湖大环境工程微生物考研真题论述题整理2023

本文格式为Word版，下载可任意编辑——湖大环境工程微生物考研真题论述题整理(20231、什么叫细菌的生长曲线？细菌的生长曲线可分为几个阶段？在用常规活性污泥法处理废水时，一般应选择哪个阶段最为适合？为什么？（9分）答：是将少量的纯种单细胞微生物接种到一定容积的液体培养基后，在适合的条件下培养，定时取样测定细胞数量。以细胞增长数目的对数做纵坐标，以培养时间做横坐标，绘制一条如下图的曲线，即为细菌的生长曲线。细菌的生长曲线可分为中止期（适应期或迟滞期）、加速期、对数期、减速期、静止期、衰亡期。其中由于加速期和减速期历时很短，所以把加速期并入中止期，把减速期并入衰亡期。在用常规活性污泥法处理废水时，一般应选择生长速率下降阶段的微生物，即减速期、静止期的微生物。由于处于对数期的微生物生长繁殖快，代谢活力强，对有机物去除能力很高，因而对进水有机物浓度要求要高，导致出水中有机物浓度高，不易达到排放标准，而且处于对数期的微生物不易自行凝聚成菌胶团，沉降性能差，致使出水水质差。而处于静止期的微生物任然具有较强的代谢能力，去除有机物的效果好，而且处于静止期的微生物积累大量贮存物，加强了微生物的生物吸附能力，其自我絮凝、聚合能力强，在二沉池中泥水分开效果好，出水水质好。

2、细菌的呼吸作用的本质是什么？它可分为几种类型？各类型有何特点？答：细菌呼吸作用的本质是氧化和还原的统一过程。细菌的呼吸作用可分为发酵、好氧呼吸和厌氧呼吸三类。发酵的特点：有机物仅发生部分氧化，以它的中间代谢产物（即分子内的低分子有机物）为最终电子受体，释放少量能量，其余能量保存在最终产物中。好氧呼吸的特点：底物按常规方式脱氢，经完整的呼吸链（电子传递体系）传递氢，同时底物氧化释放出的电子也经过呼吸链传递给O2、O2得到电子被还原，与脱下的H结合成H2O，并释放能量（ATP）。无氧呼吸的特点：底物按常规脱氢后，经部分电子传递体系递氢，最终由氧化态的无机物（个别为有机物）受氢。

3、检验饮用水时，为什么一般不直接测定致病菌，而检测指示菌？用发酵法监测饮用水中的大肠杆菌群数时，常分几步进行检测？每步的原理是什么？1.答：由于致病菌数量少，检测不便利，应选用和它相近的非致病菌作间接指示。指示菌应符合的条件：指示菌应与所检测的致病菌的相关形状相近，而且检测技术较简便。用发酵法检测饮用水中的大肠菌群数时，常用三步进行：

①初步发酵试验：样品稀释后，选择三个稀释度，每个稀释度接种三管乳糖胆盐发酵管。36±1℃培养48±2h，观测是否产气。大肠菌群中的埃希氏菌属、柠檬酸杆菌属、肠杆菌数和克雷伯氏菌属在37℃能不同程度地分解乳糖产酸产气。②确定性试验：将产气发酵管培养物转种于伊红美蓝琼脂平板上，36±1℃培养18-24h，观测菌落形态。由于大肠菌群中的四类菌体在伊红美蓝培养基中的菌落特征各不一致，而加以区别。

③复发酵试验：挑取平板上的可疑菌落，进行革兰氏染色观测。同时接种乳糖发酵管36±1℃培养24±2h，观测产气状况，有产酸产气者为有大肠菌群存在。

4、什么叫活性污泥？活性污泥的结构与功能中心是什么？活性污泥净化废水的机理是什么？（8分）答：活性污泥(activesludge)是微生物群体及它们所依附的有机物质和无机物质的总称。微生物群体主要包括细菌，原生动物和藻类等。其中，细菌和原生动物

