环境工程微生物学复习资料绪论1、什么是微生物Microbe答：对形体微小,形态简单的低等生物的统称;2、微生物的共同特性有哪些答：1形体微小,结构简单；2 分布广,种类多； 3 生长旺盛,繁殖快；4 适应力强,易变异;3、微生物是如何分类的在生物学上,对生物的分类采用按其生物属性和它们的亲缘关系有次序地分门别类排列成一个系统,系统中有七个等级：界、门、纲、目、科、属、种;每一种生物,包括微生物,都可在这个系统中找到相应的位置;其中种species是分类的基本单位;必要时,还可以在这些等级之间再增设一些亚等级;4、微生物是如何命名的采用生物学中的二名法：即用2个拉丁词或拉丁化的词的方法进行命名;第一个词为属名,第二个词为种名,同时在名称后加上命名人的姓氏缩写;采用生物学中的二名法：学名= 属名 + 种名 + 命名人的姓拉丁文n. 拉丁文adj.斜体斜体第一字母大写第一字母小写第一字母大写5 试说明原核微生物和真核微生物的区别;具有原核细胞的生物称为原核微生物;原核微生物：核发育不完善,仅有核质,没有定形的细胞核,无明显的核膜,没有特异的细胞器,不进行有丝分裂; 典型的原核生物有细菌、放线菌、蓝细菌等; 具有真核细胞的生物称为真核生物;真核细胞：细胞核发育完善,有定形的细胞核核仁、染色体等,有明显的核膜,有特异的细胞器,进行有丝分裂; 大多数生物,包括高等生物都是真核的,如酵母菌;Chapter 1 病毒名词解释：病毒、亚病毒、类病毒、毒性噬菌体、温和噬菌体、原噬菌体1.何为病毒病毒区别于其他生物的特点是什么病毒是没有细胞结构,专性寄生在活的敏感宿主体内的超小微生物;特点；个体极小；专性寄生；没有细胞结构;2.病毒包括哪些形态和基本结构动物病毒的形态有球形、卵圆形、砖形等,植物病毒的形态有杆状、丝状和球状;噬菌体的形态有蝌蚪状和丝状;病毒没有细胞结构,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;被膜囊膜是在衣壳外包围的一层由糖蛋白和脂类物质;3.有被膜的病毒是哪几种类型被膜的作用是什么痘病毒、腮腺炎病毒及其他病毒具有被膜;被膜的作用是维系病毒粒子结构、保护病毒核壳的作用;特别是病毒的被膜糖蛋白,具有多种生物学活性,是启动病毒感染所必需的;4、怎样判断病毒有无被膜用对醚类等脂溶剂鉴别;凡对其敏感的病毒为有被膜病毒,无被膜的病毒对上述物质不敏感;5、叙述大肠杆菌T系噬菌体的病毒的繁殖过程;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;噬菌体粒子成熟后,噬菌体的水解酶水解宿主细胞壁而使宿主细胞破裂,使菌体被释放出来重新感染新的宿主细胞一个宿主细胞可释放10到1000个噬菌体粒子;6、何为溶源性,溶源性有何特性温和噬菌体感染宿主细胞形成原噬菌体的过程;溶源性有遗传特性7、亚病毒包括哪几类病毒类病毒、卫星病毒拟病毒、朊病毒Chapter 