環(huán)境工程微生物學(xué)五章以后答案

1、第五章 微生物的生長(zhǎng)繁殖與生存因子1微生物與溫度的關(guān)系如何？高溫是如何殺菌的？高溫殺菌力與什么有關(guān)系？答：溫度是微生物的重要生存因子。在適宜的溫度范圍內(nèi)，溫度毎升高10攝氏度，酶促反應(yīng)速度將提高12倍，微生物的代謝速率和生長(zhǎng)速率均可相應(yīng)提高。適宜的培養(yǎng)溫度使微生物以最快的生長(zhǎng)速率生長(zhǎng)，過(guò)高或過(guò)低的溫度均會(huì)降低代謝速率和生長(zhǎng)速率。高溫主要破壞微生物的機(jī)體的基本組成物質(zhì)蛋白質(zhì)，酶蛋白和脂肪。蛋白質(zhì)被高溫嚴(yán)重破壞而發(fā)生凝固，為不可逆變性，微生物經(jīng)超高溫處理后必然死亡。細(xì)胞質(zhì)膜含有受熱易溶解的脂類，當(dāng)用超高溫處理時(shí)，細(xì)胞質(zhì)膜的脂肪受熱溶解使膜產(chǎn)生小孔，引起細(xì)胞內(nèi)含物泄漏而死亡。高溫的殺菌效果和微生物的

2、種類，數(shù)量，生理狀態(tài)，芽孢有無(wú)及pH都有關(guān)系。2什么叫滅菌？滅菌方法有哪幾種？試述其優(yōu)缺點(diǎn)。答：滅菌是通過(guò)超高溫或其他的物理、化學(xué)因素將所有的微生物的營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞和所有的芽孢或孢子全部殺死。滅菌的方法有干熱滅菌法和濕熱滅菌法。濕熱滅菌法比干熱滅菌法優(yōu)越，因?yàn)闈駸岬拇┩噶蜔醾鲗?dǎo)都比干熱的強(qiáng)，濕熱時(shí)微生物吸收高溫水分，菌體蛋白易凝固變性，所以滅菌效果好。3什么叫消毒？加熱消毒的方法有哪幾種？答：消毒是用物理、化學(xué)因素殺死致病菌，或是殺死所有微生物的營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞或一部分芽孢。方法有巴斯德消毒法和煮沸消毒法兩種。4嗜冷微生物為什么能在低溫環(huán)境生長(zhǎng)繁殖？答：嗜冷微生物具備更有效的催化反應(yīng)的酶，其主動(dòng)傳送物質(zhì)的

3、功能運(yùn)轉(zhuǎn)良好，使之能有效地集中必需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，嗜冷微生物的細(xì)胞質(zhì)膜含有大量的不飽和脂肪酸，在低溫下保持半流動(dòng)性。5高溫菌和中溫菌在低溫環(huán)境中的代謝能力為什么減弱？答：在低溫條件下，微生物的代謝極微弱，基本處于休眠狀態(tài)，但不致死。嗜中溫微生物在低于十?dāng)z氏度的溫度下不生長(zhǎng)，因?yàn)榈鞍踪|(zhì)合成的啟動(dòng)受阻，不能合成蛋白質(zhì)。又由于許多酶對(duì)反饋抑制異常敏感，很易和反饋抑制劑緊密結(jié)合，從而影響微生物的生長(zhǎng)。處于低溫下的微生物一旦獲得適宜溫度，即可恢復(fù)活性，以原來(lái)的生長(zhǎng)速率生長(zhǎng)繁殖。6細(xì)菌、放線菌、酵母菌、霉菌、藻類和原生動(dòng)物等的正常生長(zhǎng)繁殖分別要求什么樣的pH？答：大多數(shù)細(xì)菌、藻類和原生動(dòng)物的最適宜pH為6.5

4、7.5，它們的pH適應(yīng)范圍在410之間。放線菌為7.58.0。酵母菌和霉菌在36。7試述pH過(guò)高或過(guò)低對(duì)微生物的不良影響。用活性污泥法處理污（廢）水時(shí)為什么要保持在pH6以上？答：(1) pH過(guò)低，會(huì)引起微生物體表面由帶負(fù)電變?yōu)閹д姡M(jìn)而影響微生物對(duì)營(yíng)養(yǎng)物的吸收。(2) 過(guò)高或者過(guò)低的pH還可影響培養(yǎng)基中的有機(jī)化合物的離子作用，從而間接影響微生物。因?yàn)榧?xì)菌表面帶負(fù)電，非離子狀態(tài)化合物比離子狀態(tài)化合物更容易滲入細(xì)胞。(3) 酶只在最適宜的pH時(shí)才能發(fā)揮其最大活性，極端的pH使酶的活性降低，進(jìn)而影響微生物細(xì)胞內(nèi)的生物化學(xué)過(guò)程，甚至直接破壞微生物細(xì)胞。(4) 過(guò)高或者過(guò)低的pH均降低微生物對(duì)高溫的

5、抵抗能力。8. 在培養(yǎng)微生物過(guò)程中，什么原因使培養(yǎng)基pH下降？什么原因使pH上升？在生產(chǎn)中如何調(diào)節(jié)控制pH？答：微生物在培養(yǎng)基中分解葡萄糖，乳產(chǎn)生有機(jī)酸會(huì)引起培養(yǎng)基的pH下降，培養(yǎng)基變酸。微生物在含有蛋白質(zhì)、蛋白胨及氨基酸等中性物質(zhì)培養(yǎng)基中生長(zhǎng)，這些物質(zhì)可經(jīng)微生物分解，產(chǎn)生NH和胺類等堿性物質(zhì)，使培養(yǎng)基pH上升。在生產(chǎn)過(guò)程中，處理城市生活污水、污泥中含有蛋白質(zhì)，可不加緩沖性物質(zhì)。如果不含蛋白質(zhì)、氨等物質(zhì)，處理前就要投加緩沖物質(zhì)。緩沖物質(zhì)有碳酸氫鈉、碳酸鈉、氫氧化鈉、氫氧化銨及氨等。以碳酸氫鈉最佳。霉菌和酵母菌對(duì)有機(jī)物具有較強(qiáng)的分解能力。pH較低的工業(yè)廢水可用霉菌和酵母菌處理，不需要堿調(diào)節(jié)pH，

6、可節(jié)省費(fèi)用。9. 微生物對(duì)氧化還原電位要求如何？在培養(yǎng)微生物過(guò)程中氧化還原電位如何變化？有什么辦法控制？答：各種微生物要求的氧化還原電位不同。一般好氧微生物要求的E為+300+400mV；E在+100mV以上，好氧微生物生長(zhǎng)。兼性厭氧微生物在Eh為+100mV以上進(jìn)行好氧呼吸，在Eh為+100mV一下時(shí)進(jìn)行無(wú)氧呼吸。專性厭氧菌要求Eh為-200-250mV，專性厭氧的產(chǎn)甲烷菌要求的Eh更低，為-300-400mV，最適為-330mV。在培養(yǎng)微生物的過(guò)程中，由于微生物繁殖消耗了大量氧氣，分解有機(jī)物產(chǎn)生氫氣，使得氫氣還原電位降低，在微生物對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期降到最低點(diǎn)。氧化還原電位可用一些還原劑加以控制，使

7、微生物體系中的氧化還原電位維持在低水平上。這類還原劑有抗壞血酸、硫二乙醇鈉、二硫蘇糖醇、谷胱甘肽、硫化氫及金屬鐵。10. 好氧微生物需要氧氣作何用？充氧效率與微生物生長(zhǎng)有什么關(guān)系？答：氧對(duì)好氧微生物有兩個(gè)作用：(1) 作為微生物好養(yǎng)呼吸的最終電子受體；(2)參與甾醇類和不飽和脂肪酸的生物合成。充氧量與與好氧微生物的生長(zhǎng)量、有機(jī)物濃度等成正相關(guān)性。11. 兼性厭氧微生物為什么在有氧和無(wú)氧條件下都能生長(zhǎng)？答：兼性厭氧微生物既有脫氫酶也有氧化酶，所以，既能在無(wú)氧條件下，又能在有氧條件下生存。在好癢條件下生長(zhǎng)時(shí)，氧化酶活性強(qiáng)，細(xì)胞色素及電子傳遞體系的其他組分正常存在。在無(wú)氧條件下，細(xì)胞細(xì)胞色素及電子傳

