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全国考研专业课高分资料青岛理工大学《环境工程微生物学》笔记客服电话:[phone]笔记：目标院校目标专业本科生笔记或者辅导班笔记讲义：目标院校目标专业本科教学课件期末题：目标院校目标专业本科期末测试题2-3套模拟题：目标院校目标专业考研专业课模拟测试题2套复习题：目标院校目标专业考研专业课导师复习题真题：目标院校目标专业历年考试真题，本项为赠送项，未公布的不送！梅花香自苦寒来，岁月共理想，人生齐高飞！2/61《考研专业课高分资料》目录第二模块笔记.................................................................................................................................3第一部分绪论.......................................................................................................................3第二部分病毒.........................................................................................................................5第三部分原核微生物.............................................................................................................8第四部分真核微生物...........................................................................................................13第五部分微生物的生理.......................................................................................................21第六部分微生物的生长繁殖与生存因子...........................................................................32第七部分微生物的遗传和变异...........................................................................................37第八部分微生物生态学.......................................................................................................43第九部分微生物在环境物质循环中的作用.......................................................................50第十部分微生物在环境工程中的应用...............................................................................56梅花香自苦寒来，岁月共理想，人生齐高飞！3/61《考研专业课高分资料》第二模块笔记第一部分绪论1绪论微生物学概述微生物的定义微生物的特点微生物的分类环境微生物学的研究对象和任务研究对象1.1微生物概述1微生物概述生物的分类在生物学上，对生物的分类采用按其生物属性和它们的亲缘关系有次序地分门别类排列成一个系统，系统中有七个等级：界、门、纲、目、科、属、种。每一种生物，包括微生物，都可在这个系统中找到相应的位置。其中种(species)是分类的基本单位。必要时，还可以在这些等级之间再增设一些亚等级。微生物的分类微生物的分类有其分类系统，其中最常用的也是具有权威性的是《伯杰氏手册》，是对原核微生物（细菌等）进行分类；另外，放线菌、真菌（包括丝状真菌和酵母菌）等也有各自的分类系统。一般大家比较熟悉的生物分类是所谓的二界学说，即把生物分为动物界和植物界两个界，这种分法已有很长的历史。随着人们认识的不断进步，新的分类手段不断被应用，1969年，魏塔克提出“五界学说”，后经Margulis修改，为较多的人所接受：原核生物界、真核原生生物界、真菌界、动物界、植物界。我国学者提出的六界学说，在上述五界的基础上再增加一个病毒界。微生物的命名双名法：学名＝属名＋种名＋（命名人姓氏）生物的学名都是用拉丁文书写，属名用名词，第一个字母大写，种名用形容词，第一个字母小写。如用电脑打印或印刷，应该用斜体表示。例如我们所熟悉的大肠杆菌，其学名为Escherichiacoli（大肠埃希氏杆菌），简称E.coli。有时我们看到如Bacillussp.的表达方式，表明该菌株只鉴定到属，未能确定其种名。1.2环境工程微生物学的研究对象环境微生物学是研究与环境领域（包括环境工程、给水排水工程）有关的微生物及其生命活动规律。其内容包括：微生物个体形态、群体形态；细胞结构功能、生理特性、生长繁殖、遗传变异等；微生物与环境的关系（尤其是微生物与污染环境之间的关系）；微生物对物质的转化分解作用（特别是应用微生物来处理各种污染物质，如废水、废气和固体废弃物）。1.3环境工程微生物学的研究任务防止或消除有害微生物充分利用有益的微生物资源，1.4微生物在环境污染治理（水处理）中的应用—生物监测梅花香自苦寒来，岁月共理想，人生齐高飞！