环境微生物扬大复习

第二章微生物细胞

1.细菌的基本结构和特殊结构及其相应功能，内含物的种类及概念

基本结构：--1.细胞壁功能：a.保护作用；b.鞭毛运动的支点；c.细胞壁的化学成分与细菌的抗病性、致病性及对噬菌体的敏感性有关。

化学组成：肽聚糖（两种氨基糖+4种氨基酸组成的坚韧的多聚体结构，占40-90%）磷壁酸

结构：两种类型：单层较厚、比较致密的结构（20－80nm）两层膜结构(10nm)

--2. 原生质体 (1)细胞质膜（5-10nm）：质膜、细胞膜

质膜的组成:由磷脂分子和蛋白质组成。质膜的功能: 1.渗透屏障的功能；2.参与细胞壁的生物合成（载体脂类）；3.参与能量的产生（电子传导系统）；4. 鞭毛着生点，与运动有关。

(2)中间体（内膜系统）：(mesosome)由细胞膜内褶形成的一种管状、层状或囊状结构。

(3)细胞质：包含在细菌细胞质膜以内的所有部分称细胞质

a.细胞质区：核蛋白体（或核糖体）：直径10nm，沉降系数为70s的颗粒，由核糖核酸(RNA，占2/3)和蛋白质组成。功能：蛋白质合成场所。构成核糖核蛋白体的三种RNA: 16SrRNA、23SrRNA、5SrRNA，比例为1:1:1

b.核区：原核、类核或染色质区。

一条紧密而有规律缠绕的环状双链DNA丝处于细胞质中部的絮状的区域。

c.内含体：气泡：2nm厚，由蛋白质组成。光合细菌和水生细菌的特征，每个细胞含几个到几百个。

功能：使细菌具有浮力，趋向于光强度和氧浓度的区域。

聚羟基丁酸盐（PHB）：碳和能源的储藏物质，可制成可降解塑料。

多糖类贮藏物：包括糖原和淀粉类。

异染粒：其功能是贮藏磷元素和能量，并可降低细胞内的渗透压。

藻青素：一种内源性氮源贮藏物，兼贮存能源。

磁小体：起导向作用；羧酶体：在一些自养细菌的CO2固定中起关键作用；硫粒；载色体。

特殊结构：--1、荚膜：在一定营养条件下，部分细菌能够向细胞外分泌一些胶粘性的物质，并附着在细胞的表面，这类物质称之为荚膜。不同细胞的荚膜连在一起，形成一个内含多个菌体的胶团，称菌胶团。a.荚膜的组分:多糖和多肽。

b.荚膜的主要功能：Ⅰ.使细胞免受干燥的危害；Ⅱ.病原菌的荚膜与致病能力有关；III．荚膜多糖——信号物质；Ⅳ. 贮藏养料；Ⅴ. 作为渗透屏障和离子交换系统；Ⅵ. 堆积代谢废物。--2、鞭毛：（1）形态特征：鞭毛是从细胞膜内长出，穿过壁伸出体外，形成细长的丝（直径20-30nm）。（2）功能：细菌细胞运动的器官。

--3、菌毛（菌须）（1）形态特征：附着在细菌表面的短而僵直的丝状附着物。（2）功能：菌膜、性器--4、芽孢在细菌的生长后期，细胞内形成一个球形或卵形的、具有厚壁结构，抗性极强的休眠体，这种物质称为芽孢。功能：抵抗逆境

--5、伴孢晶体。用途:生物农药-----细菌杀虫剂

2.革兰氏染色过程、结果及机理

结果：革兰氏阳性菌G+为深紫色，革兰氏阴性菌G—为红色。

革兰氏染色机制：

（1）与等电点有关：革兰氏阳性菌pH2～3，阴性菌pH4～5，加I-－KI媒染，等电点降低，阳性菌降低的更低，与结晶紫结合得更牢固；阴性菌结合力弱，易被乙醇脱色。

