微生物课程主要知识结构框架与主要问题

1、环境工程微生物学、微生物是如何分类的？氧的关系、血清学反应等）及它们的亲缘关系，由次序地分门别类排列成一个系统，从大到小，按界、门、纲、目、科、属、种等分类。种是分类的最小单位，“株”不是分类单位。、微生物是如何命名的？举例说明。答：微生物的命名是采用生物学中的二名法，即用两个拉丁字命名一个微生物的种。这个种的名称是由一个属名和一个种名组成，属名和种名都用斜体字表示，属名在前，用拉丁文名词表示，第一个字母大写。种名在后，用拉丁文的形容词表示，第一个字母小写。如大肠埃希氏杆菌的名称是Escherichia coli。、微生物有哪些特点？  答：（一）个体极小  &#

2、160;        微生物的个体极小，有几纳米到几微米，要通过光学显微镜才能看见，病毒小于0.2微米，在光学显微镜可视范围外，还需要通过电子显微镜才可看见。     （二）分布广，种类繁多           环境的多样性如极端高温、高盐度和极端pH造就了微生物的种类繁多和数量庞大。     （三）繁殖快   &#

3、160;       大多数微生物以裂殖的方式繁殖后代，在适宜的环境条件下，十几分钟至二十分钟就可繁殖一代。在物种竞争上取得优势，这是生存竞争的保证。     （四）易变异           多数微生物为单细胞，结构简单，整个细胞直接与环境接触，易受外界环境因素影响，引起遗传物质DNA的改变而发生变异。或者变异为优良菌种，或使菌种退化。 第1 章.病毒是一类什么样的微生物？它有什么特点？

4、0;答：病毒是没有细胞结构，专性寄生在活的敏感宿主体内，可通过细菌过滤器，大小在0.2微米一下的超微小微生物。    特点：大小在0.2微米以下，故在光学显微镜下看不见，你必须在电子显微镜下方可合成蛋白质的机构核糖体，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，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。病毒在活的敏感宿主细胞内是具有生命的超微生物，然而，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。.病毒具有什么样的化学组成和结构

5、？ 答：一、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。二、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。完整的具有感染力的病毒叫病毒粒子。病毒粒子有两种：一种是不具被膜（亦称囊膜）的裸露病毒粒子；另一种是在核衣壳外面有被膜所构成的病毒粒子。寄生在植物体内的类病毒和拟病毒结构更简单，只具RNA，不具蛋白质。   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。由于

6、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。   2、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。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外，还含有类脂质，其中50%60%

7、为磷脂，其余为胆固醇。痘病毒含糖脂和糖蛋白，多数病毒不具酶，少数病毒含核酸多聚酶。.叙述大肠杆菌T系噬菌体的繁殖过程。  答：大肠杆菌T系噬菌体的繁殖过程可分为四步：吸附，侵入，复制，聚集与释放。1、吸附：首先大肠杆菌T系噬菌体以它的尾部末端吸附到敏感细胞表面上某一特定的化学成分，或是细胞壁，或是鞭毛，或是纤毛。2、侵入：尾部借尾丝的帮助固着在敏感细胞的细胞壁上，尾部的酶水解细胞壁的肽聚糖形成小孔，尾鞘消耗ATP获得能量而收缩将尾鞘压入宿主细胞内（不具尾鞘的丝状大肠杆菌T系噬菌体将DNA压入宿主细胞内的速度较慢）尾髓将头部的DNA注入宿主细胞内，蛋白质外壳留在宿主细胞外，此时，宿主细

8、胞壁上的小孔被修复。【噬菌体不能繁殖，这与噬菌体在宿主细胞内增值所引起的裂解不同】。 3、复制与聚集：噬菌体侵入细胞内后，立即引起宿主的代谢改变，宿主细胞胞内的核酸不能按自身的遗传特性复制和合成蛋白质，而有噬菌体核酸所携带的遗传信息控制，借用宿主细胞的合成机构如核糖体，mRNA、tRNA、ATP及酶等复制核酸，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，这过程叫装配。大肠杆菌噬菌体T4的装配过程如下：先合成含DNA的头部，然后合成尾部的尾鞘，尾髓和尾丝。并逐个加上去就装配成一个完整的新的大肠杆菌噬菌体T4。 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

9、后，噬菌体水解酶水解宿主细胞壁而使宿主细胞裂解，噬菌体被释放出来重新感染新的宿主细胞，一个宿主细胞课释放101000个噬菌体粒子。.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。 .噬菌体在液体培养基和固体培养基中各有什么样的培养特征。 答：噬菌体在固体培养基上的培养特征如上；     噬菌体在液体培养基上的培养特征是：将噬菌体的敏感细菌

10、接种在液体培养基中，经培养后敏感细菌均匀分布在培养基中而使培养基浑浊。然后接种噬菌体，敏感细胞被噬菌体感染后发生菌体裂解，原来浑浊的细菌悬液变成透明的裂解溶液。第二章 原核微生物、细菌有哪几种形态？各举一种细菌为代表。  答：细菌有四种形态：球状、杆状、螺旋状和丝状。分别叫球菌、杆菌、螺旋菌和丝状菌。      1、球菌：有单球菌(脲微球菌)，双球菌（肺炎链球菌）。排列不规则的金黄色葡萄球菌、四联球菌。八个球菌垒叠成立方体的有甲烷八叠球菌。链状的有乳链球菌。      2、杆菌：有单杆

