南京工业大学环境微生物答疑班内容整理文档格式.docx

1、（2）只含有一种核酸，DNA或RNA（3）大部分没有酶或酶系，极不完全（4）没有核糖体，没有个体生长，也不进行二均分裂，必须依赖宿主细胞（5）在电子显微镜下才能看见（6）对抗生素不敏感，对干扰素敏感化学组成结构：化学组成有蛋白质和核酸。还含有脂质和多糖。整个病毒体分为两部分：蛋白质衣鞘和核酸内芯，两者构成衣鞘壳。蛋白质衣鞘是由一定数量的衣壳粒按一定排列组合构成的病毒外壳，核酸内芯有两种：DNA和RNA，并不同时含有DNA或RNA。完整的具有感染力的病毒体称为病毒粒子，病毒粒子分两种：有被膜和无被膜。被膜（囊膜）：痘病毒、腮腺病毒及其他病毒具有被膜，病毒被膜来源于宿主细胞的核膜或质膜，正常宿主细

2、胞为病毒的脂质和糖类提供原料，被膜蛋白由自身的病毒基因编码而成。除含有蛋白质和核酸外，还含有类脂质，其中50%60为磷脂，其余为胆固醇。痘病毒含糖脂和糖蛋白。病毒不具完备的酶系统，但在病毒的壳体中含有核算多聚酶。2.溶原细胞（1）遗传性：子代细菌具有溶原性（2）自发或诱发裂变：自发的或由理化因子导致（3）免疫性：不受其他同类噬菌体侵染（4）复愈：原噬菌体消失，变成非溶原细胞（5）可获得一些新的特性：如菌落形态改变产生毒性等3.病毒的繁殖过程（1）吸附（2）侵入（3）脱壳（4）病毒大分子合成，病毒基因组表达和复制（5）裂解和释放4.物理、化学因素对病毒的影响物理因素：温度：宿主细胞外的病毒大多在

3、5565C范围内不到1h被灭活，脊髓灰质炎病毒中有抗热变异株，可在75C下存活。一般情况下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。但环境中的蛋白质和金属阳离子可保护病毒免受热的破坏，黏土、矿物、土壤也可保护病毒免受热的破坏作用。光：紫外辐射：灭活的部位为病毒的核酸可见光：日光对肠道病毒有灭活作用。干燥度 ：在污泥中，当固体含量大于65%时，病毒量降低。在此情况下病毒被 灭活是由于病毒RNA释放出来而随后裂解所致。化学因素：体内灭活：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，

4、有机体产生的一种特异蛋白质，用以抵抗入侵的外来病毒。入侵的病毒是抗原，而产生的特意蛋白是抗体。干扰素：宿主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：体外灭活的化学物质有酚、低渗缓冲溶液、甲醛、亚硝酸、氨、醚类、十二烷基硫酸钠、氯仿、去养胆酸钠、氯（或次氯酸、二氧化氯、漂白粉）、溴、碘、臭氧、乙醇、强酸、强碱及其他氧化剂。强酸强碱除本身可直接灭活病毒外，还可导致PH变化对病毒产生影响。病毒一般都酸性环境不敏感，对高PH敏感，因为高PH会破坏蛋白质衣壳和核酸。当PH达到11以上会严重破坏病毒。氯和臭氧灭活病毒的效果极好，它们对病毒

5、蛋白质和核酸均有作用，病毒对氯的耐受力比肠道致病菌强，甲型肝炎病毒对氯消毒需浓缩3倍，游离氯浓度维持在1mg/L。5不同处理级别对病毒的影响一级：是物理过程，以过滤、除渣、初级沉淀除去沙粒、碎纸、塑料袋及纤维状固体废物为目的，所以去除效果很差，约去除30%二级：是生物处理方法，是生物吸附、生物降解和絮凝沉降作用过程，以去除有机物、脱氮和除磷为目的，同时对污水中病毒的去除率较高，病毒去除率90%99%。三级：是微生物处理后的深度处理，有生物、化学及物理的处理过程，它包含絮凝、沉淀、过滤和消毒过程，进一步去除有机物、脱氮和除磷。可使病毒的滴度常用对数值下降46。第二章1.古菌的分类 按古菌的生活习

