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1、11. 环境工程微生物学1、菌株：是指任何一个独立分离的单细胞（或单个病毒粒子）繁殖而成的纯种群体及其后代。种的特征常用一个指定的典型菌株来代表。2、三个分类系统：1）苏联克拉西尼科夫细菌和放线菌鉴定；2）法国普雷沃细菌分类学；3）美国细菌学家协会所属伯杰氏鉴定手册董事会伯杰氏鉴定细菌学手册。3、1969年魏泰克生物五界分类系统：原核生物界（细菌、放线菌、蓝绿细菌）、原生生物界、真菌界、动物界和植物界；我国王大耜六界分类系统：病毒界、原核生物界、原生生物界、真菌界、动物界和植物界。4、微生物的学名采用拉丁词或拉丁化的词构成。在出版物中，学名应排成斜体（在书写或打印时，在学名之下划一横线，以表示
2、它是斜体）。学名通常由一个属名（第一个字母大写）加一个种名（第一个字母小写）构成。5、微生物的特点：1）个体微小、结构简单；2）分布广泛、种类繁多；3）繁殖迅速、容易变异；4）代谢活跃、类型多样。6、在微生物界，个体最小的是类病毒和阮病毒，他们比病毒还小将近100倍。7、病毒没有合成蛋白质的结构核糖体，也没有合成细胞物质和繁殖所必备的酶系统，不具有独立代谢的能力，必须专性寄生在活的敏感宿主细胞内，依靠宿主细胞合成病毒所需要的化学成分以及繁殖新个体。病毒在活的敏感宿主细胞内是具有生命的超微生物，在宿主体外却呈现不具生命特征的大分子物质，但仍保留感染宿主的潜在内力，一旦重新进入活的宿主细胞内又具有
3、生命特征，重新感染新的宿主。8、病毒繁殖的过程：吸附、侵入、复制与合成、释放。9、细菌裂解可导致液体培养物由浑浊变清，也可导致固体培养物出现噬菌斑。10、三级处理可对病毒灭活，经三级处理后可使病毒的滴度常用对数值下降46.11、菌体的形态和大小均受菌龄、培养条件等因素的影响。12、几乎所有细菌都有细胞壁、细胞膜、细胞质、细胞核等结构，称为基本结构。鞭毛、荚膜、芽孢、气泡等结构则为某些细菌所特有，称为特殊结构。13、细胞壁的主要功能：1）维持细胞的形态；2）保护原生质免受渗透裂解；3）支撑鞭毛，细胞壁为鞭毛提供支点，是鞭毛运动的必要条件；4）具有分子筛的作用，细胞壁多孔，可让小分子物质通过，但不
4、能让大分子物质穿过。14、细胞壁的主要成分是肽聚糖。革兰氏阳性菌的细胞壁厚度为2080mm，含肽聚糖、磷壁酸、少量蛋白质和脂肪。革兰氏阴性菌细胞壁厚度为10mm，结构较复杂。外壁层：最外层是脂多糖，中间是磷脂层，内层为脂蛋白；内壁层：含肽聚糖，不含磷壁酸。革兰氏阳性菌含大量的肽聚糖，含磷壁酸，不含脂多糖；革兰氏阴性菌含极少肽聚糖，含脂多糖，不含磷壁酸。15、细胞膜的生理功能：1）维持渗透压的梯度和溶质的转移，细胞膜是半渗透膜，具有选择性的渗透作用；2）膜内陷形成的中间体含有细胞色素，参与呼吸作用，中间体与染色体的分离和细胞分裂有关，还为DNA提供附着点；3）是细胞壁合成的部位，膜上有合成细胞壁
5、及形成横隔的各种酶类；4）是细菌产能代谢的重要部位，膜上分布着呼吸酶及ATP合成酶；5）是鞭毛的着生部位，鞭毛与细菌运动有关，鞭毛的基粒着生在细胞膜上。16、幼龄菌细胞质稠密、均匀，富含RNA，容易被碱性染料染色，且着色均匀；老龄菌缺乏营养，RNA被作为氮源和磷源利用，含量降低，着色不均匀。染色情况可在一定程度上反映细菌的生长状态。17、核糖体是蛋白质合成的场所，化学成分为蛋白质与RNA。核糖体常以游离状态或多聚核糖体状态分布于细胞质中。1、菌胶团：多个细菌按一定的排列方式互相黏集在一起，被一个公共荚膜包围形成一定形状的细菌集团，称为菌胶团。2、荚膜主要化学成分除水外是多糖。主要功能：1）保护