11、菌，其中有长杆菌和短杆菌（或近似球形）。产芽孢杆菌有枯草芽孢杆菌。梭状的芽孢杆菌有溶纤维梭菌等。还有双杆菌和链杆菌之分。      3、螺旋菌呈螺旋卷曲状，厌氧污泥中有紫硫螺旋菌、红螺旋菌属和绿螺旋菌属。螺纹不满一周的叫弧菌，如：脱硫弧菌。呈逗号型的如：逗号弧菌，霍乱弧菌是其中的一直被那个。弧菌可弧线连接成螺旋形。螺纹满一周的叫螺旋菌。      4、丝状菌：分布在水生环境，潮湿土壤和活性污泥中。有铁细菌如：富有球衣菌、泉发菌属即原铁细菌属及纤发菌属。丝状菌属如：发硫菌属，贝日阿托氏菌属、透明颤

12、菌属、亮发菌属等多重丝状菌。丝状体是丝状菌分类的特征。【附】在正常的生长条件下，细菌的形态是相对稳定的。培养基的化学组成、浓度、培养温度、pH、培养时间等的变化，会引起细菌的形态改变。或死亡，或细胞破裂，或出现畸形。有些细菌则是多形态的，有周期性的生活史，如粘细菌可形成无细胞壁的营养细胞和子实体。、细菌有哪些一般结构和特殊结构？它们各有哪些生理功能？答：细菌是单细胞的。所有的细菌均有如下结构：细胞壁、细胞质膜、细胞质及其内含物、细胞核质。部分细菌有特殊结构：芽孢、鞭毛、荚膜、粘液层、菌胶团、衣鞘及光合作用层片。 1、细胞壁 【生理功能】：a、 保护原生质体免受渗透压引起破裂的作用；b

13、、 维持细菌形态（可用溶菌酶处理不同的细菌细胞壁后，菌体均呈现圆形得到证 明）；c 、细胞壁是多孔结构的分子筛，阻挡某些分子进入和保留蛋白质在间质（革兰氏阴性菌细胞壁和细胞质之间的区域）；d 、细胞壁为鞭毛提供支点，使鞭毛运动。  2、原生质体 【生理功能】：a、维持渗透压的梯度和溶质的转移；             b、细胞质膜上有合成细胞壁和形成横膈膜组分的酶，故在膜的外表面合成细胞壁；     

14、60;       c、 膜内陷形成的中间体（相当于高等植物的线粒体）含有细胞色素，参与呼吸作用。中间体与染色体的分离和细胞分裂有关，还为DNA提供附着点。             d、细胞质膜上有琥珀酸脱氢酶、NADH脱氢酶、细胞色素氧化酶、电子传递系统、氧化磷酸化酶及腺苷三磷酸酶。在细胞之抹上进行物质代谢和能量代谢。        &

15、#160;    e、细胞质膜上有鞭毛基粒，鞭毛由此长出，即为鞭毛提供附着点。3、荚膜、粘液层、菌胶团和衣鞘A荚膜：【生理功能】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、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

16、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。B粘液层：在废水生物处理过程中有生物吸附作用，在曝气池中因曝气搅动和水的冲击力容易把细菌粘液冲刷入水中，以致增加水中有机物，它可被其他微生物利用。C菌胶团：D衣鞘：【附】荚膜、粘液层、衣鞘和菌胶团对染料的亲和力极低，很难着色，都用衬托法着色。4芽孢：抵抗外界不良化境（原因是大多数酶处于不活动状态，代谢力极低）。特点：a含水率低：38%40% 

17、60;    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呀包中的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     5鞭毛：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（正端生和亚极端生），周生鞭毛。何谓细菌菌落？细菌有哪些培养特征？这些培养特征有什么实践意义？  答：细菌菌落就是由一个

18、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。【培养特征】a在固体培养基上的培养特征就是菌落特征。            b在明胶培养基上的培养特征就是将不停形态的溶菌区，依据这些不同形态的溶菌区或溶菌与否可将细菌进行分类。            c在半固体培养集中的培养特征：呈现出各种生长状态，根据细菌的生长状态判断细菌的呼吸类型和鞭毛有无，能否运动。 

19、           d在液体培养基中的培养特征：根据细菌的属和种的特征的不同长成不同的生长状态。第三章 真核微生物、何谓原生动物？它有哪些细胞器和营养方式？ 答：原生动物是动物中最原始、最低等。结构最简单的单细胞动物。     原生动物为单细胞，没有细胞壁，有细胞质膜、细胞质，有分化的细胞器，其细胞核具有核膜（较高级类型有两个和），故属真和微生物。     营养方式：全动性营养、植物性营养和腐生性营养三种

20、方式。、霉菌有几种菌丝？如何区别霉菌和放线菌的菌落？ 答：霉菌有营养菌丝和气生菌丝。     霉菌的菌落呈圆形绒毛状、絮状或蜘蛛网状。比其他微生物的菌落都答，长得很快可蔓延至整个平板。霉菌菌落疏松，与培养基结合不紧，用接种环很容易挑取。放线菌的菌落是由一个分生孢子或一段营养菌丝生长繁殖引起许多菌丝互相缠绕而成，质地紧密，表面呈绒状或紧密干燥多皱。菌丝潜入培养基，整个菌落像是潜入培养集中，不易呗挑取。有的菌落成白色粉末状，质地松散，易被挑取。第四章 微生物的生理、酶是什么？它有哪些组成？各有什么生理功能？ 答：酶是动物、植物及微生物等生

21、物体内合成的，催化生物化学反应的，并传递电子、源自和化学基团的生物催化剂。组成有两类：1、单组分酶，只含蛋白质。2、全酶，有蛋白质和不含氮的小分子有机物组成，或有蛋白质和不含氮的小分子有机物加上金属离子组成。酶的各组分的功能：酶蛋白起加速生物化学反应的作用；酶基和辅酶起传递电子、原子、化学基团的作用；金属离子除传递电子之外，还起激活剂的作用。、酶的催化作用有哪些特征？ 答：1、酶积极参与生物化学反应，加速化学速度，速度按反应到达平衡的时间，但不改变反应的平衡点。     2、酶的催化作用具有专一性。一种酶只作用与一种物质或一类物质，或催化一种或