2原核微生物1、细菌有哪几种基本形态其形态是固定不变的吗细菌大小用什么单位测量答：1球菌：细胞呈球形,球菌排列方式优势排列较稳定,对于细菌分类鉴定有重要意义;2杆菌：杆菌排列方式不稳定,对细菌分类鉴定无意义;有单杆菌、双杆菌和练球杆菌3螺旋状菌：弧菌：菌体弯曲程度小于一周,呈“C”状,如霍乱弧菌;螺旋菌：菌体弯曲程度大于一周,螺旋圈数及螺距大小因种而异;4丝状菌,有铁细菌、丝状硫细菌细菌形态受环境条件如温度、营养状况、培养时间等因素的影响,环境条件不适时,菌体形态长呈现异常形态;细菌大小的测量单位是微米um2、革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌的细胞壁结构有什么区别答：革兰氏阳性菌细胞壁——一层,由很厚的肽聚糖和磷壁酸组成;革兰氏阴性菌细胞壁——分内壁层和外壁层两层;内壁层,紧贴细胞膜,仅由1—2层肽聚糖分子构成,无磷壁酸;外壁层,位于肽聚糖层的外部;3、菌胶团、芽孢、荚膜、菌落的概念答：菌胶团——有些细菌的粘液层粘连在一起,使许多细菌成团块状生长;芽孢：是某些细菌细胞生长发育后期在胞内生成的圆形、椭圆形、圆柱形的抗逆性休眠结构;荚膜——某些细菌细胞壁外形成的厚度不一,疏散、透明、粘稠胶状物质结构;主要由多糖多肽或蛋白质组成;保持水分、储存养分;菌落：在适合的培养条件下单个菌体在固体平面培养基上形成的肉眼可见的群体;4、简单说明细菌有哪些一般结构和特殊结构特殊结构有哪些生理功能答：细菌的一般结构又叫基本结构,即所有细菌都具有的细胞结构部分,包括细胞壁、细胞膜、细胞质、核质、质粒、内含物等;特殊结构：部分细菌专有的细胞结构部分,包括芽孢、鞭毛、荚膜、菌胶团等; 荚膜的功能：①具有荚膜的S—型肺炎链球菌毒力强,有助于肺炎链球菌侵染人体；②荚膜保护致病菌免受宿主吞噬细胞的吞噬,保护细菌免受干燥的影响；③当缺乏营养时,荚膜可被用作碳源和能源,有的荚膜还可作氮源；④废水生物处理中的细菌荚膜有生物吸附作用,将废水中的有机物、无机物及胶体吸附在细菌体表面上;粘液层在废水生物处理过程中有生物吸附作用,在曝气池中因曝气搅动和水的冲击力容易把细菌粘液冲刷入水中,以致增加水中有机物,它可被其他微生物利用; 细菌之间按一定的排列方式互相粘集在一起,被一个公共荚膜包围形成一定形状的细菌集团,叫做菌胶团;菌胶团在废水生物处理过程中有生物吸附作用和氧化分解有机物的能力,并具有指示作用;芽孢是抵抗外界不良环境的休眠体;鞭毛是细菌的运动器官;5、试述细菌芽孢的特征为什么具有芽孢的细菌能够抵抗不良的环境答：a 强抗逆性：抗高温,抗干燥,抗压,抗药物渗透难于被染色,抗酸碱抗辐射,折光性等;b 休眠性：芽孢可长时间保持休眠状态而不表现代谢活性,正因为此,可保存多年而不丧失生命活力;若环境条件适宜,休眠状态芽孢可萌发并发育形成新营养细胞;C 壁厚质浓,水分少;所以芽孢的特殊结构和代谢活力弱决定了芽孢能够抵抗不良的环境;6、试述细菌革兰氏Gram染色原理答：革兰氏阳性菌G+和革兰氏阴性菌G-两类细菌细胞壁结构组成上有明显差异导致其染色结果不同;G+经过结晶紫初染,碘液媒染,菌体胞壁被染成紫色,后经酒精脱色,由于其细胞壁较厚,肽聚糖结构层次多,且交联程度大,网孔径因酒精脱水而缩小,细胞壁内形成的结晶紫—碘复合物被阻留于细胞壁内,表现为不被脱色,后虽经过复染,最终染色结果仍然为紫色;G-经过结晶紫初染,碘液媒染,菌体胞壁被染成紫色,后经酒精脱色,由于其细胞壁较薄,肽聚糖结构层次少,且交联程度低松疏,细胞内类脂成分含量较大,网孔径因酒精溶解脂类作用而增大,细胞壁内形成的结晶紫—碘复合物被洗脱,后经过红色染料复染,最终染色结果为红色;7、试述革兰氏Gram染色步骤;8、P69 