環(huán)境工程微生物學重點2016

環(huán)境工程微生物學完整版重點2016第一章.科學家：法國巴斯德消毒法，德國科赫，英國弗萊明發(fā)現(xiàn)抗生素。.微生物五界分類系統(tǒng)：原核生物界（細菌，放線菌，藍綠細菌），原生生物界（藍藻以外的藻類及原生生物）、真菌界（酵母菌，霉菌X動物界和植物界。.微生物命名：林奈雙命名法，這個種的名稱是由一個著名和一個種名組成，屬名和種名都用斜體表示，屬名在前，用拉丁文名詞表示，第一個字母大寫。種名在后，用拉丁文的形容詞表示，第一個字母小寫。如果只將細菌鑒定到屬，沒鑒定到種，則該細菌的名稱只有屬名，沒有種名。.原核微生物的核很原始,發(fā)育不全,沒有核膜，核質(zhì)裸露，與細胞質(zhì)沒有明顯界線，叫擬核，沒有細胞器，只有細胞質(zhì)膜內(nèi)陷形成的不規(guī)則的泡沫結(jié)構(gòu)體系，也不進行有絲分裂。包括古細菌、細菌、藍細菌、放線菌、立克次氏體、支原體、衣原體、螺旋體。5微生物的特點：個體極??；分布廣，種類繁多;繁殖快；易變異。.病毒的化學組成：有蛋白質(zhì)和核酸，有的還有脂質(zhì)和多糖。.病毒的結(jié)構(gòu)：分兩部分，蛋白質(zhì)衣殼和核酸內(nèi)芯，兩者構(gòu)成核衣殼。.病毒的繁殖過程：吸附一侵入與脫殼一復(fù)制與聚集一釋放與裝配。.溫和噬菌體：當他侵入宿主細菌后，其核酸附著并整合在宿主染色體上，和宿主的核酸同步復(fù)制，宿主細胞不裂解而繼續(xù)生長，這種不引起宿主細胞裂解的噬菌體成為溫和噬菌體。第二章1、細菌的形態(tài)：球狀、桿狀、螺旋狀、絲狀2、細胞膜的結(jié)構(gòu)：膜的鑲嵌模型：①磷脂雙分子層為基本骨架②磷脂分子在細胞膜中以多種方式不斷流動，所以膜具有流動性③膜蛋白以不同方式分布于膜兩側(cè)或磷脂層中。3、細胞質(zhì)內(nèi)含物的內(nèi)含顆粒有：①多聚磷酸鹽

顆粒（又稱迂回體、異染粒：因用甲苯胺或甲烯藍染成紫紅色或深淺不同的藍色），被用作碳源、能源和磷源②聚B-羥基丁酸（PHB）,被用作碳源和能源。此二者在生物除磷中發(fā)揮重要作用。4.莢膜：是一些細菌在其細胞表面分泌的一種黏性物質(zhì)。莢膜特性：①粘性物質(zhì)，高勿必通氣性好利于莢膜生成；②一般較厚，很薄者（200mm以下）稱微莢膜;③是細菌的分類特征之一;④難染色，用負染色法觀察莢膜的化學組成：①含水率大于90%—98%;②通常由多糖。也有的由多肽等其他物質(zhì)組成莢膜的功能：①保護細菌（宿主細胞吞噬、干燥）②增強細菌的侵染力；③當做營養(yǎng)物質(zhì)（C、N源、能源）；④生物吸附作用；⑤形成菌膠團5、菌膠團：細菌間按一定的方式互相粘集，被一個公共莢膜包圍，形成一定形狀的細菌集團，性。②保護細菌。③污水生物處理中，污染物降解的“功能單元、處理效果的指標”。即菌膠團。菌膠團特點：①形狀各異，具遺傳即菌膠團。菌膠團特點：①形狀各異，具遺傳.芽抱：部分細菌在生活史某階段或遇到外界不良環(huán)境時，在細胞內(nèi)形成一個內(nèi)生抱子，即“芽抱”芽抱特點：①含水率低，38-40%②芽抱壁厚而致密③芽抱中的2,6-吡啶二羧酸含量高,為芽抱干重的5%-15%；④芽抱含有耐熱性酶PS:芽抱在細胞內(nèi)的位置、形態(tài)與大小相對穩(wěn)定，有遺傳性。所有的芽孢都可抵抗外界不良環(huán)境。芽抱不易著色，可用孔雀綠染色。.細菌表面電荷和等電點：菌體：50%蛋白質(zhì)（氨基酸一一兩性電解質(zhì)）等電點（pl）：在一定的溶液中，氨基酸所帶的正電荷與負電荷相等時的pH,稱為該氨基酸的等電點（pl）。