第一篇：2012化學師范《環境工程微生物學》教學要點

環境工程微生物學

0 緒論

1、微生物的定義？

答：微生物指形體微小、單細胞或個體結構簡單的多細胞、甚或無細胞結構的低等生物的通稱。

2、微生物種類有哪些？

答：非細胞生物: 病毒、亞病毒（類病毒、朊病毒、擬病毒)。

原核生物: 古菌、真細菌、放線菌、藍細菌、粘細菌、立克次氏體、支原體、衣原體、螺旋體。

部分真核生物: 藻類（除藍藻）、原生動物、酵母菌、霉菌、微型后生動物等

3、微生物是如何命名的？舉例說明。

答：微生物的命名是采用生物學中的二名法，即用兩個拉丁字命名一個微生物的種。這個種的名稱是由一個屬名和一個種名組成，屬名和種名都用斜體字表示，屬名在前，用拉丁文名詞表示，第一個字母大寫。種名在后，用拉丁文的形容詞表示，第一個字母小寫。如大腸埃希氏桿菌的名稱是Escherichia coli。

4、微生物有哪些特點？

答：個體極小，比表面積大；吸收多，轉化快；生長旺，繁殖速；適應性強，易變異；分布廣，種類繁多

第1 章 病毒

1、病毒是一類什么樣的微生物？它有什么特點？

答：病毒是沒有細胞結構，專性寄生在活的敏感宿主體內，可通過細菌過濾器，大小在0.2微米一下的超微小微生物。

特點：大小在0.2微米以下，故在光學顯微鏡下看不見，你必須在電子顯微鏡下方可合成蛋白質的機構——核糖體，也沒有合成細胞物質和繁殖所必備的酶系統，不具獨立的代謝能力，必須專性寄生在活的敏感宿主細胞內，依靠宿主細胞合成病毒的化學組成和繁殖新個體。病毒在活的敏感宿主細胞內是具有生命的超微生物，然而，在宿主體外卻呈現不具生命特征的大分子物質，但仍保留感染宿主的潛在能力，一旦重新進入活的宿主細胞內又具有生命特征，重新感染新的宿主。

2、病毒具有什么樣的化學組成和結構？ 答：

一、病毒的化學組成：病毒的化學組成有蛋白質和核酸，有些病毒除含蛋白質和核酸外，還含類脂類和多糖。

3、病毒的結構特征是什么？

答：病毒沒有細胞結構，卻有其自身獨特的結構。整個病毒分兩部分：蛋白質衣殼和核酸內芯，兩者構成核衣殼。完整的具有感染力的病毒叫病毒粒子。病毒粒子有兩種：一種是不具被膜（亦稱囊膜）的裸露病毒粒子；另一種是在核衣殼外面有被膜所構成的病毒粒子。寄生在植物體內的類病毒和擬病毒結構更簡單，只具RNA，不具蛋白質。

蛋白質衣殼：是由一定數量的衣殼粒（由一種或幾種多肽鏈折疊而成的蛋白質亞單位）按一定的排列組合構成的病毒外殼，成為蛋白質衣殼。由于衣殼粒的排列組合不同病毒有三種對稱構型：立體對稱型，螺旋對稱型和復合對稱型。

蛋白質的功能：保護病毒使其免受環境因素的影響。決定病毒感染的特異性，使病毒與敏感細胞表面特定部位有特異親和力，病毒可牢固的附著在敏感細胞上。病毒蛋白質還有致病性、毒力和抗原性。動物病毒有的含DNA，有的含RNA。植物病毒大多數含RNA，少數含DNA。噬菌體大多數含DNA，少數含RNA。病毒核酸的功能是：決定病毒遺傳、變異和對敏感宿主細胞的感染力。

被膜（囊膜）：痘病毒、腮腺炎病毒及其他病毒具有被膜，它們除含蛋白質和核酸外，還含有類脂質，其中50%~60%為磷脂，其余為膽固醇。痘病毒含糖脂和糖蛋白，多數病毒不具酶，少數病毒含核酸多聚酶。

4、敘述大腸桿菌T系噬菌體的繁殖過程？

答：大腸桿菌T系噬菌體的繁殖過程可分為四步：吸附，侵入，復制，聚集與釋放。

吸附：首先大腸桿菌T系噬菌體以它的尾部末端吸附到敏感細胞表面上某一特定的化學成分，或是細胞壁，或是鞭毛，或是纖毛。

侵入：尾部借尾絲的幫助固著在敏感細胞的細胞壁上，尾部的酶水解細胞壁的肽聚糖形成小孔，尾鞘消耗ATP獲得能量而收縮將尾鞘壓入宿主細胞內（不具尾鞘的絲狀大腸桿菌T系噬菌體將DNA壓入宿主細胞內的速度較慢）尾髓將頭部的DNA注入宿主細胞內，蛋白質外殼留在宿主細胞外，此時，宿主細胞壁上的小孔被修復。【噬菌體不能繁殖，這與噬菌體在宿主細胞內增值所引起的裂解不同】。

復制與聚集：噬菌體侵入細胞內后，立即引起宿主的代謝改變，宿主細胞胞內的核酸不能按自身的遺傳特性復制和合成蛋白質，而有噬菌體核酸所攜帶的遺傳信息控制，借用宿主細胞的合成機構如核糖體，mRNA、tRNA、ATP及酶等復制核酸，進而合成噬菌體的蛋白質，核酸和蛋白質聚集合成新的噬菌體，這過程叫裝配。大腸桿菌噬菌體T4的裝配過程如下：先合成含DNA的頭部，然后合成尾部的尾鞘，尾髓和尾絲。并逐個加上去就裝配成一個完整的新的大腸桿菌噬菌體T4。

宿主細胞裂解和成熟噬菌體粒子的釋放：噬菌體粒子成熟后，噬菌體水解酶水解宿主細胞壁而使宿主細胞裂解，噬菌體被釋放出來重新感染新的宿主細胞，一個宿主細胞課釋放10~1000個噬菌體粒子。

5、什么叫烈性噬菌體？什么叫溫和噬菌體？

答：烈性噬菌體：就是指侵入宿主細胞后，隨即引起宿主細胞裂解的噬菌體；是正常表現的噬菌體。

溫和噬菌體：是指侵入細胞后，其核酸附著并整合在宿主染色體上，和宿主細胞的核酸同步復制，宿主細胞不裂解而繼續生長，這種不引起宿主細胞裂解的噬菌體稱作溫和噬菌體。

6、什么叫溶原細胞（菌）？什么叫原噬菌體？

答：溶原細胞就是指含有溫和噬菌體核酸的宿主細胞。原噬菌體就是指在溶原細胞內的溫和噬菌體核酸，又稱為前噬菌體。

7、病毒（噬菌體）在固體培養基上有什么樣的培養特征？

答：將噬菌體的敏感細菌接種在瓊脂固體培養基上生長形成許多個菌落，當接種稀釋適度的噬菌體懸液后引起點性感染，在感染點上進行反復的感染過程，宿主細菌菌落就一個個被裂解成一個個空斑，這些空斑就叫噬菌斑。

第二章 原核微生物

1、細菌有哪幾種形態？各舉一種細菌為代表。

答：細菌有四種形態：球狀、桿狀、螺旋狀和絲狀。分別叫球菌、桿菌、螺旋菌和絲狀菌。

球菌：有單球菌(脲微球菌)，雙球菌（肺炎鏈球菌）。排列不規則的金黃色葡萄球菌、四聯球菌。八個球菌壘疊成立方體的有甲烷八疊球菌。鏈狀的有乳鏈球菌。

桿菌：有單桿菌，其中有長桿菌和短桿菌（或近似球形）。產芽孢桿菌有枯草芽孢桿菌。梭狀的芽孢桿菌有溶纖維梭菌等。還有雙桿菌和鏈桿菌之分。

螺旋菌呈螺旋卷曲狀，厭氧污泥中有紫硫螺旋菌、紅螺旋菌屬和綠螺旋菌屬。螺紋不滿一周的叫弧菌，如：脫硫弧菌。呈逗號型的如：逗號弧菌，霍亂弧菌是其中的一直被那個。弧菌可弧線連接成螺旋形。螺紋滿一周的叫螺旋菌。

絲狀菌：分布在水生環境，潮濕土壤和活性污泥中。有鐵細菌如：富有球衣菌、泉發菌屬即原鐵細菌屬及纖發菌屬。絲狀菌屬如：發硫菌屬，貝日阿托氏菌屬、透明顫菌屬、亮發菌屬等多重絲狀菌。絲狀體是絲狀菌分類的特征。

2、藍細菌是一類什么微生物，那些與水體富營養化有何關系？ 答：藍細菌：有一類細菌細胞結構簡單，只具原始核，沒有核仁和核膜，只有染色質，只具葉綠素，沒有葉綠體。故將它隸屬于原核生物界的藍色光合菌門。按藍細菌的形態和結構的特征，分為二綱：色球藻綱和藻殖段綱。色球藻綱可分為色球藻屬、微囊藻屬、腔球藻屬、管孢藻屬及皮果藻屬。其中的微囊藻屬和腔球藻屬課引起富營養化水體發生水華。藻殖段綱分顫藻屬、念珠藻屬、筒孢藻屬、膠腥藻屬好、及單岐藻屬。其中魚腥藻屬在富營養化水體中形成水華。

3、細菌有哪些一般結構和特殊結構？它們各有哪些生理功能？

答：細菌是單細胞的。所有的細菌均有如下結構：細胞壁、細胞質膜、細胞質及其內含物、細胞核質。部分細菌有特殊結構：芽孢、鞭毛、莢膜、粘液層、菌膠團、衣鞘及光合作用層片。

4、細胞壁生理功能？

答：a、保護原生質體免受滲透壓引起破裂的作用；b、維持細菌形態（可用溶菌酶處理不同的細菌細胞壁后，菌體均呈現圓形得到證 明）；c、細胞壁是多孔結構的分子篩，阻擋某些分子進入和保留蛋白質在間質（革蘭氏陰性菌細胞壁和細胞質之間的區域）；d、細胞壁為鞭毛提供支點，使鞭毛運動。

5、革蘭氏陽性菌和革蘭氏陰性菌的細胞壁結構有什么異同？各有哪些化學組成？ 答：細菌分為革蘭氏陽性菌和革蘭氏陰性菌兩大類，兩者的化學組成和結構不同。革蘭氏陽性菌的細胞壁厚，其厚度為20～80nm，結構較簡單，含肽聚糖（包括三種成分：D-氨基酸、胞壁酸和二氨基庚二酸）、磷壁酸（質）、少量蛋白質和脂肪。革蘭氏陰性菌的細胞壁較薄，厚度為10nm，其結構較復雜，為外壁層和內壁層，外壁層又分三層：最外層是脂多糖，中間是磷脂層，內層為脂蛋白。內壁層含肽聚糖，不含磷壁酸。

兩者的細胞壁的化學組成也不同：革蘭氏陰性菌含極少肽聚糖，獨含脂多糖，不含磷壁酸。兩者的不同還表現在各種成分的含量不同。尤其是脂肪的含量最明顯，革蘭氏陽性菌含脂肪量為1%～4%，革蘭氏陰性菌含脂肪量為11%～22%細胞壁結構。

6、敘述革蘭氏染色的機制和步驟？

答：1884 年丹麥細菌學家Christain Gram 創立了革蘭氏染色法。將一大類細菌染上色，而另一類染不上色，一邊將兩大類細菌分開，作為分類鑒定重要的第一步。其染色步驟如下： 在無菌操作條件下，用接種環挑取少量細菌于干凈的載玻片上涂布均勻，固定。用草酸銨結晶紫染色1min，水洗去掉浮色。用碘—碘化鉀溶液媒染1min，傾去多余溶液。用中型脫色劑如乙醇或丙酮酸脫色，革蘭氏陽性菌不被褪色而呈紫色。革蘭氏陰性菌被褪色而成無色； 用蕃紅染液復染1min，革蘭氏陽性菌仍呈紫色，革蘭氏陰性菌則呈現紅色。革蘭氏陽性菌和革蘭氏陰性菌即被區分開。

7、細菌莢膜、粘液層的功能？

答：莢膜生理功能：a、具有莢膜的S-型肺炎鏈球菌毒力強，有助于肺炎鏈球菌侵染人體； b、護致病菌免受宿主吞噬細胞的吞噬，保護細菌免受干燥的影響；c當缺乏營養時，有的莢膜還可作氮源；d廢水處理中的細胞莢膜有生物吸附作用，將廢水中的有機物、無機物及吸附在細菌體表面上。

粘液層功能：在廢水生物處理過程中有生物吸附作用，在曝氣池中因曝氣攪動和水的沖擊力容易把細菌粘液沖刷入水中，以致增加水中有機物，它可被其他微生物利用。

8、芽孢及其功能？

答：芽孢抵抗外界不良化境（原因是大多數酶處于不活動狀態，代謝力極低）。

特點：含水率低：38%~~40%；壁厚而致密，分三層：外層為芽孢外殼，為蛋白質性質。中層為皮層，有肽聚糖構成，含大量2，6吡啶二羧酸。內層為孢子壁，有肽聚糖構成，包圍芽孢細胞質和核質。芽孢萌發后孢子壁變為營養細胞的細胞壁。芽孢中的2，6吡啶二羧酸（DPA）含量高，為芽孢干重的5%~~15%。含有耐熱性酶：

9、鞭毛及其功能？

答：鞭毛是細菌運動（靠細胞質膜上的ATP酶水解ATP提供能量）。不同細菌的鞭毛著生的部位不同。有單根鞭毛（正端生和亞極端生），周生鞭毛。

10、什么是細菌菌落？細菌有哪些培養特征？這些培養特征有什么實踐意義？

答：細菌菌落就是由一個細菌繁殖起來的，有無數細菌組成具有一定形態特征的細菌集團。培養特征：在固體培養基上的培養特征就是菌落特征。在明膠培養基上的培養特征就是將不停形態的溶菌區，依據這些不同形態的溶菌區或溶菌與否可將細菌進行分類。在半固體培養集中的培養特征：呈現出各種生長狀態，根據細菌的生長狀態判斷細菌的呼吸類型和鞭毛有無，能否運動。在液體培養基中的培養特征：根據細菌的屬和種的特征的不同長成不同的生長狀態。

11、何謂放線菌？革蘭氏染色是何種反應？

答：放線菌是在固體培養基上呈輻射狀生長而得名的細菌。大多數放線菌為腐生菌。

革蘭氏染色的反應：放線菌的細胞壁主要是由肽聚糖形成的網狀結構組成的，在染色過程中，當用乙醇處理時，由于脫水而引起網狀結構中的孔徑變小，通透性降低，使結晶紫-碘復合物被保留在細胞內而不易脫色，因此，呈現藍紫色，故放線菌（除枝動菌屬為革蘭氏陰性菌）均為革蘭氏陽性菌，而且是高G+ C 含量的革蘭氏陽性菌。

12、細菌的物理化學特性與污（廢）水生物處理有哪些方面的關系？ 答：①細胞質的多相膠體性質決定細菌在曝氣池中吸收污（廢）水中的有機污染物的 種類、數量和速度；②細菌表面解離層的S 型或R 型決定其懸浮液的穩定性，即決定其在沉淀池中沉淀效果；③比表面積的大小決定其吸附、吸收污染物的能力及與其他微生物的競爭能力；④細菌的帶電性與它吸附、吸收污（廢）水有機污染物的能力，與填料載體的結合能力有關，還與絮凝、沉淀性能有關；⑤密度和質量與其沉淀效果有關。

第三章 真核微生物

1、何謂原生動物？它有哪些細胞器和營養方式？

答：原生動物是動物中最原始、最低等。結構最簡單的單細胞動物。

原生動物為單細胞，沒有細胞壁，有細胞質膜、細胞質，有分化的細胞器，其細胞核具有核膜（較高級類型有兩個和），屬于真和微生物。

營養方式：全動性營養、植物性營養和腐生性營養三種方式。

2、原生動物中各綱在水體自凈和污水生物處理中如何起指示作用？

答：原生動物在正常的環境條件下都各自保持自己的形態特征，但當環境條件變化，超過其適應能力時，都可使原生動物不能正常生活而形成胞囊。所以在水體自凈和污水生物處理中，一旦形成胞囊，就可判斷污水處理不正常。

3、微型后生動物包括哪幾種？

答：輪蟲、線蟲、寡毛類動物（飄體蟲、顫蚓、水絲蚓等）、浮游甲殼動物、苔蘚動物（苔蘚蟲，羽苔蟲）。

4、真菌包括哪些微生物？它們在廢水生物處理中各起什么作用？

答：真菌屬低等植物，種類繁多，形態、大小各異，包括酵母菌、霉菌及各種傘菌。酵母菌處理和有機固體廢棄物生物處理中都起積極作用。酵母菌還可用作檢測重金屬，霉菌對廢水中氰化物的去除率達90%以上。有的霉菌還可處理含硝基化合物廢水。傘菌：既處理廢水和固體廢棄物，還可獲得食用菌。

5、酵母菌有哪些細胞結構？酵母菌細胞壁組分主要成份是什么？

答：酵母菌的細胞結構有細胞壁、細胞質膜、細胞核、細胞質及內含物。酵母菌的細胞壁組分含葡聚糖、甘露聚糖、蛋白質及脂類。啤酒酵母還含幾丁質。

6、霉菌有幾種菌絲？如何區別霉菌和放線菌的菌落？ 答：霉菌有營養菌絲和氣生菌絲。

霉菌的菌落呈圓形絨毛狀、絮狀或蜘蛛網狀。比其他微生物的菌落都答，長得很快可蔓延至整個平板。霉菌菌落疏松，與培養基結合不緊，用接種環很容易挑取。

放線菌的菌落是由一個分生孢子或一段營養菌絲生長繁殖引起許多菌絲互相纏繞而成，質地緊密，表面呈絨狀或緊密干燥多皺。菌絲潛入培養基，整個菌落像是潛入培養集中，不易挑取。有的菌落成白色粉末狀，質地松散，易被挑取。

第四章 微生物的生長

1、微生物的生長與繁殖？

答：生長：生物個體物質有規律地、不可逆增加，導致個體體積擴大的生物學過程。

繁殖：生物個體生長到一定階段，通過特定方式產生新的生命個體，即引起生命個體數量增加的生物學過程。生長是一個逐步發生的量變過程，繁殖是一個產生新的生命個體的質變過程。

2、微生物生長曲線？

答：生長曲線(Growth Curve)：細菌接種到定量的液體培養基中，定時取樣測定細胞數量，以培養時間為橫座標，以菌數為縱座標作圖，得到的一條反映細菌在整個培養期間菌數變化規律的曲線。

