環(huán)境工程微生物考研復(fù)習(xí)指南

第一章1、 微生物的特點體積小，面積大；吸收多，轉(zhuǎn)化快；生長旺，繁殖快；適應(yīng)強(qiáng)，易變異；分布廣，種類多。大的比表面積有利于跟周圍環(huán)境進(jìn)行物質(zhì)能量信息交換；大的比表面積帶來巨大的營養(yǎng)物質(zhì)吸收面，代謝廢物排泄面，環(huán)境信息的接受面；由于微生物吸收多轉(zhuǎn)化快，故有極高的生長和繁殖速度。2、 環(huán)境微生物學(xué)的定義、研究對象、目的定義：研究保護(hù)環(huán)境的微生物學(xué)。研究對象：微生物在自然環(huán)境中存在的基本狀況與活動規(guī)律；微生物對化學(xué)污染的防治及其他有利影響；微生物對環(huán)境的有害影響及其防治；環(huán)境監(jiān)測中的微生物學(xué)技術(shù)與方法。目的：利用有用微生物，控制有害微生物，造福人類。第二章一、 微生物的定義、生物三域微生物：肉眼看不見的、必須在電子顯微鏡或光學(xué)顯微鏡下才能看見的微小生物的統(tǒng)稱。生物三域：古細(xì)菌、真細(xì)菌、真核生物二、 細(xì)菌的形態(tài)大小球菌直徑0.5—1.0微米、桿狀菌直徑0.5—1.0微米、螺旋菌寬度0.25—0.7微米。三、 細(xì)菌的細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能（一）、細(xì)胞壁1、 定義：包圍在細(xì)菌體表最外層的、具有堅韌而略帶彈性的薄膜，約占細(xì)胞十重的10%—25%。2、 主要功能使細(xì)胞具有固定外形和保護(hù)細(xì)胞；細(xì)胞壁化學(xué)組成的細(xì)微差異可使不同細(xì)菌具有不同的抗原性、致病性和對噬菌體等感染的敏感性；細(xì)菌細(xì)胞壁具有一定孔徑的微孔，可以允許水、空氣和其他小分子化學(xué)物質(zhì)的進(jìn)入，但可對大分子物質(zhì)起阻攔作用；細(xì)胞壁是具鞭毛細(xì)菌鞭毛運動的力學(xué)支點，沒有細(xì)胞壁的鞭毛無法涌動。3、 革蘭氏染色法方法：在無菌條件下，用接種環(huán)跳去少量細(xì)菌于干凈的載玻片上涂布均勻、固定；用草酸銨結(jié)品紫染色1min，水洗去掉浮色；用碘一碘化鉀溶液媒染1min，傾去多余溶液;用中性脫色劑如乙醇或丙酮酸脫色，革蘭氏陽性菌不被退色而呈紫色，革蘭氏陰性菌被褪色而呈無色；用番紅染液復(fù)染1min，革蘭氏陽性菌仍呈紫色，革蘭氏陰性菌則呈現(xiàn)紅色。初染——媒染——脫色——復(fù)染機(jī)制：與細(xì)菌等電點有關(guān)；有細(xì)胞壁有關(guān)；革蘭氏陽性菌汗特殊的RNA—Mg2+鹽與革蘭氏染色有關(guān)。4、 革蘭氏陽性菌和陰性菌的區(qū)別革蘭氏陽性菌的細(xì)胞壁厚，其厚度為20—80nm，結(jié)構(gòu)簡單，含大量肽聚糖，獨含磷壁酸，不含脂多糖，對青霉素和溶菌酶敏感；革蘭氏陰性菌的細(xì)胞壁較薄，厚度為10nm，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，分外壁層和內(nèi)壁層，外壁層又分三層：最外層是脂多糖，中間是磷脂層，內(nèi)層為脂蛋白，內(nèi)壁含肽聚糖，不含脂多糖；革蘭氏陰性菌含少量的肽聚糖，獨含脂多糖，不含磷壁酸，對青霉素和溶菌酶不敏感。5、原生質(zhì)體、原生質(zhì)球、細(xì)菌L型、周質(zhì)空間原生質(zhì)體：在革蘭氏陽性菌細(xì)菌培養(yǎng)物中加入溶菌酶或青霉素阻止其細(xì)胞壁的正常合成而獲得的完全缺壁細(xì)胞。原生質(zhì)球：細(xì)胞壁未完全去掉的細(xì)菌細(xì)胞，呈圓球狀，可人為的通過溶菌酶或青霉素處理革蘭氏陰性菌而獲得。細(xì)菌L型：細(xì)菌在某些環(huán)境條件下因基因突變而產(chǎn)生的無壁類型。周質(zhì)空間：又稱壁膜空間，指位于細(xì)胞壁和細(xì)胞質(zhì)膜之間的狹小空間。（二） 、細(xì)胞質(zhì)膜1、 定義：又稱細(xì)胞膜，是圍繞在細(xì)胞質(zhì)外面的一層柔軟而富有彈性的薄膜，厚約8nm，占細(xì)胞十重的10%。