《水處理生物學(xué)》課后思考題解答

第一章緒論

1”水處理生物學(xué)”的研究對(duì)象是什么？

”水處理生物學(xué)”研究的對(duì)象主要集中在與水中的污染物遷移、分解及轉(zhuǎn)化過程密切相關(guān)的微

生物、微型水生動(dòng)物和水生/濕生植物，特別是應(yīng)用于水處理工程實(shí)踐的生物種類。細(xì)菌等

原核微生物在水處理工程中通常起著關(guān)鍵的作用，是水處理生物學(xué)研究的重點(diǎn)。

2水中常見的微生物種類有哪些？

水中的主要微生物分為非細(xì)胞生物（病毒）和細(xì)胞生物兩種類型。在細(xì)胞生物中又分為古茵、

原核生物（如細(xì)菌、放線菌、藍(lán)細(xì)菌、支原體、立克次氏體、衣原體等）、真核生物。真核

生物又可細(xì)分為藻類、真菌（如酵母菌、霉菌等）、原生動(dòng)物（分為肉足類、鞭毛類、纖毛

類）、微型后生動(dòng)物。

3微生物有哪些基本特征？為什么？

微生物除了具有個(gè)體微小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、進(jìn)化地位低等特點(diǎn)外，還具有以下特點(diǎn)：

（1）種類多。

（2）分布廣。微生物個(gè)體小而輕，可隨著灰塵四處飛揚(yáng)，因此廣泛分布于土壤、水和空氣

等自然環(huán)境中。土壤中含有豐富的微生物所需要的營養(yǎng)物質(zhì)，所以土壤中微生物的種類和數(shù)

量很多。

（3）繁殖快。大多數(shù)微生物在幾十分鐘內(nèi)可繁殖一代，即由一個(gè)分裂為兩個(gè)。如果條件

適宜，經(jīng)過10h就可繁殖為數(shù)億個(gè)。

（4）易變異。這一特點(diǎn)使微生物較能適應(yīng)外界環(huán)境條件的變化。

4微生物命名常用的雙名法的主要規(guī)定是什么？

一種微生物的名稱由兩個(gè)拉丁文單詞組成，第一個(gè)是屬名，用拉丁文名詞表示，詞首字母大

寫，它描述微生物的主要特征；第二個(gè)是種名，用拉丁文形容詞表示，詞首字母不大寫，它描

述微生物的次要特征。有時(shí)候在前面所述的兩個(gè)單詞之后還會(huì)有一個(gè)單詞，這個(gè)單詞往往是

說明微生物的命名人。

5水中小型動(dòng)物和水生植物在水體水質(zhì)凈化中各起什么樣的作用？

小型動(dòng)物多指1?2mm以下的后生動(dòng)物，它們與水處理過程，特別是環(huán)境水體水質(zhì)凈化過程

有密切的關(guān)系，具有重要的生態(tài)功能。

底棲小型動(dòng)物壽命較長，遷移能力有限，且包括敏感種用耐污種，故常稱為“水下哨兵”，能

長期檢測(cè)有機(jī)污染物的慢性排放。底棲生物鏈?zhǔn)撬w生態(tài)環(huán)境健康的標(biāo)志之一，底棲生物對(duì)

水體內(nèi)源污染控制極其重要。

水生植物作為水生生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，具有重要的環(huán)境生態(tài)功能。對(duì)于水體，特別是

淺水水體，大型水生植被的存在具有維持水生生態(tài)系統(tǒng)健康、控制水體富營養(yǎng)化、改善水環(huán)

境質(zhì)量的作用。

第二章原核微生物

1細(xì)菌的大小一般是用什么單位測(cè)量的？

細(xì)菌的大小一般只有幾個(gè)um,故一般用um測(cè)量。

2以形狀來分，細(xì)菌可分為哪幾類？

細(xì)菌的形態(tài)大致上可分為球狀、桿狀和螺旋狀（弧菌及螺菌）3種，僅少數(shù)為其他形狀，如

絲狀、三角形、方形和圓盤形等。球狀、桿狀和螺旋狀是細(xì)菌的基本形態(tài)。自然界中，以桿

菌最為常見，球菌次之，螺旋菌最少。

3細(xì)菌的細(xì)胞結(jié)構(gòu)包括一般結(jié)構(gòu)和特殊結(jié)構(gòu)，簡(jiǎn)單說明這些結(jié)構(gòu)及及其生理功能。

細(xì)菌的基本結(jié)構(gòu)包括細(xì)胞壁和原生質(zhì)兩部分。原生質(zhì)位于細(xì)胞壁內(nèi)，包括細(xì)胞膜（細(xì)胞質(zhì)

膜）、細(xì)胞質(zhì)、核質(zhì)和內(nèi)含物。

細(xì)胞壁是包圍在細(xì)菌細(xì)胞最外面的一層富有彈性的、厚實(shí)、堅(jiān)韌的結(jié)構(gòu)，具有固定細(xì)胞外形

和保護(hù)細(xì)胞不受損傷等多種功能。細(xì)胞壁的主要功能有：①保持細(xì)胞形狀和提高細(xì)胞機(jī)械強(qiáng)

度，使其免受滲透壓等外力的損傷；②為細(xì)胞的生長、分裂所必需；③作為鞭毛的支點(diǎn)，實(shí)

現(xiàn)鞭毛的運(yùn)動(dòng)；④阻攔大分子有害物質(zhì)（如某些抗生素和水解酹）進(jìn)入細(xì)胞；⑤賦予細(xì)胞特

定的抗原性以及對(duì)抗生素和噬菌體的敏感性。

細(xì)胞膜乂稱細(xì)胞質(zhì)膜、質(zhì)摸或內(nèi)膜，是一層緊貼著細(xì)胞壁而包圍著細(xì)胞質(zhì)的薄膜（厚約7?

8nm）,其化學(xué)組成主要是蛋白質(zhì)、脂類和少量糖類。這種膜具有選擇性吸收的半滲透性，膜

上具有與物質(zhì)滲透、吸收、轉(zhuǎn)運(yùn)和代謝等有關(guān)的許多蛋白質(zhì)和酶類。細(xì)胞膜的主要功能為：①

選擇性地控制細(xì)胞內(nèi)外物質(zhì)（營養(yǎng)物質(zhì)和代謝產(chǎn)物）的運(yùn)送和交換。②維持細(xì)胞內(nèi)正常滲透

壓。③合成細(xì)胞壁組分和莢膜的場(chǎng)所。④進(jìn)行氧化磷酸化或光合磷酸化的產(chǎn)能基地。⑤許多

代謝酶和運(yùn)輸酶以及電子呼吸鏈組成的所在地。⑥鞭毛的著生和生長點(diǎn)。

細(xì)胞質(zhì)是細(xì)胞膜包圍地除核區(qū)以外的?切透明、膠狀、顆粒狀物質(zhì)的總稱。其主要成分是水、

蛋白質(zhì)、核酸和脂類等。與真核生物不同，原核生物的細(xì)胞質(zhì)是不流動(dòng)的。

核區(qū)又稱核質(zhì)體、原核、殖核或核基因組，指存在于細(xì)胞質(zhì)內(nèi)的、無核膜包裹、無固定形態(tài)

的原始細(xì)胞核。

內(nèi)含物是細(xì)菌新陳代謝的產(chǎn)物，或是貯備的營養(yǎng)物質(zhì)。常見的內(nèi)含物顆粒主要有以下幾種：

⑴異染顆粒。其化學(xué)組分是多聚偏磷酸鹽，是磷源和能源的貯藏物，可降低細(xì)胞滲透壓。⑵

聚B一羥基丁酸鹽。它是細(xì)菌所特有的一種碳源和能源貯藏物。⑶肝糖和淀粉粒，兩者都是

碳源和能源的貯藏物。⑷硫粒，它是元素硫的貯藏物。⑸氣泡，存在于許多光能營養(yǎng)型、無

鞭毛的運(yùn)動(dòng)水生細(xì)菌中的包囊狀的內(nèi)含物。

細(xì)菌的特殊結(jié)構(gòu)一般指莢摸、芽抱和鞭毛3種。

莢膜或稱大莢膜，其主要功能有：①保護(hù)作用。②作為通透性屏障和離子交換系統(tǒng)。③貯藏

養(yǎng)料。④表面附著作用。⑤細(xì)菌間的信息識(shí)別作用。

芽泡是某些細(xì)菌在生活史的一定階段在細(xì)胞內(nèi)形成的一個(gè)圓形或橢圓形的休眠結(jié)構(gòu)。具有壁

厚，水分少，不易透水，抗熱、抗化學(xué)藥物、抗輻射能力強(qiáng)等特點(diǎn)。

鞭毛是某些細(xì)菌表面伸出的細(xì)長、波曲的附屬物。完整的?根鞭毛從形態(tài).上可分三部分：鞭

毛絲、鞭毛鉤和基體。鞭毛是細(xì)菌的運(yùn)動(dòng)器官，鞭毛運(yùn)動(dòng)引起菌體運(yùn)動(dòng)。

4什么是革蘭氏染色？其原理和關(guān)鍵是什么？它有何意義？

1884年丹麥病理學(xué)家HansChristianGram提出了一個(gè)經(jīng)驗(yàn)染色法，用于細(xì)菌的形態(tài)觀察和分

類。其操作過程是：結(jié)晶紫初染，碘液媒染，然后酒精脫色，最后用蕃紅或沙黃復(fù)染。這就是

最常采用的革蘭氏染色法，

革蘭氏染色的機(jī)理?般解釋為：通過初染和媒染后，在細(xì)菌細(xì)胞的細(xì)胞壁及膜上結(jié)合了不溶

于水的結(jié)晶紫與碘的大分子復(fù)合物。革蘭氏陽性菌細(xì)胞壁較厚、肽聚糖含量較高和分子交聯(lián)

度較緊密，故在酒精脫色時(shí)，肽聚糖網(wǎng)孔會(huì)因脫水而發(fā)生明顯收縮。再加上它不含脂類，酒

精處理也不能在胞壁上溶出大的空洞或縫隙，因此，結(jié)晶紫與碘的復(fù)合物仍阻留在細(xì)胞壁內(nèi),

使其呈現(xiàn)出藍(lán)紫色。與此相反，革蘭氏陰性菌的細(xì)胞壁較薄、肽聚糖位于內(nèi)層且含量低和交

聯(lián)松散，與酒精反應(yīng)后其肽聚糖不易收縮，加上它的脂類含量高且位于外層，所以酒精作用

時(shí)細(xì)胞壁上就會(huì)出現(xiàn)較大的空洞或縫隙，這樣，結(jié)晶紫和碘的復(fù)合物就很易被溶出細(xì)胞壁,

脫去了原來初染的顏色。當(dāng)蕃紅或沙黃復(fù)染時(shí)，細(xì)胞就會(huì)帶上復(fù)染染料的紅色。

酒精脫色是革蘭氏染色的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。脫色不足，陰性菌被誤染成陽性菌；脫色過度，陽性菌可

