微生物吸收营养物质的四种方式及其特点

环境工程微生物⭐1-1、何谓微生物？它主要包括哪些类群？P27微生物是一切肉眼看不见或看不清的微小生物总称。

1.原核类（真细菌、放线菌、蓝细菌、支原体、衣原体、立克次氏体）2.真核类（真菌、原生动物、显微藻类）3.古生菌和非细胞型类（介于原核和真核之间）（病毒、亚病毒因子）⭐1-2、微生物有哪些特点？1.个体微小，结构简单，表面积大。

微生物大多是单细胞生物，有点复杂的多细胞微生物也少有组织器官的分化。

2.吸收多，转化快。

一些微生物的呼吸速率也比高等动、植物的组织强数十至数百倍。

这个特性为微生物的生长繁殖和合成大量代谢产物提供了充分的物质基础。

3.生长旺，繁殖快。

微生物具有极高的生长和繁殖速率。

4.适应强，易变异。

微生物结构简单，整个细胞直接与环境接触，易受环境因素影响，使其具有极其灵活的适应性或代谢调节机制。

5.分布广，种类多。

因微生物极小，很轻，附着于尘土随风飞扬，漂洋过海，栖息在世界各处，分布极广。

6.杂居混生，因果难联。

在自然条件下，微生物一般都是许多种相互杂居混生。

1-3、环境微生物学的主要研究内容有哪些？1.环境中微生物的分离、鉴定、培养及生理生化研究2.微生物与自然环境之间的关系3.微生物对环境的污染和危害4.微生物对受污染环境的净化和修复5.微生物在环境监测中的应用6.微生物产品1-4、试述显微镜的种类及与微生物学之间的关系。

1.光学显微镜2.电子显微镜3.扫描隧道显微镜2-2、如何命名微生物？种以上的系统单元有那几级？命名：一、俗名二、学名1、双名法学名=属名+种名加词+（首次定人名）+现名定名人+现名定名年（斜体字）（正体字）2、三名法学名=属名+种名加词+符号（可省略）+亚种或变种名的加词斜体斜体级：不知道2-3、试比较古生菌、细菌与真核生物的主要区别。

⭐2-4、微生物的鉴定方法。

其中现代分子生物鉴定分两类：1.通过核酸分析鉴定微生物遗传类型2.细胞化学成分作用鉴定指标2-5、试述16SrRNA寡核苷酸测序技术的原理、优点和简明操作步骤，并说明它在生物学基础理论研究中的重要意义。

微生物的营养类型可以根据其对碳源和能量源的利用方式进行分类，常见的微生物营养类型包括化学营养、光合营养、有机物混合营养和无机物混合营养。

下面是这四种营养类型的特点：
化学营养（化能营养）：化学营养的微生物利用无机化合物作为能量源和碳源。

它们通过氧化无机化合物来获得能量，并利用无机碳源合成有机物。

典型的例子是硫杆菌，它们利用硫化氢或硫酸盐作为能量源，并以二氧化碳为碳源进行合成。

光合营养：光合营养的微生物利用光能作为能量源，通过光合作用将二氧化碳转化为有机物。

这些微生物包括光合细菌和光合藻类等，它们通过光合色素（如叶绿素）吸收光能，驱动光合作用，将光能转化为化学能，并合成有机物。

有机物混合营养：有机物混合营养的微生物利用有机物作为能量源和碳源。

它们通过分解和利用有机物来获取能量，并从中合成所需的有机物。

这种营养类型的微生物广泛存在于自然界，包括许多细菌和真菌。

无机物混合营养：无机物混合营养的微生物利用无机物作为能量源和碳源。

它们通过氧化无机物来获得能量，并利用无机碳源进行合成。

典型的例子是硝化细菌，它们利用氨氧化为能量源，并以二氧化碳为碳源合成有机物。

这些不同的营养类型反映了微生物对不同资源的利用策略和适应能力。

不同类型的微生物在自然界中起着重要的生态角色，它们在能量和物质循环中发挥着不可或缺的作用。

了解微生物的营养类型有助于理解它们的生态功能和与环境的相互作用。

1、微生物是如何命名的？举例说明答：微生物的命名是采用生物学中的二名法，即用两个拉丁字命名一个微生物的种，这个种的名字是由一个属名和一个种名组成，属名和种名都用斜体表示，属名在前，用拉丁文名词表示，第一个字母大写。

