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1、水处理生物学顾夏声 胡洪营等 编著参考书：1环境微生物学 （第二版）王家玲 高等教育 出版社2 环境工程微生物学 （第三版） 周群英，王 士芬 高等教育出版社 3 水处理微生物学基础与技术应用 刘永军建筑 工业出版社4 污染控制微生物学 （第3版）任南琪 哈尔 滨工业大学出版社5 微生物学教程（第3版）周德庆高等教育出 版社 课程考试方法与要求： 期中（30%）+ 期 末测试（70%） 考核方式：期中小论文形式（综述形式、 题目自拟），期末闭卷 l内容： 与“水处理生物学”有关的新现象、新 技术、新概念、 新研究手段、新问题等。 l字数:3000-4000字，参考文献5篇以上； l主题:要明确
2、（介绍一个什么样的技术，方 法; 阐明一个什么样的问题等） l严禁抄袭（互联网直接下载等） l严禁用打印稿，统一采用有南昌大学logo的 实验报告纸手写完成 l综述提交时间：第十周周五小综述的要求综述应包括的主要内容：1 封面： 题目 姓名 班级 课任教师题目（题目要简明扼要， 能反映文章的内容） 2 摘要： 简明扼要的介绍文章内容及你的看法间接 3 正文：（1） 前言（新技术，新问题产生的背景。思路要 清晰）(2)论述/介绍（论据要充分，每个观点和推断都要 有依 据；文章要有逻辑，引用文献要在文中注明 ） （3）结论（结论要明确；有自己的看法和见解；提 出存在的问题和今后的课题） 4参考文献
3、（引用文献应全部列在报告后面（作者应 全部列出），书籍应注明页数；） 实验内容:实验一 光学显微镜的操作及细菌、放线菌和蓝细菌个体形态的观察实验二 酵母菌、霉菌、藻类、原生动物及微型后生动物个体形态的观察实验三 微生物细胞大小的测定实验四 微生物细胞数的计数 实验五 微生物的染色实验六 细菌淀粉酶和过氧化氢酶的定性测定实验七 培养基的制备和灭菌实验八 细菌纯种分离、培养和接种技术实验九 纯培养菌种的菌体、菌落形态的观察实验十 卫生细菌的检验 （乙）细菌菌落总数（CFU）的测定实验分两组，时间以半天为一个单位 水处理生物学的研究对象和任务 教材P1绪论 微生物学概述 微生物的定义 微生物的特点
4、微生物的分类 水处理生物学的研究对象和任务（教材P1）微生物学概述 一、微生物与我们微生物无处不在，我们无时不生活在“微生物的海洋”中。t 细菌数亿/g土壤，土壤中的细菌总重量估计为：10034 10 12 吨；t 每个喷嚏的飞沫含4500-150000个细菌，重感冒患者为8500万；t人体体表及体内存在大量的微生物。微生物既是人类的敌人，更是人类的朋友！时时刻刻与微生物“共舞”是 祸？是 福？t 微生物是自然界物质循环的关键环节；(一) 微生物是人类的朋友t 体内的正常菌群是人及动物健康的基本保证；帮助消化、提供必需的营养物质、组成生理屏障t 微生物可以为我们提供很多有用的物质；有机酸、酶、
5、各种药物、疫苗、奶酪、啤酒、酱油等t 基因工程为代表的现代生物技术；(二)少数微生物也是人类的敌人鼠疫艾 滋 病埃博拉病毒微生物学发展史史前期：约8000年前1676，制曲、酿酒等初创期：16761861，形态描述阶段，列文虎 克自制显微镜奠基期：18611897，生理水平研究，巴斯德 ，科赫发展期：18971953，生化水平研究， E.Bchner（1897）等成熟期：1953至今，分子生物学水平研究， J.Watson和F.Crick二、微生物的发现和微生物学的建立与发展t我国8000年前就开始出现了曲蘖酿酒；t4000年前埃及人已学会烘制面包和酿制果酒；t2500年前发明酿酱、醋，用曲治
