污染控制微生物课后题答案

污染控制微生物课后题答案

第一章绪论

1、何谓微生物？微生物有何特点？

微生物一词并非生物分类学上的专用名词，而是指所有形体微小单细胞的，或个体结构较为简单的多细胞，甚至无细胞，必须借助光学显微镜甚至电子显微镜才能观察到的低等生物的通称。微生物类群十分复杂，其中包括不具备细胞结构的病毒，单细胞的细菌和蓝细菌，属于真菌的酵母菌和霉菌，单细胞藻类和原生动物、后生动物等。

微生物具有个体微小，分布广泛；种类繁多，代谢旺盛；繁殖快速，易于培养；容易变异，利于应用特点。

2、何谓原核微生物和真核微生物？二者有何区别？

凡是细胞核发育不完全，仅有一个核物质高度集中的核区，不具核膜，核物质裸露，与细胞质没有明显的界限，没有分化的特异细胞器，只有膜体系的不规则泡沫结构，不进行有丝分裂的细胞成为原核细胞，由原核细胞构成为微生物称为原核微生物。反之，凡是具有发育完好的细胞核，有核膜，有高度分化的特异细胞器（如线粒体、叶绿体、高尔基体），进行有丝分裂的细胞成为真核细胞，由真核细胞构成的微生物称为真核微生物。

项目原核细胞真核细胞

核拟核完整的核

核膜—+

核仁—+

DNA个数只有一条，不与RNA和蛋白质结合一至数条，与RNA和蛋白质结合

DNA复制单一的复制源双向复制多源双向复制

核糖体70s，细胞质中80s（细胞质）70s（细胞器）

细胞分裂二分裂有丝分裂、减数分裂

有性繁殖通常没有+

中体+ -

呼吸链位置细胞膜线粒体

细胞壁组成肽聚糖或脂多糖几丁质、多聚糖或寡糖

远动器官较细的鞭毛较粗的鞭毛或者纤毛

细胞大小1-10微米10-100微米

固氮作用某些细菌和蓝细菌具有未发现

与氧的关系好氧、兼性、厌氧好氧、少数兼性厌氧

3、概述微生物在环境污染控制中的作用。

a、在给水工程中的应用

水中往往存在致突变污染物，这些物质可以利用微生物检测出来。另外，藻类大量滋生时会堵塞给水厂的滤池，并会使水中带有异味和增加水的色度和浊度等，因此，在给水工程中应尽可能出去这些微生物，以提供符合标准的生活饮用水和工业生产用水。

同时，也可利用工程菌形成固定化生物活性炭，来消除水中的微量有机物；利用微生物生产生物絮凝剂，取代无机和有机絮凝剂，以进一步提高水质、

b、在排水工程中的应用

可以利用各种微生物的分解作用，对废水中的污染物进行降解和转化，使之矿化且使水中的重金属得以适当转化。另外，在受污染水体的生物修复技术中，微生物起着极为重要的作用。

c、在土壤净化中的作用

土壤环境日益恶化，被我污染的土壤通过对地下水和地表水形成二次污染和经土壤-植物系统由食物链进入人体，直接危及人体健康。利用土壤微生物或筛选驯化的工程菌来进行污染土壤修复的生物修复技术已经成为当前国内外环境保护领域的热点课程。

