1、第一篇 微生物學基礎第一章 非細胞結構的超微生物病毒1 病毒是一類什么樣的微生物？它有什么特點？答：病毒沒有合成蛋白質的機構核糖體，也沒有合成細胞物質和繁殖所必備的酶系統，不具獨立的代謝能力，必須專性寄宿在活的敏感宿主細胞內，依靠宿主細胞合成病毒的化學組成和繁殖新個體。其特點是：病毒在活的敏感宿主細胞內是具有生命的超微生物，然而，在宿主體外卻呈現不具生命特征的大分子物質，但仍保留感染宿主的潛在能力，一旦重新進入活的宿主細胞內又具有生命特征，重新感染新宿主。2病毒的分類依據是什么？分為哪幾類病毒？答：依據是：病毒是根據病毒的宿主、所致疾病、核酸的類型、病毒粒子的大小、病毒的結構、有或無被膜等進行

2、分類的。根據轉性宿主分類：有動物病毒、植物病毒、細菌病毒（噬菌體）、放線菌病毒（噬放線菌體）、藻類病毒（噬藻體）、真菌病毒（噬真菌體）。按核酸分類：有DNA病毒和RNA病毒。3病毒具有什么樣的化學組成和結構？答：病毒的化學組成有蛋白質和核酸。還含有脂質和多糖。整個病毒體分兩部分：蛋白質衣殼和核酸內芯，兩者構成核衣殼。蛋白質衣殼是由一定數量的衣殼粒按一定的排列組合構成的病毒外殼。核酸內芯有兩種：核糖核酸（RNA）和脫氧核糖核酸（DNA）。4敘述大腸桿菌T系噬菌體的繁殖過程。答：大腸桿菌T系噬菌體的繁殖過程有：吸附、侵入、復制、聚集與釋放。首先，大腸桿菌T系噬菌體以它的尾部末端吸附到敏感細胞表面上

3、某一特定的化學成分，或是細胞壁，或是鞭毛，或是纖毛。噬菌體侵入宿主細胞后，立即引起宿主的代謝改變，宿主細胞內的核酸不能按自身的遺傳特性復制和合成蛋白質，而由噬菌體核酸所攜帶的遺傳信息所控制，借用宿主細胞的合成機構復制核酸，進而合成噬菌體蛋白質，核酸和蛋白質聚集合成新的噬菌體，這個過程叫裝配。大腸桿菌T系噬菌體的裝配過程如下：先合成含DNA的頭部，然后合成尾部的尾鞘、尾髓和尾絲，并逐個加上去就裝配成一個完整的新的大腸桿菌T系噬菌體。噬菌體粒子成熟后，噬菌體的水解酶水解宿主細胞壁而使宿主細胞破裂，使菌體被釋放出來重新感染新的宿主細胞一個宿主細胞可釋放10到1000個噬菌體粒子。5什么叫毒性噬菌體？

4、什么叫溫和噬菌體？答：侵入宿主細胞后，隨即引起宿主細胞裂解的噬菌體稱作毒性噬菌體。侵入宿主細胞后，不引起宿主細胞裂解的噬菌體稱作溫和噬菌體。6 什么叫溶原細胞（菌）？什么叫原噬菌體？答：含有溫和噬菌體核酸的宿主細胞被稱作溶原細胞。在溶原細胞內的溫和噬菌體核酸，稱為原噬菌體。7 解釋Escherichia coli K12（）中的各詞的含義。答：該詞為大腸桿菌溶原性噬菌體的全稱。Escherichia為大腸桿菌的屬名，coli為大腸桿菌的名種，K12是大腸桿菌的株名，括弧內的為溶原性噬菌體。8 病毒（噬菌體）在固體培養基上有什么樣的培養特征?答：將噬菌體的敏感細菌接種在瓊脂固體培養基上生長形成多

5、個菌落，當接種適度的噬菌體懸液后引起點性感染，再感染點上進行反復的感染過程，宿主細胞菌落就一個個被裂解成一個個空斑，這些空斑就叫噬菌斑。10 什么叫噬菌斑？什么是PFU？答：將噬菌體的敏感細菌接種在瓊脂固體培養基上生長形成多個菌落，當接種適度的噬菌體懸液后引起點性感染，再感染點上進行反復的感染過程，宿主細胞菌落就一個個被裂解成一個個空斑，這些空斑就叫噬菌斑。PFU就是病毒空斑單位， 空斑就是原代或傳代單層細胞被病毒感染后，一個個細胞被病毒蝕空形成的空斑。一個空斑表示一個病毒。所以，通過病毒空斑單位的計數可知單位體積中含病毒數。第二章 原核微生物1 細菌有哪幾種形態?各舉一種細菌為代表。答：1球

6、菌：金黃色葡萄球菌 2桿菌：芽孢桿菌 3 螺旋菌：弧菌 4絲狀菌：鐵絲菌 2 細菌有哪些一般結構和特殊結構？它們各有哪些生理功能？答：細菌是單細胞生物。所有細菌均有：細胞壁、細胞質膜、細胞質及其內含物、細胞核物質。部分細菌有特殊結構：芽孢、鞭毛、莢膜、粘液層、菌膠團、衣鞘及光合作用片層等。細胞壁是包圍在細菌體表面最外層的、具有堅韌而帶有彈性的薄膜。可以起到：保護原生質體免受滲透壓引起破裂的作用。維持細菌的細胞形態。細胞壁是多孔結構的分子篩，阻擋某些分子進入和保留蛋白質在間質（格蘭氏陰性菌細胞壁和細胞質之間的區域）細胞壁為鞭毛提供指點，使鞭毛運動。細胞質膜的生理功能有：維持滲透壓的梯度和溶液的轉

