水處理生物學習題集給排水

1、水處理生物學習題集供給排水工程專業(yè)用根據(jù)下列參考書目編制而成:環(huán)境微生物學王泉玲等編水處理微生物學基礎(chǔ)顧夏聲等編水污染控制工程微生物學羅志騰等編水處理微生物學同濟大學編微生物學武漢大學，復旦大學編Instructors Guide for microbioloby專業(yè)名次80余條，問題討論、簡述題70個。第一章 緒論內(nèi)容提要環(huán)境微生物學是環(huán)境科學的一個重要分支，其核心就是應(yīng)用微生物的基本原理與方法來研究人類生產(chǎn)與生活中出現(xiàn)的環(huán)境問題。即研究人類生存環(huán)境與微生物間的相互關(guān)系與作用規(guī)律，尤其著重于研究微生物活動對人類環(huán)境產(chǎn)生的有益與有害影響，揭示微生物、污染物及環(huán)境三者間的相互關(guān)系與作用規(guī)律，為保

2、護環(huán)境，造福人類服務(wù)?！拔⑸铩辈⒎巧锓诸悓W概念，它是對一類個體微小，形態(tài)結(jié)構(gòu)簡單的非細胞生物、單細胞生物及個體發(fā)育低級的多細胞生物的統(tǒng)稱。微生物通常要借助于顯微鏡觀察，它們具有形態(tài)微小、結(jié)構(gòu)簡單、種類多、個體小、分布廣、生長繁殖快、易變異的共同特點。其主要類別包括非細胞生物（病毒、噬菌體），原核細胞型生物（細菌、放線菌、枝原體、依原體、立克次氏體、蘭細菌）和真核細胞型生物（真菌、原生動物、藻類等）。自然界中微生物的分布極為廣泛，可以說它們是“無處不在”，土壤是它們的大本營，水是良好的生活環(huán)境，空氣則是傳播的最佳媒介。微生物與人類活動的各方面有著廣泛密切的聯(lián)系，工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)學、環(huán)境科學等各

3、個領(lǐng)域無不用到微生物學知識。人類對微生物世界的揭示始于17世紀荷蘭人呂文虎克（Antony Van Leeuwenhoek 16321723）用顯微鏡進行的各種觀察，而微生物學的真正奠基與發(fā)展則要歸功于法國學者巴士德（Louis Pasteur 18221895），德國學者柯赫（Robert Koch），蘇格蘭人李斯特（Joseph Lister），英格蘭人真納（Edward Jenner），俄國人伊凡諾夫（Ivanovski），維諾格拉斯基（Winogradsky）和荷蘭生物學家貝依林克（M.V.Beijerinck），近代微生物學的發(fā)展是一大批生物學家們的共同成就。前人們的研究使得微生物學

4、各領(lǐng)域建立了完整的體系，系統(tǒng)地形成了微生物的形態(tài)學、生理學、遺傳學、生物化學、生態(tài)學等相應(yīng)學科。環(huán)境微生物學的興起與發(fā)展始于本世紀六十年代后期。脫穎于其母體微生物學而以其獨立的研究對象發(fā)展起來，作為一門新型邊緣學科，它與其他學科相互影響、滲透、補充。 習題：11.解釋下列名詞微生物 環(huán)境微生物學 非細胞生物 原核生物 真核生物12.環(huán)境微生物學研究的內(nèi)容和任務(wù)是什么？13.微生物有何特點？環(huán)境中微生物包括哪些主要類別？13.我國現(xiàn)行的生物分類把生物分為哪幾類？微生物分別屬于什么界？第二章 微生物的形態(tài)結(jié)構(gòu)內(nèi)容提要：各種微生物均具有其獨特的，與其他生物相區(qū)別的外部形態(tài)和個體大小。有細胞或非細胞微

5、生物個體是由個體獨立發(fā)揮生物功能的“結(jié)構(gòu)器官”所組成的。研究微生物的結(jié)構(gòu)就是要弄清這些“結(jié)構(gòu)器官”在個體中的化學（分子）組成結(jié)構(gòu)與排列方式，及其在生命活動中的生物功能。一原核生物原核微生物包括種類繁多的低等生物，它們大多為單細胞，或沒有細胞分化的多細胞絲狀體，或具有多核質(zhì)的分枝絲狀體。它們共同的特征是細胞構(gòu)造簡單，細胞中沒有由單位膜組成的亞細胞結(jié)構(gòu)的細胞器。真核生物中普遍存在的線粒體，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，高爾基體等原核生物中沒有發(fā)現(xiàn)，原核生物的個體一般很小，通常用微米（m）來衡量。原核生物中占主要地位的是真細菌，即通常所說的細菌，其次為放線菌和蘭細菌（又稱蘭綠藻），此外還有粘細菌、鞘細菌、芽細菌、螺旋體、

