环境工程微生物学思考题

第一章 病毒

1.病毒是一类怎样的微生物？它有什么特点？

答：病毒是没有细胞结构，专性寄生在活的敏感宿主体内的超微小微生物。 2.病毒分类依据是什么？分为哪几类病毒？

答：病毒是根据病毒的宿主、所致疾病、病毒粒子的大小、病毒的结构和组成、核酸的类型、复制的模式、有无被膜等进行分类。

根据专性宿主分类：动物病毒、植物病毒、细菌病毒（噬菌体）、放线菌病毒（噬放线菌体）、藻类病毒（噬藻体）、真菌病毒（噬真菌体）

根据核酸分类：DNA病毒（除细小病毒组的成员是单链DNA外，其余所有病毒都是双链DNA）和RNA病毒（除呼肠孤病毒组的成员是双链RNA外，其余所有的病毒都是单链RNA）。

3.病毒具有怎样的化学组成和结构？

答：病毒的化学组成：蛋白质和核酸，个体大的病毒如痘病毒，除含蛋白质和核酸外，还含类脂质和多糖。结构：没有细胞结构，分两部分：蛋白质衣壳和核酸内芯，共同构成核衣壳。 4.叙述大肠杆菌T系噬菌体的繁殖过程。 答：吸附→侵入→复制与聚集→释放

5.什么叫毒性噬菌体？什么叫温和噬菌体？

答：侵入宿主细胞后，随即引起宿主细胞裂解的噬菌体称作毒性噬菌体叫毒性噬菌体；侵入宿主细胞后，其核酸附着并整合在宿主染色体上，和宿主的核酸同步复制，宿主细胞不裂解而继续生长，这种不引起宿主细胞裂解的噬菌体叫温和噬菌体。 6.什么叫溶原细胞（菌）？什么叫原噬菌体？

答：含有温和噬菌体核酸的宿主细胞被称作溶原细胞。在溶原细胞内的温和噬菌体核酸，称为原噬菌体（或前噬菌体）。

7.解释Escherichia coli K12（λ）中各词的含义。

答：Escherichia是大肠杆菌的属名，coli是它的种名，K12是大肠杆菌的株名，括号内的λ为溶原性噬菌体。

8.病毒在固体培养基上有怎样的培养特征？ 答：将噬菌体的敏感细菌接种在琼脂固体培养基上生长形成许多个菌落，当接种稀释适度的噬菌体悬液后引起点性感染，在感染点上进行反复的感染过程，宿主细菌菌落就一个个地被裂解成一个个空斑，这些空斑就叫噬菌斑。

9.噬菌体在液体培养基和固体培养基中各有怎样的培养特征？ 答：将噬菌体的敏感细菌接种在液体培养基中，经培养后敏感细菌均匀分布在培养基中而使培养基浑浊。然后接种噬菌体，敏感细菌被噬菌体感染后发生菌体裂解，原来的细菌悬液变成透明的裂解溶液；将噬菌体的敏感细菌接种在琼脂固体培养基上生长形成许多个菌落，当接种稀释适度的噬菌体悬液后引起点性感染，在感染点上进行反复的感染过程，宿主细菌菌落就一个个地被裂解成一个个空斑，这些空斑就叫噬菌斑。 10.什么叫噬菌斑？什么叫PFU？ 答：将噬菌体的敏感细菌接种在琼脂固体培养基上生长形成许多个菌落，当接种稀释适度的噬菌体悬液后引起点性感染，在感染点上进行反复的感染过程，宿主细菌菌落就一个个地被裂解成一个个空斑，这些空斑就叫噬菌斑；一个空斑表示一个病毒，PFU即plaque forming unit表示病毒空斑单位。