誤染為陰性菌。

革蘭氏染色法的意義在于鑒別細(xì)菌，把眾多的細(xì)菌分為兩大類，革蘭氏陽性菌和革蘭氏陰性

菌。

5簡(jiǎn)述細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)與功能。

細(xì)胞膜又稱細(xì)胞質(zhì)膜、質(zhì)摸或內(nèi)膜，是一層緊貼著細(xì)胞壁而包圍著細(xì)胞質(zhì)的薄膜，其化學(xué)組

成主要是蛋白質(zhì)、脂類和少量糖類。

整體細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)，目前大家比較公認(rèn)的是“鑲嵌模型”，其要點(diǎn)是：①磷脂雙分了?層組成膜

的基本骨架。②磷脂分子在細(xì)胞膜中以多種方式不斷運(yùn)動(dòng)，因而膜具有流動(dòng)性。③膜蛋白以

不同方式分布于膜的兩側(cè)或磷脂層中。

細(xì)胞膜的主要功能為：①選擇性地控制細(xì)胞內(nèi)外物質(zhì)（營養(yǎng)物質(zhì)和代謝產(chǎn)物〉的運(yùn)送和交換。

②維持細(xì)胞內(nèi)正常滲透壓，③合成細(xì)胞壁組分和英膜的場(chǎng)所。④進(jìn)行氧化磷酸化或光合磷酸

化的產(chǎn)能基地。⑤許多代謝酶和運(yùn)輸酶以及電子呼吸鏈組成的所在地。⑥鞭毛的著生和生長

6芽他有何特殊生理功能？其抗性機(jī)理是什么？芽抱的這些特點(diǎn)對(duì)實(shí)踐有何指導(dǎo)意義？

芽抱最主要的特點(diǎn)就是抗性強(qiáng)，對(duì)高溫、低溫、紫外線、干燥、電離輻射和很多有毒的化學(xué)

物質(zhì)都有很強(qiáng)的抗性。并且它的休眠能力特別突出。

芽抱之所以具有耐熱性可能是因?yàn)樗刑厥獾目篃嵝晕镔|(zhì)-2,6-叱咤二竣酸和耐熱性酶。

芽泡的這些特點(diǎn)使之具有以下的作用：

①分類鑒定

②科研材料

③保存菌種

④分離菌種

⑤消毒滅菌指標(biāo)

⑥生物殺蟲

7什么是菌落？

將單個(gè)或少量同種細(xì)菌（或其他微生物）細(xì)胞接種于固體培養(yǎng)基表面（或內(nèi)層）時(shí)，在適當(dāng)

的培養(yǎng)條件下（如溫度、光照等），該細(xì)胞會(huì)迅速生長繁殖，形成許多細(xì)胞聚集在一起且肉

眼可見的細(xì)胞集合體，稱之為菌落。準(zhǔn)確地講，菌落就是在固體培養(yǎng)基上（內(nèi)）以母細(xì)胞為

中心的、肉眼可見的、有一定形態(tài)、構(gòu)造特征的子細(xì)胞團(tuán)。

8什么叫菌膠團(tuán)？菌膠團(tuán)在污水生物處理中有何特殊意義？

當(dāng)莢膜物質(zhì)融合成一團(tuán)塊，內(nèi)含許多細(xì)菌時(shí)，稱為菌膠團(tuán)。菌膠團(tuán)是活性污泥中細(xì)菌的主要

存在形式，有較強(qiáng)的吸附和氧化有機(jī)物的能力，在污水生物處理中具有重要的作用。?殷說,

處理生活污水的活性污泥，其性能的好壞，主要根據(jù)所含菌膠團(tuán)多少、大小及結(jié)構(gòu)的緊密程

度來定。

9簡(jiǎn)述放線菌的特點(diǎn)與菌落特征。

放線菌是一類主要呈菌絲狀生長和以胞子繁殖的陸生性較強(qiáng)的原核生物。它的細(xì)胞結(jié)構(gòu)與細(xì)

菌十分相近，是細(xì)菌中進(jìn)化較高級(jí)的類群，絕大多數(shù)放線菌是革蘭氏陽性菌。

放線菌都是單細(xì)胞的個(gè)體。細(xì)胞體內(nèi)既沒有葉綠素，也沒有成形的細(xì)胞核。放線菌的菌

絲分為營養(yǎng)菌絲和氣生菌絲。大多數(shù)放線菌為異養(yǎng)型，靠營養(yǎng)菌絲吸收營養(yǎng)物質(zhì)，營腐生生

活。大多數(shù)放線菌是好氧的，只有某些種是微量好氧菌和厭氧菌。當(dāng)生長發(fā)育到一定時(shí)期時(shí),

氣生菌絲頂端長出抱子絲，形成抱子。抱子散落出去，在適宜的條件下，萌發(fā)成新的菌絲體。

放線菌菌落的總體特征介于霉菌與細(xì)菌之間，因種類不同可分為兩類：

一類是由產(chǎn)生大最分枝和氣生菌絲的菌種所形成的菌落.形成的菌落質(zhì)地致密、表面呈較緊

密的絨狀或堅(jiān)實(shí)、干燥、多皺，菌落較小而不要延。

另一類菌落由不產(chǎn)生大量菌絲體的種類形成，粘著力差，結(jié)構(gòu)呈粉質(zhì)狀，用針挑起則粉碎。

若將放線菌接種于液體培養(yǎng)基內(nèi)靜置培養(yǎng)，能在瓶壁液面處形成斑狀或膜狀菌落，或沉降于

瓶底而不使培養(yǎng)基混濁；如以振蕩培養(yǎng)，常形成由短的菌絲體所構(gòu)成的球狀顆粒。

10簡(jiǎn)述絲狀細(xì)菌的主要類型，它們的代謝特點(diǎn)及在給水排水工程中的作用。

絲狀細(xì)菌主要有鐵細(xì)菌、琉細(xì)菌和球衣細(xì)菌三種。

鐵細(xì)菌一般都是白養(yǎng)型絲狀細(xì)菌，它們一般能生活在含氧少但溶有較多鐵質(zhì)和二氧化碳的

水中。它們能將其細(xì)胞內(nèi)所吸收的亞鐵氧化為高鐵，從而獲得能量。為了滿足對(duì)能量的需要,

必須氧化大量的亞鐵，使之生成氫氧化鐵。這種不溶性的鐵化合物排出菌體后就沉淀下來。

當(dāng)水管中有大量的氫氧化挾沉淀時(shí)，就會(huì)降低水管的輸水能力。此外，鐵細(xì)菌吸收水中的亞

鐵鹽后，促使組成水管的鐵質(zhì)更多地溶入水中，加速鋼管和鑄鐵管的腐蝕。

硫磺細(xì)菌一般也都是自養(yǎng)的絲狀細(xì)菌。它們能氧化硫化氫、硫磺和其他硫化物為硫酸，從而

得到能量。硫磺細(xì)菌在水管中大最繁殖時(shí)，因有強(qiáng)酸產(chǎn)生，對(duì)于管道有腐蝕作用。

球衣細(xì)菌是好氧菌。它在營養(yǎng)方面對(duì)碳素的要求較高，反應(yīng)靈敏，所以大量的碳水化合物能

加速球衣細(xì)菌的繁殖。此外球衣細(xì)菌對(duì)某些殺蟲劑，如液氯、漂白粉等的抵抗力不及菌膠團(tuán)。

球衣細(xì)菌分解有機(jī)物的能力很強(qiáng)。在污水處理設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)中有一定數(shù)量的球衣細(xì)菌，對(duì)有

