《环境微生物》课后答案完整版(总15页

1、第一篇 微生物学基础第一章 非细胞结构的超微生物病毒1 病毒是一类什么样的微生物？它有什么特点？答：病毒没有合成蛋白质的机构核糖体，也没有合成细胞物质和繁殖所必备的酶系统，不具独立的代谢能力，必须专性寄宿在活的敏感宿主细胞内，依靠宿主细胞合成病毒的化学组成和繁殖新个体。其特点是：病毒在活的敏感宿主细胞内是具有生命的超微生物，然而，在宿主体外却呈现不具生命特征的大分子物质，但仍保留感染宿主的潜在能力，一旦重新进入活的宿主细胞内又具有生命特征，重新感染新宿主。2病毒的分类依据是什么？分为哪几类病毒？答：依据是：病毒是根据病毒的宿主、所致疾病、核酸的类型、病毒粒子的大小、病毒的结构、有或无被膜等进行

2、分类的。根据转性宿主分类：有动物病毒、植物病毒、细菌病毒（噬菌体）、放线菌病毒（噬放线菌体）、藻类病毒（噬藻体）、真菌病毒（噬真菌体）。按核酸分类：有DNA病毒和RNA病毒。3病毒具有什么样的化学组成和结构？答：病毒的化学组成有蛋白质和核酸。还含有脂质和多糖。整个病毒体分两部分：蛋白质衣壳和核酸内芯，两者构成核衣壳。蛋白质衣壳是由一定数量的衣壳粒按一定的排列组合构成的病毒外壳。核酸内芯有两种：核糖核酸（RNA）和脱氧核糖核酸（DNA）。4叙述大肠杆菌T系噬菌体的繁殖过程。答：大肠杆菌T系噬菌体的繁殖过程有：吸附、侵入、复制、聚集与释放。首先，大肠杆菌T系噬菌体以它的尾部末端吸附到敏感细胞表面上

3、某一特定的化学成分，或是细胞壁，或是鞭毛，或是纤毛。噬菌体侵入宿主细胞后，立即引起宿主的代谢改变，宿主细胞内的核酸不能按自身的遗传特性复制和合成蛋白质，而由噬菌体核酸所携带的遗传信息所控制，借用宿主细胞的合成机构复制核酸，进而合成噬菌体蛋白质，核酸和蛋白质聚集合成新的噬菌体，这个过程叫装配。大肠杆菌T系噬菌体的装配过程如下：先合成含DNA的头部，然后合成尾部的尾鞘、尾髓和尾丝，并逐个加上去就装配成一个完整的新的大肠杆菌T系噬菌体。噬菌体粒子成熟后，噬菌体的水解酶水解宿主细胞壁而使宿主细胞破裂，使菌体被释放出来重新感染新的宿主细胞一个宿主细胞可释放10到1000个噬菌体粒子。5什么叫毒性噬菌体？

4、什么叫温和噬菌体？答：侵入宿主细胞后，随即引起宿主细胞裂解的噬菌体称作毒性噬菌体。侵入宿主细胞后，不引起宿主细胞裂解的噬菌体称作温和噬菌体。6 什么叫溶原细胞（菌）？什么叫原噬菌体？答：含有温和噬菌体核酸的宿主细胞被称作溶原细胞。在溶原细胞内的温和噬菌体核酸，称为原噬菌体。7 解释Escherichia coli K12（）中的各词的含义。答：该词为大肠杆菌溶原性噬菌体的全称。Escherichia为大肠杆菌的属名，coli为大肠杆菌的名种，K12是大肠杆菌的株名，括弧内的为溶原性噬菌体。8 病毒（噬菌体）在固体培养基上有什么样的培养特征?答：将噬菌体的敏感细菌接种在琼脂固体培养基上生长形成多

5、个菌落，当接种适度的噬菌体悬液后引起点性感染，再感染点上进行反复的感染过程，宿主细胞菌落就一个个被裂解成一个个空斑，这些空斑就叫噬菌斑。10 什么叫噬菌斑？什么是PFU？答：将噬菌体的敏感细菌接种在琼脂固体培养基上生长形成多个菌落，当接种适度的噬菌体悬液后引起点性感染，再感染点上进行反复的感染过程，宿主细胞菌落就一个个被裂解成一个个空斑，这些空斑就叫噬菌斑。PFU就是病毒空斑单位， 空斑就是原代或传代单层细胞被病毒感染后，一个个细胞被病毒蚀空形成的空斑。一个空斑表示一个病毒。所以，通过病毒空斑单位的计数可知单位体积中含病毒数。第二章 原核微生物1 细菌有哪几种形态?各举一种细菌为代表。答：1球

6、菌：金黄色葡萄球菌 2杆菌：芽孢杆菌 3 螺旋菌：弧菌 4丝状菌：铁丝菌 2 细菌有哪些一般结构和特殊结构？它们各有哪些生理功能？答：细菌是单细胞生物。所有细菌均有：细胞壁、细胞质膜、细胞质及其内含物、细胞核物质。部分细菌有特殊结构：芽孢、鞭毛、荚膜、粘液层、菌胶团、衣鞘及光合作用片层等。细胞壁是包围在细菌体表面最外层的、具有坚韧而带有弹性的薄膜。可以起到：保护原生质体免受渗透压引起破裂的作用。维持细菌的细胞形态。细胞壁是多孔结构的分子筛，阻挡某些分子进入和保留蛋白质在间质（格兰氏阴性菌细胞壁和细胞质之间的区域）细胞壁为鞭毛提供指点，使鞭毛运动。细胞质膜的生理功能有：维持渗透压的梯度和溶液的转

