湖南大学考研811环境工程微生物学与毒理学讲义.docx

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1、前言1（一）环境工程微生物部分4绪论4第一章非细胞结构的超微生物病毒5第一节病毒的一般特征及分类5第二节病毒的形态结构6第三节病毒的繁殖6第四节病毒的测定与培养7第五节病毒对物理、化学因素、抗生素的抵抗力7及在污水处理过程中的去除效果7第二章原核微生物10第一节细菌10第三章真核微生物17第一节原生动物17第二节微型后生动物17第三节藻类17第四节真菌17第四章 微生物的生理19第一节微生物的酶19第二节微生物的营养20第三节微生物的能量代谢24第五章微生物的生长繁殖与生存因子26第一节微生物的生长繁殖27第二节微生物的生存因子30第三节其他不利环境因子对微生物的影响31第四节微生物与微生物之

2、间的关系33第五节菌种的退化、复壮与保藏34第六章微生物的遗传和变异34第七章微生物的形态36第一节生态系统36第二节土壤微生物37第三节空气微生物生态38第四节水体微生物生态39第八章微生物在环境物质循环中的作用41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第十章污水深度处理和微污染水预处理的微生物学原理50第十一章有机固体废弃物与废气的微生物处理及微生物群落51第十二章微生物学新技术在环境工程中的应用54（二）对应重点习题讲解55一、填空题55二、是非题56三、名词解释57四、问答题60（三）环境毒理学部分讲义71绪论71第一章污染物在环境中的迁移和转化74第二章环境污染物在体

3、内的生物转运和生物转化76第三章环境污染物的毒作用及其影响因素81第四章环境毒理学的实验方法84第五章化学物质的毒理学安全性评价88第六章常见的化学致癌物的环境毒理学90第一节多环芳香烧91第二节芳香胺类化合物91第三节N-亚硝基化合物92第四节烷化剂93第五节黄曲霉毒素93第七章金属的环境毒理学95汞95铅96倍96镉错误!未定义书签。第八章农药的毒理学99第一节有机氯农药99第二节有机磷农药99第九章内分泌干扰物的环境毒理学101第十章 有害物理因素的环境毒理学102第一节环境噪声污染102第二节射频电磁辐射污染102第十一章大气的环境毒理学103第一节飘尘103第二节二氧化硫104第三节

4、一氧化碳104第四节氮氧化物105第十二章土壤污染的环境毒理学105第十三章 水污染的环境毒理学108（四）对应重点习题讲解109一、是非题109二、填空题110三、名词解释111四、简答题114前言对于每一个报考湖南大学环境工程的学弟学妹来讲，专业课150分是绝对不 能大意的，因为专业课150分比数学150分容易的多，所以只要能投入时间，背 诵熟练，就能够取得好成绩。当然你首先得知道专业课考试的教材，一般为南京大学出版的环境毒理学 第四版或者是最新版，以及环境工程微生物学，周群英主编，第二版、第三 版都可以。环境毒理学大多数院校都没有开课，所以很生疏，但是这都不是 问题，考试考的都是基本的知

5、识点，即使学过了，到了开始看的时候也基本忘的 差不多了，所以学过和没学过的起点差距并不大，多背多看，内容很熟悉了，考 试碰到不会的题目临时编也能编大部分分出来。只要时间投入足够多，每天持之 以恒的复习，必然会取得好分数。而环境工程微生物则相对熟悉，基本上每 个学校都会开课，同样不能应为学过就看的少，我们微生物是大二学的，看的时 候就跟没学过一样，而且微生物这本书的内容要比毒理学多，千万不能掉以轻心。复习建议：前期工作，建议在暑假做，最迟9月初一定要过一遍课本，跟着 大纲和此书的重点知识点看，有一个整体轮廓，这个阶段书看的细一点，就好比 17年毒理学考的我国过去使用超过60%的农药是什么，其毒作

6、用机理是什么， 我相信考试前有机磷有机氯农药的毒作用机理大家都知道，但题目这么出，就在 第五版的书的第147页第一段的一句话，没看过或者忘了的人5分就没了。然后 对照真题，抠出真题中出现过的知识点，在课本上做出标记。在整理过程中，你 自己就会发现重点和常考点。对于微生物来说也是如此，方法都是一样的，只要 肯下功夫，你就会成功。千万不要大意，专业课一般都会压分，像今年90多100出点头的就很多， 但是高分也有的，而且大部分还不是本校的，所以当你所用的时间比别人多时， 你就会成功，你就会比别人多几十分。最后关于学硕和专硕，二者在湖大的培养方案里几乎没有区别，关于读博的 话，听老师说只要博导要你，也

7、没区别，导师要不要你还是看你对科研的态度和 水平，今年考试结果来看，学硕专硕的分数段是基本一样的，只是学硕实招13 个，专硕实招42个才显得专硕分数低，明年的话建议看推免多少人再结合自身 水平报考，推免结果一般湖大十月初就出来了，正好整个十月份都是报名的时间， 所以先复习着，等结果出来再报。主要题型811环境毒理学与环境工程微生物综合考试的题型主要有六种，分别为是非 题、填空题、简答题、问答题和实验题，其中是非题一般出自微生物，毒理学也 很常见，今年的是非题就是来源于微生物。1 .是非题一般为10分，一共有10题，这部分主要考察我们对于基本概念、基本原理 和基本方法的掌握。考察的知识点比较细，

