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1、緒論 1、微生物的含義:微生物是肉眼看不到的,必須在電子顯微鏡或光學(xué)顯微鏡才能看見(jiàn)的所有微小生物的統(tǒng)稱。2、分類地位:五界系統(tǒng):1969年魏克提出微生物五界分類系統(tǒng):(1)原核生物界:細(xì)菌、放線菌、藍(lán)綠細(xì)菌(2)原生生物界:藍(lán)藻以外的藻類及原生動(dòng)物(3)真菌界(酸性土壤中真菌較多):酵母菌、霉菌(4)動(dòng)物界(5)植物界。三域系統(tǒng):(1)古菌域(Archaea):“三菌”產(chǎn)甲烷菌、極端嗜鹽菌、嗜熱嗜酸菌(2)細(xì)菌域(Bacteria):細(xì)菌(化)、藍(lán)細(xì)菌(光)、放線菌(化)、立克次氏體(寄生)、支原體(人工培養(yǎng)基,最?。?、衣原體(寄生)、螺旋體(原核,是細(xì)菌與原蟲(chóng)的過(guò)度)“三體”支原體、立克次氏

2、體、衣原體(3)真核生物域(Eukarya):真菌、藻類、動(dòng)物、水生植物(原生動(dòng)物、真菌、藻類)3、按細(xì)胞結(jié)構(gòu)的有無(wú)分為分為:非細(xì)胞結(jié)構(gòu)微生物(病毒、類病毒:類病毒是比病毒小的超小微生物)和細(xì)胞結(jié)構(gòu)微生物。按細(xì)胞核器、有絲分裂的有無(wú)分為:原核和真核4、分類單位:域界門綱目科屬種(柱)5、微生物的特點(diǎn):(1)體積小,比表面積大(2)分布廣,種類繁多(3)吸收多,轉(zhuǎn)化快(4)生長(zhǎng)旺,繁殖快(5)適應(yīng)性強(qiáng)(6)易變異6、解釋Escherichia coil K12()中的各詞的含義。 答:溶原性噬菌體的命名是在敏感菌株的名稱后面加一個(gè)括弧,在括弧內(nèi)寫上溶原 性

3、噬菌體。大腸桿菌溶原性噬菌體的全稱為Escherichia coil K12(),Escherichia 是大腸桿菌的屬名,coil 是大腸桿菌的種名,K12 是大腸桿菌的株名,括弧內(nèi)的為溶原性噬菌體。 解釋Escherichia coil K12()中的各詞的含義。 答:溶原性噬菌體的命名是在敏感菌株的名稱后面加一個(gè)括弧,在括弧內(nèi)寫上溶原 性噬菌體。大腸桿菌溶原性噬菌體的全稱為Escherichia coil K12(),Escherichia 是大腸桿菌的屬名,

4、coil 是大腸桿菌的種名,K12 是大腸桿菌的株名,括弧內(nèi)的為溶原性噬菌體。 第一章:病毒1、病毒的特點(diǎn)以及分類:(1)大小在0.2 微米以下,故在光學(xué)顯微鏡下看不見(jiàn),必須在電子顯微鏡。(?。?)可合成蛋白質(zhì)的機(jī)構(gòu)核糖體,也沒(méi)有合成細(xì)胞物質(zhì)和繁殖所必備的酶系統(tǒng),不具獨(dú)立的代謝能力。(簡(jiǎn))(3)必須專性寄生在活的敏感宿主細(xì)胞內(nèi),依靠宿主細(xì)胞合成病毒的化學(xué)組成和繁殖新個(gè)體。(寄)(4)在宿主體外卻呈現(xiàn)不具生命特征的大分子物質(zhì),但仍保留感染宿主的潛在能力,一旦重新進(jìn)入活的宿主細(xì)胞內(nèi)又具有生命特征,重新感染新的宿主。2、病毒的分類依據(jù)是什么?分為哪幾類病毒? 

5、;答:病毒是根據(jù)病毒的宿主、所致疾病、核酸的類型、病毒粒子的大小、病毒的結(jié)構(gòu)、 有或無(wú)被膜等進(jìn)行分類的。 根據(jù)專性宿主分類:有動(dòng)物病毒、植物病毒、細(xì)菌病毒(噬菌體)、放線菌病毒(噬放 線菌體)、藻類病毒(噬藻體),真菌病毒(噬真菌體)。 按核酸分類:有DNA 病毒(除細(xì)小病毒組的成員是單鏈DNA 外,其余所有的病毒都是雙 鏈DNA)和RNA 病毒(除呼腸孤病毒組的成員是雙鏈RNA 外,其余所有的病毒都是單鏈 RNA)。3、病毒的化學(xué)組成:病毒的化學(xué)組成有蛋白質(zhì)和核酸,個(gè)體大的病毒如痘病毒, 除含

6、蛋白質(zhì)和核酸外,還含類脂類和多糖。 4、病毒的結(jié)構(gòu):病毒沒(méi)有細(xì)胞結(jié)構(gòu),卻有其自身獨(dú)特的結(jié)構(gòu)。整個(gè)病毒分兩部分:蛋白質(zhì)衣殼和核酸內(nèi)芯,兩者構(gòu)成核衣殼。(1)蛋白質(zhì)衣殼:是由一定數(shù)量的衣殼粒(由一種或幾種多肽鏈折疊而成的蛋白質(zhì)亞單 位)按一定的排列組合構(gòu)成的病毒外殼,成為蛋白質(zhì)衣殼。蛋白質(zhì)的功能:保護(hù)病毒使其免受環(huán)境因素的影響。決定病毒感染的特異性,使病 毒與敏感細(xì)胞表面特定部位有特異親和力,病毒可牢固的附著在敏感細(xì)胞上。病毒蛋白 質(zhì)還有致病性、毒力和抗原性。(2)核酸內(nèi)心:動(dòng)物病毒有的含DNA,有的含RNA。植物病毒大多數(shù)含 RNA,少數(shù)含DNA。噬菌體大

