水處理生物學(xué)-第二章課件

水處理生物學(xué)給排水教研室陳戰(zhàn)利水處理生物學(xué)給排水教研室Chapter2.原核微生物Chapter2.原核微生物Chapter2.主要內(nèi)容2.1細菌2.2放線菌2.3絲狀細菌2.4光合細菌2.5藍細菌2.6支原體、衣原體、立克次氏體8/6/20233

karlhigh@163.comChapter2.主要內(nèi)容2.1細菌8/1/202332.2放線菌它是介于細菌與絲狀真菌之間而又接近于細菌的一類多核單細胞的絲狀原核生物。細菌的高級類群，絕大多數(shù)為革蘭氏陽性菌放線菌是一種習(xí)慣上的稱呼，在分類學(xué)上沒有特定的意義。由于與細菌十分接近，也可認為是呈絲狀生長的G+細菌。土壤的“泥腥味”由放線菌產(chǎn)生的。有些菌能氧化分解氰化物、在水處理上有重要意義。有很強的分解纖維素、石蠟、瓊脂、角蛋白、橡膠的能力。在自然界的物質(zhì)循環(huán)上起著重要的作用。8/6/20234

karlhigh@163.com2.2放線菌它是介于細菌與絲狀真菌之間而又接近于細菌的一類，少數(shù)寄生

細長分枝的原核單細胞生物放線菌——在固體培養(yǎng)基上呈輻射狀生長營養(yǎng)型：大多數(shù)腐生鏈霉菌、金霉菌、土霉菌、小單孢菌、諾卡氏菌等等生物意義：醫(yī)藥工程與環(huán)境工程其中的諾卡氏菌屬能使石油脫蠟、烴類發(fā)酵、脫硫、脫磷，有的對氰化物、腈類化合物的分解能力強，用于丙烯腈廢水生物處理。

—放線菌病

2.2放線菌8/6/20235

karlhigh@163.com，少數(shù)寄生細長分枝的原核單細胞生物放線菌——在固體培特征：絲狀分枝、

“根”“枝”“花”多核、單細胞（細胞核之間沒有分隔）“種籽”2.2放線菌8/6/20236

karlhigh@163.com特征：絲狀分枝、“根”“枝”孢子及孢子絲的形狀8/6/20237

karlhigh@163.com孢子及孢子絲的形狀8/1/20237karlhigh@16培養(yǎng)特征及生理特性1、菌落特征

（與細菌特征正好相反）表面常呈粉末狀或皺褶狀(？)，有的則呈緊密干硬的圓形，有些為糊狀。顏色各異，正反不同(？)，質(zhì)地緊密，菌落不易用接種環(huán)挑起(？)，較小。2、生理特性大多數(shù)好氧，最適宜的pH7～8，嗜中溫。8/6/20238

karlhigh@163.com培養(yǎng)特征及生理特性1、菌落特征2、生理特性8/1/2023應(yīng)用舉例

8/6/20239

karlhigh@163.com應(yīng)用舉例8/1/20239karlhigh@163.co8/6/202310

karlhigh@163.com8/1/202310karlhigh@163.com2.3絲狀細菌(鞘細菌)是由單細胞連成的不分支或假分支的絲狀細菌。細菌組成的絲狀體外包圍一層由有機物或無機物組成的鞘套，故稱為鞘細菌sheathedbacteria

，包括：鐵細菌、硫細菌和球衣細菌。工程上把菌體細胞能相連而形成絲狀的微生物的統(tǒng)稱，包括：絲狀細菌、放線菌、絲狀藻類（藍細菌）和絲狀真菌。8/6/202311

karlhigh@163.com2.3絲狀細菌(鞘細菌)是由單細胞連成的不分支或假分支的絲一、鐵細菌(ironbacteria

，TGB)

自來水管會流出—黑水、紅水？黑水—FeS↓,硫酸鹽還原菌SRB

紅水—Fe(OH)3↓,鐵細菌TGB8/6/202312

karlhigh@163.com一、鐵細菌(ironbacteria，TGB)自來水管鐵細菌也是絲狀的原核生物，但不分枝。常見的鐵細菌有多孢泉發(fā)菌赭色纖發(fā)菌含鐵嘉利翁氏菌2.3.1鐵細菌8/6/202313

karlhigh@163.com多孢泉發(fā)菌赭色纖發(fā)菌含鐵嘉利翁氏菌2.3.11．多孢泉發(fā)菌特征：多細胞共生、有鞘，附著在堅固的基質(zhì)上鞘——硬化的莢膜

