大连工业大学环境工程微生物学期末复习整理资料Word文档格式.docx
《大连工业大学环境工程微生物学期末复习整理资料Word文档格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《大连工业大学环境工程微生物学期末复习整理资料Word文档格式.docx（15页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
病毒的释放方式有两种：
没有囊膜的DNA或RNA病毒在装配成以后，能合成溶解细胞的酶，水解宿主细胞壁而使宿主细胞裂解，以裂解宿主细胞的方式使子代病毒一齐从宿主细胞中释放出来，释放量在100~10000个左右。
有囊膜的病毒如流行性感冒病毒、疱疹病毒等以出芽方式逐个释放。
这类病毒的囊膜是在形成芽体时由宿主细胞膜包裹的。
噬菌体侵染宿主细胞后，引起宿主细胞迅速裂解，称为烈性噬菌体
当噬菌体侵染细菌后细菌不发生裂解而能继续生长繁殖，这种噬菌体称为温和性噬菌体
2
细菌有四种形态：
球状、杆状、螺旋状、丝状。
分别叫球菌、杆菌、螺旋菌、丝状菌。
只有一个分裂面，新个体分散存在，或成队或链状排列，形成单球菌、双球菌和链球菌；
如果有两个分裂面并且相互垂直形成四联球菌；
如果有三个分裂面并互相垂直，就形成八叠球菌；
如果分裂面不规则，子细胞排列无序，形成葡萄球菌。
按照细胞排列方式有单杆菌、双杆菌和链杆菌。
荚膜（capsule）和菌胶团（zoogloea）
某些细菌细胞壁外围绕一层粘液性物质，厚薄不一，这是细菌在代谢过程中分泌出的物质。
具有一定外形，相对稳定地附着于细胞壁外的粘液性物质叫荚膜；
菌胶团是由细菌遗传性决定的。
很多细菌细胞的荚膜物质相互融合，连为一体，组成共同的荚膜，内含许多细菌。
菌胶团是活性污泥的重要组成部分具有较强的吸附和氧化有机物的能力；
具有较好的沉降性能。
含能说：
如果营养不足，能量含量（营养/细菌）低，细菌的运动性能减弱，之间易于凝聚，从而形成菌胶团。
这一学说被废水活性污泥处理法的实际运行规律所证实，得到普遍承认。
芽孢（spore）
某些细菌细胞发育到某一生长阶段，在营养细胞内部形成一个圆形或者椭圆形的对不良环境具有较强抗性的休眠体，称为芽孢。
能产生芽孢的细菌叫芽孢细菌。
芽孢的大小、形状和位置，因细菌的种类不同而异，在细菌鉴定中有重要意义。
鞭毛（flagellum）
由细胞膜上的鞭毛基粒长出的，穿过细胞壁伸出菌体外的丝状物，为细菌的运动“器官”。
鞭毛的直径为0.001~0.02μm，长度不等，在2~50μm之间。
具有鞭毛的细菌能够主动运动。
鞭毛的着生位置、数目和排列方式是种的特征，是分类鉴定的依据之一。
将细菌接种在固体培养基中，由于单个细胞在局部位置大量繁殖，形成肉眼可见的细菌群体，称为菌落（colony）。
如果将细菌接种在琼脂试管斜面培养基上，在接种线上长出一片密集的细菌群落，称为菌苔
由于菌体在通常情况下带负电荷，所以用带正电的碱性染料染色。
少数使用酸性染料。
ph大于等电点
染色步骤：
固定初染1媒染1脱色30-45s复染1
革兰氏染色的机理：
1与等电点有关：
G+等电点pH=2~3，G-等电点pH=4~5，G+所带负电荷要比G-多，与结晶紫结合力大，媒染后等电点均降低，但G+降的多，对乙醇的脱色抵抗力更强；
而G-与结晶紫结合力弱，被乙醇脱色而呈无色。
2与细胞壁有关：
