微生物整理 (1)

1、第一章：1.微生物的概念；指所有形体微小、结构较为简单，一般须借助光学显微镜甚至电子显微镜才能观察到的低等生物的统称。包括病毒（不具细胞结构）、原核生物（如细菌和蓝藻等）、真菌（如酵母菌和霉菌等）、单细胞藻类（衣藻、硅藻等）以及原生动物（如草履虫、肉足虫和太阳虫等）和后生动物（轮虫、线虫甚至蛔虫等）等。2.微生物的特点；（1）结构简单，个体微小（2）分布广泛，种类繁多（3）繁殖速度快，代谢强度高。微生物具有在适宜条件下高速度繁殖的特性。尤其是细菌，繁殖速度更是惊人。（4）适应能力强，易于培养（5）易变异微生物具有很高的代谢强度，是由于微生物体积小，与高等生物相比表面积十分巨大，从而使它们能快速

2、地和周围环境进行物质交换的缘故 3. 概述微生物在环境污染控制中的作用。微生物的分类（六界说）4生物的命名（填空）生物的命名均采用国际统一的命名法则，即“双名法”。一个物种的名称由两个部分组成，即属名和种名，属名在前，种名在后；用拉丁文字，斜体，属名用名词，首字母大写；种名用形容词表示，字首字母小写，为微生物的色素、形状、来源、病名或科学家的姓名等。属名+种名：金黄色葡萄球菌：Stapylococcus，aures 巴斯德酵母： Saccharomyces ，pastori破伤风梭菌 Clostridium，tetani产乙醇杆菌 B49 Ethanoligenens，hit B49第二章：原

3、核微生物1原核微生物与真核微生物的主要区别（1）原核微生物：凡是细胞核发育不完全，仅有一个核物质高度集中的核区(叫拟核结构)，不具核膜，核物质裸露，与细胞质没有明显的界限，没有分化的特异细胞器，只有膜体系的不规则泡沫结构，不进行有丝分裂的细胞称为原核细胞，由原核细胞构成的微生物称为原核微生物。（2）真核微生物：凡是具有发育完好的细胞核，有核膜（使细胞核与细胞质具有明显的界限），有高度分化的特异细胞器（如线粒体、叶绿体、高尔基体等），进行有丝分裂的细胞称为真核细胞，由真核细胞构成的微生物称真核微生物。2细菌的形态和大小形态：细菌个体均为单细胞生物，其基本形态有三种：球状、杆状和螺旋状，分别称为球

4、菌、杆菌和螺旋菌(包括弧菌)。此外，一些细菌具有较为特殊的形态，如分叉、具柄、具附器等。大小：细菌一般都很小，以微米（m）作为度量单位（长度、宽度或直径）。球菌：细胞其大小以细胞直径来表示，一般为0.51.0 m。杆菌：细胞其大小以宽度和长度表示。杆菌的宽度一般为0.52.0 m，长度为宽度的一倍或几倍。螺旋菌：宽度常在0.55.0 m，长度差异很大，约在515 m3什么是细菌细胞的基本结构和特殊结构?4细菌细胞各部分结构的化学组成和生理功能?（1）细胞壁组成：肽聚糖、脂类和蛋白质。根据细胞壁成分和结构的不同，将细菌分为革兰氏阳性(简称G+)细菌和革兰氏阴性(简称G-)细菌。功能：细胞壁具有保

5、护细胞免受机械性或渗透压的破坏，维持细胞外形的功能；细胞壁的化学组成，使之具有一定的抗原性、致病性以及对噬菌体的敏感性；细胞壁为鞭毛提供支点，支撑鞭毛的运动；细胞壁具有多孔性，具有一定的屏障作用，允许水及一些化学物质通过，但对大分子物质有阻拦作用。（2）细胞膜（又称原生质膜）：组成：脂类(20%30%)和蛋白质(60%70%)，还有少量糖蛋白、糖脂(约2%)和微量核酸。功能：起渗透屏障作用并进行物质运输；参与细胞壁的生物合成；参与能量的产生；参与细胞繁殖中的DNA分离过程；与细胞的运动有关，细菌鞭毛和纤毛着生在细胞膜上。（3）细胞质，含水量约80，其它主要成分有蛋白质、核酸、脂类、少量的糖类和

6、无机盐类。（4）核糖体由65%的核糖核酸(RNA)和35%的蛋白质组成，分散存在于细菌细胞质中。核糖体是合成蛋白质的部位。(5) 间体(mesosome)是一种由细胞膜内褶而形成的囊状结构，其中充满着层状或管状的泡囊。多见于革兰氏阳性菌。与酶的分泌、DNA的复制与分配以及细胞分裂有关。5革兰氏染色的主要过程和机理。过程：先用碱性染料结晶紫染色，再加碘液媒染，然后用酒精脱色，最后以沙黄或蕃红复染。由于不同种类细菌的细胞壁组成和结构不同，而被染成紫色或红色。凡是能够固定结晶紫与碘的复合物而不被酒精脱色者，仍呈紫色，称为革兰氏阳性(G+)细菌；凡能被酒精脱色，经复染着色，菌体呈红色，称为革兰氏阴性(

7、G-)细菌机理：（1）与细菌等电点的关系：G+细菌等电点（pH2-3）比G-细菌（4-5）低，与草酸铵结晶紫结合更牢固，形成的草酸铵结晶紫、碘-碘化钾复合物不容易被乙醇提取，菌体呈紫色。（2） 与细胞壁的结构和组成的关系：在染色过程中，细胞内形成了深紫色的结晶紫-碘的复合物。由于G+细菌细胞壁较厚，特别是肽聚糖含量较高，网格结构紧密，脂类含量又低，当被酒精脱色时，引起了细胞壁肽聚糖层网状结构孔径缩小以至关闭，从而阻止了不溶性。6什么是菌胶团?其功能有哪些?多个菌体外面的荚膜物质互相融合，连为一体，组成共同的荚膜，菌体包埋其中，即成为菌胶团。菌胶团吸附物(物质、其他微生物)=活性污泥功能：菌胶团

