水處理生物學第五版復習資料

1、水處理生物學習題及題答案第一章 緒論1水處理生物學的主要研究內(nèi)容是什么？ （1）與水處理工程和環(huán)境水體水質(zhì)凈化、保持相關的生物種類的形態(tài)、生理特性及生態(tài)；（2）水中微生物種類間的相互作用；（3）微生物與水中污染物的相互作用關系；（4）水中污染物的生物分解與轉(zhuǎn)化機理；（5）生物在水體凈化與水處理中的作用機理與規(guī)律；（6）水中有害微生物的控制方法；（7）水處理微生物學的研究方法等。2 目前物種的命名都采用瑞典博物學家林奈創(chuàng)立的雙命名法。3 微生物有哪些基本特征？微生物除了具有個體微小、結(jié)構(gòu)簡單、進化地位低等特點外，還具有以下特點： （1）種類多。 （2）分布廣。（3）繁殖快。（4）易變異。4 水生

2、植物可分為：挺水植物、漂浮植物、浮葉根生植物和沉水植物四大類型。第二章 原核微生物1細菌：細菌是一類單細胞、個體微小、結(jié)構(gòu)簡單、沒有真正細胞核的原核生物。大小一般是幾個m。2 以形狀來分，細菌可分為哪幾類？ 細菌的形態(tài)大致上可分為球狀、桿狀和螺旋狀（弧菌及螺菌）3種，自然界中，以桿菌最為常見，球菌次之，螺旋菌最少。 3 細菌的細胞結(jié)構(gòu)包括一般結(jié)構(gòu)和特殊結(jié)構(gòu)，簡單說明這些結(jié)構(gòu)及及其生理功能。 細菌的基本結(jié)構(gòu)包括細胞壁和原生質(zhì)兩部分。原生質(zhì)位于細胞壁內(nèi)，包括細胞膜（細胞質(zhì)膜）、細胞質(zhì)、核質(zhì)和內(nèi)含物。 細胞壁是包圍在細菌細胞最外面的一層富有彈性的、厚實、堅韌的結(jié)構(gòu)，具有固定細胞外形和保護細胞不受損傷

3、等多種功能。細胞壁的主要功能有：保持細胞形狀和提高細胞機械強度，使其免受滲透壓等外力的損傷；為細胞的生長、分裂所必需；作為鞭毛的支點，實現(xiàn)鞭毛的運動；阻攔大分子有害物質(zhì)（如某些抗生素和水解酶）進入細胞；賦予細胞特定的抗原性以及對抗生素和噬菌體的敏感性。 細胞膜又稱細胞質(zhì)膜、質(zhì)膜或內(nèi)膜，是一層緊貼著細胞壁而包圍著細胞質(zhì)的薄膜（厚約78nm），其化學組成主要是蛋白質(zhì)、脂類和少量糖類。這種膜具有選擇性吸收的半滲透性，膜上具有與物質(zhì)滲透、吸收、轉(zhuǎn)運和代謝等有關的許多蛋白質(zhì)和酶類。細胞膜的主要功能為：選擇性地控制細胞內(nèi)外物質(zhì)（營養(yǎng)物質(zhì)和代謝產(chǎn)物）的運送和交換。維持細胞內(nèi)正常滲透壓。合成細胞壁組分和莢膜的

4、場所。進行氧化磷酸化或光合磷酸化的產(chǎn)能基地。許多代謝酶和運輸酶以及電子呼吸鏈組成的所在地。鞭毛的著生和生長點。 細胞質(zhì)是細胞膜包圍地除核區(qū)以外的一切透明、膠狀、顆粒狀物質(zhì)的總稱。其主要成分是水、蛋白質(zhì)、核酸和脂類等。與真核生物不同，原核生物的細胞質(zhì)是不流動的。 核區(qū)又稱原核、擬核，指存在于細胞質(zhì)內(nèi)的、無核膜包裹、無固定形態(tài)的原始細胞核。 內(nèi)含物是細菌新陳代謝的產(chǎn)物，或是貯備的營養(yǎng)物質(zhì)。常見的內(nèi)含物顆粒主要有以下幾種：異染顆粒。其化學組分是多聚偏磷酸鹽，是磷源和能源的貯藏物，可降低細胞滲透壓。聚羥基丁酸鹽。它是細菌所特有的一種碳源和能源貯藏物。肝糖和淀粉粒，兩者都是碳源和能源的貯藏物。硫粒，它是

