环境微生物复习知识点总结

微生物复习知识点总结微生物的五大特征；命名的三个原则；原生质体的四个组成；革兰氏阴性菌和阳性菌的区别（磷壁酸、肽聚糖、脂蛋白，与细胞膜的关系）；染色的原理，步骤，和对应现象细胞质膜的结构：亲水基疏水基分别指？：具有由磷酸相连的取代基团（含氨碱或醇类）构成的亲水头（hydrophilichead）和由脂肪酸链构成的疏水尾（hydrophobictail）。为什么细菌通常为负电？菌落的七大特征（光泽）芽孢耐热的六个原因：（水含量少、耐热酶、细胞壁厚、多含有带二硫键的蛋白质、高耐热物质：羟酸，脂肪酸）细菌的五种营养要素（*碳源氮源归为一类，其实化能自养菌的能量来源也属于无机盐）（其中生长因子包括哪三个）（为什么需要：水的四种生理功能）营养物质的运输和吸收：四种方式（单纯扩散、促进扩散、主动运输、基因转位）·是否需要载体？是否需要细胞提供能量？是否存在传递过程中物质的结构变化?·主要运输的物质；纯培养的方法：·平板分离法：涂布平板法、稀释划线法、稀释平板法·稀释法；·选择培养基分离法·二元培养法·单细胞挑取法微生物的生长特性-四个阶段·迟滞期：细胞暂时缺少足够的能量和必须的生长因子来满足大量增殖的条件；此时群体对外界不良条件反应敏感；核糖体，酶体，ATP的合成加快；容易产生诱导酶以适应新的环境条件；影响因素（菌种本身遗传特性、菌龄、接种量、接种前后的环境）·对数期：此时几乎不存在细菌的死亡；营养物质充足；代谢产物几乎无累积；比生长速率为一个常数·稳定期：净增长速率为零、开始储存肝糖原、异染颗粒、脂肪粒出现原因：代谢物的累积、营养物质尤其是生长因子的耗尽、营养物的比例失调、pH/DO/ORP的变化净增长速率为零(繁殖速率=死亡速率)菌体和代谢产物的收获期·衰亡期:外界条件的进一步恶化→细胞形态多样化，发生自溶，往往产生芽孢？世代时间：根据一定时间内细菌的增殖数量可以计算出繁殖的代数（n），并以增殖时间除以繁殖代数求得每繁殖一代所需的时间，称为世代时间（G）generationtime世代时间亦称发生时间。指某世代起到下一世代止平均所需的时间。这一术语适用于群体、个体和细胞等各级水平。从细胞水平来说，是指由这一次细胞分裂起起到下一次细胞分裂开始为止的（一个细胞周期）平均所需时间。比生长速率：生长速率与菌体浓度之比。--Monod方程（经验模型）:意义：微生物生长过程中，繁殖速率和底物浓度的关系（三个基本假设：1.只有一种限制性底物；2.底物是唯一变量；3.简单的单一反应）Ks--半饱和常数：比生长速率为最大值的一半时的底物浓度细菌生长的影响因素:温度pH值氧含量-ORP湿度渗透压辐射酶的活性细胞质膜的流动性温度pH值氧含量-ORP湿度渗透压辐射酶的活性细胞质膜的流动性微生物对营养物质的吸收营养物质的溶解性酶的定义（高度专一性，催化效率，传递电子和基团的蛋白质）米氏方程（机理方程）意义：酶促反应中反应速率与底物浓度的关系。三个假设（反应速度为V0，酶底物复合物的浓度不变，符合质量作用定律）其中Km代表米氏常数，计算方式为两个解离常数之和比生成常数（酶底物复合物）19世纪中期，G.M.古德贝格和P.瓦格提出：化学反应速率与反应物的有效质量成正比。此即质量作用定律，其中的有效质量实际是指浓度。近代实验证明，质量作用定律只适用于基元反应，因此该定律可以更严格完整地表述为：基元反应的反应速率与各反应物的浓度的幂的乘积成正比，其中各反应物的浓度的幂的指数即为基元反应方程式中该反应物化学计量数的绝对值。影响因素：温度，pH值→酶的结构破坏（构象，活性中心）中心物学说酶的中间产物学说是由Brown（1902）和Henri（1903）提出的。