8、遞體系的其他組分減少或全部喪失，氧化酶無(wú)活性；一旦通入氧氣，這些組分的合成很快恢復(fù)。12. 專性厭氧微生物為什么不需要氧？氧對(duì)專性厭氧微生物有什么不良影響？答：因?yàn)閷Ｐ詤捬跷⑸镆挥龅窖蹙蜁?huì)死亡。在氧氣存在時(shí)，專性厭氧微生物代謝產(chǎn)生的NADH2和O2反應(yīng)生成H2O2和NAD，而專性厭氧微生物沒有過(guò)氧化氫酶，它將被生成的過(guò)氧化氫殺死。O2還可以產(chǎn)生游離O,由于專性厭氧微生物沒有破壞O的超氧化物歧化酶而被O殺死。耐氧的厭氧微生物雖具有超氧化物歧化酶，能耐O2然而他們?nèi)狈ρ趸瘹涿?，仍?huì)被氧化氫殺死。13. 紫外線殺菌的機(jī)理是什么？何謂光復(fù)活和暗復(fù)活現(xiàn)象？答：紫外輻射的波長(zhǎng)范圍是200390nm，紫外

9、輻射對(duì)微生物有致死作用是由于微生物細(xì)胞中的核酸、嘌呤、嘧啶、及蛋白質(zhì)對(duì)紫外輻射有特別強(qiáng)的吸收能力。DNA和RNA對(duì)紫外輻射的吸收峰在260nm處，蛋白質(zhì)對(duì)紫外輻射的吸收峰在280nm處.紫外輻射能引起DNA鏈上兩個(gè)鄰近的胸腺嘧啶分子形成胸腺嘧啶二聚體，致使DNA不能復(fù)制，導(dǎo)致微生物死亡。經(jīng)紫外輻射照射的菌體或孢子懸液，隨即暴露于藍(lán)色可見光下，有一部分受損傷的細(xì)胞可恢復(fù)其活力，這種現(xiàn)象叫光復(fù)活。在黑暗條件下修復(fù)DNA鏈稱為暗復(fù)活。14. 幾種重金屬鹽如何起殺菌作用的？答：重金屬汞、銀、銅、鉛及其化合物可以有效的殺菌，它們都是蛋白質(zhì)的沉淀劑。其殺菌機(jī)理是與酶的-SH基結(jié)合，使酶失去活性；或與菌體蛋

10、白質(zhì)結(jié)合使之變性或沉淀。15. 氯和氯化物的殺菌機(jī)理是什么？答：氯和氯化物對(duì)細(xì)胞壁有較強(qiáng)的吸附穿透能力，可有效地氧化細(xì)胞內(nèi)含巰基的酶，還可以快速地抑制徽生物蛋白質(zhì)的合成來(lái)破壞微生物。16. 有哪幾種有機(jī)化合物殺菌劑？它們的殺菌機(jī)理死是什么？答：(1) 醇：醇是脫水劑和脂溶劑，可使蛋白質(zhì)脫水，變性，溶解細(xì)胞質(zhì)膜的脂類物質(zhì)，進(jìn)而殺死微生物機(jī)體。(2) 甲醛：甲醛可與蛋白質(zhì)的氨基結(jié)合而干擾細(xì)菌的代謝能力。(3) 酚：酚與其衍生物能引起蛋白質(zhì)變性，并破壞細(xì)胞質(zhì)膜。(4)新潔而滅：是一種表面活性強(qiáng)的殺菌劑。對(duì)許多非芽孢型的致病菌、革蘭氏陽(yáng)性菌及革蘭氏陰性菌有著極強(qiáng)的致死作用。(5) 合成洗滌劑：去污能力

11、強(qiáng)，還有殺菌作用。(6) 染料：有抑菌作用。17. 為何滲透壓？滲透壓有與微生物有什么關(guān)系？答：任何兩種濃度的液體被半滲透膜隔開，均會(huì)產(chǎn)生滲透壓。當(dāng)兩液面高差產(chǎn)生的壓力足夠阻止水在流動(dòng)時(shí)，滲透停止，這時(shí)出現(xiàn)的兩液面高差間的壓力就是滲透壓。在等滲透壓中的微生物生長(zhǎng)得很好，在低滲透壓中溶液中的水分子大量滲入微生物體內(nèi)，使微生物發(fā)生膨脹，嚴(yán)重者破裂，在高滲透壓溶液中，微生物體內(nèi)水分子大量滲到體外，使細(xì)菌質(zhì)壁分離。18. 水的活度與干燥對(duì)微生物有什么影響？答：大多數(shù)股微生物在a為0.950.99時(shí)生長(zhǎng)最好。嗜鹽細(xì)菌屬的細(xì)菌很特殊，它們?cè)诘陀?.80的含NaCl的培養(yǎng)基中生長(zhǎng)最好。少數(shù)霉菌和酵母菌在a為

12、0.600.70時(shí)仍能生長(zhǎng)。在a為0.600.65時(shí)大多數(shù)微生物停止活動(dòng)。干燥能使細(xì)菌體內(nèi)的蛋白質(zhì)變性，引起代謝活動(dòng)停止，所以干燥會(huì)影響微生物的活性以及生命力。19. 何謂表面張力？它對(duì)微生物有什么影響？答：表面張力是分子力的一種表現(xiàn)。它發(fā)生在液體和氣體接觸時(shí)的邊界部分。是由于表面層的液體分子處于特殊情況決定的。液體內(nèi)部的分子和分子間幾乎是緊挨著的，分子間經(jīng)常保持平衡距離，稍遠(yuǎn)一些就相吸，稍近一些就相斥，這就決定了液體分子不像氣體分子那樣可以無(wú)限擴(kuò)散，而只能在平衡位置附近振動(dòng)和旋轉(zhuǎn)。在液體表面附近的分子由于只顯著受到液體內(nèi)側(cè)分子的作用，受力不均，使速度較大的分子很容易沖出液面，成為蒸汽，結(jié)果在

13、液體表面層(跟氣體接觸的液體薄層)的分子分布比內(nèi)部分子分布來(lái)得稀疏。相對(duì)于液體內(nèi)部分子的分布來(lái)說(shuō)，它們處在特殊的情況中。表面層分子間的斥力隨它們彼此間的距離增大而減小，在這個(gè)特殊層中分子間的引力作用占優(yōu)勢(shì)。因此，如果在液體表面上任意劃一條分界線MN把液面分成a、b兩部分，如圖所示。F表示a部分表面層中的分子對(duì)b部分的吸引力，F(xiàn)6表示右部分表面層中的分子對(duì)a部分的吸引力，這兩部分的力一定大小相等、方向相反。這種表面層中任何兩部分聞的相互牽引力，促使了液體表面層具有收縮的趨勢(shì)，由于表面張力的作用，液體表面總是趨向于盡可能縮小，因此空氣中的小液滴往往呈圓球形狀。 表面張力是潤(rùn)濕的函數(shù)。如果細(xì)菌不被液

14、體培養(yǎng)基潤(rùn)濕，它們將在表面生成一層薄菌膜。如果它們被潤(rùn)濕，則在培養(yǎng)基中均勻生長(zhǎng)、培養(yǎng)基變混濁。若要使那些在液體培養(yǎng)基中均勻生長(zhǎng)的細(xì)菌呈膜狀生長(zhǎng)，則可增加類脂質(zhì)含量，保護(hù)菌體不受潤(rùn)濕，細(xì)菌則可呈膜狀生長(zhǎng)。20. 抗生素是如何殺菌和抑菌的？答：抗生素是通過(guò)四個(gè)方面殺菌和抑菌的：(1) 抑制微生物細(xì)胞壁合成；(2) 破壞微生物的細(xì)胞質(zhì)膜；(3) 抑制蛋白質(zhì)合成；(4) 干擾核酸的合成。21. 在天然環(huán)境和人工環(huán)境中微生物之間存在哪幾種關(guān)系？舉例說(shuō)明。答：有種內(nèi)關(guān)系和種間關(guān)系，包括：(1) 競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系：在好氧生物處理中，當(dāng)溶解氧或營(yíng)養(yǎng)成為限制因子時(shí)，菌膠團(tuán)細(xì)菌和絲狀菌表現(xiàn)出明顯的競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系。(2) 原始合

