-极端嗜盐菌与海水淡化

2021年空军军医大学（第四军医大学）微生物学专业《微生物学》期末试卷B(有答案）一、填空题1、在G－细菌细胞壁的外膜与细胞膜间有一狭窄空间，称为______，其中含有多种周质蛋白，如______、______和______等。

2、包膜中的类脂来源于______。

3、有六种发酵类型可经过EMP途径并由其终产物丙酮酸出发，即① ______，代表菌如______；② ______，代表菌如______；③ ______，代表菌如______；④ ______，代表菌如______；⑤ ______，代表菌如______；⑥ ______，代表菌如______。

4、微生物培养基中各营养要素的量有一定的比例，从含量最多的______开始，其他成分的次序是______、______、______、______和______。

5、原核细胞的核区内含有______个染色体，其细胞膜以大量折皱陷入细胞质里面去，称这些管状或囊状的结构为______，其核糖体的大小为 ______；而真核细胞的核含有______个染色体，还含有______，其核糖体的大小为______。

6、古生菌包括______、______和______等。

7、酸菜、饲料贮存是利用______发酵产生的______抑制______，使之得以长久贮存。

8、一般来说，在土壤中，各种微生物含量按递减顺序排列如下：______、______、______、______、______和______。

9、采用紫外线杀菌时，以波长为______的紫外线照射最好。

10、抗原与抗体间有八类主要反应，例如______、______、______和______等。

二、判断题11、鞭毛和细菌的须（菌毛）都是由蛋白质构成，因此两者具有相同的生理功能。

（）12、在促进扩散过程中，载体蛋白对被运输物质具有较高的专一性，一种载体蛋白只能运输一种物质。

（）13、通过EMP途径的逆向反应可进行多糖合成。

高盐废水处理技术与发展趋势摘要高盐废水中含有大量的溶解性无机盐，使微生物的生长受到抑制.离子强度过大会导致细胞质壁分离，致使细胞失活，一般微生物在此环境下难以生长繁殖,限制了传统的生物法处理此类废水，文章综述了目前国内外对于高盐废水的研究技术现状以及未来处理高盐废水技术发展趋势。

关键词高盐废水；微生物；发展；随着水资源的短缺情况加重，废水的循环利用和海水淡化技术得到广泛关注，高盐废水的处理也是重要环节。

这类废水常伴随高COD和大量的无机盐,如Cl-、SO42+等离子,无机盐浓度过高，离子强度太大，使微生物发生质壁分离[1]，致使细胞失活，此类废水利用传统的活性污泥法难以处理，因此高盐废水成为目前最难处理的废水之一。

1 高盐废水的来源及特点高盐废水是指含有有机物和质量浓度至少3. 5%的总溶解固体物的废水[2]。

这类废水的主要来源于两个方面，一是工业生产时产生的废水，如农药化工、医药化工、造纸、印染、海产品加工等。

这类废水不仅有着高盐分、高有机物，有时还含有重金属，传统生物法处理此类废水时微生物会因强大的渗透压而发生质壁分离，菌胶团解体，水中的重金属也会抑制微生物细胞的生长繁殖和胞外多聚物的分泌。

二是我国沿海地区已经直接或间接把海水在一些场合作为水资源直接使用，海水被作为工业生产和冷却用水、道路用水、冲厕用水等。

由于大水量和高含盐量，因此很难被直接处理。

2 高盐废水的处理方法目前，高盐废水主要的处理方法分为物理法、物理化学法和生物法[3]。

物理法和物理化学法主要是微电解法、膜蒸馏法和吸附法等，物理化学法由于其处理成本太高一般作为高盐废水的预处理阶段。

生物法通过培养嗜盐菌来降低水中的盐度，作为目前处理高盐废水的主流方法，生物法处理废水具有管理简单、成本低和可持续性较好等优点。

[4]2.1 微电解法处理高盐废水微电解法是在废水中的铁-碳两个电极由于电位差产生无数个细微原电池，不断地进行电化学反应。

李松江等[5]设计了微电解-磁混凝净化反应器作为处理肠衣加工废水的预处理有效的对水中污染物进行吸附和凝聚,加快混凝絮体沉淀速度，水中的BOD和COD去除率达到85%和80%。

浅谈盐湖嗜盐微生物研究——基于期刊论文的分析发布时间：2021-09-02T10:18:04.057Z 来源：《医师在线》2021年21期作者：杨宁高若伊[导读] 嗜盐微生物是一类新型的、极具应用前景和开发潜力的极端微生物资源杨宁高若伊青海大学医学院，青海省西宁市，810001[摘要]：嗜盐微生物是一类新型的、极具应用前景和开发潜力的极端微生物资源，也是研究生命起源、生物进化和生物多样性的重要材料，近年来，我国对于嗜（耐）盐微生物的相关研究正处于起步阶段。

本文将综合讨论介绍近年嗜盐微生物培养、分离、观察所用流程与方法，为以后的嗜（耐）盐微生物研究提供参考方法与理论基础。

[关键词]：盐湖嗜盐微生物，纯化分离，保存，分析高盐环境通常指环境中盐的浓度高于海水，而可以在高盐环境中生存的古菌、细菌等则称为嗜盐微生物[1]，嗜盐微生物以其自身独特的盐胁迫适应机制生存于高盐环境中。

