湖南大学环境工程考研微生物常考资料

1、绪论生物五界分类系统：原核生物界，原生生物界，真菌界，动物界，植物界微生物按细胞结构的有或无分非细胞结构微生物以及细胞结构微生物。按细胞核膜，细胞器及有丝分裂等有或无分为原核微生物和真核微生物微生物特点：个体极小，分布广，种类繁多，易变异。原核微生物：核很原始，发育不全，只是DNA链高度折叠形成一个核区，没有核膜，核质裸露与细胞质没有明显界限叫做拟核真核微生物：有发育完好的的细胞核，核内有核仁和染色质。病毒1病毒的形态和结构形态：动物病毒形态有球形卵圆形，砖形等。植物病毒有杆状丝状球转，噬菌体形态有蝌蚪状和丝状结构：化学组成，蛋白质和核酸 结构组成，蛋白质衣壳和核酸内芯蛋白质功能：保护病毒使其

2、免受环境因素的影响核酸功能：决定病毒遗传变异和对敏感宿主细胞的感染力1病毒的繁殖：吸附，侵入，复制，聚集，释放3病毒培养方法：(1)动物病毒：动物接种，鸡胚接种和组织培养技术 噬菌体分离培养：用双城琼脂培养(2)在液体培养基上培养特征：浑浊的细菌悬液变成透明的裂解溶液在固体培养基上培养特征：噬菌斑4病毒对物理化学因素的抵抗力物理因素：温度，光，干燥。高温使得病毒核酸和蛋白质受损伤，高温蛋白质的灭火比核酸的灭火快化学因素：体内灭火有抗体和干扰素 体外灭火：化学物质，酚对蛋白质衣壳破坏，甲醛对核酸破坏，病毒对高PH敏感对酸性不敏感第二原核微生物一 细菌的个体形态大小细胞结构和物理化学性质形态：球转

3、，杆状，螺旋状，丝状。球菌有分为单球菌，双球菌四连球菌，八个球菌垒叠在一起。杆菌有分为单杆，双杆，链杆菌大小：球0.52.0um 杆0.51.0um*（15）um螺旋菌0.251.7）um*260）um 刚分裂的细菌小，随着发育逐渐变大，老龄菌变小结构 ：细胞壁，细胞质膜，细胞质及其内内含物细胞核物质特殊结构：芽孢，鞭毛，荚膜，粘液层 ，菌胶团，衣鞘和光合作用层片1细胞壁：是包围在细菌体表面外层，具有坚韧而有弹性的薄膜它约占菌体的10%25% 革兰氏阳性菌：细胞壁厚厚度2080nm，结构较简单含肽聚糖，磷壁酸，少量蛋白质和脂肪革兰氏阴性菌 ：细胞壁薄，厚度为10nm，其结构较复杂分外壁层和内壁

4、层，外壁层又分为三层最外层是脂多糖中间磷脂层，内层脂蛋白。内壁层含有肽聚糖，不含磷酸壁 。革兰氏阳性菌：大量肽聚糖，独含磷壁酸，不含脂多糖 少量肽聚糖，独含脂多糖，不含磷壁酸 功能：a保护原生质体免受渗透压引起破裂作用B维持细菌的细胞作用形态C细胞壁是多孔结构分子筛，阻挡某些分子进入和保留蛋白质间体D细胞壁为鞭毛提供支点，使鞭毛运动。2原生质体（1）细胞质膜及其化学组成：细胞质膜是紧贴在细胞壁内侧而包围细胞质的一层柔软而富有弹性薄膜，含有60%70%蛋白质 30%到40%的脂类和2%的多糖结构：，由上下两层致密的着色曾，中间夹一个不着色层组成，不着色层有正负电荷，有极性的磷脂双子层组成，是两性

5、分子功能a维持渗透压的梯度和溶质转移 b细胞质膜上含有细胞壁和形成横隔膜组成的酶故在膜上的外表面合成细胞壁 c膜内隔形成中间体含有细胞色素参与呼吸作用 d细胞质膜上有琥珀酸脱氢酶NADH脱氢酶细胞色素脱氢酶，电子传递系统氧化磷酸化酶及腺苷三磷酸酶在细胞质膜上进行物质代谢和能量代谢 f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(2)细胞质及内含物 细胞质是细胞质膜以内，除和物质以外的无色透明，粘稠的复杂胶体亦称为原生质。有蛋白质、核酸、多糖、脂类无机盐和水组成课通过染色均匀与否判断细菌生长阶段 内含物：a核糖体：原核微生物核糖体是分散在细胞质中的亚微颗粒是合成蛋白质部位，由核糖核酸和蛋