7、移。細胞質膜上有合成細胞壁和形成橫膈膜組分的酶，故在膜的外表面合成細胞壁膜內陷形成的中間體含有細胞色素，參與呼吸作用。細胞質膜上有琥珀酸脫氫酶、NADH脫氫酶、細胞色素氧化酶、電子傳遞系統、氧化磷酸化酶及腺苷三磷酸酶。在細胞上進行物質代謝和能量代謝。細胞質膜上有鞭毛基粒，鞭毛由此長出，即為鞭毛提供附著點。莢膜的主要功能有：具有莢膜的S-型肺炎鏈球菌毒性強，有助于肺炎鏈球菌侵入人體。莢膜可保護致病菌免受宿主吞噬細胞的吞噬，保護細菌免受干燥的影響。當缺乏營養時，假膜可被用作碳源和能源，有的莢膜還能做氮源。廢水生物處理中細菌的莢膜有生物吸附作用，再爆氣池中因爆氣攪動和水的沖擊力容易把細菌粘液沖刷入水

8、中，以增加水中有機物，它可被其他微生物利用。3 革蘭氏陽性菌和革蘭氏陰性菌的細胞壁結構有什么異同？各有哪些化學組成？答：革蘭氏陽性菌細胞壁厚約20-80nm，結構較簡單，含肽聚糖，革蘭氏陰性菌細胞壁厚約10nm，結構復雜，分外壁層和內壁層，外壁層又分三層：最外層是脂多糖，中間是磷脂層，內層是脂蛋白。內壁含肽聚糖，不含磷壁酸。化學組成：革蘭氏陽性菌含大量肽聚糖，含獨磷壁酸，不含脂多糖。革蘭氏陰性菌含極少肽聚糖，含獨脂多糖，不含磷酸壁。7 在pH為6、pH為7、pH為7.5的溶液中細菌各帶有什么電荷？在pH為1.5溶液中細菌代有什么電荷？為什么?答：在pH為6、pH為7、pH為7.5的溶液中細菌帶

9、負電荷。在pH為1.5溶液中細菌帶正電荷。因為細菌的等電點為pH為2-5。若培養液的pH比細菌等電點高，細菌的游離氨基電離受抑制，游離羧基電離，細菌帶負電。若培養液的pH比細菌等電點低，細菌的游離羧基電離受抑制，游離氨基電離，細菌帶正電。8 敘述革蘭氏染色的機制和步驟。答：機制：革蘭氏染色與細菌等電點有關革蘭氏染色與細胞壁有關步驟：1在無菌操作條件下，用接種環挑取少量細菌于干凈載玻片上涂布均勻，固定。2用草酸結晶紫染液1分鐘，水洗。3用碘-碘化鉀媒染1分鐘，水洗。4用中性脫色劑（如乙醇）脫色，革蘭氏陽性菌不褪色仍呈紫色，格蘭仕陰性菌褪色，呈無色。5用蕃紅染液復染1分鐘，革蘭氏陽性菌仍呈紫色，格

10、蘭仕陰性菌呈紅色。革蘭氏陽性菌與格蘭仕陰性菌及被區別開來9 何謂細菌菌落？細菌有哪些培養特征？這些培養特征有哪些實踐意義？答：細菌菌落就是由一個細菌繁殖起來由無數細菌組成具有一定形態特征的細菌集團。細菌培養特征：1在固體培養基上的培養特征:菌落特征。2在明膠培養基中的培養特征：能產生明膠水解酶水解明膠，不同的細菌將明膠水解成不同的溶菌區。3在半固體培養基中的培養特征：細菌可呈現各種生長狀態，根據細菌的生長狀態判斷細菌的呼吸類型和鞭毛有無。4在液體培養基中的培養特征：在液體培養基中，細菌整個個體與培養基接觸，可以自由擴散生長。10 可用什么培養技術判斷細菌的呼吸類型和能否運動？如何判斷？答：細菌

11、在半固體培養基中培養：細菌可呈現各種生長狀態，根據細菌的生長狀態判斷細菌的呼吸類型、鞭毛有無以及能否運動。如果細菌在培養基的表面以穿刺線的上部生長者為好氧細菌。沿著穿刺線自上而下生長者為兼性厭氧菌或兼性好氧菌。如果只沿著穿刺線生長沒有鞭毛，不運動的細菌；如果不沿著穿刺線生長而且穿透培養基擴散生長者為有鞭毛。運動的細菌。11 何謂放線菌？革蘭氏染色是何種反應？答:在固體培養基上呈輻射狀生長的菌種，成為放線菌。除枝動菌屬革蘭氏陰性菌，革蘭氏染色呈紅色外，其余全部放線菌均為革蘭氏陽性菌，革蘭氏染色呈紫色。第四章 微生物的生理8. 微生物需要那些營養物質？供給營養時應注意些什么？為什么？答：(1) 水

12、;(2) 碳源和能源; (3) 氮源; (4) 無機鹽; (5) 生長因子供給營養時要注意碳氮磷的比例，因為不同微生物細胞的元素組成比例不同，對各營養元素要求的比例也不同，因此要合適的碳氮磷的比例。9. 根據微生物對碳源和能源的需要不同可把微生物分成哪幾種類型？答：根據微生物對碳源和能源的需要不同可把微生物分成：無機營養微生物；有機營養微生物；混合營養微生物；10. 當處理某一工業廢水時，怎樣著手和考慮配給營養？答：污水生物處理中好氧微生物群體要求碳氮磷比為BOD5:N:P=100:5:111. 什么叫培養基？按物質的不同，培養基可分為哪幾類？按試驗目的和用途的不同，可分為哪幾類？答：根據各種

13、微生物的營養要求，將水、碳源、氮源、無機鹽及生長因子等物質按一定比例配制而成的，用以培養微生物的基質，即培養基。按物質的不同，培養基可分為:合成培養基；天然培養基；復合培養基；按試驗目的和用途的不同，可分為：基礎培養基；選擇培養基；鑒別培養基；富集培養基。12. 什么叫選擇培養基？那些培養基屬于選擇培養基？答：用以抑制非目的微生物的生長并使所要分離的微生物生長繁殖的培養基。麥康蓋培養基為含膽汁酸鹽的培養基，用于大腸桿菌的培養的選擇培養基；乳糖發酵培養基也是適用于大腸桿菌生長的選擇培養基。13. 什么叫鑒別培養基？那些培養基屬于鑒別培養基？答：幾種細菌由于對培養基中某一成分的分解能力不同，其菌落