6、性和生理特性，可分为三大类型：产甲烷菌嗜热嗜酸菌极端嗜盐菌古菌域分为：（1）泉古生菌门：极端嗜热、嗜酸，代谢硫 （2）广古生菌门：产甲烷菌、极端嗜盐菌、热原体、古生硫酸盐还原菌、嗜热嗜酸菌2.古菌在环境保护中的应用在极端恶劣环境中生活的极端微生物，对极端环境具有很强的适应性和需要性。目前已有开发应用极端的嗜碱微生物的碱性酶用于生产洗衣粉。产甲烷菌可用于高浓度有机废水的厌氧消化处理。从嗜高温菌体内提取的Taq DNA酶应用于PCR技术中，使体外扩增DNA成为可能。3.细菌的形态与大小、细胞结构、细胞壁细胞膜特点细菌的大小以微米计细菌的细胞结构一般结构：细胞壁、细胞质膜、细胞质及其内含物、细胞核质

7、特殊结构：芽孢、鞭毛、荚膜、粘液层、菌胶团、衣鞘以及光合作用层片细胞壁：包围在细菌体表最外层的、坚韧而有弹性的薄膜。它约占菌体质量的10%25%。结构：分为革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌，见下面功能：（1）保护细胞免受外力损伤（2）维持细菌的细胞形态（3）阻挡大分子物质进入细胞（4）使某些细菌具有致病性及对噬菌体的敏感性（5）为鞭毛提供支点，使鞭毛运动细胞质膜：由上下两层致密的着色层，中间夹一个不着色层组成，不着色层由具有正、负电荷，有极性的磷脂双分子层组成（加入甾醇可提高其稳定性），是两性分子，亲水基朝着内、外表面的水相，疏水基在不着色区域，蛋白质主要结合在膜表面，膜表面蛋白质还带有多糖，蛋白质

8、位置不固定，使细胞质膜成为一个流动镶嵌的功能区域。（1）维持渗透压，选择透过性（2）细胞质膜上有合成细胞壁和形成横膈膜组分的酶（3）膜内陷形成中间体含有细胞色素，参与呼吸作用（4）多种酶在细胞质膜上进行物质能量代谢（5）为鞭毛提供附着点4.细菌的培养特征（见书P50）（1）在固体培养基上的培养特征（2）在明胶培养基上的培养特征（3）在半固体培养基上的培养特征（4）在液体培养基中的培养特征5.细菌物理化学性质与污水生物处理的关系（P55）（1）细胞质的多相胶体性质决定细菌在曝气池中吸收污水中的有机污染物的种类、数量和速度。（2）细菌表面解离层S或R型决定悬浮液的稳定性，即决定其在沉淀池中的沉淀效

9、果（3）比表面积的大小决定其吸附污染物的能力及与其他微生物的竞争能力（4）细菌的带电性与它吸附吸收污水有机污染物的能力，与填料载体的结合能力有关，还与絮凝沉淀性能有关（5）密度和质量与其沉淀效果有关细菌的物理化学特性是由其遗传性决定的，当处理效果差时，人们通常采用絮凝剂和沉淀剂，适当调节PH，改善活性污泥的沉淀性能，增强处理效果。6.革兰氏染色的机制和步骤机制：等电子学说、渗透学说、化学学说步骤：涂片固片单染和吸干媒染脱色复染7叙述革兰氏阴性菌和阳性菌细胞壁的结构和特点（P42）革兰氏阳性菌：细胞壁较厚，结构较简单，含大量肽聚糖、独含磷壁酸、少量蛋白质和脂肪，不含脂多糖，脂肪含量低。革兰氏阴性

