环境工程-微生物学.doc

绪论1.微生物：微生物是肉眼看不见的、必须在电子显微镜或光学显微镜下才能看见的所有微小生物的统称。1.微生物是如何分类的？答：把各种微生物按其亲缘关系，有次序的分门别类排列成一个系统。从大到小分类是：域、界、门、纲、目、科、属、种。“种”是最小的分类单位。种内微生物之间的差别很小，有时为了区分小差别可用株表示，但“株”不是分类单位。在两个分类单位之间可设次要的分类单位“亚”。并给每一属或种一个严格的科学的名称。2.简述原核微生物和真核微生物的区别。答：（1）原核微生物没有核膜和核仁，核质裸露，与细胞质没有明显界线，叫拟核或似核。没有细胞器。不进行有丝分裂。（2）真核微生物有发育完好的细胞核，核内有核仁和染色质。有核膜分开细胞核和细胞质，使两者有明显的界线。有高度分化的细胞器。进行有丝分裂。第一章1.毒性噬菌体：侵入宿主细胞后，随即引起宿主细胞裂解的噬菌体称作毒性噬菌体。2.温和噬菌体：侵入宿主细胞后，其核酸附着并整合在宿主染色体上，和宿主的核酸同步复制，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。3.溶原细胞：含有温和噬菌体核酸的宿主细胞被称为溶原细胞。4.空斑：空斑是病毒在固体培养基上的培养特征，当接种在琼脂固体培养基上的敏感细菌生长形成许多菌落，接种稀释适度的噬菌体悬液后引起细菌点性感染，并在感染点进行反复的感染过程，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。1.病毒的蛋白质和核酸的功能是什么？答：蛋白质的功能是构成病毒的外壳以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位有特异亲和力而牢固附着在敏感细胞上，病毒蛋白质还有致病性、毒力和抗原性。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。2.简述病毒在液体培养基和固体培养基中的培养特征。答：（1）在液体培养基中培养特征：液体培养基接种敏感细菌后，经培养敏感细菌均匀分布在培养基中使培养基浑浊，接种噬菌体后，敏感细菌被噬菌体感染发生菌体裂解，浑浊的细菌悬液变成透明的溶液。（2）在固体培养基中的培养特征：接种在琼脂固体培养基上的敏感细菌生长形成许多菌落，接种稀释适度的噬菌体悬液后引起点性感染，并在感染点进行反复的感染过程，细菌菌落就一个个的被裂解成一个个空斑。3.以大肠杆菌T系噬菌体为例，简述病毒的繁殖过程。答：（1）吸附：噬菌体以尾部末端吸附到敏感细胞表面。（2）侵入：噬菌体吸附后固着在敏感细胞的细胞壁上，用酶水解细胞壁形成小孔，将头部的DNA注入宿主细胞内，蛋白质外壳始终留在宿主细胞外。（3）复制与聚集：噬菌体进入宿主细胞后，使宿主细胞的代谢发生改变，噬菌体核酸控制宿主细胞的生物合成，借用宿主细胞的合成机构复制核酸，进而合成噬菌体的蛋白质。核酸和蛋白质聚集合成新的噬菌体。（4）宿主细胞裂解和成熟噬菌体粒子的释放：噬菌体粒子成熟后，噬菌体的水解酶水解宿主细胞壁使宿主细胞裂解，噬菌体被释放出来。4.怎样判断病毒有无被膜？答：醚类等脂溶剂可以破坏含脂类被膜的病毒，从而使其死亡。无被膜的病毒对上述物质不敏感。可用脂溶剂鉴定病毒有无被膜，凡对醚类等脂溶剂敏感的病毒为有被膜的病毒，对醚类不敏感的为不具有被膜的病毒。5.简述污水处理过程对病毒的去除效果。答：污水处理分三级处理：一级处理是物理过程，去除病毒效果很差，约去除30%。二级处理是生物处理，对污水中病毒的去除率较高，在90-99%。三级处理是深度处理，可使病毒的滴度常用对数值下降4-6%。论述1.论述对病毒有影响的各种因素。答：（1）物理因素对病毒的影响：温度对病毒的影响。在宿主细胞外的病毒大多数在55-65度范围内不到一小时被灭活。高温使病毒的核酸和蛋白质衣壳受损伤，高温对病毒蛋白质的灭活比对病毒核酸的灭活要快。蛋白质的变性作用阻碍了病毒吸附到宿主细胞上，削弱了病毒的感染力。低温不会灭活病毒，在零下75度可以保存病毒。光及其他辐射对病毒的影响。紫外辐射有灭活病毒的作用。