环境微生物学.doc

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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流环境微生物学.精品文档.环境微生物学第一张 绪论一、 名词解释1. 环境微生物学研究与环境有关的微生物及其生命活动规律，它是研究微生物和环境之间的相互关系的科学。2. 微生物：是所有形体微小，用肉眼无法看到，需借助显微镜才能看见的单细胞或个体结构简单的多细胞或无细胞结构的低等生物的统称。“微生物”不是分类学上的概念，而是一切微小生物的总称。二、 填空、选择、是非题1. 环境微生物学所针对的研究对象是在自然和人工环境中存在的微生物。环境微生物学的研究任务是利用微生物来解决人们面临的各类环境问题，同事要防止、控制和消除微生物可能对人类造成的危害。

2、2. 按照微生物有无细胞结构，微生物可分为非细胞结构的微生物（病毒、类病毒和拟病毒）和细胞结构微生物。具有细胞结构的微生物，根据细胞的特点，又可分为原核微生物和真核微生物。3. 原核微生物包括各类细菌、放线菌、蓝细菌、粘细菌、支原体、衣原体和螺旋体等。4. 真核细胞包括各类真核藻类、真菌、原生动物以及微型后生动物。5. 生物分类系统中有七个等级：界、门、纲、目、科、属、种，其中种是分类的基本单位，而在种以下的等级，可以用亚种、变种。6. 微生物的分类有各自的分类系统，如细菌分类系统、酵母菌分类系统、霉菌分类系统等。在对原核微生物的分类中，目前国际上有三个影响较大和比较全面的分类系统，即美国细菌

3、学会出版的伯杰细菌鉴定手册、前苏联克拉西利尼科夫的细菌和放线菌的鉴定和法国普雷沃的细菌分类学。伯杰分类系统在三个分类系统中最具有权威性。7. 五界学说是：原核生物界、真核原生生物界、真菌界、动物界、植物界。中国学者在五界的基础上再增加一个病毒界。8. 常用的微生物分类依据主要有形态学特征、表型特征、生理特征、生态特征、血清学特征、噬菌体反应等。9. 1990年，WOESE等人正式提出了生命系统是由细菌域、古菌域和真核生物域所构成的三域说。10. 目前在国际上对生物进行命名采用的统一命名法是“双名法”，其基本原则是林奈确定的，其被称为近代生物分类法的鼻祖。11. 由于土壤的各种条件最适合微生物生

4、长，所以其中微生物的数量和种类最多；三、 简答题1. 原核细胞的特点1） 原核细胞是一类比较原始的细胞，其细胞核发育不完善，只有DNA链高度折叠形成的一个核区，仅有核质，没有核膜，没有定型的细胞核，称为拟核或似核；2） 原核细胞没有特异的细胞器；3） 原核细胞不进行有丝分裂。2. 真核细胞的特点1） 真核细胞有发育完善的细胞核，有核膜将细胞核和细胞质分开，核内有核仁和染色质；2） 真核细胞有高度分化的细胞器，如线粒体、中心体、高尔基体、内质网和叶绿体等；3） 真核细胞能进行有丝分裂。3. 微生物的特点1) 个体小、种类繁多，需要借助显微镜才能进行观察；2) 分布广、代谢类型多样，微生物分布无处

5、不在；3) 繁殖快、代谢强度大；4) 数量多；5) 易变异。第二章 病毒一、名词解释1. 病毒：是没有细胞结构的，专性寄生在活的敏感宿主体内，可通过细菌过滤器，大小在0.2微米以下的超微小微生物。2. 毒性噬菌体：侵入宿主细胞后立即引起宿主细胞破裂的噬菌体称为毒性噬菌体。3. 温和噬菌体：有些噬菌体侵入宿主细胞后，其核酸附着在宿主染色体上，与其一起同步复制，宿主细胞不裂解而继续生长，这种不引起宿主细胞裂解的噬菌体称为温和噬菌体。含有温和噬菌体的宿主细胞称为溶原细胞，而在溶原细胞内的温和噬菌体核酸，称为原噬菌体。溶原性是遗传的，但在一定条件下，温和噬菌体会发生变异而转化为毒性噬菌体。4. 空斑：

6、是指原代或传代单层细胞被病毒感染后，一个个细胞被病毒侵蚀而形成的空斑（或称蚀斑）。一个空斑表示一个病毒。二、填空、选择、判断题1. 根据病毒不同的专性宿主，可把病毒分为动物病毒、植物病毒、细菌病毒（噬菌体）、放线菌病毒、藻类病毒、真菌病毒等。2. 病毒具有多种多样的形态，依据种类的不同，大致可分为三大类：杆状、线状和多面体（或球形）。动病毒的形态主要有球状、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形、丝状等。3. 组成病毒粒子的物质主要是核酸和蛋白质，一些个体大的病毒还含有脂质和多糖类物质。4. 病毒颗粒有两种基本对称性：螺旋对称和多面体对称。有的病毒具备两种对称性

