水處理生物學(xué)習(xí)題集給排水

1、水處理生物學(xué)習(xí)題集供給排水工程專業(yè)用根據(jù)下列參考書目編制而成:環(huán)境微生物學(xué)王泉玲等編水處理微生物學(xué)基礎(chǔ)顧夏聲等編水污染控制工程微生物學(xué)羅志騰等編水處理微生物學(xué)同濟(jì)大學(xué)編微生物學(xué)武漢大學(xué)，復(fù)旦大學(xué)編Instructors Guide for microbioloby專業(yè)名次80余條，問題討論、簡(jiǎn)述題70個(gè)。第一章 緒論內(nèi)容提要環(huán)境微生物學(xué)是環(huán)境科學(xué)的一個(gè)重要分支，其核心就是應(yīng)用微生物的基本原理與方法來研究人類生產(chǎn)與生活中出現(xiàn)的環(huán)境問題。即研究人類生存環(huán)境與微生物間的相互關(guān)系與作用規(guī)律，尤其著重于研究微生物活動(dòng)對(duì)人類環(huán)境產(chǎn)生的有益與有害影響，揭示微生物、污染物及環(huán)境三者間的相互關(guān)系與作用規(guī)律，為保

2、護(hù)環(huán)境，造福人類服務(wù)?！拔⑸铩辈⒎巧锓诸悓W(xué)概念，它是對(duì)一類個(gè)體微小，形態(tài)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的非細(xì)胞生物、單細(xì)胞生物及個(gè)體發(fā)育低級(jí)的多細(xì)胞生物的統(tǒng)稱。微生物通常要借助于顯微鏡觀察，它們具有形態(tài)微小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、種類多、個(gè)體小、分布廣、生長(zhǎng)繁殖快、易變異的共同特點(diǎn)。其主要類別包括非細(xì)胞生物（病毒、噬菌體），原核細(xì)胞型生物（細(xì)菌、放線菌、枝原體、依原體、立克次氏體、蘭細(xì)菌）和真核細(xì)胞型生物（真菌、原生動(dòng)物、藻類等）。自然界中微生物的分布極為廣泛，可以說它們是“無處不在”，土壤是它們的大本營(yíng)，水是良好的生活環(huán)境，空氣則是傳播的最佳媒介。微生物與人類活動(dòng)的各方面有著廣泛密切的聯(lián)系，工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)學(xué)、環(huán)境科學(xué)等各

3、個(gè)領(lǐng)域無不用到微生物學(xué)知識(shí)。人類對(duì)微生物世界的揭示始于17世紀(jì)荷蘭人呂文虎克（Antony Van Leeuwenhoek 16321723）用顯微鏡進(jìn)行的各種觀察，而微生物學(xué)的真正奠基與發(fā)展則要?dú)w功于法國(guó)學(xué)者巴士德（Louis Pasteur 18221895），德國(guó)學(xué)者柯赫（Robert Koch），蘇格蘭人李斯特（Joseph Lister），英格蘭人真納（Edward Jenner），俄國(guó)人伊凡諾夫（Ivanovski），維諾格拉斯基（Winogradsky）和荷蘭生物學(xué)家貝依林克（M.V.Beijerinck），近代微生物學(xué)的發(fā)展是一大批生物學(xué)家們的共同成就。前人們的研究使得微生物學(xué)

4、各領(lǐng)域建立了完整的體系，系統(tǒng)地形成了微生物的形態(tài)學(xué)、生理學(xué)、遺傳學(xué)、生物化學(xué)、生態(tài)學(xué)等相應(yīng)學(xué)科。環(huán)境微生物學(xué)的興起與發(fā)展始于本世紀(jì)六十年代后期。脫穎于其母體微生物學(xué)而以其獨(dú)立的研究對(duì)象發(fā)展起來，作為一門新型邊緣學(xué)科，它與其他學(xué)科相互影響、滲透、補(bǔ)充。 習(xí)題：11.解釋下列名詞微生物 環(huán)境微生物學(xué) 非細(xì)胞生物 原核生物 真核生物12.環(huán)境微生物學(xué)研究的內(nèi)容和任務(wù)是什么？13.微生物有何特點(diǎn)？環(huán)境中微生物包括哪些主要類別？13.我國(guó)現(xiàn)行的生物分類把生物分為哪幾類？微生物分別屬于什么界？第二章 微生物的形態(tài)結(jié)構(gòu)內(nèi)容提要：各種微生物均具有其獨(dú)特的，與其他生物相區(qū)別的外部形態(tài)和個(gè)體大小。有細(xì)胞或非細(xì)胞微