機(jī)物的去除是有利的。

11什么是單細(xì)胞蛋白？

單細(xì)胞蛋白也稱微生物蛋白，是由蛋白質(zhì)、脂肪、碳水化合物、核酸以及非蛋白含氮化合物、

維生素和無機(jī)化合物等組成的細(xì)胞質(zhì)團(tuán)。

12簡(jiǎn)述光合細(xì)菌的特點(diǎn)、分類，其應(yīng)用領(lǐng)域。

光合細(xì)菌是具有原始光能合成體系的原核生物的總稱。它們以光作為能源，能在厭氧光照或

好氧黑暗條件下利用自然界中的有機(jī)物、硫化物、氨等作為供氫體進(jìn)行光合作用。

其在生物與環(huán)境領(lǐng)域的研究與應(yīng)用主要有以下兩點(diǎn)：

①利用光合細(xì)菌生產(chǎn)單細(xì)胞蛋白和制劑。

②利用光合細(xì)菌處理高濃度有機(jī)廢水。

13什么是藍(lán)細(xì)菌？其細(xì)胞特點(diǎn)如何？其與水質(zhì)的關(guān)系如何？

藍(lán)細(xì)菌I口名藍(lán)藻或藍(lán)綠藻，是?類進(jìn)化歷史悠久、革蘭氏染色陰性、無鞭毛、含葉綠素（但

不形成葉綠體）、能進(jìn)行產(chǎn)氧光合作用的大型原核生物。

藍(lán)細(xì)菌的細(xì)胞是較典型的原核細(xì)胞。藍(lán)細(xì)菌的構(gòu)造與G-細(xì)菌相似，細(xì)胞壁雙層，含肽聚糖。

細(xì)胞除含葉綠素a外，還含有類胡蘿卜素及藻膽蛋白等光合色素。大多數(shù)藍(lán)細(xì)菌的光合色素

位于類囊體的片層中。菌體多呈藍(lán)綠色，但在不同光照條件下，菌體所含色素比例改變，可

呈現(xiàn)黃、褐、紅等顏色。細(xì)胞中還有能固定C02的竣酶體，在水生的細(xì)胞種類中常常有氣泡。

藍(lán)細(xì)菌與水體環(huán)境質(zhì)量關(guān)系密切，在水體中生長茂盛時(shí)，能使水色變藍(lán)或其他顏色，并且有

的藍(lán)細(xì)菌能發(fā)出草腥氣味或霉味。某些種屬的藍(lán)細(xì)菌大量繁殖會(huì)引起“水華”或“赤潮，導(dǎo)致

水質(zhì)惡化，引起一系列環(huán)境問題。

14簡(jiǎn)述支原體、衣原體、立克次氏體的特點(diǎn)與異同。

支原體是一類無細(xì)胞壁的、介于獨(dú)立生活和細(xì)胞內(nèi)寄生的最小的細(xì)胞生命形式，屬原核微生

物，介于細(xì)菌和病毒之間。其特點(diǎn)如下：

1)支原體是最小的營獨(dú)立生活的繁殖單位，大小0.12?0.2511m之間，因而能通過細(xì)菌

過濾器。

2)因缺乏堅(jiān)韌的細(xì)胞壁，胞漿外面被三層“單位膜”所包圍，具有高度多樣性。

3)對(duì)青霉素不敏感，能被四環(huán)素或紅霉素所抑制。

4)能在無細(xì)胞的人工培養(yǎng)基上生長，在瓊脂培養(yǎng)平板上形成"油煎蛋”狀的菌落。

5)其生長受到特異抗體的抑制。

6)支原體非起源于細(xì)菌也不能回復(fù)成細(xì)菌。

7)支原體與細(xì)胞膜有特殊的親和力。

衣原體是僅在脊椎動(dòng)物細(xì)胞內(nèi)專營能量寄生的小型G?原核微生物。曾一度把衣原體歸入病

毒。個(gè)體微小，革蘭氏染色陰性，多呈球形或橢圓形。衣原體與病毒相比有以下不同特征：

1)衣原體相似于細(xì)菌，兼有RNA和DNA兩種核酸。

2)以二分裂方式繁殖，

3)具有細(xì)菌型細(xì)胞壁(但不含肽聚糖)。

4)有核糖體。

5)具有一些代謝酶類，

6)抗菌藥物可抑制其生長。

立克次氏體是一類專性寄生于真核細(xì)胞內(nèi)的G-原核微生物。它與支原體的區(qū)別是有細(xì)胞壁

但不能獨(dú)立生活；與衣原體的區(qū)別在于細(xì)胞較大、無濾過性和存在產(chǎn)能代謝系統(tǒng)。

第三章古菌

1簡(jiǎn)述古菌的生物學(xué)特征，試比較這些特征與真細(xì)菌、真核生物的異同。

古菌是一個(gè)在進(jìn)化途徑上很早就與真細(xì)菌和真核生物相互獨(dú)立的生物類群，主要包括一些

生長在獨(dú)特的生態(tài)環(huán)境的生物類群。

在細(xì)胞結(jié)構(gòu)和代謝上，古菌在很多方面接近原核生物。然而在基因轉(zhuǎn)錄和翻譯這兩個(gè)分子生

物學(xué)的中心過程匕它們并不明顯表現(xiàn)出細(xì)菌的特征，而是接近于真核生物。古菌中除無壁

嗜熱古菌沒有細(xì)胞壁外，其余都有與真細(xì)菌功能相似的細(xì)胞壁，但與大多數(shù)細(xì)菌不同，其細(xì)

胞壁中沒有肽聚糖，而含假肽聚糖、糖蛋白或蛋白質(zhì)。而且，絕大多數(shù)細(xì)菌和真核生物的細(xì)

胞膜中的脂類主要由甘油脂組成，而古菌細(xì)胞膜中的脂類由甘油隧構(gòu)成。古菌鞭毛的成分和

形成過程也與細(xì)菌不同。

2簡(jiǎn)述古菌的主要類型。

從rRNA進(jìn)化樹上，古菌分為兩類，泉古菌和廣古菌。另外未確定的兩類(初古菌門和納古

菌門)分別由某些環(huán)境樣品中的一些菌種和2002年由KarlStetter發(fā)現(xiàn)的奇特的物種納古菌

構(gòu)成。

在環(huán)境中常見的古菌主要包括：

1)產(chǎn)甲烷古菌；

2）硫酸鹽還原古菌；

3）嗜鹽古菌；

4）嗜熱古菌：

5）無細(xì)胞壁的嗜熱嗜酸古菌等。

3簡(jiǎn)述產(chǎn)甲烷古菌的特征與應(yīng)用。

產(chǎn)甲烷古菌是一大群在嚴(yán)格厭氧條件下產(chǎn)生甲烷的菌，形態(tài)多樣，有球形、桿形、螺旋形、

長絲形和八疊球形等。大多數(shù)種可利用H/C02,很多種可利用甲酸。一般的產(chǎn)甲烷細(xì)菌都

是中溫性的，最適宜的溫度在25?40℃之間，高溫性產(chǎn)甲烷細(xì)菌的適宜溫度則在50?60℃

之間。產(chǎn)甲烷細(xì)菌生長最適宜的pH范圍約在6.8?7.2之間。如pH值低于6或高于8,細(xì)菌

的生長繁殖將受到極大影響。產(chǎn)甲烷古菌可用于有機(jī)污染物的厭氧生物處理。

第四章真核（微）生物

1試比較原核生物與真核生物的異同。

真核生物與原核生物在結(jié)構(gòu)與功能等方面都有明顯的差別。下表比較了真核生物與原核

生物構(gòu)造上的主要差別。

項(xiàng)目真核生物原核生物

細(xì)胞大小較大（通常直徑〃?m）較?。ㄍǔＶ睆剑??m）

若有壁，其主要成分纖維素，幾丁質(zhì)等多數(shù)為肽聚糖

細(xì)胞膜中幽醇有無（僅支原體例外）

細(xì)胞膜含呼吸或光合組分無有

細(xì)胞器有無

鞭毛結(jié)構(gòu)如有，則粗而復(fù)雜（9+2型）如有，則細(xì)而簡(jiǎn)單

細(xì)胞質(zhì)線粒體有無

溶酶體有無

葉綠體光能自養(yǎng)生物中有無

真液泡有些有，無

高爾基體有無

微管系統(tǒng)有無

流動(dòng)性有無

核糖體80S（指細(xì)胞質(zhì)核糖體）70S

間體無部分有

貯藏物淀粉、糖原等PHB等

細(xì)胞核核膜有無

DNA含量少(?5%)多(-10%)

組蛋白有無

核仁有無

染色體數(shù)一般多于1個(gè)一般為1個(gè)

有絲分裂有無

減數(shù)分裂有無

2簡(jiǎn)述真菌的營養(yǎng)類型與特點(diǎn)。

真菌是最重要的真核微生物，它們大多數(shù)是由分支或不分支的菌絲、菌絲體構(gòu)成。真菌的共

同特征有：

1)體內(nèi)無葉綠素和其他光合作用的色素，不能利用二氧化碳制造有機(jī)物，只能靠腐食性

吸收營養(yǎng)方式取得碳源、能源和其他營養(yǎng)物質(zhì)；

2)細(xì)胞貯藏的養(yǎng)料是開糖元而不是淀粉；

3)真菌細(xì)胞一般都有細(xì)胞壁，細(xì)胞壁多數(shù)含兒丁質(zhì)；

4)以產(chǎn)生大量無性和(或)有性抱子方式繁殖；

5)陸生性較強(qiáng)。

3簡(jiǎn)述真菌的細(xì)胞構(gòu)造。

細(xì)胞壁

真菌細(xì)胞壁的主要成分是多糖，另有少量的蛋白質(zhì)和脂類。在低等真菌中，以纖維素為主,

酵母菌以葡聚糖為主，而高等陸生真菌則以幾丁質(zhì)為主。

細(xì)胞質(zhì)膜

真核細(xì)胞與原核細(xì)胞在其質(zhì)膜的構(gòu)造和功能上十分相似，兩者的主要差異可能僅是由「構(gòu)

成膜的磷脂和蛋白質(zhì)種類不同而形成的。

細(xì)胞核

在真菌的菌絲頂端細(xì)胞中，常常找不到細(xì)胞核。真核生物的細(xì)胞核由核被膜、染色質(zhì)、核仁

和核基質(zhì)等構(gòu)成。

內(nèi)質(zhì)網(wǎng)

內(nèi)質(zhì)網(wǎng)指細(xì)胞質(zhì)中?個(gè)與細(xì)胞基質(zhì)相隔離、但彼此相通的囊腔和細(xì)管系統(tǒng)，由脂質(zhì)雙分子層

圍成。

高爾基體

高爾基體也是一種內(nèi)膜結(jié)構(gòu)。它是由許多小盤狀的扁平雙層膜和小泡所組成，其上無核糖體

顆粒附著。

線粒體

線粒體是含有DNA的細(xì)胞器，是一切真核細(xì)胞的,,動(dòng)力車間

液泡

在真核細(xì)胞中還有或大或小、含有液體的泡，這就是液泡。

內(nèi)含物

真菌細(xì)胞中有各種內(nèi)含物，不同種類的真菌，其內(nèi)含物的種類也不相同。常見的有異染

粒、淀粉粒、肝糖粒、脂肪粒等。它們多是貯藏的養(yǎng)料，當(dāng)營養(yǎng)豐富時(shí)其內(nèi)含物顆粒較多，當(dāng)