其灭活的部位是病毒的核酸，是核酸中的嘧啶环受到影响。此外可见光、X射线、射线也有灭活病毒的作用。干燥对病毒的影响。干燥是控制环境中病毒的重要因素。（2）化学因素对病毒的影响：病毒的灭活有体内灭活和体外灭活之分。体内灭活的化学物质有抗体和干扰素。 抗体是病毒侵入有机体后，有机体产生的一种特异蛋白质，用以抵抗入侵的外来病毒。干扰素是宿主细胞为抵抗入侵的病毒而产生的一种糖蛋白，它进而诱导宿主产生一种抗病毒蛋白将病毒灭活，干扰素起间接作用。 体外灭活的化学物质有很多。酚、低离子浓度的环境破坏病毒的蛋白质甲醛、亚硝酸、氨等破坏病毒的核酸醚等脂溶剂破坏含脂质被膜的病毒强酸，强碱本身可以直接灭活病毒氯、臭氧等灭活病毒的效果极好，对病毒蛋白质和核酸均有作用。（3）抗生素对病毒的影响：某些抗生素对病毒有灭活作用，而某些没有。第二章1.拟核：没有核膜和核仁，由脱氧核糖核酸组成的一条环状双链的DNA分子高度折叠缠绕而成。决定遗传性状和传递遗传信息，是重要的遗传物质。2.荚膜：一些细菌在其细胞表面分泌的一种粘性物质，将细胞壁完全包围封住，这层粘性物质就叫荚膜。荚膜稳定的附着在细胞壁表面，使细胞与外界环境有明显的边缘。3.黏液层：有些细菌表面不产荚膜，但仍可分泌粘性的多糖，疏松地附着在细菌细胞壁的表面，与外界没有明显的边缘，叫黏液层。4.芽孢：某些细菌在它的生活史中的某个阶段或某些细菌在它遇到外界不良环境时，在其细菌内形成一个内生孢子叫芽孢。5.细菌的等电点：氨基酸是两性电解质，在某一PH溶液中，氨基酸所带的正电荷和负电荷相等时的PH叫氨基酸的等电点。而细菌的蛋白质由氨基酸组成，则细菌表面也带有正负电荷，细菌所带正电荷和负电荷相等时的PH叫细菌的等电点。6.气生菌丝：营养菌丝生长到一定时期，长出培养基外，伸向空间的菌丝为气生菌丝，比营养菌丝粗。孢子丝：放线菌生长发育到一定阶段，在气生菌丝上部分化出孢子丝。孢子丝的形状和在气生菌丝上的排列方式，随菌种的不同而异，是种的特征，是分类鉴定的依据之一。简答1.简述细菌细胞壁的功能。答：（1）保护原生质体免受渗透压引起的破裂，（2）保持细菌的细胞形态，（3）细胞壁是多孔结构，阻挡某些分子进入和保留蛋白质，（4）细胞壁为鞭毛提供支点。2.利用什么培养基可以判断细菌的呼吸类型，如何判断。答：用穿刺接种技术将细菌接种在含质量浓度3-5g/L琼脂的半固体培养基中培养。根据细菌在半固体培养基中的生长状况来判断。如果细菌在培养基的表面及穿刺线的上部生长者为好氧菌。如果沿穿刺线自上而下生长者为兼性厌氧菌或兼性好氧菌。如果只在穿刺线下部者为厌氧菌。3.利用什么培养基可以判断细菌能否运动，如何判断。答：用穿刺接种技术将细菌接种在含质量浓度3-5g/L琼脂的半固体培养基中培养。根据细菌在半固体培养基中的生长状况来判断。如果只沿穿刺线生长者为没有鞭毛、不运动的细菌。如果不但沿穿刺线生长，而且穿透培养基扩散生长者为有鞭毛、能运动的细菌。4.为什么细菌表面总是带负电荷？答：革兰氏阳性菌等电点为PH2-3，革兰氏阴性菌等电点为PH4-5.培养液PH大于细菌等电点，细菌带负电荷。培养液PH小于细菌等电点，细菌带正电荷。一般在细菌培养、染色、血清试验中，细菌处于偏碱性，中性和偏酸性，都高于细菌等电点，所以细菌表面总是带负电荷。加上细菌细胞壁的磷壁酸含有大量酸性较强的偏酸基，更加导致细菌表面带负电。5.在PH为7及PH为1.5的溶液中，细菌各带什么电荷？为什么？答：（1）在PH为7的溶液中，细菌带负电荷，因为培养液的PH比细菌的等电点高，细菌的游离氨基电离受抑制，游离羧基电离，细菌就带负电荷。（2）在PH位1.5的溶液中，细菌带正电荷，因为培养液的PH比细菌的等电点低，细菌的游离羧基电离受抑制，游离氨基电离，细菌就带正电荷。论述1.试述革兰氏染色法的步骤及其染色机制。答：革兰氏染色法是将一类细菌染上色，而另一类染不上色，以便将两大类细菌分开。步骤：（1）在无菌的条件下，用接种环挑取少量细菌均匀涂在载玻片上。（2）初染：用草酸铵结晶紫染色1min，水洗去掉浮色。（3）媒染：用碘-碘化钾溶液媒染1min，倒掉多余溶液。（4）脱色：用中性脱色剂如乙醇脱色，革兰氏阳性菌不被褪色呈紫色，革兰氏阴性菌被褪色呈无色。