第10章环境工程微生物
- 格式:ppt
- 大小:4.21 MB
- 文档页数:139
环境工程微生物知识点总结环境工程微生物是研究微生物在环境中的分布、转化和有害物质降解等过程的科学,其知识点主要包括微生物在环境中的重要作用、微生物的分类与特征、微生物的生长与繁殖、微生物的代谢与降解、微生物在环境修复中的应用等。
下面对环境工程微生物的重点知识点进行总结。
1.微生物在环境中的重要作用:-微生物参与地球物质的循环,如有机物的分解和转化、氮循环、硫循环等。
-微生物参与地下水和土壤中的有害物质降解过程,如有机物、重金属等的生物降解。
-微生物参与污水处理和废物处理等环境工程中的应用,如厌氧消化、好氧污泥法等。
2.微生物的分类与特征:-微生物包括细菌、真菌、古菌、病毒等,其中细菌是环境中最广泛存在的微生物。
-微生物通过形态特征、生理特征、生态特征等多种方式进行分类,如细菌根据形态可分为球菌、杆菌、弯曲菌等。
-微生物还具有耐寒、耐干、耐酸碱等特点,适应不同的环境条件。
3.微生物的生长与繁殖:-微生物的生长过程可分为潜伏期、指数期、平稳期和衰老期等阶段,其中指数期是微生物数量急剧增加的阶段。
-微生物的繁殖方式包括二分裂、芽孢形成、孢子形成等,不同方式的繁殖适应不同的环境条件。
-微生物的生长速率受限于养分、温度、pH值等环境因素。
4.微生物的代谢与降解:-微生物的代谢方式包括有氧代谢和厌氧代谢两种,其中有氧代谢产生较多的能量,厌氧代谢则在缺氧条件下进行。
-微生物通过产酸、产碱等方式调节环境pH值,维持适宜的生长环境。
-微生物通过降解酶的产生,可分解有机废物、降解有害物质等。
5.微生物在环境修复中的应用:-微生物可通过生物吸附、生物转化、生物降解等方式修复环境污染。
-微生物通过喜气微生物、耐酸碱菌等的应用,可以修复酸性废水、碱性废水等特殊环境。
-条件良好的微生物栖息地,如湿地、土壤等能提供较好的微生物修复效果。
总之,环境工程微生物研究微生物在环境中的分布、转化和降解等过程,掌握微生物在环境中的重要作用、分类与特征、生长与繁殖、代谢与降解以及应用等知识点,对于实现环境保护和污染修复具有重要意义。
环境工程微生物⭐1-1、何谓微生物?它主要包括哪些类群?P27微生物是一切肉眼看不见或看不清的微小生物总称。
1.原核类(真细菌、放线菌、蓝细菌、支原体、衣原体、立克次氏体)2.真核类(真菌、原生动物、显微藻类)3.古生菌和非细胞型类(介于原核和真核之间)(病毒、亚病毒因子)⭐1-2、微生物有哪些特点?1.个体微小,结构简单,表面积大。
微生物大多是单细胞生物,有点复杂的多细胞微生物也少有组织器官的分化。
2.吸收多,转化快。
一些微生物的呼吸速率也比高等动、植物的组织强数十至数百倍。
这个特性为微生物的生长繁殖和合成大量代谢产物提供了充分的物质基础。
3.生长旺,繁殖快。
微生物具有极高的生长和繁殖速率。
4.适应强,易变异。
微生物结构简单,整个细胞直接与环境接触,易受环境因素影响,使其具有极其灵活的适应性或代谢调节机制。
5.分布广,种类多。
因微生物极小,很轻,附着于尘土随风飞扬,漂洋过海,栖息在世界各处,分布极广。
6.杂居混生,因果难联。
在自然条件下,微生物一般都是许多种相互杂居混生。
1-3、环境微生物学的主要研究内容有哪些?1.环境中微生物的分离、鉴定、培养及生理生化研究2.微生物与自然环境之间的关系3.微生物对环境的污染和危害4.微生物对受污染环境的净化和修复5.微生物在环境监测中的应用6.微生物产品1-4、试述显微镜的种类及与微生物学之间的关系。
