论述产甲烷菌、硝化细菌、硫酸盐还原菌、海洋弧菌、光合细菌、发光细菌、产气荚膜梭菌、大肠杆菌的系统分类地位、生理特性及在市政工程领域作用
1、产甲烷菌
产甲烷菌是专性厌氧菌，属于古菌域，广域古菌界，宽广古生菌门。生理特性包括：1、营养特性：甲烷细菌的能源和碳源物质主要有5种，即H2/CO2、甲酸、甲醇、甲胺和乙酸；2、特殊辅酶：F420：是黄素单核甘酸的类似物，分子量为630的低分子量荧光化合物。它是甲烷细菌持有的辅酶，在形成甲烷过程中起着重要作用。其特点：(1)当用420nm波长的紫外光照射时，能产生自发蓝绿荧光，这一现象可借以鉴定甲烷细菌的存在。（2）中性或碱性条件下易被好氧光解，并使酶失活。CoM:2-硫基乙烷磺酸：其特点：（1）它是甲烷细菌独有的辅酶，可借以鉴定甲烷细菌的存在。（2）它在甲烷形成过程中，起着转移甲基的重要功能。（3）其具有RPG效应.。即促进CO2还原为CH4的效应。3.环境条件：氧化还原电位：参与中温消化的甲烷细菌要求环境中应维持的氧化还原电位应低于350mV；对参与高温消化的甲烷细菌则应低于-500~-600mV。温度：低温菌的适应范围为20~25°C，中温菌为30~45°C，高温菌为45~75°C。PH：大多数中温甲烷细菌的最适pH值范围约在6.8~7.2之间。毒物：凡对厌氧处理过程起抑制或毒害作用的物质，都可称为毒物。在市政工程领域的应用：在污水处理过程中，利用嗜冷产甲烷菌实现低温厌氧生物处理，可从本质上突破低温厌氧工艺的技术瓶颈，进而大大拓展厌氧生物处理技术的应用范围并降低废水处理的成本。厌氧生物处理技术具有较低的建设和运行成本，同时，在处理过程中可回收清洁能源----沼气，是一种可持续的生物处理技术，现有的厌氧生物处理工艺大多要求在中温或高温的范围内进行，通常要对废水与废物进行加热，这种作法消耗能源，削弱了厌氧生物处理的优越性。因此，开展低温下高效厌氧生物处理技术的研究，对于拓展厌氧生物处理技术的应用范围，降低废水、废物的处理成本具有十分重要的意义。
第一节 细菌大小与形态
一 细菌的大小
细菌体积微小，一般要用光学显微镜放大几百倍到一千倍左右才能观察到。通常以微米 (μm)为测量其大小的单位。细菌种类不同，大小差异很大，同一种细菌在不同生长环境中，或在同一生长环境的不同生长繁殖阶段，其大小也有差别。
二 细菌的形态
细菌的基本形态有球状、杆状及螺旋状，根据形态特征将细菌分为球菌、杆菌和螺形菌三大类.
(一)球菌(coccus)
球菌单个菌细胞基本上呈球状。按细菌生长繁殖时的分裂平面及分裂后排列方式不同，可将球菌分为：
1.双球菌：细菌在一个平面分裂，分裂后两个菌细胞成双排列，如肺炎链球菌。
2.链球菌：细菌由一个平面分裂，分裂后菌细胞连在一起，呈链状，如乙型溶血性链球菌。
3葡萄球菌：细菌在多个不规则的平面上分裂，分裂后菌细胞聚集在一起似葡萄串状，如金黄色葡萄球菌。
4.四联球菌：细菌在两个相互垂直的平面上分裂，分裂后四个菌细胞联在一起。
5.八叠球菌：细菌在上下、前后和左右三个相互垂直的平面上分裂，分裂后八个菌细胞联在一起。
(二)杆菌(bacillus)
杆菌呈杆状，多数为直杆状，也有稍弯的。不同杆菌的大小、长短、粗细差异很大。大杆菌如炭疽杆菌长 3～10μm，中等的如大肠杆菌长2～3μm，小的如流感杆菌长～μm。菌体粗短呈卵园形的称为球杆菌；菌体末端膨大成棒状，称棒状杆菌；菌体常呈分枝生长趋势，称为分枝杆菌，大多数杆菌是单个、分散排列的，但有少数杆菌分裂后菌细胞连在一起呈链状，称为链杆菌。
(三)螺形菌(spirillar bacterium)
螺形菌菌细胞呈弯曲或旋转状，可分为两类：
1.弧菌：菌细胞只有一个弯曲呈弧形或逗点状，如霍乱弧菌。
2.螺菌：菌细胞有多个弯曲，如鼠咬热螺菌。弯曲呈“S”或海鸥形者如空肠弯曲菌、幽门螺杆菌等。
第二节 细菌的结构与化学组成
细菌的基本结构有细胞壁、细胞膜、细胞质和核质四个部分组成。某些细菌除具有其基本结构外，还有荚膜、鞕毛、菌毛、芽胞等特殊结构 。
