学习《环境微生物学》感受.docx

学习环境微生物学感受 古细菌：无胞壁酸。真细菌：有胞壁酸。g+g-。真核生物：几丁质 细菌包括不变部分、可变部分细菌细胞壁：肽聚糖细胞壁功能：维持保护细胞形状细胞壁化学成分的差异可使不同的细菌具有抗原性、致病性和对噬菌体的敏感性细胞壁有通道可以允许水和空气、小分子化学物质进入，大分子不能进入细胞壁是鞭毛运动的力学支点 革兰氏染色法 g+（深紫色）细胞壁：磷壁酸1234状态时开启操纵子的表达。基因突变：由于dna链上的1对或少数几对碱基被另1个或少数碱基对取代发生改变的突变类型。 突变类型。形态突变型、生化突变型（营养缺陷型、抗性突变型、抗原突变型）、致死突变型，条件致死突变型。 基因突变的机理： 1.自发突变：不对应性、自发性、稀有性、独立性、诱变性、稳定性、可逆性； 2.诱发突变。碱基置换、移码突变、染色体畸变。的生化过程，但影响该过程是否产生及其活性强度。 芳香族化合物降解基因的遗传定位有3种类型： 1.质粒编码降解途径的一部分，染色体编码剩余部分2.质粒与染色体分别编码不同途径的酶3.某些特殊无知的讲解由质粒编码，另一些菌种同样的降解途径则由染色体编码。 一般微生物位于染色体上的性状比较稳定，而位于质粒上的性状则很容易在不同的菌之间进行水平转移，使得降解基因在不同菌株之间扩散，有g-（红色） 内壁层、外壁层（脂多糖、脂蛋白） 原因：细菌细胞壁的肽聚糖结构和厚度不同，染色剂通透性和抗脱色能力不同 细胞壁缺陷型细菌。用溶菌酶处理，在培养基中加入青霉素阻止其细胞壁形成。 原生质体：在g+加入溶菌酶、青霉素组织其细胞壁合成 原生质球：g-加入溶菌酶、青霉素细菌l-型：基因突变产生的无壁类型 周质空间：细胞壁与细胞膜之间的空间，内含质外酶 中间体：类似于真核生物的线粒体芽孢：度过不良环境的休眠体 伴孢晶体：在形成芽孢的同时，产生一颗菱形双锥形的碱性蛋白晶体细菌的繁殖：裂殖 酵母菌的繁殖：出芽繁殖 放线菌包括。基内菌丝、气生菌丝、孢子丝。放线菌的繁殖主要通过无性菌丝和菌丝片段进行繁殖，分生孢子为主 蓝细菌：芽生方式繁殖g-铁细菌：铁质水管的腐蚀和堵塞引起的 极端嗜盐高细菌群的条件：g-，t在3550，ph5.58.5极端嗜热高细菌群的条件：t45110，ph13真菌的繁殖与繁殖体：既有有性繁殖，又有无性繁殖（主要） 无性繁殖：1菌丝体的断裂片段可以产生新个体2裂殖3出芽繁殖4孢子繁殖 无性孢子的类型。游动孢子、孢囊孢子、分生孢子、节孢子、厚垣孢子、芽孢子。 担子菌纲：主要产生担孢子，菌丝可分为初生菌体、次生菌体和三生菌丝 原生动物异氧型生活，以吞食细菌、真菌、藻类等有机体为食。 原生动物有无性繁殖和有性繁殖。无性繁殖一般为二分裂。 亚病毒包括拟病毒、类病毒、朊病毒。朊病毒只含有蛋白质。 烈性噬菌体。凡侵入宿主细胞进行复制增值，导致宿主细胞裂解的噬菌体。 烈性噬菌体的过程。吸附、侵入、复制、装配、释放。 温和噬菌体。侵入宿主细胞后随宿主细胞的生长繁殖而传代下去，一般不引起宿主细胞裂解的噬菌体。 微生物菌种保藏的原理。将微生物的菌种保存于不良环境中，是微生物的代谢速率极为缓慢或处于休眠状态。而一旦恢复所保存菌种生长的正常环境和营养条件，即可获得具有高生理活性和保持原种优良性状的菌种培养物。 保藏方法。培养物传代保藏法、干燥保藏法、低温保藏法。 微生物的营养类型：光能自养型（藻类、蓝细菌）、光能异养型（紫色与绿色非硫细菌）、化能自养型、化能异养型。emp：糖酵解pp：磷酸戊糖tca：三羧酸循环 能量转换。底物水平磷酸化、氧化磷酸化、光合磷酸化。 采用厌氧消化法处理高浓度有机废水的原因。进行发酵作用的厌氧微生物，需要大量的基质才能满足其生命活动所需要的能量，因而其对基质的转化率较呼吸作用高。 微生物合成作用必须的三要素。小分子的前体物质、能量、还原力。 分批培养的阶段。迟缓期、对数期、稳定期（出现芽孢）、衰亡期。 