水處理生物學(xué)課后題答案

1、水處理生物學(xué)課后思考題解答第一章 緒論 1 "水處理生物學(xué)"的研究對象是什么？ "水處理生物學(xué)"研究的對象主要集中在與水中的污染物遷移、分解及轉(zhuǎn)化過程密切相關(guān)的微生物、微型水生動(dòng)物和水生/濕生植物，特別是應(yīng)用于水處理工程實(shí)踐的生物種類。細(xì)菌等原核微生物在水處理工程中通常起著關(guān)鍵的作用，是水處理生物學(xué)研究的重點(diǎn)。  2 水中常見的微生物種類有哪些？ 水中的主要微生物分為非細(xì)胞生物（病毒）和細(xì)胞生物兩種類型。在細(xì)胞生物中又分為古菌、原核生物（如細(xì)菌、放線菌、藍(lán)細(xì)菌、支原體、立克次氏體、衣原體等）、真核生物。真核生物又可細(xì)分為藻類、真菌（如酵母菌、霉

2、菌等）、原生動(dòng)物（分為肉足類、鞭毛類、纖毛類）、微型后生動(dòng)物。  3 微生物有哪些基本特征？為什么？ 微生物除了具有個(gè)體微小、結(jié)構(gòu)簡單、進(jìn)化地位低等特點(diǎn)外，還具有以下特點(diǎn)： （1）   種類多。 （2）   分布廣。微生物個(gè)體小而輕，可隨著灰塵四處飛揚(yáng),因此廣泛分布于土壤、水和空氣等自然環(huán)境中。土壤中含有豐富的微生物所需要的營養(yǎng)物質(zhì)，所以土壤中微生物的種類和數(shù)量很多。 （3）   繁殖快。大多數(shù)微生物在幾十分鐘內(nèi)可繁殖一代，即由一個(gè)分裂為兩個(gè)。如果條件適宜，經(jīng)過10h就可繁殖為數(shù)億個(gè)。 （4）   易變異。這一特點(diǎn)使微生物較能適應(yīng)外界環(huán)境條件的

3、變化。  4 微生物命名常用的雙名法的主要規(guī)定是什么？ 一種微生物的名稱由兩個(gè)拉丁文單詞組成，第一個(gè)是屬名，用拉丁文名詞表示，詞首字母大寫，它描述微生物的主要特征；第二個(gè)是種名，用拉丁文形容詞表示，詞首字母不大寫，它描述微生物的次要特征。有時(shí)候在前面所述的兩個(gè)單詞之后還會(huì)有一個(gè)單詞，這個(gè)單詞往往是說明微生物的命名人。  5 水中小型動(dòng)物和水生植物在水體水質(zhì)凈化中各起什么樣的作用？ 小型動(dòng)物多指12mm以下的后生動(dòng)物，它們與水處理過程，特別是環(huán)境水體水質(zhì)凈化過程有密切的關(guān)系，具有重要的生態(tài)功能。 底棲小型動(dòng)物壽命較長，遷移能力有限，且包括敏感種和耐污種，故常稱為"水

4、下哨兵"，能長期檢測有機(jī)污染物的慢性排放。底棲生物鏈?zhǔn)撬w生態(tài)環(huán)境健康的標(biāo)志之一，底棲生物對水體內(nèi)源污染控制極其重要。 水生植物作為水生生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，具有重要的環(huán)境生態(tài)功能。對于水體，特別是淺水水體，大型水生植被的存在具有維持水生生態(tài)系統(tǒng)健康、控制水體富營養(yǎng)化、改善水環(huán)境質(zhì)量的作用。  第二章 原核微生物 1 細(xì)菌的大小一般是用什么單位測量的？ 細(xì)菌的大小一般只有幾個(gè)m，故一般用m測量。  2 以形狀來分，細(xì)菌可分為哪幾類？ 細(xì)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，僅少數(shù)為其他形狀，如絲狀、三角形、方形和圓盤形等。球狀、桿狀和螺旋狀是

5、細(xì)菌的基本形態(tài)。自然界中，以桿菌最為常見，球菌次之，螺旋菌最少。  3 細(xì)菌的細(xì)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(xì)菌的基本結(jié)構(gòu)包括細(xì)胞壁和原生質(zhì)兩部分。原生質(zhì)位于細(xì)胞壁內(nèi)，包括細(xì)胞膜（細(xì)胞質(zhì)膜）、細(xì)胞質(zhì)、核質(zhì)和內(nèi)含物。 細(xì)胞壁是包圍在細(xì)菌細(xì)胞最外面的一層富有彈性的、厚實(shí)、堅(jiān)韌的結(jié)構(gòu)，具有固定細(xì)胞外形和保護(hù)細(xì)胞不受損傷等多種功能。細(xì)胞壁的主要功能有：保持細(xì)胞形狀和提高細(xì)胞機(jī)械強(qiáng)度，使其免受滲透壓等外力的損傷；為細(xì)胞的生長、分裂所必需；作為鞭毛的支點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)鞭毛的運(yùn)動(dòng)；阻攔大分子有害物質(zhì)（如某些抗生素和水解酶）進(jìn)入細(xì)胞；賦予細(xì)胞特定的抗原性以及對抗生素和噬菌

6、體的敏感性。 細(xì)胞膜又稱細(xì)胞質(zhì)膜、質(zhì)膜或內(nèi)膜，是一層緊貼著細(xì)胞壁而包圍著細(xì)胞質(zhì)的薄膜（厚約78nm），其化學(xué)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(yùn)和代謝等有關(guān)的許多蛋白質(zhì)和酶類。細(xì)胞膜的主要功能為：選擇性地控制細(xì)胞內(nèi)外物質(zhì)（營養(yǎng)物質(zhì)和代謝產(chǎn)物）的運(yùn)送和交換。維持細(xì)胞內(nèi)正常滲透壓。合成細(xì)胞壁組分和莢膜的場所。進(jìn)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(yùn)輸酶以及電子呼吸鏈組成的所在地。鞭毛的著生和生長點(diǎn)。 細(xì)胞質(zhì)是細(xì)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

7、的細(xì)胞質(zhì)是不流動(dòng)的。 核區(qū)又稱核質(zhì)體、原核、擬核或核基因組，指存在于細(xì)胞質(zhì)內(nèi)的、無核膜包裹、無固定形態(tài)的原始細(xì)胞核。內(nèi)含物是細(xì)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(xué)組分是多聚偏磷酸鹽，是磷源和能源的貯藏物，可降低細(xì)胞滲透壓。聚羥基丁酸鹽。它是細(xì)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(yùn)動(dòng)水生細(xì)菌中的包囊狀的內(nèi)含物。 細(xì)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(hù)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。

8、細(xì)菌間的信息識(shí)別作用。 芽孢是某些細(xì)菌在生活史的一定階段在細(xì)胞內(nèi)形成的一個(gè)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(xué)藥物、抗輻射能力強(qiáng)等特點(diǎn)。 鞭毛是某些細(xì)菌表面伸出的細(xì)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(xì)菌的運(yùn)動(dòng)器官，鞭毛運(yùn)動(dòng)引起菌體運(yùn)動(dòng)。  4 什么是革蘭氏染色？其原理和關(guān)鍵是什么？它有何意義？ 1884年丹麥病理學(xué)家Hans Christian Gram提出了一個(gè)經(jīng)驗(yàn)染色法，用于細(xì)菌的形態(tài)觀察和分類。其操作過程是：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(fù)染。這就是最常采用的革蘭氏染色法。 革蘭氏染

