1、水處理生物學課后思考題  第一章 緒論 1 "水處理生物學"的研究對象是什么？ "水處理生物學"研究的對象主要集中在與水中的污染物遷移、分解及轉化過程密切相關的微生物、微型水生動物和水生/濕生植物，特別是應用于水處理工程實踐的生物種類。細菌等原核微生物在水處理工程中通常起著關鍵的作用，是水處理生物學研究的重點。  2 水中常見的微生物種類有哪些？ 水中的主要微生物分為非細胞生物（病毒）和細胞生物兩種類型。在細胞生物中又分為古菌、原核生物（如細菌、放線菌、藍細菌、支原體、立克次氏體、衣原體等）、真核生物。真核生物又可細分為藻類、真菌（如

2、酵母菌、霉菌等）、原生動物（分為肉足類、鞭毛類、纖毛類）、微型后生動物。  3 微生物有哪些基本特征？為什么？ 微生物除了具有個體微小、結構簡單、進化地位低等特點外，還具有以下特點： （1）   種類多。 （2）   分布廣。微生物個體小而輕，可隨著灰塵四處飛揚,因此廣泛分布于土壤、水和空氣等自然環境中。土壤中含有豐富的微生物所需要的營養物質，所以土壤中微生物的種類和數量很多。 （3）   繁殖快。大多數微生物在幾十分鐘內可繁殖一代，即由一個分裂為兩個。如果條件適宜，經過10h就可繁殖為數億個。 （4）   易變異。這一特點使微生物較能適應外界

3、環境條件的變化。  4 微生物命名常用的雙名法的主要規定是什么？ 一種微生物的名稱由兩個拉丁文單詞組成，第一個是屬名，用拉丁文名詞表示，詞首字母大寫，它描述微生物的主要特征；第二個是種名，用拉丁文形容詞表示，詞首字母不大寫，它描述微生物的次要特征。有時候在前面所述的兩個單詞之后還會有一個單詞，這個單詞往往是說明微生物的命名人。  5 水中小型動物和水生植物在水體水質凈化中各起什么樣的作用？ 小型動物多指12mm以下的后生動物，它們與水處理過程，特別是環境水體水質凈化過程有密切的關系，具有重要的生態功能。 底棲小型動物壽命較長，遷移能力有限，且包括敏感種和耐污種，故常稱為&q

4、uot;水下哨兵"，能長期檢測有機污染物的慢性排放。底棲生物鏈是水體生態環境健康的標志之一，底棲生物對水體內源污染控制極其重要。 水生植物作為水生生態系統的重要組成部分，具有重要的環境生態功能。對于水體，特別是淺水水體，大型水生植被的存在具有維持水生生態系統健康、控制水體富營養化、改善水環境質量的作用。  第二章 原核微生物 1 細菌的大小一般是用什么單位測量的？ 細菌的大小一般只有幾個m，故一般用m測量。  2 以形狀來分，細菌可分為哪幾類？ 細菌的形態大致上可分為球狀、桿狀和螺旋狀（弧菌及螺菌）3種，僅少數為其他形狀，如絲狀、三角形、方形和圓盤形等。球狀、桿狀

5、和螺旋狀是細菌的基本形態。自然界中，以桿菌最為常見，球菌次之，螺旋菌最少。  3 細菌的細胞結構包括一般結構和特殊結構，簡單說明這些結構及及其生理功能。 細菌的基本結構包括細胞壁和原生質兩部分。原生質位于細胞壁內，包括細胞膜（細胞質膜）、細胞質、核質和內含物。 細胞壁是包圍在細菌細胞最外面的一層富有彈性的、厚實、堅韌的結構，具有固定細胞外形和保護細胞不受損傷等多種功能。細胞壁的主要功能有：保持細胞形狀和提高細胞機械強度，使其免受滲透壓等外力的損傷；為細胞的生長、分裂所必需；作為鞭毛的支點，實現鞭毛的運動；阻攔大分子有害物質（如某些抗生素和水解酶）進入細胞；賦予細胞特定的抗原性以及對抗

6、生素和噬菌體的敏感性。 細胞膜又稱細胞質膜、質膜或內膜，是一層緊貼著細胞壁而包圍著細胞質的薄膜（厚約78nm），其化學組成主要是蛋白質、脂類和少量糖類。這種膜具有選擇性吸收的半滲透性，膜上具有與物質滲透、吸收、轉運和代謝等有關的許多蛋白質和酶類。細胞膜的主要功能為：選擇性地控制細胞內外物質（營養物質和代謝產物）的運送和交換。維持細胞內正常滲透壓。合成細胞壁組分和莢膜的場所。進行氧化磷酸化或光合磷酸化的產能基地。許多代謝酶和運輸酶以及電子呼吸鏈組成的所在地。鞭毛的著生和生長點。 細胞質是細胞膜包圍地除核區以外的一切透明、膠狀、顆粒狀物質的總稱。其主要成分是水、蛋白質、核酸和脂類等。與真核生物不同

7、，原核生物的細胞質是不流動的。 核區又稱核質體、原核、擬核或核基因組，指存在于細胞質內的、無核膜包裹、無固定形態的原始細胞核。 內含物是細菌新陳代謝的產物，或是貯備的營養物質。常見的內含物顆粒主要有以下幾種：異染顆粒。其化學組分是多聚偏磷酸鹽，是磷源和能源的貯藏物，可降低細胞滲透壓。聚羥基丁酸鹽。它是細菌所特有的一種碳源和能源貯藏物。肝糖和淀粉粒，兩者都是碳源和能源的貯藏物。硫粒，它是元素硫的貯藏物。氣泡，存在于許多光能營養型、無鞭毛的運動水生細菌中的包囊狀的內含物。 細菌的特殊結構一般指莢膜、芽孢和鞭毛3種。 莢膜或稱大莢膜，其主要功能有：保護作用。作為通透性屏障和離子交換系統。貯藏養料。表