是主要的二大类。活性污泥的结构与功能中心是菌胶团。活性污泥的净化作用有类似于水处理工程中混凝剂的作用，同时又能吸收和分解水中溶解性污染物。

5、试说明用生物法处理废水对废水水质的要求？（8分）答：①好氧生物处理必需有充分的氧气供应。

②酸碱度：对于好氧生物处理，pH应控制在6-9；对于厌氧生物处理，pH应控制在6.5-7.5。

③温度：大多数细菌适合的温度20-40℃。

④有毒物质：废水中不能含有过多的有毒物质，多数重金属如锌、铜、铅、铬离子有毒性，某些非金属物质如:酚、甲醛、氰化物、硫化物也有毒性。这些有毒物质能抑制其他物质的生物氧化作用,废水中也不应含有过多的油类物质。⑤养料：微生物的繁殖必需要有各种养料，其中包括碳、氮、磷、硫，微量的钾、钙、镁、铁等和维生素。不同的微生物对每一种营养元素数量的要求是不同的。

6、说明革兰氏染色的步骤及其原理。（9分）答：革兰氏染色的步骤：

①涂片，固定→②初染：滴加草酸铵结晶紫染色1-2min，水洗→③媒染：滴加革兰氏碘液（碘-碘化钾溶液）染色1-2min，水洗→④脱色：滴加体积分数为95%的乙醇，约45s后水洗→⑤复染：滴加番红染液染色2-3min，水洗并使之枯燥→⑥镜检：革兰氏阳性菌呈紫色，革兰氏阴性菌呈红色。革兰氏染色的原理：

①革兰氏染色与细菌等电点有关系：革兰氏阳性菌的等电点比革兰氏阴性菌低，因而革兰氏阳性菌带负电荷比革兰氏阴性菌多，它与草酸铵结晶紫的结合力大，用碘-碘化钾媒染后，两者等电位均降低，但革兰氏阳性菌等电位降低得多，故与草酸铵结晶紫结合得更稳固，对乙醇脱色的抗争力强，草酸铵结晶紫、碘-碘化钾复合物不被乙醇提取，菌体呈紫色，而革兰氏阴性菌则相反，菌体呈红色。②革兰氏染色与细菌细胞壁有关：革兰氏阳性菌的脂质含量很低，肽聚糖含量高，革兰氏阴性菌则相反，因此用乙醇脱色时，革兰氏阴性菌的脂质被乙醇溶解，增加细菌细胞壁的孔径及其通透性，乙醇简单进入细胞内将草酸铵结晶紫、碘-碘化钾复合物提取出来，使菌体呈无色，革兰氏阳性菌由于脂质含量极低，而肽聚糖含量高，乙醇既是脱色剂又是脱水剂，使肽聚糖脱水缩小细胞壁的孔径，降低细胞壁的通透性，阻止乙醇分子进入细胞，草酸铵结晶紫、碘-碘化钾复合物被截留在细胞内而不被脱色，仍呈紫色。

7、什么叫水体自净？可根据哪些指标、如何判断水体自净程度？（8分）答：河流（水体）接纳了一定量的有机污染物后，在物理的、化学的和水生物(微生物、动物和植物)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，叫作水体自净。衡量水体自净程度的指标：

①P/H指数：P/H指数低，水体自净程度低；P/H指数高，水体自净程度高。当P/H指数恢复到原有水平日，则水体自净完成。

②氧浓度昼夜变化幅度和氧垂曲线：氧浓度昼夜差异小，水体自净程度低；氧浓度昼夜差异大，水体自净程度高。当氧浓度昼夜差异增大到最大值后又回到被污

染前的原状态，则水体自净完成。

8、详述纤维素的好氧分解和厌氧分解过程。（8分）答：

9、试阐述过高或过低的pH值对微生物的不利影响。（9分）答：①pH过低（pH=1.5），会引起微生物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过高或过低的pH还可影响培养基中有机化合物的离子化作用，从而间接影响微生物；

③酶只有在最适合的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过高或过低的pH均降卑微生物对温度的抗争能力。纤维素酶纤维二糖酶纤维素纤维二糖葡萄糖糖酵解ATP好氧分解H2OCO2葡萄糖丙酮丁醇发酵丙酮+丁醇+CO2+H2厌氧发酵丁酸发酵丁酸+乙酸+CO2+H2三羧酸循环厌氧发酵

10、有机物的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：有机物的沼气发酵三阶段理论内容：液化阶段、产氢产酸阶段、产甲烷阶段。甲烷形成的途径主要有：有机物的甲烷发酵等。