14、通過指示劑顯示出不同的顏色而被區分開，這種其鑒別和區別不同細菌作用的培養基，叫做鑒別培養基。遠藤氏培養基能區別大腸埃希氏菌，枸櫞酸鹽桿菌，產氣桿菌，副大腸桿菌。此外，還有醋酸鉛培養基，伊紅-美藍培養基。14. 如何從糞便污染的水樣中將大腸桿菌群中的四種菌逐一鑒別出來？答：使用鑒別培養基，大腸埃希氏菌，枸櫞酸鹽桿菌，產氣桿菌，副大腸桿菌均能在遠藤氏培養基上生長，但它們對乳糖的分解能力不同：前三者能分解乳糖，但分解能力有強有弱，大腸埃希氏菌分解能力最強，菌落呈紫紅色帶金屬光澤；枸櫞酸鹽桿菌次之，菌落呈紫紅或深紅色；產氣桿菌第三，菌落呈淡紅色，副大腸桿菌不能分解乳糖，菌落無色透明。這樣，這四種菌被鑒

15、別出來了。15. 如何判斷某水樣是否被糞便污染？答：如果水樣中檢測出有大腸桿菌群，則認為該水樣被糞便污染。18. 營養物質逆濃度梯度進入細胞的方式有哪些？是如何進入？答：有主動運輸和基團轉運。主動運輸是當微生物內所積累的營養物質的濃度高于細胞外的濃度時，營養物質就不能按濃度梯度擴散但細胞內，而是逆濃度梯度被“抽”進細胞內。這種逆濃度梯度積累營養物質的過程，叫主動運輸。基團轉位是由一種需要代謝能量的運輸方式。通過基團轉位進入細胞的物質有糖、嘌呤、嘧啶、乙酸等。第五章 微生物的生長繁殖與生存因子2什么叫滅菌？滅菌方法有哪幾種？試述其優缺點。答：滅菌是通過超高溫或其他的物理、化學因素將所有的微生物的

16、營養細胞和所有的芽孢或孢子全部殺死。滅菌的方法有干熱滅菌法和濕熱滅菌法。濕熱滅菌法比干熱滅菌法優越，因為濕熱的穿透力和熱傳導都比干熱的強，濕熱時微生物吸收高溫水分，菌體蛋白易凝固變性，所以滅菌效果好。3什么叫消毒？加熱消毒的方法有哪幾種？答：消毒是用物理、化學因素殺死致病菌，或是殺死所有微生物的營養細胞或一部分芽孢。方法有巴斯德消毒法和煮沸消毒法兩種。7試述pH過高或過低對微生物的不良影響。用活性污泥法處理污（廢）水時為什么要保持在pH6以上？答：(1) pH過低，會引起微生物體表面由帶負電變為帶正電，進而影響微生物對營養物的吸收。(2) 過高或者過低的pH還可影響培養基中的有機化合物的離子作

17、用，從而間接影響微生物。因為細菌表面帶負電，非離子狀態化合物比離子狀態化合物更容易滲入細胞。(3) 酶只在最適宜的pH時才能發揮其最大活性，極端的pH使酶的活性降低，進而影響微生物細胞內的生物化學過程，甚至直接破壞微生物細胞。(4) 過高或者過低的pH均降低微生物對高溫的抵抗能力。8. 在培養微生物過程中，什么原因使培養基pH下降？什么原因使pH上升？在生產中如何調節控制pH？答：微生物在培養基中分解葡萄糖，乳產生有機酸會引起培養基的pH下降，培養基變酸。微生物在含有蛋白質、蛋白胨及氨基酸等中性物質培養基中生長，這些物質可經微生物分解，產生NH和胺類等堿性物質，使培養基pH上升。在生產過程中，

18、處理城市生活污水、污泥中含有蛋白質，可不加緩沖性物質。如果不含蛋白質、氨等物質，處理前就要投加緩沖物質。緩沖物質有碳酸氫鈉、碳酸鈉、氫氧化鈉、氫氧化銨及氨等。以碳酸氫鈉最佳。霉菌和酵母菌對有機物具有較強的分解能力。pH較低的工業廢水可用霉菌和酵母菌處理，不需要堿調節pH，可節省費用。9. 微生物對氧化還原電位要求如何？在培養微生物過程中氧化還原電位如何變化？有什么辦法控制？答：各種微生物要求的氧化還原電位不同。一般好氧微生物要求的E為+300+400mV；E在+100mV以上，好氧微生物生長。兼性厭氧微生物在Eh為+100mV以上進行好氧呼吸，在Eh為+100mV一下時進行無氧呼吸。專性厭氧菌

19、要求Eh為-200-250mV，專性厭氧的產甲烷菌要求的Eh更低，為-300-400mV，最適為-330mV。在培養微生物的過程中，由于微生物繁殖消耗了大量氧氣，分解有機物產生氫氣，使得氫氣還原電位降低，在微生物對數生長期降到最低點。氧化還原電位可用一些還原劑加以控制，使微生物體系中的氧化還原電位維持在低水平上。這類還原劑有抗壞血酸、硫二乙醇鈉、二硫蘇糖醇、谷胱甘肽、硫化氫及金屬鐵。12. 專性厭氧微生物為什么不需要氧？氧對專性厭氧微生物有什么不良影響？答：因為專性厭氧微生物一遇到氧就會死亡。在氧氣存在時，專性厭氧微生物代謝產生的NADH2和O2反應生成H2O2和NAD，而專性厭氧微生物沒有過