G+脂类含量低，肽聚糖含量高；
而G-脂类含量高，肽聚糖含量低，在用乙醇脱色时，G-的脂类被乙醇溶解，细胞壁孔径及通透性增加，乙醇进入细胞内将复合物提取而呈无色；
而G+肽聚糖含量高，乙醇使肽聚糖脱水缩小细胞壁孔径，降低通透性，阻止复合物被脱色而仍呈紫色。
放线菌（actinomyces）因菌落呈放射状而得名，广泛分布于人类生存环境中，特别是在中性或偏碱性的土壤和有机质丰富的土壤中较多。
其最突出的特性之一是能产生大量的、种类繁多的抗生素。
除枝动菌属为革兰氏阴性外，其余均为阳性菌。
根据菌丝体形态与功能的不同，分为三种：
基内菌丝：
又称营养菌丝，长在培养基内和紧贴在培养基表面，缠绕在一起形成密集菌落。
主要功能为吸收营养。
有的能产生色素。
基外菌丝：
又称气生菌丝，由基内菌丝长出至培养基外，伸向空中的菌丝。
主要功能是吸收和输送营养物质，形成繁殖胞器的孢子丝。
孢子丝：
放线菌生长至一定阶段，在基外菌丝上分化出可以形成孢子的菌丝。
其功能是作为主要的繁殖体。
（孢子具有不同的形状，呈现各种颜色，是鉴定菌种的重要特征）。
孢子对不良环境有较强的抵抗力，但只耐干旱，不耐高温，不同于芽孢。
菌落特征
接种在固体培养基上的孢子、菌丝体片断，在环境条件适宜时生长形成菌丝体而组成菌落。
一般，放线菌在基质上生长牢固，不易被接种针挑起。
水体富营养化：
富含氮、磷的城市生活污水和工业废水排放入湖泊、河流、海洋以及近海养殖业的发展，使上述水体氮、磷含量过剩，促使水中藻类过量生长，使淡水域发生“水华”（waterbloom），海水域产生“赤潮”。
真核微生物
钟虫常出现在活性污泥和生物膜中，由于其喜欢在寡污带中生活，可以作为处理效果较好的指示生物。
原生动物的胞囊
在正常环境条件下，原生动物都保持各自形态。
如果遇到特殊、恶劣的环境（水干枯、水温或pH过高过低、溶解氧不足、缺乏食物或排泄物积累过多、废水中有机物浓度超过适应能力等），就会形成胞囊。
所以，胞囊是抵抗不良环境的一种休眠体。
胞囊的形成过程见书上内容。
原生动物作为污水生物处理过程重要的指示生物。
一旦形成胞囊，表明污水处理不正常，需进一步查找原因。
1、轮虫：
身体前端有头冠，上有纤毛环。
纤毛环摆动时将细菌和有机颗粒等引入口部，纤毛环也是轮虫的行动工具。
因其纤毛环摆动时如旋转的轮盘而得名。
在废水生物处理过程中，轮虫可作为指示生物。
蓝藻裸藻25甲藻海赤潮
真菌
假丝状酵母菌名词解释繁殖时子细胞没有与母体分离而与母细胞相连形成链状
霉菌：
生长在营养基质上，形成绒毛状、蜘蛛网状或絮状菌丝体的真菌，属腐生性或寄生性营养。
（1）形态、大小和结构：
霉菌的营养体由分支或不分支的菌丝构成，菌丝可以无限制的伸长和产生分支，分支的菌丝相互交错在一起，形成菌丝体。
菌丝直径比放线菌粗几倍到几十倍。
菌丝分为无隔菌丝和有隔菌丝两种类型。
霉菌的菌丝体构成与放线菌相同，分为基内菌丝、基外菌丝和孢子丝，各菌丝的生理功能亦相同。
酶
酶可以分为单成分酶（单纯酶）和全酶（结合酶）两种：
单纯酶=酶蛋白
结合酶=酶蛋白+辅因子（辅基或辅酶）
酶蛋白+有机物
酶蛋白+有机物+金属离子
酶蛋白+金属离子
酶蛋白起加速生物化学反应的作用；
辅基和辅酶起传递电子、原子、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。
酶的活性中心内，必需基团有两种：
