水处理生物学省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

内容回顾内容回顾1.1.了解水处理生物学及水处理微生物学定义。了解水处理生物学及水处理微生物学定义。2.2.原核微生物和真核微生物定义。原核微生物和真核微生物定义。3.3.了解微生物基本结构与特殊结构功效与作用。了解微生物基本结构与特殊结构功效与作用。4.4.了解革兰氏染色法步骤和染色机理。了解革兰氏染色法步骤和染色机理。微生物（微生物（microorganisms）定义：）定义：是指全部含有形体微小单细胞，或个体结构较是指全部含有形体微小单细胞，或个体结构较为简单多细胞，甚至无细胞结构，必须借助光学为简单多细胞，甚至无细胞结构，必须借助光学或电子显微镜才能观察到低等动物统称。或电子显微镜才能观察到低等动物统称。第1页原核生物原核生物(prokaryotic organisms):凡是细胞核发育不完全，仅有一个核物质高度集凡是细胞核发育不完全，仅有一个核物质高度集中核区（衍射体），不含有核膜，核物质裸露，与细中核区（衍射体），不含有核膜，核物质裸露，与细胞质无显著界限，没有特异细胞器，只有膜体系不规胞质无显著界限，没有特异细胞器，只有膜体系不规则泡沫结构，不能进行有丝分裂细胞。则泡沫结构，不能进行有丝分裂细胞。真核生物真核生物(eucaryotic organism):凡是有发育完好细胞核，有核膜（细胞核与细胞凡是有发育完好细胞核，有核膜（细胞核与细胞质含有显著界限），有高度分化特异细胞器（线粒体、质含有显著界限），有高度分化特异细胞器（线粒体、叶绿体、高尔基体等），进行有丝分裂细胞。叶绿体、高尔基体等），进行有丝分裂细胞。真菌（丝状真菌真菌（丝状真菌-霉菌；酵母菌）单细胞藻类、原生霉菌；酵母菌）单细胞藻类、原生动物、后生动物等。（动物、后生动物等。（P3图图1-1）细菌、放线菌、蓝细菌、支原体、立克次氏体、衣原体细菌、放线菌、蓝细菌、支原体、立克次氏体、衣原体第2页 基本结构包含细胞壁和原生质体（细胞膜、细基本结构包含细胞壁和原生质体（细胞膜、细胞质、核质和内含物）两部分。胞质、核质和内含物）两部分。细菌特殊结构指荚膜、芽孢和鞭毛。细菌特殊结构指荚膜、芽孢和鞭毛。三、细菌繁殖三、细菌繁殖（一）裂殖（一）裂殖（fissionfission）1.1.二分裂二分裂 绝大多数细菌都是二分裂繁殖。绝大多数细菌都是二分裂繁殖。2.2.三分裂三分裂 3.3.复分裂复分裂 四、细菌群体特征四、细菌群体特征（一）固体培养基上群体特征（一）固体培养基上群体特征菌落：微生物单细胞在平板培养基上生长繁殖，菌落：微生物单细胞在平板培养基上生长繁殖，形成肉眼能看到，含有一定形态特征群体。形成肉眼能看到，含有一定形态特征群体。第3页菌落特征菌落特征：大小、形状、隆起形状、边缘和表面情：大小、形状、隆起形状、边缘和表面情况、颜色、黏度、硬度、透明度等。况、颜色、黏度、硬度、透明度等。第4页第二节第二节 放线菌放线菌(actinomycetes)它是介于细菌与丝状真菌之间而又靠近于细它是介于细菌与丝状真菌之间而又靠近于细菌一类多核单细胞丝状原核生物。细菌高级类群，菌一类多核单细胞丝状原核生物。细菌高级类群，绝大多数为革兰氏阳性菌。绝大多数为革兰氏阳性菌。（二）液体培养基上群体特征（二）液体培养基上群体特征细菌接种培养细菌接种培养1-31-3天后，观察液体培养基表面生长状态天后，观察液体培养基表面生长状态培养特征：混浊程度，沉淀形态，有没有气泡、颜色培养特征：混浊程度，沉淀形态，有没有气泡、颜色等等反应微生物与氧气关系。