水处理生物学(6).ppt

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内容回顾内容回顾1.1.了解病毒的特点。

了解病毒的特点。

2.2.理解病毒的基本组成。

理解病毒的基本组成。

3.3.理解理解病毒侵染的步骤。

理解理解病毒侵染的步骤。

4.4.理解病毒的其他特性。

理解病毒的其他特性。

5.5.理解微生物营养、生长因子的定义。

理解微生物营养、生长因子的定义。

6.6.理解水在微生物代谢过程中的作用。

理解水在微生物代谢过程中的作用。

7.7.理解根据碳源类型的为生物分类。

理解根据碳源类型的为生物分类。

第一节第一节微生物的营养微生物的营养第六章第六章微生物的生理特性微生物的生理特性三、三、微生物的微生物的营养类型营养类型异养型生物异养型生物自养型生物自养型生物生长所需要的生长所需要的营养物质营养物质生物生长过程中生物生长过程中能量的来源能量的来源光能营养型光能营养型化能营养型化能营养型1.光能光能无机无机自养型自养型2.光能光能有机有机异养型异养型根据碳源和能源不同微生物分类：

根据碳源和能源不同微生物分类：

3.化能化能无机无机自养型自养型4.化能化能有机有机异养型异养型（p85）1光能无机自养型（光能自养型）光能无机自养型（光能自养型）能以能以CO2为主要唯一或主要碳源；进行光合作用为主要唯一或主要碳源；进行光合作用获取生长所需要的能量；以无机物如获取生长所需要的能量；以无机物如H2、H2S、S等等作为供氢体或电子供体，使作为供氢体或电子供体，使CO2还原为细胞物质；还原为细胞物质；例如，藻类及蓝细菌等和植物一样，以水为电子例如，藻类及蓝细菌等和植物一样，以水为电子供体（供氢体），进行产氧型的光合作用，合成细胞供体（供氢体），进行产氧型的光合作用，合成细胞物质。

而红硫细菌，以物质。

而红硫细菌，以H2S为电子供体，产生细胞物为电子供体，产生细胞物质，并伴随硫元素的产生。

质，并伴随硫元素的产生。

CO2+2H2S光能光能光合色素光合色素CH2O+2S+H2OCO2+2H2O光能光能叶色素叶色素CH2O+O2高等高等植物植物2光能有机异养型（光能异养型）光能有机异养型（光能异养型）不能以不能以CO2为主要或唯一的碳源；以有机物作为为主要或唯一的碳源；以有机物作为供氢体，利用光能将供氢体，利用光能将CO2还原为细胞物质；在生长时还原为细胞物质；在生长时大多数需要外源的生长因子。

大多数需要外源的生长因子。

3化能无机自养型（化能自养型）化能无机自养型（化能自养型）生长所需要的能量来自无机物氧化过程中放出的生长所需要的能量来自无机物氧化过程中放出的化学能；以化学能；以CO2或碳酸盐作为唯一或主要碳源进行生或碳酸盐作为唯一或主要碳源进行生长时，利用长时，利用H2、H2S、Fe2+、NH3或或NO2-等作为电子等作为电子供体使供体使CO2还原成细胞物质。

还原成细胞物质。

无机物无机物+2O2胞内酶胞内酶氧化产物氧化产物+能量能量光合色素光合色素CO2+2（CH3）2CHOH光能光能CH2O+2CH3COCH3+H2O4化能有机异养型（化能异养型）化能有机异养型（化能异养型）生长所需要的能量均来自有机物氧化过程中放出生长所需要的能量均来自有机物氧化过程中放出的化学能；生长所需要的碳源主要是一些有机化合物，的化学能；生长所需要的碳源主要是一些有机化合物，如淀粉、糖类、纤维素、有机酸等。

如淀粉、糖类、纤维素、有机酸等。

大多数细菌、真菌、原生动物都是化能有机异养大多数细菌、真菌、原生动物都是化能有机异养型微生物型微生物；所有致病微生物均为化能有机异养型微生物；所有致病微生物均为化能有机异养型微生物；化能无机自养型只存在于微生物中，可在完全无化能无机自养型只存在于微生物中，可在完全无机及无光的环境中生长。

它们广泛分布于土壤及水环机及无光的环境中生长。

它们广泛分布于土壤及水环境中境中,参与地球物质循环。

参与地球物质循环。

CO2+4H能量能量胞内酶胞内酶CH2O+H2O四、四、C/N/P比比微生物要想正常生长、繁殖，需要稳定的营养，微生物要想正常生长、繁殖，需要稳定的营养，栽培养时，应该注意六大营养都有供给。