9、色的機(jī)理一般解釋為：通過初染和媒染后，在細(xì)菌細(xì)胞的細(xì)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(fù)合物。革蘭氏陽性菌細(xì)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(shí)，肽聚糖網(wǎng)孔會(huì)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(fù)合物仍阻留在細(xì)胞壁內(nèi)，使其呈現(xiàn)出藍(lán)紫色。與此相反，革蘭氏陰性菌的細(xì)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(yīng)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(shí)細(xì)胞壁上就會(huì)出現(xiàn)較大的空洞或縫隙，這樣，結(jié)晶紫和碘的復(fù)合物就很易被溶出細(xì)胞壁，脫去了原來初染的顏色。當(dāng)蕃紅或沙黃復(fù)染時(shí)，細(xì)胞

10、就會(huì)帶上復(fù)染染料的紅色。 酒精脫色是革蘭氏染色的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。脫色不足,陰性菌被誤染成陽性菌；脫色過度,陽性菌可誤染為陰性菌。革蘭氏染色法的意義在于鑒別細(xì)菌，把眾多的細(xì)菌分為兩大類，革蘭氏陽性菌和革蘭氏陰性菌。  5 簡述細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)與功能。 細(xì)胞膜又稱細(xì)胞質(zhì)膜、質(zhì)膜或內(nèi)膜，是一層緊貼著細(xì)胞壁而包圍著細(xì)胞質(zhì)的薄膜，其化學(xué)組成主要是蛋白質(zhì)、脂類和少量糖類。 整體細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)，目前大家比較公認(rèn)的是"鑲嵌模型"，其要點(diǎn)是：磷脂雙分子層組成膜的基本骨架。磷脂分子在細(xì)胞膜中以多種方式不斷運(yùn)動(dòng)，因而膜具有流動(dòng)性。膜蛋白以不同方式分布于膜的兩側(cè)或磷脂層中。 細(xì)胞膜的主要功能為：選擇

11、性地控制細(xì)胞內(nèi)外物質(zhì)（營養(yǎng)物質(zhì)和代謝產(chǎn)物）的運(yùn)送和交換。維持細(xì)胞內(nèi)正常滲透壓。合成細(xì)胞壁組分和莢膜的場所。進(jìn)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(yùn)輸酶以及電子呼吸鏈組成的所在地。鞭毛的著生和生長點(diǎn)。  6 芽孢有何特殊生理功能？其抗性機(jī)理是什么？芽孢的這些特點(diǎn)對實(shí)踐有何指導(dǎo)意義？ 芽孢最主要的特點(diǎn)就是抗性強(qiáng)，對高溫、低溫、紫外線、干燥、電離輻射和很多有毒的化學(xué)物質(zhì)都有很強(qiáng)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?yàn)樗刑厥獾目篃嵝晕镔|(zhì)-2，6-吡啶二羧酸和耐熱性酶。 芽孢的這些特點(diǎn)使之具有以下的作用： 分類鑒定 科研材料   保存菌種 &

12、#160; 分離菌種   消毒滅菌指標(biāo)   生物殺蟲   7 什么是菌落？ 將單個(gè)或少量同種細(xì)菌（或其他微生物）細(xì)胞接種于固體培養(yǎng)基表面（或內(nèi)層）時(shí)，在適當(dāng)?shù)呐囵B(yǎng)條件下（如溫度、光照等），該細(xì)胞會(huì)迅速生長繁殖，形成許多細(xì)胞聚集在一起且肉眼可見的細(xì)胞集合體，稱之為菌落。準(zhǔn)確地講，菌落就是在固體培養(yǎng)基上（內(nèi)）以母細(xì)胞為中心的、肉眼可見的、有一定形態(tài)、構(gòu)造特征的子細(xì)胞團(tuán)。  8 什么叫菌膠團(tuán)？菌膠團(tuán)在污水生物處理中有何特殊意義？ 當(dāng)莢膜物質(zhì)融合成一團(tuán)塊，內(nèi)含許多細(xì)菌時(shí)，稱為菌膠團(tuán)。菌膠團(tuán)是活性污泥中細(xì)菌的主要存在形式，有較強(qiáng)的吸附和氧化有機(jī)物的能力，

13、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(tuán)多少、大小及結(jié)構(gòu)的緊密程度來定。  9 簡述放線菌的特點(diǎn)與菌落特征。 放線菌是一類主要呈菌絲狀生長和以孢子繁殖的陸生性較強(qiáng)的原核生物。它的細(xì)胞結(jié)構(gòu)與細(xì)菌十分相近，是細(xì)菌中進(jìn)化較高級的類群，絕大多數(shù)放線菌是革蘭氏陽性菌。  放線菌都是單細(xì)胞的個(gè)體。細(xì)胞體內(nèi)既沒有葉綠素，也沒有成形的細(xì)胞核。放線菌的菌絲分為營養(yǎng)菌絲和氣生菌絲。大多數(shù)放線菌為異養(yǎng)型，靠營養(yǎng)菌絲吸收營養(yǎng)物質(zhì)，營腐生生活。大多數(shù)放線菌是好氧的，只有某些種是微量好氧菌和厭氧菌。當(dāng)生長發(fā)育到一定時(shí)期時(shí)，氣生菌絲頂端長出孢子絲,

14、形成孢子。孢子散落出去，在適宜的條件下，萌發(fā)成新的菌絲體。 放線菌菌落的總體特征介于霉菌與細(xì)菌之間，因種類不同可分為兩類： 一類是由產(chǎn)生大量分枝和氣生菌絲的菌種所形成的菌落。形成的菌落質(zhì)地致密、表面呈較緊密的絨狀或堅(jiān)實(shí)、干燥、多皺，菌落較小而不蔓延。 另一類菌落由不產(chǎn)生大量菌絲體的種類形成，粘著力差，結(jié)構(gòu)呈粉質(zhì)狀，用針挑起則粉碎。 若將放線菌接種于液體培養(yǎng)基內(nèi)靜置培養(yǎng)，能在瓶壁液面處形成斑狀或膜狀菌落，或沉降于瓶底而不使培養(yǎng)基混濁；如以振蕩培養(yǎng)，常形成由短的菌絲體所構(gòu)成的球狀顆粒。  10 簡述絲狀細(xì)菌的主要類型，它們的代謝特點(diǎn)及在給水排水工程中的作用。 絲狀細(xì)菌主要有鐵細(xì)菌、硫細(xì)菌

