环境工程微生物学复习资料考试必备资料(DOC 11页).doc

1、绪论 1、微生物的含义：微生物是肉眼看不到的，必须在电子显微镜或光学显微镜才能看见的所有微小生物的统称。2、分类地位：五界系统：1969年魏克提出微生物五界分类系统：（1）原核生物界：细菌、放线菌、蓝绿细菌（2）原生生物界：蓝藻以外的藻类及原生动物（3）真菌界（酸性土壤中真菌较多）：酵母菌、霉菌（4）动物界（5）植物界。三域系统：（1）古菌域（Archaea）：“三菌”产甲烷菌、极端嗜盐菌、嗜热嗜酸菌（2）细菌域（Bacteria）：细菌（化）、蓝细菌（光）、放线菌（化）、立克次氏体（寄生）、支原体（人工培养基，最小）、衣原体（寄生）、螺旋体（原核，是细菌与原虫的过度）“三体”支原体、立克次氏

2、体、衣原体（3）真核生物域（Eukarya）：真菌、藻类、动物、水生植物（原生动物、真菌、藻类）3、按细胞结构的有无分为分为：非细胞结构微生物（病毒、类病毒：类病毒是比病毒小的超小微生物）和细胞结构微生物。按细胞核器、有丝分裂的有无分为：原核和真核4、分类单位：域界门纲目科属种（柱）5、微生物的特点：（1）体积小，比表面积大（2）分布广，种类繁多（3）吸收多，转化快（4）生长旺，繁殖快（5）适应性强（6）易变异6、解释EscherichiacoilK12（）中的各词的含义。答：溶原性噬菌体的命名是在敏感菌株的名称后面加一个括弧，在括弧内写上溶原性噬菌体。大肠杆菌溶原性噬菌体的全称为Escher

3、ichiacoilK12（），Escherichia是大肠杆菌的属名，coil是大肠杆菌的种名，K12是大肠杆菌的株名，括弧内的为溶原性噬菌体。解释EscherichiacoilK12（）中的各词的含义。答：溶原性噬菌体的命名是在敏感菌株的名称后面加一个括弧，在括弧内写上溶原性噬菌体。大肠杆菌溶原性噬菌体的全称为EscherichiacoilK12（），Escherichia是大肠杆菌的属名，coil是大肠杆菌的种名，K12是大肠杆菌的株名，括弧内的为溶原性噬菌体。第一章：病毒1、病毒的特点以及分类：（1）大小在0.2 微米以下，故在光学显微镜下看不见，必须在电子显微镜。（小）（2）可合成蛋白

4、质的机构核糖体，也没有合成细胞物质和繁殖所必备的酶系统，不具独立的代谢能力。（简）（3）必须专性寄生在活的敏感宿主细胞内，依靠宿主细胞合成病毒的化学组成和繁殖新个体。（寄）（4）在宿主体外却呈现不具生命特征的大分子物质，但仍保留感染宿主的潜在能力，一旦重新进入活的宿主细胞内又具有生命特征，重新感染新的宿主。2、病毒的分类依据是什么？分为哪几类病毒？答：病毒是根据病毒的宿主、所致疾病、核酸的类型、病毒粒子的大小、病毒的结构、有或无被膜等进行分类的。根据专性宿主分类：有动物病毒、植物病毒、细菌病毒（噬菌体）、放线菌病毒（噬放线菌体）、藻类病毒（噬藻体），真菌病毒（噬真菌体）。按核酸分类：有DNA病

5、毒（除细小病毒组的成员是单链DNA外，其余所有的病毒都是双链DNA）和RNA病毒（除呼肠孤病毒组的成员是双链RNA外，其余所有的病毒都是单链RNA）。3、病毒的化学组成：病毒的化学组成有蛋白质和核酸，个体大的病毒如痘病毒， 除含蛋白质和核酸外，还含类脂类和多糖。 4、病毒的结构：病毒没有细胞结构，却有其自身独特的结构。整个病毒分两部分：蛋白质衣壳和核酸内芯，两者构成核衣壳。（1）蛋白质衣壳：是由一定数量的衣壳粒（由一种或几种多肽链折叠而成的蛋白质亚单位）按一定的排列组合构成的病毒外壳，成为蛋白质衣壳。蛋白质的功能：保护病毒使其免受环境因素的影响。决定病毒感染的特异性，使病毒与敏感细胞表面特定部

