生物膜耐药机制

细菌生物膜的耐药性机制的研究近况

随着抗生素的广泛应用,细菌对抗生素产生的耐药现象日益加重, 给临床抗感染治疗带来了极大的挑战。近年来细菌对抗生素的耐药现象日益严重, 随着对生物膜研究的深入,发现细菌对抗生素的耐药性不仅与耐药菌株的大量产生有关,亦与致病菌在体内形成生物膜有关。近些年来,对细菌生物膜的基础研究和临床研究成为国内外细菌耐药研究热点,本文在前人的研究基础上,对生物膜的耐药机制作综述,为了更好指导临床治疗方案。

细菌生物膜(Bacterial Biofilm ,BF) 是细菌在生长过程中为适应生存环境而不可逆的粘附于非生物或生物表面形成的一种与浮游细胞(plank tonic cell)相对应的生长方式,由细菌和自身分泌的胞外基质组成。BF的耐药机制不同于浮游菌，有效浓度的抗菌药物能迅速杀死浮游生长的细菌和BF表面的细菌，但对BF深处的细菌却难以有效杀灭。当细菌以BF形式存在时耐药性明显增强(10一1000 倍),抗生素应用不能有效清除BF,还可诱导耐药性产生。BF通过多种机制参与耐药形成, 不同机制间还存在协同作用[1]。

1 抗菌药物渗透障碍 BF中的细菌合成的胞外基质及水不溶性胞外多糖等物质构成的细菌生物膜独特三维结构,是BF 细菌的保护装置,成为抗菌药物向BF 和BF 细菌菌体内渗透的天然屏障。BF的物理性阻碍作用,降低了菌体内抗菌药物的浓度,从而表现出耐药性。改变金黄色葡萄球菌胞外多糖中特定季铵盐疏水键长度,增加其疏水,该菌株的耐药性亦增高;若去除疏水基质,则对多数抗菌药物敏感。此外,胞外多糖所带的负电荷,可与带正电荷的抗菌药物结合,而阻止药物的进一步渗透。氟化喹啉虽易穿透生物膜,但也不能完全清除细菌生物膜内的细菌。这一现象表明,BF 阻止抗菌药物渗透,只是其耐药机制的一个方面[2]。

2 特殊的微环境药物活性调节与生物膜中细胞的生长速度密切相关，抗生素对快速生长细胞更有杀伤力。生物膜中的营养成分、代谢产物浓度、渗透压和氧浓度等，自外向内呈梯度下降。这种特殊微环境和营养条件，使其中的细菌生长速度较游离菌和浮游菌明显缓慢。深层的细菌很难获得养分和氧气，代谢产物难以排出而堆积，因此，这些生物膜菌代谢活性很低，甚至处于休眠状态，菌体较小，不进行频繁的细胞分裂，对各种理化刺激、应激反应及药物均不敏感。Schauder等[3]发现当使用抗生素治疗时，生长快速的外层或表层细菌最敏感，首先被杀死；生长缓慢者敏感性下降，大部分被杀死；而生长停滞者则不敏感，待抗生素治疗停止后，残存细菌利用死亡细菌作为营养源迅速繁殖形成新的生物膜，这使感染反复发作，难以控制。

3 BF特殊的生物膜表型生物膜细菌与浮游菌相比,出现了生物膜环境所特有的基因表达模式,即对生长表面的粘附触发了部分细菌亚群基因表达的变化, 使其生物学行为也随之改变, 这称为生物膜表型。生物膜特有的表型能够激活其耐药机制。目前从mRNA 水平和蛋白水平寻找生物膜状态和浮游状态下基因表达的差别,是生物膜研究的一个热点。白色念珠菌拥有的编码外排泵的MDR 基因和耐药性相关基因——CDR 基因家族, 在生物膜中表达均有增强, 可能引起细胞膜上外排泵数目增多或活性增强, 导致生物膜中的菌株出现耐药性。而人工敲除细菌中的这些耐药性基因, 所培养的浮游菌株耐药性下降, 生物膜菌株耐药性却没有明显下降,表明耐药性并不是单一的耐药性基因所控制的

[4]。另有研究表明, 生物膜中有部分表型变异株在高抗生素浓度下能照常生长。Drenkard 等发现,铜绿假单胞菌中存在一种调节蛋白(PvrR),该蛋白控制铜绿假单胞菌对抗生素敏感和耐药的转化。这种表型变化通常是可逆的,并且高频率地随机发生,使生物膜具有较高的异质性, 有利于其应对突发的环境变化[5]。Deziel 等提出表型变化调控着细菌在生物膜和浮游状态之间的转化,它能保证当条件适宜时, 细菌能重新启动生物膜的形成[6]。

4 顽固耐药菌顽固耐药菌(persister)也被认为与生物膜的高耐药性有关。Brooun 等研究证明一定浓度抗生素能杀死生物膜内大多数细菌,但即使增加药物浓度,仍有少部分细菌存活[6]。Spoering 和Lewis 实7验证明处于静止阶段的浮游菌和生物膜内大部分细菌的耐药性相似,而一小部分顽固耐药菌是生物膜难以清除的主要原因[8]。Harrison 等也有类似的发现,生物膜在暴露于阳离子杀菌剂的前2 h~4 h 表现出两倍于浮游菌的耐药性,但两种状态的细菌27 h 后在同一浓度下被杀灭,他们认为是由于少数顽固耐药菌的存在导致出现该现象[9]。但目前对其确切的耐药机制仍不清楚, Keren 等得出它们并没有可遗传的耐药性传给子代,生物膜破坏后即恢复对抗生素的敏感性[10]。Lewis 等提出程序化细胞死亡(Programmed CellDeath,PCD)假说, 认为顽固耐药菌可能正是因为存在PCD 程序缺陷, 所以在抗生素引起细胞损伤而触发PCD造成大部分细菌死亡时, 顽固菌仍能存活,从而增加了生物膜的耐药性[11]。

5 细菌感应系统(quorom sensing,QS) 被认为在生物膜耐药性上起着作用。同种或不同种细菌通过各种信号传导系统对它们当前所处环境、群体密度的感知、交流,使菌体间相互协调生理活动以趋利避害。细菌通过互相传递一种胞外低相对分子质量的自诱导素(也称信息素),调节自身的基因表达，促使其黏附，聚集，进而形成完整的生物膜；当生物膜内的细菌数量过多时，QS会使一部分细菌从生物膜表面脱离，导致感染扩散或复发，引起临床症状。Gustafsson 等[12]发现葡萄球菌是引起骨科内植物感染的主要细菌，葡萄球菌的群体效应调控系统称为Agr系统(辅助基因调节系统),由一个专一的自诱导转运系统和一个调节信号转导系统构成。

6 激活应激反应也有人提出生物膜内细菌的耐药性与由生长速度启动的普遍应激反应(General stressresponse)有关，应激反应导致细菌的生理学改变，使其在各种环境下得到保护。σ因子rpoS是一种普遍应激反应的调控因子，能激活一系列基因的转录，使细菌在营养匮乏条件下维持生活力。Xu等[13]报道铜绿假单胞菌生物膜内细菌的σ因子rpoS相对于静止阶段的浮游菌表达水平高，提示生物膜内的环境如营养缺乏或有毒代谢产物的堆积，激活了σ因子rpoS的表达，使细菌发生生理变化以抵抗环境压力和抗生素作用。然而Whiteley等[14]用rpoS突变株形成的生物膜对妥布霉素的耐药性却比野生株生物膜更强，故rpoS在生物膜的耐药性中所起的作用还需进一步研究。

