微生物考试总结

1 / 74 微生物考试总结 绪论 1.微生物 :微生物是一切肉眼看不见 或看不清的微小生物的总称 . 包括类群： 原核类的细菌 放线菌 蓝细菌 支原体 立克次氏体和衣 原体 ; 真核类的真菌 原生动物 和显微藻类 ,以及属于非细胞类的病毒和亚病毒 . 6.微生物有哪五大共性？其中最基本的是哪一个？为什么？ 答： . 体积小，面积大； . 吸收多，转化快； . 生长旺，繁殖快； . 适应强，易变异； . 分布广，种类多。其中，体积小面积大最基本，因为一个小体积大面积 系统，必然有一个巨大的营养物质吸收面、代谢废物的排泄面和环境信息的交换面，并由此而产生其余 4个共性。 第一章 原核生物的形态、构造和功能 2 / 74 1试设计一张表格，比较以下 6 个大类原核生物的主要特性。 2试图示 G+和 G-细菌细胞壁的主要构造，并简要说明其异同。 G+细菌与 G-细菌的细胞壁都含肽聚糖和磷壁酸；不同的是含量的区别：如下表 3试述染色法的机制并说明此法的重要性。 答：革兰氏染色的机制为：通过结晶紫初染和碘液媒染后，在细菌的细胞膜内可形成不溶于 水的结晶紫与碘的复合物。 G+由于其细胞壁较厚、肽聚糖网层次多和交联致密，故遇脱色剂 乙醇处理时，因失水而使网孔缩小，在加上它不含类脂，故乙醇的处理不会溶出缝隙，因此 能把结晶紫与碘的复合物牢牢留在壁内，使其保持紫色。反之， G-细菌因其细胞壁薄、外膜层类脂含量高、肽聚糖层薄和交联度差，遇脱色剂乙醇后，以类脂为主的外膜迅速溶解，这 时薄而松散的肽聚糖网不能阻挡结晶紫与碘复合物的溶出，因此细胞 退成无色。这时，在经沙黄等红色染料复染，就使 G-细菌3 / 74 呈红色，而 G+细菌则仍保留最初的紫色。此法证明了 G+和G-主要由于起细胞壁化学成分的差异而引起了物理特性的不同而使染色反应不同，是一种积极重要的鉴别染色法，不仅可以用与鉴别真细菌，也可鉴别古生菌。 4什么是菌落？试讨论细菌的细胞形态与菌落形态间的相关性。 答：菌落即单个微生物在适宜的固体培养基表面或内部生长、繁殖到一定程度可以形成肉眼可见的、 有一定形态结构的子细胞生长群体。因不同形态、生理类型的细菌，在其菌落形态、构造等特征上也有许多明显的反映，故细菌的细胞形态与菌落形态间存在明显的相关性现象，如，无鞭毛、不能运动的细菌尤其是球菌通常都形成较小、较厚、边缘圆整的半球状菌落；长有鞭毛、运动能力强的细菌一般形成而平坦、边缘多缺刻、不规则的菌落；有糖被的细菌，会长出大型、透明、蛋清状的菌落；有芽孢的细菌往往长出外观粗糙、 “ 干燥 ” 、不透明 且表面多褶的菌落等等。 5伴孢晶体：是少数芽孢杆菌在形成芽孢的同时，会在芽孢旁形成一颗菱形、方形或不规则形的碱溶性蛋白质晶体。 4 / 74 6、基内菌丝：是孢子落在固体基质表面并发芽后， 不断伸长、分枝并以放射壮向基质表面和内层扩展，形成大量色浅、较细的具有吸收营养和排泄代谢废物功能的菌丝。 7、原体与始体：具有感染力的衣原体细胞称为原体，呈小球状，细胞厚壁、致密，不能运动，不生长，抗干旱，有传染力。原体经空气传播，一旦遇合适的新宿主，就可通过吞噬作用进入细胞，在其中生长，转化为无感染力的细胞，称为始体。 8、菌苔：如果把大量分散的纯种细菌密集的接种在固体培养基的较大面积上，结果长出的大量 “ 菌落 ” 已相互连成一片即称菌苔。 9、气生菌丝：在固体培养基上内，菌丝小、不断向空间方向分化出的分支菌丝。又叫 2级菌丝，特点为：颜色较深，直径较粗。 10、包涵 体：衣原体的始体通过二分裂在细胞内繁殖成的一个微菌落。 11、基内菌丝：是长在培养基内的放线菌菌丝。菌丝无分隔，5 / 74 可以产生各种水溶性、脂肪性色素，使培养基着色。 第二章 1 试解释子实体，真菌，酵母菌，霉菌和蕈菌。 答：子实体：由气生菌丝特化而成，指在其里面或上面可产生无性或有性孢子，有一定形状 和构造的任何菌丝体组织。 2、真菌：是不含叶 绿体，化能有机营养，具有真正的细菌核，含有线粒体以孢子进行繁殖，不运动的典型的真核微生物。 3、酵母菌：一般泛指能发酵糖类的各种单细胞真菌。 4、霉菌：是丝状真菌，通常指那些菌丝体较发达又不产生大型肉质子实体结构的真菌。 5、蕈菌：又称伞菌，通常是指那些能形成大型肉质子实体的真菌，包括大多数担子菌类和极少数的子囊菌类。 6 / 74 6 、试简介菌丝，菌丝体，菌丝球，真酵母，假酵母，芽痕，蒂痕，真菌丝，假菌丝等名词 答：菌丝：单条管状细丝，是霉菌营养体的基本单位，可分为无隔菌丝和有隔菌丝。 7、菌丝体：由许多菌丝相互交织而成的一个菌丝集团称菌丝体，可分为营养菌丝体和气生菌丝体。 8、菌丝球：在机械搅拌罐中，霉菌或放线菌的菌丝体有时会缠绕 在一起，形成紧密的小球，俗称菌丝球。 9、真酵母：具有有性生殖的酵母菌称为真酵母。 10、假酵母：只进行无性生殖的酵母菌称为假酵母。 11、芽痕：出芽繁殖的酵母，在其生长 的子细胞脱离母体后，于母细胞上留下一个肥厚的环状隔壁的痕迹，称为芽痕。 12、蒂痕：在芽细胞上留下的痕迹称蒂痕。 