營養(yǎng)缺乏時(shí)，可因菌體的利用而消失。

4什么是線粒體，其結(jié)構(gòu)特征與生物學(xué)意義為何？

線粒體是含有DNA的細(xì)胞器。它的構(gòu)造較為復(fù)雜，外形囊狀，由內(nèi)外兩層膜包裹，囊內(nèi)充滿

液態(tài)的基質(zhì)。外膜平整，內(nèi)膜則向基質(zhì)內(nèi)伸展，從而形成了大量由雙層內(nèi)膜構(gòu)成的崎。內(nèi)膜

是氧化磷酸化及電子傳遞產(chǎn)生ATP的場(chǎng)所，故線粒體是一切真核細(xì)胞的“動(dòng)力車間

5什么是酵母菌？簡(jiǎn)述其繁殖方式與生活史。

酵母菌一般泛指能發(fā)酵糖類的各種單細(xì)胞真菌。通常認(rèn)為，酵母菌具有以下特點(diǎn)：

1)個(gè)體一般以單細(xì)胞狀態(tài)存在：

2)多數(shù)營出芽繁殖；

3)能發(fā)醉糖類產(chǎn)能；

4)細(xì)胞壁常含有甘露聚糖；

5)常生活在含糖量較鋁、酸度較大的水生環(huán)境中。

酵母菌的繁殖方式分為無性繁殖和有性繁殖兩種。無性繁殖又可分為芽殖、裂殖、產(chǎn)生無性

電子三種。酵母菌以形成子囊和子囊抱子或擔(dān)子和擔(dān)抱子的方式進(jìn)行有性繁殖。

生活史又稱生命周期，指上一代生物個(gè)體經(jīng)一系列生長、發(fā)育階段而產(chǎn)生下一代個(gè)體的全部

過程。不同酵母菌的生活史可分為3類：

①營養(yǎng)體既能以單倍體也能以二倍體形式存在；

②營養(yǎng)體只能以單倍體存在；

③營養(yǎng)體只能以二倍體存在。

6什么是霉菌？霉菌的營養(yǎng)菌絲和氣生菌絲有什么特點(diǎn)，其功能分別是什么？

霉菌是絲狀真菌的一個(gè)俗稱，意為”會(huì)引起物品雷變的真菌，通常指菌絲較發(fā)達(dá)而又不產(chǎn)生

大型子實(shí)體結(jié)構(gòu)的真菌。

霉菌的營養(yǎng)菌絲伸入營養(yǎng)物質(zhì)內(nèi)攝取營養(yǎng)，氣生菌絲伸入空氣中形成抱子和釋放抱了。

7簡(jiǎn)述真菌狗子的種類及主要功能。

真菌胞子分為無性抱子和有性狗子兩類。真菌的無性繁殖依靠無性泡子進(jìn)行，無性抱子包括

游動(dòng)的子、泡囊狗子、分生抱子、節(jié)抱子、厚垣抱子、芽電子和擲抱子。有性繁殖依靠有性

胞子進(jìn)行，有性狗子包括卵胞子、接合抱子、子囊抱子和擔(dān)抱子。

8比較細(xì)菌、放線菌、霉成和酵母菌菌落的特征。

菌落特征細(xì)菌酵母菌放線菌霉菌

主要特征含水狀態(tài)很濕或較濕較濕干燥或較干燥干燥

外觀形態(tài)小而突起或大而平坦大而突起小而緊密大而疏松

或大而致密

相互關(guān)系單個(gè)分散或有一定排列方式單個(gè)分散或假絲狀絲狀交

織絲狀交織

形態(tài)特征小而均勻，個(gè)別有芽抱大而分化細(xì)而均勻粗而分化

菌落透明度透明或稍透明稍透明不透明不透明

參考特征菌落與培養(yǎng)基結(jié)合程度不結(jié)合不結(jié)合牢固結(jié)合較牢固結(jié)合

菌落顏色多樣單調(diào)，一般呈乳脂或礦燭色，少數(shù)紅或黑色十分多

樣十分多樣

菌落正反面顏色的差別相同相同一般不同一般不同

菌落邊緣一般看不到細(xì)胞可見球狀、卵圓狀或假絲狀細(xì)胞有時(shí)可見細(xì)絲

狀細(xì)胞可見粗絲狀細(xì)胞

細(xì)胞生長速度一般很快較快慢一般較快

氣味一般有臭味多帶酒香味常有泥腥味往往有霉味

9簡(jiǎn)述真菌與人類的關(guān)系。

1)可供食用

食用草菌有超過200種，其中包括：冬菇，草菇，木耳，云耳等。

2)釀酒

酵母菌可以在缺氧的環(huán)境下進(jìn)行發(fā)酵作用，將葡萄糖分解成酒精及二氧化碳。選用不同的基

質(zhì)便可以釀制出不同味道的酒，例如米酒，高梁酒，葡萄酒，啤酒等。

3)制造面包

酵母菌發(fā)酵所產(chǎn)生的二氧化碳?xì)馀菽苁姑娣蹐F(tuán)發(fā)漲，令烘制出來的面包變得松軟，而發(fā)酵產(chǎn)

生的酒精早已在烤爆時(shí)揮發(fā)掉。

4）制造藥物

青霉菌已廣泛被利用來制造抗生素（可殺死細(xì)菌）及一種名為Griseofulvin的抗生素（可抑制真

菌生長）。另一種名為Cylosporine的藥物（用以抑制器官移植所產(chǎn)生的排斥作用）則是由兩種

半知菌所制造。

5）食物中毒

部份草菌有高度毒性，吃下足以致命。

6）對(duì)農(nóng)作物造成病害

部份寄生真菌可以侵害經(jīng)濟(jì)作物，引致作物嚴(yán)重?fù)p失，例如玉米黑粉菌可以侵襲玉米：禾柄

銹菌可以侵染小麥，引起小麥的稈銹病。

7）動(dòng)物及人體的真菌病

真菌亦能侵染動(dòng)物及人體，使動(dòng)物及人感染疾病，例如：香港腳，頭癬、手癬等疾病。

10什么是藻類？為什么說藻類都是自養(yǎng)型（無機(jī)營養(yǎng)型）的？

藻類是具有光合作用色素，并能獨(dú)立生活的自養(yǎng)低等植物。藻類細(xì)胞中大多有葉綠體，葉綠

體中都含有葉綠素a,有些藻類還含有葉綠素b、c,各種胡蘿卜素如a、B或Y胡蘿卜素、

葉黃素等；此外，紅漫體內(nèi)含有藻藍(lán)素及藻紅素（兩者總稱藻膽素），與藍(lán)細(xì)菌相似。在有

光照時(shí)，藻類利用這些光合色素進(jìn)行光合作用，利用光能，吸收二氧化碳合成細(xì)胞物質(zhì)，同

時(shí)放出氧氣。因此，藻類一般是無機(jī)營養(yǎng)的。

11藻類對(duì)水環(huán)境與給水工程有哪些影響？

水體中藻類大展繁殖會(huì)造成水體富營養(yǎng)化，嚴(yán)重影響水環(huán)境質(zhì)量。藻類具有光合作用產(chǎn)生氧

氣的功能，在氯化塘等生物處理工藝中利用菌藻共生系統(tǒng)，其中藻類產(chǎn)生氧氣可被好氧微生

物有效利用，去氧化分解水中的有機(jī)污染物。一樣一方面可收獲大量有營養(yǎng)價(jià)值的藻類，另

一方面也凈化了污水。天然水體自凈過程中，藻類也起著一定的作用。

藻類對(duì)給水工程有?定的危害性。當(dāng)它們?cè)谒畮?、湖泊中大量繁殖時(shí)，會(huì)使水帶有臭味，有

些種類還會(huì)產(chǎn)生顏色。水源水中含大量藻類時(shí)會(huì)影響水廠的正常水處理過程，如造成濾池阻

塞。水中即使含有數(shù)量很少的黃群藻，也能產(chǎn)生強(qiáng)烈的氣味而使水不適于飲用。

12水處理中常見的原生動(dòng)物有哪幾類？它們?cè)谖鬯幚碇械闹饕饔梅謩e是什么？

污水處理中常見的原生動(dòng)物有三類：肉足類、鞭毛類和纖毛類。

原生動(dòng)物在水體凈化與廢水處理中的應(yīng)用

1）凈化水質(zhì)作用

動(dòng)物性營養(yǎng)型的原生動(dòng)物吞食細(xì)菌、有機(jī)物顆粒，因此促進(jìn)了水質(zhì)凈化作用。

2）促進(jìn)生物絮凝作用

草履蟲等纖毛蟲具有生物絮凝作用，促進(jìn)水體澄清作用。

3）作為水質(zhì)處理的指示生物

由于鞭毛蟲、肉足蟲、游泳型纖毛蟲與固著型纖毛蟲對(duì)生存的水質(zhì)有一定要求。其數(shù)昂的增

多、減少，可反映水體的水質(zhì)好壞。同時(shí)原生動(dòng)物個(gè)體較大，易于觀察與分辨。因此常作為

水體無機(jī)化和廢水處理運(yùn)轉(zhuǎn)管理的指示生物。

4）廢水處理及水質(zhì)凈化過程原生動(dòng)物的變動(dòng)

運(yùn)行初期出現(xiàn)肉足類、植物性、動(dòng)物性鞭毛蟲：水質(zhì)處理高峰期出現(xiàn)較多游泳型纖毛蟲：水

質(zhì)凈化較好時(shí)出現(xiàn)鐘蟲等，

13水處理中常見的微型后生動(dòng)物有哪幾類？它們?cè)谖鬯幚碇械闹饕饔梅謩e是什么？

在水處理工作中常見的微型后生動(dòng)物主要是多細(xì)胞的無脊椎動(dòng)物，包括輪蟲、甲殼類動(dòng)物和

昆蟲及其幼蟲等。

輪蟲以細(xì)菌、小的原生動(dòng)物和有機(jī)顆粒等為食物，所以在污水的生物處理中有一定的凈化作

用。在污水生物處理過程中，輪蟲也可作為指示生物。當(dāng)活性污泥中出現(xiàn)輪蟲時(shí)，往往表明

處理效果良好，但如數(shù)量太多，則有可能破壞污泥的結(jié)構(gòu)，使污泥松散而上浮。輪蟲在水源

水中大量繁殖時(shí)，有可能阻塞水廠的砂濾池。

在給水排水工程中常見的甲殼類動(dòng)物有水蚤和劍水蚤。它們以細(xì)菌和藻類為食料。若大量繁

殖，可能影響水廠濾池的正常運(yùn)行。楊花堂出水中往往含有較多灤類，可以利用甲殼類動(dòng)物

去凈化這種出水。

昆蟲及其幼蟲可用作研究訶川污染的指示生物。

14簡(jiǎn)述底棲動(dòng)物的定義，主要類型，其在水環(huán)境中的作用與生態(tài)學(xué)意義。

底棲動(dòng)物是底棲生物中動(dòng)物的總稱，包括腔腸動(dòng)物、海綿動(dòng)物、扁形動(dòng)物、線形動(dòng)物、環(huán)節(jié)

動(dòng)物、節(jié)足動(dòng)物等。底棲生物由棲息在水域底部和不能長時(shí)間在水中游動(dòng)的各類生物所組成,

是水生生物中的一個(gè)重要生態(tài)類型。

根據(jù)其生活類型，底棲動(dòng)物可分為固著動(dòng)物、穴居動(dòng)物、攀爬動(dòng)物和鉆蝕動(dòng)物等。

底棲動(dòng)物壽命較長，遷移能力有限，且包括敏感種和耐污種，故常稱為“水下哨兵，其種類

與多樣性可作為長期監(jiān)測(cè)水體質(zhì)量的指示生物。

底棲生物鏈蝕水體生態(tài)環(huán)境健康的標(biāo)志之底棲生物對(duì)水體內(nèi)源污染控制及其重要，底棲

生物鏈的建立能有效降低內(nèi)源污染釋放總量和速度。

第六章微生物的生理特性

1細(xì)菌細(xì)胞中主要含有哪些成分？細(xì)菌需要哪曲營養(yǎng)？各種營養(yǎng)物質(zhì)的功能是什么？

細(xì)菌細(xì)胞中最重要的組分是水，約占細(xì)胞總質(zhì)量的80%,一般為70%?90%,其他10%?