目前，嗜盐微生物对高盐环境的盐胁迫适应机制已研究甚广，而它作为一种应用前景广阔的新型生物资源可在盐腌或盐发酵食品中作为添加剂 [2]，降解石油烃污染物[3]，化妆品制造,利用其耐盐基因创造耐盐植物[4]，制造生物电池[5]等，但其应用探索研究仍处于起步阶段。

因此，对嗜盐微生物的系统鉴定、比较分析可为其资源开发利用奠定基础。

1.嗜盐菌的采集嗜盐菌一般经分离富集获得的泥样、土样、盐卤水、高盐污水等样本得到；采集得到的土样、泥样在进行菌株分离培养时，建议使用无菌低浓度盐水振荡稀释[6]，以便进行下一步操作和保存。

2．嗜盐菌的分离培养2.1嗜盐微生物分类根据嗜盐菌对盐的适应能力的不同提出多种嗜盐微生物分类方法，其中最被广泛接受的是Kushner提出的根据嗜盐菌最适生长NaCl浓度进行分类的方法[7]，见表1。

可根据嗜盐菌对NaCl的适应能力不同进行初步的筛选。

2.2嗜盐微生物常用分离用培养基酪素琼脂培养基[8]、甘油-门冬酰胺琼脂培养基[8]、高氏1号、RM培养基[9]、Gibbons培养基( Segal & Gibbons, 1960)[10]、LB培养基[11]、牛肉膏、碳源利用培养基、细菌培养基础培养基、蛋白酶菌筛选培养基[12]、蛋白酶菌发酵培养基、淀粉酶菌发酵培养基、脂肪酶菌筛选培养基、MNTA培养基[13]、TSA培养基、JCM培养基、GC培养基[14]、CＭ培养基[15]、MG培养基[16]、OSM 培养基(g/L)[17]；2.3嗜盐微生物常用特征观察培养基营养琼脂培养基(Nutrient Agar)、察氏培养基(Czapek's medium)、ISP4、ISP5[18]、ATCC213[19]培养基；PDA培养基[20]、酵母膏-麦芽膏琼脂、ISP3、羽毛粉培养基、人工海水[21]、MGM培养基[22]、富集培养基[23]。

嗜盐菌的基本特性分析1 嗜盐菌的分布及分类嗜盐菌，其英文是Halophiles，它是一种可以在高盐极端的环境下生长生存的微生物，一般都是在腌制品、盐湖和海洋等这些环境中分布的。

而在我国的高盐环境一般都是在内蒙、新疆、西藏、青海等地区，例如：在青海湖以及周边的地区都存在。

嗜盐菌最显著的特征是绝对依赖高浓度NaCl。

当NaCl的浓度降低到1.5 mol/L的时候，该细胞壁呈现出不完整状态，故而，嗜盐菌仅仅生长在高盐的环境当中。

根据对盐的不同需要，嗜盐菌可以分为许多类非嗜盐菌、轻度嗜盐菌、中度嗜盐菌、边缘极端嗜盐菌和极端嗜盐菌，其中部分极端嗜盐菌为嗜盐古生菌。

如表1。

根据16S rRNA的序列分析并结合其它生物学形状，将极端嗜盐菌划分为：盐杆菌属（Halobacterium）、盐深红菌属（HalorubRum）、富盐菌属（Haloferax）、盐盒菌属（Haloarcula）、盐球菌属（Halococous）、嗜盐碱杆菌属（Natronbacterium）、嗜盐碱球菌属（Natronococcus）等15个属。

2 嗜盐菌的生理特性和嗜盐机制嗜盐菌多是专性好氧化能异养型，以氨基酸或有机酸作为碳源，并需要一定的维生素，一些盐杆菌可进行厌氧呼吸，通过耗糖发酵的无氧呼吸链进行。

大多数不运动，只有少数种靠丛生鞭毛缓慢运动，采用二分分裂法进行繁殖，无休眠状态，不产生孢子。

[3～4]嗜盐菌的革兰氏染色结果多为阴性，细胞壁不含肽聚糖而是糖蛋白，质膜中具有含醚键的类脂。

极端嗜盐古生菌细胞内的基因组成与真细菌和其他古生菌不同，AAUUAG序列是其标记，在有的种内存在多拷贝的大质粒，核DNA有高度重复性。

2.1 Na+及K+对嗜盐菌的作用[3～8]嗜盐菌要在高盐环境下生存，Na+对维持细胞完整性有重要的作用，Na+与细胞壁上的糖蛋白成分（主要是天冬氨酸和谷氨酸等酸性氨基酸，会形成负电荷区域）发生特异作用，Na+被束缚在细胞壁的外表面，有利于细胞壁结构的稳定。

嗜盐细菌和高蛋白质菌株的筛选及其应用展望近几年，人们对“菌”的研究越来越深入，菌株的筛选和应用展望也越来越广泛，其中，嗜盐细菌和高蛋白质菌株成为了研究热点并受到广泛关注。

