水处理微生物学剖析Word文档格式.docx
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细菌的三（四）种基本形态
细菌是一类单细胞、个体微小、结构简单、具有细胞壁、没有真正细胞核的原核生物。
细菌的大小以µ
m计。
球状、杆状、螺旋状、丝状。
3、细菌的基本结构、特殊结构有哪些？
基本结构：
细胞壁、原生质体（细胞膜、细胞质、核质、内含物）
特殊结构：
糖被、芽孢、鞭毛
4、革兰氏染色具体操作过程（四步）；
革兰氏染液四种；
革兰氏阳性菌和阴性菌细胞壁差别；
革兰氏染色机理;
结果如何判断？
（1）初染—草酸铵结晶紫染液第一次染色1min后，水洗
（2）媒染—碘液浸湿1min后，水洗
（3）脱色—95%乙醇溶液进行脱色后水洗
（4）复染—红色的蕃红或沙黄染液第二次染色0.5min，水洗
草酸铵结晶紫、碘液、95%乙醇溶液、蕃红或沙黄染液
细菌呈现第一次染色的效果紫色，称革兰氏阳性菌（紫阳G＋）
细菌呈现第二次染色的效果红色；
称革兰氏阴性菌（红阴G-）
革兰氏阳性菌的细胞壁较厚且为单层，其组分较为均匀一致，主要由肽聚糖组成，还有一定数量的磷壁酸，脂类组分很少。
而革兰氏阴性菌的细胞壁可分为两层，外层主要由脂多糖和脂蛋白组成，较厚，脂类在整个细胞壁中占有的比例很高。
内层的主要成分是肽聚糖，但是较薄。
通过初染和和媒染后，在细菌细胞的细胞壁及膜上结合了不溶于水的结晶紫和碘的大分子复合物。
革兰氏阳性菌细胞壁较厚，肽聚糖含量较高且分子交联度较密，脂类较少，故酒精不易使其脱色而呈现蓝紫色。
而革兰氏阴性菌细胞壁较薄，肽聚糖位于内层且含量低，脂类含量高且位于外层，酒精很容易使其脱去初染的蓝紫色，而呈现复染的红色。
了解细菌表面电荷和等电点
细菌的等电点在pH为2～5；
革兰氏阳性菌的等电点在pH为2～3；
革兰氏阴性菌的等电点在pH为4～5：
pH为3～4之间的为革兰氏染色不稳定性菌；
细菌表面带电荷；
由细菌表面的蛋白质（两性电解质）的等电点和外界的pH值所决定。
5、什么是内含物？
知道几种主要的内含物（储藏性颗粒）
内含物是细菌新陈代谢的产物，或是贮备的营养物质。
如异染颗粒、聚β-羟基丁酸盐、肝糖和淀粉粒、硫粒、气泡。
6、什么是荚膜？
什么是菌胶团？
菌胶团的作用？
荚膜是某些细菌在其表面分泌的一种粘性物质，把细胞壁完全包围封住。
菌胶团：
有些细菌由于其遗传特性决定，细菌之间按一定的排列方式互相粘集在一起，被一个公共荚膜包围形成一定形状的细菌集团。
①菌胶团是好氧活性污泥中细菌的主要存在形式，有吸附和氧化分解有机物的功能，
②菌胶团对有机物的吸附和分解，为原生动物和微型后生动物提供了良好的生存环境；
③具有指示作用；
通过菌胶团的颜色、透明度、数量、颗粒大小及结构的松紧程度可衡量好氧活性污泥的性能。
7、什么是芽孢，芽孢的特点？
为什么芽孢不是细菌的繁殖方式。
细菌的繁殖方式主要是什么？
芽孢是有些细菌（多为杆菌）在一定条件下，细胞质高度浓缩脱水所形成的一种抗逆性很强的球形或椭圆形的休眠体。
特点：
壁厚；
水分少；
不易透水；
具有极强的抗逆性
芽孢是细菌的休眠体，条件适宜可萌发，每一细胞仅形成一个芽孢，所以其没有繁殖功能。
细菌的繁殖方式主要为裂殖和芽殖。
8、什么是菌落？
菌落是单个微生物接种在固体培养基上，在合适的条件下培养一段时间，生长繁殖形成一堆由无数个个体组成的肉眼可见的群体。
9、什么是放线菌？
典型的放线菌的一般形态构造。
放线菌的主要繁殖方式？
放线菌是一类主要成菌丝生长和以孢子繁殖的陆生性较强的原核生物。