30%為干物質(zhì)。干物質(zhì)中有機(jī)物占90%?97%左右，其主要化學(xué)元素是CH、0、N、P、S；

另外約3%?10%為無機(jī)鹽分（或稱灰分）。

應(yīng)注意，不同微生物細(xì)胞化學(xué)組分不同；一種微生物在不同的生長階段，其化學(xué)組分也不同。

微生物的營養(yǎng)要求在元素水平上都需要20種左右，且以碳、氫、氧、氮、硫、磷為主；在

營養(yǎng)水平上則都在六大類的范圍內(nèi)，即碳源、氮源、能源、生長因子、無機(jī)鹽和水。

提供細(xì)胞組分或代謝產(chǎn)物種碳素來源的各種營養(yǎng)物質(zhì)稱為碳源。它的作用是提供細(xì)胞骨架和

代謝物質(zhì)中碳素的來源以及生命活動(dòng)所需要的能量。異養(yǎng)微生物在元素水平上最適碳源適

"C?H?0”型。

提供細(xì)胞組分中氮素來源的各種物質(zhì)稱為氮源。它的作用適提供細(xì)胞新陳代謝中所需的氮素

合成材料。極端情況下（如饑餓狀態(tài)），氮源也可為細(xì)胞提供生命活動(dòng)所需的能量。

能為微生物生命活動(dòng)提供最初能量來源的營養(yǎng)物質(zhì)和輻射能，稱為能源。各種異養(yǎng)生物的能

源就是碳源?；茏责B(yǎng)微生物的能源十分獨(dú)特，它們都是一些還原態(tài)的無機(jī)物。

生長因子是一類調(diào)節(jié)微生物正常代謝所必需，但不能利用簡(jiǎn)單的碳、氮源自行合成的有機(jī)

物。按微生物對(duì)生長因子的需要與否，可把它們分成生長因子自養(yǎng)型微生物、生長因子異養(yǎng)

型微生物和生長因子過量合成型微生物三種。

無機(jī)鹽或礦質(zhì)元素主要為微生物提供碳源、氮源以外的各種重要元素.無機(jī)鹽類在細(xì)胞中的

主要作用是：

1）構(gòu)成細(xì)胞的組成成分。

2）酶的組成成分。

3)酶的激活劑。

4)維持適宜的滲透壓，

5)自養(yǎng)型細(xì)菌的能源，

6)無氧呼吸時(shí)的氫受體。

水在微生物細(xì)胞內(nèi)有兩種存在狀態(tài)：自由水和結(jié)合水。它們的生理作用主要有以下幾點(diǎn)：

1)溶劑作用。所有物質(zhì)都必須先溶解于水，然后才能參與各種生化反應(yīng)。

2)參與生化反應(yīng)(如脫水、加水反應(yīng))。

3)運(yùn)輸物質(zhì)的載體。

4)維持和調(diào)節(jié)機(jī)體的溫度。

2什么是碳源、氮源、碳氮比？微生物常用的碳源和氮源物質(zhì)各有哪些？

碳源提供細(xì)胞組分或代謝產(chǎn)物種碳素來源的各種營養(yǎng)物質(zhì)稱為碳源。提供細(xì)胞組分中氮素來

源的各種物質(zhì)稱為氮源。營養(yǎng)元素碳氮的比例關(guān)系稱為碳氮比。

微生物常用的碳源物質(zhì)分為有機(jī)碳源和無機(jī)碳源兩種。有機(jī)碳源包括各種糖類、蛋白質(zhì)、脂

肪、有機(jī)酸等。無機(jī)碳源主要是C02(CO32-或HC0-3)。

氮源也可分為兩類：有機(jī)氮源(如蛋白質(zhì)、蛋白陳、氨基酸等)和無機(jī)氮源(如NH4CI、NH4NO3

等)。

3什么叫生長因子？它包括哪些物質(zhì)？微量元素和生長因子有何區(qū)別？

生長因子是一類調(diào)節(jié)微生物正常代謝所必需，但不能利用簡(jiǎn)單的碳、氮源自行合成的有機(jī)

物。并非所有的微生物都需要外界為它提供生長因子。廣義的生長因子包括維生素、堿基、

嚇咻及其衍生物、笛醇、胺類、C4?C6的分枝或直鏈脂肪酸，有時(shí)還包括氨基酸；狹義的

生長因子一般指維生素。而微量元素屬于無機(jī)鹽，是指微生物的生長繁殖所需濃度在10-

6^10—8mol/L范圍內(nèi)的元素。

4什么叫單純擴(kuò)散、促進(jìn)擴(kuò)散、主動(dòng)運(yùn)輸、基因轉(zhuǎn)位？比較微生物對(duì)營養(yǎng)物質(zhì)吸收四種方

式的異同。

單純擴(kuò)散又稱被動(dòng)運(yùn)輸，是最簡(jiǎn)單的方式，也是微生物吸收水分及一些小分子有機(jī)物的運(yùn)輸

方式。它的特點(diǎn)是物質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn)順著濃度差進(jìn)行，運(yùn)輸過程不需消耗能量，物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)不

發(fā)生變化。

促進(jìn)擴(kuò)散的特點(diǎn)基本與單純擴(kuò)散相似，但是它須借助細(xì)胞膜上的一種蛋白質(zhì)載體進(jìn)行，因此

對(duì)轉(zhuǎn)運(yùn)的物質(zhì)有選擇性，即立體專一性。除了細(xì)胞內(nèi)外的濃度差外，影響物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)的物質(zhì)的

另一重要因素是與載體親合力的大小。

主動(dòng)運(yùn)輸是微生物吸收營養(yǎng)物質(zhì)的最主要方式。它的最大特點(diǎn)是吸收運(yùn)輸過程中需要消耗能

量(ATP,原子動(dòng)勢(shì)或“離子泵”等),因此可以逆濃度差進(jìn)行。

基因轉(zhuǎn)位與主動(dòng)運(yùn)輸非常相似，但有一個(gè)不同，即基因轉(zhuǎn)位過程中被吸收的營養(yǎng)物質(zhì)與載體

蛋白之間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，因此物質(zhì)結(jié)構(gòu)有所改變。

5劃分微生物營養(yǎng)類型的依據(jù)是什么？簡(jiǎn)述微生物的四大營養(yǎng)類型。

營養(yǎng)類型指根據(jù)微生物需要的主要營養(yǎng)元素即能源和碳源的不同而劃分的微生物類型。根據(jù)

碳源的不同，微生物可分成自養(yǎng)微生物和異養(yǎng)微生物。根據(jù)生活所需能量來源的不同，微生

物又分為光能營養(yǎng)和化能營養(yǎng)兩類。將兩者結(jié)合則一共有光能自養(yǎng)、化能自養(yǎng)、化能異養(yǎng)和

光能異養(yǎng)四種營養(yǎng)類型?，F(xiàn)將四大營養(yǎng)類型簡(jiǎn)單介紹如下：

a光能自養(yǎng)：屬于這一類的微生物都含有光合色素，能以光作為能源,C02作為碳源。這類微

生物有藍(lán)細(xì)菌、紫硫細(xì)菌、綠硫細(xì)菌以及藻類等。

b化能自養(yǎng)：這一類微生物的生長需要無機(jī)物，在氧化無機(jī)物的過程中獲取能源，同時(shí)無機(jī)

物乂作為電子供體，使C02還原為有機(jī)物。這類菌有氮氧化菌、硝化細(xì)菌、鐵細(xì)菌、某些硫

磺細(xì)菌等。

c化能異養(yǎng)：大部分細(xì)菌都以這種營養(yǎng)類型生活和生長，利用有機(jī)物作為生長所需的碳源和

能源。化能異養(yǎng)微生物又可分為腐生和寄生兩類，前者利用無生命有機(jī)物，后者則依拳活的

生物體而生活。在腐生和寄生之間，存在著不同程度的即可腐生又可寄生的中間類型，稱為

兼性腐生或兼性寄生.°腐生微生物在自然界的物質(zhì)轉(zhuǎn)化口起著決定性作用，很多寄生微生物

則是人和動(dòng)植物的病原微生物。

d光能異養(yǎng)：這類微生物利用光能作為能源，以有機(jī)物作為電子供體，其碳源來自有機(jī)物,

也可利用C02o屬于這一營養(yǎng)類型的微生物很少，主要包括紫色非硫細(xì)菌與綠色非硫細(xì)菌等

微生物。

6何謂培養(yǎng)基？培養(yǎng)基的分類方法有哪些？

培養(yǎng)基指由人工配制的、適合微生物生長繁殖或產(chǎn)生代謝產(chǎn)物的混合營養(yǎng)物。根據(jù)物理狀態(tài)

的不同，培養(yǎng)基可分為液體、固體和半固體三大類；根據(jù)化學(xué)組分的不同，培養(yǎng)基可以分為

天然培養(yǎng)基、合成培養(yǎng)基和半合成培養(yǎng)基；根據(jù)用途的不同，培養(yǎng)基可分為選擇性培養(yǎng)基、

鑒別培養(yǎng)基和加富培養(yǎng)基，

7什么是酶？酶是怎樣命名和分類的？

的是生物細(xì)胞中自己合成的一種催化劑（生物催化劑），其基本成分是蛋白質(zhì)。酶的命名有

習(xí)慣命名法和系統(tǒng)命名法兩種。習(xí)慣命名法是根據(jù)酶的作用性質(zhì)或他的作用物（即基質(zhì)）而

命名。系統(tǒng)命名法的原則是：每種能有一個(gè)系統(tǒng)名稱。系統(tǒng)名稱應(yīng)明確標(biāo)明酶的基質(zhì)和催化

反應(yīng)的性質(zhì)。若有兩個(gè)基質(zhì)，則應(yīng)將兩個(gè)基質(zhì)同時(shí)列出，中間用冒號(hào)將它們隔開。如果基質(zhì)

是水時(shí)，可將水略去不寫，根據(jù)酶促反應(yīng)性質(zhì)可分為六大類酶，分別室：水解酶、氧化還原

酹、轉(zhuǎn)移隨、向分異構(gòu)酶、裂解隨和合成幽。

8酹的作用有什么特性？影響能活性的主要因素有哪些？試討論之。

酶作用的特性有：

1）高催化效率

2）高度專一性

3）調(diào)節(jié)性

此外，能反應(yīng)條件溫和，如常溫、常壓/接近中性的酸堿度等即可發(fā)揮前的催化能力，高溫、

高壓、強(qiáng)酸或強(qiáng)堿條件反而易使酶活性破壞甚至喪失。

溫度和pH值是影響前活力比較重要的兩個(gè)因素。要發(fā)揮酶最大的催化效率，必須保證酶有

它最適宜的溫度條件。高溫會(huì)破壞酶蛋白，而低溫又會(huì)便酶作用降低或停止。不同的酶具有

不同的最適反應(yīng)pH值。大多數(shù)酶的最適pH值在6?7左右。pH影響酶的活力的原因是，酶

的基本成分是蛋白質(zhì)，是具有解離基團(tuán)的兩性電解質(zhì)。它們的解離與pH有關(guān)，解離形式不

同，催化性質(zhì)也就不同。

9細(xì)菌是怎樣吸收和消化營養(yǎng)物質(zhì)的？

細(xì)菌通過細(xì)胞膜的滲透和選擇性吸收作用從外界吸收營養(yǎng)物質(zhì)。由于細(xì)胞膜及其半滲透性的

存在，各種營養(yǎng)物質(zhì)并不能自由地透過和進(jìn)出微生物細(xì)胞，它們必須通過特殊地吸收和運(yùn)輸

途徑才能進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)部參與生化代謝反應(yīng)。概括地說，營養(yǎng)物質(zhì)地吸收和運(yùn)設(shè)主要有下述四

