张永军污水生物处理1

污水生物处理技术1.微生物基础张永军教授南京工业大学环境学院内容1/30•微生物的特点•种类与形态•生长与繁殖•遗传与变异•营养类型•环境因子2/30微生物的特点2/30•个体微小观察借助显微镜，测量需用测微尺，一般在微米范围•结构简单大多为单细胞生物，病毒没有细胞结构，类病毒和拟病毒仅由核酸组成，朊病毒仅由蛋白质组成•代谢活跃个体小，比表面积大，产生大量代谢产物，如：乳酸杆菌每小时产生其体重数千倍的乳酸3/30微生物的特点3/30•繁殖速度快有些细菌20分钟增殖一代，如果没有其他条件限制，24小时可增殖72代:1=4.7×1021•容易变异细菌自发突变的频率约为10-6，细菌浓度为108个/mL，每毫升液体培养基中有100个细菌发生基因突变。4/30微生物的特点4/30•抗逆性强可在265个大气压和300℃的高压高温下生长；可在pH为0.5的强酸性下生长；可在盐浓度高达30%以上的“死海”中生活。•种类繁多微生物种类总数为50-600万种，已有记载的约为20万种（1995年）。每克土壤的微生物含量高达数亿个。5/30微生物的趋避性5/30细胞数量对照时间促进排斥细菌改变方向而趋向有利因子或避开有害因子的运动，称为趋避性：趋化性和趋光性。6/30微生物的种类6/30真菌微型藻类原生动物、此生动物病毒亚病毒微生物细菌域细胞型微生物原核微生物真核微生物古菌域细菌放线菌蓝细菌泉古菌广古菌真核生物域（部分真核生物）非细胞型微生物7/30原核、真核微生物的区别7/30原核微生物真核微生物例子细菌、蓝藻、放线菌、衣原体、支原体酵母菌等真菌、衣藻、高等植物、动物细胞大小较小（1～10微米）较大（10～100微米）细胞结构细胞核没有核膜、没有核仁、没有染色质（体），但有核物质，叫拟核；只有核糖体一种细胞器DNA分布在拟核和质粒中。细胞核有核膜、核仁、有染色质（体）；有核糖体、线粒体、内质网、高尔基体等多种细胞器；DNA分布在细胞核，线粒体和叶绿体中繁殖方式无性生殖（多为分裂生殖）有性生殖、无性生殖8/30细菌的结构8/30染色体纤毛核糖体胞质颗粒鞭毛质粒细胞质细胞膜细胞壁荚膜•基本结构一般细菌都有细胞壁、细胞膜、细胞质、细胞核等•特殊结构某些细菌才拥有鞭毛、荚膜、芽孢、气泡等9/30真菌的结构9/30•真菌细胞的典型构造包括细胞壁、细胞膜、细胞质、细胞核、线粒体、核糖体、内质网、高尔基体、液泡等。10/30藻类的结构10/30•薄而坚硬的细胞壁、鞭毛、线粒体、叶绿体（含有叶绿素、类胡萝卜素、叶黄素等）。光合色素赋予藻类不同颜色。11/30细菌的形态11/30•细菌的基本形态有球状、杆状和螺旋状，0.5-50微米左右球菌杆菌螺旋菌12/30放线菌的形态12/30•放线菌由分枝状菌丝组成。菌丝大多无隔膜，属单细胞。直径大约1微米，与杆状细菌的宽度相当13/30真菌的形态13/30•大多数真菌的营养体是由菌丝构成的菌丝体。菌丝宽度约5-10微米，比细菌和放线菌宽几倍到几十倍。14/30原生动物的形态14/30钟型虫15/30病毒15/30•无细胞结构，仅有一种核酸DNA或RNA；不能独立代谢；没有核糖体；个体极小；对抗生素不敏感，易受干扰素影响。•繁殖：吸附、侵入、复制、装配、释放。T噬菌体繁殖动物细胞的繁殖16/30繁殖与生长16/30•繁殖方式：裂殖、芽殖、孢子•生长曲线：延迟期对数生长期稳定期衰亡期17/30遗传与变异17/30•DNA：脱氧核糖核酸，双链结构，由脱氧核糖核苷酸（成分为：脱氧核糖、磷酸及四种含氮碱基）组成。•RNA：核糖核酸，单链结构，由核糖核苷酸经磷酸二酯键缩合而成。DNA双螺旋结构18/30遗传与变异18/30•中心法则：DNA通过自我复制，实现量的扩增；通过转录合成RNA，再翻译合成蛋白质中心法则19/30遗传与变异19/30•变异：指同种生物后代与前代、同代生物不同个体之间在形体特征、生理特征等方面所表现出来的差别。•类型：基因重组﹑基因突变（自发突变、诱发突变）与染色体畸变20/30微生物细胞组分20/30•碳、氮、磷、无机盐21/30营养类型21/30•光能自养型以光能作为能源、二氧化碳或碳酸盐作为碳源，水或还原态无机物质作为供氢体的微生物。产氧光合作用：CO2＋H2O［CH2O］＋O2光能、叶绿素不产氧光合作用：CO2＋H2S［CH2O］＋S2＋H2O光能、菌绿素22/30营养类型22/30•光能异养型以光能作为能源，二氧化碳或碳酸盐作为碳源，简单有机物(如有机酸、醇等)作为供氢体的微生物。•化能自养型以还原态无机物作为能源，二氧化碳或碳酸盐作为碳源，可在完全无机环境中生长的微生物常见微生物：硝化细菌，硫化细菌，铁细菌，氢细菌。•化能异养型以有机物作为能源、碳源和供氢体的微生物常见类群：细菌、放线菌、真菌和原生动物23/30呼吸作用23/30•定义有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，最终生成二氧化碳、水或其他产物，并且释放出能量的总过程。•有氧呼吸以氧气为电子受体，产生二氧化碳，能量释放完全有机物碳流O2电子流CO224/30呼吸作用24/30•厌氧呼吸以无机氧化物为电子受体，产生二氧化碳能量释放低于有氧呼吸有机物碳流NO3－，SO42－，CO32－电子流CO225/30呼吸作用25/30•发酵电子经过生物的辅酶或辅基(主要有NAD，FAD，NADP)传递给自身代谢中间产物，产生还原性有机产物能量释放最低有机物碳流中间产物电子流发酵产物26/30环境因子26/3027/30环境因子：酸碱度27/30•每种微生物都有特定的最低生长pH、最适生长pH和最高生长pH•自然环境的pH在5.0-9.0之间，最适生长pH处于这个范围的微生物也最常见•只有少数微生物能够在pH低于2.0或高于10.0的条件下生长•细菌、藻类和原生动物的最适生长pH为6.5-7.5，生长pH范围为4.0-10.0放线菌最适生长pH为7.5-8.0真菌最适生长pH为5.0-6.0，生长pH范围为1.5-10.028/30环境因子：温度28/3029/30环境因子：盐分29/30轻度嗜盐菌：1-6%NaCl中度嗜盐菌：6-15%NaCl极端嗜盐菌：15-30%NaCl30/30小结30/30•微生物个体微小，生长代谢快，种类繁多，形态各异•遗传与变异：DNA=RNA=功能蛋白（中心法则）•营养类型：光能自、异养，化能自、异养•呼吸类型：有氧呼吸、厌氧呼吸、发酵•环境因子影响大多谢各位！