【正文】 環(huán)境工程微生物學(xué)緒論1． 何謂原核微生物？它包括哪些微生物？答：原核微生物的核很原始，發(fā)育不全，只有DNA 鏈高度折疊形成的一個(gè)核區(qū)，沒(méi)有核膜，核質(zhì)裸露，與細(xì)胞質(zhì)沒(méi)有明顯界限，叫擬核或似核。原核微生物沒(méi)有細(xì)胞器，只有由細(xì)胞質(zhì)膜內(nèi)陷形成的不規(guī)則的泡沫體系，如間體核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）、真細(xì)菌、放線菌、藍(lán)細(xì)菌、粘細(xì)菌、立克次氏體、支原體、衣原體和螺旋體。2．何謂真核微生物？它包括哪些微生物？答：真核微生物由發(fā)育完好的細(xì)胞核，核內(nèi)由核仁核染色質(zhì)。由核膜將細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)分開(kāi)，使兩者由明顯的界限。有高度分化的細(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(lèi)、酵母菌、霉菌、原生動(dòng)物、微型后生動(dòng)物等。3．微生物是如何分類(lèi)的？答：各種微生物按其客觀存在的生物屬性（如個(gè)體形態(tài)及大小、染色反應(yīng)、菌落特征、細(xì)胞結(jié)構(gòu)、生理生化反應(yīng)、與氧的關(guān)系、血清學(xué)反應(yīng)等）及它們的親緣關(guān)系，由次序地分門(mén)別類(lèi)排列成一個(gè)系統(tǒng)，從大到小，按界、門(mén)、綱、目、科、屬、種等分類(lèi)。種是分類(lèi)的最小單位，“株”不是分類(lèi)單位。4．生物的分界共有幾種分法，他們是如何劃分的？答：1969 年魏泰克提出生物五界分類(lèi)系統(tǒng)，后被Margulis 修改成為普遍接受的五界分類(lèi)系統(tǒng)：原核生物界(包括細(xì)菌、放線菌、藍(lán)綠細(xì)菌)、原生生物界（包括藍(lán)藻以外的藻類(lèi)及原生動(dòng)物）、真菌界（包括酵母菌和霉菌）、動(dòng)物界和植物界。我國(guó)王大耜教授提出六界：病毒界、原核生物界、真核生物界、真菌界、動(dòng)物界和植物界。5． 微生物是如何命名的？舉例說(shuō)明。答：微生物的命名是采用生物學(xué)中的二名法，即用兩個(gè)拉丁字命名一個(gè)微生物的種。這個(gè)種的名稱(chēng)是由一個(gè)屬名和一個(gè)種名組成，屬名和種名都用斜體字表示，屬名在前，用拉丁文名詞表示，第一個(gè)字母大寫(xiě)。種名在后，用拉丁文的形容詞表示，第一個(gè)字母小寫(xiě)。如大腸埃希氏桿菌的名稱(chēng)是Escherichia coli。6． 寫(xiě)出大腸埃希氏桿菌和桔草芽孢桿菌的拉丁文全稱(chēng)。答：大腸埃希氏桿菌的名稱(chēng)是Escherichia coli，桔草芽孢桿菌的名稱(chēng)是Bacillussubtilis。7．微生物有哪些特點(diǎn)？答：（一）個(gè)體極?。何⑸锏膫€(gè)體極小，有幾納米到幾微米，要通過(guò)光學(xué)顯微鏡才能看見(jiàn)， 微米，在光學(xué)顯微鏡可視范圍外，還需要通過(guò)電子顯微鏡才可看見(jiàn)。（二）分布廣，種類(lèi)繁多：環(huán)境的多樣性如極端高溫、高鹽度和極端pH 造就了微生物的種類(lèi)繁多和數(shù)量龐大。（三）繁殖快：大多數(shù)微生物以裂殖的方式繁殖后代，在適宜的環(huán)境條件下，十幾分鐘至二十分鐘就可繁殖一代。在物種競(jìng)爭(zhēng)上取得優(yōu)勢(shì)，這是生存競(jìng)爭(zhēng)的保證。（四）易變異：多數(shù)微生物為單細(xì)胞，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，整個(gè)細(xì)胞直接與環(huán)境接觸，易受外界環(huán)境因素影響，引起遺傳物質(zhì)DNA 的改變而發(fā)生變異。