7、，成为复合对称。5. 病毒的核酸在病毒颗粒内折叠或盘旋，或者是DNA，或者是RNA，而且这些DNA或RNA，不是单链，就是双链。6. 病毒核酸的功能是决定病毒的遗传、变异和对宿主细胞的感染力。7. 动物病毒寄生在人体和动物体内引起人和动物疾病，如人的流行性感冒、水痘、麻疹、腮腺炎、乙型脑炎、骨髓灰质炎等；植物病毒寄生在植物体内引起植物疾病，如烟草花叶病毒、番茄从矮病、马铃薯退化病等；噬菌体寄生在细菌的体内引起细菌疾病，如大肠杆菌噬菌体。8. 类病毒是一个没有蛋白质外壳的游离的长5070纳米的棒状RNA分子，只含有单独侵染性的RNA组分。9. 拟病毒又称类类病毒、壳内类病毒、卫星病毒，其组分是环

8、状或线状的ssRNA分子，拟病毒感染的对象不是细胞，而是病毒。只含有不具单独侵染性的RNA组分。10. 朊病毒只含蛋白质一种组分，具有感染能力。11. 病毒在液体培养基中的培养特征，当敏感细菌浑浊培养基接种噬菌体后，敏感细菌被感染后发生裂解，原来浑浊的细菌悬浊液因此变得透明。而病毒在固体培养基中的培养特征是，导致细菌菌落中的细菌被裂解而出现空斑，这些空斑称为噬菌斑。不同种类的病毒，其培养基是不同的。12. 脊椎动物病毒的敏感细胞有人胚组织细胞、人体组织细胞、肿瘤细胞、动物组织细胞、鸡鸭胚细胞。13. 1毫升培养液中含有的活噬菌体的数目称为噬菌体的效价，常用双层琼脂法来测定噬菌体的效价。三、 简

9、答题1. 病毒的特点1） 极其微小，病毒个体极小，大多数病毒可以通过细菌过滤器；2） 分细胞结构，没有细胞结构，大多数由蛋白质和核酸组成；3） 专性寄生，它必须专性寄生在活的敏感宿主细胞内；4） 只含DNA或RNA的遗传因子。2. 病毒的蛋白质的作用1） 保护作用，使病毒免受环境因素的影响；2） 决定病毒感染的异性；3） 决定病毒致病性、毒力和抗原性等。3. 病毒增值的特点1) 无生长过程；2) 不是以二分裂方式繁殖；3) 由病毒基因组的核酸指令宿主细胞负值大量病毒核酸，继而合成大量病毒蛋白质，最后装配成大量子病毒并从宿主细胞中释放出来。4. 病毒的增值过程1） 吸附，噬菌体以其尾部末端吸附于

10、敏感细菌表面的特定部位；2） 侵入，将头部的DNA注入细菌体内，此时噬菌体的蛋白质外壳留在宿主的细胞外，一个宿主细胞只能被一个噬菌体侵入；3） 增值，借助细菌的合成机构进行自身核酸的复制和蛋白质合成；4） 成熟噬菌体的DNA和蛋白质等在细菌体内装配成一个完整的大肠杆菌噬菌体；5） 裂解和释放，噬菌体粒子成熟后，噬菌体的水解酶水解宿主的细胞壁导致宿主细胞破裂，释放出噬菌体粒子，释放出来的新的病毒粒子又去感染新的宿主细胞。5. 环境因子对病毒的影响1） 物理因素的影响a) 温度的影响，高温条件下，大多数离开宿主细胞的病毒会被破坏（灭活）（在5565度范围内存货时间不到1H），高温可以使病毒的核酸和

11、蛋白质衣壳受损；b) 光及其他辐射的影响，紫外线、X射线、伽马射线等有灭活病毒的作用。紫外线会使病毒核酸中的嘧啶环受到影响，形成胸腺嘧啶二聚体，导致病毒的遗传物质被损坏；c) 湿度的影响，湿度是影响病毒在环境中生存的重要因素，土壤中水分含量低于10%时病毒会迅速灭活；2） 化学因素的影响a) 当病毒侵入机体后，肌体会产生一种特异蛋白质以抵抗入侵的外来病毒，还会产生一种抗病毒蛋白而将病毒灭活b) 酚能破坏病毒蛋白质的衣壳，从而对病毒产生灭活作用；c) 低离子强度的环境会使病毒蛋白质的衣壳发生细微变化，组织病毒附着在宿主细胞上。d) 甲醛是有效的消毒剂，能破坏病毒的核酸，不改变病毒的抗原特性；e)

12、 氯（或次氯酸、二氧化氯、漂白粉）和臭氧灭活病毒效果很好。第三章 原核微生物一、名词解释1. 丝状菌：是由柱状或椭圆状的细菌细胞一个一个连接而成的，外面有透明的硬质化的黏性物质包裹，它实际上是一种细菌的群体形态。2. 菌胶团：当多个细菌个体排列在一起时，其荚膜互相融合，形成公共荚膜包藏的具有一定形状的细菌集团，称为菌胶团。3. 粘液层：有些细菌不产生荚膜，其细胞表面分泌的粘性多糖物质，疏松地吸附在细胞壁表面，与周围环境无明显的边缘，称为粘液层。在废水生物处理中，粘液层具有吸附作用，并很容易因冲刷和搅动而进入水中，成为其他生物的有机物来源。4. 芽孢：某些细菌在其生活史的某一阶段或遇到不良环境条