其学说主要认为酶的高效催化效率是由于酶首先与底物结合，生成不稳定的中间产物（又称中心复合物centralcomplex）。然后分解为反应产物而释放出酶。在酶促反应中，酶首先和底物结合成不稳定的中间配合物（ES），然后再生成产物（P），并释放出酶。反应式为S+E=ES→E+P，这里S代表底物，E代表酶，ES为中间产物，P为反应的产物异化作用：电子供体给出电子→电子载体（NAD（H）、FAD、FMN）→外源电子接受体（好氧呼吸:氧气；厌氧呼吸：__________）同化作用（assimilation）是生物新陈代谢中的一个重要过程，即把消化后的营养重新组合，形成有机物和贮存能量的过程。因为是把食物中的物质元素存入身体里面，故谓“同化作用”。同化作用的类型包括自养型和异养型。简单说，同化作用就是把非己变成自己；异化正好相反把自己变成非己。异化作用(Catabolism）就是生物的分解代谢。是生物体将体内的大分子转化为小分子并释放出能量的过程。呼吸作用是异化作用中重要的过程。异化作用的类型包括需氧型、厌氧型和兼性厌氧型。可以认为异化包括呼吸作用和发酵作用（分子内呼吸）。图异化作用呼吸作用(Respiration)生物体内的有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，最终生成二氧化碳或其他产物，并且释放出能量的总过程，叫做呼吸作用。呼吸作用，是生物体在细胞内将有机物氧化分解并产生能量的化学过程，是所有的动物和植物都具有一项生命活动。生物的生命活动都需要消耗能量，这些能量来自生物体内糖类、脂类和的能量，具有十分重要的意义。呼吸链氢的链状传递系统-有氧呼吸、无氧呼吸、发酵过程-按生物氧化中最终电子受体的不同，可以将生物氧化分为有氧呼吸、无氧呼吸、发酵三种。发酵：从底物中获得的电子不经过电子传递体系而直接进入到某一内源的中间产物中去。EMP途径-生成乙醇EMP途径（糖酵解途径）：一分子葡萄糖经过10步反应，最终生成两分子的丙酮酸和两分子NADH+H+，两分子CO2和少量能量1分子NADH+H+在氧化磷酸化过程中理论上生成3分子ATP（常用于计算中），但实际只有生成2.5分子的ATP。有氧呼吸：最终的电子受体是O2EMP途径（8ATP）—TCA途径(30ATP)*TCA途径（三羧酸循环）：丙酮酸→乙酰辅酶A→CO2和水（Co*1）无氧呼吸：可分为硝酸盐呼吸（反硝化细菌-化能异养厌氧）、硫酸盐呼吸（硫酸盐还原细菌）、碳酸盐呼吸（产甲烷菌）和延胡索酸呼吸微生物的类群、EMP途径（ED途径、HMP途径）、TCA途径？？？？-元素循环和污水处理联系起来同化作用三要素：还原力-【H】、能量、小分子碳架结构物质硝化细菌（化能自养好养）氨基酸的合成代谢（三种，相关微生物）转氨基作用氨基化作用前体转化中心法则？ＤＮＡ解链→转录ＲＮＡ（ｍＲＮＡ）→氨基酸装配驯化的机理：获得基因，获得酶，获得适应力突变的类型：-突变与重组(主要是范围的差异)-在\o"生物学"生物学上的含义，是指\o"细胞"细胞中的遗传\o"基因"基因（通常指存在于\o"细胞核"细胞核中的\o"脱氧核糖核酸"脱氧核糖核酸）发生的改变。它包括单个\o"碱基"碱基改变所引起的\o"点突变"点突变，或多个碱基的缺失、重复和插入。原因可以是\o"细胞分裂"细胞分裂时\o"遗传基因"遗传基因的复制发生错误、或受\o"化合物"化学物质、\o"基因毒性"基因毒性、\o"辐射"辐射或\o"病毒"病毒的影响。\o"遗传学"遗传学上的重组是指\o"DNA"DNA片段断裂并且转移位置的现象，也称为遗传重组或是\o"基因重组"基因重组。