2、 結(jié)構(gòu)：磷脂雙分子層和蛋白質(zhì)構(gòu)成；蛋白質(zhì)鑲嵌、貫穿于磷脂雙分子層中；具有一定的流動性。3、 生理功能：控制細(xì)胞內(nèi)外的物質(zhì)運送和交換；維持細(xì)胞內(nèi)正常滲透壓的屏障作用；合成細(xì)胞壁各種組分和莢膜等大分子場所；進(jìn)行氧化磷酸化或光合磷酸化的產(chǎn)能場所；傳遞信息。4、 內(nèi)膜系統(tǒng)中間體：由細(xì)胞膜局部內(nèi)陷折疊而成，它與細(xì)胞壁的合成、核質(zhì)分裂、細(xì)胞呼吸和芽孢形成有關(guān)。又稱擬線粒體。類囊體：是藍(lán)細(xì)菌細(xì)胞中存在的由單位膜組成的囊狀體，其上含有葉綠素、藻膽色素等光合色素和有關(guān)酶類，是光合作用的場所。載色體：是一些不放氧的光合細(xì)菌細(xì)胞質(zhì)膜多次凹陷折疊而形成的片層狀、微管狀或囊狀結(jié)構(gòu)。載色體含有菌綠素和類胡蘿卜素等光合色素及進(jìn)行磷酸化所需的酶類和電子傳遞體，是進(jìn)行光合作用的部位。羧酶體：也成多角體，是自養(yǎng)細(xì)菌所特有的內(nèi)膜結(jié)構(gòu)，是自養(yǎng)細(xì)菌固定二氧化碳的部位。（三） 細(xì)胞質(zhì)1、 定義：細(xì)胞膜內(nèi)除擬核外的所有無色透明、呈黏膠狀物質(zhì)。主要成分為水、蛋白質(zhì)、核酸、脂質(zhì)，也有少量的糖和鹽類。2、 所含結(jié)構(gòu)：核糖體（多肽和蛋白質(zhì)的合成場所）、內(nèi)含物（異染顆粒、肝糖粒、硫滴）、氣泡（使細(xì)胞保持浮力，以利于獲得氧氣、光和營養(yǎng)）。（四） 擬核1、 特點：位于細(xì)胞質(zhì)內(nèi)，無核膜、無核仁，僅為一核區(qū)。細(xì)菌細(xì)胞原核只有一個染色體，主要含有DNA，核中尚有少量的RNA和蛋白質(zhì)，但無真核生物細(xì)胞核中的組蛋白。2、 質(zhì)粒：細(xì)菌中還存在一種獨立于染色體外能自我復(fù)制并穩(wěn)定遺傳的小環(huán)狀DNA分子。（五） 特殊的胞器1、 莢膜：一些細(xì)菌在其細(xì)胞表面分泌的一層粘性多糖類物質(zhì)，把細(xì)胞壁完全包圍封住。作用：作為儲存的碳源和能源使用；保護(hù)細(xì)胞免受干燥的影響；增強(qiáng)致病性，免受宿主吞噬細(xì)胞的吞噬；在廢水處理中有生物吸附作用，將廢水中的有機(jī)物、無機(jī)物及膠體吸附在細(xì)菌體的表面上；在污水生物處理中活性污泥的形成和沉降性能等方面有重要作用。2、 菌膠團(tuán)：有些細(xì)菌由于其遺傳特性決定，細(xì)菌之間按一定的排列方式互相粘集在一起，被一個公共的莢膜包圍形成一定形狀的細(xì)菌集團(tuán)。3、 鞭毛：由細(xì)胞質(zhì)膜上的鞭毛基粒長出穿過細(xì)胞壁伸向體外的一條纖細(xì)的波浪狀的絲狀物，是細(xì)胞的運動胞器。4、 芽孢：某些細(xì)菌在它的生活史中的某個階段或某些細(xì)菌在它遇到外界不良環(huán)境時，在其細(xì)胞內(nèi)形成的內(nèi)生孢子。含有芽孢的菌體細(xì)胞稱為孢子囊。芽孢是抵抗外界不良環(huán)境的休眠體。特點：含水低，壁厚，通透性低，耐熱。5、 伴胞品體：在形成芽孢的同時，細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生的一顆菱形或雙錐形的堿性蛋白質(zhì)，它主要對鱗翅目昆蟲有毒性，而對人畜毒性很低，故國內(nèi)外均以工業(yè)化方式制成生物農(nóng)藥。6、 胞囊：某些細(xì)菌形成的其他休眠構(gòu)造。四、 細(xì)菌的繁殖1、 裂殖：細(xì)菌一般進(jìn)行無性繁殖，表現(xiàn)為細(xì)胞的橫分裂，稱為裂殖。2、 同形裂殖：絕大多數(shù)類群在分裂時產(chǎn)生大小相等和形態(tài)相似的兩個子細(xì)胞。3、 菌落：一個或幾個細(xì)菌繁殖起來的、由無數(shù)細(xì)菌組成具有一定形態(tài)特征的細(xì)菌集團(tuán)。4、 純培養(yǎng)：如果一個菌落是由一個細(xì)菌菌體生長繁殖而成，則成為純培養(yǎng)。