6、立克次氏體、支原體及依原體等，由于它們在形態(tài)上較為特殊，因此只在特殊條件下詳細討論。（一）細菌細菌大多為單細胞，有堅韌的細胞壁，一般為球狀，桿狀及螺旋狀。有的桿狀細菌可形成菌絲。大多數(shù)球菌的直徑約為0.52m；桿菌一般長15m，寬0.51m；螺旋菌稍大，寬度約0.55m，長度差異很大，通常約為515m。細菌雖為單細胞生物，但用電子顯微鏡觀察其內(nèi)部結(jié)構(gòu)卻較復雜。細菌細胞一般由細胞壁、細胞質(zhì)膜、細胞質(zhì)、核質(zhì)體及內(nèi)含物等構(gòu)成。此外有些細菌還具備莢膜、芽孢及鞭毛等特殊結(jié)構(gòu)。根據(jù)細菌細胞壁的化學成分及其含量不同，可把它們分成兩大類型。革蘭氏陽性（G）細菌肽聚糖含量高且細胞壁厚，而革蘭氏陰性（G）細菌肽聚

7、糖含量低且細胞壁較薄。由于這一差異，使得細菌的代謝活動中心在其上存在各種酶類。細胞質(zhì)主要是水分，無機鹽及生物大分子，還有少量的大寫貯存物。細菌沒有完整的有膜包圍的核，僅為DNA雙鏈大分子構(gòu)成的原核稱為核質(zhì)，是細菌的主要遺傳物質(zhì)。除此之外有些細菌還有環(huán)狀小分子DNA，稱為質(zhì)粒。莢膜是某些細菌代謝過程中分泌到細胞外的粘多糖，可以起到保護細胞及作為營養(yǎng)成分的作用。芽孢則是有些細菌在不良環(huán)境條件下形成的一種休眠體，其代謝活動極為緩慢，由于其中含有一種特殊化學物質(zhì)叫2，6吡啶二羧酸，因此具有較強的抗不良環(huán)境，特別是抗熱能力。鞭毛起源于細菌細胞內(nèi)的基粒，是由蛋白質(zhì)形成的中空管狀，主要功能在于推動細胞運動。

8、細菌細胞以無性繁殖為主，表現(xiàn)為細胞的直接分裂，因其在分裂過程中沒有紡錘絲的形成故又稱為裂殖。分裂過程包括核質(zhì)、細胞質(zhì)分裂，橫隔壁形成，子細胞分離等過程。細胞分裂完成后，視其子細胞大小不同可分為同形分裂和異形分裂兩種方式。少數(shù)細胞在固體培養(yǎng)基表面經(jīng)細胞分裂后形成的肉眼可見的細胞群落叫菌落。各種細菌的菌落形態(tài)、大小、顏色等均不同，是細菌分類的依據(jù)。（二）放線菌放線菌是單細胞的分之絲狀體，直徑與細菌接近，菌絲中有許多核質(zhì)體，能形成分生孢子，細胞為G。有許多種可產(chǎn)生抗生素，并能分解復雜的有機物質(zhì)。放線菌細胞構(gòu)造與細菌類似，按照在固體培養(yǎng)基中存在的位置及行使的功能不同，可把放線菌菌絲分成營養(yǎng)菌絲和氣生菌

9、絲，前者又稱為基內(nèi)（質(zhì)）菌絲，生長于培養(yǎng)基內(nèi)，主要是吸收營養(yǎng)，直徑一般為0.20.8m，長度可達600m，后者包括一個不孕的軸絲和產(chǎn)孢絲，產(chǎn)孢絲直接產(chǎn)生分生孢子，又稱為生殖菌絲，直徑一般在11.4m之間，分生孢子產(chǎn)生在最末一級分枝上，形成孢子絲，孢子絲由許許多多分生孢子構(gòu)成，一般為球狀，常排列成直線形，波浪狀及螺旋狀。孢子絲的形狀、長度、排列方式、顏色等特征是放線菌重要的分類依據(jù)。少數(shù)放線菌可形成孢子囊，內(nèi)生許多孢囊孢子。放線菌孢子厚壁，可游動或不動，起繁殖作用和抗不良環(huán)境。放線菌菌落呈圓形，邊緣有輻射狀菌絲，較緊密，也是放線菌重要的分類依據(jù)。（三）蘭細菌過去常將蘭細菌與藻類歸為一類，通過對其

