第三章_古菌
水处理生物学习题及答案
水处理生物学习题及答案《水处理生物学》习题及题答案第一章绪论1水中常用的微生物种类存有哪些？水中的主要微生物分为非细胞生物（病毒）和细胞生物两种类型。
在细胞生物中又分为古菌、原核生物（如细菌、放线菌、蓝细菌、支原体、立克次氏体、衣原体等）、真核生物。
真核生物又可细分为藻类、真菌（如酵母菌、霉菌等）、原生动物（分为肉足类、鞭毛类、纤毛类）、微型后生动物。
2微生物有哪些基本特征？为什么？微生物除了具备个体微小、结构直观、演化地位低等特点外，还具备以下特点：（1）种类多。
（2）分布广。
微生物个体小而轻，可随着灰尘四处飞扬,因此广泛分布于土壤、水和空气等自然环境中。
土壤中含有丰富的微生物所需要的营养物质，所以土壤中微生物的种类和数量很多。
（3）产卵慢。
大多数微生物在几十分钟内可以产卵一代，即为由一个对立为两个。
如果条件适合，经过10h就可以产卵为数亿个。
（4）易变异。
这一特点使微生物较能适应外界环境条件的变化。
第二章原核微生物1以形状来分，细菌可分为哪几类？细菌的形态大致上可以分成球状、杆状和螺旋状（弧菌及螺菌）3种，仅少数为其他形状，例如丝状、三角形、方形和圆盘形等。
球状、杆状和螺旋状就是细菌的基本形态。
自然界中，以杆菌最为常用，球菌次之，螺旋菌最少。
2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。
细菌的基本结构包含细胞壁和原生质两部分。
原生质坐落于细胞壁内，包含细胞膜（细胞质膜）、细胞质、核质和附带物。
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。
第三章海洋微生物-新课件
3. 海洋真细菌的分布
• 海洋浮游细菌 深度分布差异：10-50m最多，200m以下很少；表 层好氧异养菌，中层厌氧自养菌，底层厌氧腐生菌 季节性分布差异：夏季丰度较高 区域性分布差异：较小 其他因素：盐度、叶绿素浓度、营养等
• 海洋沉积物中的细菌 大多为嗜冷耐冷菌 区域分布差异：较大，以变形细菌为主，随深度增 加而减少，绿弯菌、酸杆菌则相反 深度分布差异
1. 真细菌的形态
• 细菌形态
大多为球菌，杆菌，螺旋菌；形态大小受多种因 素影响
菌落湿润、黏稠、光滑、易挑取，质地均匀，颜 色一致 • 放线菌形态
有菌丝（基内菌丝，气生菌丝，孢子丝），菌丝 无隔膜，有孢子（形状和表面结构因种而异）
菌落干燥、不透明、难以挑取，基内菌丝和孢子 有颜色，使菌落正反面呈不同色泽
第三章 海洋微生物
第一节 微生物基本知识
一、微生物的定义：所有形体微小，单细胞或个 体结构较简单的多细胞，或无细胞结构的低等 生物的总称。 海洋微生物：分离自海洋环境，正常生长需要 海水的微生物。
二、微生物的特点 • 体积小，表面积大 • 吸收多，转化快 • 生长旺，繁殖快 • 适应强，易变异 • 分布广，种类多
三、微生物的生态作用
• 在生态系统中参与氧化还原活动，调整和 促进新动态平衡的形成和发展
• 是最主要的分解者，降解有机物，释放营 养元素，确保必需营养物质（C、N、P、S） 的循环。
• 有机污染物的处理 • 分泌有害物质，导致动植物和人类疾病 • 海洋微生物在海洋环境中还具有生产者的
作用
第二节 海洋微生物类群 （一） 真细菌
温度降低时能产生冷休克蛋白，通过与DNA、RNA相互作 用，促进菌体在低温条件下合成生长所需的蛋白质 • tRNA
水处理生物学
水处理生物学第一章绪论生物划分为：界、门、纲、目、科、属、种五界系统：原核生物界、原生生物界、植物界、真菌界、动物界林奈双命名法规定：每种生物的学名由两个拉丁词组成，前一词为该种的所在属的属名。
第二个词为种名，表示该物种的主要特征或产地。
细菌等微生物的命名与动、植物都采用林奈双命名法微生物：是肉眼看不见或看不清楚的微小生物的总称特点：种类多、分布广、繁殖快、易变异、个体微小底栖小型动物：常称为水下哨兵第二章原核微生物细菌：一类单细胞、个体微小、结构简单、没有真正细胞核的原核生物。
分为球状、杆状和螺旋状。
以杆菌最为常见，球菌次之，螺旋菌最少。
基本结构：细胞壁、原生质体（包括细胞膜、细胞质、核质、内含物）革兰氏染色法：结晶紫初染，碘液媒染，酒精脱色，用蕃红或沙黄复染。