7、移。细胞质膜上有合成细胞壁和形成横膈膜组分的酶，故在膜的外表面合成细胞壁膜内陷形成的中间体含有细胞色素，参与呼吸作用。细胞质膜上有琥珀酸脱氢酶、NADH脱氢酶、细胞色素氧化酶、电子传递系统、氧化磷酸化酶及腺苷三磷酸酶。在细胞上进行物质代谢和能量代谢。细胞质膜上有鞭毛基粒，鞭毛由此长出，即为鞭毛提供附着点。荚膜的主要功能有：具有荚膜的S-型肺炎链球菌毒性强，有助于肺炎链球菌侵入人体。荚膜可保护致病菌免受宿主吞噬细胞的吞噬，保护细菌免受干燥的影响。当缺乏营养时，假膜可被用作碳源和能源，有的荚膜还能做氮源。废水生物处理中细菌的荚膜有生物吸附作用，再爆气池中因爆气搅动和水的冲击力容易把细菌粘液冲刷入水

8、中，以增加水中有机物，它可被其他微生物利用。3 革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌的细胞壁结构有什么异同？各有哪些化学组成？答：革兰氏阳性菌细胞壁厚约20-80nm，结构较简单，含肽聚糖，革兰氏阴性菌细胞壁厚约10nm，结构复杂，分外壁层和内壁层，外壁层又分三层：最外层是脂多糖，中间是磷脂层，内层是脂蛋白。内壁含肽聚糖，不含磷壁酸。化学组成：革兰氏阳性菌含大量肽聚糖，含独磷壁酸，不含脂多糖。革兰氏阴性菌含极少肽聚糖，含独脂多糖，不含磷酸壁。7 在pH为6、pH为7、pH为7.5的溶液中细菌各带有什么电荷？在pH为1.5溶液中细菌代有什么电荷？为什么?答：在pH为6、pH为7、pH为7.5的溶液中细菌带

9、负电荷。在pH为1.5溶液中细菌带正电荷。因为细菌的等电点为pH为2-5。若培养液的pH比细菌等电点高，细菌的游离氨基电离受抑制，游离羧基电离，细菌带负电。若培养液的pH比细菌等电点低，细菌的游离羧基电离受抑制，游离氨基电离，细菌带正电。8 叙述革兰氏染色的机制和步骤。答：机制：革兰氏染色与细菌等电点有关革兰氏染色与细胞壁有关步骤：1在无菌操作条件下，用接种环挑取少量细菌于干净载玻片上涂布均匀，固定。2用草酸结晶紫染液1分钟，水洗。3用碘-碘化钾媒染1分钟，水洗。4用中性脱色剂（如乙醇）脱色，革兰氏阳性菌不褪色仍呈紫色，格兰仕阴性菌褪色，呈无色。5用蕃红染液复染1分钟，革兰氏阳性菌仍呈紫色，格

10、兰仕阴性菌呈红色。革兰氏阳性菌与格兰仕阴性菌及被区别开来9 何谓细菌菌落？细菌有哪些培养特征？这些培养特征有哪些实践意义？答：细菌菌落就是由一个细菌繁殖起来由无数细菌组成具有一定形态特征的细菌集团。细菌培养特征：1在固体培养基上的培养特征:菌落特征。2在明胶培养基中的培养特征：能产生明胶水解酶水解明胶，不同的细菌将明胶水解成不同的溶菌区。3在半固体培养基中的培养特征：细菌可呈现各种生长状态，根据细菌的生长状态判断细菌的呼吸类型和鞭毛有无。4在液体培养基中的培养特征：在液体培养基中，细菌整个个体与培养基接触，可以自由扩散生长。10 可用什么培养技术判断细菌的呼吸类型和能否运动？如何判断？答：细菌

11、在半固体培养基中培养：细菌可呈现各种生长状态，根据细菌的生长状态判断细菌的呼吸类型、鞭毛有无以及能否运动。如果细菌在培养基的表面以穿刺线的上部生长者为好氧细菌。沿着穿刺线自上而下生长者为兼性厌氧菌或兼性好氧菌。如果只沿着穿刺线生长没有鞭毛，不运动的细菌；如果不沿着穿刺线生长而且穿透培养基扩散生长者为有鞭毛。运动的细菌。11 何谓放线菌？革兰氏染色是何种反应？答:在固体培养基上呈辐射状生长的菌种，成为放线菌。除枝动菌属革兰氏阴性菌，革兰氏染色呈红色外，其余全部放线菌均为革兰氏阳性菌，革兰氏染色呈紫色。第四章 微生物的生理8. 微生物需要那些营养物质？供给营养时应注意些什么？为什么？答：(1) 水

12、;(2) 碳源和能源; (3) 氮源; (4) 无机盐; (5) 生长因子供给营养时要注意碳氮磷的比例，因为不同微生物细胞的元素组成比例不同，对各营养元素要求的比例也不同，因此要合适的碳氮磷的比例。9. 根据微生物对碳源和能源的需要不同可把微生物分成哪几种类型？答：根据微生物对碳源和能源的需要不同可把微生物分成：无机营养微生物；有机营养微生物；混合营养微生物；10. 当处理某一工业废水时，怎样着手和考虑配给营养？答：污水生物处理中好氧微生物群体要求碳氮磷比为BOD5:N:P=100:5:111. 什么叫培养基？按物质的不同，培养基可分为哪几类？按试验目的和用途的不同，可分为哪几类？答：根据各种

13、微生物的营养要求，将水、碳源、氮源、无机盐及生长因子等物质按一定比例配制而成的，用以培养微生物的基质，即培养基。按物质的不同，培养基可分为:合成培养基；天然培养基；复合培养基；按试验目的和用途的不同，可分为：基础培养基；选择培养基；鉴别培养基；富集培养基。12. 什么叫选择培养基？那些培养基属于选择培养基？答：用以抑制非目的微生物的生长并使所要分离的微生物生长繁殖的培养基。麦康盖培养基为含胆汁酸盐的培养基，用于大肠杆菌的培养的选择培养基；乳糖发酵培养基也是适用于大肠杆菌生长的选择培养基。13. 什么叫鉴别培养基？那些培养基属于鉴别培养基？答：几种细菌由于对培养基中某一成分的分解能力不同，其菌落

