环境微生物学工程

2024-08-12 版权声明 我要投稿

环境微生物学工程(通用11篇)

环境微生物学工程 篇1

一、考查目标

按照全国硕士研究生入学考试的要求,沈阳建筑大学在招收市政工程、环境工程及环境科学专业硕士研究生所设置的专业课程考试科目中,污染控制微生物学是属招生学校自行命题的性质。它的考查目标是高等学校优秀本科毕业生能达到的及格或及格以上水平,以保证被录取者具有基本的传热理论知识并有利于招生学校在专业上择优选拔。

污染控制微生物学考试的目标在于考查考生对污染控制微生物学基本概念、基本理论的掌握和分析、解决基本问题的能力。考生应能:

1.了解污染控制微生物学的一般概念。

2.了解和掌握污染控制微生物学的基本原理及其在污染控制工程中的应用。

3.熟悉相关的实验操作与原理。

4.能够灵活运用所学知识分析问题和解决问题。

二、考试形式与试卷结构

(一)试卷满分及考试时间

污染控制微生物学满分为150分,考试时间为3小时。

(二)答题方式

答题方式为闭卷、笔试。

(三)试题类型

名词解释(30分)

填空(20分)

选择(10分)

简答(50分)

论述(30分)

实验(10分)

三、考查范围及内容

1.微生物的形态结构

原核微生物与真核微生物的一般概念

原核微生物的形态结构

真核微生物的形态、结构

病毒的一般概念、形态结构及繁殖方式

微生物的染色方法及机理

2.微生物生理

微生物的生活条件、培养特征及培养方法

微生物的营养、营养物质及运输方式

微生物的营养类型及划分依据

酶的基本概念及影响酶促反应速度的主要因素

微生物的呼吸作用及其机理

微生物有机物质代谢的主要途径

纯种分离及微生物的计数方法

微生物在纯培养条件下的生长曲线

3.微生物生态

微生物在空气、土壤及水中的分布

非生物因子及生物因子对微生物生长的影响

群落的生态演替

生态系统的构成及功能

自然界中的物质循环

水中的卫生细菌学检验原理及方法

4.微生物遗传和变异

遗传信息传递的规律

微生物突变的机制

基因重组和基因工程的应用

5.污染控制微生物学的应用

污染物好氧及厌氧处理的微生物学原理

水体的富营养化及生物脱氮除磷的微生物学原理

水体自净及氧化塘的作用原理

污染控制微生物学的应用

6.生物修复技术

生物修复技术的原理

生物修复的主要方法

四、考试用具说明

考试需携带计算器,要求考生严格遵守考场纪律。

五、参考书目

环境微生物学工程 篇2

一、实验内容的选择及安排

环境工程微生物学是微生物学的一个分支, 具有突出的专业特点, 实验内容的选择要做到既能培养学生微生物学的基本操作技能, 又要兼顾微生物在环境工程实践中应用。例如, 培养基的制备、器皿及培养基的灭菌、显微镜的操作、微生物的染色及观察、微生物的培养及分离等实验内容是必不可少的, 这些都是微生物实验最基本的操作, 学生必须要扎实掌握, 但在实验微生物种类的选择上要照顾到环境工程中的重要微生物, 比如普通生物学中较少涉及而环境工程微生物中比较重要的藻类、原生动物和微型后生动物等。另一方面, 实验内容中要有环境工程微生物应用技术, 例如细菌总数的测定、水中大肠菌群数的测定、菌胶团的观察及活性鉴定、活性污泥的培养及驯化等。

实验进度的安排尽量要和理论教学同步。微生物学主要是给学生介绍自然界中客观存在的微生物的形态、结构及生理, 依靠逻辑推理的知识较少, 实验能给学生非常直观的感受, 视野中真实的图形和现象是对课堂讲解知识最好的诠释。另外, 微生物实验又具有自身的特点, 即几个实验间的内容具有连续性, 比如培养基的制备、微生物的培养、微生物的染色及观察, 虽然可以分割成独立的实验, 但又完全可以作为一个完整的大实验, 但至少要连续几天才能完成, 因此需要安排好学生的实验时间。

另外, 在实验教材的选择上要便于学生学习, 又要和实验教学内容相呼应。目前独立的环境工程微生物学实验教材比较少, 已有多个版本教材把实验部分放在理论教材的后面, 但内容不是非常详尽, 学生需要参考更为详尽的教材才能全面地理解掌握。微生物学实验教材版本虽然较多, 但有关环境工程应用技术方面的内容又较少。因此, 教师必须采取较好的教学方式加以弥补。

二、严格遵守实验操作规程, 养成良好的科研及实验习惯

实验过程中一定要严守实验操作规程, 加强对学生科学实验习惯的培养。首先, 微生物实验的实验对象—微生物本身对环境可以造成生物污染, 有些还是致病菌, 因此要求学生在实验结束时必须要对丢弃的培养物进行灭菌, 在实验过程中, 对取菌后的接种针和接种环要严格按照实验规程及时灭菌, 不能随意乱放, 以免造成环境污染。其次, 在实验过程中要强化无菌操作的意识。在环境治理过程中, 如废水的治理过程, 微生物应用的形式多为杂菌形式, 往往无菌操作会被环境工程的学生忽视。因此更应该强调无菌操作的重要性。为了保证实验结果的精确性, 严守无菌操作实验规程是必需的。再有, 实验设备的操作要严守实验规程, 确保实验室安全。如高压蒸汽灭菌, 目前, 学生实验室中的许多高压蒸汽灭菌锅没有自动保压装置, 只能依靠人工调节, 多采用临时关掉电源或保持排气阀小幅度的开启, 无论哪种操作方式, 时刻都需要人员看守。在实验过程中, 有的学生为了尽快结束实验, 保压前冷空气的排除不彻底, 保压结束后为了缩短冷却等待时间, 带压情况下大幅度打开排气阀, 这些操作不仅会带来实验失败, 而且往往会造成实验事故。

三、充分调动学生的积极性, 强化实验效果

为了保证实验效果, 教师必须严格督促学生认真完成课程学习的各个环节。学生必须要对实验内容进行课前预习, 明确实验步骤。微生物实验准备是比较烦琐的, 而对于将来要独立工作的学生来说也是很重要的环节, 因此, 利用学生课余时间, 对学生进行分组轮流进行实验准备, 确实强化了学生对实验整体的理解, 而且也得到了学生很好的反馈。在实验过程中, 为了强化实验效果, 需要对典型的好的实验结果, 如染色结果、形态观察结果等利用显微镜图像采集设备进行采集并集中展示, 也起到了鞭策后进的目的, 充分调动了学生的实验积极性。

