环境微生物期末复习资料.doc

简述无机氮和有机氮的循环过程 答：氮素循环过程中，大气中分子态氮被微生物固定成氨，氨被植物吸收利用，合成有机氮进入食物链（固氮）；有机氮被氨化细菌分解释放出氨(氨化作用)；氨被硝化细菌氧化为硝酸盐(硝化作用)，又可被同化为有机氮；硝酸盐被还原为氮氧化物，或进一步还原为分子态氮返回大气 (反硝化作用)污水的生物脱氮就是利用微生物进行 硝化 作用和 反硝化 作用来去除氮的方法。污水处理中, 好氧生物处理法主要包括 好氧活性污泥法 和 好氧生物膜法 两种。固氮作用：通过固氮微生物的固氮酶催化作用，把N2转化为NH3，进而合成有机氮化合物反硝化作用：在厌氧条件下，把硝酸盐及亚硝酸盐作为电子受体而生成氮气的过程。硝化作用：氨基酸脱下的氨，在有氧的条件下，经亚硝化细菌和硝化细菌的作用转化为硝酸试述甲烷发酵的四阶段理论。 1）、水解阶段：高分子有机物被细菌胞外酶分解为小分子，其水解产物能溶解于水并透过细胞膜为细菌所利用。微生物群落主要是水解、发酵性细菌。 2）、产乙酸阶段：前一阶段产物被产乙酸细菌转化为乙酸、H2、CO2。微生物群落为产氢产乙酸细菌，碳酸盐还原菌。 3）、产甲烷阶段：两种途径。一是氢的氧化和二氧化碳还原成甲烷，占28%，二是乙酸盐裂解，剩下的甲基还原为甲烷，占72%。 4）、同型产乙酸阶段：由同型产乙酸细菌将H2、CO2转化为乙酸。微生物的营养类型包括 光能自养型 、 光能异养型 、 化能异养型 和 化能自养型 按微生物营养类型分类 蓝细藻属于 光能自养型 硝化细菌属于 化能自养型 放线菌属于 化能异养型 碳源和能源来自有机物的营养类型称为 化能异养型 以有机物为基质的生物氧化反应中, 以氧为电子传递最终体的方式称_有氧呼吸_, 以无机氧化物为最终电子受体的称_无氧呼吸_, 以中间代谢有机物为最终电子受体的称_发酵_ 厌氧生物处理废水中营养配比通常以BOD5：N：P的比值为 200：5：1 好氧处理的营养要求是BOD5:N:P= 100:5:1 , 厌氧处理的营养要求是BOD5:N:P= 200:5:1 氨在微生物作用下氧化为硝酸的过程称 硝化作用 。微生物还原N2为氨的过程称 固氮作用 试述微生物的六种营养要素 水，碳源，能源，氮源，无机盐，生长因子。 长曲线的各个时期及其特点 1停滞期又称调整期和适应期指少数微生物接种到新培养液中 后再开始培养的一段时间内细胞 数目几乎不增加的时期。停滞期的长短和接种量、种菌龄和培养基等因素有关。处于停滞期的微生物细胞体积增长快、合成代谢活跃对外界不良条件的反应敏感。 2、对数期指数期细菌的生长速度达到最大细菌数以几何级数增加在生长曲线上呈直线关系。 处于对数期的细菌得到丰富的营养代谢活力最强细菌旺盛生长。此时的细菌比较整齐群体内比较一致健壮。对不良环境条件的抗性也比较强。 3、静止期由于对数期的细菌迅速生长繁殖消耗了大量的营养物质有害物质的积累及其它物化条 件的恶化静止期。在静止期细菌总数达到最大新生数与死亡数大致相等保持动态平衡。此时的细菌开始积累贮存物质有芽孢的细菌形成芽孢。 4、衰老期营养物质被耗尽细菌进入内源呼吸阶段。有害物质大量积累不利于细菌的生长繁殖 此时死亡率增加活菌数减少。细菌常出现畸形或衰退型氮循环:在微生物，植物，动物三者的协同作用下将分子氮，有机氮化合物，无机氮化合物互相转化构成氮循环，大气中的分子氮被根瘤菌固定后可供给豆科植物利用，还可被固氮菌和固氮蓝细菌固定成氮，氨溶于水生成NH4+被硝化细菌氧化成硝酸盐，被植物吸收，无机氮就转化成植物蛋白。植物被动物食用后转化为动物蛋白，动物和植物的尸体及人和动物的排泄物又被氨化细菌转化成氨，氨又被硝化细菌氧化成硝酸盐又被植物吸收就这样循环往复。氨化氨化氨化氨化（脱氨脱氨脱氨脱氨）作用作用作用作用：有机氮化合物在氨化微生物的脱氨基作用下产生氨。