水处理微生物学考试复习资料整理

水处理微生物学考试复习资料整理第一章绪论1微生物：微生物是肉眼看不见或看不清的微小生物的总称2微生物的共同特性：个体小形态简单，分布广种类多，繁殖快数量大，比值大代谢强，适应强易变异3说明微生物在水处理工程中的作用？1去除水中影响水使用的杂质和污泥2在水中加入新的成分改变水的化学性质，满足用水4微生物命名常用的双命名法的主要规定.1根据生物之间相同或相异的程度以及亲缘关系的远近，可将生物划分为界门纲目属种科2双名法规定：每种生物的学名有两个拉丁词组成，前一词为所在属的属名，常用名词（斜体）；第二个词为种名，常用形容词（斜体），表示物种的主要特征或产地，第一字母小写。双名后面克附带名人的姓氏或其缩写（正体）第二章原核微生物1细菌有哪几种基本形态？大小用什么单位测量？球状、杆状、螺旋测微尺在显微镜下测量（目镜侧微尺）微米2革兰氏染色原理（结晶紫初染，碘液媒染，然后用酒精脱色，最后使用蕃红或沙黄复染）G(-)的细胞壁的脂类含量高，肽聚糖含量低，用酒精脱色时，脂类物质被酒精溶解，增加了细胞壁的孔径和通透性，很容易被脱色。G（+）的细胞壁的脂类含量低，肽聚糖含量高，究竟是脱色剂和脱水剂，使肽聚糖脱水缩小细胞壁的孔径，降低了通透性，阻止了酒精进入细胞，不易被脱色3荚膜：细胞壁表面的粘性物质，有一定外形，很厚，相对稳定附着在细胞壁外，是细胞构造的一部分。菌胶团：许多细菌的荚膜融合为一团胶状物，内含多数细菌。芽孢：某些细菌在生长发育的某一阶段在菌体内形成的圆形或椭圆形的休眠体。菌落：单个菌体在固体表面的培养基上生长繁殖时形成肉眼可以看见的群体4细菌的一般结构：细胞壁，细胞膜，原生质，核质，内含物。细菌有特殊结构：荚膜，芽孢，鞭毛，菌毛（纤毛）5试述细菌芽孢的特征?为什么具有芽孢的细菌能够抵抗不良的环境?a细胞壁厚，难染色b水分少，40%c对热、干燥、毒物紫外线有很强的抗性d不具繁殖力休眠力十分惊人，一般情况下可保存几年或十几年不死亡6菌胶团在污水生物处理中有何特殊意义？菌胶团（zoogloea）是活性污泥、生物膜的重要组成部分活性污泥性能的好坏,主要根据菌胶团多少、大小及结构的紧密度、性能来确定。污水处理要求菌胶团结构紧密，吸附、氧化、沉降性能良好7原核、真核细胞的主要区别？原核：无核膜，无核仁，只有核区8丝状菌的主要类型、代谢特点及在污水处理中的作用？（一）球衣细菌特性1具假分枝2在溶解氧小于0.1mg/L的微氧环境可生长3分解有机物能力强作用1构成生物膜的重要菌种2利于有机物的去除3容易引起污泥膨胀（二）铁细菌特性1丝状体不分枝。2生活在氧气少、有较多铁质和二氧化碳的水中把亚铁氧化为高铁作用1造成铁质水管的腐蚀、堵塞。2使水呈现颜色，影响水质。（三）硫磺细菌特性：1不分枝。（贝日阿托氏菌漂浮在池塘或池沼上，不固着。发硫细菌固着在菌胶团等物上）2氧化硫化氢、硫磺等作用1处理含硫废水。2贝日阿托氏菌可引起活性污泥的污泥膨胀。3所形成的H2SO4对管道有腐蚀作用。第三章古菌古菌的概念在分类地位上与真细菌和真核生物并列为三域，并且在进化谱系上更接近真核生物。在细胞构造上与真细菌较为接近，同属原核生物。多生活于一些生存条件十分恶劣的极端环境中,例如高温、高盐、高酸等。第四章真核生物1原生动物的种类及在水处理中的作用。肉足类,鞭毛类,纤毛类原生动物对废水净化的影响（1）鞭毛虫、肉足虫、纤毛虫可以直接利用水中的有机物，对水中有机物的净化有一定的积极作用。（2）在活性污泥法中，纤毛虫能分泌糖类、粘朊促进生物絮凝作用。使废水能在二次沉淀池中很好地沉淀，改善出水水质。（3）纤毛虫吞食游离细菌，改善生物处理法出水的水质。2原生动物的营养方式？动物性营养,植物性营养,腐生性营养3霉菌菌丝的特点及功能？菌丝有两部分（1）营养菌丝：伸入营养物质内吸收养料（2）气生菌丝：伸入空气中形成孢子4活性污泥中主要含有哪些微生物？鞭毛虫,肉足虫,固着型纤毛虫,游泳型纤毛虫5用原生动物作为废水生物处理的指示生物应注意的问题。