8、对于这部分，我们必须把每年的真题 弄懂，同时，我们必须全面掌握教材。是非题是全面考察我们知识面的一种题型。 考试时候容易得分，省时间。2 .填空题填空题一般为每个空一分，总分有30分。该题型题量适中，每空一般为1 分，考察知识点较细，也基本属于客观性试题。本题型主要是考察学生对基本概 念、基本原理、基本方法的掌握，答案在书本上都可以找到，但是有时候还得靠 自己的积累，有的时候找不到。而且近几年有将之前考过的简答题、论述题的答 案改为填空题的趋势。3 .名词解释该题型一般为每门课程3到5题，总分在25到30之间。这部分主要考察我 们对于基础知识和基本概念的掌握，复习的时候你会发现常考的也就那么几

9、个知 识点，但18年更新的较多将近一半，且都是以英语缩写的形式出现，需要学弟、 学妹们多多注意，在复习时要有自己的想法。4 .简答题与问答题毒理学微生物学都有，基本每个5题，也很容易得分，主要是考察的很细， 只要你掌握的全面，字迹工整，就可以拿高分。简答题要以课本为依据，适当扩 展。今年的简问答题出的比较偏，毒理学还在里面出了一个怎样抓老鼠的实验题， 所以书本一定要仔细看。5 .实验题实验设计题每年1到2道题目，今年毒理学考了急性毒性实验，微生物实验题往 年有类似的，答题思路差不多。这部分复习要注意实验步骤的掌握，每个实验都 要看，记住主要方面就可以。该讲义中的所涉及到的书籍为：环境工程微生物

10、学（周群英）第三版环境毒理学（孔志明）第四版（一）环境工程微生物部分绪论微生物：是肉眼看不见的、必须在电子显微镜或光学显微镜下才能看见的所有微 小生物的总称。微生物的分类：为了识别和研究微生物，将各种微生物按其客观存在的生物属性 （如个体形态及大小、染色反应（革兰氏阴、阳性菌）、菌落特征、细胞结构（有、 无细胞结构，无细胞结构又可分为病毒和非病毒）、生理生化反应、与氧的关系 （厌氧、好氧、兼性）、血清学反应等）及他们的亲缘关系分类。原核微生物：核很原始，发育不全，只是DNA链高度折叠形成的一个核区，没 有核膜，核质裸露，与细胞质没有明显的界线，叫拟核或似核。原核微生物没有 细胞器，只有由细胞质

11、膜内陷形成的不规则的泡沫结构体系。不进行有丝分裂。 原核微生物包括：古菌、细菌、蓝细菌、放线菌、立克次氏体、支原体、衣原体 和螺旋体。真核微生物：有发育完好的细胞核，核内有核仁和染色质。其有核膜将细胞核和 细胞质分开，使两者有明显的界线。有高度分化的细胞器，进行有丝分裂。真核微生物包括：除蓝细菌以外的藻类、酵母菌、霉菌、伞菌、原生动物、微型 后生动物。微生物的特点：个体极小、分布广，种类繁多、繁殖快、易变异第一章非细胞结构的超微生物病毒第一节病毒的一般特征及分类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。他们 只具有简单的独特结构，可通过细菌过滤器。一、病毒的特点病毒大多在0

12、.2pm以下，在光学显微镜下看不见，必须在电子显微镜下方可 看见，病毒没有合成蛋白质的机构核糖体，也没有合成细胞物质和繁殖所必 备的酶系统，不具独立代谢能力，必须专性寄生在活的敏感宿主细胞内，依靠宿 主细胞合成病毒的化学组成和繁殖新个体。二、病毒的分类病毒是根据病毒的宿主、所致疾病、病毒粒子大小、病毒的组成和结构、核 算类型、复制的模式、有无被膜等进行分类。根据专性宿主分类:有动物病毒、植物病毒、细菌病毒（噬菌体）、放线常病毒 （噬放线菌体）、藻类病毒（噬藻体）、直菌病毒（噬真菌体）。动物病毒寄生在人体和动物体内引起人和动物疾病，如人的流行性感冒、水痘、 麻疹、腮腺炎、乙型脑炎、普髓灰质炎、甲

13、型肝炎、乙型肝炎等。引起动物疾病 的有:家禽、家畜的瘟疫病及昆虫的疾病。植物病毒寄生在植物体内引起植物疾病，如烟草花叶病、番茄丛矮病、马铃薯退 化病、水稻萎结病和小麦黑槿病等。噬菌体寄生在细菌体内引起细菌疾病,1917年D.Herelle在人的粪使中发琪噬菌 体。大肠杆菌体（coliphages）广泛分布在废水和被粪便污染的水体中。按核酸分类:有DNA病毒（除细小病毒组的成员是单链DNA外.真余所有的 病毒都是双链DNA ）和RNA病毒（除呼肠孤病毒组的成员是双键RNA外,其余所 有的病毒都是单链RNA）O三、类病毒和玩病毒类病毒是比病毒更加小的致病感染因子，肮病毒是一种引起牛羊疾病的感染 因

