《微生物课件济南》课件

课济微生物件南课程概述课标习程目学内容掌握环境微生物学基础知识微生物基础及其环境应用考核方式绪论第一章环现境状1工业化带来污染挑战环境生物工程2利用生物修复受损环境续发可持展3绿色技术促进生态平衡环境生物工程的研究方法离鉴分定分子生物学分离培养特定功能微生物基因测序分析群落结构应数据分析生物反器多组学数据整合分析模拟放大实验研究代谢环础第二章境微生物基细动菌真菌原生物单细胞原核生物，多样形态包括酵母和霉菌单细胞真核生物广泛分布于各种环境中分解复杂有机物在水处理系统中常见谢微生物的合成与分解代级谢级谢同化作用异化作用初代次代合成细胞物质分解获取能量维持生长必需产生特殊功能物质碳谢过详代程解糖酵解葡萄糖分解为丙酮酸柠环2檬酸循产生还原力和能量光合作用利用光能固定二氧化碳养化能自利用无机物氧化产生能量环第三章微生物在境中的分布土壤微生物水体微生物丰富多样的微生物群落水质净化的关键力量•每克含数十亿微生物•浮游生物与固着生物•分解有机物质•参与自净过程•参与养分循环•指示水体健康状况空气中的微生物类主要型细菌孢子、真菌孢子、花粉传播方式气溶胶形式随气流扩散清除机制降雨、沉降吸附减少数量环义境意影响大气化学、生物地理分布类微生物的相互作用型协共生同互利互惠关系共同完成降解过程竞争拮抗争夺营养和空间产生抑制性物质环质环第四章微生物在境物循中的作用光合作用放氧生物固定碳呼吸作用消耗氧气释放能量氧有机物化分解有机碳化合物氮环循氮固作用硝化作用将大气氮转化为氨氨转化为硝酸盐氨化作用反硝化作用有机氮转化为氨硝酸盐转化为氮气环磷循矿微生物化有机磷转化为无机磷溶解作用分泌有机酸溶解磷酸盐生物吸收磷酸盐被生物利用沉淀固定形成难溶性磷酸盐环硫循盐还硫酸原厌氧条件下硫酸盐转化为硫化物氧硫化物化硫杆菌将硫化物氧化为单质硫氧硫化单质硫氧化为硫酸盐矿有机硫化有机硫化合物分解释放硫对污第五章微生物染物的降解污污有机染物无机染物•石油烃类•重金属•农药类•氮磷营养盐•染料类•放射性物质污新型染物•微塑料•药物残留•个人护理品对微生物重金属的降解1吸附作用细胞表面结合重金属离子2胞内富集主动转运进入细胞内氧还3化原改变价态降低毒性沉4生物淀形成难溶性化合物对微生物石油的降解种样响应术菌多性降解机制影因素用技铜绿假单胞菌等多种菌产生特异性酶系统温度、氧气、营养条件原位修复与异位处理参与氧废处术第六章好水理技基本原理微生物利用氧气降解污染物种类微生物2好氧细菌为主谢过代程有机物转化为二氧化碳与水响影生物降解的主要因素温度、pH值、溶解氧、营养物质和抑制剂是影响微生物降解效率的关键因素污组活性泥的成轮虫动指示污泥状态丝原生物状菌捕食游离细菌影响污泥沉降性细菌胞外聚合物3主要降解者促进微生物聚集2415艺主要工参数时4-8小水力停留时间废水在反应器中停留时间5-15天污泥龄微生物在系统中平均停留时间2-4mg/L溶解氧维持好氧条件所需氧浓度

