环境工程微生物学思考题及答案

环境工程微生物学思考题及答案

第一章病毒

1.病毒是一类怎样的微生物？它有什么特点？

答：病毒是没有细胞结构，专性寄生在活的敏感宿主体内的超微小微生物。

2.病毒分类依据是什么？分为哪几类病毒？

答：病毒是根据病毒的宿主、所致疾病、病毒粒子的大小、病毒的结构和组成、核酸的类型、复制的模式、有无被膜等进行分类。

根据专性宿主分类：动物病毒、植物病毒、细菌病毒（噬菌体）、放线菌病毒（噬放线菌体）、藻类病毒（噬藻体）、真菌病毒（噬真菌体）

根据核酸分类：DNA病毒（除细小病毒组的成员是单链DNA外，其余所有病毒都是双链DNA）和RNA病毒（除呼肠孤病毒组的成员是双链RNA外，其余所有的病毒都是单链RNA）。

3.病毒具有怎样的化学组成和结构？

答：病毒的化学组成：蛋白质和核酸，个体大的病毒如痘病毒，除含蛋白质和核酸外，还含类脂质和多糖。结构：没有细胞结构，分两部分：蛋白质衣壳和核酸内芯，共同构成核衣壳。

4.叙述大肠杆菌T系噬菌体的繁殖过程。

答：吸附→侵入→复制与聚集→释放

5.什么叫毒性噬菌体？什么叫温和噬菌体？

答：侵入宿主细胞后，随即引起宿主细胞裂解的噬菌体称作毒性噬菌体叫毒性噬菌体；侵入宿主细胞后，其核酸附着并整合在宿主染色体上，和宿主的核酸同步复制，宿主细胞不裂解而继续生长，这种不引起宿主细胞裂解的噬菌体叫温和噬菌体。

6.什么叫溶原细胞（菌）？什么叫原噬菌体？

答：含有温和噬菌体核酸的宿主细胞被称作溶原细胞。在溶原细胞内的温和噬菌体核酸，称为原噬菌体（或前噬菌体）。

7.解释Escherichia coli K12（λ）中各词的含义。

答：Escherichia是大肠杆菌的属名，coli是它的种名，K12是大肠杆菌的株名，括号内的λ为溶原性噬菌体。

8.病毒在固体培养基上有怎样的培养特征？

答：将噬菌体的敏感细菌接种在琼脂固体培养基上生长形成许多个菌落，当接种稀释适度的噬菌体悬液后引起点性感染，在感染点上进行反复的感染过程，宿主细菌菌落就一个个地被裂解成一个个空斑，这些空斑就叫噬菌斑。

9.噬菌体在液体培养基和固体培养基中各有怎样的培养特征？

答：将噬菌体的敏感细菌接种在液体培养基中，经培养后敏感细菌均匀分布在培养基中而使培养基浑浊。然后接种噬菌体，敏感细菌被噬菌体感染后发生菌体裂解，原来的细菌悬液变成透明的裂解溶液；将噬菌体的敏感细菌接种在琼脂固体培养基上生长形成许多个菌落，当接种稀释适度的噬菌体悬液后引起点性感染，在感染点上进行反复的感染过程，宿主细菌菌落就一个个地被裂解成一个个空斑，这些空斑就叫噬菌斑。

10.什么叫噬菌斑？什么叫PFU？

答：将噬菌体的敏感细菌接种在琼脂固体培养基上生长形成许多个菌落，当接种稀释适度的噬菌体悬液后引起点性感染，在感染点上进行反复的感染过程，宿主细菌菌落就一个个地被裂解成一个个空斑，这些空斑就叫噬菌斑；一个空斑表示一个病毒，PFU即plaque forming unit表示病毒空斑单位。