10、菌：细胞壁较薄，结构较复杂，分外壁层和内壁层，外壁层分三层，最外层脂多糖，中间磷脂层，内层脂蛋白，内聚层肽聚糖，不含磷壁酸。含极少肽聚糖，独含脂多糖，不含磷壁酸。8.蓝细菌特点有的为单细胞，呈杆状或球状。蓝细菌的直径约110m,长度不等。有的有多个细胞粘结而成，呈丝状，其菌丝直径约112m，长5500m。又如色球蓝细菌属为单细胞个体或群体，群体种类在细胞壁外分泌果胶类物质构成胶质鞘膜，彼此融合形成大的胶团。属原核生物，有革兰氏阴性菌的细胞壁、质膜、在细胞内有拟核或核质，核糖体、羧酶体、类囊体、藻胆蛋白体、藻蓝素、糖原颗粒、脂质颗粒及气泡。在呈丝状的蓝细菌中，有些丝状体无分支，能产生专化的静息细

11、胞或异形胞，静息细胞比营养细胞大，它萌发释放运动的细胞群，异形胞有折射性的末端颗粒和厚的外壁，它是固氮的部位，可固定大气中的氮。另一些蓝细菌的丝状体有分枝，如单岐蓝细菌属。蓝细菌因有气泡，调节浮力，可以垂直上下游动。繁殖通过二分裂，出芽，断裂、多重分裂或从无柄的个体释放一系列顶生细胞进行繁殖；对极端环境有极强耐受力，因此分布很广。9.放线菌的形态、特点以及分类放线菌的菌体有纤细的，长短不一的菌丝组成，菌丝分支为单细胞，在菌丝生长过程中，核物质不断复制分裂，然而细胞不形成横膈膜，也不分裂，而是无数分支的菌丝组成很密的菌丝体分类：游动放线菌属、弗兰克氏菌属、红球菌属、诺卡氏菌属、链霉菌属。补：红螺

12、菌：属于光能异养型，作用是不受氧气控制，用于高浓度的有机污水处理。第三章1.原生动物一般特征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。形体微小，在10300m之间，在光学显微镜下才可看见，微生物学把它归入微生物范畴。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，故属真核微生物。有独立生活的生命特性和生理功能，如摄食、营养、呼吸、排泄、生长、繁殖、运动及对刺激的反应等。上述各种功能是由相应细胞器执行，如胞口、胞咽、食物泡、吸管是摄食、消化、营养的细胞器，收集管、伸缩泡、胞肛是排泄的细胞器，鞭毛、纤毛、伪足是运动和捕食的细胞器，眼点是感觉的细胞器

13、。可见有些细胞器执行多钟功能，如伪足、鞭毛、纤毛、刚毛既能执行运动功能，又能执行摄食功能。甚至还有感觉功能。营养类型可分为全动姓营养，植物性营养，腐生性营养。全动性营养：是原生动物以其他生物（如细菌、放线菌、酵母菌、霉菌、藻类、比自身小的原生动物和有机颗粒）为食。绝大多数原生动物为全动性营养。植物性营养：是有色素的原生动物，如绿眼虫、衣滴虫和植物类似，在有光照的条件下，吸收CO和无机盐进行光合作用，合成有机物供自身营养。腐生性营养：指某些无色鞭毛虫和寄生的原生动物，借助体表的原生质吸收环境和寄主的可溶性的有机物作为营养。繁殖：分为无性生殖和有性生殖。无性生殖为二分裂法，纵分裂或横分裂。出芽生殖

14、，如：吸管虫。还有多分裂法，如：寄生的孢子虫。二分裂法是原生动物的主要繁殖方式，在环境条件差时出现有性生殖（基因重组，加快变异进化）。2.原生动物在水体污染中的指示作用鞭毛纲：喜在多污带和中污带，在污水生物处理系统中在活性污泥培养初期或在处理效果差时鞭毛虫大量出现，可作为污染水处理效果差时的指示生物肉足纲：变形虫喜在中污带或中污带的自然水体中生活，水体差时大量出现，在污水生物处理系统中，在活性污泥培养中期出现。纤毛纲：游泳型纤毛虫多数在中污带和中污带，少数在寡污带生活。在污水处理中，在活性污泥培养中期或在处理效果较差时出现，扭头虫，草履虫等在缺氧或厌氧环境中生活，耐污能力极强，而漫游虫在较清洁