四、开放教学, 满足学生的求知欲望

在目前学生就业不乐观的现实面前, 很多学生选择用更多的知识和技能武装自己, 以增强自身的竞争力。实验课程要给他们提供充分的发挥空间。我系环境工程微生物实验室抽出固定的时间, 对学生开放, 学生可任意选做开放实验, 也可对以前做过的实验加以进一步的验证。学生如有特殊要求的, 可提前提出, 实验室可根据自身条件为学生提供一切条件。这个环节不仅激发了学生对课程的兴趣, 有利于培养学生的主动性和创造性, 提高了学生的自主实验能力, 同时也进一步丰富并充实了本课程的实验内容。

五、采取灵活的考核方法, 接受反馈, 积极改进课程

在不同的压力下学生获得的知识是不同的, 因此实验教学同样要给学生一定的压力。适当的考核形式会给学生一定的压力, 更是对学生实验技能的深化。很多实验课程成绩的最后评定主要依据实验报告。我院环境工程微生物学实验的考核则采用了多种形式相结合, 主要包括三种, 其中实验报告的内容和质量占60%, 实验技能现场操作考核占30%, 平时实验操作技能及规范性占10%。其中, 实验技能现场考核采用抽签方式, 学生根据抽到的结果进行现场操作, 从而给出该部分的成绩, 该环节也使学生在平时实验过程中, 对每个操作环节都给与了充分的重视, 强化了实验效果。另外, 对于在开放教学环节中自主实验内容新颖、具有创新性的学生给予充分肯定, 可适当提高评定等级。

接受学生的反馈是促进课程建设很重要的一个途径。我系建立了环境工程微生物学及实验课程的公共邮箱, 学生可以不记名发表意见和提出建议, 以加强师生之间的沟通, 同时也对教师的教学工作起到了监督和促进作用, 得到了大家的肯定。

六、结束语

环境工程微生物学实验的课程建设还有较远的路要走, 在课程的教学模式上应该多采用现代化辅助教学手段, Harry Brenton等人在解剖学教学中采用多媒体和计算机三维模型, 建立网络课件等, 不仅收到了良好的教学效果, 而且也籍此建立起了同行之间交流的桥梁, 这一点很值得借鉴。在教学内容上更要适应学科发展的节奏, 不断更新, 精益求精。实验教学就是要让学生成为知识的主宰者和应用者, 给予他们把理论知识应用于实践的技能, 从而实现知识的工程化、产业化。

参考文献

[1]王国惠.微生物学通报.2006, 33 (6) :144~145.

[2]周群英, 高廷耀主编.环境工程微生物学.北京:高等教育出版社, 2002.287-337.

[3]马放, 任南琪, 杨基先.污染控制微生物学实验.哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社, 2002.182-191.

环境微生物学工程 篇3

关键词:环境工程微生物学实验;实验教学;教学改革

环境工程微生物学作为一门边缘学科,由于在消除环境污染中起到重要的作用而受到很大重视。该课程具有很强的实践性,只有将理论与实践紧密结合,同时辅助开设大量的实验课才能很好的掌握该课程。环境工程微生物学实验是环境工程、环境科学、环境监测及环境生态专业本科生的专业基础实验课,以普通微生物学为基础,研究微生物的一般规律,微生物与环境间的相互作用、微生物活动对环境产生的影响以及在环境污染控制工程中有关的微生物学原理[1]。环境工程微生物学实验能加深学生对环境工程微生物学理论理解,培养学生的基本实验操作技能、思维能力、动手能力、实验习惯、基本实践能力,对后续课程的学习和今后从事环境工作研究具有重要意义。然而很多工科大学由于实验条件或经费等方面的原因,不注重实验课程的开设,不利于学生实践能力的提高,因而有必要进行教学方法的转变。

1 教学的现状和问题

随着高等教育改革的深入,环境工程微生物学实验教学改革取得一定的成效,但从总体情况来看,目前在教学实践中仍有许多不足之处。

1.1 实验教学方法更新缓慢

高校教学在课程设置上存在重理论轻实践的思想观念,而且实验教学大多依附理论教学,因而传统的实验课程教学不受重视。实验课教师没有充分利用现代多媒体技术辅助实验教学,不利于学生对实验的理解和把握。

1.2 实验教学缺少创新性

目前国内的大部分工科院校的环境工程微生物学实验缺乏系统的实验教学体系,缺乏综合性、设计型实验,缺少与本学科发展前沿的联系,因而实验效果很难提高。

1.3 教学内容更新缓慢

由于实验教学内容与前沿的技术相结合较少,很多时候不能将最新的原理、技术和方法引入实验教学,因而学生不能掌握最新的技术和手段。同时,实验内容和实验方法与社会实际和生产科研实际结合不紧密,不能激发学生学习的积极性。

1.4 考核形式单一

目前实验课程考试只注重实验报告写作的过程和实验结果,对于学生实验过程不能很好的掌握和考评。这种考核方式很多时候挫伤了学生动手操作实验的积极性,养成抄袭实验结果的不良习惯。

2 环境工程微生物学实验教学改革探讨

2.1 加强实验示范教学

目前,学生对微生物学实验接触很少,很多时候存在重理论轻实践的观念,实验课前很少预习,甚至不预习实验内容,在实验过程中按照教师的示范来做实验,不能够很好的掌握实验目的、原理、基本要求、操作步骤及注意事项等,很多时候学生在实验过程中知其然不知其所以然,造成实验失败。

环境工程微生物学的理论与实践通过实验教学加以融合,教师的实验示范能够使学生直观看清实验的具体操作动作、实验现象及变化过程,教师在实验示范中的言行举止都会成为学生学习操作的榜样与依据,与学生实验技能能否提高息息相关,教师实验示范的好坏是决定实验教学质量的一个关键因素。因而,充分利用多媒体技术可以加强实验课程平台建设,提高教学示范的可见性[2]。通过多媒体技术将教师的实验示范录像播放给学生,可以使学生看清实验操作,掌握实验过程中的细节,规范实验操作,使学生快速掌握所需技能,提高学生的学习兴趣和积极性。

2.2 开展研究性教学

2010年5月正式出台的《国家中长期教育改革和发展规划纲要》文本中,提出要倡导启发式、探究式、讨论式、参与式教学,帮助学生学会学习[3]。在传统教育中,以教师、课堂和教材为中心的单向程式的教学方式压抑了学生的想象力、积极性、主动性学习的意识,如何转变教师的教学模式及学生的学习方式,提高教学效果,就要求教师改进教学手段,开展研究性教学,真正实现教师和学生共同探究知识。将学生探究实践知识的过程引入并结合实验教学过程,培养学生的探索知识的兴趣及独立思考的能力。