8、面附著作用。細菌間的信息識別作用。 芽孢是某些細菌在生活史的一定階段在細胞內形成的一個圓形或橢圓形的休眠結構。具有壁厚，水分少，不易透水，抗熱、抗化學藥物、抗輻射能力強等特點。 鞭毛是某些細菌表面伸出的細長、波曲的附屬物。完整的一根鞭毛從形態上可分三部分：鞭毛絲、鞭毛鉤和基體。鞭毛是細菌的運動器官，鞭毛運動引起菌體運動。  4 什么是革蘭氏染色？其原理和關鍵是什么？它有何意義？ 1884年丹麥病理學家Hans Christian Gram提出了一個經驗染色法，用于細菌的形態觀察和分類。其操作過程是：結晶紫初染，碘液媒染，然后酒精脫色，最后用蕃紅或沙黃復染。這就是最常采用的革蘭氏染色法

9、。 革蘭氏染色的機理一般解釋為：通過初染和媒染后，在細菌細胞的細胞壁及膜上結合了不溶于水的結晶紫與碘的大分子復合物。革蘭氏陽性菌細胞壁較厚、肽聚糖含量較高和分子交聯度較緊密，故在酒精脫色時，肽聚糖網孔會因脫水而發生明顯收縮。再加上它不含脂類，酒精處理也不能在胞壁上溶出大的空洞或縫隙，因此，結晶紫與碘的復合物仍阻留在細胞壁內，使其呈現出藍紫色。與此相反，革蘭氏陰性菌的細胞壁較薄、肽聚糖位于內層且含量低和交聯松散，與酒精反應后其肽聚糖不易收縮，加上它的脂類含量高且位于外層，所以酒精作用時細胞壁上就會出現較大的空洞或縫隙，這樣，結晶紫和碘的復合物就很易被溶出細胞壁，脫去了原來初染的顏色。當蕃紅或沙黃

10、復染時，細胞就會帶上復染染料的紅色。 酒精脫色是革蘭氏染色的關鍵環節。脫色不足,陰性菌被誤染成陽性菌；脫色過度,陽性菌可誤染為陰性菌。 革蘭氏染色法的意義在于鑒別細菌，把眾多的細菌分為兩大類，革蘭氏陽性菌和革蘭氏陰性菌。  5 簡述細胞膜的結構與功能。 細胞膜又稱細胞質膜、質膜或內膜，是一層緊貼著細胞壁而包圍著細胞質的薄膜，其化學組成主要是蛋白質、脂類和少量糖類。 整體細胞膜的結構，目前大家比較公認的是"鑲嵌模型"，其要點是：磷脂雙分子層組成膜的基本骨架。磷脂分子在細胞膜中以多種方式不斷運動，因而膜具有流動性。膜蛋白以不同方式分布于膜的兩側或磷脂層中。 細胞膜的主

11、要功能為：選擇性地控制細胞內外物質（營養物質和代謝產物）的運送和交換。維持細胞內正常滲透壓。合成細胞壁組分和莢膜的場所。進行氧化磷酸化或光合磷酸化的產能基地。許多代謝酶和運輸酶以及電子呼吸鏈組成的所在地。鞭毛的著生和生長點。  6 芽孢有何特殊生理功能？其抗性機理是什么？芽孢的這些特點對實踐有何指導意義？ 芽孢最主要的特點就是抗性強，對高溫、低溫、紫外線、干燥、電離輻射和很多有毒的化學物質都有很強的抗性。并且它的休眠能力特別突出。 芽孢之所以具有耐熱性可能是因為它含有特殊的抗熱性物質-2，6-吡啶二羧酸和耐熱性酶。 芽孢的這些特點使之具有以下的作用： 分類鑒定 科研材料  

12、 保存菌種   分離菌種   消毒滅菌指標   生物殺蟲   7 什么是菌落？ 將單個或少量同種細菌（或其他微生物）細胞接種于固體培養基表面（或內層）時，在適當的培養條件下（如溫度、光照等），該細胞會迅速生長繁殖，形成許多細胞聚集在一起且肉眼可見的細胞集合體，稱之為菌落。準確地講，菌落就是在固體培養基上（內）以母細胞為中心的、肉眼可見的、有一定形態、構造特征的子細胞團。  8 什么叫菌膠團？菌膠團在污水生物處理中有何特殊意義？ 當莢膜物質融合成一團塊，內含許多細菌時，稱為菌膠團。菌膠團是活性污泥中細菌的主要存在形式，有較強的吸附和氧化

13、有機物的能力，在污水生物處理中具有重要的作用。一般說，處理生活污水的活性污泥，其性能的好壞，主要根據所含菌膠團多少、大小及結構的緊密程度來定。  9 簡述放線菌的特點與菌落特征。 放線菌是一類主要呈菌絲狀生長和以孢子繁殖的陸生性較強的原核生物。它的細胞結構與細菌十分相近，是細菌中進化較高級的類群，絕大多數放線菌是革蘭氏陽性菌。     放線菌都是單細胞的個體。細胞體內既沒有葉綠素，也沒有成形的細胞核。放線菌的菌絲分為營養菌絲和氣生菌絲。大多數放線菌為異養型，靠營養菌絲吸收營養物質，營腐生生活。大多數放線菌是好氧的，只有某些種是微量好氧菌和厭氧菌。當生長發育到一定時

14、期時，氣生菌絲頂端長出孢子絲,形成孢子。孢子散落出去，在適宜的條件下，萌發成新的菌絲體。 放線菌菌落的總體特征介于霉菌與細菌之間，因種類不同可分為兩類： 一類是由產生大量分枝和氣生菌絲的菌種所形成的菌落。形成的菌落質地致密、表面呈較緊密的絨狀或堅實、干燥、多皺，菌落較小而不蔓延。 另一類菌落由不產生大量菌絲體的種類形成，粘著力差，結構呈粉質狀，用針挑起則粉碎。 若將放線菌接種于液體培養基內靜置培養，能在瓶壁液面處形成斑狀或膜狀菌落，或沉降于瓶底而不使培養基混濁；如以振蕩培養，常形成由短的菌絲體所構成的球狀顆粒。  10 簡述絲狀細菌的主要類型，它們的代謝特點及在給水排水工程中的作用。