7、多數(shù)含DNA,少數(shù)含RNA。病毒核酸的功能是:決定病毒遺 傳、變異和對(duì)敏感宿主細(xì)胞的感染力。 (3)被膜(囊膜):痘病毒、腮腺炎病毒及其他病毒具有被膜,它們除含蛋白質(zhì)和核酸病毒的三種構(gòu)型:由于衣殼粒的排列組合不同病毒有三種對(duì)稱構(gòu)型:立體對(duì)稱型,螺旋對(duì)稱型和復(fù)合對(duì)稱型。 5、毒性噬菌體:就是指侵入宿主細(xì)胞后,隨即引起宿主細(xì)胞裂解的噬菌體;是正常表現(xiàn)的噬菌體。 溫和噬菌體:就是指侵入細(xì)胞后,其核酸附著并整合在宿主染色體上,和宿主細(xì)胞的核酸同步復(fù)制,宿主細(xì)胞不裂解而繼續(xù)生長(zhǎng),這種不引起宿主細(xì)胞裂解的噬菌體 稱作溫和噬菌體。 溶原細(xì)胞就是指含

8、有溫和噬菌體核酸的宿主細(xì)胞。 原噬菌體就是指在溶原細(xì)胞內(nèi)的溫和噬菌體核酸,又稱為前噬菌體。6、病毒(噬菌體)在固體培養(yǎng)基上有什么樣的培養(yǎng)特征。 答:將噬菌體的敏感細(xì)菌接種在瓊脂固體培養(yǎng)基上生長(zhǎng)形成許多個(gè)菌落,當(dāng)接種稀釋 適度的噬菌體懸液后引起點(diǎn)性感染,在感染點(diǎn)上進(jìn)行反復(fù)的感染過(guò)程,宿主細(xì)菌菌落就 一個(gè)個(gè)被裂解成一個(gè)個(gè)空斑,這些空斑就叫噬菌斑。在液體培養(yǎng)基上由渾濁菌液變成透明得裂解溶液。7、(1)吸附:病毒吸附蛋白與細(xì)胞受體間的結(jié)合力來(lái)源于空間結(jié)構(gòu)的互補(bǔ)性,相互間的電荷、氫鍵、疏水性相互作用及范得華力(2)侵入:侵入又稱病毒內(nèi)化,它是一個(gè)病毒吸附后幾乎立即發(fā)生,依賴于能量的感染步驟。刺

9、突固著于C,尾部酶水解C壁的肽聚糖,使產(chǎn)生小孔,尾鞘收縮,注入核酸。(3)復(fù)制與聚集:病毒侵入后,病毒的包膜和/或殼體除去而釋放出病毒核酸,病毒利用宿主的生物合成機(jī)構(gòu)和場(chǎng)所,使病毒核酸表達(dá)和復(fù)制,產(chǎn)生大量的病毒蛋白質(zhì)和核酸,已合成的各部件進(jìn)行自行裝配成新的噬菌體(4)裂解(釋放):被感染細(xì)胞裂解,成熟的子代噬菌體轉(zhuǎn)移到外界8、類病毒是比病毒更加小的致病感染因子(環(huán)狀単鏈RNA)朊病毒是一種引起牛羊疾病的感染因子(蛋白樣感染顆粒)第二章:原核微生物1、細(xì)菌形態(tài):桿菌(最常見(jiàn),長(zhǎng)短不同長(zhǎng)短桿菌、某部位是否膨大棒狀梭狀桿菌、芽孢有無(wú))、球菌(單球菌雙球鏈球菌四聯(lián)球菌八疊球菌葡萄球菌 )、螺旋菌、絲狀

10、菌。繁殖:細(xì)菌裂殖(二分裂,有性)。有性生殖的意義:進(jìn)化,特有抗性基因可傳遞。2、細(xì)菌細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu):細(xì)胞壁、細(xì)胞質(zhì)膜、細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞壁主要成份為:脂多糖、磷脂、脂蛋白、肽聚糖。細(xì)胞特殊結(jié)構(gòu):(1)莢膜:長(zhǎng)度超過(guò)菌體若干倍,很細(xì)。運(yùn)動(dòng)器官?;瘜W(xué)成分是蛋白質(zhì)。功能:a 具有莢膜的S-型肺炎鏈球菌毒力強(qiáng),有助于肺炎鏈球菌侵染人體; b 莢膜保護(hù)致病菌免受宿主吞噬細(xì)胞的吞噬,保護(hù)細(xì)菌免受干燥的影響; c 當(dāng)缺乏營(yíng)養(yǎng)時(shí),有的莢膜還可作氮源; d 廢水處理中的細(xì)胞莢膜有生物吸附作用,將廢水中的有機(jī)物、無(wú)機(jī)物及吸附在細(xì)菌體表面上。(2)芽孢