20、氧化氫酶，它將被生成的過氧化氫殺死。O2還可以產生游離O,由于專性厭氧微生物沒有破壞O的超氧化物歧化酶而被O殺死。耐氧的厭氧微生物雖具有超氧化物歧化酶，能耐O2然而他們缺乏氧化氫酶，仍會被氧化氫殺死。第六章 微生物的遺傳和變異1. 什么是微生物的遺傳性和變異性？遺傳和變異的物質基礎是什么？如何得以證明？答：微生物將其生長發育所需要的營養類型和環境條件，以及對這些營養和外界條件產生的一定反應，或出現的一定性狀傳給后代，并相對穩定的一代一代傳下去。這時微生物的遺傳。微生物從它適應的環境遷移到不適應的環境后，微生物改變自己對營養和環境條件的要求，在新的生活條件下產生適應新環境的酶，從而適應新環境并良

21、好生長，這是遺傳的變異。DNA是遺傳和變異的物質基礎。可以從格里菲斯經典的轉化實驗和大腸桿菌T2噬菌體感染大腸桿菌的實驗得到證明。2. 微生物的遺傳基因是什么？微生物的遺傳信息是如何傳遞的？答：微生物的遺傳基因是微生物體內儲存傳遞信息的、有自我復制功能的單位。從分子遺傳學的角度看，微生物的遺傳信息是通過DNA將決定各種遺傳性狀的信息傳遞給子代的。3. 什么叫分子遺傳學的中心法則？什么叫反向轉錄？答：DNA的復制和遺傳信息傳遞的基本規則，稱為分子遺傳學的中心法則。只含RNA的病毒其遺傳信息儲存在RNA上，通過反轉錄酶的作用由RNA轉錄為DNA，這叫反向轉錄。4. DNA是如何復制的？何謂DNA的

22、變性和復性？答：DNA的自我復制大致如下：首先是DNA分子中的兩條多核苷酸鏈之間的氫鍵斷裂，彼此分開成兩條單鏈；然后各自以原有的多核苷酸鏈上的堿基排列順序，各自合成出一條新的互補的多核苷酸鏈。新合成額一條多核苷酸鏈和原有的多核苷酸鏈又以氫鍵連接成新的雙螺旋結構。當天然雙鏈DNA受熱或其他因素的作用下，兩條鏈之間的結合力被破壞而分開成單鏈DNA，即稱為DNA的變性。變性的DNA溶液經適當處理后重新形成天然DNA的過程叫復性。5.微生物有幾種RNA？它們各有什么作用？答：RNA有4種：tRNA，rRNA，mRNA，反義RNA。mRNA叫幸事RNA，作為多聚核苷酸的一級結構，其上帶有指導氨基酸的信息

23、密碼，它反義氨基酸，具傳遞遺傳性的功能。tRNA叫轉移RNA，其上有和mRNA互補的反密碼子，能識別氨基酸及識別mRNA上的密碼子，在tRNA-氨基酸合成酶的作用下傳遞氨基酸。反義RNA起調節作用。決定mRNA翻譯合成速度。rRNA和蛋白質合成的核糖體為合成蛋白質的場所。由tRNA，rRNA，mRNA，反義RNA協作合成蛋白質。6. 微生物生長過程中蛋白質是如何合成的？細胞是如何分裂的？答：(1) DNA復制：首先，決定某種蛋白質分子結構的相應一段DNA鏈的自我復制。(2) 轉錄mRNA：轉錄是雙鏈DNA分開，以它其中一條單鏈為模板遵循堿基配對的原則轉錄出一條mRNA。新轉錄的mDNA鏈的核苷

24、酸堿基的排列順序與模板DNA鏈的核苷酸堿基排列順序互補。轉錄后，mRNA的順序又通過三聯密碼子的方式由tRNA翻譯成相應的氨基酸排列順序，產生具有不同生理特性的功能蛋白。(3) 翻譯：翻譯由tRNA完成，tRNA鏈上有反密碼子與mRNA鏈上對氨基酸順序編碼的核苷酸堿基順序互補。tRNA具有特定識別作用的兩端：tRNA的一端識別特定的氨基酸，并與之暫時結合形成氨基酸-tRNA的結合分子。另一端上有三個核苷酸堿基順序組成的反密碼子。它識別mRNA上的互補的三聯密碼子，并與之暫時結合。(4) 蛋白質合成：通過兩端的識別作用，把特定氨基酸轉送到核糖體上，使不同的氨基酸按照mRNA上的堿基順序連接起來，

25、在多肽合成酶的作用下合成多肽鏈，多肽鏈通過高度折疊形成特定的蛋白質結構，最終產生具有不同生理特性的功能蛋白。由于DNA復制和蛋白質合成而使兩者成倍增加后的一個有秩序的過程，即微生物細胞的分裂。微生物將成倍增加的核物質和蛋白質均等地分配給兩個子細胞，在細胞的中部合成橫膈膜并逐漸內陷，最終將兩個子細胞分開，細胞分裂完成。7. 微生物變異的實質是什么？微生物突變類型有幾種？變異表現在哪些方面？答：微生物變異的實質是基因突變。突變的類型有自發突變和誘發突變。表現在個體形態的變異、菌落形態的變異、營養要求的變異、對溫度，pH要求的變異，毒力的變異，抵抗能力的變異，生理生化特性的變異以及代謝途徑產物的變異

26、等。8. 廢水處理中變異現象有哪幾方面？答：廢水處理中變異現象有：有營養要求的變異；對溫度，pH要求的變異；對毒物的耐毒能力的變異；個體形態和菌落形態的變異及代謝途徑產物的變異等。9. 什么叫定向培育和馴化？答：定向培育是人為用某一特定環境長期處理某一微生物群體，同時不斷將它們進行移種傳代，以達到累積和選擇合適的自發突變體的一種古老的育種方法。定向培育在環境工程中稱為馴化。10. 試述紫外輻射殺菌的作用機理。答：紫外輻射的波長范圍是200390nm，紫外輻射對微生物有致死作用是由于微生物細胞中的核酸、嘌呤、嘧啶、及蛋白質對紫外輻射有特別強的吸收能力。DNA和RNA對紫外輻射的吸收峰在260nm

