《环境微生物学》考试重点

绪论：微生物的分类：从大到小按域、界、门、纲、目、科、属、种等分类。微生物的命名：采用生物学中的二名法，即用两个拉丁词命名一个微生物的种。这个种的名称是由一个属名和一个种名组成，属名和种名都用斜体字表达，属名在前，用拉丁文名词表示，第一个字母大写。种名在后，用拉丁文的形容词表示，第一个字母小写。原核微生物：原核微生物的核很原始，发育不全，只是DNA链高度折叠形成的一个核区，没有核膜，核质裸露，与细胞质没有明显界限，叫拟核或似核。原核微生物没有细胞器，只有由细胞质膜内陷形成的不规则的泡沫结构体系，不进行有丝分裂。原核微生物包括：古细菌、细菌、蓝细菌、放线菌、支原体，衣原体和螺旋体真核微生物：真核微生物有发育好的细胞核，核内有核仁和染色质。其有核膜将细胞核和细胞质分开，使两者有明显的界限。其有高度分化的细胞器，如线粒体、高尔基体、内质网、溶酶体和叶绿体。其进行有丝分裂，真核微生物包括除蓝细菌以外的藻类、酵母菌、霉菌、伞菌、原生动物和微型后生动物等。微生物的特点：①个体极小，比表面积大②分布广，种类繁多③繁殖快，数量大，易培养④易变异，有利于应用第一章病毒：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。只具简单的独特结构，可通过细菌过滤器病毒的化学组成：蛋白质和核酸，个体大的病毒，除蛋白质和核酸外，还含类脂质和多糖病毒的结构：病毒没有细胞结构，整个病毒体分两部分：蛋白质衣壳和核酸内芯，两者构成核衣壳，病毒粒子有两种①不具被膜的裸露的病毒粒子②在核衣壳外面由被膜包围所构成的病毒粒子。病毒的特点：①不具细胞结构②只有核酸和蛋白质成分③核酸只能是DNA或RNA两者之一④体积小，需电子显微镜才能观察⑤专性寄生病毒繁殖过程：吸附——侵入——复制与聚集——宿主细胞裂解和成熟噬菌体粒子的释放毒性噬菌体：侵入宿主细胞后，随即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，这种不引起宿主细胞裂解的噬菌体称作温和噬菌体病毒在液体培养基上的培养特征：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病毒在固体培养基中的培养特征：形成噬菌斑病毒培养基：要求苛刻，专一性强，其敏感细胞要具备如下条件①必须是活的敏感动物或是活的敏感动物组织细胞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，病毒进入细胞可生长繁殖植物病毒的培养基：与植物病毒相应的敏感植株和敏感的植物组织噬菌体的培养基：与噬菌体相应的敏感细菌，如大肠杆菌噬菌体用大肠杆菌培养第二章细菌的细胞结构：基本（不变）结构：细胞壁、细胞质膜、细胞质及其内含物、拟核；部分细菌有特殊（可变）结构：芽孢、鞭毛、夹膜，黏液层、衣鞘及光合作用层片等。细菌细胞壁的生理功能：①保护原生质体免受渗透压引起的破裂②维持细菌的固定细胞形态③细胞壁是多孔结构的分子筛，阻挡某些分子进入和保留蛋白质在间质④细胞壁为鞭毛提供支点，使鞭毛运动⑤细胞壁化学组成的细微差异可使不同细菌具有不同的抗原性、致病性、对噬菌体等感染的敏感性细胞质内含物：核糖体、内含颗粒（多聚磷酸盐颗粒、聚β—羟基丁酸、硫粒、淀粉粒、糖原、磁小体等）、拟核（DNA和少量RNA、蛋白质组成）细菌在固体培养基上的培养特征：即菌落特征，菌落是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。菌落特征是分类鉴定的依据之一：①表面特征②边缘特征③纵剖面特征。菌苔是细菌在斜面培养基接种线上长成的一片密集的细菌群落，不同属种细菌的菌苔形态是不同的细菌在明胶培养基中的培养特征：用穿刺接种法将某种细菌接种在明胶培养基中培养，能产生明胶水解酶水解明胶，不同的细菌将明胶水解成不同形态的溶菌区，根据不同形态的溶菌区或溶菌与否可将细菌分类细菌在半固体培养基中的培养特征：（穿刺接种技术）根据细菌的生长状态判断细菌的呼吸类型和鞭毛有无，能否运动。