但是，不同栽培养时，应该注意六大营养都有供给。

但是，不同的微生物对于营养元素的比例需求不同，一般用的微生物对于营养元素的比例需求不同，一般用C/N/P比来表示。

比来表示。

污水好氧处理：

污水好氧处理：

C：

N：

P100：

5：

1（生化污泥法）；（生化污泥法）；厌氧法：

厌氧法：

C：

N：

P200：

5：

1对于一些行业的工业废水，常常会出现营养不足，对于一些行业的工业废水，常常会出现营养不足，就需要进行供给或补充。

就需要进行供给或补充。

五、微生物的培养基五、微生物的培养基培养基培养基是人工根据微生物得营养要求，将水、碳是人工根据微生物得营养要求，将水、碳源、氮源、无机盐、生长因子等物质按照一定得比例源、氮源、无机盐、生长因子等物质按照一定得比例配制的，用以培养微生物（生长繁殖或产生代谢产物）配制的，用以培养微生物（生长繁殖或产生代谢产物）的营养基质。

的营养基质。

培养基几乎是一切对微生物进行研究和利用工作培养基几乎是一切对微生物进行研究和利用工作的基础。

任何培养基都应该为微生物生长提供六大营的基础。

任何培养基都应该为微生物生长提供六大营养要素。

养要素。

目的明确目的明确营养协调营养协调理化条件适宜理化条件适宜经济节约经济节约

（一）、配置培养基的原则

（一）、配置培养基的原则（四点）（四点）2）.营养协调营养协调培养基中营养物质浓度合适时微生物才能生长良培养基中营养物质浓度合适时微生物才能生长良好，营养物质浓度过低时不能满足微生物正常生长所好，营养物质浓度过低时不能满足微生物正常生长所需，浓度过高时则可能对微生物生长起抑制作用。

需，浓度过高时则可能对微生物生长起抑制作用。

培养基中各营养物质之间的浓度配比也直接影响培养基中各营养物质之间的浓度配比也直接影响微生物的生长繁殖和代谢产物的形成和积累，其中碳微生物的生长繁殖和代谢产物的形成和积累，其中碳氮比（氮比（C/N）的影响较大。

的影响较大。

1）.目的明确目的明确根据不同的微生物的营养要求配制针对强的培养基。

根据不同的微生物的营养要求配制针对强的培养基。

例如，在利用微生物发酵生产谷氨酸的过程中，例如，在利用微生物发酵生产谷氨酸的过程中，培养基碳氮比为培养基碳氮比为4/1时，菌体量繁殖，谷氨酸积累少；时，菌体量繁殖，谷氨酸积累少；当培养基碳氮比为当培养基碳氮比为3/1时，菌体繁殖受到抑制，谷氨酸时，菌体繁殖受到抑制，谷氨酸产量则大量增加。

产量则大量增加。

培养基的培养基的pH必须控制在一定的范围内，以满足必须控制在一定的范围内，以满足不同类型微生物的生长繁殖或产生代谢产物。

不同类型微生物的生长繁殖或产生代谢产物。

通常培养条件：

通常培养条件：

细菌与放线菌：

细菌与放线菌：

pH77.5酵母菌和霉菌：

酵母菌和霉菌：

pH4.56范围内生长范围内生长为了维持培养基为了维持培养基pH的相对恒定，通常在培养基的相对恒定，通常在培养基中加入中加入pH缓冲剂，如缓冲剂，如K2HPO4、（NH4）2SO4或在进行或在进行工业发酵时补加酸、碱。

有些缓冲剂既可调节工业发酵时补加酸、碱。

有些缓冲剂既可调节pH也也是营养物质。

是营养物质。

3）.理化条件适宜理化条件适宜pH4）.经济节约经济节约

（二）、培养基的分类

（二）、培养基的分类培养基种类繁多，根据其成分、物理状态和用途培养基种类繁多，根据其成分、物理状态和用途可将培养分成多种类型。

可将培养分成多种类型。

按按成成分分不不同同划划分分含用化学成分还不清楚或化含用化学成分还不清楚或化学成分不恒定的天然有机物学成分不恒定的天然有机物牛肉膏蛋白胨培养基、麦芽牛肉膏蛋白胨培养基、麦芽汁培养基汁培养基化学成分完全了解的物质配化学成分完全了解的物质配制而成的培养基制而成的培养基天然培养基天然培养基合成培养基合成培养基复合培养基复合培养基无机物无机物+天然有机物天然有机物1.分类分类按物理状态不同划分按物理状态不同划分2、固体培养基、固体培养基在液体培养基中加入一定量凝固剂，使其成为固在液体培养基中加入一定量凝固剂，使其成为固体状态，琼脂含量一般为体状态，琼脂含量一般为1.5%2.0%，常用来进行，常用来进行微生物的分离、鉴定、活菌计数及菌种保藏微生物的分离、鉴定、活菌计数及菌种保藏。

