第4章微生物生理

微⽣物⽣理复习题及答案第⼀章绪论1、什么是微⽣物⽣理学？研究热点是什么？微⽣物⽣理学是从⽣理⽣化的⾓度研究微⽣物的形态与发⽣、结构与功能、代谢与调节、⽣长于繁殖等的机理，以及这些过程与微⽣物⽣长发育以及环境之间的关系的学科。

研究热点：环境修复；微⽣物发电、⽣物燃料；资源开发利⽤。

2、简要说明微⽣物⽣理学与其他学科的关系。

微⽣物⽣理学既是⼀门基础学科⼜是⼀门应⽤学科。

它的发展与其他学科有着密切的联系，既依赖于微⽣物学、⽣物化学、细胞⽣物学、遗传学基础学科的理论和技术，还需要数学、物理学、化学、化学⼯程、电⼦信息学和设备制造⼯程等的理论和技术。

3、简述微⽣物⽣理学中常⽤的技术与⽅法。

（1）电⼦显微技术，⼀种公认的研究⽣物⼤分⼦、超分⼦复合体及亚细胞结构的有⼒⼿段，也是研究微⽣物不可缺少的⼿段。

(2)DNA分⼦铺展技术，可⽤来检查细菌、噬菌体的染⾊体结构，还可进⾏动态跟踪。

（3）超速离⼼技术（4）光谱分析技术，包括可见光光度法（定量分析），紫外分光光度法，荧光分光光度法，红外分光光度法。

(5）层析技术，⼀种基于被分离物质的物理、化学及⽣物学特性的不同，使它们再某种基质中移动速度不同⽽进⾏分离和分析的⽅法。

纸层析，薄层层析，柱层析。

（6）电泳技术，⽤于对样品进⾏分离鉴定或提纯的技术。

等电聚焦电泳，双向电泳，⽑细管电泳，变性梯度凝胶电泳。

（7）同位素⽰踪技术，利⽤放射性核素作为⽰踪剂对研究对象进⾏标记的威廉分析⽅法。

（8）基因芯⽚与⾼通量测序技术第⼆章微⽣物的细胞结构与功能1.细胞壁及细胞膜的⽣理作⽤是什么？(2)控制细胞⽣长扩⼤(3)参与胞内外信息的传递(4)防御功能(5)识别作⽤（ps1、维持细胞形状,控制细胞⽣长，保护原⽣质体。

细胞壁增加了细胞的机械强度,并承受着内部原⽣质体由于液泡吸⽔⽽产⽣的膨压,从⽽使细胞具有⼀定的形状,这不仅有保护原⽣质体的作⽤,⽽且维持了器官与植株的固有形态.另外,壁控制着细胞的⽣长,因为细胞要扩⼤和伸长的前提是要使细胞壁松弛和不可逆伸展.2.细胞壁参与了物质运输与信息传递细胞壁允许离⼦、多糖等⼩分⼦和低分⼦量的蛋⽩质通过,⽽将⼤分⼦或微⽣物等阻于其外。