典型的放线菌的一般形态构造分为基内菌丝、气生菌丝、孢子丝。
放线菌主要通过形成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，但以孢子繁殖为主。
铁细菌、硫细菌和球衣细菌常称为丝状细菌。
10、什么是光合细菌？
什么是蓝细菌？
光合细菌是具有原始光能合成体系的原核生物的总称。
蓝细菌是一类G－、无鞭毛、含叶绿素a（无叶绿体）、能进行产氧性光合作用的大型原核微生物。
11、支原体、立克次氏体、衣原体是介于细菌与病毒间的一类原核生物。
同属G－。
代谢能力差，主要营细胞内寄生的小型原核生物。
从支原体、立克次氏体至衣原体寄生性逐步增强。
12、知道古菌的细胞壁、细胞膜、16SrRNA与细菌和真核生物不同。
了解古菌基本上是生存在极端环境下的微生物。
知道几种常见的古菌及古菌生存环境。
如产甲烷古菌、嗜盐菌。
与大多数细菌不同，它们的细胞壁缺少肽聚糖。
（假肽聚糖，复杂多糖）而且，绝大多数细菌和真核生物的细胞膜中的脂类主要由甘油酯组成，而古菌的膜脂由甘油醚构成。
这些区别也许是对超高温环境的适应。
古菌鞭毛的成分和形成过程也与细菌不同。
繁殖：
古菌繁殖速率较真细菌缓慢
生活习性（生境）：
大多数古菌生活在极热、高盐、极酸、或高度缺氧的极端环境里
按照古菌的生活习性和生理特点，古菌可分为三大类型：
产甲烷菌、嗜热嗜酸菌、极端嗜盐菌。
第四章真核生物
1、什么是真核生物？
真核生物和原核生物的差别？
什么是真菌？
什么是酵母菌？
什么是霉菌。
知道四大类微生物是指什么。
真核生物是所有单细胞或多细胞的、其细胞具有细胞核的生物的总称
是一大类细胞核具有核膜，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。
比较项目
真核生物
原核生物
细胞大小
较大
通常直径＞2
m
较小
通常直径＜2
m
若有细胞壁，
其主要成分
纤维素、几丁质等
多数为肽聚糖
细胞膜含呼吸或光合成分
无
有
细胞器
鞭毛结构
如有，则粗而复杂
（9＋2型）
如有，则细而简单
真菌是指单细胞或多细胞、无光合色素不能进行光合作用、靠寄生或腐生方式生活，无根、茎、叶分化的真核微生物。
酵母菌一般泛指能发酵糖类的各种单细胞真菌。
霉菌属于丝状真菌，通常指那些菌丝体较发达又不产生大型子实体结构的真菌。
四大类微生物：
细菌、酵母菌、放线菌、霉菌
2、了解什么是藻类，什么是原生动物、什么是后生动物。
原生动物的营养类型？
藻类是一类具有光合作用能力，可以利用光能将无机物转化、合成为有机物的自养体。
除蓝藻外，全为真核生物。
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。
（1）全动性营养－－绝大多数
吞食其他生物和有机颗粒为食
（2）植物性营养
有色素的原生动物如绿眼虫等，进行光合作用。
（3）腐生性营养
某些无色鞭毛虫或寄生的原生动物，借助体表的原生质膜吸收环境和寄主中的可溶性有机物。
原生动物以外的多细胞动物叫后生动物。
形体微小的，需借助显微镜观察的后生动物称为微型后生动物。
3、知道污水处理中常见的三类原生动物。
肉足类、鞭毛类、纤毛类
4、了解原生动物、微型后生动物作为指示生物的作用。
（1）指示作用：
低等生物对环境适应性强，对环境因素的改变不敏感。
较高等生物则相反。
原生动物和微型后生动物在水体中较高等生物。
可根据它们的活动规律判断水质和污水处理程度；
根据原生动物种类判断活性污泥和处理水质的好坏；