15、作關(guān)系（互生關(guān)系）：固氮菌具有固定空氣中氮?dú)獾哪芰?，但不能利用纖維素作碳源和能源，而纖維素分解菌分解纖維素為有機(jī)酸對(duì)他本身的生產(chǎn)繁殖不利，但當(dāng)兩者一起生活時(shí)，固氮菌固定的氮為纖維素分解菌提供氮源，纖維素分解菌分解纖維素的產(chǎn)物有機(jī)酸被固氮菌用作碳源和能源，也為纖維素分解菌解毒。(3) 共生關(guān)系：原生動(dòng)物中的纖毛蟲類、放射蟲類、有孔蟲類與藻類共生。(4) 偏害關(guān)系：乳酸菌產(chǎn)生乳酸使pH下降，抑制腐敗細(xì)菌生長(zhǎng)。(5) 捕食關(guān)系：大原生動(dòng)物吞食小原生動(dòng)物。(6) 寄生關(guān)系：蛭弧菌屬有寄生在假單胞菌等菌體中的種。第六章 微生物的遺傳和變異1. 什么是微生物的遺傳性和變異性？遺傳和變異的物質(zhì)基礎(chǔ)是什么？如

16、何得以證明？答：微生物將其生長(zhǎng)發(fā)育所需要的營(yíng)養(yǎng)類型和環(huán)境條件，以及對(duì)這些營(yíng)養(yǎng)和外界條件產(chǎn)生的一定反應(yīng)，或出現(xiàn)的一定性狀傳給后代，并相對(duì)穩(wěn)定的一代一代傳下去。這時(shí)微生物的遺傳。微生物從它適應(yīng)的環(huán)境遷移到不適應(yīng)的環(huán)境后，微生物改變自己對(duì)營(yíng)養(yǎng)和環(huán)境條件的要求，在新的生活條件下產(chǎn)生適應(yīng)新環(huán)境的酶，從而適應(yīng)新環(huán)境并良好生長(zhǎng)，這是遺傳的變異。DNA是遺傳和變異的物質(zhì)基礎(chǔ)?？梢詮母窭锓扑菇?jīng)典的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)和大腸桿菌T2噬菌體感染大腸桿菌的實(shí)驗(yàn)得到證明。2. 微生物的遺傳基因是什么？微生物的遺傳信息是如何傳遞的？答：微生物的遺傳基因是微生物體內(nèi)儲(chǔ)存?zhèn)鬟f信息的、有自我復(fù)制功能的單位。從分子遺傳學(xué)的角度看，微生物的遺

17、傳信息是通過(guò)DNA將決定各種遺傳性狀的信息傳遞給子代的。3. 什么叫分子遺傳學(xué)的中心法則？什么叫反向轉(zhuǎn)錄？答：DNA的復(fù)制和遺傳信息傳遞的基本規(guī)則，稱為分子遺傳學(xué)的中心法則。只含RNA的病毒其遺傳信息儲(chǔ)存在RNA上，通過(guò)反轉(zhuǎn)錄酶的作用由RNA轉(zhuǎn)錄為DNA，這叫反向轉(zhuǎn)錄。4. DNA是如何復(fù)制的？何謂DNA的變性和復(fù)性？答：DNA的自我復(fù)制大致如下：首先是DNA分子中的兩條多核苷酸鏈之間的氫鍵斷裂，彼此分開成兩條單鏈；然后各自以原有的多核苷酸鏈上的堿基排列順序，各自合成出一條新的互補(bǔ)的多核苷酸鏈。新合成額一條多核苷酸鏈和原有的多核苷酸鏈又以氫鍵連接成新的雙螺旋結(jié)構(gòu)。當(dāng)天然雙鏈DNA受熱或其他因素

18、的作用下，兩條鏈之間的結(jié)合力被破壞而分開成單鏈DNA，即稱為DNA的變性。變性的DNA溶液經(jīng)適當(dāng)處理后重新形成天然DNA的過(guò)程叫復(fù)性。5.微生物有幾種RNA？它們各有什么作用？答：RNA有4種：tRNA，rRNA，mRNA，反義RNA。mRNA叫幸事RNA，作為多聚核苷酸的一級(jí)結(jié)構(gòu)，其上帶有指導(dǎo)氨基酸的信息密碼，它反義氨基酸，具傳遞遺傳性的功能。tRNA叫轉(zhuǎn)移RNA，其上有和mRNA互補(bǔ)的反密碼子，能識(shí)別氨基酸及識(shí)別mRNA上的密碼子，在tRNA-氨基酸合成酶的作用下傳遞氨基酸。反義RNA起調(diào)節(jié)作用。決定mRNA翻譯合成速度。rRNA和蛋白質(zhì)合成的核糖體為合成蛋白質(zhì)的場(chǎng)所。由tRNA，rRNA

19、，mRNA，反義RNA協(xié)作合成蛋白質(zhì)。6. 微生物生長(zhǎng)過(guò)程中蛋白質(zhì)是如何合成的？細(xì)胞是如何分裂的？答：(1) DNA復(fù)制：首先，決定某種蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)的相應(yīng)一段DNA鏈的自我復(fù)制。(2) 轉(zhuǎn)錄mRNA：轉(zhuǎn)錄是雙鏈DNA分開，以它其中一條單鏈為模板遵循堿基配對(duì)的原則轉(zhuǎn)錄出一條mRNA。新轉(zhuǎn)錄的mDNA鏈的核苷酸堿基的排列順序與模板DNA鏈的核苷酸堿基排列順序互補(bǔ)。轉(zhuǎn)錄后，mRNA的順序又通過(guò)三聯(lián)密碼子的方式由tRNA翻譯成相應(yīng)的氨基酸排列順序，產(chǎn)生具有不同生理特性的功能蛋白。(3) 翻譯：翻譯由tRNA完成，tRNA鏈上有反密碼子與mRNA鏈上對(duì)氨基酸順序編碼的核苷酸堿基順序互補(bǔ)。tRNA具有特

20、定識(shí)別作用的兩端：tRNA的一端識(shí)別特定的氨基酸，并與之暫時(shí)結(jié)合形成氨基酸-tRNA的結(jié)合分子。另一端上有三個(gè)核苷酸堿基順序組成的反密碼子。它識(shí)別mRNA上的互補(bǔ)的三聯(lián)密碼子，并與之暫時(shí)結(jié)合。(4) 蛋白質(zhì)合成：通過(guò)兩端的識(shí)別作用，把特定氨基酸轉(zhuǎn)送到核糖體上，使不同的氨基酸按照mRNA上的堿基順序連接起來(lái)，在多肽合成酶的作用下合成多肽鏈，多肽鏈通過(guò)高度折疊形成特定的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，最終產(chǎn)生具有不同生理特性的功能蛋白。由于DNA復(fù)制和蛋白質(zhì)合成而使兩者成倍增加后的一個(gè)有秩序的過(guò)程，即微生物細(xì)胞的分裂。微生物將成倍增加的核物質(zhì)和蛋白質(zhì)均等地分配給兩個(gè)子細(xì)胞，在細(xì)胞的中部合成橫膈膜并逐漸內(nèi)陷，最終將兩個(gè)

21、子細(xì)胞分開，細(xì)胞分裂完成。7. 微生物變異的實(shí)質(zhì)是什么？微生物突變類型有幾種？變異表現(xiàn)在哪些方面？答：微生物變異的實(shí)質(zhì)是基因突變。突變的類型有自發(fā)突變和誘發(fā)突變。表現(xiàn)在個(gè)體形態(tài)的變異、菌落形態(tài)的變異、營(yíng)養(yǎng)要求的變異、對(duì)溫度，pH要求的變異，毒力的變異，抵抗能力的變異，生理生化特性的變異以及代謝途徑產(chǎn)物的變異等。8. 廢水處理中變異現(xiàn)象有哪幾方面？答：廢水處理中變異現(xiàn)象有：有營(yíng)養(yǎng)要求的變異；對(duì)溫度，pH要求的變異；對(duì)毒物的耐毒能力的變異；個(gè)體形態(tài)和菌落形態(tài)的變異及代謝途徑產(chǎn)物的變異等。9. 什么叫定向培育和馴化？答：定向培育是人為用某一特定環(huán)境長(zhǎng)期處理某一微生物群體，同時(shí)不斷將它們進(jìn)行移種傳代，

