环境微生物学-绪论课件.ppt

1、环境微生物学环境与公共卫生学院环境与公共卫生学院 几点说明几点说明:关于课程安排关于课程安排(72=42+30）关于考试关于考试（期末（期末80实验实验10平时平时10）学科特点学科特点实验科学实验科学概念多，描述性内容多概念多，描述性内容多年轻学科，发展快年轻学科，发展快和我们的生活密切相关和我们的生活密切相关绪论绪论-微生物学基础微生物学基础?1.你所知道的微生物有那些？你所知道的微生物有那些？2.微生物有什么作用？微生物有什么作用？3.当看到或听到细菌这个词时，首先想到什么？当看到或听到细菌这个词时，首先想到什么？内内 容容 一、微生物定义一、微生物定义 二、微生物种类二、微生物种类 三

2、、微生物在生物界的分类地位三、微生物在生物界的分类地位 四、微生物的特点四、微生物的特点 五、微生物命名五、微生物命名-双名法双名法 六、微生物学定义及其分科六、微生物学定义及其分科一、微生物定义一、微生物定义 一切肉眼看不到或看不清楚的微小生物的总称。一切肉眼看不到或看不清楚的微小生物的总称。它们是一些个体微小，构造简单的低等生物。它们是一些个体微小，构造简单的低等生物。一般来说，直径一般来说，直径1mm（0.1mm)的生物都是的生物都是微生物，属于微生物学研究的范畴。微生物，属于微生物学研究的范畴。1.形体微小形体微小 肉眼观察不到，借助工具：光学显微镜、电子显微镜 测量单位：微米微米 纳

3、米纳米 2.结构简单结构简单 无细胞结构 具原核 真核单细胞，或简单多细胞 3.进化地位低进化地位低微生物大小二、微生物种类二、微生物种类 1.非细胞形态的微生物病毒（植物病毒、动物病毒、细菌病毒等）、类病毒、拟病毒等病毒（植物病毒、动物病毒、细菌病毒等）、类病毒、拟病毒等 2.细胞形态的微生物 2.1 原核微生物原核微生物细菌、古菌、放线菌、蓝细菌、支原体、衣原体、立克次氏体细菌、古菌、放线菌、蓝细菌、支原体、衣原体、立克次氏体 2.2 真核微生物真核微生物藻类、真菌（酵母菌、霉菌）、原生动物、微型后生动物藻类、真菌（酵母菌、霉菌）、原生动物、微型后生动物 四四（一）（一）个体极小个体极小，

4、比表面积大，比表面积大（二）繁殖快、代谢速率快（二）繁殖快、代谢速率快（三）数量多（三）数量多（四）易变异（四）易变异（五）种类多、分布广、代谢类型多样（五）种类多、分布广、代谢类型多样光学显微镜的分辨率光学显微镜的分辨率为为0.2um，可以看见大可以看见大部分微生物的轮廓。部分微生物的轮廓。艾滋病毒攻击人体淋巴细胞艾滋病毒攻击人体淋巴细胞电子显微镜放大电子显微镜放大十万十万倍倍 病毒小于病毒小于0.2um，需，需通过电子显微镜才可通过电子显微镜才可看见看见.电子显微镜的分辨率电子显微镜的分辨率为为0.20.4nm,利用电利用电子显微镜可以清晰地子显微镜可以清晰地看见各种微生物的结看见各种微生

5、物的结构。构。比表面积比表面积30万倍万倍z乳酸杆菌一小时内生成的乳酸约为其体重的乳酸杆菌一小时内生成的乳酸约为其体重的100010000倍；但一个人如要产生相当于其体重倍；但一个人如要产生相当于其体重1000倍的代谢物则需倍的代谢物则需要要40多年。多年。是五大共性的基础是五大共性的基础巨大的营养吸收面、代谢废物的排泄面和环境信息的接受面。巨大的营养吸收面、代谢废物的排泄面和环境信息的接受面。生物界中，微生物具有最高的繁殖速度。尤其是以二分裂方式二分裂方式繁殖的细菌，其速度更是惊人。E.coli每分裂一次时间为每分裂一次时间为12.5-20.0min，按，按20min计算，每计算，每小时可分

6、裂小时可分裂3 3次，每昼夜次，每昼夜7272次，次，47223665004722366500万亿个（重约万亿个（重约47224722吨），吨），48h48h为为2.22.210104343个（约等于个（约等于40004000个地球的重量），个地球的重量），由于种种条件限制，细菌的指数分裂只能维持数小时，因而由于种种条件限制，细菌的指数分裂只能维持数小时，因而在液体培养基中，细菌数能达到在液体培养基中，细菌数能达到108-109个个/ml/ml。发酵乳糖的细菌在发酵乳糖的细菌在1h1h可分解自身重可分解自身重1000-100001000-10000倍的乳糖，倍的乳糖，Candida utili