6、位有特异亲和力，病毒可牢固的附着在敏感细胞上。病毒蛋白质还有致病性、毒力和抗原性。（2）核酸内心：动物病毒有的含DNA，有的含RNA。植物病毒大多数含RNA，少数含DNA。噬菌体大多数含DNA，少数含RNA。病毒核酸的功能是：决定病毒遗传、变异和对敏感宿主细胞的感染力。（3）被膜（囊膜）：痘病毒、腮腺炎病毒及其他病毒具有被膜，它们除含蛋白质和核酸病毒的三种构型：由于衣壳粒的排列组合不同病毒有三种对称构型：立体对称型，螺旋对称型和复合对称型。5、毒性噬菌体：就是指侵入宿主细胞后，随即引起宿主细胞裂解的噬菌体；是正常表现的噬菌体。温和噬菌体：就是指侵入细胞后，其核酸附着并整合在宿主染色体上，和宿主

7、细胞的核酸同步复制，宿主细胞不裂解而继续生长，这种不引起宿主细胞裂解的噬菌体称作温和噬菌体。溶原细胞就是指含有温和噬菌体核酸的宿主细胞。原噬菌体就是指在溶原细胞内的温和噬菌体核酸，又称为前噬菌体。6、病毒（噬菌体）在固体培养基上有什么样的培养特征。 答：将噬菌体的敏感细菌接种在琼脂固体培养基上生长形成许多个菌落，当接种稀释 适度的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，宿主细菌菌落就 一个个被裂解成一个个空斑，这些空斑就叫噬菌斑。在液体培养基上由浑浊菌液变成透明得裂解溶液。7、（1）吸附：病毒吸附蛋白与细胞受体间的结合力来源于空间结构的互补性，相互间的电荷、氢键、疏水性相互作用

8、及范得华力（2）侵入：侵入又称病毒内化，它是一个病毒吸附后几乎立即发生，依赖于能量的感染步骤。刺突固着于C，尾部酶水解C壁的肽聚糖，使产生小孔，尾鞘收缩，注入核酸。（3）复制与聚集：病毒侵入后，病毒的包膜和/或壳体除去而释放出病毒核酸，病毒利用宿主的生物合成机构和场所，使病毒核酸表达和复制，产生大量的病毒蛋白质和核酸，已合成的各部件进行自行装配成新的噬菌体（4）裂解（释放）：被感染细胞裂解，成熟的子代噬菌体转移到外界8、类病毒是比病毒更加小的致病感染因子（环状単链RNA）朊病毒是一种引起牛羊疾病的感染因子（蛋白样感染颗粒）第二章：原核微生物1、细菌形态：杆菌（最常见，长短不同长短杆菌、某部位是

9、否膨大棒状梭状杆菌、芽孢有无）、球菌（单球菌双球链球菌四联球菌八叠球菌葡萄球菌 ）、螺旋菌、丝状菌。繁殖：细菌裂殖（二分裂，有性）。有性生殖的意义：进化，特有抗性基因可传递。2、细菌细胞的基本结构：细胞壁、细胞质膜、细胞质细胞壁主要成份为：脂多糖、磷脂、脂蛋白、肽聚糖。细胞特殊结构：（1）荚膜：长度超过菌体若干倍，很细。运动器官。化学成分是蛋白质。功能：a具有荚膜的S-型肺炎链球菌毒力强，有助于肺炎链球菌侵染人体；b荚膜保护致病菌免受宿主吞噬细胞的吞噬，保护细菌免受干燥的影响；c当缺乏营养时，有的荚膜还可作氮源；d废水处理中的细胞荚膜有生物吸附作用，将废水中的有机物、无机物及吸附在细菌体表面上