6、白质组成，RNA60%蛋白质40%b内含颗粒细菌生长到成熟阶段，因营养过程（缺氧，碳源和能源过剩）形成一些贮藏颗粒；异染粒PHB，硫粒，淀粉粒，肝糖粒c拟核：细胞因没有核膜和核仁故称原始核或拟核，亦称细菌染色体。，拟核携带细菌全部遗传信息，功能是决定遗传性状和传递遗传信息的重要遗产物质。3荚膜 一些细菌在其细胞表面分泌一种粘性物质，把细胞壁完全包围封住，这层粘性物质叫做荚膜。 化学结构：含水率 90%98%，有的细菌荚膜含多糖，有的荚膜含脂类或脂类蛋白复杂体，荚膜很难着色。功能：a具有荚膜的s-型肺炎链球菌毒力强有助于肺炎链球菌侵染人体 bj荚膜保护致病菌免受宿主吞噬细胞吞噬，保护细菌免受干燥

7、影响 c废水生物处理中细菌荚膜在生物吸附作用，将废水中有机物，无机物胶体吸附存在细菌体表面上。4粘液层有些细菌不产荚膜，其细胞表面仍可分泌粘性的多糖，疏松地附着在细菌细胞壁表面与外界没有明显边缘这叫粘液层功能：在废水生物处理过程中生物吸附作用，在曝气池因曝气搅动和水的冲击力容易把细菌粘液冲刷入水中，以增加水中有机物，它可能被其他微生物利用5菌胶团 有些细菌由于其遗传特性决定，细菌之间按一定排列方式互相粘集在一起，被一个公共荚膜包围起来形成一定细菌集团，叫做菌胶团6衣鞘 水生环境中多数丝状菌有衣鞘，如球衣菌属，纤发菌属，发硫菌属、亮发菌属、泉发菌属等丝状菌体表面饿粘液层和荚膜硬质化，形成一个透明

8、坚韧的空壳，叫做衣鞘7芽孢 某些细菌在它的生长史的某个阶段或某些细菌在他遇到外界不良环境时在其细胞内形成一个内生孢子叫做芽孢 特点：a芽孢含水率低 38%40% b芽孢壁厚而致密分三层。外层是芽孢外壳为蛋白质性质，中层为皮层有肽聚糖组成，含大量2.6吡啶二羧酸，内层孢子层有肽聚糖构成包围芽孢细胞质和核质。 C芽孢中的2.6吡啶二羧酸（DPA）含量高为芽孢干重5%15%芽孢在形成过程中2.6吡啶二羧酸既合成，芽孢具有耐热性，芽孢萌发形成营养细胞时。2.6吡啶二羧酸消失，耐热性丧失。 d含耐热性酶。8鞭毛 由细胞质膜上的鞭毛基粒长出穿过细胞壁伸向体外的一条纤细的波浪状的丝状物叫做鞭毛 具有鞭毛的细

9、菌都能运动，不具有鞭毛的细菌不能运动。9细菌物理化学性质细菌表面总是带负电荷 染色方法：简单染色法和复合染色法二 古菌的特点及分类特点：a形态：古菌细胞很薄，扁平，有精确地方角和垂直的边沟成直角几何形态 b细胞壁不含有二氨基庚二酸和胞壁酸 c代谢 d严格厌氧兼性厌氧（有专性好氧 f繁殖速度较慢进化速度也慢 g生活习性：极端环境分类：产甲烷菌 嗜热嗜酸菌 极端嗜盐菌三放线菌形态及菌落特征，生活史 形态：营养菌丝、气生菌丝、孢子丝菌落：由一个分生孢子或一段营养菌丝过长繁殖引起许多菌丝互相缠绕而成，质地紧密表面呈戎状或密实干燥多皱。生活史：包括分生孢子的萌发，菌丝的生长，发育及繁殖 放线菌通过分生孢

10、子或孢囊孢子繁殖的，也可以一段营养菌丝繁殖四 蓝细菌结构及类别结构：细胞结构简单，只有原始核，没有核膜和核仁，只有染色质，只有叶绿素，没有叶绿体分类：色球藻纲和藻殖段纲第三章真核微生物真核微生物包括真核原生生物界的原生动物，藻类，真菌界的霉菌、酵母菌及伞菌，还包过动物界的微型后生动物、如轮虫线虫，甲壳纲寡毛纲等微小动物第一节原生动物一原生动物是动物界最原始，最低等结构最简单的单细胞动物二分类：鞭毛纲：具有一根或多根鞭毛，如眼虫，多数鞭毛虫是个体自由生活，也有群体，鞭毛纲的营养类型兼有全动性营养、植物性营养和腐生性营养。鞭毛虫大小从几毫米到几十毫米。 肉足虫：机体表面仅有细胞质形成的一层薄膜，没