7 / 74 13、真菌丝：如果细胞相连，且其间的横隔面积与细胞直径一致，则这种竹节状的细胞串称为真菌丝。 14、假菌丝：如果长大的子细胞与母细胞不立即分离，其间仅以狭小的面积相连，则这种藕节状的细胞串就称假菌丝。 15、 细菌，放线菌，酵母菌和霉菌四类微生物的菌落有何不同？为什么？ 答：细菌：菌落一般呈现湿润、较光滑、较透明，较粘稠、易挑取、质地均匀 以及菌落正反 面或边缘与中央部位的颜色一致等。 放线菌：菌落能产生大量分枝和气生菌丝，干燥、不透明、表面呈致密而小的丝绒状，粉 末状或颗粒状，难以挑取，菌落的正反面颜色不 一致。 酵母菌：菌落一般较细菌菌落大且厚，表面湿润，粘稠，较不透明，易被挑起，多为乳白 8 / 74 色，少数呈红色。 霉菌：菌落形态较大，质地疏松，外观干燥，不透明，不易挑取，呈绒毛 状、絮状或蜘蛛网状。 原因：细菌属单细胞生物，一个菌落内无数细胞并没有形态、功能上的分化，细胞间充满着毛细管状态的水。多数放线菌有基内和气生菌丝的分化，气生菌丝成熟时又会进一步分化成孢子丝并产生成串的干粉状孢子，它们伸展在空间，菌丝间没有毛细管水积存。酵母菌的细胞比细菌的大，细胞内有许多分化的细胞器，细胞间隙含水量相对较少，以及不能运动等特点。霉菌的细胞呈丝状，在固体培养基上生长时又有营养和气生 菌丝的分化，气生菌丝间没毛细管水。 16、锁状联合：通过质配形成喙状突起而连合两个细胞的方式不断使双核细胞分裂，从而使菌丝尖端不断向前延伸。 17、孢子：只要是专门生殖的细胞， 正常情况下不需要两两结合就可以单个细胞发育成一个个体。 18、分生孢子：是在生殖菌丝顶端或已分化的分生孢子梗上形成的孢子，分生孢子有单 9 / 74 生、成链或成簇等排列方式，是子囊菌和半知菌亚门的霉菌产生的一类无性孢子。 19、芽孢子：又称酵母状孢子，是由出芽方式形成的无性孢子。在无性繁殖过程中，首先在母细胞上出芽，然后芽体逐渐膨大，最后芽体与母细胞脱离，就形成了芽孢子。 20、子囊孢子：指产生在子囊菌子囊内的孢子。、 21、担孢子：菌丝经过特殊的分化和有性结合 形成担子，在担子上形成的有性孢子即为担孢子。 22、有性孢子：经过两性细胞结合而形成的孢子称有性孢子。 23、无性孢子：生物通过无性生殖产生的孢子叫无性孢子，如分生孢子、孢囊孢子等。 第三章 真病毒：是至少含有核酸和蛋白质两种组份的分子病原体； 10 / 74 亚病毒：是凡在核酸和蛋白质两种成分中只含有其中之一病原体。 2、烈性噬菌体：能在短时间内完成 吸附、侵入、增殖、成熟和裂解 5个阶段，而实现其繁殖的噬菌体成为烈性噬菌体。 它的裂解生活史大致为： 1 尾丝与宿主细胞特异性吸附 2 病毒核酸侵入宿主细胞内 3病毒核酸和蛋白质在宿主细胞内的复制和合成 4病毒核酸和蛋白质装配 5大量子代噬菌体裂解释放到宿主细胞外。 3、什么是效价？试简述噬菌体效价 的双层平板法。 效价表示每毫升试样中所含有的具有侵染性的噬菌体粒子数。 双层平板法主要步骤：预先分别配制含 2%和 1%琼脂的底层培养基和上层培养基。先用底层培养基在培养皿上浇一层平板，待凝固后，再把预先融化并冷却到 45 以下，加有较浓的敏感宿主和一定体积待测噬菌体样品上层培养基，在试管中摇匀后，立即倒在底层培养基上铺平待凝，然后在 37 下11 / 74 保温。一般经 10余 h 后即可对噬菌斑计数。 4、什么是一步生长曲线？它分几期？ 1.试述革兰氏阳性菌和阴性菌细胞壁肽聚糖的异同。 步骤：涂片 染色 乙醇脱色 复染 吸干并镜检，鉴别 原理：利用细菌的细胞壁组成成分和结构的不同，通过染色加以鉴别。革兰氏阳性菌的细胞壁肽聚糖层厚，交联而成肽聚糖网状结构致密，经乙醇处理发生脱水作用，使其孔径缩小，通透性降低，由结晶紫与碘形成的大分子复合物保留在细胞内而不被脱色，结果使细胞呈现紫色。而革兰氏阴性菌肽聚糖层薄，网状结构交联少，而且类脂含量较高，经乙醇处理后，细胞壁孔径变大，通透性增加 ，结晶紫与碘的复合物被溶出细胞壁，因而细胞被脱色；再经番红复染后，结果使细胞呈红色。 4.何为双名法，试述其具体规则。 双名法是指属名和种名两部分，由此构成细菌的学名。规则：1.属名在前，种名在后； 2.属名描述该属的主要特征，种名描述种的个性特征； 3.属名和种名用拉丁词，希腊词或拉丁化的其他文字表示，并一律用斜体形式； 4.属名为名词，首12 / 74 字母大写，种名为形容词，首字母小写。 tuberculosis 5.何为速效氮源和迟效氮源，并举例 速效氮源：小分子氮源，很容易被细菌吸收利用，在短时间内就可以满足细菌生长需求。例：酵母抽提物、蛋白胨、牛肉膏。 迟效氮源：大分子复杂氮源、在被细菌利用之前还要经进一步的降解才能被吸收利用，有利于单鞋产物的合成。例：棉籽饼粉、豆粕粉、黄豆饼粉、玉米蛋白粉。 6.解释何为分子氧对专性厌氧菌具有毒性。 专性厌氧菌无完整的呼吸链，缺乏细胞色素和细胞色素氧化酶，不能 在有氧的环境中获得良能量生长，代谢中产生的超阳阴离子 O2-，反应力极强，可破坏重要生物分子和膜或形成其他活性氧化物，有强烈的杀菌作用。厌氧菌缺乏 SOD 和过氧化氢酶，无法将剧毒的 O2-先歧化成有毒的 H2O2，再还原成无毒的 H2O，故在有氧条件下不能生长 7.