10、。（2）芽孢（主要为杆菌）：某些细菌当环境恶劣时，细胞质浓缩凝集，逐步形成一个圆形、椭圆形或圆柱形的休眠体，称为芽孢。能够阻止各类化学物质包括杀菌剂的进入。特点：a 含水率低：38%40% b 壁厚而致密，分三层：外层为芽孢外壳，为蛋白质性质。中层为皮层，有肽聚糖构成，含大量2，6 吡啶二羧酸。内层为孢子壁，有肽聚糖构成，包围芽孢细胞质和核质。芽孢萌发后孢子壁变为营养细胞的细胞壁。 c 芽孢中的2，6 吡啶二羧酸（DPA）含量高，为芽孢干重的5%15%。 d 含有耐热性酶（3）鞭毛：运动器官，是细菌运动（靠细胞质膜上的ATP 酶水解ATP 提供能量）。不同细菌的鞭毛着生的部位不同。有单根鞭毛（

11、正端生和亚极端生），周生鞭毛。3.、菌落：细菌菌落就是由一个细菌繁殖起来的，有无数细菌组成具有一定形态特征的细菌集团。固体培养基上各种菌类的“村落”，其特征主要由各种微生物特殊的遗传特性决定。菌落的共同特征是小、湿润、粘稠、与基质结合松散、易被剥离、质地均匀、各部位颜色一致（这是鉴定的重要依据）。液体中的菌落：表面形成膜（轻）、使培养液浑浊（中）、产生絮状沉淀（粘重，例如活性污泥） 菌苔：是细菌在斜面培养基接种线上长成的一篇密集的细菌菌落。4、细菌的染色原理：细菌通常带负电荷，所以用带正电的燃料染色 方法：简单染色法和复杂染色法 增加细菌和背景的反差。5、古菌分类：产甲烷菌、嗜热嗜酸菌、极端嗜

12、盐菌古菌的细胞壁无二氨基庚二酸和胞壁酸，大部分是脂蛋白。6、蓝细菌分为色球藻纲和藻殖段纲7、放线菌绝大多数异养结构（菌丝类型）：（1）营养（基内）菌丝：吸收营养，色素可有可无（2）气生菌丝：颜色较深（3）孢子丝孢子丝形状有：直行 波浪 螺旋 交替丛生 丛生或轮生放线菌落特征：呈辐射状，一般圆形，干燥、有皱折、表面粉末状，不易被针挑起，质地硬而致密，小而不广泛延伸，表面呈紧密绒状8、细菌的芽孢是休眠体，放线菌的孢子是繁殖体第二章：真核微生物1、营养类型：（1）全动性营养：吞食其它生物或有机颗粒（2）植物性营养光能自养（绿眼虫等）（3）腐生性营养吸收可溶性营养。2.、生动物分四纲：鞭毛纲、肉足纲、

13、纤毛纲（包括吸管纲）及孢子纲。鞭毛纲、肉足纲和纤毛纲存在水体中，在废水生物处理中起重要作用。3、 胞囊：在正常的环境条件下，所有的原生动物都各自保证、吃自己的形态特征。当环境 条件变坏，如水干枯、水温和pH 过高或过低，溶解氧不足，缺乏食物或排泄物积累过多，废水中的有机物浓度超过它的适应能里等原因，都可使原生动物不能正常生活而形成胞囊。所以胞囊是抵抗不良环境的一种休眠体。4.、原生动物中各纲在水体自净和污水生物处理中如何起指示作用？答：原生动物在正常的环境条件下都各自保持自己的形态特征，但当环境条件变化，超过其适应能力时，都可使原生动物不能正常生活而形成胞囊。所以在水体自净和污水生物处理中，一

14、旦形成胞囊，就可判断污水处理不正常。微型后生动物（原生动物以外多C动物的统称）：轮虫、线虫、寡毛类动物（飘体虫、颤蚓、水丝蚓）、浮游甲壳动物（指示生物）5.、藻类的应用：（1）裸藻是水体富营养化的指示生物，而绿藻在水体自净中起净化和指示生物的作用。（2）绿藻中的小球藻和栅藻富含蛋白质可供人食用和作动物饲料。绿藻是藻类生理生研究的材料及宇宙航行的供氧体，有的可制藻胶。绿藻在水体自净中起净化和指示生物的作用。（3）多数的甲藻对光照强度和水温范围要求严格，在适宜的光照和水温条件下，甲藻在短期内大量繁殖岛城海洋“赤潮”。6、酵母菌（家养微生物）：结构：细胞壁（主要含葡萄糖和甘露聚糖、蛋白质、脂质）菌落