8、是活性污泥（废水生物处理曝气池中所形成的污泥）的重要组成部分，（1）具有荚膜的功能（2）具有较强的吸附和氧化有机物的能力；（3）具有较好的沉降性能，这是利用菌胶团细菌净化废水的重要因素；（4）防止被吞噬，自我保护7 为什么细菌表面带负电荷?细菌的带电性与其主要组成蛋白质有关。由氨基酸聚合而成的蛋白质为两性电解质，在大于等电点（pI）的碱性环境中带负电核，在小于pI的酸性环境中带正电核。细菌的pI在15，在一般环境中pH pI，所以一般带负电。8什么是菌落?细菌、放线菌的菌落有什么区别?菌落：将细菌接种在固体培养基中，由于单个细胞在局部位置大量繁殖，形成肉眼可见的细菌群体。根据培养细菌是否产荚膜

9、和所形成菌落的表面特征，可将菌落分为光滑型（产荚膜菌）和粗糙型（无荚膜菌）两种。放线菌的菌落介于细菌和霉菌菌落之间，以菌落形状就容易区别开。形成的菌落较小而不致扩散，质地较密，表面呈紧密、絮状、粉末状或颗粒状的典型菌落；菌落正、反面往往具有不同颜色；菌落有特殊气味。放线菌有真正的分支菌丝体，而细菌没有。9放线菌由哪几种菌丝构成?各种菌丝的功能放线菌为单细胞、多核质，大多为分枝丝状体，G +(极少数为G），不能运动。放线菌菌丝细胞的结构与细菌基本相同，菌丝无膈膜。可分为营养（基内）菌丝、气生（基外）菌丝和孢子丝三种。孢子丝：形状和在气生菌丝上的排列方式随菌种不同而异，是种的特征，分类依据之一。营

10、养菌丝：摄取营养气生菌丝：比营养菌丝粗，直径1-1.4m，呈弯曲状、直线状或螺旋状10 放线菌的繁殖方式放线菌主要是通过形成无性孢子的方式进行繁殖。菌丝长到一定程度，一部分基外菌丝形成孢子丝，孢子丝成熟后便分化形成许多孢子，称为分生孢子(conidia)。或者以一段营养菌丝繁殖。孢子在适宜环境条件下吸收水分，膨胀，萌发，长出一至几个芽管，芽管进一步生长，分支形成许多菌丝。放线菌孢子的形成有三种方法： 凝聚分裂 横隔分裂 孢囊孢子11放线菌对环境的影响及利用（1）在自然界物质循环中起着重要作用：腐生型放线菌具有很强的分解多种有机物的能力。在环境科学界受到了很大重视。（2）少数寄生型放线菌可引起动

11、植物疾病：如马铃薯疮痂病、动物的皮肤病、肺炎、脑膜炎等。（3）产生大量的、种类繁多的抗生素是放线菌最突出的特性之一：临床所用抗生素占西药总数的一半以上，而近万种抗生素中的大约70%是由放线菌产生的。11蓝细菌的形态及营养方式。（略）蓝细菌是一类含有叶绿素、具有放氧性光合作用的原核微生物，自养菌。无核膜、核仁，属原核生物。加之不进行有丝分裂，由肽聚糖组成，革兰氏染色阴性，归于原核微生物中。蓝细菌为单细胞生物，呈杆状和球状，个体比细菌大蓝细菌很少以单一个体生活，通常是在分裂后仍集合在一起，形成丝状或单细胞的群蓝细菌的营养简单，不需要维生素，以硝酸盐或氨作为氮源，能固氮作用的种很多蓝细菌进行放氧性的

12、光合作用，为专性光能无机营养型微生物，这些特点与一般藻类相似。12 水华（赤潮）是怎样形成的?（略）蓝细菌会引起赤潮和水华：当水体中排入大量含氮和磷的物质，导致水体富营养化，则使蓝细菌过度繁殖，将水面覆盖并使水体形成各种不同颜色的现象，在淡水域称为“水华”，在海水域称为赤潮。第三章：1.真菌的分类：真菌(fungus)是指具有细胞壁、不含叶绿素，靠寄生或腐生方式生活的一类真核微生物，大多数菌体为多细胞丝状体，少数种类为单细胞（包括无隔多核细胞）结构。分类学上真菌分为三纲一类：藻状菌纲，子囊菌纲，担子菌纲，半知菌类2酵母菌的结构图：（可能看图填空）酵母菌是对一类以芽殖为主要繁殖方式的单细胞真菌的

13、总称，酵母菌的形态因种而异，基本形态有球形、卵形和圆柱形；存在无性繁殖（芽殖和裂殖）及有性繁殖（子囊孢子）。3比较霉菌和放线菌的异同。霉菌是由许多分支和不分支的菌丝相互交织而成的一个菌丝集团，分营养菌丝和气生菌丝两部分。放线菌是介于细菌与丝状真菌之间而更接近于细菌的一类丝状原核生物（1）菌丝体比放线菌菌丝大几倍到几十倍（2）霉菌是真核；放线菌是原核生物（3）霉菌有多核系统，有隔霉菌菌丝体；放线菌有复杂的分枝丝状体（4）细胞壁主要由几丁质组成；放线菌的细胞壁均由粘多糖构成粘性复合体，含有胞壁酸和二氨基庚二酸。（5）霉菌事孢子繁殖及菌丝片断繁殖，放线菌主要是通过形成无性孢子的方式进行繁殖4影响藻类

14、生长的因素有哪些？温度，地理环境，日照5原生动物的营养方式有哪些？水处理中有哪些常见的种类？（1）全动性营养吞噬其他生物如：细菌、放线菌等，也可吞噬有机颗粒为食物。（异养）大多数原生动物为全动性营养。(2) 植物性营养具有色素的原生动物如绿眼虫、衣滴虫在阳光条件下，可进行光合作用，获取营养物质供自身所需。（自养）(3) 腐生性营养吸收环境中的可溶性有机物为生。水处理中常见的原生动物有三类：肉足类(变形虫)鞭毛类，纤毛类（草履虫）6酵母菌、霉菌、藻类、原生动物和后生动物在污染处理中的作用。酵母菌：用于有机工业废水的处理，污水处理，如含氰废水（CN-）、含硝基（-NO2-）。霉菌：尽管霉菌对有机物