（5）复染：用番红染料复染1min，革兰氏阳性菌仍为紫色，革兰氏阴性菌为红色。革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌被区分开。 革兰氏染色的机制：（1）革兰氏染色与细菌等电点有关系：革兰氏阳性菌的等电点比革兰氏阴性菌的等电点低，说明革兰氏阳性菌带的负电荷比革兰氏阴性菌多。它与草酸铵结晶紫的结合力大，用碘-碘化钾媒染后，两者的等电点均得到降低，但革兰氏阳性菌的等电点降低得多，故与草酸铵结晶紫结合得更牢固，对乙醇脱色的抵抗力更强。草酸铵结晶紫，碘-碘化钾复合物不被乙醇提取，菌体呈紫色。而革兰氏阴性菌与草酸钠结晶紫的结合力弱，草酸铵结晶紫、碘-碘化钾复合物很容易被乙醇提取使菌体呈无色。（2）革兰氏染色与细胞壁有关系：革兰氏阳性菌的脂质含量很低，肽聚糖的含量高。革兰氏阴性菌相反，它的脂质含量高，肽聚糖含量很低。因此用乙醇脱色时，革兰氏阴性菌的脂质被乙醇溶解，增加细菌细胞壁的孔径及其通透性，乙醇很易进入细胞内将草酸铵结晶紫、碘-碘化钾复合物提取出来，使菌体呈现无色。革兰氏阳性菌由于脂质含量很低，而肽聚糖含量高，乙醇既是脱色剂又是脱水剂，使肽聚糖脱水缩小细胞壁的孔径，降低细胞壁的通透性，阻止乙醇分子进入细胞，草酸铵结晶紫和碘-碘化钾复合物被截留在细胞内不被脱色，仍呈现紫色。第三章1.全动性营养：全动性营养是以吞噬其他生物为食的营养方式，绝大多数原生动物为全动性营养。2.植物性营养：植物性营养是有色素的原生动物在有光照的条件下，吸收二氧化碳和无机盐进行光合作用，合成有机物供自身营养的营养方式。3.腐生性营养：腐生性营养是寄生的原生动物借助体表的原生质膜吸收环境 寄主中的可溶性有机物为营养的营养方式。简答1.什么是原生动物的胞囊?简述其在污水处理中的作用。答:原生动物胞囊是原生动物在环境条件变坏时形成的抵抗不良环境的一种休眠体。在遇到适宜的环境时，胞囊的胞壳破裂恢复虫体原形。原生动物胞囊在污水处理中起指示作用，一旦形成胞囊，则可判断污水处理不正常。2.简述如何利用水蚤判断水体的清洁程度。答：水蚤的血液含血红素，血红素的含量随环境中的溶解氧量的高低而变化。当水体清洁时，水体中溶解氧量高，水蚤血红素含量低，水蚤的颜色淡；当水体污染时，水体中溶解氧量低，水蚤血红素含量高，水蚤的颜色更红。所以在污染水中水蚤的颜色比清洁水中水蚤的颜色更红，利用水蚤的这个特点，可以判断水体的清洁程度。3.如何判断霉菌是单细胞还是多细胞。答：如果菌丝内有横膈膜将一根长菌丝分隔成一段一段的，每一段含有细胞质和一个或多个核就是多细胞的菌丝体；如果菌丝内没有横膈膜，整个分枝的菌丝体即为一个多核的单细胞的菌丝体。第四章1.酶的活性中心：酶的活性中心是指酶的活性部位，是酶蛋白分子中直接参与和底物结合，并与酶的催化作用直接有关的部位。是酶行使催化功能的结构基础。2.异化作用：微生物将营养物质和细胞物质分解并释放能量的过程叫微生物的分解反应，也叫微生物的异化作用。3.自养微生物：具有完备的酶系统，合成有机物能力强，以无机物的碳素为唯一碳源，利用光能或化学能在细胞内合成复杂的有机物。以构成自身的细胞成分，而不需要外界供给现成的有机化合物，这样的微生物叫自养微生物。4.光能自养微生物：依靠体内的光合作用色素，利用阳光作能源，以水, 硫化氢作供氯体，二氧化碳为碳源合成有机物，构成自身细胞物质，而不需要外界供给现成的有机物，这样的微生物叫光能自养微生物。5.异养微生物：微生物具有的酶系统不完备，只能利用有机化合物作为碳源和能源，在细胞内合成复杂的有机物并构成自身的细胞成分，这样的微生物叫异氧微生物。6.发酵：发酵是指无外在电子受体时，有机物仅发生部分氧化，以它的中间代谢产物为最终电子受体，释放少量能量，其余能量保存在最终产物中。7.内源呼吸：在外界没有供给能源时，微生物利用自身内部贮藏的能源物质进行呼吸叫内源呼吸。8.外源呼吸：正常情况下，微生物利用外界供给的能源进行呼吸叫外源呼吸。9.光合作用：光合生物通过光合作用将光能转化为化学能，并通过食物链为生物圈的其他成员所利用。简答1.简述全酶的组成级各组成部分的作用。