第14题Chapter 3真核微生物名词解释：原生动物、原生动物的孢囊1 简述真菌、藻类、原生动物在废水生物处理中的作用;答：真菌在生物滤池中起到结合生物膜的作用;有效氧化无机氰化物;若大量繁殖易引起污泥膨胀;铁细菌的存在会造成铁质水管的腐蚀和堵塞,并使水呈现颜色,影响水质;藻类大量繁殖产生气味,使水有颜色;藻类过量繁殖造成水体富营养化,危害水生生物,使湖泊变成沼泽或旱地;适量的藻类可使水体自净;原生动物净化废水,以原生动物作为水环境的指示生物;2 原生动物对废水净化有哪些影响答：1鞭毛虫、肉足虫、纤毛虫能直接利用水中的有机物,对水中有机物的净化有一定的积极作用;纤毛虫吞噬游离细菌,改善生物处理出水的水质2在活性污泥中,纤毛虫可促进生物凝絮作用;小口钟虫、累枝虫等能分泌糖类促进絮凝;3指示作用,能指示污水生物处理的效果;3、如何区别霉菌和放线菌的菌落Chapter 4微生物的生理名词解释培养基、生长因子、选择培养基和鉴别培养基1、微生物需要哪些营养物质答：营养物质主要包括碳源、氮源、无机盐、生长因子、水;2、根据所需碳源和能源的不同,微生物的营养类型分为几种其碳源和能源分别是什么答：分为4种,1光能无机营养型,碳源为二氧化碳,能源为光；2化能无机营养型;碳源为二氧化碳,能源为无机化合物氧化；3光能有机营养型,碳源为有机物,能源为光；4化能有机营养型,碳源为有机物,能源为来自有机物氧化;3、简述培养基的分类答：根据物理状态分液体、半固体和固体培养基；根据组成成分分天然培养基、合成培养基和半合成培养基；根据用途分加富培养基、选择培养基和鉴别培养基;4、在配制培养基时琼脂的特性及作用是什么答：琼脂的成分是多缩半乳糖,不被绝大多数微生物分解利用,96℃溶解,42-45℃凝固,对微生物无毒害;琼脂的作用是在培养基的配制中用做凝固剂;5、在进行高压蒸汽灭菌时,为什么要排净锅内的冷空气答：高压蒸汽灭菌利用水蒸气的压力来提高温度,一般要求温度121℃15磅,时间20~30分钟,当水蒸气的压力为15磅时,温度达到121℃;空气的膨胀压大于水蒸气的膨胀压,如果不排除锅内的空气,当压力达到15磅时,温度低于121℃,达不到灭菌的要求;6、影响酶促反应速率的因素有哪些答：温度、pH值、底物浓度、酶的浓度、激活剂和抑制剂;7、试对酶催化效率高的原因进行简要说明;答：酶催化效率高的原因：酶能降低活化能的高度即能阈,从而降低反应物所需的活化能,这样间接增加活化分子的数目,使反应速率加快;8、试区别自养微生物与异养微生物;答：自养微生物生活时所需碳源为无机物,异养微生物生活时所需碳源为有机物;9、灭菌、消毒的概念;答：灭菌——用理化方法杀死全部微生物的营养细胞和它们的芽孢的过程;消毒——用理化方法杀死致病微生物或杀死全部微生物的营养细胞及一部分的芽孢;10、试述微生物灭菌和消毒分别有哪些方法,微生物灭菌和消毒两者的本质区别是什么11、营养物质顺浓度梯度进入细胞的方式有哪些是如何进入的12、营养物质逆浓度梯度进入细胞的方式有哪些是如何进入的13、什么是营养物质营养物质有那些生理功能Chapter 