1.光学显微镜2.电子显微镜3.扫描隧道显微镜2-2、如何命名微生物?种以上的系统单元有那几级?命名:一、俗名二、学名1、双名法学名=属名+种名加词+(首次定人名)+现名定名人+现名定名年(斜体字)(正体字)2、三名法学名=属名+种名加词+符号(可省略)+亚种或变种名的加词斜体斜体级:不知道2-3、试比较古生菌、细菌与真核生物的主要区别。
⭐2-4、微生物的鉴定方法。
其中现代分子生物鉴定分两类:1.通过核酸分析鉴定微生物遗传类型2.细胞化学成分作用鉴定指标2-5、试述16SrRNA寡核苷酸测序技术的原理、优点和简明操作步骤,并说明它在生物学基础理论研究中的重要意义。
第十章污(废)水深度处理和微污染源水预处理中的微生物学原理1.污(废)水为什么要脱氮除磷?答:污(废)水需要脱氮除磷的原因如下:(1)在好氧生物处理中,生活污水经生物降解,大部分的可溶性含碳有机物被去除,同时会产生NH3-N、NO3--N和PO43-、SO42-,其中,只有25%的氮和19%左右的磷被微生物吸收合成细胞,通过排泥得到去除,出水中的氮和磷含量仍未达到排放标准。
(2)氮和磷是生物的重要营养源。
但水体中氮磷过多,危害极大。
最大的危害是引起水体富营养化,蓝藻、绿藻等大量繁殖后引起水体缺氧,产生毒素,进而毒死鱼虾等水生生物和危害人体健康,使水源水质恶化。
不但影响人类生活,还严重影响工农业生产。
2.微生物脱氮工艺有哪些?答:微生物脱氮工艺有A/O、A2/O、A2/O2、SBR等工艺。
反硝化有单级反硝化和多级反硝化。
根据不同水质,通常有以下3种组合工艺,即碳氧化、硝化和反硝化三者的不同组合方式。
(1)碳氧化、硝化、反硝化分级(2)碳氧化和硝化结合,反硝化分级(3)碳氧化、硝化、反硝化结合3.叙述污(废)水脱氮原理。
答:污(废)水脱氮原理如下:(1)概述脱氮是先利用好氧段经硝化作用,由亚硝化细菌和硝化细菌的协同作用,将NH3转化为NO2--N和NO3--N。
再利用缺氧段经反硝化细菌将NO2--N(经反亚硝化)和NO3--N (经反硝化)还原为氮气(N2),溢出水面释放到大气,参与自然界氮的循环。
(2)具体反应机理①硝化短程硝化:全程硝化(亚硝化+硝化):②反硝化反硝化脱氮:厌氧氨氧化脱氮:厌氧氨氧化脱氮:厌氧氨反硫化脱氮:4.参与脱氮的微生物有哪些?它们有什么生理特征?答:参与脱氮的微生物及其生理特征如下:(1)硝化作用段及微生物①好氧氨氧化细菌好氧氨氧化细菌即好氧的亚硝化细菌,以NH3为供氢体,O2作为最终电子受体,产生HNO2。
其中的亚硝化叶菌属在低氧压下能生长,化能无机营养,氧化NH3为HNO2,从中获得能量供合成细胞和固定CO2。
环境工程微生物学教案教案名称:环境工程微生物学教学目标:1.理解微生物在环境工程中的重要作用;2.了解环境工程中微生物的种类和功能;3.掌握微生物在废水处理、固体废物处理和土壤修复中的应用方法和技术。
