环境微生物学

1/9《环境微生物学》复习题一、名词解释1.发酵作用指微生物在缺氧条件下，将氧化有机物产生的电子直接交换有机物自身未完全氧化的中间产物过程，此过程中有机物部分被氧化，形成各种中间产物，产生能量较少。2.转导由病毒介导的细胞间进行遗传交换的一种方式，指一个细胞的DNA或RNA通过病毒载体的感染转移到另一个细胞中。包括普遍性转导和特殊性转导两种类型。3.拮抗作用一种微生物在代谢过程中产生一些代谢产物，其中有的产物对一种(或一类)微生物生长不利，或者抑制或者杀死对方，这种微生物间的关系叫拮抗关系。拮抗关系可分特异性拮抗关系和非特异性拮抗关系两种。4.培养基人工配制的，适合微生物生长、繁殖或产生代谢产物的营养基质。5.好氧活性污泥活性污泥是以好氧性细菌为主体的微生物和水中的悬浮物质、胶体物质混杂在一起形成的肉眼可见的絮状颗粒。6.P/H指数P代表水体中光合自养型微生物数量，H代表异养微生物数量，二者之比即为P/H指数。一定程度上反映水体污染和自净的程度。7.活性污泥与菌胶团活性污泥是以好氧性细菌为主体的微生物和水中的悬浮物质、胶体物质混杂在一起形成的肉眼可见的絮状颗粒的总称。在好氧活性污泥结构和功能中心由起絮凝作用的细菌形成的细菌团块，称为菌胶团。8.反硝化作用厌氧和有机质较高的环境中，在反硝化细菌的作用下，硝酸盐作为末端电子受体被还原成亚硝酸盐、氨或产生气态氮的过程。9.转化细菌细胞从周围环境中吸收游离的DNA片段，整合到自己染色体基因组的过程。10.质粒指细胞中存在独立于染色体外的，共价、闭合、环状双链DNA。赋予细菌细胞特异的抗逆性，如降解有毒物质、2/911.农药安全系数能使某类微生物数量下降50％的化学农药的浓度(LC50)和实际使用浓度（mg/kg土）之比。系数愈大愈安全，系数愈小愈易造成药害。系数小于1时，对各类土壤微生物都有抑制作用。12.化能自养微生物一类以氧化无机化合物获得能源，以二氧化碳或碳酸盐为惟一或主要碳源，利用电子供体如氢、硫化氢等使二氧化碳还原成细胞物质的微生物。13.拮抗作用一种微生物在代谢过程中产生一些代谢产物，其中有的产物对一种(或一类)微生物生长不利，或者抑制或者杀死对方，这种微生物间的关系叫拮抗关系。拮抗关系可分特异性拮抗关系和非特异性拮抗关系两种。二、选择题1.根据其在水中的存在及数量情况，B可作为粪便污染的指示菌。A、枯草杆菌B、大肠杆菌C、双歧杆菌D、变形杆菌2.侵染细菌的病毒称为A。A、噬菌体B、朊病毒C、拟病毒D、类病毒3.测定细菌活菌数量的方法是C。A、显微镜直接测数法B、比浊法C、稀释平皿测数法4.酵母菌常用于酿酒工业中，其主要产物为B。A、乙酸B、乙醇C、乳酸D、丙醇5.常用消毒酒精的浓度的B。A、30%B、70%C、95%D、100%6.制备培养基的最常用的凝固剂为C。A、硅胶B、明胶C、琼脂D、纤维素7.加大接种量可控制少量污染菌的繁殖,是利用微生物间的D。A、互生关系B、共生关系C、竞争关系D、拮抗关系8.菌根是C和植物的共生体A、细菌B、放线菌C、真菌D、酵母菌9.营养物质从胞外运输到胞内的过程中不需要消耗代谢能，也不发生结构变化的是A。3/9A、被动运输B、促进扩散C、主动运输D、基团转位10.出芽繁殖是D的繁殖方式之一。A、病毒B、根霉C、原生动物D、酵母菌11.培养基质中，适合细菌生长的C/N比为B。A、5：1B、25：1C、40：1D、80：112.测定细菌活菌数量的方法是C。A、显微镜直接测数法B、比浊法C、稀释平皿测数法13.酵母菌常用于酿酒工业中，其主要产物为B。A、乙酸B、乙醇C、乳酸D、丙醇14.牛肉膏蛋白胨培养基是:CA、合成培养基B、半合成培养基C、天然培养基D、鉴别培养基15.细菌的大小单位用以下C表示。A、cmB、mmC、μmD、nm16.微生物还原N2为氨的过程称B。A、硝化作用B、亚硝化作用C、反硝化作用D、氨化作用17.以芽殖为主要繁殖方式的微生物是C。