15、具有较强的降解能力，但是引起污泥膨胀的潜在因素，所以一般应控制霉菌在活性污泥系统中的发展；在活性污泥系统中，霉菌在营养竞争上受细菌的限制，一般不会大量增殖。藻类：净化水质及水体富营化的指示性生物。氧化塘生态系统的重要组成部分；在好氧活性污泥系统中起积极作用；利用具有光合特性的藻类进行污水生物处理，如红螺菌属的微生物可在有氧黑暗和无氧光照条件下都能很好的生长，对废水中的污染物有较好的去除效果。后生动物：在废水生物处理构筑物中还常常出现一些低等的无脊椎后生动物，包括轮虫、线虫、甲壳类动物、昆虫以及幼虫等 原生动物个体比细菌个体大且种属外表特征明显，易于观察，可以用作废水生物处理系统运行状态的指示生

16、物。梨波豆虫、滴虫等动物性鞭毛虫的大量出现，是系统处理效果欠佳的表征；钟虫等原生动物的出现，是系统处理效果良好的表现。第四章：1什么是病毒？病毒有什么特点?病毒是一类超显微、没有细胞结构、专性寄生的大分子微生物，它们在体外具有生物大分子的特征，只有在宿主体内才表现出生命特征。特征：个体极小，能通过细菌滤器，需借助电子显微镜才能观察到；专性寄生，没有独立的代谢能力，只能在特定的宿主细胞内增殖；无细胞结构，大多数病毒只有蛋白质和核酸组成的大分子，且只含有一种核酸（DNA或RNA）；繁殖方式是依靠宿主的代谢体系进行“复制”；对一般的抗生素不敏感，但对干扰素敏感。2病毒分类，大小、亚病毒分类及其各类病

17、毒区别病毒：根据病毒不同的专性宿主：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(噬藻类体)、真菌病毒(噬真菌体)按核酸分类：DNA病毒和RNA病毒。亚病毒：凡在核酸和蛋白质两种成分中，只含有其中之一的分子病原体，称为亚病毒。亚病毒主要有：类病毒、拟病毒、朊病毒。（1）类病毒是当今所知道的最小、只含RNA一种成分、无蛋白外壳，可自我复制，专性细胞内寄生的分子生物。(2)拟病毒：一类包裹在真病毒粒体中的有缺陷的类病毒，又被称为“类类病毒”主要特征：依赖于辅助病毒复制；干扰辅助病毒的复制；与辅助病毒序列无同源性。(3)朊病毒是一类能侵染动物并在宿主细胞内复制的小分子无

18、免疫性的疏水蛋白质。病毒大小的度量采用nm，多数病毒粒子的直径在100nm以下，必须借助于电子显微镜才能观察到它的具体形态和大小3病毒的化学组成和结构特点。大多数病毒的化学组成为核酸和蛋白质:含有RNA的病毒称为RNA病毒；含有DNA的病毒称为DNA病毒。少数较大的病毒还含有脂类和多糖类等：脂类中磷脂占5060，其余为胆固醇;多糖常以糖脂、糖蛋白形式存在。结构特点：完整的、具有感染性的病毒颗粒称为病毒粒子，分为裸露的病毒粒子、有被膜的病毒粒子两类。4病毒的增殖过程。无论是动、植物病毒或噬菌体，其增殖过程基本相同，大致分为吸附、侵入(及脱壳)、生物合成、装配与释放等连续步骤。 吸附：病毒吸附于敏

19、感细菌（E.coli细胞）表面的受体上（特定部位）侵入：噬菌体通过水解破坏细胞壁，DNA进入。复制：细菌自身的DNA被破坏，病毒借助于细菌的合成机构，为自己工作，即复制噬菌体的DNA和其他结构。装配（聚集）：病毒的DNA和蛋白质等在细菌体内装配成一个完整的大肠杆菌噬菌体。宿主细胞裂解和成熟噬菌体粒子的释放：噬菌体粒子成熟后，导致宿主细胞破裂，释放出噬菌体101000个（平均为300个）。释放出的新的病毒粒子又可去感染新的宿主细胞。5什么是烈性噬菌体和温和噬菌体?（1）烈性噬菌体，侵入宿主细胞后立即引起宿主细胞破裂。溶源性反应：当噬菌体侵染细菌后细菌不发生裂解而能继续生长繁殖。与之相应的噬菌体为

20、温和噬菌体。（2）温和噬菌体，侵入宿主细胞后，其核酸附着并整合在宿主染色体上，和其一起同步复制，宿主细胞不裂解而继续生长。6噬菌体的一步生长曲线。一部生长曲线是定量描述烈性噬菌体生长规律的实验曲线。一步生长曲线的研究不仅能了解噬菌体的潜伏期时间和裂解量，而且可了解理化因素的变化对噬菌体感染细菌能力的影响。 一步生长曲线可分为潜伏期、突破期和平稳期7影响病毒存活的因素有哪些?物理因素：温度、光线、干燥、渗透压化学因素：酸碱度、化学药剂生物因素：少数细菌如枯草杆菌、绿脓杆菌等能够灭活病毒，一般认为是由于这些细菌具有能分解病毒蛋白外壳的酶而引起的。部分藻类产生的代谢产物亦可使病毒失活。第五章：1什么