分為：遲緩期，對數期，穩定期和衰亡期。

3、同步培養與同步生長？

答：同步培養：使群體中的細胞處于比較一致的，生長發育均處于同一階段上，即大多數細胞能同時進行生長或分裂的培養方法。

同步生長：以同步培養方法使群體細胞能處于同一生長階段，并同時進行分裂的生長。

第五章 微生物的營養和培養基

1、微生物營養要素分類？

答：在營養要素水平上都在六大類的范圍內：碳源、氮源、能源、生長因子、無機鹽和水。

2、什么是碳源？碳源對微生物代謝有何功能？

答：碳源凡是提供微生物營養所需的碳元素（碳架）的營養源，稱為碳源。碳源是微生物需要量最大的營養物，又稱大量營養物。碳源物質的功能 ：（1）構成細胞物質；（2）為機體提供整個生理活動所需要的能量（異養微生物）。

3、什么是氨基酸自養型微生物？

答：一部分微生物不需要氨基酸作氮源，它們能把尿素、銨鹽、硝酸鹽甚至氮氣等簡單氮源自行合成所需要的一切氨基酸。這樣的微生物叫做氨基酸自養型微生物。可利用氨基酸自養型微生物將尿素、銨鹽、硝酸鹽甚至氮氣等廉價氮源轉化成菌體蛋白或含氮的代謝產物。

4、什么是微生物能源？

答：能源是能為微生物的生命活動提供最初能量來源的營養物或輻射能。分為化學能物質和輻射射線兩類。

微生物的能源譜：化能異養微生物的能源（同碳源）；化能自養微生物的能源（不同于碳源的無機物質）；輻射能：光能自養和光能異養微生物的能源。

5、什么是生長因子？

答：一類對微生物正常生活所不可缺少而需要量又不大，但微生物自身不能用簡單的碳源或氮源合成，或合成量不足以滿足機體生長需要的有機營養物質，必須由外源提供，這類物質統稱為生長因子。

缺乏合成生長因子能力的微生物稱為“營養缺陷型微生物”。生長因子包括氨基酸、維生素、嘌呤、嘧啶及其衍生物、脂肪酸及氧等。

6、根據碳源和能源劃性質如何劃分微生物的營養類型？

答：根據能源的性質將微生物分為光能營養型和化能營養型。根據碳源的性質將微生物分為自養型（以CO2為碳源），異養型（以有機物為碳源）。

7、營養物質進入細胞的主要方式？

答：除原生動物外，其他各大類有細胞的微生物都是通過細胞膜的滲透和選擇吸收作用從外界吸收營養物的。細胞膜運送營養物質有四種方式：單純擴散、促進擴散、主動運送、基團移位。

其中有主動運輸是營養物質進入細胞的主要方式。主動運輸是一類必須提供能量并通過細胞膜上特異性載體蛋白構象的變化，而使膜外環境中低濃度的溶質運入膜內的一種運送方式。運送的對象有：氨基酸、乳糖等糖類、Na+、Ca2+等無機離子。

主動運輸的特點：（1）通過膜上載體蛋白的構象變化把膜上溶質擴散到膜內；（2）消耗能量；（3）能逆濃度梯度運送；（4）物質在運送的過程中既不與膜上的分子發生反應，本身的結構也不發生變化；（5）運送的物質有特異性

8、什么是培養基？培養基有哪些種類？ 答：培養基是人工配制的、適合于微生物生長繁殖或產生代謝產物的混合營養料(營養基質)。根據各種微生物的營養要求，將誰、碳源、氮源、無機鹽和生長因子等物質按一定的比例配制而成的，用以培養微生物的基質。

根據實驗目的和用途不同培養基可分為：基礎培養基、選擇培養基、鑒別培養基和加富（富集）培養基。

9、什么叫選擇培養基？那些培養基屬于選擇培養基？

答：選擇培養基就是用以抑制非目的微生物的生長并使所要分離的微生物生長繁殖的培養基。如麥康蓋培養基、乳糖發酵培養基。

10、什么叫鑒別培養基？哪些培養基屬于鑒別培養基？

答：當幾種細菌由于對培養基中某一成分的分界能力不同，其菌落通過指示劑先是除不太那個的顏色而被區分開，這種起鑒別和區分不同細菌作用的培養基叫鑒別培養基。

常用的鑒別培養基遠滕氏培養基、醋酸鉛鋅培養基、伊紅—美藍（EMB）培養基等。

第六章 微生物生態學

1、什么是生態系統？

答：在一定的空間內生物的成分和非生物的成分通過物質循環和能量流動互相作用、互相依存而構成的一個生態學功能單位。

2、什么叫富營養化？

答：富營養化作用是水體受到污染并使水體自身的正常生態失去平衡的結果。

富營養化水體易產生“水花”或“水華”，主要是水體中藻類（主要是微藻）在富營養化水體中大量繁殖使水體出現顏色，并變得渾濁，許多藻類團塊漂浮在水面上形成。

3、微生物與生物環境間的相互關系？

答：互生：二種可以單獨生活的生物，當它們生活在一起時，通過各自的代謝活動而有利于對方，或偏利于一方的一種生活方式。“可分可合，合比分好”如：纖維素分解細菌與固氮菌；

共生：二種生物共居在一起，相互分工協作、相依為命，甚至形成在生理上表現出一定的分工，在組織和形態上產生了新的結構的特殊的共生體。分為互惠共生：二者均得利；偏利共生：一方得利，但另一方并不受害，如：地衣--藻類和真菌的共生體；根瘤菌與豆科植物間的共生。

寄生：一種小型生物生活在另一種相對較大型生物的體內或體表，從中取得營養和進行生長繁殖，同時使后者蒙受損害甚至被殺死的現象。

拮抗：某種生物產生的代謝產物可抑制它種生物的生長發育甚至將后者殺死。競爭：兩個種群因需要相同的生長基質或其它環境因子，致使增長率和種群密度受到限制時發生的相互作用，其結果對兩種種群都是不利的。

捕食：一種種群被另一種種群完全吞食，捕食者種群從被食者種群得到營養，而對被食者種群產生不利影響。

第七章 水環境污染控制與治理的生態工程及微生物學原理

1、微生物處理污水主要方法？

答：根據微生物與氧的關系：好氧處理法和厭氧處理法。

根據微生物在構筑物中狀態：活性污泥法和生物膜法。

2、好氧活性污泥的組成和性質？

答：（1）組成：微生物（好氧、兼性及少量厭氧）+ 固體雜質（有機和無機）

（2）性質：絮狀，大小為0.02-0.2mm，比表面積在20-100 cm2/ml；

顏色：生活污水一般為黃褐色，工業污水則與水質有關；

含水率：在99%，比重1.002-1.006，具有沉降性能； pH：6-7，弱酸性，具一定的緩沖能力。好氧活性污泥的存在狀態

3、好氧活性污泥中的微生物群落？

答：好氧活性污泥的結構和功能的中心是菌膠團，其主體是細菌。其中生長有其他微生物，如酵母菌、霉菌、放線菌、藻類、原生動物及微型后生動物等。

4、菌膠團的作用？

答：（1）對有機物進行吸附和氧化分解。（2）為后生動物和微型后生動物提供良好的生存環境。（3）為原生動物提供附著場所。（4）具有環境指示作用。

5、什么是好氧生物膜？好氧生物膜中的微生物及其功能？

答：好氧微生物和兼性厭氧微生物粘附在生物濾池濾料上或生物轉盤盤片上的一層帶粘性、薄膜狀的微生物混合群體。是生物膜法凈化污水的工作主體。

膜中微生物：以菌膠團為主，起凈化和降解作用；

膜面生物：固著型纖毛蟲和游泳型纖毛蟲，起促進濾池凈化速度，提高整體效率的作用；

濾池掃除生物：輪蟲、線蟲、寡毛類的沙蠶、票頁體蟲等，起去除濾池內的污泥、防止污泥積聚和堵塞的功能。

6、好氧生物膜凈化廢水的作用機理？

答：在生物濾池中，上層生物膜中的生物膜生物（絮凝性細菌及其他微生物）和生物膜面生物（固著型纖毛蟲、游泳型纖毛蟲及微型后生動物）吸附廢水中的大分子有機物，將其水解為小分子有機物。同時吸收溶解性有機物和經水解的小分子有機物進入體內，并氧化分解之。上一層生物膜的代謝產物流向下一層，被下一層的生物膜生物吸收氧化。分解為二氧化碳和水。老化的生物膜和游離細菌被濾池掃除生物吞食。

7、影響水體自凈速度的限制因素物理因素？

答：凈水流量、流速、污染物物理性質；化學因素；地域、季節、天氣；生物因素：生物種類、數量（營養物濃度、環境因子）、代謝的極限速度。

8、衡量水體污染與自凈的指標？

答：水體外觀、化學指標、生物種類、數量及比例關系、溶解氧等等。

9、污染水體一般分為哪幾種不同的污染帶類型？

答：污染水體不同的污染帶類型分為：多污帶、α中污帶、β中污帶、寡污帶。

9、有機固體廢棄物的微生物處理及其微生物群落目前垃圾處理的方法？

答：主要有：堆肥法、衛生填埋法和焚燒法。其中堆肥法和衛生填埋法為生物處理方法，用以處理可生物降解的有機固體廢棄物。

堆肥法是依靠自然界廣泛分布的細菌、放線菌和真菌等微生物，有控制地促進可生物降解的有機物向穩定的腐殖質轉化的過程。是處理城市的生活垃圾及其他有機固體廢棄物的主要方法。

衛生填埋法是在堆肥法的基礎上發展起來的，其處理原理與厭氧堆肥原理相同，均利用好氧微生物、兼性厭氧微生物和厭氧微生物處理。要求采取各種預防措施，以盡量減少填埋場地對周圍環境、大氣和地下水源的污染。

2013.11.18

第二篇：環境工程微生物學復習總匯

環境工程微生物學復習總匯

緒論

一、環境微生物學的研究對象

定義：環境微生物學是研究與環境領域（包括環境工程、給水排水工程）有關的微生物及其生命活動規律。

其內容包括：微生物個體形態、群體形態；細胞結構功能、生理特性、生長繁殖、遺傳變異等；微生物與環境的關系（尤其是微生物與污染環境之間的關系）；微生物對物質的轉化分解作用（特別是應用微生物來處理各種污染物質，如廢水、廢氣和固體廢棄物）。

二、環境工程微生物學的研究任務 １）防止或消除有害微生物 ２）充分利用有益的微生物資源 生物監測的優缺點：

生物監測的主要優越性：

(a)長期性；(b)綜合性；(c)直觀性；(d)靈敏性。

生物監測的主要缺點：

(a)定量化程度不夠；(b)需要一定的專業知識和經驗。

1、何謂原核微生物？它包括哪些微生物？

答：具有原核細胞的生物稱為原核微生物。原核微生物包括古菌（即古細菌）、真細菌、放線菌、藍細菌、粘細菌、立克次氏體、支原體、衣原體和螺旋體。

2、何謂真核微生物？它包括哪些微生物？

答：具有真核細胞的生物稱為真核生物。真核微生物包括除藍藻以外的藻類、酵母菌、霉菌、原生動物、微型后生動物等。

3、微生物是如何分類的？

答：在生物學上，對生物的分類采用按其生物屬性和它們的親緣關系有次序地分門別類排列成一個系統。七個等級：界、門、綱、目、科、屬、種。

4、生物的分界共有幾種分法，他們是如何劃分的？

答：五界分類系統：原核生物界(包括細菌、放線菌、藍綠細菌)、原生生物界（包括藍藻以外的藻類及原生動物）、真菌界（包括酵母菌和霉菌）、動物界和植物界。六界學說：病毒界、原核生物界、真核生物界、真菌界、動物界和植物界。

5、微生物是如何命名的？舉例說明。答： 學名＝屬名＋種名＋（命名人姓氏）

生物的學名都是用拉丁文書寫，屬名用名詞，第一個字母大寫，種名用形容詞，第一個字母小寫。例如我們所熟悉的大腸桿菌，其學名為Escherichia coli（大腸埃希氏桿菌），簡稱E.coli。

6、寫出大腸埃希氏桿菌和桔草芽孢桿菌的拉丁文全稱。

答：大腸埃希氏桿菌的名稱是Escherichia coli，桔草芽孢桿菌的名稱是Bacillus subtilis。

7、微生物有哪些特點？

答：(1)體積小，比表面積大(2)吸收多，轉化快(3)生長旺，繁殖速(4)適應性強，易變異(5)分布廣，種類多

第一章

5.什么叫毒性噬菌體？什么叫溫和噬菌體？

答：毒性噬菌體：就是指侵入宿主細胞后，隨即引起宿主細胞裂解的噬菌體。

溫和噬菌體：就是指侵入細胞后，其核酸附著并整合在宿主染色體上，和宿主細胞的核酸同步復制，宿主細胞不裂解而繼續生長，這種不引起宿主細胞裂解的噬菌體稱作溫和噬菌體。

10.什么叫噬菌斑？什么是PFU? 答：所謂的噬菌斑是指原代或者傳代單層細胞被病毒感染后，一個個細胞被病毒蝕空成空斑。PFU是噬菌斑的單位！

16.病毒在水體和土壤中的存活時間主要受哪些因素影響

答：病毒在各種環境中由于影響因素的不同，其存活時間也是不同的。

（1）、水體中：溫度，病毒類型。

（2）、土壤中：土壤溫度和濕度。

第二章 原核微生物

1、細菌有哪幾種形態？各舉一種細菌為代表。

答：細菌有四種形態：球狀、桿狀、螺旋狀和絲狀。分別叫球菌、桿菌、螺旋菌和絲狀菌。

3、革蘭氏陽性菌和革蘭氏陰性菌的細胞壁結構有什么異同？各有哪些化學組成？

答：革蘭氏陽性菌的細胞壁厚，其厚度為20~~80nm，結構較簡單，含肽聚糖（包括三種成分：D-氨基酸、胞壁酸和二氨基庚二酸）、磷壁酸（質）、少量蛋白質和脂肪。革蘭氏陰性菌的細胞壁較薄，厚度為10nm，其結構較復雜，為外壁層和內壁層，外壁層又分三層：最外層是脂多糖，中間是磷脂層，內層為脂蛋白。內壁層含肽聚糖，不含磷壁酸。

6、何謂核糖體？它有哪些生理功能？

答：原核微生物的核糖體是分散在細胞質中的亞微顆粒，是合成蛋白質的部位。生理功能：合成蛋白質。可以維持形態和穩定功能的作用，還有轉錄的作用！

8、敘述革蘭氏染色的機制和步驟。答：革蘭氏染色的機制有以下兩點：(1)革蘭氏染色與等電點的關系

G+菌的等電點低于G-菌，所帶負電荷更多，因此，它與結晶紫的結合力較大，不易被乙醇脫色。

(2)革蘭氏染色與細胞壁的關系

G+的細胞壁脂類少，肽聚糖多，G-則相反，故乙醇容易進入G-細胞，進行脫色。其染色步驟如下：

（1）在無菌操作條件下，用接種環挑取少量細菌于干凈的載玻片上涂布均勻，固定。（2）用草酸銨結晶紫染色1min，水洗去掉浮色。（3）用碘—碘化鉀溶液媒染1min，傾去多余溶液。

（4）用中型脫色劑如乙醇或丙酮酸脫色，革蘭氏陽性菌不被褪色而呈紫色。革蘭氏陰性菌被褪色而成無色

（5）用蕃紅染液復染1min，格蘭仕陽性菌仍呈紫色，革蘭氏陰性菌則呈現紅色。革蘭氏陽性菌和格蘭仕陰性菌即被區分開。

10、可用什么培養技術判斷細菌的呼吸類型和能否運動？如何判斷？

答： 判斷細菌呼吸類型：如果細菌在培養基的表面及穿刺線的上部生長者為好氧菌。沿著穿刺線自上而下生長者為兼性厭氧菌或兼性好氧菌。如果只在穿刺線的下部生長者為厭氧菌。

判斷細菌能否運動：如果只沿著穿刺線生長者為沒有鞭毛，不運動的細菌；如果不但沿著穿刺線生長而且穿透培養基擴散生長著為有鞭毛運動的細菌。

11、何謂放線菌？革蘭氏染色是何種反應？

12、藍細菌是一類什么微生物？分幾綱，其中有那幾屬與水體富營養化有關？

答：藍細菌：細菌細胞結構簡單，只具原始核，沒有核仁和核膜，只有染色質，只具有葉綠素，沒有葉綠體。故將它隸屬于原核生物界的藍色光合菌門。

按藍細菌的形態和結構的特征，老的分類為二綱：色球藻綱和藻殖段綱。

色球藻綱可分為色球藻屬、微囊藻屬、腔球藻屬、管孢藻屬及皮果藻屬。其中的微囊藻屬和腔球藻屬課引起富營養化水體發生水華。

藻殖段綱分顫藻屬、念珠藻屬、筒孢藻屬、膠腥藻屬好、及單岐藻屬。其中魚腥藻屬在富營養化水體中形成水華。

第三章 真核微生物

1、何謂原生動物？它有哪些細胞器和營養方式？

答：原生動物是動物中最原始、最低等。結構最簡單的單細胞動物。

原生動物為單細胞，沒有細胞壁，有細胞質膜、細胞質，有分化的細胞器，其細胞核具有核膜（較高級類型有兩個和），故屬真和微生物。

營養方式：全動性營養、植物性營養和腐生性營養三種方式。

9、藻類的分類依據是什么？它分為幾門？

答：藻類的分類依據是：光合色素的種類，個體形態，細胞機構，生殖方式和生活史等。

分類：藍藻門、裸藻門、綠藻門、輪藻們、金藻門、黃藻門、硅藻門、甲藻門、紅藻門及褐藻門。

也有分為8門的，即使、把金藻門、黃藻門和硅藻門合并入金藻門；黃藻和硅藻列為金藻門的兩個綱：黃藻綱和硅藻綱。分11門的是保留上述的10門之外另加隱藻門。

10、裸藻和綠藻有什么相似和不同之處？

答：【相同點】具有葉綠體，內含葉綠色a、b、β-胡蘿卜素、3種葉黃素。上述色素使葉綠體呈現鮮綠色，與綠藻相同。都有鞭毛，在葉綠體內都有造粉核。【不同】（1）、繁殖方式：裸藻為縱裂，綠藻為無性生殖和有性生殖。

（2）、生活環境：裸藻主要生長在有機物豐富的靜止水體或才、緩慢的流水中，大量繁殖時形成綠色、紅色或褐色的水花。綠藻在流動和靜止的水體、土壤表面和樹干都能生長。寄生的綠藻引起植物病害。