诺贝尔化学奖获得者李远哲曾说:“一个学生在学校受教育,做习题,上课,而没有时间深深思考的话,三五年过去了,毕业的时候,只不过像是机械加工厂里加工出来的人[4]。”研究性学习以学生为中心,强调问题导向及主动学习。人本主义心理学代表人物之一罗杰斯将其“病人为中心”的治疗理论应用到教育领域,导致了“学生为中心”的教学理论的产生[5]。学生的主动思考,是发挥学生创造性潜能的具体体现。教师的职责是传道授业解惑,而学生就要求学会悟道。在实验过程中应该引导学生,“为什么要这样做实验?每一个实验步骤的目的是什么?实验条件改变了,结果会有怎样的改变?为什么会这样?在日常生活中有没有观察到类似的现象?发生此类现象的环境条件如何?”在学生思考和实验的过程中提高学生的思考和表达能力,充分利用所学知识解决实际问题,培养了学生严谨的科学态度以及创新精神。研究性教学要求学生不仅要学会研究的方法和专业知识,更要培养学生的做科学研究的思维。因而就要求教师在传授专业知识的过程中,逐渐培养学生的思考和思维方式。

2.3 改革实验内容

根据环境工程微生物学生实验内容,通过教学过程中出现的问题,做出调整和完善。针对基础性实验,主要要求学生掌握实验的基本原理,基本内容,规范基本操作技术。比如光学显微镜的操作及细菌、放线菌和蓝细菌个体形态的观察实验。针对综合型实验,更能够培养学生的创新能力。华北水利水电大学学生每年可以申报创新计划项目,可以参与教师科研活动,让更多的学生经历理论-实验-实践的过程。如“郑州市农用地畜禽污染物调查及环境风险评价”、“中度嗜盐菌Halomonas sp. STSY-3的耐盐特性研究”、“黄河酚污染物生物降解动力学特征研究”、“酚类在黄河底质中的生物降解性模型研究”等。组织学生从污水处理厂附近水体和土壤筛选重金属降解菌,对筛选出的菌种进行鉴定、驯化和应用研究,通过教会学生查找文献,师生间的讨论,逐步培养学生的学习主动性和科研兴趣,提高了学生综合运用微生物理论知识的能力,在锻炼学生操作技能的同时,帮助学生更深入的了解本学科的研究现状。

2.4 改革考核方式方法

传统上,理论课程是主流,实践环节是非主流。由于人们总是由主次权衡轻重,因而即使强调实践环节的重要也不过是次等的重要[6]。环境工程微生物学实验课依附于理论课,考核相对简单,学生对实验的重视程度不够,热情不高。如何综合考量学生的实验操作技能,对知识的掌握程度,实验过程中出现特殊现象的探究都值得思考,这些都要求我们制定一套相对稳定的考核办法。特别是针对综合性实验、设计性实验和研究性实验的实验报告的内容、实验操作的规范性、实验结果的准确性、实验中出现特殊情况的处理、实验卫生等方面综合考评,考评采用论文答辩的方式进行,由于实验过程中遇见的问题和结果都不同,所以答辩过程中可以就本次实验进行相互的讨论和学习,扩展知识面的同时,也给学生提供一个展现自我的平台,为今后的科研和工作打下基础,激发学生的主观能动性,提升学生的综合素质。考核结果乘以30%纳入最后的总成绩(考试60%,平时作业课堂10%,实验考核30%)。

3 总结

本文对环境工程微生物学实验教学的不足之处进行了分析,并提出加强实验示范教学和开展研究性教学的必要性,对实验内容的改革和考核方式方法的改革展开了探讨,环境工程微生物学实验教学改革是一个长期的过程,需要进行不断地尝试和探索,在改革的过程中不断的完善和提高。

参考文献:

[1]周群英,高廷耀.环境工程微生物学[M].第2版.北京:高等教育出版社,2002.

[2]洪炜宁,钱良存,郭守月,等.农业院校大学物理实验教学改革与实践[J].牡丹江师范学院学报(自然科学版),2011(4):62-63.

[3]教育部.国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年).2010-5.

[4]杨建邺,杨振宁传[M].北京:生活·读书·新知三联书店,2011.407.

[5][德]韦纳特主编.人的发展[M].易进,等译.重庆:西南师范大学出版社,2011.178.

[6]王沛民,顾建民,刘伟民.工程教育基础——工程教育理念和实践的研究[M].杭州:浙江大学出版社,1994.302.

基金项目:

环境微生物学工程 篇4

在《环境工程微生物学》教学内容中融入素质教育的实践探讨

摘要:实施素质教育是当今时代高等教育的改革方向.在<环境工程微生物学>课程教学中,教师应充分挖掘教材的`思想性,在教学内容中渗透素质教育.该方法的实施对培养学生的科学态度,发展学生团结互助、勇于创新的精神,形成独立思考和探索实践的能力具有重要意义.作 者:鲍立宁 BAO Li-ning 作者单位:安徽建筑工业学院,环境与能源工程学院,安徽,合肥,230601期 刊:皖西学院学报 Journal:JOURNAL OF WEST ANHUI UNIVERSITY年,卷(期):,26(2)分类号:X172关键词:环境工程微生物学 教学内容 素质教育

环境微生物学工程 篇5

第一节 微生物生长的测定

 总菌数的测定

o 显微计数法

o 电子自动计数器法

o 比浊法

 活菌数的测定

o平皿菌落计数法

o 试管稀释法

o 薄膜过滤法

 霉菌生长的测定

o平皿培养法

o U型管培养法

 生物量的测定

o 菌体干重的测定

o 菌体含氮量的测定

o 菌体DNA含量的测定

第二节 微生物的生长 一.分批培养

分批培养:把微生物接种于一定容积的培养基中,培养后一次收获的培养方式。

 细菌生长曲线

生长曲线:将少量细菌接种到一定容积的新鲜培养液中,在适宜条件下培养,细菌会生长增殖。以培养时间为横座标,以细菌数的对数为纵座标作图,即绘得生长曲线。生长曲线可区分为延滞期、对数期、稳定期和衰亡期。

 缓慢生长期(lag phase)

亦称迟缓期、延迟期、停滞期、滞后期。

特点:细胞体积增长较快、易产生诱导酶、分裂迟缓;细胞中RNA含量增高,原生质嗜碱性加强;对不良环境条件较敏感。

 对数生长期(log phase)

又称指数期(exponential phase)。

细胞数以几何级数增加,代时稳定。

由于细菌个体数目与时间之间的关系服从对数规律,通常将这一生长时期称为对数生长期。

代时:细菌完成一次分裂所需的时间。

特点:个体高速增殖,代时最短;活性强,代谢旺盛;菌体大小、个体形态、化学组成和生理特性等相对一致。

 稳定生长期(stationary phase)

