第七章 微生物的生長和遺傳變異

1、第七章第七章 微生物的生長和遺傳變異微生物的生長和遺傳變異n主要教學內容：主要教學內容：第一節(jié)第一節(jié) 微生物的生長及其特性微生物的生長及其特性第二節(jié)第二節(jié) 微生物的遺傳微生物的遺傳第三節(jié)第三節(jié) 微生物的變異微生物的變異第四節(jié)第四節(jié) 遺傳工程遺傳工程第五節(jié)第五節(jié) 微生物的馴化與保藏微生物的馴化與保藏n教學目的要求：教學目的要求：掌握掌握: :1 1、微生物生長的常用測定方法。、微生物生長的常用測定方法。2 2、微生物間歇培養(yǎng)時的生長曲線。、微生物間歇培養(yǎng)時的生長曲線。3 3、微生物年齡段的劃分及決定微生物生長處、微生物年齡段的劃分及決定微生物生長處于哪一個階段或時期的主要因素。于哪一個階段或時期

2、的主要因素。4 4、微生物的世代時間及世代時間的測定時期。、微生物的世代時間及世代時間的測定時期。第一節(jié)第一節(jié) 微生物的生長及其特性微生物的生長及其特性5 5、微生物生長階段（或時期）與污水生物、微生物生長階段（或時期）與污水生物處理效果的關系及穩(wěn)定期在廢水處理過處理效果的關系及穩(wěn)定期在廢水處理過程中的具體應用。程中的具體應用。6 6、生物膜的定義。、生物膜的定義。7 7、生物膜的生長特性。、生物膜的生長特性。第一節(jié)第一節(jié) 微生物的生長及其特性微生物的生長及其特性一、生長與繁殖的基本概念一、生長與繁殖的基本概念n微生物體積小，相對面積較大，物質吸收快，轉化微生物體積小，相對面積較大，物質吸收快

3、，轉化快。微生物（如細菌）的生長與繁殖迅速，適應性快。微生物（如細菌）的生長與繁殖迅速，適應性強。強。（一）、微生物的生長（一）、微生物的生長n微生物的生長微生物的生長指微生物在適宜的環(huán)境條件下，指微生物在適宜的環(huán)境條件下，不斷地吸收營養(yǎng)物質，并按照自已的代謝方式進行不斷地吸收營養(yǎng)物質，并按照自已的代謝方式進行代謝活動，如果同化作用大于異化作用，則細胞質代謝活動，如果同化作用大于異化作用，則細胞質量不斷增加，體積得以增大，表現(xiàn)在細胞自身就是量不斷增加，體積得以增大，表現(xiàn)在細胞自身就是體積或重量的不斷增加，這種現(xiàn)象叫生長。體積或重量的不斷增加，這種現(xiàn)象叫生長。第一節(jié)第一節(jié) 微生物的生長及其特性微

4、生物的生長及其特性（二）、微生物的繁殖（二）、微生物的繁殖n微生物的繁殖微生物的繁殖微生物生長到一定階段，便分微生物生長到一定階段，便分裂成子細胞（細菌主要是以二分裂的方式），子裂成子細胞（細菌主要是以二分裂的方式），子細胞重復以上過程，這就是繁殖。細胞重復以上過程，這就是繁殖。微生物繁殖很快，多數在微生物繁殖很快，多數在2030min繁殖一代（大繁殖一代（大腸桿菌腸桿菌3737，18min18min；硝化細菌，；硝化細菌，824小時；只有小時；只有少數可以長達幾十小時，甚至幾天。）少數可以長達幾十小時，甚至幾天。）（三）、（三）、微生物生長指標的確定微生物生長指標的確定n微生物生長量法；微生

5、物生長量法；n微生物計數法。微生物計數法。第一節(jié)第一節(jié) 微生物的生長及其特性微生物的生長及其特性二、微生物生長的測定方法微生物生長的測定方法n微生物生長的測定方法主要有計數法、測生長量微生物生長的測定方法主要有計數法、測生長量法、其它生理生化指標法。法、其它生理生化指標法。n為什么要測定微生物的生長？為什么要測定微生物的生長？原因：原因：評價特定廢水處理時污泥馴化效果的好壞；評價特定廢水處理時污泥馴化效果的好壞；評價特定細菌培養(yǎng)條件是否合適；評價特定細菌培養(yǎng)條件是否合適；評價水處理構筑物（如曝氣池）是否正常運轉等。評價水處理構筑物（如曝氣池）是否正常運轉等。第一節(jié)第一節(jié) 微生物的生長及其特性微

6、生物的生長及其特性（一）、（一）、計數法計數法n計數法有計數法有顯微鏡直接顯微鏡直接計數法、熒光染色計數法、活計數法、熒光染色計數法、活菌計數法、特定微生物計數法等。目前普遍采用的菌計數法、特定微生物計數法等。目前普遍采用的是是顯微鏡直接顯微鏡直接計數法、計數法、活菌計數法?；罹嫈捣?。1 1、顯微鏡直接、顯微鏡直接計數法計數法n顯微鏡直接顯微鏡直接計數法計數法是常用的是常用的微生物微生物生長測定方法，生長測定方法，特點是測定過程迅速，但不能確定特點是測定過程迅速，但不能確定微生物微生物的死活。的死活。（微生物微生物的死活不分）的死活不分） 第一節(jié)第一節(jié) 微生物的生長及其特性微生物的生長及其特

7、性n顯微鏡直接顯微鏡直接計數法有涂片染色法、計數法有涂片染色法、計數器測定計數器測定法、比例計數法等，目前普遍采用的是計數器法、比例計數法等，目前普遍采用的是計數器測定法。測定法。第一節(jié)第一節(jié) 微生物的生長及其特性微生物的生長及其特性*（1 1）、計數器測定法）、計數器測定法n計數器測定法采用特殊的微生物或血球計數板計數器測定法采用特殊的微生物或血球計數板（器）進行測定。操作過程是取一定體積的待（器）進行測定。操作過程是取一定體積的待測樣品放于計數器的測定小室與蓋玻片之間，測樣品放于計數器的測定小室與蓋玻片之間，在顯微鏡的高倍鏡下直接計數。由于測定小室在顯微鏡的高倍鏡下直接計數。由于測定小室的

8、體積是已知的，因此根據得到的計數值就可的體積是已知的，因此根據得到的計數值就可以計算出微生物或細菌的數量。以計算出微生物或細菌的數量。n血球計數板上的計數室體積為血球計數板上的計數室體積為0.10.1mmmm3 3，通過簡，通過簡單的數學換算可以計算出細菌或微生物的含量。單的數學換算可以計算出細菌或微生物的含量。( (個個/ /mL)mL)。n計數器構造見下圖。計數器構造見下圖。第一節(jié)第一節(jié) 微生物的生長及其特性微生物的生長及其特性圖圖7-1 7-1 血球計數板示意圖血球計數板示意圖槽槽槽槽槽槽槽槽第一節(jié)第一節(jié) 微生物的生長及其特性微生物的生長及其特性n記數室內微生物或細菌的分布見下圖。記數室

