环境工程微生物练习题 PPT课件

亿人口，比死亡最惨重的第二次世界大战（约死 亡1.1亿）还多！
5
细菌化石
6
（二）人类揭开微生物世界奥秘的 历史
• 1．史前期 史前期是指人类还未见到微生物 个体尤其是细菌细胞前的一段漫长的历史 时期，大约在距今8000年前一直至公元 1676年间。当时的人类虽未见到微生物的 个体，却自发地与微生物频繁地打交道， 并凭自己的经验在实践中开展利用有益微 生物和防治有害微生物的活动。 酵母菌是人类最古老的家养生物之一
11
• 本时期的代表人物主要是法国的巴斯德 （L.Pasteur，1822～1895）和德国的科赫 （R.Koch，1843～1910），他们可分别称 为微生物学的奠基人和细菌学的奠基人。
12
• 巴斯德学派的主要贡献是提出了生命只能 来自生命的胚种学说，并认为只有活的微 生物才是传染病、发酵和腐败的真正原因， 再加上消毒灭菌等一系列方法的建立，就 为微生物学的发展奠定了坚实的基础。
1
二、发展史：
• （一）一个未知的世界 （1）个体微小 一般地说，人眼对小于1mm
的物体就看不清楚了，而微生物的大小多 数是在几μm至几十μm范围内，因此就无法 发现或辨认它们。
2
• （2）外貌不显 微生物的个体（细胞）虽看 不见，但是由无数个体组成的群体（菌落 或菌苔）却是可见的。然而，各种微生物 群体的外形往往平淡无奇、不甚显目，因 此，对其作用就极易忽略。
13
• 科赫学派的重要业绩主要有三个方面： ①建立了研究微生物的一系列重要方法，尤其在分离微生 物纯种方面，他们把早年在马铃薯块上的固体培养技术改 进为明胶平板培养技术（1881），并进而提高到琼脂平板 培养技术（1882）。在1881年前后，科赫及其助手们还 创立了许多显微镜技术，包括细菌鞭毛染色在内的许多染 色方法、悬滴培养法以及显微摄影技术。 ②利用平板分离方法寻找并分离到多种传染病的病原菌， 例如炭疽病菌（1877）、结核杆菌（1882）、链球菌 （1882）和霍乱弧菌（1883）等。 ③在理论上，科赫于1884年提出了科赫法则，其主要内容 为：病原微生物总是在患传染病的动物中发现而不存在于 健康个体中；这一微生物可以离开动物体，并被培养为纯 种培养物；这种纯培养物接种到敏感动物体后，应当出现 特有的病症；该微生物可以从患病的实验动物中重新分离 出来，并可在实验室中再次培养，此后它仍然应该与原始 病原微生物相同。

实验室技术与操作
常用实验室技术
微生物分离与培养、鉴定与检测、微生物生态学 研究等。
实验室操作注意事项
如何确保实验室安全，正确处理试剂、垃圾等， 避免污染和误操作。
课程总结
知识掌握
掌握微生物基本概念和环境 工程中的微生物学应用。
实验操作
掌握常用实验室技术和操作 注意事项。
应用案例
了解环境工程中微生物应用 的具体案例，深度理解其应 用价值。
环境工程微生物学
探索微生物的神奇世界，发现它们在环境工程中扮演的重要角色。
课程介绍
1 课程目标
介绍微生物学基础知识，深入探讨其在环境工程中的应用
2 课程内容
• 微生物的基本概念 • 环境工程中的微生物学应用 • 案例研究 • 实验室技术与操作
微生物的基本概念
微生物的定义
微生物领域的重要性
微生物是无法看到的微小生物，包括细菌、真菌、 病毒等。
土壤修复中的微生物应用
4
解和还原等，净化空气质量。
利用微生物降解土壤中的废水处理案例
使用微生物技术处理印染废水，减少了COD和氨氮的排放，同时提高了水质。
废气处理案例
利用微生物处理化工尾气，成功降解了有机物污染物，减少了沉积物产生。
土壤修复案例
在重金属污染地区进行微生物修复，成功修复并保护了当地生态环境。
微生物在土壤形成、营养循环、能源转换和生物 多样性保护方面具有重要作用。
环境工程中的微生物学应用
1
应用领域的概述
微生物在环境工程中的应用领域包括
废水处理中的微生物应用
2
废水处理、废气处理和土壤修复等。
利用微生物净化废水，将有机物转化
为无害的物质。