13、件时，会在其细菌体内形成一个圆形、椭圆形或圆柱体的内生孢子，称为芽孢。5. 菌落：是指讲单个细胞接种到固体培养基上，在合适的条件下培养一定时间，生长繁殖形成一堆由无数个个体组成的肉眼可见的群体。表征菌落特征的依据主要有：大小、形状、光泽、颜色、质地软硬、透明度等。菌落特征是细菌分类的依据之一，可以从以下三个方面表征菌落特征，菌落表面特征：如光滑还是粗糙，干燥还是湿润等；菌落的边缘特征：圆形、边缘整齐，呈锯齿状等；纵剖面的特征：平坦、扁平、隆起、凸起、草帽状、脐状、乳头状等。6. 菌苔：是细菌在斜面培养基接种上长成的一片密集的细菌菌落。7. 放线菌：因其在固体培养基上呈辐射状生长而得名，它在细胞

14、结构上属于原核微生物，在分类上归入原核生物界。二、填空、选择、判断题1. 细菌的个体基本形态有三种：球状、杆状和螺旋状。球状菌又可以根据其分裂后排列方式的不同分为：单球菌、双球菌、四链球菌、八叠球菌、链球菌、葡萄球菌。杆菌分为长杆菌、短杆菌、棒杆菌和链杆菌。2. 细胞壁的化学组成，主要有肽聚糖、蛋白质和脂肪，另外还可能有磷壁酸、脂多糖等。由细胞壁组成的不同，细菌分为两大类：革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌。3. 保持和固定细胞形态可以通过两个实验来证明：一个为溶菌酶实验，另一个为质壁分离实验。4. 细胞质膜是一层半透性膜，主要有蛋白质（6070%）、脂类（3040%）和多糖（2%）组成。蛋白质与膜的

15、透性及酶的活性有关。细胞质膜是一个流动镶嵌的功能区域。5. 细胞质是位于细胞膜以内，除核物质以外的物色透明的粘稠胶体物质，又称原生质。细胞质由蛋白质、多糖、脂类、无机盐、水等物质组成。细胞质内含有各种酶系统，是细菌细胞进行新陈代谢的场所。6. 细菌的拟核虽然简单，但它与其他生物的细胞核一样具有储存遗传信息、决定和传递遗传性状的功能，它是细菌的主要遗传物质。7. 荚膜的含水量在9098%，主要化学成分是多糖、多肽、脂类或脂类蛋白复合体。8. 能产生芽孢的细菌种类包括好氧的芽孢杆菌属、厌氧的芽孢杆菌属、一个属的球菌和一个属的弧菌。9. 鞭毛是细菌的运动胞器，是靠细胞膜上的ATP酶水解ATP提供能量

16、。10. 细菌表面所带电荷为负电荷。11. 古菌的细胞呈不同形状，包括球形、螺旋形、板状或杆状，也存在单细胞和多细胞的丝状体或聚集体。古菌多为严格厌氧、兼性厌氧，少数为好氧。古菌以二分裂、出芽、收缩、断裂或不明机制的方式繁殖，但繁殖速度较慢。12. 古菌按照其生活习性和生理特点，大致可分为三个类群：厌氧产甲烷菌、嗜热嗜酸菌、极端嗜盐菌。13. 放线菌为单细胞，菌体是由纤细分枝的菌丝的菌丝体，放线菌的菌丝可以分为三类：基内菌丝、气生菌丝（功能是繁殖）和孢子丝（功能是产生分生孢子）。14. 放线菌的生活史包括分生孢子的萌芽、菌丝的生长、发育及繁殖等过程。放线菌的繁殖是通过无性繁殖的方式进行的，通过

17、分生孢子和胞囊孢子繁殖。15. 放线菌的主要类群：链霉菌属（能产生多种抗生素，如链霉素、土霉素、制霉菌素、卡那霉素）、链胞囊菌属（有些能产生广谱抗生素）。16. 蓝细菌的分类：色球蓝细菌目、宽蓝细菌目、颤蓝细菌目、念珠蓝细菌目、真枝蓝细菌目。17. 组囊蓝细菌属和鱼腥蓝细菌属的细菌会很快繁殖，形成“水华”或：“赤潮”。18. 其他原核微生物：螺旋体、立克次氏体、衣原体、支原体。三、简答题1. 细菌细胞的结构细菌细胞的结构可分为一般结构和特殊结构：所有的细菌均有的（一般结构）结构有细胞壁、细胞质膜、细胞质、内含物及细胞核物质等；而有的结构是某些种类的细菌所特有的（称为特殊结构），如芽孢、荚膜、鞭

18、毛、粘液层、菌胶团、衣鞘等，特殊结构是细菌分类鉴定的重要依据。2. 革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌的差异革兰氏阳性菌的细胞壁比较厚（2080nm），结构比较简单，含肽聚糖、磷壁酸（质）、少量蛋白质和脂肪。革兰氏阴性菌细胞壁较薄（10nm），结构较复杂，分外壁层和内壁层。外壁层分三层，最外层是脂多糖，中间层是磷脂，内层是脂蛋白；内壁层含肽聚糖，不含磷壁酸。3. 细菌细胞壁的功能1） 保护原生质体免受渗透压引起的破裂作用；2） 保持和固定细胞形态；3） 为鞭毛提供支点，使鞭毛运动；4） 细胞壁的多孔结构可起到分子筛的作用，可以阻挡某些分子进入并保留蛋白在间质。4. 细胞质膜的作用1）控制细胞内外物质的