15、 絲狀細菌主要有鐵細菌、硫細菌和球衣細菌三種。 鐵細菌一般都是自養型絲狀細菌，它們一般能生活在含氧少但溶有較多鐵質和二氧化碳的水中。它們能將其細胞內所吸收的亞鐵氧化為高鐵，從而獲得能量。為了滿足對能量的需要，必須氧化大量的亞鐵，使之生成氫氧化鐵。這種不溶性的鐵化合物排出菌體后就沉淀下來。當水管中有大量的氫氧化鐵沉淀時，就會降低水管的輸水能力。此外，鐵細菌吸收水中的亞鐵鹽后，促使組成水管的鐵質更多地溶入水中，加速鋼管和鑄鐵管的腐蝕。 硫磺細菌一般也都是自養的絲狀細菌。它們能氧化硫化氫、硫磺和其他硫化物為硫酸，從而得到能量。硫磺細菌在水管中大量繁殖時，因有強酸產生，對于管道有腐蝕作用。 球衣細菌是

16、好氧菌。它在營養方面對碳素的要求較高，反應靈敏，所以大量的碳水化合物能加速球衣細菌的繁殖。此外球衣細菌對某些殺蟲劑，如液氯、漂白粉等的抵抗力不及菌膠團。球衣細菌分解有機物的能力很強。在污水處理設備正常運轉中有一定數量的球衣細菌，對有機物的去除是有利的。  11 什么是單細胞蛋白？ 單細胞蛋白也稱微生物蛋白，是由蛋白質、脂肪、碳水化合物、核酸以及非蛋白含氮化合物、維生素和無機化合物等組成的細胞質團。  12 簡述光合細菌的特點、分類，其應用領域。 光合細菌是具有原始光能合成體系的原核生物的總稱。它們以光作為能源，能在厭氧光照或好氧黑暗條件下利用自然界中的有機物、硫化物、氨等作

17、為供氫體進行光合作用。 其在生物與環境領域的研究與應用主要有以下兩點：      利用光合細菌生產單細胞蛋白和制劑。      利用光合細菌處理高濃度有機廢水。  13什么是藍細菌？其細胞特點如何？其與水質的關系如何？ 藍細菌舊名藍藻或藍綠藻，是一類進化歷史悠久、革蘭氏染色陰性、無鞭毛、含葉綠素（但不形成葉綠體）、能進行產氧光合作用的大型原核生物。 藍細菌的細胞是較典型的原核細胞。藍細菌的構造與G-細菌相似，細胞壁雙層，含肽聚糖。細胞除含葉綠素a外，還含有類胡蘿卜素及藻膽蛋白等光合色素。大多數藍細菌的光合色素位于類囊體的片層

18、中。菌體多呈藍綠色，但在不同光照條件下，菌體所含色素比例改變，可呈現黃、褐、紅等顏色。細胞中還有能固定CO2的羧酶體，在水生的細胞種類中常常有氣泡。 藍細菌與水體環境質量關系密切，在水體中生長茂盛時，能使水色變藍或其他顏色，并且有的藍細菌能發出草腥氣味或霉味。某些種屬的藍細菌大量繁殖會引起"水華"或"赤潮"，導致水質惡化，引起一系列環境問題。  14簡述支原體、衣原體、立克次氏體的特點與異同。 支原體是一類無細胞壁的、介于獨立生活和細胞內寄生的最小的細胞生命形式，屬原核微生物，介于細菌和病毒之間。其特點如下： 1)    

19、 支原體是最小的營獨立生活的繁殖單位，大小0.120.25m之間，因而能通過細菌過濾器。 2)      因缺乏堅韌的細胞壁，胞漿外面被三層"單位膜"所包圍，具有高度多樣性。 3)      對青霉素不敏感，能被四環素或紅霉素所抑制。 4)      能在無細胞的人工培養基上生長，在瓊脂培養平板上形成"油煎蛋"狀的菌落。 5)      其生長受到特異抗體的抑制。 6)      支原體非起源于細

20、菌也不能回復成細菌。 7)      支原體與細胞膜有特殊的親和力。 衣原體是僅在脊椎動物細胞內專營能量寄生的小型G-原核微生物。曾一度把衣原體歸入病毒。個體微小，革蘭氏染色陰性，多呈球形或橢圓形。衣原體與病毒相比有以下不同特征： 1)      衣原體相似于細菌，兼有RNA和DNA兩種核酸。 2)      以二分裂方式繁殖。 3)      具有細菌型細胞壁（但不含肽聚糖）。 4)      有核糖體。 5)     &#

21、160;具有一些代謝酶類。 6)      抗菌藥物可抑制其生長。 立克次氏體是一類專性寄生于真核細胞內的G-原核微生物。它與支原體的區別是有細胞壁但不能獨立生活；與衣原體的區別在于細胞較大、無濾過性和存在產能代謝系統。  第三章 古菌 1簡述古菌的生物學特征，試比較這些特征與真細菌、真核生物的異同。 古菌是一個在進化途徑上很早就與真細菌和真核生物相互獨立的生物類群，主要包括一些生長在獨特的生態環境的生物類群。 在細胞結構和代謝上，古菌在很多方面接近原核生物。然而在基因轉錄和翻譯這兩個分子生物學的中心過程上，它們并不明顯表現出細菌的特征，而是接近于真核生