15、形态特征：在固体培养基上的菌落，表面湿润而光滑，有粘性，与细菌菌落大小差不多，颜色为白色或红色。培养时间久后菌落表面转为干燥。特点：以单C存在，多数营出芽，有的裂殖，发酵糖类，C壁含有甘露聚糖，含糖较高，酸度较大环境中生长7、霉菌结构（菌丝体）：霉菌的细胞壁由几丁质少数含有纤维素。整个菌丝体分为两部分：即营养菌丝和气生菌丝。菌落：形态较大，质地一般比放线菌疏松，外观干燥，不透明，呈现或紧或松的蛛网状、绒毛状或棉絮状；菌落与培养基的连接紧密，不易挑取，菌落正反面的颜色和边缘与中心的颜色常不一致等分类及常见属：（1）单细胞霉菌：毛霉属 根霉属（2）多细胞霉菌：青霉属 曲霉属镰刀霉属 木霉属交链孢霉

16、属 白地霉属第四章：微生物的生理1、几种重要辅基、辅酶的功能（1）辅酶A 传递酰基 （2）NAD辅酶I NADP辅酶II 传递电子、质子 （3）FMN（黄素单核苷酸） FAD（黄素腺嘌呤二核苷酸 传递质子 H （4）四氢叶酸 转移 一碳基团 2、酶蛋白结构：一级（多肽链本身），二级（多肽链形成的初级空间结构），三级（多肽链进一步弯曲盘绕更复杂的构型），四级（由几个亚基形成的）3、酶的活性中心概念：是指酶的活性部位，是酶蛋白分子中直接参与和底物结合，并与酶催化作用有直接有关的部位。4、酶的分类：氧化还原、转移、水解、合成、裂解、异构5、酶的催化特性：（1）酶具有一般催化剂的特性（2）酶的催化作用

17、具有一定高度的专一性（3）酶的催化条件温和（4）酶对环境条件的变化很敏感（5）酶的催化效率极高。6、影响酶反应速率的因素酶的浓度、底物的浓度、温度、ph、激活剂、抑制剂7、米氏常数：反应速率为最大反应速率一半的底物浓度。Km=k2+k3/k18、好氧微生物的碳氮磷比：bod5：N：P=100：5：1厌氧微生物的碳氮磷比：bod5：N：P=100：6：19、微生物营养： 70%90%水分，10%30%干物质（1）碳源：提供合成细胞物质及代谢物的原料;并为整个生理活动提供所需要能源（异养微生物）（2）氮源：提供合成细胞中含氮物，如蛋白质、核酸，以及含氮代谢物等的原料 少数细菌可以铵盐、硝酸盐等氮源

18、为能源（3）无机盐：构成微生物细胞的组成成分调解微生物细胞的渗透压， PH值和氧化还原电位。有些无机盐如S、Fe还可做为自养微生物的能源 。构成酶活性基的组成成分，维持E活性。Mg、Ca、K是多种E的激活剂。（4）水：微生物代谢过程中必不可少的溶剂维持各种生物大分子结构的稳定性调节细胞温度，保持环境温度恒定的作用（5）生长因子：调节微生物正常代谢，氨基酸，维生素，碱基10.、根据各种微生物的营养要求，将谁、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。（1）根据实验目的和用途不同：基础培养基、选择培养基、鉴别培养基和加富（富集）培养基。（2）按物质的

19、不同：合成培养基、天然培养基和复合培养基（3）物理性状：液体、固体、半固体11、四种运输方式：物质运输单纯扩散促进扩散（真）主动运输（营）基团转移（厌）运送物质O2、CO2 、乙醇及氨基酸糖、氨基酸、维生素及无机阴离子糖、氨基酸及无机阳离子单（或双）糖与糖的衍生物，以及核苷与脂肪酸运送机理物理扩散借助膜上特异蛋白构象的变化借助膜上特异蛋白构象的变化依靠磷酸转移酶系统特点1）扩散是非特异性的营养物质吸收方式 2）在扩散过程中营养物质的结构不发生变化 3）物质运输的速率较慢 4）不需要载体参与 5）可运送的养料有限1）营养物质本身在分子结构上也不会发生变化 2）不消耗代谢能量，故不能进行逆浓度运输

