環(huán)境微生物學教學課件 緒論環(huán)境工程微生物學

1、第一章 緒論環(huán)境工程微生物學環(huán)境工程微生物學 張冬梅tel69036；e-mail：第一章 緒論課程安排課程安排學分：學分：3 3，考試課，考試課理論課：理論課：112周周復習課：復習課：2個學時個學時實驗課：實驗課：1315周周考試：考試：18周周成績：平時：成績：平時：30%，考試：，考試：70%第一章 緒論1 1、環(huán)境微生物學環(huán)境微生物學王家玲等（華中科技王家玲等（華中科技大學），高等教育出版社，大學），高等教育出版社，200320032 2、環(huán)境微生物工程環(huán)境微生物工程馬文漪等（南京大馬文漪等（南京大學），南京大學出版社，學），南京大學出版社，19991999

2、。3 3、微生物學教程微生物學教程（第二版），周德慶（第二版），周德慶主編，高教出版社，主編，高教出版社，20022002。第一章 緒論微生物微生物微生物學微生物學環(huán)境與環(huán)境科學環(huán)境與環(huán)境科學環(huán)境微生物學環(huán)境微生物學第一章 緒論第一章第一章 緒論緒論p第一節(jié)第一節(jié) 微生物的概述微生物的概述p第二節(jié)第二節(jié) 微生物的分類微生物的分類p第三節(jié)第三節(jié) 微生物學的發(fā)展史微生物學的發(fā)展史p第四節(jié)第四節(jié) 微生物的命名微生物的命名p第五節(jié)第五節(jié) 環(huán)境微生物學研究的內(nèi)容和對象環(huán)境微生物學研究的內(nèi)容和對象p第六節(jié)第六節(jié) 環(huán)境的現(xiàn)狀和面臨的問題與微生物環(huán)境的現(xiàn)狀和面臨的問題與微生物第一章 緒論第一節(jié)第一節(jié) 微生物的

3、概述微生物的概述第一章 緒論動物的模式細胞動物細胞核細菌病毒動物、植物和微生物個體大小尺度范圍動物、植物和微生物個體大小尺度范圍 不同生物類型細胞大小的比較不同生物類型細胞大小的比較微生物與其它生物種類的體積比較微生物與其它生物種類的體積比較第一章 緒論2m0.5m桿菌桿菌8080個桿菌肩并肩個桿菌肩并肩總寬度總寬度=1=1根頭發(fā)絲的寬度根頭發(fā)絲的寬度15001500個桿菌首尾相連個桿菌首尾相連總長度總長度=1=1粒芝麻的長度粒芝麻的長度 m級：光鏡可見級：光鏡可見nm級：電鏡可見級：電鏡可見第一章 緒論n吸收速度是人的300萬倍ne.coli每小時消耗自身重量2000倍的糖 微生物代謝類型多

4、樣。微生物代謝類型多樣。 基質(zhì)廣泛；基質(zhì)廣泛； 能源譜寬；能源譜寬； 適應(yīng)性強；適應(yīng)性強； 代謝產(chǎn)代謝產(chǎn)物多樣。物多樣。第一章 緒論大腸桿菌大腸桿菌在合適的生長條件下在合適的生長條件下：12.512.52020分鐘分鐘 繁殖繁殖1 1代。代。每小時每小時 分裂分裂3 3代，由代，由1 1個變成個變成8 8個。個。經(jīng)經(jīng)2424小時小時 分裂分裂7272代，重約代，重約47224722噸。噸。經(jīng)經(jīng)4848小時小時 可產(chǎn)生可產(chǎn)生2.22.210104343個后代。個后代。1、 發(fā)酵工業(yè)：發(fā)酵工業(yè)：2 、遺傳學研究：縮短實驗周期、遺傳學研究：縮短實驗周期3 、致病菌：傳布快，危害大、致病菌：傳布快，危

