环境工程微生物(钟)

环境工程微生物第四章微生物的生理简答题：14、你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？大肠杆菌群：埃希氏菌属、柠檬酸细菌属、克雷伯氏菌属、肠杆菌属。这4属菌都是兼性厌氧、无芽孢的革兰氏阴性杆菌，它们都能发酵葡萄糖产酸、产气，但发酵乳糖的能力不同。1、鉴别方法一：将它们接种到含乳糖的远藤氏培养基上生长时，由于他们对乳糖的分解能力不同，这4种菌的菌落呈现出不同的颜色。（1）大肠埃希氏菌：分解能力最强。菌落呈深紫红色，有金属光泽；（2）克雷伯氏菌：菌落呈深红色，湿润光亮；（3）柠檬酸盐杆菌：菌落呈紫红色或深红色；（4）产气长杆菌：菌落呈淡红色；2、鉴别方法二：将它们接种到伊红——亚甲蓝（EMB）培养基上生长，这4种菌的菌落呈现出不同的颜色。（1）大肠埃希氏菌：分解能力最强。菌落呈紫黑色，有金属光泽；（2）克雷伯氏菌：菌落呈绿色或紫绿色，湿润光亮；（3）柠檬酸盐杆菌：菌落中心呈深蓝色，外圈透明；（4）产气长杆菌：菌落呈紫红色；第五章微生物的生长繁殖与生存因子问答题：7、试述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？（1）PH过高或过低对微生物的不良影响：pH过高或过低能引起细胞膜电荷的变化，从而影响了微生物对营养物质的吸收；影响代谢过程中酶的活性；改变生长环境中营养物质的可给性以及有害物质的毒性。（2）用活性污泥法处理污水时，要使PH保持在6.5以上的原因：因为大多数细菌、藻类、放线菌和原生动物等在这种pH下均能正常生长繁殖，尤其是形成菌胶团的细菌能互相凝聚形成良好的絮状物，取得良好的净化效果。但是如果pH在6.5以下的酸性环境不利于细菌和原生动物生长繁殖，尤其对菌胶团细菌不利。相反，对于霉菌和酵母菌有利。如果活性污泥中有大量的霉菌繁殖，由于多数霉菌不像细菌那样分泌粘性物质于细胞外，就会降低活性污泥的吸附能力，其絮凝性能较差，结构松散不易沉降，处理效果下降，甚至导致活性污泥丝状膨胀。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pH上升？在生产中如何调节控制pH？（1）PH发生改变的原因：微生物分解葡萄糖、乳糖产生有机酸，这就会引起培养基pH下降，使培养基呈酸性；微生物在含有蛋白质、蛋白胨及氨基酸等中性物质的培养基中生长，这些物质可经微生物分解，产生NH3和胺类等碱性物质，使培养基pH上升；由于细胞的选择性吸收阳离子或阴离子，会改变培养基的pH。（2）在生产中应该在培养基中添加缓冲性物质，如磷酸盐（KH2PO4和K2HPO4）等。小题：1、微生物与温度的关系如何？高温是如何杀菌的？高温杀菌能力与什么因素有关？2、什么叫灭菌？灭菌方法有哪几种？试述其优缺点。——小题（1）灭菌：是通过超高温或其他的物理、化学因素将所有微生物的营养细胞和所有芽孢或孢子全部杀死。——名解（2）灭菌的方法：干热灭菌法（160~170℃，1~2h）、湿热灭菌法（121.3℃，20min）（3）湿热灭菌的优点：与干热灭菌相比，湿热灭菌的穿透力和热传导都要更强，且在湿热时微生物吸收高温水分。菌体蛋白很易凝固、变性，灭菌效果好。3、什么叫消毒？加热消毒方法有哪几种？——小题（1）消毒：消毒是用物理、化学因素杀死致病菌（有芽孢和无芽孢的细菌），或者是杀死所有微生物的营养细胞或一部分芽孢。——名解（2）消毒法的方法：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？——小题（1）具备能更有效地进行催化反应的酶；（2）主动运输物质的功能运转良好，能有效地集中必需的营养物质；（3）细胞质膜含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？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？