環(huán)境生物學(xué)1--11章

1、環(huán)境生物學(xué)1、比較古細(xì)菌和真細(xì)菌在細(xì)胞結(jié)構(gòu)上有什么不同？研究古細(xì)菌有何意義？2、微生物生長所需的營養(yǎng)物質(zhì)有哪五類？各自的作用是什么？3、微生物有什么特點？4、原生動物有什么樣的特點？舉例說明原生動物在污水生物處理中的作用？5、輪蟲的主要特征有哪些？在污水生物處理中有哪些作用？6、敘述細(xì)胞質(zhì)膜的結(jié)構(gòu)及生理功能？7、何謂芽孢？芽孢有什么樣的特點？8、放線菌在生產(chǎn)生活中的意義與作用？9、真核與原核細(xì)胞之間最顯著的區(qū)別是什么？10、引起富營養(yǎng)化的藻類有哪些？11、真菌的特點有哪些？12、霉菌有什么樣的應(yīng)用？13、培養(yǎng)基的類別有幾個？14、營養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入微生物細(xì)胞的方式有哪些？15、影響酶活動力的因素有哪

2、些？16、ATP在產(chǎn)甲烷菌中的作用？1、環(huán)境生物學(xué):是研究生物與受人類干擾的環(huán)境之間相互作用規(guī)律及其機理的科 學(xué)，是環(huán)境科學(xué)的一個分支學(xué)科。2、環(huán)境生物學(xué)的研究方法 1.野外調(diào)查和試驗防止模擬試驗的盲目性； 2.實驗室試驗 嚴(yán)格控制條件； 3.生態(tài)模擬研究根據(jù)一些經(jīng)驗或模型，進(jìn)行運算，得到抽象的結(jié)果 。3、微生物：是肉眼看不見的必須在電子顯微鏡或光學(xué)顯微鏡下才能看見的微小生物的統(tǒng)稱。4、微生物的特點：1個體極小 2種類繁多，分布廣 3繁殖快 4易變異 5代謝能力強 6適應(yīng)性強5、病毒：是沒有細(xì)胞結(jié)構(gòu)，是明顯區(qū)別于原核微生物與真核微生物的一類特殊的超微生物。6、原核微生物 原核微生物的核很原始，

3、發(fā)育不全，DNA鏈高度折疊形成的一個核區(qū)，沒有核膜，核質(zhì)裸露，與細(xì)胞質(zhì)沒有明顯界線，叫擬核。原核微生物沒有細(xì)胞器，只有由細(xì)胞質(zhì)膜內(nèi)陷形成的不規(guī)則的泡沫結(jié)構(gòu)體系，如：間體和光合作用層片及其他內(nèi)折。也不進(jìn)行有絲分裂。原核微生物包括古菌（即古細(xì)菌）、細(xì)菌、藍(lán)細(xì)菌、放線菌、黏細(xì)菌、立克次氏體、支原體、衣原體和螺旋體。原核微生物包括真細(xì)菌的細(xì)菌門和藍(lán)細(xì)菌門中的所有細(xì)菌 原核微生物中古生菌和細(xì)菌兩個域具有廣泛多樣性，依據(jù)rRNA序列將古生菌分為兩個門： 1.泉古生菌門 2. 廣古生菌門7、真核微生物 真核微生物有發(fā)育完好的細(xì)胞核，核內(nèi)有核仁和染色質(zhì)。核膜將細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)分開，使兩者有明顯的界線。有高度分化

4、的細(xì)胞器，如線粒體、中心體、高爾基體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、溶酶體和葉綠體等。進(jìn)行有絲分裂。真核微生物包括除藍(lán)藻以外的藻類、酵母菌、霉菌、原生動物、微型后生動物等。環(huán)境生物學(xué)重點內(nèi)容第二章原核微生物與病毒原核細(xì)胞的細(xì)胞壁功能：賦予細(xì)胞形狀，并保護(hù)其在低滲透溶液中不會裂解構(gòu)成：細(xì)胞質(zhì)膜：細(xì)胞內(nèi)側(cè) 胞質(zhì)空間：壁膜之間 莢膜或黏液層：細(xì)胞壁外側(cè)原核細(xì)胞的組織結(jié)構(gòu)質(zhì)膜：包裹著原核細(xì)胞和真核細(xì)胞，是細(xì)胞與其所處環(huán)境相互接觸的主要部位，決定著細(xì)胞與外部世界大部分的相互關(guān)系。內(nèi)含體作用：貯存，也可將分子連續(xù)為特定的形式來降低滲透壓核糖體：蛋白質(zhì)、核糖核酸（RNA）擬核：原核生物與真核生物間最明顯的區(qū)別就是遺傳物質(zhì)的包裹方

5、式。原核生物缺少有膜界定的細(xì)胞核，其染色體定位于一個稱為擬核的形狀不規(guī)則區(qū)域。擬核也叫核質(zhì)體、染色質(zhì)體、核質(zhì)區(qū)。細(xì)菌的細(xì)胞結(jié)構(gòu)：細(xì)菌是單細(xì)胞的，所有的細(xì)菌都具有以下結(jié)構(gòu)：細(xì)胞壁、細(xì)胞質(zhì)膜、細(xì)胞質(zhì)及其內(nèi)含物、細(xì)胞核物質(zhì)。部分細(xì)菌有特殊結(jié)構(gòu)：芽孢、鞭毛、莢膜、黏液層、衣鞘及光合作用層片等。細(xì)菌細(xì)胞壁的生理功能：（1）保護(hù)原生質(zhì)體免受滲透壓引起破裂。（2）維持細(xì)菌的細(xì)胞形態(tài)(可用溶菌酶處理不同形態(tài)的細(xì)菌細(xì)胞壁后，菌體均呈現(xiàn)圓形得到證明)。（3）細(xì)胞壁是多孔結(jié)構(gòu)的分子篩，阻擋某些分子進(jìn)入和保留蛋白質(zhì)在間質(zhì)(革蘭氏陰性菌細(xì)胞壁和細(xì)胞質(zhì)之間的區(qū)域)。（4）細(xì)胞壁為鞭毛提供支點，使鞭毛運動。特殊情況下無細(xì)胞