5、元素硫的貯藏物。氣泡，存在于許多光能營養(yǎng)型、無鞭毛的運動水生細菌中的包囊狀的內(nèi)含物。 細菌的特殊結(jié)構(gòu)一般指莢膜、芽孢和鞭毛3種。 莢膜或稱大莢膜，其主要功能有：保護作用。作為通透性屏障和離子交換系統(tǒng)。貯藏養(yǎng)料。表面附著作用。細菌間的信息識別作用。 芽孢是某些細菌在生活史的一定階段在細胞內(nèi)形成的一個圓形或橢圓形的休眠結(jié)構(gòu)。具有壁厚，水分少，不易透水，抗熱、抗化學藥物、抗輻射能力強等特點。 鞭毛是某些細菌表面伸出的細長、波曲的附屬物。完整的一根鞭毛從形態(tài)上可分三部分：鞭毛絲、鞭毛鉤和基體。鞭毛是細菌的運動器官，鞭毛運動引起菌體運動。 4 什么是革蘭氏染色？其原理和關鍵是什么？它有何意義？ 革蘭氏染

6、色法操作過程是：結(jié)晶紫初染，碘液媒染，然后酒精脫色，最后用蕃紅或沙黃復染。革蘭氏染色的機理一般解釋為：通過初染和媒染后，在細菌細胞的細胞壁及膜上結(jié)合了不溶于水的結(jié)晶紫與碘的大分子復合物。革蘭氏陽性菌細胞壁較厚、肽聚糖含量較高和分子交聯(lián)度較緊密，故在酒精脫色時，肽聚糖網(wǎng)孔會因脫水而發(fā)生明顯收縮。再加上它不含脂類，酒精處理也不能在胞壁上溶出大的空洞或縫隙，因此，結(jié)晶紫與碘的復合物仍阻留在細胞壁內(nèi)，使其呈現(xiàn)出藍紫色。與此相反，革蘭氏陰性菌的細胞壁較薄、肽聚糖位于內(nèi)層且含量低和交聯(lián)松散，與酒精反應后其肽聚糖不易收縮，加上它的脂類含量高且位于外層，所以酒精作用時細胞壁上就會出現(xiàn)較大的空洞或縫隙，這樣，結(jié)

7、晶紫和碘的復合物就很易被溶出細胞壁，脫去了原來初染的顏色。當蕃紅或沙黃復染時，細胞就會帶上復染染料的紅色。 酒精脫色是革蘭氏染色的關鍵環(huán)節(jié)。 革蘭氏染色法的意義在于鑒別細菌，把眾多的細菌分為兩大類，革蘭氏陽性菌和革蘭氏陰性菌。 5 芽孢有何特殊生理功能？其抗性機理是什么？芽孢的這些特點對實踐有何指導意義？ 芽孢最主要的特點就是抗性強，對高溫、低溫、紫外線、干燥、電離輻射和很多有毒的化學物質(zhì)都有很強的抗性。并且它的休眠能力特別突出。 芽孢之所以具有耐熱性可能是因為它含有特殊的抗熱性物質(zhì)-2，6-吡啶二羧酸和耐熱性酶。 芽孢的這些特點使之具有以下的作用： 分類鑒定 科研材料 保存菌種 分離菌種 消

8、毒滅菌指標 生物殺蟲 6 細菌的繁殖方式主要是裂殖，只有少數(shù)類型營芽殖。 裂殖又分為：二分裂、三分裂和復分裂。7 什么是菌落？ 菌落就是在固體培養(yǎng)基上（內(nèi)）以母細胞為中心的、肉眼可見的、有一定形態(tài)、構(gòu)造特征的子細胞團。8 什么叫菌膠團？菌膠團在污水生物處理中有何特殊意義？ 當莢膜物質(zhì)融合成一團塊，內(nèi)含許多細菌時，稱為菌膠團。菌膠團是活性污泥中細菌的主要存在形式，有較強的吸附和氧化有機物的能力，在污水生物處理中具有重要的作用。一般說，處理生活污水的活性污泥，其性能的好壞，主要根據(jù)所含菌膠團多少、大小及結(jié)構(gòu)的緊密程度來定。 9 簡述絲狀細菌的主要類型，它們的代謝特點及在給水排水工程中的作用。 絲狀

9、細菌主要有鐵細菌、硫細菌和球衣細菌三種。 10 簡述光合細菌的特點、分類，其應用領域。 光合細菌是具有原始光能合成體系的原核生物的總稱。它們以光作為能源，能在厭氧光照或好氧黑暗條件下利用自然界中的有機物、硫化物、氨等作為供氫體進行光合作用。 其在生物與環(huán)境領域的研究與應用主要有以下兩點： 利用光合細菌生產(chǎn)單細胞蛋白和制劑。 利用光合細菌處理高濃度有機廢水。 11 什么是藍細菌？ 其與水質(zhì)的關系如何？ 藍細菌舊名藍藻或藍綠藻，是一類進化歷史悠久、革蘭氏染色陰性、無鞭毛、含葉綠素（但不形成葉綠體）、能進行產(chǎn)氧光合作用的大型原核生物。 藍細菌與水體環(huán)境質(zhì)量關系密切，在水體中生長茂盛時，能使水色變藍或