4/61《考研专业课高分资料》生物监测的主要优越性：长期性——汇集了生物在整个生活时期中环境因素改变的情况，可以反映当地的环境变化；综合性——能反映环境诸因子、多成分对生物有机体综合作用的结果直观性——直接把污染物与其毒性联系起来；灵敏性——有时甚至具有比精密仪器更高的灵敏性，有助于提早发现环境污染。生物监测的主要缺点：定量化程度不够；需要一定的专业知识和经验。梅花香自苦寒来，岁月共理想，人生齐高飞！5/61《考研专业课高分资料》第二部分病毒由于病毒特殊的结构和形态及其生活习性，按照六界学说，把病毒列为单独的一个界，即病毒界。病毒个体极小（0.2µ），只有在电子显微镜下才能看见病毒的庐山真面目，而且病毒不具有细胞结构。1病毒的一般特征及分类病毒的特点；病毒的分类2病毒的形态与结构病毒的形态大小；病毒的化学组成和结构3病毒的繁殖病毒的繁殖过程；病毒的溶原性4病毒的培养病毒的培养特征；病毒的培养基；病毒的培养5病毒的抵抗力和去除1.1病毒的一般特征及其分类病毒的特点1.没有细胞结构，大多数由蛋白质和核酸组成，有的含有类脂质、多糖等，只有一种核酸（DNA或RNA）。2.专性寄生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，不具独立的代谢能力，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。3.体积极小，形态多样1.1病毒的一般特征及其分类（续）病毒的分类病毒有自己单独的分类系统，其分类依据主要有：病毒的宿主、所致疾病、核酸种类、病毒粒子的大小、病毒的结构、有无被膜等。根据病毒不同的专性宿主，可把病毒分为：动物病毒、植物病毒、细菌病毒（噬菌体）、放线菌病毒（噬放线菌体）、藻类病毒（噬藻类体）、真菌病毒（噬真菌体）也可以按照所致的疾病进行分类按核酸分类，可把病毒分为：DNA病毒和RNA病毒。1.2病毒的形态与结构1.2.1病毒的形态和大小病毒的形状多样，依种类不同而不同球状，卵圆形，砖形，（动物病毒）杆状，丝状，（植物病毒）蝌蚪状，丝状，（噬菌体）病毒的大小常用纳米来表示（=10-9m）。如：痘病毒100nm×200nm×300nm，为砖形；口蹄疫病毒直径为22nm。“非典型肺炎”元凶冠状病毒SARS“非典型肺炎”元凶冠状病毒SARS武汉病毒研究所观察到的冠状病毒样颗粒显微镜下被SARS病毒感染的人体细胞1.2病毒的形态与结构（续）1.2.2病毒的化学组成和结构病毒的化学组成大多数病毒由蛋白质和核酸组成，有的含有类脂质、多糖等病毒的结构病毒没有细胞结构，却有其自身特有的结构。整个病毒体分两个部分：蛋白质衣壳和核酸内芯。病毒粒子有两类：一种是不具被膜（囊膜）的裸露病毒粒子；另一种有被膜包围的病毒粒子。梅花香自苦寒来，岁月共理想，人生齐高飞！6/61《考研专业课高分资料》最简单的病毒只有核酸，不具蛋白质，如寄生在植物体内的类病毒和拟病毒，只有RNA。大肠杆菌T系列噬菌体为复合对称型：头部为立体对称型，20面体；尾部为螺旋对称型。1.2病毒的形态与结构（续）1.2.3病毒的蛋白质和核酸各有不同的功能蛋白质：主要是保护作用、决定特异性及决定致病性、毒力和抗原性等。核酸：DNA或RNA，决定遗传、变异和对宿主细胞的感染力有些病毒具有被膜（囊膜），其中还含有类脂质（磷脂、胆固醇等）1.3病毒的繁殖各类病毒的繁殖过程基本相似，以E.coliT系列噬菌体为例，可分成以下五步：1吸附：病毒吸附于敏感细菌（E.coli细胞）表面的受体上（特定部位）2.侵入：噬菌体通过水解破坏细胞壁，DNA进入。3.复制：细菌自身的DNA被破坏，病毒借助于细菌的合成机构，为自己工作，即复制噬菌体的DNA和其他结构。4.装配（聚集）：病毒的DNA和蛋白质等在细菌体内装配成一个完整的大肠杆菌噬菌体。5.宿主细胞裂解和成熟噬菌体粒子的释放：噬菌体粒子成熟后，导致宿主细胞破裂，释放出噬菌体，10～1000个（平均为300个）。释放出的新的病毒粒子又可去感染新的宿主细胞。大肠杆菌T系列噬菌体的繁殖过程1.3病毒的繁殖(续）1.3.2病毒的溶原性噬菌体有毒（烈）性噬菌体和温和噬菌体两种类型。毒（烈）性噬菌体，侵入宿主细胞后立即引起宿主细胞破裂。温和噬菌体，侵入宿主细胞后，其核酸附着并整合在宿主染色体上，和其一起同步复制，宿主细胞不裂解而继续生长。1.4病毒的培养病毒的培养基由于病毒的专性寄生的习性，所以其培养也较为困难，须提供活的敏感细胞，而且它能提供病毒附着的受体，不对侵入的病毒核酸进行破坏（没有破坏特异性病毒限制性核酸内切酶）。病毒的培养特征在液体培养基内：原先浑浊的菌液变成透明的裂解溶液。在固体培养基上：宿主细菌菌落上出现空斑（噬菌斑）。1.4病毒的培养（续）动物病毒的培养主要方法有：动物接种鸡胚接种组织培养其中组织培养技术已被广泛应用植物病毒的培养噬菌体的培养双层琼脂法病毒的定义1没有细胞结构2专性寄生3寄生在活的敏感宿主体内梅花香自苦寒来，岁月共理想，人生齐高飞！7/61《考研专业课高分资料》4可通过细菌过虑器5大小0.2微米以下6超微小微生物1.5病毒对物理、化学因素的抵抗力及在污水处理中的去除效果物理因素：温度（高温和低温）光（辐射）干燥化学因素环境中的各种化学因子，会对病毒产生影响。病毒的存活和在污水处理中的去除效果环境中存在的各种因子会影响到病毒的生存，所以病毒在各种不同环境中的存活时间是不一样的。污水处理的不同程度，对病毒的去除效果也是不同的。一级处理：很低，最多30%二级处理：90-99%三级处理：进一步减少梅花香自苦寒来，岁月共理想，人生齐高飞！8/61《考研专业课高分资料》第三部分原核微生物第一节细菌一、细菌的个体形态、大小与染色（一）细菌的外形与大小常见的三种细菌典型形态:球菌、杆菌、螺旋菌。a.球菌：球形的细菌，大小为0.5~2.0μm球菌有单球菌（脲微球菌）、双球菌（肺炎链球菌）、链球菌（乳链球菌）、四联球菌（四联微球菌）、八叠球菌（甲烷八叠球菌）、葡萄球菌（金黄色葡萄球菌）。b.杆菌：细胞呈杆状或圆柱状，菌体直或稍弯，粗短或细长。末端钝圆、尖、膨大或平裁状。直径在0.5～1um×1～5um（宽径×长）。杆菌有单杆菌、双杆菌