G阳性（G+）蓝紫色和G阴性（G-）红色原理：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。
革兰氏阳性细菌胞壁较厚、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，结晶紫与碘复合物仍组留在细胞壁内，使其呈现出蓝紫色。
革兰氏阴性细菌细胞壁较薄、肽聚糖位于内层且含量低和交联松散，与酒精反应后肽聚糖不易收缩，加上他的脂类含量高且位于外层，所以酒精作用时细胞壁上会出现较大的空洞或缝隙，结晶紫和碘的复合物就很容易被溶出细胞壁，脱去原来初染的颜色。
当番红或者沙黄复染时，细胞就会带上复染染料的红色。
真细菌：不管是G+和G—细菌，其细胞壁中均含有肽聚糖及D-型氨基酸。
细胞壁功能：1保持细胞形态和提高细胞的机械强度，使其免受渗透压等外力损伤2为细胞的生长、分裂所必须3作为鞭毛的支点，实现鞭毛的运动4阻碍大分子有害物质进入细胞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。
细胞膜结构：镶嵌模型1磷脂双分子组成膜的基本骨架2磷脂分子在细胞膜中以多种方式不断运动，膜有流动性3膜蛋白以不同方式分布在膜的两侧或磷脂层中功能：1选择性地控制细胞内外物质的运送和交换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核区：指在于细胞质内、无核膜包裹、无固定形态的原始细胞核。
水处理生物学习题及答案
《水处理生物学》习题及题答案第一章绪论1水中常见的微生物种类有哪些？水中的主要微生物分为非细胞生物（病毒）和细胞生物两种类型。
在细胞生物中又分为古菌、原核生物（如细菌、放线菌、蓝细菌、支原体、立克次氏体、衣原体等）、真核生物。
真核生物又可细分为藻类、真菌（如酵母菌、霉菌等）、原生动物（分为肉足类、鞭毛类、纤毛类）、微型后生动物。
2 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。
微生物个体小而轻，可随着灰尘四处飞扬,因此广泛分布于土壤、水和空气等自然环境中。
土壤中含有丰富的微生物所需要的营养物质，所以土壤中微生物的种类和数量很多。
（3）繁殖快。
大多数微生物在几十分钟内可繁殖一代，即由一个分裂为两个。
如果条件适宜，经过10h 就可繁殖为数亿个。
（4）易变异。
这一特点使微生物较能适应外界环境条件的变化。
第二章原核微生物1 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。
2 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。
水处理生物学第五版复习资料
水处理生物学第五版复习资料work Information Technology Company.2020YEAR《水处理生物学》习题及题答案第一章绪论1水处理生物学的主要研究内容是什么（1）与水处理工程和环境水体水质净化、保持相关的生物种类的形态、生理特性及生态；（2）水中微生物种类间的相互作用；（3）微生物与水中污染物的相互作用关系；（4）水中污染物的生物分解与转化机理；（5）生物在水体净化与水处理中的作用机理与规律；（6）水中有害微生物的控制方法；（7）水处理微生物学的研究方法等。
2 目前物种的命名都采用瑞典博物学家林奈创立的双命名法。
3 微生物有哪些基本特征？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 水生植物可分为：挺水植物、漂浮植物、浮叶根生植物和沉水植物四大类型。
第二章原核微生物1细菌：细菌是一类单细胞、个体微小、结构简单、没有真正细胞核的原核生物。
大小一般是几个μm。
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，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。
微生物细胞的结构与功能第三章
细菌鞭毛与真核微生物鞭毛的比较
细 菌 鞭 毛 真核微生物鞭毛