11、(主要為桿菌):某些細(xì)菌當(dāng)環(huán)境惡劣時(shí),細(xì)胞質(zhì)濃縮凝集,逐步形成一個(gè)圓形、橢圓形或圓柱形的休眠體,稱為芽孢。能夠阻止各類化學(xué)物質(zhì)包括殺菌劑的進(jìn)入。特點(diǎn):a 含水率低:38%40% b 壁厚而致密,分三層:外層為芽孢外殼,為蛋白質(zhì)性質(zhì)。中層為皮層,有肽聚糖構(gòu)成,含大量2,6 吡啶二羧酸。內(nèi)層為孢子壁,有肽聚糖構(gòu)成,包圍芽孢細(xì)胞質(zhì)和核質(zhì)。芽孢萌發(fā)后孢子壁變?yōu)闋I(yíng)養(yǎng)細(xì)胞的細(xì)胞壁。 c 芽孢中的2,6 吡啶二羧酸(DPA)含量高,為芽孢干重的5%15%。 d 含有耐熱性酶(3)鞭毛:運(yùn)動(dòng)器官,是細(xì)菌運(yùn)動(dòng)(靠細(xì)胞質(zhì)膜上的ATP 酶水解ATP 提供能量)。不同細(xì)菌的鞭毛著生的部位不同。有單根鞭毛(正端生和亞極

12、端生),周生鞭毛。3.、菌落:細(xì)菌菌落就是由一個(gè)細(xì)菌繁殖起來(lái)的,有無(wú)數(shù)細(xì)菌組成具有一定形態(tài)特征的細(xì)菌集團(tuán)。固體培養(yǎng)基上各種菌類的“村落”,其特征主要由各種微生物特殊的遺傳特性決定。菌落的共同特征是小、濕潤(rùn)、粘稠、與基質(zhì)結(jié)合松散、易被剝離、質(zhì)地均勻、各部位顏色一致(這是鑒定的重要依據(jù))。液體中的菌落:表面形成膜(輕)、使培養(yǎng)液渾濁(中)、產(chǎn)生絮狀沉淀(粘重,例如活性污泥) 菌苔:是細(xì)菌在斜面培養(yǎng)基接種線上長(zhǎng)成的一篇密集的細(xì)菌菌落。4、細(xì)菌的染色原理:細(xì)菌通常帶負(fù)電荷,所以用帶正電的燃料染色 方法:簡(jiǎn)單染色法和復(fù)雜染色法 增加細(xì)菌和背景的反差。5、古菌分類:產(chǎn)甲烷菌、嗜熱嗜酸菌、極端嗜鹽菌古菌的細(xì)

13、胞壁無(wú)二氨基庚二酸和胞壁酸,大部分是脂蛋白。6、藍(lán)細(xì)菌分為色球藻綱和藻殖段綱7、放線菌絕大多數(shù)異養(yǎng)結(jié)構(gòu)(菌絲類型):(1)營(yíng)養(yǎng)(基內(nèi))菌絲:吸收營(yíng)養(yǎng),色素可有可無(wú)(2)氣生菌絲:顏色較深(3)孢子絲孢子絲形狀有:直行 波浪 螺旋 交替叢生 叢生或輪生放線菌落特征:呈輻射狀,一般圓形,干燥、有皺折、表面粉末狀,不易被針挑起,質(zhì)地硬而致密,小而不廣泛延伸,表面呈緊密絨狀8、細(xì)菌的芽孢是休眠體,放線菌的孢子是繁殖體第二章:真核微生物1、營(yíng)養(yǎng)類型:(1)全動(dòng)性營(yíng)養(yǎng):吞食其它生物或有機(jī)顆粒(2)植物性營(yíng)養(yǎng)光能自養(yǎng)(綠眼蟲(chóng)等)(3)腐生性營(yíng)養(yǎng)吸收可溶性營(yíng)養(yǎng)。2.、生動(dòng)物分四綱:鞭毛綱、肉足綱、纖毛綱(包括

14、吸管綱)及孢子綱。 鞭毛綱、肉足綱和纖毛綱存在水體中,在廢水生物處理中起重要作用。3、 胞囊:在正常的環(huán)境條件下,所有的原生動(dòng)物都各自保證、吃自己的形態(tài)特征。當(dāng)環(huán)境 條件變壞,如水干枯、水溫和pH 過(guò)高或過(guò)低,溶解氧不足,缺乏食物或排泄物積累過(guò)多,廢水中的有機(jī)物濃度超過(guò)它的適應(yīng)能里等原因,都可使原生動(dòng)物不能正常生活而形成胞囊。所以胞囊是抵抗不良環(huán)境的一種休眠體。4.、原生動(dòng)物中各綱在水體自凈和污水生物處理中如何起指示作用? 答:原生動(dòng)物在正常的環(huán)境條件下都各自保持自己的形態(tài)特征,但當(dāng)環(huán)境條件變化, 超過(guò)其適應(yīng)能力時(shí),都可使原生動(dòng)物不能正常生活而形成胞囊。所以在水體

15、自凈和污水 生物處理中,一旦形成胞囊,就可判斷污水處理不正常。微型后生動(dòng)物(原生動(dòng)物以外多C動(dòng)物的統(tǒng)稱):輪蟲(chóng)、線蟲(chóng)、寡毛類動(dòng)物(飄體蟲(chóng)、顫蚓、水絲蚓)、浮游甲殼動(dòng)物(指示生物)5.、藻類的應(yīng)用:(1)裸藻是水體富營(yíng)養(yǎng)化的指示生物,而綠藻在水體自凈中起凈化和指示生物的作 用。(2)綠藻中的小球藻和柵藻富含蛋白質(zhì)可供人食用和作動(dòng)物飼料。綠藻是藻類生理生 研究的材料及宇宙航行的供氧體,有的可制藻膠。綠藻在水體自凈中起凈化和指示生物的作用。(3)多數(shù)的甲藻對(duì)光照強(qiáng)度和水溫范圍要求嚴(yán)格,在適宜的光照和水溫條件下,甲 藻在短期內(nèi)大量繁殖島城海洋“赤潮”。6、酵母菌