22、一类化学反应，产生一定的产物。     3、酶的催化作用条件温和。     4、酶对环境条件极为敏感。高温、强酸和强碱都能使酶丧失活性；重金属离子能钝化酶，使之失活。【附】酶催化效率极高的原因是酶能降低反应的能阀，从而降低反应物所需的活化能】。、微生物需要哪些营养物质？供给营养时应注意什么？为什么？ 答：微生物需要的营养物质有水、碳素营养源、氮素营养源、无机盐及 生长因子。供养时应当把所需物质按一定的比例配制而成。少的话不能正常生长，多的话就会导致反驯化。、什么叫培养基？按物质的不同，培养基可分为哪几类？

23、按实验目的和用途的不同，可分为哪几类？ 答：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。 根据实验目的和用途不同，培养基可分为：基础培养基、选择培养基、鉴别培养基和加富（富集）培养基。【按物质的不同，培养基可分为合成培养基、天然培养基和符合培养基】、什么叫选择培养基？那些培养基属于选择培养基？ 答：选择培养基就是用以抑制非目的微生物的生长并使所要分离的微生物生长繁殖的培养基。麦康盖培养基、乳糖发酵培养基。【配制选择培养基时可加入染料、胆汁盐、金属盐类、酸、碱或抗生素等其中的一种】、什么叫

24、鉴别培养基？哪些培养基属于鉴别培养基？ 答：当几种细菌由于对培养基中某一成分的分界能力不同，其菌落通过指示剂先是除不太那个的颜色而被区分开，这种起鉴别和区分不同细菌作用的培养基叫鉴别培养基。    常用的鉴别培养基远滕氏培养基、醋酸铅锌培养基、伊红美蓝（EMB）培养基等。、营养物质是如何进入细胞的?答：微生物的营养物质各种各样，有水溶性和脂溶性，有小分子和大分子。不同营养物质进入细胞的方式也不同：单纯扩散、促进扩散、主动运输和基团转位。、营养物质顺浓度梯度进入细胞的方式有哪些？是如何进入的？  答：有单纯扩散和促进扩散。单纯扩散是利用细胞质膜上

25、的小孔，促进扩散是利用细胞质膜上的特殊蛋白质。、营养物质逆浓度梯度进入细胞的方式有哪些？是如何进入的？  答：有主动运输和基团转位。主动运输需要渗透酶（单向转运载体、同向转运载体和反向转运载体）和能量。基团转位有特定的转移酶系统，是通过单向性的磷酸化作用而实现的，细胞质膜对大多数磷酸化的化合物有高度的不渗透性。、什么叫主动运输？什么叫基团转位？  答：主动运输：当微生物细胞内所积累的营养物质的浓度高于细胞外的浓度时，营养物质就不能按浓度梯度扩散到细胞内，而是逆浓度梯度被“抽”进细胞内，这种需要能量和渗透酶的逆浓度梯度积累营养物的过程；    &

26、#160; 基团转位：以糖为例，在细胞内，在酶I存在下，先是HPr被磷酸烯醇丙酮酸（细胞代谢产物）磷酸化形成HPr磷酸，并被一道细胞质膜上。在膜的外侧，外界供给的糖有渗透酶携带到细胞质膜上，在特异性酶II的村华夏，糖被HPr磷酸磷酸化形成糖磷酸。渗透酶将膜上已被磷酸化的糖携带到细胞内，随即被代谢。基团转位是通过单向性的磷酸化作用而实现的。、葡萄糖在好氧条件下是如何氧化彻底的？ 答：在好氧呼吸过程中，葡萄糖的氧化分解分两阶段：I葡萄糖经EMP途径酵解。这一过程不需要消耗氧，形成中间产物丙酮酸。II丙酮酸的有氧分解。丙酮酸氧化过程的一系列步骤总称为三羧酸循环（TCA循环）。三羧

27、酸（TCA）循环、乙醛酸循环和电子传递体系。第五章微生物的生长繁殖与生存因子在天然环境和人T环境中微生物之间存在哪儿种关系？举例说明。答：有种内关系和种间关系，包括：(1)竞争关系：在好氧生物处理中，当溶解氧或营养成为限制冈了时，菌胶团细 菌和丝状菌表现出明显的竞争关系。原始合作关系（互生关系）：同氣菌具有同定空气中氮气的能力，但不能利 用纤维素作碳源和能源，而纤维素分解菌分解纤维素为有机酸对他本身的生产 繁殖不利，但当两齐一起生活时，同氮菌同定的氮为纤维素分解菌提供z藏源， 纤维素分解菌分解纤维素的产物有机酸被同氮菌用作碳源和能源，也为纤维素 分解菌解毐。共生关系：原生动物中的纤毛虫类、放射

28、虫类、有孔虫类与藻类共生。偏害关系：乳酸菌产生乳酸使pH卜降，抑制腐败细菌生长。捕食关系：大原生动物吞食小原生动物。寄生关系：蛭弧菌属有寄生在假丫丨.胞菌等菌体中的种。第二篇微生物生态第一章微生物生态什么叫土壤自净？十.壤被污染后其微生物群落有什么变化？答：土.壤对施入其中的一定负荷的有机物或有机污染物具有吸附和生物降解能 力，通过各种物理、生化过程自动分解污染物使土壤恢复到原有水平的净化过 程，称为土壤自净。土壤被污染后，土壤的微生物丨X:系和数量发生改变，并诱导产生分解各种 污染物的微生物新品种。土壤是如何被污染的？十壤污染有什么危害？答:土壤污染的主要来在禽有有机毒物和重金属的污水和废水