21、是酶？与一般催化剂相比有什么特性？酶是活细胞的成分，由活细胞产生的、能在细胞内或细胞外起催化作用的一类具有活性中心和特殊构象的生物大分子，包括蛋白质类酶和核酸类酶，又称为生物催化剂。酶催化作用的特异性实质上就是结合基团和催化基团的特异性。2酶分为哪几类?什么是全酶、辅酶?按化学组成，酶可分为单纯酶和结合酶两种：单纯酶（单成分酶）这类酶完全由蛋白质组成，酶蛋白本身就具有催化活性。这类酶大多可以分泌到细胞外，作为胞外酶，催化水解作用。 结合酶（双成分酶、全酶）这类酶由酶蛋白和非蛋白两部分构成。非蛋白部分又称为酶的辅因子。酶蛋白必须与酶的辅因子结合才具有催化活性。全酶（结合酶）酶蛋白辅因子（辅酶或辅

22、基）辅因子通常是对热稳定的金属离子或有机小分子（如维生素）。辅酶：与酶蛋白结合较疏松的称为辅酶，结合较紧密的称为辅基。酶各组分的功能：酶蛋白起加速反应作用；其他辅酶、辅基传递电子、原子和化学基团；金属离子除传递电子，还起激活剂作用。3转移氢的辅酶有哪几类?NAD（辅酶）和NADP（辅酶）NAD为烟酰胺腺嘌呤二核苷酸，NADP为烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸，存在于几乎一切细胞中，是许多脱氢酶的辅酶。可直接与底物脱氢过程相耦联，参与各种底物脱氢作用。 FAD（黄素腺嘌呤二核苷酸）和FMN（黄素单核苷酸）FAD与NAD类似，能直接参与底物脱氢，但仅作为琥珀酸脱氢酶等少数酶的辅酶，参与琥珀酸等脱氢过程。F

23、AD和FMN均是电子传递体系（包括呼吸链）的组成部分。辅酶Q（CoQ）又称泛醌，在电子传递系统中作为氢的中间传递体。4酶的分类：（1）根据酶所催化反应的类型，将酶分为六大类：氧化还原酶类、转移酶类、水解酶类、裂解酶类、异构酶类和合成酶类。(2)分为：胞内酶和胞外酶 大多数酶存在于细胞内，在细胞内起催化作用，这类酶称为胞内酶。存在于细胞外的酶称为胞外酶。胞外酶能透过细胞膜，作用于细胞外面的物质，主要催化复杂的有机大分子水解为简单的小分子，从而易于被微生物吸收利用。这类酶为水解酶类。（3）可分为：固有酶和诱导酶大多数微生物的酶的产生与底物存在与否无关。这类在微生物体内始终都存在着的相当数量的酶，称

24、为固有酶。在某些情况下，例如，受到了某种持续的物理、化学因素影响或某种生物存在，微生物会在体内产生出适应新环境的酶，这种酶称为诱导酶。诱导酶的合成机制信息贮存于细胞DNA中，但其合成将受操纵子调控。诱导酶的产生在废水生物处理中具有重要意义。5酶的催化特性催化效率高：酶催化的反应速度是无酶催化或普通人造催化剂催化反应速度的103次方至1010次方倍。如：在相同条件下，催化H2O2分解，用H2O2酶1秒可催化105mol，用FeCl31秒只催化10-5mol。高度的专一性：一种酶只能催化一种或一类反应。反应条件温和：反应条件：常温、常压、中性。敏感性：对环境条件极为敏感，酶容易失活。6中间学说：中

25、间产物学说认为，酶在催化某一反应时，首先是酶(E)与底物(S)结合成一个不稳定的中间产物(ES)，也称中间络合物，然后ES再分解成产物(P)，并释放出原来的酶(E)。由于中间产物(ES)的形成，可使反应的活化能阈大为降低，所以，只需较低的活化能，反应就能迅速进行。7影响酶促反应速度的因素有哪些?导致酶促反应速度v逐渐减小的原因是多方面的，主要影响因素包括酶的浓度E、底物的浓度S 、pH值、温度、抑制剂和激活剂等。（1） 酶浓度：在一定条件下，当底物浓度足够大并为一定值，而酶浓度相对较低时，酶浓度与反应速度成正比（2） 底物浓度：S较低时，反应速度随S的增加而增加，二者成正比关系，呈现一级反应；

26、当S较高时，增加底物浓度，反应速度随着S的增加，仍呈增加趋势，但增加程度趋于缓和；当S达到一定值后，若再增加，反应速度也不再增加，而是趋于一个恒定值。（3） 温度：酶对温度具有高度敏感性是酶最重要的特性之一，各种酶在一定条件下，都有它的最适温度（4） PH：因此酶只有在一定的pH值范围中才是稳定的，高于或低于这个pH值范围，酶就不稳定，易变性失活。一般认为最适宜pH值时，酶分子上活性基团的解离状态最适合与底物结合，改变pH值时，就使酶与底物的结合能力降低。废水生物处理中应保持pH值在69之间，最适pH值为68。（5） 激活剂：酶反应体系中可因加入某些无机离子使酶的活性增加，这类物质称为激活剂。

27、激活剂可能是酶活性部位中的组成成分。如：NaCl、Ca2+、Zn2+、Cu2+（6） 抑制剂：凡能降低酶的活性甚至使酶完全丧失活性的物质，称为酶的抑制剂。它之所以能抑制酶的活性，是由于它破坏或改变了酶与底物结合的活性中心，阻碍了酶-底物中间产物的生成或分解，因此影响了酶的活性。抑制剂对酶促反应的抑制作用可分为不可逆性抑制作用和可逆性抑制作用。不可逆性抑制作用:抑制剂与酶的某些基团以共价键方式结合，结合后不能自发分解，不能用透析或超滤等物理方法除去抑制剂而恢复酶活性。可逆性抑制剂可分为竞争性抑制作用和非竞争性抑制作用8、底物浓度与酶促反应速度的关系曲线对废水的生化处理有什么指导意义? 酶浓度对酶