6、壁的細(xì)菌：原生質(zhì)體、球狀體或原生質(zhì)球、L型細(xì)菌。 結(jié)構(gòu)：細(xì)胞質(zhì)膜由上、兩層致密的著色層，中間夾一個不著色層。不著色層是由具有正、負(fù)電荷，有極性的磷脂雙分子層組成。是兩性分子，親水基朝膜的內(nèi)、外表面的水相，疏水基在不著色區(qū)域。蛋白質(zhì)在膜的表面，有的帶有多糖；位于均勻的雙層磷脂中； 蛋白質(zhì)由外側(cè)伸入膜的中部；有的穿透兩層磷脂分子；有些蛋白質(zhì)在膜內(nèi)的位置不固定，能轉(zhuǎn)動和擴散，使細(xì)胞質(zhì)膜成為一個流動鑲嵌的功能區(qū)域。細(xì)胞質(zhì)膜可內(nèi)陷成層狀、管狀或囊狀的膜內(nèi)折系統(tǒng)，位于細(xì)胞質(zhì)的表面或深部，常見的有中間體。細(xì)胞質(zhì)膜的生理功能 ： 維持滲透壓的梯度和溶質(zhì)的轉(zhuǎn)移。具有選擇性的滲透作用，阻止大分子通過，選擇性地逆濃

7、度梯度吸收某些小分子進(jìn)入細(xì)胞。還可使兩種結(jié)構(gòu)相類似的糖進(jìn)入細(xì)胞的比例不同，吸收某些分子，排出某些分子。 細(xì)胞質(zhì)膜上有合成細(xì)胞壁和形成橫膈膜組分的酶，在膜的外表面合成細(xì)胞壁。 膜內(nèi)陷形成的中間體(相當(dāng)于高等植物的粒線體)含有細(xì)胞色素，參與呼吸作用。中間體與染色體的分離和細(xì)胞分裂有關(guān)，還為DNA提供附著點 。 細(xì)胞質(zhì)膜上有琥珀酸脫氫酶、NADH脫氫酶、細(xì)胞色素氧化酶、電子傳遞系統(tǒng)、氧化磷酸化酶及三磷酸腺苷酶 。在細(xì)胞質(zhì)膜上進(jìn)行物質(zhì)代謝和能量代謝。 細(xì)胞質(zhì)膜上有鞭毛基粒，鞭毛由此長出，即為鞭毛提供附著點。擬核: 細(xì)菌的核沒有核膜和核仁，稱為原始核或擬核 ，亦稱細(xì)菌染色體。它呈球狀、棒狀、啞鈴狀。 擬

8、核攜帶著細(xì)菌全部遺傳信息，它的的功能：決定遺傳性狀和傳遞遺傳性狀，是重要的遺傳物質(zhì)。芽孢是抵抗外界不良環(huán)境的休眠體。是分類鑒定依據(jù)之一。芽孢的特點 1）芽孢的含水率低，3840。 2）芽孢壁厚而致密。 （4）含有耐熱性酶。芽孢不易著色，可用孔雀綠染色。 3）芽孢中的2,6-吡啶二羧酸( DPA)含量高，為芽孢干重的 515。2,6-吡啶二羧酸的存在使芽孢具有耐熱性。 放線菌的作用及意義： 放線菌與人類的生產(chǎn)生活關(guān)系緊密，70%的抗生素是各種放線菌產(chǎn)生的，有的還能產(chǎn)生各種酶制劑（蛋白酶、淀粉酶 和纖維素酶等）、維生素B12和有機酸等。弗蘭克菌屬 為非豆科植物根瘤中有固氮能力的共生菌。還可用于甾體

9、轉(zhuǎn)化、石油脫蠟、烴類發(fā)酵和污水處理等。少數(shù)放線菌也會對人類構(gòu)成危害，引起人和動植物病害。在醫(yī)藥工業(yè)上有重要意義。因在固體培養(yǎng)基上呈輻射狀生長而得名。大多數(shù)為腐生菌，有共生菌（弗蘭克氏菌屬的某些菌株）與多種非豆科植物形成根瘤固氮。少數(shù)是寄生菌并且是致病菌（分枝桿菌和放線菌屬）。腐生菌在土壤中的分布和數(shù)量僅次于細(xì)菌，在自然界物質(zhì)循環(huán)中起積極作用，促進(jìn)土壤形成團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，改良土壤。在有機固體廢棄物的填埋和堆肥發(fā)酵及廢水生物處理中起積極作用。 在廢水活性污泥法處理中，出現(xiàn)過由諾卡氏菌屬的某些種引起的活性污泥絲狀膨脹和起泡沫現(xiàn)象。藍(lán)細(xì)菌 由于藍(lán)細(xì)菌出現(xiàn)使地球上空由無氧的環(huán)境轉(zhuǎn)變?yōu)橛醒醐h(huán)境。有固氮藍(lán)細(xì)菌及根

10、瘤菌、固氮菌的共同作用，每年可固定全球1.7×108t氮，有效地利用了氮氣。 藍(lán)細(xì)菌與紫色硫細(xì)菌和綠色硫（其他）細(xì)菌不同，它有葉綠素a，吸收680685nm的光波（原綠藍(lán)細(xì)菌屬除含葉綠素a，還含葉綠素b）。藍(lán)細(xì)菌呈現(xiàn)藍(lán)、綠、紅或棕色，它的顏色隨光照條件改變而改變。引起富營養(yǎng)化水體水華: 微囊藍(lán)細(xì)菌屬、魚腥藍(lán)細(xì)菌屬和水華束絲藍(lán)細(xì)菌屬在富營養(yǎng)化的海灣和湖泊中由于大量繁殖，引起海灣的赤潮和湖泊的水花(華)。病毒粒子有兩種：裸露病毒粒子不具被膜(亦稱囊膜)； 在核衣殼外面有被膜包圍所構(gòu)成的病毒粒子。植物體內(nèi)的類病毒和擬病毒結(jié)構(gòu)更簡單，只具RNA，不具蛋白質(zhì)。 病毒的結(jié)構(gòu)：1.蛋白質(zhì)衣殼 2.