A、细菌B、放线菌C、酵母菌D、霉菌18.研究细菌遗传、代谢性能常采用以下那个时期的细胞B。A、迟缓期B、对数生长期C、稳定期D、衰亡期19.用物理或化学方法杀死物品上大部分微生物的过程称B。A、灭菌B、消毒C、防腐D、杀灭20.酵母菌属于C微生物。A、好氧型B、厌氧型C、兼性厌氧型D、微厌氧型21.果汁、牛奶常用的灭菌方法为A。A、巴氏消毒B、干热灭菌C、间歇灭菌D、高压蒸汽灭菌22.活性污泥中起主要作用的微生物是A。A、好氧微生物B、专性厌氧微生物C、兼性厌氧微生物D、专性好氧，专性厌氧及兼性厌氧微生物23.微生物分类系统中基本的分类单元是C。A、科B、属C、种D、目24.藻类的营养类型为A。4/9A、光能无机营养型B、光能有机营养型C、化能无机营养型D、化能有机营养型25.根据细菌细胞的A差异，通过染色反应将细菌分为G+和G-两类。A、细胞壁B、细胞质C、细胞膜D、细胞核26.细菌细胞的运动器官是B。A、菌毛B、鞭毛C、性毛D、纤毛27.产甲烷菌属于B。A、细菌B、古菌C、放线菌D、蓝细菌28.革兰氏染色使用的染料是C。A、美蓝和刚果红B、苯胺黑和碳酸品红C、结晶紫和番红D、刚果红和番红29.微生物从糖酵解途径中可获得2ATP分子。A、2个B、4个C、36个D、38个30.采取干燥措施可以C。A、杀死微生物营养细胞，甚至其休眠体B、为微生物提供能量。C、保存微生物D、作为一种简便的杀菌方法。31.决定病毒感染专一性的物质基础是A。A、核酸B、蛋白质C、脂类D、糖类32.实验室常用的细菌培养基是A。A、牛肉膏蛋白胨培养基B、马铃薯培养基C、高氏一号培养基D、麦芽汁培养基三．填空题1.病毒的繁殖过程可分为吸附、侵染、复制、装配和释放五个阶段。2.写出细菌各部分结构的名称3.芽孢是芽孢细菌的休眠器官。(1)细胞壁(2)原核/核区(3)细胞膜(4)细胞质(5)纤毛(6)鞭毛(1)(2)(3)(4)(5)(6)5/94.芽孢是产芽孢细菌的休眠器官。5.普通滤池内生物膜的微生物群落有生物膜生物、生物膜面生物和滤池扫除生物。6.从细胞结构看，酵母菌属于真核微生物，大肠杆菌属于原核微生物；7.病毒粒子主要由蛋白质和核酸二部分构成，二者统称核壳。8.根据微生物对氧气的需求可将微生物划分为好氧微生物、兼性厌氧微生物、和厌氧微生物三类。9.根据微生物最适生长所需的温度，可将微生物分为嗜冷菌、嗜中温菌、嗜热菌和嗜超热菌。10.放线菌是呈菌丝状生长，以孢子繁殖的革兰氏阳性细菌，其菌丝可分为基内菌丝、气生菌丝、孢子丝三种类型。11.普通滤池内生物膜的微生物群落有生物膜生物、生物膜面生物和滤池扫除生物。12.微生物细胞间进行遗传物质交换的方式包括：接合、转化、转导。五．问答题1、试述微生物与自然界氮素循环的关系。自然界中，氮素以三种方式存在：分子态N2；有机氮化合物和无机氮化合物。在微生物、植物和动物的协同作用下，三种形态的氮互相转化，实现了氮素的循环，其中微生物起到了重要的作用。通过自生固氮菌和固氮蓝细菌的自生固氮作用，弗兰克氏放线菌和根瘤菌与植物的共生固氮，微生物将大气中的N2转化为NH3，被植物生长利用，进入食物链，转化为动物性蛋白质。动植物的残体、排泄物等进入自然界，有机态氮被微生物所分解为无机状态，一部分氮素在反硝化细菌的作用下转化为N2O、N2，进入大气中，从而实现了氮素的循环。氮素循环包括氨化作用、硝化作用、反硝化作用和生物固氮作用。1）蛋白质水解及氨化作用自然界许多微生物为化能异养型微生物，能够利用自身的蛋白酶、肽酶将动植物体内的蛋白质转化为氨基酸，进而在氨化细菌的作用下以氧化、还原、水解脱氨基作用等方式将多肽和氨基酸转化为氨气。其转化过程可以表述为：2）硝化作用氨化作用所生成的氨气在有氧的时候，被环境中的硝化细菌继续分解成为NO2-和NO3-，这一过程称为硝化作用，参与这一过程的细菌有：亚硝酸单胞菌属、亚硝酸球菌属，硝化杆菌属及硝化球菌属等。分为亚硝化作用和硝化作用两个过程。