22、物。古菌中除無壁嗜熱古菌沒有細胞壁外，其余都有與真細菌功能相似的細胞壁，但與大多數細菌不同，其細胞壁中沒有肽聚糖，而含假肽聚糖、糖蛋白或蛋白質。而且，絕大多數細菌和真核生物的細胞膜中的脂類主要由甘油脂組成，而古菌細胞膜中的脂類由甘油醚構成。古菌鞭毛的成分和形成過程也與細菌不同。  2簡述古菌的主要類型。 從rRNA進化樹上，古菌分為兩類，泉古菌和廣古菌。另外未確定的兩類（初古菌門和納古菌門）分別由某些環境樣品中的一些菌種和2002年由Karl Stetter發現的奇特的物種納古菌構成。 在環境中常見的古菌主要包括： 1)      產甲烷古菌； 2) &

23、#160;    硫酸鹽還原古菌； 3)      嗜鹽古菌； 4)      嗜熱古菌； 5)      無細胞壁的嗜熱嗜酸古菌等。  3簡述產甲烷古菌的特征與應用。 產甲烷古菌是一大群在嚴格厭氧條件下產生甲烷的菌，形態多樣，有球形、桿形、螺旋形、長絲形和八疊球形等。大多數種可利用H2/CO2，很多種可利用甲酸。一般的產甲烷細菌都是中溫性的，最適宜的溫度在2540之間，高溫性產甲烷細菌的適宜溫度則在5060之間。產甲烷細菌生長最適宜的pH范圍約在6.87.2之間。如pH值低

24、于6或高于8，細菌的生長繁殖將受到極大影響。產甲烷古菌可用于有機污染物的厭氧生物處理。  第四章 真核（微）生物 1試比較原核生物與真核生物的異同。     真核生物與原核生物在結構與功能等方面都有明顯的差別。下表比較了真核生物與原核生物構造上的主要差別。 項目    真核生物        原核生物 細胞大小        較大（通常直徑>2?m）    較小（通常直徑<2?m） 若有壁，其主要成分     &#

25、160;纖維素，幾丁質等        多數為肽聚糖 細胞膜中甾醇    有      無（僅支原體例外） 細胞膜含呼吸或光合組分  無      有 細胞器  有      無 鞭毛結構        如有，則粗而復雜（92型）      如有，則細而簡單 細胞質  線粒體   有      無  

26、;       溶酶體   有      無         葉綠體   光能自養生物中有        無         真液泡  有些有  無         高爾基體        有      無         微管系

27、統        有      無         流動性  有      無         核糖體  80S（指細胞質核糖體）   70S         間體    無      部分有         貯藏物  淀粉、糖原等   &

28、#160;PHB等 細胞核  核膜    有      無         DNA含量 少（5）     多（10）         組蛋白  有      無         核仁    有      無         染色體數     

29、0;  一般多于1個     一般為1個         有絲分裂        有      無         減數分裂        有      無  2簡述真菌的營養類型與特點。 真菌是最重要的真核微生物，它們大多數是由分支或不分支的菌絲、菌絲體構成。真菌的共同特征有： 1)      體內無葉綠素

30、和其他光合作用的色素，不能利用二氧化碳制造有機物，只能靠腐食性吸收營養方式取得碳源、能源和其他營養物質； 2)      細胞貯藏的養料是肝糖元而不是淀粉； 3)      真菌細胞一般都有細胞壁，細胞壁多數含幾丁質； 4)      以產生大量無性和（或）有性孢子方式繁殖； 5)      陸生性較強。  3簡述真菌的細胞構造。     細胞壁 真菌細胞壁的主要成分是多糖，另有少量的蛋白質和脂類。在低等真菌中，以纖維素為主，酵母菌以葡聚糖為主，

31、而高等陸生真菌則以幾丁質為主。 細胞質膜 真核細胞與原核細胞在其質膜的構造和功能上十分相似，兩者的主要差異可能僅是由于構成膜的磷脂和蛋白質種類不同而形成的。 細胞核 在真菌的菌絲頂端細胞中，常常找不到細胞核。真核生物的細胞核由核被膜、染色質、核仁和核基質等構成。 內質網 內質網指細胞質中一個與細胞基質相隔離、但彼此相通的囊腔和細管系統，由脂質雙分子層圍成。 高爾基體 高爾基體也是一種內膜結構。它是由許多小盤狀的扁平雙層膜和小泡所組成，其上無核糖體顆粒附著。 線粒體 線粒體是含有DNA的細胞器，是一切真核細胞的"動力車間"。  液泡 在真核細胞中還有或大或小、含有液

32、體的泡，這就是液泡。 內含物     真菌細胞中有各種內含物，不同種類的真菌，其內含物的種類也不相同。常見的有異染粒、淀粉粒、肝糖粒、脂肪粒等。它們多是貯藏的養料，當營養豐富時其內含物顆粒較多，當營養缺乏時，可因菌體的利用而消失。  4什么是線粒體，其結構特征與生物學意義為何？ 線粒體是含有DNA的細胞器。它的構造較為復雜，外形囊狀，由內外兩層膜包裹，囊內充滿液態的基質。外膜平整，內膜則向基質內伸展，從而形成了大量由雙層內膜構成的嵴。內膜是氧化磷酸化及電子傳遞產生ATP的場所，故線粒體是一切真核細胞的"動力車間"。  5什么是酵母菌？

33、簡述其繁殖方式與生活史。 酵母菌一般泛指能發酵糖類的各種單細胞真菌。通常認為，酵母菌具有以下特點： 1)      個體一般以單細胞狀態存在； 2)      多數營出芽繁殖； 3)      能發酵糖類產能； 4)      細胞壁常含有甘露聚糖； 5)      常生活在含糖量較高、酸度較大的水生環境中。 酵母菌的繁殖方式分為無性繁殖和有性繁殖兩種。無性繁殖又可分為芽殖、裂殖、產生無性孢子三種。酵母菌以形成子囊和子囊孢子或擔子和擔孢子的方式進

