内蒙古工业大学给水排水工程《水处理微生物》考试考点

---"水处理生物学"的研究对象是什么？

主要集中在与水中的污染物迁移、分解及转化过程密切相关的微生物、微型水生动物和水生/湿生植物，特别是应用于水处理工程实践的生物种类。细菌等原核微生物在水处理工程中通常起着关键的作用，是水处理生物学研究的重点。

---微生物有哪些基本特征？

个体微小、结构简单、进化地位低、种类多、分布广、繁殖快、易变异

---微生物的双名法规定是什么？

一种微生物的名称由两个拉丁文单词组成，第一个是属名，用拉丁文名词表示，词首字母大写，它描述微生物的主要特征；第二个是种名，用拉丁文形容词表示，词首字母不大写，它描述微生物的次要特征。有时候在前面所述的两个单词之后还会有一个单词，这个单词往往是说明微生物的命名人。

---细菌的大小一般是用什么单位测量的？一般用μm测量。

---以形状来分，细菌可分为哪几类？

可分为球状、杆状和螺旋状（弧菌及螺菌）3种，少数为其他形状，以杆菌最为常见，球菌次之，螺旋菌最少。

---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。

-细菌的一般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。功能有：①保持细胞形状和提高细胞机械强度②为细胞的生长、分裂所必需③鞭毛的支点，实现鞭毛运动④阻拦大分子有害物质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。

-细胞膜是一层紧贴着细胞壁而包围着细胞质的薄膜，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。功能为：①选择性地控制细胞内外物质的运送和交换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。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。常见内含物⑴异染颗粒⑵聚β─羟基丁酸盐⑶肝糖和淀粉粒⑷硫粒⑸气泡

-细菌的特殊结构一般指荚膜、芽孢和鞭毛3种。

-荚膜功能有：①保护作用②作为通透性屏障和离子交换系统③贮藏养料④表面附着作用⑤细菌间的信息识别作用。

-芽孢是某些细菌在生活史的一定阶段在细胞内形成的一个圆形或椭圆形的休眠结构。具有壁厚，水分少，不易透水，抗热、抗化学药物、抗辐射能力强等特点。

-鞭毛是某些细菌表面伸出的细长、波曲的附属物。是细菌的运动器官，鞭毛运动引起菌体运动。

---什么是革兰氏染色？其原理和关键是什么？它有何意义？

-操作过程是：结晶紫初染，碘液媒染，然后酒精脱色，最后用蕃红或沙黄复染。

-染色的机理为：通过初染和媒染后，在细菌细胞的细胞壁及膜上结合了不溶于水的结晶紫与碘的大分子复合物。革兰氏阳性菌细胞壁较厚、肽聚糖含量较高和分子交联度较紧密，故在酒精脱色时，肽聚糖网孔会因脱水而发生明显收缩。再加上它不含脂类，酒精处理也不能在胞壁上溶出大的空洞或缝隙，因此，结晶紫与碘的复合物仍阻留在细胞壁内，使其呈现出蓝紫色。与此相反，革兰氏阴性菌的细胞壁较薄、肽聚糖位于内层且含量低和交联松散，与酒精反应后其肽聚糖不易收缩，加上它的脂类含量高且位于外层，所以酒精作用时细胞壁上就会出现较大的空洞或缝隙，这样，结晶紫和碘的复合物就很易被溶出细胞壁，脱去了原来初染的颜色。当蕃红或沙黄复染时，细胞就会带上复染染料的红色。

-革兰氏染色的关键环节是酒精脱色。脱色不足,阴性被误染成阳性；反之。（阳性---蓝色，阴性----红色）

-意义在于鉴别细菌，革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌。

---细胞膜的结构--是"镶嵌模型"，要点是：①磷脂双分子层组成膜的基本骨架②磷脂分子在细胞膜中以多种方式不断运动，因而膜具有流动性③膜蛋白以不同方式分布于膜的两侧或磷脂层中。