5、害大 鼠疫：鼠疫：14世紀，歐洲世紀，歐洲1/4人口死亡人口死亡 馬鈴薯晚疫?。厚R鈴薯晚疫?。?8451846年，歐洲年，歐洲100萬人口餓死萬人口餓死 肝炎：肝炎：80年代上海年代上海30萬人口萬人口 愛滋病：津巴布韋愛滋?。航虬筒柬f1/4人口感染人口感染第一章 緒論l對營養(yǎng)物質(zhì)的利用上的適應(yīng)性。對營養(yǎng)物質(zhì)的利用上的適應(yīng)性。l對環(huán)境條件尤其是惡劣的對環(huán)境條件尤其是惡劣的“極端環(huán)境極端環(huán)境”的適應(yīng)性。的適應(yīng)性。 耐耐0 196低溫低溫 耐耐250300的高溫的高溫 耐鹽（飽和鹽水）耐鹽（飽和鹽水） 耐干燥（產(chǎn)芽孢細菌、真菌孢子）耐干燥（產(chǎn)芽孢細菌、真菌孢子） 耐酸堿、耐缺氧、耐毒物、抗輻射耐酸

6、堿、耐缺氧、耐毒物、抗輻射第一章 緒論微生物在自然界的分布：微生物在自然界的分布：無處不在，無孔不入無處不在，無孔不入分布廣：分布廣：土壤土壤空氣空氣水域水域生物體內(nèi)外生物體內(nèi)外極端環(huán)境極端環(huán)境正常環(huán)境正常環(huán)境高空高空深海底深海底2000米深的地層米深的地層溫泉溫泉第一章 緒論種類多：種類多：地球上的微生物：地球上的微生物： 估計有估計有100100萬種以上萬種以上已發(fā)現(xiàn)的微生物：已發(fā)現(xiàn)的微生物： 約有約有1010萬種萬種已開發(fā)利用的微生物：已開發(fā)利用的微生物： 約約10001000種種 微生物的微觀性微生物的微觀性研究手段的限制研究手段的限制分離培養(yǎng)的局限分離培養(yǎng)的局限第一章 緒論第二節(jié) 微

7、生物的分類無細胞結(jié)構(gòu)生物無細胞結(jié)構(gòu)生物病毒病毒具細胞結(jié)構(gòu)生物具細胞結(jié)構(gòu)生物生物生物原核生物原核生物真核生物真核生物真細菌真細菌古細菌古細菌真菌真菌藻類藻類原生動物原生動物動物動物植物植物真細菌真細菌真菌真菌藻類藻類原生動物原生動物動物動物植物植物真核生物真核生物古細菌古細菌生物生物沃氏提出的三域（三原界）分類系統(tǒng)沃氏提出的三域（三原界）分類系統(tǒng)第一章 緒論微生物的命名微生物的命名n采用采用“雙名法雙名法”， 屬名屬名(第一個字第一個字母大寫母大寫) + 種名種名(第一個字母小寫第一個字母小寫)構(gòu)構(gòu)成。成。學名學名 = = 屬名屬名 + + 種名種名 + (+ (首次定名人首次定名人) + )

8、+ 現(xiàn)名定名人現(xiàn)名定名人 + + 現(xiàn)名定名年份現(xiàn)名定名年份必要（斜體）必要（斜體）可省略（正體）可省略（正體）第一章 緒論第三節(jié) 微生物的發(fā)展史第一章 緒論發(fā)展時期經(jīng)歷時間特點史前期4000年前公元1676年發(fā)酵、釀造初創(chuàng)期1676 年1860年發(fā)現(xiàn)了微生物的存在奠基期1861年1896年開創(chuàng)尋找病源微生物的黃金時期；進入生理學研究發(fā)展期1897年1952年形成普通微生物學成熟期1953年分子生物學誕生；生物工程誕生微生物學發(fā)展簡介第一章 緒論一、史前時期（直觀應(yīng)用時期）一、史前時期（直觀應(yīng)用時期）春秋戰(zhàn)國時期春秋戰(zhàn)國時期 微生物分解有機物質(zhì),漚糞積肥漚糞積肥。公元二世紀的公元二世紀的神農(nóng)本草

9、經(jīng)神農(nóng)本草經(jīng) 白僵蠶治病白僵蠶治病。公元公元6 6世紀世紀 后魏的賈思勰后魏的賈思勰 齊民要術(shù)齊民要術(shù) 谷物制曲、釀酒、制醬、造醋、腌菜。 豆科植物與其它作物輪作第一章 緒論二、初創(chuàng)時期（形態(tài)學發(fā)展時期）二、初創(chuàng)時期（形態(tài)學發(fā)展時期）（1717世紀下半葉世紀下半葉十九世紀中葉）十九世紀中葉）使用顯微鏡觀察微生物世界的時期。使用顯微鏡觀察微生物世界的時期。代表人物：代表人物：列文列文虎克虎克貢獻貢獻: :（）發(fā)現(xiàn)了微生物世界（）發(fā)現(xiàn)了微生物世界（）科學地描述了微生物的形態(tài)并闡述了它們的繁茂性（）科學地描述了微生物的形態(tài)并闡述了它們的繁茂性16761676年，荷蘭，列文虎克，單式顯微鏡年，荷蘭，列

