水處理生物學(xué)第五版復(fù)習(xí)資料

1、水處理生物學(xué)習(xí)題及題答案第一章 緒論1水處理生物學(xué)的主要研究內(nèi)容是什么？ （1）與水處理工程和環(huán)境水體水質(zhì)凈化、保持相關(guān)的生物種類的形態(tài)、生理特性及生態(tài)；（2）水中微生物種類間的相互作用；（3）微生物與水中污染物的相互作用關(guān)系；（4）水中污染物的生物分解與轉(zhuǎn)化機(jī)理；（5）生物在水體凈化與水處理中的作用機(jī)理與規(guī)律；（6）水中有害微生物的控制方法；（7）水處理微生物學(xué)的研究方法等。2 目前物種的命名都采用瑞典博物學(xué)家林奈創(chuàng)立的雙命名法。3 微生物有哪些基本特征？微生物除了具有個(gè)體微小、結(jié)構(gòu)簡單、進(jìn)化地位低等特點(diǎn)外，還具有以下特點(diǎn)： （1）種類多。 （2）分布廣。（3）繁殖快。（4）易變異。4 水生

2、植物可分為：挺水植物、漂浮植物、浮葉根生植物和沉水植物四大類型。第二章 原核微生物1細(xì)菌：細(xì)菌是一類單細(xì)胞、個(gè)體微小、結(jié)構(gòu)簡單、沒有真正細(xì)胞核的原核生物。大小一般是幾個(gè)m。2 以形狀來分，細(xì)菌可分為哪幾類？ 細(xì)菌的形態(tài)大致上可分為球狀、桿狀和螺旋狀（弧菌及螺菌）3種，自然界中，以桿菌最為常見，球菌次之，螺旋菌最少。 3 細(xì)菌的細(xì)胞結(jié)構(gòu)包括一般結(jié)構(gòu)和特殊結(jié)構(gòu)，簡單說明這些結(jié)構(gòu)及及其生理功能。 細(xì)菌的基本結(jié)構(gòu)包括細(xì)胞壁和原生質(zhì)兩部分。原生質(zhì)位于細(xì)胞壁內(nèi)，包括細(xì)胞膜（細(xì)胞質(zhì)膜）、細(xì)胞質(zhì)、核質(zhì)和內(nèi)含物。 細(xì)胞壁是包圍在細(xì)菌細(xì)胞最外面的一層富有彈性的、厚實(shí)、堅(jiān)韌的結(jié)構(gòu)，具有固定細(xì)胞外形和保護(hù)細(xì)胞不受損傷

3、等多種功能。細(xì)胞壁的主要功能有：保持細(xì)胞形狀和提高細(xì)胞機(jī)械強(qiáng)度，使其免受滲透壓等外力的損傷；為細(xì)胞的生長、分裂所必需；作為鞭毛的支點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)鞭毛的運(yùn)動；阻攔大分子有害物質(zhì)（如某些抗生素和水解酶）進(jìn)入細(xì)胞；賦予細(xì)胞特定的抗原性以及對抗生素和噬菌體的敏感性。 細(xì)胞膜又稱細(xì)胞質(zhì)膜、質(zhì)膜或內(nèi)膜，是一層緊貼著細(xì)胞壁而包圍著細(xì)胞質(zhì)的薄膜（厚約78nm），其化學(xué)組成主要是蛋白質(zhì)、脂類和少量糖類。這種膜具有選擇性吸收的半滲透性，膜上具有與物質(zhì)滲透、吸收、轉(zhuǎn)運(yùn)和代謝等有關(guān)的許多蛋白質(zhì)和酶類。細(xì)胞膜的主要功能為：選擇性地控制細(xì)胞內(nèi)外物質(zhì)（營養(yǎng)物質(zhì)和代謝產(chǎn)物）的運(yùn)送和交換。維持細(xì)胞內(nèi)正常滲透壓。合成細(xì)胞壁組分和莢膜的

4、場所。進(jìn)行氧化磷酸化或光合磷酸化的產(chǎn)能基地。許多代謝酶和運(yùn)輸酶以及電子呼吸鏈組成的所在地。鞭毛的著生和生長點(diǎn)。 細(xì)胞質(zhì)是細(xì)胞膜包圍地除核區(qū)以外的一切透明、膠狀、顆粒狀物質(zhì)的總稱。其主要成分是水、蛋白質(zhì)、核酸和脂類等。與真核生物不同，原核生物的細(xì)胞質(zhì)是不流動的。 核區(qū)又稱原核、擬核，指存在于細(xì)胞質(zhì)內(nèi)的、無核膜包裹、無固定形態(tài)的原始細(xì)胞核。 內(nèi)含物是細(xì)菌新陳代謝的產(chǎn)物，或是貯備的營養(yǎng)物質(zhì)。常見的內(nèi)含物顆粒主要有以下幾種：異染顆粒。其化學(xué)組分是多聚偏磷酸鹽，是磷源和能源的貯藏物，可降低細(xì)胞滲透壓。聚羥基丁酸鹽。它是細(xì)菌所特有的一種碳源和能源貯藏物。肝糖和淀粉粒，兩者都是碳源和能源的貯藏物。硫粒，它是