10、其他顏色，并且有的藍細菌能發(fā)出草腥氣味或霉味。某些種屬的藍細菌大量繁殖會引起水華或赤潮，導致水質(zhì)惡化，引起一系列環(huán)境問題。 12 支原體（最小生命）、立克次氏體和衣原體是三類代謝能力差，主要營細胞內(nèi)寄生的小型原核生物。第三章 古菌1 簡述古菌的主要類型。 古菌分為兩類，泉古菌和廣古菌。另外未確定的兩類（初古菌門和納古菌門）分別由某些環(huán)境樣品中的一些菌種和2002年由Karl Stetter發(fā)現(xiàn)的奇特的物種納古菌構(gòu)成。 在環(huán)境中常見的古菌主要包括： 1)產(chǎn)甲烷古菌； 2)硫酸鹽還原古菌；3)嗜鹽古菌； 4)嗜熱古菌； 5)無細胞壁的嗜熱嗜酸古菌等。 第四章 真核（微）生物1簡述真菌的細胞構(gòu)造。細

11、胞壁：細胞壁的主要成分是多糖，另有少量的蛋白質(zhì)和脂類。在低等真菌中，以纖維素為主，酵母菌以葡聚糖為主，而高等陸生真菌則以幾丁質(zhì)為主。 細胞質(zhì)膜 ：真核細胞與原核細胞在其質(zhì)膜的構(gòu)造和功能上十分相似，兩者的主要差異可能僅是由于構(gòu)成膜的磷脂和蛋白質(zhì)種類不同而形成的。 細胞核 ：在真菌的菌絲頂端細胞中，常常找不到細胞核。真核生物的細胞核由核被膜、染色質(zhì)、核仁和核基質(zhì)等構(gòu)成。 細胞質(zhì)：位于細胞質(zhì)膜與細胞核膜之間的透明、粘稠、不斷流動的溶膠，稱為細胞質(zhì)。細胞器：內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、核糖體、高爾基體、溶酶體、微體、線粒體、葉綠體、液泡、膜邊體、幾丁質(zhì)媒體。鞭毛與纖毛：某些真核微生物表面長有或長或短的、呈多毛發(fā)狀的具有運

12、動功能的細胞器，其中形態(tài)較長的、數(shù)量較少者稱為鞭毛；而形態(tài)較短、數(shù)量較多者稱為纖毛。2什么是酵母菌？簡述其繁殖方式。 酵母菌一般泛指能發(fā)酵糖類的各種單細胞真菌。酵母菌的繁殖方式分為無性繁殖和有性繁殖兩種。無性繁殖又可分為芽殖、裂殖、產(chǎn)生無性孢子三種。酵母菌以形成子囊和子囊孢子或擔子和擔孢子的方式進行有性繁殖。 酵母菌的生活史：生活史又稱為生命周期，指上一代生物個體經(jīng)一系列生長、發(fā)育階段而產(chǎn)生下一代個體的全部過程。3什么是霉菌？霉菌的營養(yǎng)菌絲和氣生菌絲有什么特點，其功能分別是什么？ 霉菌是絲狀真菌的一個俗稱，通常指菌絲較發(fā)達而又不產(chǎn)生大型子實體結(jié)構(gòu)的真菌。 霉菌的營養(yǎng)菌絲伸入營養(yǎng)物質(zhì)內(nèi)攝取營養(yǎng)，

13、氣生菌絲伸入空氣中形成孢子和釋放孢子。 真菌孢子的特點是小、輕、干、多，其形態(tài)各異，休眠期長，有較強抗逆性。4什么是藻類？藻類對水環(huán)境與給水工程有哪些影響？ 藻類是具有光合作用色素，并能獨立生活的自養(yǎng)低等植物。根據(jù)藻類的形態(tài)及生理特性，可將之分為甲藻門、金藻門、黃藻門、硅藻門、裸藻門、綠藻門、褐藻門、紅藻門等。水體中藻類大量繁殖會造成水體富營養(yǎng)化，嚴重影響水環(huán)境質(zhì)量。藻類具有光合作用產(chǎn)生氧氣的功能，在氧化塘等生物處理工藝中利用菌藻共生系統(tǒng)，其中藻類產(chǎn)生氧氣可被好氧微生物有效利用，去氧化分解水中的有機污染物。一樣一方面可收獲大量有營養(yǎng)價值的藻類，另一方面也凈化了污水。天然水體自凈過程中，藻類也起

14、著一定的作用。 藻類對給水工程有一定的危害性。當它們在水庫、湖泊中大量繁殖時，會使水帶有臭味，有些種類還會產(chǎn)生顏色。水源水中含大量藻類時會影響水廠的正常水處理過程，如造成濾池阻塞。水中即使含有數(shù)量很少的黃群藻，也能產(chǎn)生強烈的氣味而使水不適于飲用。 5 水處理中常見的原生動物有哪幾類？它們在污水處理中的主要作用分別是什么？ 污水處理中常見的原生動物有三類：肉足類、鞭毛類和纖毛類。個體長度一般在100300m。 原生動物在水體凈化與廢水處理中的應用 ：1) 凈化水質(zhì)作用：動物性營養(yǎng)型的原生動物吞食細菌、有機物顆粒，因此促進了水質(zhì)凈化作用。2) 促進生物絮凝作用：草履蟲等纖毛蟲具有生物絮凝作用，促進