16、(家養(yǎng)微生物):結(jié)構(gòu):細(xì)胞壁(主要含葡萄糖和甘露聚糖、蛋白質(zhì)、脂質(zhì))菌落形態(tài)特征:在固體培養(yǎng)基上的菌落,表面濕潤(rùn)而光滑,有粘性,與細(xì)菌菌落大小差不多,顏色為白色或紅色。培養(yǎng)時(shí)間久后菌落表面轉(zhuǎn)為干燥。特點(diǎn):以單C存在,多數(shù)營(yíng)出芽,有的裂殖,發(fā)酵糖類,C壁含有甘露聚糖,含糖較高,酸度較大環(huán)境中生長(zhǎng)7、霉菌結(jié)構(gòu)(菌絲體):霉菌的細(xì)胞壁由幾丁質(zhì)少數(shù)含有纖維素。整個(gè)菌絲體分為兩部分:即營(yíng)養(yǎng)菌絲和氣生菌絲。菌落:形態(tài)較大,質(zhì)地一般比放線菌疏松,外觀干燥,不透明,呈現(xiàn)或緊或松的蛛網(wǎng)狀、絨毛狀或棉絮狀;菌落與培養(yǎng)基的連接緊密,不易挑取,菌落正反面的顏色和邊緣與中心的顏色常不一致等分類及常見(jiàn)屬:(1)單細(xì)胞霉菌

17、:毛霉屬 根霉屬(2)多細(xì)胞霉菌:青霉屬 曲霉屬鐮刀霉屬 木霉屬交鏈孢霉屬 白地霉屬第四章:微生物的生理1、幾種重要輔基、輔酶的功能(1)輔酶A 傳遞?;?(2)NAD輔酶I NADP輔酶II 傳遞電子、質(zhì)子 (3)FMN(黃素單核苷酸) FAD(黃素腺嘌呤二核苷酸 傳遞質(zhì)子 H (4)四氫葉酸 轉(zhuǎn)移 一碳基團(tuán) 2、酶蛋白結(jié)構(gòu):一級(jí)(多肽鏈本身),二級(jí)(多肽鏈形成的初級(jí)空間結(jié)構(gòu)),三級(jí)(多肽鏈進(jìn)一步彎曲盤繞更復(fù)雜的構(gòu)型),四級(jí)(由幾個(gè)亞基形成的)3、酶的活性中心概念:是指酶的活性部位,是酶蛋白分子中直接參與和底物結(jié)合,并與酶催化作用有直接有關(guān)的部位。4、酶的分類:氧化還原、轉(zhuǎn)移、水解、合成、裂

18、解、異構(gòu)5、酶的催化特性:(1)酶具有一般催化劑的特性(2)酶的催化作用具有一定高度的專一性(3)酶的催化條件溫和(4)酶對(duì)環(huán)境條件的變化很敏感(5)酶的催化效率極高。6、影響酶反應(yīng)速率的因素酶的濃度、底物的濃度、溫度、ph、激活劑、抑制劑7、米氏常數(shù):反應(yīng)速率為最大反應(yīng)速率一半的底物濃度。Km=k2+k3/k18、好氧微生物的碳氮磷比:bod5:N:P=100:5:1厭氧微生物的碳氮磷比:bod5:N:P=100:6:19、微生物營(yíng)養(yǎng): 70%90%水分,10%30%干物質(zhì)(1)碳源:提供合成細(xì)胞物質(zhì)及代謝物的原料;并為整個(gè)生理活動(dòng)提供所需要能源(異養(yǎng)微生物)(2)氮源:提供合成細(xì)胞中含氮物

19、,如蛋白質(zhì)、核酸,以及含氮代謝物等的原料 少數(shù)細(xì)菌可以銨鹽、硝酸鹽等氮源為能源(3)無(wú)機(jī)鹽:構(gòu)成微生物細(xì)胞的組成成分調(diào)解微生物細(xì)胞的滲透壓, PH值和氧化還原電位。有些無(wú)機(jī)鹽如S、Fe還可做為自養(yǎng)微生物的能源 。構(gòu)成酶活性基的組成成分,維持E活性。Mg、Ca、K是多種E的激活劑。(4)水:微生物代謝過(guò)程中必不可少的溶劑維持各種生物大分子結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性調(diào)節(jié)細(xì)胞溫度,保持環(huán)境溫度恒定的作用(5)生長(zhǎng)因子:調(diào)節(jié)微生物正常代謝,氨基酸,維生素,堿基10.、根據(jù)各種微生物的營(yíng)養(yǎng)要求,將誰(shuí)、碳源、氮源、無(wú)機(jī)鹽和生長(zhǎng)因子等物質(zhì)按一 定的比例配制而成的,用以培養(yǎng)微生物的基質(zhì),即培養(yǎng)基。 (1