19、交换；2）细胞壁合成的场所；3）进行物质和能量代谢；4）膜内陷形成的中间体上有呼吸电子传递需要的酶系，具有类似高等生物线粒体的功能，它还与染色体的分离和细胞分裂有关美味DNA提供附着点；5)与细菌运动有关。5. 常见的细胞质内含物有哪些1） 核糖体 是合成蛋白质的场所，它是由60%的RNA和40%的蛋白质组成；2） 内含颗粒，成熟细菌细胞，在营养过剩时，细胞质内可形成各种储藏颗粒，如异染粒、聚B-羟基丁酸、硫粒、肝糖和淀粉粒；3） 气泡4） 核物质6. 荚膜的功能1) 保护功能，荚膜的存在有利于细菌对干燥的抵抗，也有利于防止细菌被吞噬和噬菌体的侵染；2) 当营养缺乏时，荚膜可以成为细菌的外碳源

20、和能量的来源；3) 在废水处理中，荚膜能吸附废水中的有机物、无极固体物及胶体物，把他们吸附在细胞表面，有利于对其的吸收降解；4) 荚膜是分类签定的依据之一。7. 芽孢的特点1） 芽孢的原生质高度脱水，含水量少，所以芽孢内代谢活动停止；2） 芽孢的壁很厚，紧密结实；3） 芽孢内含有大量的DPA4） 含有耐热性酶，在120140还能生存几个小时。由于上述特点，芽孢对不良的环境，如高温、低温、干燥和有毒物质等具有较强的抗性。由于芽孢抗性最强，故人们在检查灭菌效果时，可以采用芽孢的为指示，即以它作为灭菌效果是否彻底的标志。8. 细菌的培养特征1） 细菌在固体培养基上的培养特征，是形成菌落；2） 细菌在

21、明胶培养基上培养特征，用穿刺接种法将细菌接种到明胶培养基上，产生溶菌区；3） 细菌在半固体培养基上的培养特征，如果细菌在培养基表面及穿刺线的上部生长，为好氧菌；如果只在穿刺线的下部生长为厌氧菌；如果在整条穿刺线都能生长则为兼性细菌。如果只沿穿刺线生长的为没有鞭毛、不运动的细菌；如果它还能穿透培养基扩散生长，则为有鞭毛、能运动的细菌。4） 细菌在液体培养基上的培养特征，与需氧量有关，多数细菌呈现均匀浑浊。9. 革兰氏染色法的主要步骤与机制1884年，丹麦细菌学家Christain Gram创造了革兰氏染色法，其步骤主要如下：初染、媒染、脱色、复染。关于革兰氏染色法的机制有不同解释，但目前公认的解

22、释有以下两点：1） 革兰氏染色与等电点的关系 已知革兰氏阳性菌的等电点为23，革兰氏阴性菌的等电点为45，革兰氏阳性菌的等电点低于革兰氏阴性菌，说明革兰氏阳性菌所带的负电荷要多于革兰氏阴性菌，它与结晶紫的结合力大，用鲁哥氏液媒染形成复合物后，两者等电点均有所下降，但革兰氏阳性菌降得更多，因此，它不易被乙醇提取和脱色。最后看到革兰氏阳性菌的结果为紫色。2） 革兰氏染色与细胞壁的关系 革兰氏阳性细菌的细胞壁脂类含量少，肽聚糖含量多，而革兰氏阴性细菌则相反。因此，用乙醇脱色时，革兰氏阴性细菌的脂类物质被乙醇溶解，细胞壁的孔径和通透性增加，乙醇较容易进入细胞体内讲草酸铵结晶紫、碘-碘化钾复合物提取出来

23、；而在革兰氏阳性细菌中，由于脂类物质较少，肽聚糖较多，加上乙醇的脱水作用，缩小了细胞壁上的孔径，降低了通透性，阻止了乙醇分子的进入，菌体不易被脱色。10. 蓝细菌的特点1) 它是原核细胞，结构简单；2) 内含光和色素，能进行放氧性光合作用；3) 许多蓝细菌具有固氮作用。第四章 真核微生物4.1 原生动物1. 原生动物的特点1) 原生动物是一类最原始、最低等、结构最简单的单细胞动物；2) 形体微小，大小在10300微米；3） 原生动物在不利的环境条件下，会形成胞囊。在正常的环境条件下，原生动物都能保持自己的形态特征，若环境条件变坏，如干燥缺水、温度或PH不宜、溶解氧不足、缺少食物或者有毒物质积累

24、，原生动物会形成胞囊. 2. 原生动物的营养类型分三种：全动型营养（又称动物性营养，绝大多数原生动物属于全动型营养）、植物性营养（如绿眼虫、衣滴虫）、腐生性营养（一些无色鞭毛虫和寄生的原生动物）。3. 原生动物的繁殖通常以无性的二分裂方式进行，也有进行出芽生殖或采用多分裂方式。在原生动物中，已经出现有性繁殖的方式，特别是当环境条件差时。3. 原生动物的分类及各纲简介原生动物按照运动胞器、摄食方法及其他特点，一般分为四个纲：鞭毛纲、肉足纲、纤毛纲、吸管纲。1） 鞭毛纲 鞭毛纲的原生动物称为鞭毛虫，它具一根或多根鞭毛，作为其运动胞器。常见的鞭毛类原生动物有眼虫、滴虫、粗袋鞭虫等。眼虫具有一个环状的