7 对抗机体免疫防御体制 BF细菌可利用多种方式对抗机体免疫防御机制：

①细菌生物膜的屏蔽作用：Feng等[15]发现在细菌生物膜中，大量的黏性基质包裹着细菌，形成了一个物理屏障，可以将细菌和机体免疫系统隔开，使机体的吞噬细胞和杀伤细胞及其所分泌的酶不能对细菌产生有效的攻击。②减少细胞因子的产生或酶解细胞因子。Leid等[16]发现铜绿假单胞细菌通过增加γ干扰素来抑制白细胞吞噬作用。③阻碍免疫细胞的吞噬调理作用，是ESS致病作用的另一重要方面,包括多形核白细胞对细菌的吞噬以及细胞内的分解作用。Leid

等[16]发现ESS可能在铜绿假单胞菌生物膜细菌逃避宿主免疫作用发挥重要作用。④免疫复合物效应：虽然包裹细菌的黏性基质以及细菌释放出的抗原性物质可以刺激机体产生大量的特异性抗体，但这些抗体与可溶性抗原结合形成免疫复合物，沉积在感染病灶周围，吸引大量中性粒细胞浸润并释放蛋白水解酶，从而引起宿主严重的免疫损害，但却无法对生物膜中的细菌起作用。如肺部囊性纤维化患者由于先天缺陷，极易导致铜绿假单胞菌的肺部感染，其特点是免疫复合物介导的肺部慢性炎症，包括补体的活化、局部高浓度的炎症前细胞因子以及低浓度的抗炎因子。对肺组织损伤的主要机制是由吞噬细胞释放的白细胞蛋白酶、髓过氧化物酶、氧基介导的炎症反应以及此类炎症反应对Ⅱ型辅助T细胞(Th2)的抑制作用。

另外,分泌抗生素水解酶、启动抗生素外泵系统等因素都有助于BF耐药性产生。

对细菌生物膜形成机制的了解，有利于更合理选择抗生素的运用，有效的控制好临床感染。细菌形成生物膜后耐药性明显增加，耐药机制尚未完全清楚，生物膜的ESS物理屏障作用、特殊微环境、细菌密度感应系统、生物膜中基因表型改变、分泌抗生素水解酶、激活应激反应、启动抗生素外泵系统、对抗机体免疫防御体制等，在耐药形成中都发挥一定作用，但都不是唯一的，可能是多因素协同作用所致。目前这方面的研究仍然存在很多问题，还需进一步的探讨。

参考文献

[1] 葛剑平,岳松龄,胡涛,等. 生物膜细菌耐药性机制的研究概况[J].国

外医学:口腔医学分册,2004 ,31 (5) :351-352.

[2] 李建，宋丰贵.细菌生物膜形成与细菌耐药机制研究进展[J].中国新药与

临床杂志,2008,27(1):70-74.

[3]Schauder S, Shokat K, Surette MG,et al. The LuxS family of bacterial

autoinducers: biosynthesis of a novel quorum-sensing signal molecule. Mol Microbiol. 2001;41(2):463-476.

[4]Iwata C, Nakagaki H, Morita I, et al. Daily use of dentifrice with and without

xylitol and fluoride: effect on glucose retention in humans in vivo. Archives of Oral Biology,2003, 48(5): 389?395.

[5]Drenkard E, Ausubel FM. Pseudomonas biofilm formation and antibiotic

resistance are linked to phenotypic variation.Nature, 2002, 416: 740?743. [6]Deziel E, Comeau Y, Villemur R. Initiation of Biofilm formation by

Pseudomonas aeruginosa 57RP correlates with emergence of hyperpiliated and highly adherent phenotypic variants deficient in swimming, swarming, and twitching motilities. J Bacteriol, 2001, 183: 1195?1204.

[7]Brooun A, Liu S, Lewis K. A dose-response study of antibiotic resistance in

Pseudomonas aeruginosa biofilms. Antimicrobial Agents and Chemotherapy, 2000, 44:640?646.

[8] Spoering AL, Lewis K. Biofilms and planktonic cells of Pseudomonas

aeruginosa have similar resistance to killing by antimicrobials. J Bacteriol, 2001, 183: 6746?6751.

[9] Harrison JJ, Turner RJ, Ceri H. Persister cells, the Biofilm matrix and

tolerance to metal cations in biofilm and planktonic Pseudomonas aeruginosa. Environ Microbiol,2005, 7: 981?994.

[10] Keren I, Kaldalu N, Spoering A, et al. Persister cells and tolerance to

antimicrobials. FEMS Microbiology Letters,2004, 230:13?18.

[11]Lewis K. Riddle of biofilm resistance. Antimicrobial Agents and

Chemotherapy, 2001, 45: 999?1007.

[12] Gustafsson E, Nilsson P, Karlsson S,et al. Characterizing the dynamics of

the quorum-sensing system in Staphylococcus aureus. J Mol Microbiol Biotechnol. 2004;8(4):232-242.

[13]Xu KD, Franklin MJ, Park CH,et al. Gene expression and protein levels of

the stationary phase sigma factor, RpoS, in continuously-fed Pseudomonas aeruginosa biofilms. FEMS Microbiol Lett. 2001;199(1):67-71.

[14]Whiteley M, Bangera MG, Bumgarner RE,et al. Gene expression in

Pseudomonas aeruginosa biofilms. Nature.2001;413(6858):860-864.

[15]Feng X, Zhao G, Cui L,et al. Interaction between biofilm formed

by Pseudomonas aeruginosa and antibacterial agents. Wei

Sheng Wu Xue Bao. 2000;40(2):210-213.

[17]Leid JG, Willson CJ, Shirtliff ME,et al. The exopolysaccharide alginate

protects Pseudomonas aeruginosa biofilm bacteria from IFN-gamma- mediated macrophage killing. J Immunol.2005;175(11): 7512-7518.

生物膜法在污水处理方面的研究进展

生物膜法在污水处理方面的研究进展 摘要：本文先简单的介绍了生物膜法概念及历史，然后简述了解了生物膜技术 和各自的应用，最后从生物膜法在具体事例中的应用及其前景。 关键词：生物膜法技术应用污水处理 引言：生物膜法是令微生物附着在惰性滤料上，形成膜状的生物污泥，从而对污水起到净化效果的生物处理方法。生物膜法的特点主要有对废水水质、水量变化适应性强，操作稳定性好不会发生污泥膨胀，运转管理较方便生物膜中的物相丰富，且沿水流方向膜中生物种群具有一定分布剩余污泥量较少采用自然通风供氧.在运行方面灵活性较差，设备容积负荷有限，空间效率较低。其作用机制是利用生物膜的强吸附性和吸水性，通过将微生物细胞固定于反应器内的载体上，实现了微生物停留时间和水力停留时间的分离，从而达到目的的一种手段。一般所用到的技术有：生物接触氧化法、生物流床技术、移动床生物膜反应器等。污水，通常指受一定污染的、来自生活和生产的排出水，污水的主要污染物有病原体污染物，耗氧污染物，植物营养物，有毒污染物等。生物膜法处理污水就是通过惰性材料的粘着性使微生物附着其上，以达到污水处理的目的。 20世纪50年代以前，生物膜法一直未被重视，其主要原因是它以碎石为原料，微生物附着困难，并且操作不方便，而50年代，塑料工业的发展及其向生物膜处理技术的引用克服了滤料堵塞等困难。生物膜技术的核心就是滤料【1】。滤料可以是天然的，也可以是经过加工的石英砂、无烟煤、大理石、白云石、磁铁矿石、石榴石、锰砂等颗粒物质，还可以是人造聚苯乙烯发泡塑料球、高效纤维束和陶瓷滤料。它的选择特点有：机械强度高，化学稳定性好，密度适宜，形状规则，易成膜，但无毒无味，无异物脱落，不会产生二次污染；取材方便，价格便宜。再生性强.Allant等【2】人研究结果表明：上浮式滤料比沉没式滤料对SS（悬浮颗粒物）、有机物的去除率高，更耐有机负荷和水力负荷冲击。由此可见，滤料的好坏关系着生物膜的脱落和附着情况，进而影响了曝气生物滤池运行的稳定和处理效果。下面，我们具体的了解生物膜法的应用。 1生物膜在污水处理中的具体应用 1.1生物膜法除无机元素 1.1.1生物膜法除磷 磷是生物生长必需的元素之一，但水体中磷含量过高可造成藻类的过度繁殖，引起严重的水质富营养化问题【3】。国内外对控制水体中的磷含量均十分重视，经济、高效地降低排放废水的磷含量已成为防治水体富营养化的重要途径之一。污水中磷的去除有化学和生物两种途径【4】：化学途径是指投加Ca2＋、Al3＋和Fe3＋形成金属磷酸盐沉淀；生物途径是指微生物对磷的吸收，磷最终通过沉淀池排放剩余污泥得以去除。微生物对磷的吸收又分为两种【5】：①微生物生长的生理需要，对磷的正常吸收，普通活性污泥微生物细胞干重含磷2％～3％；②生物强