11、细菌生长曲线分哪几个时期？各时期有何特征及在废水处理中如何应用？答：细菌的生长曲线可分为中止期（适应期或迟滞期）、加速期、对数期、减速期、静止期、衰亡期。其中由于加速期和减速期历时很短，所以把加速期并入中止期，把减速期并入衰亡期。

中止期中，有的细菌产生适应酶，其细胞物质开始增加，细菌总数尚未增加；有的细菌不适应新环境而死亡，故细菌数量有所减少；中止期的时间长短不一，要受接种量，接种群体菌龄和营养的影响。

对数期细菌的生长速度增至最大，细菌数量以几何级数增加；菌体的代谢活力最强，合成新细胞物质的速度最快，细胞每分裂一次的时间间隔缩短。静止期新生的细菌数和死亡的细菌数相当，细菌的生长速率几乎为零，但细菌总数达到最大值。

衰亡期细菌因缺乏营养而利用自身贮存的物质进行内源呼吸，即自身溶解，死亡率增加，活细菌数减少，细菌少繁殖或不繁殖，活菌数在一个阶段内以几何级数下降，细菌常出现多形态，畸形或衰退型，有的细菌产生芽孢。在废水生物处理设计时，按废水的水质状况（主要是有机物的浓度），可利用不同生长阶段的微生物处理废水。如：①常规活性污泥法利用生长下降阶段的微生物，包括减速期、静止期的微生物；②生物吸附法利用生长下降阶段（静止期）的微生物；③高负荷活性污泥法利用生长上升阶段（对数期）和生长下降阶段（减速期）的微生物；④对于有机物含量低，BOD5和COD的比值小于0.3，可生化性差的废水，可用延时曝气法处理，即利用内源呼吸阶段（衰亡期）的微生物处理。

12、说明活性污泥处理废水中产生活性污泥丝状膨胀的原因和控制方法。答：原因：Ⅰ进水水质：①原水中营养物质含量不足；②原水中碳水化合物和可溶性物质含量高；③硫化物含量高；④进水波动。

Ⅱ反应器环境：①温度，丝状菌膨胀对温度具有敏感性，在其它条件等同的状况下，10℃时产生严重的污泥膨胀现象；将反应器温度提高到22℃，不再产生污泥膨胀；②溶解氧，菌胶团细菌和浮游球衣菌等丝状菌对溶解氧需要量区别比较大，菌胶团细菌是好氧菌，而绝大多数丝状菌是适应性强的微好氧菌。因此，若溶解氧含量不足，菌胶团菌的生长受到抑制，而丝状菌仍能正常利用有机物，在竞争中占优；③pH值，pH值较低，会导致丝状真菌的繁殖而引起污泥膨胀。活性污泥微生物最适合的pH值范围是6.5-8.5；pH值低于6.5时利于真菌生长繁殖；pH值低至4.5时，真菌将完全占优，活性污泥絮体遭到破坏，所处理的水质恶化；④BOD－污泥负荷。控制方法：①设调理池(及事故池)控制高负荷（BOD、毒物）冲击；②控制溶解氧，溶解氧浓度必需控制在3-4mg/L；③调理废水的营养配比，尽量迫近BOD5与N和P的比例BOD5：N：P＝100：5：1。补N-尿素，补P-磷酸钠；④改革工艺，将活性污泥法改为生物膜法或在曝气池中加填料改为生物接触氧化法。控制活性污泥丝状膨胀的最正确方法是根据活性污泥丝状膨胀致因微生物的生理特性，利用合理的优化工艺创造条件遏制活性污泥丝状膨胀致因微生物的极度生长，达到有效控制活性污泥丝状膨胀的目的。

13、为了获得纤维素酶产生菌，请问：①、应取什么环境条件下的样品分开，最有可能获得产该酶的菌株？若样品中所需的菌很少，应采取什么措施？请写明分开流程。②、假使所获得的菌株产酶能力不强，你将采取什么措施来提高该菌的产酶能力？请写明所采用的方法及技术路线。（15分）