22、以達(dá)到累積和選擇合適的自發(fā)突變體的一種古老的育種方法。定向培育在環(huán)境工程中稱為馴化。10. 試述紫外輻射殺菌的作用機(jī)理。答：紫外輻射的波長(zhǎng)范圍是200390nm，紫外輻射對(duì)微生物有致死作用是由于微生物細(xì)胞中的核酸、嘌呤、嘧啶、及蛋白質(zhì)對(duì)紫外輻射有特別強(qiáng)的吸收能力。DNA和RNA對(duì)紫外輻射的吸收峰在260nm處，蛋白質(zhì)對(duì)紫外輻射的吸收峰在280nm處.紫外輻射能引起DNA鏈上兩個(gè)鄰近的胸腺嘧啶分子形成胸腺嘧啶二聚體，致使DNA不能復(fù)制，導(dǎo)致微生物死亡。11. DNA損傷修復(fù)有幾種形式？各自如何修復(fù)？答：(1) 光復(fù)活和暗復(fù)活：一部分損傷的DNA在藍(lán)色區(qū)域可見光處，尤其510nm波長(zhǎng)的光照的條件下

23、，DNA修復(fù)酶將損傷區(qū)域兩端的磷酸酯鍵水解，切割受損的DNA，將新的核苷酸插入，由連接好形成正常的DNA，這叫光復(fù)活。受損傷的DNA也可能在黑暗時(shí)被修復(fù)成正常的DNA。這叫暗復(fù)活。(2) 切除修復(fù)：在有Mg和ATP存在的條件下，uvrABC核酸酶在同一條單鏈上的胸腺嘧啶二聚體兩側(cè)位置，將包括胸腺嘧啶二聚體內(nèi)的有1213個(gè)核苷酸額單鏈切下。通過(guò)DNA多聚酶的作用，釋放出被切割的1213個(gè)核苷酸額單鏈。DNA連接酶縫合新合成的DNA片段和原有的DNA鏈之間的切割，完成修復(fù)。(3) 重組修復(fù)：受損傷的DNA先經(jīng)復(fù)制，染色體交換，使子鏈上的空隙部分面對(duì)正常的單鏈，DNA多聚酶修復(fù)空隙部分成正常鏈。留在

24、親鏈上的胸腺嘧啶二聚體依靠切除修復(fù)過(guò)程去除掉。(4) sos修復(fù)：在DNA收到大范圍重大損傷時(shí)誘導(dǎo)產(chǎn)生一種應(yīng)急反應(yīng)，使細(xì)胞內(nèi)所有的修復(fù)酶增加合成量，提高酶活性?；蛘T導(dǎo)產(chǎn)生新的修復(fù)酶修復(fù)DNA受損傷的部分而成正常的DNA。(5) 適應(yīng)性修復(fù)：細(xì)菌由于長(zhǎng)期接觸低劑量的誘變劑會(huì)產(chǎn)生修復(fù)蛋白（酶），修復(fù)DNA上因甲基化而遭受的損傷。12. 何謂雜交、轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)導(dǎo)？各自有什么實(shí)踐意義？答：雜交是通過(guò)雙親細(xì)胞的融合，使整套染色體的基因重組，或者是通過(guò)雙親細(xì)胞的溝通，使部分染色體基因重組。雜交育種將固氮基因轉(zhuǎn)移給不固氮的微生物使它們具有固氮能力，對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和缺氮的工業(yè)廢水生物處理是很有意義的。受體細(xì)胞直接吸收

25、來(lái)自供體細(xì)胞的DNA片段，并把它整合到自己的基因組里，從而獲得了供體細(xì)胞部分遺傳性狀的現(xiàn)象，稱為轉(zhuǎn)化。遺傳和變異物質(zhì)基礎(chǔ)的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)是轉(zhuǎn)化的突出例子。通過(guò)溫和噬菌體的媒介作用，把供體細(xì)胞內(nèi)特定的基因攜帶至受體細(xì)胞中，使后者獲得前者部分遺傳性狀的現(xiàn)象，稱為轉(zhuǎn)導(dǎo)。13. 什么是質(zhì)粒？在遺傳工程中有什么作用？舉例說(shuō)明。答：在原核微生物中，除有染色體外，還有令一種較小的，攜帶少量遺傳基因的環(huán)狀DNA分子叫質(zhì)粒，也叫染色體外DNA。質(zhì)粒可以用來(lái)培育優(yōu)良菌種，在基因工程中常被用作基因轉(zhuǎn)移的運(yùn)載工具載體。例：(1) 多功能超級(jí)細(xì)菌的構(gòu)建。(2) 解烷抗汞粒菌的構(gòu)建。(3) 脫色工程菌的構(gòu)建。(4) Q5T工程

26、菌。14. 何謂基因工程？它的操作有幾個(gè)步驟？答：基因工程是指基因水平上的遺傳工程。是用人工的方法把所需要的某一供體生物的DNA提取出來(lái)，在離體的條件下用限制性內(nèi)切酶將離體DNA切割成帶有目的基因的DNA片段，每一段平均長(zhǎng)度有幾千個(gè)核苷酸，用DNA連接酶把它和質(zhì)粒的DNA分子在體外連接成重組的DNA分子，然后將重組體導(dǎo)入某一受體細(xì)胞中，以便外來(lái)的遺傳物質(zhì)在其中進(jìn)行復(fù)制擴(kuò)增和表達(dá)；而后進(jìn)行重組體克隆篩選和鑒定；最后對(duì)外源基因表達(dá)產(chǎn)物進(jìn)行分離提純，從而獲得新品種。它包括5個(gè)步驟：(1) 先從供體細(xì)胞中選擇獲取帶有目的基因的DNA片段；(2) 將目的DNA的片段和質(zhì)粒在體外重組；(3) 將重組體轉(zhuǎn)入

27、受體細(xì)胞；(4) 重組體克隆篩選和鑒定；(5) 外源基因表達(dá)產(chǎn)物的分離提純。15. 什么叫PCR技術(shù)？有幾個(gè)操作步驟？答：PCR技術(shù)稱DNA多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。是DNA體外擴(kuò)增的技術(shù)。步驟：(1) 加熱變性：將待擴(kuò)增的DNA置于9495攝氏度的哥嫂問水浴中加熱5分鐘，使雙鍵DNA解鏈為單鏈DNA，分開的兩條單鏈DNA作為擴(kuò)增的模板。(2) 退火：將加熱變性的單鏈DNA溶液的溫度緩慢下降至55攝氏度后，在這過(guò)程中將引物DNA的堿基與單鏈模板DNA一端堿基互補(bǔ)配對(duì)。(3) 延伸：在退火過(guò)程中，當(dāng)溫度下降至72攝氏度時(shí)，在耐熱性TaqDNA多聚酶、適應(yīng)的pH和一定的離子強(qiáng)度下，寡核苷酸引物堿基和模板DN

28、A結(jié)合延伸成雙鏈DNA。經(jīng)過(guò)3035次循環(huán)，擴(kuò)增倍數(shù)達(dá)10，可將長(zhǎng)達(dá)2kb的DNA由原來(lái)的1pg擴(kuò)增到0.51g。若經(jīng)過(guò)60次循環(huán)，DNA擴(kuò)增倍數(shù)可達(dá)1010。16. 基因工程和PCR技術(shù)在環(huán)境工程中有何實(shí)踐意義？舉例說(shuō)明。答：在環(huán)境保護(hù)方面利用基因工程獲得了分解多種有毒物質(zhì)的新型菌種。若采用這種多功能的超級(jí)細(xì)菌可望提高廢水生物處理的效果。并在廢水生物處理模擬實(shí)驗(yàn)中也取得一些成果。PCR技術(shù)廣泛運(yùn)用于法醫(yī)鑒定、醫(yī)學(xué)檢疫、環(huán)境監(jiān)測(cè)等方面。第二篇 微生物生態(tài)第一章 微生物生態(tài)1. 什么叫生態(tài)系統(tǒng)？生態(tài)系統(tǒng)有什么功能？什么叫生態(tài)圈？什么叫生態(tài)平衡？答：生態(tài)系統(tǒng)是在一定時(shí)間和空間范圍內(nèi)由生物（包括動(dòng)物