（2）与细胞壁有关：革兰氏阴性菌细胞壁薄、脂类物质高，易被乙醇溶解增加细胞通透性；革兰氏阳性菌细胞壁厚、肽聚糖含量高、脂类物质含量低，肽聚糖被乙醇脱水使降低细胞通透性；因此复染后表现不同的染色效果。

3.革兰氏染色过程中最关键的步骤是什么？该步骤操作不当会产生什么结果？

脱色。若脱色过长，阳性菌可被脱色而被误判为阴性菌。若脱色时间过短，阴性菌可被脱色而被误判为阳性菌。

4.附加体、质粒的概念，质粒的特点

附加体：附着在染色体的质粒。功能：细菌遗传信息的物质基础。

质粒：细菌染色体以外的遗传物质，能独立复制，为共价闭合环状双链DNA。

质粒的特点：--1.能够自我复制；--2.有多个限制酶切割位点；--3.有标记基因。

1.芽孢、荚膜的染色法

芽孢的染色方法:孔雀绿染色

荚膜的染色:碳素墨水对产荚膜菌采用背景染色法-------负染色法

6.真核微生物细胞和原核微生物细胞结构和形态以及大小的区别

原核微生物细胞结构：细胞不含纤维素，主要成分是肽聚糖；细胞器只有一种，即核糖体；细胞核没有核膜（这是最主要的特点）、没有核仁、没有染色质（体），但有核物质，叫拟核。