1. 由3～8根平行的蛋白纤维左向 9对微管两根中心微管组
螺旋排列成中空的丝状体，无鞘 外有鞘 2. 直径为12 nm，长度为4-5μm 直径为200 ，长度为2 3. 具抗原性 无抗原性 4. 完全由蛋白质组成 70%蛋白质，20%脂类,10% 少量核酸 5. 不存在半胱氨酸 由普通氨基酸组成 6. 制备的鞭毛不出现ATP酶活性 制备的鞭毛有ATP酶活
S-层是由蛋白质亚单位组成的单分子晶状结构，其厚度 为5-20nm 革兰氏阳性 (G+)菌 与肽聚糖层相连 革兰氏阴性(G-)菌 与外膜相连 古生菌 直接与细胞膜相连
S-层蛋白的组成
一般具有高含量的酸性和疏水性氨基酸，其中疏水性 氨基酸可占 40-60%, S-层蛋白的糖基化现象普遍存在. 含大量谷氨酸(Glu)和天冬氨酸(Asp) 赖氨酸的含量较高，占10% 极少有含硫氨基酸 S-层蛋白多为酸性，等电点在4-6之间, 少数呈碱性。 约20%的氨基酸是以α-螺旋形式 约40%的氨基酸采取β折叠形式 无规折叠和β转角含量在5%到45%之间变化
隐蔽热网菌 Pyrodictium occultum
1977年，地质学家对大陆漂移学说 产生了浓厚的兴趣，根据学说，太平 洋板块和南美板块应该有一条断裂带， 他们制造了一个名叫阿尔文号的潜水 艇，来到了赤道附近的加拉帕戈斯群 岛，当下潜到2500深的海底的时候，他们被眼前的景 象惊呆了：数十个高约2-5米的柱状物正向海水中喷着 黑色的烟雾，阿尔文号仿佛穿梭在 “海底工厂”之中。 更让他们惊讶的是这些黑烟囱周围还生活着大量奇形 怪状的生物，它们生存的密度很高，俨然是一个庞大 而有序的生物群落。
第三章微生物细胞的结构与功能
抗酸细菌细胞壁得构造
4、 古生菌
古生菌(Archaea,又称古细菌Archaebacteria,古菌): 就是一个在进化途径上很早就与真细菌和真核
生物相互独立得生物类群,主要为一些独特生态类型 得原核生物。如产甲烷菌和大多数嗜极菌 (extremophile)。
单、双分子层混合膜 而单分子层膜多存在于嗜高温古生菌
甘油二醚和甘油四醚得分子构造及由其形成得双层和单层膜
2、 细胞质和内含物
细胞质(cytoplasm):被细胞膜包围得除核质以外得一切
半透明、胶体状、颗粒状物质得总称。含水量约80％。
主要成分:核糖体(50S＋30S)、储藏物、酶类、中间代
谢物、质粒、营养物质和大分子单体等;少数细菌还含有 类囊体、羧酶体、气泡或伴孢晶体等特殊功能得细胞组分。
在产碱菌属(Alcaligenes)、 假单胞菌属(Pseudomonas)
和固氮菌属(Azotobacter) 等60属菌中存在。
染色性:
可用尼罗蓝或苏丹黑染色。
聚－ß－羟丁酸(PHB)和聚羟链烷酸(PHA)
功能:
类脂性质得碳原类储藏物,具有储藏能量、碳源和降低胞内渗透压 得作用。
意义:
聚－ß－羟丁酸(PHB) 和聚羟链烷酸(PHA)为生物 合成得高聚物,具有无毒、可 塑和易降解等优点,可取代塑 料,用于制造医用塑料、快餐 盒等。
磷壁酸得种类:
壁磷壁酸 膜磷壁酸
磷壁酸得生理功能
结合镁离子(Mg2＋),提高胞膜合成酶活力; 储藏磷元素; 增强细菌与宿主细胞粘连、抗吞噬和抗补体; 表面抗原; 噬菌体受体; 调节胞内自溶酶(autolysin)活力,防自溶。
2、 G－菌细胞壁
第三章--微生物细胞的结构与功能-幻灯片
聚－ß－羟丁酸（PHB）和聚羟链烷酸（PHA）
分布：
1925年巨大芽孢杆菌 （Bacillusmegaterium）中发现，
在产碱菌属（Alcaligenes）、 假单胞菌属（Pseudomonas）
和固氮菌属（Azotobacter） 等60属菌中存在。
染色性：
可用尼罗蓝或苏丹黑染色。
聚－ß－羟丁酸（PHB）和聚羟链烷酸（PHA）
较厚（8－10nm）由类脂A，核心多糖和o－特异性多糖组成； 磷脂：脂多糖和脂蛋白之间； 脂蛋白：磷脂层与肽聚糖之间。 外膜蛋白：嵌合在LPS和磷脂层外膜上的20多种蛋白，如孔蛋白
（porin）
孔蛋白（porin）：结构――三聚体跨膜蛋白孔道； 功能――控制某些物质进入胞内。
外膜的主要功能
类脂A是G－菌的致病物质――内毒素； 与磷壁酸相似，吸附阳离子的功能； 与抗原性有关； 噬菌体吸附受体； 物质交换、屏障功能。
