一章绪论1-1.解释下列名词1.微生物:微生物并非生物分类名词,而是对所有形体微小、结构简单、要借助显微镜才能看得见的单细胞生物或个体发育简单的多细胞生物和非细胞生物的统称。
2.环境微生物学:主要以微生物学本学科的理论与技术为基础,重点研究污染环境的微生物学。
3.非细胞生物:没有细胞结构存在的生命。
4.原核生物:由原核细胞组成的生物。
如细菌、放线菌、支原体等。
5.真核生物:所有的单细胞或多细胞的、其细胞具有细胞核的生物的总称。
1-2.环境微生物学研究的内容和任务是什么?环境微生物学研究的内容:微生物生命活动及其规律及对它们进行应用。
任务:防止和消除有害微生物活动化害为利。
并充分利用有益微生物资源,为人类造福。
1-3.微生物有何特点?环境中微生物包括哪些主要类别?微生物特点:1.个体小,表面积大 2.种类多,分布广泛 3.生长繁殖快 4.适应性强,易发生遗传变异主要类别:无细胞结构的病毒、噬菌体单细胞结构的主克次氏体、细菌、放线菌多细胞结构的真菌、原生动物、藻类1-4.我国现行的生物分类把生物分为哪几类?微生物分别属于什么界?我国现行的生物分类:病毒界、原核生物界、真核原生生物界、真菌界、植物界、动物界二章微生物的形态结构2-1.解释下列名词:1.细胞壁;包围在细菌细胞最铺面的一层富有弹性的厚实坚韧的结构,具有固定细胞外形和保护细胞不受损伤等功能。
2.细胞质膜;一层紧贴着细胞壁而包围着细胞质的薄膜,主要有蛋白质,脂类,少量糖类。
3.质粒;细菌染色体外的遗传物质,是一环状DNA分子,能自我复制,独立存在,稳定遗传,仅在原核生物和真核生物的酵母。
4.核糖体;分散于细胞质中,其沉降系数为70S(由30S和50S两个亚单位组成),主要成分为RNA(60%)和Pr(40%)5.同形分裂;分裂后所形成的两个子细胞个体大小基本相同。
6.异形分裂;分裂后所形成的两个子细胞个体大小不同,一个大,一个小。
7.菌落;由一个和少数几个细胞分裂形成成千上万个细胞,大量细胞由于固体培养基限制其扩散,聚集在一起形成肉眼可以看见的群落8.气生菌丝;营养菌丝生长发育到一定程度,伸展于基质表外,暴露于空气中9. 基内菌丝;放线菌伸入营养物质内或表面的菌丝体,主要在于吸收营养物质、固定菌落10. 寄生;从活的有机体内吸收营养使自己生存11. 腐生;从无生命的死亡有机体上吸取营养12. 半保留复制;细菌DNA分裂过程中的自我复制是将双链打开成单股,然后在打开的链上按碱基互补原则复制成两条新的双链,其中每条新的双链都会有原来的一条单链。
13.核质;由单一密闭环状DNA分子反复回旋卷曲盘绕组成的松散网状结构14. 原生质体;脱去细胞壁的植物、真菌或细菌细胞以适当方法,如溶菌酶除去G+细菌的细胞壁,剩下的部分15. 球形体:G-细菌用同样的方法处理仍有部分细胞生物质未除去,所得的部分2-2.细菌有哪几种形态?各举一种细菌为代表。
球菌. 肺炎双球菌杆菌芽孢杆菌螺旋菌与弧菌逗号弧菌2-3.细菌有哪些一般结构和特殊结构?它们各自的化学组成和生物功能是什么?一般结构:1.细胞壁 G+肽聚糖,磷壁酸. G-脂多糖,脂蛋白,肽聚糖.①保持细胞外形,提高机械强度;②抑制机械和渗透损伤;③介导细胞间相互作用(侵入宿主)④;防止大分子入侵;⑤协助细胞运动和生长,分裂和鞭毛运动。
