精品生物水处理总结.docx

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精品生物水处理总结

第一章1"水处理生物学"的研究对象是什么？

"水处理生物学"研究的对象主要集中在与水中的污染物迁移、分解及转化过程密切相关的微生物、微型水生动物和水生/湿生植物，特别是应用于水处理工程实践的生物种类。

2生物可划分为：

界门纲目科属种

 3微生物有哪些基本特征？

为什么？

微生物除了具有个体微小、结构简单、进化地位低等特点外，还具有以下特点：

（1） 种类多。

（2） 分布广。

（3） 繁殖快（4） 易变异。

4微生物命名常用的双名法的主要规定是什么？

一种微生物的名称由两个拉丁文单词组成，第一个是属名，用拉丁文名词表示，词首字母大写，它描述微生物的主要特征；第二个是种名，用拉丁文形容词表示，词首字母不大写，它描述微生物的次要特征。

有时候在前面所述的两个单词之后还会有一个单词，这个单词往往是说明微生物的命名人。

 第二章原核微生物

1细菌的大小一般是用什么单位测量的？

细菌的大小一般只有几个μm，故一般用μm测量。

 2以形状来分，细菌可分为哪几类？

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，仅少数为其他形状，如丝状、三角形、方形和圆盘形等。

球状、杆状和螺旋状是细菌的基本形态。

自然界中，以杆菌最为常见，球菌次之，螺旋菌最少。

 3细菌的细胞结构包括一般结构和特殊结构，简单说明这些结构及及其生理功能。

细菌的基本结构包括细胞壁和原生质两部分。

原生质位于细胞壁内，包括细胞膜（细胞质膜）、细胞质、核质和内含物。

细胞壁是包围在细菌细胞最外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多种功能。

细胞壁的主要功能有：

①保持细胞形状和提高细胞机械强度，使其免受渗透压等外力的损伤；②为细胞的生长、分裂所必需；③作为鞭毛的支点，实现鞭毛的运动；④阻拦大分子有害物质（如某些抗生素和水解酶）进入细胞；⑤赋予细胞特定的抗原性以及对抗生素和噬菌体的敏感性。

细胞膜又称细胞质膜、质膜或内膜，是一层紧贴着细胞壁而包围着细胞质的薄膜（厚约7～8nm），其化学组成主要是蛋白质、脂类和少量糖类。

这种膜具有选择性吸收的半渗透性，膜上具有与物质渗透、吸收、转运和代谢等有关的许多蛋白质和酶类。

细胞膜的主要功能为：

①选择性地控制细胞内外物质（营养物质和代谢产物）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。

细胞质是细胞膜包围地除核区以外的一切透明、胶状、颗粒状物质的总称。

其主要成分是水、蛋白质、核酸和脂类等。

与真核生物不同，原核生物的细胞质是不流动的。

核区又称核质体、原核、拟核或核基因组，指存在于细胞质内的、无核膜包裹、无固定形态的原始细胞核。

内含物是细菌新陈代谢的产物，或是贮备的营养物质。

常见的内含物颗粒主要有以下几种：

⑴异染颗粒。

其化学组分是多聚偏磷酸盐，是磷源和能源的贮藏物，可降低细胞渗透压。

⑵聚β─羟基丁酸盐。

它是细菌所特有的一种碳源和能源贮藏物。

⑶肝糖和淀粉粒，两者都是碳源和能源的贮藏物。

⑷硫粒，它是元素硫的贮藏物。

⑸气泡，存在于许多光能营养型、无鞭毛的运动水生细菌中的包囊状的内含物。

细菌的特殊结构一般指荚膜、芽孢和鞭毛3种。

荚膜或称大荚膜，其主要功能有：

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细菌间的信息识别作用。

芽孢是某些细菌在生活史的一定阶段在细胞内形成的一个圆形或椭圆形的休眠结构。

具有壁厚，水分少，不易透水，抗热、抗化学药物、抗辐射能力强等特点。

鞭毛是某些细菌表面伸出的细长、波曲的附属物。

完整的一根鞭毛从形态上可分三部分：

鞭毛丝、鞭毛钩和基体。

鞭毛是细菌的运动器官，鞭毛运动引起菌体运动。

4什么是革兰氏染色？

其原理和关键是什么？

它有何意义？

1884年丹麦病理学家HansChristianGram提出了一个经验染色法，用于细菌的形态观察和分类。

其操作过程是：

结晶紫初染，碘液媒染，然后酒精脱色，最后用蕃红或沙黄复染。

这就是最常采用的革兰氏染色法。

革兰氏染色的机理一般解释为：

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。

革兰氏染色法的意义在于鉴别细菌，把众多的细菌分为两大类，革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌。

 5简述细胞膜的结构与功能。

细胞膜又称细胞质膜、质膜或内膜，是一层紧贴着细胞壁而包围着细胞质的薄膜，其化学组成主要是蛋白质、脂类和少量糖类。

整体细胞膜的结构，目前大家比较公认的是"镶嵌模型"，其要点是：

①磷脂双分子层组成膜的基本骨架。

②磷脂分子在细胞膜中以多种方式不断运动，因而膜具有流动性。

③膜蛋白以不同方式分布于膜的两侧或磷脂层中。

细胞膜的主要功能为：

①选择性地控制细胞内外物质（营养物质和代谢产物）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。

 7什么是菌落？

将单个或少量同种细菌（或其他微生物）细胞接种于固体培养基表面（或内层）时，在适当的培养条件下（如温度、光照等），该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，称之为菌落。