15、水中生活。 固着型，喜在寡污带生活，它们是水体自净程度高，污水生物处理效果好的指示物。 吸管虫在中污带，有的也能在中污带和多污带生活，在污水生物处理效果一般时出现。3.水体富营养化与哪些藻类有关？裸藻 ：主要生长在有机物丰富的静止水体中或缓慢的流水中，适应范围广，大量繁殖时形成红色绿色的水华。故裸藻是水体富营养化的指示生物。甲藻 ：在适宜光照强度、温度和酸碱度下，大量繁殖，形成赤潮。硅藻 ：分布很广，受气候、盐度和酸碱度制约，附着和水中的种都是水中动物的食料。4.酵母菌、霉菌中某些属在环境治理中的作用酵母菌：在炼油厂的含油含酚的废水生物处理过程中，假丝酵母菌和黏红酵母菌起到积极作用。淀粉废水、

16、柠檬酸废水、油脂废水和味精废水均可利用酵母菌处理，既处理了废水，又可得到酵母菌体蛋白作为饲料，还可测量重金属。霉菌 ：可发酵饲料，生产农药，镰刀酶分解无机氰化物的能力强，对废水中氰化物去除率达到90%以上，有些霉菌还可以处理含NO2化合物废水。伞菌 ：无毒的有机废水可用于培养食物菌的菌丝体，经过空气培养一定时间后长成实体，将子实体移栽到无毒固体废物制成的固体培养基上长成蘑菇。第四章1.酶的组成酶可分为单成分酶和全酶，前者只含蛋白质，如脲酶、蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶、和核糖核酸酶等，后者除了蛋白质外还要结合一些被称为辅基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

17、时才起作用，单独存在无催化作用，如各类脱氢酶和转移酶。单成分酶由酶蛋白组成，如水解酶类等全酶三种形式：酶蛋白+非蛋白酶小分子有机物，如：多钟脱氢酶类 酶蛋白+非蛋白质小分子有机物+金属离子，如：丙酮酸脱氢酶 酶蛋白+金属离子，如：细胞色素氧化酶全酶各组分有不同的功能：酶蛋白起催化生物化学反应加速进行的作用；辅基和辅酶起传递电子、原子和化学基团的作用；金属离子除传递电子外还起激活剂的作用。 全酶中的非蛋白成分可以是不含氮的小分子有机物，或者是由不含氮的小分子有机物和金属离子组成。通常把它称为辅酶和辅基，其中与酶蛋白结合紧的称为辅基，与酶蛋白结合不紧的称为辅酶。2.酶蛋白的结构分为三级结构，一级结

18、构是指多肽链本身的结构，以特定的多肽顺序形成蛋白质的一级结构酶的大多数特性与一级结构有关，表现为功能的多样性、种族的特异性等。研究最清楚的是核糖核酸酶，它由124个氨基酸组成；二级结构是由多肽链形成的初级空间结构，由氢键维持其稳定性。氢键收到破坏时，其紧密的空间结构变得松散，多肽键展开，酶蛋白即变性；三级结构在二级结构基础上，多肽链进一步弯曲盘绕形成更复杂的构型。由氢键、盐键、疏水键等维持三级结构的稳定性。酶蛋白的四级结构由几个或数十个亚基形成的。亚基是由一条或多条多肽链在三级结构的基础上形成的小单位。亚基之间以氢键、盐键、疏水键及范德华力等相连。3.酶的活性中心是酶蛋白分子中直接参与和底物结

19、合，并与酶的催化作用直接有关的部位。它是酶行使催化功能的结构基础。酶的活性中心有两个功能部位：一个是结合部位，一定的底物靠此结合到酶分子上；另一个是催化部位，底物分子中的化学键在此处被打断或形成新的化学键，从而发生一系列的化学反应。这两个功能部位不是各自独立存在的，构成这两个部位的有关基团，有的同时结合底物和催化底物反生反应的功能。酶的活性中心对催化至关重要，其他部位也很重要，因为酶活性中心的形成首先依赖于整个酶分子的结构，它们在维持酶的空间构型、保持酶的活性中心和催化作用等方面起着不同程度的作用。4.酶的催化特性（1）具有一般催化剂的共性：酶积极参与生物化学反应，加速反应速率，缩短反应到平衡