11、有胞口和胞咽等结构，他梦形体小、无色透明、大多数没有固定形态由体内细胞质不定方向的流动而呈千姿百态，并形成伪足作为运动和摄食的细胞器 纤毛纲：有游泳行和固着型，它们是以纤毛作为运动和摄食的细胞器 孢子纲：第二节微型后生动物一轮虫：担轮动物们轮虫纲的微小动物 特征：形态微小，长度44000un，多数在500un以上身体 为长形，分头部、躯干和尾部是水体寡污带和污水生物处理效果好指示生物二线虫：线形纲 长形，形体微小，多在1mm一下 营养类型：腐食性，植食性，肉食性有好养金额兼性厌氧是污水净化程度差得指示生物三藻类特征：形体小细胞结构简单，没有核膜没有特异化和细胞器根据藻类的光和色素的种类，个体的

12、形态，细胞结构，生殖方式和生活史分为10们繁殖方式：有性和无性四 酵母菌形态有卵圆形、圆形、圆柱形或假丝状结构：细胞壁、细胞质膜。细胞核、细胞质和内含物繁殖：有性和无性（出芽生殖和裂殖）培养特征：固定培养基上培养一段时间，表面湿润而光滑，颜色有白色和红色，时间就后转干燥，呈皱褶状液体培养基上形成薄膜五霉菌形态：由分支和不分支，营养菌丝和气生菌丝结构：同酵母菌一样繁殖：有性孢子和无性孢子培养特征：霉菌的菌落呈现圆形绒毛状，絮状或蜘蛛网状。比其他微生物菌落大，长得很快课蔓延指整个平板。不同霉菌的孢子有不同形状、结构和颜色。可使各种霉菌菌落呈现不同结构和色泽，水溶性色素课溶于培养基中使菌落背面呈现颜

13、色。菌落疏松，与培养基结合不紧，用接种环很易挑去常见霉菌第四章微生物的生理一微生物酶1酶：是动物植物及微生物等生物体内合成的催化生物化学反应的，并传递电子原子，化学基团的作用2辅酶：起传递电子化学基团的作用3酶的活性中心：是指酶蛋白质子中与底物结合，并来催化作用的小部分氨基酸微区4酶的催化特性：a酶积极参与生物化学反应，加速反应速速，缩短反应到达平衡时间，但不能改变反应平衡点：b专一性c条件温和d对环境条件极其敏感e催化效率极高5米氏公式:：酶促反应速度的方程式二微生物的营养1主要营养类型：水碳素营养源，氮素营养源、无机盐及生长因子2营养类型：无机营养微生物，又分为光能营养微生物、化能营养微生

14、物 有机营养微生物，光能异养微生物，化能异养微生物四 培养基组成物分类a无机化合物配制而成b用天然有机物配制而成 c复合培养基物理分类：液体培养基 固体培养基、半固体培养基目的和性质分：基础培养基 选择培养基 鉴别培养基五 营养运输单纯扩散促进扩散主动运输基因转位六 微生物呼吸类型发酵：在无外在电子受体时，微生物氧化一些有机物。有机物仅发生部分氧化，以它的中间代谢产物（分子内的低分子有机物）为最终受体，释放少量能量，其余的能量保留在最终产物中好氧呼吸：当存在外在的最终电子受体分子氧o2时，底物可全部被氧化成二氧化碳和水并产生ATP，这种有外在最终电子受体（O2）存在时对能量的氧化称为好氧呼吸无

15、氧呼吸：在电子传递体系中，氧化NADPH2时的最终电子受体不是氧气而是氧气之外的无机化合物六合成代谢产甲烷菌的合成代谢：产甲烷菌利用C1和C2有机物产生CO2和CH4，利用其中间代谢产物和能量物质ATP合成蛋白质、多糖。脂肪和核酸等物质植物性光和作用：都是领用二氧化碳和水合成有机物，构成自身细胞物质有机光合细菌的关和作用，它们以光为能源，以有机物为供氢体还原二氧化碳，合成有机物。异养微生物的合成代谢：异养微生物利用现成的有机物做碳源和能源，经各种酶的催化作用分解大分子有机物为小分子中间产物，利用部分中间代谢产物及分解代谢中产生的ATP合成自身细胞的各种成分。第四章 微生物的生理一微生物的生长周

16、期停滞期对数期静止期衰亡期二细胞生长曲线：以细菌个体或细菌数对数或细菌的干重为纵坐标，以培养时间为横坐标，连接坐标系上各点成一条曲线。三微生物生长量的测定方法测定总数方法测定活细菌数计算生长量四灭菌方法：干热灭菌法和湿热灭菌法灭菌：是通过超高温或其他的物理、化学因素将所有微生物的营养细胞和所有的芽孢或孢子全部杀死消毒：是用物理化学因素杀死致病菌，或者是杀死所有微生物的营养或一部分芽孢消毒的方法：巴斯德消毒法和族、煮沸消毒法五细菌。、放线菌和真菌对PH的不同要求细菌：最适于PH6.57.5 范围410 要求中性和偏碱性放线菌：7.5到8 中性和偏碱性酵母菌和霉菌 36 有的56 酸性或偏碱性六