15、水體澄清作用。3) 作為水質(zhì)處理的指示生物：由于鞭毛蟲、肉足蟲、游泳型纖毛蟲與固著型纖毛蟲對生存的水質(zhì)有一定要求。其數(shù)量的增多、減少，可反映水體的水質(zhì)好壞。同時原生動物個體較大，易于觀察與分辨。因此常作為水體無機化和廢水處理運轉(zhuǎn)管理的指示生物。4) 廢水處理及水質(zhì)凈化過程原生動物的變動 ：運行初期出現(xiàn)肉足類、植物性、動物性鞭毛蟲；水質(zhì)處理高峰期出現(xiàn)較多游泳型纖毛蟲；水質(zhì)凈化較好時出現(xiàn)鐘蟲等。 6 水處理中常見的微型后生動物有哪幾類？它們在污水處理中的主要作用分別是什么？ 常見的微型后生動物主要是多細胞的無脊椎動物，包括輪蟲、甲殼類動物和昆蟲及其幼蟲等。 輪蟲以細菌、小的原生動物和有機顆粒等為食

16、物， 在污水生物處理過程中，輪蟲也可作為指示生物。當活性污泥中出現(xiàn)輪蟲時，往往表明處理效果良好，但如數(shù)量太多，則有可能破壞污泥的結(jié)構(gòu)，使污泥松散而上浮。輪蟲在水源水中大量繁殖時，有可能阻塞水廠的砂濾池。 在給水排水工程中常見的甲殼類動物有水蚤和劍水蚤。它們以細菌和藻類為食料。若大量繁殖，可能影響水廠濾池的正常運行。楊花堂出水中往往含有較多藻類，可以利用甲殼類動物去凈化這種出水。 昆蟲及其幼蟲可用作研究河川污染的指示生物。 7 底棲動物的分類底棲生物由棲息在水域底部和不能長時間在水中游動的各類生物所組成，是水生生物中的一個重要生態(tài)類型。根據(jù)其生活類型，底棲動物可分為固著動物、穴居動物、攀爬動物和

17、鉆蝕動物等。第五章 病毒1 病毒的特點病毒是一類超顯微（無法用光學顯微鏡辨認）、非細胞的、沒有代謝功能的絕對細胞內(nèi)寄生性生物。病毒的個體十分微小，一般不能被細菌過濾器截留，其大小相差懸殊，大的直徑超過200nm，而小的僅10nm左右。2 病毒的分類根據(jù)病毒的宿主范圍，可以將病毒分為噬菌體、動物病毒和植物病毒。3 病毒的繁殖病毒是以復制方式繁殖，其繁殖過程分為吸附、侵入與脫殼、復制與合成、裝置與釋放四個步驟。4 噬菌體的種類 固體培養(yǎng)基上的細菌由于噬菌體浸染后出現(xiàn)的透明空斑，叫做噬菌斑。有一些噬菌體侵入宿主細胞后，其核酸整合到宿主細胞的核酸上同步復制，并隨宿主細胞分裂而帶到子代宿主細胞內(nèi)，宿主細

18、胞不裂解，這些噬菌體稱為溫和噬菌體，該現(xiàn)象稱為溶源現(xiàn)象，被溫和噬菌體侵染的細菌，稱為溶源性細菌。第六章 微生物的生理特性1 細菌細胞中主要含有哪些成分？細菌需要哪些營養(yǎng)？ 細菌細胞中最重要的組分是水，約占細胞總質(zhì)量的80，一般為7090。干物質(zhì)中有機物占9097左右，其主要化學元素是C、H、O、N、P、S；另外約310為無機鹽分（或稱灰分）。 細菌需要的營養(yǎng)有六大類：碳源、氮源、能源、生長因子、無機鹽和水。營養(yǎng)是指生物體從外部環(huán)境中攝取對其生命活動必須的能量和物質(zhì)，以滿足正常生長和繁殖需要的一種基本生理功能。 2 什么是碳源、氮源、碳氮比？微生物常用的碳源和氮源物質(zhì)各有哪些？ 碳源提供細胞組分