生物膜法在污水处理中的研究进展

泉州师范学院 学年论文 论文题目：生物膜法在污水处理中的研究进展指导老师：黄初龙 学院：资源与环境科学学院 专业班级：09级环境工程与管理 学号：090905001 姓名：刘姣

生物膜法在污水处理中的研究进展 摘要：生物膜法在污水处理工艺中是与活性污泥法并行的一种好氧型生物污水处理方法，广泛的应用于工业废水和城市污水处理的二级处理中，也是污水处理的关键环节。与活性污泥法相比，生物膜法具有一些特有优势，比如无需污泥回流，运行管理容易，无污泥膨胀问题，易于微生物生存，运行稳定等。文中简单介绍了生物膜法对磷、氮及一些重金属去除的研究进展。 关键词：生物膜法；污水处理；活性污泥法 Abstract：Biofilm and activated sludge is a parallel-ty pe aerobic biological treatment methods，in the sewage treatment process．They widely used in the secondary treatment of industrial wastewater and urban sewage treatment，and these methods are the key link in sewage treatment．Compared with the activated sludge process，biofilm has some unique advantages．For example，no sludge return，easy operation and management，no sludge expansion，ease of microbial survival，run stable，etc．The paper describes simply biofilm research on the removal of phosphorus，nitrogen and some heavy metals． Key words：B iofilm treatment；sewage treatment；activated sludge 引言 近年来，伴随着经济的快速发展，我国在追求GDP增长的同时也带来一系列的环境问题，其中淡水资源紧缺迫使城镇生活污水处理技术显得尤其重要。然而随着人们生活水平的提高，城镇生活污水中的氮、磷含量增加，有机成分复杂，传统的生物污水处理技术已无法紧随步伐，处理效果不佳，为此，在新型填料的不断开发和完善基础上，生物膜法处理工艺借其处理效率高、剩余污泥产泥量少、运行管理方便等特点得到快速发，在污水处理中有广阔的应用前景。生物膜可认为是由一种或是多种微生物群体组成的，并附着在一种载体表面上进行生长发育[1—2]。 1 生物膜法概述 1.1生物膜法的净水机理 生物膜法和活性污泥法一样都是利用微生物来去除废水中各种有机物的处

生物膜法在市政水处理中的应用

生物膜法在市政水处理中的应用 摘要：前我国不少城市饮用水水源为微污染水源，原水受到生活性有机污染，水中总氮、总磷、氨氮、亚硝酸盐氮、生化需氧量、高锰酸钾指数等均有不同程度的超标。为满足日益提高的出水水质标准，在常规处理工艺上增加生物预处理工艺是无疑是提高水质的最佳选择。 关键词：生物膜法有机污染生物转盘生物反应器 生物膜法水处理技术在市政水处理中的运用领域主要有：市政给水中的微污染水体水处理，其主要目的是去除水体中的氨氮、亚硝酸盐氮以及CODMn等指标；市政污水处理中采用生物膜法去除水体中COD、BOD、氨氮等污染物，降低出水中N、P等导致水体富营养化元素；以及对污水厂二级出水的深度处理，以达到回用水水质标准，提高水的重复利用率，节约有限的水资源。 生物膜法技术在市政给水处理中的运用 目前我国不少城市饮用水水源为微污染水源，原水受到生活性有机污染，水中总氮、总磷、氨氮、亚硝酸盐氮、生化需氧量、高锰酸钾指数等均有不同程度的超标。对各常规给水处理工艺流程的常规项目测定分析表明，浊度的去除主要是靠常规处理工艺，而对氨氮、亚硝酸盐氮和生化需氧量的去除必须靠生物作用才能获得满意效果。为满足日益提高的出水水质标准，在常规处理工艺上增加生物预处理工艺是无疑是提高水质的最佳选择。 八十年代以来，由于生物预处理工艺因其在处理有机污染物、氨氮、色、嗅、味等方面的特点及其经济上的优势，越来越受到重视并得到较快的发展。这一领域的研究和应用，总体上都处于以去除氨氮、BOD5、CODCr等有机物综合指标为代表的污染质的阶段。 用于市政给水处理中生物预处理工艺主要有：生物过滤反应器、生物滤塔、生物接触氧化反应器、生物转盘反应器、生物流化床以及土地处理系统等。其中以生物过滤反应器中的生物陶粒滤池与生物接触氧化反应器最为常用。前者有一定的机械过滤能力适合处理较低浓度或低温原水，后者则因为填料空隙率大，不易堵塞，适合处理较高浓度的微污染原水。 国内采用生物接触氧化池对滦河以及黄河水处理后表明该法对多项主要水质指标均有良好去除效果，高锰酸钾指数去除率为10-25％，氨氮去除率为40-70％，藻类去除率为15－30％。 在臭氧—生物活性炭吸附工艺这一生物膜法处理工艺中，颗粒活性炭是微生物生长的载体。活性炭表面及微孔形成的微生物膜通过生物降解作用，可进一步降解在活性炭表面及微孔富集的有机物，从而降低了活性炭的吸附饱和度，延长了其使用寿命。70年代中期，德国对臭氧—生物活性炭吸附工艺的研究发现，与单纯的活性炭吸附比较，活性炭的再生周期延长4～6倍。其后，欧洲的许多现代化水厂逐步推广使用了臭氧－生物活性炭吸附对微污染水源的深度净化工艺。 在“八五”、“九五”国家科技攻关计划中，“饮用水微污染净化技术”作为专题进行研究，并将取得的重要成果中的生物预处理技术成果成功运用于工程实践。其中位于深圳水库库尾，设计处理规模400万m3／d的广东省东深源水生物硝化工程是国内目前规模最大的采用生物接触氧化法的预处理工程。源水经沉砂区、粗、细隔栅后，进入采用YDT弹性立体填料的生物处理池，水力停留时间55min.填料接触时间40min.，气水比1：1。自1998年12月试运行以来，通过工艺启动过程的自然接种，培养驯化，使填料挂膜，形成系统的生物硝化能力，并使氨氮去除率和硝酸盐氮生成率趋于稳定。试运行得出的初步结论是：生物接触氧化工艺适合于处理东深微污染源水，对氨氮的处理效果显著。氨氮去除率在75％以