---菌落--将单个或少量同种细菌（或其他微生物）细胞接种于固体培养基表面（或内层）时，在适当的培养条件下（如温度、光照等），该细胞会迅速生长繁殖，形成许多细胞聚集在一起且肉眼可见的细胞集合体。（以母细胞为中心的、肉眼可见的、有一定形态、构造特征的子细胞团）

---什么叫菌胶团？菌胶团在污水生物处理中有何特殊意义？

当荚膜物质融合成一团块，内含许多细菌时，称为菌胶团。菌胶团是活性污泥中细菌的主要存在形式，有较强的吸附和氧化有机物的能力。处理生活污水的活性污泥，其性能的好坏，主要根据所含菌胶团多少、大小及结构的紧密程度来定。

---单细胞蛋白--是由蛋白质、脂肪、碳水化合物、核酸以及非蛋白含氮化合物、维生素和无机化合物等组成的细胞质团。

---简述支原体、衣原体、立克次氏体的特点与异同。

-支原体是一类无细胞壁的、介于独立生活和细胞内寄生的最小的细胞生命形式，属原核微生物，介于细菌和病毒之间。特点：1)支原体是最小的营独立生活的繁殖单位2)因缺乏坚韧的细胞壁，所以具有高度多样性3)对青霉素不敏感，能被四环素或红霉素所抑制4)能在无细胞的人工培养基上生长5)生长受到特异抗体的抑制6)非起源于细菌也不能回复成细菌7)支原体与细胞膜有特殊亲和力。 -衣原体是仅在脊椎动物细胞内专营能量寄生的小型G-原核微生物。个体微小，革兰氏染色阴性，多呈球形或椭圆形。特征：1)衣原体兼有RNA和DNA两种核酸2)以二分裂方式繁殖3)具有细菌型细胞壁（但不含肽聚糖）4)有核糖体5)具有一些代谢酶类6)抗菌药物可抑制其生长。

-立克次氏体是一类专性寄生于真核细胞内的G-原核微生物。它与支原体的区别是有细胞壁但不能独立生活；与衣原体的区别在于细胞较大、无滤过性和存在产能代谢系统。

---简述古菌的生物学特征，试比较这些特征与真细菌、真核生物的异同。

-古菌是一个在进化途径上很早就与真细菌和真核生物相互独立的生物类群。

-在细胞结构和代谢上，古菌接近原核生物。然而在基因转录和翻译这两个分子生物学的中心过程上，而是接近于真核生物。古菌中除无壁嗜热古菌没有细胞壁外，其余都有与真细菌功能相似的细胞壁，但与大多数细菌不同，其细胞壁中没有肽聚糖，而含假肽聚糖、糖蛋白或蛋白质。而且，绝大多数细菌和真核生物的细胞膜中的脂类主要由甘油脂组成，而古菌细胞膜中的脂类由甘油醚构成。古菌鞭毛的成分和形成过程也与细菌不同。

---简述产甲烷古菌的特征与应用。

产甲烷古菌是一大群在严格厌氧条件下产生甲烷的菌，形态多样。大多数种可利用H2/CO2、甲酸。产甲烷细菌都是中温性（25～40℃），高温性（50～60℃）。最适宜的pH在6.8～7.2之间。产甲烷古菌可用于有机污染物的厌氧生物处理。

---试比较原核生物与真核生物的异同。（真核生物：原核生物）

细胞大小（较大、较小）若有壁，其主要成分（纤维素，几丁质等、多数为肽聚糖）细胞膜中甾醇（有、无（仅支原体例外））细胞膜含呼吸或光合组分（无、有）细胞器（有、无）鞭毛结构（如有，则粗而复杂、如有，则细而简单）线粒体（有、无）溶酶体（有、无）叶绿体（光能自养生物中有、无）真液泡（有些有、无）高尔基体（有、无）微管系统(有、无)流动性（有、无）核糖体（80S（指细胞质核糖体）、70S）间体（无、部分有）核膜（有、无）DNA含量(少（～5％）、多（～10％）)组蛋白（有、无）核仁（有、无）染色体（数一般多于1个、一般为1个）有丝分裂（有、无）减数分裂（有、无）