又称恒定期或最高生长期、静止期。细胞增殖与死亡达到动态平衡,总数不再增加。

 特点:个体数目达到最高;细菌活性下降,细胞内逐渐积累贮存物,菌体出现淀粉粒、脂肪球等。芽孢细菌则形成芽孢。

 衰亡生长期(decline phase)

在稳定期后,由于营养物质缺乏,代谢产物及有毒物质积累,细胞生长受到限制,细胞分裂由缓慢转而停

止,死亡率增加。

特点:菌体出现畸形或多形态,细胞内产生液泡和空泡,细胞甚至会自溶而消亡。

 基质浓度对细菌生长的影响

1940年Monod提出了描述比生长速率与限制性基质浓度之间关系的经验方程(Monod方程)。

μ-比生长速率常数;μ

max

-最大比生长速率常数;S-限制性基质浓度;

KS-半饱和常数(比生长速率达到最大比生长速率一半时的基质浓度)。

S<< KS S>> KS

细胞得率Y,即消耗单位基质所产生的菌体数量。

 霉菌生长曲线

o

期 停滞生长o

期 迅速生长o

期 衰亡生长

二.连续培养

连续培养:连续补料和出料的培养方法。

  恒浊连续培养

恒化连续培养

o 恒化器中培养液的稀释率

D-稀释率;F-新鲜培养基的输入速率;

V-恒化器内培养液的总体积。

o 恒化器中细菌浓度的变化

净生长速率 = 生长速率 - 流失速率

o 如果μ>D,则(-dX/dt)净>0,恒化器内的细菌浓度不断升高。

o 如果μ

o 如果μ= D,则(-dX/dt)净= 0,恒化器内的细菌浓度保持恒定,即细菌浓度处于生长速率等于流出速率的动态平衡状态。这就是连续培养所要求达到的。

o 恒化器中基质浓度的变化

基质变化 = 基质流入量 - 细菌对基质的消耗量 - 基质流失量

S0-流入的限制性基质浓度;

S-流出的限制性基质浓度。

恒化器中的基质浓度变化也有三种状况,只有当dS/dt = 0时,流出的基质浓度才能保持恒定。

三.好氧培养 

好氧培养方法

 实验室常用的好氧培养方法:平板培养;斜面培养;浅层液体培养;液体振荡培养;通气搅拌培养。

 工业生产上常用的方法:鼓风曝气和机械曝气

曝气充氧

双膜理论

在气-液界面上存在着气膜和液膜,气膜外和液膜外分别有空气和液体流动,处于紊流状态;气膜和液膜则处于层流状态,没有对流。如果存在氧浓度梯度,空气中的氧就会沿浓度梯度向气膜传递,气膜内的氧又会向液膜传递,最后进入液体。气膜和液膜是氧传递的主要屏障。

(1)

因为忽略气膜,液膜直接与空气接触,所以液膜外界面上的氧浓度为饱和溶解氧浓度(Cs)。又

因为液膜厚度(Xf)不大,故液膜内Cs与C之间的变化可用线性关系来近似。

(2)

将(2)代入(1)中

(3)

(3)两侧同时除以液体体积

(4)

取代

KLa-总氧传递系数

从式可看出,在曝气充氧中,要提高充氧速率(dC/dt),可以从两个方面着手:① 通过加强液体紊流运动(如搅拌)来减小液膜厚度和加快气-液界面的更新;选择适宜的曝气器来减小气泡的直径,增大气-液接触面积;最终提高KLa值。② 通过提高气相中的氧分压(如采用纯氧曝气、深井曝气等),提高液膜中的饱和溶解氧浓度(Cs)。

好氧微生物的生长

a(C6H12O6)+ b(NH3)+ c(O2)→ d(C5H7NO2)+ e(CO2)+ f(H2O)

四:厌氧培养 

创建厌氧环境

 物理法除氧

o 煮沸法

o 表面封闭法

o 抽真空法

o 无氧气体取代法

 化学法除氧 o 焦性末食子酸法

o 特种催化剂法

o 还原法

 生物学法除氧

厌氧微生物的生长

第三节 微生物的遗传

遗传性是指亲代生物具有将其特征传给子代的潜力。

变异性是指微生物的遗传既有稳定保守的一面,也有变异的一面,后者即为遗传的变异性。

微生物的遗传特性是通过脱氧核糖核酸(DNA)的生理学表现的。

 DNA与基因

o DNA的化学组成与结构

DNA是脱氧核糖核苷酸组成的大分子,分子量为2.3×10~1×10。

410 组成:腺嘌呤脱氧核糖核苷酸(A)、鸟嘌呤脱氧核糖核苷酸(G)胞嘧啶脱氧

核糖核苷酸(C)、胸腺嘧啶脱氧核糖核苷酸(T)

 结构:在一级结构上,由脱氧核糖和碱基形成脱氧核糖核苷,再由脱氧核糖核

苷和磷酸形成单脱氧核糖核苷酸,最后由单脱氧核糖核苷酸通过3’,5’-磷酸二酯键连接成直链分子。DNA分子内四种碱基的排列顺序构成了生物的遗传信息。DNA二级结构

1953年Watson和Crick提出了双螺旋结构模型,其要点为:脱氧核糖与磷酸以3’,5’-磷酸二酯键交互连接,形成DNA的主链并充当DNA的骨架;两条主链再以反向平行的方式组成双螺旋;主链位于螺旋的外侧,碱基位于螺旋的内侧;螺旋具有固定且一致的直径。两条主链上的碱基互

补配对,即A与T相配,G与C相配。相邻的碱基对之间的距离为0.34nm,10个碱基对构成一个螺旋,因此螺距为3.4nm。

o DNA的存在形式

 原核生物中DNA的存在形式

 真核生物中DNA的存在形式

o 基因

基因(gene)是指生物体携带和传递遗传信息的基本单位。它是DNA分子上一段特定的核苷酸序列。按照功能,可分为:①结构基因,转录为mRNA、tRNA和rRNA的基因;② 操纵基因,一段可以与有活性的阻遏蛋白结合从而阻止转录起始的DNA序列。③ 调节基因,编码调节蛋白,控制结构基因表达的基因。

 DNA的复制

半保留复制

 RNA的合成

第四节 微生物的变异

蛋白质的合成

 非遗传型变异

非遗传型变异是在DNA没有改变的情况下发生的微生物某些性状的改变。这类变异是可逆的,一旦条件复原,变异亦消失。这类变异往往涉及细胞群体,即许多细胞同时变异。

 遗传型变异

遗传型变异是由于DNA发生改变而导致微生物某些性状的改变。这类变异仅涉及个别细胞,不可逆,能相对稳定地遗传。

基因突变是指DNA上的一对或少数几对碱基发生改变而引起的性状改变。o 基因突变的类型

    形态突变型

生化突变型

致死突变型

条件致死突变型

o 基因突变的机制

  自发突变

诱发突变

  

碱基对的置换

移码突变

染色体畸变

 原核微生物的基因重组

将两个不同性状的个体细胞的遗传基因转移至一个个体细胞内,使之发生遗传变异的过程,称为基因重组(gene recombination)。

o 转化(transformation)

受体菌直接吸收来自供体菌的游离DNA片段,并整合到自己的基因组中,从而获得供体菌的部分遗传性状的过程,称为转化。

o 转导(transduction)

通过温和噬菌体的介导,将供体菌DNA片段带入受体菌中,从而使受体菌获得供体菌的部分遗传性状的过程,称为转导。

o 接合(conjugation)通过两个完整的菌体细胞直接接触,将供体菌DNA片段(包括质粒)带入受体菌中,从而使受体菌获得供体菌的部分遗传性状的过程,称为接合。

1.何谓营养物质、营养和代谢?