10、文虎克，單式顯微鏡第一章 緒論三、奠基時期（生理學發(fā)展時期）三、奠基時期（生理學發(fā)展時期）十九世紀下半葉十九世紀下半葉有關(guān)微生物的兩個疑難問題：有關(guān)微生物的兩個疑難問題：1 1、生物是自然產(chǎn)生的嗎？、生物是自然產(chǎn)生的嗎？2 2、傳染性疾病的本質(zhì)是什么？、傳染性疾病的本質(zhì)是什么？第一章 緒論新鮮食品新鮮食品擱置擱置細菌檢定細菌檢定無細菌無細菌腐敗食品腐敗食品細菌檢定細菌檢定有細菌有細菌自然發(fā)生說自然發(fā)生說由非生命的物質(zhì)自然發(fā)生由非生命的物質(zhì)自然發(fā)生、巴斯德與自然發(fā)生說、巴斯德與自然發(fā)生說第一章 緒論巴斯德反駁自然發(fā)生說的三個實驗巴斯德反駁自然發(fā)生說的三個實驗第一個實驗：空空氣氣乙醇、醚混合乙醇、

11、醚混合物物棉纖維棉纖維沉淀物沉淀物檢測檢測第一章 緒論加熱加熱營養(yǎng)液營養(yǎng)液密封密封放置放置細菌檢測細菌檢測無細菌檢出無細菌檢出自然發(fā)生說質(zhì)疑：無機物自然變?yōu)樯袡C體必須提供新鮮的空氣自然發(fā)生說質(zhì)疑：無機物自然變?yōu)樯袡C體必須提供新鮮的空氣巴斯德反駁自然發(fā)生說的三個實驗巴斯德反駁自然發(fā)生說的三個實驗第二個實驗：第一章 緒論巴斯德反駁自然發(fā)生說的三個實驗巴斯德反駁自然發(fā)生說的三個實驗第三個實驗：第一章 緒論、科赫與疾病的病菌說、科赫與疾病的病菌說科赫的有關(guān)實驗科赫的有關(guān)實驗病原菌的發(fā)現(xiàn)病原菌的發(fā)現(xiàn)炭疽病炭疽芽孢桿菌科赫法則(證明某微生物是某疾病病原菌的四項要求)1、在患病動物中存在可疑病原有機

12、體，而健康動物中沒有；2、可疑有機體在純培養(yǎng)中生長；3、純培養(yǎng)中的可疑有機體細胞，能引起健康動物發(fā)??；4、可疑有機體被再次分離，并且和最初分離的有機體一樣；第一章 緒論四、發(fā)展時期（生物化學水平）四、發(fā)展時期（生物化學水平）始于二十世紀初，始于二十世紀初，代表人物：代表人物：e. bchner （1897年）年）畢希納畢希納 酵母細胞酵母細胞石英砂研磨石英砂研磨過濾過濾濾液濾液葡萄糖葡萄糖酵母細胞酵母細胞酒精、酒精、co2第一章 緒論五、成熟時期（分子水平）五、成熟時期（分子水平）始于二十世紀五十年代始于二十世紀五十年代u電子顯微鏡的使用電子顯微鏡的使用udna的發(fā)現(xiàn)的發(fā)現(xiàn)第一章 緒論n二、微

13、生物學二、微生物學n 1. 定義定義n 微生物學（微生物學（microbiology）是在）是在分子、細胞、個體或群體水平上研究微分子、細胞、個體或群體水平上研究微生物的形態(tài)構(gòu)造、生理代謝、遺傳變異、生物的形態(tài)構(gòu)造、生理代謝、遺傳變異、生態(tài)分布和分類進化等生命活動的基本生態(tài)分布和分類進化等生命活動的基本規(guī)律，并將其應(yīng)用于工業(yè)發(fā)酵、農(nóng)業(yè)生規(guī)律，并將其應(yīng)用于工業(yè)發(fā)酵、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、醫(yī)學衛(wèi)生和生物工程等領(lǐng)域的學科。產(chǎn)、醫(yī)學衛(wèi)生和生物工程等領(lǐng)域的學科。第一章 緒論2. 2. 微生物學有許多分支學科：微生物學有許多分支學科： 依據(jù)研究的生命現(xiàn)象，可劃分為微生物分依據(jù)研究的生命現(xiàn)象，可劃分為微生物分類學、微生