20、)根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮陀猛静煌夯A(chǔ)培養(yǎng)基、選擇培養(yǎng)基、鑒別培養(yǎng)基和加富(富集)培養(yǎng)基。 (2)按物質(zhì)的不同:合成培養(yǎng)基、天然培養(yǎng)基和復(fù)合培養(yǎng)基(3)物理性狀:液體、固體、半固體11、四種運(yùn)輸方式:物質(zhì)運(yùn)輸單純擴(kuò)散促進(jìn)擴(kuò)散(真)主動(dòng)運(yùn)輸(營(yíng))基團(tuán)轉(zhuǎn)移(厭)運(yùn)送物質(zhì)O2、CO2 、乙醇及氨基酸糖、氨基酸、維生素及無(wú)機(jī)陰離子糖、氨基酸及無(wú)機(jī)陽(yáng)離子單(或雙)糖與糖的衍生物,以及核苷與脂肪酸運(yùn)送機(jī)理物理擴(kuò)散借助膜上特異蛋白構(gòu)象的變化借助膜上特異蛋白構(gòu)象的變化依靠磷酸轉(zhuǎn)移酶系統(tǒng)特點(diǎn)1)擴(kuò)散是非特異性的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)吸收方式 2)在擴(kuò)散過(guò)程中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)不發(fā)生變化 3)物質(zhì)運(yùn)輸?shù)乃俾瘦^慢 4)不需要載體參

21、與 5)可運(yùn)送的養(yǎng)料有限1)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)本身在分子結(jié)構(gòu)上也不會(huì)發(fā)生變化 2)不消耗代謝能量,故不能進(jìn)行逆濃度運(yùn)輸 3)運(yùn)輸?shù)乃俾视砂麅?nèi)外該物質(zhì)的濃度差決定 4)需要細(xì)胞膜上載體蛋白(透過(guò)酶)參與物質(zhì)運(yùn)輸 5)被運(yùn)輸?shù)奈镔|(zhì)與載體蛋白有高度的特異性 6)養(yǎng)料濃度過(guò)高時(shí), 與載體蛋白出現(xiàn)飽和效應(yīng)1)需要消耗代謝能2)可以進(jìn)行逆濃度運(yùn)輸?shù)倪\(yùn)輸方式3)需要載體蛋白參與4)對(duì)被運(yùn)輸?shù)奈镔|(zhì)有高度的立體專一性5)被運(yùn)輸?shù)奈镔|(zhì)在轉(zhuǎn)移的過(guò)程中不發(fā)生任何化學(xué)變化1)需要消耗代謝能2)可以進(jìn)行逆濃度運(yùn)輸?shù)倪\(yùn)輸方式3)需要載體蛋白參與4)對(duì)被運(yùn)輸?shù)奈镔|(zhì)有高度的立體專一性5)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)在運(yùn)輸?shù)倪^(guò)程中發(fā)生了化學(xué)變化(糖在運(yùn)輸?shù)倪^(guò)

22、程中發(fā)生了磷酸化)。依靠磷酸轉(zhuǎn)移酶(2)四種運(yùn)輸營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)方式的比較:比較項(xiàng)目單純擴(kuò)散促進(jìn)擴(kuò)散主動(dòng)運(yùn)輸基團(tuán)轉(zhuǎn)位特異載體蛋白無(wú)有有有運(yùn)輸速度(分子特性決定)慢快快快物質(zhì)運(yùn)輸方向由濃至稀由濃至稀由稀至濃由稀至濃胞內(nèi)外濃度相等相等胞內(nèi)濃度高胞內(nèi)濃度高運(yùn)輸分子無(wú)特異性特異性特異性特異性能量消耗不需要不需要需要需要運(yùn)輸后物質(zhì)結(jié)構(gòu)不變不變不變改變12、培養(yǎng)基配置原則:目的明確:培養(yǎng)基組分應(yīng)適合微生物的營(yíng)養(yǎng)特點(diǎn) 營(yíng)養(yǎng)協(xié)調(diào):營(yíng)養(yǎng)物的濃度與比例應(yīng)恰當(dāng) 條件適宜:物理化學(xué)條件適宜經(jīng)濟(jì)節(jié)約:根據(jù)培養(yǎng)目的選擇原料及其來(lái)源13、(1)乙醇發(fā)酵最終電子受體:中間代謝產(chǎn)物。最終產(chǎn)物:低分子有機(jī)物、co2、ATP。產(chǎn)ATP方式

23、:底物水平磷酸化(2)有氧呼吸最終電子受體O2 最終產(chǎn)物:co2,h2o,ATP。產(chǎn)ATP方式:底物水平磷酸化,氧化磷酸化。(3)無(wú)氧呼吸:以NO3- SO42- CO2為最終電子受體。最終產(chǎn)物:co2,h2o,nh3,n2,ch4,ATP。產(chǎn)ATP方式:底物水平磷酸化,氧化磷酸化。第五章:微生物生長(zhǎng)與環(huán)境因素1、培養(yǎng)方式:(1)分批培養(yǎng):將微生物置于一定容積培養(yǎng)基內(nèi),經(jīng)培養(yǎng),最后一次收獲。(2)連續(xù)培養(yǎng):不斷補(bǔ)充新鮮營(yíng)養(yǎng),并及時(shí)不斷以同樣速度排出培養(yǎng)物,則可延長(zhǎng)對(duì)數(shù)期(原理:培養(yǎng)液的流動(dòng)量使增殖的新菌數(shù)相當(dāng)于流出的老菌數(shù)。)恒濁連續(xù)培養(yǎng),恒化連續(xù)培養(yǎng),補(bǔ)料分批培養(yǎng),同步培養(yǎng)。2、群體生長(zhǎng)曲線