教学内容:一、微生物在环境工程中的重要作用1.微生物的定义和分类2.环境工程中的微生物种类与功能3.微生物与环境污染的关系二、废水处理中的微生物应用1.微生物在废水处理中的作用原理2.厌氧、好氧和微生物共存处理工艺3.常用的微生物处理方法:活性污泥法、固定化微生物技术等三、固体废物处理中的微生物应用1.微生物在固体废物降解中的作用原理2.厌氧发酵和好氧堆肥处理工艺3.微生物堆肥工艺的优势和应用案例四、土壤修复中的微生物应用1.微生物在土壤修复中的作用原理2.微生物提供的生物阻隔修复方法3.微生物介导的生物降解修复方法教学方法:1.理论授课:通过讲授微生物的定义和分类,以及微生物在环境工程中的重要作用,培养学生对微生物在环境工程中的认识和理解。
2.案例分析:通过选取废水处理、固体废物处理和土壤修复方面的实际案例,让学生了解不同环境工程领域中微生物的应用方法和效果。
3.实验操作:组织学生进行微生物处理废水、堆肥和土壤修复的实验操作,让学生实际体验和掌握微生物技术。
4.讨论互动:组织学生进行小组讨论和互动,让学生就微生物在环境工程中的应用进行思考和交流,培养学生的创新思维和问题解决能力。
评价方法:1.知识考核:通过闭卷考试检测学生对微生物在环境工程中的认识和了解程度。
2.实验操作评价:评估学生在实验操作中的操作技能和实验分析能力。
3.讨论参与度评价:结合小组讨论和互动情况,评价学生在思考和交流方面的表现。
4.课程报告:要求学生撰写关于微生物在环境工程中应用的课程报告,从而加深对课程内容的理解和掌握。
教学资源:1.微生物学教科书和参考书籍;2.多媒体教学设备和软件;3.实验室和实验设备;4.微生物在环境工程中的案例和实际应用资料。
《环境工程微生物学》环境工程微生物学是一门研究微生物在环境中的生存、繁殖、代谢及其对环境质量影响的学科。
近年来,随着环境保护意识的不断提高,环境工程微生物学在我国得到了广泛关注和重视。
本文将从环境工程微生物学的概念、分支、研究方法、现状与未来发展等方面进行阐述,并介绍一些实践应用案例。
一、环境工程微生物学的概念与作用环境工程微生物学是环境科学的一个重要分支,它主要研究微生物在环境中的生存状态、群落结构、生理代谢特性以及与环境污染相关的微生物学过程。
环境工程微生物学的作用在于揭示微生物在环境污染形成、转化和修复过程中的作用机制,为环境保护和污染治理提供科学依据。
二、环境微生物学的分支与应用领域环境微生物学可分为多个分支,如环境微生物生态学、环境微生物生理学、环境微生物分子生物学等。
这些分支相互交叉,共同推动环境微生物学的发展。
环境微生物学在环境保护、污染治理、资源利用等领域具有广泛的应用,如水体污染治理、土壤污染修复、固体废物处理等。
三、环境微生物学的研究方法与技术环境微生物学的研究方法主要包括传统微生物学方法、分子生物学方法和生物信息学方法。
传统微生物学方法包括微生物分离、培养、鉴定等;分子生物学方法主要包括聚合酶链反应(PCR)、基因测序等技术;生物信息学方法则包括基因组学、蛋白质组学等。
这些方法和技术为环境微生物学的研究提供了强大的技术支持。
四、环境微生物学的现状与未来发展当前,环境微生物学在我国已取得了一定的研究成果,但仍面临诸多挑战。
未来环境微生物学的发展方向包括:微生物群落功能基因组学、微生物生态网络、微生物资源利用等。
此外,环境微生物学还需加强基础研究与应用研究的结合,为我国环境保护事业提供更有力的支持。
五、环境微生物学的实践应用案例环境微生物学在实践中的应用案例众多,以下列举几个典型案例:1.废水处理:利用微生物降解有机污染物,实现废水处理;2.土壤修复:利用特定微生物修复受污染的土壤,如石油污染、重金属污染等;3.固体废物处理:利用微生物分解固体废物中的有害物质,减少环境污染;4.生物传感器:利用微生物构建生物传感器,实时监测环境质量。