硝化作用硝化作用硝化作用硝化作用：氨基酸脱下的氨，在有氧的条件下，经亚硝化细菌和硝化细菌的作用转化为硝酸。反硝化作反硝化作反硝化作反硝化作用用用用：植物、藻类及其他微生物吸收硝酸盐，通过硝酸还原酶将硝酸还原成氨，由氨合成为氨基酸、蛋白质及其他含氮物质。兼性厌氧的硝酸盐还原细菌将硝酸盐还原为氮气。固氮作用固氮作用固氮作用固氮作用：通过固氮微生物的固氮酶催化作用，把分子N2转化为NH3，进而合成有机氮化合物。 硫化作用硫化作用硫化作用硫化作用：在有氧条件下，通过硫细菌的作用将硫化氢氧化成单质硫，进而氧化为硫酸的过程。反硫化作用反硫化作用反硫化作用反硫化作用：土壤淹水、河流、湖泊等水体处于缺氧状态时，硫酸盐、亚硫酸盐、硫代硫酸盐和次硫酸盐在微生物的还原作用下形成硫化氢。危害危害危害危害：在混凝土排水管和铸铁排水管中，如果有硫酸盐存在管的底部则常因缺氧而氧化为硫化氢。硫化氢上升到污水表层（或逸出空气层），与污水表面溶解氧相遇，被硫化细菌或硫细菌将硫化氢氧化为硫酸。再与管顶部的凝结水结合，使混凝土管和铸铁管收到腐蚀。河流、海岸港口码头钢柱的腐蚀是硫酸盐和硫化氢腐蚀的结果。生物生物生物生物脱氮脱氮脱氮脱氮的原理的原理的原理的原理：脱氮是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。再利用缺氧阶段经反硝化细菌将NO2-N和NO3-N还原成N2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、细菌的生长曲线的定义是？生长曲线可分为几个阶段？各阶段有何特点？ 将少量细菌的纯培养，接种到一恒定容积的新鲜液体培养基中，在适宜条件下培养，每隔一定时间取样，测菌细胞数目。以培养时间为横坐标，以细菌增长数目的对数为纵坐标，绘制所得的一条反映细菌在整个培养期间菌数变化规律的曲线。 1）停滞期特点：代谢活跃，个体体积、重量增高。 不立即进行细胞分裂、增殖，数量不变甚至减少。 2）对数期特点：繁殖速度最快，代谢最旺盛，代时最短。 3）静止期（中年）特点：出生率死亡率； 微生物的生长速率处于动态平衡，培养物中的细胞数目达到最高值； 细胞分裂速度下降，开始积累内含物，产芽孢的细菌开始产芽孢。 4）衰亡期（老年）特点：生长速率负增长，群体中的活菌数目急剧下降，死亡率出生率； 细胞形态多样，出现畸形，形成衰退型； 蛋白水解酶活跃，出现菌体死亡、自溶等，发生自溶的菌生长曲线表现为向下跌落的趋势； 芽孢细菌芽孢大量释放。革兰氏染色法是鉴别细菌的重要方法，染色的要点如下：先用草酸铵结晶紫初染，再加碘液媒染，使菌体着色，然后用脱乙醇色，最后用番红复染，呈紫色色为革兰氏阳性反应，呈浅红色为革兰氏阴性反应。有氧呼吸有机物在氧化过程中放出的电子通过呼吸链传递最终交给氧分子的生物过程。呼吸特点是以氧分子为最终电子受体有机物氧化彻底能力有效电子完全释放。由于最终产物二氧化碳和水不再含能也不再有释放电子的能力因此它们不会耗氧有机物的污染性能也能由此消除。 2无氧呼吸有机物氧化过程中脱下的质子和电子经过一系列的电子传递体最终交给无机氧化物等外源电子受体的生物过程。无氧呼吸的特点是没有氧分子参与反应电子和质子的最终受体是无机氧化物等外源电子受体释放的能力相对较少。厌氧呼吸所形成的产物排入有氧环境中时存在着被氧重新氧化的可能因此它们依然存在潜在的污染物。这种污染物是否表现出污染取决于充当电子受体角色的元素的易氧化程度。 3发酵有机物氧化过程中脱下的电子和质子经过辅酶或辅基主要有NADFADNADP传递给自身代谢的中间产物最终产生还原性有机产物的生物过程。特点为发酵不彻底不需氧分子能量释放不完全水体自净（名词） 是指水体接纳了一定量的有机污染物后，在物理、化学和水生生物等因素的综合