准确地讲，菌落就是在固体培养基上（内）以母细胞为中心的、肉眼可见的、有一定形态、构造特征的子细胞团。

 8什么叫菌胶团？

菌胶团在污水生物处理中有何特殊意义？

当荚膜物质融合成一团块，内含许多细菌时，称为菌胶团。

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。

一般说，处理生活污水的活性污泥，其性能的好坏，主要根据所含菌胶团多少、大小及结构的紧密程度来定。

11什么是单细胞蛋白？

单细胞蛋白也称微生物蛋白，是由蛋白质、脂肪、碳水化合物、核酸以及非蛋白含氮化合物、维生素和无机化合物等组成的细胞质团。

 14简述支原体、衣原体、立克次氏体的特点与异同。

支原体是一类无细胞壁的、介于独立生活和细胞内寄生的最小的细胞生命形式，属原核微生物，介于细菌和病毒之间。

其特点如下：

1）支原体是最小的营独立生活的繁殖单位，大小0.12～0.25μm之间，因而能通过细菌过滤器。

2） 因缺乏坚韧的细胞壁，胞浆外面被三层"单位膜"所包围，具有高度多样性。

3）对青霉素不敏感，能被四环素或红霉素所抑制。

4）能在无细胞的人工培养基上生长，在琼脂培养平板上形成"油煎蛋"状的菌落。

5）其生长受到特异抗体的抑制。

6）支原体非起源于细菌也不能回复成细菌。

7）支原体与细胞膜有特殊的亲和力。

衣原体是仅在脊椎动物细胞内专营能量寄生的小型G-原核微生物。

曾一度把衣原体归入病毒。

个体微小，革兰氏染色阴性，多呈球形或椭圆形。

衣原体与病毒相比有以下不同特征：

1） 衣原体相似于细菌，兼有RNA和DNA两种核酸。

2）以二分裂方式繁殖3）具有细菌型细胞壁（但不含肽聚糖）4）有核糖体5）具有一些代谢酶类6）抗菌药物可抑制其生长。

立克次氏体是一类专性寄生于真核细胞内的G-原核微生物。

它与支原体的区别是有细胞壁但不能独立生活；与衣原体的区别在于细胞较大、无滤过性和存在产能代谢系统。

 第三章古菌

1简述古菌的生物学特征，试比较这些特征与真细菌、真核生物的异同。

古菌是一个在进化途径上很早就与真细菌和真核生物相互独立的生物类群，主要包括一些生长在独特的生态环境的生物类群。

在细胞结构和代谢上，古菌在很多方面接近原核生物。

然而在基因转录和翻译这两个分子生物学的中心过程上，它们并不明显表现出细菌的特征，而是接近于真核生物。

古菌中除无壁嗜热古菌没有细胞壁外，其余都有与真细菌功能相似的细胞壁，但与大多数细菌不同，其细胞壁中没有肽聚糖，而含假肽聚糖、糖蛋白或蛋白质。

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脂组成，而古菌细胞膜中的脂类由甘油醚构成。

古菌鞭毛的成分和形成过程也与细菌不同。

 3简述产甲烷古菌的特征与应用。

产甲烷古菌是一大群在严格厌氧条件下产生甲烷的菌，形态多样，有球形、杆形、螺旋形、长丝形和八叠球形等。

大多数种可利用H2/CO2，很多种可利用甲酸。

一般的产甲烷细菌都是中温性的，最适宜的温度在25～40℃之间，高温性产甲烷细菌的适宜温度则在50～60℃之间。

产甲烷细菌生长最适宜的pH范围约在6.8～7.2之间。

如pH值低于6或高于8，细菌的生长繁殖将受到极大影响。

产甲烷古菌可用于有机污染物的厌氧生物处理。

 第四章真核（微）生物

1试比较原核生物与真核生物的异同。

  真核生物与原核生物在结构与功能等方面都有明显的差别。

下表比较了真核生物与原核生物构造上的主要差别。

项目  真核生物    原核生物

细胞大小    较大（通常直径>2μm）  较小（通常直径<2μm）

若有壁，其主要成分   纤维素，几丁质等    多数为肽聚糖

细胞膜中甾醇  有   无（仅支原体例外）

细胞膜含呼吸或光合组分 无   有

细胞器 有   无

鞭毛结构    如有，则粗而复杂（9＋2型）   如有，则细而简单

细胞质 线粒体 有   无

    溶酶体 有   无

    叶绿体 光能自养生物中有    无

    真液泡 有些有 无

    高尔基体    有   无

    微管系统    有   无

    流动性 有   无

    核糖体 80S（指细胞质核糖体） 70S

    间体  无   部分有

    贮藏物 淀粉、糖原等  PHB等

细胞核 核膜  有   无

    DNA含量少（～5％）  多（～10％）

    组蛋白 有   无

    核仁  有   无

    染色体数    一般多于1个  一般为1个

    有丝分裂    有   无

    减数分裂    有   无

2简述真菌的营养类型与特点。

真菌是最重要的真核微生物，它们大多数是由分支或不分支的菌丝、菌丝体构成。

真菌的共同特征有：

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。

4什么是线粒体，其结构特征与生物学意义为何？

线粒体是含有DNA的细胞器。

它的构造较为复杂，外形囊状，由内外两层膜包裹，囊内充满液态的基质。

外膜平整，内膜则向基质内伸展，从而形成了大量由双层内膜构成的嵴。

内膜是氧化磷酸化及电子传递产生ATP的场所，故线粒体是一切真核细胞的"动力车间"。

 5什么是酵母菌？

简述其繁殖方式与生活史。

酵母菌一般泛指能发酵糖类的各种单细胞真菌。

通常认为，酵母菌具有以下特点：

1）个体一般以单细胞状态存在2） 多数营出芽繁殖3）能发酵糖类产能4）细胞壁常含有甘露聚糖5）常生活在含糖量较高、酸度较大的水生环境中。

酵母菌的繁殖方式分为无性繁殖和有性繁殖两种。

无性繁殖又可分