24、:分期延遲期對(duì)數(shù)期穩(wěn)定期衰亡期表現(xiàn)不立即繁殖,生長(zhǎng)速率近于0,菌數(shù)幾乎不變,細(xì)胞形態(tài)變大代謝活性最強(qiáng),幾何級(jí)數(shù)增加,代時(shí)最短,生長(zhǎng)速率最大新增殖細(xì)胞數(shù)與老細(xì)胞的死亡數(shù)幾乎相等,活菌數(shù)動(dòng)態(tài)平衡出現(xiàn)“負(fù)生長(zhǎng)”,有些細(xì)胞開(kāi)始自溶。菌體產(chǎn)生畸形特點(diǎn)分裂遲緩,合成代謝活躍,體積增長(zhǎng)快,對(duì)外界不良環(huán)境敏感細(xì)菌數(shù)目增加與原生質(zhì)總量增加,與菌液濁度增加呈正相關(guān)性生長(zhǎng)速率又趨于0,細(xì)胞總數(shù)最高死亡率明顯增加原因調(diào)整代謝,合成新的酶系和中間代謝產(chǎn)物以適應(yīng)新環(huán)境影響因素:菌種,菌齡,營(yíng)養(yǎng)成分,營(yíng)養(yǎng)物濃度,培養(yǎng)溫度養(yǎng)分減少;有毒代謝物產(chǎn)生營(yíng)養(yǎng)物消耗,有毒物質(zhì)積累,環(huán)境條件改變,而不利于細(xì)菌生長(zhǎng)應(yīng)用消除:增加接種量,采

25、用最適菌齡接種單個(gè)細(xì)胞完成一次分裂所需時(shí)間收獲菌體的最佳時(shí)期,在穩(wěn)定期期末3、細(xì)菌生長(zhǎng)曲線在污水生物處理中應(yīng)用 常規(guī)活性污泥法利用生長(zhǎng)速率下降階段的微生物 高負(fù)荷活性污泥法利用生長(zhǎng)速率上升階段和生長(zhǎng)速率下降階段的微生物 為什么常規(guī)活性污泥不利用對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的微生物而利用靜止期的微生物?因?yàn)閷?duì)數(shù)生長(zhǎng)期的微生物生長(zhǎng)繁殖快,代謝活力強(qiáng),能大量去除污(廢)水中的有機(jī)物。盡管微生物對(duì)有機(jī)物的去除能力很高,則出水的絕對(duì)值也相應(yīng)提高,不易達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。又因?yàn)閷?duì)數(shù)期的微生物生長(zhǎng)繁殖旺盛,細(xì)胞表面的黏液層和莢膜尚未形成,運(yùn)動(dòng)很活躍,不易自行凝聚成菌膠團(tuán),沉淀性能差,致使出水水質(zhì)差。而處于靜止期的微生物代謝活力雖比

26、對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的差,但仍有相當(dāng)?shù)拇x活力,去除有機(jī)物的效果仍較好,最大的特點(diǎn)是微生物積累大量貯存物。這些貯存物強(qiáng)化了微生物的生物吸附能力,其自我絮凝、聚合能力強(qiáng),在二沉池中泥水分離效果好,出水水質(zhì)好。4、微生物群的生長(zhǎng)量的測(cè)定方法 a測(cè)定微生物總數(shù):b測(cè)定活細(xì)菌數(shù): c計(jì)算生長(zhǎng)量 5、微生物對(duì)溫度最適生長(zhǎng)需求分為:嗜冷菌 嗜中溫菌 嗜熱菌 嗜超熱菌 廢水生物處理過(guò)程中微生物的適宜溫度:30攝氏度6、細(xì)菌(ph6.5-7.5)放線菌(ph7-8)霉菌、酵母菌(ph3-6)污水生物處理的pH值范圍在廢水生物處理中,pH一般在6.58.5。7、(1)好氧微生物在有氧條件下才能正常生長(zhǎng)繁殖。(2)兼性厭氧

27、微生物具有脫氫酶也具有氧化酶,所以有氧無(wú)氧都能生存。(3)厭氧微生物生存環(huán)境中絕度不能有氧氣。 三者之間關(guān)系:互相競(jìng)爭(zhēng)、互相制約、互惠互利、協(xié)調(diào)和諧作用。8、微生物在不同滲透壓溶液中不同反應(yīng)(1)在等滲溶液中微生物生長(zhǎng)得很好(2)在低滲溶液中水分子大量滲入生物體內(nèi),使得細(xì)胞發(fā)生膨脹,嚴(yán)重者破裂。(3)在高滲溶液中,大量水分子滲到體外,使細(xì)胞質(zhì)壁分離。9、滅菌是通過(guò)超高溫或其他的物理、化學(xué)因素將所有微生物的營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞和所有的芽 孢或孢子全部殺死。 滅菌的方法有干熱滅菌法和濕熱滅菌法。 與干熱滅菌相比,濕熱滅菌的穿透力和熱傳導(dǎo)都要更強(qiáng),且在濕熱時(shí)微生物吸收高 