11.破坏病毒的物理因素有哪些？它们是如何破坏病毒的？ 答：温度、光、干燥度。

高温使病毒的核酸和蛋白质受损伤，蛋白质的变性作用阻碍了病毒吸附到宿主细胞上，

削弱了病毒的感染力。

日光中的紫外辐射和人工制造的紫外辐射具有灭活病毒的作用，灭活部位是病毒的核酸，使核酸中的嘧啶环受到影响，形成胸腺嘧啶二聚体。

干燥是控制环境中病毒的重要因素。在土壤中，水分含量低于10%时，病毒会迅速灭活。是由于病毒RNA释放出来而随后裂解所致。 12.紫外线如何破坏病毒？

答：灭活部位是病毒的核酸，使核酸中的嘧啶环受到影响，形成胸腺嘧啶二聚体。（即在相邻的胸腺嘧啶残基之间形成共价键）。尿嘧啶残基的水合作用也会损伤病毒。 13.灭活宿主体外病毒的化学物质有哪些？它们是如何破坏病毒的？

答：酚，低渗缓冲溶液、甲醛、亚硝酸、氨、醚类、十二烷基硫酸钠、氯仿、去氧胆酸钠、氯（或次氯酸、二氧化氯、漂白粉）、溴、碘、臭氧、乙醇、强酸、强碱及其他氧化剂等。 强酸、强碱本身可以直接灭活病毒，还可以导致PH变化对病毒产生影响，高PH会破坏蛋白质衣壳和核酸；氯和臭氧对病毒蛋白质和核酸均有作用；酚破坏蛋白质衣壳，常用于分离有感染性的核酸；甲醛是有效的消毒剂，只破坏病毒的核酸，不改变病毒抗原特性；亚硝酸与病毒核酸反应导致嘌呤和嘧啶碱基的脱氨基作用；氨可引起病毒颗粒内RNA的裂解。

14.破坏病毒的蛋白质衣壳（酚，氯和臭氧）、核酸（强碱，氯和臭氧，甲醛）和脂质被膜（醚，十二烷基硫酸钠、氯仿、去氧胆酸钠）的化学物质有哪些？ 15.你怎样判断病毒有无被膜？

答：无被膜的病毒对醚，十二烷基硫酸钠、氯仿、去氧胆酸钠等脂溶性物质不敏感，反之则敏感。

16.病毒在水体和土壤中的存活时间主要受哪些因素影响？

答：水体中，温度是主要因素，病毒类型也有关系；土壤中受很多因素影响，受土壤湿度和温度影响最大，低温存活时间长，干燥易灭活

17.病毒有哪些危害？如何控制病毒？ 答：引起人类以及与人类密切相关的动植物疾病甚至死亡，还破坏工农林业生产，通过空气，水，飞沫，气溶胶，粪便等途径传播，或人与人，人与动物直接接触而得病毒病；

将病毒灭活或减毒制备成各种流行病的疫苗作抗原，注射入人体产生抗体，增强免疫力。 18.噬菌体有哪些方面的应用？如何应用/

答：制备疫苗，预防、治疗和控制动植物疾病。如噬菌体可以用于：①细菌鉴定和分型②分子生物学领域重要实验工具和最理想的材料③预防和治疗传染性疾病④筛选抗癌物质和检测致癌物质⑤测定辐射剂量⑥检测人、动物和植物病原菌。

第二章.原核微生物

1.细菌有哪几种形态？各举一个代表。 答：球状（乳酸链球菌）、杆状（芽孢杆菌）、螺旋状（霍乱弧菌）、丝状菌（浮游球衣菌） 2.细菌有哪些一般结构和特殊结构？各有哪些生理功能？

答：一般结构：细胞壁、细胞质膜、细胞质及其内含物、拟核 特殊结构：芽孢、鞭毛、荚膜、黏液层、衣鞘、光合作用层片。

3.革兰氏阳性菌和阴性菌的细胞壁结构有什么异同？各有哪些化学组成？

答：前者细胞壁厚，20~80nm，结构较简单，含肽聚糖（D-氨基酸、L-氨基酸和二氨基庚二酸）、磷壁酸（质）、少量蛋白质和脂肪；后者细胞壁较薄，厚度10nm，结构较复杂，分外壁层（最外层是脂多糖，中间是磷脂层，内层脂蛋白）和内壁层（含肽聚糖不含磷壁酸）