20、 3）运输的速率由胞内外该物质的浓度差决定 4）需要细胞膜上载体蛋白（透过酶）参与物质运输 5）被运输的物质与载体蛋白有高度的特异性 6）养料浓度过高时, 与载体蛋白出现饱和效应1）需要消耗代谢能2）可以进行逆浓度运输的运输方式3）需要载体蛋白参与4）对被运输的物质有高度的立体专一性5）被运输的物质在转移的过程中不发生任何化学变化1）需要消耗代谢能2）可以进行逆浓度运输的运输方式3）需要载体蛋白参与4）对被运输的物质有高度的立体专一性5）营养物质在运输的过程中发生了化学变化（糖在运输的过程中发生了磷酸化）。依靠磷酸转移酶（2）四种运输营养物质方式的比较：比较项目单纯扩散促进扩散主动运输基团转位

21、特异载体蛋白无有有有运输速度（分子特性决定）慢快快快物质运输方向由浓至稀由浓至稀由稀至浓由稀至浓胞内外浓度相等相等胞内浓度高胞内浓度高运输分子无特异性特异性特异性特异性能量消耗不需要不需要需要需要运输后物质结构不变不变不变改变12、培养基配置原则：目的明确：培养基组分应适合微生物的营养特点 营养协调：营养物的浓度与比例应恰当 条件适宜：物理化学条件适宜经济节约：根据培养目的选择原料及其来源13、（1）乙醇发酵最终电子受体：中间代谢产物。最终产物：低分子有机物、co2、ATP。产ATP方式：底物水平磷酸化（2）有氧呼吸最终电子受体O2 最终产物：co2，h2o，ATP。产ATP方式：底物水平磷酸

22、化，氧化磷酸化。（3）无氧呼吸：以NO3- SO42- CO2为最终电子受体。最终产物：co2，h2o，nh3，n2，ch4，ATP。产ATP方式：底物水平磷酸化，氧化磷酸化。第五章：微生物生长与环境因素1、培养方式：（1）分批培养：将微生物置于一定容积培养基内，经培养，最后一次收获。（2）连续培养：不断补充新鲜营养，并及时不断以同样速度排出培养物，则可延长对数期（原理：培养液的流动量使增殖的新菌数相当于流出的老菌数。）恒浊连续培养，恒化连续培养，补料分批培养，同步培养。2、群体生长曲线：分期延迟期对数期稳定期衰亡期表现不立即繁殖，生长速率近于0，菌数几乎不变，细胞形态变大代谢活性最强，几何级

23、数增加，代时最短，生长速率最大新增殖细胞数与老细胞的死亡数几乎相等，活菌数动态平衡出现“负生长”，有些细胞开始自溶。菌体产生畸形特点分裂迟缓，合成代谢活跃，体积增长快，对外界不良环境敏感细菌数目增加与原生质总量增加，与菌液浊度增加呈正相关性生长速率又趋于0，细胞总数最高死亡率明显增加原因调整代谢，合成新的酶系和中间代谢产物以适应新环境影响因素：菌种，菌龄，营养成分，营养物浓度，培养温度养分减少；有毒代谢物产生营养物消耗，有毒物质积累，环境条件改变，而不利于细菌生长应用消除：增加接种量，采用最适菌龄接种单个细胞完成一次分裂所需时间收获菌体的最佳时期，在稳定期期末3、细菌生长曲线在污水生物处理中应

24、用 常规活性污泥法利用生长速率下降阶段的微生物 高负荷活性污泥法利用生长速率上升阶段和生长速率下降阶段的微生物 为什么常规活性污泥不利用对数生长期的微生物而利用静止期的微生物？因为对数生长期的微生物生长繁殖快，代谢活力强，能大量去除污（废）水中的有机物。尽管微生物对有机物的去除能力很高，则出水的绝对值也相应提高，不易达到排放标准。又因为对数期的微生物生长繁殖旺盛，细胞表面的黏液层和荚膜尚未形成，运动很活跃，不易自行凝聚成菌胶团，沉淀性能差，致使出水水质差。而处于静止期的微生物代谢活力虽比对数生长期的差，但仍有相当的代谢活力，去除有机物的效果仍较好，最大的特点是微生物积累大量贮存物。这些贮存物强