5、元素硫的貯藏物。氣泡，存在于許多光能營養(yǎng)型、無鞭毛的運(yùn)動水生細(xì)菌中的包囊狀的內(nèi)含物。 細(xì)菌的特殊結(jié)構(gòu)一般指莢膜、芽孢和鞭毛3種。 莢膜或稱大莢膜，其主要功能有：保護(hù)作用。作為通透性屏障和離子交換系統(tǒng)。貯藏養(yǎng)料。表面附著作用。細(xì)菌間的信息識別作用。 芽孢是某些細(xì)菌在生活史的一定階段在細(xì)胞內(nèi)形成的一個(gè)圓形或橢圓形的休眠結(jié)構(gòu)。具有壁厚，水分少，不易透水，抗熱、抗化學(xué)藥物、抗輻射能力強(qiáng)等特點(diǎn)。 鞭毛是某些細(xì)菌表面伸出的細(xì)長、波曲的附屬物。完整的一根鞭毛從形態(tài)上可分三部分：鞭毛絲、鞭毛鉤和基體。鞭毛是細(xì)菌的運(yùn)動器官，鞭毛運(yùn)動引起菌體運(yùn)動。 4 什么是革蘭氏染色？其原理和關(guān)鍵是什么？它有何意義？ 革蘭氏染

6、色法操作過程是：結(jié)晶紫初染，碘液媒染，然后酒精脫色，最后用蕃紅或沙黃復(fù)染。革蘭氏染色的機(jī)理一般解釋為：通過初染和媒染后，在細(xì)菌細(xì)胞的細(xì)胞壁及膜上結(jié)合了不溶于水的結(jié)晶紫與碘的大分子復(fù)合物。革蘭氏陽性菌細(xì)胞壁較厚、肽聚糖含量較高和分子交聯(lián)度較緊密，故在酒精脫色時(shí)，肽聚糖網(wǎng)孔會因脫水而發(fā)生明顯收縮。再加上它不含脂類，酒精處理也不能在胞壁上溶出大的空洞或縫隙，因此，結(jié)晶紫與碘的復(fù)合物仍阻留在細(xì)胞壁內(nèi)，使其呈現(xiàn)出藍(lán)紫色。與此相反，革蘭氏陰性菌的細(xì)胞壁較薄、肽聚糖位于內(nèi)層且含量低和交聯(lián)松散，與酒精反應(yīng)后其肽聚糖不易收縮，加上它的脂類含量高且位于外層，所以酒精作用時(shí)細(xì)胞壁上就會出現(xiàn)較大的空洞或縫隙，這樣，結(jié)

7、晶紫和碘的復(fù)合物就很易被溶出細(xì)胞壁，脫去了原來初染的顏色。當(dāng)蕃紅或沙黃復(fù)染時(shí)，細(xì)胞就會帶上復(fù)染染料的紅色。 酒精脫色是革蘭氏染色的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。 革蘭氏染色法的意義在于鑒別細(xì)菌，把眾多的細(xì)菌分為兩大類，革蘭氏陽性菌和革蘭氏陰性菌。 5 芽孢有何特殊生理功能？其抗性機(jī)理是什么？芽孢的這些特點(diǎn)對實(shí)踐有何指導(dǎo)意義？ 芽孢最主要的特點(diǎn)就是抗性強(qiáng)，對高溫、低溫、紫外線、干燥、電離輻射和很多有毒的化學(xué)物質(zhì)都有很強(qiáng)的抗性。并且它的休眠能力特別突出。 芽孢之所以具有耐熱性可能是因?yàn)樗刑厥獾目篃嵝晕镔|(zhì)-2，6-吡啶二羧酸和耐熱性酶。 芽孢的這些特點(diǎn)使之具有以下的作用： 分類鑒定 科研材料 保存菌種 分離菌種 消

8、毒滅菌指標(biāo) 生物殺蟲 6 細(xì)菌的繁殖方式主要是裂殖，只有少數(shù)類型營芽殖。 裂殖又分為：二分裂、三分裂和復(fù)分裂。7 什么是菌落？ 菌落就是在固體培養(yǎng)基上（內(nèi)）以母細(xì)胞為中心的、肉眼可見的、有一定形態(tài)、構(gòu)造特征的子細(xì)胞團(tuán)。8 什么叫菌膠團(tuán)？菌膠團(tuán)在污水生物處理中有何特殊意義？ 當(dāng)莢膜物質(zhì)融合成一團(tuán)塊，內(nèi)含許多細(xì)菌時(shí)，稱為菌膠團(tuán)。菌膠團(tuán)是活性污泥中細(xì)菌的主要存在形式，有較強(qiáng)的吸附和氧化有機(jī)物的能力，在污水生物處理中具有重要的作用。一般說，處理生活污水的活性污泥，其性能的好壞，主要根據(jù)所含菌膠團(tuán)多少、大小及結(jié)構(gòu)的緊密程度來定。 9 簡述絲狀細(xì)菌的主要類型，它們的代謝特點(diǎn)及在給水排水工程中的作用。 絲狀

9、細(xì)菌主要有鐵細(xì)菌、硫細(xì)菌和球衣細(xì)菌三種。 10 簡述光合細(xì)菌的特點(diǎn)、分類，其應(yīng)用領(lǐng)域。 光合細(xì)菌是具有原始光能合成體系的原核生物的總稱。它們以光作為能源，能在厭氧光照或好氧黑暗條件下利用自然界中的有機(jī)物、硫化物、氨等作為供氫體進(jìn)行光合作用。 其在生物與環(huán)境領(lǐng)域的研究與應(yīng)用主要有以下兩點(diǎn)： 利用光合細(xì)菌生產(chǎn)單細(xì)胞蛋白和制劑。 利用光合細(xì)菌處理高濃度有機(jī)廢水。 11 什么是藍(lán)細(xì)菌？ 其與水質(zhì)的關(guān)系如何？ 藍(lán)細(xì)菌舊名藍(lán)藻或藍(lán)綠藻，是一類進(jìn)化歷史悠久、革蘭氏染色陰性、無鞭毛、含葉綠素（但不形成葉綠體）、能進(jìn)行產(chǎn)氧光合作用的大型原核生物。 藍(lán)細(xì)菌與水體環(huán)境質(zhì)量關(guān)系密切，在水體中生長茂盛時(shí)，能使水色變藍(lán)或