2024/1/28
20
微生物在废气处理中的应用
生物滤池法
利用微生物附着在滤料表面形成 生物膜，废气通过滤料时，污染 物被微生物降解。
生物洗涤法
将废气通入含有微生物的洗涤液 中，通过微生物的代谢活动将污 染物转化为无害物质。
生物滴滤法
废气通过布水器均匀喷淋在生物 滤料上，滤料上的微生物利用废 气中的营养物质进行代谢活动， 将污染物降解。
01
微生物的定义与特点
2024/1/28
02
微生物的多样性
03
04
微生物在自然界中的作用
微生物与人类的关系
5
微生物分类与命名
01
微生物的分类 方法
02
微生物的命名 规则
2024/1/28
常见微生物的 类别与特点
03
04
微生物分类学 的意义
6
微生物形态与结构
微生物的形态与大小
2024/1/28
原核微生物与真核微生物 的区别
述。
18
04
微生物在环境工程中的应 用
2024/1/28
19
微生物在水处理中的应用
活性污泥法
利用微生物群体降解污水中的有机物质，通过吸附、氧化和合成等 过程使污水得到净化。
生物膜法
微生物附着在固体表面形成生物膜，污水流过生物膜时，有机物被 微生物降解，同时微生物也得到增殖。
厌氧处理法
在无氧条件下，利用厌氧微生物降解有机物，产生甲烷和二氧化碳等 气体，适用于高浓度有机废水的处理。
28
Hale Waihona Puke 06环境工程微生物学前沿研 究
2024/1/28
29
环境工程领域新兴微生物资源挖掘

芽孢没有繁殖意义，仅仅是芽孢细菌生活史中的一环， 是细菌的休眠体。
1.1.3.5 鞭毛(flagella)
1. 概念：是一条由细胞质膜上的鞭毛基粒长 出，穿过细胞壁伸向体外的纤细的波浪状 的丝状物。
2. 化学组成 蛋白质，少量的多糖或多肽
3. 分类
① 一端生鞭毛：菌体的一端只生一根鞭毛，如霍乱弧菌
环境工程微生物学
绪 论
0.1 微生物与环境工程
0.1.1 环境工程面临的问题 0.1.2 微生物对人类生存环境的影响 是宝贵的自然资源；是生物多样性的重要成员； 是环境中有机物的主要分解者； 是参与环境污染物综合利用，变废为宝的积极分子； 某些微生物及微生物代谢产物可污染环境，危害人体 健康； 在特定的环境中可产生大量的CO2等温室气体，有可能 有助于大气温室效应。
新细胞的排列方式可作为分类鉴定的依据。
1.1 细菌（bacteria）
1.1.1 细菌的个体形态 单杆菌 2. 杆菌 双杆菌 链杆菌
其排列方式不可作为分类鉴定的依据。
1.1 细菌（bacteria）
1.1.1 细菌的个体形态 弧菌 3. 螺旋菌 螺旋菌
螺距、螺数因菌种而异，可作为分类鉴定依据。
4. 丝状菌
② 两端生鞭毛：菌体两端各具一根鞭毛，如鼠咬热螺旋体 ③ 丛生鞭毛：菌体一端生一束鞭毛，如铜绿假单胞菌；菌体两端
各具一束鞭毛，如红色螺菌
④ 周生鞭毛：周身都有鞭毛，如大肠杆菌 、枯草杆菌等。
根据着生部位、数目和排列，鞭毛可作为细菌分类的依据。
(a) 周生鞭毛 (b) 极生鞭毛 (c) 丛生鞭毛
1.1.4 细菌的培养特征
3. 衣鞘(sheath) —指水生环境中的一些丝状菌体表面的粘 液层或荚膜硬质化，而形成一个透明坚韧 的空壳。

厌氧消化法
在无氧条件下，利用厌氧微生物将有机固体废弃物分解 为甲烷和二氧化碳等气体，实现固体废弃物的能源化利 用。
2024/1/28
11
环境修复与微生物技术应用
1 2
生物修复技术 利用特定微生物的代谢活动，降解或转化环境中 的污染物，如石油烃、多环芳烃等。
生物强化技术 通过向污染环境中投加具有特定功能的微生物或 酶制剂，提高污染物的降解速率和效率。
生物传感器法
利用生物活性物质（如酶、抗体等）作为识别元件，结合换能器将生 物信号转换为电信号进行检测，具有快速、准确、自动化等优点。
2024/1/28
15
环境工程微生物评价指标体系
微生物多样性指数
通过测定环境中微生物的种类、数量 及其分布情况，评价环境的微生物多
样性水平。
微生物群落结构
分析环境中不同种类微生物的组成比 例和相互关系，揭示微生物群落对环
19
实验数据处理与结果分析
2024/1/28
实验数据的记录与处理
强调实验数据记录的重要性，介绍数据处理的基本方法，如平均 值、标准差等统计量的计算。
实验结果的表示与分析
讲解如何绘制图表表示实验结果，如柱状图、折线图等，以及如何 对实验结果进行分析和解释。
实验报告的撰写
提供实验报告撰写的指导，包括报告格式、内容安排、图表插入等 方面的建议。
6
微生物生态与环境关系
微生物在自然界中的分布与生态作用
微生物与环境的相互作用关系
微生物在环境工程中的应用前景
2024/1/28
7
02
环境工程中的微生物应用
2024/1/28
8
废水处理中的微生物作用
01 微生物降解有机物