种名在后，用拉丁文的形容词表示，第一个字母小写。

如大肠埃希氏杆菌的名字是Escherichia coli2、写出大肠埃希氏杆菌和枯草杆菌的拉丁名全称答：大肠埃希氏杆菌的名称是Escherichia coli枯草杆菌的名称是Bacillus subtilis3、微生物有哪些特点答：（1）个体极小：微生物的个体极小，有几纳米到几微米，要通过光学显微镜才能看见，病毒小于微米，在光学显微镜可视范围外，还需要通过电子显微镜才可看见（2）分布广，种类繁多：环境的多样性如极端高温，高盐度和极端PH造就了微生物的种类繁多和数量庞大（3）繁殖快：大多数微生物以裂殖的方式繁殖后代，在适宜的环境条件下，十几分钟至二十分钟就可繁殖一代。

在物种竞争上取得优势，这是生存竞争的保证。

（4）易变异：多数微生物为单细胞，结构简单，整个细胞直接与环境接触易受外界环境因素影响，引起遗传物质DNA的改变而发生变异。

或者变异为优良菌种，或使菌种退化。

4、细菌有哪几种形态?各举一种细菌为代表。

答：细菌有四种形态：球状，杆状，螺旋状和丝状。

分别叫球菌，杆菌，螺旋菌和丝状菌。

球菌：金黄色葡萄球菌，杆菌：芽孢杆菌，螺旋菌：弧菌，丝状菌：铁丝菌5、叙述革兰氏染色的机制和步骤。

答：机制：①革兰氏染色与细菌等电点有关②革兰氏染色与细胞壁有关步骤：1在无菌操作条件下，用接种环挑取少量细菌于干净载玻片上涂布均匀，固定。

2用草酸结晶紫染液1分钟，水洗。

3用碘-碘化钾媒染1分钟，水洗。

4用中性脱色剂（如乙醇）脱色，革兰氏阳性菌不褪色仍呈紫色，格兰仕阴性菌褪色，呈无色。

5用蕃红染液复染1分钟，革兰氏阳性菌仍呈紫色，格兰仕阴性菌呈红色。

革兰氏阳性菌与格兰仕阴性菌及被区别开来6、细菌有哪些一般结构和特殊结构它们各有哪些生理功能答：细菌是单细胞生物。

微生物的营养与培养一、微生物的营养微生物的营养是指微生物从环境中吸收营养物质并加以利用的过程。

微生物同其他生物一样都是具有生命的，需要从它的生活环境中吸收所需的各种的营养物质来合成细胞物质和提供机体进行各种生理代谢所需的能量，使机体能进行生长与繁殖。

（一）微生物的营养要素细胞的组成：有蛋白质、核酸、碳水化合物、脂类和矿物质等。

微生物的基本营养1.碳源凡是可以被微生物用来构成细胞物质或代谢产物中碳素来源的物质通称碳源。

碳源通常也是机体生长的能源。

能作为微生物生长的碳源的种类极其广泛，既有简单的无机含碳化合物CO2和碳酸盐等，也有复杂的天然的有机含碳化合物，它们是糖和糖的衍生物、脂类、醇类、有机酸、烃类、芳香族化合物以及各种含碳的化合物。