5、生物個(gè)體是由個(gè)體獨(dú)立發(fā)揮生物功能的“結(jié)構(gòu)器官”所組成的。研究微生物的結(jié)構(gòu)就是要弄清這些“結(jié)構(gòu)器官”在個(gè)體中的化學(xué)（分子）組成結(jié)構(gòu)與排列方式，及其在生命活動(dòng)中的生物功能。一原核生物原核微生物包括種類繁多的低等生物，它們大多為單細(xì)胞，或沒有細(xì)胞分化的多細(xì)胞絲狀體，或具有多核質(zhì)的分枝絲狀體。它們共同的特征是細(xì)胞構(gòu)造簡(jiǎn)單，細(xì)胞中沒有由單位膜組成的亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)的細(xì)胞器。真核生物中普遍存在的線粒體，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，高爾基體等原核生物中沒有發(fā)現(xiàn)，原核生物的個(gè)體一般很小，通常用微米（m）來衡量。原核生物中占主要地位的是真細(xì)菌，即通常所說的細(xì)菌，其次為放線菌和蘭細(xì)菌（又稱蘭綠藻），此外還有粘細(xì)菌、鞘細(xì)菌、芽細(xì)菌、螺旋體、

6、立克次氏體、支原體及依原體等，由于它們?cè)谛螒B(tài)上較為特殊，因此只在特殊條件下詳細(xì)討論。（一）細(xì)菌細(xì)菌大多為單細(xì)胞，有堅(jiān)韌的細(xì)胞壁，一般為球狀，桿狀及螺旋狀。有的桿狀細(xì)菌可形成菌絲。大多數(shù)球菌的直徑約為0.52m；桿菌一般長(zhǎng)15m，寬0.51m；螺旋菌稍大，寬度約0.55m，長(zhǎng)度差異很大，通常約為515m。細(xì)菌雖為單細(xì)胞生物，但用電子顯微鏡觀察其內(nèi)部結(jié)構(gòu)卻較復(fù)雜。細(xì)菌細(xì)胞一般由細(xì)胞壁、細(xì)胞質(zhì)膜、細(xì)胞質(zhì)、核質(zhì)體及內(nèi)含物等構(gòu)成。此外有些細(xì)菌還具備莢膜、芽孢及鞭毛等特殊結(jié)構(gòu)。根據(jù)細(xì)菌細(xì)胞壁的化學(xué)成分及其含量不同，可把它們分成兩大類型。革蘭氏陽性（G）細(xì)菌肽聚糖含量高且細(xì)胞壁厚，而革蘭氏陰性（G）細(xì)菌肽聚

7、糖含量低且細(xì)胞壁較薄。由于這一差異，使得細(xì)菌的代謝活動(dòng)中心在其上存在各種酶類。細(xì)胞質(zhì)主要是水分，無機(jī)鹽及生物大分子，還有少量的大寫貯存物。細(xì)菌沒有完整的有膜包圍的核，僅為DNA雙鏈大分子構(gòu)成的原核稱為核質(zhì)，是細(xì)菌的主要遺傳物質(zhì)。除此之外有些細(xì)菌還有環(huán)狀小分子DNA，稱為質(zhì)粒。莢膜是某些細(xì)菌代謝過程中分泌到細(xì)胞外的粘多糖，可以起到保護(hù)細(xì)胞及作為營(yíng)養(yǎng)成分的作用。芽孢則是有些細(xì)菌在不良環(huán)境條件下形成的一種休眠體，其代謝活動(dòng)極為緩慢，由于其中含有一種特殊化學(xué)物質(zhì)叫2，6吡啶二羧酸，因此具有較強(qiáng)的抗不良環(huán)境，特別是抗熱能力。鞭毛起源于細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)的基粒，是由蛋白質(zhì)形成的中空管狀，主要功能在于推動(dòng)細(xì)胞運(yùn)動(dòng)。

8、細(xì)菌細(xì)胞以無性繁殖為主，表現(xiàn)為細(xì)胞的直接分裂，因其在分裂過程中沒有紡錘絲的形成故又稱為裂殖。分裂過程包括核質(zhì)、細(xì)胞質(zhì)分裂，橫隔壁形成，子細(xì)胞分離等過程。細(xì)胞分裂完成后，視其子細(xì)胞大小不同可分為同形分裂和異形分裂兩種方式。少數(shù)細(xì)胞在固體培養(yǎng)基表面經(jīng)細(xì)胞分裂后形成的肉眼可見的細(xì)胞群落叫菌落。各種細(xì)菌的菌落形態(tài)、大小、顏色等均不同，是細(xì)菌分類的依據(jù)。（二）放線菌放線菌是單細(xì)胞的分之絲狀體，直徑與細(xì)菌接近，菌絲中有許多核質(zhì)體，能形成分生孢子，細(xì)胞為G。有許多種可產(chǎn)生抗生素，并能分解復(fù)雜的有機(jī)物質(zhì)。放線菌細(xì)胞構(gòu)造與細(xì)菌類似，按照在固體培養(yǎng)基中存在的位置及行使的功能不同，可把放線菌菌絲分成營(yíng)養(yǎng)菌絲和氣生菌

