哈工大环境工程污染控制微生物教案doc.docVIP

1. 绪论 1.1 微生物概述 1.1.1 微生物的概念 请思考并回答： 什么是微生物？是否微小就是微生物呢？微生物是否都难以肉眼分辨？ 微生物(microorgnisms)一词并非生物分类学上的专用名词，而是指所有形体微小、结构较为简单，一般须借助光学显微镜甚至电子显微镜才能观察到的低等生物的统称。 包括病毒（不具细胞结构）、原核生物（如细菌和蓝藻等）、真菌（如酵母菌和霉菌等）、单细胞藻类（衣藻、硅藻等）以及原生动物（如草履虫、肉足虫和太阳虫等）和后生动物（轮虫、线虫甚至蛔虫等）等。 1.1.2 微生物的分类地位 （1）生物的分类阶元和命名 （1-1）生物的分类阶元 界 门（亚门） 纲（亚纲） 目（亚目） 科（亚科） 属（亚属） 种（亚种、品种、变异株） 种是生物分类的最基本单位。什么是“种”呢？ 雌雄个体交配可以形成具有生殖能力的子代，这样的生物群体称为一个物种。 物种分类举例1 界… … … … 动物界原生生物界 门… … … … 脊索动物门原生动物门 纲… … … … 哺乳纲纤毛纲 目… … … … 灵长目钟形目 科… … … … 人科钟虫科 属… … … 人属钟虫属 种… … … 人种小口钟虫 物种分类举例2 界… … … … … … … … … 原核生物界 门… … … … … … … … 细菌门 纲… … … … … … … … 放线菌纲 目… … … … … … … 放线菌目 科… … … … … … 分枝杆菌科 属… … … … … 分枝杆菌属 种… … … … 结核分枝杆菌 （1-2）生物的命名 生物的命名均采用国际统一的命名法则，即“双名法”。一个物种的名称由两个部分组成，即属名和种名，属名在前，种名在后；用拉丁文字，斜体，属名用名词，首字母大写；种名用形容词表示，字首字母小写，为微生物的色素、形状、来源、病名或科学家的姓名等。 下面举例说明。 Stapylococcus aures  金黄色葡萄球菌 Saccharomyces pastori  巴斯德酵母 Clostridium tetani 破伤风梭菌 Ethanoligenens hit B49 产乙醇杆菌B49 （2）生物界的分类 二界说：动物界、植物界； 三界说：动物界、植物界、微生物界； 四界说：动物界、植物界、微生物界、病毒界； 六界说：动物界、植物界、真菌界、原生生物界、原核生物界、病毒界。 （3）微生物的分类地位及其研究对象 正如我们前面了解到的，微生物也是种类庞杂，多种多样。那么，微生物在生物界的分类地位如何呢？它属于何门何纲？污染控制微生物学所研究的对象在生物界又占什么地位？ 1.1.3 微生物的特点 （1）结构简单，个体微小 在生物界中，微生物的结构虽然也因种类的不同而变化多样，但总体而言是相对简单的最简单的，其体积大小也非常微小。如细菌门的生物，属原核生物，单细胞个体，无细胞器等的分化，其度量单位一般用微米(μm)；再如病毒，甚至连基本的细胞结构也不具备，其大小的度量采用纳米(nm)来表示。 （2）分布广泛，种类繁多 由于微生物个体微小而且轻，故可通过风和水的散播而广泛分布。高至12,000 米的高空，深至10,000 米的海底，营养贫乏的岩石中，干旱的沙漠中，动植物的体表体内，甚至再高达90℃以上的温泉和寒冷的北极冰层中，都有相适应的微生物种类存在。微生物的种类繁多，已发现的微生物有十几万种，且代谢类型多样化。 启示 无论在地球的哪个角落，到处都有微生物存在，而且代谢类型多样。生命有机体无论在 地球的哪个角落死亡后，都能因微生物的作用而被分解氧化 （3）繁殖速度快，代谢强度高 微生物具有在适宜条件下的高速度繁殖的特性。尤其是细菌，其繁殖速度更是惊人。例如，大肠杆菌和梭状芽孢杆菌在最合适的条件下，20 分钟可繁殖一代，即由1 个分裂成2个，在三小时多一点的时间内，其代谢位能要增加一千倍。如果细菌始终处在最适宜的条件下，那么一昼夜可繁殖72 代，这样经过4～5 天，就能形成与地球同样大小的物体。 微生物具有很高的代谢强度，是由于微生物体积小，与高等生物相比表面积十分巨大，从而使它们能快速地和周围环境进行物质交换的缘故。 例如，乳酸杆菌的表面积/体积＝120,000；鸡蛋的表面积/体积＝1.5；休重200 磅(90.7公斤)的人体表面积/体积＝0.3。 有人计算，乳酸杆菌1 小时内生成的乳酸约为其体重的1,000～10,000 倍，但一个人如要想得到1000 倍于其体重的糖代谢物，则需40 多年。 有人统计，一头500 公斤重的牛每天增加的蛋白质为0.4 公斤，而500 公斤的酵母菌再24 小时内至少可以形成5,000 公斤的蛋白质。 （4）适应能力强，易于培养 总体而言，微生物的适应性极强（如前所述），大多数微生物都能在常