真核微生物细胞结构：细胞壁的主要成分是纤维素和果胶；有核糖体、线粒体、内质网、高尔基体等多种细胞器；细胞核有核膜、核仁、有染色质（体）。

大小的区别： --原核微生物：较小1~10μm . --真核微生物：较大10~100μm。

第三章病毒

1.病毒的类型及分类的依据

按专性宿主分类：

--1.动物病毒。寄生在人体和动物体内，引起疾病；

--2.植物病毒。寄生在植物体内，引起疾病； --3.细菌病毒－噬菌体；

--4.放线菌病毒； --5.藻类病毒； --6.真菌病毒。

按核酸分类：DNA病毒；RNA病毒。

分类的依据：1、核酸的类型（RNA 或 DNA）2、病毒基因组体系（单链或双链） 3病毒粒子包膜的有无

2.病毒的基本特征

（1）没有细胞结构

（2）核酸只含有DNA或RNA

（3）没有能量代谢有关的酶系统

（4）在特定活细胞内寄生

（5）寄主提供原料、能量和生物合成场所

（6）在寄主外具无生命生物大分子特征，长期保持侵染活力

（7）对抗生素不敏感，对干扰素敏感

（8）有的病毒核酸可整合到宿主基因组，诱发潜伏性感染

3.病毒的大小和形态

病毒的个体十分微小，一般用nm来表示，各种病毒之间大小相差悬殊，大的痘病毒达300nm，而口蹄疫病毒仅10-22nm。

动物病毒的形态有：球形、卵圆形、砖形等；

植物病毒的形态有：杆状、丝状和球状；

噬菌体的形态有：蝌蚪状和丝状。

4.病毒蛋白的功能

A、构成病毒粒子外壳，主要起保护核酸的作用；

B、决定病毒的感染的特异性等。

5.病毒核酸的功能

决定病毒的遗传变异和对敏感宿主细胞的感染力。

2.病毒繁殖的过程

吸附，侵入，复制，聚集与释放。

--1、吸附：病毒表面蛋白与细胞受体特异性结合，导致病毒附着于细胞表面。

--2、侵入：不同的病毒可通过不同的侵入方式进入宿主细胞内。如噬菌体可通过注射式，将头部的DNA注入宿主细胞，蛋白外壳留在宿主细胞外。

--3、复制与聚集。病毒侵入宿主细胞后，立即引起宿主的代谢改变，病毒可借用宿主细胞的合成机构复制核酸、蛋白质。进而装配新的病毒。

--4、宿主细胞裂解和成熟病毒的释放。

7.毒性噬菌体、温和噬菌体的概念

毒性噬菌体：侵入宿主细胞后，能引起宿主细胞裂解的噬菌体。

温和噬菌体：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。

8.培养病毒所需敏感细胞的条件：（1）活的敏感细胞；（2）能提供病毒附着的受体；

（3）敏感细胞内没有破坏特异性病毒的限制性核酸内切酶。

9.病毒的滴度

指能产生培养管中的50％CPE（细胞病理效应）的最高病毒稀释度（最少的病毒量），称为TCLD50（组织培养感染剂量）。

若是敏感动物，则用ID50（使50％敏感动物发生变化的感染剂量）或LD50（引起50％敏感动物死亡的致死剂量）表示病毒的滴度。

第四章原核微生物

1.细菌的分类、鉴定、命名的概念

细菌分类：根据细菌各自的特征,并按照亲缘关系分类, 以不同等级编排系统。

细菌鉴定:将未知细菌按分类原则放入系统中某一适当位置和已知细菌比较其相似性，用对比分析方法确定细菌的分类地位。若与已知细菌相同即采用已知菌的名称，不同者则按命名原则确定一个新名称。

命名：在分类基础上，给予每种细菌一个科学名称，使之在生产实践、临床实践和科学研究工作中相互交流成为可能。按照细菌命名的法规，能保证所有的科研工作者以同样方式给予细菌命名。

2.细菌的分类和鉴定有哪些方法？经典分类法的依据有哪些？

分类鉴定方法：经典方法；数值分类法；分子分类法.

经典方法依据：（依据细菌形态、群体形态、生理生化特性。）①细胞的形状、大小、结构和染色反应②细胞的群体形态③生理生化反应④细菌的生态条件。

3.细菌的菌落、菌苔的概念及相应特征指标有哪些？

菌落：固体平板培养基上，微生物单细胞经过生长繁殖，形成肉眼可见的、具有一定形态特征的群体。菌落特征：大小、形状、隆起形状、边缘和表面状况、颜色、黏度、硬度、透明度等。