29、的农田灌溉；来 自f有有机毐物和重金属的污、废水的I.地处理；来自同体废物的堆放和填埋 等的滲漏液；来自地下储油罐泄漏和以及农药喷洒。危害：（1)有机、无机毒物过多滞留、积累在土壤中，改变了:土壤的理化性质， 使土壤盐碱化，板结。毒害植物和土壤微生物，破坏:丨:壤生态平衡。（2) 土壤中 的毐物被植物吸收、富集、浓缩，随食物链迁移，会转移到人体；或被雨水冲 刷流入河流、湖泊或滲入地下水，进而造成水体污染。污染物乂随水源进入人 体，毒害人类。（3)污水和废水中含有的各种病原微生物虽然有些在丨:壤中不适 应而死亡，但有些可在土壤中长时间存活，它们可以通过各种途径转移到水休， 进而进而人体，引起人的

30、疾痫。什么叫十.壤生物修复？为什么要进行土壤修复？答：土壤生物修复是利用丨:壤中土壤中的天然微生物资源或人为投加B的菌株, 甚至用构建的特异降解功能菌投加到务污染丨:壤中，将滞留的污染物快速降解 和转化，使:丨:壤恢复其天然功能。因为I:壤受污染后会造成：（1)有机、无机毒物过多滞留、积累在丨:壤中，改变 了:丨:壤的理化性质，使土壤盐碱化，板结。毒害植物和土壤微生物，破坏土壤 生态平衡。（2) I:壤中的毒物被椬物吸收、富集、浓缩，随食物链迁移，会转移 到人体；或被雨水冲刷流入河流、湖泊或渗入地下水，进而造成水体污染。污 染物乂随水源进入人体，毒害人类。3.污水和废水中作有的芥种病原微生物虽

31、然 有些在:1:壤中不适应而死亡，但有些可在土壤中长时间存活，它们可以通过各 种途径转移到水体，进而进而人体，弓丨起人的疾病。所以要进行土壤修复。土壤生物修复技术关键有哪些方面？答：I:壤生物修复的技术的关键有四个方面：（1)微生物物种；（2)微生物营养: 般丨:壤微生物额碳氮比25: 1，污水好氧生物处理的BOD5: N： P=100： 5： 1；(3)溶解氧；（4)微生物的环境因了。什么叫水体自净？可根据哪些指标判断水体自净程度？答：河流接纳了一逛量的有机污染物后，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，叫做水体自净。判断水体 自净程度的指标有P/H

32、指数和氧浓度杆夜变化幅度和氧_曲线。水体污染的指标有哪几种？污化系统分为那儿“带”？各“带”有什么特征？答:水体污染的指标有：BIP指数、细菌菌落总数、总人肠菌群。多污带：多污带位于排污口之后的区.段，水呈暗灰色，很浑浊，含有火量有机 物，BOD高，溶解氧极低，为厌氧状态。(X-中污带：（X-中污带在多污带的下游，水为灰色，溶解氧少，为半厌氧状态，有 机物量减少，BOD下降，水面上有泡沫和浮泥，有NH3、氨基酸及吐5，生物 种类比多污带稍多。细菌数量较多。P-中污带：P-中污带在ot-中污带之后，有机物量较少，BOD和悬浮物禽量 低，溶解氧浓度J丨高，>113和H2S含量减少，细菌数M减

33、少，藻类人M繁殖， 水生动物出现。寡污带：寡污带在P-中污带之后，标志者河流自净过程已完成，有机物全 部无机化，BOD和悬浮物穴量极低，细菌极少，水的浑浊度低，溶解氧恢复到 正常含量。什么叫水体富营养化？评价水休富营养化的方法有儿种？答：水体富营养化是指在人类活动的影响卜，生物所需的氮、磷等营养物质 人量进入湖泊、河口、海湾等缓流水体，引起藻类及其他浮游生物迅速繁殖， 水体溶解氧量下降，水质恶化，鱼类及其他生物火量死亡的现象。评价方法有：观察蓝藻等指示生物，测定生物的现存量，测定原初生产 力，测定透明度，测定氮磷等导致富营养化的物质。菌胶团和原生动物在污水生物处理和水体自净过程中各起什么作用？

34、答：菌胶团：有很强的生物吸附能力和氧化分解有机物的能力。为原生动物 和微型后生动物提供了良好的生存环境。具有指示作用：可以衡量活性污泥 的性能。原生动物：有指示作用、净化作用、促进絮凝和沉淀的作用。何谓氨化作用、硝化作用、反硝化作用、固氮作用？它们芥由哪些微生物起 作用？答：氨化作用：有机氮化合物在氨化微生物的脱氨基作用下产生氨。微生物： 梭状芽孢杆菌。硝化作用：氨基酸脱下的氨，在有氧条件下，经亚硝酸细菌和亚硝酸细菌的作 用转化为硝酸。微生物：亚硝酸中胞菌属、亚硝酸球菌属、亚硝酸螺菌属、亚 硝酸叶菌属、亚硝酸弧菌属、硝化朴菌属、硝化打球属。反硝化作爪：兼性厌氧的硝酸盐还原细菌将硝酸盐还原成铽气