五、 環(huán)境中常見的細(xì)菌（三大類能舉2-3例）球類菌：微球菌屬、葡萄球菌屬（金黃色葡萄球菌）、鏈菌屬、明串球菌屬桿菌類：假單胞菌屬、動膠菌屬、埃希氏菌屬、產(chǎn)堿桿菌屬、不動桿菌屬、節(jié)桿菌屬、色桿菌屬、氣單胞菌屬、變形桿菌屬、芽孢桿菌屬、克雷伯氏菌屬、固氮菌屬、根瘤菌類。螺旋菌類：螺菌屬、弧菌屬、蛭弧菌屬六、 真菌1、 結(jié)構(gòu)：真核細(xì)胞結(jié)構(gòu)一般包括細(xì)胞壁、細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核以及線粒體、核糖體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、液泡等細(xì)胞器。2、 繁殖方式無性繁殖:菌絲體的斷裂片段可以產(chǎn)生新個體;裂殖（營養(yǎng)細(xì)胞分裂形成子細(xì)胞）；出芽繁殖（母細(xì)胞出芽，每個芽成為一個新個體）；產(chǎn)生無性孢子，每個孢子可萌發(fā)為新個體。有性繁殖過程：質(zhì)配（兩個細(xì)胞的原生質(zhì)進(jìn)行配合），核配（兩個細(xì)胞的核進(jìn)行配合），減數(shù)分裂（核配后，進(jìn)行減數(shù)分裂，使染色體數(shù)目減為單倍）。有性孢子類型：卵孢子、接合孢子、子囊孢子、擔(dān)孢子七、 藻類及原生動物1、 種類：紅褐綠、黃金輪、隱裸甲硅、藍(lán)藻2、 能引起水華的藻類：黃金輪、隱裸甲藍(lán)3、 綠藻：淡水分布，裂殖或無性孢子+有性繁殖4、 硅藻：淡水和海水分布，細(xì)胞壁中含有大量的硅質(zhì)和果膠質(zhì)5、 甲藻：淡水和海水分布，可引起赤潮6、 藻類總特征：真核細(xì)胞結(jié)構(gòu)、單細(xì)胞藻類浮游于水體中（浮游植物、水生生態(tài)系統(tǒng)中的初級生產(chǎn)者、無性和有性生殖7、 水華的危害：漁業(yè)危害；引起水臭；分泌藻毒素；堵塞濾池；影響水體感官性狀八、 病毒1、特點：形體微小，在電鏡下觀察；只含DNA或RNA；無細(xì)胞結(jié)構(gòu)，只有寄生在宿主細(xì)胞中才能表現(xiàn)出生命活性；在離體條件下，能以無生命大分子狀態(tài)存在并形成結(jié)品；對一般抗生素不敏感，對干擾素敏感。2、 病毒粒子：是指一個結(jié)構(gòu)與功能完整，具有感染力的病毒顆粒，一般由核酸和蛋白質(zhì)組成。蛋白質(zhì)包圍于核心周圍，構(gòu)成病毒粒子殼體；核酸和蛋白質(zhì)殼體構(gòu)成核衣殼。3、 包涵體：病毒感染寄主細(xì)胞后，可刺激寄主細(xì)胞形成光學(xué)顯微鏡下可見的形狀、大小、數(shù)量不一的小體。4、 烈性噬菌體：凡是侵入宿主細(xì)胞后進(jìn)行復(fù)制繁殖，導(dǎo)致宿主細(xì)胞裂解的噬菌體為烈性噬菌體。吸附、侵入、復(fù)制、裝配、釋放5、 溫和噬菌體：侵入宿主細(xì)胞后隨宿主細(xì)胞的生長繁殖而傳代下去，一般不引起宿主細(xì)胞裂解的噬菌體。6、 溶源性細(xì)胞：溫和噬菌體在宿主細(xì)胞中將DNA整合到宿主細(xì)胞染色體上，并同步復(fù)制但不合成自己的蛋白質(zhì)殼體，宿主細(xì)胞也不裂解而繼續(xù)生長繁殖。這種整合與宿主細(xì)胞染色體上或個別呈質(zhì)粒狀態(tài)的溫和噬菌體成為原噬菌體。含原噬菌體的宿主細(xì)胞為溶源性細(xì)胞。7、 溶源性細(xì)胞特性：溶源性是遺傳特性；易被誘發(fā)裂解；溶源細(xì)胞具有免疫性;溶源細(xì)胞可以復(fù)愈（非溶源化或復(fù)愈）；其他形狀可發(fā)生改變（溶源性裝換）。九、微生物的分類方法界門綱目科屬種1、 分類方法：經(jīng)典分類法、化學(xué)分類法、數(shù)值分類法、分子遺傳學(xué)分類法2、 菌種保藏要求：廣泛收集各種研究、教學(xué)和生產(chǎn)性菌種；高質(zhì)量保藏（要求保藏的菌種不死亡、活性不衰老、特性不變異、分類不紊亂）；隨時可提供保持有原始特性的菌種用于交換和使用。基本原理：將微生物菌種保藏于不良環(huán)境中使微生物代謝速率極為緩慢或處于休眠狀態(tài)。而一旦恢復(fù)所保存菌種生長的正常環(huán)境和營養(yǎng)條件，即可獲得具有高生理活性和保持原種優(yōu)良性狀的菌種培養(yǎng)物。