2.按照生理需要划分,微生物需要哪些营养物质?

3.简述微生物的四种基本营养类型。

4.简述微生物摄取营养物质的四种基本方式。

5.何谓培养基?简述配制培养基的原则和培养基的种类。

6.试比较呼吸、厌氧呼吸和发酵的特点。

7.简述糖酵解途径和三羧酸循环。

8.简述测定微生物生长的各种方法。

9.什么叫细菌生长曲线?可分哪几个生长阶段?各有什么特点?

10.微生物有哪些温度类型?各有何特点?

11.为啥每种生物都有一定的生长温度范围?为何高温微生物耐高温?

12.简述高温消毒或灭菌的方法。

13.何谓嗜酸微生物和嗜碱微生物?

14.根据微生物与氧气的关系,可将微生物分为几种类型?为啥厌氧菌对氧气敏感? 15.何谓DNA?何谓基因?何谓DNA的双螺旋结构?

微生物治理环境污染物技术评述 篇6

微生物治理环境污染物技术评述

介绍了国内外采用微生物-生物技术治理废水的研究现状和进展,重点介绍10个方面:①活性污泥法治理有机废水获取氢能源;②生物膜法治理废水获取凝集剂产品;③用细菌方法治理废水中高毒性致癌物;④微生物方法治理水域漏油污染物;⑤微生物治理水域放射性污染物;⑥清除废弃食用油污染物,研制生物柴油;⑦微生物治理甲基叔丁基醚致癌污染物;⑧用光合细菌净化水质,索取有价值的产品;⑨生物酶制剂用于治理有机废水、污水;⑩微生物治理矿山金属物废水.

作 者:罗明典  作者单位:中国科学院微生物研究所,北京,100080 刊 名:现代化工  ISTIC PKU英文刊名:MODERN CHEMICAL INDUSTRY 年,卷(期): 24(10) 分类号:X172 关键词:生物技术   微生物   污染物治理   产业  

简析微生物环境工程中的实施要点 篇7

随着经济的快速发展, 人们的生活水平逐渐提高, 与此同时, 生态环境污染问题也越来越严重, 随着自然资源的大量消耗, 生物多样性逐渐减少, 化学污染、土地沙漠化、酸雨破坏、臭氧层破坏等问题越来越严重, 这对社会经济的发展造成严重的影响, 因此, 加强环境治理是刻不容缓的事情。微生物是能量流动和物质循环的重要参与者, 是生态系统的重要组成部分, 对环境保护有十分重要的作用, 下面就微生物在环境工程中的应用进行分析。

1 微生物对污染物的特性及降解

1.1 微生物的特性

微生物具有繁殖速度、数量庞大、个体小、代谢能力强、容易突变等特点, 和其他的生物相比较, 微生物适应环境的能力更强。当外界环境发生变化时, 例如存在新的化合物时, 一些微生物能逐渐改变或者适应环境的变换, 微生物能根据环境的变化, 突变成新的群体, 或者产生新的功能, 适应环境的变化, 微生物的这种特性使得它们成为降解环境的污染物主要部分。

1.2 微生物降解

微生物能将生物外源性物质转换成毒性比较小, 或者容易被其他微生物降解的化合物, 例如降解转化杀虫剂DDT等。微生物对生物外源性物质的转化形式主要有脱卤 (如DDT脱氯) 、还原 (如还原生物外源性物质的硝基) 、水合反应 (如有机氰的水合反映) 等几种情况。洗涤剂化合物可以分为阳离子、阴离子、非离子、两极电解质等四种情况, 随着洗涤剂的大量使用, 排入环境中的洗涤剂越来越多, 但洗涤剂造成的环境污染没有增加, 经过研究表明, 主要是由黄单胞菌、诺卡氏菌等微生物在防治洗涤剂引起的环境污染。微生物不仅能转化生物外源性物质, 还能将这些物质分解掉, 逐步将大分子化合物变小, 有的物质则可以被彻底的降解为CO2、H2O等无毒无害化合物。

2 微生物在废弃物处理中的应用

对于不同的环境污染问题和不同的环境污染类型, 有不同的处理方法, 总的来说, 可以分为化学法、物理法、生物法等三大类, 在进行处理污染物时, 可以单独使用某种方法, 也能几种方法结合使用。由于化学法和物理法的投资比较大、成本比较高, 并且存在二次污染的现象, 因此, 常使用生物法进行处理。生物法是指利用系统中的生物, 尤其是微生物, 来转化、降解污染物, 达到污染物处理的目的, 生物法具有污染物处理速度快、效率高、消耗低、成本低、无二次污染等优点, 在环境处理中有十分广泛的应用。

2.1 城市垃圾生物处理技术

固体废弃物的处理方法有很多种, 例如堆肥、填埋、焚烧、发电等, 垃圾堆肥是利用垃圾中原有的微生物进行自然发酵, 这种方法的处理时间比较长, 并且处理量比较小;垃圾填埋需要花费很长的时间, 并且还会占用大量的土地, 同时填埋的垃圾还有可能污染地下水源;而垃圾焚烧会产生大量的废气, 引起二次污染, 同时还有可能引起火灾隐患;因此, 较好的垃圾处理方法是垃圾发电。随着科技的不断发展, 新的城市垃圾生物处理技术逐渐被研发出来, 这只给技术是先经过筛选, 将可以回收的资源进行回收, 然后加入具有特定功能的微生物进行厌氧发酵或者好氧发酵, 并收集发酵过程中产生的沼气。充分发酵后的垃圾能当做肥料, 用于农业生产中, 这种处理方法的处理量, 能自动控制发酵过程, 并且发酵形成的肥料质量可以得到保证。