細菌的等電點：2-5細菌的表面電荷通常帶負電荷革蘭氏染色法步驟：①用草酸銨結(jié)晶紫初染，1min②用碘一碘化鉀溶液媒染，1min③用中性脫色劑（乙醇、丙酮酸）脫色④用蕃紅染液復(fù)染。革蘭氏陽性菌：呈紫色；革蘭氏陰性菌：呈紅色.革蘭氏染色的機制：①革蘭氏染色與細菌等電點有關(guān)系：革蘭氏陽性菌：等電點低，2~3，革蘭氏陰性菌：等電點高，4-5，革蘭氏染色不穩(wěn)定菌：等電點，3-4，G+等電點低，負電荷多,與染料結(jié)合緊密，碘一碘化鉀溶液媒染時等電點降低幅度〉G-，與結(jié)合更牢固,不能被乙醇脫色;而G-則相反。②革蘭氏染色與細胞壁有關(guān)系:P54.藍細菌的細胞屬原核細胞，營養(yǎng)類型為光能自.放線菌屬原核生物放線菌特點：1、形態(tài)特征：①單細胞，大多由分支發(fā)達的菌絲組成；②革蘭氏陽性G+（除枝動菌屬外）2、生長條件：①土壤中數(shù)量多，在土壤中的數(shù)量僅次于細菌；②適宜中性或偏堿性環(huán)境；③好氧，多為腐生菌少數(shù)為寄生菌（分枝桿菌）④最佳生長溫度：28-30℃放線菌菌絲體分3類：①營養(yǎng)（基內(nèi)）菌絲；②氣生菌絲；③抱子絲（繁殖菌絲）第三章.原生動物的一般特征：在自然水體中，鞭毛蟲喜在多污帶和a—中污帶中生活，在污水生物處理系統(tǒng)中，活性污泥培養(yǎng)初期在處理效果差時鞭毛蟲大量出現(xiàn)，可在污水處理效果差時的指示生物。.變形蟲喜在a—中污帶或B—中污帶的自然水體生活，在活性污泥培養(yǎng)中期出現(xiàn)。.游泳型纖毛蟲多數(shù)是在a—中污帶和B—中污帶，少數(shù)在寡污帶中，在活性污泥培養(yǎng)中期或在處理效果較差是出現(xiàn)。固著型的纖毛蟲，尤其是鐘蟲，喜在寡污帶生活。它們是水體自凈程度高、污水生物處理效果好的指示生物。吸管蟲多數(shù)在B—中污帶，有的種也能耐a—中污帶和多污帶。在污水生物處理效果一般時出現(xiàn)。.輪蟲是寡污帶和污水生物處理效果好的指示生物。第四章.微生物的營養(yǎng)物（一）水:溶劑;參與生化反應(yīng);運輸物質(zhì)的載體；調(diào)節(jié)溫度（二）碳源及能源：構(gòu)成微生物細胞的碳骨架,為微生物生長、繁殖、發(fā)育、運動提供能源（三）氮源-能夠供給微生物氮素營養(yǎng)的物質(zhì)。根據(jù)氮源不同，微生物可分4類：1、固氮微生物。利用空氣中的N合成自身氨基酸、蛋白質(zhì)2、利用無機氮為氮源的微生物。利用氨、銨鹽、亞硝酸鹽、硝酸鹽一硝化、亞硝化細菌、大腸桿菌、枯草桿菌、放線菌、霉"酵母菌、藻類等3、需要某種氨基酸為氮源的微生物4、分解蛋白質(zhì)獲取氮源的微生物（四）無機鹽：構(gòu)成細胞組分；構(gòu)成酶的組分，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（五）生長因子：某些微生物不能從普通的碳源、氮源物質(zhì)合成，而需要外源少量供給才能滿足機體生長需要的有機物質(zhì)。常見生長因子：維生素、氨基酸、堿基等。.營養(yǎng)類型：光能無機營養(yǎng)/自養(yǎng)型；光能有機營養(yǎng)/異養(yǎng)型；化能有機營養(yǎng)/異養(yǎng)型；化能無機營養(yǎng)/自養(yǎng)型.