7、s合成蛋白质能力比大豆强合成蛋白质能力比大豆强100100倍，比食用公牛倍，比食用公牛强强1010万倍。万倍。=48h 400微生物这个特性为它们生长繁殖和产生大量代谢产物提供了物质基础，人类对微生物的利用主要体现在它们的生物化学转化能力。根据这一特点可应用于发酵工业，解决人口与粮根据这一特点可应用于发酵工业，解决人口与粮食的矛盾。食的矛盾。z 其中细菌数量达数亿个其中细菌数量达数亿个g g，放线，放线菌孢子达数千万个菌孢子达数千万个g g，霉菌孢子，霉菌孢子达数百万个达数百万个g g，酵母菌达数十万，酵母菌达数十万个个g;g;(2)全世界海洋中微生物全世界海洋中微生物的总重量约的总重量约(3

8、)人体肠道内有人体肠道内有100400种不同种类的微生物，菌种不同种类的微生物，菌体总数达体总数达。人体细胞数量人体细胞数量50万亿万亿(4)新鲜叶子表面微生物数量达新鲜叶子表面微生物数量达100多万个多万个g (6)(6)一个喷嚏约含菌一个喷嚏约含菌个个，感冒患者的一，感冒患者的一个喷嚏含细菌多达个喷嚏含细菌多达。(5)一系列的调查数据表明，我我们是生活在一们是生活在一个被大量微生个被大量微生物包围着的环物包围着的环境中境中。为什么微生物较其他生物容易变异呢？为什么微生物较其他生物容易变异呢？各种生物变异频率一样：十分低各种生物变异频率一样：十分低(如如10-510-10）数量大、保护能力差

9、数量大、保护能力差 多数微生物为单细胞，结构简单，整个细胞直接与环境接多数微生物为单细胞，结构简单，整个细胞直接与环境接触，易受环境因素影响，引起遗传物质触，易受环境因素影响，引起遗传物质DNADNA的改变而发生变的改变而发生变异，由于数量庞大，也可以在短时间内出现大量变异后代，异，由于数量庞大，也可以在短时间内出现大量变异后代，当环境变化时，微生物会大量死亡，活下来的微生物往往当环境变化时，微生物会大量死亡，活下来的微生物往往会发生结构和生理特性的变异以适应变化了的环境。会发生结构和生理特性的变异以适应变化了的环境。目前已经知道的动物约有目前已经知道的动物约有150万种，植物万种，植物50万

10、种，微生物万种，微生物约约20万种。其中细菌、放线菌约万种。其中细菌、放线菌约1500种。种。苏联微生物学家伊姆舍涅茨基曾估计，苏联微生物学家伊姆舍涅茨基曾估计，“目前我们所了解目前我们所了解的微生物总数，至多也不超过生活在自然界中的微生物总的微生物总数，至多也不超过生活在自然界中的微生物总数的数的10”。如果这一估计不错的话，将来的某一天，。如果这一估计不错的话，将来的某一天，微生物的总数可能会超过目前动、植物的种数之和。微生物的总数可能会超过目前动、植物的种数之和。分布在地球的每一个毛分布在地球的每一个毛孔，地球真正的主人。孔，地球真正的主人。w微生物对环境条件尤其是恶劣条件具有微生物对环

11、境条件尤其是恶劣条件具有惊人的适应能力惊人的适应能力。w海洋深处硫细菌可在海洋深处硫细菌可在w250-300下生存。下生存。w大多数细菌能耐受大多数细菌能耐受0-196低温低温w嗜盐菌能在嗜盐菌能在32%饱和盐水中正常生活饱和盐水中正常生活w氧化硫硫杆菌能生长在氧化硫硫杆菌能生长在510%（pH0.5）的硫）的硫酸溶液中。酸溶液中。美 国美 国黄 石黄 石国 家国 家公 园公 园温泉温泉最原始的细菌嗜盐红螺菌大量滋生时的嗜盐红螺菌大量滋生时的红盐田红盐田提问提问:自然界中什么地方没有微生物呢？自然界中什么地方没有微生物呢？有火的地方有火的地方 微生物只怕微生物只怕“火火”z释迦牟尼佛义务教育工

12、作者z（公元前公元前624年公元前年公元前544年年，古印度）“-众生妄心如太末虫太末虫（极微末的虫，微生物），处处能缘，独不能缘独不能缘于火焰于火焰-”自电影佛陀转微生物微生物自然界的分解者自然界的分解者 提问：提问：结合微生物的特点，为什么它是治污结合微生物的特点，为什么它是治污的的主力军主力军？数量多、代谢快、繁殖快数量多、代谢快、繁殖快降解快降解快 易变异、代谢类型多易变异、代谢类型多降解物质种类多降解物质种类多 高效高效 分布广、无处不在分布广、无处不在价廉价廉五、微生物命名五、微生物命名-双名法双名法1.学名学名=属名属名+种名种名+（首次定名人）（首次定名人）+现定名人现定名人+