25、眼点，能感光，为其感觉胞器。绿眼虫体内与放射性排列的绿色素体，能利用阳光进行光合作用，所以绿眼虫以植物性方式获取营养。鞭毛虫多在有机物比较多的水域生活，在污水处理系统中，活性污泥培养初期或在处理效果差时鞭毛虫会大量出现。2） 肉足纲 肉足纲的原生动物称为肉足虫，它是一类可变形的原生动物，形体小，无色透明，通过细胞质流动形成伪足，最为摄食和运动胞器。肉足纲分为两个亚纲：根足亚纲和辐足亚纲。根足亚纲的代表是变形虫，辐足亚纲的代表是太阳虫和辐射虫。变形虫常在有机质浓度高的水体出现，在污水生物处理中，则在活性污泥培养中期出现。3） 纤毛纲 纤毛纲的原生动物称为纤毛虫，纤毛虫以纤毛作为自身运动和摄食的胞

26、器，分为游泳型和固着型两类。游泳型纤毛虫能在水中自由游动，常见的有草履虫、喇叭虫、四膜虫、肾形虫、漫游虫、豆形虫、裂口虫等。固着型纤毛虫单个个体固着生活的为钟虫属。纤毛纲中的游泳型纤毛虫多数在水体中污带出现，少数在寡污带生活，在污水处理过程中，它们多于活性污泥培养中期或处理较差时出现。固着型的纤毛虫，喜欢在寡污带中生活，它是水体自净程度高、污水处理效果好的指示生物。4） 吸管纲 这类原生动物具有吸管，作为捕食胞器，又称吸管虫，吸管虫幼体有纤毛，成虫纤毛消失。吸管虫多在B中污带出现，有的也能在a中污带和多污带生活，多在污水处理效果一般时出现。4.2 微型后生动物1) 原生动物以外的多细胞动物叫后

27、生动物，包括轮虫、线虫、寡毛类、浮游甲壳动物、苔藓动物等。2) 轮虫要求环境中有较高的溶解氧，在水处理装置运行正常、水质较好、有机物含量低时出现，故轮虫是水体寡污带和污水处理效果好的指示生物。3) 线虫在活性污泥或生物膜的厌氧1区常会大量出现，线虫是污水净化程度差的指示生物。4) 寡毛类中的颤蚓及水丝蚓为水体底泥污染的指示生物。5) 浮游甲壳动物有水蚤，当水体被污染物造成溶解氧下降时，就会使水体中的水蚤颜色变红，以此可以判断水体的清洁程度。4.3 真核藻类1. 真核藻类的一般特征1）藻类除了蓝藻（蓝细菌）外，都是真核生物，单细胞或多细胞群体；2）真核藻类的共同特点是具有叶绿体，有各种色素，光能

28、自养，能进行光合作用；3）大多数藻类有明显的细胞壁，主要成分是纤维素和果胶质；4）藻类生长要求有阳光，最适宜的PH为68；5）藻类的繁殖方式有无性繁殖和有性繁殖两种。2. 藻类分10个门：蓝藻门、裸藻门、绿藻门、轮藻门、金藻门、黄藻门、硅藻门、甲藻门、红藻门和褐藻门，而11个门的分类是再加上一个隐藻门。3. 裸藻因不具细胞壁而得名，裸藻主要生长在有机质丰富的水体中，对温度的适应性强，在25度繁殖最快，大量繁殖时会形成“水华”，故裸藻是水体富营养化的指示生物。4. 轮藻能对蚊子产生拮抗作用，有轮藻生长的水体中孑不能生长。5. 金藻所生长在透明度大、温度较低、有机质含量低的淡水水体中，在冬季、早春

29、、晚秋季节生长旺盛。6. 藻类与环境保护1） 藻类进行光合作用所释放的氧气，是水中氧气的主要来源，有利于水栖生物的呼吸；2） 藻类繁殖过多会使水中溶解氧降低，影响鱼类的生存，有些藻类会释放出恶臭；3） 水体这营养物质过多，会引起水体中藻类过度繁殖，使水体富营养化，造成严重的环境问题；4） 氧化塘和氧化沟是特殊的水处理方法。4.4、真菌1. 真菌的一般特点1）真菌一般都有细胞壁，其成分为具有几丁质的微纤维或纤维素或两者兼有；2）真菌能产生孢子，以无性和有性方式进行繁殖；3）真菌体内缺乏叶绿素，不能进行光合作用。4）真菌少数为单细胞，多为分枝或不分枝的丝状体。2. 真菌分为5个亚门：鞭毛菌亚门、接