9、內微生物或細菌的分布見下圖。圖圖7-2 7-2 記數室內微生物或細菌的分布記數室內微生物或細菌的分布第一節(jié)第一節(jié) 微生物的生長及其特性微生物的生長及其特性2 2、活菌計數法、活菌計數法n特點：不含死的細菌細胞，但測定所需的時特點：不含死的細菌細胞，但測定所需的時間較長。間較長。n活菌計數法有活菌計數法有平板計數法、液體計數法、平板計數法、液體計數法、薄薄膜計數法。其中以膜計數法。其中以平板計數法最為常用。平板計數法最為常用。第一節(jié)第一節(jié) 微生物的生長及其特性微生物的生長及其特性* *（1 1）、平板計數法）、平板計數法n將樣品作一系列將樣品作一系列1010倍梯度稀釋倍梯度稀釋, ,然后將相應稀

10、釋然后將相應稀釋度的樣品（如度的樣品（如1mL1mL，平行做，平行做23次）涂布到平板次）涂布到平板中，或與已經融化好的固體培養(yǎng)基混合、搖勻、中，或與已經融化好的固體培養(yǎng)基混合、搖勻、凝固。將待培養(yǎng)的平板凝固。將待培養(yǎng)的平板倒置于倒置于培養(yǎng)箱中培養(yǎng)，一培養(yǎng)箱中培養(yǎng)，一定時間后觀察并計數生長的微生物的菌落數，最定時間后觀察并計數生長的微生物的菌落數，最終根據微生物的菌落數、取樣量、稀釋度并經過終根據微生物的菌落數、取樣量、稀釋度并經過簡單的換算得出樣品微生物的濃度。簡單的換算得出樣品微生物的濃度。n平板計數法具體做法見下圖。平板計數法具體做法見下圖。第一節(jié)第一節(jié) 微生物的生長及其特性微生物的生長

11、及其特性圖圖 7-3 平板計數法具體做法平板計數法具體做法9ml無菌水無菌水第一節(jié)第一節(jié) 微生物的生長及其特性微生物的生長及其特性圖圖7-4皿底皿底皿蓋皿蓋第一節(jié)第一節(jié) 微生物的生長及其特性微生物的生長及其特性第一節(jié)第一節(jié) 微生物的生長及其特性微生物的生長及其特性7-5 細菌固體培養(yǎng)基上的典型群體特征細菌固體培養(yǎng)基上的典型群體特征n平板計數法的主要注意事項：平板計數法的主要注意事項：一般取菌落數在一般取菌落數在30300個的平板進行計數。過多個的平板進行計數。過多或過少均不采用?；蜻^少均不采用。原因：菌落數太多，計數費時費力；菌落數太少，原因：菌落數太多，計數費時費力；菌落數太少，計數誤差太大

12、。計數誤差太大。培養(yǎng)皿倒置于培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。培養(yǎng)皿倒置于培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。原因：為了防止培養(yǎng)基內水分蒸發(fā)到皿蓋上而使原因：為了防止培養(yǎng)基內水分蒸發(fā)到皿蓋上而使培養(yǎng)基變干，影響微生物的培養(yǎng)。培養(yǎng)基變干，影響微生物的培養(yǎng)。限用于能夠在培養(yǎng)基上形成菌落的微生物。限用于能夠在培養(yǎng)基上形成菌落的微生物。第一節(jié)第一節(jié) 微生物的生長及其特性微生物的生長及其特性稀釋度稀釋度菌液菌液（mLmL) )菌落數菌落數細菌濃度細菌濃度( (個個/ /mLmL) )1010-4-41 11 142.042.0444410104 4或或4.44.410105 52 246.046.0平均平均44.044.0n平板計數法試驗實例平

13、板計數法試驗實例第一節(jié)第一節(jié) 微生物的生長及其特性微生物的生長及其特性表表7-1（2 2）、液體計數法（如三管法或五管法）、液體計數法（如三管法或五管法）n液體計數法主要用于不能在平板培養(yǎng)基上形成菌液體計數法主要用于不能在平板培養(yǎng)基上形成菌落的微生物。落的微生物。n具體做法是：將待測樣品作具體做法是：將待測樣品作1010倍梯度稀釋，取相倍梯度稀釋，取相應稀釋度的樣品（應稀釋度的樣品（1mL1mL）分別接種到）分別接種到3 3管或管或5 5管一管一組的數組液體培養(yǎng)基中，培養(yǎng)一定時間后，觀察組的數組液體培養(yǎng)基中，培養(yǎng)一定時間后，觀察各管及各組中細菌是否生長，記錄結果，根據讀各管及各組中細菌是否生長

14、，記錄結果，根據讀數規(guī)則，查已專門處理好的最可能數表，得出細數規(guī)則，查已專門處理好的最可能數表，得出細菌的最終含量。菌的最終含量。第一節(jié)第一節(jié) 微生物的生長及其特性微生物的生長及其特性n試驗結果舉例試驗結果舉例n根據試驗結果及讀數規(guī)則，查表得出微生物或細根據試驗結果及讀數規(guī)則，查表得出微生物或細菌的含量。菌的含量。第一節(jié)第一節(jié) 微生物的生長及其特性微生物的生長及其特性（3 3）、薄膜計數法）、薄膜計數法n對于某些細菌含量較低的測定樣品（如空氣或對于某些細菌含量較低的測定樣品（如空氣或飲用水），可以采用薄膜計數法。飲用水），可以采用薄膜計數法。該方法是將一定體積的待測樣品通過帶有許多該方法是將一

15、定體積的待測樣品通過帶有許多小孔但又不讓細菌流出的微孔濾膜，借助膜的小孔但又不讓細菌流出的微孔濾膜，借助膜的作用將微生物截留，再將膜（有細菌的一面向作用將微生物截留，再將膜（有細菌的一面向上）放于固體培養(yǎng)基表面培養(yǎng)，然后類似平板上）放于固體培養(yǎng)基表面培養(yǎng)，然后類似平板計數法計算結果。計數法計算結果。第一節(jié)第一節(jié) 微生物的生長及其特性微生物的生長及其特性圖圖7-6 7-6 濾器裝置濾器裝置第一節(jié)第一節(jié) 微生物的生長及其特性微生物的生長及其特性n上述活菌計數法所用的樣品必須成分散的上述活菌計數法所用的樣品必須成分散的懸浮狀態(tài)，否則要強化分散。懸浮狀態(tài)，否則要強化分散。（二）、測生長量法（二）、測生