第九讲 微生物耐药性及生态效应

第九讲微生物耐药性及生态效应 一、微生物耐药机制 1 超级细菌：是对所有抗生素有抗药性的细菌的统称。不仅具有NDM-1的基因，还具有其耐药基因，多个耐药基因组合，就构成了多重耐药。目前可以治疗超级细菌的抗生素只有替加环素和多粘菌素。质粒的可移动性和可塑性可能意味着在细菌中的广泛传播和不断变异. 2细菌耐药机制 一种抗生素可以有不同的抗性机制 不同种类的抗生素可以有相同的抗性机制 （1）孔蛋白改变，细胞壁/ 膜的通透性改变 万古霉素（vancomycin ）：由一种链霉菌产生的、结构复杂的糖肽类抗生素，专一地抑制肽聚糖的生物合成。这种药物通过干扰细菌细胞壁结构中的一种关键组分来干扰细胞壁的合成，抑制细胞壁中磷脂和多肽的生成，只是针对革兰氏阳性菌，对厌氧菌和革兰氏阴性细菌无效。 （2）主动外排泵主动外排泵 因为外排泵的主动输出抗生素，因而细菌内达不到治疗浓度。一些泵具有相对较强的特异性，如四环素运输泵，而其他输出泵具有广泛的底物选择性和耐药性。细菌体内具有大量的输出泵，用于运输代谢物和外来有毒物质。 （3）酶解抗生素 比如β-内酰胺酶能水解β-内酰胺类抗生素，使得β-内酰胺环断裂，从而是抗生素失去活性。 （4）抗生素靶点修饰 通过对抗生素靶点的修饰作用，抗生素的靶点变为一种不敏感的形式，从而产生了对抗生素的耐药性。 3 β-内酰胺类抗生素 a.定义：是指化学结构中含有β-内酰胺环的一类抗生素 b.分类:青霉素类、头孢菌素类、非典型β-内酰胺类 c.抗菌机制:抑制细菌细胞壁的合成。

d.新型β-内酰胺类抗生素的发现：方法一：建立文库、筛选阳性克隆、测序 方法二：接合或转化实验、质粒提取、测序 二、基因水平转移 1 机制： 2基因水平转移（Horizontal Gene Transfer）：是指在差异生物个体之间，或单个细胞内部细胞器之间所进行的遗传物质的交流。基因水平转移是微生物进化的重要动力，质粒是基因水平转移的重要载体 3Pan-genome 泛基因组：在分子生物学中泛基因组是描述一个物种的所有基因序列的总和（通常实用于细菌和古菌，在它们亲缘关系很近的基因含量中有大量的变异），它是超集了一个物种所有家族里的所有基因。它包括：双链的所有基因组核、非必须的基因组、特殊的单链的独一无二的基因 4基因水平转移方式：转化、转导、接合转移 5转化（Transformation）：是将异源DNA分子引入另一细胞品系，使受体细胞获得新的遗传性状的一种手段 6.转导（Transduction）：转导噬菌体（噬菌体）介导的基因转移 细菌（寄主）噬菌体具体的相互作用：噬菌体附着于宿主细胞表面受体与注入基因离开衣壳外面。 在细胞内，核酸可以：

污水处理生物膜法生物接触氧化池

污水处理生物膜法-生物接触氧化池 一、概述 生物接触氧化处理技术的实质之一是在池内充填填料，已充氧的污水将填料浸没全部，并以一定的流速流经填料。而填料上布满生物膜，污水与生物膜通过接触，在生物膜上微生物的新陈代谢功能的作用下，污水中有机污染物得到去除，污水得到净化，因此，生物接触氧化处理技术又称为淹没式曝气生物滤池。 二、生物接触氧化池的构造 接触氧化池是由池体、填料及支架、曝气装置、进出水装置以及排泥管道等部件所组成。生物接触氧化池的构造示意图见图 生物接触氧化池的构造示意图 （一）池体 池体的作用除了进行净化污水外，还要考虑填料，布水、布气等设施的安装。当池体容积较小时可采用圆形钢结构，池体容积较大时可采用矩形钢筋混凝土结构。池体的平面尺寸以满足布水、布气均匀，填料安装、维护管理方便为准。池体的底壁须有支承填料的框架和进水进气管的支座。池体厚度根据池的结构强度要求来计算。高度则由填料、布水布气层、稳定水层以及超高的高度来计算。同时，还必须考虑到充氧设备的供气压力或提升高度。各部位的尺寸一般为：池内填料高度为3.0~3.5m;底部布气层高为 0.6~0.7m;顶部稳定水层0.5~0.6m,总高度约为4.5~5.0m。 （二）填料 1.填料的要求 填料是生物膜的载体，所以也称之为载体。填料是接触氧化处理工艺的关键部位，它直接影响处理效果，同时，它的费用在接触氧化系统的建设费用中占的比重较大，约占55%~60%;同时载体填料直接关系到接触氧化法的经济效果，所以选定适宜的填料是具有经济和技术意义的。接触氧化处理工艺对填料的要求如下： (1)在水力特性方面，比表面积大、空隙率高、水流通畅、阻力小、流速均一； (2)要求形状规则、尺寸均一，表面粗糙度较大；填料表面电位高，附着性强； (3)化学与生物稳定性较强，经久耐用，不溶出有害物质，不导致产生二次污染； (4)在经济方面要考虑货源、价格，也要考虑便于运输与安装等。 2. 填料类型 填料可分为悬挂式填料、悬浮式填料和固形块状填料三种类型。 (1)悬挂式填料 悬挂式填料有四个品种，分别为半软性填料、组合填料、软性填料和弹性立体填料； (2)悬浮式填料 常用的有空心柱状、空心球状、外形呈笼架、内装丝形或条形编织物以及海绵块状的软性悬浮式填料； (3)固形块状填料 固形块状填料主要有蜂窝直管形块状填料和立体波纹块状填料两种。目前常采用的填料是聚氯乙烯塑料、聚丙烯塑料、环氧玻璃钢等做成的蜂窝状和波纹板状填料。近年来国内外都进行纤维状填料的研究，纤维状填料是用尼龙、维纶、晴纶、涤沦等化学纤维编结成束，呈绳状连接。为安装检修方便，填料常以料框组装，带框放入池中。当需要清洗检修时，可逐框轮替取出，池子无需停止工作。 3. 填料的性能 目前国内常用的填料有：整体型、悬浮型和悬挂型，其技术性能见下表。

消毒剂会使细菌产生耐药

消毒剂会使细菌产生耐药 10月出版的《学》杂志上的一篇文章认为，用来杀灭环境中的化学药品会让细菌变得更强壮。低浓度的这些化学药品，也称抗微生物剂，会让金黄色葡萄球菌把这些毒性化学物质从它们体内有效清除掉，这样它们有可能会对一些抗生素产生耐药。 抗微生物剂被用在消毒剂和防腐剂中以杀死微生物。通常用来清洗医院和家庭的环境、消毒医疗设备以及手术前的皮肤消毒。抗微生物剂在一定强度下可杀死细菌和其它的微生物。但是，如果使用的量不够，细菌将会继续生存并对治疗产生耐受。 “像金黄色葡萄球菌会制作将多种毒性化学物质泵出细菌体外的蛋白，干扰抗生素对它们的治疗效果。”美国退役军人事物医疗中心的格伦.卡特兹说。“这些能排出毒性化学物质的蛋白泵也可将抗生素从细菌里移出去，使得细菌对这些药物产生耐药。我们对抗微生物剂能否也会使细菌在这些蛋白泵作用下而不会被杀死进行了研究。” 研究人员将从患者中提取的金黄色葡萄球菌放到几种低浓度抗微生物剂和染料中，这些抗微生物剂是医院经常用到的。他们发现，变异让这些细菌产生了较正常更多的蛋白泵。 “我们发现，暴露在各种低浓度的抗微生物制剂和染料中造成了细菌耐受变异体的出现。”卡特兹说。“细菌中蛋白泵的数量增加了。由于这