一、嗜盐细菌的筛选嗜盐细菌又称为嗜盐菌，是一类可以在高盐环境下生存并且生长的细菌，常见于盐湖、盐沼、海洋等高盐环境中。

它们具有极强的耐盐性，可以在5%-30%的盐度下生长。

嗜盐细菌的筛选是一项重要的研究工作。

筛选的方法主要包括采用富含NaCl的培养基、分离高盐环境样品中的细菌、形态学和生理生化特性分析等。

目前，许多实验室都能够进行嗜盐细菌的筛选，成功分离出大量嗜盐细菌。

二、嗜盐细菌的应用嗜盐细菌在生物科技领域有着广泛的应用。

首先，嗜盐细菌可以生产有机酸、酶、蛋白质等化学物质。

例如，嗜盐细菌曾用于生产多种酶类，如单胺氧化酶、脲酶等。

嗜盐细菌还被应用于环境生物技术领域。

它们可以分解有机物、去除重金属等污染物，在海水淡化和鱼类养殖等方面也有着广泛的应用。

此外，嗜盐细菌可以用于新型食品添加剂的开发，为人们提供更加健康、营养丰富的食品。

三、高蛋白质菌株的筛选高蛋白质菌株是指在生长过程中能够分泌大量蛋白质的菌株。

这些蛋白质具有重要的应用前景，在体外抗体制备、工业酶制备、医学等领域具有较广泛的应用。

高蛋白菌株的筛选方法主要有两种：一种是通过在富含蛋白质基质中筛选，另一种是利用蛋白质工程技术改变菌株的遗传信息，使其产生更多的蛋白质。

目前，高蛋白质菌株的筛选已经得到了较大的突破。

特别是在基因编辑和生物发酵技术领域，许多新技术的应用，大大提高了高蛋白质菌株的筛选效率和产出质量。

四、高蛋白质菌株的应用高蛋白质菌株的应用也逐渐扩展到了各个领域。

在生物制药领域，高蛋白质菌株被广泛用于生产重组蛋白质、抗体等制剂。

在工业酶制备领域，高蛋白质菌株的应用也有着广泛的前景。

此外，高蛋白质菌株可以用于医学诊断、环境监测和新型食品添加剂新材料等方面。

总结：嗜盐细菌和高蛋白质菌株的筛选和应用展望在研究中已经得到了较大的发展。

高盐废水处理现状及研究进展摘要：目前，中国水资源总量位居世界第6位，但人均拥有量仅约为世界人均水平的1/4，居世界第109位。

中国已被列入世界人均水资源13个贫水国家之一，近一半省（区、市）人均水资源量低于世界严重缺水线标准；且中国的水污染状况已达到警戒线。

随着工业规模的不断扩展，工业水污染排放量不断增加，排放种类也日新月异，这都给污水处理技术带来了空前的挑战，需要针对各种废水的特征选择适宜的处理技术[1-3]。

目前，高盐废水产生规模不断变大，主要来自纺织厂、纯碱厂、农药厂、抗生素药厂以及石油和天然气采集加工等过程，高盐废水若规模化处理时同时达到成本低廉和效果达标仍然存在一定的技术瓶颈。

上个世纪50到80年代，处理高盐废水主要以多级闪蒸和低温多效蒸发等蒸馏法为主，不断开展电渗析、冷冻等技术进行产业化应用；到上个世纪末，高盐废水处理技术以蒸馏法和反渗透法为主，蒸馏法的应用范围大于反渗透技术，但随着高盐废水处理技术的快速发展，反渗透技术应用领域超过了蒸馏法技术。

目前，膜法和蒸馏法成为高盐废水处理的主要技术。

关键词：高盐废水；处理工艺；研究进展引言着水处理技术的发展及国家政策对于大部分工业水利用率的要求提高，多数企业为满足生产需要，降低用水成本，采取了许多节水措施，提高重复利用率，使外排水的盐度及其他有机污染物浓度提高。

同时近几年，我国环保要求逐渐提高，对外排水的含盐量提出要求，各地方相关政策也已出台，使高盐废水零排放的需求逐渐加强。

1不同行业高盐废水特点分析1.1煤化工高盐废水煤化工高含盐废水水质具有以下特点：①盐分高且成分复杂，杂质离子组分较多；②COD含量比较高；③含有一些容易结垢的离子，比如硬度及可溶性硅；④不同项目采用不同的主工艺，废水组分多变，水质不确定性比较大。

1.2电厂脱硫废水火电厂脱硫废水主要来源于湿法脱硫(FGD)工艺产生的废水，主要特点是高悬浮物，高盐度(高氯根、高硫酸根)高腐蚀性、高硬度、及含有部分重金属，且水质波动大。

古细菌的发展秦耕（生物技术3班生命科学学院黑龙江大学哈尔滨 150080）摘要：极端嗜盐菌(extreme halophiles)在它们生存环境中耐受或需要高盐浓度。

