作用提供物

質(zhì)基礎(chǔ)和能量，同化作用為異化作用提供基質(zhì)。

微生物要求的營養(yǎng)物質(zhì)有水、碳素營養(yǎng)源、氮素營養(yǎng)源、無機(jī)鹽及生長因子。

根據(jù)微生物對(duì)各種碳素營養(yǎng)物的同化能力不同，可把微生物分為無機(jī)營養(yǎng)和有機(jī)

營養(yǎng)；又由于能源的形式不同?？煞譃楣饽軤I養(yǎng)型和化能營養(yǎng)型。

根據(jù)能量來源，可以把微生物分為：光能自養(yǎng)型、化能自養(yǎng)型、光能異養(yǎng)型、化

能異養(yǎng)型。

無機(jī)鹽的生理功能包括：構(gòu)成細(xì)胞組分，構(gòu)成酶的組分和維持酶的活性，調(diào)節(jié)滲

透壓、氫離子濃度、氧化還原電位等，供給自養(yǎng)微生物的能源。

生長因子：是一類調(diào)節(jié)微生物正常代謝所必須，但又不能用簡單的碳、氮源自行

合成的有機(jī)物。并非所有的微生物都需要外界為其提供生長因子。

污水好氧生物處理的C:N:P=100:5：1

厭氧消化污泥中的厭氧微生物群體的C:N:P=100：6：1

微生物的培養(yǎng)基：根據(jù)各種微生物對(duì)營養(yǎng)的需要，包括水、碳源、能源、氮源、

無機(jī)鹽及生長因子等按一定比例配置而成的，用以培養(yǎng)微生物的基質(zhì)，稱為培養(yǎng)

基。

培養(yǎng)基的配置:配置培養(yǎng)基有一定的原則和順序。燒杯中加入一定量的蒸儲(chǔ)水（或

去離子水或自來水，視實(shí)驗(yàn)要求而定），按配方稱取各營養(yǎng)成分，然后將各營養(yǎng)

成分逐一加入（按配方順序加入），待每一種成分溶解后方可加下一成分，否則

會(huì)引起沉淀物形成，為了避免產(chǎn)生金屬沉淀物，可加入螯合劑，使金屬與之絡(luò)合

并保持溶解狀態(tài)。螯合劑有EDTA（乙二胺-四乙酸）和NTA（氮川三乙酸）。

EDTA常用質(zhì)量濃度為O.lg/L。各成分加入的順序是：1.緩沖化合物2.無機(jī)元素

3.微量元素4.維生素及其他生長因子。待全部營養(yǎng)成分配齊后用質(zhì)量濃度為

lOOg/LNaOH或質(zhì)量濃度為100g/L的HCL調(diào)整pH。由于在培養(yǎng)微生物的過程

中會(huì)產(chǎn)生有機(jī)酸、CO2和NH3,前兩者為酸性物質(zhì)，后者為堿性物質(zhì)，它們會(huì)

改變培養(yǎng)基的pHo所以，在連續(xù)培養(yǎng)中需加入緩沖劑，既起調(diào)節(jié)pH的作用，

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又可在培養(yǎng)過程中調(diào)整pH的作用，又可在培養(yǎng)基中調(diào)整pH的改變。pH調(diào)好后,

分裝、盡快置高壓蒸汽滅菌鍋內(nèi)滅菌，冷卻備用。

許多培養(yǎng)基成分具有雙重或三重功能，例如，磷酸氫二鉀及磷酸二氫鉀既可緩沖

劑又可作磷源和鉀源，（NH"2s。4可做硫源，葡萄糖可做碳源和能源。

培養(yǎng)基組成物的性質(zhì)可把培養(yǎng)基分為三類：1.用無機(jī)化合物配置而成的培養(yǎng)基叫

合成培養(yǎng)基。合成培養(yǎng)基的各成分是已知結(jié)構(gòu)的純化學(xué)物質(zhì)，成分精確，價(jià)格昂

貴，用于對(duì)定量要求較高的研究。2.用天然有機(jī)物配置而成的培養(yǎng)基叫天然培養(yǎng)

基。天然培養(yǎng)基中各成分是動(dòng)物、植物或微生物的提取物，營養(yǎng)豐富價(jià)格低廉，

但成分復(fù)雜有時(shí)不穩(wěn)定。3.用天然有機(jī)物和無機(jī)化合物配置而成的培養(yǎng)基叫復(fù)合

培養(yǎng)基（半合成培養(yǎng)基），硅膠可用于培養(yǎng)自養(yǎng)微生物。

根據(jù)物理性質(zhì)的不同，培養(yǎng)基可分為3種：液體培養(yǎng)基、固體培養(yǎng)基和半固體培

養(yǎng)基。

根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮陀猛镜牟煌囵B(yǎng)基可分為四類。

1、基礎(chǔ)培養(yǎng)基

由牛肉膏、蛋白陳、氯化鈉按一定比例配制而成。pH偏堿性大多數(shù)微生物

可在其上生長。

2、選擇培養(yǎng)基

利用微生物對(duì)各種化學(xué)物質(zhì)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、酸、堿或抗生素等其中的一種，用以抑制非目的微生物的生長并

