环境工程微生物期末复习题Word文件下载.docx
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圆形或椭圆形、厚壁、含水量极低、抗逆性极强，是抵抗外界不良环境的休眠体。
拟核：
由于没有核膜和核仁，故称为原始核或拟核，亦称细菌染色体。
它由一条环状双链的DNA分子高度折叠缠绕形成。
拟核携带着细菌全部遗传信息，它的功能是决定遗传性状和传递遗传信息，是重要的遗传物质。
1革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌的细胞壁结构有什么异同？
革兰氏阳性菌细胞壁特点：
细胞壁较厚（20-80nm），结构简单。
含肽聚糖、磷壁酸、少量蛋白质和脂肪。
革兰氏阴性菌细胞壁特点：
细胞壁较薄（约为10nm）。
结构较复杂，分外壁层和内壁层。
外壁层中含有脂多糖，脂多糖是G-特有成分。
2细菌有哪些一般结构和特殊结构？
细胞壁的生理功能：
（1）固定细胞外形
（2）保护细胞；
免受渗透压、外力的损伤（3）是多孔结构的分子筛（4）鞭毛运动的支点（5）其化学成分，决定细菌的抗原性、致病性及噬菌体的敏感性。
3叙述细胞质膜（细胞膜）的结构和化学组成？
化学组成：
由磷脂（占20%～30%）和蛋白质（占50%～70%）组成。
结构：
1）膜主体磷脂双分子层，亲水基团在表面，疏水基团在内部2）双分子层有流动性3）蛋白镶嵌或贯穿或浮在表面
细胞膜的生理功能：
1）选择性运输营养物质2）维持渗透压3）合成细胞壁和糖被的重要基地3）合成细胞壁和糖被的重要基地4）细胞产能场所（转运电子和磷酸化）5）鞭毛基体着生点和旋转供能
4细菌主要的内含颗粒有哪些？
1）聚β-羟基丁酸2）多糖类贮藏物:
糖原粒、淀粉粒3）异染粒-多聚磷酸盐颗粒4）硫粒
5古菌有哪些特点？
1）代谢：
有许多特殊的辅酶，代谢呈多样性（异养、自养、不完全光合型，但无完全的光合型）
2）呼吸类型:
多数为严格厌氧、兼性厌氧，也有少数好氧，但没有严格的好氧型；
3）繁殖速度:
繁殖速度较慢，进化速度也比细菌慢；
4）生活习性:
大多数古菌生活在一些生存条件十分恶劣的极端环境中，如高温、高盐、高酸和绝对厌氧等。
6细菌的基本形态有哪些？
球状、杆状、螺旋状、丝状（仅有少数）
第三章：
真核微生物
原生动物：
缺少真正细胞壁，具有运动能力，并进行吞噬营养的单细胞真核生物。
孢囊：
当环境条件变坏的情况下，（如水干枯、水温和pH过高或过低，溶解氧不足，缺乏食物，有机物浓度过高等等）是原生动物抵抗不良环境的休眠体。
霉菌：
类似放线菌，由分支和不分支的菌丝交织形成的菌丝体。
菌丝体分为营养菌丝和气生菌丝，但多为孢子囊。
问答：
1原生动物各纲在水体自净和污水生物处理中如何起指示作用？
净化废水作用：
①直接参与废物的去除:
捕食水中的悬浮的有机废物颗粒（细菌主要吃溶解性污染物）②吞噬细菌，净化出水水质③产生絮凝物质，促进活性污泥的形成
指示生物作用：
依据原生动物数量、种类、优势种、个体活性与水质的相关规律。
2纤毛纲中的微生物及其作用？
游泳型纤毛虫：
一般在活性污泥培养中期或在处理效果较差时出现
固着型纤毛虫：
当环境不良时，柄消失，固着型钟虫成为泳型
3水体富营养化与哪些藻类有关？
a裸藻主要生长在有机物丰富的静止水体或缓慢的流水中，对温度的适应范围广，在25度繁殖最快，大量繁殖时形成绿色、红色或褐色的水华。
故裸藻是水体富营养化的指示生物。
b甲藻在淡水和海水中都能生长，多数甲藻对光照强度和水温范围要求严格，在适宜的光照和水温条件下，甲藻在短期内大量繁殖，造成海洋的赤潮。
4真菌包括哪些微生物？
它们在废水生物处理中各起什么作用？