27、處，蛋白質對紫外輻射的吸收峰在280nm處.紫外輻射能引起DNA鏈上兩個鄰近的胸腺嘧啶分子形成胸腺嘧啶二聚體，致使DNA不能復制，導致微生物死亡。11. DNA損傷修復有幾種形式？各自如何修復？答：(1) 光復活和暗復活：一部分損傷的DNA在藍色區域可見光處，尤其510nm波長的光照的條件下，DNA修復酶將損傷區域兩端的磷酸酯鍵水解，切割受損的DNA，將新的核苷酸插入，由連接好形成正常的DNA，這叫光復活。受損傷的DNA也可能在黑暗時被修復成正常的DNA。這叫暗復活。(2) 切除修復：在有Mg和ATP存在的條件下，uvrABC核酸酶在同一條單鏈上的胸腺嘧啶二聚體兩側位置，將包括胸腺嘧啶二聚體內

28、的有1213個核苷酸額單鏈切下。通過DNA多聚酶的作用，釋放出被切割的1213個核苷酸額單鏈。DNA連接酶縫合新合成的DNA片段和原有的DNA鏈之間的切割，完成修復。(3) 重組修復：受損傷的DNA先經復制，染色體交換，使子鏈上的空隙部分面對正常的單鏈，DNA多聚酶修復空隙部分成正常鏈。留在親鏈上的胸腺嘧啶二聚體依靠切除修復過程去除掉。(4) sos修復：在DNA收到大范圍重大損傷時誘導產生一種應急反應，使細胞內所有的修復酶增加合成量，提高酶活性。或誘導產生新的修復酶修復DNA受損傷的部分而成正常的DNA。(5) 適應性修復：細菌由于長期接觸低劑量的誘變劑會產生修復蛋白（酶），修復DNA上因甲

29、基化而遭受的損傷。12. 何謂雜交、轉化和轉導？各自有什么實踐意義？答：雜交是通過雙親細胞的融合，使整套染色體的基因重組，或者是通過雙親細胞的溝通，使部分染色體基因重組。雜交育種將固氮基因轉移給不固氮的微生物使它們具有固氮能力，對農業生產和缺氮的工業廢水生物處理是很有意義的。受體細胞直接吸收來自供體細胞的DNA片段，并把它整合到自己的基因組里，從而獲得了供體細胞部分遺傳性狀的現象，稱為轉化。遺傳和變異物質基礎的經典實驗是轉化的突出例子。通過溫和噬菌體的媒介作用，把供體細胞內特定的基因攜帶至受體細胞中，使后者獲得前者部分遺傳性狀的現象，稱為轉導。13. 什么是質粒？在遺傳工程中有什么作用？舉例說

30、明。答：在原核微生物中，除有染色體外，還有令一種較小的，攜帶少量遺傳基因的環狀DNA分子叫質粒，也叫染色體外DNA。質粒可以用來培育優良菌種，在基因工程中常被用作基因轉移的運載工具載體。例：(1) 多功能超級細菌的構建。(2) 解烷抗汞粒菌的構建。(3) 脫色工程菌的構建。(4) Q5T工程菌。14. 何謂基因工程？它的操作有幾個步驟？答：基因工程是指基因水平上的遺傳工程。是用人工的方法把所需要的某一供體生物的DNA提取出來，在離體的條件下用限制性內切酶將離體DNA切割成帶有目的基因的DNA片段，每一段平均長度有幾千個核苷酸，用DNA連接酶把它和質粒的DNA分子在體外連接成重組的DNA分子，然

31、后將重組體導入某一受體細胞中，以便外來的遺傳物質在其中進行復制擴增和表達；而后進行重組體克隆篩選和鑒定；最后對外源基因表達產物進行分離提純，從而獲得新品種。它包括5個步驟：(1) 先從供體細胞中選擇獲取帶有目的基因的DNA片段；(2) 將目的DNA的片段和質粒在體外重組；(3) 將重組體轉入受體細胞；(4) 重組體克隆篩選和鑒定；(5) 外源基因表達產物的分離提純。15. 什么叫PCR技術？有幾個操作步驟？答：PCR技術稱DNA多聚酶鏈式反應。是DNA體外擴增的技術。步驟：(1) 加熱變性：將待擴增的DNA置于9495攝氏度的哥嫂問水浴中加熱5分鐘，使雙鍵DNA解鏈為單鏈DNA，分開的兩條單鏈

32、DNA作為擴增的模板。(2) 退火：將加熱變性的單鏈DNA溶液的溫度緩慢下降至55攝氏度后，在這過程中將引物DNA的堿基與單鏈模板DNA一端堿基互補配對。(3) 延伸：在退火過程中，當溫度下降至72攝氏度時，在耐熱性TaqDNA多聚酶、適應的pH和一定的離子強度下，寡核苷酸引物堿基和模板DNA結合延伸成雙鏈DNA。經過3035次循環，擴增倍數達10，可將長達2kb的DNA由原來的1pg擴增到0.51g。若經過60次循環，DNA擴增倍數可達1010。16. 基因工程和PCR技術在環境工程中有何實踐意義？舉例說明。答：在環境保護方面利用基因工程獲得了分解多種有毒物質的新型菌種。若采用這種多功能的超

33、級細菌可望提高廢水生物處理的效果。并在廢水生物處理模擬實驗中也取得一些成果。PCR技術廣泛運用于法醫鑒定、醫學檢疫、環境監測等方面。第七章 微生物生態1. 什么叫生態系統？生態系統有什么功能？什么叫生態圈？什么叫生態平衡？答：生態系統是在一定時間和空間范圍內由生物（包括動物、植物和微生物的個體、種群、群落）與它們的生境（包括光、水、土壤、空氣及其他生物因子）通過能量流動和物質循環所組成的一個自然體。它的功能有生物生產、能量流動、物質循環和信息傳遞。生存在地球陸地以上和海面以下約10km之間的范圍，包括巖石圈、土壤圈、水圈和大氣圈內所有生物群落和人以及它們生存環境的總體，叫生態圈。即使有外來感染