但是微生物不同，利用这些含碳化合物的能力也不相同。

目前在微生物发酵工业中，常根据不同微生物的需要，利用各种农副产品如玉米粉、米糠、麦麸、马铃薯、甘薯以及各种野生植物的淀粉，作为微生物生产廉价的碳源。

2．氮源微生物细胞中大约含氮5%—15%，它是微生物细胞蛋白质和核酸的主要成分。

微生物利用它在细胞内合成氨基酸，并进一步合成蛋白质、核酸等细胞成分。

因此，氮素对微生物的生长发育有着重要的意义。

无机氮源一般不用作能源，只有少数化能自养细菌能利用铵盐、硝酸盐作为机体生长的氮源与能源。

对于许多微生物来说，通常可以利用无机含氮化合物作为氮源，也可以利用有机含氮化合物作为氮源。

许多腐生型细菌、肠道菌、动植物致病菌一般都能利用铵盐或硝酸盐作为氮源。

例如大肠杆菌、产气杆菌、枯草杆菌、铜绿假单胞菌等都可以利用硫酸铵、硝酸铵作为氮源，放线菌可以利用硝酸钾作为氮源，霉菌可以利用硝酸钠作为氮源等。

在实验室和发酵工业中，常用的有机氮源有牛肉膏、蛋白胨、酵母膏、鱼粉、蚕蛹粉、黄豆饼粉、花生饼粉、玉米浆等。

3．无机盐无机盐是微生物生长必不可少的一类营养物质，也是构成微生物细胞结构物质不可缺少的级成成分。

中国石油大学2021年春季学期《环境工程微生物学》在线考试一、主观填空题共20题，20分11分营养物质进入细胞的方式有单纯扩散、促进扩散、主动运输、四种。

1 答案：基团移位21分酵母菌有发酵型和氧化型两种类型,其中前者是将糖转化为乙醇和的一类酵母菌。

1 答案：二氧化碳31分根据污泥膨胀的致因微生物不同,污泥膨胀分为非丝状菌污泥膨胀和。

1 答案：丝状菌污泥膨胀41分微生物的生长可分为个体微生物生长和。

1 答案：群体生长51分酶的提取方法有水溶液提取法、表面活性剂提取法和。

1 答案：有机溶剂法61分现在普遍接受的五界分类系统为:原核生物界、原生生物界、真菌界、动物界、。

1 答案：植物界71分根据古菌的生活习性和生理特性,古菌可分为嗜热嗜酸菌、极端嗜盐菌, 三大类型。

1 答案：产甲烷菌81分细菌连续培养有恒浊连续培养和恒化连续培养两种。

绝大多数污(废)水生物处理方法均采用。

1 答案：恒化连续培养91分原生质体包括细胞质膜、细胞质及其内含物、。

1 答案：细胞核物质101分紫外辐射杀菌的机制为:破坏蛋白质结构而变性, 。

1 答案：破坏核酸分子的结构111分水的消毒方法有煮沸法、加氯消毒、臭氧消毒、过氧化氢消毒、微电解消毒、等。

1 答案：紫外辐射消毒121分细菌按形态可分为球菌、杆状、螺旋状、四种。

1 答案：丝状131分好氧活性污泥的结构和功能的中心是。

1 答案：菌胶团141分参与硫化作用的微生物有硫化细菌和。

1 答案：硫磺细菌151分细菌表面带电荷。

1 答案：负161分菌种保藏方法有定期移植法、干燥法、隔绝空气法、蒸馏水悬浮法、 5种。

1 答案：综合法171分细菌的基本结构包括细胞壁、细胞膜、细胞质和。

1 答案：拟核181分原生动物可划分为四类:鞭毛纲、肉足纲、纤毛纲和。

1 答案：孢子纲191分细菌的呼吸类型分为、好氧呼吸、无氧呼吸。

1 答案：发酵201分列举几种微生物所需的生长因子:B族维生素、、氨基酸、嘌呤、嘧啶、生物素、烟酸。

二、简答题1.简述微生物学发展史上5个时期的特点和代表人物。

（1）史前期——朦胧阶段（约8000年前1676）特点：人们虽然没有看到微生物，但已经不自觉的利用有益微生物、防止有害微生物。

代表人物：中国古代劳动人民。

（2）初创期——形态学时期（1676-1861）特点：这一时期微生物学的研究工作主要是对一些微生物进行形态描述。

代表人物：列文虎克，微生物学的先驱者。

（3）奠基期——生理学时期（1861-1897）特点：这一时期的主要工作是查找各种病原微生物，把微生物学的研究从形态描述推进到生理学研究的新水平，建立了系列微生物学的分支学科。