15、和球衣細(xì)菌三種。 鐵細(xì)菌一般都是自養(yǎng)型絲狀細(xì)菌，它們一般能生活在含氧少但溶有較多鐵質(zhì)和二氧化碳的水中。它們能將其細(xì)胞內(nèi)所吸收的亞鐵氧化為高鐵，從而獲得能量。為了滿足對能量的需要，必須氧化大量的亞鐵，使之生成氫氧化鐵。這種不溶性的鐵化合物排出菌體后就沉淀下來。當(dāng)水管中有大量的氫氧化鐵沉淀時(shí)，就會(huì)降低水管的輸水能力。此外，鐵細(xì)菌吸收水中的亞鐵鹽后，促使組成水管的鐵質(zhì)更多地溶入水中，加速鋼管和鑄鐵管的腐蝕。 硫磺細(xì)菌一般也都是自養(yǎng)的絲狀細(xì)菌。它們能氧化硫化氫、硫磺和其他硫化物為硫酸，從而得到能量。硫磺細(xì)菌在水管中大量繁殖時(shí)，因有強(qiáng)酸產(chǎn)生，對于管道有腐蝕作用。 球衣細(xì)菌是好氧菌。它在營養(yǎng)方面對碳素的要

16、求較高，反應(yīng)靈敏，所以大量的碳水化合物能加速球衣細(xì)菌的繁殖。此外球衣細(xì)菌對某些殺蟲劑，如液氯、漂白粉等的抵抗力不及菌膠團(tuán)。球衣細(xì)菌分解有機(jī)物的能力很強(qiáng)。在污水處理設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)中有一定數(shù)量的球衣細(xì)菌，對有機(jī)物的去除是有利的。  11 什么是單細(xì)胞蛋白？ 單細(xì)胞蛋白也稱微生物蛋白，是由蛋白質(zhì)、脂肪、碳水化合物、核酸以及非蛋白含氮化合物、維生素和無機(jī)化合物等組成的細(xì)胞質(zhì)團(tuán)。  12 簡述光合細(xì)菌的特點(diǎn)、分類，其應(yīng)用領(lǐng)域。 光合細(xì)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(jī)物、硫化物、氨等作為供氫體進(jìn)行光合作用。 其在生

17、物與環(huán)境領(lǐng)域的研究與應(yīng)用主要有以下兩點(diǎn)： 利用光合細(xì)菌生產(chǎn)單細(xì)胞蛋白和制劑。 利用光合細(xì)菌處理高濃度有機(jī)廢水。  13什么是藍(lán)細(xì)菌？其細(xì)胞特點(diǎn)如何？其與水質(zhì)的關(guān)系如何？ 藍(lán)細(xì)菌舊名藍(lán)藻或藍(lán)綠藻，是一類進(jìn)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(jìn)行產(chǎn)氧光合作用的大型原核生物。 藍(lán)細(xì)菌的細(xì)胞是較典型的原核細(xì)胞。藍(lán)細(xì)菌的構(gòu)造與G-細(xì)菌相似，細(xì)胞壁雙層，含肽聚糖。細(xì)胞除含葉綠素a外，還含有類胡蘿卜素及藻膽蛋白等光合色素。大多數(shù)藍(lán)細(xì)菌的光合色素位于類囊體的片層中。菌體多呈藍(lán)綠色，但在不同光照條件下，菌體所含色素比例改變，可呈現(xiàn)黃、褐、紅等顏色。細(xì)胞中還有能固定CO2的

18、羧酶體，在水生的細(xì)胞種類中常常有氣泡。 藍(lán)細(xì)菌與水體環(huán)境質(zhì)量關(guān)系密切，在水體中生長茂盛時(shí)，能使水色變藍(lán)或其他顏色，并且有的藍(lán)細(xì)菌能發(fā)出草腥氣味或霉味。某些種屬的藍(lán)細(xì)菌大量繁殖會(huì)引起"水華"或"赤潮"，導(dǎo)致水質(zhì)惡化，引起一系列環(huán)境問題。  14簡述支原體、衣原體、立克次氏體的特點(diǎn)與異同。 支原體是一類無細(xì)胞壁的、介于獨(dú)立生活和細(xì)胞內(nèi)寄生的最小的細(xì)胞生命形式，屬原核微生物，介于細(xì)菌和病毒之間。其特點(diǎn)如下： 1) 支原體是最小的營獨(dú)立生活的繁殖單位，大小0.120.25m之間，因而能通過細(xì)菌過濾器。 2)因缺乏堅(jiān)韌的細(xì)胞壁，胞漿外面被三層&

19、quot;單位膜"所包圍，具有高度多樣性。 3) 對青霉素不敏感，能被四環(huán)素或紅霉素所抑制。 4)能在無細(xì)胞的人工培養(yǎng)基上生長，在瓊脂培養(yǎng)平板上形成"油煎蛋"狀的菌落。 5)其生長受到特異抗體的抑制。 6)支原體非起源于細(xì)菌也不能回復(fù)成細(xì)菌。 7)支原體與細(xì)胞膜有特殊的親和力。 衣原體是僅在脊椎動(dòng)物細(xì)胞內(nèi)專營能量寄生的小型G-原核微生物。曾一度把衣原體歸入病毒。個(gè)體微小，革蘭氏染色陰性，多呈球形或橢圓形。衣原體與病毒相比有以下不同特征： 1)衣原體相似于細(xì)菌，兼有RNA和DNA兩種核酸。 2)以二分裂方式繁殖。 3)具有細(xì)菌型細(xì)胞壁（但不含肽聚糖）。 4

20、)有核糖體。 5) 具有一些代謝酶類。 6)抗菌藥物可抑制其生長。 立克次氏體是一類專性寄生于真核細(xì)胞內(nèi)的G-原核微生物。它與支原體的區(qū)別是有細(xì)胞壁但不能獨(dú)立生活；與衣原體的區(qū)別在于細(xì)胞較大、無濾過性和存在產(chǎn)能代謝系統(tǒng)。  第三章 古菌 1簡述古菌的生物學(xué)特征，試比較這些特征與真細(xì)菌、真核生物的異同。 古菌是一個(gè)在進(jìn)化途徑上很早就與真細(xì)菌和真核生物相互獨(dú)立的生物類群，主要包括一些生長在獨(dú)特的生態(tài)環(huán)境的生物類群。 在細(xì)胞結(jié)構(gòu)和代謝上，古菌在很多方面接近原核生物。然而在基因轉(zhuǎn)錄和翻譯這兩個(gè)分子生物學(xué)的中心過程上，它們并不明顯表現(xiàn)出細(xì)菌的特征，而是接近于真核生物。古菌中除無壁嗜熱

21、古菌沒有細(xì)胞壁外，其余都有與真細(xì)菌功能相似的細(xì)胞壁，但與大多數(shù)細(xì)菌不同，其細(xì)胞壁中沒有肽聚糖，而含假肽聚糖、糖蛋白或蛋白質(zhì)。而且，絕大多數(shù)細(xì)菌和真核生物的細(xì)胞膜中的脂類主要由甘油脂組成，而古菌細(xì)胞膜中的脂類由甘油醚構(gòu)成。古菌鞭毛的成分和形成過程也與細(xì)菌不同。  2簡述古菌的主要類型。 從rRNA進(jìn)化樹上，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)&#

22、160;嗜熱古菌； 5)無細(xì)胞壁的嗜熱嗜酸古菌等。  3簡述產(chǎn)甲烷古菌的特征與應(yīng)用。 產(chǎn)甲烷古菌是一大群在嚴(yán)格厭氧條件下產(chǎn)生甲烷的菌，形態(tài)多樣，有球形、桿形、螺旋形、長絲形和八疊球形等。大多數(shù)種可利用H2/CO2，很多種可利用甲酸。一般的產(chǎn)甲烷細(xì)菌都是中溫性的，最適宜的溫度在2540之間，高溫性產(chǎn)甲烷細(xì)菌的適宜溫度則在5060之間。產(chǎn)甲烷細(xì)菌生長最適宜的pH范圍約在6.87.2之間。如pH值低于6或高于8，細(xì)菌的生長繁殖將受到極大影響。產(chǎn)甲烷古菌可用于有機(jī)污染物的厭氧生物處理。  第四章 真核（微）生物 1試比較原核生物與真核生物的異同。 真核生物與原核生物在結(jié)構(gòu)與功能等方

