1、国家职业教育水环境监测与治理专业教学资源库水处理微生物水处理微生物微生物的特点、分类与命名 顾卫兵 教授知识点国家职业教育水环境监测与治理专业教学资源库主要内容主要内容微生物的概念、特点微生物的概念、特点微生物的分类与命名微生物的分类与命名微生物的特点、分类与命名微生物的特点、分类与命名国家职业教育水环境监测与治理专业教学资源库“微生物微生物”并不是生物分类学上的名词并不是生物分类学上的名词；是对所有是对所有个个体体形形态态微小、结构较为简单，或没有细胞结构的低等生微小、结构较为简单，或没有细胞结构的低等生物的统称物的统称。黄曲霉黄曲霉微生物的特点、分类与命名微生物的特点、分类与命名微生物微生
2、物无处不在！无处不在！一、微生物的定义一、微生物的定义国家职业教育水环境监测与治理专业教学资源库1 1、体积小，面积大、体积小，面积大2 2、吸收多，转化快、吸收多，转化快3 3、生长旺，繁殖快、生长旺，繁殖快4 4、适应强，易变异、适应强，易变异5 5、分布广，种类多、分布广，种类多微生物的特点、分类与命名微生物的特点、分类与命名二、微生物的特点二、微生物的特点小、多、快、强、广小、多、快、强、广国家职业教育水环境监测与治理专业教学资源库微生物微生物必须使用显微镜来观察和研究必须使用显微镜来观察和研究，微生物个体的测量单位微生物个体的测量单位一一般为般为微米（微米（umum即即1010-6-
3、6m m）、纳米（）、纳米（nmnm即即1010-9-9m m）；比表面积比表面积=表面积表面积/体积体积如：体重如：体重200200磅的人比表面积为磅的人比表面积为0.30.3；鸡蛋为；鸡蛋为1.51.5；而乳酸杆菌的比；而乳酸杆菌的比表面积高达表面积高达120,000120,000。微生物微生物体积小体积小、比表、比表面积大的特性，有利于与环境进行物质、能面积大的特性，有利于与环境进行物质、能量、信息的交换量、信息的交换。微生物的特点、分类与命名微生物的特点、分类与命名1 1、体积小、体积小、比表比表面积大面积大国家职业教育水环境监测与治理专业教学资源库如：如：*3 3克地鼠每天消耗与体重
4、等重的粮食克地鼠每天消耗与体重等重的粮食*1 1克闪绿蜂鸟每天消耗两倍于体重的粮食克闪绿蜂鸟每天消耗两倍于体重的粮食*大肠杆菌每小时消耗大肠杆菌每小时消耗20002000倍于体重的糖倍于体重的糖！研究发现：研究发现：发酵乳糖的细菌在发酵乳糖的细菌在1 1小时内就可以分解相当于其自身重量小时内就可以分解相当于其自身重量1,000-10,0001,000-10,000倍的乳糖，产生乳酸；倍的乳糖，产生乳酸；1kg 1kg酵母菌体，在一天内可发酵几千公斤的糖，生成酒精；酵母菌体，在一天内可发酵几千公斤的糖，生成酒精；产朊假丝酵母合成蛋白质能力比大豆强产朊假丝酵母合成蛋白质能力比大豆强100100倍倍
5、。由此可见：微生物应用前景广阔！由此可见：微生物应用前景广阔！微生物的特点、分类与命名微生物的特点、分类与命名2 2、吸收多，转化快、吸收多，转化快国家职业教育水环境监测与治理专业教学资源库3 3、生长旺、繁殖快、生长旺、繁殖快微生物的特点、分类与命名微生物的特点、分类与命名 微生物具有在适宜条件下高速度繁殖的特性。在生物界，微生微生物具有在适宜条件下高速度繁殖的特性。在生物界，微生物的繁殖速度最高，尤其是以二分裂方式繁殖的细菌。物的繁殖速度最高，尤其是以二分裂方式繁殖的细菌。例：例：E.coliE.coli在最在最合适合适的的条件下，细胞分裂一次仅需条件下，细胞分裂一次仅需12.512.52