反应微生物与氧气关系。第二章第二章 原核微生物原核微生物第5页 它是腐生菌，分布广主要在土壤中，健康菌它是腐生菌，分布广主要在土壤中，健康菌。有有菌丝体，而细菌没有；孢子繁殖，而细菌分裂繁殖。菌丝体，而细菌没有；孢子繁殖，而细菌分裂繁殖。细胞结构细胞结构:无细胞器无细胞器,无核膜无核膜形态：无隔膜菌丝体形态：无隔膜菌丝体细胞组分：细胞壁含磷壁酸细胞组分：细胞壁含磷壁酸基本特征基本特征大小：直径大小：直径0.5-1um，长，长50-600um基内菌丝基内菌丝气生菌丝气生菌丝孢子丝孢子丝0.2-0.8m1-1.4m二、二、基本形态基本形态一、基本特征一、基本特征第6页不一样类型孢子丝不一样类型孢子丝灰色链霉菌直形孢子链灰色链霉菌直形孢子链玫瑰花链霉菌亚种玫瑰花链霉菌亚种螺旋形孢子链（下）螺旋形孢子链（下）第7页 孢子形状各异，颜色不一样。但成熟孢子色孢子形状各异，颜色不一样。但成熟孢子色彩稳定，是丝状细菌判定主要依据之一。彩稳定，是丝状细菌判定主要依据之一。三、放线菌菌落特征三、放线菌菌落特征A：诺尔斯氏链霉菌：诺尔斯氏链霉菌 B：皮疽诺卡氏菌；：皮疽诺卡氏菌；C：酒红指孢囊菌：酒红指孢囊菌 D：游动放线菌；：游动放线菌；E：小单胞菌：小单胞菌F：皱双孢马杜拉放：皱双孢马杜拉放 线菌线菌 第8页A：卡特利链霉菌；：卡特利链霉菌；B：弗氏链霉菌；：弗氏链霉菌；C：吸水链霉菌金泪：吸水链霉菌金泪 亚种；亚种；D：卡那霉素链霉：卡那霉素链霉 菌；菌；E：除虫链霉菌；：除虫链霉菌；F：生磺酸链霉菌：生磺酸链霉菌 产生抗生素放线菌产生抗生素放线菌菌落特征菌落特征第9页四、放线菌繁殖方式四、放线菌繁殖方式无性繁殖无性繁殖分生孢子分生孢子无性孢子无性孢子菌丝断裂菌丝断裂孢囊孢子孢囊孢子基内丝断裂基内丝断裂分生孢子分生孢子任何菌丝断裂任何菌丝断裂1、孢囊孢子、孢囊孢子 在气生菌丝顶端膨大成孢子囊，囊中形成孢子。在气生菌丝顶端膨大成孢子囊，囊中形成孢子。第10页链链孢孢囊囊菌菌属属2、横隔孢子（节孢子、粉孢子）、横隔孢子（节孢子、粉孢子）气生菌丝横隔分裂形成。气生菌丝横隔分裂形成。第11页3、分生孢子、分生孢子 在气生菌丝顶端形在气生菌丝顶端形成成串或单个孢子。成成串或单个孢子。五、放线菌代表属五、放线菌代表属链霉菌属链霉菌属诺卡菌属诺卡菌属小单孢菌属小单孢菌属放线菌属放线菌属代表属代表属第12页第三节第三节 丝状细菌（鞘细菌）丝状细菌（鞘细菌）鞘细菌（鞘细菌（sheathet becteria）是由单细胞连成不）是由单细胞连成不分支或假分支丝状细菌。细菌组成丝状体外包围一分支或假分支丝状细菌。细菌组成丝状体外包围一层由有机物或无机物组成鞘套，故称为鞘细菌。层由有机物或无机物组成鞘套，故称为鞘细菌。丝状菌是工程上把菌体细胞能相连而形成丝状丝状菌是工程上把菌体细胞能相连而形成丝状微生物统称。微生物统称。丝状菌包含：丝状细菌、放线菌、丝状藻类丝状菌包含：丝状细菌、放线菌、丝状藻类（蓝细菌）和丝状真菌。（蓝细菌）和丝状真菌。在水处理构筑物中丝状菌过分繁殖就会影响均在水处理构筑物中丝状菌过分繁殖就会影响均较团密实程度，严重时就会影响污泥膨胀。较团密实程度，严重时就会影响污泥膨胀。污泥膨胀是因为丝状菌等原因引发污泥沉降性污泥膨胀是因为丝状菌等原因引发污泥沉降性能恶化或严重恶化，使污泥部分或全部失去沉降性能恶化或严重恶化，使污泥部分或全部失去沉降性能现象。