9、絲，前者又稱為基內(nèi)（質(zhì)）菌絲，生長(zhǎng)于培養(yǎng)基內(nèi)，主要是吸收營(yíng)養(yǎng)，直徑一般為0.20.8m，長(zhǎng)度可達(dá)600m，后者包括一個(gè)不孕的軸絲和產(chǎn)孢絲，產(chǎn)孢絲直接產(chǎn)生分生孢子，又稱為生殖菌絲，直徑一般在11.4m之間，分生孢子產(chǎn)生在最末一級(jí)分枝上，形成孢子絲，孢子絲由許許多多分生孢子構(gòu)成，一般為球狀，常排列成直線形，波浪狀及螺旋狀。孢子絲的形狀、長(zhǎng)度、排列方式、顏色等特征是放線菌重要的分類依據(jù)。少數(shù)放線菌可形成孢子囊，內(nèi)生許多孢囊孢子。放線菌孢子厚壁，可游動(dòng)或不動(dòng)，起繁殖作用和抗不良環(huán)境。放線菌菌落呈圓形，邊緣有輻射狀菌絲，較緊密，也是放線菌重要的分類依據(jù)。（三）蘭細(xì)菌過去常將蘭細(xì)菌與藻類歸為一類，通過對(duì)其

10、細(xì)胞形態(tài)結(jié)構(gòu)研究發(fā)現(xiàn)，蘭細(xì)菌構(gòu)造，形態(tài)，大小均與菌類相似，屬原核生物。最簡(jiǎn)單的為桿狀或球狀單細(xì)胞，橫裂繁殖，多數(shù)蘭細(xì)菌為不分枝的絲狀體或由多個(gè)細(xì)胞聯(lián)成一串，有些可形成休眠孢子，蘭細(xì)菌無鞭毛，靠滑行運(yùn)動(dòng)。有些絲狀體可形成增殖段進(jìn)行繁殖。蘭細(xì)菌由于含葉綠素a，因此能進(jìn)行與高等植物相同的光合作用，產(chǎn)生氧氣，又由于細(xì)胞中其他色素如藻蘭素、藻紅素等，因此細(xì)胞呈特殊的蘭色。蘭細(xì)菌分布極廣，主要棲生于水中，有些能在高溫溫泉中生活，大多數(shù)能行固氮作用。由于其中許多能形成膠質(zhì)鞘套 ，因此對(duì)干燥的忍耐力很強(qiáng)。二真核微生物（一）真菌真菌是微生物的一個(gè)大類群，目前發(fā)現(xiàn)的約12萬多種。它們主要包括酵母，霉菌及蕈菇類，后

11、者有些種類可食用。真菌個(gè)體為多細(xì)胞絲狀體或單細(xì)胞，無根莖葉分化，細(xì)胞菌絲體有隔膜或無隔膜，直徑約210m，長(zhǎng)度不等，無菌絲單細(xì)胞蘭球菌或卵圓形，大小為15×530m。真菌與原生動(dòng)物的主要區(qū)別在于它們有富含幾丁質(zhì)和纖維素的細(xì)胞壁，與細(xì)菌的區(qū)別在于它們有組織完備的細(xì)胞核和由單位膜構(gòu)成的亞細(xì)胞壁，構(gòu)造復(fù)雜，屬于真核生物。總之，真菌細(xì)胞形態(tài)與高等植物相似，但不含葉綠體和葉綠素。大多數(shù)真菌菌絲體有營(yíng)養(yǎng)器官和生殖器官的分化，前者為菌絲狀，又稱莖質(zhì)菌絲，它們又可分化成特殊的組織結(jié)構(gòu)如假根等。從莖質(zhì)菌絲分化形成生殖細(xì)胞，稱為生殖菌絲或氣生菌絲。真菌主要靠孢子繁殖，無性繁殖可通過有絲分裂或形成無性孢子

12、完成，無性孢子有節(jié)孢子、厚生孢子、分生孢子、孢囊孢子及芽孢子。有性繁殖靠?jī)尚越Y(jié)合，經(jīng)減速分裂，產(chǎn)生有性孢子，分別為子囊孢子、接合孢子，卵孢子和擔(dān)孢子。真菌通過細(xì)胞直接吸收營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，營(yíng)寄生或腐生或兼性寄生與腐生進(jìn)行生長(zhǎng)繁殖。絲狀真菌菌落擴(kuò)散，呈反射狀。酵母菌這一類單細(xì)胞真菌菌落與細(xì)菌類似。目前有學(xué)者把所有真菌歸入三綱一類。（二）藻類藻類是低等植物的一大類別，與真菌不同的是它含葉綠體，其中含葉綠素a和b或c，還含其他色素如類胡蘿卜素、藻蘭素、藻紅素、藻膽素等。與高等植物相比，藻類細(xì)胞分化低級(jí)，無根、莖、葉。藻類主要水生，其細(xì)胞大小接近于高等植物，單細(xì)胞藻一般借鞭毛運(yùn)動(dòng)，多細(xì)胞藻多為絲狀體，無分枝，