28、促反应速度的影响：在一定条件下，当底物浓度足够大并为一定值，而酶浓度相对较低时，酶浓度与反应速度成正比，这种关系是测定酶活力的基础。9米氏方程的意义米-门氏方程，用以描述底物浓度与酶促反应速度之间的关系 。Km是反应速度为最大反应速度一半时的底物浓度。因为，当v = 1/2Vm时，Km= S。米氏常数的单位为浓度单位。米氏常数是酶的特征性物理常数，它只与酶的性质和它所催化的底物种类有关，而与酶浓度无关。一种酶在一定条件下对某一底物只有一个特定的Km值。因而，Km值可作为鉴别酶的一种手段。由米门方程变形可得方程：10微生物的化学组成对其应用有何指导意义？指导意义：培养微生物时：培养基须按所培养微

29、生物对各种营养元素的需求量进行配制；在废水生物处理中：需满足废水中C、N、P等营养元素的平衡：对于好氧生物处理，C（BOD5）:N:P=100:5:1，对于厌氧生物处理， C(CODCr):N:P=200300:5:1较为适宜。11微生物的营养物质组成（1）水分：除了少数微生物（如蓝细菌）能利用水中的氢作为还原CO2 的还原剂外，其他微生物都不能利用水作为营养物质。尽管如此，水仍然是微生物生长所必需的一种重要物质。水在有机体内的生理作用 微生物细胞的重要组成部分； 机体内的一系列生理反应离不开水； 营养物质的吸收与代谢产物的分泌都通过水来完成； 水的比热高，有效地控制细胞内温度的变化。（2）碳

30、源：能被微生物用来构成细胞物质或代谢产物中碳素来源的营养物质称为碳源。碳元素在细胞干物质中约占50%左右，可见微生物对碳的需求量是很大的。（3）氮源：能被微生物用来构成细胞物质或代谢产物中氮素来源的营养物质通常称为氮源氮是细胞的一种主要组成元素，微生物的氮源物质主要用于合成细胞内各种氨基酸和碱基，进而合成蛋白质和核酸等细胞成分。除了硝化细菌（nitrobacteria）等少数细菌能利用铵盐、硝酸盐作为机体生长的氮源与能源之外，氮源一般不作为能源。（4）矿质营养矿质元素：微生物生长必不可少的一类营养物质，其主要作用是构成细胞的组成成分、参与酶的组成、维持酶的活性、调节和维持细胞的渗透压平衡、控制

31、细胞pH值和氧化还原电位等。一般微生物生长所需要的无机盐有硫酸盐、磷酸盐、氯化物以及含有钠、钾、镁、铁等金属元素的化合物。（5）生长因子 生长因子（Growth factor）：指某些微生物生长必须的，而自身不能从普通的碳源、氮源物质合成的，需要从生存环境中摄取才能满足机体生长需要的有机物质。生长因子主要包括维生素、氨基酸与嘌呤和嘧啶碱基三种类型。12根据碳源和能源的不同，微生物的营养类型可划分为几种类型，特点分别是什么？（1） 光能无机自养型（光能自养型）：能以CO2为主要唯一或主要碳源；进行光合作用获取生长所需要的能量；例如，藻类及蓝细菌等（2） 光能有机异养型（光能异养型）:不能以CO2

32、为主要或唯一的碳源；以光为能源，以有机碳化合物（甲酸、乙酸、甲醇、异丙醇等）作为碳源和氢供体合成细胞物质。在生长时大多数需要外源的生长因子；(3)化能无机自养型（化能自养型）:生长所需要的能量来自无机物氧化过程中放出的化学能；(4)化能有机异养型（化能异养型）:生长所需要的能量均来自有机物氧化过程中放出的化学能；生长所需要的碳源主要是一些有机化合物，如淀粉、糖类、纤维素、有机酸等。多数细菌、真菌、原生动物都是化能有机异养型微生物；所有致病微生物均为化能有机异养型微生物。13物质的运输方式主要有哪几种？各有何特点？某种物质能否作为支持微生物生长的营养物质，取决于（1）物质能否进入细胞，（2）细胞

33、是否具有分解能力。关于物质通透运输的机制主要有单独扩散、促进扩散、主动运输和基团转位四种形式。14配置培养基应遵循哪些原则？常见培养基有哪些？各有什么用途？培养基是人工根据微生物得营养要求，将水、碳源、氮源、无机盐、生长因子等物质按照一定得比例配制的，用以培养微生物（生长繁殖或产生代谢产物）的营养基质。配置培养基的原则:无菌；目的明确；营养协调；理化条件适宜；经济节约。分类：按照培养基的成分分类：合成培养基、天然培养基、半合成培养基（复合培养基）。按照培养基的物理性状分类：固体培养基、液体培养基、半固体培养基。按照培养基的用途分类：基本培养基、选择培养基、鉴别培养基、加富培养基。（1）基础培养

34、基含有细菌生长繁殖所需的基本营养物质，可供大多数细菌生长。在牛肉浸液中加入适量的蛋白胨、氯化钠、磷酸盐，调节pH 7.27.6，经灭菌处理后，即为基础液体培养基。（2）鉴别培养基：利用几种细菌对某一物质的分解能力不同，借助指示剂的显色不同进行菌种鉴别和区分的培养基。（3）选择培养基：根据某微生物特殊营养要求或对各化学物质敏感程度的差异来设计配制培养基。目的是使待选的细菌能优势生长。（4）加富培养基，也称营养培养基，即在基础培养基中加入某些特殊营养物质制成的一类营养丰富的培养基。加富培养基一般用来培养营养要求比较苛刻的异养型微生物。15.、琼脂的特性：琼脂主要成份半乳聚糖，分子量大，呈网状粘着力

35、强，溶解分散（温度为96以上）。（1）不被绝大多数微生物利用、分解液化，不作为额外碳源，干扰试验，保持固体特性。（2）高压灭菌结构不被破坏，且颜色透明不妨碍观察；（3）多数微生物在琼脂培养基表面生长并形成独立菌落；16、微生物的生物氧化类型有哪些？生物氧化类型：根据最终电子受体（或最终受氢体）的不同，可将微生物的生物氧化分成发酵、好氧呼吸和无氧呼吸。1） 发酵：是指在无外在电子受体时，底物脱氢后所产生的还原力H不经呼吸链传递而直接交给某一内源中间产物，以实现底物水平磷酸化产能的一类生物氧化反应。发酵是某些厌氧微生物在生长过程中获得能量的一种方式。在发酵过程中，可被利用的底物通常为单糖或某些双糖