菌苔：在斜面培养基上划线接种，培养3-5天形成的培养物。

菌苔特征：隆起形状、表面形状、表面光泽、质地、颜色等。不同的细菌特征各不相同。

4.数值分类法与经典方法的区别：采用更多的分类特征，并且各特征不分主次，同等对待。

5.立克次氏体、支原体、衣原体的特征

立克次氏体：哺乳动物活细胞专性寄生菌。形态：球状、杆状、丝状等；没有鞭毛，不能运动。大小：介于细菌和病毒之间，不能通过细菌滤器。

衣原体：衣原体是一类严格细胞内寄生，能通过细菌滤器的原核细胞型微生物 .形态：球形或椭圆形，个体小；有原体和始体之分。

支原体：最小的细胞生物，大小一般为0.2~0.25um；无细胞壁，柔软，呈多种形态（球状、丝状、杆状等）；可通过细菌滤器。

6.放线菌的菌丝的形态结构及菌落特征

形态结构：

依据分布和功能分：孢子丝；气生菌丝；基内菌丝。

放线菌的菌落特征：①菌落相对于其它细菌来说较小；②菌落质地致密，表面呈粉状或有皱折；③放大镜下可见菌落外围具辐射状菌丝。

7.古菌的特点

--1、古菌的细胞很薄，扁平；

--2、大多数古菌的细胞壁组分大多数是脂蛋白；

--3、古菌代谢过程中有许多特殊的辅酶；

--4、多数为严格的厌氧、兼性厌氧菌，还有专性好氧；

--5、古菌的繁殖速度比较慢，进化速度也比细菌慢；

--6、生活在极端恶劣的环境中。

第五章真核微生物

1. 真核微生物的类群

2. 霉菌的概念、霉菌的菌落形态特征

在营养基质上形成绒毛状、蜘蛛网状或絮状菌丝体的真菌。菌落形态：绒毛状、絮状、蜘蛛网状

3.活性污泥中霉菌的作用

与絮凝体的形成和活性污泥的膨胀有联系。

4．酵母菌的繁殖方式

无性繁殖：1、芽殖。细胞表面的芽细胞发育成熟，脱离母细胞形成子细胞的过程。

2、裂殖。分裂繁殖。

3、厚垣孢子。

有性繁殖：子囊孢子。

5. 原生动物在废水处理中的作用

(一)净化废水作用

①直接参与废物的去除：捕食水中的悬浮的有机废物颗粒（细菌主要吃溶解性污染物）

②吞噬细菌，净化出水水质

③产生絮凝物质，促进活性污泥的形成

(二) 指示生物作用

①依据：原生动物数量、种类、优势种、个体活性与水质的相关规律。

②优越性：Ⅰ.观察测量容易；Ⅱ.快速预报。

③普遍规律：Ⅰ.水质毒物判断；Ⅱ.溶解氧判断；Ⅲ.曝气池处理效果的判断。

第六章微生物营养与代谢

1.微生物营养与代谢的概念

微生物营养：微生物摄取和利用营养物质的过程。

微生物代谢：微生物体内发生化学反应的总和。

2.微生物营养物质的类型及相应可被微生物利用的形式

-碳素化合物(碳源)：无机物（CO2）；有机物--葡萄糖、果糖、有机酸、醇类、脂类

-氮素化合物（氮源）—分子氮N2；无机氮—NH4＋、NO3－、NO2－；有机氮。

-矿质元素：无机盐—磷酸盐、硫酸盐、氯化物等

-生长因子：氨基酸、核苷(或碱基)、维生素。

-水

3.生长因子的概念、种类及特点

概念：微生物生长必需的但本身不能合成（或合成不足），需要从外界吸收的且需要量又很小的有机物

质。

种类：氨基酸、核苷(或碱基)、维生素。

特点：（1）不同的微生物，它们生长所需要的生长因子各不相同；

（2）微生物生长需要的生长因子会随着外界条件的变化而变化；

（3）对生长因子未知微生物的培养。

4.水活度

水的活度（Aw）（有效性）：一定温度和压力条件下，溶液中水的蒸汽压力与同样条件(T、P)下纯水蒸汽压力之比。

定义公式是： Aw=Pw/P0w Pw:溶液中水的蒸汽压；P 0 w:纯水的蒸汽压

溶液充分稀释时：Aw=Pw/P0w=n1/（n2+n1） (n1为溶剂的摩尔数，n2为溶质摩尔数)

5.微生物营养类型、概念及各类型的特点、代表微生物

从营养的角度分：异养型生物、自养型生物。所需要营养物质：有机物、无机物。

生物种类 : 动物、植物。

（1）光能自养型（光能无机营养型）：能够利用光能并以CO2作为唯一或主要碳源进行生长的微生物。特点：A、光合色素（叶绿素、细菌叶绿素、类胡萝卜素和藻胆素）；B、供氢体：还原性无机物，还原CO2。蓝细菌。

（2）光能异养型(光能有机营养型）：利用光能并以有机化合物作为唯一或主要碳源进行生长的一类微生物。特点：a.光合色素，光合作用b.供氢体：有机物，还原CO2或有机物形成细胞物质。紫色非硫细菌。（3）化能自养型(化能无机营养型）：利用无机化合物氧化时释放的能量作为能源，利用CO2或碳酸盐作为唯一或主要碳源进行生长的一类微生物。特点：a.能源：无机物氧；b.供氢体：无机物，还原CO2。硫化细菌、硝化细菌、氢细菌、铁细菌。