19、或代謝產(chǎn)物種碳素來源的各種營養(yǎng)物質(zhì)稱為碳源。提供細胞組分中氮素來源的各種物質(zhì)稱為氮源。營養(yǎng)元素碳氮的比例關系稱為碳氮比。 微生物常用的碳源物質(zhì)分為有機碳源和無機碳源兩種。有機碳源包括各種糖類、蛋白質(zhì)、脂肪、有機酸等。無機碳源主要是CO2（CO32或HCO3-）。 氮源也可分為兩類：有機氮源（如蛋白質(zhì)、蛋白胨、氨基酸等）和無機氮源（如NH4Cl、NH4NO3等）。3 什么叫生長因子？它包括哪些物質(zhì)？微量元素和生長因子有何區(qū)別？ 生長因子是一類調(diào)節(jié)微生物正常代謝所必需，但不能利用簡單的碳、氮源自行合成的有機物。并非所有的微生物都需要外界為它提供生長因子。廣義的生長因子包括維生素、堿基、卟啉及其衍生

20、物、甾醇、胺類、C4C6的分枝或直鏈脂肪酸，有時還包括氨基酸；狹義的生長因子一般指維生素。而微量元素屬于無機鹽，是指微生物的生長繁殖所需濃度在 106108 mol/L 范圍內(nèi)的元素。 4 什么叫單純擴散、促進擴散、主動運輸、基因轉(zhuǎn)位？ 單純擴散又稱被動運輸，是最簡單的方式，也是微生物吸收水分及一些小分子有機物的運輸方式。它的特點是物質(zhì)的轉(zhuǎn)運順著濃度差進行，運輸過程不需消耗能量，物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)不發(fā)生變化。 促進擴散的特點基本與單純擴散相似，但是它須借助細胞膜上的一種蛋白質(zhì)載體進行，因此對轉(zhuǎn)運的物質(zhì)有選擇性，即立體專一性。除了細胞內(nèi)外的濃度差外，影響物質(zhì)轉(zhuǎn)運的物質(zhì)的另一重要因素是與載體親合力的大

21、小。 主動運輸是微生物吸收營養(yǎng)物質(zhì)的最主要方式。它的最大特點是吸收運輸過程中需要消耗能量（ATP，原子動勢或離子泵等），因此可以逆濃度差進行。 基因轉(zhuǎn)位與主動運輸非常相似，但有一個不同，即基因轉(zhuǎn)位過程中被吸收的營養(yǎng)物質(zhì)與載體蛋白之間發(fā)生化學反應，因此物質(zhì)結(jié)構(gòu)有所改變。 5 微生物的四大營養(yǎng)類型。 光能自養(yǎng)、化能自養(yǎng)、化能異養(yǎng)和光能異養(yǎng)四種營養(yǎng)類型。 6 何謂培養(yǎng)基？培養(yǎng)基的分類方法有哪些？ 培養(yǎng)基指由人工配制的、適合微生物生長繁殖或產(chǎn)生代謝產(chǎn)物的混合營養(yǎng)物。根據(jù)物理狀態(tài)的不同，培養(yǎng)基可分為液體、固體和半固體三大類；根據(jù)化學組分的不同，培養(yǎng)基可以分為天然培養(yǎng)基、合成培養(yǎng)基和半合成培養(yǎng)基；根據(jù)用途

22、的不同，培養(yǎng)基可分為選擇性培養(yǎng)基、鑒別培養(yǎng)基和加富培養(yǎng)基。 7 什么是酶？ 酶是生物細胞中自己合成的一種催化劑（生物催化劑），其基本成分是蛋白質(zhì)。 8 酶的作用有什么特性？影響酶活性的主要因素有哪些？ 酶作用的特性有： 1)高催化效率 2)高度專一性 3)調(diào)節(jié)性 溫度和pH值是影響酶活力比較重要的兩個因素。要發(fā)揮酶最大的催化效率，必須保證酶有它最適宜的溫度條件。高溫會破壞酶蛋白，而低溫又會使酶作用降低或停止。大多數(shù)酶的最適pH值在67左右。pH影響酶的活力的原因是，酶的基本成分是蛋白質(zhì)，是具有解離基團的兩性電解質(zhì)。它們的解離與pH有關，解離形式不同，催化性質(zhì)也就不同。 9 根據(jù)微生物生活是否需

23、要氧氣，微生物可分為哪幾類？這樣的分類在污水處理中有何重要意義？ 根據(jù)微生物與氧氣的關系，微生物可分為好氧微生物、厭氧微生物和兼性微生物。好氧呼吸、厭氧呼吸和發(fā)酵在污水生物處理中都有應用，如活性污泥法就是應用好氧呼吸的原理處理有機污水，而厭氧消化則是應用發(fā)酵和厭氧呼吸的原理來處理高濃度有機污水和剩余污泥。10 微生物的新陳代謝新陳代謝簡稱代謝，是推動一切生命活動的動力源，通常指在活細胞內(nèi)的各種合成代謝與分解代謝的總和。 呼吸作用是微生物在氧化分解基質(zhì)的過程中，基質(zhì)釋放電子生成水或其他代謝產(chǎn)物，并釋放能量的過程。根據(jù)基質(zhì)脫氫后，其最終受氫體（電子受體）的不同，微生物的呼吸作用可分為好氧呼吸 、厭