30、合菌亚门、子囊菌亚门、担子菌亚门和半知菌亚门。2、酵母菌1） 酵母菌为单细胞真菌，有各种形态：卵圆形、圆形、圆柱形或假丝状。多数酵母菌直径15微米，长约530微米或更长。酵母菌喜欢高糖环境，适宜PH在4.56.5，温度在2030，兼性厌氧。2） 酵母菌可以通过无性和有性方式繁殖，无性繁殖又分出芽生殖或裂殖。芽殖的芽细胞在母细胞上出现并长大，然户与母细胞分隔。芽殖是大多数酵母菌进行无性繁殖的方法。有些酵母菌在环境条件不是很好的情况下进行有性繁殖，产生有性孢子，多为子囊孢子，少数为担子孢子。3） 酵母菌有发酵型和氧化型两种。发酵型的酵母菌发酵能力强，能发酵糖类称为乙醇，适用于发面做面包、馒头或酿酒

31、。氧化型酵母菌对正葵烷、十六烷氧化能力强，用于石油脱蜡。3. 霉菌1) 霉菌是由分枝和不分枝的菌丝交织在一起形成的菌丝体。菌丝体为营养菌丝和气生菌丝，营养菌丝主要功能是摄食营养和排除废物；气生菌丝具有繁殖功能，其上长出分生孢子梗和分生孢子。2) 无性繁殖时，霉菌产生分生孢子或借助菌丝的片段繁殖。有性繁殖时，霉菌产生有性孢子，进行结合生殖，产生有性结构（子囊、担子等）。3) 霉菌的分类A. 毛霉属 隶属接合菌亚门中毛霉目，为单细胞的霉菌，能产生蛋白酶，常用作制腐乳。B. 根霉属 也属于毛霉目，具有很强的转化淀粉为糖的能力，多用作糖化菌，民间制酒常用根霉和酵母菌混合作为酒曲；工业还用于生产乳酸。C

32、. 青霉属 隶属半知菌亚门，分生孢子多为蓝色或灰绿色，青霉以生产青霉素而著名。D. 曲霉属 隶属半知菌亚门，曲霉在自然界分布极广，广泛用于制造发酵食品、酶制剂、有机酸、抗生素。但曲霉也会造成物品霉变腐败，有些曲霉产生的黄曲霉素，是已知的致癌物。E. 镰刀霉菌 具有对氰化物的强分解能力，可用于处理含氰废水。F. 木霉属 对纤维素和木质素分解能力较强。G. 交链孢霉属4）.在活性污泥系统中，丝状真菌的过量繁殖会引起“污泥膨胀”的问题。第五章 微生物的生理（20分）5.1 生物生命活动的催化剂酶1. 酶的概念：酶是生物体内合成的一种具有催化性能的蛋白质，是生物体为其自身代谢活动而产生的生物催化剂。2

33、. 酶的催化特征酶作为催化剂的共性1） 酶能降低反应的活化能；2） 酶可加快反应速度，与一般催化剂相比，酶具有极高的催化效率；3） 酶不能改变反应平衡点，不能改变反应的平衡常数，酶本身一般在反应中不消耗，反应前后无变化。酶的生物催化性特征1） 酶的催化作用具有很强的专一性；2） 酶的催化作用条件温和，一般在常温、常压和近中性的水溶液中；3） 酶对环境条件极为敏感。3. 酶的组成有两类：单成分酶，只有蛋白质；全酶，由蛋白质和非蛋白质成分组成。全酶中的非蛋白成分根据它们与酶蛋白的结合程度，分为辅酶和辅基：辅酶是指与酶蛋白结合比较松弛的小分子有机物，如辅酶和辅酶等；辅基是以共价键与酶蛋白结合、不容易

34、与酶蛋白分开的一类物质。4. 常见辅酶和辅基：1） 辅酶A（CoA或CoASH），在糖代谢中起重要作用；2） 辅酶（NDA）和辅酶（NADP），在氧化还原过程中起携带和传递氢的作用3） 辅酶Q（CoQ），电子传递体系的组成部分传递氢和电子。4） 黄素单核苷酸(FMN)和黄素腺嘌呤二核苷酸（FAD），电子传递体系的组成部分，其功能是传递氢。5. 酶的活性中心：是指酶蛋白分子中与底物结合，并起催化作用的小部分氨基酸微区。构成活性中心的氨基酸可以处于同一多肽链的不同部位，也可以位于不同多肽链上。6. 活性中心可分为结合部位和催化部位。单独的酶蛋白没有酶活性或活性很低，只有与活性基团结合，才显示出酶的

35、高度专一性和强大催化效率。7. 酶的分类按照酶所催化的化学反应类型，可以分为6大类：氧化还原酶、转移酶类、水解酶类、裂解酶类、异构酶类、合成酶类。按照酶作用的部位分类，酶可分为胞外酶、胞内酶和表面酶。8. 酶的命名有习惯命名和系统命名。系统命名是包括底物的名称、反应性质，加上一个“酶”字。9. 酶的测定与其他测定不同，一般不是以质量表示，而是以活性来表示酶的含量。10. 在温度25，最适PH、最适的缓冲溶液和最佳底物浓度等诸条件下，每分钟能使1微摩尔的底物转化所需要的酶量为一个酶活力单位（IU或U）。11. 米-门公式中米氏常数Km是酶的特征常数之一，只与酶的性质有关；它表示当反应速度为最大反