35、。微生物：施式 假中胞菌，脱氮假巾.胞菌，荧光假中胞菌，紫色杆菌，脱氮色朴菌。同铽作用：在固氮微生物的同氮没催化作JITK,把分了氮转化为氨，进而合成 有机氮化合物。微生物：根瘤菌、园褐同氮菌、黄色同氮菌、拜叶林克氏菌属、 万氏固氮菌。什么叫硫化作用？参与硫化作用有哪些微生物？答：硫化作用：在有氧条件卜，通过硫细蘭的作用将硫化氢氧化为元素硫，再 进而氧化成硫酸。参与的微生物：硫化细菌、硫磺细菌。第三章水环境污染控制与治理的生态下程及微生物学原理叙述好氧活性污泥净化废水的机理。答：类似于水处理中混凝剂的作用，同时乂能吸收和分解水中溶解性污染物。 第一步，在有氧条件下活性污泥绒粒中的絮凝性微生物吸

36、附水中的有机物；第 二步，活性污泥绒粒中的水解性细菌水解人分了有机物为小分了有机物，同时， 微生物合成自夯细胞。废水中的溶解性有机物酋接被细蘭吸收，在细菌体内氧 化分解，其屮间代谢产物被另一群细菌吸收，进而无机化；第三步，其他的微 生物吸收或吞食未分解彻底的有机物。 叙述生物膜法净化废水的作用机理。答：上层生物膜中的生物膜生物和生物膜面生物吸附废水中的人分了有机物， 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水分子有机物进 入体内，并氧化分解它，微生物利用吸收的营养构建自穷细胞。.1:一层的代谢 产物流向下层，被下一层生物膜生物吸收，进一步被氧化分解成(：02和h2o。 老化的生物

37、膜和游离细菌被滤池扫除生物吞食。废水得到净化。什么叫活性污泥丝状膨胀？引起活性污泥丝状膨胀的微生物有哪些？答：（±1于丝状菌极度生长引起的活性污泥膨胀称活性污泥丝状膨胀。经常出现 的有诺卡氏菌属，浮游球衣菌，微丝菌属，发硫菌属，贝口阿托氏菌属等。促使活性污泥丝状膨胀的环境因素有哪些？答：主要有：温度：最适立在30摄氏度左心。溶解氧可溶性有机物及其种类有机物浓度（或有机负荷）pH变化为什么丝状细菌在废水生物处理中能优势成长？答：在巾位体积中，成丝状扩展生长的丝状细菌的表面积与容积之比较絮凝性 菌胶团细菌的人，对有限制性的营养和环境条件的争夺占优势，絮凝性菌胶团 细菌处于劣势，丝状菌就能

38、人量繁殖成优势菌，从而引起活性污泥丝状膨胀。第四章污、废水深度处理和微污染源水预处理中的微生物学原理微生物脱氯工艺有哪些？答:有 A/O、A2/0、A2/02、SBR 等。叙述污、废水脱氮原理。答：脱氮首先利用设施内好氧段，由亚硝化细菌的消化作用，将NH3转化为 N03 N。再利用缺氧段经反硝化细菌将NO; N反硝化还原为氮气，溢出水面释 放到人气，参与自然界物质循环。水中六氮物质人量减少，降低出水潜在危险 性。参与脱氮的微生物苻哪些？它们有什么生理特征？答：硝化作用段微生物：氧化氨的细菌：专性好氧菌，在低氧汛下能生长。氧化nh3为hno2，从中获得 能童共合成细胞和同定C02。温度范W 53

39、0摄氏度，敁适温度2530摄氏度， pH范围5.88.5，最适pH为7.58.0。氧化亚硝酸细菌：人多数在pH为7.58.0，温度为2530摄氏度。反硝化作用段细菌：反硝化细菌：所有能以no3为敁终电子受体，将hno3还原为氮气的细菌。目录 1. 微生物与生物的关系有哪些方面？12. 活性污泥中微生物的种类和活性污泥的功能是什么？23. 比较好氧活性污泥法和生物膜法中微生物结构的异同。44、简述活性污泥中菌胶团的作用？55、论述活性污泥膨胀的原因及其防治措施。56. 生物膜中微生物的种类组成是怎样的？66、结合下图，论述水体自净过程中水体中各种生物、污染物和监测指标之间的变化关系。88. 微生

40、物在氮素循环中的作用是什么？99. 微生物脱氮的机制是什么？1010 影响微生物脱氮的因素有哪几方面？1011. 生物脱氮的工艺有哪些？1112. 微生物除磷的机理是什么？1313. 影响微生物除磷的因素有哪几方面？1314. 分析湖泊富营养化机理和控制技术。1415. 微生物修复污染环境的过程是什么？1516. 影响微生物修复的因素有哪些？1517. 地下水有机污染的微生物修复方法有哪些？1818. 厌氧处理微生物过程。1919. 卫生填埋的微生物学过程如何进行的？2020. 堆肥的微生物学过程？2021 微生物在硫素循环中的作用是什么？2122. 汞的生物循环过程是怎样的？2123. 影响

41、微生物法处理有机废气的因素有哪些？221. 微生物与生物的关系有哪些方面？微生物与生物环境之间关系可归纳为共生、互生、寄生、拮抗和捕食五类。（1）共生 是两种生物之间一种最紧密的关系，这两种生物专一性地生活在一起，生理上有一定的分工，相互依存，彼此得益，甚至不能分开而独立生活，形态上常常形成特殊的共生体。（2）互生 是指两种可单独生活的微生物，在共同生活时，一方为另一方或相互为对方提供有利条件，如好氧菌与厌氧菌的互生。（3）寄生 不同于共生和互生，是一方得益而另一方受害。得益者为寄生物，受害者是寄主(或称宿主)。（4）拮抗 也称抗生，是指一种微生物产生某种代谢产物或由于它们的生命活动而改变了环