24、氧呼吸和發(fā)酵。基質(zhì)脫氫的四個過程：EMP過程；HMP過程；ED過程；TAC過程。發(fā)酵是指在無氧條件下，基質(zhì)脫氫后所產(chǎn)生的還原力【H】未經(jīng)呼吸鏈傳遞而直接交給某內(nèi)源中間產(chǎn)物，以實現(xiàn)基質(zhì)水平磷酸化產(chǎn)能的一類生物氧化反應。11 對微生物生長產(chǎn)生影響的環(huán)境因素 溫度、氫離子濃度（pH）、氧化還原電位、干燥、滲透壓、光及輻射、化學藥劑。第七章 微生物的生長和遺傳變異1 細胞生長與繁殖的基本概念是什么？ 細胞自身體積或重量不斷增加叫做生長；微生物生長到一定階段，便以二分裂的方式形成兩個子細胞，子細胞又重復以上過程，這就是繁殖。2 微生物的生長曲線 整個生長曲線可分為三個階段：生長率上升階段（又稱對數(shù)生長階

25、段，數(shù)學表達為X=X0*2n）、生長率下降階段、內(nèi)源呼吸（內(nèi)源代謝）階段；按微生物數(shù)目的對數(shù)繪制的生長曲線圖中，曲線可分為緩慢期、對數(shù)期、穩(wěn)定期和衰亡期四個階段。3 生物膜的主要成分是什么？ 生物膜是一種不可逆的黏附于固體表面的，被微生物胞外多聚物包裹的有組織的微生物群體。生物膜中水份含量可高達97。除了水和微生物外，生物膜還可含有微生物分泌的大分子多聚物（主要是多聚糖）、吸附的營養(yǎng)物質(zhì)和代謝產(chǎn)物及微生物裂解產(chǎn)物等。生物膜的形成過程有細菌粘附，生物膜的發(fā)展，成熟與脫落。 4 微生物的遺傳性是指在一定的環(huán)境條件下，微生物的形態(tài)、結(jié)構(gòu)、代謝、繁殖和對異物的敏感等性狀相對穩(wěn)定，并能代代相傳，子代與親

26、代之間表現(xiàn)出相似性的現(xiàn)象。RNA的復制：信使RNA（mRNA） 轉(zhuǎn)移RNA(tRNA) 核糖體RNA(rRNA) 基因：染色體或質(zhì)粒DNA上的一個片段，是一個最小的遺傳單位。 5 微生物的變異 任何一種生物的親代和子代以及個體之間，在遺傳物質(zhì)上都有所差異，這一現(xiàn)象叫做變異。根據(jù)突變發(fā)生過程是否受人為誘變劑影響可分為自發(fā)突變和誘發(fā)突變兩大類。 兩個不同性狀的個體細胞，其中一個細胞（供體細胞）的DNA與另一個細胞（受體細胞）的DNA融合，使基因重新排列組合，并遺傳給后代，產(chǎn)生新品種或表達新的遺傳性狀，稱為基因重組?；蛑亟M在細胞水平上反映有轉(zhuǎn)化、傳導和接合等。6 什么叫遺傳工程？在污水生物處理中如

27、何利用？ 遺傳工程是按照人們預先設計地生物藍圖，通過對遺傳物質(zhì)地直接操縱，進行改組、重建，實現(xiàn)對遺傳性狀定向改造地技術(shù)。它包括細胞水平和基因水平兩個水平的研究。 在污水生物處理中，可利用遺傳工程，將微生物中所含的具有降解各種難降解物質(zhì)的質(zhì)粒剪切后，連接到受體細胞中，使之用以處理污水中難降解的物質(zhì)。7 微生物的訓化與保藏 微生物的訓化：定向培養(yǎng)即通過有計劃、有目的地控制微生物的生長條件，使微生物的功能向人類需要的方向發(fā)展。 常用的保藏方法：斜面保藏法、石蠟油封藏法、載體保藏法、冷凍干燥保藏法。第八章 微生物的生態(tài)1 什么是種群、群落、生態(tài)系統(tǒng)和生物圈？ 一個物種在一定空間范圍內(nèi)的所有個體的總和在

28、生態(tài)學上稱為種群；所有不同種的生物的總和稱為群落；生物群落及其生存環(huán)境共同組成的動態(tài)平衡系統(tǒng)就是生態(tài)系統(tǒng)。地球上的所有生物及其生活的非生命環(huán)境總稱為生物圈，包括非生命部分和生命部分。2 生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 生態(tài)系統(tǒng)中的生物有三種：生產(chǎn)者、消費者和分解者。3 生態(tài)系統(tǒng)的特征 物質(zhì)循環(huán)、能量流、信息傳遞、調(diào)節(jié)能力以及生態(tài)演替。4 微生物在生態(tài)系統(tǒng)中的作用1）有機物的主要分解者；2）物質(zhì)循環(huán)中的重要成員；3）生態(tài)系統(tǒng)中的初級生產(chǎn)者；4）物質(zhì)和能量的蓄存者；5）地球生物演化的先鋒種類。5 微生物之間的相互關系互生：兩種不同的生物，當其生活在一起時，可以由一方為另一方提供或創(chuàng)造有利的生活條件關系。共生：兩種