4.古菌包括哪几种？与细菌有什么不同？

答：产甲烷菌、嗜热嗜酸菌、极端嗜盐菌；细胞结构和细菌不同、大多数古菌细胞壁不含二氨基庚二酸和胞壁酸，不受溶菌酶和内酰胺抗生素和青霉素的作用、所含脂质和细菌很不同。 5.叙述细菌细胞质膜结构和化学，它有哪些生理功能？

答：紧贴在细胞壁的内侧而包围细胞质的一层柔软而富有弹性的薄膜。60%~70%蛋白质，30%~40%脂质和约2%的多糖；①维持渗透压的梯度和溶质的转移②有合成细胞壁和形成横隔膜组分的酶③膜内陷形成的中间体含有细胞色素，参与呼吸作用④有各种酶在其上进行物质代谢和能量代谢⑤为鞭毛提供附着点。 5.何谓核糖体？它有什么生理功能？

答：分散在细胞质中的亚微颗粒，是合成蛋白质的部位，由rRNA和蛋白质组成

6.在PH6、PH7、PH7.5的溶液中细菌各带什么电荷？在PH1.5的溶液中细菌什么电荷？为什么？

7.叙述革兰氏染色的机制和步骤。

答：机制：革兰氏染色与细菌等电点有关系，与细胞壁有关系 ；步骤：1.涂布均匀，固定2.草酸铵结晶紫水洗3.碘-碘化钾染色4.乙醇脱色5.番红复染 8.细菌的物理化学特性与污废水生物处理有哪些方面的关系？ 答：污水生物处理的工作主体是活性污泥中的细菌，细菌的物理化学性质直接关系到污水的处理效果。如细胞质的多相胶体决定细菌在曝气池中吸收污水中的有机污染物的种类、数量、速度；细菌表面解离层的S型或R型决定其悬液的稳定性，即决定其在沉淀池中的沉淀效果；比表面积的大小决定其吸附、吸收污染物的能力及与其他微生物的竞争能力；细菌的带电性与它吸附、吸收污水有机污染物的能力，与填料载体的结合有关，还与絮凝、沉淀性能有关；密度和质量与其沉淀效果有关。

9.何谓细菌菌落？细菌有哪些培养特征？这些培养特征有什么实践意义？ 答：由一个细菌繁殖起来的，由无数细菌组成具有一定形态特征的细菌集团。在固体、明胶、半固体、液体培养基中的培养特征可用来鉴别细菌或判断细菌的呼吸类型。 10.可用什么培养技术判断细菌的呼吸类型和能否运动？如何判断？ 答：如果细菌在培养基的表面及穿刺线的上部生长者为好氧菌，沿着穿刺线自下而上生长者为兼性厌氧菌或兼性好氧菌，如果只在穿刺线的下部生长为厌氧菌。 如果只沿着穿刺线生长者为没有鞭毛不能运动的细菌；如果不但沿着穿刺线生长而且培养基扩散生长者为有鞭毛、能运动的细菌。

11.蓝细菌是一类什么微生物，分几纲，其中有哪几属与水体富营养化有关？ 答：其细胞属于原核细胞，有革兰氏阴性菌的细胞壁，质膜，细胞内有拟核或核质，核糖体，羧酶体，类囊体，藻胆蛋白体（或藻红素），糖原颗粒，脂质颗粒及气泡。分为色球藻纲和藻殖段纲；微囊蓝细菌属，鱼腥蓝细菌属，水华束丝蓝细菌属。 12.何谓放线菌？革兰氏染色是何种反应？ 答：在固体培养基上呈辐射状生长而得名，菌体由纤细的、长短不一的菌丝组成，菌丝分枝，为单细胞。