種途徑。

10何謂新陳代謝？試用圖示說明合成代謝與分解代謝的相互關(guān)系。

新陳代謝簡(jiǎn)稱代謝，是推動(dòng)一切生命活動(dòng)的動(dòng)力源，通常指在活細(xì)胞中的各種合成代謝和分

解代謝的總和。合成代謝又稱同化作用或合成作用，是微生物不斷從外界吸收營養(yǎng)物質(zhì)，合

成細(xì)胞物質(zhì)的過程，在此過程中需要吸收能最；分解代謝又稱異化作用或分解作用，是微生

物將自身或外來的各種復(fù)雜有機(jī)物分解為簡(jiǎn)單化合物的過程，在此過程中有能量釋放。（圖

示）

11簡(jiǎn)述生物氧化過程中，基質(zhì)脫氫的主要途徑。

基質(zhì)脫氫主要有四種途徑，

1）EMP途徑又稱糖酵解途徑，是絕大多數(shù)生物所共有的一條代謝途徑。它以1分子

葡萄糖為基質(zhì)，約經(jīng)過10步反應(yīng)而產(chǎn)生2分子丙酮酸、2分子NADH+H+和2分子ATP的過

程。

2）HMP途徑又稱戊糖磷酸途徑，己糖-磷酸途徑等。其特點(diǎn)是葡萄糖不經(jīng)過EMP途徑

和TCA循環(huán)而得到徹底氧化，并能產(chǎn)生大量NADPH+H十形式的還原力及多種中間代謝產(chǎn)物。

3）ED途徑這是存在于某些缺乏完整EMP途徑的微生物中的一種替代途徑。特點(diǎn)是葡

萄糖只經(jīng)過4步反應(yīng)即可快速獲得經(jīng)由EMP途徑需10步反應(yīng)才能形成的丙酮酸。

4）TCA循環(huán)指由丙酮酸經(jīng)過一系列循環(huán)式反應(yīng)而徹底氧化、脫粉，形成CO2.H2O和

NADH2的過程。

12細(xì)菌呼吸作用有哪幾種類型？各有什么特點(diǎn)？

微生物的呼吸作用可分為好氧呼吸、厭氧呼吸和發(fā)酵三種。

好氧呼吸是?種最普遍又最重要的生物氧化或產(chǎn)能方式，基質(zhì)的氧化以分子氧作為最終電

子受體。其特點(diǎn)是基質(zhì)脫氧后，脫下的氫（常以還原力［H］形式存在）經(jīng)完整的呼吸鏈（或稱

電子傳遞鏈）傳遞，最終被外源氧分子接受，產(chǎn)生水并釋放ATP形式的能量。這是一種遞氫

和受氫都必須在有氧條件下完成的氧化作用，是一種高效產(chǎn)能方式。

厭氧呼吸又稱無氧呼吸，指以某些無機(jī)氧化物（如SO42-、NO3—、82等）作為受氫體（電

子受體）的生物氧化。這是一類在無氧條件下進(jìn)行的、產(chǎn)能效率低的呼吸。其特點(diǎn)是基質(zhì)按

常規(guī)途徑脫氫后，經(jīng)部分呼吸鏈遞氫，最終由氧化態(tài)無機(jī)物或有機(jī)物受氫，并完成氧化磷酸

化產(chǎn)能反應(yīng)。

發(fā)酵有兩個(gè)含義。廣義發(fā)酵泛指任何利用好氧或厭氧微生物來生產(chǎn)有用代謝產(chǎn)物或食品、飲

料等產(chǎn)品的生產(chǎn)方式。狹義發(fā)酵指在無氧條件下，基質(zhì)脫氫后所產(chǎn)生的還原力［H］未經(jīng)呼吸鏈

傳遞而直接交給某內(nèi)源中旬代謝產(chǎn)物，以實(shí)現(xiàn)基質(zhì)水平磷酸化產(chǎn)能的一類生物氧化反應(yīng)?；?/p>

質(zhì)水平磷酸化的特點(diǎn)是基質(zhì)在氧化過程中脫下的電子不經(jīng)電子傳遞鏈的傳遞，而是通過酶

促反應(yīng)直接交給基質(zhì)本身氧化的產(chǎn)物，同時(shí)將反應(yīng)過程中釋放的能量交給ADP,合成ATP..

此種作用的最終產(chǎn)物是中間體的還原物，不再進(jìn)行分解，因此，發(fā)酵不是徹底的氧化作用,

產(chǎn)能效率低。

13根據(jù)微生物生活是否需要氧氣，微生物可分為哪幾類？這樣的分類在污水處理中有何重

要意義？

根據(jù)微生物與氧氣的關(guān)系，微生物可分為好氧微生物、厭氧微生物和兼性微生物。好氧微生

物生活時(shí)需要氧氣，沒有氧氣就無法生存。厭氧微生物只有在沒有氧氣的環(huán)境中才能生長,

甚至有了氧氣對(duì)它還有毒害作用。兼性微生物既可在有氧環(huán)境中生活，也可在無氧環(huán)境中生.

長，既能營好氧呼吸也能營厭氧呼吸。

好氧呼吸、厭氧呼吸和發(fā)酵在污水生物處理中都有應(yīng)用，如活性污泥法就是應(yīng)用好氧呼吸的

原理處理有機(jī)污水，而厭氧消化則是應(yīng)用發(fā)酵和厭氧呼吸的原理來處理高濃度有機(jī)污水和

剩余污泥。

14試比較有氧呼吸、厭氧呼吸及發(fā)醉的異同。

有氧呼吸、厭氧呼吸以及發(fā)酵的比較

呼吸類型電子受體參加酶類主要產(chǎn)物產(chǎn)生的能量比較

好氧呼吸02維胞色素氧化酶

脫氫酶

脫段海

過氧化氫酶等H2O,CO2,NO3-7

SO42-zPO3-4最多

厭氧呼吸無機(jī)氧化物（如SO42-、N03—、C02等）脫氫酶

脫段酶

特殊氧化酶

還原酶CO2,CH4,N,H2s等中等

發(fā)酵基質(zhì)氧化后的中間產(chǎn)物脫氫能

脫竣酶

還原酶等CO2,CO,CH4,RCOOH,ROH,NH3,胺化物,H2S,PO43?等最少

15微生物活動(dòng)所需的能量是怎樣獲得的？

微生物的能量來源有呼吸作用和光合作用兩個(gè)途徑。化能營養(yǎng)型微生物主要從營養(yǎng)基質(zhì)的氧

化分解中獲得化學(xué)能，其中化能異養(yǎng)型微生物通過呼吸作用氧化各種有機(jī)物獲得能量，化能

自養(yǎng)型微生物通過呼吸作用氧化各種無機(jī)物獲得能量；光能營養(yǎng)型微生物則通過光合磷酸化

將光能轉(zhuǎn)變維化學(xué)能。

16試扼要討論細(xì)菌生長與溫度和氫離子濃度的關(guān)系。為什么常以4℃左右的溫度作為保存菌

種的適宜溫度？

高溫可以殺死微生物，只要加熱超過微生物致死的最高溫度，微生物很快就會(huì)死亡。溫度愈

高，死亡愈快。此外，細(xì)胞內(nèi)所含水分愈少，微生物的致死溫度愈高。

高溫之所以能殺死微生物，主要是因?yàn)槲⑸锛?xì)胞的基本組成是蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)遇熱會(huì)凝固

變性。而啟動(dòng)一切生命活動(dòng)的生物催化劑--酶，其主要成分也是蛋白質(zhì)，也具有不耐熱性。

濕熱比干熱容易殺死微生物，原因是蛋白質(zhì)的含水量越多，加熱時(shí)愈容易凝固，而且濕熱所

用的水蒸氣的傳導(dǎo)力與穿透力都比較強(qiáng)，更容易破壞蛋白質(zhì)。

微生物在其最低生長溫度下代謝活動(dòng)減弱，處于休眠狀態(tài)，維持生命而不發(fā)育。因此常以

4c左右的溫度作為保存菌種的適宜溫度。

各種細(xì)菌都有它們所適宜的氫離子濃度。在酸性太強(qiáng)或堿性太弱的環(huán)境里，它們一般不能生

活。大多數(shù)細(xì)菌適宜于繁殖的pH范圍在6?8之間，而pH在4?10之間也能生存。

第七章微生物的生長和遺傳變異

1.微生物是怎樣繁殖的？

微生物生長到一定階段，便以二分裂的方式形成兩個(gè)子細(xì)胞，子細(xì)胞又重瑪以上過程，這就

是繁殖。

2.怎樣利用微生物的生長曲線來控制污水生物處理的構(gòu)筑物的運(yùn)行？

針對(duì)微生物的間歇培養(yǎng)，在污水生物處理過程中，為避免緩慢期的出現(xiàn)，可考慮采用處于對(duì)

數(shù)生長期或代謝旺盛的污泥進(jìn)行接種，另外增加接種量及采用同類型反應(yīng)器的污泥接種可

達(dá)到縮短緩慢期的效果。

如果維持微生物在生長率上升階段（對(duì)數(shù)期）生長，則比時(shí)微生物繁殖很快，活力很強(qiáng)，處

理污水的能力必然較高：但處理效果并不一定最好，因?yàn)槲⑸锘盍?qiáng)大就不易凝聚和沉淀,

并且要使微生物生長在對(duì)數(shù)期，則需有充分的食料，即污水中的有機(jī)物必須有較高的濃度,

在這種情形下，相對(duì)地說，處理過的污水所含有機(jī)物濃度就要較高，所以利用此階段進(jìn)行污

水的生物處理實(shí)際上難以得到較好的出水。

穩(wěn)定期的微生物生長速率下降，細(xì)胞內(nèi)開始積累貯藏物和異染顆粒、肝糖等，芽泡微生物也

在此階段形成芽抱，處于穩(wěn)定期的污泥代謝活性和絮凝沉降性能均較好，傳統(tǒng)活性污泥法普

遍運(yùn)行在這一范圍。

衰老期階段只出現(xiàn)在某些特殊的水處理場(chǎng)合，如延時(shí)曝氣及污泥消化。

3.生物膜的主要成分是什么？

生物膜是?種不可逆的黏附于固體表面的，被微生物胞外多聚物包裹的有組織的微生物群

體。生物膜中水份含量可高達(dá)97%。除了水和微生物外，生物膜還可含有微生物分泌的大分

子多聚物（主要是多聚糖）、吸附的營養(yǎng)物質(zhì)和代謝產(chǎn)物及微生物裂解產(chǎn)物等。

4.請(qǐng)說明生物膜的形成過程和相應(yīng)的特征。

生物膜的形成是一種動(dòng)態(tài)的演變過程，首先是微生物黏附于表面，然后在表面形成微生物菌

落，不同類型的菌落由細(xì)胞外多聚物包裹，生物膜成熟。

在黏附階段，?些特殊基因的轉(zhuǎn)錄是活躍的，如銅綠假單胞菌algC.algD.algU.LacZ等基因,

因?yàn)檫@些基因是細(xì)胞外多聚糖合成所必需的。

在形成微生物菌落階段，胞外多糖（EPS）合成增加，微生物對(duì)抗生素的抗性有所提高。

在生物膜成熟階段，隨著微生物的生長繁殖，生物膜逐漸變厚，形成成熟的生物膜。生物膜

的組織結(jié)構(gòu)呈不均質(zhì)性。

5.試區(qū)別遺傳與變異性。

所謂微生物的遺傳性是指在?定的環(huán)境條件下，微生物的形態(tài)、結(jié)構(gòu)、代謝、繁殖和對(duì)異物

的敏感等形狀相對(duì)穩(wěn)定，并能代代相傳，子代與親代之間表現(xiàn)出相似性的現(xiàn)象。任何一種生

物的親代和了?代以及個(gè)體之間，在形態(tài)結(jié)構(gòu)和生理機(jī)能方面都有所差異，這一現(xiàn)象叫做變

異。遺傳和變異是生物最基本的屬性，遺傳保證了種的存在和延續(xù)；而變異則推動(dòng)了種的進(jìn)