14、子（蛋白样感染颗粒）。第二节病毒的形态结构病毒是大小一纳米计，病毒的直径通常在10-300nm之间，有的达400nm。 病毒的化学组成有蛋白质和核酸，个体大的病毒如痘病毒，除含蛋白质和核酸外， 还含有类脂质和多糖。病毒没有细胞结构，却有其自身特有的结构，蛋白质衣壳 和核酸内芯，两者构成核衣壳。完整的具有感染力的病毒体叫病毒粒子。 动物病毒形态主要为球形、卵圆形、砖形；植物病毒主要形态主要为杆状、丝状、球状；其体内类病毒和拟病毒值含RNA 无蛋白质；噬菌体主要形态为蝌蚪状、丝状。病毒的化学组成有蛋白质和核酸，个体大的还有脂质和多糖。 整个病毒分为两部分：蛋白质衣壳和核酸内芯。类病毒和拟病毒只具有

15、RNA,不具有蛋白质。蛋白质的功能：保护病毒使其免受环境因素的影响。决定病毒感染的特异性，使病毒与敏感 细胞表面特定部位有特异亲和力、病毒可牢固的附着在敏感细胞上。病毒蛋白质 还有致病性、毒力和抗原性。根据蛋白质衣壳和蛋白排列不同，使病毒有三种对称型：立体对称型（20 面体）、螺旋对称型（烟草花叶病毒）、复合对称型（大肠杆菌T系噬菌体） 病毒核酸的功能是：决定病毒遗传、变异和对敏感宿主细胞的感染力。第三节病毒的繁殖病毒的繁殖过程分为四步：吸附、侵入、复制与聚集、释放。噬菌有毒性噬菌体和温和噬菌体两种类型。侵入宿主细胞后，随即引起宿主 细胞裂解的噬菌体称作毒性噬菌体。毒性噬菌体被看成正常表现的噬

16、菌体。温和 噬菌体则是：当它侵入宿主细胞后，其核酸附着并整合在宿主染色体上，和宿主 的核酸同步复制，宿主不裂解而继续生长，这种不引起宿主裂解的噬菌体成为温 和噬菌体。含有温和噬菌体核酸的宿主细胞被称作溶原细胞，溶原细胞内的温和噬菌体 核酸称为原噬菌体或前噬菌体。原噬菌体随宿主细胞分裂给子代细胞，子代细胞 也称作溶原细胞，所以溶原性是遗传性。原噬菌体本无感染性，但一旦脱离溶原 性细菌染色体后可恢复复制能力并引起宿主细菌裂解并放出成熟的毒性噬菌体 （溶原性会发生变异，可自发可诱发）。第四节病毒的测定与培养病毒的测定：样品中病毒数量可用病毒颗粒计数法、间接计数法或感染效价 法进行测定。病毒的培养特征

17、：病毒在液体培养基中的培养特征、病毒在固体培养基中的 培养特征。一、病毒在液体培养基中的培养特征将噬菌体的敏感细菌接种在液体培养基中，经培养后敏感细菌均匀分布在 培养基中而使培养基浑浊。然后接种噬菌体,敏感细菌被噬菌体感染后发生菌体 裂解，原来浑浊的细菌悬液变成透明的裂解溶液。二、病毒在固体培养基中的培养特征将噬菌体的敏感细菌接种在琼脂固体培养基上生长形成多个菌落，当接种稀 释适度的噬菌体悬液后引起点性感染，在感染点上进行反复的感染过程.宿主细菌 菌落就一个个地被裂解成一个个空斑，这些空斑就叫噬菌斑。病毒的培养基：病毒是专性寄生在活的敏感宿主细胞内才能生长繁殖的徽生物.因此，病毒的 培养基要求

18、苛刻，专一性强。其敏感细胞要具备如下条件:（1）必需是活的敏感动物 或是活的敏感动物组织细胞;能提供病毒等附着的受体;敏感细胞内没有破坏 特异性病毒的限制性核酸内切酶，病毒进入细胞就可生长繁殖。动物病毒的培养方法有：动物接种、鸡胚接种和组织培养技术。所谓空斑是指原代或传代单层细胞被感染后，一个个细胞被病毒蚀空成空斑（亦 称蚀斑），一个空斑表示一个病毒。所谓病毒是滴度是指能产生培养管中50%的CPE（细胞病理效应）的最高病毒稀 释度（即最少的病毒量），称为TCLD50（组织培养感染剂量）。第五节病毒对物理、化学因素、抗生素的抵抗力及在污水处理过程中的去除效果对病毒影响最大的物理因素是温度、光和干

19、燥度(既是有利因素也是抑制因 素)。1 .温度对病毒影响最大的物理因素是温度、光和干燥。在宿主细胞外的病毒大多数 在55-65C范围内不到lh被灭活。而脊髓灰质炎病毒中有抗热变异株.可在75c 温度下生存。并且抗热的病毒在衣壳破裂后有感染性的RNA释放出来,一般情 况下，高温使病毒的核酸和蛋白质衣壳受损伤，高温对病毒蛋白质的灭活比对病毒 核酸的灭活要快。蛋自质的变性作用阻碍了病毒吸附到宿主细胞上，削弱了病毒 的感染力。但是，环境中的蛋白质和金属阳离子(如Mg?。可保护病毒免受热的破 坏,粘土、矿物、和土壤也有保护病毒免受热的破坏作用。低温不会灭活病毒,通常在-75C保存病毒。天花病毒在鸡胚膜中