能现象。第13页 铁细菌是自养型丝状细菌一个。细菌外鞘或原铁细菌是自养型丝状细菌一个。细菌外鞘或原生质内含有铁粒或铁离子，故称为铁细菌。生质内含有铁粒或铁离子，故称为铁细菌。一、一、铁细菌（铁细菌（iron becteria）铁细菌主要生活在溶解氧少，但溶有较多铁质铁细菌主要生活在溶解氧少，但溶有较多铁质和二氧化碳水体中。其能从铁氧化过程中取得能量。和二氧化碳水体中。其能从铁氧化过程中取得能量。该反应释放能量很小，所以铁细菌为了满足能量需该反应释放能量很小，所以铁细菌为了满足能量需求必须氧化大量铁，生成很多氢氧化铁沉淀。求必须氧化大量铁，生成很多氢氧化铁沉淀。城市输水铁管道中，铁细菌大量繁殖，在管道城市输水铁管道中，铁细菌大量繁殖，在管道中沉积大量氢氧化铁，腐蚀管道，降低管网输水能中沉积大量氢氧化铁，腐蚀管道，降低管网输水能力；氢氧化铁存在使水变色，影响输水水质。力；氢氧化铁存在使水变色，影响输水水质。第14页 常见铁细菌有：多孢泉发菌、褐色纤发菌、含常见铁细菌有：多孢泉发菌、褐色纤发菌、含铁嘉利翁氏菌。铁嘉利翁氏菌。硫细菌是自养型丝状细菌一个。能氧化低价硫硫细菌是自养型丝状细菌一个。能氧化低价硫成硫酸，从而得到能量，故称为硫细菌。硫菌在它成硫酸，从而得到能量，故称为硫细菌。硫菌在它发育周期某一阶段表现有滑行运动，故亦称为滑动发育周期某一阶段表现有滑行运动，故亦称为滑动菌。菌。二、二、硫细菌硫细菌/滑动菌（滑动菌（gliding becteria）水处理过程中常见硫细菌有：贝日阿托氏菌水处理过程中常见硫细菌有：贝日阿托氏菌（白硫磺细菌（白硫磺细菌Beggiatoa）、发硫细菌（）、发硫细菌（Thiothrix）和辫硫细菌（和辫硫细菌（Thioploca）。）。贝日阿托氏菌生长在含贝日阿托氏菌生长在含H2S环境中，如沼泽、硫磺环境中，如沼泽、硫磺温泉、受污染水体中，不固着，能匍匐运动，成直温泉、受污染水体中，不固着，能匍匐运动，成直线或曲线状，经常改变行动方向。线或曲线状，经常改变行动方向。第15页 发硫细菌固着生长，有时滑动，生长在粗纤维或发硫细菌固着生长，有时滑动，生长在粗纤维或菌胶团上，易识别；菌胶团上，易识别；严格好氧，生长在严格好氧，生长在H2S浓度高或浓度高或工厂废水管道中；自养型丝状细菌工厂废水管道中；自养型丝状细菌。发经过上述反应进行生长代谢，从反应式我们能发经过上述反应进行生长代谢，从反应式我们能够看出，硫细菌大量繁殖时有强酸产生够看出，硫细菌大量繁殖时有强酸产生。在城市排水。在城市排水管网中，可能寄生有硫细菌，当其大量繁殖时，所产管网中，可能寄生有硫细菌，当其大量繁殖时，所产强酸会对排水管道有腐蚀作用。强酸会对排水管道有腐蚀作用。第16页 球衣菌是有鞘革兰氏阴性细菌。球衣细菌有假球衣菌是有鞘革兰氏阴性细菌。球衣细菌有假分支，脱鞘繁殖。分支，脱鞘繁殖。三、三、球衣细菌（球衣细菌（Sphaerotilus becteria）研究表明球衣菌有很强有机物分解氧化能力，研究表明球衣菌有很强有机物分解氧化能力，一定数量球衣菌存在于污泥中对污染物去除是有益，一定数量球衣菌存在于污泥中对污染物去除是有益，过量繁殖会造成污泥膨胀。液氯、漂白粉、杀虫剂过量繁殖会造成污泥膨胀。液氯、漂白粉、杀虫剂可抑制其生长。可抑制其生长。四、四、丝状细菌与污泥膨胀丝状细菌与污泥膨胀 丝状细菌尤其是球衣细菌大量繁殖会造成污泥丝状细菌尤其是球衣细菌大量繁殖会造成污泥膨胀，影响处理水质。