（4）化能异养型（化能有机营养型）：以有机化合物为碳源，利用有机化合物氧化过程中产生的能量作为能源而生长的一类微生物。特点： a.能源：有机物氧化；b.碳源：有机物。苏云金杆菌。

6.微生物对营养物质的吸收方式及相应概念和特点

（1）单纯扩散（称被动扩散）：被吸收物质依靠其在细胞内外的浓度梯度为动力，从浓度高的地区向浓度低的胞内扩散的过程。

特点：a. 非特异性的；b. 吸收过程不发生化学变化；c. 不需要能量。

（2）促进扩散：以细胞内外的浓度梯度为动力，在载体物质参与下，物质从浓度高的胞外向浓度低的胞内扩散（真核微生物——糖类物质）。

与单纯扩散的相同点：a.被动的扩散；b.无化学变化；c.无需代谢能。

促进扩散独有的特点：a. 载体的专一性；b. 运输速率提高。

（3）主动运输：以代谢能为动力，在载体蛋白的参与下，将物质从胞外向胞内转运。

主动运输同促进扩散的共同点：a. 载体；b. 载体构型的变化。

主动运输与促进扩散的不同点：a. 动力—代谢能；b. 载体构型变化原理—需要能量。

（4）基团转位：被吸收物质以微生物的代谢能为动力，通过一个复杂的运输系统从胞外转运到胞内，并发生化学变化（厌氧细菌和兼性厌氧细菌）。糖(葡萄糖、甘露糖、果糖及糖的衍生物N—乙酰葡萄糖胺)、嘌呤、嘧啶、脂肪酸。

7.培养基的概念、配制原则、类型及各种类型培养基的作用

培养基：是人工配制的适合微生物生长繁殖或积累代谢产物的营养物质。

原则：1适合不同微生物的营养特点；2调配好培养基中各种营养成分的比例和浓度；3控制培养条件。

--1、按照培养基成分分：

a. 合成培养基:化学成分和浓度完全清楚的物质配制的培养基。

b. 天然培养基：以动植物组织或微生物浸出液为原料配制的培养基。（牛肉膏蛋白胨）

c. 半合成培养基（综合培养基）：在天然有机物的基础上加入已知成分的无机盐或在合成培养基的基础上添加某些天然成分（如马铃薯）。

--2、按照培养用途：

a. 基本培养基:将多种微生物都需要的营养物质配而成培养基。

b. 富集培养基(增殖培养基）：为分离某种微生物配制出的适合它生长而不利于其他微生物生长的培养基。

c. 鉴别培养基：根据微生物的代谢特点，通过指示剂的呈色反应，用以鉴别不同微生物的培养基。（伊红-甲基蓝培养基鉴别大肠杆菌和产气肠杆菌）。

--3、按照培养基的物理性状：

a. 固体培养基：在液体培养基中加入凝固剂使呈固体状态，称为固体培养基。（1.5%-1.8%）

b. 液体培养基：未加凝固剂呈液态的培养基称为液体培养基。

c. 半固体培养基：在液体培养基中加入少量琼脂（0.2%-0.5%）。

8.微生物获得能量的方式有哪些？生物氧化的概念，微生物合成ATP的方式及这些方式的概念获得能量的方式：发酵；呼吸；光能转化。

生物氧化：在生物体内，从代谢物脱下的氢及电子﹐通过一系列酶促反应与氧化合成水﹐并释放能量的过程。

合成ATP的方式

1.底物水平磷酸化： X~P+ ADP → X + ATP

2.氧化磷酸化：物质氧化产生的电子经电子传递体从电子供体传到电子受体的过程，并伴随着大量ATP的形成。电子传递体：泛醌；细胞色素系统

3.光合磷酸化：光能→化学能ATP的过程。光合生物，光合色素（叶绿素、细菌叶绿素）

底物水平磷酸化：物质在生物氧化过程中，常生成一些含有高能键的化合物，而这些化合物可直接偶联ATP或GTP的合成，这种产生ATP等高能分子的方式称为底物水平磷酸化。