答：①应在好氧环境条件下进行样品分开。若样品中所需的菌很少，应采取纯化的措施。好氧的纤维素分解菌中，粘细菌极多，将含纤维素酶产生菌的滤液进行稀释，然后接种培养，直到获得纯种的所需菌为止。②假使所获得的菌株产酶能力不强，可以利用基因工程，构建产酶能力强的新菌株。具体方法如下：先从产酶能力强的供体细胞中选择获取带有目的基因的DNA片段→将目的DNA的片段和质粒在体外重组→将重组体转入受体细胞→重组体克隆的筛选和鉴定→外源基因表达产物的分开和提纯。

14、在微生物培养过程中，引起pH改变的原因有哪些？在实践中如何保证微生物处于较稳定和适合的pH环境中？

答：在微生物培养过程中，会产生有机酸、CO2和NH3，前两者为酸性物质，后者为碱性物质，它们会降低或提高培养基的pH值。

在实践中，为保证微生物处于较稳定和适合的pH环境中，需要在培养基中参与缓冲剂，如K2HPO4、KH2PO4、Na2CO3、NaHCO3、NaOH等，它们即起调理pH的作用，又可在培养过程中调整pH的变化。

15、什么叫水体富营养化？评价水体富营养化的方法有哪几种？

答：水体富营养化(eutrophication)是指在人类活动的影响下，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。这种现象在河

流湖泊中出现称为水华，在海洋中出现称为赤潮。

水体富营养化评价常用的方法有：观测蓝藻等指示生物；测定生物量；测定原初生产力；测定透明度；测定N、P等营养物质。AGP（藻类生产的潜在能力测定）。

16、废水中的主要含氮物质有哪几种？试述它们可能的转化途径和废水生物脱氮的原理。答：废水中的氮主要以氨氮和有机氮两种形式存在，有时也含有少量亚硝酸盐和硝酸盐形态的氮，其中可溶性有机氮主要以尿素和氨基酸（蛋白质）的形式存在。转化途径：蛋白质分解为氨基酸，氨基酸通过脱氨作用和脱羧作用转化为氨和胺。氨经硝化作用转化为硝酸酸或亚硝酸。硝酸盐在反硝化作用下还原为氮气。生物脱氮的原理：首先利用设施内好氧段，由亚硝化细菌和硝化细菌的硝化作用，将NH3转化为NO3-N。在利用缺氧段，经反硝化细菌将NO3-N反硝化还原为氮气（N2），溢出水面释放到大气中，参与自然界物质循环。

17、什么是好氧活性污泥？活性污泥的结构与功能中心是什么？活性污泥净化废水的机理是什么？

答：由多种多样的好氧微生物和兼性厌氧微生物（兼有少量的厌氧微生物）与污（废）水中的有机物和无极固体物混凝交织在一起，形成絮状体或绒粒。活性污泥的结构与功能中心是能起絮凝作用的细菌形成的菌胶团。活性污泥净化废水的机理是在活性污泥中的微生物在酶的催化作用下，利用污水中的有机物和氧，将有机物氧化为水和二氧化碳，达到去除水中有机污染物的目的。净化作用机理如下图：

18、下面是家庭里做酒酿的具体操作过程：先将米煮熟，待冷却至35℃左右时，加少许水和一定量的酒药(实际是酵母菌种)与米饭混匀后臵于一瓷坛内（其他容器也可）。在中间要挖一个小洞（深及底部），加盖后臵于适当的地方保温（28℃最正确），一般24h既成。现请你从以下几个方面对其发酵过程作简单的分析：（1）在中间挖一个小洞（深及底部）的目的是保证有足够的氧气，使酵母菌在一开始生长时有足够的氧气进行有氧呼吸。

（2）酵母菌在大量繁殖时的呼吸方式是有氧呼吸。

（3）发酵坛没有密封，坛内发酵的环境是怎么形成的？

有氧呼吸时产生的水逐渐增加，液面逐渐升高，最终发酵基质没入水中，水中的氧被消耗殆尽后就形成了无氧环境。

（4）请你在坐标上画出在发酵坛内种群数量增长的曲线。

（5）请你用文字或坐标曲线的形式说明在发酵坛内有氧呼吸和无氧呼吸此消彼长的过程。

答：有氧气存在时，酵母菌进行有氧呼吸，这时大量繁殖菌体使种群达到很高的密度，在较短的时间内就占据了整个空间，以后氧气逐渐减少，有氧呼吸减弱，无氧呼吸加强，当氧气被完全消耗时，就完全开始无氧呼吸产生大量酒精。曲线见图B。