稳定期特点：细胞增殖率与死亡率平衡、细胞总数不再增加、单位体积中细菌数目达到最高。连续培养：如果在细菌进入对数期以一定得速度不断补充营养物质，同时以同样的速度排出培养物，就可以延长对数期的培养方法。 环境对微生物的影响。好氧微生物生长的适宜的氧化还原电位值为0.30.4v，在0.1v以上即能生长。厌氧微生物只能在0.1v以下甚至为负值时才能生长。兼性厌氧微生物在0.1v以上时有氧呼吸，0.1v以下时无氧呼吸或发酵作用。 真核微生物含细胞器。叶绿体、线粒体、中心粒、毛基体。原核微生物含有质粒（dna）。 质粒特性。可转移性、可整合性、可重组性、可消除性。 根据酶量的转录水平调控机制分为正转录调控和负转录调控。负转录是当调节蛋白处于激活状态时关闭操纵子的表达；正转录是当调节处于激活细菌接合：通过供体菌和受体菌完整细胞间性菌毛的直接接触而传递大段dna的过程。 转导：通过缺陷型噬菌体的媒介，把供体细胞的dna片段携带带到受体细胞中，从而是后者获得前者部分遗传性状的现象。转化：受体菌接受供体菌的dna片段，经过交换将它组合到自己的基因组中，从而获得了供体菌的部分遗传性状的现象。准性生殖（半知菌）：是同种生物两个不同菌株的体细胞发生融合，且不经过减数分裂而导致低频率基因重组并产生重组子。基因工程：用人工方法取得供体菌dna上的目标基因，加以改造，在体外重组于载体dna上，再导入宿主细胞内，使其转录、翻译表达和复制，获得供体基因的性状，从而获得大量的基因产物或使受体生物表现出新的表型。 基因工程的步骤：取得目的基因、选择载体、目的基因与载体dna的体外重组、重组载体引入受体细胞。根土比：是反映根圈效应的重要指标，一般在520之间。 水中细菌90%为革兰氏阴性菌。（假单胞菌）嗜热微生物分为：耐热菌（4555）、兼性嗜热菌（5065）、专心嗜热菌（6570）、极端嗜热菌（70+）、超嗜热菌（80110） 嗜冷微生物分为。专性（不超过20）和兼性两类。嗜酸微生物（ph33.5）嗜碱微生物（ph9）嗜盐微生物（大多数海洋生物类别） 互生关系举例：分解纤维素的细菌与固氮菌共生关系举例：地衣。 寄生关系举例：噬菌体的寄生。拮抗关系举例：毛霉抑制黑青霉。 微生物转化氮素的一般途径： 1、绿色植物和微生物的生命活动过程中，吸收硝态氮和铵态氮，组成蛋白质、核酸等含氮有机物质，使无态氮同化为有机态氮； 2、动植物和微生物遗体中的有机氮化物，经微生物的分解作用，使无机质化为氨态氮（nh4-n）； 3、氨态氮在有氧条件下，经硝化细菌的作用氧化成硝态氮； 4、硝酸盐由于反硝化细菌的作用，还原为分子态氮，逸散到大气中； 5、空气中的分子态氮，通过固氮微生物的作用，还原为氨，进而合成有机氮化物。 1、氨化作用：有机氮化物在微生物的分解作用中释放出氨的过程； 2、硝化作用：氨经过微生物作用氧化成亚硝酸，再进一步氧化成硝酸的过程； 3、反硝化作用。硝酸盐在通气不良情况下经微生物作用而还原的过程。 参与尿素分解的微生物有脲芽孢八叠球菌。 各种固氮微生物，在长期进化过程中均形成一种防氧保护机制。（根瘤菌在根瘤中被富含豆血红蛋白的类菌体周膜所包围，豆血红蛋白课发挥氧气缓冲剂的作用；有的固氮蓝细菌能形成不能放氧气的异形胞，固氮作用在其中进行。） 生物转化。通过微生物代谢导致有机或无机化合物的分子结构发生某种改变、生成新化合物的过程。 基质的生化呼吸曲线。表示投加基质后微生物的耗氧状况，投加基质后的耗氧量或耗氧速度随时间变化关系的基质呼吸线。 内源呼吸线。不投加基质的条件下，微生物处于内源呼吸状态是利用自体细胞物质作为呼吸基质，其耗氧量随时间变化而变化绘制的曲线。由于在此情况下微生物的耗氧速度恒定不变，所以内源呼吸线的耗氧量与时间呈直线关系。 微生物降解实验。土壤消毒实验，培养液中降解实验。 矿化作用。指有机污染物在一种或多种微生物的作用下彻底分解为h2o，co2和简单无机化合物如含氮化合物、含磷化合物、含硫化合物和含氯化合物等的过程。 