第四章病毒名词解释：毒粒：病毒的细胞外颗粒形式，也是病毒的感染形式卫星病毒：是寄生于与之无关的辅助病毒的基因产物的病毒。

朊病毒：又称“普利昂”或蛋白侵染子，是一类不含核酸和传染性蛋白质分子，因能引起宿主体内现成的同类蛋白质分子发生与其相似的构象变化，从而使宿主致病。

类病毒：一类只含RNA一种成分，专性寄生在活细胞内德分子病原体。

噬菌斑：噬菌斑在菌苔上形成的“负菌落”。

枯斑：植物病毒在植物叶片上形成的枯斑。

空斑：由动物病毒在宿主单层细胞培养物上形成的。

病毒的感染单位：能够引起宿主或细胞一定特异性反应的病毒最小剂量。

病毒的效价：表示每毫升式样中所含有的具侵染性的噬菌体粒子数，又称噬菌斑形成单位数。

半数效应剂量：以实验单元群体中的半数个体出现某一感染反应的病毒剂量来确定病毒样品的效价。

血凝抑制实验：根据特异性的病毒抗体与病毒表面有血凝活性的蛋白质结合，可抑制病毒血细胞凝集反应的实验。

中和抗体：能抑制相应抗原的生物学活性的特异性抗体。

包膜：有些复杂的病毒，其核衣壳外还被一层蛋白质或糖蛋白的类脂双层膜覆盖着，这些膜就是包膜。

一步生长曲线：定量描述烈性噬菌体生长规律的实验曲线。

增值性感染：这类感染发生在病毒能在其体内完成复制循环的允许细胞内，并以有感染性子代产生为代表。

非增殖性感染：这类感染由于病毒或是细胞的原因，致使病毒的复制在病毒进入敏感细胞后的某一阶段受阻，结果导致病毒感染的不完全循环。

流产感染：是一类普遍发生的非增殖性感染，有①依赖于细胞的流产感染：病毒感染的细胞是病毒在其内不能复制的非允许细胞②依赖于病毒的流产感染：由基因组不完整的缺损病毒引起的。

限制性感染：因细胞的瞬时允许性产生的，其结果或是病毒持续存在于受染细胞内不能复制，直到细胞成为允许细胞，病毒才能繁殖，或是一个细胞群体中仅有少数细胞产生病毒子代。

潜伏感染：是受染细胞内有病毒基因组持续存在，但无感染性病毒颗粒产生，而且受染细胞不会被破坏。

第四章微生物的生长及其环境为什么微生物生长曲线图中虚线微端没有下降而实线下降了？1.为什么稳定期细胞总数不再增加？①营养物质被消耗不能满足生长需要②代谢废物或有害物质积累到抑制生长水平③pH、氧化还原势等物化条件越来越不适应2.分批培养，就是指将微生物置于一定容积的培养基中，经过培养生长，最后一次收获的培养方式。

3.连续培养，基本上说来就是在一个恒定容积的流动系统中培养微生物，一方面以一定速率不断地加入新的培养基，另一方面又以相同的速率流出培养物（菌体和代谢产物），以使培养系统中的细胞数量和营养状态保持恒定，即处于稳态。

4.同步生长：就是指在培养物中所有微生物细胞都处于同一生长阶段，并都能同时分裂的生长方式。

同步培养法：就是能使培养物中所有微生物细胞都处于相同的生长阶段的培养方法。

同步培养的方法通常分为诱导法和选择法两种。

诱导法：是采用物理、化学因子使微生物细胞生长进行到某个阶段而停下来，使先期到达该阶段的微生物细胞不能进入下一生长阶段，待全部群体细胞都到达该生长阶段后，再除去该因子，使全部群体细胞同时进入下一个生长阶段，以达到诱导微生物细胞同步生长的目的。

选择法PPT截屏5.多重环境因子影响微生物生长的规律1、Liebig 最低浓度定律：即微生物总生物量由环境中满足于微生物生长所需营养物质的最低浓度所决定。

当环境中某种营养物质被消耗饴尽或至一定浓度以下时，可使微生物的生长停止，即使此时培养基中没有任何毒性物质存在，而且其他营养物质仍很丰富，当添加少量这种营养物质时则微生物的生长可以重新开始。

2、Shelford 耐受定律：当环境因子低于或高于某一个微生物不能生存或生长的阈值时，就成为生长限制因子，而与营养物质的供给无关。

上述规律也适用于人工条件下的微生物生长。

6.微生物群体感应作用就是细菌能够通过感应信号分子的水平监测自身的群体密度，该信号分子浓度随着细菌群体数量的增加而增加，直到达到某个阈值，就将群体密度已达到某个临界水平或数量的信息传递给细菌，引起细菌表达一系列密度感应-依赖的基因，控制群体数量的增加。