23、面都有明顯的差別。下表比較了真核生物與原核生物構(gòu)造上的主要差別。 項(xiàng)目真核生物 原核生物細(xì)胞大小 較大（通常直徑>2?m）較?。ㄍǔＶ睆?lt;2?m）若有壁，其主要成分纖維素，幾丁質(zhì)等多數(shù)為肽聚糖細(xì)胞膜中甾醇  有 無（僅支原體例外）細(xì)胞膜含呼吸或光合組分無 有細(xì)胞器有 無鞭毛結(jié)構(gòu)如有，則粗而復(fù)雜（92型） 如有，則細(xì)而簡單細(xì)胞質(zhì) 線粒體有無溶酶體有無葉綠體光能自養(yǎng)生物中有無真液泡有些有無高爾基體有無微管系統(tǒng)有無流動(dòng)性有無核糖體80S（指細(xì)胞質(zhì)核糖體）70S間體無部分有貯藏物淀粉、糖原等PHB等細(xì)胞核 核膜

24、有無DNA含量少（5）多（10）組蛋白有無核仁有無染色體數(shù) 一般多于1個(gè)一般為1個(gè)有絲分裂 減數(shù)分裂有無2簡述真菌的營養(yǎng)類型與特點(diǎn)。 真菌是最重要的真核微生物，它們大多數(shù)是由分支或不分支的菌絲、菌絲體構(gòu)成。真菌的共同特征有： 1) 體內(nèi)無葉綠素和其他光合作用的色素，不能利用二氧化碳制造有機(jī)物，只能靠腐食性吸收營養(yǎng)方式取得碳源、能源和其他營養(yǎng)物質(zhì)； 2)細(xì)胞貯藏的養(yǎng)料是肝糖元而不是淀粉； 3)真菌細(xì)胞一般都有細(xì)胞壁，細(xì)胞壁多數(shù)含幾丁質(zhì)； 4) 以產(chǎn)生大量無性和（或）有性孢子方式繁殖； 5)陸生性較強(qiáng)。  3簡述真菌的細(xì)胞構(gòu)造。  細(xì)胞壁 真菌細(xì)胞

25、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(xì)胞質(zhì)膜 真核細(xì)胞與原核細(xì)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(xì)胞核 在真菌的菌絲頂端細(xì)胞中，常常找不到細(xì)胞核。真核生物的細(xì)胞核由核被膜、染色質(zhì)、核仁和核基質(zhì)等構(gòu)成。 內(nèi)質(zhì)網(wǎng) 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)指細(xì)胞質(zhì)中一個(gè)與細(xì)胞基質(zhì)相隔離、但彼此相通的囊腔和細(xì)管系統(tǒng)，由脂質(zhì)雙分子層圍成。高爾基體 高爾基體也是一種內(nèi)膜結(jié)構(gòu)。它是由許多小盤狀的扁平雙層膜和小泡所組成，其上無核糖體顆粒附著。 線粒體 線粒體是含有DNA的細(xì)胞器，是一切真核細(xì)

26、胞的"動(dòng)力車間"。  液泡 在真核細(xì)胞中還有或大或小、含有液體的泡，這就是液泡。 內(nèi)含物 真菌細(xì)胞中有各種內(nèi)含物，不同種類的真菌，其內(nèi)含物的種類也不相同。常見的有異染粒、淀粉粒、肝糖粒、脂肪粒等。它們多是貯藏的養(yǎng)料，當(dāng)營養(yǎng)豐富時(shí)其內(nèi)含物顆粒較多，當(dāng)營養(yǎng)缺乏時(shí)，可因菌體的利用而消失。  4什么是線粒體，其結(jié)構(gòu)特征與生物學(xué)意義為何？ 線粒體是含有DNA的細(xì)胞器。它的構(gòu)造較為復(fù)雜，外形囊狀，由內(nèi)外兩層膜包裹，囊內(nèi)充滿液態(tài)的基質(zhì)。外膜平整，內(nèi)膜則向基質(zhì)內(nèi)伸展，從而形成了大量由雙層內(nèi)膜構(gòu)成的嵴。內(nèi)膜是氧化磷酸化及電子傳遞產(chǎn)生ATP的場所，故線粒體是一切真核細(xì)胞的&

27、quot;動(dòng)力車間"。  5什么是酵母菌？簡述其繁殖方式與生活史。 酵母菌一般泛指能發(fā)酵糖類的各種單細(xì)胞真菌。通常認(rèn)為，酵母菌具有以下特點(diǎn)： 1)個(gè)體一般以單細(xì)胞狀態(tài)存在； 2)多數(shù)營出芽繁殖； 3)能發(fā)酵糖類產(chǎn)能； 4)細(xì)胞壁常含有甘露聚糖； 5)常生活在含糖量較高、酸度較大的水生環(huán)境中。 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(dān)子和擔(dān)孢子的方式進(jìn)行有性繁殖。 生活史又稱生命周期，指上一代生物個(gè)體經(jīng)一系列生長、發(fā)育階段而產(chǎn)生下一代個(gè)體的全部過程。不同酵母菌的生活史可分為3類： 營養(yǎng)體既能以單倍

28、體也能以二倍體形式存在； 營養(yǎng)體只能以單倍體存在； 營養(yǎng)體只能以二倍體存在。  6什么是霉菌？霉菌的營養(yǎng)菌絲和氣生菌絲有什么特點(diǎn)，其功能分別是什么？ 霉菌是絲狀真菌的一個(gè)俗稱，意為"會(huì)引起物品霉變的真菌"，通常指菌絲較發(fā)達(dá)而又不產(chǎn)生大型子實(shí)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)，氣生菌絲伸入空氣中形成孢子和釋放孢子。  7簡述真菌孢子的種類及主要功能。 真菌孢子分為無性孢子和有性孢子兩類。真菌的無性繁殖依靠無性孢子進(jìn)行，無性孢子包括游動(dòng)孢子、孢囊孢子、分生孢子、節(jié)孢子、厚垣孢子、芽孢子和擲孢子。有性繁殖依靠有性孢子進(jìn)行，有性孢子包括卵孢子、

29、接合孢子、子囊孢子和擔(dān)孢子。  8比較細(xì)菌、放線菌、霉菌和酵母菌菌落的特征。  菌落特征 細(xì)菌 酵母菌放線菌霉菌基本特征含水狀態(tài)很濕或較濕 較濕 干燥或較干燥干燥外觀形態(tài)小而突起或大而平坦大而突起小而緊密 大而疏松或大而致密相互關(guān)系單個(gè)分散或有一定排列方式單個(gè)分散或假絲狀 絲狀交織絲狀交織形態(tài)特征小而均勻，個(gè)別有芽孢 大而分化 細(xì)而均勻粗而分化菌落透明度透明或稍透明稍透明 不透明  不透明參考特征菌落與培養(yǎng)基結(jié)合程度不結(jié)合 不結(jié)合牢固結(jié)合較牢固結(jié)合菌落顏色