结合基团和催化基团。
1．水解酶：
这类酶能促进基质的水解作用及其逆行反应。
2．氧化还原酶：
这类酶能引起基质的脱氢或受氢作用，产生氧化还原反应。
（1）脱氢酶脱氢酶能活化基质上的氢并转移到另一物质，使基质因脱氢而氧化。
不同的基质将由不同的脱氢酶进行脱氢作用。
（2）氧化酶氧化酶能活化分子氧（空气中的氧）作为电子受体而形成水，或使过氧化氢中的氧转移到另一物质而使前者还原，后者氧化。
3．转移酶：
这类酶能催化一种化合物分子的基团转移到另一种化台物分子上。
4．同分异构酶：
这类酶能推动化合物分子内的变化，形成同分异构体。
5．裂解酶：
这类酶能催化有机物碳链的断裂，产生碳链较短的产物。
6．合成酶：
这类酶能催化合成反应。
酶具有共性快平衡不变高度的专一性温和条件敏感效率高
光能自养型、光能异养型、化能自养型、化能异养型
生长因子
某些微生物不能从普通的碳源、氮源物质合成，而只有通过外源供给才能满足机体生长需要的有机物质称为生长因子（growthfactor）。
根据生长因子的化学结构及生理作用，分为微生素、氨基酸和嘌呤（或嘧啶）碱基三种类型。
水处理好氧微生物群体BOD5：
N：
P=100：
5：
厌氧消化污泥中厌氧微生物群体BOD5：
6：
有机固体废物、堆肥发酵的碳氮比为30：
1，碳磷比为（75~100）：
如果某种废水缺少氮，可以添加粪便污水或者尿素；
如果缺磷，可以投加磷酸氢二钾。
由人工配制的，供给微生物生长繁殖或积累代谢产物所用的营养基质，叫做培养基
琼脂
单纯扩散、促进扩散、主动运输、基团转位四种方式透过细胞膜
1、糖酵解的意义
1糖酵解是产能的主要途径
2丙酮酸是重要的中间代谢产物
葡萄糖的氧化分解分为三个阶段：
1、葡萄糖经EMP途径酵解：
形成中间产物——丙酮酸；
2、丙酮酸在丙酮酸脱氢酶系的催化下生成乙酰CoA；
3、乙酰CoA进入三羧酸循环（TCA循环）；
外源性呼吸和内源性呼吸
氧呼吸
1、硝酸盐呼吸n2
2、硫酸盐呼吸：
硫酸还原菌在硫酸还原酶催化下，将SO42-还原为H2S。
3、碳酸盐呼吸：
产甲烷菌利用甲醇、乙醇、甲酸、乙酸、H2等作为供氢体，将CO2还原为CH4。
5
世代时间：
细菌两次细胞分裂之间的时间。
Jisuan
稀释倒平板法划线法单细胞挑取法选择培养基分离法
纯培养分批培养（间歇培养）
1、迟缓期（lagphase）：
菌种接种到新鲜培养基上时，首先调整和适应，合成多种酶。
此时细胞的代谢活力很强，蛋白质和RNA含量增加，菌体体积显著增大。
迟缓期持续时间随菌种特性、接种量、菌龄与移种至新鲜培养基前后所处的环境条件是否相同等因素有关。
2、对数期（logphase）：
迟缓期末，细胞开始分裂，培养液中的菌数增加，进入对数期。
细菌的生长按指数速率进行，又称指数增长。
3、3、稳定期（stationaryphase）：
由于在生长过程中营养物质不断消耗，代谢产物不断积累，致使细菌分裂速率降低，细菌细胞活力减退，细菌的繁殖速度与死亡速度近乎相等，活菌数目保持稳定。
处于稳定期的细胞开始积累体内贮藏物质，此时菌胶团细菌开始大量分泌体外贮藏物质荚膜，更易形成菌胶团。
大多数产芽孢细菌在此时开始产生芽孢。
4、衰亡期（deathphase）：
外界环境不适合微生物生长，细胞活力继续衰退，死亡率大于繁殖率，活菌数迅速减少。
细菌生命活动主要依赖于内源呼吸，并大量死亡。