6、消化道疾病；t公元六世纪(北魏时期)贾思勰的巨著“齐民要术”；t公元前112年-212年间，华佗：“割腐肉以防传染”；t公元九世纪痘浆法、痘衣法预防天花；t16世纪，古罗巴医生G.Fracastoro：疾病是由肉眼看不见的生物(living creatures)引起的；t1641年，明末医生吴又可也提出“戾气”学说；（一）微生物的发现1664年，英国人虎克（Robert Hooke）曾用原始的显微镜对生长 在皮革表面及蔷薇枯叶上的霉菌进行观察。1676年，微生物学的先驱荷兰人列文虎克（Antonyvan leeuwenhoek）首次观察到了细菌。他没有上过大学，是一个只会荷兰语的小商人，但却在
7、1680年被选为英国皇家学会的会员。A、C、F、Q： 杆 菌E： 球 菌H： 球菌的聚集体列文虎克向英国皇家学会的信中对细菌形态的描绘（二）微生物学的奠基法国人巴斯德（Louis Pasteur） （18221895）德国人柯赫（Robert Koch） （ 18431910）1. 巴斯德 (1) 发现并证实发酵是由微生物引起的；(2) 彻底否定了“自然发生”学说；化学家出生的巴斯德涉足微生物学是为了治疗“酒病”和“蚕病”著名的曲颈瓶试验无可辩驳地证实，空气内确实含有微生物，是它们引起有机质的腐败。(3) 免疫学预防接种首次制成狂犬疫苗 (4)其他贡献 巴斯德消毒法：6065作短时 间加热处理
8、，杀死有害微生物。巴斯德与自然发生说新鲜食品搁置细菌检定无细菌腐败食品细菌检定有细菌由非生命的物质自然发生自然发生说巴斯德反驳自然发生说的曲颈瓶实验加热营养液密封放置细菌检测无细菌检出自然发生说质疑：无机物自然变为生命有机体必须提供新鲜的空气2. 柯赫a）细菌纯培养方法的建立土豆切面 营养明胶 营养琼脂（平皿）（1）微生物学基本操作技术方面的贡献b）设计了各种培养基，实现了在实验室内对各种微生物的培养c）流动蒸汽灭菌d）染色观察和显微摄影（2）对病原细菌的研究作出了突出的贡献a）具体证实了炭疽杆菌是炭疽病的病原菌b）发现了肺结核病的病原菌；（1905年获诺贝尔奖）1、 在每一相同病例中都出 现
9、这种微生物； 2 、要从寄主分离出这样的 微生物并在培养基中培养出 来； 3、用这种微生物的纯培养 接种健康而敏感的寄主，同 样的疾病会 重复发生； 4 、从试验发病的寄主中能 再度分离培养出这种微生物 来。c）证明某种微生物是否为某种疾病病原体的基本原则著名的柯赫原则（三）微生物学发展过程中的重大事件t1890 Von Behring 制备抗毒素治疗白喉和破伤风；t1892 Ivanovsky 提供烟草花叶病毒是由病毒引起的证据； t1897 E.Buchner用酵母压榨液实现了无细胞发酵,并对其 酶系-酒化酶进行了分析 t1928 Griffith 发现细菌转化； t1929 Flemin
10、g 发现青霉素； t1944 Avery 等证实转化过程中DNA是遗传信息的载体；t1953 Watson和Crick 提出DNA双螺旋结构；t19701972 Arber、Smith和Nathans发现并提纯了DNA限 制性内切酶；t19831984 Mullis 建立PCR技术。什么是微生物一切肉眼看不见或看不清的微小生 物的总称。是一些个体微小、构造简单 的低等生物。微生物的菌落细菌的显微图样微 生 物小m级：光学显微镜下可见（细胞）Nm级：电子显微镜下可见（细胞器 、病毒）简单细胞简单多细胞非细胞（即“分子生物”，如病毒）原核类：细菌，放线菌、蓝细菌，支原 体、立克次氏体，衣原体等低
11、(进化 地位 低 )真核类：真菌，原生动物，显微藻类非细胞：病毒，亚病毒（朊病毒、 类病毒、拟病毒） 四、微生物的分类和命名三个概念1.分类（classification）：解决从个别到一般或从具体到抽象的问题 。2.鉴定（identification）：与分类的概念相反。3.命名（nomenclature）：为新发现的微生物确定一个新学名。（1）通用的分类单元界（Kingdom）门（Phylum）纲（Class）目（Order）科（Family）属（Genus）种（Species）大肠埃希氏菌在分类学中的地位例：细菌界（Bacteria）朊细菌门（Protobacteria）发酵细菌纲（Zy