29、、植物和微生物的個(gè)體、種群、群落）與它們的生境（包括光、水、土壤、空氣及其他生物因子）通過(guò)能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)所組成的一個(gè)自然體。它的功能有生物生產(chǎn)、能量流動(dòng)、物質(zhì)循環(huán)和信息傳遞。生存在地球陸地以上和海面以下約10km之間的范圍，包括巖石圈、土壤圈、水圈和大氣圈內(nèi)所有生物群落和人以及它們生存環(huán)境的總體，叫生態(tài)圈。即使有外來(lái)感染，生態(tài)系統(tǒng)能通過(guò)自行調(diào)節(jié)的能力恢復(fù)到原來(lái)的穩(wěn)定狀態(tài)，這就是生態(tài)系統(tǒng)的平衡，即生態(tài)平衡。2. 為什么說(shuō)土壤是微生物最好的天然培養(yǎng)基？土壤中有哪些微生物？答：因?yàn)橥寥谰哂形⑸锼匦璧臓I(yíng)養(yǎng)和微生物生長(zhǎng)繁殖及生命活動(dòng)所需要額各種條件，所以說(shuō)土壤是微生物最好的天然培養(yǎng)基。土壤中的微

30、生物有細(xì)菌，放線菌，真菌，藻類，原生動(dòng)物和微型動(dòng)物。3. 什么叫土壤自凈？土壤被污染后其微生物群落有什么變化？答：土壤對(duì)施入其中的一定負(fù)荷的有機(jī)物或有機(jī)污染物具有吸附和生物降解能力，通過(guò)各種物理、生化過(guò)程自動(dòng)分解污染物使土壤恢復(fù)到原有水平的凈化過(guò)程，稱為土壤自凈。土壤被污染后，土壤的微生物區(qū)系和數(shù)量發(fā)生改變，并誘導(dǎo)產(chǎn)生分解各種污染物的微生物新品種。4. 土壤是如何被污染的？土壤污染有什么危害？答：土壤污染的主要來(lái)在含有有機(jī)毒物和重金屬的污水和廢水的農(nóng)田灌溉；來(lái)自含有有機(jī)毒物和重金屬的污、廢水的土地處理；來(lái)自固體廢物的堆放和填埋等的滲漏液；來(lái)自地下儲(chǔ)油罐泄漏和以及農(nóng)藥噴灑。危害：(1) 有機(jī)、無(wú)

31、機(jī)毒物過(guò)多滯留、積累在土壤中，改變了土壤的理化性質(zhì)，使土壤鹽堿化，板結(jié)。毒害植物和土壤微生物，破壞土壤生態(tài)平衡。(2) 土壤中的毒物被植物吸收、富集、濃縮，隨食物鏈遷移，會(huì)轉(zhuǎn)移到人體；或被雨水沖刷流入河流、湖泊或滲入地下水，進(jìn)而造成水體污染。污染物又隨水源進(jìn)入人體，毒害人類。(3) 污水和廢水中含有的各種病原微生物雖然有些在土壤中不適應(yīng)而死亡，但有些可在土壤中長(zhǎng)時(shí)間存活，它們可以通過(guò)各種途徑轉(zhuǎn)移到水體，進(jìn)而進(jìn)而人體，引起人的疾病。5. 什么叫土壤生物修復(fù)？為什么要進(jìn)行土壤修復(fù)？答：土壤生物修復(fù)是利用土壤中土壤中的天然微生物資源或人為投加目的菌株，甚至用構(gòu)建的特異降解功能菌投加到各污染土壤中，將

32、滯留的污染物快速降解和轉(zhuǎn)化，使土壤恢復(fù)其天然功能。因?yàn)橥寥朗芪廴竞髸?huì)造成：(1) 有機(jī)、無(wú)機(jī)毒物過(guò)多滯留、積累在土壤中，改變了土壤的理化性質(zhì)，使土壤鹽堿化，板結(jié)。毒害植物和土壤微生物，破壞土壤生態(tài)平衡。(2) 土壤中的毒物被植物吸收、富集、濃縮，隨食物鏈遷移，會(huì)轉(zhuǎn)移到人體；或被雨水沖刷流入河流、湖泊或滲入地下水，進(jìn)而造成水體污染。污染物又隨水源進(jìn)入人體，毒害人類。3.污水和廢水中含有的各種病原微生物雖然有些在土壤中不適應(yīng)而死亡，但有些可在土壤中長(zhǎng)時(shí)間存活，它們可以通過(guò)各種途徑轉(zhuǎn)移到水體，進(jìn)而進(jìn)而人體，引起人的疾病。所以要進(jìn)行土壤修復(fù)。6. 土壤生物修復(fù)技術(shù)關(guān)鍵有哪些方面？答：土壤生物修復(fù)的技術(shù)

33、的關(guān)鍵有四個(gè)方面：(1) 微生物物種；(2) 微生物營(yíng)養(yǎng)：一般土壤微生物額碳氮比25：1, 污水好氧生物處理的BOD5：N：P=100：5：1；(3) 溶解氧；(4) 微生物的環(huán)境因子。7. 空氣微生物有哪些來(lái)源？空氣中有哪些微生物？答：空氣中微生物的來(lái)源很多，塵土飛揚(yáng)可將土壤微生物帶至空中，小水滴飛濺將水中微生物帶至空中，人和動(dòng)物身體的干燥脫落物，呼吸道口腔內(nèi)含微生物的分泌物通過(guò)咳嗽、打噴嚏等方式飛濺到空氣中。敞開的污水生物處理系統(tǒng)通過(guò)機(jī)器攪拌，鼓風(fēng)曝氣等可使污水中的微生物以氣溶膠的形式飛濺到空氣中。主要有芽孢桿菌、霉菌和放線菌的孢子、野生酵母菌、原生動(dòng)物和微型后生動(dòng)物的胞囊。8. 空氣中有

34、哪些致病微生物？以什么微生物為空氣污染指示菌？答：空氣中有白色葡萄球菌、金色葡萄球菌、綠膿桿菌、沙門氏菌、大腸桿菌、白喉?xiàng)U菌、肺炎球菌及結(jié)核桿菌、病毒粒子、阿米巴胞囊、立克次氏體等。以綠色鏈球菌為空氣污染指示菌。9. 水體中微生物有幾方面來(lái)源？微生物在水體中的分布有什么樣的規(guī)律？答：水體中微生物的來(lái)源有：水體中固有的微生物、來(lái)自土壤的微生物、來(lái)自生產(chǎn)和生活的微生物、來(lái)自空氣的微生物。據(jù)海面010m的深處因受陽(yáng)光照射含菌量較少，浮游藻類較多。510m以下至2550m處的微生物數(shù)量較多，而且隨海水深度的增加而增加，50m以下微生物的數(shù)量隨海水深度增加而減少。10. 什么叫水體自凈？可根據(jù)哪些指標(biāo)判

35、斷水體自凈程度？答：河流接納了一定量的有機(jī)污染物后，在物理、化學(xué)和水生物等因素的綜合作用后得到凈化，水質(zhì)恢復(fù)到污染前的水平和狀態(tài)，叫做水體自凈。判斷水體自凈程度的指標(biāo)有P/H指數(shù)和氧濃度晝夜變化幅度和氧垂曲線。11. 水體污染的指標(biāo)有哪幾種？污化系統(tǒng)分為那幾“帶”？各“帶”有什么特征？答：水體污染的指標(biāo)有：BIP指數(shù)、細(xì)菌菌落總數(shù)、總大腸菌群。多污帶：多污帶位于排污口之后的區(qū)段，水呈暗灰色，很渾濁，含有大量有機(jī)物，BOD高，溶解氧極低，為厭氧狀態(tài)。-中污帶：-中污帶在多污帶的下游，水為灰色，溶解氧少，為半?yún)捬鯛顟B(tài)，有機(jī)物量減少，BOD下降，水面上有泡沫和浮泥，有NH3、氨基酸及H2S，生物種類

36、比多污帶稍多。細(xì)菌數(shù)量較多。-中污帶：-中污帶在-中污帶之后，有機(jī)物量較少，BOD和懸浮物含量低，溶解氧濃度升高，NH3和H2S含量減少，細(xì)菌數(shù)量減少，藻類大量繁殖，水生動(dòng)物出現(xiàn)。寡污帶：寡污帶在-中污帶之后，標(biāo)志者河流自凈過(guò)程已完成，有機(jī)物全部無(wú)機(jī)化，BOD和懸浮物含量極低，細(xì)菌極少，水的渾濁度低，溶解氧恢復(fù)到正常含量。12. 什么叫水體富營(yíng)養(yǎng)化？評(píng)價(jià)水體富營(yíng)養(yǎng)化的方法有幾種？答：水體富營(yíng)養(yǎng)化是指在人類活動(dòng)的影響下，生物所需的氮、磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)大量進(jìn)入湖泊、河口、海灣等緩流水體，引起藻類及其他浮游生物迅速繁殖，水體溶解氧量下降，水質(zhì)惡化，魚類及其他生物大量死亡的現(xiàn)象。評(píng)價(jià)方法有：觀察藍(lán)藻等指示