25、化了微生物的生物吸附能力，其自我絮凝、聚合能力强，在二沉池中泥水分离效果好，出水水质好。4、微生物群的生长量的测定方法 a测定微生物总数：b测定活细菌数： c计算生长量 5、微生物对温度最适生长需求分为：嗜冷菌 嗜中温菌 嗜热菌 嗜超热菌 废水生物处理过程中微生物的适宜温度：30摄氏度6、细菌（ph6.5-7.5）放线菌（ph7-8）霉菌、酵母菌（ph3-6）污水生物处理的pH值范围在废水生物处理中，pH一般在6.58.5。7、（1）好氧微生物在有氧条件下才能正常生长繁殖。（2）兼性厌氧微生物具有脱氢酶也具有氧化酶，所以有氧无氧都能生存。（3）厌氧微生物生存环境中绝度不能有氧气。 三者之间关系

26、：互相竞争、互相制约、互惠互利、协调和谐作用。8、微生物在不同渗透压溶液中不同反应（1）在等渗溶液中微生物生长得很好（2）在低渗溶液中水分子大量渗入生物体内，使得细胞发生膨胀，严重者破裂。（3）在高渗溶液中，大量水分子渗到体外，使细胞质壁分离。9、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。消毒是用物理、化学因素杀死致病菌（有芽孢和无芽孢的细菌），或者是杀死所有微生物的营养细胞或一部分芽孢。消毒法有巴

27、斯德消毒法和煮沸消毒法。10、体积分数为70%乙醇杀菌力最强 11、竞争关系：原始合作关系（互生关系）：共生关系： 偏害关系（拮抗关系）：寄生关系： 捕食关系 12、菌种复壮方法：纯种分离 通过寄主进行复壮 联合复壮 保藏的原理和方法：定期移植法 干燥法 隔绝空气法 蒸馏水悬浮法 综合法13、极端pH对微生物的影响 （1）过低影响微生物对营养物的吸收（2）影响培养基中有机物的离子化合作用（3）酶只有在最适ph下活性最大（4）降低了微生物对高温的抵抗能力14、抗生素对微生物的影响：抗生素有广谱和狭谱之分（1）抑制微生物的细胞壁合成青霉素（2）破坏微生物的细胞质膜多黏菌素（3）抑制蛋白质合成（4）

28、干扰核算合成争光霉素15、紫外辐射杀菌的作用机理是干扰DNA的复制与转录。第六章：微生物的遗传与变异1、基因突变：即微生物的DNA被某种因素引起碱基的缺失、置换或插入，改变了基因内部原有的碱基排列顺序，从而引起后代表现性的改变。（1）自发突变和诱发突变（2）DNA的损伤修复：光复活和暗复活、切除修复、重组修复、SOS修复适应性修复（3）诱变机制：物理诱变：诱变因素：紫外辐射、X射线、射线、快中子、射线和激光 紫外诱变机制：引起DNA的变化。化学诱变：引起基因突变或真核生物染色体畸变2、什么叫定向培养和驯化？答：定向培养是人为用某一特定环境条件长期处理某一微生物群体，同时不断将它们进行移种传代，

29、以达到累积和选择合适的自发突变的一种古老的雨中方法。驯化是通过人工措施使微生物逐步适应某一条件，而定向选育微生物的方法。通过驯化可取得具有较高耐受力及活动能力的菌株。驯化常用于废水处理中微生物的选育，以获得对某种污染物具有较高的降解能力的高效菌株。3、定向育种、诱变育种：（1）定向育种：用某一特定环境长期处理某一微生物群体，同时不断地进行移种传代，以达到积累和选择合适的自发突变体的一种古老育种方法（2）诱变育种：利用物理或化学诱变剂处理均匀分散的微生物细胞群，促进其突变率大幅度提高，然后设法采用简便、快速、高效的筛选方法，从中挑选少数符合目的的突变株，以供生产科研之用4、基因重组：（1）杂交：

