环境微生物-复习提纲

绪论1、六界：病毒界、原核生物界、真核原生生物界、真菌界、动物界、植物界。2、二名法：用两个拉丁名词命名一个微生物的种。这个种的名称由一个属名和一个种名组成。第一章病毒1、病毒没有细胞结构。2、病毒的三种形态：螺旋对称型：烟草花叶病毒；二十面体对称型：腺病毒；复合对称型：大肠杆菌T4噬菌体。3、核酸内芯：RNA和DNA。含有RNA的为RNA病毒，含有DNA的为DNA病毒。4、病毒繁殖过程：吸附、侵入、复制与聚集、释放。5、病毒的溶原性：（1）噬菌体分为毒性噬菌体和温和噬菌体。（2）温和噬菌体侵入宿主细胞后，其核酸附着并整合到宿主染色体上，和宿主核酸同步复制，宿主细胞不裂解而继续生长。（3）含有温和噬菌体核酸的宿主细胞为溶原细胞。（4）溶原性是遗传特性，溶原性的细菌自带也是溶原性的。（5）在一定条件下溶原性可转化为裂解反应。第二章原核微生物1、细菌分为革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌两大类。2、革兰氏阴性菌：细胞壁含大量肽聚糖，独含磷壁酸，不含脂多糖。革兰氏阳性菌：细胞壁含及少量肽聚糖，独含脂多糖，不含磷壁酸。3、细胞膜结构：有极性的磷脂双分子层。4、核糖体：由核糖核酸和蛋白质组成。是合成蛋白质的部位。5、芽孢：是抵抗外界不良环境的休眠体，无繁殖功能。特有的2，6-吡啶二羧酸使芽孢具有耐热性，芽孢发育成营养细胞时2，6-吡啶二羧酸就消失，耐热性消失。6、革兰氏染色法步骤：（1）固定：无菌，取少量细菌于载玻片上徒步均匀，固定。（2）染色：草酸铵结晶紫染色1分钟，水洗去掉浮色。（3）媒染：用碘-碘化钾溶液媒染1分钟，倾去多余溶液。（4）脱色：脱色剂脱色，G+菌不被脱色呈紫色，G-菌脱色呈无色。（5）复染：蕃红复染1分钟，G+菌仍呈紫色，G-菌呈无色。7、革兰氏染色法机理：（1）与细菌等电点有关：革兰氏阴性菌比革兰氏阳性菌等电点低，说明阴性菌袋、带的负电荷比阳性菌多。它与草酸铵结晶紫的结合力大，用碘-碘化钾媒染后，两者的等电点均得到降低，但阳性菌的等电点降低的多，故与草酸铵结晶紫结合的更牢固，对乙醇脱色的抵抗力更强；草酸铵结晶紫、碘-碘化钾复合物不被乙醇提取，菌体呈紫色。而革兰氏阴性菌与草酸铵结晶紫的结合力弱，草酸铵结晶紫、碘-碘化钾复合物很容易被乙醇提取而是菌体呈无色。（2）革兰氏染色与细胞壁有关：革兰氏阳性菌的细胞壁脂质含量很低，肽聚糖含量很高，阴性菌则相反。因此用乙醇脱色是，阴性菌的脂质被乙醇溶解，增加细菌细胞壁的孔径及通透性，乙醇很容易进入细胞内将草酸铵结晶紫、碘-碘化钾复合物提取出来，使菌体呈现无色。革兰氏阳性菌由于脂质含量极低，而肽聚糖含量很高，乙醇既是脱色剂又是脱水剂，使肽聚糖脱水缩小细胞壁的孔径，降低细胞壁的通透性，组织乙醇分子进入细胞，草酸铵结晶紫和碘-碘化钾复合物被截留在细胞内而不被脱色，仍呈现紫色。8、细菌在液体培养基中有稳定（S型）和不稳定（R型）两种。二沉池中的细菌悬液呈不稳定时可取的好的沉淀效果，因此要使R型细菌数量占优势。9、放线菌菌丝体可分为三类：营养菌丝，气生菌丝，孢子丝。第三章真核微生物1、原生动物的营养类型：（1）全动性营养：全动性营养的原生动物以其他生物为食。（2）植物性营养：有色素的原生动物在有光照的条件下，吸收二氧化碳的无机盐进行光合作用，合成有机物供给自身营养。（3）腐生性营养：是指某些无色鞭毛虫和计生的原生动物，借助体表原生质膜吸收环境和寄主中的可溶性的有机物作为营养。2、包囊：是原生动物抵抗不良环境的一种休眠体。3、真核藻类有叶绿体，含有叶绿素、胡萝卜素、叶黄素等。藻类是光能自养型的进行光合作用。第四章微生物的生理1、酶的组成：单成分酶（只含有蛋白质）全酶（除含有蛋白质外，还含有辅基和辅酶，辅基和辅酶统称为辅因子）3、酶各组分的功能：酶蛋白起催化生化反应加速进行的作用；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。