36、应速度一半时的底物浓度；Km越小，表明酶与底物的反应越趋于完全，Km越大，表明酶与底物反应越不完全。12. 影响酶活力的主要因素在酶促反应中，酶的活性会受到底物浓度、酶浓度、温度、PH、激活剂、抑制剂等多种因素影响。1） 酶浓度对酶促反应的影响 当底物浓度分子浓度足够时，酶促反应速度与酶分子浓度成正比，酶分子越多，底物转化的速度越快；2） 底物浓度对酶促反应的影响 当酶的浓度为定值、底物起始浓度较低时，酶促反应速度与底物浓度成正比。在底物浓度相同的条件下，酶促反应速度与酶的初始浓度成正比。3） 温度对酶促反应的影响 在适宜的温度范围内，温度升高，酶促反应提高；4） PH对酶促反应的影响 酶在最

37、适宜的PH范围内表现出活性，大于或小于最适PH，都会降低酶活性；5） 激活剂对酶促反应的影响 许多酶只有当某一种适当的激活剂存在时，才表现出催化活性或强化其催化活性；6） 抑制剂对酶促反应的影响 抑制剂对酶促反应的抑制可分为竞争性抑制和非竞争性抑制。与底物结构类似的物质争先与酶的活性中心结合，从而降低酶促反应速度，这种作用称为竞争性抑制，竞争性抑制是可逆抑制。与酶活性中心以外的位点结合的抑制剂，称为非竞争性抑制剂。5.2 微生物的营养1. 新陈代谢：微生物从外界不断摄取营养物质，经过一系列的生物化学反应，转变成细胞的组分，同事产生废物并排泄到体外，这个过程称为新陈代谢。2. 新陈代谢包括同化作

38、用（物质合成、吸收能量）异化作用（物质分解、释放能量）。3. 在微生物体内，其质量70%90%为水分，其余10%30%为干物质。干物质中，有机物主要是蛋白质、糖类、核酸、脂肪类；无机物则是各类元素（主要元素：C、H、O、N；大量元素：P、S、K、Na等；微量元素：Fe、Cu等）。4. 微生物需要的营养物质1） 水 它的作用体现在两方面：一是有助于营养物质的吸收利用（先溶于水）；二是保证各种生化反应的进行（必须在水溶液中进行）；2） 碳源和能源 碳源的主要作用是构成微生物细胞的含碳物质和供给微生物生长、繁殖及运动所需要的能量，从简单的无机化合物到复杂的有机含碳化合物，都可以作为碳源。微生物最好的

39、碳源是糖类，尤其是葡萄糖、蔗糖；3） 氮源 凡是能够供给微生物氮素营养的物质称为氮源。单元的作用是提供微生物合成蛋白质的原料。根据对氮源要求的不同，将微生物分为以下4类：A） 固氮微生物 能利用空气中的氮分子合成自身的氨基酸和蛋白质，如固氮菌、根瘤菌和固氮蓝细菌；B） 利用无机氮作为氮源的微生物 能利用氨、铵盐、亚硝酸盐、硝酸盐的微生物有亚硝化细菌、硝化细菌、大肠杆菌；C） 需要某种氨基酸作为氮源的微生物 如乳酸细菌、丙酸细菌；D） 从分解蛋白质中取得铵盐或氨基酸的微生物4） 无机盐 无机盐的生理功能包括：构成细胞成分；构成酶的组分和维持酶的活性；调节渗透压、氢离子浓度、氧化还原电位等；供给自

40、养微生物能源。 5） 生长因子生长因子指一些微生物维持正常生活所必需而需要量又不大的特殊营养物质，包括维生素、氨基酸、嘌呤、嘧啶等物质。 5. 微生物的营养类型（必考）1） 光能微生物和化能微生物 根据获得能量的不同的来源，可以把微生物分为光能型微生物和化能型微生物。2） 无机营养微生物和有机营养微生物 根据微生物对各种碳源营养物质的同化能力的不同，可把微生物分为无机营养微生物和有机营养微生物两种。A) 无机营养也称无机自养 自养微生物又分为光能自养型微生物和化能自养型微生物B) 异养微生物又分为光能异养微生物和化能异养微生物营养类型能源基本碳源实例光能自养型微生物光能二氧化碳藻类、蓝细菌、紫

41、硫细菌、绿硫细菌光能异养型微生物光能有机物红螺菌化能自养型微生物无机物二氧化碳硝化细菌、铁细菌、亚硝化细菌、硫细菌化能异养型微生物有机物有机物真菌、大多数细菌6. 培养基：是人工培养微生物而制备的、为微生物提供合适营养条件的基质。7. 培养基的配制原则：1） 要根据培养对象和目的选择和制备培养基；2） 培养基提供的营养营养应是协调的3） 要为微生物创造尽可能适宜的生长条件。8. 培养基的分类：根据培养基组成物质的性质，可把培养基分为：合成培养基、天然培养基、复合培养基。按照培养基的状态，可把培养基分为：液体培养基、固体培养基和半固体培养基。根据实验目的和用途不同，可以把培养基分为：基础培养基、