13、其孢子也可運(yùn)動(dòng)。藻類細(xì)胞壁中除纖維素和幾丁質(zhì)外，常含有藻酸，這是其他生物中沒有的成分。藻類能進(jìn)行與高等植物和蘭細(xì)菌相同的光合作用，行植物營(yíng)養(yǎng)方式，是需氧性生物，光合作用產(chǎn)生O2，呼吸作用消耗O2，它們對(duì)無機(jī)物的需求以磷和氮居多，因此，常作為水體富營(yíng)養(yǎng)化和水處理工程凈化程度的指示物。（三）原生動(dòng)物原生生物是單細(xì)胞低等生物，分布極廣，主要為腐生性，有些可與高等生物形成共生或寄生于其中。原生動(dòng)物個(gè)體差異很大，形態(tài)多變，一般100300m，細(xì)胞構(gòu)造復(fù)雜，由于原生動(dòng)物無細(xì)胞壁，因此其胞膜可是軟而薄或硬而厚，細(xì)胞內(nèi)有一個(gè)或多個(gè)核，為真核，大多原生動(dòng)物可運(yùn)動(dòng)，有的產(chǎn)生偽足，有的產(chǎn)生鞭毛或纖毛。絕大多數(shù)原生動(dòng)

14、物為異養(yǎng)型，靠吞食，或胞飲形成食物泡的營(yíng)養(yǎng)方式或腐生性營(yíng)養(yǎng)方式生活。戲劇是它們很好的食物，因此原生動(dòng)物常作為污水生物處理出水口水質(zhì)檢驗(yàn)的指示生物，少數(shù)原生動(dòng)物有光合色素可進(jìn)行光合作用，稱為自養(yǎng)型。原生動(dòng)物的無性生殖是二分分裂生殖，有性生殖只在少數(shù)種類中出現(xiàn)，為配子生殖。幾乎所有原生動(dòng)物都可形成孢囊（休眠體）。三非細(xì)胞生物病毒核噬菌體是主要的非細(xì)胞微生物，只由一個(gè)核酸芯子和一個(gè)蛋白質(zhì)外科構(gòu)成，且只含DNA或RNA一種類型的核酸，體積很少，能通過細(xì)菌過濾器，常用nm表示其大小。它們專性寄生，雖然其構(gòu)造簡(jiǎn)單，一個(gè) 病毒粒子僅為一核依殼，但它們具有一個(gè)生物最基本的特征，即能進(jìn)行自我復(fù)制并將其性狀遺傳給

15、下一代。它們?cè)陔x體條件下不表現(xiàn)生命活動(dòng)，只有在特定的寄主細(xì)胞內(nèi)才能進(jìn)行繁殖并破壞寄主細(xì)胞。病毒有桿狀、線狀、正多面體、球形等，典型的噬菌體為蝌蚪狀，小的僅為10nm，大的可達(dá)600nm，病毒對(duì)寄主的感染具有一步生長(zhǎng)特征。病毒的數(shù)量通常用空斑形成單位（PFU）描述。習(xí)題：21.解釋下列名詞： 細(xì)胞壁； 細(xì)胞質(zhì)膜； 質(zhì)粒； 核糖體； 同形分裂； 異形分裂； 菌落； 氣生菌絲； 基內(nèi)菌絲； 寄生； 腐生； 半保留復(fù)制； 核質(zhì)； 原生質(zhì)體； 球形體。22.細(xì)菌有哪幾種形態(tài)？各舉一種細(xì)菌為代表。23.細(xì)菌有哪些一般結(jié)構(gòu)核特殊結(jié)構(gòu)？它們各自的化學(xué)組成和生物功能是什么？24.試比較細(xì)菌、放線菌、霉菌的主要異

16、同點(diǎn)。25.蘭細(xì)菌與藻類有何差異？26.原生動(dòng)物有何形態(tài)，生理特征？它們?cè)谖鬯幚砉こ讨杏泻斡猛荆?7.試比較G+和G細(xì)菌細(xì)胞壁的化學(xué)組成與結(jié)構(gòu)異同。28.什么是革蘭氏反應(yīng)？革蘭氏染色的原理和主要步驟是什么？29.試述莢膜的特點(diǎn)及產(chǎn)莢膜細(xì)菌在污水生物處理中的作用。210.試述藻類的特點(diǎn)及其在環(huán)境工程中的應(yīng)用。211.病毒的主要形態(tài)生理特征是什么？它們?nèi)绾芜M(jìn)行繁殖？212.霉菌菌絲分哪幾種？酵母菌有何區(qū)別？213.真菌的有性和無性孢子是哪些？真菌三綱一類分類的依據(jù)是什么？214.為什么革蘭氏陽性細(xì)菌比陰性繼續(xù)對(duì)青霉素敏感？215.芽孢有何特點(diǎn)？216.哪些化學(xué)成分是原核生物細(xì)胞特有的？第三章 微

17、生物的生理代謝內(nèi)容提要：微生物與其他生物一樣，為了生活需不斷從外界吸收作為能量和建造細(xì)胞質(zhì)的材料，即營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。營(yíng)養(yǎng)的物質(zhì)的吸收、利用、轉(zhuǎn)化都是在生物催化劑即酶的參與下完成的。本質(zhì)上來說，利用和轉(zhuǎn)化是代謝作用的一部分，在微生物的代謝活動(dòng)中，酶是主要的推動(dòng)者。微生物的代謝作用以物質(zhì)和能量為基礎(chǔ)和前提，要了解代謝則首先必須弄清哪些物質(zhì)可作為營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，而這又要以構(gòu)成微生物的化學(xué)成分為基礎(chǔ)。構(gòu)成微生物的各種化學(xué)元素分為有機(jī)元素，即C、H、O、N四大元素和礦質(zhì)元素，又叫無機(jī)元素，分成主要元素如P、S、K、Ca、Mg、Fe等和微量元素如Mn、Mo、Zn、Cu、Co、B等。有機(jī)元素占整個(gè)細(xì)胞干重的9097，其