代表人物：巴斯德（微生物学之父）和科赫（细菌学的奠基人）。

（4）发展期——生化水平研究阶段特点：微生物学的研究进入分子水平，微生物学家的研究工作从上一时期的查找病原微生物转移到寻找各种有益微生物的代谢产物。

代表人物：E.Büchner生物化学奠基人。

（5）成熟期——分子生物学水平研究阶段特点：微生物学从一门运用学科发展为前沿基础学科，其研究工作进入分子水平，而微生物因其不同于高等动植物的生物学特性而成为分子生物学研究的主要对象。

在应用研究方面，向着更自觉、更有效和可认为控制的方向发展，与遗传工程、细胞工程和酶工程紧密结合，成为新兴生物工程的主角。

代表人物：J.Watson和F.Crick：分子生物学奠基人。

2.巴斯德的贡献（1）否定自然发生学说（曲颈瓶实验），建立胚种学说。

（2）发酵是由微生物引起的。

（3）推动免疫学的产生。

（4）研究“酒病”、蚕病、鸡霍乱、牛羊炭疽病、人类狂犬病。

（5）发明巴氏消毒法。

（6）制作炭疽病和狂犬病的疫苗。

3.科赫的贡献（1）建立平板分离法、细菌染色，悬滴培养和显微摄影等技术。

（2）分离了炭疽芽孢杆菌、结核分枝杆菌和霍乱弧菌等重要病原菌。

（3）提出并证实病原菌必须遵循的科赫法则。

4.微生物共有哪五大共性？其中最基本的是哪一个？为什么？五大共性：体积小，面积大；吸收多，转化快；生长旺，繁殖快；适应强，易变异；分布广，种类多。

1、微生物的营养物质微生物的营养：微生物在生长过程中，需要不断从外界环境中吸收物质，并加以利用，以获得能量和合成细胞物质。

可以被微生物吸收和利用的物质就是微生物的营养物质。

根据其性质和作用可将其营养物质划分为：碳素营养物质、氮素营养物质、矿质养料、生长因子、水分。

（1）碳素营养物质（碳源）：微生物细胞中含碳量约战细胞干重的50%。

无机化合物：CO2和碳酸盐碳素的功能：（1）组成有机分子的碳架；（2）为细胞提供能量（2）氮素营养物质（氮源）：细菌、酵母细胞的含氮量约占细胞干重的7%-13%，霉菌含氮量约占细胞干重的5%。

氮源物质主要有：分子氮：N2(固氮微生物的氮源)、无机氮化物：铵盐: NH4+、硝酸盐:：NO3－、有机氮化物：牛肉膏、蛋白胨、尿素、酪素、玉米浆、豆饼等。

组成有机分子：如蛋白质和核酸（3）矿质养料：微生物需要的矿质养料分为大量元素和微量元素。

大量元素包括：Na、K、Mg、Ca、Fe、P、S等微量元素包括：Cu、Mn、Zn、Se等矿质营养的功能：（1）构成微生物细胞的各种组分（2）调节微生物细胞的渗透压（3）某些元素，如S、Fe可作为自养微生物的能源。

（4）生长因子：不能合成一种或几种微量的有机化合物，必须由外源供给才能进行生长繁殖。

包括氨基酸（用于蛋白质的合成）、碱基（核酸合成必须的成分）、维生素（构成酶的辅基或辅酶，酶活性所必须的成分）。

野生型（原养型）：从自然界直接分离获得的微生物。

营养缺陷型：必须从外界获得物质才能生长繁殖。

营养缺陷型种类：（1）缺少合成氨基酸能力的微生物称为氨基酸缺陷型（2）缺少合成维生素能力的微生物称为维生素缺陷型（3）缺少合成碱基能力的微生物称为嘧啶或嘌呤缺陷型。

