【正文】 培養(yǎng)基 ? 纖維素 20g， K2HPO4 2g， (NH4)2SO4 ， ， ZnCl2 ， CoCl2 ? 微生物產(chǎn)生能量的方式有多種形式 ? 電能 —— 電子移動 ? 化學(xué)能 —— 氧化有機(jī)物和無機(jī)物產(chǎn)生的化學(xué)能 ? 機(jī)械能 —— 細(xì)胞運動 ， 鞭毛和纖毛的擺動 ， 細(xì)胞質(zhì)流動 ， 葉綠體的流動等 ? 光能 —— 體內(nèi)分泌物轉(zhuǎn)換螢光 ? 所產(chǎn)生的能量一部分變?yōu)?熱散發(fā)；一部分供給合成反應(yīng)和生命的活動所需的能量；另一部分貯存在 ATP（ 三磷酸腺苷 ） 中 ， 以備生長 ， 運動需要 。 ? 好氧呼吸 —— 最終電子受體是 O2。 由微生物體內(nèi)脫氫酶和氧化酶作催化劑， 由細(xì)胞色素系統(tǒng)組成的呼吸鏈傳遞電子 ， 并將電子轉(zhuǎn)移過程中釋放的能量合成 ATP，此過程稱作電子傳遞磷酸化或氧化磷酸化 ， 分子氧經(jīng)酶激活 O2－ 與 2H+結(jié)合成水 ， 有氧呼吸 ， 有機(jī)質(zhì)可徹底氧化分解為 CO2， H2O， 例： 3. 無氧呼吸 無氧呼吸不能以分子氧作為氫及電子受體 ， 而是以某些無機(jī)氧化物 SO42－ ， NO3－， CO2等作為 H及電子受體 ， 例如： （ 1） 反硝化菌在無氧存在時 ， 以 NO3－ 為 H受體 （ 2） 硫酸還原菌在無氧存在時 ， 以 SO42－ 為 H受體 （ 3）產(chǎn)甲烷菌以 CO2為 H受體生成 CH4 8 [H] ＋ CO 2 C H 4 ＋ 2 H 2 O 甲烷菌 微生物菌群 由于在呼吸過程中 ， 微生物需氧關(guān)系不同 ， 可分成不同類群 （ 好氧 ） 微生物 —— 需在充足供氧的條件下生長繁殖 ， 進(jìn)行有氧呼吸 ， 包括有細(xì)菌 ， 放線菌 ， 真菌類 ， 污水處理占重要位置 。 ? 溶解氧 (DO) ? 好氧型微生物 DO2mg/L(3～ 4最合適 ) ? 厭氧型微生物無氧呼吸 ? 氧對好氧微生物的作用 ? (1)在呼吸中 O2作為最終電子受體 。 ? （ 3） 有機(jī)化合物 ? ① 醇 —— 脫水劑 ． ? ② 甲醛 —— 消毒劑 、 防腐劑 ３７～４０ ％ 溶液 ? ③ 酚 —— 消毒劑 、 殺菌劑 。 ? （ 2） 表面張力與表面活性劑 ? 表面張力是作用在物體表面單位長度邊上的收縮力 ， 水的表面張力 104牛頓 。 頻率 800～ 1000千赫的超聲波治療疾病 ， 引起致病生物體組織發(fā)生破壞性改變 。 ? 拮抗關(guān)系 （ 也稱偏害關(guān)系 ） ? 一種微生物在代謝中產(chǎn)生代謝產(chǎn)物對另一種微生物有抑制或殺滅作用稱拮抗作用 。 還有人工生態(tài)系統(tǒng) ，如水庫 、 運河 、 城市 、 鄉(xiāng)村 、 農(nóng)田等 。 Mn、 Zn、 Cu、 Mo、Ca、 Mg、 Na、 Cl、 K等生物需要的微量元素與宏量元素構(gòu)成生命中的物質(zhì)循環(huán) ， 其中主要有三大循環(huán)：氧循環(huán) 、 碳循環(huán) 、 氮循環(huán) 。 