42、境条件（pH、渗透压等），造成不适合另一种微生物的生长，从而抑制、甚至杀死另一种微生物。（5）捕食 一种生物杀死并吞食另一种生物称为捕食。2. 活性污泥中微生物的种类和活性污泥的功能是什么？ 活性污泥法是利用某些微生物在生长繁殖过程中形成表面积较大的菌胶团来大量絮凝和吸附废水中污染物，并在氧的作用下，将这些物质同化为菌体本身的组分，或将这些物质氧化为二氧化碳、水等物质，从而达到降低水体中有机污染物浓度的目的。这种具有活性的微生物菌胶团或絮状的微生物群体称为活性污泥。利用这种活性污泥处理废水的方法称为活性污泥法。 (1) 活性污泥的生物组成活性污泥中生物群落的组成丰富多样，主要有病毒、细菌、真菌

43、和原生动物，也有少量的藻类和后生动物。菌胶团中的微生物之间相互作用、相互影响，组成了一个复杂的微生态系。 病毒 活性污泥中含有大量的病毒，包括人类病毒和噬菌体等，人类病毒可能对人类健康构成潜在的危害。很多噬菌体能在各种细菌中寄生，对控制细菌的数量发挥比较重要的作用。大肠杆菌噬菌体可作为指示生物来反映其他肠道病毒是否存在和它们在活性污泥处理系统中的归宿。 细菌 活性污泥中含有大量的细菌，它们在去除水体中有机物的过程中发挥至关重要的作用。活性污泥中细菌的种类很多，各种微生物所占的比例也各不相同。细菌的种类和数量的变化不仅跟所处理的废水水质有关，而且跟处理系统的工艺参数和环境条件有关。因此，不同时候

44、、不同地点和不同研究者研究的活性污泥处理系统中细菌组成都各不相同。按生理类群细菌可分为化能异养细菌、化能自养细菌和丝状细菌三大类。原生动物 原生动物在活性污泥中的数量也是很多的，它们以悬浮的有机颗粒包括细菌为食，原生动物的研究比较彻底，大部分的种类已经被确定，它们包括纤毛类、鞭毛类、根足类和吸管虫类，如钟虫(Vorticella)、聚缩虫(Zoothamnium)，盖纤虫(Opercularia)等。纤毛类原生动物种类在不同的活性污泥处理系统中变化很大，主要受到环境因素的影响。原生动物的作用是通过摄食降低游离细菌的数量，提高出水的澄清度。同时，原生动物可以作为指示生物来反映出水水质的优劣。固着

45、型的纤毛类原生动物占优势，说明出水水质好，如果游泳型的纤毛类原生动物数量占优势，说明出水水质比较差。 真菌 活性污泥中有真菌，但是，在一般情况下由于真菌生长的速度比细菌慢，真菌不是微生态群落中重要的组成部分。在酸性条件下，真菌会大量繁殖，很有可能出现污泥膨胀。在活性污泥中出现的真菌有地霉属(Geotrichum)、青霉属(Penicillium)和头孢霉属(Cephalosporium)等。 藻类 在水气的交界处，有藻类生长，但是在活性污泥中其数量很少，一般不加考虑。 后生动物 在活性污泥中还含有各种后生动物，如线虫、轮虫、寡毛类环节动物和熊虫(Tardigrade)等。它们在摄食细菌细胞方面

46、可能起到一定的作用。轮虫在活性污泥中最常见，它一方面摄食悬浮的细菌，另一方面产生的黏液能促进菌胶团的形成。轮虫的摄食强度大于原生动物，因此，轮虫的数量跟出水的澄清程度有着直接的关系，轮虫的数量多，出水澄清，如果轮虫消失，则出水很可能呈混浊状态。(2) 活性污泥的功能 活性污泥主要起催化剂的作用，催化各种生物化学反应，使空气中的氧和水中的有机物反应，生成二氧化碳和水等物质，或生成大分子的生物物质，达到去除水体中有机污染物的目的。活性污泥法去除水体中有机污染物的过程一般分三个阶段，即吸附、降解和分离。 吸附 废水与活性污泥在曝气池中充分接触，形成悬浊混合液，废水中的污染物被比表面积巨大且表面上含有

47、糖被的菌胶团吸附和黏附。活性污泥对废水中有机物的吸附时间比较短，一般在30min 内就能完成。在利用活性污泥法处理城市生活污水时，吸附作用能使废水中BOD5去除率在短时间内达到85左右。 微生物的代谢 呈胶态的大分子有机物被吸附后，首先在微生物分泌的胞外酶作用下，分解成为小分子的溶解有机物，然后这些小分子有机物与废水中溶解性有机物一起在各种物质运输机制下进入到微生物的细胞内。吸收进入细胞体内的污染物通过各种代谢反应而被降解，一部分最终氧化成为CO2和H2O等，另一部分则转化为细胞的组成部分。不同的微生物对不同的有机物降解途径各不相同，对同一种有机物也可能有几条降解途径。但是，由于废水中的有机污

48、染物的种类常常很复杂，需要多种微生物对不同的污染物发生作用。多数人工合成的有机物也可以被经过自然或人工驯化的微生物所分解，有的一种污染物需要多种微生物的共代谢作用才能被降解。因此，活性污泥法是一个多底物多菌种的混合培养系统，存在错综复杂的代谢方式和途径，它们相互联系，相互影响，最终使废水中的有机污染物得到比较彻底的降解，达到废水处理的目的。 凝聚与沉淀 活性污泥的另一个特点是具有絮凝性，在沉淀池中，活性污泥能形成大的絮凝体，使之从混合液中沉淀下来，达到泥水分离的目的。絮凝的原因主要是菌胶团外部黏性的荚膜能相互凝聚，结成大的菌胶团，同时与微生物所处的生长阶段有关。如果废水中有机物含量相对较低，微