14、物生理學、微生物遺傳學等。類學、微生物生理學、微生物遺傳學等。依據(jù)微生物的應(yīng)用領(lǐng)域，又可將微生物學依據(jù)微生物的應(yīng)用領(lǐng)域，又可將微生物學劃分為工業(yè)微生物學、農(nóng)業(yè)微生物學、環(huán)劃分為工業(yè)微生物學、農(nóng)業(yè)微生物學、環(huán)境微生物學等。境微生物學等。環(huán)境微生物學是微生物學的重要分支學科環(huán)境微生物學是微生物學的重要分支學科之一。之一。第一章 緒論第四節(jié)第四節(jié) 環(huán)境微生物學的研究內(nèi)容環(huán)境微生物學的研究內(nèi)容一、環(huán)境與環(huán)境科學一、環(huán)境與環(huán)境科學 “環(huán)境環(huán)境”(environment): (environment): 環(huán)境科學中的環(huán)境是指以環(huán)境科學中的環(huán)境是指以人類為主體的外部世界，即人類賴以生存和發(fā)展的物人類為主體的

15、外部世界，即人類賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)條件的綜合體。質(zhì)條件的綜合體。 環(huán)境組成環(huán)境組成: : 按組成要素，可把整個自然環(huán)境分為大按組成要素，可把整個自然環(huán)境分為大氣環(huán)境、水體環(huán)境、土壤環(huán)境和生態(tài)環(huán)境。也稱大氣氣環(huán)境、水體環(huán)境、土壤環(huán)境和生態(tài)環(huán)境。也稱大氣圈圈(atmosphere)(atmosphere)、水圈、水圈(hydrosphere)(hydrosphere)、巖石圈、巖石圈(lithosphere)(lithosphere)和生物圈和生物圈(biosphere)(biosphere)。 第一章 緒論l 環(huán)境科學環(huán)境科學(environmental science)(environmen

16、tal science)是研究人類是研究人類與環(huán)境之間相互關(guān)系的學科。在宏觀上研究人類與環(huán)境之間相互關(guān)系的學科。在宏觀上研究人類社會經(jīng)濟發(fā)展與環(huán)境社會經(jīng)濟發(fā)展與環(huán)境之間的相互作用和影響；在之間的相互作用和影響；在微觀上研究環(huán)境中的物質(zhì)，尤其是污染物質(zhì)在生微觀上研究環(huán)境中的物質(zhì)，尤其是污染物質(zhì)在生物體內(nèi)的遷移、轉(zhuǎn)化和蓄積規(guī)律。重點研究與人物體內(nèi)的遷移、轉(zhuǎn)化和蓄積規(guī)律。重點研究與人們健康直接相關(guān)的生活環(huán)境和生產(chǎn)環(huán)境，們健康直接相關(guān)的生活環(huán)境和生產(chǎn)環(huán)境，因污染因污染所致的環(huán)境質(zhì)量變化規(guī)律及其綜合整治技術(shù)與方所致的環(huán)境質(zhì)量變化規(guī)律及其綜合整治技術(shù)與方法法 。第一章 緒論環(huán)境微生物學的研究內(nèi)容環(huán)境微生物學的研究內(nèi)容一、自然環(huán)境中微生物的多樣性一、自然環(huán)境中微生物的多樣性二、自然環(huán)境中的微生物生態(tài)學研究二、自然環(huán)境中的微生物生態(tài)學研究三、污染環(huán)境中的微生物生態(tài)學研究三、污染環(huán)境中的微生物生態(tài)學研究四、四、廢棄物生物處理中微生物學原理和方法的研究廢棄物生物處理中微生物學原理和方法的研究 生物膜法生物膜法 活性污泥法活性污泥法環(huán)境微生物學：環(huán)境微生物學：研究人類的生存環(huán)境與微生物研究人類的生存環(huán)境與微生物之間相互關(guān)系的科學之間相互關(guān)系的科學。環(huán)境生物學微生物學環(huán)境微生物學第一章 緒論赤潮是指海洋中某些浮游生物（尤指藻類）、原生動物或細菌等在一定