11、 病毒的核酸 3.被膜(囊膜)（？）第三章真核微生物真核微生物 真核微生物包括（真核）原生生物界的原生動物、藻類、真菌的霉菌、酵母菌、及傘菌。還包括動物界的微型后生動物，如輪蟲、線蟲、甲殼綱寡毛綱等的微小動物。 真核和原核細(xì)胞之間最顯著的區(qū)別在于它們對膜的利用。原生動物的一般特征：原生動物是最原始、最低等、結(jié)構(gòu)最簡單的單細(xì)胞動物。 原生動物沒有細(xì)胞壁，有細(xì)胞質(zhì)膜、細(xì)胞質(zhì)，有分化的細(xì)胞器，細(xì)胞核具有核膜(較高級類型有兩個核)，故屬真核微生物。原生動物的營養(yǎng)類型：1.全動性營養(yǎng) ：全動性營養(yǎng)的原生動物吞食其他生物(如細(xì)菌、放線菌、酵母菌、霉菌、藻類、比自身小的原生動物和有機顆粒）為食。絕大多數(shù)原生

12、動物為全動性營養(yǎng)。 2.植物性營養(yǎng)：有色素的原生動物如綠眼蟲、衣滴蟲和植物類似，植物性營養(yǎng)是在有陽光的條件下，吸收CO2和無機鹽進(jìn)行光合作用，合成有機物供自身營養(yǎng)。 3.腐生性營養(yǎng) 某些無色鞭毛蟲和寄生的原生動物，借助體表的原生質(zhì)膜吸收環(huán)境和寄主中的可溶性的有機物為營養(yǎng)。纖毛蟲最明顯的特征是通過口腔周圍纖毛的運動能在很短的時間內(nèi)捕獲許多顆粒物質(zhì)。胞囊是抵抗不良環(huán)境的一種休眠體。胞囊形成過程：先是蟲體變圓，鞭毛、纖毛或偽足等細(xì)胞器縮入體內(nèi)或消失，細(xì)胞水分陸續(xù)由伸縮泡排出，蟲體縮小，最后伸縮泡消失，分泌一種膠狀物質(zhì)于體表，凝固形成胞殼。 原生動物以外的多細(xì)胞動物叫后生動物。如輪蟲、線蟲、寡毛蟲（顠

13、體蟲、顫蚓、水絲蚓等）、浮游甲殼動物、苔蘚動物、擬水螅等。 輪蟲是寡污帶和污水生物處理好的指示生物。由于它們吞食游離細(xì)菌，可起到提高處理效果的作用。輪蟲的主要特征是具有頭冠、咀嚼嚷和原腎管。污廢水生物處理中的輪蟲為自由生活和固著生活的。線蟲是水凈化程度差的指示生物顫蚓和絲蚓水是河流、湖泊底泥污染的指示生物。在污染水體中的水蚤顏色比在清水中的紅些，這就是水蚤常呈不同顏色的原因，是適應(yīng)環(huán)境的表現(xiàn)。可以利用水蚤的紅顏色的深淺，判斷水體的清潔程度真核藻類具有葉綠體，有葉綠素a、b、c、d、-胡蘿卜素、葉黃素等。藻類是光能自養(yǎng)型的，進(jìn)行光合作用。少數(shù)藻類營腐生的，極少數(shù)與其他生物共生。藻類生長要求陽光,

14、最適pH為68，生長的pH范圍在410，絕大多數(shù)藻類是中溫性的，有的藻類在85的溫泉中大量繁殖，有的在長年不化的冰上生長。 裸藻主要生長在有機物豐富的靜止水體或緩慢的流水中，對溫度的適應(yīng)范圍廣，在25繁殖最快，大量繁殖時形成綠色、紅色或褐色的水華。 裸藻是水體富營養(yǎng)化的指示生物。綠藻是藻類生理生化研究的材料及宇宙航行的供氧體，有的可制藻膠。綠藻在水體自凈中起凈化和指示生物的作用。 水綿全藻能治瘡及燙傷。輪藻屬可熏煙驅(qū)蚊，有輪藻生長的水中沒有孑孓生長。輪藻受精卵化石可作地層鑒定和陸地勘探的依據(jù)。 金藻多數(shù)為淡水產(chǎn)的,在寒冷季節(jié)大量繁殖,是重要的浮游藻類硅藻為單細(xì)胞，有的種可作土壤和水體鹽度、腐殖

15、質(zhì)含量和酸堿度的指示生物。海洋環(huán)境如果受到富營養(yǎng)污染或其它原因，常使某些硅藻形成赤潮，使水質(zhì)惡劣，對漁業(yè)及其他水產(chǎn)動物帶來嚴(yán)重危害。多數(shù)甲藻對光照強度和水溫范圍要求嚴(yán)格,在適宜的光照和水溫條件下,甲藻在短期內(nèi)大量繁殖，造成海洋赤潮真菌的共同特點：1、不含葉綠體，不能自己制造養(yǎng)料，營養(yǎng)方式為異養(yǎng)吸收型； 2、除酵母菌為單細(xì)胞外，一般具有發(fā)達(dá)分枝的菌絲體； 3、以產(chǎn)生大量無性和有性孢子進(jìn)行繁殖； 4、有邊緣清晰的核膜包圍著細(xì)胞核，而且在一個細(xì)胞內(nèi)有時可以包含多個核。酵母菌、霉菌和食用菌在有機廢水生物處理和有機固體廢物生物處理中都起著積極作用。酵母菌有發(fā)酵型和氧化型。霉菌廣泛分布于自然界，與人類生活

16、和生產(chǎn)關(guān)系密切： 1.利用霉菌制醬、制曲。 2.用霉菌生產(chǎn)酒精、有機酸（如檸檬酸、葡萄糖酸、延胡索酸等）、抗生素（如青霉素、灰黃霉素）、酶制劑（如淀粉酶、蛋白酶、纖維素酶等）、維生素及甾體激素等。霉菌可發(fā)酵飼料，生產(chǎn)農(nóng)藥。 3. 鐮刀霉分解無機氰化物（CN）的能力強，對廢水氰化物的去除率達(dá)90以上。有的霉菌還可處理含硝基（NO2）化合物廢水。 4.腐生菌中的根霉、木霉、青霉、鐮刀霉、曲霉、交鏈孢霉等分解有機物能力強，木霉對難降解的纖維素和木質(zhì)素分解能力強。 5.寄生霉菌會使人、動物和植物致病。其中的赤霉菌能引起水稻生“惡苗病”，但它的分泌物“赤霉素”可作農(nóng)作物的生長刺激素，也可用作醫(yī)藥。 6.