13.立克次氏体、支原体、衣原体和螺旋体是一类什么样的微生物？人类应如何对待它们？ 答：立克次氏体隶属于α-变形杆菌门的立克次氏体目立克次氏体科的立克次氏体属，支原体隶属于厚壁门柔膜菌纲支原体目体科的支原体属、衣原体隶属于衣原体门衣原体目衣原体科的衣原体属和螺旋体隶属于螺旋门螺旋体纲螺旋体目。 第三章.真核微生物

1.何谓原生动物？它有哪些营养方式？

答：是动物中最原始最低等，结构最简单的单细胞动物，属于真核微生物；全动性营养，植

物性营养，腐生性营养。

2.原生动物分几纲？在废水处理中有几纲？

答：鞭毛纲，肉足纲，纤毛纲，孢子纲。鞭毛纲，肉足纲，纤毛纲三纲。 3.你如何区分鞭毛纲中的眼虫和杆囊虫？

答：眼虫形体小，一般呈纺锤形，前端钝圆，后端尖。从书本上看，杆囊虫两端都是钝圆。 4.纤毛纲中包括哪些固着型纤毛虫（钟虫类）？你如何区分固着型纤毛虫的各种虫体？ 答：大口钟虫，小口钟虫，沟钟虫，念珠钟虫，绘饰钟虫。

5.原生动物中各纲在水体自净和污水生物处理中如何起指示作用？

答：鞭毛纲在多污带或α-中污带，肉足纲在α-中污带或β-中污带，纤毛纲在β-中污带或寡污带。看是否有胞囊，是哪种原生动物的胞囊来判断水体情况。 6.何谓原生动物的胞囊？它是如何形成的？

答：是在水干涸、水温和PH过高或过低，溶解氧不足，缺乏食物或排泄物积累过多，污水中的有机物浓度超过原生动物的适应能力等情况形成的。先是虫体变圆，鞭毛、纤毛或伪足等细胞器缩入体内或消失，细胞水分陆续由伸缩泡排出，虫体缩小，最后伸缩泡消失，分泌一种胶状物质于体表，尔后凝固形成胞壳。胞壳有两层，外层较厚，表面凸起，内层薄而透明。

7.微型后生动物包括哪几种？

答：轮虫，线虫，寡毛类动物，浮游甲壳动物，苔藓虫、拟水螅。

8.常见的浮游动物有哪些？你如何利用浮游甲壳动物判断水体的清洁程度？

答：剑水蚤、水蚤。水蚤的血液含有血红素，其含量高低常常随着环境中溶氧量的高低而变化。水中含氧量低，水蚤血红素含量高；水中含氧量高，水蚤血红素含量低。污染水体溶氧量低，清水中溶氧量高，所以，在污染水体中水蚤颜色比在清水中红一些。 9.藻类的分类依据是什么？它分为几门？

答：根据藻类光合色素的种类、个体的形态、细胞结构、生殖方式和生活史分为10门：蓝藻门，裸藻门，绿藻门，轮藻门，金藻门，黄藻门，硅藻门，甲藻门，红藻门和褐藻门。 10.裸藻和绿藻有什么相似之处和不同之处？

答：裸藻不具有细胞壁，有鞭毛，大多数有叶绿体，繁殖为纵裂，是水体富营养化的指示生物；绿藻形态多样，有鞭毛，繁殖方式是无性生殖和有性生殖。 11.绿藻在人类生活科学研究和水体自净中起什么作用? 答：

12.硅藻和甲藻是怎么样的藻类？水体富营养化与哪些藻类有关？

答：硅藻为单细胞的，形体像小盒，由上壳和下壳组成；甲藻多为单细胞个体，呈三角形、球形、针形，前后端有突出的角。蓝藻，裸藻，甲藻

13.真菌包括哪些微生物？它们在废水生物处理中各起什么作用？

答：酵母菌，霉菌，伞菌。在炼油厂的含油含酚废水生物处理过程中，假丝酵母和黏红酵母菌可起到积极的作用，还可以监测重金属；有的霉菌可以处理含硝基的废水，分解无机氰化物，去除率达90%以上；无毒的有机废水可用于培养食用菌的菌丝体，既处理了废水和固体废物还获得了食用菌。