对\o"原核生物"原核生物（例如\o"细菌"细菌）来说，个体之间可以透过交接，或是经由\o"病毒"病毒（例如\o"噬菌体"噬菌体）的传送，来交换彼此的基因，并且利用基因重组将这些基因组合到本身原有的遗传物质中。DNA重组、原生质体融合、定点诱变-（遗传物质转移方式：接合、转化、转导？？）基因工程（\o"英语"英语：Geneticengineering，又称为遗传工程）是利用\o"DNA重组"DNA重组技术，将目的\o"基因"基因与载体DNA在体外进行重组，然后把这种重组DNA分子引入受体\o"细胞"细胞，并使之增殖和表达的技术。重组DNA从\o"遗传工程"遗传工程的观点来看重组DNA是把相关的DNA添加到已有生物的\o"基因组"基因组中，比如细菌的\o"质粒"质粒中，其目的是为了改变或者添加特别是的特性。克隆（\o"英语"英语：Clone）在广义上是指利用\o"生物技术"生物技术由\o"无性生殖"无性生殖产生与原个体有完全相同\o"基因组"基因组之后代的过程。在\o"园艺学（页面不存在）"园艺学上，克隆是指通过营养生殖产生的单一\o"植株（页面不存在）"植株的后代，很多植物都是通过克隆这样的无性生殖方式从单一植株获得大量的\o"子代（页面不存在）"子代个体。在\o"生物学"生物学上，是指选择性地复制出一段\o"DNA"DNA序列（分子克隆）、\o"细胞"细胞（细胞克隆）或是\o"个体"个体（个体克隆）。克隆一个生物体意味着创造一个与原先的生物体具有完全一样的\o"遗传信息"遗传信息的新\o"生物体"生物体。目前，现代生物学背景下，这通常包括了体\o"细胞核"细胞核\o"移植"移植。在体细胞核移植中，卵母细胞核被除去，取而代之的是从被克隆生物体细胞中取出的细胞核，通常\o"卵母细胞"卵母细胞和它移入的细胞核均应来自同一物种。细胞核移植技术，就是将供体细胞核移入除去核的卵母细胞中，使后者不经过精子穿透等有性过程即无性繁殖即可被激活、分裂并发育成新个体，使得核供体的基因得到完全复制。原生质体融合(protoplastfusion)：指通过人为的方法，使遗传性状不同的两个细胞的原生质体进行融合，借以获得兼有双亲遗传性状的稳定重组子的过程。23对于目的基因载体的要求：具有大量增殖的能力，能够在受体细胞中正常存活，具有多个限制性内切酶位点；有选择性遗传标记DNA修复的四种方法；光修复（光解酶的作用），切补修复，重组修复，SOS修复病毒的一般特征：专性寄生，体积小，无细胞结构，仅有核酸和蛋白质构成，不受抗生素影响，却受干扰素影响病毒的增殖：（步骤）病毒的结构：污水带的划分（微生活的渐变）BOD逐渐降低--各微生物发挥的作用P300-301P/H指数与氧垂曲线菌胶团的四个作用碳循环氮循环硫循环磷循环放线菌古菌基于核酸水平的群落解析：FISH荧光原位杂交-原理：16srRNA基因（RNA大多为单链）是细菌上编码rRNA相对应的DNA序列，存在于所有细菌的基因组中。16srRNA具有高度的保守性和特异性以及该基因序列足够长（包含约50个功能域）。随着PCR技术的出现及核酸研究技术的不断完善，16srRNA基因检测技术已成为病原菌检测和鉴定的一种强有力工具。数据库的不断完善，应用该技术可以实现对病原菌进行快速、微量、准确简便地分类鉴定和检测。该技术主要有三个步骤：首先是基因组DNA的获得，其次是16srRNA基因片段的获得，最后是进行16srRNA基因序列的分析。荧光探针某荧光标记基团在激发光刺激下生成某波长的发射光，当另一屏蔽基团与其距离合适时，原发射光将会被屏蔽基团所吸收，并转化为其他波长的发射光或热能，称之为FRET。与核酸(DNA或RNA)、蛋白质或其他大分子结构非共价相互作用而使一种或几种荧光性质发生改变的小分子物质。可用于研究大分子物质的性质和行为·克隆文库：（实现了对于环境样品中所有DNA的一一分析）·DGGE&TGGE电泳-相同长度的DNA片段其运动特征一致

