环境工程微生物学课件第02章
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contents •微生物基本概念与特点•微生物代谢与遗传基础•微生物在环境污染治理中应用•微生物实验室检测方法与评价指标•微生物资源开发与利用策略•环境工程领域其他相关知识点拓展目录01微生物基本概念与特点微生物定义及分类微生物定义微生物分类微生物在环境工程中作用降解有机污染物01处理废水废气02生物修复03微生物生长繁殖条件营养物质温度pH值氧气细菌广泛存在于自然环境中,能够降解多种有机污染物,如假单胞菌、芽孢杆菌等。
真菌在废水处理、土壤修复等方面有广泛应用,如霉菌、酵母菌等。
病毒在环境工程中主要用于生物治理和生物修复,如噬菌体等。
原生动物在活性污泥法等废水处理工艺中起到重要作用,如钟虫、轮虫等。
常见微生物种类及其功能02微生物代谢与遗传基础微生物代谢类型及特点发酵01呼吸02光合作用和化能合成031 2 3DNA结构RNA结构遗传物质功能遗传物质DNA与RNA结构功能转录水平调控通过调控转录因子的活性和数量,控制特定基因的转录速率和转录产物的数量。
翻译水平调控通过调控mRNA的稳定性和翻译效率,控制特定蛋白质的合成速率和数量。
表观遗传调控通过DNA甲基化、组蛋白修饰等表观遗传机制,调控基因的表达模式和细胞命运。
基因表达调控机制突变与选择压力对遗传变异影响突变类型包括点突变、插入突变、缺失突变和倒位突变等,导致遗传信息的改变和基因功能的丧失或获得。
选择压力环境因素对微生物种群中不同基因型的选择作用,使得适应环境的基因型得以保留和传递。
遗传变异与进化突变和选择压力共同作用,推动微生物种群的遗传变异和进化过程。
03微生物在环境污染治理中应用废水处理中活性污泥法原理及操作条件优化活性污泥法原理操作条件优化微生物种群调控固体废物堆肥化过程中微生物作用分析堆肥化过程微生物作用影响因素大气污染治理中生物过滤技术应用生物过滤技术生物滤池构造影响因素土壤修复中微生物接种和强化技术微生物接种技术强化技术应用范围04微生物实验室检测方法与评价指标常见微生物实验室检测方法介绍显微镜检测法利用显微镜观察微生物的形态、结构和运动方式,包括光学显微镜和电子显微镜两种。
这种分法也是具有价值的。
细菌的各种形态图在正常情况下,细菌的个体形态是相对稳定的,故它也是细菌分类时的重要依据。
但是,环境条件的变化,如营养条件、温度、培养时间等,会引起细菌个体形态的改变或畸形;不同的种类和菌龄,在个体发育过程中,细菌的大小有变化,刚分裂的新细菌小,随发育逐渐变大,老龄细菌又变小;另外,有的细菌种,是多形态的,即在其生命的不同阶段,会有不同的个体形态出现。
因此,在描述细菌的个体形态时,需要在给定条件下(给定的培养基、培养温度、时间等)。
二、细菌的细胞结构细菌的细胞结构可分为一般结构和特殊结构:一般结构(或基本结构):如细胞壁、细胞质膜、细胞质、内含物及细胞核物质等。
它们是所有细菌所共有的。
特殊结构:如芽孢、荚膜、鞭毛等。
它们是某些细菌所特有的。
所以特殊结构是细菌分类鉴定的依据。
细菌细胞的模式图:(一)细菌的一般结构从细胞外开始,由外向内,依次有下列的细胞一般结构:1. 细胞壁细胞最外面的坚韧而略有弹性的薄膜。
细胞壁的化学组成:肽聚糖、蛋白质、脂类革兰氏染色:由于细胞壁组成的不同,可把细菌分成两大类:G+菌和G-菌。
这种分类法的起源是革兰氏染色试验,是由丹麦科学家Gram在1884年建立的。
革兰氏染色试验是一种复染色法,即通过多次染色达到区分不同细胞结构的目的。
其主要步骤如下:见图细胞壁的作用:保护细胞;维持形态;控制物质进出;为鞭毛提供支点细胞壁之内,统称为原生质体。
2. 细胞质膜(质膜)在细胞壁和细胞质之间的一层半透性膜,它可以选择性吸收物质。
化学组成和结构:磷脂30-40%,蛋白质60-70%,约2%的多糖。
其结构为双层结构,上下两层磷脂分子层,蛋白质镶嵌在磷脂层中。
见图细胞质膜结构模式图P28细胞膜的作用:(1)控制内外物质的交换(吸收营养和排泄废物);(2)膜上有许多重要的酶(蛋白质),是氧化和供能的场所;如:渗透酶、氧化磷酸化酶等;(3)细胞壁合成的场所;(4)鞭毛的附着点。