微生物的培養(yǎng)基：根據(jù)微生物的營養(yǎng)要求，由人工配制的，供給微生物生長繁殖或積累代謝產(chǎn)物所用的營養(yǎng)基質(zhì)（1）按照培養(yǎng)基的成分分為:合成培養(yǎng)基；天然培養(yǎng)基；半合成培養(yǎng)基（2）按照培養(yǎng)基的物理性狀分為：固體培養(yǎng)基；液體培養(yǎng)基；半固體培養(yǎng)基（3）按照培養(yǎng)基的用途分為:基礎(chǔ)培養(yǎng)基；選擇培養(yǎng)基（根據(jù)某微生物的特殊營養(yǎng)要求或?qū)Ω鞣N化學物質(zhì)敏感程度的差異程度而設(shè)計、配制的培養(yǎng)基）；鑒別培養(yǎng)基（幾種細菌由于對培養(yǎng)基中某一成分的分解能力不同，其菌落通過指示劑顯示出不同的顏色而被分開，這種起鑒別和區(qū)分不同細菌作用的培養(yǎng)基叫鑒別）；加富培養(yǎng)基.大腸埃希氏菌分解能力最強，菌落呈深紫紅色.營養(yǎng)物質(zhì)進入微生物細胞的方式：單純擴散；促進擴散；主動運輸；基團轉(zhuǎn)位.生物能量的轉(zhuǎn)移中心-ATP.產(chǎn)生ATP的三種方式：底物水平磷酸化；氧化磷酸化；光合磷酸化.微生物的生物氧化分為3類：發(fā)酵、好氧呼吸和無氧呼吸。.反硝化：是指在缺氧條件下，有些細菌能以有機物為供氫體，以硝酸鹽NO3一作為最終電子受體。反硝化是在硝酸鹽（電子受體）與有機物（電子供體）同時存在、而氧氣又不足（DO<0.5mg/L）的情況下發(fā)生。第五章.生長曲線：將少量細菌接種在培養(yǎng)液中，定時取樣計數(shù)。以細菌個數(shù)或細菌數(shù)目的對數(shù)或細菌干重為縱坐標，以培養(yǎng)時間為橫坐標得到的曲線。.停滯期特點：分裂遲緩，代謝活躍。細胞體積增大較快對數(shù)期特點：1）代謝活性高，組成細胞物質(zhì)最快；2）菌量以幾何級數(shù)增加，代時穩(wěn)定；3）細菌數(shù)目的增加與原生質(zhì)總量的增加、菌液混濁度增加呈正相關(guān)性；4）個體形態(tài)、化學組成、生理特性一致，代謝旺盛，是研究代謝的好材料。靜止期特點：細菌總數(shù)達到最大值，并恒定一段時間，新生細菌數(shù)大致等于死亡數(shù)，此時可獲得大量菌體。衰亡期特點：細菌常出現(xiàn)多形態(tài)、畸形或衰退形;有的細菌產(chǎn)生芽抱.常規(guī)活性污泥法常將活性污泥控制在靜止期而不在對數(shù)期原因：如果維持微生物在對數(shù)期生長，貝小（1）活力很強，處理廢水的能力必然較高⑵需有充足的營養(yǎng)物質(zhì)，即廢水中的有機物必須有較高的濃度⑶不易形成菌膠團，沉淀性能差。而靜止期的微生物仍有相當?shù)拇x活力，去除有機物的效果仍好，微生物積累大量貯存物，強化了吸附能力。.微生物與微生物之間的關(guān)系：種內(nèi)關(guān)系和種間關(guān)系。.相同種內(nèi)的關(guān)系有競爭和互助，不同種間的關(guān)系有（1）競爭:不同的微生物種群在同一環(huán)境中，對食物等營養(yǎng)、溶解氧、空間和其他共同要求的物質(zhì)相互競爭，互相受到不利影響。【霉菌和細菌】⑵互生:兩種可以單獨生活的生物共存于同一環(huán)境，相互提供營養(yǎng)及其他生活條件，雙方互相有利，相互受益?！久摲泳土蚣毦浚?）共生:兩種不能單獨生活的微生物共同生活于同一環(huán)境，各自執(zhí)行優(yōu)勢的生理功能，在營養(yǎng)上互為有利而組成的共生體?！镜匾率窃孱惡驼婢墓采w】（4）偏害關(guān)系:指兩種微生物生活在一起時，一種微生物產(chǎn)生某種特殊的代謝產(chǎn)物使環(huán)境條件發(fā)生變化，從而抑制甚至殺死另一種微生物的現(xiàn)象?！