10、細胞形態(tài)結(jié)構(gòu)研究發(fā)現(xiàn)，蘭細菌構(gòu)造，形態(tài)，大小均與菌類相似，屬原核生物。最簡單的為桿狀或球狀單細胞，橫裂繁殖，多數(shù)蘭細菌為不分枝的絲狀體或由多個細胞聯(lián)成一串，有些可形成休眠孢子，蘭細菌無鞭毛，靠滑行運動。有些絲狀體可形成增殖段進行繁殖。蘭細菌由于含葉綠素a，因此能進行與高等植物相同的光合作用，產(chǎn)生氧氣，又由于細胞中其他色素如藻蘭素、藻紅素等，因此細胞呈特殊的蘭色。蘭細菌分布極廣，主要棲生于水中，有些能在高溫溫泉中生活，大多數(shù)能行固氮作用。由于其中許多能形成膠質(zhì)鞘套 ，因此對干燥的忍耐力很強。二真核微生物（一）真菌真菌是微生物的一個大類群，目前發(fā)現(xiàn)的約12萬多種。它們主要包括酵母，霉菌及蕈菇類，后

11、者有些種類可食用。真菌個體為多細胞絲狀體或單細胞，無根莖葉分化，細胞菌絲體有隔膜或無隔膜，直徑約210m，長度不等，無菌絲單細胞蘭球菌或卵圓形，大小為15×530m。真菌與原生動物的主要區(qū)別在于它們有富含幾丁質(zhì)和纖維素的細胞壁，與細菌的區(qū)別在于它們有組織完備的細胞核和由單位膜構(gòu)成的亞細胞壁，構(gòu)造復雜，屬于真核生物?？傊婢毎螒B(tài)與高等植物相似，但不含葉綠體和葉綠素。大多數(shù)真菌菌絲體有營養(yǎng)器官和生殖器官的分化，前者為菌絲狀，又稱莖質(zhì)菌絲，它們又可分化成特殊的組織結(jié)構(gòu)如假根等。從莖質(zhì)菌絲分化形成生殖細胞，稱為生殖菌絲或氣生菌絲。真菌主要靠孢子繁殖，無性繁殖可通過有絲分裂或形成無性孢子

12、完成，無性孢子有節(jié)孢子、厚生孢子、分生孢子、孢囊孢子及芽孢子。有性繁殖靠兩性結(jié)合，經(jīng)減速分裂，產(chǎn)生有性孢子，分別為子囊孢子、接合孢子，卵孢子和擔孢子。真菌通過細胞直接吸收營養(yǎng)物質(zhì)，營寄生或腐生或兼性寄生與腐生進行生長繁殖。絲狀真菌菌落擴散，呈反射狀。酵母菌這一類單細胞真菌菌落與細菌類似。目前有學者把所有真菌歸入三綱一類。（二）藻類藻類是低等植物的一大類別，與真菌不同的是它含葉綠體，其中含葉綠素a和b或c，還含其他色素如類胡蘿卜素、藻蘭素、藻紅素、藻膽素等。與高等植物相比，藻類細胞分化低級，無根、莖、葉。藻類主要水生，其細胞大小接近于高等植物，單細胞藻一般借鞭毛運動，多細胞藻多為絲狀體，無分枝，

13、其孢子也可運動。藻類細胞壁中除纖維素和幾丁質(zhì)外，常含有藻酸，這是其他生物中沒有的成分。藻類能進行與高等植物和蘭細菌相同的光合作用，行植物營養(yǎng)方式，是需氧性生物，光合作用產(chǎn)生O2，呼吸作用消耗O2，它們對無機物的需求以磷和氮居多，因此，常作為水體富營養(yǎng)化和水處理工程凈化程度的指示物。（三）原生動物原生生物是單細胞低等生物，分布極廣，主要為腐生性，有些可與高等生物形成共生或寄生于其中。原生動物個體差異很大，形態(tài)多變，一般100300m，細胞構(gòu)造復雜，由于原生動物無細胞壁，因此其胞膜可是軟而薄或硬而厚，細胞內(nèi)有一個或多個核，為真核，大多原生動物可運動，有的產(chǎn)生偽足，有的產(chǎn)生鞭毛或纖毛。絕大多數(shù)原生動