14、通过指示剂显示出不同的颜色而被区分开，这种其鉴别和区别不同细菌作用的培养基，叫做鉴别培养基。远藤氏培养基能区别大肠埃希氏菌，枸橼酸盐杆菌，产气杆菌，副大肠杆菌。此外，还有醋酸铅培养基，伊红-美蓝培养基。14. 如何从粪便污染的水样中将大肠杆菌群中的四种菌逐一鉴别出来？答：使用鉴别培养基，大肠埃希氏菌，枸橼酸盐杆菌，产气杆菌，副大肠杆菌均能在远藤氏培养基上生长，但它们对乳糖的分解能力不同：前三者能分解乳糖，但分解能力有强有弱，大肠埃希氏菌分解能力最强，菌落呈紫红色带金属光泽；枸橼酸盐杆菌次之，菌落呈紫红或深红色；产气杆菌第三，菌落呈淡红色，副大肠杆菌不能分解乳糖，菌落无色透明。这样，这四种菌被鉴

15、别出来了。15. 如何判断某水样是否被粪便污染？答：如果水样中检测出有大肠杆菌群，则认为该水样被粪便污染。18. 营养物质逆浓度梯度进入细胞的方式有哪些？是如何进入？答：有主动运输和基团转运。主动运输是当微生物内所积累的营养物质的浓度高于细胞外的浓度时，营养物质就不能按浓度梯度扩散但细胞内，而是逆浓度梯度被“抽”进细胞内。这种逆浓度梯度积累营养物质的过程，叫主动运输。基团转位是由一种需要代谢能量的运输方式。通过基团转位进入细胞的物质有糖、嘌呤、嘧啶、乙酸等。第五章 微生物的生长繁殖与生存因子2什么叫灭菌？灭菌方法有哪几种？试述其优缺点。答：灭菌是通过超高温或其他的物理、化学因素将所有的微生物的

16、营养细胞和所有的芽孢或孢子全部杀死。灭菌的方法有干热灭菌法和湿热灭菌法。湿热灭菌法比干热灭菌法优越，因为湿热的穿透力和热传导都比干热的强，湿热时微生物吸收高温水分，菌体蛋白易凝固变性，所以灭菌效果好。3什么叫消毒？加热消毒的方法有哪几种？答：消毒是用物理、化学因素杀死致病菌，或是杀死所有微生物的营养细胞或一部分芽孢。方法有巴斯德消毒法和煮沸消毒法两种。7试述pH过高或过低对微生物的不良影响。用活性污泥法处理污（废）水时为什么要保持在pH6以上？答：(1) pH过低，会引起微生物体表面由带负电变为带正电，进而影响微生物对营养物的吸收。(2) 过高或者过低的pH还可影响培养基中的有机化合物的离子作

17、用，从而间接影响微生物。因为细菌表面带负电，非离子状态化合物比离子状态化合物更容易渗入细胞。(3) 酶只在最适宜的pH时才能发挥其最大活性，极端的pH使酶的活性降低，进而影响微生物细胞内的生物化学过程，甚至直接破坏微生物细胞。(4) 过高或者过低的pH均降低微生物对高温的抵抗能力。8. 在培养微生物过程中，什么原因使培养基pH下降？什么原因使pH上升？在生产中如何调节控制pH？答：微生物在培养基中分解葡萄糖，乳产生有机酸会引起培养基的pH下降，培养基变酸。微生物在含有蛋白质、蛋白胨及氨基酸等中性物质培养基中生长，这些物质可经微生物分解，产生NH和胺类等碱性物质，使培养基pH上升。在生产过程中，

18、处理城市生活污水、污泥中含有蛋白质，可不加缓冲性物质。如果不含蛋白质、氨等物质，处理前就要投加缓冲物质。缓冲物质有碳酸氢钠、碳酸钠、氢氧化钠、氢氧化铵及氨等。以碳酸氢钠最佳。霉菌和酵母菌对有机物具有较强的分解能力。pH较低的工业废水可用霉菌和酵母菌处理，不需要碱调节pH，可节省费用。9. 微生物对氧化还原电位要求如何？在培养微生物过程中氧化还原电位如何变化？有什么办法控制？答：各种微生物要求的氧化还原电位不同。一般好氧微生物要求的E为+300+400mV；E在+100mV以上，好氧微生物生长。兼性厌氧微生物在Eh为+100mV以上进行好氧呼吸，在Eh为+100mV一下时进行无氧呼吸。专性厌氧菌

19、要求Eh为-200-250mV，专性厌氧的产甲烷菌要求的Eh更低，为-300-400mV，最适为-330mV。在培养微生物的过程中，由于微生物繁殖消耗了大量氧气，分解有机物产生氢气，使得氢气还原电位降低，在微生物对数生长期降到最低点。氧化还原电位可用一些还原剂加以控制，使微生物体系中的氧化还原电位维持在低水平上。这类还原剂有抗坏血酸、硫二乙醇钠、二硫苏糖醇、谷胱甘肽、硫化氢及金属铁。12. 专性厌氧微生物为什么不需要氧？氧对专性厌氧微生物有什么不良影响？答：因为专性厌氧微生物一遇到氧就会死亡。在氧气存在时，专性厌氧微生物代谢产生的NADH2和O2反应生成H2O2和NAD，而专性厌氧微生物没有过