何为细菌生长曲线，试说明各阶段的特点，产生原因以及实践中的意义 菌体总数：血球计数板直接计数法：菌悬液制备 清洗血细胞计数板 加菌液 计数 活菌总数：平板菌落计数法：编号 稀释菌悬液 取样 倒平板 计数 9.何为 IMViC 试验， 试说明原理和结果： 13 / 74 10.说明湿热灭菌效果优于干热灭菌的原因： 1.水蒸气的穿透 力比干热大，使深部也能达到灭菌温度； 2.蛋白质凝固所需的温度与其含水量有关，含水量越大，蛋白质越易变性和凝固； 3.高温水蒸气接触灭菌物品后，可凝固成水并放出热潜能，使灭菌温度迅速提高，加速微生物死亡。 11.在光学显微镜下观察，如何区分曲霉、毛霉、根霉、青霉。 曲霉：菌丝有隔膜，分省 孢子梗从特化的菌丝细胞生出，顶端膨大成顶囊。顶囊便面生辐射状小梗，小梗顶端分生孢子串生。毛霉：生长迅速，菌丝白色、无隔膜、无假根和匍匐根。 根霉：生长迅速，菌丝白色，无隔膜，有假根和匍匐根。青霉：菌丝有隔膜；分生孢子梗基部无足细胞，顶端形成扫帚状分枝，称帚状枝。 1.营养体既能以单倍体也能以二倍体形式存在，如酿酒酵母；特点： a.一般情况下都以营养体状态进行出芽繁殖； b.14 / 74 营养体既能以单倍体也能以二倍体形式存在； c.在特定的条件下进行有性繁殖。 2.营养体只能以单倍体形式存在，如八孢裂殖酵母；特点： a.营养细胞为单倍体 b.无性繁殖为裂殖c.二倍体细胞不能独立生活，此期极短。 3.营养体只能以二倍体形式存在，如：路德类酵母；特点： a.营养体为二倍体不断进行芽殖，此阶段较长。 B.单倍体的囊孢子在囊内发生结合 c.单倍体阶段仅以囊孢子的形式存在，不能独立进行生活。 15.微生物实验室常 用的灭菌方法有哪些，对果汁、培养皿、肉膏蛋白胨培养基、接种环可分别采用哪种方法灭菌？ 灭菌方法： 1.高温灭菌 a.干热灭菌法：焚烧、灼烧、干烤、红外线。 b.湿热灭菌法：煮沸法、巴士消毒法、高压蒸汽灭菌法、间歇蒸汽灭菌法。 2.紫外灭菌法 3.过滤除菌 4.化学消毒法 果汁 -巴士消毒法 培养皿 -干烤 肉膏蛋白胨培养基 -高压蒸汽灭菌法 接种环 -烧灼 一、填空 放线菌：主要成菌丝装生长，以孢子繁殖的陆生性较强的 原核生物 15 / 74 细菌形态：球杆螺旋 立克次氏体支原体衣原体原核 蓝细菌是水体富营养化的原因 /甲烷菌是古菌 酵母菌：能发酵糖类的单细胞真菌 霉菌：菌丝体较发达不产生大型子实体结构的额真菌 孢子 轮虫为指示生物，出现表明处理效果好，过多则破坏污泥结构使污泥松散上浮。 病毒：超显微，非细胞无代谢能力的绝对细胞内寄生性生物。 噬菌体：以原核生物为宿主的 病毒。 微生物需要的营养：碳源 /氮源 /能源 /生长因子 /无机盐 /水 生长因子：一类调节微生物正常代谢所必须，但不能利用简单的碳氮源自行合成的有机物 培养基：由人工配制，适合为生物生长繁殖或产生代谢产物的混合营养物。按物理状态：液体固体半固体脱水培养基按化学组分：天然合成半合成培养基 16 / 74 酶：生物细胞中自己合成的一种催化剂，成分蛋白质，催化效率高。作用特性：蛋白质的特性 /量少效率高 /专一性强 /温和 /酶活力的可调性 酶促动力学公式： =V 最大 S /Km+S 影 响酶促反应的因素有：温度 pH 值 基质浓度 酶的总浓度 毒物或抑制剂 Km：酶的特征常数，表示酶和底物结合的紧密程度，与酶的种类性质有关与浓度无关受 Ph 温度影响，最小的为最适基质 生长测定方法：计数法 /测量生长量法 重量法：测定细胞干重 水处理构筑物内细菌生长量常采用该法活性污泥法 中采用的指标是混合液悬浮固体 X=aS -bX(新生长的细胞物质 =合成系数 所利用的食料-细胞自身氧化率 构筑物内原有的细胞物质 ) BOD5/CODcr,6 污水的生物处理性良好 BOD5/CODcr 不含 N 有机物，纤维素易分解 二、名词解释 17 / 74 菌落：单个菌体在固体平面培养基上生长繁殖时形成肉眼可见的群体。该群体称为菌落。 菌胶团：当荚膜物质融合成一团块，内含许多细菌时。作用：菌胶团细菌包藏在胶体物质内，对动物的吞噬起保护作用，增强对不良环境的抵抗能力。 光能自养：都含有光和色素，以光作为能源，二氧化碳为碳源。 化能自养：生长需要无机物。氧化无机物的过程中获取能源，无机物作为电子供体使二氧化碳还原为有机物。 化能异养：大部分细菌，利用有机物作为生长所需碳源能源 光能异养：利用光能作为能源，以有机物做电子供体碳源来自有机物 ，也可利用二氧化碳。 单纯扩散被动运输：高浓度 -低浓度，不要能量载体，不发生化学变化。主动运输：低浓度 -高浓度，需要能量载体，不发生化学变化，最主要的方式。促进扩散：高浓度 -低浓度，不要能量，要载体，不发生化学变化。 基因转位：要18 / 74 载体，要能量，发生化学变化 细菌的生长曲线：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，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。