（6）在做酒酿的过程中，酒药要按一定的比例参与，假使把握不准宁多勿少，为什么？如加少了将会有什么后果？答：开始时参与适量的酵母菌是为了酵母菌种群有足够的起始浓度，并能够在较短的时间内繁殖大量的个体而占据整个生存空间。假使酒药加少了，酵母菌种群

的起始浓度过低，占据整个空间所用的时间过长，就极有可能导致杂菌的侵入而使发酵失败。

19、详述脂肪的好氧分解和厌氧分解过程。答：脂肪在脂肪酶的催化下，分解成为甘油和高级脂肪酸，而甘油在消耗ATP和甘油激酶的催化下首先被转化为α-磷脂甘油，再在NAD+和磷酸甘油脱氢酶的作用下被转化为磷酸二羟丙酮，磷酸二羟丙酮可酵解成丙酮酸，再氧化脱羧成乙酰CoA，进入三磷酸循环完全氧化为二氧化碳和水。磷酸二羟丙酮也可沿酵解途径逆行生成1-磷酸葡萄糖，进而生成葡萄糖和淀粉。脂肪酸则寻常通过β-氧化途径氧化，最终完全形成乙酰辅酶A。

20、营养物质通过细胞膜的方式主要有哪些？并说明其转运特点。

答：营养物质通过细胞膜的方式有四种，即单纯扩散、促进扩散、主动运输和基团转位。单纯扩散是物理过程，从高浓度区向低浓度区扩散，不与膜上的分子发生反应，即不需要载体和消耗能量。是水和气体通过细胞膜的方式。

促进扩散是利用渗透酶将营养物质从细胞质膜的外表面运输到细胞质膜的内表面并释放的过程，依靠浓度驱动，不需要消耗能量。

主动运输过程需要渗透酶和消耗能量逆浓度梯度进行。主动运输的渗透酶有3种：单向转运载体、同向转运载体和反向转运载体。其作用机制包括钠钾泵主动运输、离子浓度主动运输和H+浓度梯度主动运输。通过主动运输进入细胞的物质有氨基酸、糖、无机离子（K+、Na+等）、硫酸盐、磷酸盐及有机酸等。基团转位参与运输的是磷酸转移酶系统，需要消耗能量，被运输的物质反生了化学变化，它是通过单向性的磷酸化作用而实现的。

21、有机物沼气发酵的微生物学原理。答：产甲烷菌利用含一个或两个碳原子的有机物产生二氧化碳和甲烷，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，用以构成自身细胞。

产甲烷的四阶段理论：

第一阶段：水解和发酵性细菌群将繁杂有机物如：纤维素、淀粉等水解为单糖后，再酵解为丙酮酸；将蛋白质水解为氨基酸，脱氨基成有机酸和氨；脂类水解为各种低级脂肪酸和醇；

其次阶段：产氢和产乙酸细菌把第一阶段的产物进一步分解为乙酸和氢气；第三阶段：本阶段的微生物是两组生理不同的专性厌氧的产甲烷菌群。一组是将氢气和二氧化碳合成甲烷或氢气和一氧化碳合成甲烷；另一组是将乙酸脱羧生成甲烷和二氧化碳，或利用甲酸、甲醇甲基胺裂解为甲烷；第四阶段：本阶段为同型产乙酸阶段，是同型产乙酸细菌将氢气和二氧化碳转化为乙酸的过程。

22、什么是灭菌与消毒？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、化学因素将所有微生物的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。与干热灭菌相比，湿热灭菌的穿透力和热传导都要更强，且在湿热时微生物吸收

高温水分，菌体蛋白很易凝固、变性，灭菌效果好。

23、环境生物技术中的高新技术有哪些？在污染控制工程中有什么作用？

答：环境生物技术中的高新技术有：遗传诱变育种、基因工程、酶工程、微生物制剂、生物表面活性剂等。

质粒育种和基因工程培育出能快速降解有机氯农药、有机磷农药、塑料、合成洗涤剂等难降解污染物的高效菌。固定化酶和固定化微生物技术用来处理含特别污染物质如硫磷农药的污（废）水有很好的效果。为生物细胞外多聚物可用作表面活性剂、絮凝剂或助凝剂、沉淀剂，它不会引起二次污染，使用安全。微生物制剂在环境工程中的应用也很广泛。