20、氧化氢酶，它将被生成的过氧化氢杀死。O2还可以产生游离O,由于专性厌氧微生物没有破坏O的超氧化物歧化酶而被O杀死。耐氧的厌氧微生物虽具有超氧化物歧化酶，能耐O2然而他们缺乏氧化氢酶，仍会被氧化氢杀死。第六章 微生物的遗传和变异1. 什么是微生物的遗传性和变异性？遗传和变异的物质基础是什么？如何得以证明？答：微生物将其生长发育所需要的营养类型和环境条件，以及对这些营养和外界条件产生的一定反应，或出现的一定性状传给后代，并相对稳定的一代一代传下去。这时微生物的遗传。微生物从它适应的环境迁移到不适应的环境后，微生物改变自己对营养和环境条件的要求，在新的生活条件下产生适应新环境的酶，从而适应新环境并良

21、好生长，这是遗传的变异。DNA是遗传和变异的物质基础。可以从格里菲斯经典的转化实验和大肠杆菌T2噬菌体感染大肠杆菌的实验得到证明。2. 微生物的遗传基因是什么？微生物的遗传信息是如何传递的？答：微生物的遗传基因是微生物体内储存传递信息的、有自我复制功能的单位。从分子遗传学的角度看，微生物的遗传信息是通过DNA将决定各种遗传性状的信息传递给子代的。3. 什么叫分子遗传学的中心法则？什么叫反向转录？答：DNA的复制和遗传信息传递的基本规则，称为分子遗传学的中心法则。只含RNA的病毒其遗传信息储存在RNA上，通过反转录酶的作用由RNA转录为DNA，这叫反向转录。4. DNA是如何复制的？何谓DNA的

22、变性和复性？答：DNA的自我复制大致如下：首先是DNA分子中的两条多核苷酸链之间的氢键断裂，彼此分开成两条单链；然后各自以原有的多核苷酸链上的碱基排列顺序，各自合成出一条新的互补的多核苷酸链。新合成额一条多核苷酸链和原有的多核苷酸链又以氢键连接成新的双螺旋结构。当天然双链DNA受热或其他因素的作用下，两条链之间的结合力被破坏而分开成单链DNA，即称为DNA的变性。变性的DNA溶液经适当处理后重新形成天然DNA的过程叫复性。5.微生物有几种RNA？它们各有什么作用？答：RNA有4种：tRNA，rRNA，mRNA，反义RNA。mRNA叫幸事RNA，作为多聚核苷酸的一级结构，其上带有指导氨基酸的信息

23、密码，它反义氨基酸，具传递遗传性的功能。tRNA叫转移RNA，其上有和mRNA互补的反密码子，能识别氨基酸及识别mRNA上的密码子，在tRNA-氨基酸合成酶的作用下传递氨基酸。反义RNA起调节作用。决定mRNA翻译合成速度。rRNA和蛋白质合成的核糖体为合成蛋白质的场所。由tRNA，rRNA，mRNA，反义RNA协作合成蛋白质。6. 微生物生长过程中蛋白质是如何合成的？细胞是如何分裂的？答：(1) DNA复制：首先，决定某种蛋白质分子结构的相应一段DNA链的自我复制。(2) 转录mRNA：转录是双链DNA分开，以它其中一条单链为模板遵循碱基配对的原则转录出一条mRNA。新转录的mDNA链的核苷

24、酸碱基的排列顺序与模板DNA链的核苷酸碱基排列顺序互补。转录后，mRNA的顺序又通过三联密码子的方式由tRNA翻译成相应的氨基酸排列顺序，产生具有不同生理特性的功能蛋白。(3) 翻译：翻译由tRNA完成，tRNA链上有反密码子与mRNA链上对氨基酸顺序编码的核苷酸碱基顺序互补。tRNA具有特定识别作用的两端：tRNA的一端识别特定的氨基酸，并与之暂时结合形成氨基酸-tRNA的结合分子。另一端上有三个核苷酸碱基顺序组成的反密码子。它识别mRNA上的互补的三联密码子，并与之暂时结合。(4) 蛋白质合成：通过两端的识别作用，把特定氨基酸转送到核糖体上，使不同的氨基酸按照mRNA上的碱基顺序连接起来，

25、在多肽合成酶的作用下合成多肽链，多肽链通过高度折叠形成特定的蛋白质结构，最终产生具有不同生理特性的功能蛋白。由于DNA复制和蛋白质合成而使两者成倍增加后的一个有秩序的过程，即微生物细胞的分裂。微生物将成倍增加的核物质和蛋白质均等地分配给两个子细胞，在细胞的中部合成横膈膜并逐渐内陷，最终将两个子细胞分开，细胞分裂完成。7. 微生物变异的实质是什么？微生物突变类型有几种？变异表现在哪些方面？答：微生物变异的实质是基因突变。突变的类型有自发突变和诱发突变。表现在个体形态的变异、菌落形态的变异、营养要求的变异、对温度，pH要求的变异，毒力的变异，抵抗能力的变异，生理生化特性的变异以及代谢途径产物的变异

26、等。8. 废水处理中变异现象有哪几方面？答：废水处理中变异现象有：有营养要求的变异；对温度，pH要求的变异；对毒物的耐毒能力的变异；个体形态和菌落形态的变异及代谢途径产物的变异等。9. 什么叫定向培育和驯化？答：定向培育是人为用某一特定环境长期处理某一微生物群体，同时不断将它们进行移种传代，以达到累积和选择合适的自发突变体的一种古老的育种方法。定向培育在环境工程中称为驯化。10. 试述紫外辐射杀菌的作用机理。答：紫外辐射的波长范围是200390nm，紫外辐射对微生物有致死作用是由于微生物细胞中的核酸、嘌呤、嘧啶、及蛋白质对紫外辐射有特别强的吸收能力。DNA和RNA对紫外辐射的吸收峰在260nm