6、0min20min，每昼夜可分裂，每昼夜可分裂7272次，次，就可就可产生产生4.74.7101021万亿个后代，万亿个后代，48h48h后则可产生后则可产生2.22.2101043个后代，总质量相当于个后代，总质量相当于40004000个地球的质量！个地球的质量！国家职业教育水环境监测与治理专业教学资源库4.14.1、适应强适应强微生物微生物要求的营养、温度、要求的营养、温度、pHpH等条件不苛刻等条件不苛刻在在常压、常温、常压、常温、中性条件，简单有机物、无机盐存在中性条件，简单有机物、无机盐存在的的环境环境，或者，或者其它生物不可能其它生物不可能生存生存的的极端环境极端环境，都有微生物的
7、生长。，都有微生物的生长。如：如：高温高温 250 250或或300300，某些硫细菌可以生长某些硫细菌可以生长；低温低温 0 0到到-196-196（液氮）大多数细菌能存活液氮）大多数细菌能存活；强酸强酸 5%10%5%10%的硫酸，氧化硫硫杆菌可生长；的硫酸，氧化硫硫杆菌可生长；强碱强碱 pH pH值为值为911911，某些曲霉和青霉可生长；，某些曲霉和青霉可生长；高盐高盐 接近接近32%32%的饱和盐水，一些嗜盐菌可生长；的饱和盐水，一些嗜盐菌可生长；抗干燥、辐射、耐压、耐缺氧、耐毒物的强适应性抗干燥、辐射、耐压、耐缺氧、耐毒物的强适应性 微生物在微生物在长期进化长期进化中，还中，还形成
8、灵活多样的代谢调控机制、多种诱导酶形成灵活多样的代谢调控机制、多种诱导酶！微生物的特点、分类与命名微生物的特点、分类与命名4 4、适应强，易变异、适应强，易变异国家职业教育水环境监测与治理专业教学资源库4.24.2、易变异、易变异微生物个体微生物个体一般为一般为单倍体，繁殖快、数量多单倍体，繁殖快、数量多，且，且与环境直接与环境直接接触接触，因而微生物具有极强的变异性，即使在极低的变异几率下，因而微生物具有极强的变异性，即使在极低的变异几率下（10-510-10），），微生物也可在短时间内产生大量的变异后代。微生物也可在短时间内产生大量的变异后代。以青霉素产量变异、耐药性变异举例：以青霉素产量
9、变异、耐药性变异举例：产量变异：产量变异：19431943年年青霉素生产菌（产黄青霉）的产量为每青霉素生产菌（产黄青霉）的产量为每mlml发酵液发酵液中含中含2020单位单位青霉素青霉素；4040年后，青霉素年后，青霉素的发酵水平每的发酵水平每mlml已达已达到到5 51010万个单位。万个单位。耐药性变异：耐药性变异：19431943年，最低制菌浓度为年，最低制菌浓度为0.02ug/0.02ug/mlml青霉素，青霉素，患者每天患者每天需需注射注射1010万万IUIU青霉素；青霉素；而而4040年后，最低制菌浓度为年后，最低制菌浓度为200ug/ml200ug/ml青霉素，成人每天要使用青霉
10、素，成人每天要使用100100万至数千万万至数千万IUIU青霉素青霉素。微生物的特点、分类与命名微生物的特点、分类与命名4 4、适应强，易变异、适应强，易变异国家职业教育水环境监测与治理专业教学资源库微生物分布微生物分布无孔不入无孔不入:生物圈、土壤圈、水圈直至大气圈生物圈、土壤圈、水圈直至大气圈、岩石圈岩石圈，到处有微生物的踪迹。，到处有微生物的踪迹。如：如：万米深的海底：硫细菌万米深的海底：硫细菌；7-87-8万米的高空：细菌和真菌万米的高空：细菌和真菌；南极冰川南极冰川，不同深度的岩心：球菌、杆菌和微小真菌不同深度的岩心：球菌、杆菌和微小真菌；人体肠道，聚居人体肠道，聚居100-4001