使所要分離的微生物生長繁殖的培養(yǎng)基，叫選擇培養(yǎng)基。例如，在培養(yǎng)基中加入

膽汁酸鹽，可以抑制革蘭氏陽性菌，有利于革蘭氏陰性菌的生長。麥康蓋培養(yǎng)基

為含膽汁酸鹽的糖發(fā)酵培養(yǎng)基，用于大腸菌群（革蘭氏陰性桿菌）的培養(yǎng)，可使

腸道中革蘭氏陽性的腸球菌和產(chǎn)氣莢膜桿菌受抑制不能生長，從而大腸桿菌群被

選擇出來。乳糖發(fā)酵培養(yǎng)基也是適于大腸桿菌群生長的選擇培養(yǎng)基。

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，其菌落通過指示劑顯示

出不同的顏色而被區(qū)分開，這種起鑒別和區(qū)分不同細(xì)菌作用的培養(yǎng)基，叫鑒別培

養(yǎng)基。例如。大腸菌群中的大腸埃希氏菌、枸檬酸鹽桿菌、產(chǎn)氣桿菌、副大腸桿

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菌等均能在遠(yuǎn)藤氏培養(yǎng)基（含乳糖）上生長，但他們對(duì)乳糖的分解能力不同：前

三者能分解乳糖，但分解能力有強(qiáng)有弱，大腸埃希氏菌分解能力最強(qiáng)，菌落呈紫

紅色帶金屬光澤；枸椽酸鹽桿菌次之，菌落呈紫紅或深紅色；產(chǎn)氣桿菌第三，菌

落呈淡紅色。副大腸桿菌不能分解乳糖，菌落無色透明。這樣，這四種菌被鑒別

區(qū)分開來了。常用的鑒別培養(yǎng)基還有、醋酸鉛培養(yǎng)基、伊紅-美藍(lán)（EMB）培養(yǎng)

基等。

4、加富（富集）培養(yǎng)基

由于樣品中細(xì)菌數(shù)量少，或者對(duì)營養(yǎng)要求比較苛刻不易培養(yǎng)出來，故用特別

的物質(zhì)或成分促使微生物快速生長。這種用特別物質(zhì)或成分配制而成的培養(yǎng)基，

稱為加富培養(yǎng)基，可使混合品種中劣勢菌變優(yōu)勢菌，從而分離所需要的微生物。

所用的物質(zhì)有植物（青草或干草）提取液、動(dòng)物組織提取液、土壤浸出液、血或

血清等。

營養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入微生物細(xì)胞的方式：

（1）單純擴(kuò)散

單純擴(kuò)散是物理過程，不包括細(xì)胞的主動(dòng)代謝。雜亂運(yùn)動(dòng)的、水溶性的溶質(zhì)分子

（水、無機(jī)鹽、02、C02）通過細(xì)胞質(zhì)膜中含水的小孔從高濃度區(qū)向低濃度區(qū)

擴(kuò)散，不與膜上的分子發(fā)生反應(yīng)。這種擴(kuò)散是非特異性的，擴(kuò)散速度慢。脂溶性

物質(zhì)被磷脂層溶解而進(jìn)入細(xì)胞，脂水分配系數(shù)大的，水溶性也不低的特別容易擴(kuò)

散。

（2）促進(jìn)擴(kuò)散

單純擴(kuò)散是被動(dòng)的運(yùn)輸過程營養(yǎng)物透過細(xì)胞質(zhì)膜的速度慢，不能滿足微生物對(duì)營

養(yǎng)物質(zhì)的需求。有些非脂溶性物質(zhì)，如糖、氨基酸、金屬離子等不能通過由碳?xì)?/p>

組成的非極性區(qū)。然而，微生物具有一些特殊的生理結(jié)構(gòu)，能幫助上述物質(zhì)順利

而快速的通過細(xì)胞質(zhì)膜。這些特殊的物質(zhì)即位于細(xì)胞質(zhì)膜上的特異蛋白質(zhì)，它們

在細(xì)胞質(zhì)膜外表面與營養(yǎng)物質(zhì)發(fā)生可逆性結(jié)合，攜帶營養(yǎng)物質(zhì)通過細(xì)胞質(zhì)膜進(jìn)入

細(xì)胞，然后與營養(yǎng)物質(zhì)分離，它本身再返回細(xì)胞質(zhì)膜外表面與另一營養(yǎng)物質(zhì)可逆

性結(jié)合，如此不斷循環(huán)。因特異性蛋白質(zhì)具有運(yùn)輸功能，故稱為載體蛋白，載體

蛋白具有類似酶的特異性，能使某些分子通過，而另一些相似分子不能通過，彼

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此競爭。若被運(yùn)輸?shù)奈镔|(zhì)在膜內(nèi)表面低