27、处，蛋白质对紫外辐射的吸收峰在280nm处.紫外辐射能引起DNA链上两个邻近的胸腺嘧啶分子形成胸腺嘧啶二聚体，致使DNA不能复制，导致微生物死亡。11. DNA损伤修复有几种形式？各自如何修复？答：(1) 光复活和暗复活：一部分损伤的DNA在蓝色区域可见光处，尤其510nm波长的光照的条件下，DNA修复酶将损伤区域两端的磷酸酯键水解，切割受损的DNA，将新的核苷酸插入，由连接好形成正常的DNA，这叫光复活。受损伤的DNA也可能在黑暗时被修复成正常的DNA。这叫暗复活。(2) 切除修复：在有Mg和ATP存在的条件下，uvrABC核酸酶在同一条单链上的胸腺嘧啶二聚体两侧位置，将包括胸腺嘧啶二聚体内

28、的有1213个核苷酸额单链切下。通过DNA多聚酶的作用，释放出被切割的1213个核苷酸额单链。DNA连接酶缝合新合成的DNA片段和原有的DNA链之间的切割，完成修复。(3) 重组修复：受损伤的DNA先经复制，染色体交换，使子链上的空隙部分面对正常的单链，DNA多聚酶修复空隙部分成正常链。留在亲链上的胸腺嘧啶二聚体依靠切除修复过程去除掉。(4) sos修复：在DNA收到大范围重大损伤时诱导产生一种应急反应，使细胞内所有的修复酶增加合成量，提高酶活性。或诱导产生新的修复酶修复DNA受损伤的部分而成正常的DNA。(5) 适应性修复：细菌由于长期接触低剂量的诱变剂会产生修复蛋白（酶），修复DNA上因甲

29、基化而遭受的损伤。12. 何谓杂交、转化和转导？各自有什么实践意义？答：杂交是通过双亲细胞的融合，使整套染色体的基因重组，或者是通过双亲细胞的沟通，使部分染色体基因重组。杂交育种将固氮基因转移给不固氮的微生物使它们具有固氮能力，对农业生产和缺氮的工业废水生物处理是很有意义的。受体细胞直接吸收来自供体细胞的DNA片段，并把它整合到自己的基因组里，从而获得了供体细胞部分遗传性状的现象，称为转化。遗传和变异物质基础的经典实验是转化的突出例子。通过温和噬菌体的媒介作用，把供体细胞内特定的基因携带至受体细胞中，使后者获得前者部分遗传性状的现象，称为转导。13. 什么是质粒？在遗传工程中有什么作用？举例说

30、明。答：在原核微生物中，除有染色体外，还有令一种较小的，携带少量遗传基因的环状DNA分子叫质粒，也叫染色体外DNA。质粒可以用来培育优良菌种，在基因工程中常被用作基因转移的运载工具载体。例：(1) 多功能超级细菌的构建。(2) 解烷抗汞粒菌的构建。(3) 脱色工程菌的构建。(4) Q5T工程菌。14. 何谓基因工程？它的操作有几个步骤？答：基因工程是指基因水平上的遗传工程。是用人工的方法把所需要的某一供体生物的DNA提取出来，在离体的条件下用限制性内切酶将离体DNA切割成带有目的基因的DNA片段，每一段平均长度有几千个核苷酸，用DNA连接酶把它和质粒的DNA分子在体外连接成重组的DNA分子，然

31、后将重组体导入某一受体细胞中，以便外来的遗传物质在其中进行复制扩增和表达；而后进行重组体克隆筛选和鉴定；最后对外源基因表达产物进行分离提纯，从而获得新品种。它包括5个步骤：(1) 先从供体细胞中选择获取带有目的基因的DNA片段；(2) 将目的DNA的片段和质粒在体外重组；(3) 将重组体转入受体细胞；(4) 重组体克隆筛选和鉴定；(5) 外源基因表达产物的分离提纯。15. 什么叫PCR技术？有几个操作步骤？答：PCR技术称DNA多聚酶链式反应。是DNA体外扩增的技术。步骤：(1) 加热变性：将待扩增的DNA置于9495摄氏度的哥嫂问水浴中加热5分钟，使双键DNA解链为单链DNA，分开的两条单链

32、DNA作为扩增的模板。(2) 退火：将加热变性的单链DNA溶液的温度缓慢下降至55摄氏度后，在这过程中将引物DNA的碱基与单链模板DNA一端碱基互补配对。(3) 延伸：在退火过程中，当温度下降至72摄氏度时，在耐热性TaqDNA多聚酶、适应的pH和一定的离子强度下，寡核苷酸引物碱基和模板DNA结合延伸成双链DNA。经过3035次循环，扩增倍数达10，可将长达2kb的DNA由原来的1pg扩增到0.51g。若经过60次循环，DNA扩增倍数可达1010。16. 基因工程和PCR技术在环境工程中有何实践意义？举例说明。答：在环境保护方面利用基因工程获得了分解多种有毒物质的新型菌种。若采用这种多功能的超

33、级细菌可望提高废水生物处理的效果。并在废水生物处理模拟实验中也取得一些成果。PCR技术广泛运用于法医鉴定、医学检疫、环境监测等方面。第七章 微生物生态1. 什么叫生态系统？生态系统有什么功能？什么叫生态圈？什么叫生态平衡？答：生态系统是在一定时间和空间范围内由生物（包括动物、植物和微生物的个体、种群、群落）与它们的生境（包括光、水、土壤、空气及其他生物因子）通过能量流动和物质循环所组成的一个自然体。它的功能有生物生产、能量流动、物质循环和信息传递。生存在地球陆地以上和海面以下约10km之间的范围，包括岩石圈、土壤圈、水圈和大气圈内所有生物群落和人以及它们生存环境的总体，叫生态圈。即使有外来感染