24、试比较原核微生物和真核微生物的区别。

答：原核微生物的核很原始，发育不全，只有DNA链高度折叠形成的一个核区，没有核膜，核质袒露，与细胞质没有明显界限，叫拟核或似核。原核微生物没有细胞器，只有由细胞质膜内陷形成的不规则的泡沫体系，如间体核光合作用层片及其他内折。也不进行有丝分裂。原核微生物包括古菌（即古细菌）、真细菌、放线菌、蓝细菌、粘细菌、立克次氏体、支原体、衣原体和螺旋体。真核微生物由发育完好的细胞核，核内由核仁核染色质。由核膜将细胞核和细胞质分开，使两者由明显的界限。有高度分化的细胞器，如线粒体、中心体、高尔基体、内质网、溶酶体和叶绿体等。进行有丝分裂。真核微生物包括除蓝藻以外的藻类、酵母菌、霉菌、原生动物、微型后生动物等。

25、简要说明病毒在液体培养基和在固体培养基中的培养方法。答：（1）在液体培养基上：将噬菌体的敏感细菌接种在液体培养基中，经培养后敏感细菌均匀分布在培养基中而使培养基浑浊。然后接种噬菌体，敏感细菌被噬菌体感染后发生菌体裂解，原来浑浊的细菌悬液变成透明的裂解溶液。

（2）在固体培养基上：将噬菌体的敏感细菌接种在琼脂固体培养基上，经培养受敏感细菌在培养基上形成大量个菌落，当接种噬菌体悬液后引起点性感染，在感染点上进行反复的感染过程，宿主细菌菌体就一个个地被裂解成一个个空斑，这些空斑就叫噬菌斑。

26、在进行细菌培养时，可用哪些方法测定细菌的生长量？简要说明。答：细菌生长量的测定方法有：

①测定细菌总数：计数器直接计数；染色涂片计数；比例计数法；比浊法测定细菌悬液浓度。

②测定活细菌数：载玻片薄琼脂层培养计数；平板菌落（CFU）计数；液体稀释倍数计数；薄膜过滤计数等。③计算生长量（测定细胞的质量）：测量细胞干重；测量细胞含氮量；通过DNA的测定算出细菌浓度；生理指标法。

27、脱氮运行管理中要把握哪几个关键才能获得高的脱氮效果？答：脱氮运行管理中要把握以下几个关键才能获得高的脱氮效果：

①泥龄，即悬浮固体停留时间SRT。泥龄是重要的控制指标，可通过排泥控制泥龄，一般控制在5d以上，泥龄要大于硝化细菌的生长速率。

②要供给足够的氧：处理生活污水时，溶解氧一般控制在1.2-2.0mg/L为宜。处

理工业废水，要适当提高溶解氧量。③控制适度的曝气时间（水力停留时间）：普通的活性污泥法的曝气时间为4-6小时，甚至8小时（如SBR法），对于味精废水，采用一次硝化需要30小时。④碱度：硝化过程中消耗了碱性物质，pH下降成酸性，不利于硝化细菌生长，故应投加NaHCO3调理pH在偏碱性（pH为7.5-8.0）条件下。

⑤温度：大多数硝化细菌生长的最适温度为25-30℃，但实际上它们的生长温度范围是比较广的。

28、论述好氧堆肥的机理，并说明参与堆肥发酵的主要微生物类群、好氧堆肥的发酵条件。答：（1）好氧堆肥是在通气的条件下，好氧微生物分解大分子有机固体废弃物为小分子有机物，部分有机物被矿化成无机物，并放出大量的热量，使温度升高至50-65℃，假使不通风，温度会升高到80-90℃。这期间发酵微生物不断地分解有机物，吸收、利用中间代谢产物合成自身细胞物质，生长繁殖，以其更大数量的微生物群体分解有机物，最终有机固体废弃物完全腐熟成稳定的腐殖质。（2）堆肥发酵的微生物类群：细菌、放线菌和真菌等微生物类群。