孔雀開屏 、 雁落平沙 、 仙鶴起舞 、 猿嘯哀鳴 、 杜鵑啼血 、 大雁南飛 、 魚群回歸 、 蜻蜓點水等都表示生物生存 、 求偶 、 環(huán)境變化發(fā)出的信息 。 2） 簡單有機(jī)物的有氧分解 C6H12O6＋ 6O2 6CO2＋ 6H2O CH3CH2OH＋ O2 CH3COOH＋ H2O CH3COOH＋ 4O2 4CO2＋ 4H2O ① 完全氧化：好氧微生物和兼性厭氧菌吸收簡單有機(jī)物進(jìn)入細(xì)胞 ， 在有氧呼吸中將有機(jī)物徹底氧化為 CO H2O， 包括一系列生物氧化反應(yīng)；磷酸化 、 分解 、 水解 、 脫氫 、 氧化、 脫羧等各種反應(yīng) ， 每類反應(yīng)都有相應(yīng)的酶參加 。 2. 氨化作用 1）氧化脫氨基作用產(chǎn)生酮酸和氨 R－ CHCOOH＋ NH2 1 2 O2 脫氨基酶 RCOCOOH＋ NH3 2)水解脫氨基作用產(chǎn)生含氧酸和氨 R－ CHCOOH＋ H2O NH2 脫氨基酶 RCHOHCOOH＋ NH3 ? 3)還原脫氨基作用產(chǎn)生飽和酸和氨 R－ CHCOOH＋ 2H NH2 脫氨基酶 RCOCOOH＋ NH3 `4）核酸的分解 核酸 核苷酸 核酸酶 ＋ H2O 核苷酸酶 核苷 磷酸 核酸 核酸酶 嘌呤或嘧啶 核糖或脫氧核糖 ? 3. 硝化作用 ? 1） 亞硝化作用 ? 亞硝菌 2NH3＋ 3O2 2HNO2＋ 2H2O＋能量 ? 2） 硝化作用 ? 硝化菌 2NHO2＋ 3O2 2HNO3＋能量 ? 4. 反硝化作用 ? 反硝化菌 C6H12O6＋ 6H2O 6CO2＋ 24H ? 反硝化菌 24H＋ 4NO2－ 12H2O＋ 2N2 ? 反硝化菌 C6H12O6＋ 4NO2－ 6CO2＋ 6H2O＋ 2N2＋能量 亞硝菌 硝化菌 反硝化菌 反硝化菌 反硝化菌 硫的循環(huán) 1. 微生物轉(zhuǎn)化礦物質(zhì)的一般途徑 1）礦物質(zhì)的有機(jī)質(zhì)化 P、 S等通過生物合成作用組成菌體核酸、蛋白質(zhì)，將 Co吸收在菌體內(nèi)組成維生素 B1有的菌分泌有機(jī)酸與金屬離子鰲合生成金屬有機(jī)物。 4）硝態(tài)氮在反硝化菌作用下又還原為分子態(tài)氮，完成 N在自然界中的循環(huán)。 （ 1） 微生物分解有機(jī)物的一般途徑 1） 復(fù)雜有機(jī)物分解為簡單 （ 小分子 ） 有機(jī)物 。 3） 物理信息 —— 表示驚慌、安全、恐嚇、警告、嫌惡、有無食物、要求配偶等。 綠色植物利用這一部分能量進(jìn)行光合作用的有機(jī)物每年可達(dá) 3000億噸供地球生物消費 。 它們之間不斷地進(jìn)行物質(zhì)和能量交換 ， 具有完整結(jié)構(gòu)和功能的單位 。 ? 地衣是藻類和真菌形成的一個共生體 ， 藻類利用光能將 CO H2O合成有機(jī)物供自身及真菌營養(yǎng) ， 真菌從基質(zhì)吸收水分和無機(jī)鹽供兩者營養(yǎng) 。 ? （ 3） 超聲波 ? 聲音頻率在 20200赫茲 (次 /秒或周 /秒 )， 以下為人聽覺聽見； ? 在 20200赫茲以上的聲波稱超聲波 ， 超聲波對菌體有強烈破壞作用 。 ? 實驗室用 %NaCl生理鹽水稀釋菌液 。 ? 