（3）、裸藻是水體富營養化的指示生物，而綠藻在水體自凈中起凈化和指示生物的作用。

11、綠藻在人類生活、科學研究和水體自凈中起什么作用？

答：綠藻中的小球藻和柵藻富含蛋白質可供人食用和作動物飼料。綠藻是藻類生理生化研究的材料及宇宙航行的供氧體，有的可制藻膠。綠藻在水體自凈中起凈化和指示生物的作用。

12、硅藻和甲藻是什么樣的藻類？水體富氧化與那些藻類有關？

13、真菌包括哪些微生物？他們在廢水生物處理中各起什么作用？

答：真菌屬低等植物，種類繁多，形態、大小各異，包括酵母菌、霉菌及各種傘菌。酵母菌處理和有機固體廢棄物生物處理中都起積極作用。酵母菌還可用作檢測重金屬，霉菌對廢水中氰化物的去除率達90%以上。有的霉菌還可處理含硝基化合物廢水。傘菌：既處理廢水和固體廢棄物，還可獲得食用菌。

14、酵母菌有哪些細胞結構？有幾種類型的酵母菌？

答：酵母菌的細胞結構有細胞壁、細胞質膜、細胞核、細胞質及內含物。酵母菌的細胞組分含葡聚糖、甘露聚糖、蛋白質及脂類。啤酒酵母還含幾丁質。

15、霉菌有幾種菌絲？如何區別霉菌和放線菌的菌落？ 答：霉菌有營養菌絲和氣生菌絲。

霉菌的菌落呈圓形絨毛狀、絮狀或蜘蛛網狀。比其他微生物的菌落都答，長得很快可蔓延至整個平板。霉菌菌落疏松，與培養基結合不緊，用接種環很容易挑取。放線菌的菌落是由一個分生孢子或一段營養菌絲生長繁殖引起許多菌絲互相纏繞而成，質地緊密，表面呈絨狀或緊密干燥多皺。菌絲潛入培養基，整個菌落像是潛入培養集中，不易被挑取。有的菌落成白色粉末狀，質地松散，易被挑取。

第四章 微生物的生理

11、什么叫培養基？按物質的不同，培養基可分為哪幾類？按實驗目的和用途的不同，可分為哪幾類？

答：根據各種微生物的營養要求，將誰、碳源、氮源、無機鹽和生長因子等物質按一定的比例配制而成的，用以培養微生物的基質，即培養基。

根據實驗目的和用途不同，培養基可分為：基礎培養基、選擇培養基、鑒別培養基和加富（富集）培養基。

按物質的不同，培養基可分為合成培養基、天然培養基和符合培養基

12、什么叫選擇培養基？那些培養基屬于選擇培養基？

答：選擇培養基就是用以抑制非目的微生物的生長并使所要分離的微生物生長繁殖的培養基。麥康蓋培養基、乳糖發酵培養基。

13、什么叫鑒別培養基？哪些培養基屬于鑒別培養基？

答：當幾種細菌由于對培養基中某一成分的分界能力不同，其菌落通過指示劑先是除不太那個的顏色而被區分開，這種起鑒別和區分不同細菌作用的培養基叫鑒別培養基。常用的鑒別培養基遠滕氏培養基、醋酸鉛鋅培養基、伊紅—美藍（EMB）培養基等。15 如何判斷某水樣是否被糞便污染？

答：總大腸菌群（大腸菌群、大腸桿菌群）：用以間接指示水體被糞便污染的一個指標。大腸菌群被選作致病菌的間接指示菌的原因是：大腸菌群是人腸道中正常寄生菌，數量最大，對人較安全，在環境中的存活時間與致病菌相近，而且檢驗技術較簡便，因而被選中，一直沿用至今。在我國規定1L 生活飲用水中的總大腸菌群數在3 個以下。第五章 微生物的生長繁殖與生存因子 什么叫滅菌？滅菌方法有哪幾種？試述其優缺點。

答：滅菌是通過超高溫或其他的物理、化學因素將所有微生物的營養細胞和所有的芽孢或孢子全部殺死。

滅菌的方法有干熱滅菌法和濕熱滅菌法。與干熱滅菌相比，濕熱滅菌的穿透力和熱傳導都要更強，且在濕熱時微生物吸收高溫水分，菌體蛋白很易凝固、變性，滅菌效果好。10 氧氣對好養微生物的用途是什么？充氧效率與微生物生長有什么關系？

答：氧氣對好氧微生物有兩個作用：①作為微生物耗氧呼吸的最終電子受體；②參與甾醇類和不飽和脂肪酸的合成。兼性厭氧微生物為什么在有氧和無氧條件下都能生長？

答：兼性厭氧微生物既具有脫氫酶也具有氧化酶。在有氧條件時，氧化酶活性強，細胞色素及電子傳遞體系的其他組分正常存在；在無氧條件時，細胞色素和電子傳遞體系的其他組分減少或全部喪失，氧化酶無活性，一旦通入氧氣，這些組分的合成很快恢復。所以，兼性厭氧微生物既能在無氧條件下，又能在有氧條件下生長。專性厭氧微生物為什么不需要氧？氧對專性厭氧微生物有什么不良影響？

答：專性厭氧微生物生境中絕對不能有氧，因為有氧存在時，代謝產生的NADH2和O2反應生成H2O2 和NAD，而專性厭氧微生物不具有過氧化氫酶，它將被生成的過氧化氫殺死。O2 還可產生游離，由于專性厭氧微生物不具破壞的超氧化物歧化酶（SOD）而被殺死。耐氧的厭氧微生物雖然具有超氧化物歧化酶，能耐O2，然而它們缺乏過氧化氫酶，仍會被過氧化氫殺死。抗生素是如何殺菌和抑菌的？

答：抗生素對微生物的影響主要有以下四個方面： ①抑制微生物的細胞壁合成： ②破壞微生物的細胞質膜： ③抑制蛋白質合成： ④干擾核酸的合成：

第六章微生物的遺傳和變異 什么叫定向培養和馴化？ 答：定向培養是人為用某一特定環境條件長期處理某一微生物群體，同時不斷將它們進行移種傳代，以達到累積和選擇合適的自發突變的一種古老的雨中方法。馴化是通過人工措施使微生物逐步適應某一條件，而定向選育微生物的方法。通過馴化可取得具有較高耐受力及活動能力的菌株。馴化常用于廢水處理中微生物的選育，以獲得對某種污染物具有較高的降解能力的高效菌株。試述紫外輻射殺菌的作用機理。

答：紫外輻射殺菌的作用機理是干擾DNA 的復制與轉錄。何謂雜交、轉化和轉導？各自有什么實踐意義？

答：雜交是通過雙親細胞的融合，使整套染色體的基因重組，或者是通過雙親細胞的溝通，使部分染色體基因重組。在真核微生物和原核微生物中可通過雜交獲得有目的的、定向的新品種。受體細胞直接吸收來自供體細胞的DNA 片段（來自研碎物），并把他們整合到自己的基因組里，從而獲得了供體細胞部分遺傳性狀的現象稱為轉化。轉化過程：感受態細胞出現；DNA 吸附；DNA 進入細胞內；DNA 解鏈；形成受體DNA－供體DNA 復合物；DNA復制和分離。通過溫和噬菌體的媒介作用，把供體細胞內特定的基因（DNA 片段）攜帶至受體細胞中，使后者獲得前者部分遺傳性狀的現象成為轉導。

第七章 微生物生態

10、什么叫水體自凈？可根據哪些指標判斷水體自凈程度？

答：河流（水體）接納了一定量的有機污染物后，在物理的、化學的和水生物(微生物、動物和植物)等因素的綜合作用后得到凈化，水質恢復到污染前的水平和狀態，叫作水體自凈。衡量水體自凈的指標：

①P/H 指數②氧濃度晝夜變化幅度和氧垂曲線。

11、水體污染指標有哪幾種？污化系統分為哪幾“帶”？各“帶”有什么特點？ 答：水體污染指標有：

①BIP 指數②細菌菌落總數（CFU）③總大腸菌群（大腸菌群、大腸桿菌群）

污化系統分為多污帶、α中污帶、β中污帶、寡污帶。

12、什么叫水體富營養化？評價水體富營養化的方法有幾種？

答：水體富營養化(eutrophication)是指在人類活動的影響下，氮、磷等營養物質大量進入湖泊、河口、海灣等緩流水體，引起藻類及其他浮游生物迅速繁殖，水體溶解氧量下降，水質惡化，魚類及其他生物大量死亡的現象。這種現象在河流湖泊中出現稱為水華，在海洋中出現稱為赤潮。水體富營養化評價常用的方法有：觀察藍藻等指示生物；測定生物量；測定原初生產力；測定透明度；測定N、P 等營養物質。AGP（藻類生產的潛在能力測定）。

第八章 微生物在環境物質循環中的作用

敘述磷的循環。有機磷如何分解? 答：微生物將汗磷的有機物和不溶性的磷酸鈣分解轉化為溶解性的磷酸鹽，磷酸鹽被植物和微生物吸收利用，當溶解性的磷酸鹽被植物吸收后成為植物體內含磷的有機物，動物食用后變成動物體內含磷的有機物。動物和植物尸體在微生物的分解作用下，分解轉化為為溶解性的偏磷酸鹽（HPO4).HPO4在厭氧條件下被還原為PH3以此構成磷循環。

（1）核酸的分解：在微生物核酸酶的作用下，被紓解乘核苷酸，有在核苷酸酶的作用下分解成核苷和磷酸，核苷再經核苷酶水解成嘧啶和核糖。生成的嘧啶將繼續分解，經脫氨基生成氨。

（2）磷脂的分解：被微生物卵磷脂酶水解為甘油，脂肪酸，磷酸核膽堿。膽堿再分解為氨，二氧化碳，有機酸和醇。2-2-（3）植素的分解：經植物的植酸酶分解為磷酸和二氧化碳。敘述汞的循環

答：含汞工業廢物隨廢水排放到水體中，大氣中汞由于雨水沖刷帶到土壤和水體中，再由土壤細菌和水體底泥中的脫硫弧菌及其他的細菌轉化為甲基汞，甲基汞由于化學作用轉化為單質汞，它由水體釋放到大氣后被大氣中的H2O2氧化為Hg2+，再隨雨水到水體，在化學作用條件下轉化為CH3Hg+；通過微生物轉化為（CH3)2Hg.（CH3)2Hg.被魚食用，在轉移到鳥的體內。

第九章水環境污染控制和治理的生態工程及微生物學原理

1、什么叫活性污泥？它的組成和性質是什么？ 答：活性污泥(activesludge)是微生物群體及它們所依附的有機物質和無機物質的總稱．微生物群體主要包括細菌，原生動物和藻類等．其中，細菌和原生動物是主要的二大類．活性污泥主要用來處理污廢水。

通過生物學和化學分析，活性污泥由①活性微生物，②微生物內源呼吸殘余物，③吸附在活性污泥上的惰性的不可降解的有機物，④雖可降解但尚未降解的有機物，⑤惰性無機物。

2、好氧活性污泥中有哪些微生物？ 答：好氧活性污泥的結構和功能的中心是菌膠團——由能起絮凝作用的細菌形成。其上生長著其他微生物，如酵母菌，霉菌、放線菌、藻類、原生動物和微型后生動物，組成一個生態系。

3、敘述好氧活性污泥凈化廢水的機理。

答：好氧活性污泥的凈化作用有類似于水處理工程中混凝劑的作用，同時又能吸收和分解水中溶解性污染物。

4、敘述氧化塘和氧化溝處理廢水的機制。答：有機廢水流入氧化塘，其中的細菌吸收水中溶解氧，將有機物氧化分解為H2O、CO2、NH3、NO3-、PO43-、SO42-。細菌利用自身分解含氮有機物產生的NH3 和環境中的營養物合成細胞物質。藻類利用H2O 和CO2 進行光合作用合成碳水化合物，再吸收NH3 和SO42-合成蛋白質、吸收PO43-合成核酸，并繁殖新藻體。

5、菌膠團原生動物和微型后生動物有哪些作用？（菌膠團和原生動物等在污水生物處 理和水體自凈過程中各起什么作用？）

答：菌膠團的作用：①有很強的生物吸附能力和氧化分解有機物的能力；②菌膠團對有機物的吸附和分解，為原生動物和微型后生動物提供良好的生存環境；③為原生動物、微型后生動物提供附著場所；④具有指示作用，通過菌膠團的顏色、透明度、數量、顆粒大小及結構的松緊程度可衡量好氧活性污泥的性能。原生動物和微型后生動物的作用：①指示作用；②凈化作用；③促進絮凝和沉淀作用。

8、敘述生物膜法凈化廢水的作用機理。

答：①有機物從流動水中通過擴散作用轉移到附著水中去，同時氧也通過流動水、附著水進入生物膜的好氧層；②生物膜中的有機物進行好氧分解；代謝產物如CO2、H2O等無機物沿相反方向排至流動水層及空氣中；③內部厭氧層的厭氧菌利用死亡的好氧菌及部分有機物進行厭氧代謝；代謝產物如有機酸等轉移到好氧層或流動水層中。什么叫活性污泥絲狀膨脹？引起活性污泥絲狀膨脹的微生物有哪些？ 答：由于絲狀細菌極度生長引起的活性污泥膨脹稱為活性污泥絲狀膨脹。引起活性污泥絲狀膨脹的微生物有諾卡氏菌屬、浮游球菌屬、微絲菌屬、發硫菌屬、貝日阿托氏菌屬等。

10、促使活性污泥絲狀膨脹的環境因素有哪些？

答：溫度、溶解氧、可溶性有機物及其種類、有機物濃度或有機物負荷。

11、為什么絲狀細菌在廢水生物處理中能優勢生長？

答：呈絲狀擴展生長的絲狀菌，比表面積大于菌膠團的，對有限的營養條件和環境條件的競爭占優勢。

優勢競爭表現在：

①對溶解氧的競爭：溶解氧水平低時，只有在絮狀體表面的微生物得到較多的溶解氧，絮狀體內部多數微生物處于缺氧狀態。如果曝氣池溶解氧長期維持在較低水平，明顯有利于絲狀細菌優勢生長。

②對可溶性有機物的競爭：低分子糖類和有機酸有利于絲狀細菌生長，容易發生活性污泥絲狀膨脹。

③對氮、磷的競爭：處理生活污水按BOD5 與氮、磷的比為100:5:1 進行設計和運行。如果氮磷比小于此值，絲狀細菌大的比表面積又有利于它與菌膠團爭奪氮和磷而優勢生長。④有機物沖擊負荷的影響：廢水中有機物濃度、組成和流量等發生急劇變化，供氧量不變，氧被大量消耗，溶解氧量降低，絲狀細菌處于競爭優勢生長。

12、如何控制活性污泥絲狀膨脹？

答：①設調節池(及事故池)控制高負荷（BOD、毒物）沖擊；

②控制溶解氧，溶解氧濃度必須控制在3～4mg/L；

③調節廢水的營養配比，盡量逼近BOD5 與N 和P 的比例BOD5：N：P＝100：5：1。補N——尿素，補P——磷酸鈉。

④改革工藝，將活性污泥法改為生物膜法或在曝氣池中加填料改為生物接觸氧化 法。

第十章 污、廢水深度處理和微污染源水與處理中的生物學

原理

1、污、廢水為什么要脫氮除磷？

答：氮和磷是生物的重要營養源，但水體中氮、磷量過多，危害極大。最大的危害是引起水體富營養化。藍藻、綠藻等的大量繁殖引起水體缺氧，產生毒素，進而毒死魚、蝦等水生生物和危害人體健康，是水源水惡化，不但影響人類生活，還嚴重影響工、農業生產，鑒于以上原因，脫氮除磷非常重要。

2、微生物脫氮工藝有哪些？ 答：A/O、A2/O、A2/O2、SBR 等

3、敘述污、廢水脫氮原理。

答：首先利用設施內好氧段，由亞硝化細菌和硝化細菌的硝化作用，將NH3 轉化成為NO3--N。再利用缺氧段經反硝化細菌將NO3--N 反硝化還原為氮氣，溢出水面釋放到大氣，N2 參與自然界物質循環。

4、參與脫氮的微生物有哪些？它們有什么生理特征？

答：①氨化細菌：如熒光假單胞菌、靈桿菌、腐敗梭菌、變形桿菌等。特性：異養型的好氧、兼性厭氧或厭氧。

②硝化細菌：亞硝酸細菌: 亞硝酸單胞菌屬、亞硝酸球菌屬；硝酸細菌：硝酸桿菌屬、硝酸刺菌屬、硝酸球菌屬等。特性：（1）強好氧性；（2）化能自養型，以CO2 或CO32-為碳源，以NH4+ 或NO2-為能源；（3）生存在中性或堿性環境，不能在強酸環境生活。

③反硝化細菌：如假單胞菌屬、產堿桿菌屬、芽孢桿菌屬、土壤桿菌屬等。特性：異氧型兼性厭氧。

5、什么叫捷徑反硝化？在生產中它有何意義？

答：捷徑反硝化：即通過限制充氧量和縮短曝氣時間等條件，抑制硝化細菌生長，促使亞硝化細菌優勢生長，迅速將氨氧化為HNO2 后，隨即利用有機物將HNO2 還原為N2的過程。捷徑反硝化不僅可縮短曝氣時間，減少能耗，還節省碳源，從總體上節省運行費用。何謂人工濕地？敘述它處理污（廢）水的原理。

答：人工濕地是一個綜合的生態系統，它應用生態系統中物種共生、物質循環再生原理，結構與功能協調原則，在促進廢水中污染物質良性循環的前提下，充分發揮資源的生產潛力，防止環境的再污染，獲得污水處理與資源化的最佳效益。

原理：人工濕地實際上就是利用基質-微生物-植物的復合生態系統的物理，化學。和生物的三重協調作用，通過過濾，吸附，沉淀，離子交換，植物吸收的微生物分解等機制共同使污（廢）水高效凈化。人工濕地有那幾個組成？各有什么功能？ 答：組成有（1）基質（2）濕地植物（3）微生物

作用：（1）基質為微生物的生長提供穩定的附著基質，為濕地植物提供載體，扎根的溫床和營養物質。

（2）濕地植物吸收氨氮和磷，吸收污水中的有機物和無機物，為根系和根面提供氧氣和營養物質和能源

（3）微生物新陳代謝活動降解污染物，為植物提供養分和根系吸收營養物質的能力。17 那些水需要消毒？有那些消毒方式？ 答：（1）醫院污水（2）游泳池水循環系統（3）礦泉水（4）優質水（5）純凈水