6、细胞免受干燥的影响；2）用作贮藏性碳源和能源；3）增强某些病原菌的致病能力，有的荚膜本身有毒；4）废水生物处理中的细菌荚膜有生物吸附作用，将废水中的有机物、无机物及胶体吸附在细菌表面。3、细菌鞭毛赋予细菌运动能力，其运动靠细胞质膜上的ATP酶水解ATP提供能量。4、趋避性：细菌改变方向而趋向有利因子或避开有害因子的运动，称为。（趋光性、趋化性）5、1）芽孢厚而致密、不易透水；2）原生质高度脱水；3）芽孢皮层中含有大量吡啶二羧酸（DPA），主要以钙盐形式存在。DPA的大量存在是芽孢均有抗热性的重要原因；4）芽孢中酶含量少，且具有抗热性。芽孢可发育成新菌体，一个细菌只能形成一个芽孢，一个芽孢只能产
7、生一个菌体，因此芽孢不是繁殖体，而是抵御外界不良环境的休眠体。芽孢不易着色，但可以用孔雀绿染色。6、若分裂产生两个子细胞大小基本相等，称为同型分裂；若分裂产生的两个子细胞大小不等，则称为异型分裂。异型分裂多发于陈旧培养基中。7、菌落：由一个细菌繁殖起来的，由无数细菌组成具有一定形态特征的细菌集团。8、在液体培养基中，细菌生长能是培养基浑浊：好氧细菌仅使培养液上部浑浊；厌氧细菌仅使培养液下部浑浊；兼性厌氧菌则使培养液均匀浑浊。原生动物：9、在自然水体中，鞭毛虫喜在多污带和-中污带生活。在污水生物处理系统中，活性污泥培养初期或处理效果较差时鞭毛虫大量出现，可作为污水处理的指示生物。10、变形虫喜在
8、自然水体-中污带或-中污带中生活。在污水生物处理系统中，则在活性污泥培养中期出现。11、纤毛虫是原生动物中最高级的一类。固着型纤毛虫，尤其是钟虫，喜在寡污带中生活。他们是水体自净程度高、污水生物处理效果好的指示生物。12、多数吸管虫出现在-中污带，少数出现在-中污带和多污带。污水处理效果一般时，易出现吸管虫。13、原生动物是最原始、最低等、结构最简单的单细胞动物。其细胞不具细胞壁，细胞核为真核，数量一个或多个。14、胞囊是原生动物抵抗不良环境的一种休眠体。所有原生动物在污水生物处理过程中都起只是生物的作用，一旦形成胞囊就可判断污水处理不正常。后生动物15、轮虫对溶解氧的要求较高，它是水体寡污带
9、和污水生物处理效果优良的指示生物。16、猪吻轮虫为肉食性，在污水生物处理过程中，若猪吻轮虫大量出现会将活性污泥蚕食光。17、线虫有好氧性和兼性厌氧线虫。在缺氧时，兼性厌氧线虫大量繁殖。线虫是污水净化程度差的指示生物。18、寡毛类动物是活性污泥中形体最大的动物。在污水生物处理系统中出现的多为红斑顠体虫，杂食性营养，主要以污泥中的有机碎片和细菌为食。19、浮游甲壳动物是水体污染和水体自净的指示生物。水蚤的血液中含有血红素。血红素的含量随环境中溶解氧的高低而变化，水体中含氧量地，水蚤中的血红素含量高；反之，含量低。利用这个特点可以判断水体的清洁程度。20、苔藓虫喜欢在较清洁、富含藻类、溶解氧充足的水
10、体中生活。在微污染水体中也存在苔藓虫，如果大量出现，则会附着在填料上，具有一定的生物吸附作用，并可吞食水体中微型生物和有机杂质，对水体的净化有一定作用，但如果过量繁殖，则会降低水流速度，给工程的运行造成不利影响。21、若在污水生物处理中大肠杆菌出现丝状生长，就会引起活性污泥丝状膨胀，造成活性污泥在二沉池中的沉淀效果差，活性污泥随水流失，影响出水质量（缺钙可引起大肠杆菌的丝状膨胀）。22、水、碳源、氮源、无机盐、生长因子。无机盐的生理功能：a、构成细胞组分；b、构成酶的组分和维持酶的活性；c、调节渗透压、氢离子浓度、氧化还原电位等；d、供给自养微生物能源。微生物需要的生长因子有B族维生素、VC、