14、物為異養(yǎng)型，靠吞食，或胞飲形成食物泡的營養(yǎng)方式或腐生性營養(yǎng)方式生活。戲劇是它們很好的食物，因此原生動物常作為污水生物處理出水口水質(zhì)檢驗的指示生物，少數(shù)原生動物有光合色素可進行光合作用，稱為自養(yǎng)型。原生動物的無性生殖是二分分裂生殖，有性生殖只在少數(shù)種類中出現(xiàn)，為配子生殖。幾乎所有原生動物都可形成孢囊（休眠體）。三非細胞生物病毒核噬菌體是主要的非細胞微生物，只由一個核酸芯子和一個蛋白質(zhì)外科構(gòu)成，且只含DNA或RNA一種類型的核酸，體積很少，能通過細菌過濾器，常用nm表示其大小。它們專性寄生，雖然其構(gòu)造簡單，一個 病毒粒子僅為一核依殼，但它們具有一個生物最基本的特征，即能進行自我復制并將其性狀遺傳給

15、下一代。它們在離體條件下不表現(xiàn)生命活動，只有在特定的寄主細胞內(nèi)才能進行繁殖并破壞寄主細胞。病毒有桿狀、線狀、正多面體、球形等，典型的噬菌體為蝌蚪狀，小的僅為10nm，大的可達600nm，病毒對寄主的感染具有一步生長特征。病毒的數(shù)量通常用空斑形成單位（PFU）描述。習題：21.解釋下列名詞： 細胞壁； 細胞質(zhì)膜； 質(zhì)粒； 核糖體； 同形分裂； 異形分裂； 菌落； 氣生菌絲； 基內(nèi)菌絲； 寄生； 腐生； 半保留復制； 核質(zhì)； 原生質(zhì)體； 球形體。22.細菌有哪幾種形態(tài)？各舉一種細菌為代表。23.細菌有哪些一般結(jié)構(gòu)核特殊結(jié)構(gòu)？它們各自的化學組成和生物功能是什么？24.試比較細菌、放線菌、霉菌的主要異

16、同點。25.蘭細菌與藻類有何差異？26.原生動物有何形態(tài)，生理特征？它們在污水處理工程中有何用途？27.試比較G+和G細菌細胞壁的化學組成與結(jié)構(gòu)異同。28.什么是革蘭氏反應(yīng)？革蘭氏染色的原理和主要步驟是什么？29.試述莢膜的特點及產(chǎn)莢膜細菌在污水生物處理中的作用。210.試述藻類的特點及其在環(huán)境工程中的應(yīng)用。211.病毒的主要形態(tài)生理特征是什么？它們?nèi)绾芜M行繁殖？212.霉菌菌絲分哪幾種？酵母菌有何區(qū)別？213.真菌的有性和無性孢子是哪些？真菌三綱一類分類的依據(jù)是什么？214.為什么革蘭氏陽性細菌比陰性繼續(xù)對青霉素敏感？215.芽孢有何特點？216.哪些化學成分是原核生物細胞特有的？第三章 微

17、生物的生理代謝內(nèi)容提要：微生物與其他生物一樣，為了生活需不斷從外界吸收作為能量和建造細胞質(zhì)的材料，即營養(yǎng)物質(zhì)。營養(yǎng)的物質(zhì)的吸收、利用、轉(zhuǎn)化都是在生物催化劑即酶的參與下完成的。本質(zhì)上來說，利用和轉(zhuǎn)化是代謝作用的一部分，在微生物的代謝活動中，酶是主要的推動者。微生物的代謝作用以物質(zhì)和能量為基礎(chǔ)和前提，要了解代謝則首先必須弄清哪些物質(zhì)可作為營養(yǎng)物質(zhì)，而這又要以構(gòu)成微生物的化學成分為基礎(chǔ)。構(gòu)成微生物的各種化學元素分為有機元素，即C、H、O、N四大元素和礦質(zhì)元素，又叫無機元素，分成主要元素如P、S、K、Ca、Mg、Fe等和微量元素如Mn、Mo、Zn、Cu、Co、B等。有機元素占整個細胞干重的9097，其