消毒方式：（1）煮沸法(2）加氯消毒（3）臭氧消毒（4）過氧化氫消毒（5）紫外線輻射消毒（6）微電解消毒

第三篇：環境工程微生物學課后答案

環境工程微生物學--緒論

1、何謂原核微生物？它包括哪些微生物？

答：原核微生物的核很原始，發育不全，只有DNA鏈高度折疊形成的一個核區，沒有核膜，核質裸露，與細胞質沒有明顯界限，叫擬核或似核。原核微生物沒有細胞器，只有由細胞質膜內陷形成的不規則的泡沫體系，如間體核光合作用層片及其他內折。也不進行有絲分裂。原核微生物包括古菌（即古細菌）、真細菌、放線菌、藍細菌、粘細菌、立克次氏體、支原體、衣原體和螺旋體。

2、何謂真核微生物？它包括哪些微生物？

答：真核微生物由發育完好的細胞核，核內由核仁核染色質。由核膜將細胞核和細胞質分開，使兩者由明顯的界限。有高度分化的細胞器，如線粒體、中心體、高爾基體、內質網、溶酶體和葉綠體等。進行有絲分裂。真核微生物包括除藍藻以外的藻類、酵母菌、霉菌、原生動物、微型后生動物等。

3、微生物是如何分類的？

答：各種微生物按其客觀存在的生物屬性（如個體形態及大小、染色反應、菌落特征、細胞結構、生理生化反應、與氧的關系、血清學反應等）及它們的親緣關系，由次序地分門別類排列成一個系統，從大到小，按界、門、綱、目、科、屬、種等分類。種是分類的最小單位，“株”不是分類單位。

4、生物的分界共有幾種分法，他們是如何劃分的？

答：1969年魏泰克提出生物五界分類系統，后被Margulis修改成為普遍接受的五界分類系統：原核生物界(包括細菌、放線菌、藍綠細菌)、原生生物界（包括藍藻以外的藻類及原生動物）、真菌界（包括酵母菌和霉菌）、動物界和植物界。

我國王大

教授提出六界：病毒界、原核生物界、真核生物界、真菌界、動物界和植物界。

5、微生物是如何命名的？舉例說明。

答：微生物的命名是采用生物學中的二名法，即用兩個拉丁字命名一個微生物的種。這個種的名稱是由一個屬名和一個種名組成，屬名和種名都用斜體字表示，屬名在前，用拉丁文名詞表示，第一個字母大寫。種名在后，用拉丁文的形容詞表示，第一個字母小寫。如大腸埃希氏桿菌的名稱是Escherichia coli。

6、寫出大腸埃希氏桿菌和桔草芽孢桿菌的拉丁文全稱。

答：大腸埃希氏桿菌的名稱是Escherichia coli，桔草芽孢桿菌的名稱是Bacillus subtilis。

7、微生物有哪些特點？

答：

（一）個體極小

微生物的個體極小，有幾納米到幾微米，要通過光學顯微鏡才能看見，病毒小于0.2微米，在光學顯微鏡可視范圍外，還需要通過電子顯微鏡才可看見。

（二）分布廣，種類繁多

環境的多樣性如極端高溫、高鹽度和極端pH造就了微生物的種類繁多和數量龐大。

（三）繁殖快

大多數微生物以裂殖的方式繁殖后代，在適宜的環境條件下，十幾分鐘至二十分鐘就可繁殖一代。在物種競爭上取得優勢，這是生存競爭的保證。

（四）易變異

多數微生物為單細胞，結構簡單，整個細胞直接與環境接觸，易受外界環境因素影響，引起遺傳物質DNA的改變而發生變異。或者變異為優良菌種，或使菌種退化。

環境工程微生物學1

1.病毒是一類什么樣的微生物？它有什么特點？

答：病毒是沒有細胞結構，專性寄生在活的敏感宿主體內，可通過細菌過濾器，大小在0.2微米一下的超微小微生物。

特點：大小在0.2微米以下，故在光學顯微鏡下看不見，你必須在電子顯微鏡下方可合成蛋白質的機構——核糖體，也沒有合成細胞物質和繁殖所必備的酶系統，不具獨立的代謝能力，必須專性寄生在活的敏感宿主細胞內，依靠宿主細胞合成病毒的化學組成和繁殖新個體。病毒在活的敏感宿主細胞內是具有生命的超微生物，然而，在宿主體外卻呈現不具生命特征的大分子物質，但仍保留感染宿主的潛在能力，一旦重新進入活的宿主細胞內又具有生命特征，重新感染新的宿主。2.病毒的分類依據是什么？分為哪幾類病毒？

答：病毒是根據病毒的宿主、所致疾病、核酸的類型、病毒粒子的大小、病毒的結構、有或無被膜等進行分類的。

根據專性宿主分類：有動物病毒、植物病毒、細菌病毒（噬菌體）、放線菌病毒（噬放線菌體）、藻類病毒（噬藻體），真菌病毒（噬真菌體）。

按核酸分類：有DNA病毒（除細小病毒組的成員是單鏈DNA外，其余所有的病毒都是雙鏈DNA）和RNA病毒（除呼腸孤病毒組的成員是雙鏈RNA外，其余所有的病毒都是單鏈RNA）。3.病毒具有什么樣的化學組成和結構？

答：

一、病毒的化學組成：病毒的化學組成有蛋白質和核酸，個體大的病毒如痘病毒，除含蛋白質和核酸外，還含類脂類和多糖。

二、病毒的結構：病毒沒有細胞結構，卻有其自身獨特的結構。整個病毒分兩部分：蛋白質衣殼和核酸內芯，兩者構成核衣殼。完整的具有感染力的病毒叫病毒粒子。病毒粒子有兩種：一種是不具被膜（亦稱囊膜）的裸露病毒粒子；另一種是在核衣殼外面有被膜所構成的病毒粒子。寄生在植物體內的類病毒和擬病毒結構更簡單，只具RNA，不具蛋白質。

1、蛋白質衣殼：是由一定數量的衣殼粒（由一種或幾種多肽鏈折疊而成的蛋白質亞單位）按一定的排列組合構成的病毒外殼，成為蛋白質衣殼。由于衣殼粒的排列組合不同病毒有三種對稱構型：立體對稱型，螺旋對稱型和復合對稱型。

2、蛋白質的功能：保護病毒使其免受環境因素的影響。決定病毒感染的特異性，使病毒與敏感細胞表面特定部位有特異親和力，病毒可牢固的附著在敏感細胞上。病毒蛋白質還有致病性、毒力和抗原性。動物病毒有的含DNA，有的含RNA。植物病毒大多數含RNA，少數含DNA。噬菌體大多數含DNA，少數含RNA。病毒核酸的功能是：決定病毒遺傳、變異和對敏感宿主細胞的感染力。

3、被膜（囊膜）：痘病毒、腮腺炎病毒及其他病毒具有被膜，它們除含蛋白質和核酸外，還含有類脂質，其中50%~60%為磷脂，其余為膽固醇。痘病毒含糖脂和糖蛋白，多數病毒不具酶，少數病毒含核酸多聚酶。

4.敘述大腸桿菌T系噬菌體的繁殖過程。

答：大腸桿菌T系噬菌體的繁殖過程可分為四步：吸附，侵入，復制，聚集與釋放。

1、吸附：首先大腸桿菌T系噬菌體以它的尾部末端吸附到敏感細胞表面上某一特定的化學成分，或是細胞壁，或是鞭毛，或是纖毛。

2、侵入：尾部借尾絲的幫助固著在敏感細胞的細胞壁上，尾部的酶水解細胞壁的肽聚糖形成小孔，尾鞘消耗ATP獲得能量而收縮將尾鞘壓入宿主細胞內（不具尾鞘的絲狀大腸桿菌T系噬菌體將DNA壓入宿主細胞內的速度較慢）尾髓將頭部的DNA注入宿主細胞內，蛋白質外殼留在宿主細胞外，此時，宿主細胞壁上的小孔被修復。【噬菌體不能繁殖，這與噬菌體在宿主細胞內增值所引起的裂解不同】。

3、復制與聚集：噬菌體侵入細胞內后，立即引起宿主的代謝改變，宿主細胞胞內的核酸不能按自身的遺傳特性復制和合成蛋白質，而有噬菌體核酸所攜帶的遺傳信息控制，借用宿主細胞的合成機構如核糖體，mRNA、tRNA、ATP及酶等復制核酸，進而合成噬菌體的蛋白質，核酸和蛋白質聚集合成新的噬菌體，這過程叫裝配。大腸桿菌噬菌體T4的裝配過程如下：先合成含DNA的頭部，然后合成尾部的尾鞘，尾髓和尾絲。并逐個加上去就裝配成一個完整的新的大腸桿菌噬菌體T4。

4、宿主細胞裂解和成熟噬菌體粒子的釋放：噬菌體粒子成熟后，噬菌體水解酶水解宿主細胞壁而使宿主細胞裂解，噬菌體被釋放出來重新感染新的宿主細胞，一個宿主細胞課釋放10~1000個噬菌體粒子。5.什么叫毒性噬菌體？什么叫溫和噬菌體？

答：毒性噬菌體：就是指侵入宿主細胞后，隨即引起宿主細胞裂解的噬菌體；是正常表現的噬菌體。

溫和噬菌體：就是指侵入細胞后，其核酸附著并整合在宿主染色體上，和宿主細胞的核酸同步復制，宿主細胞不裂解而繼續生長，這種不引起宿主細胞裂解的噬菌體稱作溫和噬菌體。6.什么叫溶原細胞（菌）？什么叫原噬菌體？

答：溶原細胞就是指含有溫和噬菌體核酸的宿主細胞。

原噬菌體就是指在溶原細胞內的溫和噬菌體核酸，又稱為前噬菌體。7.解釋Escherichia coil K12（λ）中的各詞的含義。

答：溶原性噬菌體的命名是在敏感菌株的名稱后面加一個括弧，在括弧內寫上溶原性噬菌體λ。大腸桿菌溶原性噬菌體的全稱為Escherichia coil K12（λ），Escherichia 是大腸桿菌的屬名，coil是大腸桿菌的種名，K12是大腸桿菌的株名，括弧內的λ為溶原性噬菌體。8.病毒（噬菌體）在固體培養基上有什么樣的培養特征。

答：將噬菌體的敏感細菌接種在瓊脂固體培養基上生長形成許多個菌落，當接種稀釋適度的噬菌體懸液后引起點性感染，在感染點上進行反復的感染過程，宿主細菌菌落就一個個被裂解成一個個空斑，這些空斑就叫噬菌斑。

9.噬菌體在液體培養基和固體培養基中各有什么樣的培養特征。

答：噬菌體在固體培養基上的培養特征如上；

噬菌體在液體培養基上的培養特征是：將噬菌體的敏感細菌接種在液體培養基中，經培養后敏感細菌均勻分布在培養基中而使培養基渾濁。然后接種噬菌體，敏感細胞被噬菌體感染后發生菌體裂解，原來渾濁的細菌懸液變成透明的裂解溶液。10.什么叫噬菌斑？什么是PFU? 答：將噬菌體的敏感細菌接種在瓊脂固體培養基上生長形成許多個菌落，當接種稀釋適度的噬菌體懸液后引起點性感染，在感染點上進行反復的感染過程，宿主細菌菌落就一個個被裂解成一個個空斑，這些空斑就叫噬菌斑。11.破壞病毒的物理因素有哪些？它們是如何破壞病毒的？ 答： 共有三類：

1、溫度：高溫使病毒的核酸和蛋白質衣殼受損傷，高溫對病毒蛋白質的滅活比病毒核酸的滅活要快。蛋白質的變性阻礙了病毒吸附到宿主細胞上，削弱了病毒的感染力。

2、光及其他輻射：（1）紫外輻射：其滅活部位使病毒的核酸，使核酸中的嘧啶環收到影響，形成胸腺嘧啶二聚體，尿嘧啶殘基的水和作用也會損傷病毒。（2）可見光：在氧氣和燃料存在的條件下，大多數腸道病毒對可見光很敏感而被殺死，這叫“光滅活作用”；燃料附著在核酸上，催化光催化作用，引起病毒滅活。（3）離子輻射：X射線、r射線也有滅活病毒的作用。

3、干燥：被滅活的原因是在干燥環境中病毒RNA釋放出來而隨后裂解。12.紫外線如何破壞病毒？

答： 紫外線照射到病毒之上，其滅活部位是病毒的核酸，是核酸中的嘧啶環到影響，形成胸腺嘧啶二聚體（即在相鄰的胸腺嘧啶殘基之間形成共價鍵）。尿嘧啶殘基的水和作用也會損傷病毒。13.滅活宿主體外殼的化學物質有哪些？他們是如何破壞病毒的？ 答：酚：破壞病毒蛋白質的衣殼。

低離子強度（低滲緩沖溶液）的環境：使病毒蛋白質的衣殼發生細微變化，阻止病毒附著在宿主細胞上。

附加：堿性環境課破壞蛋白質衣殼和核酸，當pH大到11以上會嚴重破壞病毒。氯(次氯酸、二氧化氯、漂白粉)和臭氧滅活效果極好，他們對病 毒蛋白質和核酸均有作用。14.破壞病毒的蛋白質衣殼、核酸和脂類被膜的化學物質有哪些？

答：破壞病毒蛋白質衣殼的化學物質有：酚，低離子強度；破壞病毒核酸的化學物質：甲醛（破壞核酸，但不改變病毒的抗原特性），亞硝酸（導致嘌呤和嘧啶堿基的脫氨基作用），氨（引起病毒顆粒內RNA的裂解）；破壞病毒脂類被膜的化學物質：醚、十二烷基硫酸鈉、氯仿、去氧膽酸鈉等。15.你怎么判斷病毒有、無被膜？

答：凡對醚類等脂溶劑敏感的病毒為有被膜的病毒；對脂溶劑不敏感的病毒為不具被膜的病毒。16.病毒在水體和土壤中的存活時間主要受哪些因素影響

答：病毒在各種環境中由于影響因素的不同，其存活時間也是不同的。

1、病毒在水體中的存活：在海水和淡水中，溫度是影響病毒存活的主要因素，也與病毒類型也有關。在水體淤泥中，病毒吸附在固體顆粒上或被有機物包裹在顆粒中間，受到保護其存活時間會較長一些。

2、病毒在土壤中的存活：主要受土壤溫度和濕度的影響最大，低溫時的存活時間比在高溫時長；干燥易使病毒滅活，其滅活的原因是病毒成分的解離和核酸的降解。

【附】：土壤的截留病毒的能力受土壤的類型、滲濾液的流速、土壤孔隙的飽和度、pH、滲濾液中的陽離子的價數（陽離子吸附病毒的能力：3價>2價>1價）和數量、可溶性有機物和病毒的種類等的影響。

3、病毒在空氣中的存活：干燥、相對濕度、太陽光中的紫外輻射、溫度和風速等的影響。相對濕度大，病毒存活時間長；相對濕度小，越是干燥，病毒存活時間短。

第二章 原核微生物

1、細菌有哪幾種形態？各舉一種細菌為代表。

答：細菌有四種形態：球狀、桿狀、螺旋狀和絲狀。分別叫球菌、桿菌、螺旋菌和絲狀菌。

1、球菌：有單球菌(脲微球菌)，雙球菌（肺炎鏈球菌）。排列不規則的金黃色葡萄球菌、四聯球菌。八個球菌壘疊成立方體的有甲烷八疊球菌。鏈狀的有乳鏈球菌。

2、桿菌：有單桿菌，其中有長桿菌和短桿菌（或近似球形）。產芽孢桿菌有枯草芽孢桿菌。梭狀的芽孢桿菌有溶纖維梭菌等。還有雙桿菌和鏈桿菌之分。

3、螺旋菌呈螺旋卷曲狀，厭氧污泥中有紫硫螺旋菌、紅螺旋菌屬和綠螺旋菌屬。螺紋不滿一周的叫弧菌，如：脫硫弧菌。呈逗號型的如：逗號弧菌，霍亂弧菌是其中的一直被那個。弧菌可弧線連接成螺旋形。螺紋滿一周的叫螺旋菌。

4、絲狀菌：分布在水生環境，潮濕土壤和活性污泥中。有鐵細菌如：富有球衣菌、泉發菌屬即原鐵細菌屬及纖發菌屬。絲狀菌屬如：發硫菌屬，貝日阿托氏菌屬、透明顫菌屬、亮發菌屬等多重絲狀菌。絲狀體是絲狀菌分類的特征。

【附】在正常的生長條件下，細菌的形態是相對穩定的。培養基的化學組成、濃度、培養溫度、pH、培養時間等的變化，會引起細菌的形態改變。或死亡，或細胞破裂，或出現畸形。有些細菌則是多形態的，有周期性的生活史，如粘細菌可形成無細胞壁的營養細胞和子實體。

2、細菌有哪些一般結構和特殊結構？它們各有哪些生理功能？

答：細菌是單細胞的。所有的細菌均有如下結構：細胞壁、細胞質膜、細胞質及其內含物、細胞核質。部分細菌有特殊結構：芽孢、鞭毛、莢膜、粘液層、菌膠團、衣鞘及光合作用層片。

1、細胞壁

【生理功能】：a、保護原生質體免受滲透壓引起破裂的作用；

b、維持細菌形態（可用溶菌酶處理不同的細菌細胞壁后，菌體均呈現圓形得到證

明）；

c、細胞壁是多孔結構的分子篩，阻擋某些分子進入和保留蛋白質在間質（革蘭氏陰性菌細胞壁和細胞質之間的區域）；

d、細胞壁為鞭毛提供支點，使鞭毛運動。

2、原生質體

【生理功能】：a、維持滲透壓的梯度和溶質的轉移；

b、細胞質膜上有合成細胞壁和形成橫膈膜組分的酶，故在膜的外表面合成細胞壁；

c、膜內陷形成的中間體（相當于高等植物的線粒體）含有細胞色素，參與呼吸作用。中間體與染色體的分離和細胞分裂有關，還為DNA提供附著點。

d、細胞質膜上有琥珀酸脫氫酶、NADH脫氫酶、細胞色素氧化酶、電子傳遞系統、氧化磷酸化酶及腺苷三磷酸酶。在細胞之抹上進行物質代謝和能量代謝。

e、細胞質膜上有鞭毛基粒，鞭毛由此長出，即為鞭毛提供附著點。

3、莢膜、粘液層、菌膠團和衣鞘 A莢膜：

【生理功能】a、具有莢膜的S-型肺炎鏈球菌毒力強，有助于肺炎鏈球菌侵染人體；

b、護致病菌免受宿主吞噬細胞的吞噬，保護細菌免受干燥的影響；

c當缺乏營養時，有的莢膜還可作氮源；

d廢水處理中的細胞莢膜有生物吸附作用，將廢水中的有機物、無機物及吸附在細菌體表面上。B粘液層：在廢水生物處理過程中有生物吸附作用，在曝氣池中因曝氣攪動和水的沖擊力容易把細菌粘液沖刷入水中，以致增加水中有機物，它可被其他微生物利用。C菌膠團： D衣鞘：