周群英《环境⼯程微⽣物学》(第3版)章节题库(第⼗章污(废)⽔深度处理和微污染源⽔预处理中的微⽣物第⼗章污(废)⽔深度处理和微污染源⽔预处理中的微⽣物学原理⼀、选择题1.废⽔中的C:N⼤于286时反硝化正常,低于这个⽐值反硝化出现()不⾜。
A.碳源B.氮源C.⽆机盐D.⽣长因⼦【答案】A【解析】污(废)⽔中的BOD5:TN(即C:N)⼤于286时反硝化正常。
低于此⽐值时,反硝化出现碳源不⾜,要投加外碳源。
有的⼯程投加甲醇补⾜碳源,这不仅增加开⽀,甲醇对⼈还不安全,可改⽤⼄醇作碳源。
2.(多选)下列对亚硝化细菌和硝化细菌描述正确的有()。
A.都是⾰兰阳性菌B.都是⾰兰阴性菌C.都是厌氧菌D.都是好氧菌【答案】BD【解析】AB两项,亚硝化细菌和硝化细菌是⾰兰⽒阴性菌。
其⽣长速率均受基质浓度(NH3和HNO2)、温度、pH、氧浓度控制。
CD两项,亚硝化细菌和硝化细菌都是好氧菌,绝⼤多数营⽆机化能营养。
⼆、填空题1.亚硝化细菌和硝化细菌都是⾰兰______性菌,且全部是______氧菌。
【答案】阴;好【解析】亚硝化细菌和硝化细菌是⾰兰⽒阴性菌。
其⽣长速率均受基质浓度(NH3和HNO2)、温度、pH、氧浓度控制。
其全部是好氧菌,绝⼤多数营⽆机化能营养。
2.煮沸法是最原始的对⽔的消毒⽅法,煮沸可以直接破坏病源菌的______。
【答案】蛋⽩质【解析】⽔的消毒⽅法有煮沸法、加氯消毒、臭氧消毒、过氧化氢消毒、紫外辐射消毒、微电解消毒等。
其中煮沸法是最原始的⽅法,也是最简便有效的⽅法之⼀。
煮沸直接快速破坏病原菌的蛋⽩质,使其凝固发⽣不可逆变性。
3.紫外线辐射杀菌的机制有:______、______。
【答案】破坏蛋⽩质结构⽽变性;破坏核酸分⼦的结构【解析】紫外线辐射是⼀种物理⽅法,经过消毒的⽔化学性质不变,不会产⽣臭味和有害健康的产物。
紫外线辐射杀菌的机制为:①破坏蛋⽩质结构⽽变性;②破坏核酸分⼦的结构,如引起胸腺嘧啶形成胸腺嘧啶⼆聚体和DNA发⽣⽔合反应导致细菌死亡。
2化能异养型微生物:化能异养型微生物的能源和碳源都来自于有机物,能源来自有机物的氧化分解,ATP通过氧化磷酸化产生,碳源直接取自于有机碳化合物。
它包括自然界绝大多数的细菌,全部的放线菌、真菌和原生动物。
4原生动物:动物界中最原始的单细胞动物。
5适应酶:在细胞中合成量受效应物调控的酶。
如3半乳糖苷酶。
6厌氧消化:在无氧条件下,污泥中的有机物由厌氧微生物进行降解和稳定的过程。
7异养:不能直接把无机物合成有机物,必须摄取现成的有机物来维持生活的营养方式,叫做异养(Heterotroph)。
异养的相对是自养(Autotroph );植物基本上都是自养,动物基本上都是异养。
异养包括共生,寄生和腐生三种方式。
8活性污泥:由细菌、真菌、原生动物和后生动物等各种生物和金属氢氧化物等无机物所形成的污泥状的絮凝物。
有良好的吸附、絮凝、生物氧化和生物合成性能。
9污泥膨胀:活性污泥沉降性能变差的现象。
有非丝状菌性膨胀和丝状菌性膨胀两种,前者系因黏性物质大量积累而引起,后者系丝状菌异常增长而引起。
10 3 -氧化:脂酰CoA进入线粒体基质后,在脂肪酸 3 -氧化酶系催化下进行氧化分解,由于氧化是在脂酰基的3-碳原子上的发生的,故称 3 -氧化12菌丝体:由许多菌丝连结在一起组成地营养体类型叫菌丝体。
单一丝网状细胞称为菌丝,菌丝集合在一起构成一定的宏观结构称为菌丝体。