10、其他顏色，并且有的藍(lán)細(xì)菌能發(fā)出草腥氣味或霉味。某些種屬的藍(lán)細(xì)菌大量繁殖會引起水華或赤潮，導(dǎo)致水質(zhì)惡化，引起一系列環(huán)境問題。 12 支原體（最小生命）、立克次氏體和衣原體是三類代謝能力差，主要營細(xì)胞內(nèi)寄生的小型原核生物。第三章 古菌1 簡述古菌的主要類型。 古菌分為兩類，泉古菌和廣古菌。另外未確定的兩類（初古菌門和納古菌門）分別由某些環(huán)境樣品中的一些菌種和2002年由Karl Stetter發(fā)現(xiàn)的奇特的物種納古菌構(gòu)成。 在環(huán)境中常見的古菌主要包括： 1)產(chǎn)甲烷古菌； 2)硫酸鹽還原古菌；3)嗜鹽古菌； 4)嗜熱古菌； 5)無細(xì)胞壁的嗜熱嗜酸古菌等。 第四章 真核（微）生物1簡述真菌的細(xì)胞構(gòu)造。細(xì)

11、胞壁：細(xì)胞壁的主要成分是多糖，另有少量的蛋白質(zhì)和脂類。在低等真菌中，以纖維素為主，酵母菌以葡聚糖為主，而高等陸生真菌則以幾丁質(zhì)為主。 細(xì)胞質(zhì)膜 ：真核細(xì)胞與原核細(xì)胞在其質(zhì)膜的構(gòu)造和功能上十分相似，兩者的主要差異可能僅是由于構(gòu)成膜的磷脂和蛋白質(zhì)種類不同而形成的。 細(xì)胞核 ：在真菌的菌絲頂端細(xì)胞中，常常找不到細(xì)胞核。真核生物的細(xì)胞核由核被膜、染色質(zhì)、核仁和核基質(zhì)等構(gòu)成。 細(xì)胞質(zhì)：位于細(xì)胞質(zhì)膜與細(xì)胞核膜之間的透明、粘稠、不斷流動的溶膠，稱為細(xì)胞質(zhì)。細(xì)胞器：內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、核糖體、高爾基體、溶酶體、微體、線粒體、葉綠體、液泡、膜邊體、幾丁質(zhì)媒體。鞭毛與纖毛：某些真核微生物表面長有或長或短的、呈多毛發(fā)狀的具有運(yùn)

12、動功能的細(xì)胞器，其中形態(tài)較長的、數(shù)量較少者稱為鞭毛；而形態(tài)較短、數(shù)量較多者稱為纖毛。2什么是酵母菌？簡述其繁殖方式。 酵母菌一般泛指能發(fā)酵糖類的各種單細(xì)胞真菌。酵母菌的繁殖方式分為無性繁殖和有性繁殖兩種。無性繁殖又可分為芽殖、裂殖、產(chǎn)生無性孢子三種。酵母菌以形成子囊和子囊孢子或擔(dān)子和擔(dān)孢子的方式進(jìn)行有性繁殖。 酵母菌的生活史：生活史又稱為生命周期，指上一代生物個(gè)體經(jīng)一系列生長、發(fā)育階段而產(chǎn)生下一代個(gè)體的全部過程。3什么是霉菌？霉菌的營養(yǎng)菌絲和氣生菌絲有什么特點(diǎn)，其功能分別是什么？ 霉菌是絲狀真菌的一個(gè)俗稱，通常指菌絲較發(fā)達(dá)而又不產(chǎn)生大型子實(shí)體結(jié)構(gòu)的真菌。 霉菌的營養(yǎng)菌絲伸入營養(yǎng)物質(zhì)內(nèi)攝取營養(yǎng)，

13、氣生菌絲伸入空氣中形成孢子和釋放孢子。 真菌孢子的特點(diǎn)是小、輕、干、多，其形態(tài)各異，休眠期長，有較強(qiáng)抗逆性。4什么是藻類？藻類對水環(huán)境與給水工程有哪些影響？ 藻類是具有光合作用色素，并能獨(dú)立生活的自養(yǎng)低等植物。根據(jù)藻類的形態(tài)及生理特性，可將之分為甲藻門、金藻門、黃藻門、硅藻門、裸藻門、綠藻門、褐藻門、紅藻門等。水體中藻類大量繁殖會造成水體富營養(yǎng)化，嚴(yán)重影響水環(huán)境質(zhì)量。藻類具有光合作用產(chǎn)生氧氣的功能，在氧化塘等生物處理工藝中利用菌藻共生系統(tǒng)，其中藻類產(chǎn)生氧氣可被好氧微生物有效利用，去氧化分解水中的有機(jī)污染物。一樣一方面可收獲大量有營養(yǎng)價(jià)值的藻類，另一方面也凈化了污水。天然水體自凈過程中，藻類也起