34、，生态系统能通过自行调节的能力恢复到原来的稳定状态，这就是生态系统的平衡，即生态平衡。2. 为什么说土壤是微生物最好的天然培养基？土壤中有哪些微生物？答：因为土壤具有微生物所必需的营养和微生物生长繁殖及生命活动所需要额各种条件，所以说土壤是微生物最好的天然培养基。土壤中的微生物有细菌，放线菌，真菌，藻类，原生动物和微型动物。3. 什么叫土壤自净？土壤被污染后其微生物群落有什么变化？答：土壤对施入其中的一定负荷的有机物或有机污染物具有吸附和生物降解能力，通过各种物理、生化过程自动分解污染物使土壤恢复到原有水平的净化过程，称为土壤自净。土壤被污染后，土壤的微生物区系和数量发生改变，并诱导产生分解各

35、种污染物的微生物新品种。4. 土壤是如何被污染的？土壤污染有什么危害？答：土壤污染的主要来在含有有机毒物和重金属的污水和废水的农田灌溉；来自含有有机毒物和重金属的污、废水的土地处理；来自固体废物的堆放和填埋等的渗漏液；来自地下储油罐泄漏和以及农药喷洒。危害：(1) 有机、无机毒物过多滞留、积累在土壤中，改变了土壤的理化性质，使土壤盐碱化，板结。毒害植物和土壤微生物，破坏土壤生态平衡。(2) 土壤中的毒物被植物吸收、富集、浓缩，随食物链迁移，会转移到人体；或被雨水冲刷流入河流、湖泊或渗入地下水，进而造成水体污染。污染物又随水源进入人体，毒害人类。(3) 污水和废水中含有的各种病原微生物虽然有些在

36、土壤中不适应而死亡，但有些可在土壤中长时间存活，它们可以通过各种途径转移到水体，进而进而人体，引起人的疾病。5. 什么叫土壤生物修复？为什么要进行土壤修复？答：土壤生物修复是利用土壤中土壤中的天然微生物资源或人为投加目的菌株，甚至用构建的特异降解功能菌投加到各污染土壤中，将滞留的污染物快速降解和转化，使土壤恢复其天然功能。因为土壤受污染后会造成：(1) 有机、无机毒物过多滞留、积累在土壤中，改变了土壤的理化性质，使土壤盐碱化，板结。毒害植物和土壤微生物，破坏土壤生态平衡。(2) 土壤中的毒物被植物吸收、富集、浓缩，随食物链迁移，会转移到人体；或被雨水冲刷流入河流、湖泊或渗入地下水，进而造成水体

37、污染。污染物又随水源进入人体，毒害人类。3.污水和废水中含有的各种病原微生物虽然有些在土壤中不适应而死亡，但有些可在土壤中长时间存活，它们可以通过各种途径转移到水体，进而进而人体，引起人的疾病。所以要进行土壤修复。6. 土壤生物修复技术关键有哪些方面？答：土壤生物修复的技术的关键有四个方面：(1) 微生物物种；(2) 微生物营养：一般土壤微生物额碳氮比25：1, 污水好氧生物处理的BOD5：N：P=100：5：1；(3) 溶解氧；(4) 微生物的环境因子。7. 空气微生物有哪些来源？空气中有哪些微生物？答：空气中微生物的来源很多，尘土飞扬可将土壤微生物带至空中，小水滴飞溅将水中微生物带至空中，

38、人和动物身体的干燥脱落物，呼吸道口腔内含微生物的分泌物通过咳嗽、打喷嚏等方式飞溅到空气中。敞开的污水生物处理系统通过机器搅拌，鼓风曝气等可使污水中的微生物以气溶胶的形式飞溅到空气中。主要有芽孢杆菌、霉菌和放线菌的孢子、野生酵母菌、原生动物和微型后生动物的胞囊。8. 空气中有哪些致病微生物？以什么微生物为空气污染指示菌？答：空气中有白色葡萄球菌、金色葡萄球菌、绿脓杆菌、沙门氏菌、大肠杆菌、白喉杆菌、肺炎球菌及结核杆菌、病毒粒子、阿米巴胞囊、立克次氏体等。以绿色链球菌为空气污染指示菌。9. 水体中微生物有几方面来源？微生物在水体中的分布有什么样的规律？答：水体中微生物的来源有：水体中固有的微生物、

39、来自土壤的微生物、来自生产和生活的微生物、来自空气的微生物。据海面010m的深处因受阳光照射含菌量较少，浮游藻类较多。510m以下至2550m处的微生物数量较多，而且随海水深度的增加而增加，50m以下微生物的数量随海水深度增加而减少。10. 什么叫水体自净？可根据哪些指标判断水体自净程度？答：河流接纳了一定量的有机污染物后，在物理、化学和水生物等因素的综合作用后得到净化，水质恢复到污染前的水平和状态，叫做水体自净。判断水体自净程度的指标有P/H指数和氧浓度昼夜变化幅度和氧垂曲线。11. 水体污染的指标有哪几种？污化系统分为那几“带”？各“带”有什么特征？答：水体污染的指标有：BIP指数、细菌菌

40、落总数、总大肠菌群。多污带：多污带位于排污口之后的区段，水呈暗灰色，很浑浊，含有大量有机物，BOD高，溶解氧极低，为厌氧状态。-中污带：-中污带在多污带的下游，水为灰色，溶解氧少，为半厌氧状态，有机物量减少，BOD下降，水面上有泡沫和浮泥，有NH3、氨基酸及H2S，生物种类比多污带稍多。细菌数量较多。-中污带：-中污带在-中污带之后，有机物量较少，BOD和悬浮物含量低，溶解氧浓度升高，NH3和H2S含量减少，细菌数量减少，藻类大量繁殖，水生动物出现。寡污带：寡污带在-中污带之后，标志者河流自净过程已完成，有机物全部无机化，BOD和悬浮物含量极低，细菌极少，水的浑浊度低，溶解氧恢复到正常含量。1