13恒化培养:一种在长时间内保持微生物指数生长的培养方法,可以连续加入新鲜的培养基,并连续去除溢流而使培养的体积保持恒定。
14生态平衡:生态系统处于成熟期的相对稳定状态,此时,系统中能量和物质的输入和输出接近于相等,即系统中的生产过程与消费和分解过程处于平衡状态。
(一个生物群落及其生态系统之中,各种对立因素互相制约而达到的相对稳定的平衡。
)15指示生物:对环境中的污染物或某些因素能产生非一般性反应或特殊信息的生物体。
它可以将受到的各种影响以不同症状表现出来,以此表征环境质量状况。
环境工程微生物学课后习题答案(周群英第四版)目录环境工程微生物学................................................................................... 错误!未定义书签。
绪论 (2)1、何谓原核微生物?它包括哪些微生物? (2)2、何谓真核微生物?它包括哪些微生物? (2)3、微生物是如何分类的? (2)6、写出大肠埃希氏杆菌和桔草芽孢杆菌的拉丁文全称。
(2)7、微生物有哪些特点? (2)第一章病毒 (2)第二章原核微生物 (7)1、细菌有哪几种形态?各举一种细菌为代表。
(7)2、细菌有哪些一般结构和特殊结构?它们各有哪些生理功能? (7)3、荚膜、粘液层、菌胶团和衣鞘 (7)第三章真核微生物 (12)第四章微生物的生理 (15)第五章微生物的生长繁殖与生存因子 (20)第六章微生物的遗传与变异 (28)第七章微生物的生态 (35)第八章微生物在环境物质循环中的作用 (40)第九章水环境污染控制与治理的生态工程及微生物学原理 (44)第十章有机固体废物与废弃的微生物处理及微生物群落 (48)第十一章有机固体废物与废气的微生物处理及其微生物群落 (54)1,何谓堆肥法,堆肥化和堆肥? (54)2,叙述好氧堆肥的机理。
参与堆肥发酵的微生物有哪些? (54)3,好氧堆肥的运行条件有哪些? (55)4,好氧堆肥法有几种工艺?简述各个工艺的过程。
(55)第十二章微生物学新技术在环境工程中的应用 (60)1. 酶制剂剂型有几种? (60)2. 何谓固定化酶和固定化微生物? (60)3. 酶和酶菌体固定化方法有哪几种?各用什么载体? (60)4. 固定化酶和固定化微生物有什么优点?存在什么问题? (60)5. 生物膜是固定化微生物吗?为什么? (60)6. 何谓表面活性剂?生物表面活性剂有哪几类? (60)7. 絮凝剂有几类?微生物絮凝剂在污水生物处理中起什么作用? (60)8. 叙述污水处理中微生物絮凝剂的作用原理? (60)9. 微生物制剂有哪些用途? (60)10. 有几种产氢微生物?它们是如何产氢的? (61)11. 请叙述微生物产氢电池的工作原理。
各章思考题第一章绪论1. 用具体事例说明人类与微生物的关系,为什么说微生物既是人类的敌人,更是我们的朋友?2. 为什么微生物能成为生命科学研究的“明星”?3. 为什么说巴斯德和柯赫是微生物学的奠基人?4.微生物有哪些特点?第二章病毒1、解释下列名词:病毒粒子、前噬菌体、溶源性。
病毒粒子:成熟的病毒感染单位,病毒复制的最后阶段,在宿主脂肪体细胞、血细胞和上皮细胞的核内复制,形成多边形和多角形的包含体,裸露或被囊膜包裹前噬菌体:整合在宿主基因组上的温和噬菌体的核酸溶源性:温和噬菌体DNA具有整合入宿主菌染色质DNA中的特性,成为与宿主菌共生的原噬菌体,能随宿主菌的染色质同步复制而传给子代,这种特性称为溶源性。