18、中C約占50±5；無機(jī)元素為310，其中P約為整個(gè)的50。但具體含量隨微生物種類不同存在差異。構(gòu)成微生物細(xì)胞的化學(xué)元素主要以化合物的形成存在，離子狀態(tài)極少，化合物中又以有機(jī)大分子為主，分成蛋白質(zhì)、核酸、碳水化合物和脂類，除此之外，還有一些其他有機(jī)物如維生素、抗生素、毒素、色素等，但含量極少。這些化學(xué)物質(zhì)均參與細(xì)胞構(gòu)成或作為代謝的功能物質(zhì)。根據(jù)各種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)發(fā)揮的功能不同可分成碳素營(yíng)養(yǎng)、氮素營(yíng)養(yǎng)、無機(jī)營(yíng)養(yǎng)和生長(zhǎng)素類。完全利用有機(jī)物的微生物屬于異養(yǎng)型微生物，完全利用無機(jī)物的微生物屬于自養(yǎng)型又稱絕對(duì)化能無機(jī)營(yíng)養(yǎng)型微生物。微生物靠其細(xì)胞表面直接吸收營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，有被動(dòng)擴(kuò)散、協(xié)助擴(kuò)散、主動(dòng)運(yùn)輸、基團(tuán)

19、轉(zhuǎn)移四種方式。種類繁多的微生物對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的要求，吸收和利用是各不相同的，但根據(jù)它們對(duì)能源和碳源的要求不同，可將其分成光能自養(yǎng)型微生物，光能異養(yǎng)型微生物，化能自養(yǎng)型微生物和化能異養(yǎng)型微生物四大類。在研究微生物生命活動(dòng)及其應(yīng)用時(shí)，根據(jù)它們不同的營(yíng)養(yǎng)特點(diǎn)分別給予不同的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，這種人工配制的適合于不同微生物生長(zhǎng)和研究目的的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)稱為培養(yǎng)基。酶是一切生命活動(dòng)中生物化學(xué)反應(yīng)的催化劑，在微生物中也不例外。酶是蛋白質(zhì)，它具有雙重性，就其化學(xué)組成，結(jié)構(gòu)，性質(zhì)來看，它具有一切蛋白質(zhì)的特征；就其生物功能而言，它的催化反應(yīng)具有可逆性，專一性和高效性。具體來說，酶的催化作用是靠活性中心完成的，它包括結(jié)合位和催化位（

20、又稱活性位）兩個(gè)位點(diǎn)。酶的催化作用用反應(yīng)速度表示，影響反應(yīng)速度的因素主要有酶濃度、基質(zhì)濃度、溫度、Ph值、酶的激活劑和抑制劑等因素。迄今為止，所有的酶都?xì)w入六大類。一切生命活動(dòng)均通過代謝作用表現(xiàn)出來，歸結(jié)為同化與異化，能量代謝與物質(zhì)代謝兩大方面。異化作用分解物質(zhì)，產(chǎn)生能量，而同化作用則消耗能量，合成新物質(zhì)。在物質(zhì)能量，能量能量代謝中，ATP是一類極為重要的能量載體，生物能的產(chǎn)生通常以ATP形成的多少表示。其途徑有兩種：一種是物質(zhì)的生物氧化產(chǎn)生，叫氧化磷酸化；一種是通過光合作用產(chǎn)生，稱光合磷酸化。而ATP的利用則標(biāo)志著同化作用的進(jìn)行，在物質(zhì)代謝中，物質(zhì)的生物氧化過去叫做呼吸作用，它實(shí)質(zhì)上也是一種

21、產(chǎn)生的主要方式。微生物按其在對(duì)化學(xué)物質(zhì)的生物氧化過程中電子和氫的受體不同有三種呼吸作用，即有氧呼吸、無氧呼吸和發(fā)酵作用，前者為好氧及兼性厭氧微生物具有，后兩者由厭氧及兼性厭氧微生物完成。習(xí)題：31.解釋下列名詞 營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)； 有機(jī)元素； 礦質(zhì)元素； 微量元素； 碳源； 氮源； 生長(zhǎng)素； 自養(yǎng)； 異養(yǎng)； 輔酶； 輔基； 載體； 代謝作用； 酶； 32.微生物細(xì)胞主要由哪些元素組成？含量如何？33.微生物需要哪些類型的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)？34.根據(jù)微生物對(duì)碳源和能源要求不同可把它們分成哪幾種營(yíng)養(yǎng)類型？各類型有何主要特點(diǎn)？35.試述自養(yǎng)與異養(yǎng)微生物的主要區(qū)別。36.微生物是如何吸收營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的？37.酶有何特性？

