水处理微生物学基础复习整理第一章绪论1、微生物的特点：个体小、种类多、分布广、繁殖快、易变异2、水中常见的微生物：细胞生物，非细胞生物（病毒）。

细胞生物：古菌、原核生物、真核生物原核生物：细菌、放线菌、蓝细菌（俗称蓝藻）、支原体、立克次氏体、衣原体真核生物：（1）藻类（2）真菌---酵母菌、霉菌（3）原生动物---肉足类、鞭毛类、纤毛类（4）微型后生动物第二章原核微生物1、细菌：单细胞，个体微小，结构简单，没有真正细胞核的原核生物。

2、细菌的形态大致上可分为球状、杆状和螺旋状（弧菌及螺菌）3种。

自然界中，以杆菌最为常见，球菌次之，螺旋菌最少。

细菌的基本结构：细胞壁和原生质体。

原生质体位于细胞壁内，包括细胞膜、细胞质、核质和内含物。

鉴别细胞的最常见方法：革兰氏染色法，把细菌分为革兰氏阳性和革兰氏阴性细菌。

操作步骤：（1）用结晶紫染液对细菌染色（2）加媒染剂（碘液）使菌体着色（3）用乙醇脱色（4）用复染液（沙黄或番红）复染（5）显微镜下观察染色后的细菌：蓝紫色则为革兰氏阳性细菌，番红或沙黄的红色则为革兰氏阴性细菌。

革兰氏染色的机理：通过初染和媒染后，在细菌细胞的细胞壁及膜上结合了不溶于水的结晶紫与碘的大分子复合物。

革兰氏阳性菌细胞壁较厚、肽聚糖含量较高和分子交联度较紧密，故在酒精脱色时，肽聚糖网孔会因脱水而发生明显收缩。

再加上它不含脂类，酒精处理也不能在胞壁上溶出大的空洞或缝隙，因此，结晶紫与碘的复合物仍阻留在细胞壁内，使其呈现出蓝紫色。

与此相反，革兰氏阴性菌的细胞壁较薄、肽聚糖位于内层且含量低和交联松散，与酒精反应后其肽聚糖不易收缩，加上它的脂类含量高且位于外层，所以酒精作用时细胞壁上就会出现较大的空洞或缝隙，这样，结晶紫和碘的复合物就很易被溶出细胞壁，脱去了原来初染的颜色。