36、，亦可为氨基酸等。有机物只是部分氧化，以中间代谢产物为电子受体。微生物的各种发酵类型如果均以葡萄糖作为起始底物，那么所有发酵的第一步都是糖酵解，丙酮酸是其重要的中间代谢产物，然后在不同类型的微生物参与下，才能按照各种类型进行继续发酵。2）有氧呼吸：当环境中存在足量的分子O2时，好氧微生物可将底物彻底氧化为CO2和H2O，同时产生大量能量。3）无氧呼吸：进行无氧呼吸的厌氧微生物生活在河、湖、池塘底部淤泥等缺氧环境中，以NO3-、SO42-、CO32-作为最终电子受体进行有机物的生物氧化。17、糖酵解途径（EMP）糖酵解（EmbdemMeyerhofParnas）可分为两大步骤：第一步骤包括一系列

37、不涉及氧化还原反应的预备性反应，主要是通过加入能量使葡萄糖活化，并将六碳糖分解为三碳糖，其结果是生成一种主要的中间产物3磷酸甘油醛，并消耗2molATP；第二步骤是通过氧化还原反应，产生4 mol ATP，2molNADHH和2 mol丙酮酸。底物水平磷酸化是进行发酵的微生物获取能量的唯一方式。EMP的生理功能：提供ATP和还原力（NADH+H+），为生物合成提供中间代谢物，是好氧呼吸的前奏。18、三羧酸循环：三羧酸循环也称为柠檬酸循环，这是因为循环反应中的第一个中间产物是一个含三个羧基的柠檬酸。三羧酸循环始于乙酰CoA。首先，乙酰CoA与草酰乙酸结合生成六碳的柠檬酸，这一合成过程靠乙酰CoA

38、含有的高能键推动。此后，经两次脱羧生成2mol CO2，使进入三羧酸循环的乙酰CoA转为CO2，并使六碳化合物重新转化为四碳的草酰乙酸。在这一循环过程中通过底物水平磷酸化生成1molATP，并通过脱氢（氧化）生成4分子还原当量（即3mol NADHH和1molFADH2 ）。TCA循环中通过脱羧方式生成CO2。1个二碳单位进入TCA后，有2次脱羧反应，生成2分子CO2，这是体内CO2的主TCA循环过程中，共有4次脱氢，其中3次脱氢由NAD+接受，1次由FAD接受。TCA循环本身每循环一次只能以底物水平磷酸化生成1个ATP。19、三羧酸循环的生理意义。为细胞合成和维持生命活动提供大量能量。三羧酸

39、循环中产生30mol ATP，占葡萄糖彻底氧化总产能量的79。为细胞合成提供原料。在微生物生长繁殖过程中，除某些维生素和氨基酸等（生长辅因子）由食物供给外，大多数细胞合成的原料来源于代谢途径中中间产物。由于三羧酸循环中的中间代谢产物种类较多，这就为细胞合成提供了方便。作为各种有机底物彻底氧化的共同途径。TCA是碳水化合物（糖类）、脂类、蛋白质等共同彻底氧化分解的途径。20、产生ATP的三种磷酸化反应是什么？产生ATP的三种磷酸化反应： 底物水平磷酸化在底物水平磷酸化中，高能磷酸基团直接从磷酸化合物（底物）转移到ADP而形成ATP。一般地，磷酸基团在较早的底物被氧化的反应中就获得能量。 氧化磷酸

40、化(电子水平)电子从有机化合物通过一系列的电子载体(NAD+等)被转给分子氧或其他有机分子时发生氧化磷酸化。 光合磷酸化在光合作用时，利用光能，由低能化合物CO2和水所合成有机分子，例如糖的合成。在此过程中，光合磷酸化把光能转化为以ATP和NADH形式储存的化学能，进而被用于合成有机分子。21、分析葡萄糖在有氧呼吸过程中能量的产生。以葡萄糖为例，在有氧呼吸过程中，葡萄糖的氧化分解分为三个阶段：葡萄糖经EMP途径酵解。丙酮酸在丙酮酸脱氢酶系的催化下生成乙酰CoA。乙酰CoA进入三羟酸循环（亦称TCA循环或柠檬酸循环），产生ATP、CO2、NADHH和FADH2。22、硝化细菌和硫细菌获得能量的方

41、式。硝化细菌能够将NO2-氧化成NO3-，：硝化细菌属于自养性细菌。包括亚硝酸菌属 及硝酸菌属两类。硝化细菌的生命活动：亚硝酸细菌将氨氧化成亚硝酸。反应式：2NH3+3O22HNO2+2H2O+158kcal硝酸细菌（又称亚硝酸氧化菌），将亚硝酸氧化成硝酸。反应式：HNO2 + 1/2 O2 = HNO3, -这两类菌能分别从以上氧化过程中获得生长所需要的能量，但其能量利用率不高，故生长较缓慢，其平均代时（即细菌繁殖一代所需要的时间）在10小时以上。这两类菌通常生活在一起，避免了亚硝酸盐在土壤中的积累，有利于机体正常生长。土壤中的氨或铵盐必需在以上两类细菌的共同作用下才能转变为硝酸盐，从而增加

42、植物可利用的氮素营养。 硫氧化细菌是一群能在含有丰富硫化物如S0、S2-、S2O32-等环境中生长的细菌。它们利用S或硫化物在氧化过程中放出的能量进行生长，分为光能自养硫细菌和化能自养硫细菌。化能自养硫细菌通常称为硫化细菌，主要包括硫杆菌属，硫化叶菌属，硫小杆菌属等。多数硫化细菌为专性化能自养菌，少数为兼性化能自养菌。第六章：1生长和发育的概念生长：当微生物吸收营养物质后，合成新的细胞成分，使菌体的重量增加，菌体体积长大，这种现象称为生长。发育：当细胞增长到一定程度时就开始分裂，这种菌体数量增多的现象称为繁殖。2微生物直接计数法有哪些?间接计数法有哪些?全数测定（直接计数法）：涂片染色法、滤膜