【附】莢膜、粘液層、衣鞘和菌膠團對染料的親和力極低，很難著色，都用襯托法著色。4芽孢：抵抗外界不良化境（原因是大多數酶處于不活動狀態，代謝力極低）。特點：a含水率低：38%~~40% b壁厚而致密，分三層：外層為芽孢外殼，為蛋白質性質。中層為皮層，有肽聚糖構成，含大量2，6吡啶二羧酸。內層為孢子壁，有肽聚糖構成，包圍芽孢細胞質和核質。芽孢萌發后孢子壁變為營養細胞的細胞壁。

c呀包中的2，6吡啶二羧酸（DPA）含量高，為芽孢干重的5%~~15%。d含有耐熱性酶

5鞭毛：是細菌運動（靠細胞質膜上的ATP酶水解ATP提供能量）。不同細菌的鞭毛著生的部位不同。有單根鞭毛（正端生和亞極端生），周生鞭毛。

3、革蘭氏陽性菌和革蘭氏陰性菌的細胞壁結構有什么異同？各有哪些化學組成？

答：細菌分為革蘭氏陽性菌和革蘭氏陰性菌兩大類，兩者的化學組成和結構不同。格蘭仕陽性菌的細胞壁厚，其厚度為20~~80nm，結構較簡單，含肽聚糖（包括三種成分：D-氨基酸、胞壁酸和二氨基庚二酸）、磷壁酸（質）、少量蛋白質和脂肪。革蘭氏陰性菌的細胞壁較薄，厚度為10nm，其結構較復雜，為外壁層和內壁層，外壁層又分三層：最外層是脂多糖，中間是磷脂層，內層為脂蛋白。內壁層含肽聚糖，不含磷壁酸。兩者的細胞壁的化學組成也不停：革蘭氏陰性菌含極少肽聚糖，獨含脂多糖，不含磷壁酸。兩者的不同還表現在各種成分的含量不同。尤其是脂肪的含量最明顯，革蘭氏陽性菌含脂肪量為1%~~4%，革蘭氏陰性菌含脂肪量為11%~~22%細胞壁結構。

【附】 革蘭氏陽性菌和革蘭氏陰性菌細胞壁化學組成的比較

細菌 壁厚度/nm 肽聚糖/% 磷壁酸/% 脂多糖/% 蛋白質/% 脂肪/% 陽性菌 20~~80 40~~90 + — 約20 1~~4 陰性菌 10 10 — + 約60 11~~22

4、古菌包括哪幾種？它們與細菌有什么不同？

答：古菌分為五大群：產甲烷古菌，古生硫酸鹽還原菌，極端嗜鹽菌，無細胞壁古生菌和極端嗜熱硫代謝均。

與細菌的不同：大多數古菌生活在極端環境，如鹽分高的湖泊水中，極熱、極酸和據對厭氧的環境。有特殊的代謝途徑，有的古菌還有熱穩定性酶和其他特殊酶。繁殖速度較慢，進化速度也比細菌慢。

5、敘述細菌細胞質膜結構和化學組成，它有哪些生理功能？

答：細胞質膜是緊貼在細胞壁的內側而包圍細胞的一層柔軟而富有彈性的薄膜。

【結構】由上下兩層致密的著色層，中間夾一個不著色層組成。不著色層是由具有正、負電荷，有記性的磷脂雙分子層組成，是兩性分子。親水基朝著膜的內、外表面的水相，疏水基（由脂肪酰基組成）在不著色區域。蛋白質主要結合在膜的表面，有的位于均勻的雙層磷脂中，疏水鍵占優勢。有的蛋白質有外側伸入膜的中部，有的穿透兩層磷脂分子，膜表面的蛋白質還帶有多糖。有些蛋白質在膜內的位置不固定，能轉動和擴散，使細胞質膜成為一個流動鑲嵌的功能區域。細胞質膜可內陷成層狀、管狀或囊狀的膜內折系統，位于細胞質的表面或深部，常見的有中間體。

【化學組成】60~~70%的蛋白質，30~~40%的脂類和約2%的多糖。蛋白質與膜的透性及酶的活性有關。脂類是磷脂，有磷酸、甘油和含膽堿組成。【生理功能】a 維持滲透壓的梯度和溶質的轉移；

b細胞質膜上有合成細胞壁和形成橫膈膜組分的酶，故在膜的外表面合成細胞壁；

c 膜內陷形成的中間體（相當于高等植物的線粒體）含有細胞色素，參與呼吸作用。中間體與染色體的分離和細胞分裂有關，還為DNA提供附著點。

d細胞質膜上有琥珀酸脫氫酶、NADH脫氫酶、細胞色素氧化酶、電子傳遞系統、氧化磷酸化酶及腺苷三磷酸酶。在細胞之抹上進行物質代謝和能量代謝。

e細胞質膜上有鞭毛基粒，鞭毛由此長出，即為鞭毛提供附著點。

6、何謂核糖體？它有哪些生理功能？

答：原核微生物的核糖體是分散在細胞質中的亞微顆粒，是合成蛋白質的部位。RNA占60%，蛋白質占40%。生理功能：合成蛋白質。在生長旺盛的細胞中，每個核糖體和初生態的多肽鏈連接形成多聚核糖體。逐步將核糖體的蛋白質成分去掉不影響核糖體合成蛋白質的功能，核糖體的蛋白質成分只起維持形態和穩定功能的作用，起轉錄作用的可能是16S RNA。

7、在pH為

6、pH為7和pH為7.5的溶液中細菌各帶什么電荷？在pH為1.5的溶液中細菌帶什么電荷？為什么？

答：細菌體含有50%以上的蛋白質，蛋白質由20種氨基酸按一定的排列順序有肽腱連接組成。氨基酸是兩性電解質，在堿性溶液中表現出帶負電荷，在酸性溶液中表現出帶正電荷，在某一定 pH溶液中，按激素啊所帶的正電荷和負電荷相等時的pH成為該氨基酸的等電點【由氨基酸構成的蛋白質也是兩性電解質，也呈現一定的等電點。細菌細胞壁表面含表面蛋白，所以，細菌也具有兩性電解質的性質，它們也有各自的等電點。根據細菌在不同的pH中對一定燃料的著染性，根據細菌對陰、陽離子的親和性，根據細菌在不同的pH的電場中的泳動方向，都可用相應的方法側的細菌的等電點】。當細菌的培養液的pH若比細菌的等電點高，細菌的游離氨基電力受抑制，游離羧基電離，細菌則帶負電荷；否則，游離氨基電離，游離羧基電離受抑制，細菌則帶正電。已知細菌的等電點的pH為2~~5，pH為

6、pH為7和pH為7.5的溶液屬于偏堿性、中性和偏酸性，都高于細菌的等電點。所以細菌表面總是帶負電荷。而在pH=1.5的溶液中細菌則帶正電。

8、敘述革蘭氏染色的機制和步驟。

答：1884年丹麥細菌學家Christain Gram創立了革蘭氏染色法。將一大類細菌染上色，而另一類染不上色，一邊將兩大類細菌分開，作為分類鑒定重要的第一步。其染色步驟如下： 1在無菌操作條件下，用接種環挑取少量細菌于干凈的載玻片上涂布均勻，固定。2用草酸銨結晶紫染色1min，水洗去掉浮色。3用碘—碘化鉀溶液媒染1min，傾去多余溶液。

4用中型脫色劑如乙醇或丙酮酸脫色，革蘭氏陽性菌不被褪色而呈紫色。革蘭氏陰性菌被褪色而成無色 5用蕃紅染液復染1min，格蘭仕陽性菌仍呈紫色，革蘭氏陰性菌則呈現紅色。革蘭氏陽性菌和格蘭仕陰性菌即被區分開。

9何謂細菌菌落？細菌有哪些培養特征？這些培養特征有什么實踐意義？

答：細菌菌落就是由一個細菌繁殖起來的，有無數細菌組成具有一定形態特征的細菌集團。【培養特征】a在固體培養基上的培養特征就是菌落特征。

b在明膠培養基上的培養特征就是將不停形態的溶菌區，依據這些不同形態的溶菌區或溶菌與否可將細菌進行分類。

c在半固體培養集中的培養特征：呈現出各種生長狀態，根據細菌的生長狀態判斷細菌的呼吸類型和鞭毛有無，能否運動。

d在液體培養基中的培養特征：根據細菌的屬和種的特征的不同長成不同的生長狀態。

10、可用什么培養技術判斷細菌的呼吸類型和能否運動？如何判斷？

答：用穿刺接種技術將細菌接種在含0.3%~~0.5%的瓊脂半固體培養基中培養，細菌可呈現出各種生長狀態。根據細菌的生長狀態判斷細菌的呼吸類型和鞭毛有無，能否運動。

判斷細菌呼吸類型：如果細菌在培養基的表面及穿刺線的上部生長者為好氧菌。沿著穿刺線自上而下生長者為兼性厭氧菌或兼性好氧菌。如果只在穿刺線的下部生長者為厭氧菌。

判斷細菌能否運動：如果只沿著穿刺線生長者為沒有鞭毛，不運動的細菌；如果不但沿著穿刺線生長而且穿透培養基擴散生長著為有鞭毛運動的細菌。

11、何謂放線菌？革蘭氏染色是何種反應？

答：放線菌是在固體培養基上呈輻射狀生長而得名的細菌。大多數放線菌為腐生菌。

12、藍細菌是一類什么微生物？分幾綱，其中有那幾屬與水體富營養化有關？

答：藍細菌：有一類細菌細胞結構簡單，只具原始核，沒有核仁和核膜，只有染色質，只具葉綠素，沒有葉綠體。故將它隸屬于原核生物界的藍色光合菌門。

按藍細菌的形態和結構的特征，老的分類為二綱：色球藻綱和藻殖段綱。

色球藻綱可分為色球藻屬、微囊藻屬、腔球藻屬、管孢藻屬及皮果藻屬。其中的微囊藻屬和腔球藻屬課引起富營養化水體發生水華。

藻殖段綱分顫藻屬、念珠藻屬、筒孢藻屬、膠腥藻屬好、及單岐藻屬。其中魚腥藻屬在富營養化水體中形成水華。

第三章 真核微生物

1、何謂原生動物？它有哪些細胞器和營養方式？ 答：原生動物是動物中最原始、最低等。結構最簡單的單細胞動物。

原生動物為單細胞，沒有細胞壁，有細胞質膜、細胞質，有分化的細胞器，其細胞核具有核膜（較高級類型有兩個和），故屬真和微生物。

營養方式：全動性營養、植物性營養和腐生性營養三種方式。

2、原生動物分幾綱？在廢水生物處理中有幾綱？

答：原生動物分四綱：鞭毛綱、肉足綱、纖毛綱（包括吸管綱）及孢子綱。

鞭毛綱、肉足綱和纖毛綱存在水體中，在廢水生物處理中起重要作用。孢子綱中的孢子蟲營寄生生活，幾聲在人體和動物體內，可隨糞便拍到污水中，故需要消滅之。

3、你如何區分鞭毛綱中的眼蟲和桿囊蟲？

4、纖毛綱中包括哪些固著型纖毛蟲（鐘蟲類）？你如何區分固著型纖毛蟲的各種蟲體？ 答：纖毛綱中的固著型纖毛蟲有獨縮蟲屬、聚縮蟲屬、累枝蟲屬、蓋纖蟲屬等。

這些群體很相像，單它們的蟲體和尾柄還有各自的特征。獨縮蟲和聚縮蟲的蟲體很像，每個蟲體的尾柄相連，但肌絲不相連，因此一個蟲體收縮時不牽動其他蟲體，故名獨縮蟲。聚縮蟲不同，其尾柄相連，肌絲也相連。所以當一個蟲體收縮時牽動其他蟲體一起收縮，故叫聚縮蟲。累枝蟲和蓋纖蟲有相同處，尾柄都有分支，尾柄內沒有肌絲，不能收縮，但在從提的基部有肌原纖維，當蟲體收到刺激時，其基部收縮，前端胞口閉鎖。其不同點是：累枝蟲的蟲體口緣有兩圈纖毛環形成的似波動膜，和鐘蟲相像，其柄等分支或不等分支。蓋纖蟲的口緣有兩齊全纖毛形成的蓋形物，能運動，因有蓋而得名。

5、原生動物中各綱在水體自凈和污水生物處理中如何起指示作用？

答：原生動物在正常的環境條件下都各自保持自己的形態特征，但當環境條件變化，超過其適應能力時，都可使原生動物不能正常生活而形成胞囊。所以在水體自凈和污水生物處理中，一旦形成胞囊，就可判斷污水處理不正常。

6、何謂原生動物的胞囊？它是如何形成的? 答：在正常的環境條件下，所有的原生動物都各自保證、吃自己的形態特征。當環境條件變壞，如水干枯、水溫和pH過高或過低，溶解氧不足，缺乏食物或排泄物積累過多，廢水中的有機物濃度超過它的適應能里等原因，都可使原生動物不能正常生活而形成胞囊。所以胞囊是抵抗不良環境的一種休眠體。

胞囊的形成過程：先是蟲體變圓，鞭毛、纖毛或偽足等細胞器縮入體內或消失，細胞水分陸續有伸縮泡排除，蟲體縮小，最后伸縮泡消失，分泌一種膠狀物質于體表，爾后凝固形成胞殼。胞殼有兩層，外層較厚，表面凸起，內層薄而透明。胞囊很輕易隨灰塵漂浮或被其他動物帶至地方，胞囊遇到適宜環境其胞殼破裂回復蟲體原型。

7、微型后生動物包括哪幾種？

答：輪蟲、線蟲、寡毛類動物（飄體蟲、顫蚓、水絲蚓等）、浮游甲殼動物、苔蘚動物（苔蘚蟲，羽苔蟲）。

8、常見的浮游甲殼動物有哪些？你如何利用浮游甲殼動物判斷水體的清潔程度？

答：常見的浮游甲殼動物有劍水蚤和水蚤。

水蚤的血液含血紅素，血紅素溶于血漿，肌肉、卵巢和腸壁等細胞中也含血紅素。血紅素的含量常隨環境中溶解氧量的高低而變化。水體中含氧量低，水蚤的血紅素含量高；水蚤的含氧量高，水蚤的血紅素含量低。由于在污染水體中的溶解氧低，清水中氧的含量高，所以，在污染水體中的水蚤顏色比在清水中的紅些，這就是水蚤常呈不同顏色的原因，是適應環境的表現。可以利用水蚤的這個特點，判斷水體的清潔程度。

9、藻類的分類依據是什么？它分為幾門？

答：藻類的分類依據是：光合色素的種類，個體形態，細胞機構，生殖方式和生活史等。

分類：藍藻門、裸藻門、綠藻門、輪藻們、金藻門、黃藻門、硅藻門、甲藻門、紅藻門及褐藻門。

也有分為8門的，即使、把金藻門、黃藻門和硅藻門合并入金藻門；黃藻和硅藻列為金藻門的兩個綱：黃藻綱和硅藻綱。分11門的是保留上述的10門之外另加隱藻門。

10、裸藻和綠藻有什么相似和不同之處？

答：【相同點】具有葉綠體，內含葉綠色a、b、β-胡蘿卜素、3種葉黃素。上述色素使葉綠體呈現鮮綠色，與綠藻相同。都有鞭毛，在葉綠體內都有造粉核。

【不同】

1、繁殖方式：裸藻為縱裂，綠藻為無性生殖和有性生殖。

2、生活環境：裸藻主要生長在有機物豐富的靜止水體或才、緩慢的流水中，大量繁殖時形成綠色、紅色或褐色的水花。綠藻在流動和靜止的水體、土壤表面和樹干都能生長。寄生的綠藻引起植物病害。

3、裸藻是水體富營養化的指示生物，而綠藻在水體自凈中起凈化和指示生物的作用。

11、綠藻在人類生活、科學研究和水體自凈中起什么作用？

答：綠藻中的小球藻和柵藻富含蛋白質可供人食用和作動物飼料。綠藻是藻類生理生化研究的材料及宇宙航行的供氧體，有的可制藻膠。綠藻在水體自凈中起凈化和指示生物的作用。

12、硅藻和甲藻是什么樣的藻類？水體富氧化與那些藻類有關？

答：多數的甲藻對光照強度 和水溫范圍要求嚴格，在適宜的光照和水溫條件下，甲藻在短期內大量繁殖島城海洋“赤潮”。

13、真菌包括哪些微生物？他們在廢水生物處理中各起什么作用？

答：真菌屬低等植物，種類繁多，形態、大小各異，包括酵母菌、霉菌及各種傘菌。酵母菌處理和有機固體廢棄物生物處理中都起積極作用。酵母菌還可用作檢測重金屬，霉菌對廢水中氰化物的去除率達90%以上。有的霉菌還可處理含硝基化合物廢水。傘菌：既處理廢水和固體廢棄物，還可獲得食用菌。

14、酵母菌有哪些細胞結構？有幾種類型的酵母菌？

答：酵母菌的細胞結構有細胞壁、細胞質膜、細胞核、細胞質及內含物。酵母菌的細胞組分含葡聚糖、甘露聚糖、蛋白質及脂類。啤酒酵母還含幾丁質。

15、霉菌有幾種菌絲？如何區別霉菌和放線菌的菌落？

答：霉菌有營養菌絲和氣生菌絲。

霉菌的菌落呈圓形絨毛狀、絮狀或蜘蛛網狀。比其他微生物的菌落都答，長得很快可蔓延至整個平板。霉菌菌落疏松，與培養基結合不緊，用接種環很容易挑取。放線菌的菌落是由一個分生孢子或一段營養菌絲生長繁殖引起許多菌絲互相纏繞而成，質地緊密，表面呈絨狀或緊密干燥多皺。菌絲潛入培養基，整個菌落像是潛入培養集中，不易唄挑取。有的菌落成白色粉末狀，質地松散，易被挑取。

第四章 微生物的生理

1、酶是什么？它有哪些組成？各有什么生理功能？

答：酶是動物、植物及微生物等生物體內合成的，催化生物化學反應的，并傳遞電子、源自和化學基團的生物催化劑。組成有兩類：

1、單組分酶，只含蛋白質。

2、全酶，有蛋白質和不含氮的小分子有機物組成，或有蛋白質和不含氮的小分子有機物加上金屬離子組成。

酶的各組分的功能：酶蛋白起加速生物化學反應的作用；酶基和輔酶起傳遞電子、原子、化學基團的作用；金屬離子除傳遞電子之外，還起激活劑的作用。

2、什么是輔基？什么是輔酶？有哪些物質可作輔基或輔酶？

3、簡述酶蛋白的結構及酶的活性中心.答：組成酶的20種氨基酸按一定的排列順序有肽腱連接成多肽鏈，兩條多肽鏈之間或一條多肽鏈卷曲后相鄰的基團之間以氫鍵、鹽鍵、脂鍵、疏水鍵、范德華力及金屬鍵等相連接而成。分一、二、三級結構，少數酶具有四級結構。