22、38.什么叫酶的活動(dòng)中心？39.影響酶促反應(yīng)的因素有哪些？如何影響？310.什么是米氏常數(shù)及米氏方程？米氏常數(shù)有何意義？311.按催化反應(yīng)類型，酶可分哪幾類？312.什么叫能量代謝？ATP與能量代謝有何聯(lián)系？生物能產(chǎn)生的途徑分幾種？313.何謂呼吸作用？它的本質(zhì)是什么？微生物的呼吸作用可分成幾類？各類有何特點(diǎn)？314.根據(jù)不同的呼吸類型，可把微生物分成哪幾類？315.什么叫磷酸化？試舉例說明ATP與磷酸化的偶聯(lián)作用。第四章 微生物的生長(zhǎng)繁殖和遺傳變異內(nèi)容提要：微生物在適宜的環(huán)境條件下，吸收營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，不斷進(jìn)行代謝活動(dòng)，如果同化大于異化，則表現(xiàn)為細(xì)胞個(gè)體增大，數(shù)量增多，即生物量不斷增加即為生長(zhǎng)。對(duì)

23、于單細(xì)胞微生物來說，細(xì)胞個(gè)體的增大程度是有限的，而數(shù)目增多則可是無限的，因而個(gè)體數(shù)目增多與生物量增加呈正相關(guān)。個(gè)體數(shù)目的增多又是繁殖，但對(duì)多細(xì)胞生物來說，細(xì)胞數(shù)增多同時(shí)伴隨生物量增加，但個(gè)體數(shù)目不增加則是生長(zhǎng)，如果細(xì)胞數(shù)目增多且個(gè)體數(shù)增加才是繁殖。把細(xì)菌在良好的條件下進(jìn)行純種培養(yǎng)，定期測(cè)定細(xì)胞數(shù)量，可獲得生長(zhǎng)曲線圖，細(xì)菌生長(zhǎng)曲線可分為四個(gè)階段（時(shí)期），分別為緩慢期（或停滯期），對(duì)數(shù)期，穩(wěn)定期和衰亡期，各時(shí)期細(xì)胞和曲線均表現(xiàn)出不同的特征，不同類型的細(xì)菌在不同條件下可獲得不同的生長(zhǎng)曲線。研究細(xì)菌生長(zhǎng)曲線是為了更好地利用它們?yōu)槿祟惙?wù)。微生物從生長(zhǎng)到繁殖的過程稱為發(fā)育。對(duì)于單細(xì)胞微生物，通常測(cè)定它們

24、的數(shù)目來反映其生長(zhǎng)情況，數(shù)目的測(cè)定有兩類方法：一類是測(cè)總數(shù)，常見的有染色觀察法、計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)法、過濾膜濃度計(jì)數(shù)法、比濁法等；另一類是測(cè)活細(xì)胞數(shù)量，常見的有稀釋平板計(jì)數(shù)法、最或然計(jì)數(shù)法、過濾膜培養(yǎng)法等。此外，多細(xì)胞微生物及某些單細(xì)胞微生物還可通過生物量表示其生長(zhǎng)，應(yīng)用較廣的有直接干重法，間接生理指標(biāo)法等。生物性狀的保守性與適應(yīng)性遺傳和變異的直觀體現(xiàn)，而微生物的遺傳變異有其明顯的特點(diǎn)：個(gè)體小，易發(fā)生變異，變異易識(shí)別；生長(zhǎng)繁殖快，生活周期短，突變性狀有利于穩(wěn)定的遺傳，產(chǎn)生大量后代；以無性繁殖為主，因而遺傳性狀及變異特征有明顯的連續(xù)性。遺傳性狀是由基因所控制的，而基因則由密碼子構(gòu)成，因此，性狀的表達(dá)要經(jīng)

25、過轉(zhuǎn)錄翻譯與修飾過程才能完成。習(xí)題：41.解釋下列名詞 生長(zhǎng)； 繁殖； 生物量； 發(fā)育； 遺傳； 變異； 遺傳密碼； 基因； 遺傳工程。42.單細(xì)胞與多細(xì)胞微生物的生長(zhǎng)與繁殖有何區(qū)別？43.試述細(xì)菌生長(zhǎng)曲線及各階段的特征。44.最常見的測(cè)定微生物生長(zhǎng)的方法有哪幾種？45.微生物的遺傳變異有何特點(diǎn)？46.遺傳與變異的物質(zhì)基礎(chǔ)是什么？遺傳信息如何傳遞?47.某桿菌在營(yíng)養(yǎng)肉湯中培養(yǎng)時(shí)，完成一次分裂需10分鐘，在一次測(cè)定生長(zhǎng)曲線的實(shí)驗(yàn)中，第一次測(cè)得細(xì)胞數(shù)為102個(gè)/ml，第二次測(cè)得細(xì)胞數(shù)為109個(gè)/ml。問：a，兩次測(cè)數(shù)的時(shí)間間隔為多長(zhǎng)？ b此間隔時(shí)期細(xì)胞共分裂多少次？第五章 生態(tài)因子及其對(duì)微生物的影