16、長量法n測生長量法有測重量法、光密度法、測元素法、測生長量法有測重量法、光密度法、測元素法、測其它生理生化指標法法等。目前普遍采用的是測其它生理生化指標法法等。目前普遍采用的是測重量法、光密度法、測其它生理生化指標法。測重量法、光密度法、測其它生理生化指標法。* *1 1、重量法（測定細胞干重）、重量法（測定細胞干重）n過程：取經過培養(yǎng)一段時間的待測微生物樣品，過程：取經過培養(yǎng)一段時間的待測微生物樣品，用離心機離心后收集生長后的微生物細胞，或用用離心機離心后收集生長后的微生物細胞，或用濾紙、濾膜過濾截取生長后的微生物細胞，然后濾紙、濾膜過濾截取生長后的微生物細胞，然后在在10510511011

17、0下進行干燥（恒重），稱取干燥后下進行干燥（恒重），稱取干燥后的重量，以此代表微生物生長量的多少。的重量，以此代表微生物生長量的多少。第一節(jié)第一節(jié) 微生物的生長及其特性微生物的生長及其特性活性污泥水處理構筑物內微生物生長量通常用這活性污泥水處理構筑物內微生物生長量通常用這種細胞干重測定法?；钚晕勰喾ㄖ形⑸锏纳L種細胞干重測定法。活性污泥法中微生物的生長量指標是混合液懸浮固體濃度量指標是混合液懸浮固體濃度MLSSMLSS或混合液揮發(fā)或混合液揮發(fā)性懸浮固體濃度（性懸浮固體濃度（MLVSSMLVSS）。）。測定測定MLSSMLSS具體做法具體做法1 1：取一定體積的待測活性污泥：取一定體積的待測活

18、性污泥樣品，放于蒸發(fā)皿中干燥，然后稱重。樣品，放于蒸發(fā)皿中干燥，然后稱重。（恒重）（恒重）測定測定MLSSMLSS具體做法具體做法2 2：取一定體積的待測活性污泥：取一定體積的待測活性污泥樣品（一般用量筒量取樣品（一般用量筒量取100mL100mL），經過濾），經過濾干燥干燥（105110左右）左右）稱重。稱重。（恒重）（恒重）第一節(jié)第一節(jié) 微生物的生長及其特性微生物的生長及其特性nMLSSMLSS不僅包括細菌或微生物，還包括無機顆粒等。不僅包括細菌或微生物，還包括無機顆粒等。因此因此MLVSSMLVSS能更精確地表示細菌或微生物的生長能更精確地表示細菌或微生物的生長量量。MLVSSMLVSS

19、測定過程是：將已測得干重的污泥樣品，測定過程是：將已測得干重的污泥樣品，放于馬福爐內放于馬福爐內550550下灼燒下灼燒2 2h h，微生物中含有的微生物中含有的各種有機物就被分解成為各種有機物就被分解成為COCO2 2和和H H2 2O O 并蒸發(fā)掉。因并蒸發(fā)掉。因此燒掉的部分就是揮發(fā)性懸浮固體重量。此燒掉的部分就是揮發(fā)性懸浮固體重量。實際水處理中，實際水處理中，MLSSMLSS用的較多（原因：測定方便、用的較多（原因：測定方便、迅速）。迅速）。第一節(jié)第一節(jié) 微生物的生長及其特性微生物的生長及其特性*2 2、光密度法（比濁計數法）、光密度法（比濁計數法）n光密度法是測定懸浮細胞的快速方法。原

20、光密度法是測定懸浮細胞的快速方法。原理是：溶液的吸光度與溶液的混濁度即微理是：溶液的吸光度與溶液的混濁度即微生物懸浮細胞濃度正比。根據懸浮溶液的生物懸浮細胞濃度正比。根據懸浮溶液的吸光度吸光度，查已經繪制好的標準曲線，（吸，查已經繪制好的標準曲線，（吸光度與微生物濃度的關系曲線），可以得光度與微生物濃度的關系曲線），可以得到溶液中微生物的濃度。到溶液中微生物的濃度。第一節(jié)第一節(jié) 微生物的生長及其特性微生物的生長及其特性*3 3、其它生理生化指標法、其它生理生化指標法n微生物生長過程中，要吸收和消耗一些物質，微生物生長過程中，要吸收和消耗一些物質，同時產生和分泌另外一些物質。通過測定這同時產生和

21、分泌另外一些物質。通過測定這些物質的變化，可以間接表示或估計微生物些物質的變化，可以間接表示或估計微生物的生長情況。的生長情況。如測定待測樣品中營養(yǎng)物質（如測定待測樣品中營養(yǎng)物質（CODCOD）的消耗，的消耗，溶解氧的消耗，有機酸的產生，溶解氧的消耗，有機酸的產生，H H2 2和和CHCH4 4的產的產生（厭氧微生物的生長及活性測定）。生（厭氧微生物的生長及活性測定）。 第一節(jié)第一節(jié) 微生物的生長及其特性微生物的生長及其特性（三）、其它（三）、其它n元素法（如測細胞含氮量、蛋白質、元素法（如測細胞含氮量、蛋白質、DNADNA含含量等）、熒光染色計數法等。量等）、熒光染色計數法等。n以上測定法均

22、需要按照實驗指導書進行。以上測定法均需要按照實驗指導書進行。第一節(jié)第一節(jié) 微生物的生長及其特性微生物的生長及其特性三、微生物的生長特性三、微生物的生長特性（一）、間歇培養(yǎng)（一）、間歇培養(yǎng)n間歇培養(yǎng)的特點：營養(yǎng)物質一次性投加。間歇培養(yǎng)的特點：營養(yǎng)物質一次性投加。*1 1、間歇培養(yǎng)生長曲線、間歇培養(yǎng)生長曲線n間歇培養(yǎng)的方法：將少量微生物接種于一定量間歇培養(yǎng)的方法：將少量微生物接種于一定量的液體培養(yǎng)基內，在適宜的溫度下培養(yǎng)，在培的液體培養(yǎng)基內，在適宜的溫度下培養(yǎng)，在培養(yǎng)過程中不加入也不取出培養(yǎng)基和微生物。養(yǎng)過程中不加入也不取出培養(yǎng)基和微生物。n微生物間歇培養(yǎng)模式見下圖。微生物間歇培養(yǎng)模式見下圖。第一

23、節(jié)第一節(jié) 微生物的生長及其特性微生物的生長及其特性圖圖7-7 7-7 微生物間歇培養(yǎng)模式微生物間歇培養(yǎng)模式菌種和液體培養(yǎng)基菌種和液體培養(yǎng)基一次性加入。一次性加入。第一節(jié)第一節(jié) 微生物的生長及其特性微生物的生長及其特性n間歇培養(yǎng)生長曲線的測定：在間歇培養(yǎng)過程中間歇培養(yǎng)生長曲線的測定：在間歇培養(yǎng)過程中定時取樣測定活微生物數目或重量的變化，以定時取樣測定活微生物數目或重量的變化，以活微生物個數或微生物重量為縱坐標，培養(yǎng)時活微生物個數或微生物重量為縱坐標，培養(yǎng)時間為橫坐標，即可繪制出一曲線，此曲線稱為間為橫坐標，即可繪制出一曲線，此曲線稱為微生物的生長曲線。微生物的生長曲線。n微生物的生長曲線分為：按