些蛋白泵也能清除细菌里的抗生素，有大量蛋白泵的致病菌对患者就会造成威胁，因为它们对抗生素的耐受力更强。” 假如细菌重复不断地暴露于抗微生物剂中，它们就会对消毒剂和抗生素产生耐受。这些细菌多是产生医院获得性感染的细菌。 “科学家正在尝试研制蛋白泵抑制剂。有效的抑制剂将会降低细菌产生耐受的可能性。”卡特兹说。“遗憾的是到目前为止一些被评估的抑制剂对各种病原体没有效果，因此它们在预防耐受方面不理想。” “合理使用抗生素，并且使用不被蛋白泵识别的抗微生物剂将会减少耐药菌株的产生。”卡特兹说。“换句话说，蛋白泵抑制剂结合抗生素或消毒剂将会减少这些菌株的出现和它们对临床产生的不良影响。”

第五章 污水的生物处理方法(二)——生物膜法

第五章污水的生物处理方法（二）——生物膜法 教学要求： 1)掌握生物膜法的微生物学特征和工艺特征 2)掌握高负荷生物滤池、曝气生物滤池、塔式生物滤池以及生物转盘三相传质和工艺运行 特点。 3)掌握生物接触氧化特点及其工艺设计 第一节概述 生物膜——是使细菌、放线菌、蓝绿细菌一类的微生物和原生动物、后生动物、藻类、真菌一类的真核微生物附着在滤料或某些载体上生长繁殖，并在其上形成膜状生物污泥。 生物膜法：污水经过从前往后具有细菌→原生动物→后生动物、从表至里具好氧→兼氧→厌氧的生物处理系统而得到净化的生物处理技术。 一、生物构造及其对有机物的降解 1 生物膜的构造特征 生物膜(好氧层＋兼氧层＋厌氧层)＋附着Array水层(高亲水性)。 2 降解有机物的机理 1)微生物：沿水流方向为细菌——原生动物— —后生动物的食物链或生态系统。具体生物 以菌胶团为主、辅以球衣菌、藻类等，含有 大量固着型纤毛虫（钟虫、等枝虫、独缩虫 等）和游泳型纤毛虫（楯纤虫、豆形虫、斜 管虫等），它们起到了污染物净化和清除池 内生物（防堵塞）作用。 2)污染物：重→轻(相当多污带→α中污带→ β中污带→寡污带). 3)供氧：借助流动水层厚薄变化以及气水逆向 流动，向生物膜表面供氧。 4)传质与降解：有机物降解主要是在好氧层进 行，部分难降解有机物经兼氧层和厌氧层分解，分解后产生的H2S，NH3等以及代谢产物由内向外传递而进入空气中，好氧层形成的NO3－－N、NO2－－N等经厌氧层发生反硝化，产生的N2也向外而散入大气中。 5)生物膜更新：经水力冲刷，使膜表面不断更新（DO及污染物），维持生物活性（老化 膜固着不紧）。 二、生物膜的主要特征 1 微生物相方面的特征 1)参与净化反应微生物多样化； 2)食物链长，污泥产率低； 3)能够存活世代较长的微生物； 4)可分段运行，形成优势微生物种群，提高降解能力。 2 工艺方面的特征 1)对水质水量变动有较强适应性；

生物膜法在市政水处理中的应用

摘要：对采用生物膜法进行市政给水污水以及污水厂二级出水的处理进行综述。表明采用生物膜法水处理技术在市政给排水处理及污水回用领域有着广泛的运用前景。尤其是在对处理微污染水体中运用前景看好。关键词：生物膜市政污水处理市政给水处理微污染生物膜法水处理技术在市政水处理中的运用领域主要有：市政给水中的微污染水体水处理，其主要目的是去除水体中的氨氮、亚硝酸盐氮以及CODMn等指标；市政污水处理中采用生物膜法去除水体中COD、BOD、氨氮等污染物，降低出水中N、P等导致水体富营养化元素；以及对污水厂二级出水的深度处理，以达到回用水水质标准，提高水的重复利用率，节约有限的水资源。生物膜法技术在市政给水处理中的运用目前我国不少城市饮用水水源为微污染水源，原水受到生活性有机污染，水中总氮、总磷、氨氮、亚硝酸盐氮、生化需氧量、高锰酸钾指数等均有不同程度的超标。对各常规给水处理工艺流程的常规项目测定分析表明，浊度的去除主要是靠常规处理工艺，而对氨氮、亚硝酸盐氮和生化需氧量的去除必须靠生物作用才能获得满意效果。为满足日益提高的出水水质标准，在常规处理工艺上增加生物预处理工艺是无疑是提高水质的最佳选择。八十年代以来，由于生物预处理工艺因其在处理有机污染物、氨氮、色、嗅、味等方面的特点及其经济上的优势，越来越受到重视并得到较快的发展。这一领域的研究和应用，总体上都处于以去除氨氮、BOD5、CODCr等有机物综合指标为代表的污染质的阶段。用于市政给水处理中生物预处理工艺主要有：生物过滤反应器、生物滤塔、生物接触氧化反应器、生物转盘反应器、生物流化床以及土地处理系统等[1]。其中以生物过滤反应器中的生物陶粒滤池与生物接触氧化反应器最为常用。前者有一定的机械过滤能力适合处理较低浓度或低温原水，后者则因为填料空隙率大，不易堵塞，适合处理较高浓度的微污染原水。国内采用生物接触氧化池对滦河以及黄河水处理后表明该法对多项主要水质指标均有良好去除效果，高锰酸钾指数去除率为10-25％，氨氮去除率为40-70％，藻类去除率为15－30％[2]。在臭氧—生物活性炭吸附工艺这一生物膜法处理工艺中，颗粒活性炭是微生物生长的载体。活性炭表面及微孔形成的微生物膜通过生物降解作用，可进一步降解在活性炭表面及微孔富集的有机物，从而降低了活性炭的吸附饱和度，延长了其使用寿命。70年代中期，德国对臭氧—生物活性炭吸附工艺的研究发现，与单纯的活性炭吸附比较，活性炭的再生周期延长4～6倍[3]。其后，欧洲的许多现代化水厂逐步推广使用了臭氧－生物活性炭吸附对微污染水源的深度净化工艺。 [!--empirenews.page--]在“八五”、“九五”国家科技攻关计划中，“饮用水微污染净化技术”作为专题进行研究，并将取得的重要成果中的生物预处理技术成果成功运用于工程实践。其中位于深圳水库库尾，设计处理规模400万m3／d的广东省东深源水生物硝化工程是国内目前规模最大的采用生物接触氧化法的预处理工程[4]。源水经沉砂区、粗、细隔栅后，进入采用YDT弹性立体填料的生物处理池，水力停留时间55min.填料接触时间40min.，气水比1：1。自1998年12月试运行以来，通过工艺启动过程的自然接种，培养驯化，使填料挂膜，形成系统的生物硝化能力，并使氨氮去除率和硝酸盐氮生成率趋于稳定。试运行得出的初步结论是：生物接触氧化工艺适合于处理东深微污染源水，对氨氮的处理效果显著。氨氮去除率在75％以上。同时，增加了深圳水库水体的溶解氧，提高了水库的自净能力，改善了东深源水供水水质。[5]市政污水处理中生物膜法技术运用生物膜法水处理技术用在市政污水处理主要有滴滤池（TF）、生物接触转盘(RBC)、淹没式附着生长生物反应器(SAGB)等主要形式[6]。滴滤池是生物膜法水处理技术在污水处理领域最早运用的形式。早在1889年就进行了砂砾处理废水的试验。19世纪90年代到20世纪初在英国进行了研究。并于20世纪前半叶到20世纪50年代在美国大规模应用。之后人们趋向采用经济型操作性更好的活性污泥法。但是随着新介质、工艺构造以及对生物膜过程的理解增加，导致了滴滤池再次大规模应用[7]。目前滴滤池常与其他的污水处理工艺一起运用于城市污水处理，如滴滤池与活性污泥组合工艺（TF/AS工艺），滴滤池与活性生物滤池组合工艺（TF/ABF工艺）[8]。