酶的活性中心是指酶蛋白分子中與底物結合，并起催化最用的小部分氨基酸微區。構成活性中心的微區或處在同一條臺聯的不同部位，或處在不同肽鏈上；在多肽鏈盤曲成一定空間構型時，它們按一定位置靠近在一起，形成特定的酶活性中心。

4、按酶所在細胞的不同部位，酶可分為哪幾種？按催化反應類型可分為哪幾類？這兩種劃分如何聯系和統一？

答：按酶在細胞的不同部位可把酶分為胞外酶、胞內酶和表面酶。

按催化反應類型可分為水解酶類、氧化還原酶類、異構酶類、轉移酶類、裂解酶類和合成酶類。【按酶作用底物的不同可分為淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶、纖維素酶、核糖核酸酶】

上述三種分類和命名方法可右擊低聯系和統一起來。如：淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶和纖維素酶均催化水解反應，屬于水解酶類；而他們均位于細胞外，屬胞外酶。除此之外的大多數酶類，如氧化還原酶、異構酶、轉移酶、裂解酶和合成酶等，均位于細胞內，屬胞內酶。

5、酶的催化作用有哪些特征？

答：

1、酶積極參與生物化學反應，加速化學速度，速度按反應到達平衡的時間，但不改變反應的平衡點。

2、酶的催化作用具有專一性。一種酶只作用與一種物質或一類物質，或催化一種或一類化學反應，產生一定的產物。

3、酶的催化作用條件溫和。

4、酶對環境條件極為敏感。高溫、強酸和強堿都能使酶喪失活性；重金屬離子能鈍化酶，使之失活。【附】酶催化效率極高的原因是酶能降低反應的能閥，從而降低反應物所需的活化能】

6、影響酶活力（酶促反應速度）的主要因素有哪些？并加以討論。

答：酶促反應速度受酶濃度和底物寧都的影響，也受溫度，pH，激活劑和抑制劑的影響。

7、微生物含有哪些化學組成？各組分占的比例是多少？

答：微生物機體質量的70%~~90%為水分，其余的10%~~30%為干物質。【有機物占干物質質量的90%~~97%，包括蛋白質、核酸、糖類和脂類。無機物占干物質質量的3%~~10%,包括P、S、K、Na、Ca、Mg、Fe、Cl和微量元素Cu、Mn、Zn、B、Mo、Co、Ni等。

8、微生物需要哪些營養物質？供給營養時應注意什么？為什么？

答：微生物需要的營養物質有水、碳素營養源、氮素營養源、無機鹽及 生長因子。供養時應當把所需物質按一定的比例配制而成。少的話不能正常生長，多的話就會導致反馴化。

9、根據微生物對碳源和能量需要的不同，可把微生物分為哪幾種類型？

答：可分為無機營養微生物（光能自養微生物和化能自養微生物）、有機營養微生物和混合營養微生物。

10、當處理某一工業廢水時，怎樣著手和考慮配給營養？

答：為了保證廢水生物處理的效果，要按碳氮磷比配給營養。但有的工業廢水缺某種營養，當營養量不足時，應供給或補足。某些工業廢水缺氮；洗滌劑廢水磷過剩，也缺氮。對此可用糞便污水或尿素補充氮。若有的廢水缺磷，則可用磷酸氫二鉀補充。但如果工業廢水不缺營養，就切勿添加上述物質，否則會導致反馴化，影響處理效果。

11、什么叫培養基？按物質的不同，培養基可分為哪幾類？按實驗目的和用途的不同，可分為哪幾類？ 答：根據各種微生物的營養要求，將誰、碳源、氮源、無機鹽和生長因子等物質按一定的比例配制而成的，用以培養微生物的基質，即培養基。

根據實驗目的和用途不同，培養基可分為：基礎培養基、選擇培養基、鑒別培養基和加富（富集）培養基。【按物質的不同，培養基可分為合成培養基、天然培養基和符合培養基】

12、什么叫選擇培養基？那些培養基屬于選擇培養基？

答：選擇培養基就是用以抑制非目的微生物的生長并使所要分離的微生物生長繁殖的培養基。麥康蓋培養基、乳糖發酵培養基。【配制選擇培養基時可加入染料、膽汁鹽、金屬鹽類、酸、堿或抗生素等其中的一種】

13、什么叫鑒別培養基？哪些培養基屬于鑒別培養基？

答：當幾種細菌由于對培養基中某一成分的分界能力不同，其菌落通過指示劑先是除不太那個的顏色而被區分開，這種起鑒別和區分不同細菌作用的培養基叫鑒別培養基。

常用的鑒別培養基遠滕氏培養基、醋酸鉛鋅培養基、伊紅—美藍（EMB）培養基等。

14、如何從被糞便污染的水樣中將大腸桿菌群中的四種菌逐一鑒別出來？

答：大腸菌屬中的大腸埃希氏菌、枸 酸鹽桿菌、產氣桿菌、副大腸桿菌等均能在遠藤氏培養基上生長，但它們對乳酸的分解能力不同：前三種能分界乳糖，但分解能力有強有弱，大腸埃希氏菌分解能力最強，菌落呈紫紅色帶金屬光澤；枸 酸鹽桿菌次之，菌落呈紫紅或深紅色；產氣桿菌第三，菌落呈淡紅色。副大腸桿菌不能分界乳糖，菌落無色透明。

15、如何判斷某水樣是否被糞便污染？

16、營養物質是如何進入細胞的? 答：微生物的營養物質各種各樣，有水溶性和脂溶性，有小分子和大分子。不同營養物質進入細胞的方式也不同：單純擴散、促進擴散、主動運輸和基團轉位。

17、營養物質順濃度梯度進入細胞的方式有哪些？是如何進入的？

答：有單純擴散和促進擴散。單純擴散是利用細胞質膜上的小孔，促進擴散是利用細胞質膜上的特殊蛋白質。

18、營養物質逆濃度梯度進入細胞的方式有哪些？是如何進入的？ 答：有主動運輸和基團轉位。主動運輸需要滲透酶（單向轉運載體、同向轉運載體和反向轉運載體）和能量。基團轉位有特定的轉移酶系統，是通過單向性的磷酸化作用而實現的，細胞質膜對大多數磷酸化的化合物有高度的不滲透性。

19、什么叫主動運輸？什么叫基團轉位？

答：主動運輸：當微生物細胞內所積累的營養物質的濃度高于細胞外的濃度時，營養物質就不能按濃度梯度擴散到細胞內，而是逆濃度梯度被“抽”進細胞內，這種需要能量和滲透酶的逆濃度梯度積累營養物的過程；

基團轉位：以糖為例，在細胞內，在酶I存在下，先是HPr被磷酸烯醇丙酮酸（細胞代謝產物）磷酸化形成HPr—磷酸，并被一道細胞質膜上。在膜的外側，外界供給的糖有滲透酶攜帶到細胞質膜上，在特異性酶II的村華夏，糖被HPr—磷酸磷酸化形成糖—磷酸。滲透酶將膜上已被磷酸化的糖攜帶到細胞內，隨即被代謝。基團轉位是通過單向性的磷酸化作用而實現的。20、什么叫新陳代謝？

21、微生物呼吸作用的本質是什么？可分為哪幾種類型？各類型有什么特點？

答：微生物呼吸作用的本質是氧化與還原的統一過程，這過程中有能量的產生和能量的轉移。微生物的呼吸類型有三類：發酵、好氧呼吸和無氧呼吸。最終電子受體不同，分別為中間代謝產物、氧氣、氧氣外的無機化合物。另外產能的多少也不同。

22、葡萄糖在好氧條件下是如何氧化徹底的？

答：在好氧呼吸過程中，葡萄糖的氧化分解分兩階段：I葡萄糖經EMP途徑酵解。這一過程不需要消耗氧，形成中間產物——丙酮酸。II丙酮酸的有氧分解。丙酮酸氧化過程的一系列步驟總稱為三羧酸循環（TCA循環）。三羧酸（TCA）循環、乙醛酸循環和電子傳遞體系。

23、什么加底物水平磷酸化、氧化磷酸化和光合磷酸化？

答：底物水平磷酸化：厭氧微生物和兼性厭氧微生物在基質氧化過程中，產生一種含高自由能的中間體，如發酵中產生含高能鍵的1，3-二磷酸甘油酸。這一中間體將高能鍵（~）交給ADP，使ADP磷酸化而生成ATP。

氧化磷酸化：好氧微生物在呼吸時，通過電子傳遞體系產生ATP的過程。

光合磷酸化：光引起葉綠素、菌綠素或菌紫素逐出電子，通過電子傳遞產生ATP的過程。

24、何謂光合作用，比較闡揚光合作用和不產氧光合作用的異同。

第四篇：課后習題答案--《環境工程微生物學》

環境工程微生物學

緒論

1、何謂原核微生物？它包括哪些微生物？

答：原核微生物的核很原始，發育不全，只有DNA鏈高度折疊形成的一個核區，沒有核膜，核質裸露，與細胞質沒有明顯界限，叫擬核或似核。原核微生物沒有細胞器，只有由細胞質膜內陷形成的不規則的泡沫體系，如間體核光合作用層片及其他內折。也不進行有絲分裂。原核微生物包括古菌（即古細菌）、真細菌、放線菌、藍細菌、粘細菌、立克次氏體、支原體、衣原體和螺旋體。

2、何謂真核微生物？它包括哪些微生物？

答：真核微生物由發育完好的細胞核，核內由核仁核染色質。由核膜將細胞核和細胞質分開，使兩者由明顯的界限。有高度分化的細胞器，如線粒體、中心體、高爾基體、內質網、溶酶體和葉綠體等。進行有絲分裂。真核微生物包括除藍藻以外的藻類、酵母菌、霉菌、原生動物、微型后生動物等。

3、微生物是如何分類的？

答：各種微生物按其客觀存在的生物屬性（如個體形態及大小、染色反應、菌落特征、細胞結構、生理生化反應、與氧的關系、血清學反應等）及它們的親緣關系，由次序地分門別類排列成一個系統，從大到小，按界、門、綱、目、科、屬、種等分類。種是分類的最小單位，“株”不是分類單位。

4、生物的分界共有幾種分法，他們是如何劃分的？

答：1969年魏泰克提出生物五界分類系統，后被Margulis修改成為普遍接受的五界分類系統：原核生物界(包括細菌、放線菌、藍綠細菌)、原生生物界（包括藍藻以外的藻類及原生動物）、真菌界（包括酵母菌和霉菌）、動物界和植物界。

我國王大 教授提出六界：病毒界、原核生物界、真核生物界、真菌界、動物界和植物界。

7、微生物有哪些特點？ 答：

（一）個體極小

微生物的個體極小，有幾納米到幾微米，要通過光學顯微鏡才能看見，病毒小于0.2微米，在光學顯微鏡可視范圍外，還需要通過電子顯微鏡才可看見。

（二）分布廣，種類繁多

環境的多樣性如極端高溫、高鹽度和極端pH造就了微生物的種類繁多和數量龐大。

（三）繁殖快

大多數微生物以裂殖的方式繁殖后代，在適宜的環境條件下，十幾分鐘至二十分鐘就可繁殖一代。在物種競爭上取得優勢，這是生存競爭的保證。

（四）易變異

多數微生物為單細胞，結構簡單，整個細胞直接與環境接觸，易受外界環境因素影響，引起遺傳物質DNA的改變而發生變異。或者變異為優良菌種，或使菌種退化。1 章

1.病毒是一類什么樣的微生物？它有什么特點？

答：病毒是沒有細胞結構，專性寄生在活的敏感宿主體內，可通過細菌過濾器，大小在0.2微米一下的超微小微生物。

特點：大小在0.2微米以下，故在光學顯微鏡下看不見，你必須在電子顯微鏡下方可合成蛋白質的機構——核糖體，也沒有合成細胞物質和繁殖所必備的酶系統，不具獨立的代謝能力，必須專性寄生在活的敏感宿主細胞內，依靠宿主細胞合成病毒的化學組成和繁殖新個體。病毒在活的敏感宿主細胞內是具有生命的超微生物，然而，在宿主體外卻呈現不具生命特征的大分子物質，但仍保留感染宿主的潛在能力，一旦重新進入活的宿主細胞內又具有生命特征，重新感染新的宿主。

2.病毒的分類依據是什么？分為哪幾類病毒？

答：病毒是根據病毒的宿主、所致疾病、核酸的類型、病毒粒子的大小、病毒的結構、有或無被膜等進行分類的。

根據專性宿主分類：有動物病毒、植物病毒、細菌病毒（噬菌體）、放線菌病毒（噬放線菌體）、藻類病毒（噬藻體），真菌病毒（噬真菌體）。

按核酸分類：有DNA病毒（除細小病毒組的成員是單鏈DNA外，其余所有的病毒都是雙鏈DNA）和RNA病毒（除呼腸孤病毒組的成員是雙鏈RNA外，其余所有的病毒都是單鏈RNA）。3.病毒具有什么樣的化學組成和結構？

答：

一、病毒的化學組成：病毒的化學組成有蛋白質和核酸，個體大的病毒如痘病毒，除含蛋白質和核酸外，還含類脂類和多糖。

二、病毒的結構：病毒沒有細胞結構，卻有其自身獨特的結構。整個病毒分兩部分：蛋白質衣殼和核酸內芯，兩者構成核衣殼。完整的具有感染力的病毒叫病毒粒子。病毒粒子有兩種：一種是不具被膜（亦稱囊膜）的裸露病毒粒子；另一種是在核衣殼外面有被膜所構成的病毒粒子。寄生在植物體內的類病毒和擬病毒結構更簡單，只具RNA，不具蛋白質。

1、蛋白質衣殼：是由一定數量的衣殼粒（由一種或幾種多肽鏈折疊而成的蛋白質亞單位）按一定的排列組合構成的病毒外殼，成為蛋白質衣殼。由于衣殼粒的排列組合不同病毒有三種對稱構型：立體對稱型，螺旋對稱型和復合對稱型。

2、蛋白質的功能：保護病毒使其免受環境因素的影響。決定病毒感染的特異性，使病毒與敏感細胞表面特定部位有特異親和力，病毒可牢固的附著在敏感細胞上。病毒蛋白質還有致病性、毒力和抗原性。動物病毒有的含DNA，有的含RNA。植物病毒大多數含RNA，少數含DNA。噬菌體大多數含DNA，少數含RNA。病毒核酸的功能是：決定病毒遺傳、變異和對敏感宿主細胞的感染力。

3、被膜（囊膜）：痘病毒、腮腺炎病毒及其他病毒具有被膜，它們除含蛋白質和核酸外，還含有類脂質，其中50%~60%為磷脂，其余為膽固醇。痘病毒含糖脂和糖蛋白，多數病毒不具酶，少數病毒含核酸多聚酶。4.敘述大腸桿菌T系噬菌體的繁殖過程。

答：大腸桿菌T系噬菌體的繁殖過程可分為四步：吸附，侵入，復制，聚集與釋放。

1、吸附：首先大腸桿菌T系噬菌體以它的尾部末端吸附到敏感細胞表面上某一特定的化學成分，或是細胞壁，或是鞭毛，或是纖毛。

2、侵入：尾部借尾絲的幫助固著在敏感細胞的細胞壁上，尾部的酶水解細胞壁的肽聚糖形成小孔，尾鞘消耗ATP獲得能量而收縮將尾鞘壓入宿主細胞內（不具尾鞘的絲狀大腸桿菌T系噬菌體將DNA壓入宿主細胞內的速度較慢）尾髓將頭部的DNA注入宿主細胞內，蛋白質外殼留在宿主細胞外，此時，宿主細胞壁上的小孔被修復。【噬菌體不能繁殖，這與噬菌體在宿主細胞內增值所引起的裂解不同】。

3、復制與聚集：噬菌體侵入細胞內后，立即引起宿主的代謝改變，宿主細胞胞內的核酸不能按自身的遺傳特性復制和合成蛋白質，而有噬菌體核酸所攜帶的遺傳信息控制，借用宿主細胞的合成機構如核糖體，mRNA、tRNA、ATP及酶等復制核酸，進而合成噬菌體的蛋白質，核酸和蛋白質聚集合成新的噬菌體，這過程叫裝配。大腸桿菌噬菌體T4的裝配過程如下：先合成含DNA的頭部，然后合成尾部的尾鞘，尾髓和尾絲。并逐個加上去就裝配成一個完整的新的大腸桿菌噬菌體T4。

4、宿主細胞裂解和成熟噬菌體粒子的釋放：噬菌體粒子成熟后，噬菌體水解酶水解宿主細胞壁而使宿主細胞裂解，噬菌體被釋放出來重新感染新的宿主細胞，一個宿主細胞課釋放10~1000個噬菌體粒子。

5.什么叫毒性噬菌體？什么叫溫和噬菌體？

答：毒性噬菌體：就是指侵入宿主細胞后，隨即引起宿主細胞裂解的噬菌體；是正常表現的噬菌體。

溫和噬菌體：就是指侵入細胞后，其核酸附著并整合在宿主染色體上，和宿主細胞的核酸同步復制，宿主細胞不裂解而繼續生長，這種不引起宿主細胞裂解的噬菌體稱作溫和噬菌體。

6.什么叫溶原細胞（菌）？什么叫原噬菌體？

答：溶原細胞就是指含有溫和噬菌體核酸的宿主細胞。

原噬菌體就是指在溶原細胞內的溫和噬菌體核酸，又稱為前噬菌體。8.病毒（噬菌體）在固體培養基上有什么樣的培養特征。

答：將噬菌體的敏感細菌接種在瓊脂固體培養基上生長形成許多個菌落，當接種稀釋適度的噬菌體懸液后引起點性感染，在感染點上進行反復的感染過程，宿主細菌菌落就一個個被裂解成一個個空斑，這些空斑就叫噬菌斑。