30、多樣單調(diào)，一般呈乳脂或礦燭色，少數(shù)紅或黑色十分多樣十分多樣菌落正反面顏色的差別相同相同 一般不同 一般不同菌落邊緣一般看不到細(xì)胞  可見球狀、卵圓狀或假絲狀細(xì)胞有時(shí)可見細(xì)絲狀細(xì)胞 可見粗絲狀細(xì)胞細(xì)胞生長速度一般很快 較快慢一般較快氣味一般有臭味 多帶酒香味  常有泥腥味往往有霉味  9簡述真菌與人類的關(guān)系。 1)可供食用 食用蕈菌有超過200種，其中包括：冬菇，草菇，木耳，云耳等。 2)釀酒 酵母菌可以在缺氧的環(huán)境下進(jìn)行發(fā)酵作用，將葡萄糖分解成酒精及二氧化碳。選用不同的基質(zhì)便可以釀制出不同味道的

31、酒，例如米酒，高梁酒，葡萄酒，啤酒等。 3)制造面包 酵母菌發(fā)酵所產(chǎn)生的二氧化碳?xì)馀菽苁姑娣蹐F(tuán)發(fā)漲，令烘制出來的面包變得松軟，而發(fā)酵產(chǎn)生的酒精早已在烤焗時(shí)揮發(fā)掉。 4)制造藥物 青霉菌已廣泛被利用來制造抗生素(可殺死細(xì)菌)及一種名為Griseo fulvin的抗生素(可抑制真菌生長)。另一種名為Cylosporine 的藥物(用以抑制器官移植所產(chǎn)生的排斥作用)則是由兩種半知菌所制造。 5)食物中毒 部份蕈菌有高度毒性，吃下足以致命。 6)對農(nóng)作物造成病害 部份寄生真菌可以侵害經(jīng)濟(jì)作物，引致作物嚴(yán)重?fù)p失，例如玉米黑粉菌可以侵襲玉米；禾柄銹菌可以侵染小麥，引起小麥的稈銹病。 7)動(dòng)物及人體的真菌病

32、 真菌亦能侵染動(dòng)物及人體，使動(dòng)物及人感染疾病，例如：香港腳，頭癬、手癬等疾病。  10什么是藻類？為什么說藻類都是自養(yǎng)型（無機(jī)營養(yǎng)型）的？ 藻類是具有光合作用色素，并能獨(dú)立生活的自養(yǎng)低等植物。藻類細(xì)胞中大多有葉綠體，葉綠體中都含有葉綠素a，有些藻類還含有葉綠素b、c，各種胡蘿卜素如、或胡蘿卜素、葉黃素等；此外，紅藻體內(nèi)含有藻藍(lán)素及藻紅素（兩者總稱藻膽素），與藍(lán)細(xì)菌相似。在有光照時(shí)，藻類利用這些光合色素進(jìn)行光合作用，利用光能，吸收二氧化碳合成細(xì)胞物質(zhì)，同時(shí)放出氧氣。因此，藻類一般是無機(jī)營養(yǎng)的。  11藻類對水環(huán)境與給水工程有哪些影響？ 水體中藻類大量繁殖會(huì)造成水體富營養(yǎng)化，嚴(yán)

33、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(jī)污染物。一樣一方面可收獲大量有營養(yǎng)價(jià)值的藻類，另一方面也凈化了污水。天然水體自凈過程中，藻類也起著一定的作用。 藻類對給水工程有一定的危害性。當(dāng)它們在水庫、湖泊中大量繁殖時(shí)，會(huì)使水帶有臭味，有些種類還會(huì)產(chǎn)生顏色。水源水中含大量藻類時(shí)會(huì)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(qiáng)烈的氣味而使水不適于飲用。  12水處理中常見的原生動(dòng)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

34、原生動(dòng)物有三類：肉足類、鞭毛類和纖毛類。 原生動(dòng)物在水體凈化與廢水處理中的應(yīng)用 1)凈化水質(zhì)作用 動(dòng)物性營養(yǎng)型的原生動(dòng)物吞食細(xì)菌、有機(jī)物顆粒，因此促進(jìn)了水質(zhì)凈化作用。 2)促進(jìn)生物絮凝作用 草履蟲等纖毛蟲具有生物絮凝作用，促進(jìn)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(shí)原生動(dòng)物個(gè)體較大，易于觀察與分辨。因此常作為水體無機(jī)化和廢水處理運(yùn)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(dòng)物的變動(dòng) 運(yùn)行初期出現(xiàn)肉足類、植物性、動(dòng)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

35、較好時(shí)出現(xiàn)鐘蟲等。 13水處理中常見的微型后生動(dòng)物有哪幾類？它們在污水處理中的主要作用分別是什么？ 在水處理工作中常見的微型后生動(dòng)物主要是多細(xì)胞的無脊椎動(dòng)物，包括輪蟲、甲殼類動(dòng)物和昆蟲及其幼蟲等。 輪蟲以細(xì)菌、小的原生動(dòng)物和有機(jī)顆粒等為食物，所以在污水的生物處理中有一定的凈化作用。在污水生物處理過程中，輪蟲也可作為指示生物。當(dāng)活性污泥中出現(xiàn)輪蟲時(shí)，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(shí)，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(dòng)物有水蚤和劍水蚤。它們以細(xì)菌和藻類為食料。若大量繁殖，可能影響水廠濾池的正常運(yùn)行。楊花堂出

36、水中往往含有較多藻類，可以利用甲殼類動(dòng)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。  14簡述底棲動(dòng)物的定義，主要類型，其在水環(huán)境中的作用與生態(tài)學(xué)意義。 底棲動(dòng)物是底棲生物中動(dòng)物的總稱，包括腔腸動(dòng)物、海綿動(dòng)物、扁形動(dòng)物、線形動(dòng)物、環(huán)節(jié)動(dòng)物、節(jié)足動(dòng)物等。底棲生物由棲息在水域底部和不能長時(shí)間在水中游動(dòng)的各類生物所組成，是水生生物中的一個(gè)重要生態(tài)類型。 根據(jù)其生活類型，底棲動(dòng)物可分為固著動(dòng)物、穴居動(dòng)物、攀爬動(dòng)物和鉆蝕動(dòng)物等。 底棲動(dòng)物壽命較長，遷移能力有限，且包括敏感種和耐污種，故常稱為"水下哨兵"，其種類與多樣性可作為長期監(jiān)測水體質(zhì)量的指示生物。 底

37、棲生物鏈蝕水體生態(tài)環(huán)境健康的標(biāo)志之一，底棲生物對水體內(nèi)源污染控制及其重要，底棲生物鏈的建立能有效降低內(nèi)源污染釋放總量和速度。  第六章 微生物的生理特性 1 細(xì)菌細(xì)胞中主要含有哪些成分？細(xì)菌需要哪些營養(yǎng)？各種營養(yǎng)物質(zhì)的功能是什么？ 細(xì)菌細(xì)胞中最重要的組分是水，約占細(xì)胞總質(zhì)量的80，一般為7090，其他1030為干物質(zhì)。干物質(zhì)中有機(jī)物占9097左右，其主要化學(xué)元素是C、H、O、N、P、S；另外約310為無機(jī)鹽分（或稱灰分）。  應(yīng)注意，不同微生物細(xì)胞化學(xué)組分不同；一種微生物在不同的生長階段，其化學(xué)組分也不同。 微生物的營養(yǎng)要求在元素水平上都需要20種左右，且以碳、氫、氧、氮、