微生物耐药性的解决方法及对前景展望

微生物耐药性的解决方法及对前景展望 摘要】微生物耐药性己严重威胁着人类的健康，对微生物耐药性的分子机制研 究有助于合理应用抗生素、控制耐药株感染。本文分析了获得性耐药性的机制， 对微生物耐药性的解决方法及对发展前景进行了展望。 【关键词】微生物；耐药性；方法；展望 【中图分类号】R725【文献标识码】A【文章编号】1005-0515(2011)02-0230-02 目前，抗生素己成为我们治疗感染性疾病不可或缺的药物，研究和了解微生 物耐药性的分子机制，对于合理应用抗生素，延长抗生素的敏感期是现今亟待解 决的问题。 1微生物耐药性的分子机制 1.1天然不敏感性：有些微生物由于具有一些独特的结构或代谢，天生对药物不敏感。如支原体无细胞壁结构，对青霉素、头孢菌素等β内酰胺类抗菌药物天 然不敏感；嗜麦芽寡养单孢菌对亚胺培南和氨曲南耐药率为100％；常见革染氏 阴性杆菌对氨苄青霉素耐药率为100％。 1.2获得耐药性：有些微生物对原来敏感的抗生素通过遗传性的改变而获得的抗药性。 1.2.1自发突变加药物选择：抗药性的产生不是由于微生物与药物接触而产生，而是白发突变加上药物选择的结果。通常认为，抗药菌所含的抗菌基因是由敏感 菌的遗传物质自发突变产生的，但一般自发突变的频率极低，通常突变率在 10~10～10~16。抗生素的广泛使用导致耐药菌株不断被筛选出来，并广泛传播； 滥用抗生素、预防性用药，使诱导产超广谱β-内酰胺酶的细菌增多。这种超广谱 β-内酰胺酶是由普通质粒介导的超广谱β-内酰胺酶基因突变后所形成的。 1.2.2细胞间抗药性的基因转移：获得性耐药也可通过耐药基因转移而形成， 如某些敏感菌株在获得耐药基因后即转变为耐药菌株。 1.2.3产生使抗生素结构改变的酶或灭活酶：随着第三代头孢类抗菌药的大量 应用导致大肠埃希菌、肺炎克雷伯菌中的TEM-1和SHV-1酶加快了突变，形成各 种超广谱β-内酰胺酶(ESBL)，介导了细菌对青霉素、头孢菌素、单环菌素耐药。 感染凝固酶阴性葡萄球菌(CNS)耐药性增高与产β-内酰胺酶和黏质有关，肠杆菌科和铜绿假单胞菌亦在内酰胺类抗生素作用下大量诱导头孢菌素酶(AmpC)的产生， 导致细菌对碳青酶稀类之外的所有β-内酰胺类抗生素耐药。 1.2.4抗生素作用靶位的修饰或改变：由于基因突变，一些细菌形成抗生素不 能与结合的作用靶位，或者即使能与之结合形成复合体，但靶位仍能保持其功能，微生物就表现出抗药性。胡原等研究中，凝固酶阴性葡萄球菌(MRS)的药敏试验 显示对所有的β-内酰胺类、头孢菌素类、β-内酰胺／β-内酰胺酶抑制剂、氨基糖 苷类、大环内酯类、四环素类及喹诺酮类抗菌药物耐药，呈现多重耐药性，仪对 万古霉素、利福平及呋西地酸敏感。 1.2.5细胞膜通透性降低或改变：由于细胞膜的通透性改变致使药物进入细胞 内减少，就使得微生物细胞表现出抗药性。虽然大多数情况下，外膜孔蛋白缺失 不是主要的耐药机制，但它可降低细菌对抗生素的敏感性，在其它的耐药机制存 在的情况下，可明显提高耐药程度。多数β-内酰胺类抗生素外膜孔蛋白通透率较低，一旦外膜孔蛋白缺失或减少就会造成抗生素进入细菌细胞内的量大减，引起 耐药而氨基糖甙等尚有其它通道进入胞内，故受影响不大，所以外膜孔蛋白缺失 造成的耐药性主要与β-内酰胺类抗生素育关。

污废水处理试题--生物膜法共16页

污水处理工（生物膜法）试题分析 一、判断题 1、生物膜法的剩余污泥产量低，一般比活性污泥处理系统少1/4左右。（√） 2、在温度高的夏季，生物膜的活性受到抑制，处理效果受到影响；而在冬季水温低，生物处理效果最好。 （×） 3、经生物滤池处理后的污水不需再设二次沉淀池进一步处理，可直接排放。（×） 4、当采用生物转盘脱氮时，宜于采用较小的盘片间距。（×） 5、生物膜法的挂膜阶段初期，反应器内充氧量不需提高；对于生物转盘，盘片的转速可稍慢。（√） 6、生物滤池的布水器转速较慢时生物膜不受水间隔时间亦较长，致使膜量下降；相反，高额加水会使滤池 上层受纳营养过多，膜增长过快、过厚。（√） 7、生物膜法挂膜工作宣告结束的标志是，出水中亚硝酸下降，并出现大量硝酸盐。（√） 8、生物滤池处理难降解的有机废水，不需增加滤池的级数或采取出水回流等措施。（×） 9、生物转盘工艺的转盘分级越多，分级效果越好。（×） 10、污水的生物膜处理法与活性污泥法一样是一种污水好氧生物处理技术。（√） 11、生物膜法不适用于处理高浓度难降解的工业废水。（×） 12、生物滤池处理出水回流的目的是为了接种生物膜。（×） 13、生物膜法与活性污泥法相比，参与净化反应的微生物种类少。（×） 14、生物膜法中的食物链一般比活性污泥短。（×） 15、接触氧化法无需设置污泥回流系统，也不会出现污泥膨胀现象。（√） 16、生物接触氧化是一种介于活性污泥与生物滤池两者之间的生物处理技术，兼具两者的优点。（√） 17、污水的生物膜处理法是一种污水厌氧生物处理技术。（×） 18、生物膜法处理污废水时，生物膜厚度介于1-3mm较为理想。（×） 19、生物膜法刚开始时需要有一个挂膜阶段。（√） 20、生物膜处理系统中，由于微生物数量较多，食物链较长，因此与普通活性污泥法相比，该方法剩余污 泥产量较多。（×） 21、生物膜法处理系统中，微生物量比活性污泥法要高的多，因此对污水水质和水量的冲击负荷适应能力 强。（√） 22、生物膜一般由好氧层和厌氧层组成，有机物的降解主要在厌氧层内完成。（×） 23、由于水力冲刷、膜生长及原生动物蠕动等作用，使生物膜不断的脱落，造成处理系统堵塞，因此应及 时采取措施防止生物膜脱落。（×） 24、生物接触氧化系统是一个液、固、气三相共存的体系，有利于氧的转移和吸收，适于微生物存活增值。 （√） 25、生物膜处理工艺有生物滤池、生物转盘、生物接触氧化。（√） 26、生物接触氧化法同活性污泥法一样，也需要污泥回流装置。（√） 27、生物膜开始挂膜时，进水量应大于设计值，可按设计流量的120%-150%。（×） 28、生物膜处理系统中，填料或载体表面所覆盖的一种膜状生物污泥，即称为生物膜。（√） 29、与活性污泥法相比，生物膜法工艺遭到破坏时，恢复起来较快。（√） 30、生物膜法的生物固体停留时间SRT与水力停留时间HRT相关。（×） 二、选择题 1、塔式生物滤池的水力负荷可达到（D）m3(m2d)。 A.4~15； B.50~120；