18、中C約占50±5；無機元素為310，其中P約為整個的50。但具體含量隨微生物種類不同存在差異。構(gòu)成微生物細胞的化學元素主要以化合物的形成存在，離子狀態(tài)極少，化合物中又以有機大分子為主，分成蛋白質(zhì)、核酸、碳水化合物和脂類，除此之外，還有一些其他有機物如維生素、抗生素、毒素、色素等，但含量極少。這些化學物質(zhì)均參與細胞構(gòu)成或作為代謝的功能物質(zhì)。根據(jù)各種營養(yǎng)物質(zhì)發(fā)揮的功能不同可分成碳素營養(yǎng)、氮素營養(yǎng)、無機營養(yǎng)和生長素類。完全利用有機物的微生物屬于異養(yǎng)型微生物，完全利用無機物的微生物屬于自養(yǎng)型又稱絕對化能無機營養(yǎng)型微生物。微生物靠其細胞表面直接吸收營養(yǎng)物質(zhì)，有被動擴散、協(xié)助擴散、主動運輸、基團

19、轉(zhuǎn)移四種方式。種類繁多的微生物對營養(yǎng)物質(zhì)的要求，吸收和利用是各不相同的，但根據(jù)它們對能源和碳源的要求不同，可將其分成光能自養(yǎng)型微生物，光能異養(yǎng)型微生物，化能自養(yǎng)型微生物和化能異養(yǎng)型微生物四大類。在研究微生物生命活動及其應(yīng)用時，根據(jù)它們不同的營養(yǎng)特點分別給予不同的營養(yǎng)物質(zhì)，這種人工配制的適合于不同微生物生長和研究目的的營養(yǎng)物質(zhì)稱為培養(yǎng)基。酶是一切生命活動中生物化學反應(yīng)的催化劑，在微生物中也不例外。酶是蛋白質(zhì)，它具有雙重性，就其化學組成，結(jié)構(gòu)，性質(zhì)來看，它具有一切蛋白質(zhì)的特征；就其生物功能而言，它的催化反應(yīng)具有可逆性，專一性和高效性。具體來說，酶的催化作用是靠活性中心完成的，它包括結(jié)合位和催化位（

20、又稱活性位）兩個位點。酶的催化作用用反應(yīng)速度表示，影響反應(yīng)速度的因素主要有酶濃度、基質(zhì)濃度、溫度、Ph值、酶的激活劑和抑制劑等因素。迄今為止，所有的酶都歸入六大類。一切生命活動均通過代謝作用表現(xiàn)出來，歸結(jié)為同化與異化，能量代謝與物質(zhì)代謝兩大方面。異化作用分解物質(zhì)，產(chǎn)生能量，而同化作用則消耗能量，合成新物質(zhì)。在物質(zhì)能量，能量能量代謝中，ATP是一類極為重要的能量載體，生物能的產(chǎn)生通常以ATP形成的多少表示。其途徑有兩種：一種是物質(zhì)的生物氧化產(chǎn)生，叫氧化磷酸化；一種是通過光合作用產(chǎn)生，稱光合磷酸化。而ATP的利用則標志著同化作用的進行，在物質(zhì)代謝中，物質(zhì)的生物氧化過去叫做呼吸作用，它實質(zhì)上也是一種

21、產(chǎn)生的主要方式。微生物按其在對化學物質(zhì)的生物氧化過程中電子和氫的受體不同有三種呼吸作用，即有氧呼吸、無氧呼吸和發(fā)酵作用，前者為好氧及兼性厭氧微生物具有，后兩者由厭氧及兼性厭氧微生物完成。習題：31.解釋下列名詞 營養(yǎng)物質(zhì)； 有機元素； 礦質(zhì)元素； 微量元素； 碳源； 氮源； 生長素； 自養(yǎng)； 異養(yǎng)； 輔酶； 輔基； 載體； 代謝作用； 酶； 32.微生物細胞主要由哪些元素組成？含量如何？33.微生物需要哪些類型的營養(yǎng)物質(zhì)？34.根據(jù)微生物對碳源和能源要求不同可把它們分成哪幾種營養(yǎng)類型？各類型有何主要特點？35.試述自養(yǎng)與異養(yǎng)微生物的主要區(qū)別。36.微生物是如何吸收營養(yǎng)物質(zhì)的？37.酶有何特性？