膨胀，影响处理水质。第17页 光合细菌是含有原始光能合成体系原核生物总光合细菌是含有原始光能合成体系原核生物总称。革兰氏阴性菌，细菌中最为复杂菌群之一。称。革兰氏阴性菌，细菌中最为复杂菌群之一。一、光合细菌（一、光合细菌（Photosynthetic becteria）第四节第四节 光合细菌（光合细菌（PSB）光合细菌光合细菌碳源情况碳源情况产氧情况产氧情况异养光合细菌异养光合细菌产氧光合细菌产氧光合细菌自养光合细菌自养光合细菌不产氧光合细菌不产氧光合细菌二、二、分类分类第18页 光合细菌是光能营养型细菌，含光合色素，能光合细菌是光能营养型细菌，含光合色素，能同化同化CO2为有机体，但与藻类不一样不含叶绿素，为有机体，但与藻类不一样不含叶绿素，有菌绿素及胡萝卜素。有菌绿素及胡萝卜素。光合细菌不能光解水中氢还原光合细菌不能光解水中氢还原CO2，而是从有，而是从有机物或水以外无机物中取得氢；不产氧；厌氧生活。机物或水以外无机物中取得氢；不产氧；厌氧生活。红螺菌科有固氮产氢能力。红螺菌科有固氮产氢能力。光合细菌是有机物作为光合作用电子供体和碳光合细菌是有机物作为光合作用电子供体和碳源，所以其有较高分解去除有机物能力，在高浓度源，所以其有较高分解去除有机物能力，在高浓度有机废水处理方面有很高应用价值。产氢效率有机废水处理方面有很高应用价值。产氢效率 未探未探明。不过很多机理未探明，值得深入研究。明。不过很多机理未探明，值得深入研究。二、二、应用应用三、三、特点特点第19页第五节第五节 蓝细菌（蓝细菌（Cyanobacteria）蓝细菌是光能营养型细菌，革兰氏阴性菌，含蓝细菌是光能营养型细菌，革兰氏阴性菌，含叶绿素，不含叶绿体，产氧光合作用大型原核生物。叶绿素，不含叶绿体，产氧光合作用大型原核生物。蓝细菌分布广泛，生长旺盛时，能使水体变蓝蓝细菌分布广泛，生长旺盛时，能使水体变蓝或其它颜色，而且一些蓝细菌能发出草腥味或霉味，或其它颜色，而且一些蓝细菌能发出草腥味或霉味，普通称为某某藻。普通称为某某藻。一、细菌形态一、细菌形态形状：球状、杆状，单细胞或多细胞连接丝状。形状：球状、杆状，单细胞或多细胞连接丝状。大小：直径范围，大小：直径范围，0.560m,大多大多3-10m。（图（图2-23几个常见蓝细菌）几个常见蓝细菌）第20页链杆状链杆状丝状聚合体丝状聚合体球状（正在分裂）球状（正在分裂）细菌形态细菌形态第21页二、细菌特征二、细菌特征类似芽生殖，有菌体片断裂繁殖。类似芽生殖，有菌体片断裂繁殖。第六节第六节 支原体、立克次氏体、衣原体支原体、立克次氏体、衣原体 支原体、立克次氏体、衣原体是寄生型小型原核支原体、立克次氏体、衣原体是寄生型小型原核生物，结构介于细菌与病毒之间生物，结构介于细菌与病毒之间 一类原核生物。一类原核生物。自学，做课后题自学，做课后题14题。题。第22页内容重点内容重点1.1.了解放线菌形态及其菌落特征。了解放线菌形态及其菌落特征。2.2.了解丝状细菌形态及其在水处理工程作用。了解丝状细菌形态及其在水处理工程作用。3.3.什么是丝状菌和丝状细菌，有何异同？什么是丝状菌和丝状细菌，有何异同？4.4.了解铁细菌特征、代谢方式及其过分繁殖对水了解铁细菌特征、代谢方式及其过分繁殖对水 处理工程影响。处理工程影响。5.5.了解硫细菌特征、代谢方式及其过分繁殖对水了解硫细菌特征、代谢方式及其过分繁殖对水 处理工程影响。处理工程影响。第23页