救樗峋浚?）捕食關(guān)系:一種微生物直接吞食另一種微生物（6）寄生:指一種生物生活在另一種生物體內(nèi)，從中攝取營養(yǎng)物質(zhì)進行生長繁殖，并且在一定條件下?lián)p害或殺死另一種生物的現(xiàn)象【噬菌體和細菌】第八章1、馴化：在工業(yè)廢水生物處理中，用含有某些污染物的工業(yè)廢水篩選、培養(yǎng)來自處理其他廢水的菌種，是他們適應(yīng)該種工業(yè)廢水，并產(chǎn)生高效降解其中污染物能力的方法。2、DNA的結(jié)構(gòu)：是兩條多核苷酸鏈彼此互補并排列方向相反的，以右手旋轉(zhuǎn)的方式圍繞同一根主軸而互相盤繞形成的，具有一定空間距離的雙螺旋結(jié)構(gòu)。3、突變類型：自發(fā)突變：①多因素低劑量的誘變效應(yīng)②互變異構(gòu)效應(yīng)誘發(fā)突變：①物理誘變②化學誘變③復(fù)合處理及其協(xié)同效應(yīng)④定向培

育和馴化4、基因重組：雜交：通過雙親細胞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。轉(zhuǎn)化：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(xiàn)象。轉(zhuǎn)導：通過溫和噬菌體的媒介作用，把供體細胞內(nèi)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(xiàn)象。結(jié)合5、PCR（DNA聚合酶鏈反應(yīng)）:定義：PCR是DNA不需通過克隆而在體外擴增，短時間內(nèi)合成大量DNA片段的技術(shù)步驟：①加熱變性②退火③延伸④將擴展物進行瓊脂糖凝膠電泳觀察第七章1、土壤中微生物種類和數(shù)量：任何土質(zhì)中都以型動物等由多到少依次排列2、土壤自凈：土壤對施入一定負荷的有機物或有機污染物具有吸附和生物降解的能力，通過物細菌量最多，放線菌真菌，藻類原生動物和微細菌量最多，放線菌真菌，藻類原生動物和微理、化學和生物作用自動分解污染物使土壤恢復(fù)到原有水平的凈化過程取決于土壤中微生物的種類、數(shù)量和活性，也取決于土壤結(jié)構(gòu)通氣狀況等理化性質(zhì)。3、土壤修復(fù)：利用土壤中天然微生物資源或人為投加目的菌株、甚至構(gòu)建的特異降解功能菌投加各污染土壤中，將滯留的污染物快速降解和轉(zhuǎn)化，恢復(fù)土壤的天然功能。4、水體自凈：河流接納了一定量的有機污染物后，在物理的、化學的和水生物等因素的綜合作用后得到凈化，水質(zhì)恢復(fù)到污染前的水平和狀態(tài)。5、總大腸菌群:又稱大腸菌群，是指一群在37℃培養(yǎng)24h能發(fā)酵乳糖、產(chǎn)酸產(chǎn)氣、需氧和兼性厭氧的革蘭氏陰性無芽抱桿菌。為什么被選作致病菌的間接指示菌：①該細菌生理習性與腸道病原菌類似，而且它們在外界的生存時間基本一致②該種細菌在糞便中的數(shù)量較多，對人較安全；③檢驗技術(shù)較簡單6、水體富營養(yǎng)化概念：是水體中含有豐富的溶解性營養(yǎng)鹽類，使水中藻類等浮游生物大量生長繁殖，而后引起異養(yǎng)微生物旺盛代謝活動，耗盡了水體中的溶解氧，使水體變質(zhì)，從而破壞了水體中的生態(tài)平衡現(xiàn)象。富營養(yǎng)化的危害：①一旦水體受到污染而呈現(xiàn)富營養(yǎng)狀態(tài)時，水體的某些種類的生物明顯減少，而另外一些生物種類則顯著增加。