43、染色法、血球计数板测定法、比例计数法、比浊计数法活菌计数(间接计数法) ：平板计数法、液体计数法、液膜法3细菌纯培养的分离方法有哪些?在实验室条件下，从一个细胞或一种细菌细胞群繁殖得到的后代称为纯培养。相对应的称为不纯培养物。纯培养的分离方法主要有：（1）稀释倒平皿法（2）划线法（3）单细胞挑取法（4）利用选择培养基分离法微生物纯培养分离方法的比较：4怎样获得细菌纯培养的生长曲线?并分析生长曲线各时期的特点。将少量细菌接种于一定量的液体培养基内，在一定条件下（如温度、pH、溶解氧等）培养。培养过程不投加或取出任何东西。这种培养方式叫分批或间歇培养。细胞量（y）随时间（x）的变化曲线称生长曲线（

44、growth curve） 。细菌的生长曲线可以分为四个时期（1）停滞期停滞期又称滞留适应期。当菌种接种到新鲜培养基后，细菌并不立即生长繁殖，而要经过一段时间的调整和适应，以合成多种酶，并完善体内的酶系统和细胞的其他成分。在这个时期，细胞的代谢活力很强，蛋白质和RNA含量增加，菌体体积显著增大。在迟缓期末，细菌的长度可达接种时的6倍。迟缓期末期和对数期前期的细胞，对热、化学物质等不良条件的抵抗力减弱。（2）对数期：生长速率最大，世代时间（generation time） 和倍加时间（doubling time）最短；酶系活跃、代谢旺盛；细胞进行平衡生长，体内各成分最为均匀（3）稳定期由于在生长

45、过程中，营养物质不断被消耗，同时，某些有毒性的代谢产物不断积累，致使细菌分裂的速率降低，世代时间延长，细菌细胞活力减退。这时，群体中细菌的繁殖速度与死亡速度近乎相等，活菌数目保持稳定。大多数产芽孢细菌在此时期开始产生芽孢。（4）衰亡期此期环境变得更不适于微生物生长，细胞的活力继续衰退，死亡率大于繁殖率，活菌数迅速减少。在衰亡期中细胞形状和大小很不一致，有些产生畸形细胞，细菌的生命活动主要依赖于内源呼吸，并呈现大量死亡。4. 活性污泥法处理有机废水应将污泥控制在哪个时期?停滞期，由于对数期微生物生长繁殖快，代谢能力强，能够大量去除水中的有机物，正是因为去除能力强，对进水的有机物浓度高，则出水的绝

46、对值也相应偏高，不易到达排放标准。 对数期微生物生长繁殖旺盛，表面的黏膜和荚膜尚未形成，运动很活跃，不易自行凝聚形成菌胶团，污泥沉淀性能差，出水水质差。相反，静止期的微生物代谢活力虽比对数期差些，但仍有相当的活力，去除效果仍好，且微生物体内积累了大量的异染颗粒、聚-羟基丁酸等贮存物，这些物质可以强化微生物的生物吸附能力，具有自我絮凝、聚合能力强，二沉池泥水分离好，出水水质好。5连续培养和恒浊培养、恒化培养的概念：连续培养：一种连续进料又连续出料的培养方式。其目的是培养物的密度或培养基的化学组成维持在一定的水平上，同时避免代谢产物积累。根据控制因素的不同分为恒浊连续培养和恒化连续培养恒浊连续培养

47、是使细菌培养液的浓度恒定，以浊度作为控制参数，一般多用于发酵工业可获得大量菌体和代谢产物。恒化连续培养是以维持进水中的营养成分恒定（其中对细菌生长有限制作用的成分要控制低水平），使细菌处于最高生长速率状态。6为什么热蒸汽灭菌比干热灭菌温度低、时间短？7 消毒和灭菌有什么区别？消毒：用物理、化学方法杀死致病菌（有芽孢和无芽孢的细菌），或是杀死所有微生物的营养细胞和一些芽孢。灭菌：利用超高温、物理、化学方法将所有微生物营养细胞和所有芽孢或孢子全部杀死巴斯德消毒法：将牛奶等饮品在6366加热30分钟或在71加热15分钟。既杀菌又可最大限度保存营养和风味。8嗜中温细菌的最适温度是多少？所有微生物中，多

48、部分是嗜中温菌。污水处理系统中，为了保证微生物能够处于较好的工作状态，需要为其提供较适合的温度。一般控制在2030左右。冬天，需要对水处理系统进行加热处理。9 外界的pH变化如何影响细菌？影响细胞膜蛋白及胞外水解酶的活性，从而影响营养物的正常吸收与转运。影响营养物的解离与吸收。10抗生素如何影响微生物？微生物之间有哪些关系？不同抗生素针对微生物的不同部位发生作用： 破坏微生物细胞壁青霉素抑制革兰氏阳性菌肽聚糖（4090）的合成，导致细胞壁合成受阻，微生物失去保护。加之在膜内外渗透压的作用下，革兰氏阳性菌被杀死。破坏微生物细胞质膜多粘菌素的游离氨基可与革兰氏阴性菌细胞质膜的磷酸根结合，损害细胞质

49、膜，破坏细胞质膜的渗透屏障作用。导致体内核酸外流，死亡。抑制蛋白质合成氯霉素、金霉素、土霉素等与核糖体蛋白结合，抑制蛋白质的合成。干扰核酸的合成争光霉素（博来霉素）、丝裂霉素（自力霉素）、放线菌素D（更生霉素）抗生素可以与DNA结合，干扰DNA复制。有些抗生素影响双链分开，破坏复制。11结合产甲烷反应，说明硫酸盐还原菌和产甲烷菌之间的竞争关系？竞争：不同微生物对于生存环境中的共同物质互相竞争的关系。例证： 污水处理中经常存在着对DO及营养的竞争。溶解氧或营养成为限制因子后，菌胶团细菌和丝状菌表现出明显的竞争 厌氧反应器中硫酸盐还原菌和产甲烷菌争夺H2。12捕食在污水生物处理上的意义？主要的细菌