24、活微生物重量繪制微生物的生長曲線分為：按活微生物重量繪制和按微生物數目的對數繪制兩種。和按微生物數目的對數繪制兩種。n按活微生物重量繪制的曲線見下圖。按活微生物重量繪制的曲線見下圖。第一節(jié)第一節(jié) 微生物的生長及其特性微生物的生長及其特性圖圖7-8 7-8 微生物生長曲線（按活微生物重量繪制）微生物生長曲線（按活微生物重量繪制）第一節(jié)第一節(jié) 微生物的生長及其特性微生物的生長及其特性曲線特點：將微生物或細菌的生長分為曲線特點：將微生物或細菌的生長分為3 3個階段：個階段：生長率上升階段，生長率下降階段，內源呼吸階段。生長率上升階段，生長率下降階段，內源呼吸階段。生長率上升階段：上升階段初期，食料充

25、足，微生生長率上升階段：上升階段初期，食料充足，微生物或細菌是在適應新的環(huán)境，一般不進行分裂，菌物或細菌是在適應新的環(huán)境，一般不進行分裂，菌數不增加，但菌體逐漸增大，以后很快進入迅速繁數不增加，但菌體逐漸增大，以后很快進入迅速繁殖的階段，到上升階段后期，生長率達到最高，此殖的階段，到上升階段后期，生長率達到最高，此時分解培養(yǎng)基中有機物的速率也最高。（生長率上時分解培養(yǎng)基中有機物的速率也最高。（生長率上升階段，微生物數目的對數同培養(yǎng)時間呈直線關系，升階段，微生物數目的對數同培養(yǎng)時間呈直線關系，所以生長率上升階段又稱為對數生長階段。）所以生長率上升階段又稱為對數生長階段。）第一節(jié)第一節(jié) 微生物的生

26、長及其特性微生物的生長及其特性生長率下降階段：經過一定時間后，由于食料減少生長率下降階段：經過一定時間后，由于食料減少和對微生物有毒代謝產物的積累，環(huán)境逐漸不利于和對微生物有毒代謝產物的積累，環(huán)境逐漸不利于微生物的生長，微生物生長繁殖速度逐漸下降，進微生物的生長，微生物生長繁殖速度逐漸下降，進入生長率下降階段。入生長率下降階段。（用于廢水處理時菌體聚集效（用于廢水處理時菌體聚集效果好，活性污泥絮體能較好地形成，二沉池中容易果好，活性污泥絮體能較好地形成，二沉池中容易沉淀，出水效果好。）沉淀，出水效果好。）內源呼吸階段：培養(yǎng)基中的食料已經很少，菌體內內源呼吸階段：培養(yǎng)基中的食料已經很少，菌體內貯

27、藏的物質，甚至體內的酶被都被當作營養(yǎng)物質來貯藏的物質，甚至體內的酶被都被當作營養(yǎng)物質來利用，此時微生物新合成的細胞質不足以因利用，此時微生物新合成的細胞質不足以因內源呼內源呼吸而耗去的吸而耗去的細胞質，因此，微生物重量逐漸減少細胞質，因此，微生物重量逐漸減少（因微生物死亡和（因微生物死亡和內源呼吸）內源呼吸）。第一節(jié)第一節(jié) 微生物的生長及其特性微生物的生長及其特性*微生物年齡段的劃分：上述微生物年齡段的劃分：上述3 3個階段中，個階段中，生長率上升階段是微生物或細菌的生長率上升階段是微生物或細菌的年輕年輕階段階段，生長繁殖快、動能大；生長率下，生長繁殖快、動能大；生長率下降階段是微生物或細菌的

28、降階段是微生物或細菌的中年階段中年階段，生，生長活躍性、繁殖速度、動能均小于年輕長活躍性、繁殖速度、動能均小于年輕階段；內源呼吸階段是微生物或細菌的階段；內源呼吸階段是微生物或細菌的衰老階段衰老階段，死亡速度大于繁殖速度，生，死亡速度大于繁殖速度，生長不活躍，動能小。長不活躍，動能小。第一節(jié)第一節(jié) 微生物的生長及其特性微生物的生長及其特性細菌的年齡表征法與人的不同，是用其群體特細菌的年齡表征法與人的不同，是用其群體特征來表征。征來表征。n按微生物數目的對數繪制的生長曲線見下圖。按微生物數目的對數繪制的生長曲線見下圖。第一節(jié)第一節(jié) 微生物的生長及其特性微生物的生長及其特性圖圖7-9 微生物生長曲

29、線（按微生物數目的對數繪制）微生物生長曲線（按微生物數目的對數繪制） 第一節(jié)第一節(jié) 微生物的生長及其特性微生物的生長及其特性圖圖3-3-8 8把曲線分為四個時期，即：緩慢增長期、對把曲線分為四個時期，即：緩慢增長期、對數增長期、穩(wěn)定增長期、衰老期。與重量生長曲線數增長期、穩(wěn)定增長期、衰老期。與重量生長曲線的對應關系如下：的對應關系如下： 緩慢增長期緩慢增長期對數增長期對數增長期穩(wěn)定增長期穩(wěn)定增長期衰老期衰老期 生長率上升階段生長率上升階段生長率下降階段生長率下降階段內源呼吸階段內源呼吸階段生長率上升階段初期生長率上升階段初期第一節(jié)第一節(jié) 微生物的生長及其特性微生物的生長及其特性生長曲線上每一時

30、期的主要特點：生長曲線上每一時期的主要特點：緩慢期緩慢期: :生長率上升階段初期生長率上升階段初期, , 微生物不繁殖，微生物不繁殖，數目不增加，但菌體體積增長很快，其后期只有數目不增加，但菌體體積增長很快，其后期只有個別菌體繁殖。個別菌體繁殖。對數期：微生物繁殖速度迅速增加。對數期：微生物繁殖速度迅速增加。穩(wěn)定期：食料減少供不應求和細菌有毒代謝產物穩(wěn)定期：食料減少供不應求和細菌有毒代謝產物的積累，微生物生長繁殖速度逐漸下降，同時菌的積累，微生物生長繁殖速度逐漸下降，同時菌體死亡數目逐漸上升，最后達到新增加的微生物體死亡數目逐漸上升，最后達到新增加的微生物數與死亡數基本相等，活菌數保持相對平衡