细菌生长的基本特点
细菌生长的基本特点包括生长速度快、适应性强、易受环境影响、繁殖能力强等。细菌是一类微生物，其生长特点在生物学研究中起着重要的作用。细菌的生长速度非常快，一般情况下，细菌的繁殖周期较短，可以在短时间内大量繁殖，形成细菌群落。这种迅速的生长速度，也是细菌在自然界中广泛分布的重要原因之一。
细菌具有很强的适应性，可以在各种不同的环境中生存和生长。一些细菌甚至可以在极端条件下生存，比如高温、高压、低温等。这种适应性使得细菌能够在各种环境中生存下来，成为地球上最早出现的生物之一。
然而，细菌的生长也容易受到环境的影响。环境中的温度、湿度、营养物质等因素都会影响细菌的生长。比如，细菌在适宜的温度和营养条件下生长得更快，而在过高或过低的温度下则会受到抑制。此外，一些抗生素和消毒剂也可以抑制细菌的生长，这也是人类利用抗生素来治疗细菌感染的原理。
细菌的繁殖能力也是其生长的基本特点之一。细菌通过二分裂的方式进行繁殖，即一个细菌细胞分裂为两个细菌细胞。这种繁殖方式使得细菌能够在短时间内迅速增加数量，形成庞大的细菌群落。这也是为什么细菌在感染人类和其他生物时往往会迅速扩散的原因。
细菌的生长特点在医学、生物工程等领域都具有重要意义。在医学上，了解细菌的生长特点可以帮助人们更好地预防和治疗细菌感染。在生物工程领域，利用细菌的生长特点可以生产各种有用的化合物，比如药物、酶等。因此，深入研究细菌的生长特点对于人类健康和生产生活都具有重要的意义。
细菌的生长特点是一个复杂而又精彩的过程，它们在自然界中扮演着重要的角色。通过对细菌生长特点的深入研究，可以更好地理解细菌的生物学特性，为人类社会的发展和进步提供更多的可能性。希望未来能够有更多的科学家投入到细菌生长特点的研究中，为人类健康和生活的改善做出更大的贡献。
第二章 细菌的生理特性
细菌的生理特性，主要从三方面来分析：(1)营养；(2)呼吸；(3)其它环境因素对它们生活的影响。
第一节 细菌的营养
细菌的营养是指吸取生长所需的各种物质并进行代谢生长的过程。营养是代谢的基础，代谢是生命活动的表现。细菌所需的营养物质与细菌细胞的化学组成、营养类型和代谢遗传特性等有关。
一、细菌细胞的化学组分及生理功能
1、化学组成 细菌细胞中最重要的组分是水，约占细胞总重量的80％，一般为70％～90％．其它10％～20％为干物质。干物质中有机物占90％左右，其主要化学元素是C、H、()、N、P、S；另外约10％为无机盐分(或称灰分)。其化学组成示意图如下(图2—1)。
有关细菌细胞的化学组分还应注意以下几个特点：不同的细菌细胞化学组分不同；同一种细菌在不同的生长阶段，其化学组分也有差异。
2、各化学组分的生理功能
(1)水分
水分是最重要的组分之一，也是不可缺少的化学组分。水在细菌细胞内的存在有两种状态：自由水和结合水。它们的生理作用主要有以下几点：
1)溶剂作用。所有物质都必须先溶解于水，然后才能参与各种生化反应。
2)参与生化反应(如脱水、加水反应)。
3)运输物质的载体。
4)维持和调节一定的温度。
(2)无机盐
无机盐主要指细胞内存在的—些金属离子盐类。根据含有量的多少可以分成微量金属元素和(大量)金属元素，前者如Zn、Ni、Co、Mo、Mn等．后者如P、S、K、Mg、Na、Fe等。无机盐类在细胞中的主要作用是：
1)构成细胞的组成成分，如H3PO4是DNA和RNA的重要组成成分。
2)酶的组成成分，如蛋由质和氨基酸的－SH。
3)酶的激活剂，如Mg2+、K+。
4)维持适宜的渗透压。如Na+、K+、Cl－。
5)自养型细菌的能源，如S、Fe2+。
(3)碳源
凡是提供细胞组分或代谢产物中碳素来源的各种营养物质称之为碳源。它分有机碳源和无机碳源两种，前者包括各种糖类，蛋白质，脂肪，有机酸等等，后者主要指CO2(CO32－或HCO3－)。碳源的作用是提供细胞骨架和代谢物质中碳素的来源以及生命活动所需要的能量。碳源的不同是划分细菌营养类型的依据，详见后述。