如Halobacterium(一种嗜盐菌)生活在盐湖、盐田及含盐的海水中，它们可污染海盐并引起咸鱼及腌制的动物腐败。

由于嗜盐菌细胞含类胡萝卜素，使大多数菌落呈红、粉红或橘红色。

类胡萝卜素有利于保护它们抵御环境中强烈的阳光照射。

有时嗜盐菌与某些藻类造成的污染将海水变成红色。

关键词：极端耐热、古细菌、嗜盐细菌、进化.The development of the bacteriaQingeng（The 3th class of Biological technology, College of Life Science, Heilongjiang University,Harbin, 150080)Abstract: Extreme a salt bacteria (extreme halophiles) in their survival environment toleranceor need high salt concentration. If Halobacterium (a kind of a salt bacteria) live in salt lake, saltern and salt water, they can cause pollution sea salt and salted fish and salted animal corruption. Because a bacteria cells containing salt carotenoids, most colonies are red, pink or orange. Of carotenoids to protect them against known as environment the bright sun. Sometimes a certain algae bacteria and the salt sea water will become the pollution caused by the red.Key words: Extreme heat、The ancient bacteria、Eosinophilic salt bacteria、evolution。

嗜盐菌的特性与高盐废水生物处理的进展安立超　严学亿　胡　磊　余宗学(南京理工大学环境科学与工程系,　南京210094)摘要　论述了嗜盐菌的形态特征、营养构成、生理特性和嗜盐机理,以及利用其特性在含盐有机废水处理中的应用,综述了国内外生化处理高含盐量有机工业废水的实验研究成果、在实际废水工程中的应用及其发展方向。

对嗜盐菌的培养与驯化有一定的参考价值,对含盐废水处理工程的设计与运行有指导意义。

关键词　嗜盐菌　特性　高含盐量废水　生物处理Rev iew of character istic of haloph ilic and biolog ical treat m en t of hapersali ne wastewater　A n L ichao,Y an X uey i, H u L ei,et al.D ep art m ent of E nv ironm ent S cience and E ng ineering,N anj ing U niversity of S cience and T echnology, N anj ing210094Abstract:T he shape feature,nutrient requirem ent,physi o logical characteristic,haloph ilic m echanis m and app licati on of haloph ilic bacteria w ere discussed.T he experi m ental studies and app licati on in engineering about bi o logical treatm ent of hypersaline w astew ater and brings fo r w ard the developm ental tendency w ere summ arized.It is significant fo r accli m ating of haloph ilic bacteria and running of p rocessing system.Keywords:H aloph ilic bacteria　Characteristic　H ypersaline w astew ater　B i o logical treatm ent 高含盐量废水是指含有有机物和至少315%的总溶解固体物TD S(To tal D isso lved So lid)的废水[1],在这些废水中除了含有有机污染物外,还含有大量的无机盐,如C l-、SO2-4、N a+、Ca2+等离子,这些盐的存在对常规生物处理有明显的抑制作用[2～4]。

生物法脱盐概念：通常，对于废水生化处理而言，高盐废水是指含有机物和至少总溶解固体（TDS）的质量分数大于3.5%的废水。

在这类废水中，除了含有有机污染物，还含有大量可溶性的无机盐，如Cl−、Na+、SO42−、Ca2+ 等，而这些盐的存在对常规的生物处理有明显的抑制作用，一般是生化处理的极限。

来源：1）海水淡化产生。

2）化工生产：化学反应不完全或化学反应副产物，尤其染料、农药等化工产品生产过程中产生的大量高COD、高盐有毒废水。

如：氨碱法制备纯碱生产中，蒸氨处理后系统排放废水的可溶性盐含量一般可达15%～20%，其中大部分为CaCl2、NaCl。

在煤化工行业中，含盐废水经过热浓缩工艺后，外排的浓缩废水含盐量可达20%以上。

3）废水处理：在废水处理过程中，水处理剂及酸、碱的加入带来的矿化，以及大部分水回收而产生的浓缩液，都会增加可溶性盐类的浓度，形成所谓的难于生化处理的“高盐度废水”，较普通废水对环境有更大的污染性。

上述高盐废水的排放会对环境造成严重污染，如土壤板结，植物无法继续生长等。

另外，大部分高盐废水同时也是高浓度有机废水，也会加速自然水系的富营养化，增加环境压力。

如何处理高盐废水？这是大家主要关注的重点。

了解高盐废水处理的工艺，用工艺原理来指导处理技术，这样可以针对不同的情况（废水性质，出水用途，水质要求等）设计出相应的路线方案来。

处理高盐有机废水的工艺方法有物理法、化学法、生物法，一般都是以降低废水的COD和含盐量为目的。

01物化法（1）焚烧法：对于热值较高的高盐废水，COD含量高，在800-1000℃的条件下充分与空气中的氧气反应，COD转化为气体和固体残渣，一般适用于COD值大于100g/L的废水，且能耗较高。

（2）电解法：高盐废水具有较高的导电性，在电解过程中，有机物电解质溶液可以发生一系列氧化还原反应，生成不溶于水的物质，经过沉淀或生成无害气体除去，降低COD。

该方法处理与有机物和无机盐的种类也有关，Cl-存在时可在阳极放电，生成ClO-降解COD。

列举五种极端环境下微生物及其应用所谓极端环境是指高低温环境，高盐环境，高酸，高碱环境，高酸热环境，高压环境，还有其他特定环境如油田、矿山、火山地、沙漠的干旱地带、地下的厌气环境、原子炉等高放射能环境、高卤环境以及低营养环境等。