49、生物总体处于衰亡期的开始阶段，微生物的代谢不活跃，能量相对较低，表面电荷下降，就容易形成大的絮凝体。如果营养物充足(废水与活性污泥混合初期，F/M较大)时，微生物代谢活跃，内部能量大，表面电荷多，小的絮凝体就不容易相互絮凝形成大的菌胶团，在沉淀池中出水就比较混浊，废水处理的效果不佳。3. 比较好氧活性污泥法和生物膜法中微生物结构的异同。相同之处：都有病毒、细菌、真菌和原生动物，也有少量的藻类和后生动物等组成。不同之处：（1）好氧活性污泥法以菌胶团形式存在；生物膜法以生物膜形式存在。（2）单位体积中生物膜法中生物量比好氧活性污泥法高。（3）同活性污泥相比，生物膜中微生物的种类和数量更丰富，微生物

50、的生态位更明显，分好氧外表层、微好氧中间层和兼性厌氧或厌氧的内层，不同的层面生长着不同类型的微生物，并表现出跟活性污泥不同的特点。外表层的微生物一般为好氧菌，内层厌氧菌大量繁殖。（4）生物膜中有大量的丝状细菌生长，如球衣菌属，但不会出现好氧活性污泥法中污泥膨胀现象。8、简述活性污泥中菌胶团的作用？有机废水经过一段时间的曝气后，水中会产生一种絮凝体，这种絮凝体就是活性污泥。它是有好氧微生物经过大量繁殖后的群体，以及一些无机物、未被分解的有机物和微生物自身代谢的残留物组成的。活性污泥对有机物有着强烈的吸附和氧化分解能力，而其易于沉淀分离。所谓菌胶团就是由各种细菌及细菌所分泌的黏液物质（多糖、多肽类

51、物质）组成的絮凝体状团粒。只有在菌胶团发育良好的条件下，活性污泥的絮凝、吸附、沉降等性能才能得到正常的发挥。菌胶团的作用是吸附污水呈悬浮态、胶体态和溶解态的有机物，将其转化分解为简单有机物或无机盐类，同时利用分解后的部分产物作为碳源和氮源，合成新生细胞物质。4、论述活性污泥膨胀的原因及其防治措施。所谓活性污泥膨胀是指活性污泥质量变轻，体积膨大，沉降性能恶化，在二沉池内不能正常沉池下来，污泥指数异常增高达400以上。活性污泥膨胀，根据诱因可分为：因丝状菌异常增殖所导致的丝状菌性膨胀和因粘性物质大量产生积累的非丝状菌膨胀。前者为易发与多发性膨胀，导致产生丝状菌性污泥膨胀的细菌主要有：球衣菌属，假单

52、胞菌属，黄杆菌属，酶菌属。污泥膨胀的对策，当在活性污泥系统产生污泥膨胀现象时，可按下图所列程序对污泥膨胀的类型，诱因与性质进行调查，并采取相应的措施加以消除。具体措施说明如下：措施A，投药处理，能够杀灭丝状菌的药剂有氯，臭氧，过氧化氢等，有效氯为1020mg/l时，就能够有效杀灭球衣菌，贝代硫菌：高于20mg/l时，可能对絮凝体形成菌产生危害，因此，在使用氯时一定要按投加量的允许范围合理投加。而臭氧，过氧化氢等氧化剂只有在较高的计量条件下才对球衣菌有杀灭效果。措施B，改善，提高活性污泥的絮凝性，在曝气池的入口处投加硫酸铝，三氯化铁，高分子混凝剂等絮凝剂。措施C，改善，提高活性污泥的沉降性，密实

53、性。在曝气池的入口处投加粘土，消石灰，生污泥或消化污泥。措施D，加大回流污泥量，通过这一措施，高粘性膨胀的致因物质，即多糖类物降低了，在多数情况下，能够解脱高粘性膨胀。有条件的地方还可在回流污泥前进行内源呼吸期，提高了絮凝体形成细菌群摄取有机物的能力和与丝状菌竞争的能力，丝状菌性膨胀也能够得到抑制。在曝气过程中，可以考虑加入氯，磷等营养物质，这样可以强化污泥活性。措施E，使废水经常处于新鲜状态，防止形成厌氧状态，如有条件采取预曝气措施，使废水经常处于预曝气状态，吹脱硫化氢等有害气体，并避免贝代硫菌加以利用增殖。措施F，加强曝气，提高混和液DO浓度，防止混和液缺氧或厌氧状态，即或是局部的或是一时

54、的呈厌氧状态，也不利于絮体形成菌的生理活动，而有利于丝状菌的增殖。措施G，在有利条件下，可以考虑改变水温，水温在15摄氏度以下易于发生高粘性膨胀，而丝状菌性膨胀则多发生在20摄氏度以上。措施H，降低污泥在二沉池内停留时间，防止形成厌氧状态。措施I，调整污泥负荷，运行经验表明，如果污泥负荷超过0.35kgBOD/kgMLSS.d易于发生丝状菌性污泥膨胀。措施J，调整混合液中的营养物质平衡，即保证BOD：N：P=10：5：1的要求，当混和液失去营养平衡时，往往会发生高粘性污泥膨胀。措施K，控制丝状菌的增殖，对已产生大量球衣菌属的活性污泥，用浓度为50mg/l的硫酸铜，保持5mg/l的残留浓度，能够

55、抑制球衣菌属的增殖。在实际运行中，以上几类方法是相辐相称的，污泥膨胀发生以后，首先应通过观察现象，借助理化分析手段，判明膨胀的种类及发生原因，对症下药，采取有效的控制措施。5. 生物膜中微生物的种类组成是怎样的？在生物膜法废水处理设施中，成熟的生物膜一般分为三层，从水体到载体表面依次分为外表层、中间层和内层。由于溶解氧的扩散阻力和微生物对溶解氧的利用，外表层一般为好氧层，中间层为微好氧层，而内层为兼性厌氧或厌氧层，由于自然选择的结果，不同的层面生长着不同类型的微生物，并表现出跟活性污泥不同的特点。外表层的微生物一般为好氧菌，因而称为好氧层。内层因厌氧菌大量繁殖而称为厌氧层。生物膜中微生物群落包