判断呼吸类型：如果细菌在培养基的表面及穿刺线的上部生长者为好氧菌，沿着穿刺线自上而下生长者为兼性厌氧菌或兼性好氧菌，只在穿刺线的下部生长者为厌氧菌。判断细菌是否运动：如果只沿着穿刺线生长者为没有鞭毛、不能运动的细菌；如果不但沿着穿刺线生长而且沿着培养基扩散生长者为有鞭毛、能运动的细菌细菌在液体培养基中的培养特征：有的细菌使培养基浑浊，菌体均匀分布于培养基中；有的细菌互相凝聚成大颗粒沉在管底部，培养基很清；细菌在液体培养基中的培养特征是分类依据之一细菌的染色原理（便于细菌形态观察）：细菌菌体无色透明，在显微镜下由于菌体与其背景反差小，不易看清菌体的形态和结构。用染色液染菌体，以增加菌体与北京的反差，在显微镜下则可清楚看见菌体的形态。分为简单染色法和复合染色法革兰氏染色：①固定②初染（草酸铵结晶紫染色）③媒染（碘—碘化钾溶液）④脱色（乙醇或者丙酮）⑤复染（番红染液）革兰式阳性菌仍为紫色，革兰氏阴性菌呈红色革兰氏染色的机制：①革兰氏染色与细菌等电点有关（等电点学说）②革兰氏染色与细胞壁有关（渗透学说）、（革兰式阳性菌脂质含量很低，肽聚糖的含量高；革兰式阴性菌脂质含量高，肽聚糖含量低，乙醇既是脱色剂又是脱水剂）③革兰式阳性菌含特殊的RNA—Mg2+盐与革兰式染色有关（化学学说）细菌的物理化学性质与污（废）水生物处理的关系：①细胞质的多相胶体性质决定细菌在曝气池中吸收污（废）水中的有机污染物的种类、数量和速度②细菌表面解离层的S型或R型决定其悬液的稳定性，即决定其在沉淀池中的沉淀效果③比表面积的大小决定其吸附、吸收污染物的能力及与其他微生物的竞争能力④细菌的带电性与它吸附、吸收污（废）水有机污染物的能力，与填料载体的结合力有关，还与絮凝、沉淀性能有关⑤密度和质量与其沉淀效果有关放线菌菌丝体：①营养（基内）菌丝②气生菌丝③孢子丝：放线菌生长发育到一定阶段，在气生菌丝的上部分化出孢子丝。孢子丝的形状和在气生菌丝上的排列方式，随菌种不同而异，是分类鉴定的依据之一。分生孢子的颜色是分类的依据之一第三章原生动物：是动物中最原始、最低等、结构最简单的单细胞动物原生动物的营养类型：全动性营养、植物性营养、腐生性营养①全动性营养：全动性营养的原生动物以其他生物为食。绝大多数原生动物为全动性营养②植物性营养：有色素的原生动物（绿眼虫、衣滴虫和植物类似）在有光照条件下，吸收二氧化碳和无机盐进行光合作用，合成有机物供自身营养③腐生性营养：指某些无色鞭毛虫和寄生的原生动物，借助体表的原生质膜吸收环境和寄主中的可溶性的有机物作为营养原生动物的胞囊：胞囊是抵抗不良环境的一种休眠体。所有的原生动物在污水生物处理过程中都起指示生物的作用，一旦形成胞囊，就可判断污水处理不正常轮虫：雌雄异体，有性生殖少，多为孤雌生殖，个体或群体，自由或固着。轮虫是寡污带和污水生物处理效果好的指示生物。由于它们吞食游离细菌，所以可起到提高处理效果的作用，一旦它们大量繁殖会将活性污泥蚕食光，造成污水处理失败线虫：有腐食性、植食性和肉食性三种营养类型，线虫有寄生和自由生活的污水处理中出现的线虫多是自由生活的，生殖为雌雄异体，卵生，有好氧和兼性厌氧。可同化其它微生物不易降解的固体有机物，是污水处理程度差的指示生物寡毛类动物：营杂食性，主要食污泥中的有机碎片和细菌，夏秋两季水体的环境条件适合寡毛类动物生长，其生长温度为20℃，6℃以下活动力下降，并形成胞囊，是河流、湖泊底泥污染的指示生物浮游甲壳动物：分布于河流、湖泊和水塘等淡水水体及海洋中，以淡水种为最多。它们是水体污染和水体自净的指示生物（剑水蚤、水蚤）营浮游生活，摄食方式滤食性、肉食性水蚤：血液含血红素，水体中含氧量低，水蚤的血红素含量高；水体中含氧量高，水蚤的血红素含量低，由于在污染水体中溶解氧含量低，清水中的含氧量高。在污染水体中的水蚤颜色比在清水中的红些，利用这个特点，可判断水体的清洁程度苔藓虫：（可提取抗癌物质）喜欢在清洁、富含藻类、溶解氧充足的水体中生活，能适应各地带的温度，有一定的生物吸附作用，并吞食水中微型生物和有机杂质，对水体的净化有一定的积极作用。