50、捕食者是原生动物，它们吞食数以万计的细菌a，明显影响细菌种群的数量。这一作用在污水处理中起着非常重要的作用。第七章1DNA的双链结构和遗传信息的传递DNA有两条核苷酸链彼此围绕同一根轴互相盘绕形成，为双螺旋结构。每个单链均由脱氧核糖磷酸脱氧核糖磷酸交替排列构成。每个核苷酸链上都有四种碱基：T胸腺嘧啶G鸟嘌呤A腺嘌呤C胞嘧啶基因是生物体内贮存遗传信息、能进行自我复制能力的遗传功能单位，是DNA分子上的具有特定碱基排列顺序的核苷酸片断。遗传信息的传递：贮存在DNA上的遗传信息都会转录到RNA上，通过RNA的翻译作用指导蛋白质的合成，最终依靠蛋白质体现遗传性状。2何谓DNA的半保留复制？在DNA聚合

51、酶的催化下，一个DNA分子最终复制成两个结构完全相同的DNA，从而准确地将遗传特性传递给子代。新DNA分子各由一条新链和一条旧链构成双螺旋结构。这种复制方法被称为半保留复制。微生物为了保证遗传的稳定性，DNA的复制十分精确。复制过程包括：解旋：DNA双链氢键断裂，彼此分开成两条单链；复制：以每条单链为模板，按照碱基配对原则，进行复制。分配：新复制的核苷酸链与原来的核苷酸链形成新的双链结构并分给子代3四中RNA：RNA有四种：mRNA、tRNA、rRNA、反义RNA。mRNA：带有氨基酸的信息密码（三联密码子），用于翻译氨基酸。tRNA：转移RNA，带有与mRNA互补的反密码子，能识别氨基酸和m

52、RNA的密码。rRNA：与蛋白质形成核糖体，作为蛋白质的合成场所。(核糖体RNA)反义RNA：起调节作用，主要决定mRNA的翻译速度。4概述中心法则。中心法则是1958年由克里克(Crick)提出的遗传信息传递的规律，包括由DNA到DNA的复制、由DNA到RNA的转录和由RNA到蛋白质的翻译等过程。这是所有有细胞结构的生物所遵循的法则。5基因突变的特点。 自发性概率极低。每1041010繁殖才有一次出现基因突变体。可诱变性可逆性不对应性：指多种因素导致一种性状的出现。6.何为质粒？定义：质粒（plasmid）是原核生物细胞内游离于染色体外，具有独立复制能力的小型共价闭合环状DNA分子，即ccc

53、DNA结构：具有超级螺旋结构，分子量106108 Da（道尔顿）， 10010000k bp可移动性：异种间转移。7基因工程及其操作步骤。 基因工程的基本操作：目的基因的获取；载体的选择；目的基因与载体DNA的体外重组；重组DNA分子进入受体细胞；筛选优秀菌种；目的基因的表达。8、PCR技术原理。多聚酶链式反应（PCR），是20世纪80年代末发展起来的一种快速的DNA特定片段体外合成扩增的方法。原理：PCR使用一种耐热的多聚酶，以及两个含有20个碱基的单链引物。经过高温变性将模板DNA分离成两条链，低温退火使得引物和一条模板单链结合，然后是中温延伸，反应液的游离核苷酸紧接着引物从5端到3端合成

54、一条互补的新链。而新合成的DNA又可以继续进行上述循环，因此DNA的数目不断倍增。步骤：高温变性：加热使模板DNA在高温下（94-95）变性，双链间氢键断裂而形成两条单链。低温退火：体系反应温度升至中温72，耐热DNA聚合酶以单链DNA为模板，在引物的引导下，利用反应混合物中的4种脱氧核苷三磷酸（dNTP），按5到3方向复制出互补DNA，即引物的延伸阶段。中温延伸：体系温度降至37-65，模板DNA与引物按碱基配对原则互补结合，使引物与模板链3端结合，形成部分双链DNA。9转化、接合、转导。第八章 微生物的生态1. 生态系统有什么功能？生态系统的功能包括生物生产、能量流动、物质循环、信息传递等

55、功能。2. 微生物对生态系统的作用？微生物体积虽小，但在自然界物质循环中起着巨大的作用。3. 什么是微生物生态？污染土壤的微生物生态：土地是天然的生物处理厂，可用土地法处理废水、生活污水。易被微生物降解的工业废水经土地处理后得到净化。进行土壤灌溉时，需要注意：要根据物质和植物的特点，合理灌溉；不能超过自净容量； 不能用含有有毒或难以降解物质的污水。4. 土壤生物修复的技术关键有哪些？土壤修复土壤生物修复是利用土壤中的天然微生物或人为加入特定菌株，加快土壤中污染物质的降解和转化速度，使土壤恢复其天然功能。土壤生物修复技术的关键a. 微生物种目前“土著”微生物应用较多，具有经济性，但效果较差；从污染土壤选育优势菌种，经扩大培养接种到污染土壤中，易实施，收效快，效果好；质粒育种或基因工程菌，有不相容性。b.微生物营养 C:N:P因污染物的过量积累，可能使营养物质品种单一，营养元素比例失衡严重，需通过可行性试验确定适应的营养元素比例。参照一般土壤微生物的碳氮比25:1，污水好氧生物处理的BOD:N:P（100:5:1）等作基本参数，在试验过程中加以调整c.溶解氧通气良好的土壤溶解氧在5mg/L左右，粘土和积水土溶解氧极低，加上有污染物，因而溶解氧更低。保证好氧微生物和兼性厌氧微生物的旺盛生长，才能有效分解污染物。d.微生物的环境因子适量的水、pH和温度对于土