26、響內(nèi)容提要：微生物同其他生物一樣，離不開環(huán)境而單獨(dú)進(jìn)行生長(zhǎng)、繁殖乃至一切生命活動(dòng)。它們?cè)谧匀唤缰芯厝坏厥艿江h(huán)境生態(tài)因子的影響。生態(tài)系統(tǒng)是一定空間范圍內(nèi)生物與非生物通過能量流動(dòng)，物質(zhì)循環(huán)的過程，共同結(jié)成的一個(gè)生態(tài)學(xué)單位，一個(gè)整體系統(tǒng)。生物及為生物群落，非生物部分則為環(huán)境條件，由各種生態(tài)因子（環(huán)境因子）共同構(gòu)成，二者之間的相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)稱為生態(tài)平衡。生態(tài)系統(tǒng)中的各種生物靠電、熱、機(jī)械、光等能量形成相互聯(lián)結(jié)，即能量流。微生物在生態(tài)系統(tǒng)中即生物循環(huán)中既是生產(chǎn)者，又是消費(fèi)者，同時(shí)也是分解轉(zhuǎn)化者，在自然界物質(zhì)與能量循環(huán)中起著不可缺少的作用。影響微生物活動(dòng)的生態(tài)因子主要分三類，它們是物理因子，化學(xué)因子及生物

27、因子。在物理化學(xué)因子中，起主導(dǎo)作用的有營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、溫度、空氣、水分、pH值、Eh值、光照、射線、殺菌劑及抑菌劑。營(yíng)養(yǎng)因子的影響最為普遍。溫度因子的影響最為復(fù)雜，根據(jù)微生物在不同溫度條件下的生長(zhǎng)特性，可將其分為低溫、中溫和高溫型三種溫度類型。各類型生長(zhǎng)的溫度有三個(gè)區(qū)域，即最低生長(zhǎng)溫度，最適生長(zhǎng)溫度和最高生長(zhǎng)溫度。低溫多用來保藏微生物，長(zhǎng)期保存用超低溫，短期則用普通低溫（4），高溫一方面可促進(jìn)微生物生長(zhǎng)，另一方面可殺死微生物。實(shí)驗(yàn)研究中，常根據(jù)不同對(duì)象選擇滅菌或消毒的溫度。在空氣因子中，以氧氣的影響為重。根據(jù)它們對(duì)氧氣的需求狀況可分成好氧微生物，厭氧微生物和兼性厭氧微生物三類。而氧氣因子常與Eh因子

28、密切相關(guān)，好氧性微生物在Eh>0.1V時(shí)生長(zhǎng)，在0.30.4V時(shí)生長(zhǎng)最好，厭氧性微生物只能在Eh<0.1V或負(fù)值時(shí)生長(zhǎng)，兼性厭氧微生物在Eh>0.1V時(shí)進(jìn)行有氧呼吸，在Eh<0.1V時(shí)進(jìn)行無氧呼吸或發(fā)酵作用。光線因子中以紫外線對(duì)微生物的影響最明顯，研究生產(chǎn)中應(yīng)用的最廣。自然界中微生物生態(tài)的生物因子主要表現(xiàn)為微生物間的各種相互作用，可概括為：互生現(xiàn)象、共生現(xiàn)象、拮抗現(xiàn)象、獵食現(xiàn)象、寄生現(xiàn)象、接力現(xiàn)象和競(jìng)爭(zhēng)現(xiàn)象。習(xí)題：51.解釋下列名詞： 生物圈； 生態(tài)系統(tǒng)； 生態(tài)平衡； 食物鏈； 滅菌； 消毒； 最低生長(zhǎng)溫度； 最適生長(zhǎng)溫度； 最高生長(zhǎng)溫度； 好氣性微生物；厭氧性微生物；

29、 兼性厭氧性微生物； 光敏作用。52.按微生物的嗜溫特性可將它們分成哪幾類？各類的生長(zhǎng)溫度范圍如何？53.溫度對(duì)微生物有何影響？試述高溫滅菌的原理。54.常見與常用的滅菌方法有哪些？55.pH值對(duì)微生物有何影響？56.何謂Eh值？它與環(huán)境 pH有何聯(lián)系？微生物對(duì)Eh要求如何？57.紫外線有何特點(diǎn)？其殺菌原理是什么？58.自然界中微生物間有何關(guān)系？試舉例說明。59.在自然界物質(zhì)循環(huán)中微生物起什么作用？510.在常規(guī)保藏微生物時(shí)為什么要選用4條件？511.微生物在水體中的分布有何規(guī)律？512.什么是水體富營(yíng)養(yǎng)化？其危害成因是什么？如何監(jiān)測(cè)與防治？第六章 微生物在自然界物質(zhì)降解和轉(zhuǎn)化中的作用內(nèi)容提要

30、：自然界中的物質(zhì)總是在不斷地變化著的，這種變化包括形態(tài)的變化和能量的變化，它們是由生物推動(dòng)完成的，稱為生物循環(huán)。概括為兩反面的內(nèi)容：1.化學(xué)元素的有機(jī)質(zhì)化或稱為生物合成；2.有機(jī)質(zhì)的無機(jī)質(zhì)化或礦質(zhì)化。在生物循環(huán)中，植物自養(yǎng)型微生物是生產(chǎn)者，動(dòng)物，微生物是消費(fèi)者，異養(yǎng)型微生物是分解轉(zhuǎn)化者。自然界中任何物質(zhì)都有被微生物降解轉(zhuǎn)化的可能性和潛力。但是物質(zhì)的可生物降解性潛力是不同的，其大小通常用可生物氧化率描述。氧化率是物質(zhì)在微生物作用下實(shí)際耗氧量占完全氧化的理論耗氧量的百分率，可用BOD/COD或BOD/TOD表示?；|(zhì)的可生物降解性與微生物對(duì)某種物質(zhì)氧化分解的程度常用，基質(zhì)生化呼吸曲線（或稱基質(zhì)耗氧