4、酶的活性中心：是指酶的活性部位，是酶蛋白分子中直接参与和底物结合，并与没得催化作用直接有关的部位。5、酶的活性中心有两个功能部位，一个是结合部位，一定的第五靠此部位结合到酶分子上；另一个是催化部位，底物分子中的化学键在此处被打断或形成新的化学键，从而发生一系列化学反应。6、酶的催化特性：（1）加快反应速率。（2）高度的专一性：结构专一性（绝对专一性和相对专一性），立体异构专一性。（3）催化反应条件温和。（4）对环境条件变化极为敏感。（5）催化效率极高。7、米门方程：v=VmS/(Km+S)v------酶促反应的初速度，Vm-----最大反应速度，S-----底物浓度，Km-----米氏常数（含义是反应速率为最大反应速率的一般时的底物浓度）Km值越小，表示酶与底物的反应越趋于完全；Km值越大，表明酶与底物的反应不完全。Km是酶的特征常数之一至于酶的性质有关，与酶的浓度无关，不同的酶所对应的K值不同。Km和最大速率vmax的求法是将公式两边取倒数，根据试验中测得的底物浓度S和反应速率v计算得到1/v和1/S的值，以1/v对1/S作图，得到直线，计算Km和vmax的值。8、新陈代谢：微生物从外界环境中不断地摄取营养物质，经过一系列的生化反应，转变成细胞的组分，同时产生废物并排泄到体外，这是微生物与环境之间的物质交换过程。新陈代谢包括同化作用与异化作用，两者是相辅相成的，异化作用为同化作用提供物质和能量，同化作用为异化作用提供基质。物质的新陈代谢是同化作用和异化作用的对立统一，推动着全部的生命活动。9、微生物的营养类型：（1）无机营养微生物（包括光能自养型和化能自养型）：这种微生物具有完备的酶系统，合成有机物能力强，以二氧化碳，一氧化碳和碳酸根中的碳素为唯一碳源，利用光能或化学能在细胞内合成复杂的有机物，以构成自身的细胞成分，而不需要外界供给现成的有机化合物。（2）有机营养微生物（包括光能异养型和化能异养型）：这类微生物具有的酶系统不如自养微生物完备，他们只能利用有机化合物为碳素营养和能量来源。（3）混合营养微生物：既可以无机碳为碳素营养，又可以有计划和物为碳素营养。10、污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。厌氧消化污泥中厌氧微生物群体对碳氮磷比要求BOD5：N：P=100:6:1。11、按培养基对微生物的功能和用途分类：选择培养基，鉴别培养基，加富培养基，基础培养基。12、营养物质进出微生物细胞的方式：（1）单纯扩散：一种物理扩散作用，以被输送物质在细胞内外的浓度梯度为动力。特点：非特异性，速度慢，不耗能。（2）促进扩散：以物质的浓度梯度为动力。特点：不好能，但必须有载体蛋白参加，速度快。（3）主动运输：物质的运输不受浓度梯度制约。特点，必须有载体蛋白参加，耗能。（4）基团转位：在运输过程中需要能量参与，并且被运输的物质发生了化学变化。13、底物（基质）水平磷酸化：微生物基质氧化过程中，可形成多种含高自由能的中间产物，这一中间产物将高能键交给ADP，使ADP连算话而形成ATP，此过程中底物的氧化与磷酸化反应相偶联并生成ATP，称为底物水平磷酸化。14、氧化磷酸化：微生物在好氧呼吸和无氧呼吸时，通过电子传递体系产生ATP的过程。15、发酵：是指在无外在电子受体时，底物脱氢后所产生的还原力不经呼吸链传递而直接交给某一内源性中间产物接受，以实现底物水平磷酸化产能的一类生物氧化反应。16、糖酵解（EMP途径）微生物在厌氧条件下，通过氧化还原反应将葡萄糖分解为丙酮酸并产生ATP的过程。该途径中，1mol葡萄糖产生2mol丙酮酸、2molNADH2和2molATP。17、好氧呼吸：（1）糖酵解阶段。（2）三羧酸循环：是丙酮酸有氧氧化过程的一系列步骤的总称。有丙酮酸开始，经过氧化脱羧乙酰化生成乙酰辅酶A进入三羧酸循环，最后被彻底氧化为CO2和H2O。1mol葡萄糖完全氧化共生成38molATP。产能方式阶段产生NADH2（mol）产生FADH2（mol）净产ATP（mol）底物水平磷酸化1——22——2氧化磷酸化12—62822818、无氧呼吸：是一类电子体系末端的受氢体为外源无机氧化物的生物氧化。