2.2 污水生物处理技术

污水的处理方法也可以分为化学法、物理法、生物法三种, 目前, 在进行污水处理时, 经常会使用生物法或者生物法与其他方法相结合的形式进行污水处理。根据污水处理系统中微生物的状况可以将生物法分成生物膜法、活性污泥法、悬浮细胞法等几种情况, 其中活性污泥法在城市污水处理中应用最广泛;而生物膜法的效率是最好的, 在一些特殊行业的废水处理中比较常见。

3 微生物对环境修复的作用

3.1 生物修复

对于污染严重的环境, 是不能利用垃圾处理或者废水处理的方法进行修复的, 近年来, 环境治理的专业人士研究出一种能治理大面积环境污染的技术, 也就是生物修复技术。生物修复技术也可以称为生态恢复技术, 这种技术是利用处理系统中的微生物的代谢活动, 将污染现场的污染物浓度降低、转化、降解, 将这些污染物转化为无害化物质或者元素, 生物修复技术可以分为环境条件修饰和讲解污染物两种情况, 目前, 生物修复技术主要用于农田农药污染和石油污染中。

3.2 生物杀虫剂

在进行农业生产时, 采用化学农药很容易形成污染物富集的现象, 而采用生物农药则能有效地避免这种现象出现。目前, 生产运用最多的生物农药是由苏云金芽孢杆菌生产的BT生物杀虫剂, 这种杀虫剂中含有有毒蛋白质, 昆虫吞食后会中毒死亡, 同时这种杀虫剂的主体是苏云金芽孢杆菌, 不会对环境产生危害。BT生物杀虫剂是一种高效、安全的生物杀虫剂, 能有效地防治农作物害虫, 同时还能杀灭蚊虫, 因此, 在进行农业生产时, 可以采用生物杀虫剂, 从而有效地缓解环境污染的现象, 促进环境修复。

4 总结

随着生态环境的恶劣, 人们的环保意识越来越强, 对环境治理要求也越来越高, 在进行环境治理过程中, 传统的化学法、物理法往往会产生二次污染, 而生物法能快速、高效的处理各种污染物, 因此, 在环境治工程中, 要根据实际情况, 选用的合理生物法, 从而有效地提高环境治理质量。

摘要:随着经济的快速发展和和谐社会的构建, 人们的生活水平越来也高, 人们对环境保护也越来越重视, 微生物在环境保护中有十分重要的作用, 尤其是在新兴的生物技术中, 微生物更是有不可代替的作用, 因此, 分析微生物在环境工程中的应用有十分重要的意义。

关键词:微生物,环境工程,应用

参考文献

[1]吕江旗, 张国胜.环境工程中微生物的利用[J].城市建设理论研究:电子版, 2014, (04) :125-126.

[2]马美玲.环境工程中微生物分析方法研究进展[J].科技信息, 2011, (22) :141-142.

环境微生物学工程 篇8

摘 要: 我院结合河北省生物技术发展的需求及我校构建应用型大学的实际状况,根据已有的专业基础,开设生物工程(发酵工程方向)专业。生物工程是一门应用性非常强的专业,而该专业的基础及核心是微生物的培养及选育。本文主要从课程定位、专业建设目标、教材的选用、教学方法四方面阐述了工科微生物教学的重要性及提高微生物教学的方法。

关键词: 生物工程专业 微生物教学 教学方法

1998年教育部将发酵工程、生物化工、生物制药、化学工程等专业统一命名为生物工程专业。截止到2015年,全国有309所高校开设生物工程专业,遍布全国30个省(市、自治区),呈现出一片繁荣景象。微生物课程作为生物工程专业必修的基础课之一,涉及面非常广、发展迅速,是一门应用性和实践性都非常强的学科。但是由于各高校生物工程开设的基础及定位的不同,微生物课程讲授的内容、侧重点及实验量都存在比较大的差异。本文主要侧重对我校发酵工程方向的生物工程专业中微生物课程教学方法的改革进行初探。

一、课程的定位

在建生物工程专业之前,我校首先跟多所开设生物工程的院校进行走访,包括天津科技大学、天津大学、河北科技大学、燕山大学,同时结合我院已有的基础,最终将我院的生物工程专业定位为工科专业,同时侧重点是发酵工程方向。因此微生物学是生物工程的专业基础课,开设理论学时和实验学时及实习实训课程,明确微生物在发酵工程领域的重要地位,从而在理论上和实际操作及实践上夯实学生的基础,使他们对工业微生物有明确的认识。在明确考核方式的同时,明确学生学习该课程的任务、程度。

二、专业建设目标

2015年4月16日,河北省教育厅官方网站正式公布我校为省内首批应用型本科试点高校。我校明确提出建设特色鲜明的高水平应用型大学目标。结合我校应用型大学的定位,同时结合我院已有的酿酒工程专业,因此将我院的生物工程专业定位为应用型工科专业。确立我院的生物工程专业的建设目标为:依托河北省重点学科酿酒工程专业、依托我校重点学科发酵工程专业,面向酒类酿造、生物医药、粮油深加工产业,培养具有工业微生物基本知识,掌握生物技术及其产业化的科学原理、工艺过程及工程设计的基本理论和基本技能,能在该领域从事生产、管理、微生物资源开发的高级工程技术人才。

三、教材的选用

教材是联系学生和老师的桥梁,随着教学改革的发展,现在微生物课面临教学时数少、学生知识体系不同、实验动手能力不强的实际情况,因此更应该重视教材的选择。目前国内出版的微生物教材较多,但真正适合工科院校发酵方向的不多。经过多重比较,最终选用周德庆先生编写的高等教育出版社出版的《微生物学教程(第三版)》,为理论授课教材,其中微生物的共性,原核生物的形态、构造和功能,真核生物的形态、构造和功能(真核和原核生物有些细胞器的功能参考沈萍教授编写的《微生物学》)、病毒、微生物的营养类型、培养基,微生物的生长及其控制共七章需要重点讲解。

在实验实践教材选用上,我们选用杜连祥教授主编的,由中国轻工业出版社出版的《微生物学实验技术》为实验教材,要求学生掌握微生物操作的基本技能,掌握培养基配置的基本原理,掌握常见工业微生物的细胞特性,熟练掌握如何从自然界中分离筛选微生物,熟练掌握工业微生物的复壮方法,掌握微生物保存方法,从而使学生明确微生物培养在生物工程领域的重要地位,同时要求学生明确微生物培养条件对微生物产物的影响。

四、改革教学方法,增强教学效果

(一)首先注重绪论的讲解,激发学生的兴趣。

绪论在教科书中起着提纲挈领的作用,既讲述了历代微生物学者的研究过程和成果,又展望了现代微生物学的发展方向和作用。学生通过绪论的学习,可以对微生物有一个明确的概念,掌握微生物在人类发展历史中的重要作用。通过绪论的学习可以使学生明确自己的学习目的、任务,同时了解微生物的发展前沿。