31、曲線）概括，它是以微生物的內(nèi)源呼吸曲線為參照的。然而在實(shí)際環(huán)境中，微生物對(duì)各類物質(zhì)的降解、轉(zhuǎn)化、分解是有順序的，一般是簡(jiǎn)單物質(zhì)先分解，復(fù)雜物質(zhì)再被轉(zhuǎn)化和降解直至分解（最終降解），復(fù)雜物質(zhì)降解轉(zhuǎn)化后多形成土壤肥力的主要部分，稱為腐殖質(zhì)。各種物質(zhì)在微生物作用下降解的途徑，特點(diǎn)、方式都不相同。在不含氮的有機(jī)物中，簡(jiǎn)單的有機(jī)酸、醛、酮、醇、單糖等可被微生物細(xì)胞直接吸收利用，而復(fù)雜物質(zhì)如淀粉、纖維素、半纖維素、果膠、脂肪、碳?xì)浠衔锏染杓?xì)胞產(chǎn)生胞外酶作用后才能降解與轉(zhuǎn)化。水解淀粉的酶有四類，它們是淀粉酶、淀粉酶、1，6糖苷酶和糖苷酶。淀粉經(jīng)它們的共同作用形成葡萄糖，可被微生物吸收作用。有些微生物可產(chǎn)生

32、C1酶，Cx酶（又叫1，4葡聚糖酶）和葡萄糖苷酶，使纖維素水解成葡萄糖，葡萄糖經(jīng)異構(gòu)酶變構(gòu)成葡萄糖，供微生物或其他生物利用。由于半纖維素、果膠等結(jié)構(gòu)復(fù)雜，需經(jīng)多類型的內(nèi)切、外切酶及糖苷酶的作用才能形成單體產(chǎn)物。芳香類物質(zhì)如木質(zhì)類等則要經(jīng)一系列氧化作用，最后經(jīng)一個(gè)共同的中間產(chǎn)物雙酚化合物徹底破壞氧化。脂類及鏈狀碳?xì)浠衔飫t要經(jīng)生物氧化途徑才能徹底分解。含氮化合物主要包括蛋白質(zhì)、核酸及其單體，它們?cè)谖⑸锏淖饔孟碌谝徊绞墙?jīng)胞外酶水解，然后經(jīng)氨化作用產(chǎn)生NH3，進(jìn)而在有氧條件下經(jīng)硝化作用形成NO3-，NO3-在無氧條件下常常經(jīng)反硝化途徑造成N素?fù)p失，因此又稱為脫氮作用。在所有礦物質(zhì)循環(huán)中，以硫來循環(huán)

33、最為復(fù)雜，可歸結(jié)為四個(gè)方面：1.有機(jī)硫化物轉(zhuǎn)化為小分子再釋放出SO42-。2.中間硫化物如H2S、S2O32-、S2O42-、S等在有氧條件下氧化為SO42-。3.植物與微生物吸收SO42-轉(zhuǎn)化成有機(jī)硫。4.SO42-還原成無機(jī)硫化物如S2-等。前二者稱為硫化作用，第三方面稱有機(jī)質(zhì)化作用，第四方面則為反硫化作用。習(xí)題：61.解釋下列名詞： 生物循環(huán)； 可生物降解性； （生物）氧化率； 腐殖質(zhì)； 氮化作用；硝化作用； 反硝化作用； 硫化作用； 反硫化作用； 內(nèi)源呼吸；基本呼吸。62.為什么說微生物對(duì)自然界中的物質(zhì)的降解具有巨大潛力？63.試述基質(zhì)生化呼吸曲線及其意義。64.試述淀粉與纖維素降解與轉(zhuǎn)化的全部生化過程。65.芳香類化合物生物降解的共同中間產(chǎn)物和共同途徑是什么？66.脂肪及碳?xì)浠衔锓纸獾墓餐緩绞鞘裁?？如何完成?7.在有氧條件下蛋白質(zhì)如何分解？最終產(chǎn)生物有哪些？68.試述硫元素循環(huán)的主要步驟，反硫化作用有何危害？第七章 微生物在環(huán)境污染治理中的應(yīng)用內(nèi)容提要：在當(dāng)今環(huán)境日益被破壞，生態(tài)平衡被打破的時(shí)刻，人類越來越明顯地意識(shí)到環(huán)境保護(hù)和對(duì)已污染環(huán)境進(jìn)行治理的重要性。在環(huán)境治理工程中，應(yīng)用生物學(xué)方法（即微生物生化治理）最廣泛，最有效的是水治理和固體廢物治理工程。天然水