在一定的电场强度下,DNA分子的这种迁移速度,亦即电泳的迁移率,取决于核酸分子本身的大小和构型,分子量较小的DNA分子比分子量较大的DNA分子迁移要快些。这就是应用凝胶电泳技术分离DNA片段的基本原理.双链DNA形成部分解链状态，这就导致其迁移速率变慢？什么时候停30-60min？要停吗?是的，要停。？什么影响走的路程摩擦系数：大小、构想·T-RFLP：根据限制性内切酶位点的不同位置和个数得到不同的DNA片段，再电泳之后，得到DNA图谱（可以用峰面积定量得到某一基因的数量）活性污泥净化废水的作用机理：吸附-胞外分解和胞内吸收-絮凝和沉淀污泥膨胀的原因和解决措施：丝状膨胀：真菌和丝状菌的大量繁殖（酸性条件，温度，溶解氧量下降，低分子糖和有机酸的浓度升高）非丝状菌膨胀：多发生在低温季节，菌胶团膨胀都可以用SVI（单位质量的体积，比容）解决措施：改进污水处理工艺（推流式优于全混式）；去除硫化物；挺高溶解氧含量；活性污泥接触处理（预曝气）；加氯气或过氧化氯；加入絮凝剂生物膜和活性污泥法的对比：因为载体的出现使得反应器对于生物的容许增值时间范围扩大，各种功能菌的种类增多，食物链更长，群落结构更复杂，生态系更稳定。生物膜的作用机理：贝式硫化菌？厌氧过程机理：四个阶段（水解-产酸-产乙酸-产甲烷）污水的深度处理-脱氮：硝化作用-反硝化作用（好氧-厌氧）-除磷：释磷-吸磷（厌氧-好氧）堆肥的三个阶段：起始阶段（中温型：葡萄糖，脂肪，碳水化合物）--高温阶段（40-50分解纤维素，半纤维素；60-70）--熟化阶段人工湿地进化污水VS氧化塘净化污水--群落中各类群的作用好氧堆肥的运行条件：CN比在25~30:1是发酵最好；堆肥湿度要适当（含水率60%）；氧气要充足；有一定量的N和磷；pH值为5.5~8.5；一次发酵的发酵周期为7d左右好氧堆肥有几种工艺，简述各个公艺过程：静态堆肥工艺高温动态二次堆肥工艺：动态发酵（机械搅拌）--静态发酵立仓式堆肥工艺滚筒式堆肥工艺人工湿地有那几个组成？各有什么功能基质：为微生物的生长提供附着，为湿地植物提供载体，营养物质；同时还对污染物具有吸附和过滤的作用水生植物：发达的根系（吸收无机污染物质，光和作用产生氧气；根系维持湿地水力运输）根面微生物：降解污染物，为植物提供养分什么叫捷径反硝化？何为短程-反硝化？在生产中有何意义？捷径反硝化或称短程-反硝化，通过限制充氧量和缩短曝气时间，抑制硝化细菌生长，促进反硝化细菌生长氨氮→HNO2→N2缩短曝气时间，降低能耗，节省碳源微生物的脱氮工艺有哪些？A/O、A2/O、A2/O2、SBR叙述好氧活性污泥净化污水的机理：吸附-胞外分解和吸收-絮凝和沉淀叙述生物膜法净化污水的机理:自然界氮素如何循环？（蛋白。氨基酸，尿素，氮气，硝态氮、氨氮)叙述磷的循环（有机磷、HPO42-、PH3、非溶解性磷）什么叫水体自净？由于各种生物（藻类、微生物等）的活动特别是微生物对水中有机物的氧化分解作用使污染物降解。它在水体自净中起非常重要的作用。水体中的污染物的沉淀、稀释、混合等物理过程，氧化还原、分解化合、吸附凝聚等化学和物理化学过程以及生物化学过程等，往往是同时发生，相互影响，并相互交织进行。一般说来，物理和生物化学过程在水体自净中占主要地位。什么叫PCR技术?有几个操作步骤聚合酶链式反应是一种用于