2、什么是病毒?病毒有哪些不同于其他微生物之处?(作业1)3、简述病毒的主要化学组成及其结构。
4、试用图示说明下列名词之间的关系:病毒粒子、核芯、衣壳、被膜。
(作业2)5、病毒有哪几种对称类型?每种对称类型病毒的形态是什么?试各举一例。
6、试以T系噬菌体为例说明病毒的增殖过程。
7、病毒是一种致病因子,也是一种具有遗传成分特点的因子,病毒的这种特性有什么生物学意义?(作业3)第三章原核微生物1、试根据细菌细胞结构的特点,分析并举例说明为什么它们能在自然界中分布广泛。
2、细菌、粘细菌、放线菌、霉菌、酵母在繁殖方式上各有什么特点?3、根据革兰氏阳性菌和阴性菌的细胞壁结构和化学组成,解释为什么革兰氏染色后G+呈紫色,G-呈红色?4、比较细菌和放线细群体培养特征的异同。
5、以产甲烷菌为例,总古细菌的特点及其与细菌的不同之处。
第四章真核微生物1、微生物由于个体微小一般都是以其群体形式进行研究或利用,这必然就要涉及到对微生物的培养。
能否找到一种培养基,使所有的微生物都能良好地生长?为什么?2、试结合微生物学实验课的内容,谈谈在选择、配制和使用培养基时应注意哪些方面的内容。
你们在实验中是如何做的?有何体会?3、试比较营养物质进入微生物细胞的几种方式的基本特点。
环境工程微生物学第一章病毒是没有细胞结构,专性寄生在活的敏感宿主体内的超微小微生物。
病毒的特点:没有细胞结构,专性寄生,超微小,在宿主细胞外则是不具生命特征的大分子物质,但仍有感染宿主的能力病毒的化学组成:蛋白质,核酸,类脂质和多糖。
病毒的结构:蛋白质衣壳,核酸内芯,被膜(囊膜)。
病毒的繁殖过程:吸附、侵入、复制与聚集、释放。
第二章细菌的细胞结构——所有的细菌均有如下结构:细胞壁、细胞质膜、细胞质及其内含物、拟核;部分细菌有特殊结构:芽孢、鞭毛、荚膜、黏液层、衣鞘及光合作用层片等。
细胞质内含物:核糖体、内含颗粒、拟核。
革兰氏染色法的步骤:涂布、初染、媒染、脱色、复染。
第三章原生动物:动物中最原始、最低等、结构最简单的单细胞动物。
原生动物的四个纲:鞭毛纲、肉足纲、纤毛纲、孢子纲。
其中鞭毛纲、肉足纲、纤毛纲三纲存在于水体和污(废)水生物处理构筑物中,并发挥重要作用。
在自然水体中,鞭毛虫喜在多污带和α-中污带中生活。
在污水生物处理系统中,活性污泥培养初期或在处理效果差时鞭毛虫大量出现,可作污水处理效果差时的指示生物。
变形虫喜在α-中污带或β-中污带的自然水体中生活,在污水生物处理系统中,则在活性污泥培养中期出现。
纤毛纲中的游泳型纤毛虫多数是在α-中污带和β-中污带,少数在寡污带中生活。
在污水生物中,在活性污泥培养中期或处理效果差时出现。
固着型的纤毛虫,尤其是钟虫,喜在寡污带中生活,钟虫类在β-中污带中也能生活。
它们是水体自净程度高、污水生物处理效果好的指示生物。
吸管虫多数在β-中污带,有的种也能耐α-中污带和多污带。
在污水生物处理效果一般时出现。
霉菌的菌落特征:1.菌落呈圆形、绒毛状、絮状或蜘蛛网状 2.比其他微生物的菌落都大,可蔓延至整个平板 3.霉菌菌落疏松,与培养基结合不紧第四章微生物要求的营养物质有水、碳素营养源、氮素营养源、无机盐及生长因子等。
根据微生物对各种碳素营养物的同化能力不同,可把微生物分为无机营养和有机营养两种;又由于能源的形式不同,可分为光能营养型和化能营养型。