2．赭色纖發(fā)菌特征：有鞘，呈黃色或褐色，被氫氧化鐵所包圍。3．含鐵嘉利翁氏菌特征：絞繩狀，無鞘。當(dāng)卷曲的環(huán)被附著的鐵所包圍時，其絲狀體就好象一串念珠。多孢泉發(fā)菌赭色纖發(fā)菌含鐵嘉利翁氏菌8/6/202314

karlhigh@163.com1．多孢泉發(fā)菌2．赭色纖發(fā)菌3．含鐵嘉利翁氏菌多孢泉發(fā)菌赭色生理—O2氧化硫化氫、硫磺和其它硫化物為硫酸，化能自養(yǎng)。形態(tài)—絲狀1.貝日阿托氏菌

漂浮在池沼上，絲狀體中的一串細胞相互聯(lián)接并擁有共同的衣鞘。2.3.2硫細菌8/6/202315

karlhigh@163.com生理—O2氧化硫化氫、硫磺和其它硫化物為硫酸，化能自養(yǎng)。1.外在特征：不固著、能進行匍匐運動內(nèi)部特征：含有大量硫磺顆粒（能源儲備）8/6/202316

karlhigh@163.com外在特征：不固著、能進行匍匐運動8/1/202316kar發(fā)—固著發(fā)硫細菌8/6/202317

karlhigh@163.com發(fā)—固著發(fā)硫細菌8/1/202317karlhigh@12.3.3球衣細菌由許多的球桿狀細菌通過衣鞘彼此緊靠的絲狀細菌（一）形態(tài)大多具有假分枝。單個球衣菌8/6/202318

karlhigh@163.com2.3.3球衣細菌由許多的球桿狀細菌通過衣鞘彼此緊靠的絲狀假分枝——好象是分枝，實際上與旁邊的菌絲體并無關(guān)。當(dāng)皮鞘內(nèi)的一個細菌細胞從皮鞘的一端游出，吸附在另一個球衣細菌的菌絲體上形成高倍鏡放大8/6/202319

karlhigh@163.com假分枝——好象是分枝生理特征與活性污泥的膨脹環(huán)境影響因素：最適溶解氧0.1mg/L適宜的pH范圍6~8適宜的溫度在30℃左右環(huán)保應(yīng)用：

污廢水中有機物的降解

但數(shù)量過大→污泥膨脹8/6/202320

karlhigh@163.com生理特征與活性污泥的膨脹環(huán)境影響因素：8/1/202320污泥膨脹：指污泥結(jié)構(gòu)極度松散，體積增大、上浮，難于沉降分離影響出水水質(zhì)的現(xiàn)象。絲狀污泥膨脹后處理生物處理（二級處理）化學(xué)營養(yǎng)物曝氣池沉淀池污泥回流凈水外排污泥及余渣消化罐8/6/202321

karlhigh@163.com污泥膨脹：指污泥結(jié)構(gòu)極度松散，體積增大、上浮，難于沉降分離影2.4光合細菌PSB光合細菌（Photosyntheticbacteria

）是具有原始光能合成體系的原核生物的總稱。革蘭氏陰性菌，細菌中最為復(fù)雜的菌群之一。分類：光合細菌碳源情況產(chǎn)氧情況異養(yǎng)光合細菌產(chǎn)氧光合細菌自養(yǎng)光合細菌不產(chǎn)氧光合細菌8/6/202322

karlhigh@163.com2.4光合細菌PSB光合細菌（Photosynthet特點：光合細菌是光能營養(yǎng)型細菌，含光合色素，能同化CO2為有機體，但與藻類不同不含葉綠素，有菌綠素及胡蘿卜素。光合細菌不能光解水中的氫還原CO2，而是從有機物或水以外的無機物中獲得氫；不產(chǎn)氧；厭氧生活。紅螺菌科有固氮產(chǎn)氫能力。2.4光合細菌PSB厭氧光照好氧黑暗8/6/202323

karlhigh@163.com特點：2.4光合細菌PSB厭氧光照8/1/202323102~103cell/ml1~10cell/ml105~106cell/g103~104cell/g106~107cell/g湖泊（BOD10ppm）江河（BOD<1.0ppm）水稻土海濱土曝氣池小林達治：日本土壤肥料學(xué)雜志，46（4），148~156，1975環(huán)境中光合細菌的數(shù)量8/6/202324

karlhigh@163.com102~103cell/ml湖泊（BOD10ppm）小林達＋－－＋有機物＋－－＋有機物±－－－有機物厭氧，黑暗（脫氮或發(fā)酵）H2S+CO2H2S+CO2無光合色素有光合色素－±－－好氧，光照或黑暗（呼吸作用）－＋＋＋厭氧，光照（光合作用）紅螺菌科（Rhodospirillaceae)著色菌科（Chromatiaceae）綠菌科（Chlorobiaceae）綠色絲狀菌科（Chloroflexaceae）