能够在这些具有强烈限制性因子的环境下顽强生存的微生物，一般统称为极端环境微生物。

【1.极端嗜盐菌】人们发现在高浓度盐环境中，存在许多抗高渗压的微生物。

我国从新疆和内蒙古的盐碱湖中分离出了一些极端耐盐菌。

它们竟能在含0—15%Nacl的环境中生长。

有些菌株可以在含5%—25%Nacl范围中生长。

极端嗜盐微生物中唯一的真细菌是光合微生物的外硫红螺菌属；唯一的真核嗜盐微生物是杜氏藻类。

微生物学家琼纳斯克在含盐量高达36%盐液中发现一种微生物,命名为Halophiles。

还有地中海嗜盐杆菌等应用：第一，医药工业：西班牙学者报道地中海嗜盐杆菌在高浓度NaCl介质中生长,聚B-羟基丁酸积累达细胞干重的45%,具有一定的应用前景。

PHB能用于医学领域可降解生物材料的开发,如人造骨骼支架、药物微球体、外科手术以及裹伤用品等。

此外,目前发现有些嗜盐菌素对去盐作用不敏感,所以可能有比较广泛的应用领域,筛选抑菌谱广、性质稳定的嗜盐菌素,在理论和实践中具有重要意义。

第二，环境生物治理：嗜盐碱放线菌Nocardioidessp. M6能快速降解污染物2,4,6-三氯酚可应用于环境治理,利用其嗜盐特性除去工业废水中的磷酸盐,还可用于开发盐碱地等。