42、选择培养基、鉴别培养基、加富(富集)培养基。9. 底物的跨膜运输的方式：1） 单纯扩散 不需要载体蛋白，是非特异性的，也不需要提供能量，扩散的动力是内外浓度的梯度差；2） 促进扩散 促进扩散也是必须从环境中的高浓度向细胞内的低浓度扩散，同样不需要额外提供能量，但需要依靠膜上特异性载体蛋白质。3） 主动运输 主动运输是微生物吸收营养的主要方式，需要特异性的渗透酶作为载体，需要能量，逆浓度梯度运输；4） 基团转位 是一种既需要能量又需要特异性载体蛋白的运输方式，物质在运输前后分子结构放生变化。5.3 微生物的能量代谢1. 生物氧化是微生物获得能量的基本方式，其本质都是氧化还原反应。生物氧化的特点是

43、：1） 生物氧化是在酶的作用下，在常温常压的温和条件下进行的；2） 在生物氧化过程中，复杂有机物被氧化成二氧化碳、水和其他简单的物质；3） 生物氧化产生的能量供给生物进行各种生命活动或以热的形式被释放；4） 生物氧化过程产生许多中间产物；5） 在生物氧化的同时，微生物在吸收和同化各种营养物质。2. 生成ATP的具体方式如下：1） 基质（底物）水平磷酸化：微生物在基质氧化过程中，形成多种含高能磷酸键的产物，这些物质讲能量传递给ADP，是ADP转化为ATP;2） 氧化磷酸化：微生物讲底物脱氢后，通过电子传递体系的递氢和受氢过程与磷酸化反应相偶联并产生ATP的过程叫氧化磷酸化；3） 光合磷酸化 光引

44、起叶绿素、菌绿素或菌紫素逐出电子，通过电子传递产生ATP的过程叫光合磷酸化。3. 微生物的生物氧化分为三种类型：发酵、好氧呼吸、无氧呼吸。4. 发酵：在无外在电子受体时，微生物氧化一些有机物，有机物仅发生部分氧化，以其中间代谢产物为最终电子受体，释放少量能量，其余的能量保留在最终产物中，这个能量代谢或生物氧化的方式称为发酵。5. 糖酵解几乎是所有具有细胞结构的生物所共有的主要代谢途径。6. 好氧呼吸：在分子氧存在条件下，以氧分子为最终电子受体，底物被完全氧化成二氧化碳和水，并产生ATP。底物氧化被释放的电子首先转移给ADP，使之称为NADH2（还原性辅酶1）,然后再转移给电子传递体系，最终到达

45、分子氧，生成水，这个过程称为耗氧呼吸。7. 无氧呼吸：在无氧呼吸中，电子的最终受体是除分子氧以外的无机物质，如：1）以硝酸根离子为最终电子受体；2）以硫酸根离子为最终电子受体；3）以二氧化碳和一氧化碳根离子为最终电子受体。8. 氧化1摩尔葡萄糖可得4摩尔ATP，减去前面葡萄糖磷酸化时消耗的2摩尔ATP，净得2摩尔ATP。1摩尔的丙酮酸经过三羧酸循环后共可生成15摩尔的ATP。因此，1摩尔葡萄糖经好氧分解后总共产生38摩尔的ATP。第六章 微生物的生长与环境因子的影响（15分）6.1 微生物的生长1. 纯培养：在实验室条件下从一个单细胞繁殖而得到的后代称为纯培养。为得到纯培养，可采用显微镜直接在

46、显微镜下挑取单个细胞进行培养。通常采用稀释涂布法、稀释倒平板法或划线平板法。2. 微生物的培养方法根据培养过程中对氧气的需要与否可分为好氧培养和厌氧培养；还可根据所用培养基分为固体培养和液体培养。3. 分批培养：是将一定量的微生物接种在一个封闭的、盛有一定量液体培养基的容器内，保持一定的温度、PH和溶解氧量，微生物在其中生长繁殖。称为分批培养。4. 细菌的生长曲线：讲少量细菌接种到一种新鲜的、定量的液体培养基中进行分批培养，定时取样。以细菌个数或细菌数的对数或细菌的干重为纵坐标，以培养时间为横坐标，连接坐标系上个点成一条曲线，即细菌的生长曲线。5. 连续培养：在一个恒定容积的流动系统中培养微生

47、物，一方面以一定速率不断加入新的培养基，一方面又以相同的速率流出培养物，以使培养系统中的细胞数量和营养状态保持稳态叫连续培养。连续培养有横浊器（以浊度为控制指标的培养方式）和恒化器（营养成分为恒定）。6. 细菌繁殖的分期： 1）停滞期 特点： A. 在停滞初期，一部分细菌适应环境而生存，而另一部分则死亡，细菌总数下降； B到停止末期，存活细菌的细胞物质增加，体积增大，细胞代谢活动活跃，细胞中大量合成细胞分裂所需的酶类、核酸、ATP及其他成分，为细胞分裂做准备； C细菌细胞对外界环境条件较敏感，易受外界不良环境条件的影响而发生变异。 2）对数期 特点; A. 细菌的生长速度达到最大，细菌数以几何级数增加； B代谢活力增强，细菌生长速度ui快，时代时间最短，对不良环境条件的抗性也比较强； C细胞的化学成分及形态、生理特征比较一致。 3）静止期 特点： A细菌总数达到最大，新生数与死亡数大致相等，保持动态平衡； B细菌细胞从生理上的年轻转为衰老，细胞开始积累储存物质； C代谢