28、溫水分,菌體蛋白很易凝固、變性,滅菌效果好。消毒是用物理、化學(xué)因素殺死致病菌(有芽孢和無(wú)芽孢的細(xì)菌),或者是殺死所 有微生物的營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞或一部分芽孢。 消毒法有巴斯德消毒法和煮沸消毒法。 10、體積分?jǐn)?shù)為70%乙醇?xì)⒕ψ顝?qiáng) 11、競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系:原始合作關(guān)系(互生關(guān)系):共生關(guān)系: 偏害關(guān)系(拮抗關(guān)系):寄生關(guān)系: 捕食關(guān)系 12、菌種復(fù)壯方法:純種分離 通過(guò)寄主進(jìn)行復(fù)壯 聯(lián)合復(fù)壯 保藏的原理和方法:定期移植法 干燥法 隔絕空氣法 蒸餾水懸浮法 綜合法13、極端pH對(duì)微生物的影響 (1)過(guò)低影響微生物對(duì)營(yíng)養(yǎng)物的吸收(2)影響培養(yǎng)基中有機(jī)物的離子化合作用(3)酶只有在最適

29、ph下活性最大(4)降低了微生物對(duì)高溫的抵抗能力14、抗生素對(duì)微生物的影響:抗生素有廣譜和狹譜之分(1)抑制微生物的細(xì)胞壁合成青霉素(2)破壞微生物的細(xì)胞質(zhì)膜多黏菌素(3)抑制蛋白質(zhì)合成(4)干擾核算合成爭(zhēng)光霉素15、紫外輻射殺菌的作用機(jī)理是干擾DNA 的復(fù)制與轉(zhuǎn)錄。第六章:微生物的遺傳與變異1、基因突變:即微生物的DNA被某種因素引起堿基的缺失、置換或插入,改變了基因內(nèi)部原有的堿基排列順序,從而引起后代表現(xiàn)性的改變。(1)自發(fā)突變和誘發(fā)突變(2)DNA的損傷修復(fù):光復(fù)活和暗復(fù)活、切除修復(fù)、重組修復(fù)、SOS修復(fù)適應(yīng)性修復(fù)(3)誘變機(jī)制:物理誘變:誘變因素:紫外輻射、X射線、射線、快中

30、子、射線和激光 紫外誘變機(jī)制:引起DNA的變化?;瘜W(xué)誘變:引起基因突變或真核生物染色體畸變2、什么叫定向培養(yǎng)和馴化? 答:定向培養(yǎng)是人為用某一特定環(huán)境條件長(zhǎng)期處理某一微生物群體,同時(shí)不斷將它們 進(jìn)行移種傳代,以達(dá)到累積和選擇合適的自發(fā)突變的一種古老的雨中方法。 馴化是通過(guò)人工措施使微生物逐步適應(yīng)某一條件,而定向選育微生物的方法。通過(guò) 馴化可取得具有較高耐受力及活動(dòng)能力的菌株。馴化常用于廢水處理中微生物的選育, 以獲得對(duì)某種污染物具有較高的降解能力的高效菌株。3、定向育種、誘變育種:(1)定向育種:用某一特定環(huán)境長(zhǎng)期處理某一微生物群體,同時(shí)不斷地

31、進(jìn)行移種傳代,以達(dá)到積累和選擇合適的自發(fā)突變體的一種古老育種方法(2)誘變育種:利用物理或化學(xué)誘變劑處理均勻分散的微生物細(xì)胞群,促進(jìn)其突變率大幅度提高,然后設(shè)法采用簡(jiǎn)便、快速、高效的篩選方法,從中挑選少數(shù)符合目的的突變株,以供生產(chǎn)科研之用4、基因重組:(1)雜交:兩個(gè)性狀不同的菌株或變種之間進(jìn)行細(xì)胞結(jié)合,遺傳物質(zhì)交換重新組合成新的性狀(2)轉(zhuǎn)化:受體菌直接吸收了來(lái)自供體菌的DNA片段,通過(guò)交換,把它組合到自己的基因組中,從而獲得供體菌部分遺傳性狀的現(xiàn)象(3)轉(zhuǎn)導(dǎo):通過(guò)缺陷噬菌體的媒介,把供體細(xì)胞的DNA片段攜帶到受體細(xì)胞中,從而使后者獲得前者部分遺傳性狀的現(xiàn)象5、基因工程(1)定義:在體外將外

32、源DNA進(jìn)行切割和連接,插入到載體分子中,形成重組DNA分子,再導(dǎo)入到受體細(xì)胞中,使外源基因在受體細(xì)胞中表達(dá)的過(guò)程(2)主要步驟:從生物有機(jī)體基因組中,分離出帶目的基因的DNA片段將片段連接到能自我復(fù)制的載體上,形成重組DNA重組DNA轉(zhuǎn)移到適當(dāng)?shù)氖荏w細(xì)胞內(nèi)篩選獲得了重組DNA的受體細(xì)胞克隆克隆基因的表達(dá),產(chǎn)生出人類所需物質(zhì)6、質(zhì)粒是什么?在遺傳工程中有什么作用?舉例說(shuō)明。 答:細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)一種自我復(fù)制的環(huán)狀雙鏈DNA 分子,能穩(wěn)定地獨(dú)立存在于染色體外, 并傳遞到子代,一般不整合到宿主染色體上。 質(zhì)粒在基因工程中常被用作基因轉(zhuǎn)移的運(yùn)載工具載體。如質(zhì)粒育種。