38、硫、磷為主；在營養(yǎng)水平上則都在六大類的范圍內(nèi)，即碳源、氮源、能源、生長因子、無機(jī)鹽和水。 提供細(xì)胞組分或代謝產(chǎn)物種碳素來源的各種營養(yǎng)物質(zhì)稱為碳源。它的作用是提供細(xì)胞骨架和代謝物質(zhì)中碳素的來源以及生命活動(dòng)所需要的能量。異養(yǎng)微生物在元素水平上最適碳源適"C·H·O"型。 提供細(xì)胞組分中氮素來源的各種物質(zhì)稱為氮源。它的作用適提供細(xì)胞新陳代謝中所需的氮素合成材料。極端情況下（如饑餓狀態(tài)），氮源也可為細(xì)胞提供生命活動(dòng)所需的能量。 能為微生物生命活動(dòng)提供最初能量來源的營養(yǎng)物質(zhì)和輻射能，稱為能源。各種異養(yǎng)生物的能源就是碳源?；茏责B(yǎng)微生物的能源十分獨(dú)特，它們都是一些還

39、原態(tài)的無機(jī)物。 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(jī)物。按微生物對生長因子的需要與否，可把它們分成生長因子自養(yǎng)型微生物、生長因子異養(yǎng)型微生物和生長因子過量合成型微生物三種。 無機(jī)鹽或礦質(zhì)元素主要為微生物提供碳源、氮源以外的各種重要元素。無機(jī)鹽類在細(xì)胞中的主要作用是： 1)構(gòu)成細(xì)胞的組成成分。 2)酶的組成成分。 3)酶的激活劑。 4)維持適宜的滲透壓。 5)自養(yǎng)型細(xì)菌的能源。 6)無氧呼吸時(shí)的氫受體。 水在微生物細(xì)胞內(nèi)有兩種存在狀態(tài)：自由水和結(jié)合水。它們的生理作用主要有以下幾點(diǎn)： 1)溶劑作用。所有物質(zhì)都必須先溶解于水，然后才能參與各種生化反應(yīng)。 2)

40、參與生化反應(yīng)（如脫水、加水反應(yīng)）。 3)運(yùn)輸物質(zhì)的載體。 4)維持和調(diào)節(jié)機(jī)體的溫度。  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(xì)胞組分或代謝產(chǎn)物種碳素來源的各種營養(yǎng)物質(zhì)稱為碳源。提供細(xì)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(guān)系稱為碳氮比。 微生物常用的碳源物質(zhì)分為有機(jī)碳源和無機(jī)碳源兩種。有機(jī)碳源包括各種糖類、蛋白質(zhì)、脂肪、有機(jī)酸等。無機(jī)碳源主要是CO2（CO32或HCO-3）。 氮源也可分為兩類：有機(jī)氮源（如蛋白質(zhì)、蛋白胨、氨基酸等）和無機(jī)氮源（如NH4Cl、NH4NO3等）。  3 什么叫生長因子？它包括哪些物質(zhì)？微量

41、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(jī)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、卟啉及其衍生物、甾醇、胺類、C4C6的分枝或直鏈脂肪酸，有時(shí)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(jī)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(kuò)散、促進(jìn)擴(kuò)散、主動(dòng)運(yùn)輸、基因轉(zhuǎn)位？比較微生物對營養(yǎng)物質(zhì)吸收四種方式的異同。 單純擴(kuò)散又稱被動(dòng)運(yùn)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(jī)物的運(yùn)輸方式。它的特點(diǎn)是物質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn)順著濃度

42、差進(jìn)行，運(yùn)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(jìn)擴(kuò)散的特點(diǎn)基本與單純擴(kuò)散相似，但是它須借助細(xì)胞膜上的一種蛋白質(zhì)載體進(jìn)行，因此對轉(zhuǎn)運(yùn)的物質(zhì)有選擇性，即立體專一性。除了細(xì)胞內(nèi)外的濃度差外，影響物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)的物質(zhì)的另一重要因素是與載體親合力的大小。 主動(dòng)運(yùn)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(diǎn)是吸收運(yùn)輸過程中需要消耗能量（ATP，原子動(dòng)勢或"離子泵"等），因此可以逆濃度差進(jìn)行。 基因轉(zhuǎn)位與主動(dòng)運(yùn)輸非常相似，但有一個(gè)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(xué)反應(yīng)，因此物質(zhì)結(jié)構(gòu)有所改變。  5 劃分微生物營養(yǎng)類型的依據(jù)是什么？簡述微生物

43、的四大營養(yǎng)類型。 營養(yǎng)類型指根據(jù)微生物需要的主要營養(yǎng)元素即能源和碳源的不同而劃分的微生物類型。根據(jù)碳源的不同，微生物可分成自養(yǎng)微生物和異養(yǎng)微生物。根據(jù)生活所需能量來源的不同，微生物又分為光能營養(yǎng)和化能營養(yǎng)兩類。將兩者結(jié)合則一共有光能自養(yǎng)、化能自養(yǎng)、化能異養(yǎng)和光能異養(yǎng)四種營養(yǎng)類型?，F(xiàn)將四大營養(yǎng)類型簡單介紹如下： a光能自養(yǎng)：屬于這一類的微生物都含有光合色素，能以光作為能源，CO2作為碳源。這類微生物有藍(lán)細(xì)菌、紫硫細(xì)菌、綠硫細(xì)菌以及藻類等。 b化能自養(yǎng)：這一類微生物的生長需要無機(jī)物，在氧化無機(jī)物的過程中獲取能源，同時(shí)無機(jī)物又作為電子供體，使CO2還原為有機(jī)物。這類菌有氨氧化菌、硝化細(xì)菌、鐵細(xì)菌、某

44、些硫磺細(xì)菌等。 c化能異養(yǎng)：大部分細(xì)菌都以這種營養(yǎng)類型生活和生長，利用有機(jī)物作為生長所需的碳源和能源?；墚愷B(yǎng)微生物又可分為腐生和寄生兩類，前者利用無生命有機(jī)物，后者則依靠活的生物體而生活。在腐生和寄生之間，存在著不同程度的即可腐生又可寄生的中間類型，稱為兼性腐生或兼性寄生。腐生微生物在自然界的物質(zhì)轉(zhuǎn)化中起著決定性作用，很多寄生微生物則是人和動(dòng)植物的病原微生物。 d光能異養(yǎng)：這類微生物利用光能作為能源，以有機(jī)物作為電子供體，其碳源來自有機(jī)物，也可利用CO2。屬于這一營養(yǎng)類型的微生物很少，主要包括紫色非硫細(xì)菌與綠色非硫細(xì)菌等微生物。  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