(二)教学方法进行改革,调动学生的学习积极性。

教学方法运用得当,可以达到事半功倍的效果。根据不同的教学内容运用不同的教学方法,在传统的教学模式中穿插课堂对比法、启迪法、研讨法、角色转化法、故事法等新的教学手段。例如我们在讲解真核生物和原核生物时,就可以采用对比法,对比两种生物的主要差别。还有讲解不同的真核生物时,可以采用比较法,比较几种真核生物的菌落形态、培养条件等。

(三)加强微课、慕课建设,为学生搭建研讨的平台。

传统的教学方法是老师在讲台上讲、学生单纯地听,课后学生自觉复习,但是随着手机、电脑的普及,学生课堂兴趣逐渐被手机吸引。上课不听讲,玩手机成为普遍现象,有的学校上课时,由班委将同学手机统一收齐,下课再发还的办法,但是效果也不好,同时给班委带来负担。那么如何使学生很好地收心,同时又可以利用手机这个工具呢?那就是加强微课、慕课建设,使学生短时间可以集中注意力。同时,还应注意微课慕课平台建设,使学生带着任务预习复习所学内容,这样更有助于学习效果的增强。同时在增强实验室硬件建设的同时,搭建虚拟实验室平台,可以达到如同学生亲自做实验的效果。

(四)学习与实践结合,加强实习基地的建设。

生物工程专业是工科专业,微生物是一门应用性很强的学科,微生物要实现自身的价值,必须走工业化的道路。因此,为了使学生更好地理解生物工程、更好地掌握微生物在人类生活中的重要作用,必须让学生走进工厂、真正参与实际生产,在实际生产中理解、巩固所学知识。我们结合现有的资源,开辟多家实习基地,在学生实习时都配备实习教师,现场讲解实际生产中用到的知识,让学生在工作中提升自己的能力。

总之,高校教育就是提高学生的综合能力,而微生物是生物工程中最关键的一门课程,是生物工程的核心,因此必须借助现有的资源上好这门课,使学生领略生物工程的精髓。

参考文献:

[1]薛林贵,等.生物工程专业微生物理论教学改革的探讨[J].微生物学通报,2006,33(3).

[2]兰时乐,等.生物工程专业微生物学教学改革的实践与思考[J].科技创新导报,2009;18.

[3]徐立新,等.生物工程实验教学改革的探索[J].微生物学通报,2013;40(9).

环境微生物学工程 篇9

低温微生物环境污染修复技术研究进展

摘要:生物修复技术由于成本低、效果好、对环境负面影响小,且无二次污染等优点,受到普遍的关注,已成为环境治理的重要方法和技术.目前微生物修复技术多以常温微生物为主,而在自然环境中,占地表绝大部分的极地、海洋、湖泊以及高山和高纬地区的土壤等,其全年平均温度大多在15℃或以下,恰恰是低温微生物的最适生长温度.因此,以低温微生物为主的生物修复技术,在常年低温的极地、海洋、高山或高纬区域以及若干地区冬季进行污染物的生物降解方面有独到的优势.目前,以低温微生物为主体的`低温生物修复技术已成了生物修复技术研究领域的热点.从4个方面讨论目前利用低温微生物所开展的低温生物修复技术的最新发展动态.作 者:季秀玲 魏云林 Ji Xiuling Wei Yunlin 作者单位:昆明理工大学生物工程技术研究中心,昆明,650224期 刊:环境污染治理技术与设备 ISTICPKU Journal:TECHNIQUES AND EQUIPMENT FOR ENVIRONMENTAL POLLUTION CONTROL年,卷(期):,7(10)分类号:X52 X53关键词:低温生物修复技术 环境治理 低温微生物 生物降解

微生物工程 名词解释 篇10

名词解释:

半合成抗生素:某些天然抗生素在去侧链后,可用化学合成法接上新的侧链而改变原有抗菌谱或其它特性,这样的抗生素就被称为半合成抗生素。

深层培养技术:在深层的液体培养中进行的一种发酵培养方法。

杂交育种:是指将两个基因型不同的菌株经吻合或接合,使遗传物质重新组合,从中分离和筛选具有新性状的菌株。

质粒的分裂不稳定:是指基因工程菌分裂时,出现一定比例不含质粒的子代菌。

质粒的结构不稳定:是指外源基因从质粒上丢失、碱基重排或缺失,引起基因工程菌性能的改变。

菌种衰退:菌种经过长期人工培养或保藏,由于自发突变的作用而引起某些优良特性变弱或消失的现象。

代谢调节:是指微生物的代谢速度和方向按照微生物的需要而改变的一种作用,即自我调节。微生物代谢的控制:是指运用人为的方法对微生物的代谢调节进行遗传改造和条件的控制,以期按照人们的愿望,生产有用的微生物制品。

反馈抑制:是指代谢的末端产物对酶(往往是代谢途径中的第一个酶)活性的抑制。

诱导剂:能够诱导某种酶合成的化合物称为该酶的诱导剂,诱导剂可以是被诱导的酶的底物或底物的结构类似物。

组成酶:是机体内一类不依赖于酶的底物或底物结构类似物的存在而合成的酶。诱导酶(又称适应酶):是一类依赖于底物或底物结构类似物的存在而合成的酶。

初级代谢:是为生物提供能量、合成中间体及其关键大分子的各种相互关联的代谢网络,对菌的生长是必需的。产物有单糖、核苷酸、脂肪酸、蛋白质、核酸、多糖、脂类等等。次级代谢:次级代谢主要涉及合成过程,其终产物、次级代谢物对菌的生长不是必需的,对其生命活动可能具有某种意义,通常是在生长后期开始形成的。次级代谢产物主要有抗生素、维生素、生物碱、色素、毒素等等。

前体:是指加入到发酵培养基中的某些化合物,能被微生物直接结合到产物分子中去,而自身的结构无多大变化,却能提高产物的产量。

产物促进剂:是指那些非细胞生长所必须的营养物,又非前体,但加入后却能提高产量的添加剂。

代谢工程:是指利用基因工程技术,定向地对细胞代谢途径进行修饰、改造,以改变微生物的代谢特性,并与微生物基因调控、代谢调控及生化工程相结合,构建新的代谢途径,生产新的代谢产物的工程技术领域。

临界氧浓度(C临):指不影响菌体呼吸所允许的最低氧浓度,或微生物对发酵液中溶解氧浓度的最低要求。只有使溶氧浓度高于其临界值,才能维持菌体的最大比摄氧率,得到最大的菌体合成量。如果溶氧浓度低于临界值,则菌体代谢受到干扰。