17、還有一些種類在有機物上的大量繁殖，能夠引起食物、工農(nóng)業(yè)產(chǎn)品的霉變。 青霉以生產(chǎn)青霉素而著稱。食用菌和藥用菌肉質(zhì)鮮美、營養(yǎng)價值高，有的傘菌含有抗癌物質(zhì)，如，猴頭傘菌的最大特征是能夠形成形狀、大小、顏色各異的大型質(zhì)子實體。 第5章 微生物的生理與污染物的降解機理1. 在營養(yǎng)水平上生物所需要的六大營養(yǎng)物質(zhì)即：碳源、氮源、能源、生長因子、無機鹽和水。水：水是微生物機體的組成部分，同時又是微生物代謝過程中必不可少的溶劑。它的作用體現(xiàn)在兩方面，一是有助于營養(yǎng)物質(zhì)的吸收利用；二是保證各種生化反應(yīng)的進(jìn)行（在水溶液中進(jìn)行）。 水的生理作用主要有以下幾點：（1）、溶劑作用所有物質(zhì)都必須先溶于水，然后才能參與各種生

18、化反應(yīng)。（2） 參與生化反應(yīng) 。（3） 運輸物質(zhì)的載體（4） 維持的調(diào)節(jié)機體溫度碳源和能源：凡能供給微生物碳素營養(yǎng)的物質(zhì)，稱為碳源。 主要作用是：構(gòu)成微生物細(xì)胞的含碳物質(zhì)(碳架)和供給微生物生長、繁殖及運動所需要的能量。充當(dāng)碳源的物質(zhì)，往往同時又是能量的提供者。 氮源凡是能夠供給微生物氮素營養(yǎng)的物質(zhì)稱為氮源。氮源有N2、NH3、尿素、硫酸銨、硝酸銨、硝酸鉀、硝酸鈉、氨基酸和蛋白質(zhì)等。氮源的作用是提供微生物合成蛋白質(zhì)的原料（一般不充當(dāng)能源）。 無機鹽無機鹽的生理功能包括：構(gòu)成細(xì)胞組分；構(gòu)成酶的組分和維持酶的活性；調(diào)節(jié)滲透壓、氫離子濃度、氧化還原電位等；供給自養(yǎng)微生物能源。 生長因子（因素）生長因

19、子指一些微生物維持正常生活所必需而需要量又不大的特殊營養(yǎng)物。多數(shù)真菌、放線菌和不少細(xì)菌均有合成生長因子的能力。所以，生長因子不是所有的微生物都需要的。2. .培養(yǎng)基的類別 根據(jù)實驗?zāi)康暮陀猛镜牟煌囵B(yǎng)基可分為：基礎(chǔ)培養(yǎng)基、選擇培養(yǎng)基、鑒別培養(yǎng)基、加富（富集）培養(yǎng)基3. 營養(yǎng)物進(jìn)入微生物細(xì)胞的方式：不同的營養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞的方式不同，概括有四種：單純擴散、促進(jìn)擴散、主動運輸、基團(tuán)轉(zhuǎn)位。4. 影響酶活力的因素：（1）酶濃度對酶促反應(yīng)速度的影響：酶促反應(yīng)速率與酶分子濃度成正比。當(dāng)?shù)孜锓肿訚舛茸銐驎r，酶分子越多，底物轉(zhuǎn)化的速率越快。（2）底物濃度對酶促反應(yīng)的影響 若酶的濃度為定值，底物的起始濃度極低時

20、，酶促反應(yīng)速率與底物濃度成正比，即隨底物濃度的增加而增加。（3）溫度對酶促反應(yīng)的影響 各種酶在最適溫度范圍內(nèi)，酶活性最強，酶促反應(yīng)速率最大。（溫度的影響存在三基點：最高、最適、最低）（4）pH對酶促反應(yīng)的影響 pH對酶活力的影響主要表現(xiàn)在兩個方面：a.改變底物分子和酶分子的解離狀態(tài)，從而影響酶和底物的結(jié)合； b.過高、過低的pH都會影響酶的穩(wěn)定性，進(jìn)而使酶遭到不可逆的破壞 (5)激活劑對酶促反應(yīng)的影響 激活作用:無有 低高 (6)抑制劑對酶促反應(yīng)的影響 抑制劑可降低酶促反應(yīng)速率。5.ATP在產(chǎn)甲烷菌中的作用：為合成細(xì)胞物質(zhì)提供能量；啟動和催化甲烷產(chǎn)生反應(yīng)；阻止質(zhì)子泄漏；通過水解創(chuàng)造一個高能量的

21、膜狀態(tài)；起嘌呤化和磷酸化酶及輔因子作用。第6章 微生物在物質(zhì)循環(huán)中的作用1. 光合作用的實質(zhì)是轉(zhuǎn)化光能為化學(xué)能把空氣中的二氧化碳還原為細(xì)胞有機碳。能進(jìn)行光合作用的細(xì)菌統(tǒng)稱為光合細(xì)菌。2. 無機氮和有機氮就是這樣循環(huán)往復(fù)，氮循環(huán)包括氨化作用、硝化作用、反硝化作用及固氮作用。3. 通過固氮微生物的固氮酶催化作用的條件下，把分子N2轉(zhuǎn)化為NH3，進(jìn)而合成為有機氮化合物。這叫固氮作用。分子氮具有高能量三鍵(NN)，還原1mol N2為2mol的NH3需要24molATP，其中9mol ATP提供6個電子用于還原作用；15mol ATP用于催化反應(yīng)。 ATP只有與二價鎂離子結(jié)合成Mg2ATP復(fù)合物時才起