还可根据原生动物遇恶劣环境改变个体形态及其变化过程判断进水水质变化和运行中出现的问题。
（2）净化作用：
试验证明原生动物有摄取溶解性有机物的作用，起了净化作用。
（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。
处理水质与原生动物种类有一定的关系，但不绝对：
水质好（BOD<
10～20）：
纤毛虫、钟虫
水质坏（BOD>
20～30）：
鞭毛类原生动物、根足虫、变形虫
5、简述原生动物在污水处理中的作用
（1）原生动物在污水中的数量比较大，有一定的净化污水的能力；
（2）原生动物多以细菌为食物，可吞食活性污泥，成为可能的污泥减量化方法；
（3）原生动物可作为指示生物，判断生物处理构筑物的运转情况及污水净化的效果。
由于原生动物的形体比细菌大得多，用低倍显微镜即可观察，利用原生动物种群的生长情况，反应活性污泥和生物膜的质量以及污水净化的程度。
6、什么是病毒。
病毒的特点。
知道病毒的大小以nm计。
了解病毒的结构。
知道病毒只含有一种核酸。
了解病毒的繁殖方式以及病毒的繁殖过程。
（四步）什么是烈性噬菌体、温和噬菌体。
什么是溶源性细菌？
病毒是一类超显微（无法用光学显微镜辨认）、非细胞的、没有代谢能力的绝对细胞内寄生性生物。
（1）病毒是一类非细胞生物，每种病毒只含一种核酸；
（2）病毒具有化学大分子的属性；
（3）病毒不具备独立代谢的能力，专性寄生
病毒是一类非细胞生物，没有细胞结构，每种病毒只含一种核酸；
病毒是以颗粒——病毒粒子的形式存在的，病毒粒子是成熟的或结构完整的有感染性的病毒个体，大多数具有共同结构模式，其中包括壳粒、壳体、核壳体、包膜等部分。
以复制方式繁殖：
吸附，侵入与脱壳，复制与合成，聚集与释放
烈性噬菌体：
侵入宿主细胞后，能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，和宿主的核酸同步复制，宿主细胞不裂解而继续生长
被温和噬菌体侵染的细菌称为溶源性细菌
1、微生物的六大类营养物质指的是什么？
什么是自养微生物，什么是异养微生物？
什么是生长因子？
能作为微生物的能源的物质有哪些？
什么是大量元素什么是微量元素？
碳源、氮源、水、无机盐、能源、生长因子；
凡事必须利用无机碳作为主要碳源的微生物，称为自养微生物
凡事必须利用有机碳作为主要碳源的微生物，称为异养微生物
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。
能源物质：
有机物（同碳源）——化能异养微生物；
无机物（不同于碳源）-化能自养微生物；
辐射能——光能自养和光能异养微生物
生长所需要的浓度在10-3～10-4mol/L范围内的元素称为大量元素
微量元素是指那些在微生物生长过程中起重要作用，而机体对这些元素的需要量极其微小的元素，通常需要量在10-6-10-8mol/L（培养基中含量）。
微量元素一般参与酶的组成或使酶活化。
2、微生物的四种营养类型？
光能无机营养型、光能有机营养型、化能无机营养型、化能有机营养型
3、知道碳氮磷比理解好氧生物处理碳氮磷比BOD5:
N:
P=100:
5:
1
式中BOD5的含义？
为什么用bod来替代有机物含量？
碳氮比（C/N）直接影响微生物生长与繁殖及代谢物的形成与积累，故常作为考察培养基组成时的一个重要指标。
C/N比值=碳源中的碳原子的mol数/氮源中所含的氮原子的mol数
主要是指碳氮磷的比例关系，通常称碳氮磷比，“营养要平衡”，存在一定比例搭配的现象