14、著一定的作用。 藻類對給水工程有一定的危害性。當(dāng)它們在水庫、湖泊中大量繁殖時(shí)，會使水帶有臭味，有些種類還會產(chǎn)生顏色。水源水中含大量藻類時(shí)會影響水廠的正常水處理過程，如造成濾池阻塞。水中即使含有數(shù)量很少的黃群藻，也能產(chǎn)生強(qiáng)烈的氣味而使水不適于飲用。 5 水處理中常見的原生動物有哪幾類？它們在污水處理中的主要作用分別是什么？ 污水處理中常見的原生動物有三類：肉足類、鞭毛類和纖毛類。個(gè)體長度一般在100300m。 原生動物在水體凈化與廢水處理中的應(yīng)用 ：1) 凈化水質(zhì)作用：動物性營養(yǎng)型的原生動物吞食細(xì)菌、有機(jī)物顆粒，因此促進(jìn)了水質(zhì)凈化作用。2) 促進(jìn)生物絮凝作用：草履蟲等纖毛蟲具有生物絮凝作用，促進(jìn)

15、水體澄清作用。3) 作為水質(zhì)處理的指示生物：由于鞭毛蟲、肉足蟲、游泳型纖毛蟲與固著型纖毛蟲對生存的水質(zhì)有一定要求。其數(shù)量的增多、減少，可反映水體的水質(zhì)好壞。同時(shí)原生動物個(gè)體較大，易于觀察與分辨。因此常作為水體無機(jī)化和廢水處理運(yùn)轉(zhuǎn)管理的指示生物。4) 廢水處理及水質(zhì)凈化過程原生動物的變動 ：運(yùn)行初期出現(xiàn)肉足類、植物性、動物性鞭毛蟲；水質(zhì)處理高峰期出現(xiàn)較多游泳型纖毛蟲；水質(zhì)凈化較好時(shí)出現(xiàn)鐘蟲等。 6 水處理中常見的微型后生動物有哪幾類？它們在污水處理中的主要作用分別是什么？ 常見的微型后生動物主要是多細(xì)胞的無脊椎動物，包括輪蟲、甲殼類動物和昆蟲及其幼蟲等。 輪蟲以細(xì)菌、小的原生動物和有機(jī)顆粒等為食

16、物， 在污水生物處理過程中，輪蟲也可作為指示生物。當(dāng)活性污泥中出現(xiàn)輪蟲時(shí)，往往表明處理效果良好，但如數(shù)量太多，則有可能破壞污泥的結(jié)構(gòu)，使污泥松散而上浮。輪蟲在水源水中大量繁殖時(shí)，有可能阻塞水廠的砂濾池。 在給水排水工程中常見的甲殼類動物有水蚤和劍水蚤。它們以細(xì)菌和藻類為食料。若大量繁殖，可能影響水廠濾池的正常運(yùn)行。楊花堂出水中往往含有較多藻類，可以利用甲殼類動物去凈化這種出水。 昆蟲及其幼蟲可用作研究河川污染的指示生物。 7 底棲動物的分類底棲生物由棲息在水域底部和不能長時(shí)間在水中游動的各類生物所組成，是水生生物中的一個(gè)重要生態(tài)類型。根據(jù)其生活類型，底棲動物可分為固著動物、穴居動物、攀爬動物和

17、鉆蝕動物等。第五章 病毒1 病毒的特點(diǎn)病毒是一類超顯微（無法用光學(xué)顯微鏡辨認(rèn)）、非細(xì)胞的、沒有代謝功能的絕對細(xì)胞內(nèi)寄生性生物。病毒的個(gè)體十分微小，一般不能被細(xì)菌過濾器截留，其大小相差懸殊，大的直徑超過200nm，而小的僅10nm左右。2 病毒的分類根據(jù)病毒的宿主范圍，可以將病毒分為噬菌體、動物病毒和植物病毒。3 病毒的繁殖病毒是以復(fù)制方式繁殖，其繁殖過程分為吸附、侵入與脫殼、復(fù)制與合成、裝置與釋放四個(gè)步驟。4 噬菌體的種類 固體培養(yǎng)基上的細(xì)菌由于噬菌體浸染后出現(xiàn)的透明空斑，叫做噬菌斑。有一些噬菌體侵入宿主細(xì)胞后，其核酸整合到宿主細(xì)胞的核酸上同步復(fù)制，并隨宿主細(xì)胞分裂而帶到子代宿主細(xì)胞內(nèi)，宿主細(xì)

18、胞不裂解，這些噬菌體稱為溫和噬菌體，該現(xiàn)象稱為溶源現(xiàn)象，被溫和噬菌體侵染的細(xì)菌，稱為溶源性細(xì)菌。第六章 微生物的生理特性1 細(xì)菌細(xì)胞中主要含有哪些成分？細(xì)菌需要哪些營養(yǎng)？ 細(xì)菌細(xì)胞中最重要的組分是水，約占細(xì)胞總質(zhì)量的80，一般為7090。干物質(zhì)中有機(jī)物占9097左右，其主要化學(xué)元素是C、H、O、N、P、S；另外約310為無機(jī)鹽分（或稱灰分）。 細(xì)菌需要的營養(yǎng)有六大類：碳源、氮源、能源、生長因子、無機(jī)鹽和水。營養(yǎng)是指生物體從外部環(huán)境中攝取對其生命活動必須的能量和物質(zhì)，以滿足正常生長和繁殖需要的一種基本生理功能。 2 什么是碳源、氮源、碳氮比？微生物常用的碳源和氮源物質(zhì)各有哪些？ 碳源提供細(xì)胞組分