氧化磷酸化，生物化学过程，在真核细胞的线粒体或细菌中，是物质在体内氧化时释放的能量供给ADP与无机磷合成ATP的偶联反应。

光合磷酸化是指由光照引起的电子传递与磷酸化作用相偶联而生成ATP的过程。

9.发酵的概念

发酵（代谢发酵）: 微生物或细胞在不需要氧的条件下转化物质的形态并将底物中的化学能转

移产生ATP的一种方式。

工业发酵：利用微生物进行大规模生产的过程，均称发酵。

10.发酵的特点

1，发酵过程一般来说都是在常温常压下进行的生物化学反应，反应安全，要求条件也比较简单。

2，发酵所用的原料通常以淀粉、糖蜜或其他农副产品为主，只要加入少量的有机和无机氮源就可进行反应。微生物因不同的类别可以有选择地去利用它所需要的营养。基于这—特性，可以利用废水和废物等作为发酵的原料进行生物资源的改造和更新。

3，发酵过程是通过生物体的自动调节方式来完成的，反应的专一性强，因而可以得到较为单—的代谢产物。

4，由于生物体本身所具有的反应机制，能够专一性地和高度选择性地对某些较为复杂的化合物进行特定部位地氧化、还原等化学转化反应，也可以产生比较复杂的高分子化合物。

5，一般情况下，发酵过程中需要特别控制杂菌的产生。通常控制杂菌的方法是对设备进行严格消毒处理，对空气加热灭菌操作以及尽可能的采用自动化的方式进行发酵。通常，如果发酵过程中污染了杂菌或者噬菌体，会影响发酵过程的进行，导致发酵产品的产量减少，严重的，甚至会导致整个发酵过程失败，发酵产品被要求全部倒掉。

6，微生物菌种是进行发酵的根本因素，通过变异和菌种筛选，可以获得高产的优良菌株并使生产设备得到充分利用，甚至可以获得按常规方法难以生产的产品。

7，工业发酵与普通发酵相比，对于发酵过程的控制更为严格，对发酵技术要求更为成熟，并且能够实现大规模量产

11.呼吸的类型

据电子最终受体分：

a. 有氧呼吸：(高效产能过程）—最终电子受体：分子氧；底物：有机物（化能异样微生物）如葡萄糖；

b. 厌氧呼吸——最终电子受体：无机物NO3－、SO4 －、CO3－硝酸还原、硫酸盐还原、碳酸盐还原；底物：有机物。

c、无机物氧化：（好氧的化能自养型）——底物：无机物；最终电子受体：氧气；电子传递水平磷酸化或底物水平磷酸化。

12.微生物的初级代谢、次级代谢的概念，次级代谢物质种类

初级代谢产物：微生物通过代谢活动所产生的、自身生长和繁殖所必需的物质，如氨基酸、核苷酸、多糖、脂类、维生素等。

次级代谢产物：微生物生长到一定阶段才产生的化学结构十分复杂、对该微生物无明显生理功能，或并非是微生物生长和繁殖所必需的物质，如抗生素。毒素、激素、色素等。

抗生素、色素、生物碱、毒素、维生素。糖类、多肽类、聚酯酰类、核酸碱基类似物、其他。

第七章微生物生长与生活环境

1. 纯培养的概念、分批培养下的微生物群体生长规律及相应时期的特点

纯培养：实验室条件下，由一个微生物细胞或一种细胞群繁殖得到的后代。

--缓慢期（延迟期、滞留适应期）指单细胞微生物接种到新鲜培养液中后，在开始培养的一段时间内，因代谢系统适应新环境的需要，细胞数目没有增加或增加很少的一段时期。特点：分裂迟缓、代谢活跃。

--对数期（指数生长期）是紧接着迟缓期的细胞以最大的速度生长和分裂，导致细胞数量呈对