以硝酸根为电子受体：产物是NO2、N2。以硫酸根为电子受体：产物是H2S。以CO2和CO为电子受体：产物是甲烷。第五章微生物的生长繁殖与生存因子1、分批培养：是将一定两个的微生物接种在一个封闭的、称有一定液体培养基的容器内，保持一定的温度、pH、溶解氧量，微生物在其中生长繁殖。结果是微生物数量由少变多，达到高峰后又由多变少，甚至死亡。2、细菌生长曲线：（1）停滞期：初期存货细菌的细胞物质增加，细菌总数没有增加，甚至下降。末期生长繁殖速度逐渐加快，细胞代谢火力强，呼吸速度、核酸及蛋白质的合成速度接近对数细胞，开始细胞分裂。停滞期长短的影响因素：接种量（接种量大，停滞期短），接种群体菌龄，营养条件。（2）对数期：继停滞期的末期，细菌的生长速率增至最大，细菌数以几何级数增加。细胞特征：代谢活力最强，合成新细胞物质的速度最快，生长旺盛，对不良环境因素抵抗力强，群体中细胞化学组分、形态、生理特征基本一致。（3）静止期：细菌总数达到最大值，新生数与死亡数相当，细菌开始积累储存物质。（4）衰亡期：细胞进行内源呼吸，死亡率大于繁殖率，或均属迅速减少。3、连续培养：恒浊连续培养：是使细菌培养液的浓度固定，以浊度为控制目标的培养方式。恒化连续培养：是维持进水中的营养成分恒定，以恒定流速进水，以相同流速流出代谢产物，使细菌处于最高生长速率状态下生长的培养方式。4、为什么常规活性污泥法不利用对树生长期的微生物而利用静止期的？答：对数生长期的微生物生长繁殖快，代谢活力强，但沉淀性能差，致使出水水质差。静止期微生物虽然代谢活力比对数期差，但微生物积累大量存储物，强化了微生物的生物吸附能力，其自我絮凝、聚合能力强，在二沉池中泥水分离效果好，出水水质好。5、溶解氧：根据微生物与分子氧的关系，微生物被分为专性好氧微生物、微量好氧微生物、兼性厌氧微生物、耐氧厌氧微生物、专性厌氧微生物。6、微生物与微生物之间的关系：竞争、互助、共生等。第六章微生物的遗传和变异1、基因：是具有固定起点和终点的核苷酸或密码的线性序列。按功能分为3种：结构基因：编码蛋白质或酶的结构，控制某种蛋白质或酶的合成。操纵区：操纵三个结构基因的表达。调节基因：控制结构基因。2、遗传学的中心法则3、RNA的种类和作用：tRNA：转移RNA，其上有和mRNA互补的反密码子，能识别氨基酸和mRNA上的密码子，在tRNA-氨基酸合成酶的作用下合成氨基酸。mRNA：信使RNA，作为多聚核苷酸的一级结构，其上带有指导按极端的信息密码，翻译氨基酸，传递遗传性。反义RNA：起调节作用，决定mRNA翻译合成速率。rRNA：与蛋白质构成核糖体，是蛋白质合成的场所。4、蛋白质合成步骤：DNA复制，转录、翻译、合成蛋白质。5、基因突变：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，从而引起后代表现型的改变。6、基因重组：杂交：通过双亲细胞的融合或沟通，使整套或部分染色体的基因重组。转化：受体细胞直接吸收来自供体细胞的DNA片段，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。转导：通过温和噬菌体的媒介作用，把供体细胞内定的基因携带至受体细胞中，使后者获得前者部分遗传性状的现象。第七章微生物的生态1、生态系统的功能：生物生产、能量流动、物质循环、信息传递。2、水体自净：河流接纳了一定量的有机污染物后，在物理的、化学的和水生物等因素的综合作用后得到净化，水质恢复到污染前的水平和状态，叫做水体自净。3、自净容量：在水体正常生物循环中能够净化有机污染物的最大数量。4、衡量水体自净的指标：（1）P/H指数：P代表光能自养型微生物，H代表异养型微生物，两者比值即为P/H指数。水体刚被污染，水中有机物浓度高，异养型微生物大量繁殖，P/H指数降低，自净速率高。在自净过程中，有机物减少，异养型微生物数量减少，光能自养型微生物数量增多，故P/H指数升高