34、行有性繁殖。 生活史又稱生命周期，指上一代生物個體經一系列生長、發育階段而產生下一代個體的全部過程。不同酵母菌的生活史可分為3類： 營養體既能以單倍體也能以二倍體形式存在； 營養體只能以單倍體存在； 營養體只能以二倍體存在。  6什么是霉菌？霉菌的營養菌絲和氣生菌絲有什么特點，其功能分別是什么？ 霉菌是絲狀真菌的一個俗稱，意為"會引起物品霉變的真菌"，通常指菌絲較發達而又不產生大型子實體結構的真菌。 霉菌的營養菌絲伸入營養物質內攝取營養，氣生菌絲伸入空氣中形成孢子和釋放孢子。  7簡述真菌孢子的種類及主要功能。 真菌孢子分為無性孢子和有性孢子兩類。真菌的

35、無性繁殖依靠無性孢子進行，無性孢子包括游動孢子、孢囊孢子、分生孢子、節孢子、厚垣孢子、芽孢子和擲孢子。有性繁殖依靠有性孢子進行，有性孢子包括卵孢子、接合孢子、子囊孢子和擔孢子。  8比較細菌、放線菌、霉菌和酵母菌菌落的特征。  菌落特征        細菌    酵母菌  放線菌  霉菌 主要特征        含水狀態        很濕或較濕      較濕    

36、;干燥或較干燥    干燥         外觀形態        小而突起或大而平坦      大而突起        小而緊密        大而疏松或大而致密         相互關系        單個分散或有一定排列方式        單個分散或假絲狀

37、60;      絲狀交織        絲狀交織         形態特征        小而均勻，個別有芽孢    大而分化        細而均勻        粗而分化         菌落透明度      透明或稍透明    稍透明  不透

38、明  不透明 參考特征        菌落與培養基結合程度    不結合  不結合  牢固結合        較牢固結合         菌落顏色        多樣    單調，一般呈乳脂或礦燭色，少數紅或黑色  十分多樣        十分多樣         菌落正反面顏色

39、的差別    相同    相同    一般不同        一般不同         菌落邊緣        一般看不到細胞  可見球狀、卵圓狀或假絲狀細胞    有時可見細絲狀細胞      可見粗絲狀細胞         細胞生長速度    一般很快      

40、 較快    慢      一般較快         氣味    一般有臭味      多帶酒香味      常有泥腥味      往往有霉味  9簡述真菌與人類的關系。 1)      可供食用 食用蕈菌有超過200種，其中包括：冬菇，草菇，木耳，云耳等。 2)      釀酒 酵母菌可以在缺氧的環境下進行發酵作用，

41、將葡萄糖分解成酒精及二氧化碳。選用不同的基質便可以釀制出不同味道的酒，例如米酒，高梁酒，葡萄酒，啤酒等。 3)      制造面包 酵母菌發酵所產生的二氧化碳氣泡能使面粉團發漲，令烘制出來的面包變得松軟，而發酵產生的酒精早已在烤焗時揮發掉。 4)      制造藥物 青霉菌已廣泛被利用來制造抗生素(可殺死細菌)及一種名為Griseo fulvin的抗生素(可抑制真菌生長)。另一種名為Cylosporine 的藥物(用以抑制器官移植所產生的排斥作用)則是由兩種半知菌所制造。 5)      食物中毒 部份蕈

42、菌有高度毒性，吃下足以致命。 6)      對農作物造成病害 部份寄生真菌可以侵害經濟作物，引致作物嚴重損失，例如玉米黑粉菌可以侵襲玉米；禾柄銹菌可以侵染小麥，引起小麥的稈銹病。 7)      動物及人體的真菌病 真菌亦能侵染動物及人體，使動物及人感染疾病，例如：香港腳，頭癬、手癬等疾病。  10什么是藻類？為什么說藻類都是自養型（無機營養型）的？ 藻類是具有光合作用色素，并能獨立生活的自養低等植物。藻類細胞中大多有葉綠體，葉綠體中都含有葉綠素a，有些藻類還含有葉綠素b、c，各種胡蘿卜素如、或胡蘿卜素、葉黃素等；此外，紅

43、藻體內含有藻藍素及藻紅素（兩者總稱藻膽素），與藍細菌相似。在有光照時，藻類利用這些光合色素進行光合作用，利用光能，吸收二氧化碳合成細胞物質，同時放出氧氣。因此，藻類一般是無機營養的。  11藻類對水環境與給水工程有哪些影響？ 水體中藻類大量繁殖會造成水體富營養化，嚴重影響水環境質量。藻類具有光合作用產生氧氣的功能，在氧化塘等生物處理工藝中利用菌藻共生系統，其中藻類產生氧氣可被好氧微生物有效利用，去氧化分解水中的有機污染物。一樣一方面可收獲大量有營養價值的藻類，另一方面也凈化了污水。天然水體自凈過程中，藻類也起著一定的作用。 藻類對給水工程有一定的危害性。當它們在水庫、湖泊中大量繁殖時

44、，會使水帶有臭味，有些種類還會產生顏色。水源水中含大量藻類時會影響水廠的正常水處理過程，如造成濾池阻塞。水中即使含有數量很少的黃群藻，也能產生強烈的氣味而使水不適于飲用。  12水處理中常見的原生動物有哪幾類？它們在污水處理中的主要作用分別是什么？ 污水處理中常見的原生動物有三類：肉足類、鞭毛類和纖毛類。 原生動物在水體凈化與廢水處理中的應用 1)      凈化水質作用 動物性營養型的原生動物吞食細菌、有機物顆粒，因此促進了水質凈化作用。 2)      促進生物絮凝作用 草履蟲等纖毛蟲具有生物絮凝作用，促進水體澄清作用。