5微生物的生长繁殖与生存因子1、解释细菌的生长曲线;答：将少量纯菌接种到一定量的液体培养基内,在适宜的温度下培养,并定时取样测定活细菌的数目和重量的变化,以活细菌个数的对数或活细菌重量为纵坐标,以培养时间为横坐标作图,所得的曲线即为细菌的生长曲线;2、微生物学实验室常用的灭菌方法有哪些当对啤酒、培养皿、LB培养基、接种工具和无菌室空间进行灭菌时,可分别采用哪些方法答：实验室常用的灭菌方法有：①干热灭菌：包括火焰灼烧法和烘箱内热空气灭菌法160～170℃②湿热灭菌法有常压蒸汽灭菌和加压蒸汽灭菌另外对那些高温易分解或者破坏其营养成分的物质,必须采用除高温以外的其他灭菌手段,如巴斯德消毒法、过滤除菌和紫外灭菌等;③巴氏消毒法④过滤除菌⑤紫外灭菌啤酒--巴氏消毒法培养皿——烘箱内热空气灭菌法、常压蒸汽灭菌和加压蒸汽灭菌LB培养基——加压蒸汽灭菌接种工具——火焰灼烧法和烘箱内热空气灭菌法无菌室空间——先用酒精等消毒液擦洗,再进行紫外灯照射灭菌3、画图解释微生物生长曲线各个时期的特征;常规活性污泥法应该利用哪个时期的微生物为什么1．停滞期少量细菌刚接入一定量的新鲜液体培养基中,并不立即生长繁殖,需要有一个适应过程;此时细胞物质开始增加,但数量不增加或增加很少,而后个别菌体繁殖,个数少许增加;曲线平缓；大量诱导酶合成;2．对数期特点•生长速率最快,细菌数以几何级数增加•代谢旺盛,细胞成分平衡发展•群体的生理特性较一致接种用的好种子;代谢、生理研究的好材料3．静止期特点：细胞代谢活力钝化,细胞成分合成缓慢；细胞生长速率为零；活细胞总数维持不变,即新生的细胞数与死亡的细胞数相等,细菌总数达到最大值4．衰亡期——营养物质被耗尽,细菌进入内源呼吸阶段；有害物质大量积累,不利于细菌的生长繁殖,此时,菌体死亡速度大于繁殖速度,死亡率增加,活菌数减少;细菌常出现畸形或衰退型;对于常规活性污泥法,是利用静止期生长下降阶段的微生物,而不是对数期的,这时因为：对数期的微生物生长繁殖快,代谢活力强,能大量去除废水中的有机物,但是相应地要求进水有机物浓度要高,而出水有机物浓度也相应提高,不易达到排放标准；又因为对数期的微生物生长旺盛,没形成荚膜和粘液层,不易形成菌胶团,沉淀性能差,降低出水水质;而处于静止期的微生物虽然代谢活力略低,但仍能较好地去除水中的有机物,且微生物体内积累了大量的贮存物,形成荚膜等,强化了微生物的生物吸附能力,自我絮凝、聚合能力强,在二沉池泥水分离效果好,出水水质好;4、菌种退化、菌种复壮的概念;菌种退化：指群体中退化的细菌占到一定数量后表现出的菌种性能下降的现象; 为了保持菌种的优良特性能够得到保存,需要进行退化菌种的复壮;5、微生物菌种保藏的原理和目的是什么保藏目的：使优良菌种不受污染、不退化、不死亡;保藏原理：创造一定的环境,使被保藏的菌种代谢活力减弱,使其生长、繁殖受到抑制,使微生物处于休眠状态;6、抗生素是如何抑制杀灭微生物的答：通过4个方面：A、抑制微生物细胞壁合成B、破坏微生物的细胞质膜C、抑制蛋白质合成D、干扰核酸的合成7、菌种的保藏方法有哪几种保藏方法：定期移植法低温保藏、干燥、隔绝空气法、蒸馏水悬浮法、综合法等;8、简述测定细菌生长的几种方法;答：直接测定法和间接测定法;直接测定法有显微镜计数法和比浊计数法,测定的是总菌数;间接测定法有平板计数法和薄膜计数法,计数的是活菌数;9、细菌是怎样繁殖的答：细菌的繁殖是裂殖;一个细胞分裂为两个子细胞,核质分裂为二,每个细菌子细胞具有亲本细胞同样的核物质,再进行下一轮的裂殖;以2n级数增加个体数;10、根据最适生长温度不同可将微生物分为几种类型答