19、或代謝產(chǎn)物種碳素來源的各種營養(yǎng)物質(zhì)稱為碳源。提供細(xì)胞組分中氮素來源的各種物質(zhì)稱為氮源。營養(yǎng)元素碳氮的比例關(guān)系稱為碳氮比。 微生物常用的碳源物質(zhì)分為有機(jī)碳源和無機(jī)碳源兩種。有機(jī)碳源包括各種糖類、蛋白質(zhì)、脂肪、有機(jī)酸等。無機(jī)碳源主要是CO2（CO32或HCO3-）。 氮源也可分為兩類：有機(jī)氮源（如蛋白質(zhì)、蛋白胨、氨基酸等）和無機(jī)氮源（如NH4Cl、NH4NO3等）。3 什么叫生長因子？它包括哪些物質(zhì)？微量元素和生長因子有何區(qū)別？ 生長因子是一類調(diào)節(jié)微生物正常代謝所必需，但不能利用簡單的碳、氮源自行合成的有機(jī)物。并非所有的微生物都需要外界為它提供生長因子。廣義的生長因子包括維生素、堿基、卟啉及其衍生

20、物、甾醇、胺類、C4C6的分枝或直鏈脂肪酸，有時(shí)還包括氨基酸；狹義的生長因子一般指維生素。而微量元素屬于無機(jī)鹽，是指微生物的生長繁殖所需濃度在 106108 mol/L 范圍內(nèi)的元素。 4 什么叫單純擴(kuò)散、促進(jìn)擴(kuò)散、主動運(yùn)輸、基因轉(zhuǎn)位？ 單純擴(kuò)散又稱被動運(yùn)輸，是最簡單的方式，也是微生物吸收水分及一些小分子有機(jī)物的運(yùn)輸方式。它的特點(diǎn)是物質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn)順著濃度差進(jìn)行，運(yùn)輸過程不需消耗能量，物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)不發(fā)生變化。 促進(jìn)擴(kuò)散的特點(diǎn)基本與單純擴(kuò)散相似，但是它須借助細(xì)胞膜上的一種蛋白質(zhì)載體進(jìn)行，因此對轉(zhuǎn)運(yùn)的物質(zhì)有選擇性，即立體專一性。除了細(xì)胞內(nèi)外的濃度差外，影響物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)的物質(zhì)的另一重要因素是與載體親合力的大

21、小。 主動運(yùn)輸是微生物吸收營養(yǎng)物質(zhì)的最主要方式。它的最大特點(diǎn)是吸收運(yùn)輸過程中需要消耗能量（ATP，原子動勢或離子泵等），因此可以逆濃度差進(jìn)行。 基因轉(zhuǎn)位與主動運(yùn)輸非常相似，但有一個(gè)不同，即基因轉(zhuǎn)位過程中被吸收的營養(yǎng)物質(zhì)與載體蛋白之間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，因此物質(zhì)結(jié)構(gòu)有所改變。 5 微生物的四大營養(yǎng)類型。 光能自養(yǎng)、化能自養(yǎng)、化能異養(yǎng)和光能異養(yǎng)四種營養(yǎng)類型。 6 何謂培養(yǎng)基？培養(yǎng)基的分類方法有哪些？ 培養(yǎng)基指由人工配制的、適合微生物生長繁殖或產(chǎn)生代謝產(chǎn)物的混合營養(yǎng)物。根據(jù)物理狀態(tài)的不同，培養(yǎng)基可分為液體、固體和半固體三大類；根據(jù)化學(xué)組分的不同，培養(yǎng)基可以分為天然培養(yǎng)基、合成培養(yǎng)基和半合成培養(yǎng)基；根據(jù)用途

22、的不同，培養(yǎng)基可分為選擇性培養(yǎng)基、鑒別培養(yǎng)基和加富培養(yǎng)基。 7 什么是酶？ 酶是生物細(xì)胞中自己合成的一種催化劑（生物催化劑），其基本成分是蛋白質(zhì)。 8 酶的作用有什么特性？影響酶活性的主要因素有哪些？ 酶作用的特性有： 1)高催化效率 2)高度專一性 3)調(diào)節(jié)性 溫度和pH值是影響酶活力比較重要的兩個(gè)因素。要發(fā)揮酶最大的催化效率，必須保證酶有它最適宜的溫度條件。高溫會破壞酶蛋白，而低溫又會使酶作用降低或停止。大多數(shù)酶的最適pH值在67左右。pH影響酶的活力的原因是，酶的基本成分是蛋白質(zhì)，是具有解離基團(tuán)的兩性電解質(zhì)。它們的解離與pH有關(guān)，解離形式不同，催化性質(zhì)也就不同。 9 根據(jù)微生物生活是否需

23、要氧氣，微生物可分為哪幾類？這樣的分類在污水處理中有何重要意義？ 根據(jù)微生物與氧氣的關(guān)系，微生物可分為好氧微生物、厭氧微生物和兼性微生物。好氧呼吸、厭氧呼吸和發(fā)酵在污水生物處理中都有應(yīng)用，如活性污泥法就是應(yīng)用好氧呼吸的原理處理有機(jī)污水，而厭氧消化則是應(yīng)用發(fā)酵和厭氧呼吸的原理來處理高濃度有機(jī)污水和剩余污泥。10 微生物的新陳代謝新陳代謝簡稱代謝，是推動一切生命活動的動力源，通常指在活細(xì)胞內(nèi)的各種合成代謝與分解代謝的總和。 呼吸作用是微生物在氧化分解基質(zhì)的過程中，基質(zhì)釋放電子生成水或其他代謝產(chǎn)物，并釋放能量的過程。根據(jù)基質(zhì)脫氫后，其最終受氫體（電子受體）的不同，微生物的呼吸作用可分為好氧呼吸 、厭