31、并處數與死亡數基本相等，活菌數保持相對平衡并處于最大值。于最大值。第一節(jié)第一節(jié) 微生物的生長及其特性微生物的生長及其特性衰老期（內源呼吸階段）：微生物或細菌衰老期（內源呼吸階段）：微生物或細菌死亡速度大大增加，超過其繁殖速度，只死亡速度大大增加，超過其繁殖速度，只有少數菌體進行繁殖，微生物進行內源呼有少數菌體進行繁殖，微生物進行內源呼吸，所以活微生物曲線顯著下降。吸，所以活微生物曲線顯著下降。*決定微生物生長處于哪一個階段或時期的決定微生物生長處于哪一個階段或時期的主要因素是：微生物周圍營養(yǎng)物質的多少，主要因素是：微生物周圍營養(yǎng)物質的多少，即食料即食料/ /微生物微生物F/MF/M，如下圖。，

32、如下圖。第一節(jié)第一節(jié) 微生物的生長及其特性微生物的生長及其特性圖圖7-10（沉降性能好）（沉降性能好）第一節(jié)第一節(jié) 微生物的生長及其特性微生物的生長及其特性n曝氣池中活性污泥混合液的絮凝沉降性曝氣池中活性污泥混合液的絮凝沉降性能可用污泥沉降比能可用污泥沉降比SV、污泥沉降指數、污泥沉降指數SVI來評價。來評價。污泥沉降比污泥沉降比SV是指曝氣池混合液在是指曝氣池混合液在100mL量筒中沉淀量筒中沉淀30min，污泥體積與，污泥體積與原混合液體積之比，用百分數表示。原混合液體積之比，用百分數表示。一般生活污水和城市污水的一般生活污水和城市污水的SV為為15%30%。第一節(jié)第一節(jié) 微生物的生長及其

33、特性微生物的生長及其特性t=0mint=30min水第一節(jié)第一節(jié) 微生物的生長及其特性微生物的生長及其特性圖圖7-11 污泥沉降比污泥沉降比SV測定示意圖測定示意圖 *2 2、微生物的世代時間（以、微生物的世代時間（以對數期對數期為準）為準）n微生物的世代時間微生物的世代時間指微生物繁殖一代指微生物繁殖一代所需的時間?；蛭⑸飩€體數目增加一倍所需的時間?；蛭⑸飩€體數目增加一倍的時間?；蛭⑸锛毎麅纱畏至阎g的時的時間?；蛭⑸锛毎麅纱畏至阎g的時間間隔。間間隔。*細菌的世代時間測定計算如下：細菌的世代時間測定計算如下：P P124124第一節(jié)第一節(jié) 微生物的生長及其特性微生物的生長及其特性n

34、微生物繁殖的一般規(guī)律是：好氧菌比厭氧微生物繁殖的一般規(guī)律是：好氧菌比厭氧菌的世代時間短；單細胞比多細胞的世代菌的世代時間短；單細胞比多細胞的世代時間短；原核微生物比真核微生物的世代時間短；原核微生物比真核微生物的世代時間短。時間短。第一節(jié)第一節(jié) 微生物的生長及其特性微生物的生長及其特性*3 3、微生物生長階段與污水生物處理、微生物生長階段與污水生物處理n微生物生長階段（或時期）與污水處理處理效果微生物生長階段（或時期）與污水處理處理效果的關系的關系對數期（生長率上升階段）：對數期（生長率上升階段）：在廢水處理過程中，在廢水處理過程中，如果維持微生物在對數期，此時微生物繁殖很快，如果維持微生物在

35、對數期，此時微生物繁殖很快，活力很強，代謝速率高，處理廢水的能力較高；活力很強，代謝速率高，處理廢水的能力較高；但對數期微生物活力強大不易凝聚和沉淀，且對但對數期微生物活力強大不易凝聚和沉淀，且對數期要求廢水中有機物的濃度較高，則相對處理數期要求廢水中有機物的濃度較高，則相對處理過的水中有機物濃度必將較高，所以利用此階段過的水中有機物濃度必將較高，所以利用此階段進行污水的生化學處理難于得到較好的出水。進行污水的生化學處理難于得到較好的出水。第一節(jié)第一節(jié) 微生物的生長及其特性微生物的生長及其特性穩(wěn)定期：穩(wěn)定期的微生物或污泥代謝活性和凝聚穩(wěn)定期：穩(wěn)定期的微生物或污泥代謝活性和凝聚沉降性能均較好，在

36、二沉池中泥水分離效果好，沉降性能均較好，在二沉池中泥水分離效果好，出水水質好。因此，處理效果好的活性污泥法構出水水質好。因此，處理效果好的活性污泥法構筑物中普遍運行在這一范圍（即利用穩(wěn)定期的微筑物中普遍運行在這一范圍（即利用穩(wěn)定期的微生物）。生物）。穩(wěn)定期應用穩(wěn)定期應用舉例：水處理構筑物是連續(xù)進水和出舉例：水處理構筑物是連續(xù)進水和出水，完全混合活性污泥法水處理構筑物是利用穩(wěn)水，完全混合活性污泥法水處理構筑物是利用穩(wěn)定期的微生物。定期的微生物。第一節(jié)第一節(jié) 微生物的生長及其特性微生物的生長及其特性進水進水回流污泥回流污泥菌膠團或活性污泥（菌膠團或活性污泥（微生物群體微生物群體）生化處理后生化處理

37、后曝氣池曝氣池剩余污泥剩余污泥出水出水二沉池二沉池圖圖7-12 好氧活性污泥法處理廢水好氧活性污泥法處理廢水第一節(jié)第一節(jié) 微生物的生長及其特性微生物的生長及其特性圖圖7-13衰老衰老期期（內源呼吸期）：內源呼吸期）：處于衰老期的微生處于衰老期的微生物代謝速率低，動能小，容易凝聚沉降，但物代謝速率低，動能小，容易凝聚沉降，但水中有細小的泥花（死亡的細菌所致），水水中有細小的泥花（死亡的細菌所致），水處理指標比穩(wěn)定期差。衰老處理指標比穩(wěn)定期差。衰老期只出現(xiàn)在某些期只出現(xiàn)在某些特殊水處理的場合，如特殊水處理的場合，如延時曝氣和污泥消化。延時曝氣和污泥消化。延時曝氣活性污泥法利用內源呼吸期的微生延時曝

38、氣活性污泥法利用內源呼吸期的微生物是因為此工藝可以不排泥或少排泥，主要物是因為此工藝可以不排泥或少排泥，主要用于不宜采用污泥處理技術的小城鎮(zhèn)的廢水用于不宜采用污泥處理技術的小城鎮(zhèn)的廢水處理。處理。第一節(jié)第一節(jié) 微生物的生長及其特性微生物的生長及其特性圖圖3-11圖圖3-113-11圖圖7-147-14高負荷活性污泥法高負荷活性污泥法（沉降性能好）（沉降性能好）第一節(jié)第一節(jié) 微生物的生長及其特性微生物的生長及其特性n特殊情況特殊情況緩慢期可出現(xiàn)在下列情況：水處理系統(tǒng)投產前，緩慢期可出現(xiàn)在下列情況：水處理系統(tǒng)投產前，污泥的培養(yǎng)或馴化（活性污泥被接種到與原來污泥的培養(yǎng)或馴化（活性污泥被接種到與原來生