生物膜法处理污水

生物膜法处理工业废水 摘要：目前化工产业的发展十分迅速，但随之而来的化工污染状况也十分严重，化工废水成分复杂、水质水量变化大，随着国家对其处理达标要求越来越严格，其处理技术也在不断发展。生物膜法是与活性污泥法平行发展的一种污水处理技术方法，实质是使细菌类微生物和原生动物、后生动物类的微型动物附着在滤料或某些载体上，并在其上形成膜状生物污泥，即生物膜。生物膜法是土壤自净过程的人工强化，主要去除废水中溶解性的和胶体状的有机污染物，同时对废水中的氨氮还具有一定的硝化能力。生物膜法在处理工业废水中有着广泛应用。 关键词：生物膜，废水，净化 生物膜法是属于好养生物处理的方法，它是将废水通过好氧微生物和原生动物，后生动物等在载体填料上生长繁殖形成的生物膜，吸附和降解有机物，使废水得到净化的方法。根据装置的不同，生物膜法可分为生物滤池、生物转盘、接触氧化法和生物流化床等四类。在石油和化学工业的废水处理中，其中应用最多的是接触氧化法。 一、生物膜法的机理 1、生物膜法的发展 在20世纪50年代以前，生物膜法却一直未被人们重视，其原因主要是因为生产中最早采用的生物膜法构筑物是以碎石为填料的滴滤池。碎石的比表面积小，能够为微生物附着生长的表面积小，因而滴滤池的负荷不可能很大，使其占地面积较大，卫生状况也不好。 50年代，由于塑料工业的发展以及塑料填料引入生物膜处理系统，使生物膜法出现了许多具有重要意义的发展。因此，出现了许多新型的生物膜法设备。 20世纪70年代末，为强化生物膜法反应器中的传质，流化床系统被引人生物膜处理中，称为生物流化床。生物流化床兼有活性污泥法和生物膜法的待点，又称为半生物膜和半悬浮生长系统。 2、生物膜法的基本流程 下图为生物膜法处理系统的基本流程：废水经初次沉淀池后进入生物膜反应器，废水在生物膜反应器中经需氧生物氧化去除有机物后，再通过二次沉淀池出水。

医学微生物学课件细菌的耐药性

医学微生物学 多媒体教学课件蚌埠医学院微生物学教研室第一篇微生物学的基本原理第二章微生物的生物学性状第三章感染第四章抗感染免疫第五章遗传与变异第六章医学微生态学与医院内感染第七章消毒与灭菌第八章病原学诊断与防治第九章细菌的耐药性与控制策略第九章细菌的耐药性及控制策略第一节细菌的耐药性第二节细菌耐药性产生的机制第三节细菌耐药性的控制策略概述自从41年青霉素应用于临床以来，开创了抗生素治疗的新纪元。此后又先后研制、开发，并应用于临床的抗生素和抗菌药物有180余种。这些抗菌药物的应用使常见细菌感染的发病率和病死率大大下降。但是抗菌药物的应用并未使细菌感染消灭或得到有效控制，主要是细菌通过多种机制产生了对抗菌药物的耐药性。抗菌药物（antibacterial agents）：具有杀菌和抑菌活性、供全身应用的各种抗生素和化学合成的药物。抗生素（antibiotics）：对特异微生物有杀灭和抑制作用的微生物产物. 第一节细菌的耐药性 耐药性（drug resistance）是指细菌对药物所具有的相对抵抗性。耐药性的程度以该药对细菌的最小抑菌浓度（MIC）表示。临床常以药物的治疗浓度小于最小抑菌浓度为敏感，反之为耐药。一、细菌耐药性的分类（一）固有耐药性：指细菌对某些抗菌药物天然不敏感。与种属有关，主要是缺乏药物作用的靶位，如二性霉素B可与真菌细胞膜的固醇类结合，改变其通透性，发挥抗真菌作用。细菌细胞膜则无固醇类，故对二性霉素B具有固有耐药性。革兰阴性菌因有外膜，对作用于肽聚糖类的多种药物均不敏感。（二）获得耐药性：由于DNA的改变使其获得耐药性原因：1、基因突变如链霉素的靶位是30S亚基上的p12蛋白，当染色体上str基因突变后，p12蛋白构型改变，药物不能与其结合而产生耐药性2、质粒介导的耐药性几乎所有致病菌均有耐药性质粒，可通过接合、转导、转化的方式传递，环境中的抗生素可促进质粒的扩散及耐药菌的存活。3、转座因子介导的耐药性IS不带有性状基因，只编码转座酶Tn带有耐药基因和转座基因，可转移细菌的耐药性一、钝化酶（modified enzyme）的产生1、β-内酰胺酶（β- lactamase）由细菌染色体或质粒编码，革兰阳性菌为胞外酶，革兰阴性菌则位于浆内，可破坏青霉素和头孢菌素类结构中的β-内酰胺环，使其失去抗菌活性。目前发现的已有190多种，依其作用的特异性及敏感性分为四类，A、B型多见，C、D型少见（p131 表9-2）。2、氨基糖甙类钝化酶（aminoglycoside- modified enzymes）可通过羧基磷酸化或羧基腺苷酰化而使药物结构改变，失去抗菌作用。依机理不同分为22种。一种抗生素可被多种钝化酶所作用，同一种酶又可作用于

生物膜法处理工业废水和生活污水

湖南农业大学课程论文 学院：食品科技学院班级：食科(2)班姓名：·····学号：····· 课程论文题目：生物膜法处理工业废水和生活污水课程名称：生物工艺原理 评阅成绩： 评阅意见： 成绩评定教师签名： 日期： 2013年 06 月 19 日

生物膜法处理工业废水和生活污水 摘要：污水的生物膜处理法是与活性污泥法并列的一种污水好氧生物处理技术。这种处理法的实质是使细菌和菌类一类的微生物和原生动物、后生动物一类的微型动物附着在滤料或某些载体上生长繁育，并在其上形成膜状生物污泥,即生物膜。污水与生物膜的接触，污水中的有机污染物，作为营养物质，为生物膜上的微生物所摄取，污水得到净化，微生物自身也得到繁衍增殖。通过微生物的代谢作用，使废水中呈溶液、胶体以及微细悬浮状态的有机污染物，转化为稳定、无害的物质的废水处理法。根据作用微生物的不同，生物处理法又可分为需氧生物处理和厌氧生物处理两种类型。 关键词：生物膜微生物有机物 目前化工产业的发展十分迅速，但随之而来的化工污染状况也十分严重，化工废水成分复杂、水质水量变化大，随着国家对其处理达标要求越来越严格，其处理技术也在不断发展。生物膜法是与活性污泥法平行发展的一种污水处理技术一、生物膜法 （一）生物膜法的概念: 生物膜法是令微生物附着在惰性滤料上，形成膜状的生物污泥，从而对污水起到净化效果的生物处理方法。生物膜法和活性污泥法一样，同属好气生物处理方法。但活性污泥法是依靠曝气池中悬浮流动着的活性污泥来分解有机物的，而生物膜法则上要依靠固着于载体表面的微生物膜来净化有机物。 （二）生物膜法的主要特点： 1.对废水水质、水量变化适应性强，操作稳定性好。 2.不会发生污泥膨胀，运转管理较方便。 3.生物膜中的生物相丰富，且沿水流方向膜中生物种群具有一定分布。 4.剩余污泥量较少。 5.采用自然通风供氧。 6.在运行方面灵活性较差。