培養(yǎng)條件細菌科名光合細菌獲取能量的方式“＋”表示可以生長；“－”表示不生長；“±”表示只有少數(shù)可以生長。8/6/202325

karlhigh@163.com＋有機物＋有機物±有機物厭氧，黑暗（脫氮或發(fā)酵）H2S+CO桿狀光合細菌2.4光合細菌PSB8/6/202326

karlhigh@163.com桿狀光合細菌2.4光合細菌PSB8/1/202326k水體中的光合細菌2.4光合細菌PSB8/6/202327

karlhigh@163.com水體中的光合細菌2.4光合細菌PSB8/1/202327不依賴陽光的光合細菌2.4光合細菌PSB8/6/202328

karlhigh@163.com不依賴陽光的光合細菌2.4光合細菌PSB8/1/20232.4光合細菌PSB8/6/202329

karlhigh@163.com2.4光合細菌PSB8/1/202329karlhig2.4光合細菌PSB8/6/202330

karlhigh@163.com2.4光合細菌PSB8/1/202330karlhig應(yīng)用1.制造單細胞蛋白（singlecellprotein）—SCP，醫(yī)用、食用；養(yǎng)魚池或水箱中放入光合細菌可以增產(chǎn)2.產(chǎn)氫：有些菌能利用甲酸等低級脂肪酸，從而產(chǎn)生氫氣。因產(chǎn)生的H2中只含CO2，故不需要復(fù)雜的凈化系統(tǒng)。3.提取色素甲醇-丙酮提取，減壓濃縮。2.4光合細菌PSB8/6/202331

karlhigh@163.com應(yīng)用2.4光合細菌PSB8/1/202331karlh應(yīng)用4.提取輔酶Q（UQ—10）Q－10是治心臟病的藥的成分之一，光合細菌的Q含量高，是酵母的14倍，是菠菜葉的82倍。5.生物除臭劑

能利用硫化氫、腐胺、尸胺、低級脂肪酸等，故可除臭。在日本已應(yīng)用，如養(yǎng)豬廠，堆肥廠。6.農(nóng)業(yè)應(yīng)用促進有益微生物的生長，如含有促進放線菌生長的物質(zhì)，而放線菌能抑制病源菌的生長。可使蔬菜、稻子莖葉茂盛，增產(chǎn)花卉等觀葉植物，葉子變寬、綠、厚。

2.4光合細菌PSB8/6/202332

karlhigh@163.com應(yīng)用2.4光合細菌PSB8/1/202332karlh2.5藍細菌Cyanobacteria也叫藍藻、藍綠藻，光能營養(yǎng)型細菌，革蘭氏陰性菌，含葉綠素，不含葉綠體，產(chǎn)氧光合作用的大型原核生物。分布廣泛，生長旺盛時，能使水體變藍或其他顏色，并且某些藍細菌能發(fā)出草腥味或霉味，一般稱為某某藻。形態(tài)：形狀：球狀、桿狀，單細胞或多細胞連接的絲狀。大小：直徑范圍，0.5—60μm,大多3-10μm。有單細胞體、群體類型。8/6/202333

karlhigh@163.com2.5藍細菌Cyanobacteria也叫藍藻、藍綠藻藍細菌的光合色素有葉綠素a、藻膽素和類胡蘿卜素，藻膽素包括藻蘭素和藻紅素。有的藍細菌具有異形胞，其特征是壁厚、色淺，為固氮場所。少數(shù)藍細菌可形成厚壁孢子。2.5藍細菌Cyanobacteria8/6/202334

karlhigh@163.com藍細菌的光合色素有葉綠素a、藻膽素和類胡蘿卜素，藻膽素包括藻常見藍細菌1.微囊藻屬、顫藻、魚腥藻屬水體富營養(yǎng)化的引起種類，赤潮和水華2.念珠藻屬、螺旋藻屬食品開發(fā)對象。2.5藍細菌Cyanobacteria8/6/202335

karlhigh@163.com常見藍細菌2.5藍細菌Cyanobacteria8/18/6/202336

karlhigh@163.com8/1/202336karlhigh@163.com2.5藍細菌Cyanobacteria8/6/202337

karlhigh@163.com2.5藍細菌Cyanobacteria8/1/2023鏈桿狀絲狀聚合體球狀（正在分裂）細菌形態(tài)8/6/202338

karlhigh@163.com鏈桿狀絲狀聚合體球狀（正在分裂）細菌形態(tài)8/1/2023382.5藍細菌Cyanobacteria8/6/202339

karlhigh@163.com2.5藍細菌Cyanobacteria8/1/20232.5藍細菌Cyanobacteria8/6/202340

karlhigh@163.com2.5藍細菌Cyanobacteria8/1/20232.5藍細菌Cyanobacteria8/6/202341

karlhigh@163.com2.5藍細菌Cyanobacteria8/1/20232.5藍細菌Cyanobacteria8/6/202342

karlhigh@163.com2.5藍細菌Cyanobacteria8/1/20238/6/202343

karlhigh@163.com8/1/202343karlhigh@163.com8/6/202344

karlhigh@163.com8/1/202344karlhigh@163.com藍細菌與細菌的區(qū)別2.5藍細菌Cyanobacteria藍細菌含有光合色素，細胞壁含有纖維素；革蘭氏染色呈陰性，《伯杰氏系統(tǒng)細菌學(xué)手冊》可以查到；8/6/202345