這種生物種類演替會導致水生生物的穩(wěn)定性和多樣性降低，破壞水體生態(tài)平衡。②許多產(chǎn)生水華和赤潮的藻類能產(chǎn)生毒素，不僅危害水生動物，而且對人類健康及牲畜和禽類等也會產(chǎn)生嚴重的毒害作用?？刂扑w富營養(yǎng)化的措施與方法：①化學藥劑控制②生物學控制③攪動水層或水體深層曝氣、抑制底泥厭氧釋磷，或挖掘底泥沉積物、進行注水沖稀等④對二級生化處理的排出水進行脫氮和除磷⑤采收藻類，綜合利用第八章1,脂肪酸的8-氧化脂肪酸經(jīng)激活變?yōu)橹］o酶人，脂酰輔酶A再經(jīng)一系列反應(yīng)變成少兩個的脂酰輔酶A+乙酰輔酶A,以及1分子FADH2和1分子NADH2。。一分子18碳硬脂酸總共可以生成120ATP①脂肪酸激活②脫氫③加水④再脫氫⑤硫解2,硝化作用氨基酸脫下的氫在有氧的條件下經(jīng)亞硝化細菌的作用轉(zhuǎn)化為硝酸，這叫硝化作用。亞硝化細菌和硝化細菌都是好氧菌，適宜在中性和偏堿性的環(huán)境中成長，不需要有機營養(yǎng)。3,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，這叫反硝化作用。4,反硫化作用在混凝土排水管和鑄鐵排水管中，在缺氧條件下，如果有硫酸鹽存在，經(jīng)常被還原成硫化氫。硫化氫上升到污水表層或溢出空氣層，與污水表面溶解取相遇，被硫化細菌或硫磺細菌氧化為硫酸。再與管頂部的凝結(jié)水結(jié)合使混凝土管和鑄鐵管受到腐蝕。硫化氫可直接與鐵反應(yīng)生成硫化鐵沉淀，當反應(yīng)物沖走后，管壁就下一個個凹陷。為減少對管道的腐蝕，要求管道有適宜的坡度，使污水流動通暢；加強管道的維護工作。細菌銹蝕，又叫厭氧銹蝕作用。5,鐵鎰細菌的作用及其危害面給排水管道內(nèi)常有氧化鎰和鐵的細菌，他們可以將溶解性的二價鐵氧化成三價鐵，將可溶性的二價鎰氧化成不溶性的四價鎰堵塞管道。同時具柄和具鞘的鐵細菌大量繁殖，鐵鎰的氧化產(chǎn)物大量增生與粘性菌體粘合在一起，可造成管道堵塞。鐵鎰對飲用水的影響：含有鐵和鎰的飲用水外觀呈褐色，而且當鐵的含量超過0.3mg/L，鎰含量超過0.5mg/L時，就對人體有害，不能飲用。第九章1，好氧活性污泥的組成和性質(zhì)組成：好氧微生物和兼性厭氧微生物，兼有少量的厭氧微生物與污水中固體物質(zhì)形成的絮狀提或稱絨粒。性質(zhì):含水率在99%左右，相對密度為1.002~1.006，具有沉降作用，有吸附，氧化有機物的能力，胞外酶將廢水中的大分子物質(zhì)水解成小分子，絨粒大小為0.002~0.2mm2,菌膠團的作用①凈化作用，有生物絮凝，吸附能力和氧化分解有機物的能力②為原生動物和微型后生動物提供了良好的生存環(huán)境③為原生動物，微型后生動物提供棲息場所④具有指示作3,原生動物及微型后生動物的作用一，指示作用。①可根據(jù)原生動物和微型后生動物的演替，根據(jù)他們的活動規(guī)律判斷水質(zhì)和污廢水處理程度，還可判斷活性污泥培養(yǎng)的成熟程度②根據(jù)原生動物種類判斷活性污泥和處理水質(zhì)的好與壞③根據(jù)原生動物遇到惡劣環(huán)境改變個體形態(tài)及其變化過程判斷進水水質(zhì)變化和運行中出現(xiàn)的問題。二，凈化作用。腐生性營養(yǎng)的鞭毛蟲通過滲透作用吸收污廢水中的溶解性有機物，大多數(shù)原生動物是動物性營養(yǎng)，它們吞食有機顆粒和游離細菌及其微小的生物。三，促進絮凝作用和沉淀作用。①靠細菌起作用②原生動物分泌一定的粘液物質(zhì)協(xié)同和促使細菌發(fā)生絮凝作用③固著型纖毛蟲本身具有沉降作用。4,