这种培养方式为间歇培养 连续培养：进料出料同时进行的培养方式包括恒浊连续培养，恒化连续培养 生物膜 :不 可逆的黏附于固体表面的，被微生物胞外多聚物包裹的有组织的微生物群体 (生长特性：细胞黏附 /生物膜的发展 /生物膜成熟与脱落在 基因突变：由于某些原因，引起生物体内的 DNA链上的碱基的缺失、置换或插入，改变基因内部原有的碱基排列顺序，引起表现型突然发生了可遗传的变化。当后代突然表现出和亲代显然不同的可遗传的表现型时的变异 基因重组：两个不同性状的个体细胞，其中一个的 DNA与另一个的融合，使基因重新排列，遗传给后代，产生新品种或19 / 74 表达新的遗传性状成为基因重组。 基因工程：分子水平上剪接 DNA片段与同种同属或异种异界基因连接成一个新的遗传整体在感染受体细胞，复制出新的遗传特性的机体。 遗传工程：按人们设计的生物蓝图，通过对遗传物质的直接操纵进行改组重建实现对遗传性状定向改造的技术。 种群：一个物种在一定空间范围内的所有个体的总和在生态学中成为种群。 群落：所有不同生物的总和 生态系统：生物群落及其生存环境共同组成的动态平衡系统。 生物圈：地球上所有生物及其生活的那部分非生命环境的组成。 共生：两种不同的生物，当其生活在一起的时候，可以由一方为另一方提供有利的生活条件。 拮抗：一种微生物可以产生不利于另一种微生物的代谢产物，改变微生物的生存环境。还可以另一种微生物为食料的关系 寄生：一个生物生活在另一个生物体内，摄取营养，来生长20 / 74 繁 殖， 使后者受到危害的关系 共生 生物浓缩：当吸收速率大于体内分解速率与排泄速率之和时，化学物质就会在体内积累，这种现象称 生物浓缩 作用。 生物积累：指同一生物个体在不同的生长发育阶段，生物浓缩系 数不断增加的现象。 生物放大：指生态系统中，某种化学物质的生物浓缩系数在同一食物链上，由低位营养级生物到高位营养级生物逐级增大的现象。 噬斑检测法：检测动物性病毒使人致病，采用组织培养法的组织细胞是以病毒分离生长检测，目前水质监测的使用方法是噬斑检测法。 氯消毒：次氯酸破坏细菌细胞质膜与菌体蛋白酶蛋白中的氨基和基反应达到杀菌目的。 有效氯：表示氯化物的氧化能力 余氯：氯加入水中后，一部分被与氯化合的杂质消耗掉，剩21 / 74 余的部分 常用消毒方法：氯消毒臭氧消毒紫外线消毒 水体富营养化：氮磷等营养物质大量向水体不断流入，在水体中过量积聚，致使水体的营养物质过剩的现象 富营养化水体营养物质过多浮游生物大量繁殖，水面呈绿色等由占优势的浮游生物颜色而异的现象淡水中叫水华海水中叫赤潮 危害：危害水域生态环境气息、栖息生物的生存，造成水产养殖损失 /导致水生生态系统的失衡 /破坏水域生态景观 /影响来自水 厂的生产自来水的质量 多污带：靠近出水后下游，水色灰暗浑浊含大量有机物溶解氧少或无 中污带：多污带下游分艾尔法中污带贝塔中污带 寡污带：河流自净作用完成，溶解氧恢复正常含量，无机化作用彻底有机物质完全分解， CO2 很少 H2S 几乎消失，蛋白22 / 74 质分解为 硝酸盐类。 BOD悬浮物含量都很低。 三、简答 3 微生物有哪些基本特征 :微生物除了个体微小、结构简单、进化 地位低等特点有种类多 /分布广 /繁殖快 /易变异 第二章 原核微生物 1 细菌的细胞结构包括一般结构和特殊结构，简单说明这些结构 及及其生理功能。 细菌的基本结构包括细胞壁，细胞膜、细胞质、核质和内含物。 细胞壁是细胞最外面的一层富有弹性的、厚实、坚韧的结构。细 23 / 74 胞壁的主要功能有： 保持细胞形状和提高细胞机械强度，使其 免受渗透压等外力的损伤； 为细胞的生长、分裂所必需； 作 为鞭毛的支点，实现鞭毛的运动； 阻拦大分子有害物质进入细 胞； 赋予细胞特定的抗原性以及对抗生素和噬菌体的敏感性。 细胞膜是一层紧贴着细胞壁而包围着细胞质的薄膜。结构：磷脂 双分子层组成基本骨架。 磷脂分子以多种方式不断运动 膜蛋白以不同方式分布于膜的两侧或磷脂层中。 主要功能为： 选择 性地控制细胞内外物质的运送和交换。 维持细胞内正常渗透压。 24 / 74 合成细胞壁组分和荚膜的场所。 进行氧化磷酸化或光合磷酸 化的产能基地。 许多代谢酶和运输酶以及电子呼吸链组成的所 在地。 鞭毛的着生和生长点。 细胞质是细胞膜包围地除核区以外的一切透明、胶状、颗粒状物 质的总称。作用：合成蛋白质和酶。 核区：存在于细胞质内的、无核膜包裹、无固定形态的原始细胞 核。作用：负载遗传信息决定主要性状。 内含物：细菌新陈代谢的产物，或是贮备的营养物质。常见的内含物颗粒主要有以下几种： 异染颗粒。是磷源和能源的贮藏物， 25 / 74 可降低细胞渗透压。 聚 羟基丁酸盐。它是碳源和能源贮藏物。 肝糖和淀粉粒，是碳源和能源的贮藏物。 硫粒，是元素硫的 贮藏物。 气泡，调节细胞比重时期漂浮在最适水层。细菌的特 殊结构一般指荚膜、芽孢和鞭毛 荚膜一定营养条件下，细胞壁外分泌的一层粘性多糖类物质。 保护作用。 作为通透性屏调节细胞比重障和离子交换系统。 贮藏养料。 表面附着作用。 