在同一种微生物中会有不同的营养缺陷型（5）水分：微生物细胞的含水量较高，约占细胞细胞鲜重的70%-90%。

水在微生物中起着重要的功能：（1）细胞的重要组成成分（2）生化反应的介质（3）营养物质和代谢产物的良好溶剂（4）水的比热高，热的传导性好，能有效地吸收代谢过程中放出的热，并将吸收的热散发出去，避免导致细胞内温度陡然升高（5）维持细胞的膨压。

五、问答题1、微生物有哪五大共性？最基本的是哪个，为什么？答：微生物具有（1）体积小，面积大；（2）吸收多，转化快；（3）生长旺，繁殖快；（4）适应强，易变异；（5）分布广，种类多；五大特性。

P4-6其中最基本的特性是体积小，面积大。

微生物是一个突出的小体积大面积系统，从而赋予它们具有不同于一切大生物的五大共性，因为一个小体积大面积系统，必然有一个巨大的营养物质吸收面、代谢废物的排泄面和环境信息的交换面，故而产生了其余四个共性。

巨大的营养物质吸收面和代谢废物的排泄面使微生物具有了吸收多，转化快，生长旺，繁殖快的特点。

环境信息的交换面使微生物具有适应强，易变异的特点。

而正是因为微生物具有适应强，易变异的特点，才能使其分布广，种类多。

2、细菌的特殊结构有那些？细菌特殊结构的实验室检测和生物学意义如何？答：细菌的特殊结构有糖被（包括荚膜和粘液层）、鞭毛、菌毛、性毛和芽孢。

P22荚膜含水量很高，经脱水和特殊染色后可在光镜下看到。

在实验室中，若用碳黑墨水对产荚膜细菌进行负染色，也可方便地在光镜下观察到荚膜。

P22由于鞭毛过细，通常之只能用电镜进行观察；但通过特殊的鞭毛染色法使染料沉积到鞭毛表面上后，这种加粗的鞭毛能在光镜下观察；另外，在暗视野中，通过对细菌的悬滴标本或水浸片的观察，也能视其中的细菌是否作有规则的运动，来判断有否鞭毛；最后，通过琼脂平板培养基上的菌落形态或在半固体直立柱穿刺线上群体扩散情况，也可推测是否长有鞭毛。

P23糖被的生物学意义（功能）：保护作用，贮藏养料，作为透性屏障和离子交换系统、表面附着作用、细菌的信息识别作用、堆积代谢废物。

P23鞭毛有运动功能。

P23菌毛具有使菌体附着于物体表面上的功能。

P24性毛具有向雌性菌株（受菌体）传递遗传物质的作用，有的还是RNA噬菌体的特异性吸附受体。

P25芽孢的有无、形态、大小和着生位置是细菌分来和鉴定中的重要形态学指标。

P263、蓝细菌有哪些不同于细菌的结构与成分?它们的功能是什么？答：异形胞，存在于丝状生长种类中的形大、壁厚、专司固氮功能的细胞。

3 细菌的细胞结构包括一般结构和特殊结构，简单说明这些结构及及其生理功能。

细菌的基本结构包括细胞壁和原生质两部分。

原生质位于细胞壁内，包括细胞膜（细胞质膜）、细胞质、核质和内含物。

细胞壁是包围在细菌细胞最外面的一层富有弹性的、厚实、坚韧的结构，具有固定细胞外形和保护细胞不受损伤等多种功能。

细胞壁的主要功能有：①保持细胞形状和提高细胞机械强度，使其免受渗透压等外力的损伤；②为细胞的生长、分裂所必需；③作为鞭毛的支点，实现鞭毛的运动；④阻拦大分子有害物质（如某些抗生素和水解酶）进入细胞；⑤赋予细胞特定的抗原性以及对抗生素和噬菌体的敏感性。