22、38.什么叫酶的活動中心？39.影響酶促反應(yīng)的因素有哪些？如何影響？310.什么是米氏常數(shù)及米氏方程？米氏常數(shù)有何意義？311.按催化反應(yīng)類型，酶可分哪幾類？312.什么叫能量代謝？ATP與能量代謝有何聯(lián)系？生物能產(chǎn)生的途徑分幾種？313.何謂呼吸作用？它的本質(zhì)是什么？微生物的呼吸作用可分成幾類？各類有何特點？314.根據(jù)不同的呼吸類型，可把微生物分成哪幾類？315.什么叫磷酸化？試舉例說明ATP與磷酸化的偶聯(lián)作用。第四章 微生物的生長繁殖和遺傳變異內(nèi)容提要：微生物在適宜的環(huán)境條件下，吸收營養(yǎng)物質(zhì)，不斷進行代謝活動，如果同化大于異化，則表現(xiàn)為細胞個體增大，數(shù)量增多，即生物量不斷增加即為生長。對

23、于單細胞微生物來說，細胞個體的增大程度是有限的，而數(shù)目增多則可是無限的，因而個體數(shù)目增多與生物量增加呈正相關(guān)。個體數(shù)目的增多又是繁殖，但對多細胞生物來說，細胞數(shù)增多同時伴隨生物量增加，但個體數(shù)目不增加則是生長，如果細胞數(shù)目增多且個體數(shù)增加才是繁殖。把細菌在良好的條件下進行純種培養(yǎng)，定期測定細胞數(shù)量，可獲得生長曲線圖，細菌生長曲線可分為四個階段（時期），分別為緩慢期（或停滯期），對數(shù)期，穩(wěn)定期和衰亡期，各時期細胞和曲線均表現(xiàn)出不同的特征，不同類型的細菌在不同條件下可獲得不同的生長曲線。研究細菌生長曲線是為了更好地利用它們?yōu)槿祟惙?wù)。微生物從生長到繁殖的過程稱為發(fā)育。對于單細胞微生物，通常測定它們

24、的數(shù)目來反映其生長情況，數(shù)目的測定有兩類方法：一類是測總數(shù)，常見的有染色觀察法、計數(shù)器計數(shù)法、過濾膜濃度計數(shù)法、比濁法等；另一類是測活細胞數(shù)量，常見的有稀釋平板計數(shù)法、最或然計數(shù)法、過濾膜培養(yǎng)法等。此外，多細胞微生物及某些單細胞微生物還可通過生物量表示其生長，應(yīng)用較廣的有直接干重法，間接生理指標法等。生物性狀的保守性與適應(yīng)性遺傳和變異的直觀體現(xiàn)，而微生物的遺傳變異有其明顯的特點：個體小，易發(fā)生變異，變異易識別；生長繁殖快，生活周期短，突變性狀有利于穩(wěn)定的遺傳，產(chǎn)生大量后代；以無性繁殖為主，因而遺傳性狀及變異特征有明顯的連續(xù)性。遺傳性狀是由基因所控制的，而基因則由密碼子構(gòu)成，因此，性狀的表達要經(jīng)

25、過轉(zhuǎn)錄翻譯與修飾過程才能完成。習題：41.解釋下列名詞 生長； 繁殖； 生物量； 發(fā)育； 遺傳； 變異； 遺傳密碼； 基因； 遺傳工程。42.單細胞與多細胞微生物的生長與繁殖有何區(qū)別？43.試述細菌生長曲線及各階段的特征。44.最常見的測定微生物生長的方法有哪幾種？45.微生物的遺傳變異有何特點？46.遺傳與變異的物質(zhì)基礎(chǔ)是什么？遺傳信息如何傳遞?47.某桿菌在營養(yǎng)肉湯中培養(yǎng)時，完成一次分裂需10分鐘，在一次測定生長曲線的實驗中，第一次測得細胞數(shù)為102個/ml，第二次測得細胞數(shù)為109個/ml。問：a，兩次測數(shù)的時間間隔為多長？ b此間隔時期細胞共分裂多少次？第五章 生態(tài)因子及其對微生物的影