34、，生態系統能通過自行調節的能力恢復到原來的穩定狀態，這就是生態系統的平衡，即生態平衡。2. 為什么說土壤是微生物最好的天然培養基？土壤中有哪些微生物？答：因為土壤具有微生物所必需的營養和微生物生長繁殖及生命活動所需要額各種條件，所以說土壤是微生物最好的天然培養基。土壤中的微生物有細菌，放線菌，真菌，藻類，原生動物和微型動物。3. 什么叫土壤自凈？土壤被污染后其微生物群落有什么變化？答：土壤對施入其中的一定負荷的有機物或有機污染物具有吸附和生物降解能力，通過各種物理、生化過程自動分解污染物使土壤恢復到原有水平的凈化過程，稱為土壤自凈。土壤被污染后，土壤的微生物區系和數量發生改變，并誘導產生分解各

35、種污染物的微生物新品種。4. 土壤是如何被污染的？土壤污染有什么危害？答：土壤污染的主要來在含有有機毒物和重金屬的污水和廢水的農田灌溉；來自含有有機毒物和重金屬的污、廢水的土地處理；來自固體廢物的堆放和填埋等的滲漏液；來自地下儲油罐泄漏和以及農藥噴灑。危害：(1) 有機、無機毒物過多滯留、積累在土壤中，改變了土壤的理化性質，使土壤鹽堿化，板結。毒害植物和土壤微生物，破壞土壤生態平衡。(2) 土壤中的毒物被植物吸收、富集、濃縮，隨食物鏈遷移，會轉移到人體；或被雨水沖刷流入河流、湖泊或滲入地下水，進而造成水體污染。污染物又隨水源進入人體，毒害人類。(3) 污水和廢水中含有的各種病原微生物雖然有些在

36、土壤中不適應而死亡，但有些可在土壤中長時間存活，它們可以通過各種途徑轉移到水體，進而進而人體，引起人的疾病。5. 什么叫土壤生物修復？為什么要進行土壤修復？答：土壤生物修復是利用土壤中土壤中的天然微生物資源或人為投加目的菌株，甚至用構建的特異降解功能菌投加到各污染土壤中，將滯留的污染物快速降解和轉化，使土壤恢復其天然功能。因為土壤受污染后會造成：(1) 有機、無機毒物過多滯留、積累在土壤中，改變了土壤的理化性質，使土壤鹽堿化，板結。毒害植物和土壤微生物，破壞土壤生態平衡。(2) 土壤中的毒物被植物吸收、富集、濃縮，隨食物鏈遷移，會轉移到人體；或被雨水沖刷流入河流、湖泊或滲入地下水，進而造成水體

37、污染。污染物又隨水源進入人體，毒害人類。3.污水和廢水中含有的各種病原微生物雖然有些在土壤中不適應而死亡，但有些可在土壤中長時間存活，它們可以通過各種途徑轉移到水體，進而進而人體，引起人的疾病。所以要進行土壤修復。6. 土壤生物修復技術關鍵有哪些方面？答：土壤生物修復的技術的關鍵有四個方面：(1) 微生物物種；(2) 微生物營養：一般土壤微生物額碳氮比25：1, 污水好氧生物處理的BOD5：N：P=100：5：1；(3) 溶解氧；(4) 微生物的環境因子。7. 空氣微生物有哪些來源？空氣中有哪些微生物？答：空氣中微生物的來源很多，塵土飛揚可將土壤微生物帶至空中，小水滴飛濺將水中微生物帶至空中，

38、人和動物身體的干燥脫落物，呼吸道口腔內含微生物的分泌物通過咳嗽、打噴嚏等方式飛濺到空氣中。敞開的污水生物處理系統通過機器攪拌，鼓風曝氣等可使污水中的微生物以氣溶膠的形式飛濺到空氣中。主要有芽孢桿菌、霉菌和放線菌的孢子、野生酵母菌、原生動物和微型后生動物的胞囊。8. 空氣中有哪些致病微生物？以什么微生物為空氣污染指示菌？答：空氣中有白色葡萄球菌、金色葡萄球菌、綠膿桿菌、沙門氏菌、大腸桿菌、白喉桿菌、肺炎球菌及結核桿菌、病毒粒子、阿米巴胞囊、立克次氏體等。以綠色鏈球菌為空氣污染指示菌。9. 水體中微生物有幾方面來源？微生物在水體中的分布有什么樣的規律？答：水體中微生物的來源有：水體中固有的微生物、

39、來自土壤的微生物、來自生產和生活的微生物、來自空氣的微生物。據海面010m的深處因受陽光照射含菌量較少，浮游藻類較多。510m以下至2550m處的微生物數量較多，而且隨海水深度的增加而增加，50m以下微生物的數量隨海水深度增加而減少。10. 什么叫水體自凈？可根據哪些指標判斷水體自凈程度？答：河流接納了一定量的有機污染物后，在物理、化學和水生物等因素的綜合作用后得到凈化，水質恢復到污染前的水平和狀態，叫做水體自凈。判斷水體自凈程度的指標有P/H指數和氧濃度晝夜變化幅度和氧垂曲線。11. 水體污染的指標有哪幾種？污化系統分為那幾“帶”？各“帶”有什么特征？答：水體污染的指標有：BIP指數、細菌菌

40、落總數、總大腸菌群。多污帶：多污帶位于排污口之后的區段，水呈暗灰色，很渾濁，含有大量有機物，BOD高，溶解氧極低，為厭氧狀態。-中污帶：-中污帶在多污帶的下游，水為灰色，溶解氧少，為半厭氧狀態，有機物量減少，BOD下降，水面上有泡沫和浮泥，有NH3、氨基酸及H2S，生物種類比多污帶稍多。細菌數量較多。-中污帶：-中污帶在-中污帶之后，有機物量較少，BOD和懸浮物含量低，溶解氧濃度升高，NH3和H2S含量減少，細菌數量減少，藻類大量繁殖，水生動物出現。寡污帶：寡污帶在-中污帶之后，標志者河流自凈過程已完成，有機物全部無機化，BOD和懸浮物含量極低，細菌極少，水的渾濁度低，溶解氧恢復到正常含量。1