方法：培養(yǎng)物傳代保藏法；干燥保藏法；低溫保藏法十、試從個體形態(tài)大小、主要繁殖方式及菌落特征等方面比較細(xì)菌、放線菌與真菌的異同。細(xì)菌：不同種類的各不相同，同一種類因培養(yǎng)基成分與表面濕度不同而不同。放線菌：以鏈霉菌為代表的產(chǎn)生大量分枝氣生菌絲的菌種形成菌落菌絲較細(xì)、生長緩慢、菌絲相互纏繞、菌落質(zhì)地緊密、表面呈密實的絨狀或堅實干燥多皺、菌落較小、與培養(yǎng)基結(jié)合較緊密，不易被挑取；另一類結(jié)構(gòu)疏松，易被挑取。霉菌：菌絲粗而長，菌落疏松，呈絨毛狀或蜘蛛網(wǎng)狀，比細(xì)菌大幾倍或十幾倍，生長快能快速繁衍至整個培養(yǎng)基。酵母菌：與細(xì)菌類似，但菌落大而厚，呈油脂或脂肪狀，表面光滑濕潤，呈乳白色或紅色，有的因培養(yǎng)基過久而表面皺縮，往往有酒香味。第三章一、微生物所需營養(yǎng)物質(zhì)與作用1、培養(yǎng)基定義:培養(yǎng)基是根據(jù)微生物生長、繁殖對營養(yǎng)物質(zhì)的需要而人工培制的營養(yǎng)物質(zhì)。分類：成分來源（合成培養(yǎng)基和天然培養(yǎng)基）、物理狀態(tài)（固體培養(yǎng)基、半固體培養(yǎng)基、液體培養(yǎng)基）、用途（基礎(chǔ)培養(yǎng)基、加富培養(yǎng)基、選擇培養(yǎng)基、鑒別培養(yǎng)基）配置原則：根據(jù)微生物的營養(yǎng)需求供給合適的碳源、氮源、無機(jī)鹽或生長因子等;注意各營養(yǎng)物質(zhì)的濃度和配比；控制理化條件；利用價格低廉且容易得到的原料作為培養(yǎng)基的營養(yǎng)成分，在工業(yè)化生產(chǎn)過程中，可以降低成本。3、微生物的營養(yǎng)類型光能自養(yǎng)型光能異養(yǎng)型化能自養(yǎng)型化能異養(yǎng)型能源光光氧化無機(jī)物氧化有機(jī)物碳源二氧化碳有機(jī)碳二氧化碳有機(jī)碳生長因子不需要需要不需要需要光合色素有有無無電子供體無機(jī)物有機(jī)物無機(jī)物有機(jī)物4、微生物營養(yǎng)物質(zhì)的運輸機(jī)制單純擴(kuò)散：是純粹的物理學(xué)過程，營養(yǎng)物質(zhì)有高濃度區(qū)域透過細(xì)胞膜上的含水小孔向低濃度區(qū)域擴(kuò)散，速度取決于細(xì)胞膜內(nèi)外擴(kuò)散物質(zhì)的濃度梯度。促進(jìn)擴(kuò)散：順濃度梯度、不消耗能量的物質(zhì)運輸方式，擴(kuò)散物質(zhì)不發(fā)生化學(xué)變化，但需要借助細(xì)胞膜上的專一性載體蛋白，它與相應(yīng)的營養(yǎng)物質(zhì)在胞外可逆性結(jié)合形成復(fù)合物，通過構(gòu)想變化而改變與底物的親和力并在胞內(nèi)釋放，因此運輸?shù)奈镔|(zhì)具有特異性。主動運輸：營養(yǎng)物質(zhì)逆濃度移動且消耗能量的運輸方式。需要載體蛋白，有特異性?；鶊F(tuán)轉(zhuǎn)位：底物進(jìn)入細(xì)胞時，化學(xué)結(jié)構(gòu)已經(jīng)改變，一般呈磷酸化的形式，而且轉(zhuǎn)運需要一套復(fù)雜的運輸系統(tǒng)。5、影響營養(yǎng)物質(zhì)透過細(xì)胞膜的因素細(xì)胞壁與細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)；營養(yǎng)物質(zhì)本身的性質(zhì)；微生物生活的環(huán)境二、微生物的代謝1、 初級代謝：普遍存在于微生物細(xì)胞中的、與產(chǎn)能代謝或耗能代謝有關(guān)的代謝類型，涉及合成和利用細(xì)胞生長和繁殖所必需的化合物。次級代謝：產(chǎn)生和利用對產(chǎn)生菌作用還不清楚的化合物的代謝類型。2、 酶的性質(zhì)和分類酶的性質(zhì)：酶積極參與生物化學(xué)反應(yīng)，加快反應(yīng)速度，縮短反應(yīng)達(dá)到平衡的時間，不改變反應(yīng)的平衡點；酶的催化作用具有專一性；酶的催化作用條件溫和；酶對環(huán)境條件極為敏感；酶的催化效率極高，比無機(jī)催化劑的催化效率高幾千倍至百億倍。