：三种;低温菌、中温菌和高温菌;11、在微生物的培养过程中,引起pH值改变的原因有哪些在生产实践中如何能保证微生物能处于稳定和合适的pH环境中答：在培养微生物的过程中,随着微生物的生长繁殖和代谢活动的进行,培养基的pH会发生变化,其原因有多方面;例如,大肠杆菌在pH为7左右的培养基中生长,分解葡萄糖、乳糖产生有机酸这会引起培养基的pH下降,培养基变酸;微生物在含有蛋白质、蛋白胨及氨基酸等中性物质培养基中生长,这些物质可经微生物分解,产生NH3和胺类等碱性物质,使培养基pH上升;在废水和污泥厌氧消化过程中,通常pH应控制在—之间;城市生活污水、污泥中含蛋白质,在处理时可不加缓冲性物质;如果不含蛋白质、氨等物质,处理之前就要投加缓冲物质;所加的缓冲物质有碳酸氢钠、碳酸钠、氢氧化钠、氢氧化铵及氨等;12 紫外线杀菌的机理和适用范围是什么答：机理,使核酸变性形成胸腺嘧啶二聚体,产生新生态氧杀菌;紫外线杀菌力弱,不能穿透玻璃,只用于表面和空气杀菌;书上P200-201习题6,7,21Chapter 7微生物的生态名词解释土壤自净、土壤生物修复、水体自净、富营养化1、为什么说土壤是微生物良好的天然培养基微生物的生长发育主要受到营养物、含水量、温度、pH等因子的影响,土壤具备了微生物所需要的营养和各种环境条件1营养：土壤内有大量的有机和无机物质2pH ：土壤pH 范围在~,多为~；适合于大多数微生物的生长繁殖;3渗透压：土壤内通常为~,土壤是等渗或低渗溶液,有利于微生物吸收水份和营养4氧气和水：土壤具有团粒结构,有孔隙,可以通气和保持水分;5温度：土壤具有较强的保温性,其变化幅度要小于空气;6保护层：表面几毫米厚的土壤,可以使下面的微生物免受紫外线的直接照射;所以说,土壤具备了微生物所需要的营养和各种环境条件,是微生物良好的天然培养基;2、土壤中有哪些微生物从种类上看,以细菌最多,达70-90%,其次为放线菌、真菌,以及藻类、原生动物和微型后生动物等;3、以什么微生物作为空气污染指示菌为什么4、4、什么是指示生物如何用指示生物来评价水体的污染程度答：一种生物只在某一种环境中生长,这种生物就是这一环境的指示生物;污化系统一般根据以下原理分区：当有机污染物排入河流后,在其下游的河段中发生正常的自净过程,在自净中形成了一系列连续的“带”;因为各种水生生物需要不同的生存条件,对各种有害物质也有不同的耐力,包括细菌、真菌、原生动物、藻类、底栖动物、鱼类等;多污带指示生物是细菌、颤蚯蚓,a-中污带的指示生物是细菌、天蓝喇叭虫,B-中污带的指示生物是水生植物出现、轮虫出现,寡污带显花植物出现、鱼类种类多;5、水体有机污染指标有几种6、为什么用大肠菌群作为检验水的卫生指标答：对饮用水进行卫生细菌学检验,目的是保证水中不存在肠道传染病的病原菌;天然水本身存在病原菌的可能性很小,水中的病原菌很可能是受粪便污染带入;所以只检测水中是否有肠道正常细菌存在,而不直接检测水中的病原菌;肠道正常细菌有三类：大肠菌群、肠球菌、产气荚膜杆菌;大肠菌群的生理习性与伤寒杆菌、痢疾杆菌和霍乱弧菌病原菌较为相似,外界存活时间基本一致,肠球菌在外界存活时间比病原菌短检不出不能说水没被污染,产气荚膜杆菌有芽孢可长期存活检出不能说明水体近期污染的；大肠菌群在人粪便中数量很大,另两种数量少不宜检测；大肠菌群的检测技术操作简单,不复杂;所以大肠菌群可做水受粪便污染的指标;7.