39、長條件不同的廢水中，營養(yǎng)類型發(fā)生改變，生長條件不同的廢水中，營養(yǎng)類型發(fā)生改變，污泥需培養(yǎng)或馴化）；污水處理廠因故中斷運污泥需培養(yǎng)或馴化）；污水處理廠因故中斷運行后再運行。行后再運行。應采取措施縮短緩慢期，如利用對數生長期代應采取措施縮短緩慢期，如利用對數生長期代謝旺盛的污泥接種、增加接種量、利用相同類謝旺盛的污泥接種、增加接種量、利用相同類型反應器的污泥接種等。型反應器的污泥接種等。第一節(jié)第一節(jié) 微生物的生長及其特性微生物的生長及其特性對數期可出現(xiàn)在下列情況：進水有機物濃對數期可出現(xiàn)在下列情況：進水有機物濃度突然增高，污泥回流量不變時。度突然增高，污泥回流量不變時。此時，應該調整工藝。如增加污

40、泥回流量，此時，應該調整工藝。如增加污泥回流量，同時增加曝氣量。同時增加曝氣量。衰老期可出現(xiàn)在下列情況：進水衰老期可出現(xiàn)在下列情況：進水BODBOD突然減突然減少，污泥回流不變時。少，污泥回流不變時。此時需調整工藝。如減少污泥回流，同時此時需調整工藝。如減少污泥回流，同時減少曝氣量。減少曝氣量。第一節(jié)第一節(jié) 微生物的生長及其特性微生物的生長及其特性四、微生物膜的生長特性四、微生物膜的生長特性n微生物膜存在于生物濾池、生物轉盤等附著型反微生物膜存在于生物濾池、生物轉盤等附著型反應器系統(tǒng)中。應器系統(tǒng)中。（一）、微生物膜的定義和成分（一）、微生物膜的定義和成分*生物膜生物膜是一種不可逆的黏附于固體表

41、面的，是一種不可逆的黏附于固體表面的，被微生物胞外多聚物包裹的有組織的微生物群體。被微生物胞外多聚物包裹的有組織的微生物群體。n成分：生物膜中有水（分含量可高達成分：生物膜中有水（分含量可高達97%）、微）、微生物、多聚糖、吸附的營養(yǎng)物質、微生物代謝產生物、多聚糖、吸附的營養(yǎng)物質、微生物代謝產物和裂解產物等。物和裂解產物等。第一節(jié)第一節(jié) 微生物的生長及其特性微生物的生長及其特性（二）、生物膜的生長特性（二）、生物膜的生長特性*生物膜的形成主要包括三個階段。見下圖。生物膜的形成主要包括三個階段。見下圖。第一節(jié)第一節(jié) 微生物的生長及其特性微生物的生長及其特性圖圖7-15 7-15 生物膜形成的三個

42、階段示意圖生物膜形成的三個階段示意圖n教學目的要求：教學目的要求：掌握掌握: :1 1、微生物遺傳性的概念及遺傳的物質基礎。、微生物遺傳性的概念及遺傳的物質基礎。2 2、微生物質粒的概念及其特性、在環(huán)境工程、微生物質粒的概念及其特性、在環(huán)境工程中的應用舉例。中的應用舉例。第二節(jié)第二節(jié) 微生物的遺傳微生物的遺傳n微生物或細菌同其它生物一樣，有其固有微生物或細菌同其它生物一樣，有其固有的遺傳性。的遺傳性。*微生物的遺傳性微生物的遺傳性是指在一定的環(huán)境條是指在一定的環(huán)境條件下，微生物的形態(tài)、結構、代謝、繁殖件下，微生物的形態(tài)、結構、代謝、繁殖和對異物的敏感等性狀相對穩(wěn)定，并能代和對異物的敏感等性狀相

43、對穩(wěn)定，并能代代相傳，子代與親代之間表現(xiàn)出相似性的代相傳，子代與親代之間表現(xiàn)出相似性的現(xiàn)象?，F(xiàn)象。n例如：例如：第二節(jié)第二節(jié) 微生物的遺傳微生物的遺傳大腸桿菌是短桿菌，生活條件要求大腸桿菌是短桿菌，生活條件要求 pHpH7.27.2，溫度，溫度3737，在糖類物質存在的條件下產酸、產氣。大，在糖類物質存在的條件下產酸、產氣。大腸桿菌的親代能將這些特性傳給子代，這就是大腸桿菌的親代能將這些特性傳給子代，這就是大腸桿菌的遺傳性。腸桿菌的遺傳性。降解廢水中六價鉻的細菌等。降解廢水中六價鉻的細菌等。n微生物的保守遺傳性的規(guī)律是：老齡菌比幼齡菌微生物的保守遺傳性的規(guī)律是：老齡菌比幼齡菌大。大。n營養(yǎng)和外

44、界條件的營養(yǎng)和外界條件的劇烈變化劇烈變化將導致遺傳性不適應將導致遺傳性不適應而引起死亡，而引起死亡，緩慢變化緩慢變化可導致變異，即誘變?？蓪е伦儺?，即誘變。第二節(jié)第二節(jié) 微生物的遺傳微生物的遺傳一、遺傳的物質基礎及其存在形式一、遺傳的物質基礎及其存在形式( (一一) )、遺傳的物質基礎、遺傳的物質基礎*遺傳學的研究表明，一切生物遺傳的物質基遺傳學的研究表明，一切生物遺傳的物質基礎是礎是核酸核酸。n根據核酸戊糖和堿基的差異分為脫氧核糖根據核酸戊糖和堿基的差異分為脫氧核糖核酸（核酸（DNADNA）和核糖核酸（）和核糖核酸（RNARNA），見下表。），見下表。第二節(jié)第二節(jié) 微生物的遺傳微生物的遺傳第

45、二節(jié)第二節(jié) 微生物的遺傳微生物的遺傳表表7-2n核酸的結構核酸的結構核酸是一種多聚核苷酸：核酸是一種多聚核苷酸：第二節(jié)第二節(jié) 微生物的遺傳微生物的遺傳n第二位碳原子第二位碳原子nDNADNA分子中的堿基有分子中的堿基有: :A第二節(jié)第二節(jié) 微生物的遺傳微生物的遺傳nRNARNA分子中的堿基有分子中的堿基有:A:A、G G、C C、U UU第二節(jié)第二節(jié) 微生物的遺傳微生物的遺傳n含有含有DNADNA的微生物中遺傳物質是的微生物中遺傳物質是DNADNA，不含不含有有DNADNA，只含有只含有 RNARNA（核糖核酸）的微生（核糖核酸）的微生物中，遺傳物質是物中，遺傳物質是RNARNA（如某些病毒）