细胞膜又称细胞质膜、质膜或内膜，是一层紧贴着细胞壁而包围着细胞质的薄膜（厚约7～8nm），其化学组成主要是蛋白质、脂类和少量糖类。

这种膜具有选择性吸收的半渗透性，膜上具有与物质渗透、吸收、转运和代谢等有关的许多蛋白质和酶类。

细胞膜的主要功能为：①选择性地控制细胞内外物质（营养物质和代谢产物）的运送和交换。

②维持细胞内正常渗透压。

③合成细胞壁组分和荚膜的场所。

④进行氧化磷酸化或光合磷酸化的产能基地。

⑤许多代谢酶和运输酶以及电子呼吸链组成的所在地。

⑥鞭毛的着生和生长点。

细胞质是细胞膜包围地除核区以外的一切透明、胶状、颗粒状物质的总称。

其主要成分是水、蛋白质、核酸和脂类等。

与真核生物不同，原核生物的细胞质是不流动的。

核区又称核质体、原核、拟核或核基因组，指存在于细胞质内的、无核膜包裹、无固定形态的原始细胞核。

内含物是细菌新陈代谢的产物，或是贮备的营养物质。

常见的内含物颗粒主要有以下几种：⑴异染颗粒。

其化学组分是多聚偏磷酸盐，是磷源和能源的贮藏物，可降低细胞渗透压。

⑵聚β─羟基丁酸盐。

它是细菌所特有的一种碳源和能源贮藏物。

⑶肝糖和淀粉粒，两者都是碳源和能源的贮藏物。

⑷硫粒，它是元素硫的贮藏物。

⑸气泡，存在于许多光能营养型、无鞭毛的运动水生细菌中的包囊状的内含物。

细菌的特殊结构一般指荚膜、芽孢和鞭毛3种。

微生物四种营养类型的特点微生物是一类非常微小的生物体，可以分为四种不同的营养类型：光合营养、化学合成营养、混合营养和异养营养。

这四种营养类型各有特点。

光合营养是一种通过光能合成有机物的营养方式。

光合微生物包括叶绿素、细菌和叶绿素的分泌生物等。

这些微生物利用阳光作为能源，将二氧化碳和水转化为有机物和氧气。

光合微生物在水或湿润环境中生长，并依赖于太阳能的辐射。

化学合成营养是一种通过无机物合成有机物的营养方式。

化学合成微生物包括硫酸盐还原菌和硝酸盐氧化菌等。

这些微生物获取能量的方式是通过化学反应将无机物转化为有机物。

硫酸盐还原菌将硫酸盐还原为硫化物，而硝酸盐氧化菌将硝酸盐氧化为亚硝酸盐。

这些微生物生活在土壤和水体中，起到了重要的生态作用。

混合营养是一种通过同时利用光合和化学合成两种方式合成有机物的营养方式。

这种营养方式的微生物包括一些蓝藻和细菌等。

这些微生物可以同时利用光能和化学反应的能量合成有机物。

这种混合营养的特点是适应能力强，可以在不同环境中生长。

异养营养是一种通过摄取有机物质为能源合成有机物的营养方式。

异养微生物包括一些真菌和细菌等。

这些微生物无法自己合成有机物，只能从外界获取有机物。

它们可以从其他生物体或有机废料中摄取有机物质，通过分解和吸收来获取能量。

异养微生物具有较强的分解能力，能够分解和吸收多种有机物质。

这些微生物在自然界中起着分解和循环有机物的重要作用。

总的来说，微生物的四种营养类型各具特点，适应不同的环境和生态角色。

光合营养和化学合成营养是微生物通过不同方式合成有机物的能力，混合营养则是兼具两种方式的能力，异养营养则是微生物通过摄取有机物质为能源合成有机物的能力。

这些不同的营养方式使得微生物能够在不同的环境中生长和生存，发挥着重要的生态作用。