11、00-400种微生物，厌氧种微生物，厌氧菌菌、肠杆菌肠杆菌等等 目前，目前，已确定的已确定的微生物微生物种数种数有有十万种十万种左右左右，但但仅占其总数仅占其总数的的1%1%，同时微生物的，同时微生物的生理类型、代谢产物和生态分布生理类型、代谢产物和生态分布又极具又极具多多样性样性。微生物的特点、分类与命名微生物的特点、分类与命名5 5、分布广，种类多、分布广，种类多国家职业教育水环境监测与治理专业教学资源库微微生生物物 小小 简简 低低(进化地进化地位低位低 )m m级：光学显微镜下可见（细胞级：光学显微镜下可见（细胞）nmnm级：电子显微镜下可见（细胞器、病毒级：电子显微镜下可见（细胞器、
12、病毒）少数肉眼可见少数肉眼可见单细胞单细胞简单多细胞简单多细胞非细胞（即非细胞（即“分子生物分子生物”，如病毒如病毒）原核类原核类：细菌，放线菌：细菌，放线菌，蓝细菌，支原体、立克次氏体，衣原体蓝细菌，支原体、立克次氏体，衣原体真核类：真菌（酵母菌真核类：真菌（酵母菌、霉菌霉菌、担子菌担子菌），原生动物，微原生动物，微型型藻类藻类非细胞：病毒，亚病毒（朊病毒、类病毒、拟病毒非细胞：病毒，亚病毒（朊病毒、类病毒、拟病毒）类群十分庞杂类群十分庞杂！微生物的特点、分类与命名微生物的特点、分类与命名国家职业教育水环境监测与治理专业教学资源库根据微生物生物属性及亲缘关系，从大到小，将根据微生物生物属性及
13、亲缘关系，从大到小，将微生物微生物按按界界、门门、纲纲、目目、科科、属属、种种等分类；等分类；主要分类单位主要分类单位 在各分类单位之间有时也可增设次要分类单位，如：亚门、亚纲、在各分类单位之间有时也可增设次要分类单位，如：亚门、亚纲、亚目、亚科、亚属亚目、亚科、亚属、亚亚种等。种等。种是分类的基本单位种是分类的基本单位。它是一大群表型特征高度相似、亲缘关系它是一大群表型特征高度相似、亲缘关系极其接近、与同属内其它种有着明显差异的菌株的总称极其接近、与同属内其它种有着明显差异的菌株的总称。微生物的特点、分类与命名微生物的特点、分类与命名1 1、分类、分类三三、微生物的微生物的分类与命名分类与命
14、名国家职业教育水环境监测与治理专业教学资源库2 2、命名命名 属名属名在前在前，首字母首字母大写，通常大写，通常为为拉丁拉丁文文的名词的名词，由微生物的构造、由微生物的构造、形状而来，形状而来，用来描述微生物的主要特用来描述微生物的主要特点：点：如形态、生理特征等如形态、生理特征等；种名在后种名在后，首字母首字母小写，往往是拉丁小写，往往是拉丁文文的形容词，的形容词，来补充来补充说明微生物的次要特征说明微生物的次要特征，如颜色、形状和用途等，如颜色、形状和用途等。微生物微生物的的命名采用命名采用二二名法名法；即用两个拉丁文命名一个微生物的；即用两个拉丁文命名一个微生物的种，种的名称种，种的名称通常由一个属名加一个种名构成通常由一个属名加一个种名构成，属名和种名都，属名和种名都用斜体字表示；用斜体字表示；如：金黄色葡萄球菌如：金黄色葡萄球菌 Staphylococcus aureus Rosenbach如：大肠埃希氏菌如：大肠埃希氏菌 Escherichia coli（Migula)Castellani et Chalmers 1919 属属名名+种种名名+（首次定名人）（首次定名人）+现在定名现在定名人人+现在现在定名年份定名年份科学家姓名科学家姓名葡萄球菌葡萄球菌颜色颜色微生物的特点、分类与命名微生物的特点、分类与命名国家职业教育水环境监测与治理专业教学资源库谢谢 谢！谢！