9.噬菌體在液體培養基和固體培養基中各有什么樣的培養特征。

答：噬菌體在固體培養基上的培養特征如上；

噬菌體在液體培養基上的培養特征是：將噬菌體的敏感細菌接種在液體培養基中，經培養后敏感細菌均勻分布在培養基中而使培養基渾濁。然后接種噬菌體，敏感細胞被噬菌體感染后發生菌體裂解，原來渾濁的細菌懸液變成透明的裂解溶液。10.什么叫噬菌斑？什么是PFU? 答：將噬菌體的敏感細菌接種在瓊脂固體培養基上生長形成許多個菌落，當接種稀釋適度的噬菌體懸液后引起點性感染，在感染點上進行反復的感染過程，宿主細菌菌落就一個個被裂解成一個個空斑，這些空斑就叫噬菌斑。11.破壞病毒的物理因素有哪些？它們是如何破壞病毒的？ 答： 共有三類：

1、溫度：高溫使病毒的核酸和蛋白質衣殼受損傷，高溫對病毒蛋白質的滅活比病毒核酸的滅活要快。蛋白質的變性阻礙了病毒吸附到宿主細胞上，削弱了病毒的感染力。

2、光及其他輻射：（1）紫外輻射：其滅活部位使病毒的核酸，使核酸中的嘧啶環收到影響，形成胸腺嘧啶二聚體，尿嘧啶殘基的水和作用也會損傷病毒。（2）可見光：在氧氣和燃料存在的條件下，大多數腸道病毒對可見光很敏感而被殺死，這叫“光滅活作用”；燃料附著在核酸上，催化光催化作用，引起病毒滅活。（3）離子輻射：X射線、r射線也有滅活病毒的作用。

3、干燥：被滅活的原因是在干燥環境中病毒RNA釋放出來而隨后裂解。12.紫外線如何破壞病毒？

答： 紫外線照射到病毒之上，其滅活部位是病毒的核酸，是核酸中的嘧啶環到影響，形成胸腺嘧啶二聚體（即在相鄰的胸腺嘧啶殘基之間形成共價鍵）。尿嘧啶殘基的水和作用也會損傷病毒。

13.滅活宿主體外殼的化學物質有哪些？他們是如何破壞病毒的？ 答：酚：破壞病毒蛋白質的衣殼。

低離子強度（低滲緩沖溶液）的環境：使病毒蛋白質的衣殼發生細微變化，阻止病毒附著在宿主細胞上。

附加：堿性環境課破壞蛋白質衣殼和核酸，當pH大到11以上會嚴重破壞病毒。氯(次氯酸、二氧化氯、漂白粉)和臭氧滅活效果極好，他們對病 毒蛋白質和核酸均有作用。14.破壞病毒的蛋白質衣殼、核酸和脂類被膜的化學物質有哪些？

答：破壞病毒蛋白質衣殼的化學物質有：酚，低離子強度；破壞病毒核酸的化學物質：甲醛（破壞核酸，但不改變病毒的抗原特性），亞硝酸（導致嘌呤和嘧啶堿基的脫氨基作用），氨（引起病毒顆粒內RNA的裂解）；破壞病毒脂類被膜的化學物質：醚、十二烷基硫酸鈉、氯仿、去氧膽酸鈉等。15.你怎么判斷病毒有、無被膜？

答：凡對醚類等脂溶劑敏感的病毒為有被膜的病毒；對脂溶劑不敏感的病毒為不具被膜的病毒。

16.病毒在水體和土壤中的存活時間主要受哪些因素影響

答：病毒在各種環境中由于影響因素的不同，其存活時間也是不同的。

1、病毒在水體中的存活：在海水和淡水中，溫度是影響病毒存活的主要因素，也與病毒類型也有關。在水體淤泥中，病毒吸附在固體顆粒上或被有機物包裹在顆粒中間，受到保護其存活時間會較長一些。

2、病毒在土壤中的存活：主要受土壤溫度和濕度的影響最大，低溫時的存活時間比在高溫時長；干燥易使病毒滅活，其滅活的原因是病毒成分的解離和核酸的降解。

【附】：土壤的截留病毒的能力受土壤的類型、滲濾液的流速、土壤孔隙的飽和度、pH、滲濾液中的陽離子的價數（陽離子吸附病毒的能力：3價>2價>1價）和數量、可溶性有機物和病毒的種類等的影響。

3、病毒在空氣中的存活：干燥、相對濕度、太陽光中的紫外輻射、溫度和風速等的影響。相對濕度大，病毒存活時間長；相對濕度小，越是干燥，病毒存活時間短。第二章 原核微生物

1、細菌有哪幾種形態？各舉一種細菌為代表。

答：細菌有四種形態：球狀、桿狀、螺旋狀和絲狀。分別叫球菌、桿菌、螺旋菌和絲狀菌。

1、球菌：有單球菌(脲微球菌)，雙球菌（肺炎鏈球菌）。排列不規則的金黃色葡萄球菌、四聯球菌。八個球菌壘疊成立方體的有甲烷八疊球菌。鏈狀的有乳鏈球菌。

2、桿菌：有單桿菌，其中有長桿菌和短桿菌（或近似球形）。產芽孢桿菌有枯草芽孢桿菌。梭狀的芽孢桿菌有溶纖維梭菌等。還有雙桿菌和鏈桿菌之分。

3、螺旋菌呈螺旋卷曲狀，厭氧污泥中有紫硫螺旋菌、紅螺旋菌屬和綠螺旋菌屬。螺紋不滿一周的叫弧菌，如：脫硫弧菌。呈逗號型的如：逗號弧菌，霍亂弧菌是其中的一直被那個。弧菌可弧線連接成螺旋形。螺紋滿一周的叫螺旋菌。

4、絲狀菌：分布在水生環境，潮濕土壤和活性污泥中。有鐵細菌如：富有球衣菌、泉發菌屬即原鐵細菌屬及纖發菌屬。絲狀菌屬如：發硫菌屬，貝日阿托氏菌屬、透明顫菌屬、亮發菌屬等多重絲狀菌。絲狀體是絲狀菌分類的特征。

【附】在正常的生長條件下，細菌的形態是相對穩定的。培養基的化學組成、濃度、培養溫度、pH、培養時間等的變化，會引起細菌的形態改變。或死亡，或細胞破裂，或出現畸形。有些細菌則是多形態的，有周期性的生活史，如粘細菌可形成無細胞壁的營養細胞和子實體。

2、細菌有哪些一般結構和特殊結構？它們各有哪些生理功能？

答：細菌是單細胞的。所有的細菌均有如下結構：細胞壁、細胞質膜、細胞質及其內含物、細胞核質。部分細菌有特殊結構：芽孢、鞭毛、莢膜、粘液層、菌膠團、衣鞘及光合作用層片。

1、細胞壁

【生理功能】：a、保護原生質體免受滲透壓引起破裂的作用；

b、維持細菌形態（可用溶菌酶處理不同的細菌細胞壁后，菌體均呈現圓形得到證 明）； c、細胞壁是多孔結構的分子篩，阻擋某些分子進入和保留蛋白質在間質（革蘭氏陰性菌細胞壁和細胞質之間的區域）；

d、細胞壁為鞭毛提供支點，使鞭毛運動。

2、原生質體

【生理功能】：a、維持滲透壓的梯度和溶質的轉移；

b、細胞質膜上有合成細胞壁和形成橫膈膜組分的酶，故在膜的外表面合成細胞壁；

c、膜內陷形成的中間體（相當于高等植物的線粒體）含有細胞色素，參與呼吸作用。中間體與染色體的分離和細胞分裂有關，還為DNA提供附著點。

d、細胞質膜上有琥珀酸脫氫酶、NADH脫氫酶、細胞色素氧化酶、電子傳遞系統、氧化磷酸化酶及腺苷三磷酸酶。在細胞之抹上進行物質代謝和能量代謝。e、細胞質膜上有鞭毛基粒，鞭毛由此長出，即為鞭毛提供附著點。

3、莢膜、粘液層、菌膠團和衣鞘

A莢膜：【生理功能】a、具有莢膜的S-型肺炎鏈球菌毒力強，有助于肺炎鏈球菌侵染人體； b、護致病菌免受宿主吞噬細胞的吞噬，保護細菌免受干燥的影響； c當缺乏營養時，有的莢膜還可作氮源；

d廢水處理中的細胞莢膜有生物吸附作用，將廢水中的有機物、無機物及吸附在細菌體表面上。

B粘液層：在廢水生物處理過程中有生物吸附作用，在曝氣池中因曝氣攪動和水的沖擊力容易把細菌粘液沖刷入水中，以致增加水中有機物，它可被其他微生物利用。

【附】莢膜、粘液層、衣鞘和菌膠團對染料的親和力極低，很難著色，都用襯托法著色。4芽孢：抵抗外界不良化境（原因是大多數酶處于不活動狀態，代謝力極低）。

特點：a含水率低：38%~~40% b壁厚而致密，分三層：外層為芽孢外殼，為蛋白質性質。中層為皮層，有肽聚糖構成，含大量2，6吡啶二羧酸。內層為孢子壁，有肽聚糖構成，包圍芽孢細胞質和核質。芽孢萌發后孢子壁變為營養細胞的細胞壁。

c呀包中的2，6吡啶二羧酸（DPA）含量高，為芽孢干重的5%~~15%。

d含有耐熱性酶

5鞭毛：是細菌運動（靠細胞質膜上的ATP酶水解ATP提供能量）。不同細菌的鞭毛著生的部位不同。有單根鞭毛（正端生和亞極端生），周生鞭毛。

3、革蘭氏陽性菌和革蘭氏陰性菌的細胞壁結構有什么異同？各有哪些化學組成？

答：細菌分為革蘭氏陽性菌和革蘭氏陰性菌兩大類，兩者的化學組成和結構不同。格蘭仕陽性菌的細胞壁厚，其厚度為20~~80nm，結構較簡單，含肽聚糖（包括三種成分：D-氨基酸、胞壁酸和二氨基庚二酸）、磷壁酸（質）、少量蛋白質和脂肪。革蘭氏陰性菌的細胞壁較薄，厚度為10nm，其結構較復雜，為外壁層和內壁層，外壁層又分三層：最外層是脂多糖，中間是磷脂層，內層為脂蛋白。內壁層含肽聚糖，不含磷壁酸。兩者的細胞壁的化學組成也不停：革蘭氏陰性菌含極少肽聚糖，獨含脂多糖，不含磷壁酸。兩者的不同還表現在各種成分的含量不同。尤其是脂肪的含量最明顯，革蘭氏陽性菌含脂肪量為1%~~4%，革蘭氏陰性菌含脂肪量為11%~~22%細胞壁結構。

4、古菌包括哪幾種？它們與細菌有什么不同？

答：古菌分為五大群：產甲烷古菌，古生硫酸鹽還原菌，極端嗜鹽菌，無細胞壁古生菌和極端嗜熱硫代謝均。

與細菌的不同：大多數古菌生活在極端環境，如鹽分高的湖泊水中，極熱、極酸和據對厭氧的環境。有特殊的代謝途徑，有的古菌還有熱穩定性酶和其他特殊酶。繁殖速度較慢，進化速度也比細菌慢。

5、敘述細菌細胞質膜結構和化學組成，它有哪些生理功能？

答：細胞質膜是緊貼在細胞壁的內側而包圍細胞的一層柔軟而富有彈性的薄膜。

【結構】由上下兩層致密的著色層，中間夾一個不著色層組成。不著色層是由具有正、負電荷，有記性的磷脂雙分子層組成，是兩性分子。親水基朝著膜的內、外表面的水相，疏水基（由脂肪酰基組成）在不著色區域。蛋白質主要結合在膜的表面，有的位于均勻的雙層磷脂中，疏水鍵占優勢。有的蛋白質有外側伸入膜的中部，有的穿透兩層磷脂分子，膜表面的蛋白質還帶有多糖。有些蛋白質在膜內的位置不固定，能轉動和擴散，使細胞質膜成為一個流動鑲嵌的功能區域。細胞質膜可內陷成層狀、管狀或囊狀的膜內折系統，位于細胞質的表面或深部，常見的有中間體。

【化學組成】60~~70%的蛋白質，30~~40%的脂類和約2%的多糖。蛋白質與膜的透性及酶的活性有關。脂類是磷脂，有磷酸、甘油和含膽堿組成。【生理功能】a 維持滲透壓的梯度和溶質的轉移；

b細胞質膜上有合成細胞壁和形成橫膈膜組分的酶，故在膜的外表面合成細胞壁； c 膜內陷形成的中間體（相當于高等植物的線粒體）含有細胞色素，參與呼吸作用。中間體與染色體的分離和細胞分裂有關，還為DNA提供附著點。

d細胞質膜上有琥珀酸脫氫酶、NADH脫氫酶、細胞色素氧化酶、電子傳遞系統、氧化磷酸化酶及腺苷三磷酸酶。在細胞之抹上進行物質代謝和能量代謝。e細胞質膜上有鞭毛基粒，鞭毛由此長出，即為鞭毛提供附著點。

6、何謂核糖體？它有哪些生理功能？

答：原核微生物的核糖體是分散在細胞質中的亞微顆粒，是合成蛋白質的部位。RNA占60%，蛋白質占40%。生理功能：合成蛋白質。在生長旺盛的細胞中，每個核糖體和初生態的多肽鏈連接形成多聚核糖體。逐步將核糖體的蛋白質成分去掉不影響核糖體合成蛋白質的功能，核糖體的蛋白質成分只起維持形態和穩定功能的作用，起轉錄作用的可能是16S RNA。

7、在pH為

6、pH為7和pH為7.5的溶液中細菌各帶什么電荷？在pH為1.5的溶液中細菌帶什么電荷？為什么？

答：細菌體含有50%以上的蛋白質，蛋白質由20種氨基酸按一定的排列順序有肽腱連接組成。氨基酸是兩性電解質，在堿性溶液中表現出帶負電荷，在酸性溶液中表現出帶正電荷，在某一定 pH溶液中，按激素啊所帶的正電荷和負電荷相等時的pH成為該氨基酸的等電點【由氨基酸構成的蛋白質也是兩性電解質，也呈現一定的等電點。細菌細胞壁表面含表面蛋白，所以，細菌也具有兩性電解質的性質，它們也有各自的等電點。根據細菌在不同的pH中對一定燃料的著染性，根據細菌對陰、陽離子的親和性，根據細菌在不同的pH的電場中的泳動方向，都可用相應的方法側的細菌的等電點】。當細菌的培養液的pH若比細菌的等電點高，細菌的游離氨基電力受抑制，游離羧基電離，細菌則帶負電荷；否則，游離氨基電離，游離羧基電離受抑制，細菌則帶正電。已知細菌的等電點的pH為2~~5，pH為

6、pH為7和pH為7.5的溶液屬于偏堿性、中性和偏酸性，都高于細菌的等電點。所以細菌表面總是帶負電荷。而在pH=1.5的溶液中細菌則帶正電。

8、敘述革蘭氏染色的機制和步驟。

答：1884年丹麥細菌學家創立了革蘭氏染色法。將一大類細菌染上色，而另一類染不上色，一邊將兩大類細菌分開，作為分類鑒定重要的第一步。其染色步驟如下： 1在無菌操作條件下，用接種環挑取少量細菌于干凈的載玻片上涂布均勻，固定。2用草酸銨結晶紫染色1min，水洗去掉浮色。3用碘—碘化鉀溶液媒染1min，傾去多余溶液。

4用中型脫色劑如乙醇或丙酮酸脫色，革蘭氏陽性菌不被褪色而呈紫色。革蘭氏陰性菌被褪色而成無色

5用蕃紅染液復染1min，格蘭仕陽性菌仍呈紫色，革蘭氏陰性菌則呈現紅色。革蘭氏陽性菌和格蘭仕陰性菌即被區分開。

9何謂細菌菌落？細菌有哪些培養特征？這些培養特征有什么實踐意義？

答：細菌菌落就是由一個細菌繁殖起來的，有無數細菌組成具有一定形態特征的細菌集團 【培養特征】a在固體培養基上的培養特征就是菌落特征。

b在明膠培養基上的培養特征就是將不停形態的溶菌區，依據這些不同形態的溶菌區或溶菌與否可將細菌進行分類。

c在半固體培養集中的培養特征：呈現出各種生長狀態，根據細菌的生長狀態判斷細菌的呼吸類型和鞭毛有無，能否運動。

d在液體培養基中的培養特征：根據細菌的屬和種的特征的不同長成不同的生長狀態。

10、可用什么培養技術判斷細菌的呼吸類型和能否運動？如何判斷？

答：用穿刺接種技術將細菌接種在含0.3%~~0.5%的瓊脂半固體培養基中培養，細菌可呈現出各種生長狀態。根據細菌的生長狀態判斷細菌的呼吸類型和鞭毛有無，能否運動。

判斷細菌呼吸類型：如果細菌在培養基的表面及穿刺線的上部生長者為好氧菌。沿著穿刺線自上而下生長者為兼性厭氧菌或兼性好氧菌。如果只在穿刺線的下部生長者為厭氧菌。

判斷細菌能否運動：如果只沿著穿刺線生長者為沒有鞭毛，不運動的細菌；如果不但沿著穿刺線生長而且穿透培養基擴散生長著為有鞭毛運動的細菌。

11、何謂放線菌？革蘭氏染色是何種反應？

答：放線菌是在固體培養基上呈輻射狀生長而得名的細菌。大多數放線菌為腐生菌。

12、藍細菌是一類什么微生物？分幾綱，其中有那幾屬與水體富營養化有關？

答：藍細菌：有一類細菌細胞結構簡單，只具原始核，沒有核仁和核膜，只有染色質，只具葉綠素，沒有葉綠體。故將它隸屬于原核生物界的藍色光合菌門。按藍細菌的形態和結構的特征，老的分類為二綱：色球藻綱和藻殖段綱。

色球藻綱可分為色球藻屬、微囊藻屬、腔球藻屬、管孢藻屬及皮果藻屬。其中的微囊藻屬和腔球藻屬課引起富營養化水體發生水華。

藻殖段綱分顫藻屬、念珠藻屬、筒孢藻屬、膠腥藻屬好、及單岐藻屬。其中魚腥藻屬在富營養化水體中形成水華。第三章 真核微生物

1、何謂原生動物？它有哪些細胞器和營養方式？

答：原生動物是動物中最原始、最低等。結構最簡單的單細胞動物。

原生動物為單細胞，沒有細胞壁，有細胞質膜、細胞質，有分化的細胞器，其細胞核具有核膜（較高級類型有兩個和），故屬真和微生物。

營養方式：全動性營養、植物性營養和腐生性營養三種方式。

2、原生動物分幾綱？在廢水生物處理中有幾綱？

答：原生動物分四綱：鞭毛綱、肉足綱、纖毛綱（包括吸管綱）及孢子綱。

鞭毛綱、肉足綱和纖毛綱存在水體中，在廢水生物處理中起重要作用。孢子綱中的孢子蟲營寄生生活，幾聲在人體和動物體內，可隨糞便拍到污水中，故需要消滅之。

4、纖毛綱中包括哪些固著型纖毛蟲（鐘蟲類）？你如何區分固著型纖毛蟲的各種蟲體？ 答：纖毛綱中的固著型纖毛蟲有獨縮蟲屬、聚縮蟲屬、累枝蟲屬、蓋纖蟲屬等。

這些群體很相像，單它們的蟲體和尾柄還有各自的特征。獨縮蟲和聚縮蟲的蟲體很像，每個蟲體的尾柄相連，但肌絲不相連，因此一個蟲體收縮時不牽動其他蟲體，故名獨縮蟲。聚縮蟲不同，其尾柄相連，肌絲也相連。所以當一個蟲體收縮時牽動其他蟲體一起收縮，故叫聚縮蟲。累枝蟲和蓋纖蟲有相同處，尾柄都有分支，尾柄內沒有肌絲，不能收縮，但在從提的基部有肌原纖維，當蟲體收到刺激時，其基部收縮，前端胞口閉鎖。其不同點是：累枝蟲的蟲體口緣有兩圈纖毛環形成的似波動膜，和鐘蟲相像，其柄等分支或不等分支。蓋纖蟲的口緣有兩齊全纖毛形成的蓋形物，能運動，因有蓋而得名。