46、。如某些病毒）。nDNADNA中多核酸鏈的一個小片段如下：中多核酸鏈的一個小片段如下：第二節(jié)第二節(jié) 微生物的遺傳微生物的遺傳第二節(jié)第二節(jié) 微生物的遺傳微生物的遺傳（二）、（二）、DNADNA的分子結構及其多樣性的分子結構及其多樣性1 1、DNADNA的雙螺旋結構的雙螺旋結構圖圖7-16 DNA的二維結構的二維結構第二節(jié)第二節(jié) 微生物的遺傳微生物的遺傳（1 1）、兩條走向相反的多核苷酸鏈，盤繞成雙螺旋）、兩條走向相反的多核苷酸鏈，盤繞成雙螺旋結構，螺旋直徑為結構，螺旋直徑為2nm2nm。（2 2）、兩條鏈間借堿基對的氫鍵相連。）、兩條鏈間借堿基對的氫鍵相連。（3 3）、一個）、一個DNADNA分

47、子可含有幾十萬或幾百萬個堿基對，分子可含有幾十萬或幾百萬個堿基對，兩個相鄰的堿基對之間的距離為兩個相鄰的堿基對之間的距離為0.34nm0.34nm，每個螺旋，每個螺旋的距離為的距離為3.4nm3.4nm。2 2、DNADNA的多樣性的多樣性n生物中的生物中的DNADNA均有均有4 4種脫氧核糖核苷酸變化排列組成，種脫氧核糖核苷酸變化排列組成，但各種生物但各種生物DNADNA的的4 4種堿基含量往往是不均等的，種堿基含量往往是不均等的，4 4種堿基的含量之比也不同，體現(xiàn)了不同生物間種堿基的含量之比也不同，體現(xiàn)了不同生物間DNADNA分子具有高度的多樣性。分子具有高度的多樣性。第二節(jié)第二節(jié) 微生物

48、的遺傳微生物的遺傳（三）遺傳物質在微生物細胞中的主要存在形式（三）遺傳物質在微生物細胞中的主要存在形式n遺傳物質在微生物細胞中存在的主要形式有染色體、遺傳物質在微生物細胞中存在的主要形式有染色體、真核微生物的細胞器、真核微生物的細胞器、染色體外的染色體外的質粒、質粒、RNARNA（某（某些病毒）等。些病毒）等。1 1、染色體染色體n染色體是遺傳物質的主要載體，染色體是遺傳物質的主要載體， DNADNA是主要成分。是主要成分。n原核微生物中（如細菌）染色體中的原核微生物中（如細菌）染色體中的DNADNA不與蛋白不與蛋白質結合，也沒有核膜包圍，而是以單獨裸露狀態(tài)存質結合，也沒有核膜包圍，而是以單獨

49、裸露狀態(tài)存在于細胞質中的在于細胞質中的DNADNA分子，拉直時比細胞長許多倍。分子，拉直時比細胞長許多倍。第二節(jié)第二節(jié) 微生物的遺傳微生物的遺傳如大腸桿菌的長度為如大腸桿菌的長度為2 2mm，其其DNADNA長度為長度為1 1l00ml00m至至14001400mm，它在細胞中央高度折它在細胞中央高度折疊形成具有空間結構的一個核區(qū)。由于含疊形成具有空間結構的一個核區(qū)。由于含有磷酸根，而帶有很高的負電荷。有磷酸根，而帶有很高的負電荷。n真核微生物細胞核中染色體的真核微生物細胞核中染色體的DNADNA與蛋白質與蛋白質結合，真核微生物結合，真核微生物DNADNA的量大于原核微生物。的量大于原核微生物

50、。第二節(jié)第二節(jié) 微生物的遺傳微生物的遺傳* *2 2、質粒（、質粒（攜帶某些次要的遺傳信息）攜帶某些次要的遺傳信息）n質粒質粒是微生物染色體外或附加于染色是微生物染色體外或附加于染色體的攜帶有某種特異性遺傳信息的體的攜帶有某種特異性遺傳信息的DNADNA分子。分子。第二節(jié)第二節(jié) 微生物的遺傳微生物的遺傳n質粒目前發(fā)現(xiàn)存在于原核微生物和真核微生物的質粒目前發(fā)現(xiàn)存在于原核微生物和真核微生物的酵母。酵母。n質粒一般是小型環(huán)狀質粒一般是小型環(huán)狀DNADNA分子，攜帶少數遺傳信息，分子，攜帶少數遺傳信息，在細胞分裂中能進行復制，傳給后代，并表現(xiàn)一在細胞分裂中能進行復制，傳給后代，并表現(xiàn)一定的遺傳特性。定

51、的遺傳特性。n質粒的存在與否不影響微生物細胞的生存，喪失質粒的存在與否不影響微生物細胞的生存，喪失質粒僅喪失由其決定的某些特性。質粒僅喪失由其決定的某些特性。即質粒不是細即質粒不是細胞生死存亡所必需，可以消失。胞生死存亡所必需，可以消失。n微生物中的質粒還具有以下特性：微生物中的質粒還具有以下特性：第二節(jié)第二節(jié) 微生物的遺傳微生物的遺傳（1 1）、可轉移性）、可轉移性n某些質?？梢酝ㄟ^細胞間的接合作用或其某些質?？梢酝ㄟ^細胞間的接合作用或其他途徑從供體細胞向受體細胞轉移。（受他途徑從供體細胞向受體細胞轉移。（受體細胞即獲得該質粒所決定的遺傳性狀。）體細胞即獲得該質粒所決定的遺傳性狀。）n舉例：

52、舉例：第二節(jié)第二節(jié) 微生物的遺傳微生物的遺傳圖圖7-17 質粒的轉移質粒的轉移細菌細菌2 2細菌細菌1 1第二節(jié)第二節(jié) 微生物的遺傳微生物的遺傳（2 2）、可整合性）、可整合性n在某種特定條件下，質粒在某種特定條件下，質粒DNADNA可以整合到染色體上，可以整合到染色體上，并可以重新脫離。并可以重新脫離。（3 3）、可重組性）、可重組性n不同來源的質粒之間，質粒與染色體之間的基因可不同來源的質粒之間，質粒與染色體之間的基因可以發(fā)生重組，形成新的重組質粒，從而使細胞具有以發(fā)生重組，形成新的重組質粒，從而使細胞具有新的表現(xiàn)性狀。新的表現(xiàn)性狀。（4 4）、可消除性）、可消除性n經過某些理化因素處理如

53、加熱、或加入化學藥劑等經過某些理化因素處理如加熱、或加入化學藥劑等質?？梢员幌?。質粒也可能不明原因地自行消失。質粒可以被消除。質粒也可能不明原因地自行消失。第二節(jié)第二節(jié) 微生物的遺傳微生物的遺傳n質粒的分類如下：質粒的分類如下：抗藥性質粒、抗生素產生質粒、降解質粒等等?？顾幮再|粒、抗生素產生質粒、降解質粒等等。與環(huán)境工程有關的主要是與環(huán)境工程有關的主要是降解質粒降解質粒。降解質粒降解質粒指攜帶分解某種化合物酶系基因的指攜帶分解某種化合物酶系基因的質粒，能賦予宿主細胞降解某種化合物的能力。質粒，能賦予宿主細胞降解某種化合物的能力。n質粒在質粒在環(huán)境工程中的應用舉例：環(huán)境工程中的應用舉例：如：如