（3）好氧堆肥的发酵条件：①C∶N在25∶1-30∶1发酵最好，有机物含量若不够，可搀杂粪肥；②湿度适当，30℃时，含水量应控制在45%，45℃时，含水量控制在50%左右；③氧要供应充分，通气量0.05-0.2m3/min〃㎡；④有一定数量的氮和磷，可加快堆肥速率，增加成品的肥力；⑤嗜温菌发酵最适温度30-40℃，嗜热菌发酵最适温度55-60℃，5-7d能达到卫生无害化。整个发酵过程中pH=5.5-8.5，能自身调理。在整个发酵过程中，不需外加任何中和剂；⑥发酵周期7d左右。

29、真菌包括哪些微生物类群？它们在废水、固体废物中的作用（各举两个例子予以说明）。

答：真菌种类繁多，形态、大小各异，包括酵母菌、霉菌及各种伞菌等。酵母菌处理废水和有机固体废弃物生物处理中都起积极作用。酵母菌还可用作检测重金属，霉菌对废水中氰化物的去除率达90%以上。有的霉菌还可处理含硝基化合物废水。伞菌既可用于处理废水和固体废弃物，还可获得食用菌。

30、菌种保藏的方法有哪几种？各有何特点？

答：菌种保藏的方法有：定期移植法、枯燥法、隔绝空气法、蒸馏水悬浮法和综合法。定期移植法简便易行，不需要特别设备，能随时发现所保存的菌种是否死亡、变异、退化和受杂菌污染。

枯燥法是将菌种接种到适当的载体上，如经灭菌的河沙、土壤、硅胶、滤纸及麸皮等，以沙土保藏法用得较为普遍。寻常放在枯燥器内于常温或低温下保藏。芽孢杆菌、梭状芽孢杆菌、放线菌及霉菌均可用此法。

隔绝空气法是定期移植法的辅助方法，它能抑制微生物代谢，推迟细胞老化，防止培养基水分蒸发，从而延长微生物寿命。

蒸馏水悬浮法是一种最简单的保藏方法，只要将菌种悬浮于无菌蒸馏水中，将容

器密封好便达到目的。球衣菌可用此法保藏。综合法是利用低温、枯燥和隔绝空气等几个保藏菌种的重要方法的综合作用，使微生物的代谢处于相对静止的状态，可使菌种保存较长的时间。

31、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：利用基因工程获得分解多种有毒物质的新型菌种，可提高废水生物处理的效果。利用基因工程获得降解几丁质、纤维素等难降解污染物的大肠杆菌等。应用PCR技术研究特定环境中微生物区系的组成、结构，分析种群动态。如对古菌的研究，对含酚废水生物处理活性污泥中的微生物种群组成及种群动态的分析等，其测定速度远快于经典的微生物分类鉴定；应用PCR技术监测环境中的特定微生物，如致病菌和工程菌等。

32、微生物培养基是根据什么原理配制而成的？并说明配制培养基应遵守的原则和顺序。

答：配制培养基的原理：根据各种微生物的营养要求，将水、碳源、氮源、无机盐和生长因子等物质按一定的比例配制而成的，用以培养微生物的基质，即培养基。配制培养基的原则和顺序：烧杯中加一定量的蒸馏水，按配方称取各营养成分，然后将各营养成分逐一参与（按配方顺序参与），待每一种成分溶解后方可加下一成分，否则会引起沉淀形成。为避免产生金属沉淀物，可参与螯合剂。各成分的参与顺序：缓冲化合物、无机元素、微量元素、维生素及其他生长因子，最终调理pH值。

33、影响病毒在环境中存活的理化因素主要有哪些？在一般的污水处理厂的污水处理工艺过程中，病毒的去除效果如何？答：（1）影响病毒存活的物理因素主要有温度、光和枯燥。

①高温对病毒的灭活作用强，低温不会灭活病毒；②日光中的紫外辐射、可见光和X射线、r射线也有灭活病毒的作用；③枯燥是控制环境中病毒的重要因素。（2）体内灭活病毒的化学物质有抗体和干扰素；体外灭活病毒的化学物质有酚、甲醛、亚硝酸、氨和醚类等。

（3）一般污水处理工艺流程包括一级处理、二级处理和三级处理。

①一级处理是物理过程，以筛除渣为主，最多去除30%；②二级处理是生物处理过程，可去除病毒90%-99%；③三级处理是深度处理，可使病毒的滴度常用对数值下降4-6。