真菌包括酵母菌、霉菌、伞菌。
第四章：
病毒
病毒：
没有细胞结构，专性寄生在活的敏感宿主体内的超微小微生物。
它们只具简单的独特结构，可通过细菌过滤器。
毒性噬菌体：
侵入宿主细胞后，随即引起宿主细胞裂解的噬菌体。
温和噬菌体：
侵入宿主细胞后，其核酸附着并整合在宿主染色体上，和宿主核酸同步复制，宿主细胞不裂解而继续生长，这种不引起宿主细胞裂解的噬菌体称作温和噬菌体。
溶原细胞：
含有温和噬菌体核酸的宿主。
溶原性可遗传。
原噬菌体：
在溶原细胞内的温和噬菌体核酸。
1病毒有哪些特点？
个体极小、无细胞结构、专性寄生
2病毒具有怎样的化学组成和结构？
病毒的化学组成有蛋白质和核酸，个体大的病毒，还含有脂质和多糖
结构：
整个病毒体一般分两个部分：
蛋白质衣壳和核酸内芯，它们合称为核壳或核衣壳。
有的病毒外面有被膜（包膜）。
3大肠杆菌T系噬菌体的繁殖过程。
吸附、侵入、复制与聚集、宿主细胞裂解和成熟噬菌体粒子的释放
第5章：
微生物的生理和营养
酶的活性中心：
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，称为酶的活性中心，对酶的催化作用起至关重要的作用。
新陈代谢：
微生物从外界环境中不断地摄取营养物质，经过一系列的生物化学反应，转变成细胞的组分，同时产生废物并排泄到体外。
自养微生物：
（无机营养微生物）以CO2、CO和CO32-中的碳素为其唯一的碳源，利用光能或化学能在细胞内合成复杂的有机物，构成自身的细胞成分。
不需要外界供给现成的有机碳化合物。
异养微生物：
（有机营养微生物）以有机物为碳源和能源
生长因子：
生长因子通常指那些微生物生长所必需而且需要量很小，但微生物自身不能合成或合成量不足以满足机体生长需要的有机化合物。
主要包括维生素、氨基酸与嘌呤与嘧啶三大类。
主动运输：
是指需要能量和渗透酶的逆浓度梯度积累营养物质的过程。
是膜外低浓度溶质运入膜内的一种运送方式。
特点：
逆浓度梯度运输；
需要提供能量；
需要特异性载体蛋白参与；
运送速度较快
基质（底物）水平磷酸化：
底物氧化与磷酸化反应相偶联并生成ATP的过程。
厌氧微生物在底物氧化过程中，可产生含高自由能的中间体，中间体将其高能键交给ADP，使ADP磷酸化而生成ATP。
氧化磷酸化：
微生物在好氧和无氧呼吸时，通过电子传递体系产生ATP的过程。
发酵：
在无氧等外在电子受体的条件下，底物脱氢后产生的还原力[H]不经电子传递体系而是直接交给某一内源性中间产物，通过底物水平磷酸化产能的一类生物氧化反应。
好氧呼吸：
当存在外在的最终电子受体－－分子氧时，底物可彻底被氧化，并通过氧化磷酸化产生大量ATP。
无氧呼吸：
在无氧条件下，电子传递体系末端的受氢体不是氧气，而是外源的无机氧化物（如NO3-、SO42-、CO32-、CO2等）的生物氧化。
糖酵解作用：
生物体内葡萄糖被降解成丙酮酸的过程称为糖酵解。
糖酵解的途径有多种，EMP（己糖二磷酸）途径最为普遍。
1什么是酶？
酶有哪些催化作用特性？
酶：
是动物、植物及微生物等生物体内合成的，催化生物化学反应的，并传递电子、原子和化学基团的生物催化剂。
各种生物细胞内几乎所有生化反应都需要酶的催化。
酶和一般催化剂的共性：
（1）用量少而催化效率高；
（2）不改变化学反应的平衡点；
（3）可降低反应的活化能。
酶作为生物催化剂的特性：
（1）催化效率高
（2）酶的作用具有高度的专一性（3）对环境条件敏感（4）催化条件温和
2微生物需要哪些营养物质？
微生物的营养物质按其在机体中的生理作用可区分为：
碳源、氮源、无机盐、生长因子和水五大类。
3微生物的主要营养类型。