22、作用。4. 自生固氮5. 共生固氮6. 聯(lián)合固氮7. 固氮酶（P154）8. 氨基酸脫下的氨，在有氧的條件下，經(jīng)亞硝化細(xì)菌和硝化細(xì)菌的作用轉(zhuǎn)化為硝酸，這稱為硝化作用。由氨轉(zhuǎn)化為硝酸分兩步進(jìn)行： 2NH3 + 3O2 2HNO2 + 2H2O + 619 kJ （6-1） 2HNO2 + O2 2HNO3 + 201 kJ （6-2） （6-1）式由亞硝化單胞菌屬 、亞硝化球菌屬 、亞硝化螺菌屬 、亞硝化葉菌屬 及亞硝化弧菌等起作用。 （6-2）式由硝化桿菌屬 、硝化球菌屬 起作用。亞硝化細(xì)菌和硝化細(xì)菌都是好氧菌，適宜在中性和偏堿性環(huán)境中生長，不需要有機營養(yǎng)。它們能利用乙酸鹽緩慢生長。亞硝化細(xì)菌

23、為G-菌，在硅膠固體培養(yǎng)基上長成細(xì)小、稠密的褐色、黑色或淡褐色的菌落。硝化細(xì)菌在瓊脂培養(yǎng)基和硅膠固體培養(yǎng)基上長成小的、由淡褐色變成黑色的菌落，且能在亞硝酸鹽、硫酸鎂和其他無機鹽培養(yǎng)基中生長。其世代時間約31h。 有些工業(yè)廢水如味精廢水和賴氨酸廢水等含有相當(dāng)高濃度的NH3-N。而有些廢水如印染廢水和合成制藥廢水 NH3-N不高，有機氮（總氮）高，經(jīng)過微生物的降解作用提高NH3-N濃度。因此，在去除有機物的同時要去除NH3-N。先通過硝化作用將NH3-N氧化為NO2-N和NO3-N，再通過反硝化作用或厭氧氨氧化作用將NO2-N和NO3-N還原為N2溢出水面得以去除。9.兼性厭氧的硝酸鹽還原細(xì)菌將硝

24、酸鹽還原為氮氣，這叫反硝化作用。 土壤、水體和污水生物處理構(gòu)筑物中的硝酸鹽在缺氧的情況下，會發(fā)生反硝化作用。若在土壤發(fā)生反硝化作用會使土壤肥力降低。若在污水生物處理系統(tǒng)中的二次沉淀池發(fā)生反硝化作用，產(chǎn)生的氮氣由池底上升逸到水面時會把池底的沉淀污泥帶上浮起，使出水含有多量的泥花，影響出水的水質(zhì)。有些污(廢)水經(jīng)生物處理后出水硝酸鹽含量高，在排入水體后，若水體缺氧發(fā)生反硝化作用，產(chǎn)生致癌物質(zhì)亞硝酸胺，造成二次污染，危害人體健康。因此，必須采用脫氮工藝去除廢水中的硝酸鹽后再排入水體才安全。 *反硝化作用 兼性厭氧的硝酸鹽還原細(xì)菌將硝酸鹽還原為氮氣 土壤、水體和污水生物處理構(gòu)筑物中的硝酸鹽在缺氧的情況

25、下，會發(fā)生反硝化作用。若在土壤發(fā)生反硝化作用會使土壤肥力降低。若在污水生物處理系統(tǒng)中的二次沉淀池發(fā)生反硝化作用，產(chǎn)生的氮氣由池底上升逸到水面時會把池底的沉淀污泥帶上浮起，使出水含有多量的泥花，影響出水的水質(zhì)。有些污(廢)水經(jīng)生物處理后出水硝酸鹽含量高，在排入水體后，若水體缺氧發(fā)生反硝化作用，產(chǎn)生致癌物質(zhì)亞硝酸胺，造成二次污染，危害人體健康。因此，必須采用脫氮工藝去除廢水中的硝酸鹽后再排入水體才安全。 反硝化作用在污（廢）水生物處理中起積極作用。反硝化作用有三種結(jié)果： 1.硝酸鹽還原成氨 大多數(shù)細(xì)菌、放線菌及真菌利用硝酸鹽為氮素營養(yǎng)，通過硝酸還原酶的作用將硝酸還原成氨，進(jìn)而合成氨基酸、蛋白質(zhì)和其

26、他含氮物質(zhì)。 2.硝酸鹽還原為氮氣 反硝化細(xì)菌(兼性厭氧菌)在厭氧條件下進(jìn)行。 3.硝酸鹽還原為亞硝酸*硫化作用 在有氧條件下，通過硫細(xì)菌的作用將硫化氫氧化為元素硫，進(jìn)而氧化為硫酸 參與硫化作用的微生物有硫化細(xì)菌和硫磺細(xì)菌。 *反硫化作用 土壤淹水、河流、湖泊等水體處于缺氧狀態(tài)時，硫酸鹽、亞硫酸鹽、硫代硫酸鹽和次亞硫酸鹽在微生物的還原作用下形成硫化氫，這種作用就叫反硫化作用，亦叫硫酸鹽還原作用 *趨磁性細(xì)菌的呼吸類型： 專性微好氧類型，形成含F(xiàn)e3O4的磁體，如趨磁性水螺菌MS1 兼性微好氧類型，在微好氧和厭氧條件均能形成Fe3O4的磁體，MV1；嚴(yán)格厭氧類型，菌體細(xì)胞內(nèi)形成含硫化鐵的磁體，如

27、RS1； 好氧型的類型，在好氧條件下形成含F(xiàn)e3O4的磁體。趨磁性細(xì)菌代謝類型具有多樣性。第七章 微生物在自然環(huán)境中的分布與微生物資源的保護(hù)1. 空氣的特點：較強的紫外輻射；空氣干燥；溫度變化大；缺乏營養(yǎng)。2.空氣不是微生物生長繁殖的合適場所。原因：干燥，導(dǎo)致微生物保持生物活性的時間有限；在對流層中，溫度隨溫度的升高而降低，其上部的溫度低于大多數(shù)微生物的最低生長溫度;隨高度增加，大氣壓力下降，可利用的氧減少；空氣中有機物的濃度非常低；空氣中的微生物暴露在高強度的光輻射條件下，產(chǎn)生致死突變或引起微生物死亡。3.大氣中的微生物包括細(xì)菌（球菌、桿菌、放線菌）、真菌（霉菌和酵母菌）、病毒和噬菌體。 微