微生物的生长曲线反映一种微生物在一定生活环境中的生长繁殖和死亡规律。
它既可以作为营养和环境影响的理论研究指标，亦可作为调控微生物生长发育的依据，指导微生物生产实践。
常用的连续培养方法为恒化连续培养，可用于研究自然条件下微生物体系，也常用于研究废水生物处理。
横浊
P171
嗜超热微生物55℃以上70~105110~113地热、温泉等中的微生物
嗜冷微生物低温生长原因：
1具备更有效催化反应的酶；
2主动输送物质的功能运转良好，能有效集中必需的营养物质；
3细胞质膜含有大量的不饱和脂肪酸，在低温下能保持半流动性。
灭菌：
杀死所有微生物方法。
包括杀死有芽孢的细菌、放线菌和霉菌等的孢子。
消毒：
杀灭病原微生物的方法。
防腐：
防止或抑制微生物生长繁殖的方法。
微生物的呼吸作用以及光合作用对水中pH值的影响——水体中pH值昼夜变化。
pH=6~8磷酸盐（K2HPO4、KH2PO4）
紫外辐射和电离辐射对微生物的影响
186纸
6
核算是遗传变异的基础格里菲斯经典转化实验大肠杆菌t2噬菌体感染大肠杆菌
中心法则dna复制遗传信息传递的基本规则。
DNA转录RNA遗传给后代；
rna指导蛋白质合成。
tRNA：
转移RNA，识别mRNA信息，将特定氨基酸送到rRNA供蛋白质合成。
rRNA：
核蛋白体RNA，与蛋白质结合成核糖体作为合成蛋白质的场所。
mRNA：
信使RNA，带有指导氨基酸的信息密码，指导其合成。
反义RNA：
DNA转录mRNA的同时转录反义RNA。
基因突变：
微生物的DNA被某种因素引起碱基的缺失、置换或插入，改变了基因内部原有的碱基排列顺序，从而引起其后代表现型的改变。
自发突变：
某种微生物在自然条件下，没有人工参与而发生的基因突变。
其出现的概率极低。
细菌突变型频率为1×
10-4~1×
10-10。
1多因素低剂量的诱变效应：
原因不详的低剂量诱变因素造成的；
2互变异构效应：
碱基配对形式改变。
A——T，G——C；
G——T，C——A
诱发突变：
利用物理、化学因素处理微生物群体，促使少数个体细胞的DNA分子结构发生改变，基因内部碱基配对发生差错，引起微生物的遗传性状发生改变。
1物理因素：
紫外辐射、X—射线、γ—射线、β—射线和激光等。
2化学诱变：
导致碱基配对改变；
掺入DNA分子中引起变异；
缺失或插入碱基等。
3复合处理及协同效应：
两种或多种诱变剂先后使用；
同一种诱变剂重复使用；
两种或多种诱变剂同时使用。
定向培育：
认为采用某一特定环境条件长期处理某一微生物群体，同时不断将他们进行移种传代，以达到累积和选择合适的自发突变体的一种育种方法（环境工程中称驯化）。
印染废水
纸
实质自发基因突变
大题
同步培养驯化法
活性污泥培养和驯化同时进行。
即用粪便水或生活水培养活性污泥的同时可加入要处理的工业废水
。
刚开始，加入的工业废水量要小，主要看废水的毒性，毒性大的废水要少加，毒性小的废水可多加。
毒性大的废水加入量为5％为宜，间曝2~3d停止曝气，让刚刚形成的活性污泥絮体下沉，把上部清水排掉；
然后，再加新的培养液。
工业废水量可适当增加，一般可按10％浓度梯度递增。
间曝培养过程中，溶解氧浓度应维持在3~4mg/L。
培养驯化过程中，不适应废水的微生物逐步被淘汰，适应的就被保存下来，一般连续培养驯化50~60d，就可把活性污泥培养出来。
再次，要求活性污泥SV30达到15%~30%，如果SV30＜15％，需继续培养和驯化。