第四章微生物的营养和培养基微生物的营养：为了满足其生长和繁殖的的需要微生物从外界摄取其生命活动所必须的能量和物质，以满足其生长和繁殖需要的一种生理功能。

即获得与利用营养物质的功能。

微生物的营养物质：能够满足微生物的生长繁殖和完成其各种生理活动所需要的物质称为微生物的营养物质。

即具有营养功能的物质。

微生物的营养物质可为它们正常的生命活动提供结构物质（大分子碳架）、能量、代谢调解物质和良好的生理环境。

微生物的营养物质来源除无机、有机物质外，还包括光能这种非物质形式的能源。

第一节微生物的六类营养要素1 微生物的营养要求2 微生物的六类营养要素一微生物的营养要求（一）微生物细胞的化学组成微生物细胞由C、H、O、N、S、P、Mg、K、Na、Ca、Fe、Mn、Cu、Co、Mo、Zn等化学元素组成，且以C、H、O、N、S、P六种元素为主，占细菌细胞干重的97%。

微生物细胞中的这些元素主要以水、有机物和无机盐的形式存在于细胞中。

有机物主要为：蛋白质、糖、脂、核酸、维生素及它们的降解物与一些代谢产物等物质组成。

无机物则是：参与有机物组成或单独存在于细胞原生质内的无机盐等灰分物质中。

水是细胞的一种主要成分，一般占微生物营养体重量的百分比：细菌80%左右、酵母菌75%左右、霉菌85%左右；霉菌孢子含水约39%、细菌芽孢核心部分的含水量低于30%。

细胞内的有机物、无机物和水等共同赋予细胞的遗传连续性、透性和生化活性。

（二）微生物的营养要求微生物细胞也和其他高等生物细胞一样，在元素水平都需要20种左右，且以C、H、O、N、S、P六种元素为主；在营养要素水平上都在六大类的范围内：碳源、氮源、能源、生长因子、无机盐和水。

二微生物的六类营养要素（一）碳源1 碳源（carbon source）一切能满足微生物生长繁殖所需碳元素的营养物，称为碳源。

碳源是微生物需要量最大的营养物，又称大量营养物。

2 微生物的碳源谱微生物可利用的碳源范围即碳源谱。

环境工程微生物学课后习题答案（周群英第四版）目录环境工程微生物学................................................................................... 错误!未定义书签。

绪论 (2)1、何谓原核微生物？它包括哪些微生物？ (2)2、何谓真核微生物？它包括哪些微生物？ (2)3、微生物是如何分类的？ (2)6、写出大肠埃希氏杆菌和桔草芽孢杆菌的拉丁文全称。

(2)7、微生物有哪些特点？ (2)第一章病毒 (2)第二章原核微生物 (7)1、细菌有哪几种形态？各举一种细菌为代表。

(7)2、细菌有哪些一般结构和特殊结构？它们各有哪些生理功能？ (7)3、荚膜、粘液层、菌胶团和衣鞘 (7)第三章真核微生物 (12)第四章微生物的生理 (15)第五章微生物的生长繁殖与生存因子 (20)第六章微生物的遗传与变异 (28)第七章微生物的生态 (35)第八章微生物在环境物质循环中的作用 (40)第九章水环境污染控制与治理的生态工程及微生物学原理 (44)第十章有机固体废物与废弃的微生物处理及微生物群落 (48)第十一章有机固体废物与废气的微生物处理及其微生物群落 (54)1，何谓堆肥法，堆肥化和堆肥？ (54)2，叙述好氧堆肥的机理。

参与堆肥发酵的微生物有哪些？ (54)3，好氧堆肥的运行条件有哪些？ (55)4，好氧堆肥法有几种工艺？简述各个工艺的过程。

(55)第十二章微生物学新技术在环境工程中的应用 (60)1. 酶制剂剂型有几种？ (60)2. 何谓固定化酶和固定化微生物？ (60)3. 酶和酶菌体固定化方法有哪几种？各用什么载体？ (60)4. 固定化酶和固定化微生物有什么优点？存在什么问题？ (60)5. 生物膜是固定化微生物吗？为什么？ (60)6. 何谓表面活性剂？生物表面活性剂有哪几类？ (60)7. 絮凝剂有几类？微生物絮凝剂在污水生物处理中起什么作用？ (60)8. 叙述污水处理中微生物絮凝剂的作用原理？ (60)9. 微生物制剂有哪些用途？ (60)10. 有几种产氢微生物？它们是如何产氢的？ (61)11. 请叙述微生物产氢电池的工作原理。