28、生物對各種材料劣化 可包括以下幾種：霉變（mildew，mouldness）：由霉菌引起的劣化腐朽（decay）泛指在好氧條件下微生物酶解有機質(zhì)使其劣化的現(xiàn)象，常見的如由擔(dān)子菌引起的木材或木制品的腐朽現(xiàn)象腐爛（或腐?。┲饕赣杉?xì)菌或酵母菌引起的使物體變軟、發(fā)臭性的劣化腐蝕（corrosion）主要指由硫酸鹽還原細(xì)菌、鐵細(xì)菌或硫細(xì)菌引起的金屬材料的侵蝕、破壞性劣化4. 通常將在體內(nèi)外檢測不到任何正常菌群的動物稱為無菌動物。5. 微生物在根際的大量繁殖，主要表現(xiàn)為：改善植物的營養(yǎng)條件，根際微生物的代謝活動能加快土壤有機物和礦物質(zhì)的分解，改善植物營養(yǎng)元素的供應(yīng)，；可分泌維生素、氨基酸和植物生長類物質(zhì)

29、及抗生素等；有些還可以產(chǎn)生殺菌素可抑制植物病原菌的生長；根際微生物有時也會對植物產(chǎn)生有害的影響，如與植物爭奪氮和微量元素等，甚至直接分泌一些有害物質(zhì)，抑制植物生長?？諝馕⑸飦碓矗簤m土飛揚、小水滴飛濺、人體和動物的干燥脫落物、呼吸道、口腔內(nèi)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（廢）水生物處理系統(tǒng)通過機械攪拌、鼓風(fēng)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。 浮游細(xì)菌在一定條件下緩慢地降落下來成為降落菌 通過細(xì)菌和塵粒的相關(guān)性來確定浮游細(xì)菌和降落菌的濃度標(biāo)準(zhǔn)。 土壤是微生物最良好的天然培養(yǎng)基 土壤微生物以細(xì)菌量最大，占70%90。 中性土和偏堿性土適合細(xì)菌和放線菌

30、生長，酸性土適合霉菌和酵母菌生長。 按對氧的需求分：中溫好氧和兼性厭氧菌。土壤自凈 通過各種物理、化學(xué)過程自動分解污染物使土壤恢復(fù)到原有水平的凈化過程 土地是天然的生物處理廠，可用土地處理污（廢)水。生活污水和易被微生物降解的工業(yè)廢水經(jīng)土地處理后得到凈化 農(nóng)田灌溉要適當(dāng) 有毒廢水不可用于農(nóng)田灌溉和土地處理 為了避免毒物進(jìn)入食物鏈，工業(yè)廢水以灌溉非食用的經(jīng)濟作物為好。影響微生物群落的分布、種類和數(shù)量的因素有：水體類型、受污(廢)水污染程度、有機物的含量、溶解氧量、水溫、pH值及水的深度等。微生物的數(shù)量隨海水深度增加而減少高濃度的Na+對鹽桿菌的質(zhì)膜和細(xì)胞壁起穩(wěn)定作用第8章 微生物的種群、群落與生

31、態(tài)系統(tǒng)1.微生物在水體中的作用明顯：微生物在水體自凈中起著重要的作用；微生物可提高水體生物生產(chǎn)力；微生物在水體污染嚴(yán)重的情況下也可引起水體富營養(yǎng)化或?qū)е滤w發(fā)臭。第九章1. 環(huán)境污染：是指有害物質(zhì)或因子進(jìn)入環(huán)境，并在環(huán)境中擴散、遷移、轉(zhuǎn)化，使環(huán)境系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能發(fā)生變化，對人類以及其他生物的生存和發(fā)展產(chǎn)生不利影響的現(xiàn)象。2. 環(huán)境效應(yīng)：是在環(huán)境諸要素綜合影響下，物質(zhì)之間通過物理、化學(xué)和生物作用所產(chǎn)生的環(huán)境效果。3. 優(yōu)先污染物：在眾多污染物中篩選出潛在危險大的作為優(yōu)先研究和控制對象，稱之為優(yōu)先污染物。特點：有毒有害、通過環(huán)境行為，具有潛在危害、難于降解、具有生物積累和三致作用（三致致癌、致畸、致

32、突變）、慢性毒性4. 生物轉(zhuǎn)運：指環(huán)境污染物經(jīng)各種途徑和方式同生物機體接觸而被吸收、分布和排泄等過程的總稱。 （ 生物遷移：污染物通過生物的吸收、代謝、生長、死亡等過程實現(xiàn)的遷移，是一種非常復(fù)雜的遷移方式，與各生物種屬的生理、生化和遺傳、變異作用有關(guān)。）5. 胞飲作用：由于生物膜具有可塑性和流動性，因此，對顆粒狀物質(zhì)和液態(tài)物質(zhì)，細(xì)胞可通過細(xì)胞膜的變形移動和收縮，把他們包圍起來最后攝入細(xì)胞內(nèi)。6. 生物轉(zhuǎn)化：污染物在體內(nèi)的生物轉(zhuǎn)化是指外源化合物進(jìn)入生物機體后在有關(guān)酶系統(tǒng)的催化作用下的代謝變化過程。7.污染物透過細(xì)胞的方式有哪些？ 1.）被動運輸 單純擴散：亦稱被動擴散,這是一種物理擴散作用.這種

33、擴散決定于細(xì)胞內(nèi)外滲透壓的差別,即以被輸送的物質(zhì)在細(xì)胞內(nèi)外的濃度梯度為動力,根據(jù)滲透壓的大小由高濃度一側(cè)向低濃度一側(cè)擴散.這種擴散是非特異性的,并且通常是慢的.溶于水的小分子物質(zhì)是以其分子狀態(tài)或離子狀態(tài)透過膜孔. 2.特殊轉(zhuǎn)運 促進(jìn)擴散是以被運輸物質(zhì)的濃度梯度為動力(不消耗能量),利用載體蛋白,將非脂溶性物質(zhì),運輸通過由碳?xì)浣M成的非極性區(qū)。 主動運輸 當(dāng)微生物細(xì)胞內(nèi)所積累的營養(yǎng)物質(zhì)的濃度高于細(xì)胞外的濃度時，營養(yǎng)物質(zhì)就不能按濃度梯度擴散到細(xì)胞內(nèi)，而是逆濃度梯度被“抽”進(jìn)細(xì)胞內(nèi)，這一過程需要消耗滲透酶和消耗能量。這種需要能量和滲透酶的逆濃度梯度積累營養(yǎng)物質(zhì)的過程，稱為主動運輸。 3.胞飲作用7.