0.3-

0.5食微比进水有机物与微生物量比值氧废处术常用好水理技污活性泥法应用最广泛的生物处理方法氧沟化环形沟渠连续流动处理污序批式活性泥法间歇运行周期性处理氧生物接触化法利用固定生物膜处理厌氧废处术第七章水理技产烷阶甲段产阶乙酸段形成甲烷和二氧化碳阶酸化段转化为乙酸和氢气阶水解段形成挥发性脂肪酸复杂有机物分解为单体厌氧微生物的特点产产烷产酸菌甲菌乙酸菌•水解发酵作用•严格厌氧•中间转化者•产生有机酸•生长缓慢•与产甲烷菌协同•生长速率快•环境敏感性高•对氢分压敏感艺主要工参数厌氧废处术常用水理技应厌氧滤应UASB反器池EGSB反器上流式厌氧污泥床填料固定生物膜扩展式污泥床应ABR反器厌氧折流板反应器处废第八章生物膜法理水初期吸附微生物附着于载体表面微生物增殖分泌胞外聚合物形成基质3生物膜成熟形成立体结构和水通道生物膜脱落老化部分脱落更新优生物膜法的缺点优点缺点•生物量高•生物膜控制难•抗冲击负荷能力强•易发生堵塞•不需污泥回流•需定期反冲洗•运行管理简单•占地面积大处艺常用生物膜法理工滤转盘生物池生物以砂砾为填料的传统工艺旋转圆盘上生长生物膜有机负荷低，出水水质好能耗低，运行简单动应移床生物膜反器悬浮填料携带生物膜结合活性污泥与生物膜优点氮术第九章生物脱除磷技氨氮氧化硝化细菌将氨氮转化为硝态氮态氮还硝原反硝化菌将硝态氮转化为氮气厌氧氨氧化厌氧条件下直接氧化氨氮为氮气生物除磷原理氧好吸磷超量摄取磷酸盐合成多聚磷厌氧释磷PAOs释放磷酸盐吸收有机物污剩余泥排放富含磷的污泥排出系统氮艺常用生物脱除磷工艺艺艺A²/O工UCT工SBR工厌氧-缺氧-好氧串联改进型多级回流系统序批式反应器周期运行废废处第十章渣气的生物理术堆肥技有机废物生物降解稳定化土地利用废物农用促进土壤改良厌氧消化产沼气回收能源利用废处艺渣生物理工1预处理破碎分选调节物料性质2主体处理微生物降解转化稳定化3后处理熟化筛分提高产品质量4资源化利用制备肥料、土壤改良剂废处气生物理原理转吸附移1气相污染物转移至液相微生物降解生物膜微生物分解污染物终矿最化转化为二氧化碳和水废处艺气生物理工滤滤涤生物床生物滴池生物洗塔固体填料支持微生物生连续液体循环喷淋吸收液与废气充分接触长净统植物化系结合植物与微生物协同作用环污第十一章境染的生物修复义优定点利用生物降解或转化污染物环境友好，成本低恢复受污染环境的过程可原位处理，干扰小局限性处理周期长对环境条件依赖性强复生物修的原理强复生物化植物修添加特定功能微生物利用植物吸收转化减自然衰生物刺激依靠自然过程降解添加营养物质促进降解34环复艺微生物境修的主要工复复原位修异位修•土壤通气•土地堆置•生物通风•生物堆•渗透反应墙•生物反应器•植物-微生物联合修复•生物耕作法环剂第十二章保生物制的开发应与用复剂合微生物制多菌种协同作用酶剂制特异性降解特定污染物农药微生物生物防治害虫病原微生物肥料促进植物生长提高土壤肥力环剂保生物制的作用机制直接降解分泌特异性酶降解污染物竞争抑制抑制有害微生物生长进长促生产生植物激素促进生长氮固解磷提高养分生物可利用性农药微生物苏霉云金杆菌白僵菌木菌产生杀虫晶体蛋白寄生害虫体内生长抑制植物病原真菌微生物肥料废资第十三章微生物与物源化产品加工细胞收集干燥灭菌制成蛋白饲料种养菌培离心过滤浓缩生物量养备培基制酵母菌、螺旋藻等增殖利用废水废液作为基质细菌冶金1微生物接触嗜酸硫杆菌附着矿石表面氧化作用将不溶性金属硫化物氧化金属溶出金属离子进入溶液金属回收沉淀、吸附回收金属微生物与能源沼气厌氧消化产生甲烷可替代天然气使用生物氢发酵或光合作用产氢清洁能源载体生物燃料电池微生物氧化有机物直接转化为电能生物柴油微藻积累油脂提取转化为燃料发产业术发生物酵技展亿800012%产业规模年增长率生物发酵产业市场规模近五年平均增速5000+10万+企业数量就业人数全国相关企业总数直接就业岗位术创技新方向发基因工程酵工程1改造微生物代谢途径优化放大培养条件2离动分提取4自化控制高效率低能耗分离技术智能监测调节系统应合成生物学用标组编辑计基因元件准基因算生物学化CRISPR精准改造预测设计代谢网络模块化设计生物元件产业应用定制化微生物工厂筛选术高通量技动筛选术传自化微流控技生物感器机器人高效挑选菌落单细胞水平分析实时监测代谢产物发精密酵和智能化制造传感器实时监测、数字孪生模拟、大数据分析、人工智能控制和自动化取样系统是精密发酵的核心技术资发微生物源研与利用资发源掘探索极端环境中功能菌资源保藏建立微生物资源库评功能价筛选有应用潜力的菌株产业转化4开发微生物产品肠道微生物与健康组术微生物学技样测品采集序分析环境或生物样本收集保存16S/宏基因组测序1234处DNA提取数据理高通量提取群落基因组生物信息学分析微生物组成济产业发南市生物制造展政策支持出台专项扶持政策资金投入设立产业发展基金平台建设建设生物技术产业园人才引进高层次人才特殊政策发展机遇亿500产业规模济南生物制造产业目标200+重点企业生物技术领域龙头企业50+科研平台各类研发机构数量3000+专业人才高层次人才储备实验绍重点室介术实验微生物技国家重点研究方向室•微生物资源挖掘山东大学依托单位•微生物代谢工程微生物基础与应用研究•生物活性物质研究•环境微生物技术科研成果•国家科技进步奖•发表SCI论文500+•授权专利100+济态实验南微生生物医学省室进设备团队先科研研究重点国际一流研究平台汇聚国内外专家微生物与健康医学东应实验山省用微生物重点室1酶工程开发高效工业用酶2发酵工程微生物代谢产物规模化生产3环境微生物学污染物微生物降解与修复4微生物资源学特种功能菌种筛选与应用总结与展望课顾程回系统学习环境微生物知识术发技展新技术驱动产业创新未来方向精准微生物组工程。