答：全酶除了蛋白质外，还要结合一些被称为辅基或辅酶的热稳定的非蛋白质小分子有机物或金属离子。全酶一定要在酶蛋白和辅酶同时存在时才起作用。各组成部分的作用：（1）酶蛋白起催化生物化学反应加速进行的作用。（2）辅基、辅酶起传递电子、原子和化学基团的作用。（3）金属离子起传递电子和激活剂的作用。2.简述酶的摧化特性。答：（1）酶具有一般催化剂的共性，能加速反应速率，缩短反应到达平衡所需的时间，但不改变平衡点。（2）酶的催化作用具有高度的专一性。（3）酶的催化反应条件温和。（4）酶对环境条件的变化极为敏感。（5）酶的催化效率极高。3.简述微生物的营养类型。答：根据能源来源的不同，微生物的营养类型分为：（1）以光为能源的光能营养型微生物：其中又分为：以二氧化碳为营养的自养型，称为光能自养型。以有机化合物为营养的异养型，称为光能异养型。(2)以化合物为能源的华能营养型微生物：其中又分为：以二氧化碳、碳酸盐为营养的自养型，称为化能自养型。以有机化合物为营养的异养型，称为化能异养型。4.根据对氮源要求的不同，微生物分为哪几类。答：（1）利用空气中氮气为氮源的固氮微生物（2）利用无机氮为氮源的微生物（3）需要某种氨基酸为氮源的微生物（4）从分解蛋白质中取得铵盐或氨基酸合成蛋白质的微生物。5.好氧呼吸分为哪两个阶段？答：第一阶段：葡萄糖的酵解，这一过程不需要耗氧，形成中间产物丙酮酸。第二阶段：三羧酸循环是丙酮酸有氧氧化过程的一系列步骤的总称。论述1.试述酶促反应速率的影响因素。答：（1）酶的浓度对酶促反应速率的影响：在酶作用的最适条件下，酶促反应速率与酶浓度成正比。但酶浓度过高时，酶促反应速率趋于平缓，不再随酶浓度的增加而增加。（2）底物浓度对酶促反应速率的影响：当酶的浓度为定值，底物的起始浓度极低时，酶促反应速率与底物浓度成正比，随着底物浓度的继续增加，反应速率上升缓慢，当底物浓度增加到某种程度时，酶促反应速率不再增加。（3）温度对酶促反应速率的影响：在一定温度范围内，反应速率随着温度升高而加快，但温度过高会使酶变性失活。各种酶在最适温度附近的一定范围内，酶活性最强，酶促反应速率最大。（4）PH对酶促反应速率的影响：酶在最适PH范围内表现出最高的催化活性，大于或小于最适PH，都会降低酶活性。PH对酶活力的影响表现在：改变底物分子和酶分子的解离状态，从而影响酶和底物的结合。过高、过低的PH影响酶的稳定性，使酶遭到不可逆的破坏。（5）激活剂对酶促反应速率的影响：激活剂分为无机离子激活剂和有机化合物激活剂，都能增加酶的活性。（6）抑制剂对酶促反应速率的影响：抑制作用是指由于某些物质与酶的活性部位结合，使酶蛋白活性部位的结构和性质发生改变，从而引起酶活力下降或丧失的一种效应。2.试述营养物质进入微生物细胞的方式。答：不同营养物质进入微生物细胞的方式有：（1）单纯扩散：营养物质通过细胞质膜由高浓度区向低浓度区扩散，不与膜上的分子发生反应，扩散速度慢。单纯扩散是某种化合物在细胞内的浓度与细胞外的趋于相等。这一过程不需消耗能量，是被动的运输过程。（2）促进扩散：利用特殊的载体蛋白将营养物质从膜的外表面运输懂啊膜的内表面并释放的过程。这一过程依靠浓度梯度驱动，即从高浓度向低浓度扩散，只要存在需运输物质的越膜浓度梯度，过程就将进行，加快了物质的运输，即促进扩散过程。这一过程不需消耗能量，是被动的运输过程。（3）主动运输：当微生物细胞内所积累的营养物质浓度高于细胞外的浓度时，营养物质不能按浓度梯度扩散到细胞内，而是通过消耗能量和渗透酶的作用，逆浓度梯度将营养物质运输懂啊膜内，是主动的运输过程。（4）基团转位：基团转位是存于某些原核生物中的一种物质运输方式。与主动运输相比，被运输的物质发生了化学变化。在载体蛋白的帮助下，可以逆浓度梯度将营养物质移向细胞内，这种方式需要消耗能量。第五章1.世代时间：细菌两次细胞分裂之间的时间成为世代时间。2.微生物的生长：微生物在适宜的环境下，吸收营养物质，进行新陈代谢，当微生物的同化作用大于异化作用，微生物的细胞质量不断迅速增长，称为生长。3.分批培养：将一定量的微生物接种在一个封闭的、盛有一定体积液体培养基的容器内，保持一定温度、PH和溶解氧，使微生物在其中生长繁殖的培养方式。