37、生物，測(cè)定生物的現(xiàn)存量，測(cè)定原初生產(chǎn)力，測(cè)定透明度，測(cè)定氮磷等導(dǎo)致富營(yíng)養(yǎng)化的物質(zhì)。13. AGP是何意？如何測(cè)定AGP？答：AGP是藻類生產(chǎn)的潛在能力。把特定的藻類接種在天然水體或廢水中，在一定的光照度和溫度條件下培養(yǎng)，使藻類增長(zhǎng)到穩(wěn)定期為止，通過(guò)測(cè)干重或細(xì)胞數(shù)來(lái)測(cè)其增長(zhǎng)量。將培養(yǎng)液用濾膜或高壓蒸汽滅菌器除去SS和雜菌。取500ml置于L型培養(yǎng)管，接入羊角月牙藻，將培養(yǎng)管放在往復(fù)振蕩器上，在20C，光照度為40006000lx條件下震蕩培養(yǎng)720d后，取適量培養(yǎng)液用濾膜過(guò)濾，置于105C烘至衡重，稱干重，計(jì)算一升藻類中的干重為該水樣的AGP。第二章 微生物在環(huán)境物質(zhì)循環(huán)中的作用1. 什么叫生態(tài)

38、系統(tǒng)？生態(tài)系統(tǒng)有什么功能？什么叫生態(tài)圈？什么叫生態(tài)平衡？答：生態(tài)系統(tǒng)是在一定時(shí)間和空間范圍內(nèi)由生物（包括動(dòng)物、植物和微生物的個(gè)體、種群、群落）與它們的生境（包括光、水、土壤、空氣及其他生物因子）通過(guò)能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)所組成的一個(gè)自然體。它的功能有生物生產(chǎn)、能量流動(dòng)、物質(zhì)循環(huán)和信息傳遞。生存在地球陸地以上和海面以下約10km之間的范圍，包括巖石圈、土壤圈、水圈和大氣圈內(nèi)所有生物群落和人以及它們生存環(huán)境的總體，叫生態(tài)圈。即使有外來(lái)感染，生態(tài)系統(tǒng)能通過(guò)自行調(diào)節(jié)的能力恢復(fù)到原來(lái)的穩(wěn)定狀態(tài)，這就是生態(tài)系統(tǒng)的平衡，即生態(tài)平衡。2. 為什么說(shuō)土壤是微生物最好的天然培養(yǎng)基？土壤中有哪些微生物？答：因?yàn)橥寥谰哂?/p>

39、微生物所必需的營(yíng)養(yǎng)和微生物生長(zhǎng)繁殖及生命活動(dòng)所需要額各種條件，所以說(shuō)土壤是微生物最好的天然培養(yǎng)基。土壤中的微生物有細(xì)菌，放線菌，真菌，藻類，原生動(dòng)物和微型動(dòng)物。3. 什么叫土壤自凈？土壤被污染后其微生物群落有什么變化？答：土壤對(duì)施入其中的一定負(fù)荷的有機(jī)物或有機(jī)污染物具有吸附和生物降解能力，通過(guò)各種物理、生化過(guò)程自動(dòng)分解污染物使土壤恢復(fù)到原有水平的凈化過(guò)程，稱為土壤自凈。土壤被污染后，土壤的微生物區(qū)系和數(shù)量發(fā)生改變，并誘導(dǎo)產(chǎn)生分解各種污染物的微生物新品種。4. 空氣中微生物的分布數(shù)量與什么因素有關(guān)？空氣中有哪些微生物？又有哪些致病微生物？答：室外空氣中的微生物數(shù)量和環(huán)境衛(wèi)生狀況、環(huán)境綠化程度有關(guān)

40、。室內(nèi)的與人員密度、空氣流通程度。室內(nèi)衛(wèi)生狀況有關(guān)?？諝庵兄饕醒挎邨U菌、霉菌和放線菌的孢子、野生酵母菌、原生動(dòng)物和微型后生動(dòng)物的胞囊?？諝庵杏邪咨咸亚蚓⒔鹕咸亚蚓?、綠膿桿菌、沙門氏菌、大腸桿菌、白喉?xiàng)U菌、肺炎球菌及結(jié)核桿菌、病毒粒子、阿米巴胞囊、立克次氏體等致病微生物。5. 水體中微生物分布有什么樣的規(guī)律？答：據(jù)水面010m的深處因受陽(yáng)光照射含菌量較少，浮游藻類較多。510m以下至2550m處的微生物數(shù)量較多，而且隨水深度的增加而增加，50m以下微生物的數(shù)量隨水深度增加而減少。6. 什么叫水體自凈？可根據(jù)哪些指標(biāo)判斷水體自凈程度？答：河流接納了一定量的有機(jī)污染物后，在物理、化學(xué)和水生物

41、等因素的綜合作用后得到凈化，水質(zhì)恢復(fù)到污染前的水平和狀態(tài)，叫做水體自凈。判斷水體自凈程度的指標(biāo)有P/H指數(shù)和氧濃度晝夜變化幅度和氧垂曲線。7. 污化系統(tǒng)分為那幾“帶”？各“帶”有什么特征？答：多污帶：多污帶位于排污口之后的區(qū)段，水呈暗灰色，很渾濁，含有大量有機(jī)物，BOD高，溶解氧極低，為厭氧狀態(tài)。-中污帶：-中污帶在多污帶的下游，水為灰色，溶解氧少，為半?yún)捬鯛顟B(tài)，有機(jī)物量減少，BOD下降，水面上有泡沫和浮泥，有NH、氨基酸及HS，生物種類比多污帶稍多。細(xì)菌數(shù)量較多。-中污帶：-中污帶在-中污帶之后，有機(jī)物量較少，BOD和懸浮物含量低，溶解氧濃度升高，NH3和H2S含量減少，細(xì)菌數(shù)量減少，藻類大

42、量繁殖，水生動(dòng)物出現(xiàn)。寡污帶：寡污帶在-中污帶之后，標(biāo)志者河流自凈過(guò)程已完成，有機(jī)物全部無(wú)機(jī)化，BOD和懸浮物含量極低，細(xì)菌極少，水的渾濁度低，溶解氧恢復(fù)到正常含量。8. 水體污染的指標(biāo)有哪幾種？什么叫水體富營(yíng)養(yǎng)化？答：水體污染的指標(biāo)有：BIP指數(shù)、細(xì)菌菌落總數(shù)、總大腸菌群。水體富營(yíng)養(yǎng)化是指在人類活動(dòng)的影響下，生物所需的氮、磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)大量進(jìn)入湖泊、河口、海灣等緩流水體，引起藻類及其他浮游生物迅速繁殖，水體溶解氧量下降，水質(zhì)惡化，魚類及其他生物大量死亡的現(xiàn)象。9. 在環(huán)境工程中有哪些人工生態(tài)體系？答：活性污泥和生物膜是環(huán)境工程中的人工生態(tài)體系。10. 活性污泥是什么？活性污泥有哪些微生物群落？

43、答：活性污泥是由多種多樣的好氧微生物和兼性厭氧微生物與污（廢）水中有機(jī)的和無(wú)機(jī)固體物混凝交織在一起，形成的絮狀體或稱絨粒。微生物群落有酵母菌、霉菌、放線菌、藻類、原生動(dòng)物和某些微型后生動(dòng)物。11.生物膜是什么？生物膜有哪些微生物群落？答：生物膜是由多種多樣的好氧微生物和兼性厭氧微生物粘附在生物濾池濾料上或粘附在生物轉(zhuǎn)盤盤片上的一層帶粘性、薄膜狀的微生物混合群體。微生物群落有浮游球衣菌、藻類、固著性纖毛蟲、游泳性纖毛蟲、輪蟲、線蟲、寡毛類的沙蠶等。12. 菌膠團(tuán)和原生動(dòng)物在污水生物處理和水體自凈過(guò)程中各起什么作用？答：菌膠團(tuán)：有很強(qiáng)的生物吸附能力和氧化分解有機(jī)物的能力。為原生動(dòng)物和微型后生動(dòng)物提