45、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(xué)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？酶是怎樣命名和分類的？ 酶是生物細(xì)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)。酶的命名有習(xí)慣命名法和系統(tǒng)命名法兩種。習(xí)慣命名法是根據(jù)酶的作用性質(zhì)或他的作用物（即基質(zhì)）而命名。系統(tǒng)命名法的原則是：每種酶有一個(gè)系統(tǒng)名稱。系統(tǒng)名稱應(yīng)明確標(biāo)明酶的基質(zhì)和催化反應(yīng)的性質(zhì)。若有兩個(gè)基質(zhì)，則應(yīng)將兩個(gè)基質(zhì)同時(shí)列出，中間用

46、冒號將它們隔開。如果基質(zhì)是水時(shí)，可將水略去不寫。根據(jù)酶促反應(yīng)性質(zhì)可分為六大類酶，分別室：水解酶、氧化還原酶、轉(zhuǎn)移酶、同分異構(gòu)酶、裂解酶和合成酶。  8酶的作用有什么特性？影響酶活性的主要因素有哪些？試討論之。 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 此外，酶反應(yīng)條件溫和，如常溫、常壓/接近中性的酸堿度等即可發(fā)揮酶的催化能力，高溫、高壓、強(qiáng)酸或強(qiáng)堿條件反而易使酶活性破壞甚至喪失。 溫度和pH值是影響酶活力比較重要的兩個(gè)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(huì)破壞酶蛋白，而低溫又會(huì)使酶作用降低或停止。不同的酶具有不同的最適反

47、應(yīng)pH值。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(tuán)的兩性電解質(zhì)。它們的解離與pH有關(guān)，解離形式不同，催化性質(zhì)也就不同。  9細(xì)菌是怎樣吸收和消化營養(yǎng)物質(zhì)的？ 細(xì)菌通過細(xì)胞膜的滲透和選擇性吸收作用從外界吸收營養(yǎng)物質(zhì)。由于細(xì)胞膜及其半滲透性的存在，各種營養(yǎng)物質(zhì)并不能自由地透過和進(jìn)出微生物細(xì)胞，它們必須通過特殊地吸收和運(yùn)輸途徑才能進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)部參與生化代謝反應(yīng)。概括地說，營養(yǎng)物質(zhì)地吸收和運(yùn)設(shè)主要有下述四種途徑。   10何謂新陳代謝？試用圖示說明合成代謝與分解代謝的相互關(guān)系。 新陳代謝簡稱代謝，是推動(dòng)一切生命活動(dòng)的動(dòng)力

48、源，通常指在活細(xì)胞中的各種合成代謝和分解代謝的總和。合成代謝又稱同化作用或合成作用，是微生物不斷從外界吸收營養(yǎng)物質(zhì)，合成細(xì)胞物質(zhì)的過程，在此過程中需要吸收能量；分解代謝又稱異化作用或分解作用，是微生物將自身或外來的各種復(fù)雜有機(jī)物分解為簡單化合物的過程，在此過程中有能量釋放。（圖示）  11簡述生物氧化過程中，基質(zhì)脫氫的主要途徑。 基質(zhì)脫氫主要有四種途徑。 1)EMP途徑   又稱糖酵解途徑，是絕大多數(shù)生物所共有的一條代謝途徑。它以1分子葡萄糖為基質(zhì)，約經(jīng)過10步反應(yīng)而產(chǎn)生2分子丙酮酸、2分子NADH+H+和2分子ATP的過程。 2)HMP途徑  又稱戊糖磷酸途徑，

49、己糖-磷酸途徑等。其特點(diǎn)是葡萄糖不經(jīng)過EMP途徑和TCA循環(huán)而得到徹底氧化，并能產(chǎn)生大量NADPH+H+形式的還原力及多種中間代謝產(chǎn)物。 3)ED途徑  這是存在于某些缺乏完整EMP途徑的微生物中的一種替代途徑。特點(diǎn)是葡萄糖只經(jīng)過4步反應(yīng)即可快速獲得經(jīng)由EMP途徑需10步反應(yīng)才能形成的丙酮酸。 4) TCA循環(huán)  指由丙酮酸經(jīng)過一系列循環(huán)式反應(yīng)而徹底氧化、脫羧，形成CO2、H2O和NADH2的過程。 12 細(xì)菌呼吸作用有哪幾種類型？各有什么特點(diǎn)？ 微生物的呼吸作用可分為好氧呼吸、厭氧呼吸和發(fā)酵三種。 好氧呼吸是一種最普遍又最重要的生物氧化或產(chǎn)能方式，基質(zhì)的氧化以分

50、子氧作為最終電子受體。其特點(diǎn)是基質(zhì)脫氫后，脫下的氫（常以還原力H形式存在）經(jīng)完整的呼吸鏈（或稱電子傳遞鏈）傳遞，最終被外源氧分子接受，產(chǎn)生水并釋放ATP形式的能量。這是一種遞氫和受氫都必須在有氧條件下完成的氧化作用，是一種高效產(chǎn)能方式。 厭氧呼吸又稱無氧呼吸，指以某些無機(jī)氧化物（如SO42-、NO3、CO2等）作為受氫體（電子受體）的生物氧化。這是一類在無氧條件下進(jìn)行的、產(chǎn)能效率低的呼吸。其特點(diǎn)是基質(zhì)按常規(guī)途徑脫氫后，經(jīng)部分呼吸鏈遞氫，最終由氧化態(tài)無機(jī)物或有機(jī)物受氫，并完成氧化磷酸化產(chǎn)能反應(yīng)。 發(fā)酵有兩個(gè)含義。廣義發(fā)酵泛指任何利用好氧或厭氧微生物來生產(chǎn)有用代謝產(chǎn)物或食品、飲料等產(chǎn)品的生產(chǎn)方式。

51、狹義發(fā)酵指在無氧條件下，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)源中間代謝產(chǎn)物，以實(shí)現(xiàn)基質(zhì)水平磷酸化產(chǎn)能的一類生物氧化反應(yīng)?；|(zhì)水平磷酸化的特點(diǎn)是基質(zhì)在氧化過程中脫下的電子不經(jīng)電子傳遞鏈的傳遞，而是通過酶促反應(yīng)直接交給基質(zhì)本身氧化的產(chǎn)物，同時(shí)將反應(yīng)過程中釋放的能量交給ADP，合成ATP。此種作用的最終產(chǎn)物是中間體的還原物，不再進(jìn)行分解，因此，發(fā)酵不是徹底的氧化作用，產(chǎn)能效率低。  13根據(jù)微生物生活是否需要氧氣，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(guān)系，微生物可分為好氧微生物、厭氧微生物和兼性微生物。好氧微生物生活時(shí)需要氧氣，沒有

52、氧氣就無法生存。厭氧微生物只有在沒有氧氣的環(huán)境中才能生長，甚至有了氧氣對它還有毒害作用。兼性微生物既可在有氧環(huán)境中生活，也可在無氧環(huán)境中生長，既能營好氧呼吸也能營厭氧呼吸。 好氧呼吸、厭氧呼吸和發(fā)酵在污水生物處理中都有應(yīng)用，如活性污泥法就是應(yīng)用好氧呼吸的原理處理有機(jī)污水，而厭氧消化則是應(yīng)用發(fā)酵和厭氧呼吸的原理來處理高濃度有機(jī)污水和剩余污泥。  14 試比較有氧呼吸、厭氧呼吸及發(fā)酵的異同。 有氧呼吸、厭氧呼吸以及發(fā)酵的比較 呼吸類型電子受體參加酶類主要產(chǎn)物產(chǎn)生的能量比較好氧呼吸O2 細(xì)胞色素氧化酶、脫氫酶、脫羧酶、過氧化氫酶等 H2O,CO2,NO3- ,