34、植物對污染物吸收的三條主要的途徑：1.根部吸收以及隨后蒸騰，運輸?shù)街参锔鞑糠郑?.通過植物葉片上的氣孔吸入體內(nèi)；3.通過植物地上部分的表皮吸入體內(nèi)。8. 血腦屏障：是指由毛細(xì)血管形成的血漿與腦細(xì)胞外液間的屏障以及由脈絡(luò)膜形成的血漿與腦脊液間的屏障。此屏障對許多大分子或極性較高的藥物是一個障礙，但脂溶較高的藥物仍能穿透血腦屏障而進(jìn)入組織。例如極性高的季銨類（氯化銨等）進(jìn)入中樞神經(jīng)系統(tǒng)，而脂溶性高的全身麻醉藥則容易進(jìn)入。 9. 胎盤屏障：將母體與胎兒血液分開的胎盤也起屏障作用，這種屏障稱為胎盤屏障。藥物通過胎盤的轉(zhuǎn)運方式主要是簡單擴散。高脂溶性藥物如全身麻醉藥和巴比妥類，可從母體入胎兒血中。低脂溶

35、性或高度解離的藥物與右旋糖酐和季西銨類則不易透過。10. 解毒作用與增毒作用：解毒作用：生物轉(zhuǎn)化能使一些外源性化合物消除或降低毒性，或者轉(zhuǎn)化為易排出的物質(zhì)。 增毒作用：生物轉(zhuǎn)化能使一些外源性化合物消除或降低毒性，或者轉(zhuǎn)化為易排出的物質(zhì)。11. 什么是生物濃縮、生物積累、生物放大，三者有什么區(qū)別？ 生物濃縮是指生物機體或處于同一營養(yǎng)級上的許多生物種群，從周圍環(huán)境中蓄積某種元素或難分解的化合物，使生物體內(nèi)該物質(zhì)的濃度超過環(huán)境中的濃度的現(xiàn)象，又稱生物學(xué)濃縮，生物學(xué)富集。 生物積累是指生物在其整個代謝活躍期通過吸收、吸附、吞食等各種過程，從周圍環(huán)境中蓄積某些元素或難分解的化合物，以致隨著生長發(fā)育，濃縮

36、系數(shù)不斷增大的現(xiàn)象，又稱生物學(xué)積累。 生物放大是指在生態(tài)系統(tǒng)中，由于高營養(yǎng)級生物以低營養(yǎng)級生物為食物，某種元素或難分解化合物在生物機體中的濃度隨著營養(yǎng)級的提高而逐步增大的現(xiàn)象，又稱為生物學(xué)放大。不同：生物濃縮同一物種，同一生理時期（05版）生物體內(nèi)的污染物濃度大于環(huán)境中該物質(zhì)濃度的現(xiàn)象。（06版） 生物積累同一物種，不同一生理時期 生物放大不同一物種，同一食物鏈12. 什么是生物濃縮系數(shù)，有哪些測定的方法？生物濃縮系數(shù)是指生物體內(nèi)某種元素或難分解的化合物的濃度同它所生存的環(huán)境中該物質(zhì)的濃度比值，可用以表示生物濃縮的程度，又稱濃縮系數(shù)、生物富集系數(shù)、生物積累率等。KBCF測定的方法：實驗室飼養(yǎng)法

37、缺點：不能完全模擬自然環(huán)境，所得數(shù)值與真實值有較大差距。野外調(diào)查法缺點：對于壽命長的動物測定較難；自然界的本底值不能測出?；貧w方程：第十章1.混合功能氧化酶（監(jiān)測海洋被石油污染的程度）在酶的催化下，經(jīng)氧化、還原或水解反應(yīng)改變其化學(xué)結(jié)構(gòu)，形成或暴露某些活性基團(tuán)（OH、SH、COOH、-NH3），增強水溶性，便于排出體外。（是污染物在生物體內(nèi)進(jìn)行生物轉(zhuǎn)化相I過程中的關(guān)鍵酶系，是電子傳遞系統(tǒng)，具有多種催化功能。）2.超氧化物歧化酶（SOD）是一類金屬酶，廣泛存在于生物體內(nèi)，它是一種氧自由基清除劑，具有保護(hù)機體免疫受損傷的作用。3.谷光甘肽轉(zhuǎn)移酶（GSTS）是污染物在體內(nèi)生物轉(zhuǎn)化相過程中的重要酶，與不

38、同的親電性化合物或一些相代謝產(chǎn)物結(jié)合，產(chǎn)生水溶性化合物，易于排出體外，因此起到脫毒作用。4.乙酰膽堿脂酶（AchE） 作用：控制神經(jīng)系統(tǒng)的信息傳導(dǎo)過程。 污染物：有機磷農(nóng)藥和氨基甲酸脂農(nóng)藥。 應(yīng)用： 研究發(fā)現(xiàn)AchE具有較高的專一性和敏感性，用其作為指標(biāo)可以表明生物受到有 機磷農(nóng)藥和氨基甲酸脂農(nóng)藥的影響。5.不可逆性抑制污染物與酶的活性中心不可逆結(jié)合，使酶減少或喪失活性；6.非競爭性抑制非競爭性抑制劑和底物分別與酶的不同部位結(jié)合。抑制劑與酶的結(jié)合并不妨礙酶再與底物結(jié)合，但所形成的酶底物抑制劑復(fù)合 物的催化活性很低或完全沒催化活性、單純增加底物濃度不能減弱這類抑制作用。最重要的非競爭性