由于bR蛋白具有质子泵作用,在未来的太阳能利用技术设备中,还可用作海水淡化和研制天然的太阳能电池。

【2.极端嗜碱菌】多生活在盐碱湖和盐池中，生活环境PH值可达11.5以上，最适PH值8—10,但在中性环境如PH值6.5以下，不能生长或生长非常缓慢。

如嗜碱放线菌。

应用：第一，纤维素的降解：B-1,4木聚糖酶(E.C.3.2.1.8)是降解木聚糖的主要酶,降解木聚糖为木聚寡糖或木糖。

嗜盐菌的名词解释嗜盐菌是一类高度耐盐性的微生物，它们可以在高盐环境下生存和繁殖。

嗜盐菌的名词解释不仅涉及其分类学定义和生物学特性，还与食品加工、环境保护和医学研究等领域密切相关。

首先，嗜盐菌属于原核生物界中的一个分类群体，包括形态、生理和基因组结构各异的微生物。

它们分为两个主要类别，即真正的嗜盐菌和嗜盐感应菌。

真正的嗜盐菌需要高盐环境才能存活，如盐度高达15%~30%的海水。

而嗜盐感应菌则表现出对盐度的适应性，它们可以在盐度较低的环境中生存。

嗜盐菌可以在广泛的地理环境中找到，如盐湖、盐田或高盐度的土壤和水体等。

嗜盐菌的生物学特性使得它们对盐度高的环境具有很强的适应力。

它们通过各种方式来维持细胞内外部的离子平衡，防止水分丧失并保持正常的生理功能。

具体来说，嗜盐菌通过积累有机化合物或调节细胞壁结构来调节细胞浓度，以适应高盐环境。

此外，一些嗜盐菌还表现出较高的耐受性，可以在极端恶劣的条件下存活，如高温、低氧和辐射等。

嗜盐菌在食品加工方面具有重要意义。

许多传统食品如咸菜、酱油和酱腌制食品的发酵过程中，嗜盐菌起着关键的作用。

它们通过发酵过程中产生的酸和气体等代谢产物改变食品的口感和气味，增加了杂菌和腐败菌的抵抗能力，从而延长了食品的保质期。

同时，嗜盐菌的存在还能促进食品中盐分的溶解和分布，使味道更加均衡。

此外，嗜盐菌对环境保护和污染治理也起到积极的作用。

高盐环境通常富含盐度较高的废水，这些废水中的有机物和重金属含量高、降解难度大。

然而，一些嗜盐菌的耐受性和代谢活性使它们能够在这些废水中生存并进行降解。

通过利用嗜盐菌的特性，可以开发出高效的废水处理方法，降低环境污染。

此外，嗜盐菌在医学研究领域也有重要价值。

高盐环境是许多致病菌难以存活的环境，因此研究嗜盐菌的耐受机制和抵抗病原体的能力有助于理解病原微生物的生物学特性和致病机制。

此外，嗜盐菌的一些特殊代谢产物也具有抗菌和抗肿瘤活性，有望成为新的药物来源。

总结来说，嗜盐菌是一类高度耐盐性的微生物，在高盐环境下生存和繁殖。

污水处理中的嗜盐菌技术应用随着人口的增加和工业的快速发展，污水处理成为了现代社会不可忽视的环境问题。

传统的污水处理方法在处理高盐度污水时面临着很大的挑战，而嗜盐菌技术的应用提供了一种有效的解决方案。

本文将探讨嗜盐菌技术在污水处理中的应用，并分析其优势和潜在挑战。

一、嗜盐菌技术的背景和原理嗜盐菌是一类能够在高盐度环境中生长的微生物。

由于其特殊的生态适应性，嗜盐菌被广泛应用于污水处理领域。

嗜盐菌技术的原理在于利用嗜盐菌能够在高盐度环境中利用盐分和有机物进行生长繁殖的特性，通过其代谢活动来降解和去除污水中的有机物和氮、磷等营养物质。

同时，嗜盐菌可以吸附和寄生在固体颗粒表面，形成颗粒污泥，进一步促进有机物的降解和污水处理的稳定性。

二、嗜盐菌技术在污水处理中的应用1. 含盐工业废水处理许多工业过程会产生高盐度的废水，例如盐湖开采、海水淡化等行业。

传统的工业废水处理方法往往无法有效处理这些高盐度污水，而嗜盐菌技术通过其对高盐度环境的适应性，能够高效去除废水中的有机物和盐分，实现废水的净化和回用。

2. 海水养殖废水处理海水养殖产生的废水往往富含有机物和营养盐，对海洋生态环境造成一定的负面影响。

嗜盐菌技术可通过将嗜盐菌引入海水养殖系统中，利用其降解有机物和去除营养盐的能力，实现海水养殖废水的净化和循环利用。

3. 盐碱地污水治理盐碱地的土壤中含有大量的盐分，导致土壤无法正常生长植物。

嗜盐菌技术可以应用于盐碱地污水处理中，通过嗜盐菌的降解作用，将含有盐分的污水处理成无盐或低盐水，以改良盐碱地土壤的环境，促进植物生长。

三、嗜盐菌技术的优势1. 高效降解能力：嗜盐菌对高盐度环境有良好的适应性，能够在高盐浓度下生长和代谢，对有机物和营养物质有较高的降解能力。

2. 去除盐分的能力：嗜盐菌可以通过生长繁殖和吸附等方式，有效去除污水中的盐分，实现废水中盐分的减少。

3. 耐受性强：嗜盐菌对环境变化的耐受性较强，能够在不同的温度、压力和酸碱度条件下存活和繁殖。

列举五种极端环境下微生物及其应用所谓极端环境就是指高低温环境,高盐环境,高酸,高碱环境,高酸热环境,高压环境,还有其她特定环境如油田、矿山、火山地、沙漠的干旱地带、地下的厌气环境、原子炉等高放射能环境、高卤环境以及低营养环境等。

能够在这些具有强烈限制性因子的环境下顽强生存的微生物,一般统称为极端环境微生物。

【1、极端嗜盐菌】人们发现在高浓度盐环境中,存在许多抗高渗压的微生物。

我国从新疆与内蒙古的盐碱湖中分离出了一些极端耐盐菌。

它们竟能在含0—15%Nacl的环境中生长。

有些菌株可以在含5%—25%Nacl范围中生长。

极端嗜盐微生物中唯一的真细菌就是光合微生物的外硫红螺菌属;唯一的真核嗜盐微生物就是杜氏藻类。

微生物学家琼纳斯克在含盐量高达36%盐液中发现一种微生物,命名为Halophiles。

还有地中海嗜盐杆菌等应用:第一,医药工业:西班牙学者报道地中海嗜盐杆菌在高浓度NaCl介质中生长,聚B-羟基丁酸积累达细胞干重的45%,具有一定的应用前景。

PHB能用于医学领域可降解生物材料的开发,如人造骨骼支架、药物微球体、外科手术以及裹伤用品等。

此外,目前发现有些嗜盐菌素对去盐作用不敏感,所以可能有比较广泛的应用领域,筛选抑菌谱广、性质稳定的嗜盐菌素,在理论与实践中具有重要意义。

第二,环境生物治理:嗜盐碱放线菌Nocardioidessp、M6能快速降解污染物2,4,6-三氯酚可应用于环境治理,利用其嗜盐特性除去工业废水中的磷酸盐,还可用于开发盐碱地等。

由于bR蛋白具有质子泵作用,在未来的太阳能利用技术设备中,还可用作海水淡化与研制天然的太阳能电池。

【2、极端嗜碱菌】多生活在盐碱湖与盐池中,生活环境PH值可达11、5以上,最适PH值8—10,但在中性环境如PH值6、5以下,不能生长或生长非常缓慢。

如嗜碱放线菌。

应用:第一,纤维素的降解:B-1,4木聚糖酶(E、C、3、2、1、8)就是降解木聚糖的主要酶,降解木聚糖为木聚寡糖或木糖。

摘要极端微生物对生命科学研究和生物技术的开发利用有重要意义。

本文介绍了极端微生物的概念、种类、分布、环境适应机制及其应用概况。

关键词极端微生物极端环境适应机制应用On the Research Situation of Extremophiles//Chen JinboAbstract Extremophile has important significance for life scie-nces research and the development and utilization of bio-tech-nology.In this paper,the conception,species,distribution,adapta-tion mechanism and application of extremophiles were introdu-ced briefly.Key words extremophiles;extreme environment;adaptive mec-hanism;applicationAuthor's address School of Life Sciences,Beijing Normal University,100875,Beijing,China地球上存在高温、寒冷、强酸、强碱、高盐等不适合普通生物生存的环境，人们将这种环境称为极端环境，把能够在极端环境中正常生存的微生物称为极端微生物。