26、響內(nèi)容提要：微生物同其他生物一樣，離不開環(huán)境而單獨進行生長、繁殖乃至一切生命活動。它們在自然界中均必然地受到環(huán)境生態(tài)因子的影響。生態(tài)系統(tǒng)是一定空間范圍內(nèi)生物與非生物通過能量流動，物質(zhì)循環(huán)的過程，共同結(jié)成的一個生態(tài)學單位，一個整體系統(tǒng)。生物及為生物群落，非生物部分則為環(huán)境條件，由各種生態(tài)因子（環(huán)境因子）共同構(gòu)成，二者之間的相對穩(wěn)定狀態(tài)稱為生態(tài)平衡。生態(tài)系統(tǒng)中的各種生物靠電、熱、機械、光等能量形成相互聯(lián)結(jié)，即能量流。微生物在生態(tài)系統(tǒng)中即生物循環(huán)中既是生產(chǎn)者，又是消費者，同時也是分解轉(zhuǎn)化者，在自然界物質(zhì)與能量循環(huán)中起著不可缺少的作用。影響微生物活動的生態(tài)因子主要分三類，它們是物理因子，化學因子及生物

27、因子。在物理化學因子中，起主導作用的有營養(yǎng)物質(zhì)、溫度、空氣、水分、pH值、Eh值、光照、射線、殺菌劑及抑菌劑。營養(yǎng)因子的影響最為普遍。溫度因子的影響最為復雜，根據(jù)微生物在不同溫度條件下的生長特性，可將其分為低溫、中溫和高溫型三種溫度類型。各類型生長的溫度有三個區(qū)域，即最低生長溫度，最適生長溫度和最高生長溫度。低溫多用來保藏微生物，長期保存用超低溫，短期則用普通低溫（4），高溫一方面可促進微生物生長，另一方面可殺死微生物。實驗研究中，常根據(jù)不同對象選擇滅菌或消毒的溫度。在空氣因子中，以氧氣的影響為重。根據(jù)它們對氧氣的需求狀況可分成好氧微生物，厭氧微生物和兼性厭氧微生物三類。而氧氣因子常與Eh因子

28、密切相關(guān)，好氧性微生物在Eh>0.1V時生長，在0.30.4V時生長最好，厭氧性微生物只能在Eh<0.1V或負值時生長，兼性厭氧微生物在Eh>0.1V時進行有氧呼吸，在Eh<0.1V時進行無氧呼吸或發(fā)酵作用。光線因子中以紫外線對微生物的影響最明顯，研究生產(chǎn)中應(yīng)用的最廣。自然界中微生物生態(tài)的生物因子主要表現(xiàn)為微生物間的各種相互作用，可概括為：互生現(xiàn)象、共生現(xiàn)象、拮抗現(xiàn)象、獵食現(xiàn)象、寄生現(xiàn)象、接力現(xiàn)象和競爭現(xiàn)象。習題：51.解釋下列名詞： 生物圈； 生態(tài)系統(tǒng)； 生態(tài)平衡； 食物鏈； 滅菌； 消毒； 最低生長溫度； 最適生長溫度； 最高生長溫度； 好氣性微生物；厭氧性微生物；

29、 兼性厭氧性微生物； 光敏作用。52.按微生物的嗜溫特性可將它們分成哪幾類？各類的生長溫度范圍如何？53.溫度對微生物有何影響？試述高溫滅菌的原理。54.常見與常用的滅菌方法有哪些？55.pH值對微生物有何影響？56.何謂Eh值？它與環(huán)境 pH有何聯(lián)系？微生物對Eh要求如何？57.紫外線有何特點？其殺菌原理是什么？58.自然界中微生物間有何關(guān)系？試舉例說明。59.在自然界物質(zhì)循環(huán)中微生物起什么作用？510.在常規(guī)保藏微生物時為什么要選用4條件？511.微生物在水體中的分布有何規(guī)律？512.什么是水體富營養(yǎng)化？其危害成因是什么？如何監(jiān)測與防治？第六章 微生物在自然界物質(zhì)降解和轉(zhuǎn)化中的作用內(nèi)容提要

30、：自然界中的物質(zhì)總是在不斷地變化著的，這種變化包括形態(tài)的變化和能量的變化，它們是由生物推動完成的，稱為生物循環(huán)。概括為兩反面的內(nèi)容：1.化學元素的有機質(zhì)化或稱為生物合成；2.有機質(zhì)的無機質(zhì)化或礦質(zhì)化。在生物循環(huán)中，植物自養(yǎng)型微生物是生產(chǎn)者，動物，微生物是消費者，異養(yǎng)型微生物是分解轉(zhuǎn)化者。自然界中任何物質(zhì)都有被微生物降解轉(zhuǎn)化的可能性和潛力。但是物質(zhì)的可生物降解性潛力是不同的，其大小通常用可生物氧化率描述。氧化率是物質(zhì)在微生物作用下實際耗氧量占完全氧化的理論耗氧量的百分率，可用BOD/COD或BOD/TOD表示?；|(zhì)的可生物降解性與微生物對某種物質(zhì)氧化分解的程度常用，基質(zhì)生化呼吸曲線（或稱基質(zhì)耗氧