（1）原生动物种类的组成（2）种类的数量变化（3）各种群的代谢活力第五章病毒1病毒的概念：是一类比较原始的、有生命特征的、能够自我复制和严格活细胞内寄生的非细胞生物类群。病毒的特点：（1）无细胞结构（2）组成成分为核酸和蛋白质（3）只含一种核酸。RNAorDNA。（4）严格活细胞寄生生活。2病毒的基本结构及化学组成？v多数病毒的组成结构衣壳：成分蛋白质，包在外部。核髓：成分核酸，在内部。衣壳和核髓组成核衣壳v少数病毒组成结构：衣壳，核髓，囊膜，刺突基本组成组分是蛋白质和核酸。以及类脂质、糖脂、糖蛋白、核酸多聚酶等。3简述病毒的繁殖过程。v1吸附2侵入3复制4装配5释放4烈性噬菌体、温和噬菌体、溶源现象、敏感细菌、溶源性细菌的概念。烈性噬菌体：侵入寄主细胞后，迅速繁殖，能引起寄主细胞的裂解和死亡。敏感细菌：被烈性噬菌体侵染的细菌温和噬菌体：侵入宿主细胞后，其核酸附着并整合到宿主细胞的核酸上，和宿主细胞的核酸同步复制，并随宿主细胞分裂而带到子代宿主细胞内，宿主细胞不裂解。溶源现象：这一现象称为溶源现象。溶源性细菌：被温和噬菌体侵染的细菌。第六章微生物的生理特性1微生物有哪几种营养类型？其划分依据、主要区别和代表性微生物？1）光能无机营养型又叫自养微生物。又称光能自养型微生物。如：藻类、蓝细菌、光合细菌（紫硫细菌、绿硫细菌）�碳源——以CO2为惟一碳源�能源——光转变为ATP2）化能无机营养型又叫自养微生物。又称化能自养型微生物。�碳源——以CO2为惟一碳源。�能源——无机物氧化产生能量。如：氢细菌、硫化细菌、铁细菌、硝化细菌。分布在土壤、水域中，在自然界物质转化中作用重大。3）光能有机营养型又叫异养微生物。又称光能异养型微生物。如：紫色非硫细菌与绿色非硫细菌，属于这一营养类型的微生物种类很少�碳源——有机物作供氢体和碳源，要有CO2存在。�能源——光4）化能有机营养型又叫异养微生物。又称化能异养型微生物。绝大多数细菌、放线菌和全部真菌、病毒。如大肠杆菌，枯草杆菌，链霉菌，根霉，曲霉。�碳源——有机物�能源——有机物氧化获得。2微生物所需的6种营养物质？碳源，氮源，能源，矿质元素，生长因素，水分3微生物有哪几种呼吸类型？它们的最终电子受体分别是什么？1）好氧呼吸：最终电子受体：游离的氧气（O2）2）厌氧呼吸：最终电子受体：无机物（NO3-、NO2-、SO42-、CO2）3）发酵：最终电子受体：基质氧化后的中间产物4微生物的呼吸类型在废水生物处理中如何应用？1）活性污泥法和生物滤池利用好氧微生物或兼性微生物进行好氧呼吸，分解物质彻底。产物是没有异味的物质，不破坏正常环境。供应氧气，设备复杂。2）厌氧消化法利用厌氧微生物和兼性微生物的厌氧呼吸对有机污泥和高浓度有机废水进行发酵。分解物质不彻底，产物有臭味。没有氧气，需要时间长，设备简单5对米-门公式加以说明。米－门公式：υ=V最大SKm+S1）当Km=S时，υ=，当基质浓度等于米氏常数时，酶促反应速度为最大反应速度的一半。2）当S《Km时，υ=，υ与S成正比，反应速度随S增大而增大。一级反应。3）当S》Km时，υ=V最大，随基质浓度的增大，反应速度不变，为最大反应速度。零级反应6影响酶促反应的因素有哪些？温度，pH值，基质浓度，酶的总浓度E0，毒物或抑制剂7培养基的概念：人工配制的适合于不同微生物生长繁殖或积累代谢产物的营养基质。分类：1)根据物理状态分类:液体培养基,半固体培养基,固体培养基,脱水培养基2）根据化学组成分类:天然培养基,合成培养基,半合成培养基：3）根据用途分类:鉴别培养基,选择培养基,加富培养基8营养物质吸收和运输的途径和区别？1）单纯扩散物质顺浓度差运输运动过程不耗能被运输物质的分子结构不发生变化水、气体和甘油等的运输模式不是细胞主要的吸收途径2）促进扩散与单纯扩散特点相似细胞膜上蛋白做载体对转运物质有选择性3）主动运输微生物吸收营养的最主要方式，需要能量，可以逆浓度差进行，需要载体蛋白参与4）基团转位与主动运输非常相似,被吸收的营养物质与载体蛋白发生化学反应，因此物质结构有所改变第七章微生物的生长和遗传变异1微生物生长曲线的分期及各期的特点。