第四章微生物的生理一、名词解释1. 酶：是由细胞产生的、能在体内或体外起催化作用的一类具有活性中心和特殊构象的生物大分子，包括蛋白质酶和核酸类酶。

2. 酶的活性中心：指酶的活性部位，是酶蛋白分子中直接参与和底物结合，并与酶的催化作用直接有关的部位。

酶的活性部位中心有两个功能部位：结合部位和催化部位。

3. 辅酶：全酶中与酶蛋白结合的非蛋白质的小分子有机物或者金属离子，全酶一定要在酶蛋白和辅酶或辅基同时存在时才起作用。

4. 酶的专一性：一种酶只作用一种物质或一类物质，或催化一种或一类化学反应，产生相应的产物。

酶的第五专一性包括结构专一性和立体异构专一性。

5. 微生物的新陈代谢：微生物从外界环境中不断地摄取营养物质，经过一系列的生物化学反应，转变成细胞的组分，同时产生废物并排泄到体外，这是微生物与环境之间的物质交换过程。

6. 生长因子：是一类调节微生物正常代谢所必需，但不能用简单的碳、氮源自行合成的有机物。

主要包括维生素、碱基、嘌呤、嘧啶、生物素和烟酸等。

7. 培养基：根据各种微生物对营养的需要，包括水、碳源、氮源、无机物及生长因子等按一定的比例配制而成的，用以培养微生物的基质。

8. 选择性培养基：根据某微生物的特殊营养要求或对各种化学物质敏感程度的差异而设计、配制的培养基。

可在培养基中加入染料、胆汁酸盐、金属、酸、碱或抗生素等其中的一种，用以抑制非目的微生物的生长，并使所要分离的目的微生物生长繁殖。

9. 鉴别培养基：几种细菌由于对培养基中某一成分的分解能力不同，其菌落通过指示剂显示出不同的颜色而被区分开，这种起鉴别和区分不同细菌作用的培养基叫作鉴别培养基。

10. 加富培养基：由于样品中细菌数量少，或是对营养要求比较苛刻不易培养出来，故用特别的物质或成分配制而成的促使微生物快速生长的培养基，这种用特别物质或成分配制而成的培养基称为加富培养基。

11. 主动运输:是指物质逆浓度梯度，在载体的协助下，在能量的作用下运进或运出细胞膜的过程。

《环境微⽣物》课后答案完整版第⼀篇微⽣物学基础第⼀章⾮细胞结构的超微⽣物——病毒1 病毒是⼀类什么样的微⽣物？它有什么特点？答：病毒没有合成蛋⽩质的机构——核糖体，也没有合成细胞物质和繁殖所必备的酶系统，不具独⽴的代谢能⼒，必须专性寄宿在活的敏感宿主细胞内，依靠宿主细胞合成病毒的化学组成和繁殖新个体。

其特点是：病毒在活的敏感宿主细胞内是具有⽣命的超微⽣物，然⽽，在宿主体外却呈现不具⽣命特征的⼤分⼦物质，但仍保留感染宿主的潜在能⼒，⼀旦重新进⼊活的宿主细胞内⼜具有⽣命特征，重新感染新宿主。