17、好氧微生物：有氧存在条件下才能生存氧对好氧微生物作用：作为微生物好氧呼吸最终电子受体，参与醇类的不饱和脂肪酸的生物合成 兼性厌氧微生物：既能再无氧条件下生存，有可在有氧条件在生存厌氧微生物：绝对无氧下才能生存，专心厌氧微生物不均有过氧化氢酶和超氧化物歧化酶耐氧厌氧微生物没有过氧化氢酶七 紫外线，化学物质及其他因素的杀菌，抑菌作用1紫外线杀菌：波长200390nm，260最佳 引起DNA上胸腺嘧啶形成二聚体使得DNA不能复制2超声波杀菌:超声波作用是使得细胞内含物收到强烈振荡胶体发生絮凝沉淀，凝胶液化或乳化从而失去活性3重金属杀菌：与酶-SH基结合，使酶失活。与菌体蛋白结合使之变性或沉淀4极端温

18、度：破坏生物体机体基本组成物蛋白质5极端PH6干燥7若干有机物：醇 醛 酚有机物使得蛋白质变性，是常用的杀菌剂七微生物与微生物之间关系竞争关系 原始合作关系 共生关系 偏害关系 捕食关系 寄生关系第六章微生物的遗传和变异一1遗传和变异物质基础 DNA 脱氧核糖核酸2DNA复制机理：DNA分子中的两条核苷酸之间的氢键断开，彼此分成两条单链，然后各自以原有的多核苷酸为模板，根据碱基配对的原则吸收细胞中的核苷酸，按照原有链上的碱基排练顺序，各自合成由一条新的互补的多核苷酸，新合成的一条多核苷酸链和原有的多核苷酸链又以氢键连接成双螺旋结构3基因突变：微生物的DAN被某种因素引起碱基的缺失置换或插入改变

19、了基因内部原有的排列顺序从而引起其后代表现型突变4 定向培育：人为用某一特定环境条件长期处理某一微生物群体，同时不断将它们移种传化，以达到累积和选择合适的自发突变体的一种古老的的育种方法。5 驯化：在工业废水生物处理中，用含有某些污染物的工业废水筛选、培育来自处理其他废水的菌种，使它们适应这种工业废水并有高效降解其中污染物能力饿方法叫驯化二基因重组的三种技术途径杂交转化转导三基因工程：是指基因水平上的遗传工程，又叫做基因剪接或核算体外重组四遗传工程技术在环境保护中应用1质粒育种：质粒被用作基因转移的运载工具第七章微生物生态一生态系统：在一定时间和空间范围内生物（动物、植物、微生物个体种群群落）

20、与它们生活环境（包括光、水、土壤、空气及其他生物因子）通过一能量流动和物质循环组成一个自然体二土壤的生态条件：营养 PH 渗透压 氧气和水 温度 保护层空气空气的生态条件：空气有较强的紫外线辐射，具有较干燥温度变化大缺乏营养等特点水体微生物生态：天然水体和人工水体a水体自净氧浓度昼夜变化幅度和氧垂曲线：水体富营养化：第八章微生物在环境物质循环的作用一碳循环二氮循环：有机氮化合物，无机化氮合物（氨氮和硝酸氮）氨化作用 硝化作用 反硝化作用 及固氮作用三硫循环：自然界硫的三态：元素硫，无机硫化物 含硫有机化合物定义：在水生环境中，硫酸盐的来源或是化学作用产生，或来自废水，或是硫细菌氧化硫或硫化氢产

21、生。硫酸盐被植物，藻类吸收后转化为含硫有机化合物，如含SH基的蛋白质，在厌氧条件下进行腐败作用产生硫化氢，硫化氢被无色硫细菌氧化为硫，并进一步氧化为硫酸盐，硫酸盐在厌氧条件下，被硫酸盐还原菌还原为硫化氢，硫化氢又能被光合细菌用作供氢体，氧化为硫或硫酸盐硫化作用，反硫化作用第九章水环境污染物控制与治理生态工程及微生物的原理一活性污泥：二好养生物膜生物膜：是有多种多样的好氧微生物和兼性微生物站提附生物滤池滤料或粘附在生物转盘片上的一层带粘性，薄膜状的微生物混合群体。三污泥膨胀成因：有环境因素和微生物因素，主导因素是丝状微生物过度生长环境因素促进丝状微生物的过度生长。四活性污泥对策控制溶解氧 控制有机负荷 改革工艺五光合细菌处理废水的方法：BOD5mg|/l以上 只能利用脂肪酸等低等分子化合物第十章污废水深度处理和微污染源水脱氮