45、 3)      作為水質處理的指示生物 由于鞭毛蟲、肉足蟲、游泳型纖毛蟲與固著型纖毛蟲對生存的水質有一定要求。其數量的增多、減少，可反映水體的水質好壞。同時原生動物個體較大，易于觀察與分辨。因此常作為水體無機化和廢水處理運轉管理的指示生物。 4)      廢水處理及水質凈化過程原生動物的變動 運行初期出現肉足類、植物性、動物性鞭毛蟲；水質處理高峰期出現較多游泳型纖毛蟲；水質凈化較好時出現鐘蟲等。 13水處理中常見的微型后生動物有哪幾類？它們在污水處理中的主要作用分別是什么？ 在水處理工作中常見的微型后生動物主要是多細胞的無脊椎動物

46、，包括輪蟲、甲殼類動物和昆蟲及其幼蟲等。 輪蟲以細菌、小的原生動物和有機顆粒等為食物，所以在污水的生物處理中有一定的凈化作用。在污水生物處理過程中，輪蟲也可作為指示生物。當活性污泥中出現輪蟲時，往往表明處理效果良好，但如數量太多，則有可能破壞污泥的結構，使污泥松散而上浮。輪蟲在水源水中大量繁殖時，有可能阻塞水廠的砂濾池。 在給水排水工程中常見的甲殼類動物有水蚤和劍水蚤。它們以細菌和藻類為食料。若大量繁殖，可能影響水廠濾池的正常運行。楊花堂出水中往往含有較多藻類，可以利用甲殼類動物去凈化這種出水。 昆蟲及其幼蟲可用作研究河川污染的指示生物。  14簡述底棲動物的定義，主要類型，其在水環

47、境中的作用與生態學意義。 底棲動物是底棲生物中動物的總稱，包括腔腸動物、海綿動物、扁形動物、線形動物、環節動物、節足動物等。底棲生物由棲息在水域底部和不能長時間在水中游動的各類生物所組成，是水生生物中的一個重要生態類型。 根據其生活類型，底棲動物可分為固著動物、穴居動物、攀爬動物和鉆蝕動物等。 底棲動物壽命較長，遷移能力有限，且包括敏感種和耐污種，故常稱為"水下哨兵"，其種類與多樣性可作為長期監測水體質量的指示生物。 底棲生物鏈蝕水體生態環境健康的標志之一，底棲生物對水體內源污染控制及其重要，底棲生物鏈的建立能有效降低內源污染釋放總量和速度。  第六章 微生物的生

48、理特性 1 細菌細胞中主要含有哪些成分？細菌需要哪些營養？各種營養物質的功能是什么？ 細菌細胞中最重要的組分是水，約占細胞總質量的80，一般為7090，其他1030為干物質。干物質中有機物占9097左右，其主要化學元素是C、H、O、N、P、S；另外約310為無機鹽分（或稱灰分）。  應注意，不同微生物細胞化學組分不同；一種微生物在不同的生長階段，其化學組分也不同。 微生物的營養要求在元素水平上都需要20種左右，且以碳、氫、氧、氮、硫、磷為主；在營養水平上則都在六大類的范圍內，即碳源、氮源、能源、生長因子、無機鹽和水。 提供細胞組分或代謝產物種碳素來源的各種營養物質稱為碳源。它的作用是

49、提供細胞骨架和代謝物質中碳素的來源以及生命活動所需要的能量。異養微生物在元素水平上最適碳源適"C·H·O"型。 提供細胞組分中氮素來源的各種物質稱為氮源。它的作用適提供細胞新陳代謝中所需的氮素合成材料。極端情況下（如饑餓狀態），氮源也可為細胞提供生命活動所需的能量。 能為微生物生命活動提供最初能量來源的營養物質和輻射能，稱為能源。各種異養生物的能源就是碳源。化能自養微生物的能源十分獨特，它們都是一些還原態的無機物。 生長因子是一類調節微生物正常代謝所必需，但不能利用簡單的碳、氮源自行合成的有機物。按微生物對生長因子的需要與否，可把它們分成生長因子自養型微

50、生物、生長因子異養型微生物和生長因子過量合成型微生物三種。 無機鹽或礦質元素主要為微生物提供碳源、氮源以外的各種重要元素。無機鹽類在細胞中的主要作用是： 1)      構成細胞的組成成分。 2)      酶的組成成分。 3)      酶的激活劑。 4)      維持適宜的滲透壓。 5)      自養型細菌的能源。 6)      無氧呼吸時的氫受體。 水在微生物細胞內有兩種存在狀態：自由水和結合水。它們的生

51、理作用主要有以下幾點： 1)      溶劑作用。所有物質都必須先溶解于水，然后才能參與各種生化反應。 2)      參與生化反應（如脫水、加水反應）。 3)      運輸物質的載體。 4)      維持和調節機體的溫度。  2 什么是碳源、氮源、碳氮比？微生物常用的碳源和氮源物質各有哪些？ 碳源提供細胞組分或代謝產物種碳素來源的各種營養物質稱為碳源。提供細胞組分中氮素來源的各種物質稱為氮源。營養元素碳氮的比例關系稱為碳氮比。 微生物常用的碳源物質分為有機碳源

52、和無機碳源兩種。有機碳源包括各種糖類、蛋白質、脂肪、有機酸等。無機碳源主要是CO2（CO32或HCO-3）。 氮源也可分為兩類：有機氮源（如蛋白質、蛋白胨、氨基酸等）和無機氮源（如NH4Cl、NH4NO3等）。  3 什么叫生長因子？它包括哪些物質？微量元素和生長因子有何區別？ 生長因子是一類調節微生物正常代謝所必需，但不能利用簡單的碳、氮源自行合成的有機物。并非所有的微生物都需要外界為它提供生長因子。廣義的生長因子包括維生素、堿基、卟啉及其衍生物、甾醇、胺類、C4C6的分枝或直鏈脂肪酸，有時還包括氨基酸；狹義的生長因子一般指維生素。而微量元素屬于無機鹽，是指微生物的生長繁殖所需濃度