d、在污染空气净化工程中的作用

空气不是微生物生长繁殖的天然环境，利用微生物对污染空气进行净化并不普遍。

例如，城市垃圾中转站的恶臭气体，可以通过向空气中喷洒有效菌群加油净化；在污泥消化过程中产生的含硫化氢的气体，也可以通过生物滤塔得以净化。

另外，在废水、废气、废物的资源化、废旧物质的回收利用、以及环境污染防治中的生物检测和评价等方面，微生物将发挥更大的作用。

第二章原核微生物

1、什么是细菌细胞的基本结构和特殊结构？

基本结构：细胞壁、细胞质膜、细胞质、核质及内含物。

特殊结构：荚膜、芽孢、鞭毛或伞毛等

2、细菌细胞各部分结构的化学组成和生理功能？

细胞壁：构成细胞壁的主要成分是肽聚糖、脂类和蛋白质，磷壁质是大多数革兰氏阳性细菌细胞壁中组成基质所特有的化学成分。细胞壁具有保护作用，使细胞免遭外界损伤，维持细胞形状和保持细胞的完整性；细胞壁可以保持原生质体，避免渗透压对细胞产生破坏作用；细胞壁具有多孔性，在营养代谢方面，可以允许水既一些化学物质通过，但对大分子物质有阻挡作用，是有效的分子筛；对于有鞭毛的细菌来说，细胞壁为鞭毛提供支点，支撑鞭毛的运动；细菌的抗原性、致病性以及噬菌体的敏感性，均决定于细菌细胞壁的化学成分。

细胞膜：化学组成是脂类和蛋白质，少量糖蛋白，糖脂和微量核酸。细胞膜具有很多重要的生理功能，主要表现为渗透性与转运作用。细胞膜上特殊的渗透酶和载体蛋白能选择性地转运可溶性的小分子有机化合物及无机化合物，控制营养物、代谢产物进出细胞；转运电子和磷酸化作用，即呼吸作用的场所；排出水溶性的胞外酶，将大分子化合物水解成简单化合物，而后摄入细胞内；生物合成功能。

细胞质：主要成分是水、蛋白质、核酸、脂类、少量的糖类和无机盐类。细胞质中含有各种酶系统，使细菌细胞与其周围环境不断地进行新陈代谢。

核糖体：由65%的核糖核酸和35%的蛋白质组成，核糖体是合成蛋白质的部位。

间体：由细胞膜以最大量的折皱内陷而形成的层状、管状或囊状物，伸入细胞质内。间体的存在增大了细胞膜的面积，使酶含量增加。可能是能量代谢和某些合成代谢的场所，可能与细胞壁合成有关，还可能与核分裂有关。

内含颗粒：异染颗粒，主要成分是多聚偏磷酸盐，一般认为是磷源和能源性贮藏物；聚β—羟基丁酸，是β—羟基丁酸的直链多聚物，是一种碳源和能源性贮藏物；肝糖粒和淀粉粒，二者均可作为碳源和能源被利用；硫粒，是硫素的贮藏物质和能源。

细胞核质和质粒：细菌的核位于细胞质内，为一絮状的核区，核区由一条环状双链DNA分子高度折叠缠绕而成，细菌的核携带遗传信息，其功能是决定遗传性状和传递遗传信息。质粒是指独立于染色体外，存在于细胞质中，能自我复制，由共价闭合环状双螺旋DNA分子所构成的遗传因子。质粒存在与否不至于影响细菌的生存，但许多次生代谢产物的产生受质粒的控制。

荚膜：化学组成主要是多糖类，也有多肽、蛋白质、脂类以及由它们组成的复合物脂多糖、脂蛋白等。荚膜的功能主要表现为五个方面：对细菌起保护作用，使细菌免受干燥的影响，保护致病菌免受宿主吞噬细胞的吞噬，防止微小动物的吞噬和噬菌体的侵袭，增强对外界不良环境的抵抗力；荚膜有助于细菌的侵染力；荚膜是细胞外贮藏物，当营养缺乏时可作为碳（或氮）源和能源被利用；许多细菌通过荚膜或粘液层相互连接，形成体积和密度较大的菌胶团；堆积某些代谢产物。

芽孢：具有厚而致密的壁，不易透水且含水率低，一般在40%左右，故抗干燥性强；芽孢中DPA含量高，以钙盐的形式存在；在芽孢形成过程中，DPA随即合成，使芽孢具有耐热性，而当芽孢萌发后，DPA释放，则耐热性消失；芽孢中含有耐热酶；芽孢具有高度的折光性，很难着色；芽孢的代谢活力弱，对化学药品、紫外线的抵抗能力强；芽孢的休眠能力是很惊人的，在休眠期间，不能检查出任何代谢活力。总之，芽孢具有抵抗外界恶劣环境条件的能力，是保护菌种生存的一种适应性结构。

