高等教育出版社环境工程微生物学第三版复习资料

微生物分类：域，界，门，纲，目，科，属，种。微生物的命名原核微生物与真核微生物菌体的形态有蝌蚪状和丝状。有蛋白质和核算病毒体分为两部分：蛋白质衣壳和核酸内芯。病毒的繁殖过程：吸附，侵入，复制与聚集，释放。毒性噬菌体：随即引起宿主细胞裂解的噬菌体温和噬菌体解的噬菌体病毒体内灭活的化学物质体和干扰素体外灭活的化学物质（破坏蛋白质（破坏核酸十二烷基硫酸钠，氯仿（破坏脂质被膜）细菌形态丝状细菌的细胞结构：细胞壁，细胞革兰氏染色原理

酸铵结晶紫和碘—碘化钾复合原生动物分为四个纲：鞭毛纲，肉足纲，纤毛纲，孢子纲。指示菌：鞭毛纲（ααβ－中污带αβ－活性污泥培养中期或在处理效）原生动物（原生虫是寡污带和污水生物处理效浮游甲克动物是水体污染和水体自净的指示生物）藻类（在水体自净中起净化和指示生酶的组成：酶分为单成分酶和全

酶两类。单成分酶由酶蛋白组12蛋白+非蛋白质小分子有机物+金属离子3酶蛋白+金属离子一级结构指多肽链具有四级结构由几个或几十个亚基形成。酶的活性中心是酶蛋白分子直接参与和底物结合并与酶的催化作用直接有酶的催化特性：1化剂的共性2高度的专一性。3条件温和45234PH激活剂6抑制剂微生物的营养物质：水，碳素营养源（化能自养，化能异养，光能自养，光能异养），氮素营养源无机盐，生长因子。培养基培养基的分类：1（加富培养基）营养物进入微生物细胞的方式：12（高浓度向低浓度扩散3呼吸。细菌生长阶段：1（生长（代谢活力强，（细菌生长繁殖迅氧化还原电位等均有所改变，溶解氧供应不足）4衰亡期（缺乏营养而利用贮存物质进行代谢过程中产生有毒的代谢产殖或不繁殖，或出现自溶）DNA：DNA以右手旋转的方式围绕在同一转导，接合质粒携带少量遗传基因的环状DNA：1的DNA2DNA

和质粒在体外重组3入受体细胞4与鉴定5外源基因表达产物的分离与提纯。PCR即为DNA聚合酶链反应水体富营养化氮的协同作用下将三种形态的氮生物起着重要作用。氮循环包括用，反硝化作用固氮作用。托氨作用微生物的脱氨基作用下产生氨硝化作用硝化细菌的作用转化为硝酸：自然界中包括土原生动物及微型后生动物的作用：123进絮凝作用和沉淀作用活性污泥丝状膨胀的成因：12（DO）34控制活性污泥丝状膨胀的对策：

2改革工艺发酵机理两组生理性质不同的专性厌氧烷。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。绪论微生物在电子显微镜下才能看见的所有微小生物的统称。微生物分类：域，界，门，纲，目，科，属，种。三元界五界：原核生物、原生生物、真菌界、动物界、植物界。六界：病毒界、原核生物、真核属名+种名（用两个拉丁词命名一个微生物的属名和种名都用斜体字表达，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）微生物的特点：个体极小、分布第一章原核微生物与真核微生物：原核微生物有拟核，没有细胞器。真核微生物有发育好的细胞核，有高度分化的细胞器。菌体的形态有蝌蚪状和丝状。有蛋白质和核酸。有的还有脂质和多糖。病毒体分为两部分：蛋白质衣壳（和核酸内芯（功能：决定病毒遗毒性噬菌体随即引起宿主细胞裂解的噬菌体。温和噬菌体：不引起宿主细胞裂解的噬菌体。病毒体内灭活的化学物质：有抗体和干扰素体外灭活的化学物质：酚（破坏蛋白质（破坏核酸十二烷基硫酸钠，氯仿（破坏脂质被膜）第二章菌落的菌体集合体。丝状。细胞壁，细胞部分有特殊结构：芽孢、鞭毛、荚膜、粘液层、衣鞘及光合作用层片等。细胞质膜的结构组成：磷脂双分子层和蛋白。内含颗粒：细菌生长到成熟阶段，因营养过剩形成一些贮藏颗粒。多聚磷酸盐颗粒：是磷酸盐的贮存体，或者说是能量仓库。聚β能源。能源，有的荚膜还可作氮源、