或者變異為優(yōu)良菌種，或使菌種退化。第一章：非細(xì)胞結(jié)構(gòu)的超微生物——病毒？它有什么特點(diǎn)？答：病毒是沒(méi)有細(xì)胞結(jié)構(gòu)，專(zhuān)性寄生在活的敏感宿主體內(nèi)，可通過(guò)細(xì)菌過(guò)濾器， 微米一下的超微小微生物。特點(diǎn)： 微米以下，故在光學(xué)顯微鏡下看不見(jiàn)，你必須在電子顯微鏡下方可合成蛋白質(zhì)的機(jī)構(gòu)——核糖體，也沒(méi)有合成細(xì)胞物質(zhì)和繁殖所必備的酶系統(tǒng)，不具獨(dú)立的代謝能力，必須專(zhuān)性寄生在活的敏感宿主細(xì)胞內(nèi)，依靠宿主細(xì)胞合成病毒的化學(xué)組成和繁殖新個(gè)體。病毒在活的敏感宿主細(xì)胞內(nèi)是具有生命的超微生物，然而，在宿主體外卻呈現(xiàn)不具生命特征的大分子物質(zhì)，但仍保留感染宿主的潛在能力，一旦重新進(jìn)入活的宿主細(xì)胞內(nèi)又具有生命特征，重新感染新的宿主。？分為哪幾類(lèi)病毒？答：病毒是根據(jù)病毒的宿主、所致疾病、核酸的類(lèi)型、病毒粒子的大小、病毒的結(jié)構(gòu)、有或無(wú)被膜等進(jìn)行分類(lèi)的。根據(jù)專(zhuān)性宿主分類(lèi)：有動(dòng)物病毒、植物病毒、細(xì)菌病毒（噬菌體）、放線菌病毒（噬放線菌體）、藻類(lèi)病毒（噬藻體），真菌病毒（噬真菌體）。按核酸分類(lèi)：有DNA 病毒（除細(xì)小病毒組的成員是單鏈DNA 外，其余所有的病毒都是雙鏈DNA）和RNA 病毒（除呼腸孤病毒組的成員是雙鏈RNA 外，其余所有的病毒都是單鏈RNA）。？答：一：病毒的化學(xué)組成：病毒的化學(xué)組成有蛋白質(zhì)和核酸，個(gè)體大的病毒如痘病毒，除含蛋白質(zhì)和核酸外，還含類(lèi)脂類(lèi)和多糖。二：病毒的結(jié)構(gòu)：病毒沒(méi)有細(xì)胞結(jié)構(gòu)，卻有其自身獨(dú)特的結(jié)構(gòu)。整個(gè)病毒分兩部分：蛋白質(zhì)衣殼和核酸內(nèi)芯，兩者構(gòu)成核衣殼。完整的具有感染力的病毒叫病毒粒子。病毒粒子有兩種：一種是不具被膜（亦稱(chēng)囊膜）的裸露病毒粒子；另一種是在核衣殼外面有被膜所構(gòu)成的病毒粒子。寄生在植物體內(nèi)的類(lèi)病毒和擬病毒結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單，只具RNA，不具蛋白質(zhì)。1．蛋白質(zhì)衣殼：是由一定數(shù)量的衣殼粒（由一種或幾種多肽鏈折疊而成的蛋白質(zhì)亞單位）按一定的排列組合構(gòu)成的病毒外殼，成為蛋白質(zhì)衣殼。由于衣殼粒的排列組合不同病毒有三種對(duì)稱(chēng)構(gòu)型：立體對(duì)稱(chēng)型，螺旋對(duì)稱(chēng)型和復(fù)合對(duì)稱(chēng)型。2．蛋白質(zhì)的功能：保護(hù)病毒使其免受環(huán)境因素的影響。決定病毒感染的特異性，使病毒與敏感細(xì)胞表面特定部位有特異親和力，病毒可牢固的附著在敏感細(xì)胞上。病毒蛋白質(zhì)還有致病性、毒力和抗原性。動(dòng)物病毒有的含DNA，有的含RNA。植物病毒大多數(shù)含RNA，少數(shù)含DNA。噬菌體大多數(shù)含DNA，少數(shù)含RNA。病毒核酸的功能是：決定病毒遺傳、變異和對(duì)敏感宿主細(xì)胞的感染力。3．被膜（囊膜）：痘病毒、腮腺炎病毒及其他病毒具有被膜，它們除含蛋白質(zhì)和核酸外，還含有類(lèi)脂質(zhì)，其中50%~60%為磷脂，其余為膽固醇。痘病毒含糖脂和糖蛋白，多數(shù)病毒不具酶，少數(shù)病毒含核酸多聚酶。 系噬菌體的繁殖過(guò)程。答：大腸桿菌T 系噬菌體的繁殖過(guò)程可分為四步：吸附，侵入，復(fù)制，聚集與釋放。吸附：首先大腸桿菌T 系噬菌體以它的尾部末端吸附到敏感細(xì)胞表面上某一特定的化學(xué)成分，或是細(xì)胞壁，或是鞭毛，或是纖毛。