20、时所需的时间，但不改变平衡点。酶在参与反应的前后，没有性质和数量的改变。（2）高度的专一性：被酶作用的物质称为底物、作用物或基质。一种酶只作用一种物质或一类物质，或催化一种或一类化学反应，产生相应的产物。酶的底物专一性分为：结构专一性、立体异构专一性结构专一性：根据不同的酶对不同结构底物专一性程度的不同，又可分为绝对专一性和相对专一性。绝对专一性的酶只作用于一种底物，如脲酶只能催化尿素水解为氨和二氧化碳，对其他物质不起作用。相对专一性的酶对底物结构要求不是十分严格，可作用一类结构相近的底物，即一种酶催化一类具有相同化学键或基团的物质，进行某种类型的反应，如脂肪酶能催化含脂键的脂质进行水解反应。

21、立体异构专一性：当底物具有立体异构体时，酶只能作用其中的一种，这种专一性称为立体异构专一性。旋光异构专一性：例如L-氨基-酸氧化酶只催化L-氨基酸氧化，不催化D-氨基酸，又如胰蛋白酶只作用于L-氨基酸残基构成的肽键或其衍生物，而不作用于D-氨基酸残基构成的胎键或其衍生物。-D-葡萄糖氧化酶仅能将-D-葡萄糖转变为葡萄糖酸，上述例子，均称为旋光异构专一性。几何异构专一性：当底物具有几何异构体时，酶只能作用于其中的一种。例如：琥珀酸脱氢酶只能催化琥珀酸脱氢生成延胡索酸，而不能生成顺丁乙烯酸。（3）酶的催化反应条件温和:酶只需在常温、常压、和近中性的水溶液中进行催化反应。如：生物固氮在植物中是由固氮

22、酶所催化的，通常在27C和中性PH下进行，每年可从空气中将10t左右的氮固定下来，而在工业上合成氮，需要在500C，几百个标准大气压下才能完成。（4）酶对环境条件的变化极为敏感：酶是由细胞产生的生物大分子，凡能使生物大分子变性的因素，如高温、强酸、强碱等都能使酶丧失活性；Cu、Hg、Ag等重金属离子都会钝化酶，使之失活。不同的酶所需的反应条件有时也相差甚远，有些酶例如固氮酶对氧的存在表现极为敏感，以至固氮酶在被氧处理后，短时间内就可导致酶活性不可逆丧失。（5）酶的催化效率极高：生物体内的大多数反应，在没有酶的情况下，几乎是不可能进行的。即使像CO水合作用这样简单的反应也是通过体内碳酸酐酶催化的

23、，1mol碳酸酐酶在1s内可以使610个CO发生水合作用。通常酶比无极催化剂的催化效率高几千倍至百亿倍。5.影响酶促反映的因素（P115）（1）酶的浓度：酶促反应速率与酶浓度成正比。在酶作用的最适条件下，酶促反应速率与酶浓度成正比。当底物浓度足够时，酶分子越多，底物转化的速率越快。但事实上随着酶浓度提高，酶浓度与反应速率的关系曲线有时会很快偏离直线而折向平缓。这时可根据具体图形的偏离程度找出偏差的原因，譬如有时没有达到最佳反应条件，有时由于高浓度底物夹带较多的抑制剂等原因所造成。（2）底物浓度：在生化反应中，若酶的浓度为定值，底物的起始浓度S极低时，酶促反应速率随底物浓度S的增加而直线上升，表

24、现为一级反应。但随着底物浓度的继续增加，反应速率上升比较缓慢，表现为混合级的反应。当底物浓度增加到某种程度时，中间产物浓度ES不增加，酶促反应速率也不再增加，表现为零级反应。在底物浓度相同的条件下，酶促反应速率与酶的初始浓度E成正比，其酶促反应速率就快。（3）温度：（4）PH：（5）激活剂：（6）抑制剂：6.微生物细胞的化学组成70%的水，10%-30%的干物质（有机物占干物质的90%-97%，包括蛋白质、糖类、核酸及脂质；无机物占干物质质量的3%-10%，包括P、S、K、Na、Ca、Mg、Fe、Cl和微量元素CU、Mn、Zn、B、Mo、CO、Ni等）C、H、O、N是所有生物体的有机元素，糖类