44、供了良好的生存環(huán)境。具有指示作用：可以衡量活性污泥的性能。原生動(dòng)物：有指示作用、凈化作用、促進(jìn)絮凝和沉淀的作用。13. 詳述纖維素的好氧和厭氧分解過(guò)程。有哪些微生物和酶參與?答：纖維素好氧分解：纖維素在纖維素酶的作用下分解為纖維二糖，在纖維二糖酶的作用下分解為葡萄糖，再進(jìn)入三羧酸循環(huán)成為ATP、水、二氧化碳。微生物與酶：粘細(xì)菌、鐮狀纖維菌、纖維弧菌。纖維素酶、纖維二糖酶、氧化酶、脫氫酶、脫羧酶細(xì)胞色素氧化酶。厭氧分解：厭氧發(fā)酵成為葡萄糖，葡萄糖經(jīng)丙酮丁醇發(fā)酵成為：丙酮、丁醇、乙酸、水、二氧化碳。葡萄糖經(jīng)丁酸發(fā)酵，生成丁酸、乙酸、水、二氧化碳。微生物：產(chǎn)纖維二糖芽孢梭菌、無(wú)芽孢厭氧分解菌、嗜熱纖

45、維芽孢梭菌。14.詳述淀粉的好氧和厭氧分解過(guò)程。有哪些微生物和酶參與?答：在好氧條件下，淀粉水解成葡萄糖，進(jìn)而發(fā)酵成丙酮酸，經(jīng)三羧酸循環(huán)完全氧化成水、二氧化碳。在厭氧條件下。淀粉經(jīng)乙醇發(fā)酵，生成乙醇和二氧化碳。在專性厭氧菌的作用下葡萄糖經(jīng)丙酮丁醇發(fā)酵成為：丙酮、丁醇、乙酸、水、二氧化碳。葡萄糖經(jīng)丁酸發(fā)酵，生成丁酸、乙酸、水、二氧化碳。微生物和酶：好氧條件下：枯草芽孢桿菌、根酶、曲霉、-淀粉酶、脫支酶。厭氧條件下：丙酮丁醇梭狀芽孢桿菌、丁醇梭狀芽孢桿菌、丁酸梭狀芽孢桿菌、-淀粉酶、葡萄淀粉酶。15. 脂肪酸是如何進(jìn)行-氧化的？其能量如何平衡？答：脂肪酸先是被脂酰硫激活酶激活，然后、碳原子上脫氫、

46、加水、脫氫、再加水，最后在、碳位之間的碳鏈斷裂，生成1mol乙酰輔酶A和碳鏈較原來(lái)少兩個(gè)碳原子的脂肪酸。乙酰輔酶A經(jīng)三羧酸循環(huán)完全氧化成水、二氧化碳。剩下的碳鏈較原來(lái)少兩個(gè)碳原子的脂肪酸可重復(fù)一次-氧化，以至完全形成乙酰輔酶A而告終。第一次-氧化可以得到16molATP，其后的每次可以得到17molATP。16.復(fù)雜有機(jī)物的沼氣發(fā)酵三階段理論內(nèi)容是什么？甲烷可通過(guò)哪些途徑形成？答：第一階段：水解酸化階段，微生物為水解和發(fā)酵細(xì)菌，包括纖維素分解菌、碳水化合物分解菌、蛋白質(zhì)分解菌，為專性、兼性厭養(yǎng)菌，分解產(chǎn)物為簡(jiǎn)單小分子的單糖、氨基酸、脂肪酸、甘油及CO2、H2等。第二階段：產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸階段，微生物

47、為產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌（為專性、兼性厭養(yǎng)菌），分解產(chǎn)物為乙酸、丙酸、甲酸、乙醇、丙醇和CO2、H2等。第三階段：產(chǎn)甲烷階段，微生物為二組生理作用不同的產(chǎn)甲烷菌，為絕對(duì)厭養(yǎng)菌，包括甲烷桿菌、球菌、八疊球菌等。其中一組把氫和CO2轉(zhuǎn)化為甲烷和水；另一組使乙酸脫羧產(chǎn)生甲烷和CO2。形成途徑：由酸和醇的甲基生成；由醇的氧化使二氧化碳還原形成；脂肪酸有時(shí)用水做還原劑或供氫體產(chǎn)生；利用氫使二氧化碳還原；在氧和睡存在時(shí)，巴氏甲烷八疊球菌與甲酸甲烷桿菌能將一氧化碳還原成甲烷。17. 何謂氨化作用、硝化作用、反硝化作用、固氮作用？它們各由哪些微生物起作用？答：氨化作用：有機(jī)氮化合物在氨化微生物的脫氨基作用下產(chǎn)生氨。微生

48、物：梭狀芽孢桿菌。硝化作用：氨基酸脫下的氨，在有氧條件下，經(jīng)亞硝酸細(xì)菌和亞硝酸細(xì)菌的作用轉(zhuǎn)化為硝酸。微生物：亞硝酸單胞菌屬、亞硝酸球菌屬、亞硝酸螺菌屬、亞硝酸葉菌屬、亞硝酸弧菌屬、硝化桿菌屬、硝化桿球?qū)?。反硝化作用：兼性厭氧的硝酸鹽還原細(xì)菌將硝酸鹽還原成氮?dú)?。微生物：施式假單胞菌，脫氮假單胞菌，熒光假單胞菌，紫色桿菌，脫氮色桿菌。固氮作用：在固氮微生物的固氮沒催化作用下，把分子氮轉(zhuǎn)化為氨，進(jìn)而合成有機(jī)氮化合物。微生物：根瘤菌、園褐固氮菌、黃色固氮菌、拜葉林克氏菌屬、萬(wàn)氏固氮菌。18. 什么叫硫化作用？參與硫化作用有哪些微生物？答：硫化作用：在有氧條件下，通過(guò)硫細(xì)菌的作用將硫化氫氧化為元素硫，再

49、進(jìn)而氧化成硫酸。參與的微生物：硫化細(xì)菌、硫磺細(xì)菌。19. 什么叫硫酸鹽還原作用？它有什么危害？答：硫酸鹽還原作用：土壤淹水、河流、湖泊等水體處于缺氧狀態(tài)時(shí)，硫酸鹽，亞硫酸鹽、硫代硫酸鹽和次亞硫酸鹽在微生物還原作用下形成硫化氫。在混凝土排水管和鑄鐵排水管中，硫酸鹽還原作用產(chǎn)生的硫化氫上升到污水表層，與污水表層溶解氧相遇，被氧化成硫酸使混凝土排水管和鑄鐵排水管受到腐蝕。20. 鐵的三態(tài)是如何轉(zhuǎn)化的？有哪些微生物引起管道腐蝕？答：二價(jià)的亞鐵鹽易被植物微生物吸收利用，轉(zhuǎn)變成含鐵有機(jī)物。二價(jià)和三價(jià)鐵的化學(xué)轉(zhuǎn)化受pH和氧化還原電位的影響。pH為中性和有氧時(shí)，二價(jià)鐵氧化為三價(jià)的氫氧化物。無(wú)氧時(shí)，存在大量二價(jià)

50、鐵，二價(jià)鐵還能被細(xì)菌氧化為三價(jià)鐵。鐵細(xì)菌、纖發(fā)菌和球衣菌可以引起管道腐蝕。21. 磁性細(xì)菌是一類什么樣的微生物？答：趨磁細(xì)菌是一類在外磁場(chǎng)的作用下能作定向運(yùn)動(dòng)并在體內(nèi)形成納米磁性顆粒磁小體的細(xì)菌，其主要分布于土壤、湖泊和海洋等水底污泥中。22. 氧化鐵和錳的細(xì)菌有哪些？答：氧化鐵和錳的細(xì)菌有：覆蓋生金菌、共生生金菌、土微菌屬。第三章 水環(huán)境污染控制與治理的生態(tài)工程及微生物學(xué)原理1. 什么叫活性污泥？它的組成和性質(zhì)是什么？答：由多種多樣的微生物與污廢水中的有機(jī)的和無(wú)機(jī)的固體物混凝交織在一起，形成的絮狀體或絨粒。好氧活性污泥組成：好氧微生物和兼性厭氧微生物（兼有少量厭氧微生物）與其上吸附的有機(jī)無(wú)機(jī)