39、抑制劑是一些金屬離子；7.競爭性抑制競爭性抑制劑往往和底物在結(jié)構(gòu)上有某些相似之處，二者可能競爭與酶分子的同一部位結(jié)合。增加底物的濃度可以減弱這種抑制作用。8.中間產(chǎn)物抑制有些污染物通過生成中間代謝產(chǎn)物抑制酶活性。9.靶器官污染物進(jìn)入機體后，對各器官并不產(chǎn)生同樣的毒作用，而只對部分器官產(chǎn)生直接毒作用，這些器官稱為靶器官。10.效應(yīng)器官 是直接表現(xiàn)污染物毒性的器官，靶器官不一定是效應(yīng)器官11.蓄積器官 指污染物在體內(nèi)蓄積的部位，但這些污染物對器官并不一定顯示毒性。污染物靶器官效應(yīng)器官蓄積器官生物效應(yīng)放射性碘甲狀腺甲狀腺甲狀腺甲狀腺癌鎘肝腎肝腎肝腎蛋白尿有機磷農(nóng)藥神經(jīng)系統(tǒng)瞳孔、唾液腺、橫紋肌瞳孔縮小

40、流涎肌束顫動DDT有機氯農(nóng)藥中樞神經(jīng)肝臟脂肪12.優(yōu)勢種：在群落中優(yōu)勢度大的為群落優(yōu)勢種，在群落功能中占重要的位置。13.耐污種：只在某一污染條件下生存的物種。顫蚓、蜂蠅幼蟲等。14.敏感種：指對環(huán)境條件變化敏感的物種。這類生物對環(huán)境因素的適應(yīng)范圍比較狹窄，環(huán)境條件稍有變化即不能忍受而死亡。石蠅稚蟲、石蠶蛾幼蟲和蜉蝣稚蟲等15.協(xié)同作用 指兩種或兩種以上的化學(xué)污染物同時或數(shù)分鐘內(nèi)先后與機體接觸，其對機體產(chǎn)生的生物學(xué)作用強度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過它們分別單獨與機體接觸時所產(chǎn)生的生物學(xué)作用的總和。16.相加作用 指多種化學(xué)污染物混合所產(chǎn)生的生物學(xué)作用強度等于其中各化學(xué)污染分別產(chǎn)生的作用強度的總和。17.獨立作用

41、 指多種化學(xué)污染物各自對機體產(chǎn)生的毒性作用的機理不同，互不影響。獨立作用產(chǎn)生的總數(shù)低于相加作用。18.拮抗作用指兩種或兩種以上的化學(xué)污染物同時或數(shù)分鐘內(nèi)先后與機體接觸，其中一種污染物可干擾另一污染物原有的生物學(xué)作用，使其減弱，或兩種污染物相互干擾，使混合物的生物作用或毒性作用的強度低于兩種化學(xué)污染物任何一種單獨輸入機體的強度。19.環(huán)境激素：一種并不直接毒害生命的化學(xué)物質(zhì)，但它以“激素”的面貌對生物體起作用，即使數(shù)量極少，也會使生物體內(nèi)的內(nèi)分泌失調(diào)，出現(xiàn)生殖器畸形等諸多病變。 來源：滴滴涕（DDT）類殺蟲劑和除草劑物質(zhì)，多氯聯(lián)苯（PCB）類絕緣材料和塑料物質(zhì)，二惡英等垃圾焚燒產(chǎn)生的物質(zhì)，激素類

42、醫(yī)用藥物。 危害：這些物質(zhì)長期與人類和動物接觸，會漸漸引起內(nèi)分泌系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)出現(xiàn)多種異常。 防范措施：加強對人工合成化學(xué)物質(zhì)從生產(chǎn)到食用的管理； 提高對環(huán)境的監(jiān)測水平和醫(yī)療水平； 不要購買塑料制的嬰幼兒用品； 不長期用泡沫塑料容器泡方便面。 要盡可能多吃谷物和新鮮水果蔬菜，因為它們均能將“環(huán)境激素” 排出體外。20.回避行為 指水生動物，特別是游泳能力強的水生動物，能主動避開受污染的水區(qū)，游向未受污染的水區(qū)的行為。21.污染物在種群和群落的影響 1.種群密度 a.種群密度下降b.種群密度上升 2.結(jié)構(gòu)和性別比例 環(huán)境激素可導(dǎo)致野生動物性逆轉(zhuǎn)，雌性雄性化和雄性雌性 化改變種群的性別比

43、例。 3.遺傳結(jié)構(gòu)和競爭關(guān)系 改變遺傳物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和捕食與被捕食的關(guān)系，導(dǎo)致種 群關(guān)系改變。 22. 蛋白質(zhì)化學(xué)損傷后的生物學(xué)效應(yīng)： 細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)及通透性改變； 引起各亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能損傷 影響酶的催化功能，進(jìn)而引起代謝異常及能量供應(yīng)障礙； 導(dǎo)致遺傳毒性； 引起肌體特殊的免疫反應(yīng)； 引起肌體繁殖功能障礙。23. 污染物在生物體內(nèi)分布不均勻，一般分布在哪里？ 污染物被吸收進(jìn)入血液后，一部分與血漿蛋白質(zhì)（主要是白蛋白）形成可逆的結(jié)合，不易透過生物膜；另一部分呈游離態(tài)，可以到達(dá)一定的組織細(xì)胞，例如有些可在脂肪或骨組織中蓄積和沉淀。第十一章1、短期生物測試:是指被測試的生物在短時間內(nèi)暴露于高濃度的污染物下，測定 污染物對生物機體的影響 時間：藻類72、水蚤類48、魚類96最長不超過8。 試驗方式：靜止式、流動式。 中期生物測試：是介于短期和長期之間的一類生物測試。 時間：8到90稱為中期。試驗方式：流動式為主、靜止式 長期生物測試：是指在低濃度污染物的作用下，暴露時間要盡可能長，達(dá)到 受試生物的整個生活史的一類生物測試，又稱全部生活史的 生物測試。 時間：從一個卵期