53、 SO42-,PO3-4最多厭氧呼吸 無機(jī)氧化物（如SO42-、NO3、CO2等）脫氫酶、脫羧酶、特殊氧化酶、還原酶  CO2,CH4,N,H2S等中等 發(fā)酵 基質(zhì)氧化后的中間產(chǎn)物 脫氫酶、脫羧酶、還原酶等 CO2,CO,CH4,RCOOH,ROH,NH3,胺化物，H2S,PO43-等最少15微生物活動(dòng)所需的能量是怎樣獲得的？ 微生物的能量來源有呼吸作用和光合作用兩個(gè)途徑。化能營養(yǎng)型微生物主要從營養(yǎng)基質(zhì)的氧化分解中獲得化學(xué)能，其中化能異養(yǎng)型微生物通過呼吸作用氧化各種有機(jī)物獲得能量，化能自養(yǎng)型微生物通過呼吸作用氧化各種無機(jī)物獲得能量；光

54、能營養(yǎng)型微生物則通過光合磷酸化將光能轉(zhuǎn)變維化學(xué)能。  16試扼要討論細(xì)菌生長與溫度和氫離子濃度的關(guān)系。為什么常以4左右的溫度作為保存菌種的適宜溫度？ 高溫可以殺死微生物，只要加熱超過微生物致死的最高溫度，微生物很快就會(huì)死亡。溫度愈高，死亡愈快。此外，細(xì)胞內(nèi)所含水分愈少，微生物的致死溫度愈高。 高溫之所以能殺死微生物，主要是因?yàn)槲⑸锛?xì)胞的基本組成是蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)遇熱會(huì)凝固變性。而啟動(dòng)一切生命活動(dòng)的生物催化劑-酶，其主要成分也是蛋白質(zhì)，也具有不耐熱性。 濕熱比干熱容易殺死微生物，原因是蛋白質(zhì)的含水量越多，加熱時(shí)愈容易凝固，而且濕熱所用的水蒸氣的傳導(dǎo)力與穿透力都比較強(qiáng)，更容易破壞蛋白質(zhì)。

55、 微生物在其最低生長溫度下代謝活動(dòng)減弱，處于休眠狀態(tài)，維持生命而不發(fā)育。因此常以4左右的溫度作為保存菌種的適宜溫度。 各種細(xì)菌都有它們所適宜的氫離子濃度。在酸性太強(qiáng)或堿性太弱的環(huán)境里，它們一般不能生活。大多數(shù)細(xì)菌適宜于繁殖的pH范圍在68之間，而pH在410之間也能生存。  第七章 微生物的生長和遺傳變異 1.微生物是怎樣繁殖的？ 微生物生長到一定階段，便以二分裂的方式形成兩個(gè)子細(xì)胞，子細(xì)胞又重復(fù)以上過程，這就是繁殖。  2.怎樣利用微生物的生長曲線來控制污水生物處理的構(gòu)筑物的運(yùn)行？ 針對微生物的間歇培養(yǎng)，在污水生物處理過程中，為避免緩慢期的出現(xiàn)，可考慮采用處于對數(shù)生長期或

56、代謝旺盛的污泥進(jìn)行接種，另外增加接種量及采用同類型反應(yīng)器的污泥接種可達(dá)到縮短緩慢期的效果。 如果維持微生物在生長率上升階段（對數(shù)期）生長，則此時(shí)微生物繁殖很快，活力很強(qiáng)，處理污水的能力必然較高；但處理效果并不一定最好，因?yàn)槲⑸锘盍?qiáng)大就不易凝聚和沉淀，并且要使微生物生長在對數(shù)期，則需有充分的食料，即污水中的有機(jī)物必須有較高的濃度，在這種情形下，相對地說，處理過的污水所含有機(jī)物濃度就要較高，所以利用此階段進(jìn)行污水的生物處理實(shí)際上難以得到較好的出水。 穩(wěn)定期的微生物生長速率下降，細(xì)胞內(nèi)開始積累貯藏物和異染顆粒、肝糖等，芽孢微生物也在此階段形成芽孢，處于穩(wěn)定期的污泥代謝活性和絮凝沉降性能均較好，傳

57、統(tǒng)活性污泥法普遍運(yùn)行在這一范圍。 衰老期階段只出現(xiàn)在某些特殊的水處理場合，如延時(shí)曝氣及污泥消化。  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(dá)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。  4.請說明生物膜的形成過程和相應(yīng)的特征。 生物膜的形成是一種動(dòng)態(tài)的演變過程，首先是微生物黏附于表面，然后在表面形成微生物菌落，不同類型的菌落由細(xì)胞外多聚物包裹，生物膜成熟。 在黏附階段，一些特殊基因的轉(zhuǎn)錄是活躍的，如銅

58、綠假單胞菌algC、algD、algU、LacZ等基因，因?yàn)檫@些基因是細(xì)胞外多聚糖合成所必需的。 在形成微生物菌落階段，胞外多糖（EPS）合成增加，微生物對抗生素的抗性有所提高。 在生物膜成熟階段，隨著微生物的生長繁殖，生物膜逐漸變厚，形成成熟的生物膜。生物膜的組織結(jié)構(gòu)呈不均質(zhì)性。  5.試區(qū)別遺傳與變異性。 所謂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形狀相對穩(wěn)定，并能代代相傳，子代與親代之間表現(xiàn)出相似性的現(xiàn)象。任何一種生物的親代和子代以及個(gè)體之間，在形態(tài)結(jié)構(gòu)和生理機(jī)能方面都有所差異，這一現(xiàn)象叫做變異。遺傳和變異是生物最基本的屬性，遺傳保

59、證了種的存在和延續(xù)；而變異則推動(dòng)了種的進(jìn)化和發(fā)展。兩者相輔相成，相互依存，遺傳中有變異，變異中有遺傳，遺傳是相對的，變異是絕對的，有些變異了的形態(tài)或性狀，又會(huì)以相對穩(wěn)定的形式遺傳下去，但是并非一切變異都具有遺傳性。  6.怎樣利用微生物的變異，進(jìn)行工業(yè)廢水的生物處理？ 定向培育即通過有計(jì)劃、有目的地控制微生物地生長條件，使微生物遺傳性向人類需要的方向發(fā)展。在污水生物處理中，這種定向培育過程稱為馴化。在工業(yè)廢水生物處理中，常利用微生物對營養(yǎng)要求、溫度、pH值以及耐毒能力的變異，改善處理方法。另外利用生活污水活性污泥接種，加速培養(yǎng)工業(yè)廢水活性污泥的方法，也利用了微生物的變異特性。  7.試以大腸桿菌降解乳糖來說明操縱子學(xué)說。 大腸桿菌中降解乳糖的酶由3個(gè)蛋白質(zhì)Z、Y和A所組成，受結(jié)構(gòu)基因z、y及a控制，當(dāng)培養(yǎng)基中不存在乳糖時(shí)，調(diào)節(jié)基因I的阻遏蛋白與操縱