根据微生物利用碳源的不同，可把微生物分为无机营养（自养）和有机营养（异养）两类微生物。
根据能源的不同，微生物分为：
光能自养和化能自养、光能异养和化能异养
4三种生物氧化类型比较。
根据最终电子受体（受氢体）的不同，可将微生物的生物氧化分为三类：
发酵、好氧呼吸、无氧呼吸。
5当处理某一工业废水时，怎样考虑和着手配给营养？
为了保证污（废）水（有机固体废物）生物处理要按碳氮磷比配给营养。
但有的工业废水缺某种营养，当营养不足时，应供给或补足。
某些工业废水缺氮，洗涤剂废水磷过剩，也缺氮，对此可用粪便污水或尿素补充氮。
若有的废水缺磷，则可用磷酸氢二钾补充。
但如果工业废水不缺营养，就切勿添加上述物质，否则会导致反驯化，影响处理效果。
6葡萄糖在好氧条件下是如何彻底被氧化的？
各过程中通过哪些途径产能？
在好氧呼吸过程中，葡萄糖的氧化分解分两阶段：
（1）糖酵解：
葡萄糖经EMP途径形成丙酮酸
（2）丙酮酸的有氧分解－－TCA循环
接下图
7膜的四种主要运输方式的比较。
第6章：
微生物的生长繁殖与生存因子
世代时间：
两次细胞分裂的时间间隔，称为世代时间。
分批培养：
一定的环境条件下，微生物在一个有定量液体培养基的封闭容器内生长繁殖。
恒浊连续培养：
维持培养液中细菌的浓度恒定，以浊度为控制指标的培养方式
恒化连续培养：
维持进水中营养成分恒定。
以恒定流速为控制指标的培养方式。
灭菌：
是通过超高温或其他的物理、化学因素将所有微生物的营养细胞和所有的芽孢或孢子全部杀死。
消毒：
用物理、化学因素杀死致病菌，或者是杀死所有微生物的营养细胞或一部分芽孢。
互生关系：
指两种可以单独生活的微生物共存于同一环境中，互惠互利，两者分开时各自可单独生存。
共生关系：
互生关系的极端表现，两种微生物形成特殊的共生体，不能分开独自生活。
如地衣是藻类和真菌的共生体。
拮抗关系：
共存于同一环境中的两种微生物，甲方对乙方有害，乙方对甲方无任何影响。
1细菌生长曲线主要分几个阶段？
各有何特点？
停滞期（延滞期）：
代谢活跃，个体体积、重量增高；
不立即进行细胞分裂、增殖，数量不变甚至减少。
对数期（指数期）：
①生长速率常数（R）最大，因而细胞每分裂一次所需的世代时间（G）最短；
②细胞进行平衡生长，菌体内各种成分最为均匀；
③酶系活跃，代谢旺盛。
静止期（稳定期）：
1.细胞数目不增加（R=0），即处于新繁殖的细胞数与衰亡的细胞数相等，或正生长与负生长相等的动态平衡之中。
2.菌体产量达到了最高点
衰亡期：
个体死亡的速度超过新生的速度（繁殖数<
死亡数），整个群体就呈现出负生长（R<
0）。
2试述好氧微生物、厌氧微生物、兼性微生物与氧的关系。
好氧微生物：
氧气的作用：
1.最终电子受体；
2.参与物质合成；
好氧微生物所需要的氧气是溶解在水中的氧气，即DO。
厌氧微生物：
可分为两种，一种要在绝对无氧条件下才能生存，有氧就要死亡，称为专性厌氧微生物；
另一种，有氧无氧无所谓，生活过程中，不利用氧，也不会中毒，称为耐氧厌氧微生物。
兼性微生物：
有氧无氧都能生存。
在好氧条件生长时，氧化酶活性强，电子传递体系正常存在；
在无氧条件下，细胞色素和电子传递体系的其他组分减少或全部丧失，氧化酶无活性，通过发酵产能。
3在污水生物处理中，为何一般利用静止期的微生物？
对数期：
优点：
生长繁殖快，代谢活力强，能大量去除废水中的有机物。
缺点：
要求有机物的浓度高，出水难以达到排放标准，由于代谢活力强，细胞表面的粘液层和荚膜尚未形成，不易凝聚成菌胶团，沉淀性能差，出水水质较差。
静止期：
代谢活力也较强，去除有机物的效果较好；
自我凝聚能力强，沉淀效果好，出水水质好。
4微生物与微生物之间的关系主要有哪几种？
举例说明。
微生物之间的关系有：