细菌间的信息识别作用。 芽孢是某些细菌在生活史的一定阶段在细胞内形成的一个圆形或 26 / 74 椭圆形的休眠结构。鞭毛是某些细菌表面伸出的细长、波曲的附 属物。 2 什么是革兰氏染色？其原理和关键是什么？它有何意义？定义：一个经验染色法，过程是：结晶紫初染，碘液媒染，然后酒精脱色，最后用蕃红或沙黄复染，这就是最常采用的革兰氏染色法。 机理：通过初染和媒染后，在细菌细胞的细胞壁及膜上结合了不溶于水的结晶紫与碘的大分子复合物。革兰氏阳性菌细胞壁较厚、肽聚糖含量较高和分子交联度较紧密，故在酒 精脱色时，肽聚糖网孔会因脱水而发生明显收缩。再加上它不含脂类，酒精处理也不能在胞壁上溶出大的空洞或缝隙，因此，结晶紫与碘的复合物仍阻留在细胞壁内，使其呈现出蓝紫色。与此相反，革兰氏阴性菌的细胞壁较薄、肽聚糖位于内层且含量低和交联松散，与酒精反应后其肽聚糖不易收缩，加上它的脂类含量高且位于外层，所以酒精作用时细胞壁上就会出现较大的空洞或缝隙，这样，结晶紫和碘的复合物就很易被溶出细胞壁，脱去了原来初染的颜色。当蕃红或沙黄复染时，细胞就会带上复染染料的红色。 酒精脱色是关键。脱色不足 ,阴性菌被误染成阳性菌；脱色 过度 ,阳性菌可误染为阴性菌。意义 :鉴别细菌 3 菌胶团在污水生物处理中有何特殊意义？ 意义：菌胶团是活性污泥中细菌的主要存在形式，有较强的吸附和氧27 / 74 化有机物的能力，在污水生物处理中具有重要的作用。一般说，处理生活污水的活性污泥，其性能的好坏，主要根据所含菌胶团多少、大小及结构的紧密程度来定。 9 简述放线菌的特点与菌落特征。 放线菌是一类主要呈菌丝状生长和以孢子繁殖的陆生性较强的原核生物。它的细胞结构与细菌十分相近，是细菌中进化较高级的类群，绝大多数放线菌是革兰氏阳性菌。 4 放线菌都是单细胞的个体。细 胞体内既没有叶绿素，也没有成形的细胞核。放线菌的菌丝分为营养菌丝和气生菌丝。大多数放线菌为异养型，靠营养菌丝吸收营养物质，营腐生生活。大多数放线菌是好氧的，只有某些种是微量好氧菌和厌氧菌。当生长发育到一定时期时，气生菌丝顶端长出孢子丝 ,形成孢子。孢子散落出去，在适宜的条件下，萌发成新的菌丝体。 放线菌菌落的总体特征介于霉菌与细菌之间，因种类不同可分为两类： 一类是由产生大量分枝和气生菌丝的菌种所形成的菌落。形成的菌落质地致密、表面呈较紧密的绒状或坚实、干燥、多皱，菌落较小而不蔓延。 另一类菌落由不产生 大量菌丝体的种类形成，粘着力差，结构呈粉质状，用针挑起则粉碎。 若将放线菌接种于液体培养基内静置培养，能在瓶壁液面处形成斑状或膜状菌落，或沉降于瓶底而不使培养基混浊；如以振荡培养，常形成由短的菌丝体所构成的球状颗粒。 10 简述丝状细菌的主要类型，它们的代谢特点及在给水排水工程中的作28 / 74 用。 丝状细菌主要有铁细菌、硫细菌和球衣细菌三种。 铁细菌一般都是自养型丝状细菌，它们一般能生活在含氧少但溶有较多铁质和二氧化碳的水中。它们能将其细胞内所吸收的亚铁氧化为高铁，从而获得能量。为了满足对能量的需要，必须氧化 大量的亚铁，使之生成氢氧化铁。这种不溶性的铁化合物排出菌体后就沉淀下来。当水管中有大量的氢氧化铁沉淀时，就会降低水管的输水能力。此外，铁细菌吸收水中的亚铁盐后，促使组成水管的铁质更多地溶入水中，加速钢管和铸铁管的腐蚀。 硫磺细菌一般也都是自养的丝状细菌。它们能氧化硫化氢、硫磺和其他硫化物为硫酸，从而得到能量。硫磺细菌在水管中大量繁殖时，因有强酸产生，对于管道有腐蚀作用。 球衣细菌是好氧菌。它在营养方面对碳素的要求较高，反应灵敏，所以大量的碳水化合物能加速球衣细菌的繁殖。此外球衣细菌对某些杀虫剂，如液氯、 漂白粉等的抵抗力不及菌胶团。球衣细菌分解有机物的能力很强。在污水处理设备正常运转中有一定数量的球衣细菌，对有机物的去除是有利的。 第四章 真核生物 1 试比较原核生物与真核生物的异同。 细胞壁：真，纤维素等，原，肽聚糖 /细胞器：真有，原无 /细胞质：真有线粒体溶酶体叶绿体液泡高尔基体流动性核糖体贮藏物，原核糖体贮藏物其他都没有 /细胞核：真有核膜 DNA 组蛋白，核仁，染色体数，有丝减数分裂，原 DNA染色体数其他都没有。 8比较细菌、29 / 74 放线菌、霉菌和酵母菌菌落的特征。 细菌 :小而突起或大而平坦 /圆形或椭圆形，湿润 ，较光滑较透明较粘稠易挑取，质地均匀正反面颜色一致臭味 酵母菌 :大而突起湿润较光滑一定透明度易挑起菌落质地均匀正反面颜色相同酒香味 放线菌 : 小而紧密干色不同燥不透明正反面颜色不同泥腥味 霉菌 :大而疏松或大而致密、质地疏松干燥不透明不易挑取正反面颜色不用霉味 11 藻类对水环境与给水工程有哪些影响？ 水体中藻类造成水体富营养化。藻类具有光合作用产生氧气的功能，氧化分解水中的有机污染物。一方面可收获有营养价值的藻类，另一方面也净化了污水。在天然水体自净过程起作用。 藻类对给水：产生气味 /水有颜色 /影响过滤排水：利用污水养殖 藻类净化污水，收货有营养价值的藻类 /N P合成剂的水引起水体 富营养化，要深度处理。 12 水处理中常见的原生动物有哪几类？