——小题（1）大多数细菌、藻类、原生动物的最适PH：6.5~7.5；（2）放线菌的最适PH：7~8；（在中性和偏碱性环境中生长）（3）酵母菌、霉菌的最适PH：3~6；（在酸性和偏酸性的环境中生长）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？——小题（1）氧化环境时，Eh为正，充满氧气时，上限为+820mV；还原环境时，Eh为负，充满氢气时，下限为-400mV。不同微生物要求的氧化还原电位不同：①好氧微生物：+300～+400mV，大于+100mV，才能生活。②兼性厌氧微生物：+100mV为界，大于时进行好氧呼吸，小于时进行无氧呼吸。③厌氧微生物：－200～－250mV。（2）在培养微生物过程中，影响氧化还原电位的因素：①氧分压的影响：氧分压高，氧化还原电位高；氧分压低，氧化还原电位低。（正比）②环境中pH的影响：pH低时，氧化还原电位低，pH高时，氧化还原电位高。（正比）（3）氧化还原电位可用一些还原剂加以控制，使微生物体系中的氧化还原电位维持在低水平上。（还原剂：抗坏血酸（维生素C）、硫二乙醇钠、二硫苏糖醇、谷胱甘肽、硫化氢及金属铁。铁可将Eh维持在-400mV；微生物代谢过程中产生的H2S可将Eh降至-300mV。）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？——小题（1）氧气对好氧微生物的用途：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。（2）充氧效率与微生物生长关系：充氧量与好氧微生物的生长量、有机浓度量成正相关性。11、兼性厌氧微生物为什么在有氧和无氧条件下都生长？——小题兼性厌氧微生物具有脱氢酶，也具有氧化酶；所以在有氧和无氧下都能生存。补充：好氧微生物（超氧化物歧化酶SOD+、过氧化氢酶H2O2酶+）微量好氧微生物（SOD+、H2O2酶+/-）；耐氧厌氧微生物（SOD+、H2O2酶-）；兼性厌氧微生物（SOD+、H2O2酶+）；专性厌氧微生物（SOD-、H2O2酶-）；12专性厌氧微生物为什么不需要氧？氧对专性厌氧微生物有什么不良影响？——小题专性厌氧微生物生境中绝对不能有氧。因为有氧存在时，代谢产生的NAD+H+和O2反应生成H2O2和NAD+，而专性厌氧微生物不具有过氧化氢酶，它将被生成的过氧化氢杀死。O2还可产生游离O2-·，由于专性厌氧微生物不具破坏O2-·的超氧化物歧化酶（SOD）而被杀死。13、紫外辐射杀菌作用的机理是什么？何谓光复活现象和暗复活现象？——小题（1）紫外辐射杀菌作用的机理是：微生物细胞中的核酸、嘌呤、嘧啶和蛋白质对紫外辐射有特别强的吸收能力。紫外辐射引起DNA链上两个相邻的胸腺嘧啶分子形成胸腺嘧啶二聚体，致使DNA不可能复制，导致微生物死亡。（2）光复活现象：经紫外辐射照射的菌体或孢子悬液，随即暴露于蓝色区域可见光下，有一部分受损的细胞可恢复其活力，这种现象叫做光复活现象。（3）暗复活现象：DNA链的修复在黑暗条件下进行复活的现象，叫做暗复活现象。14、重金属盐如何起杀菌作用？——小题杀菌机理：与酶的—SH基结合，使酶失去活性；或是与菌体蛋白结合，使之变性或沉淀。15、氯和氯化物的杀菌机制是什么？——小题杀菌机制：利用溶于水后产生的次氯酸根的氧化性破坏微生物的分子。16、常用的有哪几种有机化合物杀菌剂？它们的杀菌机制是？——小题常用的有机化合物杀菌剂：（1）醇；（2）甲醛；（3）表面活性剂：1）酚；2）新洁尔灭；3）合成洗涤剂；4）染料杀菌机制：使蛋白质变性。17、何谓渗透压？渗透压与微生物有什么关系？——小题（1）微生物生长的渗透压，一般为0.85%的Nacl生理盐水的等渗液。（2）在低渗溶液中，大量水分子进入微生物细胞内，使之发生膨胀，甚至破裂。在高渗溶液中，细菌细胞会发生质壁分离。高渗透压溶液一般用来保存食物，防止腐败。18、水的活度与干燥对微生物有什么影响？——小题大多数微生物最适的水的活度为0.95~0.99；在水的活度为0.60~0.65时停止活动。19、何谓表面张力？它对微生物有什么影响？