34、根据试验目的和用途可将培养基分为哪几类？并分别说明其营养组成的特点和适用范围。

答：根据试验目的和用途可将培养基分为基础（普通）培养基、选择培养基、鉴别培养基和加富（富集）培养基。

基础（普通）培养基：由牛肉膏、蛋白胨、氯化钠按比例配制而成，适用于一般的微生物；

选择培养基：在培养基中参与特别物质，如染料、胆汁盐、金属盐类、酸、碱或抗生素等其中的一种，抑制非目的微生物生长而具有选择作用；

鉴别培养基：在培养基中参与一些指示剂，使其具有指示作用，用于鉴别菌种类别；

加富（富集）培养基：在培养基中参与特别的物质，使微生物生长，用于对营养物质要求比较苛刻的微生物菌种培养。

35、基因工程的操作一般包括哪些步骤？举例说明基因工程技术在污染物处理中的实际应用。

答：基因工程是指在基因水平的遗传工程，又叫基因剪接或核算体外重组。基因工程操作一般分为五个步骤：

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重组体克隆的筛选与鉴定；

⑤外源基因表达产物的分开与提纯。

PCR：DNA多聚酶链式反应，是DNA在体外扩增的技术。环境中存在各种生物的DNA，在环境中采集少量DNA，参与引物和DNA多聚酶，经过变性和复性的过程，就可以在体外扩增到足以共检测、鉴定用的量。

36、废水中含氮物质主要有哪些？阐述它们在废水处理中可能的转化途径和废水生物脱氮的原理。

答：废水中的氮主要以氨氮和有机氮两种形式存在，有时也含有少量亚硝酸盐和硝酸盐形态的氮，其中可溶性有机氮主要以尿素和氨基酸（蛋白质）的形式存在。转化途径：蛋白质分解为氨基酸，氨基酸通过脱氨作用和脱羧作用转化为氨和胺。氨经硝化作用转化为硝酸酸或亚硝酸。硝酸盐在反硝化作用下还原为氮气。生物脱氮的原理：首先利用设施内好氧段，由亚硝化细菌和硝化细菌的硝化作用，将NH3转化为NO3-N。在利用缺氧段，经反硝化细菌将NO3-N反硝化还原为氮气（N2），溢出水面释放到大气中，参与自然界物质循环。

37、阐述革兰氏阳性和阴性细菌在细胞壁结构和化学组成上的异同点，并指出与此相关的主要特征。

答：细菌分为革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌两大类，两者的化学组成和结构不同。格兰仕阳性菌的细胞壁厚，其厚度为20-80nm，结构较简单，含肽聚糖（包括三种成分：D-氨基酸、胞壁酸和二氨基庚二酸）、磷壁酸（质）、少量蛋白质和脂肪。革兰氏阴性菌的细胞壁较薄，厚度为10nm，其结构较繁杂，为外壁层和内壁层，外壁层又分三层：最外层是脂多糖，中间是磷脂层，内层为脂蛋白。内壁层含肽聚糖，不含磷壁酸。两者的细胞壁的化学组成也不同：革兰氏阴性菌含极少肽聚糖，独含脂多糖，不含磷壁酸。两者的不同还表现在各种成分的含量不同。特别是脂肪的含量最明显，革兰氏阳性菌含脂肪量为1%-4%，革兰氏阴性菌含脂肪量为11%-22%细胞壁结构。

38、什么是荚膜和黏液层？荚膜的化学组成和功能是什么？

答：荚膜是一些细菌在其细胞表面分泌的一种黏性物质，把细胞壁完全包围封住，这层黏性物质就叫荚膜。有些细菌不产荚膜，其细胞表面仍可分泌黏性的多糖，疏松地附着在细菌细胞壁表面上，与外界没有明显边缘，这叫黏液层。荚膜的化学组成：荚膜的含水率在90%-98%，有些细菌的荚膜含多糖。炭疽杆菌含多肽。巨大芽孢杆菌的荚膜由多糖组成网状结构，其间隙镶嵌以D-谷氨酸组

成的多肽。有的荚膜含脂质或脂质蛋白复合体。