30、两个性状不同的菌株或变种之间进行细胞结合，遗传物质交换重新组合成新的性状（2）转化：受体菌直接吸收了来自供体菌的DNA片段，通过交换，把它组合到自己的基因组中，从而获得供体菌部分遗传性状的现象（3）转导：通过缺陷噬菌体的媒介，把供体细胞的DNA片段携带到受体细胞中，从而使后者获得前者部分遗传性状的现象5、基因工程（1）定义：在体外将外源DNA进行切割和连接，插入到载体分子中，形成重组DNA分子，再导入到受体细胞中，使外源基因在受体细胞中表达的过程（2）主要步骤：从生物有机体基因组中，分离出带目的基因的DNA片段将片段连接到能自我复制的载体上，形成重组DNA重组DNA转移到适当的受体细胞内筛选获

31、得了重组DNA的受体细胞克隆克隆基因的表达，产生出人类所需物质6、质粒是什么？在遗传工程中有什么作用？举例说明。答：细菌细胞内一种自我复制的环状双链DNA分子，能稳定地独立存在于染色体外，并传递到子代，一般不整合到宿主染色体上。质粒在基因工程中常被用作基因转移的运载工具载体。如质粒育种。7、PCR技术的循环过程及其运用案例（热变性-复性-延伸）应用：（1）研究特定环境中微生物区系组成，结构，分析种群动态（2）监测环境中特定的微生物。第七章：微生物生态1、土壤微生物：（1）生态条件：营养：1）大量的动植物残体，植物根系的分泌物，还有人和动物的排泄物2）丰富的无机元素：P、S、K、Fe、Mg、Ca

32、等3）微量元素：B、Mo、Zn、Mn、Cu等pH：3.58.5渗透压：0.30.6MPa氧气和水 温度 保护层（2）分布：水平分布取决于碳源，垂直分布与紫外辐射的照射、营养、水、温度等因素 在表面土520cm处微生物最多 （3）种类：细菌量最多，放线菌次之，真菌再次之，藻类、原生动物和微型动物等由多到少依次排列2、土壤污染的生物修复 土壤生物修复定义：土壤生物修复是利用土壤中的天然微生物资源或人为投加目的菌株，甚至用构建的特异降解功能菌投加到各污染土壤中，将滞留的污染物快速间接和转化，使土壤恢复其天然功能。目的：土壤中滞留着很多难以降解的污染物，依靠土壤的自净能力是不能完全清除的，但是有些天然

33、微生物或者是认为培育、驯化的微生物却能很好的分解这类难降解污染物，达到土壤修复的目的，所以为了很好的恢复土壤的各种功能，要对土壤进行微生物修复。关键技术：微生物种 微生物营养 溶解氧 环境因子（水 pH 温度） 等3、（1）水体自净过程：水体接纳了一定量的有机污染物后，在物理的、化学的及生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。（2）指标（P/H指数）：P代表光合自养型微生物。H代表异养型微生物。P/H =（有叶绿素的微生物数量）/（异养微生物数量）氧浓度昼夜变化幅度和氧垂曲线。4、污化系统：（1）污化带特征：特 征多污带-中污带-中污带寡污带水色暗灰色，很浑浊灰色，较浑浊

34、浑浊浑浊度低BOD高减少，有悬浮物减少，悬浮物少极少，悬浮极少溶解氧含量极低（或无）少升高恢复正常气体H2S、CO2和CH4NH3、H2S氨及H2S减少H2S消失细菌数量几亿/毫升几千万/毫升几万/毫升极少微生物种类特点（兼）厌气性硫酸还原菌产甲烷菌藻类及原生动物出现藻类大量繁殖纤毛虫活跃鱼腥藻、硅藻、黄藻、钟虫、变形虫动物类型寡毛类（颤蚯蚓）颤蚯蚓，增多轮虫、浮游甲壳动物轮虫、浮游甲壳动物增多显花植物无无出现增多鱼类无无无有底泥大量的有机质部分无机化大量无机化5、水体有机污染指标：BIP指数：无叶绿素的微生物占所有微生物的百分比细菌菌落总数：1ml水样在营养琼脂培养基中，于37培养24h（或