---真菌的特点1)体内无叶绿素和其他光合作用的色素，不能利用二氧化碳制造有机物，只能靠腐食性吸收营养方式取得碳源、能源和其他营养物质2)细胞贮藏的养料是肝糖元而不是淀粉3)真菌细胞一般都有细胞壁，细胞壁多数含几丁质4)以产生大量无性和（或）有性孢子方式繁殖5)陆生性较强。

---什么是线粒体，其结构特征与生物学意义为何？

线粒体是含有DNA的细胞器。它的构造较为复杂，外形囊状，由内外两层膜包裹，囊内充满液态的基质。外膜平整，内膜则向基质内伸展，从而形成了大量由双层内膜构成的嵴。内膜是氧化磷酸化及电子传递产生ATP的场所，故线粒体是一切真核细胞的"动力车间"。

---什么是酵母菌？简述其繁殖方式与生活史。

-酵母菌一般泛指能发酵糖类的各种单细胞真菌。特点：1)以单细胞状态存在2)营出芽繁殖3)能发酵糖类产能4)细胞壁含有甘露聚糖5)生活在含糖量较高、酸度较大的水生环境中。

-酵母菌的繁殖方式分为无性繁殖和有性繁殖两种。无性繁殖又可分为芽殖、裂殖、产生无性孢子三种。酵母菌以形成子囊和子囊孢子或担子和担孢子的方式进行有性繁殖。

-生活史又称生命周期，指上一代生物个体经一系列生长、发育阶段而产生下一代个体的全部过程。不同酵母菌的生活史可分为3类：①营养体既能以单倍体也能以二倍体形式存在②营养体只能以单倍体存在③营养体只能以二倍体存在。

---什么是霉菌？霉菌的营养菌丝和气生菌丝有什么特点，其功能分别是什么？

霉菌是丝状真菌的一个俗称，通常指菌丝较发达而又不产生大型子实体结构的真菌。

霉菌的营养菌丝伸入营养物质内摄取营养，气生菌丝伸入空气中形成孢子和释放孢子。

---水处理中常见的原生动物有哪几类？它们在污水处理中的主要作用分别是什么？

-三类：肉足类、鞭毛类和纤毛类。

-应用:1)净化水质作用2)促进生物絮凝3)作为水质处理的指示生物4)废水处理及水质净化过程原生动物的变动

---水处理中常见的微型后生动物有哪几类？它们在污水处理中的主要作用分别是什么？

-微型后生动物主要是多细胞的无脊椎动物，包括轮虫、甲壳类动物和昆虫及其幼虫等。

-轮虫以细菌、小的原生动物和有机颗粒等为食物，所以在污水的生物处理中有一定的净化作用。当活性污泥中出现轮虫时，往往表明处理效果良好，轮虫在水源水中大量繁殖时，有可能阻塞水厂的砂滤池。

-在给水排水工程中常见的甲壳类动物有水蚤和剑水蚤。它们以细菌和藻类为食料。氧化塘出水中往往含有较多藻类，可以利用甲壳类动物去净化这种出水。

-昆虫及其幼虫可用作研究河川污染的指示生物。

---什么叫单纯扩散、促进扩散、主动运输、基因转位？

-单纯扩散又称被动运输，是微生物吸收水分及一些小分子有机物的运输方式。它的特点是物质的转运顺着浓度差进行，运输过程不需消耗能量，物质的分子结构不发生变化。

-促进扩散的特点基本与单纯扩散相似，但是它须借助细胞膜上的一种蛋白质载体进行，因此对转运的物质有选择性。除了细胞内外的浓度差外，影响物质转运的物质的另一重要因素是与载体亲合力的大小。

-主动运输是微生物吸收营养物质的最主要方式。它的最大特点是吸