11、氨基酸、嘌呤、嘧啶、生物素、烟酸等。23、钙使芽孢具有耐热性，还可起稳定细胞壁的作用。24、好氧呼吸能否进行，取决于氧气的体积分数能否达到0.2%。25、物质进入微生物细胞的方式：单纯扩散、促进（成）扩散、主动运输、基团转位。二、微生物的生理酶1、酶是动物、植物及微生物等生物体内合成的，催化生物化学反应，并传递电子、质子和化学基团的生物催化剂。2、酶的特点：1）酶积极参加生物化学反应，加速反应速度、缩短反应达到的平衡时间，但不改变反应的平衡点；2）酶的催化具有专一性（绝对专一性、相对专一性、立体异构专一性）；3）酶的催化作用条件温和；4）酶对环境极为敏感；5）酶的催化效率极高（酶能降低反应的能
12、阈，从而降低反应所需的活性能）。3、影响酶活性的因素：1）酶促反应速度与酶分子的浓度成正比；2）当酶浓度一定时，底物的起始浓度较低，酶促反应速度与底物浓度成正比，随底物浓度的增加而增加。当所有的酶与底物结合后，即使再增加底物浓度，酶促反应速度也不会再增加；3）在适宜的温度范围内，温度每升高10度，酶促反应速度可相应底稿12倍；4）酶在最适pH值内表现出活性。pH值对酶活力的影响主要表现在：a、改变底物分子和酶分子的带电状态，从而影响酶和底物的结合；b、过高、过低的pH值都会影响酶的稳定性，进而使酶遭到不可逆的破坏。5）激活剂对酶促反应的影响。能激活酶的物质称为酶的激活剂，无机阳离子、无机阴离子
13、、有机化合物都是激活剂。许多酶只有当某一种适当的激活剂存在时，才表现出催化活性或强化其催化活性，这种作用称为对酶的激活作用。有些酶被合成后呈无活性状态，称为酶原，它必须经过适当的激活剂激活后才具有活性；6）抑制剂对酶促反应的影响。能减弱、抑制甚至破坏酶活性的物质称为酶的抑制剂。酶的抑制剂有重金属离子、一氧化碳、硫化氢、氢氰酸、氟化物、碘化乙酸、生物碱、染料、对-氯汞苯甲酸、二异丙基氟磷酸、乙二胺四乙酸、表面活性剂等。对酶促反应的抑制可分为竞争性抑制和非竞争性抑制。与底物结构类似的物质引起酶促反应的抑制为竞争性抑制，其抑制是可逆的。抑制剂与酶活性中心以外的部位结合后，底物仍可与酶活性中心结合，但
14、酶不显示活性，这种抑制称为非竞争性抑制，其抑制是不可逆的。有的物质即可作为一种酶的抑制剂，又可作为另一种酶的激活剂。4、微生物的营养类型：1）光能自养型以光能作为能源，二氧化碳或碳酸盐作为碳源，水或还原态无机物质作为供氢体的微生物。例如藻类、蓝细菌和光合细菌等。绿色和紫色硫细菌的光合作用以硫化氢为供氢体，不释放氧气，故称为不产氧光合作用。2）光能异养型以光能作为能源，二氧化碳或碳酸盐作为碳源，简单有机物质作为供氢体的微生物。例如紫色非硫细菌中的红微菌。3）化能自养型以还原态无机物质作为能源，二氧化碳或碳酸盐作为碳源，可在完全无机环境哪个生长的微生物。硝化细菌：从氧化氨或亚硝酸盐获得能量，同化二
15、氧化碳的细菌；硫化细菌：从氧化还原态无机硫化物获得能量，同化二氧化碳的细菌；铁细菌：通过氧化二价铁为三价铁来获得能量并同化二氧化碳的细菌；氢细菌：氢细菌拥有氢化酶，能从氢的氧化中获取能量来同化二氧化碳的细菌。4）化能异养型以有机物质作为能源、碳源和供氢体的微生物。5、微生物的呼吸类型1）发酵：指在有机物氧化过程中脱下的质子和电子，境辅酶或辅基传递给另一有机物，最终产生一种还原性产物的生物学过程。特点：不需氧；有机物氧化不彻底；能量释放不完全。2）好氧呼吸：指有机物在氧化过程中释放出的电子，通过呼吸链传递最终交给氧的生物学过程。特点：以氧为最终电子受体；有机物被彻底氧化成二氧化碳和水，并生成ATP。3）无氧呼吸：指有机物在氧化过程中脱下的质子和电子，经一系列电子传递体最终交给无机氧化物的生物学过程。特点：没有分子氧参加反应，电子和质子的最终受体为无机氧化物；有机物的氧化彻底；释放的能量低于好样呼吸。6、微生物的生长曲线：把微生物接种于一定容积的培养基中，培养后一次收获，这种培养方式称为分批培养1）延滞生长期：培养一段时间后，菌体细胞物质增加，细胞体积增大，代谢机能活化，大量合成诱导酶、辅酶以及其他产物，以适应环境变化，核糖体合成加快，RNA含量升高。但在这个阶段细菌数量几乎没有增加。缩