——小题（1）表面张力：作用在生物体表面单位长度上的收缩力。（2）表面张力的影响因素：胆汁、tween80可降低表面张力。20、抗生素是如何杀菌和抑菌的？——小题抗生素有广谱和狭谱之分。广谱抗生素：氯霉素、金霉素、土霉素、四环素可抑制许多不同种类的微生物。狭谱抗生素：青霉素只能杀死或抑制革兰氏阳性菌；多黏性菌素只能杀死革兰氏阴性菌。21、在天然环境和人工环境中微生物之间存在着哪几种关系？——小题（1）友好：1）双好：共生关系、互生关系/原始合作关系2）偏好（2）不友好：1）平等：竞争关系、拮抗关系/偏害关系2）不平等：捕食关系、寄生关系第六章微生物的遗传和变异重点：4、何谓DNA的变性和复性？（1）DNA变性：当天然双链DNA受热或其他因素的作用下，两条链之间的结合力被破坏而分开成单链DNA，即成为DNA变性。——名解（2）DNA复性：变性DNA溶液经适当处理后重新形成天然DNA的过程叫DNA复性，或叫退火。——名解8、微生物变异的实质是什么？微生物突变类型有几种？变异表现在哪些方面？（1）微生物变异的实：基因突变，即微生物的DNA被某种因素引起碱基的缺失、置换或插入，改变了基因内部原有的碱基排列顺序，从而引起其后代表现型的改变。（2）微生物突变的类型：按突变的条件和原因划分，可分为自发突变和诱发突变。10、什么叫定向培养？定向培养：人为用某一特定环境条件长期处理某一微生物群体，同时不断将它们进行移种传代，以达到累积和选择合适的自发突变体的一种古老的雨中方法。13、何谓杂交、转化和转导？各自有什么实践意义？（1）杂交/接合：通过供菌体和受菌体完整细胞间的直接接触而传递大段DNA的过程。（2）转化：受体细胞直接吸收来自供体细胞的DNA片段（来自研碎物），通过交换，并把它整合到自己的基因组里，从而获得了供体细胞部分遗传性状的现象称为转化。（3）转导：通过温和噬菌体的媒介作用，把供体细胞内特定的基因（DNA片段）携带至受体细胞中，使后者获得前者部分遗传性状的现象。（4）基因重组：两个不同性状个体细胞的DNA融合，使基因重新组合，从而发生遗传变异，产生新品种，此过程称为基因重组。14、质粒是什么？在遗传工程中有什么作用？举例说明。（1）质粒：细菌细胞内一种自我复制的环状双链DNA分子，能稳定地独立存在于染色体外，并传递到子代，一般不整合到宿主染色体上。（2）在遗传工程中的作用：质粒常被用作基因转移的运载工具——载体，如质粒育种。填空：9、废水生物处理中变异现象有哪几方面？举例说明。在废水生物处理中变异现象很多：营养要求的变异，对温度、pH要求的变异，对毒物的耐毒能力的变异，个体形态和菌落形态的变异及代谢途径的变异。11、试述紫外辐射杀菌的作用机理。紫外辐射杀菌的作用机理：干扰DNA的复制与转录。12、DNA损伤修复有几种形式？各自如何修复？DNA损伤修复有5种形式：（1）光复活和暗复活；（2）切除修复；（3）重组修复；（4）SOS修复；（5）适应性修复；一般：15何谓基因工程？它的操作有几个步骤？（1）基因工程：指在基因水平上的遗传工程，又叫基因剪接或核酸体外重组。（2）基因工程操作一般分为五个步骤：①先从供体细胞中选择获取带有目的基因的DNA片段；②将目的DNA的片段和质粒在体外重组；③将重组体转入受体细胞；④重组体克隆的筛选与鉴定；⑤外源基因表达产物的分离与提纯。16什么叫PCR技术？有几个操作步骤？（1）PCR技术：PCR称DNA多聚酶链式反应，是利用DNA聚合酶对特定基因做体外或试管内的大量合成。（2）PCR技术的操作步骤：①加热变性；②退火；③延伸；第七章微生物的生态大题：2、为什么是说土壤是微生物最好的天然培养基？土壤中有哪些微生物？（1）土壤是微生物最好的天然培养基，它具有微生物所必需的营养和微生物生长繁殖及生命活动所需的各种条件。（2）土壤中的微生物有细菌（约占70%-90%）、放线菌、真菌、藻类、原生动物和微型后生动物等。（在任何土质中，土壤中微生物的数量由多到少排列）10、什么叫水体自净？可根据哪些指标判断水体自净程度？水体自净的过程。（1）水体自净：河流