1、液体培养基、液体培养基不加任何凝固剂大规模工业生产及在实验室进行不加任何凝固剂大规模工业生产及在实验室进行微生物的基础理论和应用方面的研究。

微生物的基础理论和应用方面的研究。

固体培养基、半固体培养基、液体培养基、脱水培养基固体培养基、半固体培养基、液体培养基、脱水培养基3、半固体培养基、半固体培养基琼脂含量一般为琼脂含量一般为0.3%0.5%，观察微生物的运动特观察微生物的运动特征、分类鉴定征、分类鉴定。

用于鉴别不同类型微生物的培养基用于鉴别不同类型微生物的培养基鉴别培养基鉴别培养基用来将某种或某类微生物从混杂的用来将某种或某类微生物从混杂的微生物群体中分离出来的培养基微生物群体中分离出来的培养基选择培养基选择培养基在基础培养基中加入某些特殊营养在基础培养基中加入某些特殊营养物质制成的一类营养丰富的培养基物质制成的一类营养丰富的培养基加富培养基加富培养基按用途不同划分（三类）按用途不同划分（三类）牛肉膏蛋白胨培养基牛肉膏蛋白胨培养基牛肉膏牛肉膏3.0克克蛋白胨蛋白胨10.0克克食盐食盐5.0克克蒸馏水（自来水）蒸馏水（自来水）1000毫升毫升2.配置培养基的顺序配置培养基的顺序各成分的顺序：

各成分的顺序：

1）.缓冲化合物；缓冲化合物；2）.无机元素；无机元素；3）.微量元素；微量元素；4）.调节调节pH;5）.生长因子或示剂。

生长因子或示剂。

烧杯加水烧杯加水依次加入营养物质依次加入营养物质灭菌灭菌六、营养物质吸收及运输六、营养物质吸收及运输根据物质运输过程的特点，可将物质的运输方式根据物质运输过程的特点，可将物质的运输方式分为：

分为：

1.自由扩散自由扩散:

无载体无载体2.促进扩散促进扩散:

载体载体,不耗能不耗能3.主动运输主动运输:

载体载体,不不变变4.基团转移基团转移:

载体载体,变化变化四种运输方式也称为四种跨膜方式四种运输方式也称为四种跨膜方式1自由扩散自由扩散原生质膜是一种半透性膜，营养物质通过原生质原生质膜是一种半透性膜，营养物质通过原生质膜上的小孔，由高浓度的胞外环境向低浓度的胞内进膜上的小孔，由高浓度的胞外环境向低浓度的胞内进行扩散。

行扩散。

特点特点物质在扩散过程中没有发生任何反应；物质在扩散过程中没有发生任何反应；不消耗能量；不能逆浓度运输；不消耗能量；不能逆浓度运输；运输速率较慢，与膜内外物质的浓度差运输速率较慢，与膜内外物质的浓度差成正比成正比水、水、O2、CO2是可以通过扩散自由通过原生质膜是可以通过扩散自由通过原生质膜的分子，脂溶性物质被磷脂溶解也可通过自由扩散进的分子，脂溶性物质被磷脂溶解也可通过自由扩散进出细胞，并比水溶性物质速度快。

出细胞，并比水溶性物质速度快。

SSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSS胞外胞外胞膜胞膜胞内胞内SS自自由由扩扩散散单纯扩散速度慢，不能满足微生物要求，有些物单纯扩散速度慢，不能满足微生物要求，有些物质也无法靠单纯扩散进入细胞。

质也无法靠单纯扩散进入细胞。

这些营养物质主要有这些营养物质主要有氨基酸、单糖、维生素及无机盐等氨基酸、单糖、维生素及无机盐等。

为了能够获得这。

为了能够获得这些营养，微生物通过特殊的生理结构来帮助上述物质些营养，微生物通过特殊的生理结构来帮助上述物质进入。

这些特殊结构实际就是特异性蛋白质，可与营进入。

这些特殊结构实际就是特异性蛋白质，可与营养物质进行可逆性结合，在细胞质膜内外循环往来运养物质进行可逆性结合，在细胞质膜内外循环往来运2促进扩散促进扩散SSSSSSSSSSSSSSTSSSSSS胞外胞外胞膜胞膜胞内胞内TSTST促促进进扩扩散散送营养物质，称其为载体蛋白。

因其具有类似酶的一送营养物质，称其为载体蛋白。

因其具有类似酶的一些性质，如专一性，有被称为渗透