化和發(fā)展。兩者相輔相成，相互依存，遺傳中有變異，變異中有遺傳，遺傳是相對(duì)的，變異是

絕對(duì)的，有些變異了的形態(tài)或性狀，又會(huì)以相對(duì)穩(wěn)定的形式遺傳下去，但是并非一切變異都

具有遺傳性。

6.怎樣利用微生物的變異，進(jìn)行工業(yè)廢水的生物處理？

定向培育即通過有計(jì)劃、有目的地控制微生物地生長條件，使微生物遺傳性向人類需要的方

向發(fā)展。在污水生物處理中，這種定向培育過程稱為馴化。在工業(yè)廢水生物處理中，常利用

微生物對(duì)營養(yǎng)要求、溫度、pH值以及耐毒能力的變異，改善處理方法。另外利用生活污水

活性污泥接種，加速培養(yǎng)工業(yè)廢水活性污泥的方法，也利用了微生物的變異特性。

7.試以大腸桿菌降解乳糖來說明操縱子學(xué)說。

大腸桿菌中降解乳糖的酶由3個(gè)蛋白質(zhì)Z、Y和A所組成，受結(jié)構(gòu)基因z、y及a控制，當(dāng)培

養(yǎng)基中不存在乳糖時(shí)，調(diào)節(jié)基因I的阻遏蛋白與操縱基因結(jié)合，結(jié)構(gòu)基因就不能表達(dá)已來,

當(dāng)培養(yǎng)基中除乳糖外無其他碳源時(shí)，乳糖是誘導(dǎo)物，與調(diào)節(jié)基因I的阻遏蛋白結(jié)合，使阻遏

蛋白喪失與操縱基因結(jié)合的能力，此時(shí)操縱基因”開動(dòng)，結(jié)構(gòu)基因z、y及a合成蛋白質(zhì)Z、Y

和A,從而形成分解乳糖的酶，培養(yǎng)基中乳糖就被大腸桿菌分解利用，當(dāng)乳糖全部被利用后,

阻遏蛋白就與操縱基因結(jié)合，操縱基因“關(guān)閉”，酶的合成停止。（P143）

8.簡(jiǎn)述蛋白質(zhì)合成過程三種RNA的功能。

信使RNA:是以DNA的一條單鏈為模板，在RNA聚合酶的催化下，按堿基互補(bǔ)原則合成的。

由于傳達(dá)了遺傳信息，故稱信使

DNARNAO

轉(zhuǎn)移RNA:存在于細(xì)胞質(zhì)中，在蛋白質(zhì)合成過程中起轉(zhuǎn)移氨基酸的作用。

核糖體RNA:主要成分是核糖體核酸（rRNA）和蛋白質(zhì)。一個(gè)核糖體包含有大小兩個(gè)亞基，它

是蛋白質(zhì)合成的主要場(chǎng)所，

9.基因重組有幾種形式，各有什么特點(diǎn)？

基因重組有轉(zhuǎn)化、接合、轉(zhuǎn)導(dǎo)三種形式。

轉(zhuǎn)化是供體細(xì)胞研碎物中的DNA片段直接吸收進(jìn)入活的受體細(xì)胞的基因重組方式。受體細(xì)

胞獲得了供體細(xì)胞的部分遺傳性狀。

細(xì)胞的接合是遺傳物質(zhì)通過細(xì)胞與細(xì)胞的直接接觸而進(jìn)行的轉(zhuǎn)移和重組。

遺傳物質(zhì)通過噬菌體的攜帶而轉(zhuǎn)移的基因重組稱為轉(zhuǎn)導(dǎo)。

基因重組的3種形式中，微生物的接合必需兩個(gè)細(xì)胞直接接觸，而轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)導(dǎo)無需細(xì)胞直接

接觸，轉(zhuǎn)化沒有噬菌體作媒介，轉(zhuǎn)導(dǎo)必須通過噬菌體轉(zhuǎn)移遺傳物質(zhì)。

10.試述質(zhì)粒與“超級(jí)微生物

選擇一株既可降解16烷以上的烷燒，又可生活在污水環(huán)境中的銅綠假單胞菌PAO作為各種

各種質(zhì)粒的受體細(xì)胞（含質(zhì)粒A）,分別將能降解芳燃（質(zhì)粒B）、菇燒（質(zhì)粒C）和多環(huán)芳

燒（質(zhì)粒D）的質(zhì)粒，用遺傳工程方法人工轉(zhuǎn)入受體細(xì)胞，此時(shí)該銅綠假單胞菌便成為帶有

多種質(zhì)粒的”超級(jí)微生物工

11.什么叫基因突變，可分為幾類？

由于某些原因，引起生物體內(nèi)的DNA鏈上的堿基的缺失、置換或插入，改變了基因內(nèi)部原有

的堿基排列順序（基因型的改變），引起表現(xiàn)型突然發(fā)生了可遺傳的變化。當(dāng)后代突然表現(xiàn)

出和親代顯然不同的可遺傳的表現(xiàn)型時(shí)，這樣的變異稱為基因突變。

根據(jù)突變發(fā)生過程是否受人為誘變劑影響可分為自發(fā)突變和誘發(fā)突變兩種。

凡是在沒有特設(shè)的誘變條件下，由外界環(huán)境的自然作用如輻射或微生物體內(nèi)的生理和生化

變化而發(fā)生的基因突變稱為自發(fā)突變。

人為地利用物理化學(xué)因素，引起細(xì)胞DNA分子中堿基對(duì)發(fā)生變化叫誘變。

12.什么叫遺傳工程？在污水生物處理中如何利用？

遺傳工程是按照人們預(yù)先設(shè)計(jì)地生物藍(lán)圖，通過對(duì)遺傳物質(zhì)地直接操縱，進(jìn)行改組、重建,

實(shí)現(xiàn)對(duì)遺傳性狀定向改造地技術(shù)。它包括細(xì)胞水平和基因水平兩個(gè)水平的研究。

在污水生物處理中，可利用遺傳工程，將微生物中所含的具有降解各種難降解物質(zhì)的質(zhì)粒剪

切后，連接到受體細(xì)胞中，使之用以處理污水中難降解的物質(zhì)。

第八章微生物的生態(tài)

1.什么是生態(tài)系統(tǒng)？

生物群落及其生存環(huán)境共同組成的動(dòng)態(tài)平衡系統(tǒng)就是生態(tài)系統(tǒng)。它是生物群落和它們所生活

的非生物環(huán)境結(jié)合起來的一個(gè)整體。

2.生態(tài)系統(tǒng)的主要特性是什么？

生態(tài)系統(tǒng)的主要特性包括以卜幾點(diǎn)：

（1）生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)

（2）生態(tài)系統(tǒng)的能量流

（3）生態(tài)系統(tǒng)的信息傳遞

（4）生態(tài)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)能力

（5）生態(tài)系統(tǒng)中的生態(tài)演替

3.微生物在生態(tài)系統(tǒng)中的作用有哪些？

微生物在生態(tài)系統(tǒng)中的主要作用在于：

（1）有機(jī)物的主要分解者

微生物是有機(jī)物的主要分解者。它們能夠分解生物圈內(nèi)的動(dòng)物、植物和微生物殘骸等復(fù)雜有

機(jī)物質(zhì)，并最后將其轉(zhuǎn)化成最簡(jiǎn)單的無機(jī)物，再供初級(jí)生產(chǎn)者利用。

（2）物質(zhì)循環(huán)中的重要成員

微生物再自然界中參與了碳、氮、磷、氧、硫、鐵和氫等物質(zhì)的轉(zhuǎn)化和循環(huán)作用，大部分元

素及化核武的循環(huán)過程都受到微生物的作用。

（3）生態(tài)系統(tǒng)中的初級(jí)生產(chǎn)者

光能自養(yǎng)和化能自養(yǎng)微生物是生態(tài)系統(tǒng)的初級(jí)生產(chǎn)者，它們具有初級(jí)生產(chǎn)者所具有的兩個(gè)

明顯特征，即可直接利用太陽能、無機(jī)物的化學(xué)能作為能量來源，另一方面其積累下來的能

量又可以在食物鏈、食物網(wǎng)中流動(dòng)。

（4）物質(zhì)和能量的蓄存者

微生物和動(dòng)物、植物一樣也是由物質(zhì)組成和由能量維持的生命有機(jī)體。在土壤、水體中有大

最的微生物，蓄存著大最的物質(zhì)和能顯。

（5）地球生物演化中的先鋒物種

微生物是最早出現(xiàn)的生物體，并進(jìn)化成后來的動(dòng)、植物。藻類的產(chǎn)氧作用，改變大氣圈中的

化學(xué)組成，為后來動(dòng)、植物的出現(xiàn)打下基礎(chǔ)。

4.試比較空氣、水、土壤中微生物分布的特征。

空氣中微生物的地域分布差異很大，城市上空中的微生物密度大大高于農(nóng)村，無植被地表上

空中的微生物密度高于有植被覆蓋的地表上空，陸地上空高于海洋上空。室內(nèi)空氣又高于室

外空氣。

在水體中，特別是低營養(yǎng)濃度水體中，微生物傾向于生長在固體表面和顆粒物上。在較深水

體（如湖泊）中具有垂直層次分布的特點(diǎn)。

在土壤中，有機(jī)質(zhì)含量豐富的黑土、草甸土、磷質(zhì)石灰土、某些森林土或其他植被茂盛的土

壤中微生物數(shù)量較多，而西北干旱地區(qū)的栗鈣土、鹽堿土及華中、華南地區(qū)的紅壤土、磚紅

壤土中微生物數(shù)量較少。在不同深層土壤中，微生物數(shù)量按表層向里的次序減少，種類也因

土壤的深度和層位而異，且分布極不均勻。

5.研究極端環(huán)境有什么重要意義？

能在極端環(huán)境中生存的微生物是極端環(huán)境微生物。這些微生物對(duì)極端環(huán)境的適應(yīng)適長期自然

選擇的結(jié)果，也是自然界生物進(jìn)化的重要?jiǎng)右蛑弧O端環(huán)境微生物細(xì)胞內(nèi)的蛋白質(zhì)、核酸、

脂肪等分子結(jié)構(gòu)、細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)與功能、酶的特性、代謝途徑等許多方面，都有區(qū)別于其他