有害物質(zhì)對微生物的影響 ? （ 1） 重金屬 ? pb、 Hg、 Ag、 Cu及其化合物殺菌防腐作用 ， CuSO4對真菌 、 藻類有很強的殺滅作用 。 ? 微生物新陳代謝過程 pH會發(fā)生變化 ， 培養(yǎng)基配制要加入緩沖劑 。 附產(chǎn)物有丁醇 、 丙酮 、 乙酸 、 CO2 及 H2?！u基丁酸 （ PHB） 等 。 ? ? 微生物生長繁殖所需的能量是依賴產(chǎn)能代謝 ? ：微生物呼吸作用的本質(zhì)是氧化還原過程的統(tǒng)一 ， 這過程中有能量的產(chǎn)生和能量的轉(zhuǎn)移 。 ? 有植物提取液 ， 動物組織提取液 ， 土壤浸出液 ， 血和血清等 。 光 葉綠素 葉綠素 光 高等綠色植物： C O 2 ＋ H 2 O [C H 2 O ] ＋ O 2 光合細(xì)菌 ( 綠硫菌 ) ： C O 2 ＋ 2H 2 S [C H 2 O ] ＋ 2S ＋ H 2 O ? (2) 光能異氧菌 (photoheteroph) ? 以光為能源 ， 以有機(jī)碳作碳源 ， 有機(jī)物作電子供體 。無機(jī)物占 310%含 P、 S、 K、 Na、 Ca、 Mg、 Fe、 Cl和微量元素 Cu、 Mn、 Zn、 B、 Mo、 Co、 Ni等。 ? 生物體代謝調(diào)節(jié)在三種水平上進(jìn)行 ， 即神經(jīng)調(diào)節(jié) 、 激素調(diào)節(jié)和細(xì)胞內(nèi)調(diào)節(jié) 。 典型的是能降解外來 DNA的限制性核酸內(nèi)切酶；能直接排除自由基 O*防止毒性過氧化脂質(zhì)生成的超氧化物歧化酶；還有凝血酶等 。 生成 38個 ATP， 釋放出 。 ? 3 酶促作用的可逆性 —— 但有例外 ， 如水解酶促的水解反應(yīng)是不可逆的 。 ? 二級處理去除病毒的效果可達(dá) 90％ 以上 ， ? 三級處理再配以消毒 ， 殺菌 （ 氯氧化 ， O3氧化 ， 紫外光消毒等 ） 病毒去除率達(dá) 95～ 99％ ? 微生物的酶 ? 微生物的營養(yǎng)和代謝只有在酶的參與下才能進(jìn)行 。 ? 病毒在環(huán)境中的存活和在污水處理中的去除效果 ? 1. 水體中的存活 海水和淡水中 ， 溫度是影響因素 。 ? 干擾素是宿主抵抗入侵病毒而產(chǎn)生的一種糖蛋白 。 環(huán)境中的蛋白質(zhì)和金屬陽離子可保護(hù)病毒 免受熱的破壞 ， 粘土 ， 礦物 ， 土壤也有保護(hù)病毒免受熱的破壞作用 。 這種繁殖方式稱為病毒的復(fù)制 。 具核酸內(nèi)芯 （ core） 蛋白質(zhì)衣殼 （ capsid） 完整的具有感染性的病毒體稱為病毒粒子 （ viron） ? 病毒的繁殖 ? —— 病毒感染敏感細(xì)胞的第一步 。 使病毒牢固地吸附在敏感細(xì)胞上 ， 病毒蛋白質(zhì)還具有致病性 ， 毒力及抗原 。 因此病毒可以概 括為超顯微的 ， 不具細(xì)胞結(jié)構(gòu)的 。羽苔蟲有休眠芽，冬季母體死后休眠芽破壁而出，水中漂浮明年春季發(fā)育成新的羽苔蟲個體，在污水生化處理中也起積極作用。 ? 苔鮮蟲 屬苔鮮動物 種類很多 ， 生活在海洋中 ， 有菊皿苔蟲 、 白藻苔蟲和鞭須苔蟲等 。 主要種群有瓢體蟲 、 顫蚓蟲及水絲蚓等屬環(huán)節(jié)動物 。 