31、曲線）概括，它是以微生物的內(nèi)源呼吸曲線為參照的。然而在實際環(huán)境中，微生物對各類物質(zhì)的降解、轉(zhuǎn)化、分解是有順序的，一般是簡單物質(zhì)先分解，復雜物質(zhì)再被轉(zhuǎn)化和降解直至分解（最終降解），復雜物質(zhì)降解轉(zhuǎn)化后多形成土壤肥力的主要部分，稱為腐殖質(zhì)。各種物質(zhì)在微生物作用下降解的途徑，特點、方式都不相同。在不含氮的有機物中，簡單的有機酸、醛、酮、醇、單糖等可被微生物細胞直接吸收利用，而復雜物質(zhì)如淀粉、纖維素、半纖維素、果膠、脂肪、碳氫化合物等均需細胞產(chǎn)生胞外酶作用后才能降解與轉(zhuǎn)化。水解淀粉的酶有四類，它們是淀粉酶、淀粉酶、1，6糖苷酶和糖苷酶。淀粉經(jīng)它們的共同作用形成葡萄糖，可被微生物吸收作用。有些微生物可產(chǎn)生

32、C1酶，Cx酶（又叫1，4葡聚糖酶）和葡萄糖苷酶，使纖維素水解成葡萄糖，葡萄糖經(jīng)異構(gòu)酶變構(gòu)成葡萄糖，供微生物或其他生物利用。由于半纖維素、果膠等結(jié)構(gòu)復雜，需經(jīng)多類型的內(nèi)切、外切酶及糖苷酶的作用才能形成單體產(chǎn)物。芳香類物質(zhì)如木質(zhì)類等則要經(jīng)一系列氧化作用，最后經(jīng)一個共同的中間產(chǎn)物雙酚化合物徹底破壞氧化。脂類及鏈狀碳氫化合物則要經(jīng)生物氧化途徑才能徹底分解。含氮化合物主要包括蛋白質(zhì)、核酸及其單體，它們在微生物的作用下第一步是經(jīng)胞外酶水解，然后經(jīng)氨化作用產(chǎn)生NH3，進而在有氧條件下經(jīng)硝化作用形成NO3-，NO3-在無氧條件下常常經(jīng)反硝化途徑造成N素損失，因此又稱為脫氮作用。在所有礦物質(zhì)循環(huán)中，以硫來循環(huán)

33、最為復雜，可歸結(jié)為四個方面：1.有機硫化物轉(zhuǎn)化為小分子再釋放出SO42-。2.中間硫化物如H2S、S2O32-、S2O42-、S等在有氧條件下氧化為SO42-。3.植物與微生物吸收SO42-轉(zhuǎn)化成有機硫。4.SO42-還原成無機硫化物如S2-等。前二者稱為硫化作用，第三方面稱有機質(zhì)化作用，第四方面則為反硫化作用。習題：61.解釋下列名詞： 生物循環(huán)； 可生物降解性； （生物）氧化率； 腐殖質(zhì)； 氮化作用；硝化作用； 反硝化作用； 硫化作用； 反硫化作用； 內(nèi)源呼吸；基本呼吸。62.為什么說微生物對自然界中的物質(zhì)的降解具有巨大潛力？63.試述基質(zhì)生化呼吸曲線及其意義。64.試述淀粉與纖維素降解與轉(zhuǎn)化的全部生化過程。65.芳香類化合物生物降解的共同中間產(chǎn)物和共同途徑是什么？66.脂肪及碳氫化合物分解的共同途徑是什么？如何完成？67.在有氧條件下蛋白質(zhì)如何分解？最終產(chǎn)生物有哪些？68.試述硫元素循環(huán)的主要步驟，反硫化作用有何危害？第七章 微生物在環(huán)境污染治理中的應(yīng)用內(nèi)容提要：在當今環(huán)境日益被破壞，生態(tài)平衡被打破的時刻，人類越來越明顯地意識到環(huán)境保護和對已污染環(huán)境進行治理的重要性。在環(huán)境治理工程中，應(yīng)用生物學方法（即微生物生化治理）最廣泛，最有效的是水治理和固體廢物治理工程。天然水