53、在 106108 mol/L 范圍內的元素。  4 什么叫單純擴散、促進擴散、主動運輸、基因轉位？比較微生物對營養物質吸收四種方式的異同。 單純擴散又稱被動運輸，是最簡單的方式，也是微生物吸收水分及一些小分子有機物的運輸方式。它的特點是物質的轉運順著濃度差進行，運輸過程不需消耗能量，物質的分子結構不發生變化。 促進擴散的特點基本與單純擴散相似，但是它須借助細胞膜上的一種蛋白質載體進行，因此對轉運的物質有選擇性，即立體專一性。除了細胞內外的濃度差外，影響物質轉運的物質的另一重要因素是與載體親合力的大小。 主動運輸是微生物吸收營養物質的最主要方式。它的最大特點是吸收運輸過程中需要消耗能量

54、（ATP，原子動勢或"離子泵"等），因此可以逆濃度差進行。 基因轉位與主動運輸非常相似，但有一個不同，即基因轉位過程中被吸收的營養物質與載體蛋白之間發生化學反應，因此物質結構有所改變。   5 劃分微生物營養類型的依據是什么？簡述微生物的四大營養類型。 營養類型指根據微生物需要的主要營養元素即能源和碳源的不同而劃分的微生物類型。根據碳源的不同，微生物可分成自養微生物和異養微生物。根據生活所需能量來源的不同，微生物又分為光能營養和化能營養兩類。將兩者結合則一共有光能自養、化能自養、化能異養和光能異養四種營養類型。現將四大營養類型簡單介紹如下： a光能自養：

55、屬于這一類的微生物都含有光合色素，能以光作為能源，CO2作為碳源。這類微生物有藍細菌、紫硫細菌、綠硫細菌以及藻類等。 b化能自養：這一類微生物的生長需要無機物，在氧化無機物的過程中獲取能源，同時無機物又作為電子供體，使CO2還原為有機物。這類菌有氨氧化菌、硝化細菌、鐵細菌、某些硫磺細菌等。 c化能異養：大部分細菌都以這種營養類型生活和生長，利用有機物作為生長所需的碳源和能源。化能異養微生物又可分為腐生和寄生兩類，前者利用無生命有機物，后者則依靠活的生物體而生活。在腐生和寄生之間，存在著不同程度的即可腐生又可寄生的中間類型，稱為兼性腐生或兼性寄生。腐生微生物在自然界的物質轉化中起著決定性作用，很

56、多寄生微生物則是人和動植物的病原微生物。 d光能異養：這類微生物利用光能作為能源，以有機物作為電子供體，其碳源來自有機物，也可利用CO2。屬于這一營養類型的微生物很少，主要包括紫色非硫細菌與綠色非硫細菌等微生物。  6何謂培養基？培養基的分類方法有哪些？ 培養基指由人工配制的、適合微生物生長繁殖或產生代謝產物的混合營養物。根據物理狀態的不同，培養基可分為液體、固體和半固體三大類；根據化學組分的不同，培養基可以分為天然培養基、合成培養基和半合成培養基；根據用途的不同，培養基可分為選擇性培養基、鑒別培養基和加富培養基。  7什么是酶？酶是怎樣命名和分類的？ 酶是生物細胞中自己合

57、成的一種催化劑（生物催化劑），其基本成分是蛋白質。酶的命名有習慣命名法和系統命名法兩種。習慣命名法是根據酶的作用性質或他的作用物（即基質）而命名。系統命名法的原則是：每種酶有一個系統名稱。系統名稱應明確標明酶的基質和催化反應的性質。若有兩個基質，則應將兩個基質同時列出，中間用冒號將它們隔開。如果基質是水時，可將水略去不寫。根據酶促反應性質可分為六大類酶，分別室：水解酶、氧化還原酶、轉移酶、同分異構酶、裂解酶和合成酶。  8酶的作用有什么特性？影響酶活性的主要因素有哪些？試討論之。 酶作用的特性有： 1)      高催化效率   2) 

58、0;    高度專一性 3)      調節性 此外，酶反應條件溫和，如常溫、常壓/接近中性的酸堿度等即可發揮酶的催化能力，高溫、高壓、強酸或強堿條件反而易使酶活性破壞甚至喪失。 溫度和pH值是影響酶活力比較重要的兩個因素。要發揮酶最大的催化效率，必須保證酶有它最適宜的溫度條件。高溫會破壞酶蛋白，而低溫又會使酶作用降低或停止。不同的酶具有不同的最適反應pH值。大多數酶的最適pH值在67左右。pH影響酶的活力的原因是，酶的基本成分是蛋白質，是具有解離基團的兩性電解質。它們的解離與pH有關，解離形式不同，催化性質也就不同。  9細菌是怎樣

59、吸收和消化營養物質的？ 細菌通過細胞膜的滲透和選擇性吸收作用從外界吸收營養物質。由于細胞膜及其半滲透性的存在，各種營養物質并不能自由地透過和進出微生物細胞，它們必須通過特殊地吸收和運輸途徑才能進入細胞內部參與生化代謝反應。概括地說，營養物質地吸收和運設主要有下述四種途徑。   10何謂新陳代謝？試用圖示說明合成代謝與分解代謝的相互關系。 新陳代謝簡稱代謝，是推動一切生命活動的動力源，通常指在活細胞中的各種合成代謝和分解代謝的總和。合成代謝又稱同化作用或合成作用，是微生物不斷從外界吸收營養物質，合成細胞物質的過程，在此過程中需要吸收能量；分解代謝又稱異化作用或分解作用，是微生

60、物將自身或外來的各種復雜有機物分解為簡單化合物的過程，在此過程中有能量釋放。（圖示）  11簡述生物氧化過程中，基質脫氫的主要途徑。 基質脫氫主要有四種途徑。 1)      EMP途徑   又稱糖酵解途徑，是絕大多數生物所共有的一條代謝途徑。它以1分子葡萄糖為基質，約經過10步反應而產生2分子丙酮酸、2分子NADH+H+和2分子ATP的過程。 2)      HMP途徑  又稱戊糖磷酸途徑，己糖-磷酸途徑等。其特點是葡萄糖不經過EMP途徑和TCA循環而得到徹底氧化，并能產生大量NADPH+H+形式的還原