7
水体自净（self-purificationofwaterbody）：
水体在接纳了一定量的污染物后，通过物理、化学和水生生物（微生物、动植物）等因素的综合作用后得到净化，水质恢复到受污染前的水平和状态的现象。
形成连续的四个污染带：
多污带、α-中污带、β-中污带和寡污带。
多污带：
位置：
多处在废水排放口。
水质：
浑浊，多呈暗灰色，COD、BOD5浓度高，DO趋于0，具有强烈H2S气味，细菌数量大，种类多。
指示生物：
浮游球衣细菌、颤蝗蚓、水蚂蟥等。
α-中污带：
水质：
BOD5浓度仍较高，DO浓度较低，处于半厌氧条件，灰色而浑浊。
主要生物：
细菌、轮虫类和纤毛虫类、蓝藻和绿色鞭毛藻类，颤蚓仍大量滋生。
β-中污带：
氧化作用比还原作用占优势，水的透明度大大增加，DO水平显著提高，可达到饱和程度。
含氮化合物已转化为铵盐、亚硝酸盐和硝酸盐，水中H2S含量也极低。
蓝藻、绿藻、硅藻、轮虫、甲壳动物和昆虫，泥鳅、鲫鱼、鲤鱼等。
寡污带：
水中DO含量很高，达到饱和状态。
BOD5浓度很低，基本不存在有毒物质，水质清澈，pH值为6~9，适合生物生存。
蜉蝣幼虫、蜻蜓幼虫。
浮游植物、水螅、鱼类等。
菌胶团的作用
1很强的生物絮凝吸附能力和氧化分解有机物的能力。
2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为原生动物、微型后生动物提供附着场所。
4具有指示作用：
根据菌胶团的颜色、透明度、数量、颗粒大小以及结构的松散程度可衡量好氧活性污泥的性能。
大ti纸
原生动物及微型后生动物的作用
1指示作用：
①根据原生动物和微型后生动物的演替和活动规律判断水质和处理程度。
P3029-2
②根据原生动物种类判断活性污泥和处理水质的好坏。
③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。
钟虫休眠体包囊
2净化作用。
3促进絮凝和沉淀作用。
（一）活性污泥丝状膨胀的致因微生物
由于丝状细菌极度生长引起的活性污泥膨胀称为活性污泥丝状膨胀。
常见的有诺卡氏菌属、浮游球衣菌、微丝菌属、发硫菌属、贝日阿托氏菌属等。
（二）活性污泥丝状膨胀的成因
1温度2溶解氧3可溶性有机物及其种类4有机物浓度（或有机负荷）
丝状细菌体积表面积比絮凝性菌胶团大争夺
（三）活性污泥丝状膨胀的机理
1对溶解氧的竞争低
2对可溶性有机物的竞争低分子探雷有机酸
3对氮、磷的竞争
4有机物冲击负荷影响大
1控制溶解氧：
溶解氧浓度必须控制在2mg/L以上，以曝气池的出口处为准。
2控制有机负荷
3改革工艺：
活性污泥法生物膜法；
沉淀池气浮池
新工艺：
A—B法、A/O法、A2/O法、SBR工艺等
发生后如何处理？
A．投加次氯酸钠（10~20mg/l内）、H2O2（100~200mg/l内）
有选择的控制丝状微生物的过度生长
B．投加混凝剂FeSO4和FeCl3、干污泥或浓缩消化污泥
增加絮体密度、强度，使已膨胀的污泥恢复正常
C.强化补氮（C:
N＝100：
20～30）
D.替换污泥
最直接的方法
废水脱氮除磷的目的和意义
污水一级处理：
除去废水中的沙砾及大的悬浮固体。
污水二级处理：
去除废水中的可溶性有机物。
污水三级处理（深度处理）：
废水中其他污染物的去除。
（氮磷、可溶性无机盐类、有机物等）
水体的富营养化264
氨化反应硝化反应反硝化反应