12、mobacteria）肠杆菌目（Enterobacteriales）埃希氏菌属（Escherichia）大肠埃希氏菌（E.coli）系统手册2000年 界是最大的分类单位，往下依次递小 在越是大的分类单位中，生物彼此的共同 特征越少，亲缘关系越远；在越是小的分 类单位中，共同特征越多，亲缘关系越近 。微生物的常用分类系统 细菌：伯杰氏鉴定细菌学手册（第八、第九 版）、细菌系统学手册（第一版） 放线菌：中国科学院微生物研究所编著的放 线菌目分科、分属检索表 真菌：Smith、 Alexopoulos 、 Ainsworth的分类系统五界：Whittaker提出生物五界分类系统，后被 Margul
13、is修改为：原核生物界，原生生物界，真菌界，动物界和植物界我国王大耜教授对生物分类提出六界：病毒界、原核生物界、真核原生生物界、真菌界、动物界和植物界三域(三原界)学说 古菌域、细菌域、真核生物域 分类依据：形态学特征、表型特征、生理特征、生态特征、血清反应、噬菌体反应等DNA中G+C%，DNA杂交，DNA- rRNA杂交，16S rRNA碱基序列分析等（2）水处理工程中常见的微生物种类微 生 物病毒界：病毒，亚病毒原核生物界蓝藻门细菌门真细菌 放线菌古菌立克次氏体、衣原体、支原体真菌界酵母菌霉菌动物界原生动物微型后生动物 （3）微生物命名通常以学名命名：常采用二名法即：一个属名+一个种名（均
14、为拉丁字）注意：属名和种名都要用斜体表示属名在前，第一个字母大写种名在后，第一个字母小写 例子：1.大肠埃希氏杆菌： Escherichia coli分类学文献中，上述两 部分还应加写3项内容，即首 次定名人，现定名人和现名 的定名年分如：Escherichia coli（ Migula） Castellani et Chalmers 1919大肠杆菌2.枯草芽孢杆菌（枯草杆菌） Bacillus subtilis （Ehrenberg） Cohn 1872 3.浮游球衣菌 Spgaerotilus natans Kiitzing 4.甲烷杆菌属 Methanobacterium枯草芽孢杆菌菌
15、落若该菌鉴定到属，没有鉴定到种， 则只有属名，如：芽孢杆菌属的名称是Bacillus芽胞杆菌的几种形态 三、微生物的特点1.体积小，比表面积大比面值：某一物体单位体积所占的表面积， 物体的体积越小，其比表面积越大如：1cm3豌豆，总表面积6cm2，1cm3球菌，总表面积6m2单位：um(10-6 m)或nm(10-9m)2m0.5m杆菌80个杆菌肩并肩总宽度=1根头发丝的宽度1500个杆菌首尾相连总长度=1粒芝麻的长度微生物的体积大小不同生物类型细胞大小的比较微生物与其它生物种类的体积比较动物的模式细胞动物细胞核细菌病毒动物、植物和微生物个体大小尺度范围 微生物的比表面积比表面积：个体的表面积与体积之比。设定：人的比表面积=1 则： (与人等重)大肠杆菌比表面积=30万设球菌半径r=0.5m球菌表面积(S)423.14162 球菌体积(V)4330.2363 比表面=S/V3.1416/0.5236=6设球菌半径2 球菌面积(S)50.32 球菌体积(V)33.53 比表面=S/V50.3/33.51.5 2.吸收多，转化快如：Eschericha coli在1h内可分解其自重 100010000倍的乳糖；Candidautilis（产朊假丝酵母）合成蛋白质的 能力比大豆强100倍，比牛强10万倍。大肠杆菌在合适的生长条件下： 12.520分钟 繁殖1代 每小时 分裂3代，由1