1适应期（缓慢期）初：细菌数目不增加，体积增长快。后：个别菌体繁殖，个数少许增加。曲线平缓。大量诱导酶的合成。2对数期Ø分裂快，数目增多。Ø活菌数≈总菌数Ø曲线直线上升Ø此时细胞的大小、组成、生理特征等均趋于一致，代谢活跃，生长速率高，代时稳定。3稳定期Ø储存物积累，养料消耗多。Ø芽孢形成，抗生素产生。Ø繁殖速率下降，死亡速率上升。Ø新增菌≈死亡菌曲线平坦4衰老期Ø菌体死亡速度大于繁殖速度。Ø死亡菌＞活菌数。自溶。内源呼吸曲线下降2如何将微生物的生长曲线用于废水生物处理的应用中？1)大多数活性污泥处理系统运行范围是：生长率下降阶段。部分在生长率上升阶段后期。2)延时曝气及污泥消化在内源呼吸阶段。v生长率上升阶段：微生物繁殖快，活力强，但是不容易凝聚沉淀。需要充足的食料供给，处理后的废水有机物浓度较高，出水水质不好。v生长率下降阶段：积累代谢产物，如异染颗粒、肝糖粒等，产生粘性物质，污泥代谢活性及凝絮沉降性好。（传统活性污泥运行范围）v内源呼吸阶段：特殊水处理场合。3质粒:微生物染色体外或附加于染色体的携带有某种特异性遗传信息的DNA分子。超级细菌：利用遗传工程，把具有降解某些特殊物质的质粒剪切后，连接到受体细胞中，使之带有一种或多种功能用以处理废水。这种用人工方法选出的多质粒、多功能的新菌种称为“超级细菌”。4遗传工程在环境工程中的应用。降解石油的超级细菌、耐汞质粒、降解染料的质粒。5基因重组、基因突变等概念。基因重组有哪几种方式？（4）基因突变：基因型的改变，引起表现型突然发生了可遗传的变化。（5）基因重组：两个不同性状的个体细胞的DNA融合，使基因重新排列，遗传给后代，产生新品种或表达新性状。（转化、接合、转导）6基因的概念及分类。基因是具有遗传功能的DNA分子片段。结构基因、调节基因、操纵基因第八章微生物的生态1生态系统的概念生态系统：生物群落及其生存环境共同组成的动态平衡系统2微生物之间的相互关系分为哪4种？概念及举例？1.互生：两种不同生物，当其生活在一起时，可以由一方为另一方提供或创造有利的生活条件单方面有利的互生关系:生物处理构筑物中的氨化细菌、亚硝酸细菌、硝酸细菌。双方面有利的互生关系：氧化塘中的藻类和细菌2.共生：两种不同种的生物共同生活在一起，互相依赖，形成一个相互分工的生理整体不能分开。如藻类和真菌为共生关系，形成地衣。3.拮抗：一种微生物产生不利于另一种微生物生存的代谢产物，该代谢产物能使另一种微生物生长受抑制甚至死亡。此外，一种微生物还可以以另一种微生物为食料。4.寄生：一个生物生活在另一个生物体内，取得营养以生长和繁殖。但使后者受到损害。前者称为寄生物，后者称为寄主。如噬菌体和细菌。第十、十一章微生物对污染物的分解与转化及污水生物处理中的主要微生物1生物脱氮的机理及参与的主要微生物污水中的含氮有机物，在生物处理过程中被异养型微生物氧化分解，转化为氨氮，然后由自养型硝化细菌将其转化为NO3-，最后再由反硝化细菌NO3-还原为N2。2氨化：有机氮转变为氨氮过程称为氨化作用。硝化：氨在好氧硝化细菌的呼吸过程中转变为亚硝酸，然后转变为硝酸的过程反硝化：硝酸盐在通气不良环境中（缺氧），被反硝化细菌还原成NO2或N2的过程。3厌氧消化的三阶段1）发酵细菌作用阶段（水解发酵阶段）2）产醋酸细菌作用阶段（产氢、产乙酸阶段）3）产甲烷阶段4类群1）发酵细菌2）产氢产乙酸细菌3）同型产乙酸细菌群4）产甲烷细菌4生物除磷的机理及参与的主要微生物：聚磷菌一类的细菌，可以过量地、超出其生理需要地从外部摄取磷，并将其以聚合形态储存在体内，形成高磷污泥。将高磷污泥排出系统，就可以实现污水除磷。聚磷菌，发酵产酸菌和异养好氧菌第十三章水卫生生物学1为什么用大肠菌群作为检验水的卫生指标？（1）大肠菌群的生理习性与大部分病原菌相似，并且外界存活时间基本