当蕃红或沙黄复染时，细胞就会带上复染染料的红色。

酒精脱色是革兰氏染色的关键环节。

脱色不足,阴性菌被误染成阳性菌；脱色过度,阳性菌可误染为阴性菌。

3、细胞膜：化学主要组成部分为蛋白质，脂类，少量糖类主要功能：①选择性地控制细胞内外物质的运送和交换。

②维持细胞内正常渗透压。

③合成细胞壁组分和荚膜的场所。

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以及电子呼吸链组成的所在地。

⑥鞭毛的着生和生长点。

4、细菌的特殊结构：糖被、芽孢和鞭毛荚膜：根据其厚度，可溶性及其在细胞表面的存在形态可将其称为荚膜，微荚膜，黏液层。

5、菌胶团：荚膜物质融合成一团块，内含许多细菌时6、菌胶团是活性污泥中细菌的主要存在形式，有较强的吸附和氧化有机物的能力，在污水生物处理中具有重要的作用。

7、芽孢：某些细菌在生活史的一定阶段，细胞内会形成一个圆形或椭圆形、壁厚、含水量低、抗逆性强的休眠结构。

能产生芽孢的细菌种类很少，仅在部分杆菌和极少数球菌中能形成芽孢。

8、细菌繁殖的主要方式：裂殖只有少数类型营芽殖.绝大多数细菌都是借二分裂方式进行繁殖。

9、典型细菌菌落的特征：一般是1~3mm，圆形或椭圆形，湿润，较光滑，较透明，较粘稠，易挑取，质地均匀与正反面颜色一致等。

10、菌落：将单个或少量同种细菌细胞接种于固体培养基表面，在适当的培养条件下，改细胞会迅速生长繁殖，形成许多细胞聚集在一起且肉眼可见的细胞集合体。

10、菌丝形态：根据不同形态与功能可分为基内菌丝、气生菌丝、孢子丝。

放线菌主要通过无性孢子的方式进行繁殖，也可借菌丝断裂或菌丝片段繁殖。

抗生素主要由放线菌产生，而其中90%又由链霉菌产生。

11、丝状细菌：铁细菌、硫细菌、球衣细菌工程上常把菌体细胞能相连而形成丝状的微生物统称丝状菌，如丝状细菌、放线菌、丝状真菌等。

第三章古菌1、常见的古菌：1)产甲烷古菌； 2) 硫酸盐还原古菌； 3) 嗜盐古菌； 4) 嗜热古菌；5)无细胞壁的嗜热嗜酸古菌等。

第四章真核（微）生物1、真核生物：是一大类细胞核具有细胞膜，能进行有丝分裂，细胞质中存在线粒体或同时存在叶绿体等多种细胞器的生物。

2、真菌的共同特点：1) 体内无叶绿素和其他光合作用的色素，不能利用二氧化碳制造有机物，只能靠腐食性吸收营养方式取得碳源、能源和其他营养物质； 2)细胞贮藏的养料是肝糖元而不是淀粉； 3)真菌细胞一般都有细胞壁，细胞壁多数含几丁质； 4) 以产生大量无性和（或）有性孢子方式繁殖； 5)陆生性较强。

3、真核生物的细胞核构成：核被膜、染色质、核仁和核基质4、内质网：膜上含有核糖体的称为糙面内质网膜；不含的称为光面内质网膜。

5、叶绿体的构造：叶绿体膜、类囊体、基质。

6、酵母菌：一般泛指能发酵糖类的各种单细胞真菌。

7、霉菌：通常指菌丝体发达又不产生大型子实体结构的真菌。

霉菌营养体的基本单位是菌丝，一部分为伸入营养体内摄取营养称为营养菌丝；一部分伸入空气中形成孢子和释放孢子称为气生菌丝。

8、藻类在氧化塘中的作用：藻类具有通过光合作用产生氧气的功能，在氧化塘等生物处理工艺中利用菌藻共生系统，其中藻类产生的氧可被好氧微生物有效利用，去氧化分解水中的有机污染物。

这样一方面收货大量营养价值的藻类，另一方面也净化了污水。

9、原生动物有两种类型运动胞器，一种是伪足；一种是鞭毛和纤毛。

10、在污水处理厂曝气池运行的初级阶段，往往出现动物性鞭毛虫。

11、群体钟虫和普通钟虫都经常出现于活性污泥和生物膜中，可作为处理效果较好的指示生物。

12、原生动物对污水净化的影响①、动物性鞭毛虫、变形虫、纤毛虫等能直接利用水中的有机物质②、可促进生物絮凝作用③、吞食细菌13、以原生动物为指示生物①、不同种类的原生动物对环境条件的要求不同②、体积较大14、活性污泥的培养与驯化阶段中，原生动物的出现和数量的一定顺序。