56、括病毒、细菌、真菌、藻类、原生动物以及蚊蝇的幼虫等后生生物，同活性污泥相比，生物膜中微生物的种类和数量更丰富，微生物的生态位更明显。 (1) 细菌 生物膜中细菌以化能异养型为主，不仅包括好氧菌，而且包括兼性厌氧菌和厌氧菌，这与活性污泥有显著差别，因此生物膜中不仅进行好氧呼吸，也进行无氧发酵，微生物代谢类型更加多样化。生物膜可能出现的细菌包括动胶杆菌(Zoogloea)、假单胞菌(Pseudomonas)、黄杆菌属(F1avbacterium)、无色杆菌属(Achromobacter)和产碱杆菌属(Alcaligens)等。生物膜中有大量的丝状细菌生长，如球衣菌属(Sphaerotilus)，但

57、不会出现污泥膨胀现象。生物膜中还有化能自养型的细菌，如硝化细菌。在有光照的地方，生物膜中还生长有光能自养型的细菌，如蓝细菌。在生物膜的内层含有反硝化细菌、硫酸盐还原细菌，甚至有产甲烷细菌。 (2) 真菌 生物膜中有真菌生长，在废水净化过程中发挥一定的作用，但是没有污泥膨胀现象，这是生物膜法比活性污泥法优越的地方。如果废水的pH低，出现的真菌数量多，主要包括镰刀霉属(Fusarium)、青霉属(Penicillium)、曲霉属(Aspergillus)、毛霉属(Mucor) 、地霉属(Geotrichum)和酵母。 (3) 藻类 在有散射光和直射光照射的地方，生物滤池的生物膜中还会生长大量的藻类

58、，藻类的生长能增加生物膜中溶解氧浓度。出现的种类有丝藻(Ulothrix)、裸藻(Euglena)和绿藻(Chlorella)等。(4) 原生动物和后生动物 在生物膜的表面常常有大量的原生动物，能有效摄食细菌和有机颗粒，提高废水处理效果。原生动物有鞭毛类、纤毛类和根足类，如滴虫(Monas)、钟虫属(Vorticella)和变形虫(Amoeba)等。后生动物有轮虫、寡毛类和昆虫类动物，它们以生物膜为食，可以降低生物膜的生物量，同时，它们的运动导致衰老生物膜的脱落。6、结合下图，论述水体自净过程中水体中各种生物、污染物和监测指标之间的变化关系。答：废水或污染物一旦进入水体后，就开始了自净过程。该

59、过程由弱到强，直到趋于恒定，使水质逐渐恢复到正常水平。全过程的特征是： 1）进入水体中的污染物，在连续的自净过程中，总的趋势是浓度逐渐下降。 2）大多数有毒污染物经各种物理、化学和生物作用，转变为低毒或无毒化合物。 3）重金属一类污染物，从溶解状态被吸附或转变为不溶性化合物，沉淀后进入底泥。 4）复杂的有机物，如碳水化合物，脂肪和蛋白质等，不论在溶解氧富裕或缺氧条件下，都能被微生物利用和分解。先降解为较简单的有机物，再进一步分解为二氧化碳和水。 5）不稳定的污染物在自净过程中转变为稳定的化合物。如氨转变为亚硝酸盐，再氧化为硝酸盐。 6）在自净过程的初期，水中溶解氧数量急剧下降，到达最低点后又缓

60、慢上升，逐渐恢复到正常水平。 7）进入水体的大量污染物，如果是有毒的，则生物不能栖息，如不逃避就要死亡，水中生物种类和个体数量就要随之大量减少。随着自净过程的进行，有毒物质浓度或数量下降，生物种类和个体数量也逐渐随之回升，最终趋于正常的生物分布。进入水体的大量污染物中，如果含有机物过高，那么微生物就可以利用丰富的有机物为食料而迅速的繁殖，溶解氧随之减少。随着自净过程的进行，使纤毛虫之类的原生动物有条件取食于细菌，则细菌数量又随之减少；而纤毛虫又被轮虫、甲壳类吞食，使后者成为优势种群。有机物分解所生成的大量无机营养成分，如氮、磷等，使藻类生长旺盛，藻类旺盛又使鱼、贝类动物随之繁殖起来。7. 微生

61、物在氮素循环中的作用是什么？(1)固氮作用 将分子态的氮转变为结合态氮的作用称为固氮作用，地球上80%90%的结合态氮来自微生物还原分子态氮，因此，生物固氮是自然界中一个最重要的固氮方式。生物固氮除了需要固氮酶以外，还要有ATP、还原态的铁氧化还原蛋白和其他的细胞色素和辅酶。自然界中微生物的固氮主要分为自生固氮、共生固氮和联合固氮三种。(2) 氨化作用有机氮化物在微生物的分解作用下释放出氨的过程，称为氨化作用。含氮有机物包括蛋白质、核酸、尿素、尿酸和几丁质等，它们都可以被各种细菌、放线菌和真菌所分解，并释放出氨。有很强氨化能力的氨化菌主要包括芽胞杆菌、梭菌、色杆菌、变形杆菌、假单胞菌、放线菌以及曲霉、青霉、根霉、毛霉等。(3) 硝化作用 把氨或铵离子氧化成硝酸盐的过程称为硝化作用。硝化作用分为两个阶段，第一阶段是氨变成亚硝酸，第二阶段是亚硝酸变成硝酸，它们分别由亚