我国生活饮用水卫生标准GB5749-2006中关于生活饮用水的细菌标准的具体规定是怎样的答：具体规定:1细菌总数1ml水中不超过100个;2 每100ml水样不得检出总大肠菌群数、耐热大肠菌群和大肠埃希氏菌;3游离性余氯：加氯消毒时,接触时间为30分钟,游离性余氯不低于l；管网末梢游离性余氯不低于l;Chapter 9环境污染控制与治理中的微生物学1、如何区分新生菌胶团和老化菌胶团答：活性污泥性能的好坏,主要可根据所含菌胶团多少、大小及结构来确定; 新生菌胶团颜色较浅,无色透明,有旺盛的生命力,氧化分解有机物的能力强; 老化菌胶团吸附了许多杂质,染色较深,看不到细菌单体,像一团烂泥,生命力较差;2 好氧活性污泥的组成和性质如何答：好氧活性污泥由好氧微生物和兼性厌氧微生物与其上吸附的有机的和无机的固体杂质组成;性质——颜色以棕褐色为佳,黑色说明厌氧、白色说明无机物过多,含水率在99％大小为0．02-0．2mm弱酸性pH约为6．73、菌胶团的作用是什么4、好氧活性污泥运行时微生物会造成哪些问题加以分析;答：常见故障是二次沉淀池中固液分离泥水分离出现问题;起因是活性污泥絮状体的结构不正常造成;造成活性污泥絮状体的结构不正常的原因1不凝聚;污泥在沉淀池中呈悬浮状,高浓度地随水流流出;2起泡沫厚、棕色泡沫;由“硬”洗涤剂的使用而引起诺卡氏菌属的丝状微生物超量生长,气泡又附着在诺卡氏菌的菌体上3污泥膨胀;是活性污泥的性能发生变化,絮块漂浮水面,比重减轻,随着水流而排出;5、生物膜的概念、生物膜处理废水的原理;答：生物膜——微生物在滤料表面繁殖形成的膜状结构;是一个生态系统;生物膜处理废水的原理：1滤池内设置固定的滤料,当废水自上而下滤过时,由于废水不断与滤料接触,微生物在滤料表面繁殖,逐渐形成生物膜;2当生物膜形成并达到一定厚度时,氧就无法透入生物膜内层,造成内层的厌氧状态,使生物膜的附着力减弱;此时,在水流的冲刷下,生物膜开始脱落;随后在滤料上又会生长新的生物膜;如此循环往复,废水流经生物膜后得以净化;6、试述活性污泥法处理废水的净化作用原理,活性污泥法常见的处理工艺有哪些答：活性污泥法处理废水的净化作用过程分三步：第1步在有氧的条件下,活性污泥绒粒中的絮凝性微生物吸附废水中的有机物第2步是活性污泥绒粒中的水解性细菌水解大分子有机物为小分子有机物,同时,微生物合成自身细胞;第3步是其他的微生物吸收或吞食未分解彻底的有机物;好氧活性污泥法的处理工艺很多,常见的有推流式活性污泥法、完全混合式活性污泥法、接触氧化稳定法、分段布水推流式活性污泥法、氧化沟式活性污泥法;7、废水生物处理法、生物处理单元、好氧生物处理法、厌氧生物处理法的概念; 答：废水生物处理法——利用微生物处理废水的方法;生物处理单元——处理废水的微生物和处理构筑物共同构成生物处理单元;好氧生物处理法——在有氧的条件下借好氧微生物的作用处理废水;又叫废水生物处理;厌氧生物处理法——在无氧的条件下,借多种厌氧微生物的作用处理废水;又叫厌氧消化;8、叙述好氧活性污泥中的主要微生物群落并画出好氧活性污泥法的工艺流程图; 好氧活性污泥的微生物群落好氧活性污泥的结构和功能的中心是菌胶团;在其上面生长有其他微生物,如酵母菌、霉菌、放线菌、藻类、原生动物及微型后生动物等;好氧活性污泥法的工艺流程图如下：。