土壤污染修复
生物监测
某些微生物具有降解重金属和有机污染物 的能力，可应用于土壤污染的修复。
微生物也可用于环境监测，通过检测水体 、土壤等环境中的微生物种类和数量，可 判断环境污染的程度和变化趋势。
PART 02
微生物生态
微生物的生态环境
水生环境
包括淡水、海水和污水 等，是微生物的主要栖
息地之一。
微生物技术分类
根据应用领域不同，微生物技术可分 为工业微生物技术、农业微生物技术 、环保微生物技术和医疗微生物技术 等。
微生物技术的原理
微生物的代谢与转化
微生物的生态与群落
微生物通过分解、合成等代谢过程， 将不同物质转化为其他物质，实现物 质的转化和能量的传递。
研究微生物在自然环境中的分布、生 长、繁殖和相互作用，通过调控微生 物群落结构，实现特定功能。
水体生物修复
利用微生物将污染水体中的有害 物质转化为无害物质，达到净化 水体的目的。
地下水生物修复
利用微生物将地下水中的有害物 质转化为无害物质，达到修复地 下水的目的。
PART 05
微生物与环境安全
微生物对环境的影响
微生物在自然界中扮演着分解者的角色，能够将 有机物分解为无机物，维持生态平衡。
微生物的分类
根据其形态、生理生化特性等特 征，微生物可分为细菌、病毒、 真菌、藻类等几大类。
微生物的特点与功能
繁殖速度快
微生物具有极快的繁殖速度，能 在短时间内大量繁殖，这为它们 在环境工程中的应用提供了有利
条件。
适应性强
微生物具有很强的适应性，能在各 种不同的环境条件下生存和繁殖， 如酸碱度、温度、湿度等。
微生物群落的营养和能量流动平衡

完整版课件ppt
8
螺旋菌
螺旋菌呈螺旋卷曲状，螺纹不满一圈的称为弧菌。
弧菌
螺旋菌
螺旋体菌
完整版课件ppt
9
弧菌：菌体只有一个弯曲，其程度不足一圈， 形似“C”字或逗号，鞭毛偏端生。
蛭 弧 菌
霍乱弧菌
完整版课件ppt
10
螺旋菌：
菌体回转如螺旋，螺 旋数目和螺距大小因 种而异。鞭毛二端生 细胞壁坚韧，菌体较 硬。
A 简单染色：常用来观察细菌的形态、大小和排列方式。
用一种染液染色菌体。一般菌体被染上染料的颜色。
B 复合染色法：两种染料染色，以区别细菌的革兰氏染色
反应或抗酸性反应，或将菌体和某一结构染成不同颜色。
完整版课件ppt
50
革兰氏染色
1884年，丹麦医生C.Gram发明
程序：（1）初染（结晶紫30S）
28
细菌的特殊结构
芽孢
某些细菌在其生长发育后期或遇到不良环 境时，在细胞内形成一个圆形或椭圆形、厚壁、 含水量极低、抗逆性极强的休眠体。
所有的芽孢都可以抵挡外界不良环境。它是 抵挡外界不良环境的休眠体。
完整版课件ppt
29
枯草杆菌芽孢的超薄切片电镜照片（标尺：0.2μm）
左：端位；中：近端位；右完：整版中课央件pp位t ,细菌芽孢的各种类型 30
完整版课件ppt
16
1.2细菌细胞的结构
一般构造
②
细胞壁
③
细胞膜
细胞质
④
间体
①
核区
⑤
内含物
特殊构造
鞭毛 菌毛
芽孢 微荚膜
荚膜 粘液层
完整版课件ppt
17
细胞壁

由于加速期和减速期持续时间很短，则把加速 期并到停滞期，把减速期放到静止期中。故， 将生长曲线粗分为四个生长期。
2021/3/12
7
微生物生长曲线
2021/3/12
8
1.停滞期
停滞期特点
• 生长速率等于零
•细胞合成新的成分
– 补充消耗的材料
– 适应新的培养基或别的培养条件
• 细胞形态变大或变长
• 对外界不良环境敏感
2021/3/12
18
（二）连续培养
一方面连续进料，另一方面又连续出料。 原理：进料=补足营养(“污染物”)
出料=稀释菌浓度、毒物浓度
它又分为两种： 1)恒浊连续培养 2)恒化连续培养。
2021/3/12
19
1）恒浊连续培养
恒浊——培养基浊度恒定（实质是细菌数量恒定）
以浊度为控制指标。 当浊度大时，加大进水流速，降低浊度； 当浊度小时，降低流速，提高浊度。
2021/3/12
33
小结
1.污水处理生物处理构筑物内pH控制在6.5～8.5 之间。 2.微生物培养基中应该加入缓冲物质。 3.污泥厌氧处理时，也要控制好pH，一般在 6.6～7.6，最好控制在6.8～7.2之间。
2021/3/12
34
三、氧化还原电位 用Eh表示，单位为V或mV。 氧化环境时， Eh为正，充满氧气时，上限为+820mV；还 原环境时，mV为负，充满氢气时，下限为-400 mV。
2021/3/12
16
4）衰亡期 特点： • 细胞以指数速率死亡； • 细胞变形退化。
2021/3/12
17
影响衰亡期的因素
•与菌种的遗传特性有关: 有些细菌的培养经历所 有的各个生长时期，几天以后死亡, 有些细菌 培养几个月乃至几年以后仍然有一些活的细胞；