11.破坏病毒的物理因素有哪些？它们是如何破坏病毒的？

答：温度、光、干燥度。

高温使病毒的核酸和蛋白质受损伤，蛋白质的变性作用阻碍了病毒吸附到宿主细胞上，物性营养，腐生性营养。

2.原生动物分几纲？在废水处理中有几纲？

答：鞭毛纲，肉足纲，纤毛纲，孢子纲。鞭毛纲，肉足纲，纤毛纲三纲。

3.你如何区分鞭毛纲中的眼虫和杆囊虫？

答：眼虫形体小，一般呈纺锤形，前端钝圆，后端尖。从书本上看，杆囊虫两端都是钝圆。

4.纤毛纲中包括哪些固着型纤毛虫（钟虫类）？你如何区分固着型纤毛虫的各种虫体？答：大口钟虫，小口钟虫，沟钟虫，念珠钟虫，绘饰钟虫。

5.原生动物中各纲在水体自净和污水生物处理中如何起指示作用？

答：鞭毛纲在多污带或α-中污带，肉足纲在α-中污带或β-中污带，纤毛纲在β-中污带或寡污带。看是否有胞囊，是哪种原生动物的胞囊来判断水体情况。

6.何谓原生动物的胞囊？它是如何形成的？

答：是在水干涸、水温和PH过高或过低，溶解氧不足，缺乏食物或排泄物积累过多，污水中的有机物浓度超过原生动物的适应能力等情况形成的。先是虫体变圆，鞭毛、纤毛或伪足等细胞器缩入体内或消失，细胞水分陆续由伸缩泡排出，虫体缩小，最后伸缩泡消失，分泌一种胶状物质于体表，尔后凝固形成胞壳。胞壳有两层，外层较厚，表面凸起，内层薄而透明。

7.微型后生动物包括哪几种？

答：轮虫，线虫，寡毛类动物，浮游甲壳动物，苔藓虫、拟水螅。

8.常见的浮游动物有哪些？你如何利用浮游甲壳动物判断水体的清

洁程度？

答：剑水蚤、水蚤。水蚤的血液含有血红素，其含量高低常常随着环境中溶氧量的高低而变化。水中含氧量低，水蚤血红素含量高；水中含氧量高，水蚤血红素含量低。污染水体溶氧量低，清水中溶氧量高，所以，在污染水体中水蚤颜色比在清水中红一些。

9.藻类的分类依据是什么？它分为几门？

答：根据藻类光合色素的种类、个体的形态、细胞结构、生殖方式和生活史分为10门：蓝藻门，裸藻门，绿藻门，轮藻门，金藻门，黄藻门，硅藻门，甲藻门，红藻门和褐藻门。

10.裸藻和绿藻有什么相似之处和不同之处？

答：裸藻不具有细胞壁，有鞭毛，大多数有叶绿体，繁殖为纵裂，是水体富营养化的指示生物；绿藻形态多样，有鞭毛，繁殖方式是无性生殖和有性生殖。

11.绿藻在人类生活科学研究和水体自净中起什么作用?

答：

12.硅藻和甲藻是怎么样的藻类？水体富营养化与哪些藻类有关？

答：硅藻为单细胞的，形体像小盒，由上壳和下壳组成；甲藻多为单细胞个体，呈三角形、球形、针形，前后端有突出的角。蓝藻，裸藻，甲藻

13.真菌包括哪些微生物？它们在废水生物处理中各起什么作用？

答：酵母菌，霉菌，伞菌。在炼油厂的含油含酚废水生物处理过程中，假丝酵母和黏红酵母菌可起到积极的作用，还可以监测重金属；有的霉菌可以处理含硝基的废水，分解无机氰化物，去除率达90%以上；无毒的有机废水可用于培养食用菌的菌丝体，既处理了废水和固体废物还获得了食用菌。

14.酵母菌有哪些细胞结构？有几种类型的酵母菌？

答：细胞壁、细胞质膜、细胞核、细胞质及内含物。有39属，372种。

15.霉菌有哪几种菌丝？如何区别霉菌和放线菌的菌落？

答：营养菌丝和气生菌丝。霉菌的菌落呈圆形、绒毛状、絮状或蜘蛛网状，比其他微生物的菌落都大，长得很快，可蔓延至整个平板。

12.什么叫选择培养基？哪些是选择培养基？

答：根据某微生物的特殊营养要求或对各种化学物质敏感程度的差异而设计配制的营养基叫选择培养基。如在培养基中加入胆汁酸盐抑制革兰氏阳性菌利于阴性菌生长的培养基

13.什么叫鉴别培养基？哪些属于鉴别培养基？

答;几种细菌由于对培养基中某一成分的分解能力不同，其菌落通过指示剂显示出不同的颜色而被区分开来，这种起鉴别和区分不同细菌作用的培养基叫鉴别培养基。如大肠菌群中的埃希氏菌属、克雷伯氏菌属及肠杆菌属、够橼酸细菌属接种到乳糖的远藤氏培养基上，分解能力不同，出现不同颜色；还有醋酸铅培养基。