病原微生物第6章 细菌的耐药性习题与答案

第 6章细菌的耐药性 一、选择题 A型题 1、编码细菌对抗菌药物耐药性的质粒是： A. F 质粒 B . R 质粒 C. Vi 质粒 D. Col 质粒 E. K 质粒 2、固有耐药性的产生是由于： A. 染色体突变 B. 接合性 R 质粒介导 C. 非接合性 R 质粒介导 D. 转座因子介导 E.细菌种属特异性所决定 3、获得耐药性的产生原因不包括： A. 染色体突变 B. 细菌种属特异性决定的耐药性 C. 非接合性 R质粒介导 D. 接合性 R质粒介导 E. 转座因子介导 4、关于 R 质粒的描述，下列哪项是错误的： A. R 质粒是耐药性质粒 B. R 质粒可通过接合方式传递 C. R 质粒在肠道菌中更为常见 D. R 质粒在呼吸道感染细菌中更为常见 E. R 质粒由 RTF 和 r 决定子组成 5、R 质粒决定的耐药性的特点不包括： A. 以多重耐药性较为常见 B. 可从宿主菌检出 R 质粒 C. 容易因质粒丢失成为敏感株 D. R 质粒的多重耐药性较稳定 E. 耐药性可经接合转移 6、细菌耐药性产生的机制不包括： A. 钝化酶的产生 B. 药物作用靶位的改变 C. 抗菌药物的使用导致细菌发生耐药性基因突变 D. 细菌对药物的主动外排 E. 细菌细胞壁通透性的改变 X 型题 1、下列基因转移与重组的方式中，哪些与细菌的耐药性形成有关？ A.转化 B.转导 C.接合 D.溶原性转换 E.原生质体融合 2、获得耐药性发生的原因： A. 染色体突变 B. 细菌种属特异性决定的耐药性 C. 抗菌药物的使用 D. R 质粒介导 E. 转座因子介导 3、细菌耐药性的控制策略： A. 合理使用抗菌药物 B. 严格执行消毒隔离制度 C. 研制新抗菌药物 D. 研制质粒消除剂 E.采用抗菌药物的“轮休”措施 4、细菌耐药性产生的机制 A.抗菌药物的使用导致细菌发生耐药性基因突变 B. 药物作用靶位的改变 C. 钝化酶的产生 D. 细菌对药物的主动外排 E. 细菌细胞壁通透性的改变 二、填空题 1、细菌耐药性产生的机制主要有，，和 。 2、引起细菌耐药的钝化酶主要有，， 和。 3、细菌耐药性的控制策略有，，，， 和。 三、名词解释 1、耐药性（drug resistance）； 2、固有耐药性（intrinsic resistance）； 3、获得耐药性（acquired resistance）； 4、R质粒(resistance plasmid)。 四、问答题

生物膜法的基本原理

生物膜法的基本原理 1、生物膜在载体上的生长过程：当有机污水或由活性污泥悬浮液培养而成的接 种液流过载体时，水中的悬浮物及微生物被吸附于固相表面上，其中的微生物利用有机底物而生长繁殖，逐渐在载体表面形成一层粘液状的生物膜。这层生物膜具有生物化学活性，有进一步吸附、分解污水中呈悬浮、胶体和溶解状态的污染物。 2、生物膜的降解机理 (1)物质的传递 1）空气中的氧溶解于流动水层中，通过附着水层传递给生物膜； 2）有机污染物则由流动水层传递给附着水层，然后进入生物膜； 3）微生物的代谢产物如H2O等则通过附着水层进入流动水层，并随其排走； 4）CO2及厌氧层分解产物如H2S、NH3以及CH4等气态代谢产物则从水层逸出进入空气中。 (2)膜的生长与脱落 1）生物膜降解有机物的过程，也是膜生长的过程； 2）好氧层与厌氧层的平衡稳定关系； 3）厌氧层加厚，生物膜老化、脱落。 二、生物膜的主要特征 1、生物相方面的特征： （1）微生物多样化 （2）生物的食物链长 （3）能够存活世代时间较长的微生物 （4）分段运行与优占种属 2、处理工艺方面的特征： （1）对水质、水量变动有较强的适应性 （2）污泥沉降性能良好，宜于固液分离 （3）能够处理低浓度的污水 4）易于维护运行、节能 三、生物滤池 1、生物滤池法的特征： 生物滤池法是在砂滤池的基础上发展起来的一种生物膜处理方法，它利用滤料表面形成的一层生物膜来净化污水。在滤池内，污水由于重力作用自上而下地连续流经滤料，滤料表面的微生物借助酶的作用，使被吸附和吸收的有机物在氧气的参与下进行氧化分解，同时微生物又以有机物为营养进行自身繁殖。老化的微生物附着力差，在污水冲刷会不断脱落，脱落后随水流出滤池，同时新的生物膜不断生长，因而处理可连续进行。 2、典型构造 生物滤池主要由池壁、池底、滤料、布水器等部分组成。 滤料：组成滤层的过滤材料。常以花岗石、安山岩、闪绿岩等较硬的岩石以及无烟煤等材料制成。

生物膜法处理污水的基本原理

生物膜法处理污水的基本原理 生物膜法是利用附着生长于某些固体物表面的微生物（即生物膜）进行有机污水处理的方法。生物膜是由高度密集的好氧菌、厌氧菌、兼性菌、真菌、原生动物以及藻类等组成的生态系统，其附着的固体介质称为滤料或载体。生物膜自滤料向外可分为庆气层、好气层、附着水层、运动水层。生物膜法的原理是，生物膜首先吸附附着水层有机物，由好气层的好气菌将其分解，再进入厌气层进行厌气分解，流动水层则将老化的生物膜冲掉以生长新的生物膜，如此往复以达到净化污水的目的。 废水中微生物沿固体（可称载体）表面生长的生物处理方法的统称。因微生物群体沿固体表面生长成粘膜状，故名。废水和生物膜接触时，污染物从水中转移到膜上，从而得到处理。其基本机理见水的生物处理法。 生物膜法的典型流程流程（图1）中的生物器可以是生物滤池、生物转盘、曝气生物滤池或厌氧生物滤池。前三种用于需氧生物处理过程，后一种用于厌氧过程。最早出现的生物膜法生物器是间歇砂滤池和接触滤池（满盛碎块的水池）。它们的运行都是间歇的，过滤-休闲或充水-接触-放水-休闲，构成一个工作周期。它们是污水灌溉的发展，是以土壤自净现象为基础的。接着就出现了连续运行的生物滤池。

新型塑料问世后，又有了新的发展。 生物滤池 生物膜法中最常用的一种生物器。使用的生物载体是小块料(如碎石块、塑料填料)或塑料型块，堆放或叠放成滤床，故常称滤料。与水处理中的一般滤池不同,生物滤池的滤床暴露在空气中,废水洒到滤床上。布水器有多种形式,有固定式的,有移动式的。回转式布水器使用最广。它以两根或多根对称布置的水平穿孔管为主体,能绕池心旋转。穿孔管贴近滤床表面,水从孔中流出。布水器的工作是连续的，但对局部床面的施水是间歇的，这承继了污水灌溉间歇灌水的概念。滤床的下面有用砖或特制陶块、混凝土块铺成的集水层。再下面是池底。集水层和池外相通,既排水又通风。工作时,废水沿载体表面从上向下流过滤床，和生长在载体表面上的大量微生物和附着水密切接触进行物质交换。污染物进入生物膜,代谢产物进入水流。出水并带有剥落的生物膜碎屑，需用沉淀池分离。生物膜所需要的溶解氧直接或通过水流从空气中取得。在普通生物滤池中，生物粘膜层较厚，贴近载体的部分常处在无氧状态。生物膜法滤床的深度和滤率、滤料有关。碎石滤床的深度在一个相当长的时间内大多采用 1.8～2米左右。深度如果提高,滤床表层容易堵塞积水。滤率在1～4米3/(米2·日)左右,如果提高,床面也容易积水。首先突破的是滤率的提高。水力负荷率(即滤率)提高到8～10米3/(米