20、冰冻15年仍 存活，经冷冻真空干燥后可保存数月至数年。2 .光及其他辐射(1)紫外辐射旧光中的紫外辐射和人工制造的紫外辐射均具有灭活病毒的作 用。其灭活的部位是病毒的核酸，使核酸中的喀咤环受到影响，形成胸腺喀咤二聚 体(即在相邻的胸腺喀咤残基之间形成共价键)。尿喀咤残基的水合作用也会损伤 病毒。(2)可见光:在天然水体和氧化塘中,日光对肠道病毒有灭活作用，在低浊度 (Jack区n浊度单位：1.7JTU)的水中，当平均光强2.7J/(cm2min),平均温度26 时,30%的脊髓灰质炎I型病毒在3 h内被灭活。在氧气和染料存在的条件下，大多 数肠道病毒文寸可见光很敏感而被杀死，这叫“光灭活作用”

21、;染料附着在核酸中催化 光氧化过程，引起病毒灭活，(3)离子辐射:X射线、丫射线也有灭活病毒的作用。3 .干燥在医院的环境中,到处都可能存在病毒，如载玻片、陶瓷、乙烯地板和不锈钢 器具、衣服等表面可长期存留病毒。大环境中的气溶胶、灰尘、土壤及于污泥中 (病毒在土壤在含水量低于10%或污泥含量大于65%被迅速灭活或毒性迅速降 低，因其干燥使病毒RNA释放出来后裂解）也存在病毒。无被膜的病毒（气溶 胶化）在相对湿度（RH）较高时存活较好，而有被摸的病毒在RH较低的条件 存活较好。病毒对化学因素的抵抗力:病毒的灭活有体内灭活和体外灭活之分。体内灭活的化学物质有抗体和干扰素，抗体是病毒侵入有机体后,由

22、机体产生的 一种特异蛋白质，用以抵抗入侵的外来病毒，入侵的病毒是抗原，而产生的特异蛋 白是抗体。干扰素是宿主抵抗人侵的病毒而产生的一种糖蛋白，它进而诱导宿主 产生一种抗病毒蛋白将病毒灭活,干扰素起间接作用。体外灭活的化学物质有:酚、低渗缓冲溶液（灭活蛋白质外壳）；甲醛、亚硝酸、 氨（灭活核酸）；醛类、十二烷基硫酸钠、氯仿、去氧胆酸钠（溶解被膜，可检 验有无被膜，有则对其敏感，无则不敏感）；氯（或次氯酸、二氧化氯、漂白粉）、 澳、碘、臭氧、乙醇、强酸、强碱、pH及其他氧化剂等（外壳核酸均灭活）； 抗生素（不同病毒对不同抗生素耐受性不同）。病毒一般对酸性环境不敏感，对高pH敏感，因为高pH会破坏蛋

23、白质衣壳 和核酸。当pH达到11以上会严重破坏病毒。环境中影响病毒活性的物理性因素：温度、湿度、形态、紫外等辐射、风速 等。污水处理分一级、二级、和三级处理。其中一级处理可以去除约30%的病毒，二 级处理去除病毒率在90-99%,三级处理可使病毒的滴度常用对数值下降4-6.第二章原核微生物第一节古菌微生物学家根据rRNA的不同，将所有生物划分为三大域：古菌域、细菌域 与真核生物域。古菌和细菌同属原核生物。按照生活习性古菌可分为三大类型：产甲烷菌、酸热嗜酸菌和极端嗜盐菌。第二节细菌细菌（Baclena）有四种形态:球状、杆状、螺旋状和丝状，分别叫球菌、杆菌、 螺旋菌和丝状菌。球菌有单球菌、双球菌

24、；排列不规则的有四联球菌（垒叠）、甲烷八叠球菌（立 方体、链状）。杆菌有单杆菌、双杆菌和链杆菌。螺旋菌呈螺旋卷曲状，螺纹不满一圈的叫弧菌。细菌的大小：细菌的大小以|jm计。多数球菌的大小（直径）为0.52.0|um。杆菌量其长与 宽度，杆菌的大小（长x宽）为（0.5X （l-5）pmo螺旋菌量其宽度与弯曲长 度。它们的大小为（0.25-L7）|jmX（2-6（）jm。超微细菌（纳米细菌）体积不到 0.08pm3可通过0.2pm滤膜。细菌的细胞结构：细菌为单细胞结构。所有的细菌均具有如下结构：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：芽抱、鞭毛、荚膜、粘液层、衣鞘及光合作用

25、层片。细胞壁是包围在细菌体表最外层的、坚韧而有弹性的薄膜。细胞壁的化学组成与结构：细菌分为革兰氏阳性由和革兰氏阴性常两大类，两者的化学组成和结构不 同。革兰氏阳性菌的细胞壁厚，其厚度为20-80nm,结构较简单，含肽聚糖（包括三种 成分:D一氨基酸、胞壁酸和二氨基庚二酸）、磷壁酸（质）、少量蛋白质和脂肪。 革兰氏阴性菌的细胞壁较薄.厚度为10nm,其结构较复杂，分外壁层和内壁层，外壁 层又分三层:最外层是脂多糖，中间是磷脂层.内层为脂蛋白，内壁层含肽聚糖,不 含磷壁酸.革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌细胞壁化学组成的区别见表1.2-1 o由表 可知;革氏阳性菌含大量的肽聚糖，独含磷壁酸，不含脂多糖。