karlhigh@163.com藍細菌與細菌的區(qū)別2.5藍細菌Cyanobacteri2.6其他原核微生物支原體立克次氏體衣原體8/6/202346

karlhigh@163.com2.6其他原核微生物支原體8/1/202346karlh是介于細菌與病毒間的一類原核生物。同屬G－。代謝能力差，主要營細胞內(nèi)寄生的小型原核生物。從支原體、立克次氏體至衣原體寄生性逐步增強。2.6其他原核微生物8/6/202347

karlhigh@163.com是介于細菌與病毒間的一類原核生物。2.6其他原核微生物8/2.6.1支原體（Mycoplasma）是一類無細胞壁，介于獨立生活和細胞內(nèi)寄生的最小型原核生物。腐生種類生活在污水、土壤或糞堆中；寄生種類可引起人、動物（牛胸膜肺炎）和植物（類支原體、植原體）的病害。8/6/202348

karlhigh@163.com2.6.1支原體（Mycoplasma）是一類無細胞壁，介于2.6.1支原體直徑約為150~300nm，多為250nm左右；可通過細菌過濾器，為自由生活的最小原核微生物。缺乏細胞壁，G－，細胞形態(tài)多樣；細胞膜含甾醇，比其他原核生物的細胞膜堅韌；以二分裂和出芽等方式繁殖；具有氧化型或發(fā)酵型的產(chǎn)能代謝,在好氧或厭氧條件下生長；能在營養(yǎng)豐富的培養(yǎng)基上生長；基因組很小，0.6-1.1Mb；對能與核糖體、細胞膜結(jié)合的表面活性劑、抗生素敏感；“油煎蛋”狀菌落（0.1-1.0mm）8/6/202349

karlhigh@163.com2.6.1支原體直徑約為150~300nm，多為250nm左2.6.1支原體8/6/202350

karlhigh@163.com2.6.1支原體8/1/202350karlhigh@162.6.2立克次氏體（Rickettsia）1909年,美國醫(yī)生H.T.Ricketts(1871-1910年)首次發(fā)現(xiàn)落基山斑疹傷寒的獨特病原體并被它奪取生命,故名。立克次氏體（Rickettsia）是一類專性寄生于真核細胞內(nèi)的G-原核生物.是介于細菌與病毒之間,而接近于細菌的一類原核生物。是一類專性寄生于真核細胞內(nèi)的G－原核生物。引起人和動植物病害的病原體，使植物病者稱做類立克次氏體細菌。8/6/202351

karlhigh@163.com2.6.2立克次氏體（Rickettsia）1909年,美國2.6.2立克次氏體（Rickettsia）8/6/202352

karlhigh@163.com2.6.2立克次氏體（Rickettsia）8/1/2023細胞較大，直徑0.3～0.6×0.8～2.0μm，光學(xué)顯微鏡下清晰可見，無濾過性；細胞形態(tài)多樣：球、雙球、桿和絲等狀；有細胞壁，G－；絕大多數(shù)真核細胞內(nèi)專性寄生，宿主為虱、蚤等節(jié)肢動物和人、鼠等脊椎動物；二分裂方式繁殖；產(chǎn)能代謝系統(tǒng)不完整，不能利用葡萄糖和有機酸，只能利用谷氨酸和谷氨酰胺產(chǎn)能；對四環(huán)素和青霉素等抗生素敏感；對熱敏感，56℃、30′即被殺死；可培養(yǎng)在組織培養(yǎng)物上；基因組很小（1.1Mb），834個基因（98年11月公布）。2.6.2立克次氏體（Rickettsia）8/6/202353

karlhigh@163.com細胞較大，直徑0.3～0.6×0.8～2.0μm，光學(xué)顯微鏡立克次氏體引起的傳染病斑疹傷寒（斑疹傷寒立克次氏體）、恙蟲熱（恙蟲病立克次氏體）、Q熱（Q熱立克次氏體）、戰(zhàn)壕熱(五日熱立克次氏體)等嚴重傳染病。寄生在節(jié)肢動物體（蚤、虱、蜱、螨）內(nèi)，由此為媒介將傳染病傳給人和動物。如斑疹傷寒、戰(zhàn)壕熱。2.6.2立克次氏體（Rickettsia）8/6/202354

karlhigh@163.com立克次氏體引起的傳染病斑疹傷寒（斑疹傷寒立克次氏體）、