在污水处理中的主要作 30 / 74 用分别是什么？三类：肉足类、鞭毛类和纤毛类。水体净化与废 水处理中的应用 1)净化水质作用 动物性营养型的原生动物吞食细菌、有机物颗粒，因此促进了水质净化作用。 2)促进生物絮凝作用 草履虫等纤毛虫具有生物絮凝作用，促进水体澄清作用。 3)作为水质处理的指示生物 由于鞭毛虫、肉足虫、游泳型纤毛虫与固着型纤毛虫对生存的水质有一定要求。其数量的增多、减少，可反映水体的水质好坏。同时原生动物个体较大，易于观察与分辨。因此常作为水体无机化和废水处理运转管理的指示生物 4) 废水处理及水质净化过程原生动物的变动运行初期出现肉足类、植物性、动物性鞭毛虫；水质处理高峰期出现较多 游泳型纤毛虫；水质净化较好时出现钟虫等。 第六章 微生物的生理特性 1 细菌呼吸作用有哪几种类型？ 特点？ 微生物的呼吸作用可分为好氧呼吸、厌氧呼吸和发酵三种。 好氧呼吸是分子氧作为电子受体。递氢受氢都在有氧条件下高效产能方式。 厌氧呼吸以某些无机氧化物作为受氢体。产能效率低。 发酵不彻底，产能效率低。 EMP 途径： 2 分子 ATP TCA 途径 15 分子 ATP 环境对微生31 / 74 物生长的影响：温度 PH 氧化还原电位 /水分 /渗透压 /光线 /化学药剂 第七章 微生物的生长和遗传变异 2.怎样利用微生物的生长曲线来控 制污水生物处理的构筑物的运行 ？ 间歇培养， 污水生物处理中，避免缓慢期 出现，可采用处于对数生长期污泥进行接种，另外增加接种量及 采用同类型反应器的污泥接种缩短缓慢期 如维持微生物在生长 率上升阶段生长，则此时微生物繁殖很快，活 力很强，处理污水的能力必然较高；但处理效果不一定最好，因 为微生物不易凝聚和沉淀，使微生物生长在对数期，需有充32 / 74 分的 食料，所以利用此阶段进行污水的生物处理难以得到较的出水。 稳定期 (储存物积累，养料消耗多。 芽孢形成，抗生素产生。 繁殖速率下降，死亡速率上升新增菌 死亡菌 曲线平坦 )微生物 生长速率下降，细胞内积累贮藏物和异染颗粒、肝糖等，芽孢微 生物也在此阶段形成芽孢，稳定期的污泥代谢活性和絮凝沉降性 能均较好，传统活性污泥法普遍运行在这一范围。衰老期 (菌体死 亡速度大于繁殖速度死亡菌活菌数自溶内源呼吸曲线下降 )只 33 / 74 出现在某些特殊的水处理场合，如延时曝气及污泥消化。 简述微生物计数法？ 显微镜计数法全数法，常用，快，不能区分死活荧光染色计数法：染料与 DNA 结合 产生荧光，在显微镜下计数 第十章 微生物对污染物的分解与转化 1.有机物生物分解性试验一般步骤是什么？ 受试有机化合物 -易生物分解实验 -分解性 -良好 在环境中易生物分解 实验不良实质性生物分解实验 -分解性-不良 仔环境中难生物分解 -良好生物分解模拟实验 2 据分解程度有机物的生物分解有：生物去除、初级分解、环境 34 / 74 可接收的分解和完全分解 3. 概述微生物在氮循环中的作用。 有机物中的氮在微生物作用下转化成氨，被氧化为亚硝酸盐及硝 酸盐。氨和硝酸盐变成植物性蛋白质。动物吃了植物产生动物性 蛋白质，而动物的排泄物又能被分解氧化成氨、亚硝酸盐和硝酸 盐。动植物死亡后的残体又都是有机性物质。由于反硝化作用硝 酸盐又可转化成亚硝酸盐和自由氮，而自由氮在氮固定作用下又可产生植物性蛋白质。 4 含氮有机物生物分解概念及影响因素： 氨化作用：由有机氮化物转化为氨态氮的过程。 硝化作用：由氨氧化成硝酸的过程。影响因素：影响污水处理系统中硝化过程的主要因素有以下几点： 污泥龄 硝化菌数量及硝化速率是生物脱氮处理的关键制约因素，溶解氧35 / 74 对硝化菌的生长及活性都有显著的影响。 温度有重要的影响。 pH值过高或过低都会抑制硝化活性。营养物质 污水水质，特别是 C/N 比影响活性污泥中硝化细菌所占的比 例毒物 硝化菌对毒物的敏感度大于一般细菌，大多数重金属和有机物对硝化菌具有抑制作用。 反硝化作用：硝酸盐在缺氧的情况下可被厌氧菌还原成亚硝酸盐和氮气的过程 影响因素营养物质 反硝化作用需要有足够的有机碳源溶解氧 反硝化菌一般为兼性厌氧菌，应保持低溶解氧水平。 温度低于 0 ，反硝化菌的活动终止，温度超过 50 时反硝化活性急剧降低。 pH过高低都会明显降低反硝化活性硫化作用：将硫化氢氧化成单质硫的过程反硫化作用：在缺氧及有机物存在条件下，将硫酸盐转化成硫化氢的过程。 影响生物除 P因素：溶解氧 /氧化还原电位 /温度影响不大 /PH中性弱碱性 /硝酸盐与亚硝酸盐浓度一些酵母菌进行反硝化抑制产酸 /碳源 BOD5/TP 影响聚磷菌释磷摄磷 /污泥龄影响聚磷菌摄磷作用剩余污泥龄排放量。 第十一章 污水生物处理系统中的主要微生物 6 原生动物在污水活性污泥法处理系统中的作用是什么？ 原生动物可以明显改善出水水质。利用污泥状态和出水水质与微生物种类的连带关系，还可用原生动物来指示活性污泥处理厂出水水质。 7.活性污泥法处理系统运行中经常遇到的由微生物引起的主要问题有哪些？这些问题各有什么样的特征？ 活性污泥在运行中最常见的故 障36 / 74 是在二次沉淀池中泥水的分离问题。