4.恒浊连续培养：是指细菌培养液中细菌的浓度恒定，以培养液的浊度为控制指标的培养方式。5.恒化连续培养：恒化连续培养是维持培养基进水中的营养成分恒定，以恒定流速进水，以相同流速流出代谢产物，使细菌处于最高生长速率状态下生长的培养方式。简答1.为什么常规活性污泥法利用静止期微生物而不利用对数期生长的？答：对数生长期的微生物生长繁殖快，代谢活力强，能大量去除污水中的有机物。尽管微生物对有机物的去除能力很高，但相应要求进水有机物浓度高，则出水中有机物浓度也相应提高，不易达到排放标准。而且对数期的微生物生长繁殖旺盛，细胞表面黏液层与荚膜尚未形成，运动很活跃，不易自行凝聚成菌胶团，沉淀性能差，导致出水水质较差。而静止期的微生物代谢活力虽比对数期生长期的差，但仍有相当的代谢活力，去除有机物的效果仍较好，且体内积累了大量贮存物如荚膜和粘液层，这些贮存物强化了微生物的生物吸附能力、其自我絮凝、聚合能力强，沉淀性能好，出水水质好。2.延时曝气法为什么利用衰亡期微生物而不利用静止期微生物？答：延时曝气法不利用微生物的静止期是因为此时低浓度的有机物不能满足静止期微生物的营养要求，处理效果不好；而采用衰亡期微生物在曝气时间延长后，通过延长水力停留时间，增大进水量，可以提高有机负荷，满足微生物的营养要求，取得较好的处理效果。3.简述微生物在不同渗透压的溶液中的反应。答：（1）在等渗溶液中，微生物生长良好。（2）在低渗溶液中，溶液中水分子大量渗入微生物体内，使微生物细胞膨胀，甚至破裂。（3）在高渗溶液中，微生物体内的水分子大量渗到体外，细胞发生质壁分离。4.简述对微生物有影响的环境因子。答：（1）紫外辐射和电离辐射对微生物有影响（2）超声波对微生物有影响（3）重金属对微生物有毒害作用（4）极端温度对微生物有影响（5）极端PH对微生物有影响（6）干燥对微生物有影响（7）一些有机物和抗生素对微生物有影响论述1.试述细菌的生长曲线四阶段，说说每个阶段的特点。答：细菌的生长繁殖可分为4个阶段：停滞期，对数期，静止期和衰亡期。（1）细菌生长的停滞期是细菌生长繁殖开始的时期，分为两个阶段：第一阶段：少量细菌接种到培养基中，不立即生长繁殖的一个适应过程。第二阶段：当细菌适应环境后，细胞开始分裂，进入加速期。处于停滞期的细菌细胞的特征为：在停滞期初期，一部分细菌适应环境，另一部分死亡，细菌总数下降。到停滞期末期，存活细菌的细胞物质增加，菌体体积增大。（2）对数期是在停滞期末，细菌已适应环境，细胞开始分裂，细菌数以几何级数增加。处于对数期的细菌细部特征为：对数期细菌得到丰富的营养，细胞代谢活力最强，细菌生长旺盛，细菌很少死亡或不死亡，对不良环境的抵抗力强。（3）细菌生长进入静止期分为两个阶段：减速期：生长速度下降，但仍然大于死亡速度。静止期：生长速度等于死亡速度。处于静止期细菌的细胞特性：静止期新生的细菌数和死亡的细菌数相当，细菌总数达到最大值，并恒定维持一段时间。细菌开始积累贮存物质。（4）细菌生长的衰亡期：静止期后，由于营养物质被耗尽，细菌死亡率增加，活菌数减少，细菌群体进入衰亡期。处于衰亡期细菌的细胞特征：细菌总数开始下降，细菌出现多形态，呈畸形或衰退型，有的细菌产生芽孢。细菌大量死亡。第六章1.变异：当微生物从它适应的环境迁移到不适应的环境后，微生物改变自己队营养和环境条件的要求，在新的生活条件下产生适应新环境的酶，从而适应新环境并生长良好，这就是遗传的变异。2.基因：基因是一切生物体内贮存遗传信息的、有自我复制能力的遗传功能单位，是DNA分子上一个具有特定碱基顺序，即核苷酸顺序的片段。3.DNA变性：DNA的双螺旋结构由碱基队中碱基之间的氢键维持。当天然双链DNA受热或在其他因素的作用下，两条链之间的结合力被破坏而分开成单链，即称为DNA变性。4.基因突变：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，从而引起其后代表现型的改变，当后代突然表现和亲代显然不同的，能遗传的性状时，就称为突变。5.自发突变：某种微生物在自然条件下，没有人工参与而发生的基因突变。6.