极端微生物主要包括嗜热微生物、嗜冷微生物、嗜酸微生物、嗜碱微生物和嗜盐微生物，其独特的环境适应机制，对生命科学研究有重要的推动作用，同时在生物技术应用等多领域有着巨大的发展潜力。

本文主要对极端微生物的分类、环境适应机理和开发应用加以介绍。

1嗜热微生物1.1嗜热微生物的种类嗜热微生物是一类生活在热泉、堆肥、火山、高温废水等高温环境中，最适生长温度在45℃以上的一类微生物，包括部分细菌和古细菌。

嗜盐菌的嗜盐机制摘要嗜盐菌是生活在高盐环境中的细菌。

他们的细胞结构和生理机能特殊，要求有高盐浓度维持其生存；同时，他们的细胞膜机构和细胞内的溶质，都能适应高盐环境。

关键词嗜极菌嗜盐菌高盐浓度嗜盐菌多生长于盐湖，盐碱场，死海，盐场和海洋中，腌肉等食品上也常有存在。

我国有广阔的盐域环境和丰富的嗜盐微生物资源。

根据1985年Kusher的分类原则，将嗜盐菌分成生理上不同的两类：生长最适NaCl浓度为0.5~2.5的极端嗜盐菌。

中度嗜盐菌基本上是真细菌，极端嗜盐菌属于一种古细菌。

嗜盐菌具有一些独特细胞结构组成生理功能和代谢产物。

1 嗜盐菌的细胞结构稳定和细胞内K+等离子浓度的维持需要高盐浓度在嗜盐菌特别是极端嗜盐菌的细胞内具有相当高的离子浓度；并且细胞壁成分特殊，不含肽聚糖而以脂蛋白为主。

这种细胞壁结构的完整由离子键维持，高Na+浓度对于其细胞壁蛋白质单位间的结合，保持细胞结构的完整性是必须的。

当环境中的Na+浓度较低时，一方面细胞壁蛋白解聚为蛋白质单体，使细胞壁失去完整；另一方面细胞内外离子浓度平衡被打破，细胞吸水膨胀，最终引起细胞壁破裂，菌体完全自溶。

如红皮盐杆菌的生活环境中，Na+和K+浓度分别为0.8mol和5.33mol。

它能在饱和盐水（5.2mol）中生长，在盐度小于2.1mol的环境中不生长；当盐度低于1.6mol时，细胞壁开始裂解。

由于H.cutirubrum还可看出，尽管环境中Na+占优势，但是细胞内部Na+浓度比K+浓度小得多。

这说明嗜盐菌对环境中离子有选择作用，具有浓缩K+和排斥Na+的能力，使细胞内K+浓度维持较高水平。

我们知道多数微生物体内酶被高浓度的K+所抑制。

但极端嗜盐菌正好相反，它不仅主要靠积累K+来调节细胞内渗透压，而且其核糖体蛋白质及酶只有在K+等离子浓度高时才能维持正常的结构和功能。

这就限制此类菌只能在高盐环境中生存。

嗜盐菌这种生长需要高盐浓度的生理特性是在漫长的进化过程中，通过自然选择，使细胞结构与功能高度适应于高盐环境的结果，它与即可在高盐环境中生长又可在低盐环境中生长的耐盐菌有着遗传本质的不同。

在自然界中，有些环境是普通生物不能生存的，如高温、低温、高酸、高碱、高盐、高压、高辐射等。

然而，即便是在这些通常被认为是生命禁区的极端环境中，仍然有些微生物在顽强的生活着，我们将这些微生物叫做极端环境微生物或简称为极端微生物。

在地球的南北极地区、冰窖、终年积雪的高山、深海和冻土地区，生活着一些嗜冷微生物。

专性嗜冷菌适应在低于20℃以下的环境中生活，高于20℃即死亡。

有一种专性嗜冷菌，在温度超过22℃时，其蛋白质的合成就会停止。

专性嗜冷菌的细胞膜内含有大量的不饱和脂肪酸，而且会随温度的降低而增加，从而保证了膜在低温下的流动性，这样，细胞就能在低温下不断从外界环境中吸收营养物质。

兼性嗜冷菌生长的温度范围较宽，最高温度达到30℃时还能生活。

嗜冷微生物是导致低温保藏食品腐败的根源。

嗜热菌俗称高温菌，广泛分布在温泉、堆肥、地热区土壤、火山地区以及海底火山地等。

兼性嗜热菌最适宜生长温度在50-65℃之间，专性嗜热菌最适宜生长温度则在65-70℃之间。

在冰岛，有一种嗜热菌可在98℃的温泉中生长。

在美国黄石国家公园的含硫热泉中，曾经分离到一株嗜热的兼性自养细菌——酸热硫化叶菌（Sulfolobus），它们可以在高于90℃的温度下生长。

近年来，这种细菌已受到了广泛重视，可用于细菌浸矿、石油及煤炭的脱硫。

在一些污泥、温泉和深海地热海水中，生活着能产甲烷的嗜热细菌，生活的环境温度高，盐浓度大，压力也非常高，在实验室很难分离和培养。

嗜热真菌通常存在于堆肥、干草堆和碎木堆等高温环境中，有助于一些有机物的降解。

在发酵工业中，嗜热菌可用于生产多种酶制剂，例如纤维素酶、蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶、菊糖酶等，由这些微生物中产生的酶制剂具有热稳定性好、催化反应速率高，易于在室温下保存。