54、：降解辛烷降解辛烷的質粒、的質粒、降解二甲苯降解二甲苯的質粒、的質粒、降解降解甲苯甲苯的質粒等。的質粒等。第二節(jié)第二節(jié) 微生物的遺傳微生物的遺傳3 3、細胞器、細胞器DNADNAn如存在于真核微生物線粒體、葉綠體等細如存在于真核微生物線粒體、葉綠體等細胞器中的少量胞器中的少量DNADNA，攜帶有編碼相應酶的基，攜帶有編碼相應酶的基因。因。4 4、RNARNAn某些病毒和微生物噬菌體是以某些病毒和微生物噬菌體是以RNARNA為遺傳物為遺傳物質的。質的。5 5、其他、其他第二節(jié)第二節(jié) 微生物的遺傳微生物的遺傳二、遺傳物質的復制二、遺傳物質的復制n遺傳物質有遺傳物質有DNADNA、 RNARNA，多

55、數生物體內的，多數生物體內的遺傳物質是遺傳物質是DNADNA，只有少數病毒的遺傳物，只有少數病毒的遺傳物質是質是RNA RNA 。 DNADNA、 RNARNA均具自我復制的均具自我復制的能力。能力。（一）、（一）、DNADNA的復制的復制第二節(jié)第二節(jié) 微生物的遺傳微生物的遺傳圖圖7-18第二節(jié)第二節(jié) 微生物的遺傳微生物的遺傳n在不產生變異的情況下，通過在不產生變異的情況下，通過DNADNA復制形成的兩復制形成的兩個新的個新的DNADNA分子與原來的分子與原來的DNADNA分子是完全相同。分子是完全相同。因此，子代的遺傳性狀與親代相同。因此，子代的遺傳性狀與親代相同。n如果由于某種原因，如果由

56、于某種原因，DNADNA的分子發(fā)生了變化，導的分子發(fā)生了變化，導致合成的蛋白質或生物酶發(fā)生變化，則細菌子致合成的蛋白質或生物酶發(fā)生變化，則細菌子代所表現(xiàn)的性狀將不同于親代，此時細菌產生代所表現(xiàn)的性狀將不同于親代，此時細菌產生了變異。了變異。（一）、（一）、RNARNA的復制的復制n單鏈復制。單鏈復制。第二節(jié)第二節(jié) 微生物的遺傳微生物的遺傳三、遺傳信息的傳遞和表達三、遺傳信息的傳遞和表達n遺傳信息的傳遞和表達有三個步驟：復制、轉錄、遺傳信息的傳遞和表達有三個步驟：復制、轉錄、翻譯。翻譯。n遺傳信息轉錄、翻譯均需要遺傳信息轉錄、翻譯均需要RNARNA的參與。的參與。* *（一）、（一）、RNARN

57、A在細胞里的三種類型及其功能在細胞里的三種類型及其功能1 1、信使、信使RNARNA（mRNAmRNA）n以一條以一條DNADNA的單鏈為模板，按堿基互補原則合成的，的單鏈為模板，按堿基互補原則合成的，由于傳達了由于傳達了DNADNA的信息（的信息（DNADNA合成蛋白質的信息），合成蛋白質的信息），稱為信使稱為信使RNARNA。第二節(jié)第二節(jié) 微生物的遺傳微生物的遺傳n轉錄過程中轉錄過程中DNADNA的胸腺嘧啶的胸腺嘧啶T T變?yōu)槟蜞奏ぷ優(yōu)槟蜞奏 U）圖圖7-197-19第二節(jié)第二節(jié) 微生物的遺傳微生物的遺傳2 2、轉移、轉移RNARNA（tRNAtRNA） ntRNAtRNA根據根據mRN

58、AmRNA的指令（遺傳密碼）轉移細胞的指令（遺傳密碼）轉移細胞內的氨基酸以合成蛋白質。即在蛋白質合成內的氨基酸以合成蛋白質。即在蛋白質合成過程中起轉移相應氨基酸的作用。每一個遺過程中起轉移相應氨基酸的作用。每一個遺傳密碼對應一個傳密碼對應一個tRNAtRNA。ntRNAtRNA結構舉例：結構舉例：第二節(jié)第二節(jié) 微生物的遺傳微生物的遺傳n次黃嘌呤核苷酸次黃嘌呤核苷酸圖圖7-207-20n多核苷酸單鏈結構。多核苷酸單鏈結構。但通過自身回折，但通過自身回折，使鏈內一些可以配使鏈內一些可以配對的堿基相遇而形對的堿基相遇而形成較短的雙螺旋結成較短的雙螺旋結構，不能配對的堿構，不能配對的堿基區(qū)則形成突環(huán)。

59、基區(qū)則形成突環(huán)。第二節(jié)第二節(jié) 微生物的遺傳微生物的遺傳圖圖7-217-213 3、核糖體、核糖體RNARNAn蛋白質合成的主要場所。有大小兩個亞蛋白質合成的主要場所。有大小兩個亞基?；?。小亞基：在合成蛋白質時，識別小亞基：在合成蛋白質時，識別mRNAmRNA的的啟動密碼和終止密碼。啟動密碼和終止密碼。大亞基蛋白質的合成基地。大亞基蛋白質的合成基地。第二節(jié)第二節(jié) 微生物的遺傳微生物的遺傳（二）、遺傳信息的傳遞與表達過程（二）、遺傳信息的傳遞與表達過程1 1、將攜帶遺傳信息的、將攜帶遺傳信息的DNADNA復制；復制；2 2、將、將DNADNA攜帶的遺傳信息轉錄到攜帶的遺傳信息轉錄到mRNAmRNA

60、上；上；（以形成合成蛋白質中氨基酸的密碼子以（以形成合成蛋白質中氨基酸的密碼子以及合成過程中的啟動密碼和終止密碼。用及合成過程中的啟動密碼和終止密碼。用于合成蛋白質的遺傳密碼的編碼字典見于合成蛋白質的遺傳密碼的編碼字典見P P141141表）表）第二節(jié)第二節(jié) 微生物的遺傳微生物的遺傳n每種氨基酸有每種氨基酸有16個密碼不等。個密碼不等。最多如絲氨酸最多如絲氨酸6 6個密碼；最少如色氨酸個密碼；最少如色氨酸1 1個密個密碼。碼。3 3、將、將mRNAmRNA獲得的遺傳信息翻譯成蛋白質。獲得的遺傳信息翻譯成蛋白質。圖圖7-227-22第二節(jié)第二節(jié) 微生物的遺傳微生物的遺傳n蛋白質的合成過程蛋白質的