14.如何从被粪便污染的水样中将大肠杆菌群中的4种菌逐一鉴别出来？

答：用上述鉴别培养基，依次呈现深紫红色，绿色或紫绿色，紫红色，紫红或深红色

15.如何判断某水样是否被粪便污染？

答：只要鉴别出肠杆菌群就可以判断

16.营养物质顺浓度梯度进入细胞的方式有哪些？有什么不同？

答：单纯扩散，促进扩散，都不需要能量，但是后者需要载体

17.营养物质逆浓度梯度进入细胞的方式有哪些？有什么不同？

答：单一运载，协同运载，反向运载。单一运载是一种通过载体使带电荷或不带电荷的底物进入细胞的运输方式；协同运载是指两种底物通过同一载体按同一个方向运输的方式；反向运载是指两种底物通过同一载体以相反方向同时移动，阳离子及非电荷物质由胞内排出。

18.什么叫主动运输？什么叫基团转位？

答：需要能量和渗透酶的逆浓度梯度积累营养物质的过程叫主动运输。基团转位是存于某些原核生物中的一种物质运输方式，与主动运输相比有一个复杂的运输系统，被运输的物质发生了化学变化，主要用于糖的运输，运输总效果与主动运输相似，可以逆浓度梯度将营养物质移向细胞内，结果使细胞内结构反生变化的物质浓度大大超过未改变结构的同类物质的浓度。

19.什么叫新陈代谢？

答：微生物生长繁殖等一切生命活动所发生与外界环境的能量以及物质的交换。

20.生物氧化的本质是什么？可以分为几种类型？各有什么特点？

答：是氧化与还原的统一过程，是细胞内一系列产能代谢的总称。发酵，好氧呼吸，无氧呼吸。发酵是指在无外在电子受体时，底物脱氢后所产生的还原力【H】不经呼吸链传递而直接交给某一内源性中间产物接受，以实现底物水平磷酸化产能的一类生物氧化反应。好氧呼吸是有外在最终电子受体（O2）存在时，对底物的氧化过程，特点是按常规方式脱氢，经完整的呼吸链传递氢，同时底物氧化释放出的电子也经过呼吸链传递给O2，O2得到电子被还原，与脱下的H结合成H2O并释放能量。无氧呼吸又称厌氧呼吸，是一类电子传递体系末端的受氢体为外源无机氧化物的生物氧化。特点是底物按常规脱氢后，经部分电子传递体系递氢，最终有氧化态的无机物受氢

21.葡萄糖在好氧条件下是如何彻底被氧化的？

答：

22.什么叫底物水平磷酸化、氧化磷酸化和光合磷酸化？

23.什么叫乙醛酸循环？试述它在微生物生命活动中的重要性

24.简述自养微生物固定CO2 卡尔文循环

答：羧化反应，还原反应，CO2受体的再生

25.何谓光合作用？比较产氧光合作用和不产氧光合作用的异同

答：是地球上进行的最大的有机合成反应，将光能转化成化学能，并通过食物链为生物圈的其他成员所利用。

第五章.微生物的生长繁殖与生存因子

1.微生物与温度的关系如何?高温如何杀菌的？与什么因素有关？

答：温度是微生物的重要生存因子，在适宜的温度范围内，温度每提高10度，酶促反应速率将提高1~2倍，微生物的代谢速率和生长速率均可相应提高。过低或过高的温度均会降低代谢速率和生长速率。破环微生物机体的基本组成物质——蛋白质、酶蛋白、脂肪。蛋白质被高温破环而发生凝固，呈不可逆变性，还可能是由于细胞质内有受热易溶解的脂质，高温处理时，细胞质膜中的脂肪受热溶解使膜产生小孔引起细胞内含物泄漏而致死。与微生物的种类，数量，生理状态，芽孢有无以及PH都有关系。