分類：成分多寡（單成分酶和雙成分酶）、結(jié)構(gòu)酶和誘導(dǎo)酶、胞內(nèi)酶和胞外酶、催化反應(yīng)的類型（水解酶、氧化還原酶、轉(zhuǎn)移酶、裂解酶、同分異構(gòu)酶、合成酶）3、 ATP的三種生成方式底物水平磷酸化：底物在氧化過程中脫下的電子或氫不經(jīng)電子傳遞鏈傳遞，而是通過酶促反應(yīng)直接交給底物本身氧化的產(chǎn)物，同時將反應(yīng)過程中釋放的能量交給ADP，合成ATP。主要存在于發(fā)酵作用中。氧化磷酸化：又稱電子傳遞水平磷酸化，底物在氧化過程中生成的NADH和FADH2可以通過位于線粒體內(nèi)膜上的電子傳遞鏈將電子傳遞給氧或其他氧化型物質(zhì)，在這一過程中偶聯(lián)了ATP的合成。存在于有氧呼吸和無氧呼吸作用中。光合磷酸化：光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的過程，當(dāng)一個葉綠素分子吸收光量子時，葉綠素性質(zhì)上被激活，導(dǎo)致其釋放一個電子而被氧化，釋放出的電子在電子傳遞系統(tǒng)中傳遞而逐步釋放能量，這就是光合磷酸化的基本動力。存在于光合作用中。5、呼吸作用定義：微生物在基質(zhì)氧化分解過程中，釋放出電子，生成水或其他還原性產(chǎn)物并釋放出能量的過程。有氧呼吸：以分子氧為最終電子受體，將底物徹底氧化為水和二氧化碳，通過氧化磷酸化或底物水平磷酸化產(chǎn)生ATP。無氧呼吸：不以分子氧受氫及電子，而是以某些無機(jī)氧化物作為氫及電子受體，主要通過氧化磷酸化生成ATP。發(fā)酵作用：是無氧條件下的呼吸作用，但它是以有機(jī)質(zhì)分解過程中的中間產(chǎn)物作為氫及電子受體，主要通過底物水平磷酸化產(chǎn)生ATP。三、微生物生長的測定方法1、 測定方法：細(xì)胞數(shù)目測定（涂片染色法、計數(shù)器測定法、電子自動測定法、稀釋平板培養(yǎng)法、稀釋液體培養(yǎng)法、濾膜培養(yǎng)法、比濁法）、生物量測定（直接觀測法、菌落測定法、總質(zhì)量測定法、總體積測定法、菌體內(nèi)重要組成測定法、生理指標(biāo)法）2、 分批培養(yǎng)：將少量微生物一次接種于一定容積的培養(yǎng)基中生長培養(yǎng)，最后一次收獲。3、 生長曲線四階段遲緩期：分裂遲緩，代謝活躍，不立刻繁殖；細(xì)胞形態(tài)變大或增大；RNA增多，產(chǎn)生誘導(dǎo)酶；對外界環(huán)境敏感；細(xì)胞處于活躍生長中。對數(shù)期：代謝旺盛，生長迅速，代時穩(wěn)定。穩(wěn)定期：生長速率降為零，生長量=死亡量。衰亡期：死亡量大于生長量，負(fù)增長。4、 恒化培養(yǎng)：將某種必需的營養(yǎng)物質(zhì)控制在較低的濃度，作為限制因子，以一定速度補(bǔ)充新鮮培養(yǎng)液、排放老培養(yǎng)液，使微生物的生長速度保持恒定。恒濁培養(yǎng)：采用濁度計自動測量培養(yǎng)液中的細(xì)胞濁度，通過調(diào)節(jié)新鮮培養(yǎng)液的補(bǔ)充速度保持濁度的恒定。第四章一、微生物的遺傳1、 遺傳型：生物體所攜帶的所有遺傳基因的總稱。表型：具有一定遺傳型的個體，在特定的外界環(huán)境中，通過生長和發(fā)育所表現(xiàn)出的種種形態(tài)和生理特征的總和。飾變：相同遺傳型的生物，在不同的外界條件下，會呈現(xiàn)不同的表型。變異：生物體遺傳物質(zhì)結(jié)構(gòu)上發(fā)生的的變化。2、 真核微生物和原核微生物染色體的區(qū)別真核微生物的染色體由DNA和蛋白質(zhì)構(gòu)成，原核微生物的染色體是單純的DNA或RNA；真核微生物的染色體不止一個，呈線性，而原核微生物的染色體往往只有一個，呈環(huán)形；真核微生物的多條染色體形成核仁并為核膜包被，膜上有孔，而原核微生物的染色體外無膜包圍。3、 細(xì)胞器及其DNA的共同特征結(jié)構(gòu)復(fù)雜而多樣；不僅功能不一，而且對于生命活動常是不可缺少的；數(shù)目多少不一；自體復(fù)制；一旦消失以后，后代細(xì)胞中不再出現(xiàn)。4、 質(zhì)粒：微生物染色體外或附加于染色體的攜帶喲某種特異性遺傳信息的DNA片段。