24、氧呼吸和發(fā)酵?；|(zhì)脫氫的四個(gè)過程：EMP過程；HMP過程；ED過程；TAC過程。發(fā)酵是指在無氧條件下，基質(zhì)脫氫后所產(chǎn)生的還原力【H】未經(jīng)呼吸鏈傳遞而直接交給某內(nèi)源中間產(chǎn)物，以實(shí)現(xiàn)基質(zhì)水平磷酸化產(chǎn)能的一類生物氧化反應(yīng)。11 對微生物生長產(chǎn)生影響的環(huán)境因素 溫度、氫離子濃度（pH）、氧化還原電位、干燥、滲透壓、光及輻射、化學(xué)藥劑。第七章 微生物的生長和遺傳變異1 細(xì)胞生長與繁殖的基本概念是什么？ 細(xì)胞自身體積或重量不斷增加叫做生長；微生物生長到一定階段，便以二分裂的方式形成兩個(gè)子細(xì)胞，子細(xì)胞又重復(fù)以上過程，這就是繁殖。2 微生物的生長曲線 整個(gè)生長曲線可分為三個(gè)階段：生長率上升階段（又稱對數(shù)生長階

25、段，數(shù)學(xué)表達(dá)為X=X0*2n）、生長率下降階段、內(nèi)源呼吸（內(nèi)源代謝）階段；按微生物數(shù)目的對數(shù)繪制的生長曲線圖中，曲線可分為緩慢期、對數(shù)期、穩(wěn)定期和衰亡期四個(gè)階段。3 生物膜的主要成分是什么？ 生物膜是一種不可逆的黏附于固體表面的，被微生物胞外多聚物包裹的有組織的微生物群體。生物膜中水份含量可高達(dá)97。除了水和微生物外，生物膜還可含有微生物分泌的大分子多聚物（主要是多聚糖）、吸附的營養(yǎng)物質(zhì)和代謝產(chǎn)物及微生物裂解產(chǎn)物等。生物膜的形成過程有細(xì)菌粘附，生物膜的發(fā)展，成熟與脫落。 4 微生物的遺傳性是指在一定的環(huán)境條件下，微生物的形態(tài)、結(jié)構(gòu)、代謝、繁殖和對異物的敏感等性狀相對穩(wěn)定，并能代代相傳，子代與親

26、代之間表現(xiàn)出相似性的現(xiàn)象。RNA的復(fù)制：信使RNA（mRNA） 轉(zhuǎn)移RNA(tRNA) 核糖體RNA(rRNA) 基因：染色體或質(zhì)粒DNA上的一個(gè)片段，是一個(gè)最小的遺傳單位。 5 微生物的變異 任何一種生物的親代和子代以及個(gè)體之間，在遺傳物質(zhì)上都有所差異，這一現(xiàn)象叫做變異。根據(jù)突變發(fā)生過程是否受人為誘變劑影響可分為自發(fā)突變和誘發(fā)突變兩大類。 兩個(gè)不同性狀的個(gè)體細(xì)胞，其中一個(gè)細(xì)胞（供體細(xì)胞）的DNA與另一個(gè)細(xì)胞（受體細(xì)胞）的DNA融合，使基因重新排列組合，并遺傳給后代，產(chǎn)生新品種或表達(dá)新的遺傳性狀，稱為基因重組。基因重組在細(xì)胞水平上反映有轉(zhuǎn)化、傳導(dǎo)和接合等。6 什么叫遺傳工程？在污水生物處理中如

27、何利用？ 遺傳工程是按照人們預(yù)先設(shè)計(jì)地生物藍(lán)圖，通過對遺傳物質(zhì)地直接操縱，進(jìn)行改組、重建，實(shí)現(xiàn)對遺傳性狀定向改造地技術(shù)。它包括細(xì)胞水平和基因水平兩個(gè)水平的研究。 在污水生物處理中，可利用遺傳工程，將微生物中所含的具有降解各種難降解物質(zhì)的質(zhì)粒剪切后，連接到受體細(xì)胞中，使之用以處理污水中難降解的物質(zhì)。7 微生物的訓(xùn)化與保藏 微生物的訓(xùn)化：定向培養(yǎng)即通過有計(jì)劃、有目的地控制微生物的生長條件，使微生物的功能向人類需要的方向發(fā)展。 常用的保藏方法：斜面保藏法、石蠟油封藏法、載體保藏法、冷凍干燥保藏法。第八章 微生物的生態(tài)1 什么是種群、群落、生態(tài)系統(tǒng)和生物圈？ 一個(gè)物種在一定空間范圍內(nèi)的所有個(gè)體的總和在