普通環(huán)境微生物的特點(diǎn)。講究這些特點(diǎn)，可以指導(dǎo)普通環(huán)境下的生產(chǎn)。

6.各種極端環(huán)境中的代表微生物有哪些？有哪些已經(jīng)引起人們的廣泛關(guān)注？

極端環(huán)境中的代表微生物有以下幾種：

(1)高溫環(huán)境中的微生物

(a)極端嗜鹽熱菌：最適生長溫度為65?70℃,最低生長溫度在40c以上，最高生長溫度

在70℃以上。

(b)兼性嗜熱菌：最高生長溫度在50?60c之間，但在室溫下仍有生長與繁殖能力，只是

生長緩慢。

(O耐熱細(xì)菌：最高生長溫度在45?50c之間，在室溫中生長較中溫性細(xì)菌差而較兼性嗜

熱菌好。

(2)高鹽環(huán)境中的微生物

(3)高酸、高堿環(huán)境中的微生物

(4)高壓環(huán)境中的微生物

目前，極端嗜鹽細(xì)菌和嗜批微藻這兩類微生物引起了人們的高度重視。

7.試區(qū)別微生物的拮抗關(guān)系和互生關(guān)系及其在污水生物處理中的應(yīng)用。

拮抗關(guān)系：一種微生物可以產(chǎn)生不利于另一種微生物生存的代謝產(chǎn)物，這些代謝產(chǎn)物能改變

微生物的生長環(huán)境條件，如改變pH值等，造成某些微生物不適合生長的環(huán)境。此外，一種微

生物還可以另?種微生物為食料。微生物之間的這種關(guān)系稱為拮抗或?qū)龟P(guān)系。

在污水生物處理系統(tǒng)中，動(dòng)物性營養(yǎng)的原生動(dòng)物主要以細(xì)菌和真菌為食料，它們能吃掉一部

分細(xì)菌等微生物和一些有機(jī)顆粒，并促使生物的凝聚作月，從而使出水更加澄清。這是由于

拮抗作用而產(chǎn)生的有利的一面。但對(duì)污水凈化起主要作月的是細(xì)菌，如果細(xì)菌被吃掠過多或

活性污泥的結(jié)構(gòu)被破壞過大，就會(huì)產(chǎn)生不利影響。

兩種不同的生物，當(dāng)其生活在一起時(shí)，可以由一方為另一方提供或創(chuàng)造有利的生活條件，這

種關(guān)系稱為互生關(guān)系。

在污水生物處理過程中，普遍存在著互生關(guān)系。例如，石油煉油廠的廢水中含有硫、硫化氫、

氨、酚等。硫化氫對(duì)一般微生物是有毒的。但當(dāng)采用生物法去處理酚時(shí)，分解酚的細(xì)菌卻不

會(huì)中毒。這一方面是因?yàn)榉纸夥拥募?xì)菌經(jīng)過馴化，能耐受一定限度的硫化氫，另一方面因?yàn)?/p>

處理系統(tǒng)中的硫磺細(xì)菌能將硫化氫氧化分解成對(duì)一般細(xì)菌非但無毒，而且是營養(yǎng)元素的硫。

第九章大型水生植物

1.大型水生植物有哪幾種生活類型？各種生活類型的特點(diǎn)是什么？

大型水生植物可分為四種生活型：挺水、漂浮、浮液根生和沉水。

挺水植物是以根或地下莖生于水體底泥中，植物體上部挺出水面的類群。這類植物體型比較

高大，為了支撐上部的植物體，往往具有龐大的根系，并能借助中空的莖或葉柄向根和根狀

莖輸送氯氣。常見的種類有蘆葦、香蒲等。

漂浮植物指植物體完全漂浮于水面上的植物類群，為了適應(yīng)水上漂浮生活，它們的根系大多

退化成懸垂?fàn)?，葉或莖具有發(fā)達(dá)的通氣組織，一些種類還發(fā)育出專門的貯氣結(jié)構(gòu)（如風(fēng)眼蓮

膨大成葫蘆狀的葉柄），這些為整個(gè)植株漂浮在水面上提供了保障。

浮葉根生植物指根或莖扎于底泥中，葉漂浮于水面的類群。這些植物為了適應(yīng)風(fēng)浪，通常具

有柔韌細(xì)長的葉柄或莖，常見的種類有菱、杏菜等。

沉水植物是指之物體完全沉于水氣界面以下，根扎于底泥中或漂浮在水中的類群，這類植物

是嚴(yán)格意義上完全適應(yīng)水生的高等植物類群。相比其他類群，由于沉沒于水中，陽光的吸收

和氣體的交換是影響其生長的最大限制因素，其次還有水流的沖擊。因此該類植物體的通氣

組織特別發(fā)達(dá)，氣腔大而多，有利于氣體交換：葉片也多細(xì)裂成絲狀或條帶狀，以增加吸收

陽光的表面積，也減少被水流沖破的風(fēng)險(xiǎn)；植物體呈綠色或褐色，以吸收射入水中較微弱的

光線，常見的種類有狐尾藻、眼子菜等。

2.大型水生植物的生態(tài)分布特征是什么？

大型水生植物主要生長在水流比較平緩的水體，如湖泊或水流平緩的河灣地帶，也有個(gè)別種

類可以適應(yīng)瀑布、激流等湍急的水體，如飛瀑草。它們可生長的水深范圍約在10m以內(nèi)，在

四種生活型中，挺水植物、浮葉植物和沉水植物在水中的分布主要是受水深的限制，從岸邊

向深水區(qū)分布的位置依次為：挺水-浮葉-沉水。而漂浮植物在水中分布主要是受風(fēng)浪的影響,

通常生長在水面比較平靜的湖灣，或由挺水植物、浮葉植物群落圍成的穩(wěn)定水面中。

3.我國常見的能形成單種群落的代表性挺水植物有哪些？

蘆葦、香蒲、菖蒲和菰是在我國南北常見的挺水植物，它們?yōu)槎嗄晟叽髥滩荩嘁愿鶢钋o

進(jìn)行旺盛地營養(yǎng)繁殖，經(jīng)常在岸邊形成密集的單種群落，構(gòu)成挺水植物帶。

4.我國常見的能形成水生植物帶的代表性植物有哪些？

常見的能形成水生植物帶的代表性植物，在挺水植物中有蘆葦、香蒲、菖蒲和菰等，它們經(jīng)

常在岸邊形成密集的單種群落，構(gòu)成挺水植物帶；在浮葉根生植物中有菱、杏菜、金銀蓮花

等，在春天時(shí)萌發(fā)，往往可在池塘、湖泊挺水植物帶的遠(yuǎn)岸一側(cè)形成成片的浮葉根生植物帶；

在漂浮植物中有鳳眼蓮、浮萍和滿江紅等，在春夏季，它們的快速生長往往可以完全覆蓋一

些靜水水體的水面，在水面形成密集的“綠色墊層”；在沉水植物中有黑藻、金魚藻、苫菜和

狐尾藻等，它們茂盛生長時(shí)，密集的枝葉葉在水下形成“水下森林”或“水底草坪”的景觀,

5.我國常見的漂浮植物有哪些？它們各有什么樣的特點(diǎn)？

我國常見的漂浮植物有鳳眼蓮、浮萍和滿江紅三種。

鳳眼蓮果實(shí)成熟后掉落水底，來年種子可萌發(fā)生長。其無性繁殖能力也非常強(qiáng)，生長季節(jié)可

考腋芽幾天內(nèi)發(fā)育出新植株來擴(kuò)大種群，是公認(rèn)的生長最快的植物之一。鳳眼蓮喜歡生長在

溫暖向陽及富含養(yǎng)分的水域中，在25?35℃下生長最快，每年的九、十月份是生長旺季。

浮萍主要是通過類似于酵母出芽生殖的營養(yǎng)繁殖方式產(chǎn)生后代和擴(kuò)大種群。由于個(gè)體較小,

對(duì)水的波動(dòng)非常敏感，水面的水平流速超過0.1m/s時(shí)，浮萍在水面上形成的墊層就能被攪

動(dòng)吹散，因此浮萍多生長于水流相對(duì)平緩的溝渠、湖灣處。

滿江紅通常橫臥于水面上，莖比較短小并有數(shù)個(gè)分枝，葉極小，長1mm,上面紅紫色或藍(lán)綠

色，無葉柄，每個(gè)葉片分裂成上下重疊的2個(gè)裂片，裂隙中有固氮藍(lán)藻共生其中，可將空氣

中氮?dú)夤潭ǔ煽衫玫牡?，因此常被有目的地栽培在水池或稻田中起固氮增肥作用?/p>

6.我國常見的沉水植物有哪些？它們各有什么樣的特點(diǎn)？

黑藻、金魚藻、苦草和狐尾藻是在我國常見的沉水植物種類。

黑藻主要靠分枝進(jìn)行營養(yǎng)繁殖擴(kuò)大種群，常見于靜水中，不耐水流沖擊。

金的藻與黑藻相似，主澳靠分枝進(jìn)行營養(yǎng)繁殖擴(kuò)大種群，常見于靜水中，莖葉易受水流沖擊

而折斷。

苦草具有一定的抗水流沖擊能力，可在流水中生長。

狐尾藻多生于靜水中。

第十章微生物對(duì)污染物的分解與轉(zhuǎn)化

1.根據(jù)分解程度，有機(jī)物的生物分解有哪幾種類型？各種類型的特點(diǎn)分別是什么？

根據(jù)生物分解的程度和最終產(chǎn)物的不同，有機(jī)物的生物分解可分為生物去除（表觀分解）、

初級(jí)分解、環(huán)境可接收的分解和完全分解（礦化）等不同的類型。各類生物分解的特點(diǎn)如下:

生物分解類型特點(diǎn)分解對(duì)象有機(jī)物的分析方法

生物去除由于微生物細(xì)胞、活性污泥等的吸附作用使化學(xué)物質(zhì)濃度降低的一種現(xiàn)象。

這里所說的“生物去除”不