14.酵母菌有哪些细胞结构？有几种类型的酵母菌？

答：细胞壁、细胞质膜、细胞核、细胞质及内含物。有39属，372种。 15.霉菌有哪几种菌丝？如何区别霉菌和放线菌的菌落？

答：营养菌丝和气生菌丝。霉菌的菌落呈圆形、绒毛状、絮状或蜘蛛网状，比其他微生物的菌落都大，长得很快，可蔓延至整个平板。

第四章.微生物的生理

1.酶是什么？它有那些组成？各有什么生理功能？ 答：酶是由细胞产生的，能在体内或体外起催化作用的一类具有活性中心和特殊构象的生物大分子，包括蛋白质类酶和核酸类酶。从化学组成来看，可分为单成分酶和全酶类。前者只含蛋白质，后者还要结合一些被称为辅基或辅酶的热稳定非蛋白质小分子有机物或金属离子。全酶中，酶蛋白起催化化学反应加速进行的作用；辅基或辅酶起传递电子、原子和化学基团的作用；金属离子除了传递电子还起激活剂的作用 2.什么是辅基？什么是辅酶？有哪些物质可以作辅基辅酶？ 答：全酶中的非蛋白质成分可以是不含氮的小分子有机物，或者是由不含氮的小分子有机物和金属离子组成，通常称为辅酶和辅基，与酶蛋白结合紧的叫辅基，与酶蛋白结合不紧的叫辅酶。

3.简述酶蛋白的结构和酶的活性中心

答：酶蛋白是由20种氨基酸组成，按照一定的排列顺序由肽键连接成多肽链，两条多肽链之间或一条多肽链卷曲后相邻的基团之间以氢键、盐键、酯键、疏水键、范德华引力及金属键等相连接而成。结构分为一级、二级、三级，少数酶具有四级结构。 活性中心是指酶的活性部位，是酶蛋白分子中直接参与和底物结合，并与酶的催化作用直接有关的部位。是酶行使催化作用的结构基础。 4.酶可以分为哪6大类？写出其反应通式

答：氧化还原酶： AH2+B=A+BH2 裂解酶类：AB=A+B

转移酶类： AR+B=A+BR 异构酶类：葡萄糖=果糖

水解酶类： AB+H2O=AOH+BH 合成（连接）酶：A+B+ATP=AB+ADP+Pi 5.酶有哪些催化作用特性

答：1.具有一般催化剂的共性2.具有高度专一性，包括结构和立体异构的专一性 3.催化反应条件温和4.对环境变化极为敏感 6.影响酶活力的主要因素有哪些？并加以讨论

答：酶的浓度，底物浓度，PH，温度，激活剂，抑制剂 7.微生物有哪些化学成分？各组分的比例是什么？ 答：70%~90%是水分，10%~30%是干物质。

8.微生物需要哪些营养物质？供给营养是应该注意什么？为什么？

答：水，碳素营养源，氮素营养源，无机盐，生长因子。微生物细胞中碳素含量相当高，占干物质的50%左右，对碳素需求量最大。

9.根据微生物对碳源和能源需要的不同，可以把微生物分为哪几种类型？ 答：无机营养和有机营养；光能营养型和化能营养型 10.当处理某一工厂废水时，怎样考虑和着手配给营养?

答：废水中的有机物种类很多，淀粉，有机酸，醇类等都含有碳元素，都能作为微生物的碳源。无机营养和有机营养的微生物在废水中往往表现为互生关系，两者生活在一个环境中互相取利。

11.什么叫培养基?按化学物质的性质不同，可以分为几类？

答：根据各种微生物对营养的要求，包括水，碳源，氮源，无机盐以及生长因子等按照一定的比例配制而成的，用来培养微生物的基质成为培养基。 按组成物的性质分为：合成、天然、复合培养基 按培养基的物理形状：液体、半固体、固体培养基

按培养基对微生物的功能和用途：选择、鉴别、加富（富集）、基础（普通）培养基

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