51、固體雜質(zhì)組成。好氧活性污泥性質(zhì)：含水率99%，密度1.0021.006，具有沉降性能。有生物活性，有吸附、氧化有機(jī)物的能力。有自我繁殖的能力。成弱酸性。厭氧活性污泥組成：兼性厭氧菌和專性厭氧菌與廢水中的有機(jī)雜質(zhì)交織在一起形成顆粒污泥。厭氧活性污泥性質(zhì)：顏色呈灰色至黑色，有生物吸附作用、生物降解作用和絮凝作用，有一定沉降能力。污泥直徑在0.5mm以上。2. 好氧活性污泥中有哪些微生物？答：好氧微生物和兼性厭氧微生物（兼有少量厭氧微生物），多數(shù)是革蘭氏陰性菌，還有其他的革蘭氏陽(yáng)性菌。3. 敘述好氧活性污泥凈化廢水的機(jī)理。答：類似于水處理中混凝劑的作用，同時(shí)又能吸收和分解水中溶解性污染物。第一步，在

52、有氧條件下活性污泥絨粒中的絮凝性微生物吸附水中的有機(jī)物；第二步，活性污泥絨粒中的水解性細(xì)菌水解大分子有機(jī)物為小分子有機(jī)物，同時(shí)，微生物合成自身細(xì)胞。廢水中的溶解性有機(jī)物直接被細(xì)菌吸收，在細(xì)菌體內(nèi)氧化分解，其中間代謝產(chǎn)物被另一群細(xì)菌吸收，進(jìn)而無(wú)機(jī)化；第三步，其他的微生物吸收或吞食未分解徹底的有機(jī)物。4. 敘述氧化塘和氧化溝處理廢水的機(jī)制。答：一般用于三級(jí)深度處理。機(jī)理：有機(jī)物流入氧化塘，其中細(xì)菌吸收水中溶解氧，將有機(jī)物氧化分解為H2O，CO2，NH3，NO3-，PO43-，SO42-。細(xì)菌利用自身分解含氮有機(jī)物產(chǎn)生的NH3和環(huán)境中的營(yíng)養(yǎng)物合成細(xì)胞物質(zhì)。藻類利用H2O和CO2進(jìn)行光合作用合成碳水化

53、合物，再吸收NH3和SO42-合成蛋白質(zhì)、吸收PO43-合成核酸。并繁殖新藻體。5. 菌膠團(tuán)原生動(dòng)物和微型后生動(dòng)物有哪些作用？答：a) 指示作用b) 凈化作用c) 促進(jìn)絮凝和沉淀作用6. 在廢水生物處理過(guò)程中如何利用原生動(dòng)物的演替和個(gè)體變化判斷處理效果？答：活性污泥培養(yǎng)初期活性污泥培養(yǎng)中期活性污泥培養(yǎng)成熟期鞭毛蟲、變形蟲游泳型纖毛蟲、鞭毛蟲鐘蟲等固著型纖毛蟲、楯纖蟲、輪蟲7. 如何培養(yǎng)活性污泥和進(jìn)行微生物膜的掛膜？答：間歇式曝氣培養(yǎng)和連續(xù)曝氣培養(yǎng)。1. 取菌種 2. 馴化：間歇曝氣，先進(jìn)低濃度水，曝氣，沉淀，傾去上清液，再進(jìn)同濃度的新鮮廢水，繼續(xù)曝氣培養(yǎng) 3. 培養(yǎng)：馴化好的活性污泥用連續(xù)曝氣

54、法培養(yǎng)。有自然掛膜法，活性污泥掛膜法，優(yōu)勢(shì)菌種掛膜法?；钚晕勰鄴炷しǎ喝』钚晕勰嘧鼍N，將廢水和污泥混合，慢慢將混合液打入濾池，循環(huán)，然后變?yōu)槁龠B續(xù)進(jìn)水，這一過(guò)程中，活性污泥附在濾料上以廢水中的有機(jī)物為營(yíng)養(yǎng)，生長(zhǎng)繁殖。逐漸形成帶粘性的生物膜。8. 敘述生物膜法凈化廢水的作用機(jī)理。答：上層生物膜中的生物膜生物和生物膜面生物吸附廢水中的大分子有機(jī)物，將其水解為小分子有機(jī)物。同時(shí)吸收溶解性有機(jī)物和經(jīng)水解的水分子有機(jī)物進(jìn)入體內(nèi)，并氧化分解它，微生物利用吸收的營(yíng)養(yǎng)構(gòu)建自身細(xì)胞。上一層的代謝產(chǎn)物流向下層，被下一層生物膜生物吸收，進(jìn)一步被氧化分解成CO2和H2O。老化的生物膜和游離細(xì)菌被濾池掃除生物吞食。

55、廢水得到凈化。9. 什么叫活性污泥絲狀膨脹？引起活性污泥絲狀膨脹的微生物有哪些？答：由于絲狀菌極度生長(zhǎng)引起的活性污泥膨脹稱活性污泥絲狀膨脹。經(jīng)常出現(xiàn)的有諾卡氏菌屬，浮游球衣菌，微絲菌屬，發(fā)硫菌屬，貝日阿托氏菌屬等。10. 促使活性污泥絲狀膨脹的環(huán)境因素有哪些？答：主要有：a) 溫度：最適宜在30攝氏度左右。b) 溶解氧c) 可溶性有機(jī)物及其種類d) 有機(jī)物濃度（或有機(jī)負(fù)荷）e) pH變化11. 為什么絲狀細(xì)菌在廢水生物處理中能優(yōu)勢(shì)成長(zhǎng)？答：在單位體積中，成絲狀擴(kuò)展生長(zhǎng)的絲狀細(xì)菌的表面積與容積之比較絮凝性菌膠團(tuán)細(xì)菌的大，對(duì)有限制性的營(yíng)養(yǎng)和環(huán)境條件的爭(zhēng)奪占優(yōu)勢(shì)，絮凝性菌膠團(tuán)細(xì)菌處于劣勢(shì)，絲狀菌就能

56、大量繁殖成優(yōu)勢(shì)菌，從而引起活性污泥絲狀膨脹。12. 如何控制活性污泥絲狀膨脹？答：根本是要控制引起絲狀菌過(guò)度生長(zhǎng)的環(huán)境因子。(1) 控制溶解氧 (2) 控制有機(jī)負(fù)荷 (3) 改革工藝。13. 含碳含硫的高濃度有機(jī)廢水有幾種處理方法？答：厭氧消化法，有機(jī)光合細(xì)菌處理。14. 敘述高濃度有機(jī)廢水厭氧沼氣（甲烷）發(fā)酵的理論及其微生物群落。答：第一階段：水解和發(fā)酵性細(xì)菌群將復(fù)雜有機(jī)物水解發(fā)酵。微生物群落是水解發(fā)酵性細(xì)菌群，有專性厭氧的，有兼性厭氧的。第二階段：產(chǎn)氫和產(chǎn)乙酸細(xì)菌群把第一階段的產(chǎn)物進(jìn)一步分解為乙酸和氫氣。微生物群落是產(chǎn)氫，產(chǎn)乙酸細(xì)菌，只有少數(shù)被分離出來(lái)。第三階段：將第一階段發(fā)酵的三碳以上的

57、有機(jī)酸，長(zhǎng)鏈脂肪酸，芳香族酸及醇等分解為乙酸和氫氣的細(xì)菌和硫酸還原菌。微生物群落是兩組生理不同的專性厭氧的產(chǎn)甲烷菌群。第四階段：為同型產(chǎn)乙酸階段，是同型產(chǎn)乙酸細(xì)菌將氫氣和二氧化碳轉(zhuǎn)化為乙酸的過(guò)程。正在研究中。第四章 污、廢水深度處理和微污染源水預(yù)處理中的微生物學(xué)原理1. 污、廢水為什么要脫氮除磷？答：氮和磷是生物的重要營(yíng)養(yǎng)源。但水體中氮磷過(guò)多，危害極大。最大的危害是引起水體富營(yíng)養(yǎng)化。藍(lán)藻、綠藻等大量繁殖后引起水體缺氧，產(chǎn)生毒素，進(jìn)而毒死魚蝦等水生生物和危害人體健康。使水源水質(zhì)惡化。不但影響人類生活，還嚴(yán)重影響工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。2. 微生物脫氮工藝有哪些？答：有A/O、A2/O、A2/O2、SBR等。3. 敘述污、廢水脫氮原理。答：脫氮首先利用設(shè)施內(nèi)好氧段，由亞硝化細(xì)菌的消化作用，將NH3轉(zhuǎn)化為NO