种内关系和种间关系
种内的关系有：
竞争和互助
种间的关系有六种：
竞争、互生、共生、寄生、拮抗和捕食关系。
竞争：
不同的微生物种群在同一环境中，对食物等共同要求的物质互相竞争，互相受到不利影响。
如好氧生物处理系统中的菌胶团细菌和丝状菌。
互生——互惠互利互惠互利：
如，氨化细菌、亚硝化菌和硝化菌
共生—共同依存：
寄生：
一种生物需要在另一种生物体内生活，从中摄取营养才能得以生长繁殖。
如噬菌体和细菌
拮抗（偏害）：
如乳酸菌和其他腐败细菌。
分特异性和非特异性拮抗（偏害）分特异性和非特异性拮抗（偏害）
捕食：
不是通过代谢产物对抗对方，而是吞食对方。
如原生动物吞食细菌、藻类等。
第7章：
微生物生态和物质循环
土壤自净：
土壤对施入其中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。
土壤生物修复：
利用土壤中天然的微生物资源或人为投加目的菌株到污染土壤中，将滞留的污染物快速降解和转化，使土壤恢复其天然功能。
水体自净：
水体接纳了一定量的有机污染物后，在物理的、化学的和生物等因素的综合作用后得物理的、化学的和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，叫水体自净。
水体富营养化：
由于氮、磷等营养元素排入水体，促使水体种藻类过量生长，造成水体富营养化。
氨化作用：
有机氮化物转化成氨（铵）的过程。
微生物、动物和植物都具有氨化能力，可以在好氧和厌氧环境中进行。
硝化作用：
在好氧条件下，化能自养的硝化细菌（硝酸和亚硝酸细菌）将氨基酸等脱下的氨转化为硝酸或硝酸盐的过程。
反硝化作用：
又称脱氮作用。
兼性厌氧的硝酸盐还原菌将硝酸还原成NO2-，并进一步还原成N2的过程。
固氮作用：
在固氮微生物的固氮酶催化作用下，把分子氮转化为氨，进而合成为有机氮化合物。
硫化作用：
在有氧条件下，通过硫细菌的作用将硫化氢氧化为元素硫，再进而氧化为硫酸。
反硫化作用：
在缺氧条件下，硫酸盐等可被微生物还原成H2S。
硫酸盐还原产物被结合到细胞组分中称为同化硫酸盐还原。
硫酸盐作为末端电子受体还原成不被同化的H2S称为异化硫酸盐还原。
细菌（菌落）总数：
指1ml水样在营养琼脂培养基中，于37℃培养24h后所生长出来的细菌菌落总数。
BIP指数：
无叶绿素的微生物占所有微生物数的百分比。
1氮素循环的过程。
氮循环包括氨化作用、硝化作用、反硝化作用、固氮作用。
（1）氨化作用：
氨化作用是有机氮化物转化成氨（铵）的过程。
蛋白质：
蛋白质在蛋白质酶的作用下发生水解，依次生成蛋白胨、多肽，随后在肽酶的作用下，继续成蛋白胨、多肽，随后在肽酶的作用下，继续水解成氨基酸。
氨基酸在氨化微生物的脱氨基作用下产生氨。
尿素：
尿素水解生成氨、二氧化碳和水，一般在废水生物处理中，可加尿素补充氮源。
（2）硝化作用：
作用：
产生氧化态的硝酸盐，产物又可以参与反硝化作用。
与反硝化作用。
硝化作用分两个阶段进行：
第一阶段由亚硝酸细菌把氨氧化成亚硝酸；
第二阶段由硝酸细菌将亚硝酸氧化成硝酸。
（3）反硝化作用：
反硝化作用一般只在缺氧条件下发生。
土壤、水体和污水中都含有硝酸盐，在缺氧的情况下，总会发生反硝化作用。
反硝化作用是土壤中氮素损失的重要原因；
传统活性污泥法中，由于反硝化作用会引起沉淀池中的污泥上浮；
如排放水中硝酸盐含量高，在水体缺氧时会产生致癌物亚硝酸胺。
（4）固氮作用：
在固氮微生物的固氮酶催化作用下，把分子氮转化为氨，进而合成为有机氮化合物。
2硫循环的过程。