、堆积代谢废物、使菌体附着于适当的物体表面。PH氨基酸所带的正电荷和负电荷相PH细菌表面总带负电荷的原因PH）细菌细胞壁的磷壁酸含有大量酸性较强的磷酸基。步骤：1、在无（初染）用草酸1min3、用碘-碘化钾溶液媒染1min4、用中性脱色5、用番红染液复染1min，革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌即被区别开。染色革兰氏机理（两者的化学组成和结构不同革兰氏阳性菌酸铵结晶紫和碘—碘化钾复合

第三章真和生物真菌的特点不能进行光合作用2)产生孢子进行繁殖3)一般有发达的菌丝4)异养型5)陆生性较强大小差别悬殊，细胞结构多样，主要包括酵母菌和霉菌。酵母菌分为发酵型和氧化型两种。霉菌是由分枝的不分枝的菌丝丝子代时：细菌细胞两次分裂之间的时间，成为世代时间。长群体生长＝殖细菌的生长繁殖及其特性1) （phase）特点：生长速率常数近于零，细胞形态变大，rRNA含量增高细，合成代谢较活跃有关基质的酶；缺乏充足的代谢中间产物）指数期（对数期）生长速率最大，世代时间）稳定期净增长速度为零繁殖与死亡速度相等正生长与负生长相等出现稳定期的原因：营养物尤其是生长因子耗尽营养物比例失调代谢物的积累pHDO位的变化）衰亡期内源呼吸：体内贮藏物质酶等一部分细胞物质的氧化。特点：细胞形态多型化细胞活力往往产生芽孢出现死亡期的原因：营养物不足（代谢产物的积累化低温不易使微生物死亡为什么？低温不易引起蛋白质的变性只5℃时微4℃左右。高渗透压环境：细胞失水，发生质壁分离、微生物死亡。如苦瓜去苦味、腌咸菜、蜜饯、保存食物。低渗透压环境0.85%的食盐水（生理盐水）维持微生物正常生活。0.5~1atm为宜。微生物与微生物之间的关系：竞争关系互生关系（两种可以单独生活的微生物生活在一起共生关系（两种不能单独生活的微生物共同生活在一起，互相依赖的关系（共存于同一环境的两）寄生关系捕食关系第七章微生物的生态生态系统：一定时间和空间范围

内有生物与它们的生境通过能量的流动和物质的循环所组成的一个自然个体。生态系统=生物群落+环境条件（一定时间和空间内）生态系统是动态的、平衡的、具有自我调节能力。个体程，是种群的单位。种群;生活在同一特定空间的同一生物种的所有个体的集合体，是生物群落的组成单位。群落;生活在同一特定空间或区域的所有生物种群的聚合体，是生态系统的组成部分。河流接纳了一定量的的和水生物（物）等因素的综合作用后得到环中能够净化有机污染物的最大数量过程有机污染物排入水体后水体稀底水体中好养细菌利用溶解氧吧有机物分解为简单的有机和无机物经细菌完全无机化后，产3.水体中溶解氧在异养菌分解有

于好氧速率，氧垂曲线上升。如果河流不再被有机物污染，河流中溶解氧恢复到原来水平，甚至饱和。4.随水体自净，有机物缺乏和其他原因是细菌死亡。P/H指数和自净程度。P/H指数低，自净的速率高。在自净过程中，有机物减少，异氧微生P/H指数恢复到原有水平。水体富营养化自然界中氮以分子氮，有机的协同作用下将三种形态的氮生物起着重要作用。氮循环包括用，反硝化作用固氮作用。托氨作用反硝化作用：自然界中包括土壤，水体，污水，工业废水都含有硝酸盐。植物，藻类及其他微生物把硝酸盐作为氮源。他们吸收硝酸盐，通过硝酸还原成氨，由氨合成氨基酸，蛋白质及其他含氮物质兼性厌氧的硝酸盐原细菌将硝酸盐还原成氮气。硫化作用：H2S被氧化生成S和H2SO4 的过程反硫化作用：硫酸盐被还原成硫化氢的过程。厌氧降解的四阶段过程第一阶段：水解和发酵性细菌群将复杂有机物分解为小分子有机物。第一阶段的产物进一步分解为乙酸和氢气。第三阶段：两组不同的专性厌氧的产甲烷菌群，组将氢气和二氧化碳或一氧化碳合成甲烷；另一组将乙酸脱羧生成甲烷和二氧化碳。第四阶段：同型产乙酸菌将氢气和二氧化碳转化为乙酸。生动物在活性污泥中的作用促进絮凝∶有的原生动物能分善活性污泥的泥水分离特性。净化作用∶大部分原生动物是生性营养的鞭毛虫等可吸收污水中的有机物。指示作用∶根据出现的原生动物的种类可以判断活性污泥的状态和处理水质的好坏。——由丝状菌的异常增殖引起。原因：低DO，污泥负荷低，营养不足（调pH控制污泥膨胀•控制负荷：0.2～0.45kg/(kg•d)控制营养比例：BOD：N：P＝100：5：1DO足时有利于丝状菌的竞争加氧化（Cl2 H2O2 、