一、硝化反应正常进行应保持的环境条件
l）好氧条件，满足“硝化需氧量”的要求，并保持一定的碱度。
2）混合液中有机物含量不应过高，BOD值应在15-20mg/L以下。
二、进行硝化反应应当保持的各项指标
l）溶解氧
溶解氧含量不能低于lmg/L。
2）温度
硝化反应适宜温度是20-30℃，15℃以下硝化速度下降，5℃时完全停止。
3）pH值
硝化菌对pH值的变化非常敏感，最佳pH值是8.0-8.4。
4）生物固体平均停留时间（污泥龄）
微生物在反应器内的停留时间必须大于自养型硝化菌最小的世代时间，否则硝化菌的流失率将大于净增殖率，将使硝化菌从系统中流失殆尽。
5）重金属及有害物质
一、影响反硝化反应的环境因素
l）碳源
a、污水中所含碳源
污水中BOD/T-N值＞3~5时，即可认为碳源充足，勿需外加碳源。
b、外加碳源
如BOD/T-N值＜3~5，即需另投加有机碳源，现多采用甲醇，因为它被分解后的产物为CO2和H2O，不留任何难于降解的中间产物，而且反硝化速率高。
2）pH值
对反硝化菌最适宜的pH值是6.5~7.5，在这个pH值的条件下，反硝化速率最高，当pH值高于8或低于6时，反硝化速率将大为下降。
3）溶解氧
反硝化菌是异养兼性厌氧菌，反硝化菌以在厌氧、好氧交替的环境中生活为宜，溶解氧应控制在0.5mg/L以下。
4）温度
反硝化反应的适宜温度是20~40℃，低于15℃时，反硝化菌的增殖速率降低，代谢速率也行降低，从而降低了反硝化速率。
聚磷菌在好氧时能大量吸收磷酸盐合成自身核酸和ATP。
能逆浓度梯度过量吸磷合成贮能的多聚磷酸盐颗粒于体内供内源呼吸用。
在厌氧时又能释放磷酸盐于体外。
故可创造厌氧、缺氧和好氧环境，让聚磷菌先在含磷污水中厌氧放磷，然后在好氧条件下充分的过量吸磷。
而后通过排泥从污水中除去部分磷，达到减少磷含量目的。
1.固定化酶
从筛选、培育获得的优良菌种体中提取活性极高的酶，再用包埋法（或交联法、载体结合法、逆胶束酶反应系统）等方法将酶固定在载体上，制成不溶于水的固态酶，即固定化酶。
固定化微生物
将酶活力强的微生物体固定在载体上，即成固定化微生物。
固定方法
1.载体结合法
2.交联法
3.包埋法
4.逆胶束酶反应系统
絮凝剂有三类:
第1类为有机高分子絮凝剂或是助凝剂，如聚丙烯酰胺，其投加用量为400mg/L，还有甲壳素。
第2类为无机絮凝剂如硫酸铝、硫酸亚铁、三氯化铁，碱式氯化铝等。
投加三氯化铁效果不错，但用量大，达3000mg/L。
第3类为微生物絮凝剂。
微生物絮凝剂是从微生物体提取的的细胞分泌物，它是具有良好的絮凝作用和沉淀效果的水处理絮凝剂。
它的成分是糖蛋白、多糖、纤维素、蛋白质等。
它易被生物降解，不会引起二次污染，使用安全，其用量较少，只需200mg/L。
但目前生产成本较高，随着生物技术的发展，可望降低成本，利于在生产中推广使用。
根据实验目的和用途不同，培养基可分为：
基础培养基、选择培养基、鉴别培养基和加富（富集）培养基。
【按物质的不同，培养基可分为合成培养基、天然培养基和符合培养基】
分批培养（间歇培养）：
在一定体积的液体培养基中接种少量细菌并保持一定的条件（如温度、pH值和溶解氧等）进行培养，结果出现了细菌数量由少到多，并达到高峰，又由多到少的变化规律。
在一个恒定容积的反应器内，一方面以一定的速度不断的加入新的培养基，另一方面又以相同的速度流出培养物（菌体和代
升级会员 