25、和脂质由C、H、O构成，蛋白质由C、H、O、N、S组成，核酸由C、H、O、N、P组成。7.微生物的营养物（P121）水碳素营养源氮素营养源无机盐及生长因子等8.根据微生物利用碳源和能源的不同，可分为哪四大类型？它们分别有哪些代谢特点。（P122）光能自养型微生物：依靠体内光合作用色素，利用阳光作能源，以HO和HS作供氢体，CO为碳源合成有机物构成自身细胞物质。化能自养型微生物：不具有光和色素，不能光合作用，能量来源是它们氧化S、HS、H、NH等无机物时通过氧化磷酸化作用产生的ATP，CO是唯一碳源。光能异养型微生物：以光为能源，以有机物为供氢体，还原CO。化能异养微生物：依靠氧化有机物产生化学

26、能获得能量，碳源也是其能源。8.碳氮磷比污水生物处理中好氧微生物要求碳氮磷比：BOD：N：P100：5：1厌氧微生物要求碳氮磷比：6：1。9.什么是培养基？请简述配置培养基应遵循的基本原则培养基：包括水、碳源、能源、氮源、无机盐及生长因子等按一定的比例配置而成的，用以培养微生物的基质。基本原则：在烧杯内加入一定量蒸馏水，按配方称取各营养成分然后讲各营养成分逐一加入，待每一成分溶解后方可加入下一成分，为避免产生金属沉淀可加入螯合剂。一般各成分加入顺序为：缓冲化合物、无机元素、微量元素、维生素及其他生长因子。待全部营养成分配齐后，用质量浓度为100g/L的NaOH或质量浓度为100g/L的HCL调

27、节PH。在连续培养中虚加入缓冲剂，如KHPO、KHPO、NaCO等PH调好后，进行灭菌。10.营养物进入微生物细胞的方式比较项目单纯扩散促进扩散主动运输基因转位载体蛋白无有运送速度慢较快快物资运送方向由浓到稀由稀到浓平衡时内外浓度内外相等内部高运送分子无特异性特异性特需要异性能量消耗不需要需要运送前后溶质分子不变改变载体饱和效应与溶质类似物无竞争性有竞争性运送抑制剂运送对象距离HO、CO、O甘油、乙醇SO、PO糖类氨基酸、乳糖Na葡萄糖、果糖、嘌咛11.发酵、厌氧呼吸和好氧呼吸的区别发酵：指在无外在电子受体时，底物脱氢后产生的还原力H不经呼吸链传递而直接交给某一内源性中间产物接受，以实现底物水

28、平磷酸化产能的一类生物氧化反应。此过程中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，其余能量保留在最终产物中。好氧呼吸：是有外在最终电子受体O存在时，对底物的氧化过程，它是一种最普遍和最重要的生物氧化方式，其特点是按常规方式脱氢，经完整的呼吸链传递氢，同时底物氧化释放出的电子也经过呼吸链传递给O，O得到电子被还原，与脱下的H结合成HO，并释放出能量（ATP）无氧呼吸：又称厌氧呼吸，是一类电子传递体系末端的受氢体为外源无极氧化物的生物氧化。这是一类在无氧条件下进行的产能效率较低的特殊呼吸。其特点是底物按常规脱氢后，经部分电子传递体系递氢，最终有氧化态的无机物受氢。12.怎样检测水体是否受粪便污染只需检测水中的大肠埃希化菌（1）鉴别培养基法：将水样滴到含乳糖的远藤氏培养基上（接种水样细菌），一段时间后，若出现深紫红色，有金属光泽的菌落，则说明水样被粪便污染了。（2）VP试验二乙烯可与蛋白胨水解出的精氨酸起作用，生