污（废）水生物处理中好氧微生物群体（活性污泥）要求为BOD5：
N：
P＝100：
5：
BOD反映了在有氧的条件下，水中可生物降解的有机物的量--主要污染特性（以mg/L为单位）。
常以5d作为测定生化需氧量的标准时间，称5日生化需氧量（BOD5）；
通常以20℃为测定的标准温度。
4、什么是培养基，培养基配置的原则，培养基的分类。
了解培养基中各成分的作用。
培养基是应科研或生产的需要，由人工配制的、适合于不同微生物生长繁殖或积累代谢产物用的营养基质（混合养料）。
原则：
目的明确、营养协调、理化条件适宜、经济节约
（1）按物理状态分：
固体培养基、液体培养基、半固态培养基、（脱水培养基）
（2）按培养基化学组分：
天然培养基、合成培养基、半合成培养基
（3）按培养基用途：
基础培养基、选择性培养基、鉴别培养基、加富培养基
5、营养物质吸收和运输的四种主要途径是什么？
被动扩散、促进扩散、主动运输、基团转位
6、什么是酶？
了解六大类酶，酶的作用特点。
酶的活性中心。
知道酶具有最适的作用温度以及pH。
酶是由活细胞产生的一类具有催化作用生物催化剂。
六大类酶：
水解酶、氧化还原酶、转移酶、同分异构酶、裂解酶、合成酶
用量少而催化效率高；
反应前后质量不变；
可降低反应的活化能，催化热力学允许的反应；
加速可逆反应的进程不改变反应的平衡点；
高催化效率、高度专一性、调节性
7、什么是生物氧化（呼吸作用）？
生物氧化的四个3
物质在生物体内进行的氧化过程称为生物氧化，主要指糖、脂肪、蛋白质等有机物质在生物体内氧化分解并逐步释放能量，最终生成CO2和H2O的过程。
三形式:
某物质与氧的结合、脱氢、失电子；
三过程：
脱氢（电子）、传氢（电子）、受氢（电子）
三功能：
产ATP、产还原力（指NADH2和NADPH2）、小分子中间代谢产物。
三类型：
呼吸（好氧）、无氧呼吸、发酵
8、好氧呼吸特点：
底物脱下的氢（［H］）经完整的呼吸链传递，最终由外源氧分子受氢，产生水并释放出ATP形式的能量。
产能效率高，基质彻底氧化生成CO2和H2O。
厌氧呼吸特点：
无氧条件下，底物按常规脱下的氢经部分呼吸链传递，最终由氧化态的无机物或有机物受氢，完成氧化磷酸化产能。
发酵特点：
无氧条件下，基质脱氢后所产生的还原力【H】未经呼吸链传递而直接交给某内源中间代谢产物，以实现基质水平磷酸化产能的一类生物氧化反应。
9、知道基质脱氢的四种主要途径的名称。
了解什么是EMP途径？
1分子葡萄糖经EMP途径产多少ATP，EMP途径的生理功能？
什么是TCA循环，TCA循环产能情况，1分子葡萄糖经“EMP途径和TCA循环彻底氧化能产多少ATP？
EMP途径、ED途径、HMP途径、TCA循环
EMP途径：
糖酵解途径，绝大多数生物所共有的一条代谢途径，一分子葡萄糖经EMP途径产生2分子ATP
EMP生理功能：
①供应ATP形式的能量和形式的还原力②是连接其他几个重要代谢途径的桥梁，包括三羧酸循环（TCA）、HMP途径和ED途径等；
③为生物合成提供多种中间代谢产物；
④通过逆向反应可以进行多糖合成
TCA循环：
丙酮酸经过一系列的循环式反应而彻底氧化、脱羧，形成、和的过程。
1分子葡萄糖经“EMP途径和TCA循环彻底氧化能产36（真核微生物）---38（原核微生物）分子ATP
10、理解对于兼性厌氧微生物来说氧对葡萄糖的消耗有抑制作用。
对兼性厌氧微生物而言，氧气的存在会抑制葡糖糖的消耗——巴斯德效应。
11、什么是呼吸链？
知道呼吸过程所放出的能量除一部分被微生物利用，其余部分都变成热能散失。