質(zhì)粒DNA與染色體DNA的區(qū)別：宿主細(xì)胞染色體DNA相對分子質(zhì)量明顯大于質(zhì)粒DNA；大腸桿菌染色體的DNA較宿主細(xì)胞染色體DNA更為耐堿性；質(zhì)粒所攜帶的信息量遠(yuǎn)小于宿主細(xì)胞染色體所攜帶的信息量，而且二者控制的細(xì)胞生命代謝活動很不相同。質(zhì)粒的特性：可轉(zhuǎn)移性、可整合性、可重組性、可消除性質(zhì)粒與真核生物細(xì)胞器DNA的異同相同點：都可自體復(fù)制；一旦消失以后，后代細(xì)胞中不再出現(xiàn)；只占染色體DNA的一小部分。不同點：質(zhì)粒DNA結(jié)構(gòu)簡單，一般都是較小的環(huán)狀DNA分子，并不和其他物質(zhì)一起構(gòu)成一些復(fù)雜結(jié)構(gòu)；質(zhì)粒DNA的功能比自體復(fù)制的細(xì)胞器更為多樣化，可一般不是必需的，他們的消失并不影響宿主細(xì)胞的生存；許多細(xì)菌質(zhì)粒能通過細(xì)胞器接觸而自動地從一個細(xì)菌轉(zhuǎn)移到另一個細(xì)菌，使兩個細(xì)菌都成為帶有這種質(zhì)粒的細(xì)菌。6、插入序列IS:能在染色體上和質(zhì)粒的許多位點上插入并改換位點，因此也叫跳躍基因。轉(zhuǎn)座子TN：能夠插入染色體和質(zhì)粒的不同位點的一般DNA序列，具有轉(zhuǎn)座功能，即可移動到不同位點上去，本身也可以復(fù)制。骯病毒：即蛋白質(zhì)侵染因子，是一種比病毒更小，僅含具有侵染性的疏水蛋白質(zhì)分子，是一類能夠引起哺乳動物的亞急性海綿樣腦病的病原因子。二、 微生物的變異1、 基因突變：由于DNA上的一個或少數(shù)幾對堿基被另一個或少數(shù)幾個堿基對所取代發(fā)生的改變。自發(fā)突變特性：不對應(yīng)性、自發(fā)性、稀有性、獨立性、誘變性、穩(wěn)定性、可逆性2、 誘發(fā)突變種類及定義堿基置換：一對堿基被另一對堿基置換（轉(zhuǎn)換和顛換）。移碼突變：指誘導(dǎo)劑使DNA分子中的一個或少數(shù)幾個核苷酸增添或缺失，從而使該部分后面的全部遺傳密碼發(fā)生轉(zhuǎn)錄和翻譯錯誤的一類突變。染色體畸變：某些因子引起DNA的大損傷（染色體拷貝數(shù)的變化，染色體結(jié)構(gòu)上的缺失、重復(fù)、插入、易位、倒位）。3、 DNA損傷的修復(fù)：光復(fù)活、切除修復(fù)、重組修復(fù)、SOS修復(fù)4、 原核微生物的基因重組：細(xì)菌結(jié)合、轉(zhuǎn)導(dǎo)、轉(zhuǎn)化真核微生物的基因重組：有性雜交、準(zhǔn)性生殖、酵母菌染色體外的DNA重組三、 人工構(gòu)建新菌株1、 誘變育種：采用物理化學(xué)等誘變劑處理均勻而分散的微生物細(xì)胞群，在促進(jìn)其細(xì)胞突變率顯著提高的基礎(chǔ)上，采用簡便、快速和高效的篩選方法，從中篩選出少數(shù)符合目的的突變株，以供科學(xué)實驗或生產(chǎn)實踐使用。原菌株，純化，原種特性檢查，搖瓶培養(yǎng)，制備細(xì)胞懸浮液，誘變劑處理，稀釋涂平板，中間培養(yǎng)，突變株分離，初篩，復(fù)篩，突變株性能檢測，生產(chǎn)性能檢測2、 原生質(zhì)體融合：通過人為方法，使遺傳性狀不同的兩個細(xì)胞的原生質(zhì)體發(fā)生融合，并產(chǎn)生重組子的過程。先準(zhǔn)備兩個有選擇性遺傳標(biāo)記的突變株，去細(xì)胞壁，再將形成的原生質(zhì)體離心聚集，加入促融合劑促進(jìn)融合，然后在高滲溶液中稀釋，涂在能再生細(xì)胞壁或進(jìn)行分裂的培養(yǎng)基上，帶形成菌落后，通過影印接種法，將其接種到各選擇培養(yǎng)基上，最后鑒定是否為重組子。