O3 性地控制丝状微生物凝第四章酶的结构是由细胞产生的能在体内或体外起催化作用的一类有活性中心和特殊构象的生物大分子酶的作用是生化反应的催化剂它能改变生物化学反应的速度，并传递电子、原子和学基团可以说酶是生命活动的核心化合物。酶的组成单成分酶＝酶蛋白全酶＝酶蛋白＋有机物(不含N)全酶＝酶蛋白＋有机物(不含N)＋金属离子全酶＝酶蛋白＋金属离子酶各组分的功能：酶蛋白起加速生物化学反应的作用；辅基和辅酶起传递电子、原子、化学基的作用；金属离子传递电子，并可作为激活剂辅因子通常是对热稳定的金属离子或有机小分子（如维生素。辅酶与酶蛋白结合的不紧的辅基与蛋白酶结合紧的与蛋白质结合较疏松，可用透析等方法去除而使酶活性丧失的辅因子称为辅酶与蛋白质结合紧密不易用透析等方法去除的辅 因子称为辅基酶的活性中心：酶的活性部位是酶蛋白分子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酶的活性中心是指酶蛋白分子中与底物结合并起催化作用的小部分氨基酸微区。酶的活性中心内，必需基有两种：结合基团和催化基团酶的活性中心以外的必需基团在维持酶的空间构型保持酶的活性中心和催化作用方面起作用酶的催化特性1酶具有一般催化剂的共性用量少而催化效

2酶具有高度的专一性3酶的催化反应条件温和在常温、常压和近中性的4酶对环境条件变化极为敏感高温、强酸、强碱能使酶失活；5酶的催化效率高能降低反应的能阈，从而降低反应物所需的1010米氏常数Km是表示反应速度为最大速度一半时的底物浓度。Km值值越大，表示酶与底物K值可以判断KK值最小的底物称为该酶的最适底物也就是天影响酶促反应（或酶活力的因素12催化底物的浓度3pH值4温度56营养营养作用从外部环境摄取其生命活动所营养物具有新陈代谢是微生物与环境之间的物质交换过程，包括同化作用和异化作从细菌细胞的组成可以理解6种营养要素：水、无能源。碳源定义：能提供微生物营养作用所需的碳元素的营（CO2、HCO3－、CO32－）氮源定（e.g.饥饿情况下）细菌的营养类型可分为四大类12光能异养型34化能异养型微生物培养基微生物的生物氧化3好氧呼吸（或呼吸作用当存在外在的最终电子受体－－分子氧时，底物可CO2HEMP途径，产生丙酮酸；丙酮酸有氧分解——三羧酸）三要素微生物的生长过程包括营养物质还原力与小分子前体物通常又称为细胞物质合成的三要素1遗传使其子代的性状与亲代基本上一致的现象。2、变异：任何一种生物，亲代（化特性、代谢产物。3、遗传与变异是一切生物最基本的属性，两者相辅相成，相互依存，遗传中有变异，变异中有

遗传，遗传是相对的，变异是绝对的。4、为什么细菌易变异?∵细菌繁殖快，个体微小与外界环境接触面积大∴环境条件在短时期内对菌体产生大的影响，在受物理、化学因素影响后，易产生适应新环境的酶（诱导酶）等，从而改变原有的特性，即产生了变异。5、变异态变异、生理生化特性变异6、变异不一定都有遗传性7、有目的地控制微生物的生长acclimation、adaption）8、有毒有害废水、难降解废水降解能力，提高处理效果。9、遗传的物质基础是脱氧核糖核酸（DNA）10、实验证实：格里菲斯（Griffith）经典转化实验埃佛里（OTAvery）补充实验大肠杆菌噬菌体感染大肠杆菌实验艾佛里等的转化补充实验：R型细胞+纯化的S细胞多糖R型菌落R型细胞+纯化的S细胞蛋白R型菌落R型细胞+SRNAR型菌落R型细胞+纯化的S细胞DNAS型菌落、DNA的化学组成：DNA一种高分子化合物，相对分子4~1×10次方DNA由四种核苷酸组成，每