2.细胞膜蛋白质,脂类,少量糖类①控制细胞内外物质运送和交换 2.维持渗透压 3.合成细胞壁组分和夹膜的场所 4.进行氧化磷酸化或光合磷酸化的产能基地 5.许多代谢酶和运输酶及电子呼吸链组成的所在地 6.鞭毛的着生地和生长点3.细胞质水,蛋白质,核酸,脂类不流动,有各种酶系统,新陈代谢活动4.核质体 DNA携带遗传信息5.内含物异染颗粒(磷源和能源的贮藏物,可降低细胞渗透压),聚B-羟基丁酸盐(PHB)(特有的一种碳源和能源贮藏物),肝糖和淀粉粒(碳源和能源的贮藏物),硫粒(元素硫的贮藏物),气泡(调节细胞比重,使漂浮于最知水层中)特殊结构:1.荚膜与粘液层主要是多糖1.保护作用2.作为通透性屏障和离子交换系统3.贮藏养料4.表面附着作用5.细菌间识2.鞭毛与繖毛鞭毛主要为Pr,少量糖类或可能有脂类。
鞭毛的主要作用在于运动,其次它还具有抗原特异性(H抗原)繖毛:多数G+少数G-细菌有,在电镜下观察,它比鞭毛更细、更短及硬,数量更多的细丝,中空。
直径一般7-20nm,主要由Pr组成。
功能:1)、细菌结合时遗传物质的通道,2)、细菌被噬菌体吸附的位点。
3)、细胞附着于其他物体、生物上的工具。
3.芽孢和体胞晶体芽孢为休眠体,高折光性体胞晶体的主要成分为蛋白质2-4.试比较细菌、放线菌、霉菌的主要异同点。
细胞结构群体特征繁殖方式细菌原核细胞菌落光滑,湿润有些透明二分裂放线菌原核细胞菌落表面丝绒状,干燥不透明孢子生殖霉菌真核细胞菌落较大,干燥不透明,有颜色孢子生殖酵母菌真核细胞与细菌菌落相似,出芽、孢子生殖2-5.蓝细菌与藻类有何差异?蓝细菌是一类含有叶绿素a具有放氧性能光合作用的原核微生物,藻类是植物,是真核微生物2-6.原生动物有何形态,生理特征?它们在污水处理工程中有何用途?单细胞生物,个体差异大,几微米到几十微米不等,无细胞壁,外有一层质地富弹性的膜;一个或多个细胞核,为真核,形成食物泡,有伸缩泡,无液泡;食物方式为:吞食小动物、细菌等固体物质,食物溶于体内消化;鞭毛、纤毛或伪足运动。
生殖方式:1、无性生殖:二分分裂,孢子有丝分裂(核分裂核膜不消失),鞭毛型为纵分,其他为横分裂。
2、有性生殖:孢子结合,纤毛虫纲为接合,同形、异形孢子。
形成休眠体,能抵抗外界不良环境。
用途在废水处理中主要是细菌的作用,分解有机质的能力最强;其次为原生动物,占总微型动物的90%以上。
1、原生动物对废水净化的影响;1)、原生动物因能直接利用有机质而起废水净化作用;2)、纤毛虫类可促进生物絮凝作用,促进净化;3)、原生动物靠吞食细菌改善出水质量。
2、以原生动物为生物指标依据:各种原生动物的环境要求不同,利用种群的生长情况控制内容:1)、原生动物种类的变化及组成2)、各种种类的数量变化当曝气池中有机负荷、曝气时间、有机质去除率大幅度变化时,种类变化小,而各主要种类的数量变化大。
3)、各种群的代谢活动的变化2-7.试比较G+和G-细菌细胞壁的化学组成与结构异同。
G+(结晶紫的蓝紫色)肽聚糖,磷壁酸. 单层G-(蕃红或沙黄的红色)脂多糖,脂蛋白,肽聚糖. 外层和内层2-8.什么是革兰氏反应?革兰氏染色的原理和主要步骤是什么?反应主要与细菌细胞壁有关细菌最常用的染色法之一,方法是:1).草酸铵结晶紫染2).加碘液媒染,细菌着色。
3).酒精脱色4).蕃红或复红(碳酸复红)染色结果分两类:1紫色菌:经酒精脱色后紫色不褪为G+2红色菌:经酒精脱色后紫色褪掉为G-2-9.试述荚膜的特点及产荚膜细菌在污水生物处理中的作用。
质地疏松的粘稠状物质,具有一定的外形,相对稳定地附着于细胞壁外通常一菌一膜,有的多菌一膜,这许许多多的细菌包围在一个荚膜中,被称为菌胶团。
作用菌胶团是活性污泥的重要组成部分,有较强的吸附能力、氧化有机物的能力,在废水处理中有较为重要的作用。
2-10.试述藻类的特点及其在环境工程中的应用。
有叶绿素,可光合作用,单细胞或多细胞。