41、2. 什么叫水體富營養化？評價水體富營養化的方法有幾種？答：水體富營養化是指在人類活動的影響下，生物所需的氮、磷等營養物質大量進入湖泊、河口、海灣等緩流水體，引起藻類及其他浮游生物迅速繁殖，水體溶解氧量下降，水質惡化，魚類及其他生物大量死亡的現象。評價方法有：觀察藍藻等指示生物，測定生物的現存量，測定原初生產力，測定透明度，測定氮磷等導致富營養化的物質。13. AGP是何意？如何測定AGP？答：AGP是藻類生產的潛在能力。把特定的藻類接種在天然水體或廢水中，在一定的光照度和溫度條件下培養，使藻類增長到穩定期為止，通過測干重或細胞數來測其增長量。將培養液用濾膜或高壓蒸汽滅菌器除去SS和雜菌。取5

42、00ml置于L型培養管，接入羊角月牙藻，將培養管放在往復振蕩器上，在20C，光照度為40006000lx條件下震蕩培養720d后，取適量培養液用濾膜過濾，置于105C烘至衡重，稱干重，計算一升藻類中的干重為該水樣的AGP。第八章 微生物在環境物質循環中的作用1. 什么叫生態系統？生態系統有什么功能？什么叫生態圈？什么叫生態平衡？答：生態系統是在一定時間和空間范圍內由生物（包括動物、植物和微生物的個體、種群、群落）與它們的生境（包括光、水、土壤、空氣及其他生物因子）通過能量流動和物質循環所組成的一個自然體。它的功能有生物生產、能量流動、物質循環和信息傳遞。生存在地球陸地以上和海面以下約10km之

43、間的范圍，包括巖石圈、土壤圈、水圈和大氣圈內所有生物群落和人以及它們生存環境的總體，叫生態圈。即使有外來感染，生態系統能通過自行調節的能力恢復到原來的穩定狀態，這就是生態系統的平衡，即生態平衡。2. 為什么說土壤是微生物最好的天然培養基？土壤中有哪些微生物？答：因為土壤具有微生物所必需的營養和微生物生長繁殖及生命活動所需要額各種條件，所以說土壤是微生物最好的天然培養基。土壤中的微生物有細菌，放線菌，真菌，藻類，原生動物和微型動物。3. 什么叫土壤自凈？土壤被污染后其微生物群落有什么變化？答：土壤對施入其中的一定負荷的有機物或有機污染物具有吸附和生物降解能力，通過各種物理、生化過程自動分解污染物

44、使土壤恢復到原有水平的凈化過程，稱為土壤自凈。土壤被污染后，土壤的微生物區系和數量發生改變，并誘導產生分解各種污染物的微生物新品種。4. 空氣中微生物的分布數量與什么因素有關？空氣中有哪些微生物？又有哪些致病微生物？答：室外空氣中的微生物數量和環境衛生狀況、環境綠化程度有關。室內的與人員密度、空氣流通程度。室內衛生狀況有關。空氣中主要有芽孢桿菌、霉菌和放線菌的孢子、野生酵母菌、原生動物和微型后生動物的胞囊。空氣中有白色葡萄球菌、金色葡萄球菌、綠膿桿菌、沙門氏菌、大腸桿菌、白喉桿菌、肺炎球菌及結核桿菌、病毒粒子、阿米巴胞囊、立克次氏體等致病微生物。5. 水體中微生物分布有什么樣的規律？答：據水面

45、010m的深處因受陽光照射含菌量較少，浮游藻類較多。510m以下至2550m處的微生物數量較多，而且隨水深度的增加而增加，50m以下微生物的數量隨水深度增加而減少。6. 什么叫水體自凈？可根據哪些指標判斷水體自凈程度？答：河流接納了一定量的有機污染物后，在物理、化學和水生物等因素的綜合作用后得到凈化，水質恢復到污染前的水平和狀態，叫做水體自凈。判斷水體自凈程度的指標有P/H指數和氧濃度晝夜變化幅度和氧垂曲線。7. 污化系統分為那幾“帶”？各“帶”有什么特征？答：多污帶：多污帶位于排污口之后的區段，水呈暗灰色，很渾濁，含有大量有機物，BOD高，溶解氧極低，為厭氧狀態。-中污帶：-中污帶在多污帶的

46、下游，水為灰色，溶解氧少，為半厭氧狀態，有機物量減少，BOD下降，水面上有泡沫和浮泥，有NH、氨基酸及HS，生物種類比多污帶稍多。細菌數量較多。-中污帶：-中污帶在-中污帶之后，有機物量較少，BOD和懸浮物含量低，溶解氧濃度升高，NH3和H2S含量減少，細菌數量減少，藻類大量繁殖，水生動物出現。寡污帶：寡污帶在-中污帶之后，標志者河流自凈過程已完成，有機物全部無機化，BOD和懸浮物含量極低，細菌極少，水的渾濁度低，溶解氧恢復到正常含量。8. 水體污染的指標有哪幾種？什么叫水體富營養化？答：水體污染的指標有：BIP指數、細菌菌落總數、總大腸菌群。水體富營養化是指在人類活動的影響下，生物所需的氮、

47、磷等營養物質大量進入湖泊、河口、海灣等緩流水體，引起藻類及其他浮游生物迅速繁殖，水體溶解氧量下降，水質惡化，魚類及其他生物大量死亡的現象。9. 在環境工程中有哪些人工生態體系？答：活性污泥和生物膜是環境工程中的人工生態體系。10. 活性污泥是什么？活性污泥有哪些微生物群落？答：活性污泥是由多種多樣的好氧微生物和兼性厭氧微生物與污（廢）水中有機的和無機固體物混凝交織在一起，形成的絮狀體或稱絨粒。微生物群落有酵母菌、霉菌、放線菌、藻類、原生動物和某些微型后生動物。11.生物膜是什么？生物膜有哪些微生物群落？答：生物膜是由多種多樣的好氧微生物和兼性厭氧微生物粘附在生物濾池濾料上或粘附在生物轉盤盤片上