造成污泥沉降问题的原因是污泥膨胀、不絮凝、微小絮体、起泡沫和反硝化。 丝状菌引起的污泥膨胀 丝状菌在絮体中大量生长以致影响沉降。 非丝状菌引起的污泥膨胀当游离细菌产生菌胶团基质，就会导致污泥膨胀不凝聚 因为絮体变得不稳定而碎裂，细菌不能凝聚成絮体，微生物成为游离个体或非常小的丛生块。微小絮体 含微小絮体的污泥不会在出水中形成高浓度，起泡沫 自从使用了不降解的 硬 洗涤剂以来，常常在曝气池中出现很厚的白色泡沫 5.活性污泥膨胀的主原因要控制方法。原因： DO 浓度低，污泥负荷 率低，曝气池进水含较多化粪池出水，营养不足， PH低 控制方法：控制污泥负荷 污泥 负 荷 率 控 制 在 正 常 负 荷 范 围 内 控 制 营 养 比 例 BOD:N:P=100:5:1。 控制 DO浓度加氯、臭氧或过氧化氢 有选择地控制丝状微生物地过量生长。投加混凝剂改善污泥的絮凝，增加絮体的强度。 6.参与厌氧生物处理的微生物有哪几种关系是什么？不产甲烷微生物和产甲烷 1 不产甲烷细菌未产甲烷细菌提供生长和产甲烷所需的的基质、清除有毒物质创造适宜的氧化还原条件产甲烷细菌为不产甲烷细菌的生化反应解除反馈抑制不产甲烷细菌和产甲烷细菌共同维持 环境中适宜的 pH值 7.生物脱氮的基本原理是什么？生物脱氮的基本原理是有机氮经微生物降解为无机的 NH3，在好氧条件下 NH3会被亚硝酸菌和硝酸菌氧化称亚硝酸盐和37 / 74 硝酸盐，之后反硝化细菌将 NO2-和 NO3-转化为 N2。 8 污水生物处理对污水水质有哪些基本要求？ 1）酸碱度 2）温度 3）有毒物质 4）营养物质 污水中必须含有足量的和适宜的微生物才能有效地进行处理。第十三章 水卫生生物学 9 水传染病菌有哪几种？特性？肠道病毒有？氯消毒能灭活病毒吗？ 病菌 :致病性大肠杆菌 /伤寒杆菌 /痢疾杆菌 /霍乱弧菌 /军 团菌 /粪链球菌 肠道病毒：脊髓灰质炎病毒 /其他肠道病毒 /如柯萨奇和埃可病毒 一般的氯消毒能灭活病毒。 10为什么大肠菌群作为水受粪便污染的指标？作肠道病菌的指 示微生物，有什么缺点？ 因为大肠菌群的生理习性与伤寒杆菌、副伤寒杆菌和痢疾杆菌等 病原菌的生理特性较为相似，在外界生存时间也与上述病原菌基 本一致，大肠菌群在人的粪便中数量大，检验技术并不复杂，所 38 / 74 以可作为水受粪便污染的指标。 缺点：不能反映水中是否有传染 性病毒以及除肠道病原菌外的其他病原菌。 11.为什么噬菌体可以作为水中的病毒指示微生物？ 噬菌体数量高于肠道病毒，对自然条件及水处理过程的抗性高于 细菌，接近或超过动物病毒。噬菌体对人没有致病性，可以进行 高浓度接种和进行现场实验。操作简便快速、安全、不需要复杂 的操作和设备。 12 大肠菌群的发酵检验法的原理？缺点？滤膜检验法有什么优 点缺点？ 39 / 74 发酵检验法原理是将水 样置于糖类液体培养基中，在一定温度下，经一定时间培养后， 观察有无酸和气体产生，即有无发酵，而初步确定有无大肠杆菌 群存在。 缺点：还可能存在其他发酵糖类物质的细菌，所以发现 气体和酸并不一定能肯定水中含有大肠菌群。 滤膜检验法的优点是比发酵法的检验时间短，缺点在于不能及时 指导生产。 13我国饮用水水质标准所规定的大肠菌群数是每升多少？ 大肠菌群数：每 100mL水样中不得检出；耐热大肠菌群：每40 / 74 100 mL水样中不得检出。 14 测定水中细菌总数的意义是什么？营养琼脂固体培养基上的 菌落数目是否代表水样中实际存在的细菌数目？ 细菌总数越大，说明水被污染得也越严重，因此这项测定有一定 的卫生意义。 不能代表，因为某些细 菌无法在该固体培养基上生长。 以藻类为指示生物的原因：藻类与水污染关系密切形成水华 /光合作用可释放氧气，与细菌为共生关系 /对水体的毒物的耐受力不同 绪论 1.微生物 :微生物是一切肉眼看不见 或看不清的微小生物41 / 74 的总称 . 包括类群： 原核类的细菌 放线菌 蓝细菌 支原体 立克次氏体和衣原体 ; 真核类的真菌 原生动物 和显微藻类 ,以及属于非细胞类的病毒和亚病毒 . 6.微生物有哪五大共性？其中最基本的是哪一个？为什么？ 答： . 体积小，面 积大； . 吸收多，转化快； . 生长旺，繁殖快； . 适应强，易变异； . 分布广，种类多。其中，体积小面积大最基本，因为一个小体积大面积系统，必然有一个巨大的营养物质吸收面、代谢废物的排泄面和环境信息的交换面，并由此而产生其余 4 个共性。 第一章 原核生物的形态、构造和功能 1试设计一张表格，比较以下 6 个大类原核生物的主要特性。 2试图示 G+和 G-细菌细胞壁的主要构造，并简要说明其异同 。 42 / 74 G+细菌与 G-细菌的细胞壁都含肽聚糖和磷壁酸；不同的是含量的区别：如下表 3试述染色法的机制并说明此法的重要性。 答：革兰氏染色的机制为：通过结晶紫初染和碘液媒染后 ，在细菌的细胞膜内可形成不溶于 水的结晶紫与碘的复合物。 G+由于其细胞壁较厚、肽聚糖网层次多和交联致密，故遇脱色剂 乙醇处理时，因失水而使网孔缩小，在加上它不含类脂，故乙醇的处理不会溶出缝隙，因此 能把结晶紫与碘的复合物牢牢留在壁内，使其保持紫色。