诱发突变：利用物理或化学因素处理微生物群体，促使少数个体细胞的DNA分子结构发生改变，在基因内部碱基配对发生差错，引起微生物的遗传性状发生突变。简答1.简述遗传及它的特性。答：遗传是微生物将其生长发育所需要的营养物质类型和环境条件，对其产生的一定反应，出现的一定性状传给后代，并相对稳定地一代一代传下去的现象。遗传的两大特性：（1）保守性：遗传具有保持其种类特性一代代传下去的特点。（2）变异性：微生物有适应环境的改变及在其他条件下产生变异的特点。2.简述生物体内DNA的结构。答：DNA是两条多核苷酸链彼此互补并排列方向相反的，以右手旋转的方式围绕同一根主轴而互相盘旋形成的，具有一定空间距离的双螺旋结构。其中每条链均由脱氧核酸-磷酸-脱氧核酸-磷酸，交替排列构成。每条多核苷酸链上均有4种碱基，A、T、G、C有序排列。这4种碱基以氢键与另一条多核苷酸链的4种碱基T、A、C、G彼此互补配对。3.简述DNA的自我复制过程。答：（1）DNA分子中的两条多核苷酸链之间的氢键断裂，彼此分开成两条单链；（2）然后各自以原有的多核苷酸链为模板，根据碱基配对的原则吸收细胞中游离的核苷酸，按照原有链上的碱基排列顺序，各自在合成出一条新的互补的多核苷酸链。（3）新合成的一条多核苷酸链和原有的多核苷酸链又以氢键连接成新的双螺旋结构。4.什么是化学诱变？化学诱变对DNA的作用有哪几种形式。答：利用化学物质对微生物进行诱变，引起基因突变或真核生物染色体畸变的，称为化学诱变。化学诱变因素对DNA的作用形式有3类：（1）亚硝酸等化学物质可与一个或多个核苷酸碱基起化学变化，引起DNA复制时碱基配对的转换而引起变异。（2）5-尿嘧啶等结构与天然碱基十分接近，是类似物，可掺入到DNA分子中引起变异。（3）在DNA分子上缺失或插入一两个碱基，引起碱基突变点以下全部遗传密码转录和翻译的错误。第七章1.生态系统：在一定时间和空间范围内由生物与它们的生境通过能量流动和物质循环所组成的自然体叫生态系统。2.土壤生物修复：利用土壤中天然的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哥污染土壤中，将滞留的污染物快速降解和转化，恢复土壤的天然功能叫土壤的生物修复。3.浮游细菌和降落细菌：漂浮在空气中的细菌叫浮游细菌。浮游细菌在一定条件下缓慢地降落下来成为降落细菌。4.水体自净：河流接纳了一定量的有机污染物后，在物理，化学和水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。5.污化系统：当有机物排入河流后，在排污点的下游进行着正常的水体自净过程，沿着河流方向形成一系列的污化带称为污化系统。简答1.简述生态系统的组成和结构。答：生态系统有四个基本组成：环境、生产者、消费者及分解或转化者。生态系统结构：三维空间结构，有明显的垂直分布和水平分布。2.简述土壤自净及其原理。答：土壤对施入一定负荷的有机物或有机污染物具有吸附和生物降解的能力，通过各种物理、化学过程自动分解污染物使土壤恢复到原有水平的净化过程，称土壤自净。土壤自净原理：当污水、有机固体废物施入土壤后，各种物质先被土壤吸附，随后被微生物和小动物部分或全部降解，使土壤恢复到原来状态。3.空气的生态条件？答：有较强的紫外辐射、较干燥、温度变化大、缺乏营养。所以空气不是微生物生长繁殖的良好场所，微生物在空气中只是短暂停留，最终会沉降下来。4.简述衡量水体自净的指标。答：测量水体自净的指标：（1）P/H指数：P:光合自养型微生物。H：异养型微生物。（2）氧浓度昼夜变化幅度和氧垂曲线。氧垂曲线：耗氧与复氧共同作用下的溶解氧变化曲线。氧浓度昼夜变化曲线：白天藻类等光合作用放出氧气，夜间藻类呼吸消耗氧气的氧浓度差异。5.简述水体富营养化的评价方法。答：（1）观察蓝细菌和藻类等指示生物。（2）测定生物的现存量。（3）测定原初生长力。（4）测定水的透明度。（5）测量水体中的氮、磷等物质。论述1.试述受污染水体的自净过程及如何用进行氧垂曲线衡量。答：水体自净是指受污染的地面水，经过一定时间或流过一定距离后，由于自身多种因素使地面水又恢复到污染前的水平和状态。