什么是氧化磷酸化，什么是基质水平磷酸化？
呼吸链：
位于原核生物细胞膜上或真核生物线粒体膜上的由一系列氧化还原势呈梯度差的、链状排列的氢或电子的传递体。
氧化磷酸化：
物质在体内氧化时释放的能量供给ADP与无机磷合成ATP的偶联反应。
基质水平磷酸化：
物质在生物氧化过程中，常生成一些含有高能键的化合物，而这些化合物可直接偶联ATP或GTP的合成，这种产生ATP等高能分子的方式称为底物水平磷酸化
12、氧化还原电位和微生物呼吸之间的关系。
13、兼性厌氧微生物在Eh为+100mv以上进行好氧呼吸、在Eh为+100mv以下进行无氧呼吸
14、不同种类的微生物要求的pH值范围。
pH值过高或过低对微生物有什么影响。
微生物也有最适应的pH范围，微生物不同，pH范围不同。
多数细菌：
最佳6.5～7.5，适应范围4～10；
一般要求中性或偏碱性；
放线菌：
最佳7.5～8.0，一般要求中性或偏碱性；
霉菌和酵母菌：
可在酸性或偏碱性环境生活，最喜欢3～6的环境。
生长极限：
1.5～10。
第七章
1、描述微生物的生长是用群体繁殖和生长所表现出来的特征来代表的
2、什么是间歇（分批）培养
一定的环境下，微生物在一个有液体培养基的容器内生长繁殖
连续培养：
流入新鲜培养基的同时不断流出培养物的培养方式。
3、什么是微生物的生长曲线。
理解按微生物重量绘制的生长曲线（三个阶段，活性污泥描述），理解按微生物数目的对数绘制的典型生长曲线（四个阶段）
微生物的生长曲线;
定时取样测定或微生物数目或重量的变化，以活微生物个数或微生物重量为纵坐标，培养时间为横坐标绘制的曲线
微生物重量绘制的生长曲线三阶段：
上升阶段、下降阶段、内源呼吸阶段
按微生物数目的对数绘制的典型生长曲线（四个阶段）：
缓慢期、对数期、稳定期、衰老期
4、为什么传统的活性污泥法采用稳定期的微生物？
在稳定期时，细胞开始贮存糖原、异染颗粒和脂肪等贮藏物；
多数芽孢杆菌在这时开始形成芽孢；
处于稳定期的污泥代谢活性和絮凝沉降性能均好
5、什么叫内源呼吸？
知道内源呼吸也可以有好氧呼吸、厌氧呼吸、发酵三类呼吸形式
在外界的营养状况不是很好的时候，为了形成芽孢或其他休眠体，消耗内在储存的物质以完成重要的生命活动，把这种作法成为内源呼吸。
6、什么是连续培养，什么是恒化培养？
什么是恒浊培养？
恒化培养：
通过流加方式，及时补充微生物所消耗的营养物质，使培养室中的营养物浓度基本恒定
恒浊培养：
通过调节培养物流出的速度使培养物的浊度保持恒定的连续培养方式。
7、知道微生物的生存因子有哪些，知道极端条件对微生物的影响。
温度、pH、氧气、氧化还原电位辐射、水的活度、渗透压、表面张力等
8、遗传和变异的物质基础是核酸（DNA）
9、什么是质粒？
质粒的特点，理解质粒所携带的遗传信息一般与宿主细胞的某些次要特性有关，不是细胞生死存亡所必须的。
质粒是微生物染色体外或附加于染色体的携带有某种特异性遗传信息的DNA分子，具有可转移性、可整合性、可重组性、可消除性的特点。
10、证明核酸是遗传物质的三个经典实验
格里菲斯——肺炎双球菌转化实验；
埃弗里、麦克劳德、麦卡蒂转化补充实验；
植物病毒的重建试验
11、基因是染色体或质粒DNA上的一个片段，是一个最小的遗传单位
12、了解原核生物基因表达的调控方式，什么是操纵子？
转录、翻译、翻译后及染色体水平上的调控
微生物基因组中的多顺反子称为操纵子
13、知道大肠杆菌乳糖操纵子不仅存在负调控还存在正调控
14、葡萄糖效应：
凡是必须通过诱导才能利用的糖和葡萄糖同时存在时都呈现二度生长的现象
15、基因突变：