33、7、PCR技術(shù)的循環(huán)過(guò)程及其運(yùn)用案例(熱變性-復(fù)性-延伸)應(yīng)用:(1)研究特定環(huán)境中微生物區(qū)系組成,結(jié)構(gòu),分析種群動(dòng)態(tài)(2)監(jiān)測(cè)環(huán)境中特定的微生物。第七章:微生物生態(tài)1、土壤微生物:(1)生態(tài)條件:營(yíng)養(yǎng):1)大量的動(dòng)植物殘?bào)w,植物根系的分泌物,還有人和動(dòng)物的排泄物2)豐富的無(wú)機(jī)元素:P、S、K、Fe、Mg、Ca等3)微量元素:B、Mo、Zn、Mn、Cu等pH:3.58.5滲透壓:0.30.6MPa氧氣和水 溫度 保護(hù)層(2)分布:水平分布取決于碳源,垂直分布與紫外輻射的照射、營(yíng)養(yǎng)、水、溫度等因素 在表面土520cm處微生物最多 (3)種類:細(xì)菌量最多,放線菌次之,真菌再次之,藻類、原生動(dòng)物和微

34、型動(dòng)物等由多到少依次排列2、土壤污染的生物修復(fù) 土壤生物修復(fù)定義: 土壤生物修復(fù)是利用土壤中的天然微生物資源或人為投加目的菌株,甚至用構(gòu)建 的特異降解功能菌投加到各污染土壤中,將滯留的污染物快速間接和轉(zhuǎn)化,使土壤恢復(fù) 其天然功能。 目的:土壤中滯留著很多難以降解的污染物,依靠土壤的自凈能力是不能完全清除的,但 是有些天然微生物或者是認(rèn)為培育、馴化的微生物卻能很好的分解這類難降解污染物, 達(dá)到土壤修復(fù)的目的,所以為了很好的恢復(fù)土壤的各種功能,要對(duì)土壤進(jìn)行微生物修復(fù)。 關(guān)鍵技術(shù):微生物種 微生物營(yíng)養(yǎng) 溶解氧 環(huán)境因子(水 pH

35、溫度) 等3、(1)水體自凈過(guò)程:水體接納了一定量的有機(jī)污染物后,在物理的、化學(xué)的及生物等因素的綜合作用后得到凈化,水質(zhì)恢復(fù)到污染前的水平和狀態(tài)。(2)指標(biāo)(P/H指數(shù)):P代表光合自養(yǎng)型微生物。H代表異養(yǎng)型微生物。P/H =(有葉綠素的微生物數(shù)量)/(異養(yǎng)微生物數(shù)量)氧濃度晝夜變化幅度和氧垂曲線。4、污化系統(tǒng):(1)污化帶特征:特 征多污帶-中污帶-中污帶寡污帶水色暗灰色,很渾濁灰色,較渾濁渾濁渾濁度低BOD高減少,有懸浮物減少,懸浮物少極少,懸浮極少溶解氧含量極低(或無(wú))少升高恢復(fù)正常氣體H2S、CO2和CH4NH3、H2S氨及H2S減少H2S消失細(xì)菌數(shù)量幾億/毫升幾千萬(wàn)/毫升幾萬(wàn)/毫升極

36、少微生物種類特點(diǎn)(兼)厭氣性硫酸還原菌產(chǎn)甲烷菌藻類及原生動(dòng)物出現(xiàn)藻類大量繁殖纖毛蟲(chóng)活躍魚(yú)腥藻、硅藻、黃藻、鐘蟲(chóng)、變形蟲(chóng)動(dòng)物類型寡毛類(顫蚯蚓)顫蚯蚓,增多輪蟲(chóng)、浮游甲殼動(dòng)物輪蟲(chóng)、浮游甲殼動(dòng)物增多顯花植物無(wú)無(wú)出現(xiàn)增多魚(yú)類無(wú)無(wú)無(wú)有底泥大量的有機(jī)質(zhì)部分無(wú)機(jī)化大量無(wú)機(jī)化5、水體有機(jī)污染指標(biāo):BIP指數(shù):無(wú)葉綠素的微生物占所有微生物的百分比細(xì)菌菌落總數(shù):1ml水樣在營(yíng)養(yǎng)瓊脂培養(yǎng)基中,于37培養(yǎng)24h(或48h)后所生長(zhǎng)出來(lái)的細(xì)菌菌落總數(shù) 總大腸菌群:包括埃希氏菌屬、檸檬酸桿菌屬、腸桿菌屬和克雷伯氏桿菌屬6、何謂氨化作用、硝化作用、反硝化作用、固氮作用?它們各由哪些微生物起作用? 答:有機(jī)氮化合

37、物在氨化微生物的脫氨作用下產(chǎn)生氨,稱為氨化作用。 梭狀芽孢桿菌等氨基酸脫下的氨,在有氧的條件下,經(jīng)亞硝酸細(xì)菌和硝酸細(xì)菌的作用轉(zhuǎn)化為硝酸,稱為硝化作用。亞硝酸單胞菌屬、亞硝酸球菌屬、亞硝酸螺菌屬、亞硝酸葉菌屬、硝化桿菌屬等。兼性厭氧的硝酸鹽還原細(xì)菌將硝酸鹽還原成氮?dú)?,成為反硝化作用。施氏假單胞菌、脫氮假單胞菌、熒光假單胞菌、紫色桿菌、脫氮色桿菌。在固氮微生物的固氮酶催化作用下,把分子氮轉(zhuǎn)化為氨,進(jìn)而合成為有機(jī)氮化合物,成為固氮作用。根瘤菌、圓褐固氮菌、黃色固氮菌、雀稗固氮菌、拜葉林克氏菌屬和萬(wàn)氏固氮菌。第三章 水環(huán)境污染控制與治理的生態(tài)工程及微生物原理 1、好氧活性污泥的概念:活性污泥

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