运行初期：曝气池中常出现鞭毛虫和肉足虫，若钟虫出现且数量较多，则说明活性污泥已成熟，充氧正常。

正常运行：如果固着型纤毛虫减少，游泳型纤毛虫突然增加，表明处理效果变将坏。

15、当活性污泥中出现轮虫时，往往表明处理效果良好，但如树立过多，则有可能破坏污泥的结构，使污泥松散而上浮。

第五章病毒1、病毒：是一类超显微，非细胞的，没有代谢能力的绝对细胞内寄生性生物。

2、病毒的结构：它区别于其他微生物，没有细胞结构，一般只由核酸（每种病毒只含有一种核酸，DNA或RNA）和蛋白质外壳构成，是一类非细胞生物。

3、以原核生物为寄主的病毒通称噬菌体。

4.病毒的繁殖过程：吸附，侵入与脱壳，复制与合成，装配与释放四个步骤。

5.烈性噬菌体：能使细菌细胞裂解的噬菌体。

被侵染的细菌被称为敏感细菌。

6.温和噬菌体与溶源现象：有一些噬菌体侵入宿主细胞后，其核酸整合到宿主细胞的核酸上同步复制，并随宿主细胞分裂而带到子代细胞内，宿主细胞不裂解。

这些噬菌体称为温和噬菌体。

这一现象称为溶源现象。

第六章微生物的生理特性1、营养是指生物体从外部环境中摄取对什么活动必需的能量和物质，以满足正常生长和繁殖需要的一种基本生理功能。

2、营养水平的六大分类：碳源、氮源、能源、生长因子、无机盐和水。

3、生长因子是一类调节微生物正常代谢所必需，但不能利用简单的碳，氮源自行合成的有机物。

4、微生物的营养类型营养类型指根据微生物需要的主要营养元素即能源和碳源的不同而划分的微生物类型。

根据碳源的不同，微生物可分成自养微生物和异养微生物。

根据生活所需能量来源的不同，微生物又分为光能营养和化能营养两类。

将两者结合则一共有光能自养、化能自养、化能异养和光能异养四种营养类型。

现将四大营养类型简单介绍如下：（a）光能自养：属于这一类的微生物都含有光合色素，能以光作为能源，CO2作为碳源。

这类微生物有蓝细菌、紫硫细菌、绿硫细菌以及藻类等。

（b）化能自养：这一类微生物的生长需要无机物，在氧化无机物的过程中获取能源，同时无机物又作为电子供体，使CO2还原为有机物。

这类菌有氨氧化菌、硝化细菌、铁细菌、某些硫磺细菌等。

（c）化能异养：大部分细菌都以这种营养类型生活和生长，利用有机物作为生长所需的碳源和能源。

化能异养微生物又可分为腐生和寄生两类，前者利用无生命有机物，后者则依靠活的生物体而生活。

在腐生和寄生之间，存在着不同程度的即可腐生又可寄生的中间类型，称为兼性腐生或兼性寄生。

腐生微生物在自然界的物质转化中起着决定性作用，很多寄生微生物则是人和动植物的病原微生物。

（d）光能异养：这类微生物利用光能作为能源，以有机物作为电子供体，其碳源来自有机物，也可利用CO2。

属于这一营养类型的微生物很少，主要包括紫色非硫细菌与绿色非硫细菌等微生物。

5、培养基的用途：根据用途的不同，培养基可分为选择性培养基、鉴别培养基和加富培养基。

选择性培养基：选择性的得到某种微生物鉴别培养基：肉眼直接判断生物种类的培养基加富培养基：人为的强化培养某种微生物6、营养物质的吸收和运输及其特点（1）单纯扩散又称被动运输，是最简单的方式，也是微生物吸收水分及一些小分子有机物的运输方式。

它的特点是物质的转运顺着浓度差进行，运输过程不需消耗能量，物质的分子结构不发生变化。

（2）促进扩散的特点基本与单纯扩散相似，但是它须借助细胞膜上的一种蛋白质载体进行，因此对转运的物质有选择性，即立体专一性。

除了细胞内外的浓度差外，影响物质转运的物质的另一重要因素是与载体亲合力的大小。

（3）主动运输是微生物吸收营养物质的最主要方式。

它的最大特点是吸收运输过程中需要消耗能量（ATP，原子动势或"离子泵"等），因此可以逆浓度差进行。

（4）基因转位与主动运输非常相似，但有一个不同，即基因转位过程中被吸收的营养物质与载体蛋白之间发生化学反应，因此物质结构有所改变。

7、酶是生物细胞中自己合成的一种催化剂（生物催化剂），其基本成分是蛋白质8、大多数微生物酶的产生与基质存在与否无关，在微生物体内都存在相当数量的酶，这些酶称为组成酶。

在某些情况下，例如受到了持续的物理化学作用影响，微生物会在其体内产生出适应新环境的酶，称为诱导酶。

9、酶催化剂的特性：1)高催化效率 2)高度专一性 3)调节性微生物则为30～60℃。

大多数酶的最适pH值在6～7左右。

10、酶促反应的一级反应与零级反应。

11、微生物的新陈代谢，简称代谢。

是推动一切生命活动的动力源，通常指在活细胞中的各种合成代谢和分解代谢的总和。

12、呼吸作用：是微生物在氧化分解基质的过程中，释放电子，生成水或其他还原性物质，并释放能量的过程。

根据基质脱氢后，其最终受氢体（电子受体）的不同，微生物的呼吸作用可分为好氧呼吸、厌氧呼吸和发酵。

14、微生物的能量：物质完全氧化时放出能量多，不完全氧化时，放出的能量少。

15、环境因素对微生物生长的影响：温度、氢离子浓度、氧化还原电位、干燥、渗透压、光及辐射、化学药剂等。

第七章微生物的生长和遗传变异1、生长：微生物在适宜的环境条件下，不断地吸收营养物质，并按照自己的代谢方式进行代谢活动，如果同化作用大于异化作用，则细胞质量不断增加，体积得以增大，表现在细胞自身就是体积或重量的不断增加。