由于某些原因，引起生物体内的DNA链上少数碱基的缺失、置换和插入，改变了基因内原有的碱基排列顺序
16、突变有何特点？
理解引起突变的原因和突变的性状没有对应关系，理解突变是微生物在接触抗生素直接就已经发生了，抗生素起筛选作用
无定向性、自发性、稀有性、独立性、诱变性、稳定性、可逆性
17、基因重组：
凡把两个不同性状个体内的遗传基因转移到一起,经过遗传物质分子重新组合,形成新遗传型个体的方式,在原核微生物中,基因重组主要有转化、转导、接合和原生质体融合4种形式。
18、基因工程：
DNA重组技术
19、定向培养即通过有计划、有目的地控制微生物的生长条件，是微生物的功能项人类需要的方向发展。
在污水处理中，这种方式叫做驯化
20、什么叫菌种退化？
什么叫菌种复壮？
了解几种常用的菌种保存方法
菌种在培养或保藏过程中，由于自发突变的存在，出现某些原有优良生产性状的劣化遗传标记丢失等现象。
菌种复壮是指使衰退的菌种回复原来优良性状。
21、知道几种常用的消毒剂如0.1～1％的硝酸银、70％的乙醇，0.1％高锰酸钾等。
第八章
1、生物群落及其生存环境共同形成的动态平衡系统就是生态系统
个体---种群---群落---生态系统---生物圈
生态系统=生物+环境条件
组成：
理化环境，生产者，消费者，分解者或转化者
2、理解为什么土壤是微生物的大本营？
土壤中的微生物的微生物组成，任何土壤中都是细菌最多，放线菌次之，真菌、藻类、原生动物依次排列。
什么叫土著性微生物区系，什么叫发酵微生物区性系？
（P170）
土壤具有绝大多数微生物所需的各种条件
3、水体自净：
水体本身有一定的净化污水的能力，即经过水体的物理、化学与生物的作用，使污水中污染物的浓度得以降低，经过一段时间后，水体往往能恢复到受污染前的状态，并在微生物的作用下进行分解，从而使水体由不洁恢复为清洁
4、微生物之间的相互关系：
互生关系、共生关系、拮抗关系、寄生关系
如氧化塘中藻类和细菌的关系是（互生）
5、什么叫水体富营养化？
富营养化的指标（Ｎ、Ｐ含量？
）
氮、磷等营养物质大量向水体不断流入，爱谁体重过量积累，致使水体中营养物质过剩的现象称为富营养化。
指标：
透明度；
溶解氧、N、P；
生物量、叶绿素a。
第二篇：
污染物生物分解与转化
1、污水生物处理的基本原理是什么？
自然界中很多微生物有分解与转化污染物的能力，实践表明，利用微生物氧化分解污水中的有机物是十分有效的。
2、试探讨微生物对物质降解转化作用的影响因素
（1）微生物的代谢活性
不同种类微生物对同一底物的反应不同；
微生物在不同的生长时期的活性是不相同的，在对数期代谢最旺盛，活性最强
（2）微生间的相互作用（P208）
微生物的种类组成决定化合物降解的方向和速度，同时微生物的种类组成又与环境中的化学物质有关。
（3）微生物的适应性（P157）
驯化（Domestication）：
是一种定向选育微生物的方法与过程，通过人工措施使微生物逐步适应某特定条件，最后获得具有较高耐受力和代谢活性的菌株。
（4）化合物的结构（P204—207）
不同的化合物，具有不同的分子结构和物理化学性质，同时也具有不同的生物分解性。
生物分解潜能实验和QSBR模型
（5）化合物浓度
基质抑制作用（P207）
污泥最大污染物负荷阈值（P158）
（6）环境因素：
温度、酸碱度、营养（是否齐全，比例是否适当）、氧、有毒物质
3、什么是共代谢和微生物协同作用？
一些有机化合物，
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