的差异仅仅在于碱基不同12ATGC13、DNA分子的双螺旋结构模型DNA是由两条核苷酸链形成的双螺旋结构（右手螺旋b、两条链之间靠碱基上的氢键T，GC）cAT与C之间形成三个氢键14、DNA的复制：生物的遗传DNA目和排列顺序所决定的。15、DNA复制的过程（复制）首先，DNA的双链从一端打开，分离成两条单链；然后，以每条链为模板，通过碱基配对逐渐建立起完全互补的一套核苷酸单位，连接上的核苷酸链与原有的多核苷酸链重新组成新的双螺旋DNA。16、DNA的变性双链变单链（熔解曲线50%（TTmDNA分子中GC含量的多少。pH值：碱性（破坏氢键）有机物：尿素和甲硫胺变性梯度凝胶电泳）17DNA的复性（退火变双链，双链随机结合18基因是一切生物体内储存遗DNA分子（即核苷酸顺序的片段是具有固定的起点和终点的核苷酸的线性排碱基对19须存在核糖核酸（RN。核糖核酸（核糖代替脱氧核糖，尿嘧啶U代替胸腺嘧啶T）20RN（rRNAmRNA上的信息，并将特定的rRNA上合成21、遗传信息的传递DNA基本规则——中心法则DNA上的遗传信息是通过的中间作用来指导蛋白质的合成。22、转录——mRNA的合成以DNA双链中的一条链为模板，按互补方式合成RNA，这种遗传信息由DNA到RNA程叫做转录。23反转录RNARNA转录为DNA。24翻译mRNA为合成蛋白质的模板，并由mRNA的碱基排列顺序决定多mRNA传递过程做翻译。25密码子：mRNA3氨基酸的碱基三联体称为密码子。26微生物的变异和基因重组。27、基因突变：DNA链上因碱

种现象叫基因突变（变异。28、变、畸变29、点变异：一个或数个碱基发生变化点突变碱基置换包括转换和颠换移码突变包括缺失和添加30畸变包括缺失，添加，易位，倒位31细菌基因突变的特点无定向性（不对应性）稀有性：频率低10的-5方～10的-10次方自发性异没有必要的联系稳定性：可遗传可逆性：回复突变（back/reversemutation）变率（10-105次方倍）32突变的类型诱发突变（诱变）33（mutage紫外线34质粒：游离于染色体外，具有独立复制能力的小型共价闭DNA分子，即多指原核生物。35质粒结构106~108100－10000kbp36、质粒的可移动性：异种间转移1）R因子－R质粒50年代在日本发现的一种质粒（从患痢疾但被抗生素治疗后的病人中分离出的痢疾志贺式菌中E.coli。曾发现R因子的细菌包括沙门氏菌属Salmonall属（Bacillus、假单胞菌属

（Pseudomonas、葡萄球菌属（Staphulococcus）R因子在细胞中的数目1~2—几十个。对多种抗生素有抗性，也可作为基因载体。具有R因子的细菌在自然界中的存活率高。2）F因子（Fertilityfactor、E.coli62×106Da，94.5kbpF因子的细菌：F+雄菌没有F因子的细菌F- 雌菌特点：有时能够插入染色体，染色体的长度增长。3）降解性质粒：含有能降解复杂物质的基因，从而使细机物大多在假单胞菌属中发现。（以其所能分二甲苯质粒：XYL（Xylene）辛烷质粒：OCT（Octane）甲苯质粒：TOL（Toluene）萘质粒：NAP（Napthalene）樟脑质粒：CAM（Camphor（Salicylate37基因重组：两个不同性状的个体细胞（细胞水平DNA与另一个DNA融合，使基因重新转化（transformation：供DNA片段（下产生部分遗传特性。无需细胞接触。细菌、放线菌、真菌中有转化现象。接合（conjugation接接触而进行的基因重组