硫酸盐被植物、藻类等吸收，转化为含硫有机物，在厌氧条件下进行腐败作用产生硫化氢，硫化氢能被硫氧化细菌氧化为硫，并进一步氧化硫化氢能被硫氧化细菌氧化为硫，并进一步氧化为硫酸盐，硫酸盐在厌氧条件下，又可被硫酸盐还原菌还原为硫化氢。
3分析下水道的混凝土管和铸铁管腐蚀的原因。
在混凝土排水管和铸铁排水管中，如果有硫酸盐的存在，管的底部则常因缺氧而被还原为H2S。
H2S上升到污水表层（或逸出空气层），与污水表面的溶解氧相遇，被硫化细菌或硫磺细菌将H2S氧化为硫酸。
再与管顶部的凝结水结合，使混凝土管和铸铁管受到腐蚀。
为了减少对管道的腐蚀，除要求管道有适当的坡度，使污水流动通畅外，还要加强管道的维护工作。
4水体富营养化的危害有哪些？
（1）耗尽水中的溶解氧；
（2）影响大气的复氧过程；
（3）藻类会向水中分泌毒素；
（4）大量藻类、鱼和浮游动物的死亡后的沉积物厌氧发酵。
第8章：
环境工程中的微生物原理
好氧活性污泥：
由细菌、菌胶团、原生动物、后生动物等微生物群体及吸附的污水中有机和无机物质组成的，有一定活力，具有良好的净化污水功能的絮绒状污泥。
活性污泥丝状膨胀：
由于丝状细菌极度生长引起的活性污泥膨胀。
好氧生物膜：
由各种好氧微生物和兼性微生物粘附在各种支撑物上的一层带粘性的、薄膜状的微生物混合群体。
聚磷菌：
是指能吸收磷酸盐，并将磷酸盐聚集成多聚磷酸盐贮存在细胞内的一群微生物的统称。
堆肥化：
依靠自然界广泛分布的细菌、放线菌和真菌等微生物，有控制地促进可生物降解的有机物向稳定的腐殖质转化的生物化学过程。
1好氧活性污泥净化污水的作用机理
2原生动物在污水生物处理中的作用。
（1）指示作用：
原生动物数量、种类、优势种、个体活性等与处理水质具有相关性。
①根据原生动物出现顺序可以判断污泥培养成①根据原生动物出现顺序可以判断污泥培养成熟程度；
②根据原生动物的种类，判断活性污泥和处理水质的好坏；
③根据个体形态及其变化过程，判断进水水质变化和运行中的问题。
（2）净化作用：
①直接参与废物的去除捕食水中的悬浮的有机废物颗粒②吞噬细菌，净化出水水质。
（3）促进絮凝和沉淀作用：
原生动物分泌一定的粘液物协同和促进细菌发生絮凝作用。
3活性污泥丝状膨胀的成因及控制对策。
成因：
对策：
（1）控制曝气量，使曝气池中保持适量的溶解氧；
（2）调整pH；
（3）如氮、磷的比例失调，可适量投加氮化合物和磷化合物；
（4）投加一些化学药剂；
（5）改革工艺。
4厌氧甲烷发酵的三阶段理论。
水解与发酵阶段：
在水解与发酵细菌作用下，复杂的有机物先水解为简单的有机物，然后通过多种发酵途径将水解产物转化为挥发性有机酸及多种发酵途径将水解产物转化为挥发性有机酸及醇、CO2和H2等。
产氢产乙酸阶段：
在产氢产乙酸菌的作用下，把第一阶段的产物转化成H2/CO2、乙酸。
产甲烷阶段：
通过产甲烷菌的作用，将H2/CO2、乙酸最终转化成甲烷。
5废水生物脱氮原理及参与微生物的特征
原理：
在好氧段内，由亚硝化细菌和硝化细菌的硝化作用，将氨氮转化为硝态氮；
在缺氧段经反硝化细菌的反硝化作用，将硝态氮还原为氮气，释放到大气中。
参与脱氮的微生物有：
硝化阶段的亚硝化菌和硝化细菌以及反硝化阶段的反硝化菌。
6微生物生物除磷原理。
依靠活性污泥中的聚磷菌（兼性厌氧菌）过量吸磷（聚磷），再通过排泥，从水中除去这些细菌。
好氧吸（聚）磷：
好氧条件下，聚磷菌消耗体内的PHB和外源有机物，逆浓度梯度过量吸磷（贮备能源——多聚磷酸盐颗粒也称异染粒）；
厌氧放磷：
厌氧条件下，聚磷菌分解体内的多聚磷酸盐产生ATP，利用ATP以主动运输的方式吸收小分子有机物进入细胞内，合成聚β-羟基丁二酸（PHB），同时释放磷酸盐于体外。
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