蛋白质微生物多肽、氨基酸NH3+其他有机物氨化细菌6/9亚硝化作用，由亚硝酸细菌完成，反应式为：2NH3+3O22HNO2+2H2O硝化作用，由硝酸细菌完成，反应式为：2HNO2+O22HNO33）反硝化作用在厌氧和有机质丰富的环境中，反硝化细菌将硝酸盐还原成为NO2-，N2O和N2的过程，称为反硝化作用，是自然界氮素循环的重要过程。这一过程由脱氮假单胞菌、荧光假单胞菌等反硝化细菌完成，可总述为：HNO3HNO2HNON2ON24）生物固氮作用在固氮微生物的固氮酶催化作用下，将N2转化为NH3，进而合成有机氮化合物的过程，称为固氮作用。参与固氮作用的微生物主要有：自生固氮菌如圆褐固氮菌、红螺菌、蓝细菌等，共生固氮菌如根瘤菌、弗兰克氏放线菌。固氮微生物进行固氮反应的基本反应式为：N2+6e+6H++nATP2NH3+nADP+nPi2、简述革兰氏染色的原理及主要步骤。1888年由丹麦人Gram发明的鉴别细菌一种染色方法。染色时，先用结晶紫和碘液初染，再经过乙醇等脱色剂进行脱色，最后用蕃红对细胞进行复染，从而将细菌分为革兰氏阳性菌（G+）和革兰氏阴性菌（G-）的方法。染色时，由于细菌细胞壁结构不同，对染料的作用不同，因而某些细菌因细胞壁厚，肽聚糖层后，交联度大，染料颜色不易脱去，染色结果保持紫色，该类菌称为G+；而细胞壁薄，肽聚糖层数少交联不致密，使紫色易被脱去而染上红色，此类细菌称为G-。主要步骤：（1）涂片：要求均匀，厚度适中；（2）干燥：将涂好的玻片在酒精灯火焰上方来回晃动，使之干燥；（3）固定：将干燥的玻片在酒精灯火焰上快速烤1-2次；（4）初染：用结晶紫染液染色1分钟（5）媒染：洗去结晶紫染液，用碘液媒染1-2分钟，使之形成紫碘复合物；（6）酒精脱色：用95%酒精脱色30秒，立即用蒸馏水洗涤；（7）复染：滴加蕃红染液至涂片处，染色2-3分钟；（8）水洗干燥：蒸馏水洗涤玻片，洗去蕃红染料，酒精灯火焰上方烘干（9）镜检：用显微镜油镜观察。（10）何谓水体富营养化现象？指水体中N、P等营养元素大量增加，远远超过通常的含量，导致原有的生态系统破坏，使藻类和某些细菌的数量激增，其它生物种类减少的现象。7/93、水质的细菌学检验中指示菌的理想条件包括哪些？答：理想的指示菌具备的条件：①大量存在于人的粪便中，且数量比病原菌多；②受粪便污染的水中易检测出该指示菌，未受污染的水中无此菌；③在水体中不会自行繁殖；④存活时间略长于致病菌，对消毒剂的抵抗略强于致病菌；⑤检出及鉴定方法比较简易迅速；⑥适用于各种水体。4、何谓水体富营养化现象？指水体中N、P等营养元素大量增加，远远超过通常的含量，导致原有的生态系统破坏，使藻类和蓝细菌的数量激增，其它生物种类减少的现象。5、试述甲烷形成四阶段理论，以及沼气发酵在新农村建设过程中的意义。答：甲烷发酵理论先后提出了二阶段、三阶段和四阶段发酵理论。目前应用较多的仍是布赖恩特年提出的四阶段的发酵理论：第一阶段：是水解和发酵性细菌群将复杂有机物如：纤维素、淀粉等水解为单糖后，再酵解为丙酮酸；将蛋白质水解为氨基酸，脱氨基成有机酸和氨；脂类水解为各种低级脂肪酸和醇，例如乙酸、丙酸、丁酸、长链脂肪酸、乙醇、二氧化碳、氢、氨和硫化氢等。微生物群落主要是水解、发酵性细菌群，专性厌氧的如梭菌属、拟杆菌属；兼性厌氧的细菌有链球菌和肠道菌等。第二阶段：产氢和产乙酸细菌群把第一阶段的产物进一步分解为乙酸和氢气。参与的微生物群落为产氢、产乙酸细菌，及将第一阶段发酵的三碳以上的有机酸、长链脂肪酸、芳香族酸及醇等分解为乙酸和氢气的细菌和硫酸还原菌。第三阶段：产甲烷阶段。由两组生理不同的专性厌氧产甲烷菌群完成，一组是将氢气和二氧化碳合成甲烷或一氧化碳和氢气合成甲烷；另一组是将乙酸脱羧生成甲烷和二氧化碳。或利用甲酸、甲醇、及甲基胺裂解为甲烷。研究表明：有28％的甲烷来自氢的氧化和二氧化碳的还原。72％的甲烷来自乙酸盐的裂解。第四阶段为同型产乙酸阶段：同型产乙酸细菌将H2和CO2转化为乙酸的过程。产甲烷菌只