48、的一層帶粘性、薄膜狀的微生物混合群體。微生物群落有浮游球衣菌、藻類、固著性纖毛蟲、游泳性纖毛蟲、輪蟲、線蟲、寡毛類的沙蠶等。12. 菌膠團和原生動物在污水生物處理和水體自凈過程中各起什么作用？答：菌膠團：有很強的生物吸附能力和氧化分解有機物的能力。為原生動物和微型后生動物提供了良好的生存環境。具有指示作用：可以衡量活性污泥的性能。原生動物：有指示作用、凈化作用、促進絮凝和沉淀的作用。13. 詳述纖維素的好氧和厭氧分解過程。有哪些微生物和酶參與?答：纖維素好氧分解：纖維素在纖維素酶的作用下分解為纖維二糖，在纖維二糖酶的作用下分解為葡萄糖，再進入三羧酸循環成為ATP、水、二氧化碳。微生物與酶：粘細

49、菌、鐮狀纖維菌、纖維弧菌。纖維素酶、纖維二糖酶、氧化酶、脫氫酶、脫羧酶細胞色素氧化酶。厭氧分解：厭氧發酵成為葡萄糖，葡萄糖經丙酮丁醇發酵成為：丙酮、丁醇、乙酸、水、二氧化碳。葡萄糖經丁酸發酵，生成丁酸、乙酸、水、二氧化碳。微生物：產纖維二糖芽孢梭菌、無芽孢厭氧分解菌、嗜熱纖維芽孢梭菌。14.詳述淀粉的好氧和厭氧分解過程。有哪些微生物和酶參與?答：在好氧條件下，淀粉水解成葡萄糖，進而發酵成丙酮酸，經三羧酸循環完全氧化成水、二氧化碳。在厭氧條件下。淀粉經乙醇發酵，生成乙醇和二氧化碳。在專性厭氧菌的作用下葡萄糖經丙酮丁醇發酵成為：丙酮、丁醇、乙酸、水、二氧化碳。葡萄糖經丁酸發酵，生成丁酸、乙酸、水、

50、二氧化碳。微生物和酶：好氧條件下：枯草芽孢桿菌、根酶、曲霉、-淀粉酶、脫支酶。厭氧條件下：丙酮丁醇梭狀芽孢桿菌、丁醇梭狀芽孢桿菌、丁酸梭狀芽孢桿菌、-淀粉酶、葡萄淀粉酶。15. 脂肪酸是如何進行-氧化的？其能量如何平衡？答：脂肪酸先是被脂酰硫激活酶激活，然后、碳原子上脫氫、加水、脫氫、再加水，最后在、碳位之間的碳鏈斷裂，生成1mol乙酰輔酶A和碳鏈較原來少兩個碳原子的脂肪酸。乙酰輔酶A經三羧酸循環完全氧化成水、二氧化碳。剩下的碳鏈較原來少兩個碳原子的脂肪酸可重復一次-氧化，以至完全形成乙酰輔酶A而告終。第一次-氧化可以得到16molATP，其后的每次可以得到17molATP。16.復雜有機物的

51、沼氣發酵三階段理論內容是什么？甲烷可通過哪些途徑形成？答：第一階段：水解酸化階段，微生物為水解和發酵細菌，包括纖維素分解菌、碳水化合物分解菌、蛋白質分解菌，為專性、兼性厭養菌，分解產物為簡單小分子的單糖、氨基酸、脂肪酸、甘油及CO2、H2等。第二階段：產氫產乙酸階段，微生物為產氫產乙酸菌（為專性、兼性厭養菌），分解產物為乙酸、丙酸、甲酸、乙醇、丙醇和CO2、H2等。第三階段：產甲烷階段，微生物為二組生理作用不同的產甲烷菌，為絕對厭養菌，包括甲烷桿菌、球菌、八疊球菌等。其中一組把氫和CO2轉化為甲烷和水；另一組使乙酸脫羧產生甲烷和CO2。形成途徑：由酸和醇的甲基生成；由醇的氧化使二氧化碳還原形成

52、；脂肪酸有時用水做還原劑或供氫體產生；利用氫使二氧化碳還原；在氧和睡存在時，巴氏甲烷八疊球菌與甲酸甲烷桿菌能將一氧化碳還原成甲烷。17. 何謂氨化作用、硝化作用、反硝化作用、固氮作用？它們各由哪些微生物起作用？答：氨化作用：有機氮化合物在氨化微生物的脫氨基作用下產生氨。微生物：梭狀芽孢桿菌。硝化作用：氨基酸脫下的氨，在有氧條件下，經亞硝酸細菌和亞硝酸細菌的作用轉化為硝酸。微生物：亞硝酸單胞菌屬、亞硝酸球菌屬、亞硝酸螺菌屬、亞硝酸葉菌屬、亞硝酸弧菌屬、硝化桿菌屬、硝化桿球屬。反硝化作用：兼性厭氧的硝酸鹽還原細菌將硝酸鹽還原成氮氣。微生物：施式假單胞菌，脫氮假單胞菌，熒光假單胞菌，紫色桿菌，脫氮色桿菌。固氮作用：在固氮微生物的固氮沒催化作用下，把分子氮轉化為氨，進而合成有機氮化合物。微生物：根瘤菌、園褐固氮菌、黃色固氮菌、拜葉林克氏菌屬、萬氏固氮菌。18. 什么叫硫化作用？參與硫化作用有哪些微生物？答：硫化作用：在有氧條件下，通過硫細菌的作用將硫化氫氧化為元素硫，再進而氧化成硫酸。參與的微生物：硫化細菌、硫磺細菌。19. 什么叫硫酸鹽還原作用？它有什么危害？答：硫酸鹽還原作用：土壤淹水、河流、湖泊等水體處于缺氧狀態時，硫酸鹽，亞硫酸鹽、硫代硫酸鹽和次亞硫酸鹽在微生物還原作用下形成硫化氫。在混凝土排水管和鑄鐵排水管中，