微生物在环境保护中的应用 篇11

关键词:微生物 环境保护 应用

中图分类号:X172 文献标识码:A 文章编号:1672-5336(2014)02-0084-02

1 前言

近年来,随着人口的快速增长、工业进程的加快,全球性环境问题正在日益加剧,环境保护刻不容缓。本文主要介绍了微生物在环境污染的水治理、大气治理等方面的应用,以及微生物除臭、生物修复等新技术的应用。

2 微生物在环境保护中的具体应用

2.1 水污染治理

微生物正常代谢会对废水中含有的各种污染物进行搬移和转化,污水处理正是利用这一点,使废水净化。微生物来源广、易培养、增殖快、适应性强,处理水质的范围广。其处理废水的反应在常规条件下经过酶催化即可完成,且处理费用低,在水污染治理中前景较广。

2.1.1 生物膜

以天然或合成材料为载体,在其表面形成一种特殊的膜,为微生物提供附着表面,能够加强对污染物的降解作用,这也被称为生物膜技术。张凤君等[2]以中空纤维膜作为无泡供氧的生物膜载体,进行生物膜在污水处理中的应用研究。实验结果表明,采用PVA作为包埋剂,且包泥量为1∶1的情况下,COD的去除率稳定在90%左右,氨氮的去除率稳定在80%左右。

2.1.2 固定化微生物

通过物理或化学方法将游离的微生物细胞定位在限定空间区域内,使其不悬浮于水、保持活性并可反复使用,说的就是固定化微生物技术。唐凤舞等[1]在城市污水处理的研究中应用了固定化微生物技术,研究结果表明,在pH=8.0、固定化颗粒与污水的质量比例为16%,温度为25℃时,硝基苯去除率高达97.9%,COD去除率达到89.2%,出水的水质稳定。

2.1.3 复合微生物

是指利用现代遗传育种技术选育优势菌株,构建出理想的基因工程菌用以提高微生物对难降解有机物的去除能力的一种技术。高云超等[3]在复合微生物制剂(CMP)用于猪场污水处理的研究结果表明,光合细菌在非曝气处理和CMP曝气处理的条件下对污水的处理效果较好,污水处理2d后COD值分别降低35.5%和74.1%。CMP接种量分别为0.1%、1%和10%时,对高浓度污水处理效果较好。

2.2 大气污染治理

人类在现代工业迅猛发展的过程中向大气中排放大量有毒有害气体,对环境造成了严重污染。针对这些污染,科学家们试图利用物理或化学方法进行处理,虽然效果还不错,但严重腐蚀设备,且高温高压的条件要求甚高,需要大量化学药剂、催化剂,并产生二次污染。而微生物适应性好,且对污染物的降解作用较强,可使废气降解转化。微生物法处理效果好、安全、无二次污染、投资运行成本低、易于管理,已逐渐应用于空气污染治理中。

2.2.1 微生物烟气脱硫

用含有脱硫菌的溶液作循环吸收液,以铁离子(粉煤灰中Fe2O3被离子化后产生)作催化剂和反应介质,进行烟气脱硫反应。一方面,用含有脱硫菌的吸收液进行喷淋,与进入反应器内的烟道气反应;另一方面,在粒状填料表面,微生物经驯化、培育和挂膜后形成一层生物膜,与反应器中排出的气液混合物进一步反应,脱除烟气中剩余的SO2,同时生物滤膜料能够净化循环吸收液,防止喷淋嘴堵塞。

2.2.2 二氧化碳的微生物固定

由于过多煤炭、石油和天然气的燃烧,大量的二氧化碳进入大气。大气中CO2等增温物质的增多,使全球气候变暖,旱、涝灾害发生频繁,冰山熔化,海平面上升。二氧化碳的环境污染愈演愈烈,急需解决。微生物固定方法深得人心。自养微生物利用光能或无机物氧化时产生的化学能同化CO2,构成细胞物质。然后,这些细胞物质通过食物链在生态系统中转移。固定CO2的微生物主要分为光能自养型和化能自养型。光能自养型微生物包括微藻类、蓝细菌和光合细菌,含有叶绿素,以光为能源、CO2为碳源合成菌体物质或代谢产物;华能自养型微生物以CO2为碳源,能源主要有H2、H2S、NH4+、NO2-、Fe2+等。

2.3 其它应用

2.3.1 环境监测

环境监测包括环境的化学分析、物理测定和生物监测三个部分,是了解环境现状的重要手段。生物监测主要是利用生物对环境污染所反馈的各种信息来判断环境污染状况,包括细菌发光检测、抑制代谢检测、遗传毒性试验等。微生物监测是生物监测重要组成部分具有其独特的作用。生物长期生活在自然环境中,既能对多种污染做出综合反映,也能对污染的历史状况做出反映。因此,生物监测取得的结果具有重要的参考价值。

2.3.2 微生物修复

微生物利用环境中有毒有害物质进行自身的生产代谢,从而降低其含量或使其无毒化,这也称为微生物修复技术。该技术成本低、效率高、且无二次污染。吴青梅等[4]用生物技术途径刺激或抑制土著微生物菌群的代谢活性,利用底泥中土著微生物的作用来修复黑臭水体,从而达到水污染恢复,效果显著。

2.3.3 微生物除臭

附着于生物填料上的微生物在适宜的环境条件下将污染物中的臭味成分作为能源,来进行生命活动,并将其分解为CO2、H2O和其他无机盐类,使废气得到净化。具体分为3个过程:部分臭气首先由气态转变为液态;溶于水中的臭气通过微生物的细胞壁和细胞膜被微生物吸收,不溶于水的臭气先附着在微生物体外,被微生物分泌的胞外酶分解为可溶性物质再渗入细胞;臭气进入细胞后作为营养物质被微生物分解、利用进而消除。

3 发展前景

目前国内外十分重视生物技术在环境领域的应用,并将其广泛应用于环境污染治理的各个方面。生物修复技术、微生物传感器[5]、基因工程微生物等技术手段的应用范围将更加广泛,微生物在可再生能源的研究上可能大展身手,微生物环境产品具有巨大的市场潜力。

参考文献

[1]唐凤舞,樊华.固定化微生物技术处理城市污水的研究[J].环保科技,2009,1:20-25.

[2]张凤君,张松雷等.固定化微生物技术在无泡供氧膜生物反应器中的应用研究[J].环境污染与防治,2005,27(6):440-442.

[3]高云超,田兴山,潘木水等.复合微生物制剂(CMP)对猪场污水的处理效果[J].广东农业科学.2004.(6):82-84.

[4]吴青梅,邓代永,许玫英,等.土著微生物修复黑臭水体的生物技术研究[J].环境科学与技术,2011,34(6G):197-201.

[5]唐楠.微生物传感器的研究现状及在水环境监测中的应用[J].四川环境,2011,30(1):40-44.

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