61、力及多種中間代謝產物。 3)      ED途徑  這是存在于某些缺乏完整EMP途徑的微生物中的一種替代途徑。特點是葡萄糖只經過4步反應即可快速獲得經由EMP途徑需10步反應才能形成的丙酮酸。 4)      TCA循環  指由丙酮酸經過一系列循環式反應而徹底氧化、脫羧，形成CO2、H2O和NADH2的過程。  12 細菌呼吸作用有哪幾種類型？各有什么特點？ 微生物的呼吸作用可分為好氧呼吸、厭氧呼吸和發酵三種。 好氧呼吸是一種最普遍又最重要的生物氧化或產能方式，基質的氧化以分子氧作為最終電子受體。其特點是

62、基質脫氫后，脫下的氫（常以還原力H形式存在）經完整的呼吸鏈（或稱電子傳遞鏈）傳遞，最終被外源氧分子接受，產生水并釋放ATP形式的能量。這是一種遞氫和受氫都必須在有氧條件下完成的氧化作用，是一種高效產能方式。 厭氧呼吸又稱無氧呼吸，指以某些無機氧化物（如SO42-、NO3、CO2等）作為受氫體（電子受體）的生物氧化。這是一類在無氧條件下進行的、產能效率低的呼吸。其特點是基質按常規途徑脫氫后，經部分呼吸鏈遞氫，最終由氧化態無機物或有機物受氫，并完成氧化磷酸化產能反應。 發酵有兩個含義。廣義發酵泛指任何利用好氧或厭氧微生物來生產有用代謝產物或食品、飲料等產品的生產方式。狹義發酵指在無氧條件下，基質脫

63、氫后所產生的還原力H未經呼吸鏈傳遞而直接交給某內源中間代謝產物，以實現基質水平磷酸化產能的一類生物氧化反應。基質水平磷酸化的特點是基質在氧化過程中脫下的電子不經電子傳遞鏈的傳遞，而是通過酶促反應直接交給基質本身氧化的產物，同時將反應過程中釋放的能量交給ADP，合成ATP。此種作用的最終產物是中間體的還原物，不再進行分解，因此，發酵不是徹底的氧化作用，產能效率低。  13根據微生物生活是否需要氧氣，微生物可分為哪幾類？這樣的分類在污水處理中有何重要意義？ 根據微生物與氧氣的關系，微生物可分為好氧微生物、厭氧微生物和兼性微生物。好氧微生物生活時需要氧氣，沒有氧氣就無法生存。厭氧微生物只有

64、在沒有氧氣的環境中才能生長，甚至有了氧氣對它還有毒害作用。兼性微生物既可在有氧環境中生活，也可在無氧環境中生長，既能營好氧呼吸也能營厭氧呼吸。 好氧呼吸、厭氧呼吸和發酵在污水生物處理中都有應用，如活性污泥法就是應用好氧呼吸的原理處理有機污水，而厭氧消化則是應用發酵和厭氧呼吸的原理來處理高濃度有機污水和剩余污泥。  14 試比較有氧呼吸、厭氧呼吸及發酵的異同。 有氧呼吸、厭氧呼吸以及發酵的比較 呼吸類型        電子受體        參加酶類        主

65、要產物        產生的能量比較 好氧呼吸        O2      細胞色素氧化酶 脫氫酶 脫羧酶 過氧化氫酶等    H2O,CO2,NO3-, SO42-,PO3-4     最多 厭氧呼吸        無機氧化物（如SO42-、NO3、CO2等）     脫氫酶 脫羧酶 特殊氧化酶 還原酶  CO2,CH4,N,H2S等 中等 發酵    

66、基質氧化后的中間產物    脫氫酶 脫羧酶 還原酶等        CO2,CO,CH4,RCOOH,ROH,NH3,胺化物，H2S,PO43-等    最少  15微生物活動所需的能量是怎樣獲得的？ 微生物的能量來源有呼吸作用和光合作用兩個途徑。化能營養型微生物主要從營養基質的氧化分解中獲得化學能，其中化能異養型微生物通過呼吸作用氧化各種有機物獲得能量，化能自養型微生物通過呼吸作用氧化各種無機物獲得能量；光能營養型微生物則通過光合磷酸化將光能轉變維化學能。  16試扼要討論細菌生長與溫度和氫離

67、子濃度的關系。為什么常以4左右的溫度作為保存菌種的適宜溫度？ 高溫可以殺死微生物，只要加熱超過微生物致死的最高溫度，微生物很快就會死亡。溫度愈高，死亡愈快。此外，細胞內所含水分愈少，微生物的致死溫度愈高。 高溫之所以能殺死微生物，主要是因為微生物細胞的基本組成是蛋白質，蛋白質遇熱會凝固變性。而啟動一切生命活動的生物催化劑-酶，其主要成分也是蛋白質，也具有不耐熱性。 濕熱比干熱容易殺死微生物，原因是蛋白質的含水量越多，加熱時愈容易凝固，而且濕熱所用的水蒸氣的傳導力與穿透力都比較強，更容易破壞蛋白質。 微生物在其最低生長溫度下代謝活動減弱，處于休眠狀態，維持生命而不發育。因此常以4左右的溫度作為保存菌種的適宜溫度。 各種細菌都有它們所適宜的氫離子濃度。在酸性太強或堿性太弱的環境里，它們一般不能生活。大多數細菌適宜于繁殖的pH范圍在68之間，而pH在410之間也能生存。  第七章 微生物的生長和遺傳變異 1.微生物是怎樣繁殖的？ 微生物生長到一定階段，便以二分裂的方式形成兩個子細胞，子細胞又重復以上過程，這就是繁殖。  2.怎樣利用微生物的生長