反之， G-细菌因其细胞壁薄、外膜层类脂含量高、肽聚糖层薄和交联度差，遇脱色剂乙醇后，以类脂为主的外膜迅速溶解，这 时薄而松散的肽聚糖网不能阻挡结晶紫与碘复合物的溶出，因此细胞退成无色。这时，在经沙黄等红色染料复染，就使G-细菌呈红色，而 G+细菌则仍保留最初的紫色。此法证明了G+和 G-主要由于起细胞壁化学成分的差异而引起了物理特性的不同而使染色反应不同，是一种积极重要的鉴别染色法，不仅可以用与鉴别真细菌，也可鉴别古生菌。 43 / 74 4什么是 菌落？试讨论细菌的细胞形态与菌落形态间的相关性。 答：菌落即单个微生物在适宜的固体培养基表面或内部生长、繁殖到一定程度可以形成肉眼可见的、 有一定形态结构的子细胞生长群体。因不同形态、生理类型的细菌，在其菌落形态、构造等特征上也有许多明显的反映，故细菌的细胞形态与菌落形态间存在明显的相关性现象，如，无鞭毛、不能运动的细菌尤其是球菌通常都形成较小、较厚、边缘圆整的半球状菌落；长有鞭毛、运动能力强的 细菌一般形成而平坦、边缘多缺刻、不规则的菌落；有糖被的细菌，会长出大型、透明、蛋清状的菌落；有芽孢的细菌往往长出外观粗糙、 “ 干燥 ” 、不透明且表面多褶的菌落等等。 5伴孢晶体：是少数芽孢杆菌在形成芽孢的同时，会在芽孢旁形成一颗菱形、方形或不规则形的碱溶性蛋白质晶体。 6、基内菌丝：是孢子落在固体基质表面并发芽后，不断伸长、分枝并以放射壮向基质表面和内层扩展，形成大量色浅、较细的具有吸收营养和排泄代谢废物功能的菌丝。 44 / 74 7、原体与始体：具有感染力的衣原体细胞称为原体，呈小球状，细胞厚壁、致密，不能运动，不生长，抗干旱，有传染力。原体经空气传播，一旦遇合适的新宿主，就可通过 吞噬作用进入细胞，在其中生长，转化为无感染力的细胞，称为始体。 8、菌苔：如果把大量分散的纯种细菌密集的接种在固体培养基的较大面积上，结果长出的大量 “ 菌落 ” 已相互连成一片即称菌苔。 9、气生菌丝：在固体培养基上内，菌丝小、不断向空间方向分化出的分支菌丝。又叫 2级菌丝，特点为：颜色较深 ，直径较粗。 10、包涵体：衣原体的始体通过二分裂在细胞内繁殖成的一个微菌落。 11、基内菌丝：是长在培养基内的放线菌菌丝。菌丝无分隔，可以产生各种水溶性、脂肪性色素，使培养基着色。 第二章 1 试解释子实体，真菌，酵母菌，霉菌和蕈菌。 45 / 74 答：子实体：由气生菌丝特化而成，指在其里面或上面可产生无性或有性孢子，有一定形状和构造的任何 菌丝体组织。 2、真菌：是不含叶绿体，化能有机营养，具有真正的细菌核，含有线粒体以孢子进行繁殖，不运动的典型的真核微生物。 3、酵母菌：一般泛指能发酵糖类的各种单细胞真菌。 4、霉菌：是丝状真菌，通常指那些菌丝体较发达又不产生大型肉质子实体结构的真菌。 5、蕈菌：又称伞菌，通常是指那些能形成大型肉质子实体的真菌，包括大多数担子菌类和极少数的子囊菌类。 6 、试简介菌丝，菌丝体，菌丝球，真酵母，假酵母，芽痕，蒂痕，真菌丝，假菌丝等名词 答：菌丝：单条管状细丝，是霉菌营养体的基本单位，可分为无隔菌丝和有隔菌丝。 46 / 74 7、菌丝体：由许多菌丝相互交织而成的一个菌丝集团称菌丝体，可分为营养菌丝体和气生菌丝体。 8、菌丝球：在机械搅拌罐中，霉菌或放线菌的菌丝体有时会缠绕在一起，形成紧密的小球，俗称菌丝球。 9、真酵母：具有有性生殖的酵母菌称为真酵母。 10、假酵母：只进行无性生殖的酵母菌称为假酵母。 11、芽痕：出芽繁 殖的酵母，在其生长的子细胞脱离母体后，于母细胞上留下一个肥厚的环状隔壁的痕迹，称为芽痕。 12、蒂痕：在芽细胞上留下的痕迹称蒂痕。 13、真菌丝：如果细胞相连，且其间的横隔面积与细胞直径一致，则这种竹节状的细胞串 称为真菌丝。 14、假菌丝：如果长大的子细胞与母细胞不立即分离，其间仅以狭小的面积相连，则这种藕节状的细胞串就称假菌丝。 15、 细菌，放线菌，酵母菌和霉菌四类微生物的菌落有何不同？为什么？ 47 / 74 答：细菌：菌落一般呈现湿润、较光滑、较透明，较粘稠、易挑取、质地均匀以及菌落正反面或边缘与中 央部位的颜色一致等。 放线菌：菌落能产生大量分枝和气生菌丝，干燥、不透明、表面呈致密而小的丝绒状，粉末状或颗粒状， 难以挑取，菌落的正反面颜色不一致。 酵母菌：菌落一般较细菌菌落大且厚，表面湿润，粘稠，较不透明，易被挑起，多为乳白色，少数呈红 色。 霉菌：菌落形态较大，质地疏松，外观干燥，不透明，不易挑取，呈绒毛状、絮状或蜘蛛网状。 原因：细菌属单细胞生物，一个菌落内无数细胞并没有形态、功能上的分化，细胞间充满着毛细管状态的水。多数放线菌有基内和气生菌丝的分化，气生菌丝成熟时又会进一步分化48 / 74 成孢子丝并产生成串的干粉状孢子，它们伸展在空间，菌丝间没有毛细管水积存。酵母菌的细胞比细菌的大，细胞内有许多分化的细胞器，细胞间 隙含水量相对较少，以及不能运动等特点。霉菌的细胞呈丝状，在固体培养基上生长 时又有营养和气生菌丝的分化，气生菌丝间没毛细管水。 16