3、基因工程：也成遺傳工程、DNA重組技術(shù)，是基因水平、分子水平上的生物工程，是一種DNA的人工體外重組技術(shù)。目的基因的獲得；選擇適合的載體；目的基因與載體DNA體外重組；將重組載體導(dǎo)入受體細(xì)胞第五章一、 生態(tài)系統(tǒng)、生物圈、微生物生態(tài)系統(tǒng)生物圈：地球上有生命的那一部分，即生物及其生命活動所集中的范圍。生態(tài)系統(tǒng)：由生物群落及其生存環(huán)境組成的一個整體系統(tǒng)。微生物生態(tài)系統(tǒng)：微生物及其生存環(huán)境組成的具有一定結(jié)構(gòu)和功能的開放系統(tǒng)。二、 為什么土壤是微生物的良好生存環(huán)境？從養(yǎng)分（無機(jī)鹽類和有機(jī)物）、水分及滲透壓、空氣（孔隙性）、pH（中性，緩沖性強(qiáng)）、溫度（幅度小）五方面闡述。三、 極端環(huán)境下的微生物嗜熱微生物、嗜冷微生物、嗜酸微生物、嗜堿微生物、嗜壓微生物、嗜鹽微生物四、 微生物之間的相互關(guān)系1、 互生關(guān)系：一種微生物的生活創(chuàng)造或改變了另一種微生物的生活條件2、 共生關(guān)系：兩種微生物共同生活在一起時在形態(tài)上形成了特殊共生體，在生理上產(chǎn)生一定的分工，互相有利，甚至互相依存，當(dāng)一種生物脫離另一種生物時便難以獨立生存。3、 寄生關(guān)系：一種微生物生活在另一種微生物體內(nèi)，以另一種微生物為生活基質(zhì)，在其中進(jìn)行生長繁殖，并對后者帶來或強(qiáng)或弱的危害作用。4、 拮抗關(guān)系：一種微生物在其生命活動過程中，產(chǎn)生某種代謝產(chǎn)物或改變其他條件，從而抑制其他微生物的生長繁殖，甚至殺死其他微生物的現(xiàn)象。第六章一、碳元素的循環(huán)微生物分解有機(jī)物的一般途徑復(fù)雜有機(jī)物■胞生方簡單有機(jī)物好氧微生物件

胞內(nèi)酶厭氧微生物復(fù)雜有機(jī)物■胞生方簡單有機(jī)物好氧微生物件

胞內(nèi)酶厭氧微生物,

胞內(nèi)酶水和二氧化碳二氧化碳、水、硫化氫、甲烷及有機(jī)酸、醇、酮等未完全氧化產(chǎn)物二、氮素的生物循環(huán)1、 綠色植物和微生物的生命活動過程中，吸收硝態(tài)氮和銨態(tài)氮，組成蛋白質(zhì)和核酸等含氮有機(jī)物質(zhì)，使無機(jī)態(tài)氮同化為有機(jī)態(tài)氮。2、 動植物和微生物遺體中的有機(jī)態(tài)氮化物，經(jīng)微生物的分解作用化為氨態(tài)氮。3、 氨態(tài)氮在有氧條件下，經(jīng)硝化細(xì)菌的作用氧化為硝態(tài)氮。4、 硝酸鹽由于反硝化細(xì)菌的作用，還原為分子態(tài)氮，逸散到大氣中。5、 空氣中的分子態(tài)氮，通過固氮微生物的作用，還原為氨，進(jìn)而合成有機(jī)氮。氨化作用：有機(jī)氮化物在微生物的分解作用中釋放出氨的過程。硝化作用：氨經(jīng)過微生物作用氧化為亞硝酸，再進(jìn)一步氧化為硝酸的過程。生物固氮作用：微生物在常溫常壓下直接利用氮氣，將其還原為氨的過程。反硝化作用：硝酸鹽在通氣不良的情況下經(jīng)微生物作用而還原的過程。三、無機(jī)元素循環(huán)與轉(zhuǎn)化的一般途徑無機(jī)物的有機(jī)質(zhì)化；含無機(jī)物元素有機(jī)物的分解；無機(jī)物的氧化與還原；無機(jī)物的溶解與沉淀。第七章一、 微生物對污染物的降解與轉(zhuǎn)化1、 生物降解：復(fù)雜有機(jī)化合物在微生物的作用下轉(zhuǎn)變?yōu)榻Y(jié)構(gòu)較簡單化合物或被完全分解的過程。如果有機(jī)物被徹底分解成二氧化碳和水則稱終極降解。2、 生物轉(zhuǎn)化：通過微生物代謝導(dǎo)致有機(jī)或無機(jī)化合物的分子結(jié)構(gòu)發(fā)生某種改變、生成新化合物的過程。3、 可生物降解性：化合物被生物降解的可能性及難易程度。可分為可生物降解物質(zhì)、難生物降解物質(zhì)、不可生物降解物質(zhì)。4、 可生物降解性的測定基質(zhì)的可生物氧化率：以基質(zhì)完全測定氧化所應(yīng)消耗的理論需氧量為分母，以在微生物作用下分解該基質(zhì)所消耗的氧量為分子，兩者比值即為該基質(zhì)的氧化率?；|(zhì)的生化呼吸曲線：基質(zhì)的耗氧曲線或基質(zhì)呼吸線，表示投加基質(zhì)后微生物耗氧情況。二、 微生物降解污染物的一般途徑1、 礦化作用：有機(jī)污染物在一種或多種微生物的作用下徹底分解為水和二氧化碳和簡單無機(jī)化合物的過程。