2病毒的分类依据是什么？分为哪⼏类病毒？答：依据是：病毒是根据病毒的宿主、所致疾病、核酸的类型、病毒粒⼦的⼤⼩、病毒的结构、有或⽆被膜等进⾏分类的。

根据转性宿主分类：有动物病毒、植物病毒、细菌病毒（噬菌体）、放线菌病毒（噬放线菌体）、藻类病毒（噬藻体）、真菌病毒（噬真菌体）。

按核酸分类：有DNA病毒和RNA病毒。

3病毒具有什么样的化学组成和结构？答：病毒的化学组成有蛋⽩质和核酸。

还含有脂质和多糖。

整个病毒体分两部分：蛋⽩质⾐壳和核酸内芯，两者构成核⾐壳。

蛋⽩质⾐壳是由⼀定数量的⾐壳粒按⼀定的排列组合构成的病毒外壳。

核酸内芯有两种：核糖核酸（RNA）和脱氧核糖核酸（DNA）。

4叙述⼤肠杆菌T系噬菌体的繁殖过程。

答：⼤肠杆菌T系噬菌体的繁殖过程有：吸附、侵⼊、复制、聚集与释放。

⾸先，⼤肠杆菌T系噬菌体以它的尾部末端吸附到敏感细胞表⾯上某⼀特定的化学成分，或是细胞壁，或是鞭⽑，或是纤⽑。

噬菌体侵⼊宿主细胞后，⽴即引起宿主的代谢改变，宿主细胞内的核酸不能按⾃⾝的遗传特性复制和合成蛋⽩质，⽽由噬菌体核酸所携带的遗传信息所控制，借⽤宿主细胞的合成机构复制核酸，进⽽合成噬菌体蛋⽩质，核酸和蛋⽩质聚集合成新的噬菌体，这个过程叫装配。

⼤肠杆菌T系噬菌体的装配过程如下：先合成含DNA的头部，然后合成尾部的尾鞘、尾髓和尾丝，并逐个加上去就装配成⼀个完整的新的⼤肠杆菌T系噬菌体。

第四章微生物的代谢代谢（metabolism）：也称新陈代谢，指生物体内进行的全部化学反应的总和。

（一）分解代谢：细胞将大分子物质降解成小分子物质，并在此过程中产生能量的过程。

不同营养类型的微生物进行分解代谢所利用的物质不同，异氧微生物利用的是有机物，自养微生物利用的是无机物。

（二）合成代谢：细胞利用简单的小分子物质合成复杂的大分子物质，并在此过程中贮藏能量的过程。

（三）物质代谢：物质在体内进行转化的过程。

（四）能量代谢：伴随物质转化而发生的能量形式相互转化的过程。

（五）初级代谢：能使营养物转化为结构物质、具生理活性物质或提供生长能量的一类代谢。

产物有小分子前体物、单体、多聚体等生命必需物质。

（六）次级代谢：某些微生物进行的非细胞结构物质和维持其正常生命活动的非必须物质的代谢。

产物有抗生素、酶抑制剂、毒素、甾体化合物等，与生命活动无关，不参与细胞结构，也不是酶活性必需，但对人类有用。

合成代谢和分解代谢的关系1.分解代谢为合成代谢提供能量和原料，保证正常合成代谢的进行，合成代谢又为分解代谢创造更好的条件。

2.合成代谢和分解代谢都是由一系列连续的酶促反应构成的，前一步反映的产物是后续反应的底物。

微生物代谢的特点1.代谢旺盛（代谢强度高、转化能力强）2.代谢类型多样化（导致营养类型的多样化）3.某些微生物在代谢过程中除产生其生命活动必须的初级代谢产物和能量外，还会产生一些次级代谢产物，次级代谢产物与人类生产与生活密切相关，是微生物学的重要研究领域。

4.微生物的代谢作用使得微生物在自然界的物质循环中起着极其重要的作用。

第一节微生物的能量代谢第二节微生物的物质代谢第三节微生物代谢的调节第四节微生物次级代谢与次级代谢产物第一节微生物的能量代谢微生物能量代谢是指微生物把环境提供的能源或本身储存的能源转变为微生物生命活动所需能源的过程。

微生物的产能代谢是指生物体内经过一系列连续的氧化还原反应，逐步分解并释放能量的过程，又称生物氧化。