水体的自净过程如下：（1）有机污染物排入水体后被水体稀释，有机和无机固体物质沉降到河底。（2）水体中的好氧菌利用溶解氧把有机物分解为简单有机物和无机物，并用以组成自身有机体，水中溶解氧下降到零，此时厌氧细菌大量繁殖，对有机物进行厌氧分解。（3）再往下游有机物的减少，水体的复氧速率大于耗氧速率，水体逐步自净。（4）随着水体的自净，有机物缺乏和其他原因，细菌死亡。水体自净完成。 水中耗氧速度与复氧速度的关系。复氧：水中的溶解氧由空气中的氧溶于水及藻类等光能自养型微生物在白天光合作用放出氧气。耗氧：水体中的好氧异养菌分解有机物时消耗水体中的溶解氧。氧垂曲线：耗氧与复氧共同作用下的溶解氧变化曲线。（1）污染水体前段：复氧速率小于耗氧速率，水中溶解氧下降，氧垂曲线下降。（2）厌氧段：在最缺氧点，有机物的耗氧速率等于河流的复氧速率，溶解氧下降至零，氧垂曲线为最低点。（3）恢复段：再往下游的有机物渐少，复氧速率大于耗氧速率，水中溶解氧上升，氧垂曲线上升。（4）自净完成段：如果河流不再被有机物污染，水中溶解氧恢复到原来水平，甚至达到饱和，氧垂曲线恢复至原有水平。水体自净完成。第九章1.好氧活性污泥：由多种好氧微生物和兼性厌氧微生物与污水中有机和无机固体物质混凝交织在一起，形成的絮状体或称绒粒叫做好氧活性污泥。2.MLSS：即混合液悬浮固体，表示1L活性污泥混合液中含有多少毫克恒重的干固体。3.好氧生物膜：由多种多样的好氧微生物和兼性厌氧微生物粘附在生物滤池滤料上或生物转盘盘片上的一层粘性、薄膜状得微生物混合群体。4.活性污泥丝状膨胀：活性污泥中大量的丝状菌繁殖造成，丝状菌从污泥絮体中伸出很长的菌丝体，菌丝体之间相互架桥，构成框架结构，支撑污泥絮体，阻碍污泥沉降。5.厌氧活性污泥：由兼性厌氧菌和专性厌氧菌与废水中的有机杂质交织在一起形成的颗粒状污泥。简答1.简述好氧活性污泥净化污水的作用机理。答：（1）在有氧条件下，活性污泥绒粒中的絮凝性微生物吸附污水中的有机物。（2）活性污泥绒粒中的水解性细菌水解大分子有机物为小分子有机物，同时，微生物合成自身细胞。（3）原生动物和微型后生动物吸收或吞食未分解彻底的有机物及游离细菌。2.说说菌胶团的作用。答：（1）有很强的生物絮凝、吸附能力和氧化分解有机物的能力。（2）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了良好的生存环境。（3）为原生动物、微型后生动物提供附着场所。（4）具有指示作用，可衡量好氧活性污泥的性能。3.简述好氧生物膜中的微生物群落及其功能。答：生物膜的微生物群落有：生物膜生物、生物膜面生物和滤池扫除生物。生物膜生物起净化和稳定污水水质的功能。生物膜面生物起促进滤池净化速度，提高滤池整体处理效率的功能。滤池扫除生物起去除滤池内的污泥，防止污泥积聚和堵塞的功能。4.简述控制活性污泥丝状膨胀的对策。答：（1）投加无机或有机混凝剂或助凝剂增加污泥絮体的密度，增强其沉淀性能，可改善或克服污泥丝状膨胀。（2）控制溶解氧浓度必须在2mg/L以上。（3）控制有机负荷，BOD5污泥负荷在0.2-0.3kg/（kgMLSS.d），（4）改革工艺，如将活性污泥法改为生物膜法，如在曝气池中加填料等。5.简述厌氧活性污泥的微生物组成？答：厌氧活性污泥由5种微生物组成：（1）水解细菌。（2）发酵细菌。（3）古菌：氢营养型和乙酸营养型。（4）利用H2和CO2合成CH4的古菌。（5）厌氧的原生动物。论述1.试述在污水生物处理和水体污染及自净中原生动物和微型后生动物的作用。答：（1）指示作用：生物由低等向高等演化，低等生物对环境适应性强，对环境因素改变不甚敏感。原生动物和微型后生动物出现的先后次序：细菌-植物性鞭毛虫-动物性鞭毛虫-游泳型纤毛虫、吸管虫-固着型纤毛虫-轮虫，由低等生物向高等生物。根据原生动物和微型后生动物的演替，根据它们的活动规律判断水质和污水处理程度，还可以判断活性污泥培养的成熟程度。根据原生动物的种类判断活性污泥和处理水质的好坏。根据原生动物遇恶劣环境改变个体形态及其变化过程判断进水水质变化和运行中出现的问题。（2）净化作用：1ml正常活性污泥混合液中含有5000-20000个原生动物，70%-80%是纤毛虫。