13、定名定名年份年份例如例如 (Schroeter)Migula 1920铜绿假单胞菌铜绿假单胞菌 1920年由年由Migula定名定名 2.学名学名=属名属名+种名种名+菌株菌株（用字母、符号等字形表示（用字母、符号等字形表示）例如例如 AS 1.398 枯草杆菌中能生产蛋白酶的一株菌株枯草杆菌中能生产蛋白酶的一株菌株3.学名学名=属名属名+sp.(或或spp.)只鉴定到属名，对具体的种，不能肯定。只鉴定到属名，对具体的种，不能肯定。sp.（单数）或（单数）或spp.（复数）表示未定种的含义。（复数）表示未定种的含义。举例举例 Bacillus subtilis 枯草芽孢杆菌 Escherich

14、ia coli 大肠杆菌 Staphylococcus aureus 金黄色葡萄球菌 B.anthracis 炭疽芽孢杆菌 Pseudomonas sp.一种假单胞菌属细菌 Pseudomonas spp.几种假单胞菌属细菌六、微生物学定义及其分科六、微生物学定义及其分科 1.1.微生物学定义微生物学定义 研究微生物生命活动的科学。在细胞、分子或研究微生物生命活动的科学。在细胞、分子或群体水平上研究微生物的形态结构、生理代谢群体水平上研究微生物的形态结构、生理代谢、遗传变异、生态分布和分类进化等生命活动、遗传变异、生态分布和分类进化等生命活动的基本规律，控制、消灭或改造有害微生物。的基本规律，

15、控制、消灭或改造有害微生物。研究微生物的研究微生物的“衣食住行衣食住行”的科学的科学 衣衣什么是微生物，长什么样？（形态、结构）什么是微生物，长什么样？（形态、结构）食食能吃、爱吃什么、如何消化？（营养、代谢能吃、爱吃什么、如何消化？（营养、代谢或称生理）或称生理）住住喜欢住在哪？为什么？（环境影响或称生态）喜欢住在哪？为什么？（环境影响或称生态）行行能有何种能有何种行为、行为、作为？是敌是友？如何监测、作为？是敌是友？如何监测、控制或使用呢？控制或使用呢？2.2.微生物学分科微生物学分科 基础微生物学基础微生物学应用微生物学应用微生物学按微生物种类分按微生物种类分按过程或功能分按过程或功能分

16、按与疾病关系分按与疾病关系分按生态环境分按生态环境分按技术与工艺分按技术与工艺分按应用范围分按应用范围分微微 生生 物物 分分 类类 学学细细 菌菌 学学真真 菌菌 学学病病 毒毒 学学菌菌 物物 学学藻藻 类类 学学原生动物学原生动物学微微 生生 物物 生生 理理 学学微微 生生 物物 遗遗 传传 学学微微 生生 物物 生生 态态 学学分分 子子 微微 生生 物物 学学细细 胞胞 微微 生生 物物 学学微生物基因组学微生物基因组学免免 疫疫 学学医学微生物学医学微生物学流流 行行 病病 学学土壤微生物学土壤微生物学海洋微生物学海洋微生物学环境微生物学环境微生物学水水 微微 生生 物物 学学宇

17、宙微生物学宇宙微生物学分析微生物学分析微生物学微生物技术学微生物技术学发酵微生物学发酵微生物学遗遗 传传 工工 程程工业微生物学工业微生物学农业微生物学农业微生物学医学微生物学医学微生物学药学微生物学药学微生物学兽医微生物学兽医微生物学食品微生物学食品微生物学预防微生物学预防微生物学3.环境科学微生物学内容 微生物的基础知识；栖息在水体、土壤、空气、城市微生物的基础知识；栖息在水体、土壤、空气、城市生活污水、工业废水和城市有机固体废弃物生物处理和生活污水、工业废水和城市有机固体废弃物生物处理和废气生物处理中的微生物及其生态；饮用水卫生细菌学废气生物处理中的微生物及其生态；饮用水卫生细菌学；自然环境物质循环与转化；水体和土壤的自净作用，；自然环境物质循环与转化；水体和土壤的自净作用，污染水体治理、污染土壤的修复等环境工程净化的原理污染水体治理、污染土壤的修复等环境工程净化的原理。偏重于水环境保护。偏重于水环境保护。有害微生物有害微生物（病原性、腐蚀性）的监控与防治（病原性、腐蚀性）的监控与防治 有益微生物培养与利用有益微生物培养与利用（水处理中的各种微生物（水处理中的各种微生物的高效、密集培养、强化生物去污）的高效、密集培养、强化生物去污）