26、革兰氏阴性菌含极少 肽聚糖.独含脂多糖，不含磷壁酸。两者的不同还表现在各种成分的含量不同.尤其 是脂肪的含量最明显，革兰氏阳性菌含脂肪量为1% 4%,革兰氏阴性菌含脂肪量 为11%-22%。组胞壁结构详见图：细的壁厚度/nm肽聚糖/%碟量底/%脂多樵/%蛋白质/%脂肪/%革兰氏阳性菌20-8040-90+-约201-4革兰氏阴性菌1010-十约6011 -22细菌细胞壁的生理功能：（1）保护原生质体免受渗透压引起的破裂；（2）维持细菌的细胞形态；（3）细胞壁是多孔分子筛，阻挡某些分子进入和保留蛋白质在间质（革兰 氏阴性菌细胞壁和细胞质之间的区域）；（4）细胞壁为鞭毛提供支点，使鞭毛运动。原生质

27、体包括细胞质膜、细胞质及其内含物、拟核。细胞质膜是紧贴在细胞壁的内侧而包围细胞质的一层柔软而富有弹性的薄膜。细胞质膜的生理功能：（1）维持渗透压的梯度和溶质的转移；（2）细胞质膜上有合成细胞壁和形成横膈膜组分的酶，故在膜的外表面合 成细胞壁（3）膜内陷形成的中间体含有细胞色素，参与呼吸作用（4）细胞质膜上进行物质代谢和能量代谢（5）细胞质膜上有鞭毛基粒，鞭毛由此长出，即为鞭毛提供附着点。细胞质内含拟核、核糖体、内含颗粒（贮藏颗粒）等细胞质是在细胞质膜以内，除核物质以外的无色透明、粘稠的复杂胶体。一、荚膜(1)荚膜是指一些细菌在其细胞表面分泌的一种粘性物质，把细胞壁完全 包围封住，这层粘性物质就

28、叫荚膜，高碳氢比以及强通气条件有利于好氧菌荚膜 形成。(2)荚膜的化学组成；荚膜的含水率在90%-98%,有些细菌荚膜含多糖， 炭疽杆菌含多肽。巨大芽抱杆菌的荚膜由多糖组成网状结构，其间隙镶嵌以D- 谷氨酸组成的多肽，有的荚膜含脂质或脂质蛋白复合体。(3)荚膜的功能：具有荚膜的S型肺炎链球菌毒黎强，有助于肺炎链球 菌侵染人体荚膜保护致病菌免受宿主细胞的吞噬，保护细菌免受干燥的影响 当缺乏营养时，荚膜可被用作碳源和能源，有的荚膜还可用作氮源废水生物处 理中的细菌荚膜有生物吸附作用。二、黏液层有些细菌不产荚膜，其细胞表面仍可分泌黏性的多糖，疏松的附着在细菌细胞壁 表面上，与外界没有明显的边缘，这叫

29、黏液层。其在废水生物处理中有生物吸附 作用、曝气时气的搅动和水的冲击力易把细菌黏液冲入水中，增加水中有机物， 它可被其他微生物利用。三、菌胶团有些细菌是由于其遗传特性决定，细菌之间按一定的排列方式互相黏集在一起， 被一个公共荚膜包围形成一定形状的细菌集团，叫做菌胶团。荚膜、黏液层和衣鞘对染料的亲和力极低，很难着色，都用负染色法染色。四、芽抱某些细菌在他的生活史中的某个阶段或某些细菌在他遇到外界不良环境时，在其 细胞内形成一个内生包子叫芽抱，所有芽抱都可以抵抗外界不良环境。芽胞的特点：1 .芽抱的含水率低,38%-40%。2 .芽抱壁厚而致密,分三层:外层是芽抱外壳,为蛋白质性质。中层为皮层，由

30、肽聚 糖构成,含大量2, 6-毗咤二竣酸，内层为抱子壁，由肽聚糖构成.包围芽抱细胞质 和核质。芽也萌发后胞子壁变为营养细胞的细胞壁。3 .芽胞中的2,6比咤而竣酸含量高,为芽抱干重的5%-15%o 口比咤二拨酸以钙盐形 式存在，钙含量高.在营养细胞和不产芽泡的细菌体内未发现2.6邛比咤二拨酸，芽胞 形成过程中26邛比淀二竣酸随即合成，芽抱就具有耐热性，芽泡萌发形成营养细胞 时26邛比咤二竣酸就消失，耐热性就丧失。4 .含有耐热性酶。芽泡由于有以上四个特点，使芽硝对不良环境如,高温、低温、干燥、光线和化学 药物有很强的抵抗力，细菌的营养细胞在70-8（TC时lOmin就死亡，而芽抱在 120-1