5、原生動物中各綱在水體自凈和污水生物處理中如何起指示作用？

答：原生動物在正常的環境條件下都各自保持自己的形態特征，但當環境條件變化，超過其適應能力時，都可使原生動物不能正常生活而形成胞囊。所以在水體自凈和污水生物處理中，一旦形成胞囊，就可判斷污水處理不正常。

6、何謂原生動物的胞囊？它是如何形成的? 答：在正常的環境條件下，所有的原生動物都各自保證、吃自己的形態特征。當環境條件變壞，如水干枯、水溫和pH過高或過低，溶解氧不足，缺乏食物或排泄物積累過多，廢水中的有機物濃度超過它的適應能里等原因，都可使原生動物不能正常生活而形成胞囊。所以胞囊是抵抗不良環境的一種休眠體。

胞囊的形成過程：先是蟲體變圓，鞭毛、纖毛或偽足等細胞器縮入體內或消失，細胞水分陸續有伸縮泡排除，蟲體縮小，最后伸縮泡消失，分泌一種膠狀物質于體表，爾后凝固形成胞殼。胞殼有兩層，外層較厚，表面凸起，內層薄而透明。胞囊很輕易隨灰塵漂浮或被其他動物帶至地方，胞囊遇到適宜環境其胞殼破裂回復蟲體原型。

7、微型后生動物包括哪幾種？

答：輪蟲、線蟲、寡毛類動物（飄體蟲、顫蚓、水絲蚓等）、浮游甲殼動物、苔蘚動物（苔蘚蟲，羽苔蟲）。

8、常見的浮游甲殼動物有哪些？你如何利用浮游甲殼動物判斷水體的清潔程度？

答：常見的浮游甲殼動物有劍水蚤和水蚤。

水蚤的血液含血紅素，血紅素溶于血漿，肌肉、卵巢和腸壁等細胞中也含血紅素。血紅素的含量常隨環境中溶解氧量的高低而變化。水體中含氧量低，水蚤的血紅素含量高；水蚤的含氧量高，水蚤的血紅素含量低。由于在污染水體中的溶解氧低，清水中氧的含量高，所以，在污染水體中的水蚤顏色比在清水中的紅些，這就是水蚤常呈不同顏色的原因，是適應環境的表現。可以利用水蚤的這個特點，判斷水體的清潔程度。

9、藻類的分類依據是什么？它分為幾門？

答：藻類的分類依據是：光合色素的種類，個體形態，細胞機構，生殖方式和生活史等。

分類：藍藻門、裸藻門、綠藻門、輪藻們、金藻門、黃藻門、硅藻門、甲藻門、紅藻門及褐藻門。

10、裸藻和綠藻有什么相似和不同之處？

答：【相同點】具有葉綠體，內含葉綠色a、b、β-胡蘿卜素、3種葉黃素。上述色素使葉綠體呈現鮮綠色，與綠藻相同。都有鞭毛，在葉綠體內都有造粉核。【不同】

1、繁殖方式：裸藻為縱裂，綠藻為無性生殖和有性生殖。

2、生活環境：裸藻主要生長在有機物豐富的靜止水體或才、緩慢的流水中，大量繁殖時形成綠色、紅色或褐色的水花。綠藻在流動和靜止的水體、土壤表面和樹干都能生長。寄生的綠藻引起植物病害。

3、裸藻是水體富營養化的指示生物，而綠藻在水體自凈中起凈化和指示生物的作用。

11、綠藻在人類生活、科學研究和水體自凈中起什么作用？

答：綠藻中的小球藻和柵藻富含蛋白質可供人食用和作動物飼料。綠藻是藻類生理生化研究的材料及宇宙航行的供氧體，有的可制藻膠。綠藻在水體自凈中起凈化和指示生物的作用。

12、硅藻和甲藻是什么樣的藻類？水體富氧化與那些藻類有關？

答：多數的甲藻對光照強度 和水溫范圍要求嚴格，在適宜的光照和水溫條件下，甲藻在短期內大量繁殖島城海洋“赤潮”。

13、真菌包括哪些微生物？他們在廢水生物處理中各起什么作用？

答：真菌屬低等植物，種類繁多，形態、大小各異，包括酵母菌、霉菌及各種傘菌。酵母菌處理和有機固體廢棄物生物處理中都起積極作用。酵母菌還可用作檢測重金屬，霉菌對廢水中氰化物的去除率達90%以上。有的霉菌還可處理含硝基化合物廢水。傘菌：既處理廢水和固體廢棄物，還可獲得食用菌。

14、酵母菌有哪些細胞結構？有幾種類型的酵母菌？

答：酵母菌的細胞結構有細胞壁、細胞質膜、細胞核、細胞質及內含物。酵母菌的細胞組分含葡聚糖、甘露聚糖、蛋白質及脂類。啤酒酵母還含幾丁質。

15、霉菌有幾種菌絲？如何區別霉菌和放線菌的菌落？ 答：霉菌有營養菌絲和氣生菌絲。

霉菌的菌落呈圓形絨毛狀、絮狀或蜘蛛網狀。比其他微生物的菌落都答，長得很快可蔓延至整個平板。霉菌菌落疏松，與培養基結合不緊，用接種環很容易挑取。放線菌的菌落是由一個分生孢子或一段營養菌絲生長繁殖引起許多菌絲互相纏繞而成，質地緊密，表面呈絨狀或緊密干燥多皺。菌絲潛入培養基，整個菌落像是潛入培養集中，不易唄挑取。有的菌落成白色粉末狀，質地松散，易被挑取。第四章 微生物的生理

1、酶是什么？它有哪些組成？各有什么生理功能？

答：酶是動物、植物及微生物等生物體內合成的，催化生物化學反應的，并傳遞電子、源自和化學基團的生物催化劑。組成有兩類：

1、單組分酶，只含蛋白質。

2、全酶，有蛋白質和不含氮的小分子有機物組成，或有蛋白質和不含氮的小分子有機物加上金屬離子組成。酶的各組分的功能：酶蛋白起加速生物化學反應的作用；酶基和輔酶起傳遞電子、原子、化學基團的作用；金屬離子除傳遞電子之外，還起激活劑的作用。

2、什么是輔基？什么是輔酶？有哪些物質可作輔基或輔酶？

答：

3、簡述酶蛋白的結構及酶的活性中心.答：組成酶的20種氨基酸按一定的排列順序有肽腱連接成多肽鏈，兩條多肽鏈之間或一條多肽鏈卷曲后相鄰的基團之間以氫鍵、鹽鍵、脂鍵、疏水鍵、范德華力及金屬鍵等相連接而成。分一、二、三級結構，少數酶具有四級結構。

酶的活性中心是指酶蛋白分子中與底物結合，并起催化最用的小部分氨基酸微區。構成活性中心的微區或處在同一條臺聯的不同部位，或處在不同肽鏈上；在多肽鏈盤曲成一定空間構型時，它們按一定位置靠近在一起，形成特定的酶活性中心。

4、按酶所在細胞的不同部位，酶可分為哪幾種？按催化反應類型可分為哪幾類？這兩種劃分如何聯系和統一？

答：按酶在細胞的不同部位可把酶分為胞外酶、胞內酶和表面酶。

按催化反應類型可分為水解酶類、氧化還原酶類、異構酶類、轉移酶類、裂解酶類和合成酶類。

【按酶作用底物的不同可分為淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶、纖維素酶、核糖核酸酶】 上述三種分類和命名方法可右擊低聯系和統一起來。如：淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶和纖維素酶均催化水解反應，屬于水解酶類；而他們均位于細胞外，屬胞外酶。除此之外的大多數酶類，如氧化還原酶、異構酶、轉移酶、裂解酶和合成酶等，均位于細胞內，屬胞內酶。

5、酶的催化作用有哪些特征？

答：

1、酶積極參與生物化學反應，加速化學速度，速度按反應到達平衡的時間，但不改變反應的平衡點。

2、酶的催化作用具有專一性。一種酶只作用與一種物質或一類物質，或催化一種或一類化學反應，產生一定的產物。

3、酶的催化作用條件溫和。

4、酶對環境條件極為敏感。高溫、強酸和強堿都能使酶喪失活性；重金屬離子能鈍化酶，使之失活。【附】酶催化效率極高的原因是酶能降低反應的能閥，從而降低反應物所需的活化能】

6、影響酶活力（酶促反應速度）的主要因素有哪些？并加以討論。

答：酶促反應速度受酶濃度和底物寧都的影響，也受溫度，pH，激活劑和抑制劑的影響。

7、微生物含有哪些化學組成？各組分占的比例是多少？

答：微生物機體質量的70%~~90%為水分，其余的10%~~30%為干物質。【有機物占干物質質量的90%~~97%，包括蛋白質、核酸、糖類和脂類。無機物占干物質質量的3%~~10%,包括P、S、K、Na、Ca、Mg、Fe、Cl和微量元素Cu、Mn、Zn、B、Mo、Co、Ni等。

8、微生物需要哪些營養物質？供給營養時應注意什么？為什么？

答：微生物需要的營養物質有水、碳素營養源、氮素營養源、無機鹽及 生長因子。供養時應當把所需物質按一定的比例配制而成。少的話不能正常生長，多的話就會導致反馴化。

9、根據微生物對碳源和能量需要的不同，可把微生物分為哪幾種類型？

答：可分為無機營養微生物（光能自養微生物和化能自養微生物）、有機營養微生物和混合營養微生物。

10、當處理某一工業廢水時，怎樣著手和考慮配給營養？

答：為了保證廢水生物處理的效果，要按碳氮磷比配給營養。但有的工業廢水缺某種營養，當營養量不足時，應供給或補足。某些工業廢水缺氮；洗滌劑廢水磷過剩，也缺氮。對此可用糞便污水或尿素補充氮。若有的廢水缺磷，則可用磷酸氫二鉀補充。但如果工業廢水不缺營養，就切勿添加上述物質，否則會導致反馴化，影響處理效果。

11、什么叫培養基？按物質的不同，培養基可分為哪幾類？按實驗目的和用途的不同，可分為哪幾類？

答：根據各種微生物的營養要求，將誰、碳源、氮源、無機鹽和生長因子等物質按一定的比例配制而成的，用以培養微生物的基質，即培養基。

根據實驗目的和用途不同，培養基可分為：基礎培養基、選擇培養基、鑒別培養基和加富（富集）培養基。

【按物質的不同，培養基可分為合成培養基、天然培養基和符合培養基】

12、什么叫選擇培養基？那些培養基屬于選擇培養基？

答：選擇培養基就是用以抑制非目的微生物的生長并使所要分離的微生物生長繁殖的培養基。麥康蓋培養基、乳糖發酵培養基。【配制選擇培養基時可加入染料、膽汁鹽、金屬鹽類、酸、堿或抗生素等其中的一種】

13、什么叫鑒別培養基？哪些培養基屬于鑒別培養基？

答：當幾種細菌由于對培養基中某一成分的分界能力不同，其菌落通過指示劑先是除不太那個的顏色而被區分開，這種起鑒別和區分不同細菌作用的培養基叫鑒別培養基。

常用的鑒別培養基遠滕氏培養基、醋酸鉛鋅培養基、伊紅—美藍（EMB）培養基等。

14、如何從被糞便污染的水樣中將大腸桿菌群中的四種菌逐一鑒別出來？

答：大腸菌屬中的大腸埃希氏菌、枸 酸鹽桿菌、產氣桿菌、副大腸桿菌等均能在遠藤氏培養基上生長，但它們對乳酸的分解能力不同：前三種能分界乳糖，但分解能力有強有弱，大腸埃希氏菌分解能力最強，菌落呈紫紅色帶金屬光澤；枸 酸鹽桿菌次之，菌落呈紫紅或深紅色；產氣桿菌第三，菌落呈淡紅色。副大腸桿菌不能分界乳糖，菌落無色透明。

15、如何判斷某水樣是否被糞便污染？

測試大腸桿菌群這個項目.100mL水樣不得檢出,如果檢出，說明已被污染.16、營養物質是如何進入細胞的? 答：微生物的營養物質各種各樣，有水溶性和脂溶性，有小分子和大分子。不同營養物質進入細胞的方式也不同：單純擴散、促進擴散、主動運輸和基團轉位。

17、營養物質順濃度梯度進入細胞的方式有哪些？是如何進入的？

答：有單純擴散和促進擴散。單純擴散是利用細胞質膜上的小孔，促進擴散是利用細胞質膜上的特殊蛋白質。

18、營養物質逆濃度梯度進入細胞的方式有哪些？是如何進入的？

答：有主動運輸和基團轉位。主動運輸需要滲透酶（單向轉運載體、同向轉運載體和反向轉運載體）和能量。基團轉位有特定的轉移酶系統，是通過單向性的磷酸化作用而實現的，細胞質膜對大多數磷酸化的化合物有高度的不滲透性。

19、什么叫主動運輸？什么叫基團轉位？

答：主動運輸：當微生物細胞內所積累的營養物質的濃度高于細胞外的濃度時，營養物質就不能按濃度梯度擴散到細胞內，而是逆濃度梯度被“抽”進細胞內，這種需要能量和滲透酶的逆濃度梯度積累營養物的過程；

基團轉位：以糖為例，在細胞內，在酶I存在下，先是HPr被磷酸烯醇丙酮酸（細胞代謝產物）磷酸化形成HPr—磷酸，并被一道細胞質膜上。在膜的外側，外界供給的糖有滲透酶攜帶到細胞質膜上，在特異性酶II的村華夏，糖被HPr—磷酸磷酸化形成糖—磷酸。滲透酶將膜上已被磷酸化的糖攜帶到細胞內，隨即被代謝。基團轉位是通過單向性的磷酸化作用而實現的。

20、什么叫新陳代謝？

答：新陳代謝是活細胞中全部化學反應的總稱，它包括物質代謝和能量代謝兩個方面。物質代謝是指生物體與外界環境之間物質的交換和生物體內物質的轉變過程。能量代謝是指生物體與外界環境之間能量的交換和生物體內能量的轉變過程。在新陳代謝過程中，既有同化作用，又有異化作用。同化作用(又叫做合成代謝)是指生物體把從外界環境中獲取的營養物質轉變成自身的組成物質，并且儲存能量的變化過程。異化作用(又叫做分解代謝)是指生物體能夠把自身的一部分組成物質加以分解，釋放出其中的能量，并且把分解的終產物排出體外的變化過程。

21、微生物呼吸作用的本質是什么？可分為哪幾種類型？各類型有什么特點？

答：微生物呼吸作用的本質是氧化與還原的統一過程，這過程中有能量的產生和能量的轉移。微生物的呼吸類型有三類：發酵、好氧呼吸和無氧呼吸。最終電子受體不同，分別為中間代謝產物、氧氣、氧氣外的無機化合物。另外產能的多少也不同。

22、葡萄糖在好氧條件下是如何氧化徹底的？

答：在好氧呼吸過程中，葡萄糖的氧化分解分兩階段：I葡萄糖經EMP途徑酵解。這一過程不需要消耗氧，形成中間產物——丙酮酸。II丙酮酸的有氧分解。丙酮酸氧化過程的一系列步驟總稱為三羧酸循環（TCA循環）。三羧酸（TCA）循環、乙醛酸循環和電子傳遞體系。

23、什么加底物水平磷酸化、氧化磷酸化和光合磷酸化？

答：底物水平磷酸化：厭氧微生物和兼性厭氧微生物在基質氧化過程中，產生一種含高自由能的中間體，如發酵中產生含高能鍵的1，3-二磷酸甘油酸。這一中間體將高能鍵（~）交給ADP，使ADP磷酸化而生成ATP。

氧化磷酸化：好氧微生物在呼吸時，通過電子傳遞體系產生ATP的過程。

光合磷酸化：光引起葉綠素、菌綠素或菌紫素逐出電子，通過電子傳遞產生ATP的過程。

24、何謂光合作用，比較闡揚光合作用和不產氧光合作用的異同。

第五篇：環境工程微生物學課后習題(重點)

環境工程微生物學

緒論

6、寫出大腸埃希氏桿菌和枯草芽孢桿菌的拉丁文全稱。

7、微生物有哪些特點？

第一章

1、病毒是一類什么樣的微生物？它有什么特點？

4、敘述大腸桿菌T系噬菌體的繁殖過程。

10、什么叫噬菌斑？什么是PFU？

第二章

2、細菌有哪些一般結構和特殊結構？它們各有哪些生理功能？

8、敘述革蘭氏染色的機制和步驟。

9、何謂細菌菌落？細菌有哪些培養特征？這些培養特征有什么實踐意義？

第三章

5、原生動物中各綱在水體自凈和污水生物處理中如何起指示作用？

7、微型后生動物包括哪幾種？

12、硅藻和甲藻是什么樣的藻類？水體富營養化與哪些藻類有關？

15、霉菌有幾種菌絲？如何區別霉菌放線菌的菌落？

第四章

3、簡述酶蛋白的結構及酶的活性中心。

8、微生物需要哪些營養物質？供給營養時應注意些什么？為什么？

10、當處理某一工業廢水時，怎樣著手和考慮配給營養？

16、營養物質是如何進入細胞的？

21、微生物呼吸作用的本質是什么？可分為哪幾種類型？各類型有什么特點？

第五章

1.什么是細菌的生長曲線？各階段有什么特點？在廢水生物處理中有哪些應用？

7.試述pH過高過低對微生物的不良影響。用活性污泥法處理污水時為什么要保持在pH6以上? 21.在天然環境和人工環境中微生物之間存在哪幾類關系？舉例說明。