41、2. 什么叫水体富营养化？评价水体富营养化的方法有几种？答：水体富营养化是指在人类活动的影响下，生物所需的氮、磷等营养物质大量进入湖泊、河口、海湾等缓流水体，引起藻类及其他浮游生物迅速繁殖，水体溶解氧量下降，水质恶化，鱼类及其他生物大量死亡的现象。评价方法有：观察蓝藻等指示生物，测定生物的现存量，测定原初生产力，测定透明度，测定氮磷等导致富营养化的物质。13. AGP是何意？如何测定AGP？答：AGP是藻类生产的潜在能力。把特定的藻类接种在天然水体或废水中，在一定的光照度和温度条件下培养，使藻类增长到稳定期为止，通过测干重或细胞数来测其增长量。将培养液用滤膜或高压蒸汽灭菌器除去SS和杂菌。取5

42、00ml置于L型培养管，接入羊角月牙藻，将培养管放在往复振荡器上，在20C，光照度为40006000lx条件下震荡培养720d后，取适量培养液用滤膜过滤，置于105C烘至衡重，称干重，计算一升藻类中的干重为该水样的AGP。第八章 微生物在环境物质循环中的作用1. 什么叫生态系统？生态系统有什么功能？什么叫生态圈？什么叫生态平衡？答：生态系统是在一定时间和空间范围内由生物（包括动物、植物和微生物的个体、种群、群落）与它们的生境（包括光、水、土壤、空气及其他生物因子）通过能量流动和物质循环所组成的一个自然体。它的功能有生物生产、能量流动、物质循环和信息传递。生存在地球陆地以上和海面以下约10km之

43、间的范围，包括岩石圈、土壤圈、水圈和大气圈内所有生物群落和人以及它们生存环境的总体，叫生态圈。即使有外来感染，生态系统能通过自行调节的能力恢复到原来的稳定状态，这就是生态系统的平衡，即生态平衡。2. 为什么说土壤是微生物最好的天然培养基？土壤中有哪些微生物？答：因为土壤具有微生物所必需的营养和微生物生长繁殖及生命活动所需要额各种条件，所以说土壤是微生物最好的天然培养基。土壤中的微生物有细菌，放线菌，真菌，藻类，原生动物和微型动物。3. 什么叫土壤自净？土壤被污染后其微生物群落有什么变化？答：土壤对施入其中的一定负荷的有机物或有机污染物具有吸附和生物降解能力，通过各种物理、生化过程自动分解污染物

44、使土壤恢复到原有水平的净化过程，称为土壤自净。土壤被污染后，土壤的微生物区系和数量发生改变，并诱导产生分解各种污染物的微生物新品种。4. 空气中微生物的分布数量与什么因素有关？空气中有哪些微生物？又有哪些致病微生物？答：室外空气中的微生物数量和环境卫生状况、环境绿化程度有关。室内的与人员密度、空气流通程度。室内卫生状况有关。空气中主要有芽孢杆菌、霉菌和放线菌的孢子、野生酵母菌、原生动物和微型后生动物的胞囊。空气中有白色葡萄球菌、金色葡萄球菌、绿脓杆菌、沙门氏菌、大肠杆菌、白喉杆菌、肺炎球菌及结核杆菌、病毒粒子、阿米巴胞囊、立克次氏体等致病微生物。5. 水体中微生物分布有什么样的规律？答：据水面

45、010m的深处因受阳光照射含菌量较少，浮游藻类较多。510m以下至2550m处的微生物数量较多，而且随水深度的增加而增加，50m以下微生物的数量随水深度增加而减少。6. 什么叫水体自净？可根据哪些指标判断水体自净程度？答：河流接纳了一定量的有机污染物后，在物理、化学和水生物等因素的综合作用后得到净化，水质恢复到污染前的水平和状态，叫做水体自净。判断水体自净程度的指标有P/H指数和氧浓度昼夜变化幅度和氧垂曲线。7. 污化系统分为那几“带”？各“带”有什么特征？答：多污带：多污带位于排污口之后的区段，水呈暗灰色，很浑浊，含有大量有机物，BOD高，溶解氧极低，为厌氧状态。-中污带：-中污带在多污带的

46、下游，水为灰色，溶解氧少，为半厌氧状态，有机物量减少，BOD下降，水面上有泡沫和浮泥，有NH、氨基酸及HS，生物种类比多污带稍多。细菌数量较多。-中污带：-中污带在-中污带之后，有机物量较少，BOD和悬浮物含量低，溶解氧浓度升高，NH3和H2S含量减少，细菌数量减少，藻类大量繁殖，水生动物出现。寡污带：寡污带在-中污带之后，标志者河流自净过程已完成，有机物全部无机化，BOD和悬浮物含量极低，细菌极少，水的浑浊度低，溶解氧恢复到正常含量。8. 水体污染的指标有哪几种？什么叫水体富营养化？答：水体污染的指标有：BIP指数、细菌菌落总数、总大肠菌群。水体富营养化是指在人类活动的影响下，生物所需的氮、

47、磷等营养物质大量进入湖泊、河口、海湾等缓流水体，引起藻类及其他浮游生物迅速繁殖，水体溶解氧量下降，水质恶化，鱼类及其他生物大量死亡的现象。9. 在环境工程中有哪些人工生态体系？答：活性污泥和生物膜是环境工程中的人工生态体系。10. 活性污泥是什么？活性污泥有哪些微生物群落？答：活性污泥是由多种多样的好氧微生物和兼性厌氧微生物与污（废）水中有机的和无机固体物混凝交织在一起，形成的絮状体或称绒粒。微生物群落有酵母菌、霉菌、放线菌、藻类、原生动物和某些微型后生动物。11.生物膜是什么？生物膜有哪些微生物群落？答：生物膜是由多种多样的好氧微生物和兼性厌氧微生物粘附在生物滤池滤料上或粘附在生物转盘盘片上