原生动物可以通过渗透作用吸收污水中的溶解性有机物，还可以吞食有机物颗粒和游离细菌及其他微小的生物，对净化水质起积极作用。由于原生动物的存在，尤其是纤毛虫对出水水质有明显改善。当然原生动物的数量和代谢次于菌胶团，净化作用不及菌胶团大。（3）促进絮凝作用和沉淀作用：污水生物处理中主要靠细菌起净化作用和絮凝作用。然而有些细菌需要一定量的原生动物存在，有原生动物分泌一定的黏液物质协同和促使细菌发生絮凝做作用。第十章1.反硝化细菌：所有能以NO3-或NO2-为最终电子受体，利用低分子有机物做供氢体，将NO3-或NO2-还原为N2的细菌的总称。2.聚磷菌：某些微生物在好氧时不仅能大量吸收磷酸盐合成自身核酸和ATP而且能逆浓度梯度过量吸磷合成贮能的多聚磷酸盐颗粒于体内，供其内源呼吸用，这些细菌称为聚磷菌。3.微污染水源水：受到有机物、氨氮、磷及有毒污染物较低程度污染的水源水。5.人工湿地：基质、水生植物和微生物三者与污水构成的一个类似于天然沼气池的特殊的生态系统。简答1.说说氯的杀菌原理。答：（1）液氯、漂白粉、次氯酸钠、氯胺等都是与水发生水解产生HOCI杀菌。（2）HOCI可破坏细菌细胞质膜，进入菌体内的HOCI与菌体蛋白级酶蛋白中氨基和疏基反应而达到杀菌作用。（3）HOCI还与细菌、病毒的核酸结合达到杀灭效果。2.简述谁的消毒方法。答：（1）煮沸法（2）加氯消毒（3）臭氧消毒（4）过氧化氢消毒（5）紫外辐射消毒（6）微电解消毒论述1.试述生物脱氮除磷的原理及意义。答：（1）好氧厌氧交替微生物脱氮原理：先利用好氧段经硝化作用，由亚硝化细菌和硝化细菌的协同作用，将NH3转化为NO2-_N,和NO3-_N。再利用缺氧段经反硝化细菌将NO2-_N，和NO3-_N还原为氮气。通过好氧厌氧交替，可以将水体中的氨氮，硝酸盐氮，亚硝酸盐氮转化为氮气，溢出水面释放到大气，参与自然界氮的循环。水中含氮物质大量减少，降低出水的潜在危险性。（2）好氧厌氧交替微生物除磷原理：厌氧放磷过程：聚磷菌在厌氧条件下，分解体内的多聚磷酸盐产生ATP，同时释放出PO4(3-)于环境中。好氧吸磷过程：聚磷菌在好氧环境，分解机体内的外源基质，产生质子驱动力，大量吸收体外的磷酸盐合成自身核酸和ATP，而且能逆浓度梯度过量吸PO4(3-)合成贮能的异染颗粒于体内，供其内源呼吸用。在厌氧、缺氧和好氧环境交替时，聚磷菌先在含磷污水中厌氧放磷，然后在好氧条件下充分地过量吸磷，然后通过排泥从污水中除去部分磷，可以达到减少污水中磷含量的目的。（3）生物脱氮除磷的意义：氮和磷是生物的重要营养源。但水体中氮、磷量过多，危害极大。最大的危害是引起水体富营养化。在富营养化的水体中，蓝细菌、绿藻等大量繁殖，有的蓝细菌产生毒素，毒死鱼、虾等水生生物和危害人体健康。由于它们的死亡、腐败，引起水体缺氧，使水源水质恶化。不但影响人类生活，还严重影响工、农业生产。所以我们在污水处理的时候要降低排放的氮、磷含量。填空1.大量CO2排入大气引起全球性的 （温室效应） 和厄尔尼诺现象。2.微生物有以下4个特点：个体小，分布广，繁殖快和（易变异）。3.病毒的化学组成有（蛋白质）和核酸。4.病毒的核酸内芯有两种：核糖核酸和（脱氧核糖核酸）。5.侵入宿主细胞后，随即引起宿主细胞裂解的噬菌体称为（毒性噬菌体）。6.含有温和噬菌体核酸的宿主细胞称做（溶原细胞）。7.对病毒影响最大的物理因素有温度、光和（干燥度）。8.产甲烷菌的呼吸类型为（专性厌氧）。9.杆菌包括单杆菌，双杆菌和（链杆菌）三种形态。10.蛋白质生物合成的主要场所是（核糖体）。11.细菌在固体培养基上观察菌落表面的特征：表面特征、边缘特征和纵剖面特征。12.明胶培养基中用（穿刺接种法）接种细菌。13.在PH为9的溶液中，细菌带（负）电荷。14.PH为1的溶液中，细菌带（正）电荷。15.放线菌的菌丝体分为三类：（营养菌丝）、气生菌丝和孢子丝。16.原生动物分为四个纲：鞭毛纲、肉足纲、纤毛纲和（孢子纲）。17.鞭毛虫可作为污水处理效果（差）时的指示生物。18.纤毛虫有游泳型和（固着型）两种类型。19.钟虫、轮虫是污水生物处理效果（好）的指示生物。20.线虫是水净化