近年来，嗜热菌研究中最引人注目的成果之一就是将水生栖热菌中耐热的Taq DNA聚合酶用于基因的研究和遗传工程的研究以及基因技术的广泛应用中。

嗜酸菌分布在酸性矿水、酸性热泉等地区，如氧化硫硫杆菌在pH值低于0.5的环境中仍能存活，专性自养嗜酸的氧化亚铁硫杆菌（Thiobacillus ferrooxidans）能氧化硫和铁，并产生硫酸，这两种细菌都是极端嗜酸菌。

嗜盐菌在盐碱地土壤改良中的应用研究盐碱地是一种土壤类型，其pH值大多数在8以上，同时还包含有高盐含量，草本植被覆盖率低等特点。

由于这些特点，使得盐碱地很难被开垦和利用。

因此，土壤改良是盐碱地开发利用的关键环节。

嗜盐菌是盐生生物中的一种微生物，它们能够在超高盐度的环境下生存和繁殖。

研究表明，嗜盐菌在盐碱地土壤改良中应用能够有效见效，本文将详细探讨嗜盐菌在盐碱地土壤改良中的应用研究。

一、嗜盐菌的生态学特点盐生微生物是生活在高盐环境中的微生物，由于半滴水活动范围的限制，这些微生物只能在海水、盐湖等含有较高盐度的特定环境中生存。

而嗜盐菌就是一种最常见的盐生菌，与另一种极端嗜盐菌（Haloferax volcanii）最为普及。

它们在自然界中广泛存在于印度洋、红海、地中海、死海、盐湖等环境中。

嗜盐菌以钝化铵为氮源，利用有机物质为碳源。

同时，这些微生物含有较高量的蛋白质，因此也是蛋白质的来源之一。

嗜盐菌存在于极端环境之中，因此它们具有抗逆性和生长速度较快的特点，可在高温、低温、较低pH值和较高盐度的环境中繁殖和生长。

二、嗜盐菌的应用前景盐碱地是我国农村土地的主要类型之一，其荒芜和退化给我国农业生产带来了极大的影响。

因此，寻找盐碱地治理的方法是一个迫切的问题。

当前，盐碱地的处理方法有两种：机械改良和化学改良。

机械改良是通过人工铲平土地使其更平整，降低其盐碱度，但是这种方法都涉及到较大的工程投资和技术高成本。

化学改良通过施用石灰、石膏等物质调整土壤的PH值，使其逐渐达到中性或弱碱性，同时改变其离子交换能力，但是这种方法同样存在着一定的短期或长期的环境风险。

因此，嗜盐菌在盐碱地治理中的应用成为一个新的思路。

嗜盐菌在盐碱地土壤改良中的应用主要有两方面。

首先，嗜盐菌具有优良的改良效果。

嗜盐菌通过根系分泌物质、调控土壤中的微生物，以及吸收并稳定土壤的盐分等多种方式改良土壤，减轻土壤盐碱化。

与化学改良或机械改良相比，嗜盐菌改良土壤的质量更好，且更能保持长期稳定性。

2022年华中科技大学生物技术专业《微生物学》期末试卷B(有答案）一、填空题1、革兰氏染色反应与细菌细胞壁的______和______有关。

在革兰氏染色过程中，当用95%酒精处理后，就放在显微镜下观察，革兰氏阳性菌呈______色，而革兰氏阴性菌呈______色。

2、烈性噬菌体生活史可分五个阶段，即______、______、______、______和______。

3、细菌的二次生长现象是指当细菌在含有葡萄糖和乳糖的培养基中生长时，优先利用______，当其耗尽后，细菌经过一段停滞期，不久在______的诱导下开始合成______，细菌开始利用______。

该碳代谢阻遏机制包括______和______的相互作用。

4、铵盐、硝酸盐和N2等。

@17、生长因子自养型微生物有______、______和______等种类。

5、细胞骨架是由______、______和______三种蛋白质纤维构成的细胞支架，具有支持、运输和运动等功能。

6、古生菌包括______、______和______等。

7、厌氧菌的固体培养方法有：______、______、______、______和______。

8、在自然界中存在许多极端环境，并进化出与这类环境相适应的各种极端微生物，如______、______、______、______、______、______和______等。

9、基因突变的自发性和不对应性曾有三个著名实验予以证明，它们是______等人的______，______的______，以及______等的______。

10、周围免疫器官包括______、______和______。

二、判断题11、由类脂A、核心多糖和O-特异侧链构成的LPS，只存在于G＋细菌的细胞壁上。

（）12、微生物营养就是微生物获得和利用营养物质的过程。

（）13、与乳酸发酵分成同型、异型相似，微生物的酒精发酵也有同型与异型之分。

（）14、病毒几乎可以感染所有的细胞生物，但就某一种病毒而言，它仅能感染一定种类的微生物、植物或动物。