48、的一层带粘性、薄膜状的微生物混合群体。微生物群落有浮游球衣菌、藻类、固着性纤毛虫、游泳性纤毛虫、轮虫、线虫、寡毛类的沙蚕等。12. 菌胶团和原生动物在污水生物处理和水体自净过程中各起什么作用？答：菌胶团：有很强的生物吸附能力和氧化分解有机物的能力。为原生动物和微型后生动物提供了良好的生存环境。具有指示作用：可以衡量活性污泥的性能。原生动物：有指示作用、净化作用、促进絮凝和沉淀的作用。13. 详述纤维素的好氧和厌氧分解过程。有哪些微生物和酶参与?答：纤维素好氧分解：纤维素在纤维素酶的作用下分解为纤维二糖，在纤维二糖酶的作用下分解为葡萄糖，再进入三羧酸循环成为ATP、水、二氧化碳。微生物与酶：粘细

49、菌、镰状纤维菌、纤维弧菌。纤维素酶、纤维二糖酶、氧化酶、脱氢酶、脱羧酶细胞色素氧化酶。厌氧分解：厌氧发酵成为葡萄糖，葡萄糖经丙酮丁醇发酵成为：丙酮、丁醇、乙酸、水、二氧化碳。葡萄糖经丁酸发酵，生成丁酸、乙酸、水、二氧化碳。微生物：产纤维二糖芽孢梭菌、无芽孢厌氧分解菌、嗜热纤维芽孢梭菌。14.详述淀粉的好氧和厌氧分解过程。有哪些微生物和酶参与?答：在好氧条件下，淀粉水解成葡萄糖，进而发酵成丙酮酸，经三羧酸循环完全氧化成水、二氧化碳。在厌氧条件下。淀粉经乙醇发酵，生成乙醇和二氧化碳。在专性厌氧菌的作用下葡萄糖经丙酮丁醇发酵成为：丙酮、丁醇、乙酸、水、二氧化碳。葡萄糖经丁酸发酵，生成丁酸、乙酸、水、

50、二氧化碳。微生物和酶：好氧条件下：枯草芽孢杆菌、根酶、曲霉、-淀粉酶、脱支酶。厌氧条件下：丙酮丁醇梭状芽孢杆菌、丁醇梭状芽孢杆菌、丁酸梭状芽孢杆菌、-淀粉酶、葡萄淀粉酶。15. 脂肪酸是如何进行-氧化的？其能量如何平衡？答：脂肪酸先是被脂酰硫激活酶激活，然后、碳原子上脱氢、加水、脱氢、再加水，最后在、碳位之间的碳链断裂，生成1mol乙酰辅酶A和碳链较原来少两个碳原子的脂肪酸。乙酰辅酶A经三羧酸循环完全氧化成水、二氧化碳。剩下的碳链较原来少两个碳原子的脂肪酸可重复一次-氧化，以至完全形成乙酰辅酶A而告终。第一次-氧化可以得到16molATP，其后的每次可以得到17molATP。16.复杂有机物的

51、沼气发酵三阶段理论内容是什么？甲烷可通过哪些途径形成？答：第一阶段：水解酸化阶段，微生物为水解和发酵细菌，包括纤维素分解菌、碳水化合物分解菌、蛋白质分解菌，为专性、兼性厌养菌，分解产物为简单小分子的单糖、氨基酸、脂肪酸、甘油及CO2、H2等。第二阶段：产氢产乙酸阶段，微生物为产氢产乙酸菌（为专性、兼性厌养菌），分解产物为乙酸、丙酸、甲酸、乙醇、丙醇和CO2、H2等。第三阶段：产甲烷阶段，微生物为二组生理作用不同的产甲烷菌，为绝对厌养菌，包括甲烷杆菌、球菌、八叠球菌等。其中一组把氢和CO2转化为甲烷和水；另一组使乙酸脱羧产生甲烷和CO2。形成途径：由酸和醇的甲基生成；由醇的氧化使二氧化碳还原形成

52、；脂肪酸有时用水做还原剂或供氢体产生；利用氢使二氧化碳还原；在氧和睡存在时，巴氏甲烷八叠球菌与甲酸甲烷杆菌能将一氧化碳还原成甲烷。17. 何谓氨化作用、硝化作用、反硝化作用、固氮作用？它们各由哪些微生物起作用？答：氨化作用：有机氮化合物在氨化微生物的脱氨基作用下产生氨。微生物：梭状芽孢杆菌。硝化作用：氨基酸脱下的氨，在有氧条件下，经亚硝酸细菌和亚硝酸细菌的作用转化为硝酸。微生物：亚硝酸单胞菌属、亚硝酸球菌属、亚硝酸螺菌属、亚硝酸叶菌属、亚硝酸弧菌属、硝化杆菌属、硝化杆球属。反硝化作用：兼性厌氧的硝酸盐还原细菌将硝酸盐还原成氮气。微生物：施式假单胞菌，脱氮假单胞菌，荧光假单胞菌，紫色杆菌，脱氮色杆菌。固氮作用：在固氮微生物的固氮没催化作用下，把分子氮转化为氨，进而合成有机氮化合物。微生物：根瘤菌、园褐固氮菌、黄色固氮菌、拜叶林克氏菌属、万氏固氮菌。18. 什么叫硫化作用？参与硫化作用有哪些微生物？答：硫化作用：在有氧条件下，通过硫细菌的作用将硫化氢氧化为元素硫，再进而氧化成硫酸。参与的微生物：硫化细菌、硫磺细菌。19. 什么叫硫酸盐还原作用？它有什么危害？答：硫酸盐还原作用：土壤淹水、河流、湖泊等水体处于缺氧状态时，硫酸盐，亚硫酸盐、硫代硫酸盐和次亚硫酸盐在微生物还原作用下形成硫化氢。在混凝土排水管和铸铁排水管中，