31、40的还能生存几小时，营养细胞在5%苯酚溶液中很快死亡，芽抱却能存活 15 d,芽硝的大多数酶处于不活动状态,代谢活力极低，所以，芽抱是抵抗外界不良 坏境的休眠体。芽抱不易着色，但可用孔雀绿染色。五、鞭毛由细胞质膜上的鞭毛基粒长出穿过细胞壁伸向体外的一条纤细的波浪状的丝状 物叫鞭毛，分为端生和周生，有鞭毛的细菌都能运动，没的一般不能运动，少数 可靠滑动运动。六、衣鞘水生境中的丝状菌有衣鞘，其表面黏液层或荚膜硬质化形成一个透明坚韧的空壳 即为衣鞘。细菌的培养特征：细菌的培养特征有多种；组菌在固体培养基上的培养特征；细菌在半固体培 养中的培养特征；细菌在明胶培养基中的培养特征；细菌在液体培养基中的

32、 培养特征。以上培养特征均可用以鉴定细菌,或判断细高的呼吸类型和运动性。 菌落是由一个细菌繁殖起来的，由无数细菌组成具有一定形态特征的细菌集团。 菌落表面的特征有：（1）表面特征；（2）边缘特征；（3）纵剖面特征。菌苔是细菌在斜面培养基接种线上长成的一片密集的细菌菌落。细菌在半固体培养基中的培养特征可依据如下生长状况判断细菌呼吸类型：如果细菌在培养基的表面及穿刺线 的上部生长者为好氧菌。沿穿刺线自上而下生长者为兼性厌氧菌或者兼性好氧 菌。如果只在穿刺线的下部生长者为厌氧菌。根据如下生长状况判断细菌是否运动：如果只沿着穿刺线生长者为没有鞭 毛、不能运动的细菌；如果不但沿着穿刺线生长而且穿透培养基

33、扩散生长者为有 鞭毛、能运动的细菌。细菌的物理化学性质细菌表面电荷和等电点：(1)细菌体含有50%以上的蛋白质.蛋白质由20种氨基酸按一定的排列顺 序由肽键连接组成,氨基酸是两性电解质，在碱性溶液中表现出带负电荷,在酸性 溶液中表现出带正电荷，在某一定pH.溶液中，氨基酸所带的正电荷和负电荷相等 时的PH.称为该氨基酸的等电点。培养液PH比等电点高，细菌带负电，反之带 正电。可通过对染料的着色性、对阴阳离子亲和性以及电泳测等电点。革兰氏阳 性菌等电点约PH2-3,阴性菌约PH4-5, PH3-4为革兰氏染色不稳定性菌。(2)细菌的染色原理和染色方法染色方法有两大类：简单染色方法和复合染色法。简

34、单染色法使用一种染料染菌 体，目的是为了增加菌体与背景的反差，便于观察。复合染色法使用两种染料染 色，以区别不同细菌的革兰氏染色反应或抗酸性染色反应，或将菌体和某一结构 染成不同颜色，以便观察。革兰氏染色法：步骤：1 .在无菌操作条件下.用接种环挑取少量细菌于干净的载玻片上涂布均勾，固 定。2 .用草酸镀结晶紫染色Imin,水洗去掉浮色。3 .用碘-碘化钾溶液媒染1 min,倾去多余溶液。4 .用中性脱色剂如乙酸或丙酮脱色，革兰氏阳性菌不被褪色而呈紫色,革兰氏 阴性菌被褪色面呈无色。5 .用番红染液复染Imin,革兰氏阳性菌仍呈紫色,革兰氏阴性菌则呈垣红色。 革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌即被区别

35、开。革兰氏染色的机理：(1)革兰氏染色与细胞等电点有关：已知革兰氏阳性菌的等电点为pH为23, 革兰氏阴性菌的等电点为pH45.可见，革兰氏阳性菌的等电点比革兰氏阴性菌 的等电点低，说明革兰氏阳性菌带的负电荷比革兰氏阴性菌多。它与草酸铉结晶 紫的结合力强，用碘-碘化钾媒染后，两者的等电点均得到降低，但革兰氏阳性 菌的等电点降低得多，故与草酸铉结晶紫结合得更牢固，对乙醇脱色的抵抗力更 强。它的菌体与草酸镂结晶紫、碘-碘化钾的复合物不被乙醇提取，呈紫色。而 革兰氏阴性菌与草酸镀结晶紫的结合力弱，其菌体与草酸镂结晶紫、碘-碘化钾 的复合物很容易被乙醇提取而呈现无色。(2)革兰氏染色与细胞壁有关：通过

36、电子显微镜对细胞壁的观察及对细胞壁 化学组分分析，得知革兰氏阳性菌的脂类物质的含量很低，肽聚糖的含量高。革 兰氏阴性菌相反，它的脂类含量高，肽聚糖含量很低，因此用乙醇脱色时，革兰 氏阴性菌脂类物质被乙醇溶解，增加细菌细胞壁的孔径及其通透性，乙醇很易进 入细胞内将草酸钱结晶紫、碘=碘化钾复合物提取出来，使菌体呈现无色。革兰 氏阳性菌由于脂类物质含量极低，而肽聚糖含量高，乙醇既是脱色剂又是脱水剂, 使肽聚糖脱水缩小细胞壁的孔径，降低细胞壁的通透性，阻止乙醇分子进入细胞, 草酸镂结晶紫和碘-碘化钾的复合物被截留在细胞内而不被脱色，仍呈现紫色。细菌悬液在培养基中呈现两种状态S (smooth)型和R