29、不同種的生物共同生活在一起，互相依賴并彼此取得一定的利益關系。拮抗（對抗）：一種微生物可以產(chǎn)生不利于另一種微生物生存的代謝產(chǎn)物，這些代謝產(chǎn)物能改變微生物的生長環(huán)境。寄生：一個生物生活另一個生物體內(nèi)，攝取營養(yǎng)以生長與繁殖，使后者受到損害的關系。第9章請看緒論4。第十章 微生物對污染物的分解與轉(zhuǎn)化1.試比較有機物的好氧分解和厭氧分解各有什么特點？兩者有何不同？ 有機物的好氧生物分解是在有氧的條件下，借好氧微生物的作用來進行的。有機物的厭氧生物分解是在無氧條件下，借厭氧微生物，主要是厭氧菌（包括兼性菌）的作用來進行的。與厭氧生物分解相比，有機物的好氧分解往往具有分解速率快、分解程度徹底、能量利用率高

30、、轉(zhuǎn)化為細胞的比例大（即細胞轉(zhuǎn)化率高）等特點。2. 概述微生物在碳循環(huán)中的作用。 有機物中的碳由于微生物的呼吸作用先被氧化分解成二氧化碳，然后通過光合作用成武植物性蛋白質(zhì)，碳水化合物和脂肪。動物吃了植物產(chǎn)生動物性蛋白質(zhì)、碳水化合物和脂肪。動物的排泄物又分解產(chǎn)生二氧化碳。動植物通過呼吸也都產(chǎn)生二氧化碳，而它們死亡后的殘體又都是有機性物質(zhì)。這些物質(zhì)又開始分解，如此進入了第二次循環(huán)。 3. 概述微生物在氮循環(huán)中的作用。 有機物中的氮在微生物作用下先被轉(zhuǎn)化成氨，氨被氧化成為亞硝酸鹽及硝酸鹽。氨和硝酸鹽可被植物吸收變成植物性蛋白質(zhì)。動物吃了植物產(chǎn)生動物性蛋白質(zhì)，而動物的排泄物又能被分解氧化成氨、亞硝酸鹽

31、和硝酸鹽。動植物死亡后的殘體又都是有機性物質(zhì)。由于反硝化作用硝酸鹽又可轉(zhuǎn)化成亞硝酸鹽和自由氮，而自由氮在氮固定作用下又可產(chǎn)生植物性蛋白質(zhì)。 4. 試簡單說明下列各種微生物作用： （1）氨化作用 （2）硝化作用 （3）硫化作用 （4）反硫化作用 （1）氨化作用：由有機氮化物轉(zhuǎn)化為氨態(tài)氮的過程。 （2）硝化作用：由氨氧化成硝酸的過程。 （3）硫化作用：將硫化氫氧化成單質(zhì)硫的過程。 （4）反硫化作用：在缺氧及有機物存在條件下，將硫酸鹽轉(zhuǎn)化成硫化氫的過程。5 微生物之間的相互作用協(xié)同作用、抑制作用（拮抗）、捕食作用。6 計算剩余污泥量的計算題見P201 有機物生物分解性評價的一般步驟見P206 BOD

32、/COD比值預測污水可生物處理性的參考標準見P209 7 生物對污染物的濃縮與吸附作用 生物濃縮：生物個體或處于同一營養(yǎng)水平的生物種群，從環(huán)境中吸收并蓄積某種元素或化合物，使體內(nèi)該物質(zhì)的濃度超過環(huán)境中濃度的現(xiàn)象，又稱生物富集。 生物積累：指同一生物個體在不同的生長發(fā)育階段，生物濃縮系數(shù)不斷增加的現(xiàn)象。 生物放大：是指生態(tài)系統(tǒng)中，某種化學物質(zhì)的生物濃縮系數(shù)在同一食物鏈上，由低位營養(yǎng)級生物到高位營養(yǎng)級生物逐級放大的現(xiàn)象。第十一章 污水生物處理系統(tǒng)中的主要微生物1. 原生動物在污水活性污泥法處理系統(tǒng)中的作用是什么？ 原生動物可以明顯改善出水水質(zhì)。利用污泥狀態(tài)和出水水質(zhì)與微生物種類的連帶關系，還可用原