B 磁小体
（magnetosome）
分布：水生螺菌属（Aquaspirillum）
和嗜胆球菌属（Bilophococcus）等趋磁细菌中
结构：内Fe3O4，外包磷脂、蛋白质或糖蛋白
的八面体、六面体等
功能：导向功能，趋泥或趋水界面微氧环境, destroys H2O2 意义：用作磁性定向药物和抗体，用以制造生物传感器
外膜蛋白：嵌合在LPS和磷脂层外膜上的20多种蛋白，
如孔蛋白（porin） 孔蛋白（porin）：结构――三聚体跨膜蛋白孔道；
功能――控制某些物质进入胞内。
周质空间 (periplasmic space, periplasm)
又称壁膜间隙。在G－细菌中，一般指其外膜与细胞膜之 间的狭窄空间（宽约12~15nm），呈胶状。存在着多种周 质蛋白（periplasmic proteins）：
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古菌的分类
按照古菌的生活习性和生理特点，古菌主要有五大类 型：产甲烷菌、极端嗜热菌、极端嗜酸菌、极端嗜盐 菌、极端嗜碱菌。
①产甲烷菌 产甲烷菌与其他微生物（水解菌、产酸菌）协同
作用，能使有机物甲烷化，产生具有经严格厌氧菌，细胞内不含过氧化 氢酶及过氧化物酶，氧对它们有毒害作用。 2、甲烷菌通过甲烷发酵或乙酸盐呼吸来获取生 命活动所需的能量，乙酸能够刺激其生长。 3、某些氨基酸、酵母膏和酪素水解物等可作为 生长因子。 4、所有产甲烷菌都能利用NH4＋作为氮源，少数 产甲烷菌可以固定分子态氮。 5、所有产甲烷菌都需要金属镍作为产甲烷辅酶 F430成分（镍四吡咯）。除镍以外，铁和钴也是 产甲烷菌所需要的重要微量元素。
古菌
过去，由于研究手段技术原因，对古菌的了解 很少，一直将它列入细菌范畴内。从1977年 起，人们改进了研究方法， Carl Woese和 George Fox发现这类菌在细胞结构、化学组 成及生存环境条件等方面的特殊性，所以将它 从细菌中划分出来，称为古细菌（而细菌则称 为真细菌），或称古菌。现在已将它与细菌、 真核生物并列。
产甲烷菌形态多样
②极端嗜热菌
极端嗜热菌能生长在90℃以上的高温环境。大多数是 硫代谢菌。 特征： 1. 极端嗜热 80℃以上（100 ℃以上） 2. 代谢元素硫 H2S 、S0 → H2SO4 3. 营养类型多样：化能有机营养、化能无机营养 4. 菌体形态多样：杆状、球状、裂片球状、圆盘状、 圆盘带有附属丝、不规则状等
嗜酸硫杆菌的煎蛋形菌落
④极端嗜盐菌
特征： 1. 大多专性好氧 2. 化能有机营养 3. 生长需要高浓度的盐（甚至接近饱和） 4. 菌体形态多样，菌落橙红色（类胡萝卜素） 5. 细胞膜上存在菌紫膜质，光合磷酸化作用
耐盐的机制：
1）能从体外向细胞质泵入大量的K+，以至细胞内 的K+浓度显著高于胞外的Na+浓度。利用无机离 子作为亲和性溶质，使细胞保持稳定的水平衡。
2）Na+结合在细胞壁（糖蛋白）外，保持细胞 壁的稳定性和完整性
盐沼盐杆菌 Halobacterium salinarium
这种细菌是英国微生物 学家安东尼·瓦尔斯比于１９ ８０年发现的，地点在红海 附近一个盐分含量很高的水 池里。它身长约0.15微米， 呈方形，样子有点像邮票， 这在细菌中极为罕见。
5
嗜酸热硫化叶菌 Salfolobus acidocaldarium）
生活环境： 火山口、海底喷口地区（富含硫磺）
6
③极端嗜酸菌
嗜酸菌分布在酸性矿水、酸性热 泉等地区，如氧化硫硫杆菌在pH 值低于0.5的环境中仍能存活，专 性自养嗜酸的氧化亚铁硫杆菌 （Thiobacillus ferrooxidans） 能氧化硫和铁，并产生硫酸，这 两种细菌都是极端嗜酸菌。极端 嗜酸菌往往也是嗜高温菌。
在这种喜欢盐分的方形细菌被发现２０多年后， 科学家最近终于在实验室中成功培养了它，方形细菌 还对氯化镁有极强耐受力。太阳系的一些天体如木星 的卫星木卫二和木卫三上，有着氯化镁含量很高的盐 水。研究方形细菌有可能为在这些天体上寻找生命提 供线索。
⑤极端嗜碱菌
极端嗜碱菌多数生活在盐碱湖、碱池中，生活环境pH 值可达11.5以上，最适pH 8～10。