37、(rough)型，S型稳 定，其细菌亲水，均匀分布于培养基，常态不凝聚，在高浓度电解质条件下凝聚; 而R型为强电解质，不稳定易凝聚、沉淀，培养基很清澈。污水处理时为使悬 液易沉淀应使用R型菌或在S型菌中添加强电解质。悬液浑浊度：菌体呈半透明状态，光线照射时部分透过部分折射，因悬液浑 浊可通过测其浊度间接测定菌的数量。多相胶体：细菌的细胞中含多种蛋白，成分、功能不同，因而细胞质是多相 胶体，各相可同时吸收不同物质，进行不同生化反应，因而细菌体内同时进行多 种生化反应。比表面积：单位体积的菌体比表面积巨大，这有利于细菌的吸附和吸收营养 物质，也有利于排泄代谢产物，使其生长繁殖快。第三节蓝细菌蓝细菌

38、的形态有的为单细胞，呈杆状和球状。有许多的由多个细胞黏集成的聚合 体，呈丝状。蓝细菌的细胞属原核细胞。可做水体富营养化的指示生物放线菌因在固体培养基上呈辐射状生长而得名。大多数放线菌为腐生菌，有 共生菌，链霉菌属中很多种产生抗生素，在废水活性污泥法处理中，出现过由诺 卡氏菌属的某些种引起的活性污泥丝状膨胀和起泡现象。放线菌的菌体由纤细的、长短不一的菌丝组成，菌丝分支，为单细胞，菌丝 体可分为三类：营养菌丝、气生菌丝、狗子丝。抱子丝的形状和在气生菌丝上的 排列方式，随菌种的不同而异，是种的特征，是分类鉴定的依据之一。放线菌的 革兰氏染色反应，除枝动菌属为革兰氏阴性菌以为，其余全部放线菌均为革兰氏

39、 阳性菌。菌落形态：一个电子或一段营养菌丝生长繁殖出许多菌丝，并相互缠绕而成, 有的质地紧密表面呈绒状或密实干燥多褶皱，有的呈白色粉末状质地松散易被挑 取。立克次氏体营寄生生活，多寄生在节肢动物体内。支原体是自由生活的最小原核微生物，没有细胞壁，只具有细胞质膜，细胞 无固定形态。衣原体：球形，染色显革兰氏阴性，化学组分与革兰氏阴性菌相似，细胞壁 为含胞壁酸的外模。螺旋体是一种形态和运动机理独特的细菌，无鞭毛。第三章真核微生物第一节原生动物原生动物是动物中最原始、最低等、结构最简单的单细胞动物。原生动物的营养类型：全动性营养、植物性营养、腐生性营养原生动物可以分为四个纲：有鞭毛纲、肉足纲、纤毛纲

40、和狗子纲。因吸管纲 幼虫有纤毛，现将原有的吸管纲并入纤毛纲。原生动物的胞囊：胞囊是抵抗不良环境的一种休眠体。所有原生动物在污水处理过程中都起指示作用，一旦形成胞囊，就可以判断 污水处理不正常。第二节微型后生动物原生动物以外的多细胞动物叫后生动物。因有些后生动物形体微小，要借助 光学显微镜方可看清楚，故叫微型后生动物。如轮虫、线虫、寡毛虫、浮游甲壳 动物、苔辞动物、水蛆等。轮虫是寡污带和污水处理效果较好的指示生物，由于他们吞噬游离细菌，所 以可起到提高处理效果的作用。但在污水处理过程中，有时候会出现猪叨轮虫大 量生长繁殖的现象，一旦他们大量繁殖起来就会将活性污泥蚕食光，造成污水处 理失败，为避免

41、此类现象发生，可以通过停止曝气，制造厌氧环境抑制其生长。线虫有好氧和兼性厌氧的，兼性厌氧者在缺氧时大量繁殖，线虫是水质净化 程度差的指示生物。第三节藻类蓝藻（蓝细菌）因形体小，细胞结构简单，没有核膜，没有特异化的细胞器, 也没有有丝分裂，属于原核微生物，故把它列入细菌域。除蓝藻以外的藻类都是 真核微生物。真核藻类具有叶绿体，有叶绿素a,b,c,d, P-胡萝卜素，叶黄素等。 多为光能自养型，进行光合作用，少数营腐生，极少数共生，生长要求阳光，最 适PH6-8,生长pH为4-10,绝大多数中温性，也有耐极热极寒的，有无性生殖 也有有性生殖。第四节真菌真菌属于低等植物，种类繁多，形态、大小各异，包

42、括酵母菌、霉菌及各种 伞菌。真菌属于真核微生物，有单细胞和多细胞之分。酵母菌、霉菌和食用菌在 有机废水生物处理和有机固体废物生物处理中都起到积极作用。酵母菌是单细胞真菌。有发酵型和氧化型两种。其形态有卵圆形、圆形、圆 柱形和假丝状。酵母菌的培养特征：1 .在固体培养基上的培养特征将酵母菌接种在固体培养基上，给以合适的环境条件,经过培养一定时间后，在固 体培养基表面上长出表面湿润而光滑的酵母菌落，其颜色通常有白色和红色（如黏 红酵母）,有黏性，培养时间久后菌落表面转为干操，并呈褶皱状。菌落大小和细菌 差不多。2 .酵母菌在液体培养基中的生长特征不同种的酵母菌表现不一样，有的酵母菌在培养基液面上形