有好氧和兼性厭氧型 。 在天然水體 、 廢水生物處理構(gòu)筑物的底泥中都能見到 ， 主要的有： ? 輪蟲 輪蟲綱 長 ～ 。 如攝食 、 營養(yǎng) 、 呼吸 、 排泄 、 生長 、繁殖 、 運動及對刺激的反應(yīng)等 。因藻類具有植物光合作用功能，利用 CO2吸收 ? 水分通過葉綠素的催化作用，接收水中的氫，并將水中的氧離子轉(zhuǎn)化放出氧氣，以補充大氣中的氧；另方面因藻類，尤其綠藻，小球藻等所含的蛋白質(zhì)在食品、制藥、發(fā)酵工業(yè)、化學(xué)工業(yè)中具有寬廣的開發(fā)，利用前景。 含葉綠素 a， β 胡蘿卜素 ，甲藻黃素 ， 硅甲黃素 ， 藻體呈黃綠色或棕黃色有的呈紅色 。 硅藻呈黃綠色和黃褐色 ， 貯存物為淀粉 （ 用碘處理為棕色 ） 和油類 。 細(xì)胞呈草綠色 ， 在水中浮附著在固體基質(zhì)或動植物體上繁殖 ， 有無性繁殖和有性繁殖 。 ? ? ? ? 藻類原生質(zhì)組成 C106H263O110N16P以無機(jī) N、 P的營養(yǎng) ， 除利用 CO2外還需 S、 P、 Mg等合成藻體蛋白質(zhì) 。即造成富營養(yǎng)化形成赤潮或水華 。 ? 發(fā)酵過程主要是利用含糖 、 淀粉或碳水化合物作原料 ， 不同種類的酵母菌對各種糖類的發(fā)酵能力不同 ， 根據(jù)這一特性可以鑒別酵母中的不同種類 。 ? 裂殖 菌體直接進(jìn)行分裂繁殖 。 ? 酵母菌又分發(fā)酵型和氧化型兩種 。 “ 920”是它的代謝產(chǎn)物 ，又稱赤霉素 。 ? ⑷ 毛霉 Mucor 形態(tài)與根霉相似 ， 存在于腐敗植物 、 果實 、 面包等 。 絮狀或蜘蛛網(wǎng)狀 ， 一般比細(xì)菌菌落大幾倍到幾十倍 。 霉菌能利用多種含 N物質(zhì)如銨鹽 、 硝酸鹽 、 氨基酸 、 膠胨及蛋白質(zhì)作氮源；以淀粉 、 糖類 、醇 、 脂肪 、 高級石臘等有機(jī)物作碳源 。 它與原生動物主要區(qū)別在于：真菌有比較堅硬的細(xì)胞壁 ， 而原生動物則無細(xì)胞壁 。n徇 ） ；覃 (t225。 ? 個體形態(tài) 霉菌是多細(xì)胞真菌的代表 ， 菌體是由許多菌絲組成的菌絲體 。 ? ⑴ 曲霉 Aspergillus ? 種類很多 。 分解木質(zhì)素 。 原始菌株能產(chǎn)生大量長橢圓形小分生孢子 ， 有時也產(chǎn)生鐮刀形大小分生孢子 ， 又稱鐮刀菌 。 ? ⑴ 大多數(shù)以單細(xì)胞狀存在 。 ? ⑷ 菌落特征 表面濕潤 、 粘稠 ， 大多數(shù)是乳白色 ， 少數(shù)紅色 （ 紅酵母 ） ， 在固體培養(yǎng)基上生長時間長了 ， 顏色變暗 ， 呈縐縮狀 。個體又小必須借助于顯微鏡才能觀察到菌落 。 形態(tài)多種多樣 ， 單球藻 、 鏈球藻 、絲狀 、 堆球狀等 。 由于熱力學(xué)作用 ， 水體在高溫季節(jié)呈現(xiàn)分層現(xiàn)象 ， 即上層水曖比重小 ， 下層水冷比重大 ， 如果此時水體富含 N、 P的有機(jī)污水 ， 則造成藻類暴長而形成赤潮 （ 水華 ） ；但當(dāng)藻類代謝（ 即藻類生成的逆反應(yīng) ） 時 ， 要分解 1個分子的藻卻要消耗 138個分子的氧 。 并可作宇航的供氧體 ，