鞭毛：细菌的运动主要是靠鞭毛的作用，鞭毛以很快的速率转动，使细菌每秒钟运动的距离比其细胞长很多倍。

伞毛：细菌表面的一类毛状突起物，比鞭毛细，短而挺直，数量多。可以分布于整个细胞表面，也可以极生簇出现。有伞毛的细胞倾向于彼此粘附，在液体培养基的表面形成菌膜；有的伞毛是噬菌体的吸附位点；有的可附着在寄主细胞上；还有的可以作为细菌接合过程中遗传物质的通道。

3、革兰氏染色的主要过程和机理？

步骤：先用碱性染料结晶紫染色，再用碘液媒染，然后用酒精脱色，最后用沙黄或番红复染。

机理：一般认为，细胞壁的结构和组成与革兰氏染色反应有关。在染色过程中，细胞内形成了深紫色的结晶紫-碘的复合物。由于G+细菌细胞壁较厚，特别是肽聚糖含量较高，网格结构紧密，脂类含量又低，当被酒精脱色时，引起了细胞壁肽聚糖网状结构孔径缩小以致关闭，从而阻止了不溶性结晶紫-碘复合物的浸出，故菌体呈深紫色；相反G-细菌的细胞壁肽聚糖层较薄，含量较少，而脂类含量又高，当酒精脱色时，脂类物质溶解，细胞壁通透性增大，结晶紫-碘复合物也随之被抽提出来，故菌体呈现复染液的红色。

4、什么是菌胶团？菌胶团的功能有哪些？

很多细菌细胞的荚膜物质相互融合，连成一体，组成共同的荚膜，内含很多细菌，形成菌胶团。菌胶团是活性污泥的重要组成部分，除了具有荚膜的功能外，还具有以下功能: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；防止被吞噬，自我保护。

5、为什么细菌表面带负电荷？

细菌体内蛋白质含量在50%以上，菌体蛋白质有很多氨基酸组成。细菌的等电点在2-5之间，革兰氏阳性菌等电点较低，pI=2-3,革兰氏阴性菌等电点较高，pI=4-5，溶液的ph值比细菌等电点高时，氨基酸中的氨基电离受抑制，羧基电离，细菌带负电。反之，溶液ph值比细菌等电点低时，羧基电离受抑制，氨基电离，细菌就带正电。在一般的培养、染色、血清试验过程中，细菌多数处在偏碱性，中性、偏酸性环境中，比所有细菌的等电点都高，所以细菌表面总是带负电。

6、放线菌有哪几种菌丝构成？各种菌丝的功能？

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，并缠绕在一起形成密集菌落。主要功能为吸收营养物质。

基外菌丝：又称气生菌丝，是由基内菌丝长出至培养基外，伸向空中的菌丝。其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：作为主要的繁殖体。孢子丝长到一定程度可以形成孢子，散落的孢子在适宜的条件下萌发长出菌丝，最后成为菌丝体。

7、放线菌的繁殖方式。

放线菌主要是通过形成无性孢子的方式进行繁殖。菌丝长到一定程度，一部分基外菌丝形成孢子丝，孢子丝成熟后便分化形成许多孢子，称为分生孢子。孢子在适宜环境条件下吸收水分，膨胀萌发，长出一至几个芽管，芽管进一步生长，分支形成许多菌丝。放线菌孢子的形成有三种方法：凝聚分裂、横隔分裂、孢囊孢子。

8、鞘细菌、滑动细菌、蓝细菌的形态及营养方式。

鞘细菌是由单细胞连成的不分支或假分支的丝状体细菌，由很多个体细菌共同生存在一个圆筒状的鞘内形成的群体。菌丝体通常呈单丝状，但也有几种具有一个或几个细菌在鞘边上连接，称为假分支。其中铁细菌丝状体多不分支，在细胞外鞘或原生质内含有铁粒或铁离子，铁细菌营养方式为化能自养型，能将细胞内所吸收的亚铁氧化为高铁，从而获得能量。球衣菌属具鞘，革兰氏染色阴性，在鞘内成链状排列，大多数具有假分支。球衣细菌是好氧细菌，在微氧环境下生长最好，能利用多种有机化合物，为化能异养型。

滑动细菌是指至少在发育周期的某一阶段变现有滑行运动的细菌，它们不借鞭毛运动而靠