33、生動物來指示活性污泥處理廠出水水質(zhì)。 2、活性污泥法處理系統(tǒng)運行中經(jīng)常遇到的由微生物引起的主要問題有哪些？各有什么樣的特征？ 活性污泥在運行中最常見的故障是在二次沉淀池中泥水的分離問題。造成污泥沉降問題的原因是污泥膨脹、不絮凝、微小絮體、起泡沫和反硝化。造成膨脹的主要原因是DO濃度低、污泥負荷率低、曝氣池進水含較多化糞池出水、營養(yǎng)不足和低pH值（6.5）。 （1）絲狀菌引起的污泥膨脹：絲狀菌在絮體中大量生長以致影響沉降。 （2）非絲狀菌引起的污泥膨脹：與散凝作用有關，當游離細菌產(chǎn)生菌膠團基質(zhì)時，就會導致污泥膨脹，通常稱這種膨脹為菌膠團膨脹或黏性膨脹。 （3）不凝聚：時一種微結(jié)構(gòu)絮體造成的現(xiàn)象。

34、這是因為絮體變得不穩(wěn)定而碎裂，或者過度曝氣形成的紊流將絮體剪成碎塊而造成的運行問題。也可能是細菌不能凝聚成絮體，微生物成為游離個體或非常小的叢生塊。 （4）微小絮體：含微小絮體的污泥不會在出水中形成高濃度，因為其顆粒比不凝聚污泥要大得多。 （5）起泡沫：自從使用了不降解的硬洗滌劑以來，常常在曝氣池中出現(xiàn)很厚的白色泡沫。微生物造成的泡沫是另外一種很密實的、棕色的泡沫，有時在曝氣池中出現(xiàn)。3.試簡單討論活性污泥膨脹的主要控制方法。 （1）控制污泥負荷 為防止膨脹，應經(jīng)常將污泥負荷率控制在正常負荷范圍內(nèi)。 （2）控制營養(yǎng)比例 一般曝氣池正常的碳（以BOD5表示），氮和磷的比例為BOD:N:P=100

35、:5:1。 （3）控制DO濃度 為防止絲狀微生物的猛增，一般應將池中DO控制在2.0mg/L以上。 （4）加氯、臭氧或過氧化氫 這些化學劑是用于有選擇地控制絲狀微生物地過量生長。 （5）投加混凝劑 可投加石灰、三氯化鐵或高分子絮凝劑以改善污泥的絮凝，同時也會增加絮體的強度。4.參與厭氧生物處理的微生物有哪幾種？ 厭氧生物處理中有各種微生物參與，一般分為兩大類：不產(chǎn)甲烷微生物和產(chǎn)甲烷微生物。 5.生物脫氮的基本原理是什么？簡述影響硝化和反硝化的主要因素。 生物脫氮的基本原理是有機氮經(jīng)微生物降解為無機的NH3，在好氧條件下NH3會被亞硝酸菌和硝酸菌氧化稱亞硝酸鹽和硝酸鹽，之后反硝化細菌將NO2-和

36、NO3-轉(zhuǎn)化為N2。 影響污水處理系統(tǒng)中硝化過程的主要因素有以下幾點： （1）污泥齡 硝化菌數(shù)量及硝化速率是生物脫氮處理的關鍵制約因素，因此應注意增加污泥齡。 （2）溶解氧 DO對硝化菌的生長及活性都有顯著的影響。 （3）溫度 溫度對硝化活性有重要的影響。 （4）pH 氨氧化菌的最適pH范圍為7.07.8，而亞硝酸氧化菌的最適pH范圍為7.78.1。pH值過高或過低都會抑制硝化活性。 （5）營養(yǎng)物質(zhì) 污水水質(zhì)，特別是C/N比影響活性污泥中硝化細菌所占的比例。 （6）毒物 硝化菌對毒物的敏感度大于一般細菌，大多數(shù)重金屬和有機物對硝化菌具有抑制作用。 影響反硝化作用的因素主要有以下幾點： （1）營

37、養(yǎng)物質(zhì) 反硝化作用需要有足夠的有機碳源。 （2）溶解氧 反硝化菌一般為兼性厭氧菌，應保持低溶解氧水平。 （3）溫度 反硝化反應的最佳溫度為40，溫度低于0，反硝化菌的活動終止，溫度超過50時，由于酶的變性，反硝化活性急劇降低。 （4）pH 反硝化反應的最適合pH值范圍為7.07.5，pH值高于8或低于6都會明顯降低反硝化活性。6. 生物除磷的基本原理是什么？影響生物除磷的主要因素有哪些？ 生物除磷的基本原理是在好氧環(huán)境下，聚磷菌可利用聚-羥基丁酸鹽氧化分解所釋放的能量來攝取污水中的磷，并把所攝取的磷合成聚磷酸鹽而貯存于細胞中。細菌增值過程中，在好氧環(huán)境中所攝取的磷比在厭氧環(huán)境中所釋放的磷多。 影響因素：溶解氧/氧化還原電位、溫度、pH、硝酸鹽與亞硝酸鹽濃度、碳源、污泥齡。7. 污