2、 共代謝作用：一些難降解的有機(jī)化合物不能直接作為碳源或能源物質(zhì)被微生物利用，當(dāng)環(huán)境中存在其他可利用的碳源或能源時，難降解有機(jī)化合物才能被利用，這樣的代謝過程成為共代謝作用。三、 影響微生物降解轉(zhuǎn)化的生態(tài)學(xué)因素物質(zhì)的化學(xué)構(gòu)成、共代謝作用、環(huán)境物理化學(xué)因素、微生物降解或轉(zhuǎn)化污染物后生成的中間體或終產(chǎn)物。第八章一、 污染物濃度指標(biāo)及意義1、全需氧量TOD：水中全部有機(jī)物在被徹底氧化成水、二氧化碳等無機(jī)物過程中所消耗的氧。化學(xué)需氧量COD：用強(qiáng)氧化劑使污染物氧化所消耗的氧量。COD^TOD生化需氧量BOD:微生物在有足夠溶解氧存在的條件下，分解有機(jī)物所消耗的氧量。常用BOD5，表示20°C條件下培養(yǎng)5日時的氧的消耗量?？傆袡C(jī)碳TOC：污水中有機(jī)物的含碳總量，能完全反映污水中有機(jī)物的總含量。總氮TN：污水中所有含氮化合物的總含氮量，表示污水被氮污染的綜合指標(biāo)。總磷TP：污水中所有含磷化合物的總含磷量，表示污水被磷污染的綜合指標(biāo)。二、 有機(jī)污水的生物處理1、 水體自凈：天然水體受到污染后，在沒有人為干預(yù)的條件下，可借助水體自身的能力使之得到凈化。污水生物處理法：天然水體生物自凈原理的人工強(qiáng)化和具體應(yīng)用。通過創(chuàng)造適宜的條件，是微生物高濃度地富集在特定的構(gòu)筑物，充分利用微生物的作用，高速度高效率地分解轉(zhuǎn)化污水中的污染物，從而使污水得到凈化。2、 活性污泥法：利用含有大量好氧性微生物的活性污泥，在強(qiáng)力通氣的條件下使污水凈化的生物學(xué)方法?；钚晕勰嗍且环N絨絮狀小泥粒，由好氧菌為主體的微型生物群以及膠體、懸浮物等組成。其生物相主要有細(xì)菌、原生動物、真菌等。3、活性污泥絮狀體：在活性污泥形成初期，細(xì)菌多以游離態(tài)存在，隨著活性污泥成熟。細(xì)菌增多而聚集成菌膠團(tuán)，進(jìn)而形成活性污泥絮狀體。作用：有機(jī)物的吸附或粘附及其分解；金屬離子的吸附；防止原生動物對細(xì)菌的吞食；增強(qiáng)污泥的沉降性，有利于泥水分離。原生動物的作用：促進(jìn)絮凝；凈化作用；指示作用。三、 常見的活性污泥法1、 序批式活性污泥法SBR（間歇式活性污泥法）進(jìn)水、反應(yīng)、沉淀、排水、靜置2、 吸附一生物降解工藝（AB工藝）AB工藝為兩段活性污泥法，不設(shè)初沉池，主要有A段曝氣池、中間沉淀池、B段曝氣池和二沉池等組成，兩段活性污泥各自回流，A段為生物吸附段，B段為生物降解段。四、 生物膜法1、定義：以生長在固體表面上的生物膜為凈化主體的生物處理法。生物密度大，耐污力強(qiáng)，動力消耗小，無需污泥回流，不發(fā)生污泥膨脹。五、 氮磷污水的生物處理1、 生物脫氮原理：硝酸態(tài)氮在厭氧條件下，可被反硝化微生物利用，逐步還原成為氮氣而逸出進(jìn)入大氣中。如果污水中含氨，可先硝化作用生成硝酸鹽，再反硝化脫氮。缺氧一好氧脫氮工藝（人/0脫氮工藝）2、 生物除磷原理：聚磷菌在厭氧條件下釋放磷，在好氧條件下可以攝取超過生理需要的過量的磷。厭氧一好氧除磷工藝（A/0除磷工藝）、厭氧一缺氧一好氧脫氮除磷工藝（A-A-0工藝）3、 金屬廢水處理原理：利用硫酸鹽還原菌在厭氧條件下把硫酸根還原成硫化氫，與廢水中金屬離子反應(yīng)生成沉淀而被去除。第九章1、 固體廢棄物：在生產(chǎn)、生活和其他活動中產(chǎn)生的污染環(huán)境的固體、半固體廢棄物。城市生活垃圾MSN:簡稱垃圾，城市生活中產(chǎn)生的固體廢棄物。2、 垃圾的危害和特點數(shù)量巨大，處理率低；組成復(fù)雜，四季變化；污染環(huán)境，危害嚴(yán)重（污染大氣、污染水體、生物性污染、侵占大量土地、易燃易爆）。3、 我國垃圾的問題最晚得到重視、最具綜合性的環(huán)境問題、最難得到處置、最貼近的環(huán)境問題。4、 垃圾無害化的一般途徑衛(wèi)生填埋、高溫堆肥、焚燒、綜合處理5、 微生物在垃圾處理中的作用微生物可使垃圾產(chǎn)生高溫并持續(xù)足夠時日，以殺滅有害生物和病原微生物，并提供有機(jī)肥料；促進(jìn)衛(wèi)生