28、生態(tài)學(xué)上稱為種群；所有不同種的生物的總和稱為群落；生物群落及其生存環(huán)境共同組成的動態(tài)平衡系統(tǒng)就是生態(tài)系統(tǒng)。地球上的所有生物及其生活的非生命環(huán)境總稱為生物圈，包括非生命部分和生命部分。2 生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 生態(tài)系統(tǒng)中的生物有三種：生產(chǎn)者、消費(fèi)者和分解者。3 生態(tài)系統(tǒng)的特征 物質(zhì)循環(huán)、能量流、信息傳遞、調(diào)節(jié)能力以及生態(tài)演替。4 微生物在生態(tài)系統(tǒng)中的作用1）有機(jī)物的主要分解者；2）物質(zhì)循環(huán)中的重要成員；3）生態(tài)系統(tǒng)中的初級生產(chǎn)者；4）物質(zhì)和能量的蓄存者；5）地球生物演化的先鋒種類。5 微生物之間的相互關(guān)系互生：兩種不同的生物，當(dāng)其生活在一起時(shí)，可以由一方為另一方提供或創(chuàng)造有利的生活條件關(guān)系。共生：兩種

29、不同種的生物共同生活在一起，互相依賴并彼此取得一定的利益關(guān)系。拮抗（對抗）：一種微生物可以產(chǎn)生不利于另一種微生物生存的代謝產(chǎn)物，這些代謝產(chǎn)物能改變微生物的生長環(huán)境。寄生：一個(gè)生物生活另一個(gè)生物體內(nèi)，攝取營養(yǎng)以生長與繁殖，使后者受到損害的關(guān)系。第9章請看緒論4。第十章 微生物對污染物的分解與轉(zhuǎn)化1.試比較有機(jī)物的好氧分解和厭氧分解各有什么特點(diǎn)？兩者有何不同？ 有機(jī)物的好氧生物分解是在有氧的條件下，借好氧微生物的作用來進(jìn)行的。有機(jī)物的厭氧生物分解是在無氧條件下，借厭氧微生物，主要是厭氧菌（包括兼性菌）的作用來進(jìn)行的。與厭氧生物分解相比，有機(jī)物的好氧分解往往具有分解速率快、分解程度徹底、能量利用率高

30、、轉(zhuǎn)化為細(xì)胞的比例大（即細(xì)胞轉(zhuǎn)化率高）等特點(diǎn)。2. 概述微生物在碳循環(huán)中的作用。 有機(jī)物中的碳由于微生物的呼吸作用先被氧化分解成二氧化碳，然后通過光合作用成武植物性蛋白質(zhì)，碳水化合物和脂肪。動物吃了植物產(chǎn)生動物性蛋白質(zhì)、碳水化合物和脂肪。動物的排泄物又分解產(chǎn)生二氧化碳。動植物通過呼吸也都產(chǎn)生二氧化碳，而它們死亡后的殘?bào)w又都是有機(jī)性物質(zhì)。這些物質(zhì)又開始分解，如此進(jìn)入了第二次循環(huán)。 3. 概述微生物在氮循環(huán)中的作用。 有機(jī)物中的氮在微生物作用下先被轉(zhuǎn)化成氨，氨被氧化成為亞硝酸鹽及硝酸鹽。氨和硝酸鹽可被植物吸收變成植物性蛋白質(zhì)。動物吃了植物產(chǎn)生動物性蛋白質(zhì)，而動物的排泄物又能被分解氧化成氨、亞硝酸鹽

31、和硝酸鹽。動植物死亡后的殘?bào)w又都是有機(jī)性物質(zhì)。由于反硝化作用硝酸鹽又可轉(zhuǎn)化成亞硝酸鹽和自由氮，而自由氮在氮固定作用下又可產(chǎn)生植物性蛋白質(zhì)。 4. 試簡單說明下列各種微生物作用： （1）氨化作用 （2）硝化作用 （3）硫化作用 （4）反硫化作用 （1）氨化作用：由有機(jī)氮化物轉(zhuǎn)化為氨態(tài)氮的過程。 （2）硝化作用：由氨氧化成硝酸的過程。 （3）硫化作用：將硫化氫氧化成單質(zhì)硫的過程。 （4）反硫化作用：在缺氧及有機(jī)物存在條件下，將硫酸鹽轉(zhuǎn)化成硫化氫的過程。5 微生物之間的相互作用協(xié)同作用、抑制作用（拮抗）、捕食作用。6 計(jì)算剩余污泥量的計(jì)算題見P201 有機(jī)物生物分解性評價(jià)的一般步驟見P206 BOD

32、/COD比值預(yù)測污水可生物處理性的參考標(biāo)準(zhǔn)見P209 7 生物對污染物的濃縮與吸附作用 生物濃縮：生物個(gè)體或處于同一營養(yǎng)水平的生物種群，從環(huán)境中吸收并蓄積某種元素或化合物，使體內(nèi)該物質(zhì)的濃度超過環(huán)境中濃度的現(xiàn)象，又稱生物富集。 生物積累：指同一生物個(gè)體在不同的生長發(fā)育階段，生物濃縮系數(shù)不斷增加的現(xiàn)象。 生物放大：是指生態(tài)系統(tǒng)中，某種化學(xué)物質(zhì)的生物濃縮系數(shù)在同一食物鏈上，由低位營養(yǎng)級生物到高位營養(yǎng)級生物逐級放大的現(xiàn)象。第十一章 污水生物處理系統(tǒng)中的主要微生物1. 原生動物在污水活性污泥法處理系統(tǒng)中的作用是什么？ 原生動物可以明顯改善出水水質(zhì)。利用污泥狀態(tài)和出水水質(zhì)與微生物種類的連帶關(guān)系，還可用原