共代谢作用。一些难降解的有机化合物不能直接作为碳源或能源物质被微生物利用，当环境中存在其他可利用的碳源或能源时，难降解有机化合物才能被利用。 共代谢作用发生的情况： 1.靠降解其他有机物提供能源2.靠其他微生物协同作用3，先经别的物质诱导。 微生物对石油的降解能力。烯烃最易分解，烷烃次之，芳烃难，多环芳烃更难，脂环烃类对微生物作用最不敏感。 共代谢作用及抑减效应。有的烃类单独存在时不能降解，但在石油混合物中则由于微生物利用其他烃类生长而使该难降解烃在酶作用下降解。相反，也有抑减效应存在，如醋酸盐存在可抑制对十六烷的降解；十六烷存在时可抑减朴日斯烷的降解作用，其机理未明，此种效应并不改变降解 利于微生物对不利环境的适应。 微生物对农药的降解。有些微生物可以农药作为唯一碳源、能源，直接利用或通过产生诱导酶进行降解；许多微生物通过共代谢作用使农药降解，结构复杂的农药多靠此得以转化消失。 有机磷农药较之有机氯农药容易降解得多。微生物降解这些杀虫剂的最常见反应机制是脂酶水解过程。 拟除虫菊酯类农药在环境中的降解方式有。水降解、光降解、生物降解。 塑料可被微生物作用，但分解速度极慢，属于极难生物降解的顽固化合物。微生物主要是作用于塑料制品种所含的增塑剂。由于增塑剂代谢变化而使塑料物理性质发生变化，但组成塑料聚合物的组分本身的化学性质却无改变。pops：持久性污染物 污水一级处理：主要通过过滤、沉淀等物理方法去除污水中粗大固形物及部分悬浮物。二级处理：去除水中有机物。 三级处理：使各种有机和无机污染物去除率达98%以上 生物絮凝作用：在活性污泥形成初期，细菌多以游离态存在，随着活性污泥成熟，细菌增多而聚集成菌胶团，进而形成活性污泥絮状体。絮凝作用：形成活性污泥絮状体的过程。 普通活性污泥发的工艺流程：污水初沉池曝气池二沉池处理后出水 污泥沉降比。混合水样静置30min后，污泥体积占混合水样体积的百分数。 生物修复。利用微生物将存在于土壤、地下水和海洋等环境中的有毒、有害污染物降解为二氧化碳和水，或转化为无害物质。从而使污染生态环境修复为正常生态环境的工程技术体系。 革兰氏染色机制。革兰氏染色结果的差异主要基于细菌细胞壁的构造和化学组分不同。通过初染和媒染，在细菌细胞膜或原生质体上染上了不溶于水的结晶紫与碘的大分子复合物。g+细菌由于细胞壁较厚、肽聚糖含量较高，故用乙醇洗脱时，肽聚糖层网孔会因脱水而收缩，再加上的g+细菌细胞壁基本上不含类脂，故乙醇处理不能在壁上溶出缝隙，因此，结晶紫与碘复合物仍牢牢阻留在其细胞壁内，使其呈现蓝紫色。g-细菌因其细胞壁薄、肽聚糖含量低，故遇乙醇后，肽聚糖层网孔不易收缩，加上它的类脂含量高，所以当乙醇将类脂溶解后，在细胞壁上就会出现较大的缝，这样结晶紫与碘的复合物就极易被溶出细胞壁。因此，通过乙醇脱色，细胞又呈现无色。这时，再经番红等红色染料复染，使g-细菌变成红色，而g+细菌则仍呈蓝紫色。 为什么说炎症既是一种病理过程又是一种防御病原体入侵的积极的免疫反应。 1、通过炎症反应可以聚集大量的吞噬细胞聚集在炎症部位； 2、血流的加速使得血液中的抗菌因子以及抗体发生局部浓缩； 3、死亡的宿主细胞聚集可以释放一部分抗菌物质； 4、炎症部位的盐氧浓度下降和乳酸浓度提高，可以抑制多种病原体的生长 5、炎症部位的温度升高可以降低某些病原体的繁殖速度。 蓝细菌固氮酶的抗氧保护机制 蓝细菌光照下会因光合作用放出的氧而使细胞内氧浓度急剧增高 分化出特殊的还原性异形胞：缺乏产氧光合系统，脱氢酶和氢化酶的活性高，维持很强的还原态;sod活性高，解除氧的毒害;呼吸强度高，可消耗过多的氧. 非异形胞蓝细菌固氮酶的保护：能通过将固氮作用与光合作用进行时间上的分隔来达到;通过束状群体中央处于厌氧环境下的细胞失去能产氧的光合系统ii，以便于进行固氮反应;通过提高过氧化物酶和sod的活性来除去有毒过氧化合物.第11页 共11页