没有根茎叶的分化,主要为水生,为浮游生物。
应用1、给水中的害处:异常增殖2、废水处理中的应用2-11.病毒的主要形态生理特征是什么?它们如何进行繁殖?病毒和噬菌体是没有细胞结构,具有一个核酸芯子和一个蛋白质外壳,不能独立生活,只能在其他生物细胞内繁殖,能独立的自我复制,并将遗传性状遗传给下一代。
进行繁殖:吸附,侵入和脱壳,复制和合成,装配和释放2-12.霉菌菌丝分哪几种?酵母菌有何区别?营养菌丝摄取营养气生菌丝伸入空气中形成孢子和释放孢子酵母菌芽细胞不脱离母体,又长新芽,子细胞和母细胞连接在一起,形成藕节状或竹节状的细胞串,称为假菌丝或真菌丝。
2-13.真菌的有性和无性孢子是哪些?真菌三纲一类分类的依据是什么?无性孢子:细胞壁加厚,可抗不良环境,没有经两性结合产生的孢子。
1)、节孢子:由菌丝体断裂2)、原垣孢子:是菌丝体的一部分,在菌丝段某处原生质浓缩,壁加厚。
3)、分生孢子:在气生菌丝顶端,产生于孢子梗上。
4)、孢囊孢子:长生于气生菌丝顶端一个特殊的子囊内。
5)、芽生孢子:由生殖细胞萌芽产生的有性孢子:经两性结合后产生的孢子。
1)、卵孢子:由生殖菌丝的两个不同孢子囊结合形成2)、接合孢子:两个形态基本相同的孢子囊接合而成3)、子囊孢子:两性结合后孢子产生于一个子囊内4)、担孢子:形体如扁担,是一种外生有性孢子分类的依据真菌的形态,繁殖方式,细胞壁的化学成分2-14.为什么革兰氏阳性细菌比阴性继续对青霉素敏感?青霉素通过抑制细菌细胞壁四肽侧链和五肽交连桥的结合而阻碍细胞壁合成而发挥杀菌作用2-15.芽孢有何特点?1.较厚的细胞壁和较高的折光性,2.普通燃料不易着色,3.生理上耐热性强4.对干燥,X射线,紫外线,化学药物等不良环境有抗性5.为休眠体,代谢缓慢。
2-16.哪些化学成分是原核生物细胞特有的?细胞壁:肽聚糖、胞壁酸、磷壁(酸)质、二氧基庚二酸、D-氨基酸三章微生物的生理代谢3-1.解释下列名词营养物质;环境中能被微生物利用的物质称营养物质有机元素;C、H、O、N四种构成水分和有机物质的元素矿质元素;除去C、H、O、N四种构成水分和有机物质的元素外,其它元素统称为无机质(矿物质)成分。
微量元素;研究体系中含量小于0.1%的元素称为微量元素碳源;凡能供给MS碳素骨架的营养物质氮源;提供细胞组分中氮素来源的各种物质生长素;1、凡是MS生长不可缺少的微量有机物如aa、嘌呤、嘧啶、维生素等;2、狭义的即维生素。
自养;碳源是CO2的微生物异养;碳源来源于各种有机物辅酶;是指与Pr结合较紧的辅基;与Pr结合较松,可通过透析除去载体;能传递电子、原子及化学基团代谢作用;异化与同化作用的统一酶;由活体生物产生的,以蛋白质为主要成分,具有高度专一性,高度催化活性的生物催化剂。
3-2.微生物细胞主要由哪些元素组成?含量如何?C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg、Fe等主要元素组成1、水是最主要的成分:细菌75-85%;酵母70-85%;丝状真菌85-90%2、干物质约占鲜重的10-30%其中C、H、O、N四种约占90-97%,3-10%为矿物质元素。
3-3.微生物需要哪些类型的营养物质?碳源,氮源,能源,生长因子,无机盐,水3-4.根据微生物对碳源和能源要求不同可把它们分成哪几种营养类型?各类型有何主要特点?光能自养型以日光为能源,以CO2为碳源光能异养型以日光为能源,以有机物为主要碳源化能自养型生活能源来自于化学能,主要碳源为CO2化能异养型能源来自于有机物质的氧化,碳源主要来自于有机物3-5.试述自养与异养微生物的主要区别。