33、生動物來指示活性污泥處理廠出水水質(zhì)。 2、活性污泥法處理系統(tǒng)運(yùn)行中經(jīng)常遇到的由微生物引起的主要問題有哪些？各有什么樣的特征？ 活性污泥在運(yùn)行中最常見的故障是在二次沉淀池中泥水的分離問題。造成污泥沉降問題的原因是污泥膨脹、不絮凝、微小絮體、起泡沫和反硝化。造成膨脹的主要原因是DO濃度低、污泥負(fù)荷率低、曝氣池進(jìn)水含較多化糞池出水、營養(yǎng)不足和低pH值（6.5）。 （1）絲狀菌引起的污泥膨脹：絲狀菌在絮體中大量生長以致影響沉降。 （2）非絲狀菌引起的污泥膨脹：與散凝作用有關(guān)，當(dāng)游離細(xì)菌產(chǎn)生菌膠團(tuán)基質(zhì)時(shí)，就會導(dǎo)致污泥膨脹，通常稱這種膨脹為菌膠團(tuán)膨脹或黏性膨脹。 （3）不凝聚：時(shí)一種微結(jié)構(gòu)絮體造成的現(xiàn)象。

34、這是因?yàn)樾躞w變得不穩(wěn)定而碎裂，或者過度曝氣形成的紊流將絮體剪成碎塊而造成的運(yùn)行問題。也可能是細(xì)菌不能凝聚成絮體，微生物成為游離個(gè)體或非常小的叢生塊。 （4）微小絮體：含微小絮體的污泥不會在出水中形成高濃度，因?yàn)槠漕w粒比不凝聚污泥要大得多。 （5）起泡沫：自從使用了不降解的硬洗滌劑以來，常常在曝氣池中出現(xiàn)很厚的白色泡沫。微生物造成的泡沫是另外一種很密實(shí)的、棕色的泡沫，有時(shí)在曝氣池中出現(xiàn)。3.試簡單討論活性污泥膨脹的主要控制方法。 （1）控制污泥負(fù)荷 為防止膨脹，應(yīng)經(jīng)常將污泥負(fù)荷率控制在正常負(fù)荷范圍內(nèi)。 （2）控制營養(yǎng)比例 一般曝氣池正常的碳（以BOD5表示），氮和磷的比例為BOD:N:P=100

35、:5:1。 （3）控制DO濃度 為防止絲狀微生物的猛增，一般應(yīng)將池中DO控制在2.0mg/L以上。 （4）加氯、臭氧或過氧化氫 這些化學(xué)劑是用于有選擇地控制絲狀微生物地過量生長。 （5）投加混凝劑 可投加石灰、三氯化鐵或高分子絮凝劑以改善污泥的絮凝，同時(shí)也會增加絮體的強(qiáng)度。4.參與厭氧生物處理的微生物有哪幾種？ 厭氧生物處理中有各種微生物參與，一般分為兩大類：不產(chǎn)甲烷微生物和產(chǎn)甲烷微生物。 5.生物脫氮的基本原理是什么？簡述影響硝化和反硝化的主要因素。 生物脫氮的基本原理是有機(jī)氮經(jīng)微生物降解為無機(jī)的NH3，在好氧條件下NH3會被亞硝酸菌和硝酸菌氧化稱亞硝酸鹽和硝酸鹽，之后反硝化細(xì)菌將NO2-和

36、NO3-轉(zhuǎn)化為N2。 影響污水處理系統(tǒng)中硝化過程的主要因素有以下幾點(diǎn)： （1）污泥齡 硝化菌數(shù)量及硝化速率是生物脫氮處理的關(guān)鍵制約因素，因此應(yīng)注意增加污泥齡。 （2）溶解氧 DO對硝化菌的生長及活性都有顯著的影響。 （3）溫度 溫度對硝化活性有重要的影響。 （4）pH 氨氧化菌的最適pH范圍為7.07.8，而亞硝酸氧化菌的最適pH范圍為7.78.1。pH值過高或過低都會抑制硝化活性。 （5）營養(yǎng)物質(zhì) 污水水質(zhì)，特別是C/N比影響活性污泥中硝化細(xì)菌所占的比例。 （6）毒物 硝化菌對毒物的敏感度大于一般細(xì)菌，大多數(shù)重金屬和有機(jī)物對硝化菌具有抑制作用。 影響反硝化作用的因素主要有以下幾點(diǎn)： （1）營

37、養(yǎng)物質(zhì) 反硝化作用需要有足夠的有機(jī)碳源。 （2）溶解氧 反硝化菌一般為兼性厭氧菌，應(yīng)保持低溶解氧水平。 （3）溫度 反硝化反應(yīng)的最佳溫度為40，溫度低于0，反硝化菌的活動終止，溫度超過50時(shí)，由于酶的變性，反硝化活性急劇降低。 （4）pH 反硝化反應(yīng)的最適合pH值范圍為7.07.5，pH值高于8或低于6都會明顯降低反硝化活性。6. 生物除磷的基本原理是什么？影響生物除磷的主要因素有哪些？ 生物除磷的基本原理是在好氧環(huán)境下，聚磷菌可利用聚-羥基丁酸鹽氧化分解所釋放的能量來攝取污水中的磷，并把所攝取的磷合成聚磷酸鹽而貯存于細(xì)胞中。細(xì)菌增值過程中，在好氧環(huán)境中所攝取的磷比在厭氧環(huán)境中所釋放的磷多。 影響因素：溶解氧/氧化還原電位、溫度、pH、硝酸鹽與亞硝酸鹽濃度、碳源、污泥齡。7. 污