35、48h）后所生长出来的细菌菌落总数 总大肠菌群：包括埃希氏菌属、柠檬酸杆菌属、肠杆菌属和克雷伯氏杆菌属6、何谓氨化作用、硝化作用、反硝化作用、固氮作用?它们各由哪些微生物起作用？答：有机氮化合物在氨化微生物的脱氨作用下产生氨，称为氨化作用。梭状芽孢杆菌等氨基酸脱下的氨，在有氧的条件下，经亚硝酸细菌和硝酸细菌的作用转化为硝酸，称为硝化作用。亚硝酸单胞菌属、亚硝酸球菌属、亚硝酸螺菌属、亚硝酸叶菌属、硝化杆菌属等。兼性厌氧的硝酸盐还原细菌将硝酸盐还原成氮气，成为反硝化作用。施氏假单胞菌、脱氮假单胞菌、荧光假单胞菌、紫色杆菌、脱氮色杆菌。在固氮微生物的固氮酶催化作用下，把分子氮转化为氨，进而合成为有机

36、氮化合物，成为固氮作用。根瘤菌、圆褐固氮菌、黄色固氮菌、雀稗固氮菌、拜叶林克氏菌属和万氏固氮菌。第三章 水环境污染控制与治理的生态工程及微生物原理 1、好氧活性污泥的概念：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 大类活性污泥主要用来处理污废水。通过生物学和化学分析，活性污泥由活性微生物，微生物内源呼吸残余物， 吸附在活性污泥上的惰性的不可降解的有机物，虽可降解但尚未降解的有机物，惰性无机物。氧活性污泥的结构和功能的中心是菌胶团。2、好氧活性污泥净化废水的机理：好氧活性污泥的净化

37、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。3、菌胶团定义：好氧活性污泥的结构和功能中心是能起絮凝作用的细菌形成的细菌团块4、菌胶团的作用：有很强的生物吸附能力和氧化分解有机物的能力；菌胶团对有机物的吸附和分解，为原生动物和微型后生动物提供良好的生存环境；为原生动物、微型后生动物提供附着场所；具有指示作用，通过菌胶团的颜色、透明度、数量、颗粒大小及结构的松紧程度可衡量好氧活性污泥的性能。5、原生动物和微型后生动物的作用：指示作用；净化作用；促进絮凝和沉淀作用。6、好氧生物膜的概念：（是由多种多样的好养微生物和兼性厌氧微生物黏附在生物滤池滤料上或黏附在生物转盘盘片上

38、的一层黏性、薄膜状的微生物混合群体7、生物膜的微生物群落：（1）生物膜生物：以菌胶团为主要成分，辅以浮游球衣菌、藻类等。他们起净化和稳定污水水质功能。（2）生物膜面生物：固着型纤毛虫，游泳型纤毛虫及微型后生动物，他们起促进滤池净化速度、提高滤池整体处理效率的功能。（3）滤地扫除生物：线虫、轮虫、寡毛类的沙chan，他们起去除滤池内的污泥、防止污泥积聚和堵塞的功能。8、活性污泥丝状膨胀的原因：由于丝状细菌极度生长引起的活性污泥膨胀称为活性污泥丝状膨胀。影响因素：温度、溶解氧、可溶性有机物及其种类、有机物浓度或有机物负荷。9、甲烷发酵阶段：第一阶段：水解和发酵性细菌群将复杂有机物水解为单糖，再酵解

39、为丙酮酸；将蛋白质水解为氨基酸，脱氨基成有机酸和氨；脂质水解为各种低级脂肪酸和醇。第二阶段：产氢和产乙酸细菌群吧第一阶段的产物进一步分解为乙酸和氢气。第三阶段：专性厌氧产甲烷菌群一组将氢气和二氧化碳或一氧化碳合成甲烷，另一组是将乙酸脱羧生成甲烷和二氧化碳。第四阶段：为同型产乙酸阶段，是同型产乙酸细菌将H2和CO2转化为乙酸的过程10、好氧生物膜净化废水的作用机理在生物滤池中，上层生物膜中的生物膜生物（絮凝性细菌及其他微生物）和生物膜面生物（固着型纤毛虫、游泳型纤毛虫及微型后生动物）吸附废水中的大分子有机物，将其水解为小分子有机物。同时吸收溶解性有机物和经水解的小分子有机物进入体内，并氧化分解之，微生物利用吸收的营养构建自身细胞。上一层生物膜的代谢产物流向下一层，被下一层的生物膜生物吸收氧化。分解为二氧化碳和水。老化的生物膜和游离细菌被滤池扫除生物吞食。