43、成薄膜,有的酵母菌产 生沉淀沉在瓶底。，发酵型的酵母菌产生二氧化碳气体使培养基表面充满泡沫。霉菌分为腐生和寄生。木霉对难降解的纤维素和木质素分解能力较强。霉菌 可发酵饲料，生产农药，镰刀霉分解无机氟化物的能力强，对废水中氧化物的去 除率达90%以上。霉菌是由分支的和不分支的菌丝交织形成的菌丝体，整个菌丝体分为两部分: 即营养菌丝和气生菌丝.营养菌丝伸入培养基内或匍匐蔓生在培养基的表面，摄取 营养和排除废物。气生菌丝生长在培养基上方的空气中，长出分生抱子梗和分生 抱子,霉菌的菌丝直径约在显微镜下放大100倍清晰可见.放大400倍则 细胞内部结构也能看见。霉菌借助有性抱子和无性抱子繁殖，也可借助菌

44、丝的片段繁殖，又它的顶端 延伸分支而生成新的菌丝体。霉菌的菌落特征：用接种环挑取霉菌的分生抱子或一段营养菌丝或气生菌丝接种在固体培养 基上，置于一定温度的培养箱中培养即可长出霉菌的菌落。霉菌的菌落呈圆形、 绒毛状、絮状或蜘蛛网状。比其他微生物的菌落都大，长得很快可蔓延至整个平 板。不同霉菌的抱子有不同形状，结构和颜色，可使各种霉菌菌落呈现不同结构 和色泽。霉菌可产生水溶性色素和非水溶性（脂溶性）色素。水溶性色素可溶于 培养基中使菌落背面呈现颜色。霉菌菌落疏松，与培养基结合不紧，用接种环很 易挑取。多细胞菌丝体（多数）和单细胞菌丝体（少数）在显微镜下的区别：多：有 横膈膜将一根长菌丝分隔成一段一

45、段的，每段含有细胞质和一个或多个核。单： 无横膈膜，整个分枝的菌丝体。第四章微生物的生理第一节微生物的酶现代科学认为，酶是由细胞产生的，能在体内或体外起催化作用的一类具有 活性中心和特殊构像的生物大分子，包括蛋白质类酶和核酸类酶。酶的组成：从化学成分来看，酶可以分为单成分酶和全酶两类。前者只含蛋 白质，而全酶除了蛋白质外，还要结合一些被称为辅基或辅酶的热稳定的非蛋白 质小分子有机物或金属离子，全酶一定要在酶蛋白和辅酶或辅基（与酶蛋白结合 紧的为辅酶不紧的为辅基）同时存在时才起作用，单独存在无催化作用。酶的组成形式：单成分酶由酶蛋白组成，如水解酶等。全酶中各组分有不同的功能，酶蛋白起催化生物化学

46、反应加速进行的作用， 辅基和辅酶起传递电子、原子和化学基团的作用；金属离子除传递电子外还起激 活剂的作用。一般蛋白质只有三级结构，只有少数蛋白质才具有四级结构。一级结构是指 多肽链本身的结构。二级结构是由多肽链形成的初级空间结构，由氢键维持其稳 定性，三级结构是在二级结构基础上多肽链进一步弯曲盘绕形成的复杂构型，由 氢键、盐键、以及疏水键等维稳。酶蛋白的四级结构是由几个或几十个亚基形成。酶的活性中心是指酶的活性部位，是酶蛋白分子中直接参与和底物结合，并 与酶的催化作用直接有关的部位。它是酶行使催化功能的结构基础酶的活性中心有两个功能部位，一个是结合部位，一个是催化部位。酶的分类：（1）根据催化

47、反应类型分类：氧化还原酶类、转移酶类、水解 酶类、裂解酶类、异构酶类和合成酶类。（2）按酶的作用底物不同命名：淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶、纤维素酶、核 糖核酸酶等（3）按酶在细胞的不同部位分类：胞外酶、胞内酶、表面酶。（4）按酶催化反应的性质及类型命名：水解酶、转移酶、氧化酶等。酶的催化特性：（1）酶具有一般催化剂的共性（加速反应速率缩短达到平衡时间、不改变 平衡点、反应前后性质和数量不变。）（2）酶的催化作用具有高度专一性：结构专一性、立体异构专一性。（3）酶的催化反应条件温和（4）酶对环境条件的变化极为敏感（5）酶的催化效率极高。酶促反应的动力学方程式：米氏方程使催化底物反应的速率方程式。米氏常数Km的含义为：反应速率为最 大反应速率一半时的底物浓度。其只与酶的性质有关，与酶的浓度无关。酶活力的测定方法有化学分析法、光吸收法、量气法和酶分析法。影响酶促反应速率的因素：（1）酶的浓度对酶促反应速率的影响（2）底物浓度对酶促反应速率的影响（3）温度对