但如果大量繁殖，会降低水流速度，给工程运行造成一定的不利影响。群体生活，固着在其他物体上，雌雄同体，既无性生殖（内出芽和外出芽生殖）也可有性生殖酵母菌与污废水：在炼油厂的含油、含酚废水生物处理过程中，假丝酵母菌和黏红酵母菌可起到积极作用。淀粉废水、柠檬酸残糖废水、油脂废水和味精废水均可用酵母菌处理，既处理了废水，又得到酵母菌体蛋白，用作饲料还可用酵母菌监测重金属第四章酶：由细胞产生的、能在体内或体外起催化作用的一类具有活性中心和特殊构象的生物大分子，包括蛋白质类酶和核酸类酶酶的组成：分单成分酶和全酶，前者只含蛋白质，全酶一定要在酶蛋白和辅酶同时存在时才起作用酶的功能：酶蛋白起催化生物化学反应加速进行的作用，决定其专一性，辅基和辅酶起传递电子、原子和化学基团的作用；金属离子除传递电子外还起激活剂的作用。酶的活性中心：指酶的活性部位，是酶蛋白分子中直接参与和底物结合，并与酶的催化作用直接有关的部位酶活性中心的功能：一是结合部位，一定的底物靠此部位结合到酶分子上，决定酶的专一性；二是催化部位，决定了酶的催化速度。酶的活性中心对催化作用至关重要，其他部位也很重要，他们在维持酶的空间构型、保持酶的活性中心和催化作用等方面都起着不同作用酶的催化特性：1.具有一般催化剂的共性：加快反应速率，缩短反应达到平衡的时间，不改变平衡点，酶在参与反应前后，无性质和数量改变。2.酶的催化作用具有高度的专一性：⑴结构专一性（绝对专一性和相对专一性）⑵立体异构专一性（旋光异构专一性和几何异构专一性）⑶有关酶作用专一性的假说（锁钥假说、三点附着假说和诱导楔合假说）3.酶的催化反应条件温和4.酶对环境条件变化极为敏感5.酶的催化效率极高影响酶促反应速率的因素：酶的浓度、底物的浓度、温度、pH、激活剂（无机离子激活剂、有机化合物）、抑制剂【不可逆抑制、可逆抑制（竞争性、非竞争性、反竞争性）】微生物的营养：水、碳素营养源、氮素营养源、无机盐及生长因子等碳氮磷比：根瘤菌碳氮比为11.5:1；固氮菌碳氮比为27.6:1；霉菌碳氮比9:1；土壤中微生物混合群体碳氮比为25:1；污废水生物处理中好氧微生物群体（活性污泥）要求碳氮磷比为BOD5:N:P=100:5:1,；厌氧消化污泥中的厌氧微生物群体对碳氮磷比为BOD5:N:P=100:6:1;有机固体废物堆肥发酵的碳氮比为30:1,；碳磷比为（75—100）：1.培养基的种类：1.培养基组成物的性质：①合成培养基：按微生物的营养要求，用已知的化合物配制而成的培养基。②天然培养基：天然有机物配制而成的培养基。③复合培养基：是一类既有已知的化学组成物质，同时还加有某些天然成分而配制的培养基2.培养基的物理性状：①液体培养基：液体培养基是不加凝固剂的呈液体状态的培养基。②半固体培养基：在液体培养基中加入少量凝固剂（琼脂是最优良的凝固剂，还有明胶、硅胶等），一般每升培养基中加3—5g琼脂，即为半固体培养基。③固体培养基：在液体培养基中加入更多的凝固剂，一般每升培养基中加15—20g琼脂，即成固体培养基3.培养基对微生物的功能和用途：①基础培养基②选择培养基：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、配制的培养基。③鉴别培养基：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，这种起鉴别和区分不同细菌作用的培养基，叫鉴别培养基。④加富（富集）培养基：由于样品中细菌数量少，或是对营养要求比较苛刻不易培养出来，故用特别的物质或成分促使微生物快速生长，这种用特别物质或成分配制而成的培养基，称为加富培养基。营养物进入微生物细胞的方式：1.单纯扩散：①物理过程②从高浓度区向低浓度区扩散，以浓度梯度为动力③非特性异性④不需要消耗能量2.促进扩散：①被动的运输过程②依靠浓度梯度驱动③不消耗代谢能量3.主动运输：①逆浓度梯度②需要渗透酶和消耗能量（渗透酶起改变平衡点的作用）4.基团转位：①