2.什么叫灭菌？方法有哪几种？优缺点是？

答：通过超高温或其他的物理、化学方法将所有的微生物的营养细胞和所有的芽孢或孢子全部杀死的过程。干热灭菌法、湿热灭菌法。

3.什么叫消毒？加热消毒方法有哪几种？

答：用物理、化学方法杀死致病菌（有芽孢或无芽孢的细菌），或者是杀死所有微生物的营养细胞和一部分芽孢的过程。巴斯德消毒法，煮沸消毒法。

4.嗜冷微生物为什么能在低温环境生长繁殖？

答：1.嗜冷微生物具备能更有效地进行催化反应的酶 2.其主动输送的功能运转良好，使之能有效地集中必需的营养物质 3.嗜冷微生物

的细胞质膜有大量的不饱和脂肪酸，在低温下能保持半流动性

5.高温菌和中温菌在低温环境中代谢能力为什么会减弱？

答：在低温条件下，蛋白质的合成的启动受阻，不能合成蛋白质，又由于许多酶对对反馈抑制异常敏感，很易和反馈抑制剂紧密结合，从而影响微生物的生长。

6.细菌、放线菌、酵母菌、霉菌、藻类和原生动物等分别要求什么样的PH？

答：细菌、藻类、原生动物为6.5~7.5,放线菌7~8,酵母菌和霉菌最适3~6或有的5~6，极限1.5~10

7.说明PH过高或过低对微生物的不良影响。用活性污泥法处理污水时为什么要使PH保持在6.5以上？答：因为PH在6.5以下的酸性环境中不利于细菌和原生动物生长，尤其对菌胶团细菌不利。

8.在培养微生物过程中，什么原因使培养基PH下降？什么原因使其上升？生产中如何调节控制PH？答：大肠杆菌在PH为7.2~7.6的培养基中生长，分解葡萄糖，乳酸产生有机酸，这就会引起培养基的PH下降；微生物在含有蛋白质、蛋白胨及氨基酸等中性物质培养基中生长，经微生物分解，发生脱氨基作用，产生NH3和胺类等碱性物质，使培养基PH上升，要加入缓冲物质。

9.微生物对氧化还原电位要求如何？在培养微生物过程中氧化还原电位如何变化？有什么办法控制？答：各种微生物要求的氧化还原电位不同。好氧微生物要求Eh为+300~+400mV，兼性厌氧微生物在Eh 为+100mV以上时进行好氧呼吸，+100mV以下时进行无氧呼吸，专性厌氧的产甲烷菌要求Eh为-300~-400mV，最适Eh为-330mV，好氧活性污泥法系统中Eh 为+200~+600mV。可用一些还原剂加以控制，是微生物体系中的氧化还原电位维持在低水平上。

10.氧气对好氧微生物的用途是什么？充氧效率与微生物生长有什么关系？

答：在有氧存在的条件下才能生长的微生物叫好氧微生物。氧对好氧微生物有两个作用：1.作为微生物好氧呼吸的最终电子受体;2.参与

甾醇类和不饱和脂肪酸的生物合成。

11.兼性厌氧微生物为什么在有氧和无氧条件下都能生长？

答：兼性厌氧微生物具有脱氢酶也具有氧化酶。

硫化氢。硫化氢上升到污水表层（或逸出空气层），与污水表面溶解氧相遇，被硫化细菌或硫细菌将硫化氢氧化为硫酸，再与管顶部的凝结水结合，是混凝土管和铸铁管受到腐蚀。13.铁的三态如何转化？有哪些微生物引起管道腐蚀？

答：自然界铁以无机铁化合物和含铁化合物两种状态存在。无机铁化合物多为二价亚铁和三价铁。二价亚铁盐易被植物、微生物吸收利用，转变为含铁有机物，二价铁能被铁细菌氧化为三价铁。赭色纤发菌和浮游球衣菌。

14.趋磁性细菌是一类什么样的微生物？

答：是在海洋底泥中发现的，游泳方向受磁场的影响，呼吸类型多样，体内有大小为40~100nm 的铁氧化物晶体包裹的磁体。

15.氧化铁和锰的细菌有哪些？

答：氧化锰的细菌中能氧化铁的有共生生金菌和覆盖生金菌还有土微菌属。能氧化锰的细菌还有鞘铁菌属和瑙曼氏菌属。

16.叙述汞的循环。

答：含汞工业废物随废水排放到水体中；大气中的汞由于雨水冲刷带到土壤和水体中，再由土壤细菌和水体底泥中的脱硫弧菌及其他细菌转化为甲基汞。甲基汞由于化学作用转化为单质汞，它由水体释放到大气中的H2O2氧化为Hg2+，再随水到水体，在化学作用条件下转化为CH3Hg+；通过微生物转化为（CH3）2Hg，（CH3）2Hg被鱼食用，再转移到鸟的体内。