侵入：尾部借尾絲的幫助固著在敏感細(xì)胞的細(xì)胞壁上，尾部的酶水解細(xì)胞壁的肽聚糖形成小孔，尾鞘消耗ATP 獲得能量而收縮將尾鞘壓入宿主細(xì)胞內(nèi)（不具尾鞘的絲狀大腸桿菌T 系噬菌體將DNA 壓入宿主細(xì)胞內(nèi)的速度較慢）尾髓將頭部的DNA 注入宿主細(xì)胞內(nèi)，蛋白質(zhì)外殼留在宿主細(xì)胞外，此時(shí)，宿主細(xì)胞壁上的小孔被修復(fù)?！臼删w不能繁殖，這與噬菌體在宿主細(xì)胞內(nèi)增值所引起的裂解不同】。復(fù)制與聚集：噬菌體侵入細(xì)胞內(nèi)后，立即引起宿主的代謝改變，宿主細(xì)胞胞內(nèi)的核酸不能按自身的遺傳特性復(fù)制和合成蛋白質(zhì)，而有噬菌體核酸所攜帶的遺傳信息控制，借用宿主細(xì)胞的合成機(jī)構(gòu)如核糖體，mRNA、tRNA、ATP 及酶等復(fù)制核酸，進(jìn)而合成噬菌體的蛋白質(zhì)，核酸和蛋白質(zhì)聚集合成新的噬菌體，這過(guò)程叫裝配。大腸桿菌噬菌體T4的裝配過(guò)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(gè)加上去就裝配成一個(gè)完整的新的大腸桿菌噬菌體T4。宿主細(xì)胞裂解和成熟噬菌體粒子的釋放：噬菌體粒子成熟后，噬菌體水解酶水解宿主細(xì)胞壁而使宿主細(xì)胞裂解，噬菌體被釋放出來(lái)重新感染新的宿主細(xì)胞，一個(gè)宿主細(xì)胞課釋放10~1000 個(gè)噬菌體粒子。？什么叫溫和噬菌體？答：毒性噬菌體：就是指侵入宿主細(xì)胞后，隨即引起宿主細(xì)胞裂解的噬菌體；是正常表現(xiàn)的噬菌體。溫和噬菌體：就是指侵入細(xì)胞后，其核酸附著并整合在宿主染色體上，和宿主細(xì)胞的核酸同步復(fù)制，宿主細(xì)胞不裂解而繼續(xù)生長(zhǎng)，這種不引起宿主細(xì)胞裂解的噬菌體稱(chēng)作溫和噬菌體。（菌）？什么叫原噬菌體？答：溶原細(xì)胞就是指含有溫和噬菌體核酸的宿主細(xì)胞。原噬菌體就是指在溶原細(xì)胞內(nèi)的溫和噬菌體核酸，又稱(chēng)為前噬菌體。 coil K12（λ）中的各詞的含義。答：溶原性噬菌體的命名是在敏感菌株的名稱(chēng)后面加一個(gè)括弧，在括弧內(nèi)寫(xiě)上溶原性噬菌體λ。大腸桿菌溶原性噬菌體的全稱(chēng)為Escherichia coil K12（λ），Escherichia是大腸桿菌的屬名，coil 是大腸桿菌的種名，K12 是大腸桿菌的株名，括弧內(nèi)的λ為溶原性噬菌體。（噬菌體）在固體培養(yǎng)基上有什么樣的培養(yǎng)特征。答：將噬菌體的敏感細(xì)菌接種在瓊脂固體培養(yǎng)基上生長(zhǎng)形成許多個(gè)菌落，當(dāng)接種稀釋適度的噬菌體懸液后引起點(diǎn)性感染，在感染點(diǎn)上進(jìn)行反復(fù)的感染過(guò)程，宿主細(xì)菌菌落就一個(gè)個(gè)被裂解成一個(gè)個(gè)空斑，這些空斑就叫噬菌斑。答：噬菌體在固體培養(yǎng)基上的培養(yǎng)特征如上；噬菌體在液體培養(yǎng)基上的培養(yǎng)特征是：將噬菌體的敏感細(xì)菌接種在液體培養(yǎng)基中，經(jīng)培養(yǎng)后敏感細(xì)菌均勻分布在培養(yǎng)基中而使培養(yǎng)基渾濁。然后接種噬菌體，敏感細(xì)胞被噬菌體感染后發(fā)生菌體裂解，原來(lái)渾濁的細(xì)菌懸液變成透明的裂解溶液。？什么是PFU?答：將噬菌體的敏感細(xì)菌接種在瓊脂固體培養(yǎng)基上生長(zhǎng)形成許多個(gè)菌落，當(dāng)接種稀釋適度的噬菌體懸液后引起點(diǎn)性感染，在感染點(diǎn)上進(jìn)行反復(fù)的感染過(guò)程，宿主細(xì)菌菌落就一個(gè)個(gè)被裂解成一個(gè)個(gè)空斑，這些空斑就叫噬菌斑。PFU 是指病毒空斑單位（plague formation unit）。 ηPFU =n瓶?jī)?nèi)空斑平均數(shù)病毒稀釋度每瓶的病毒接種數(shù) ？它們是如何破壞病毒的？答：共有三類(lèi)：1．溫度：高溫使病毒的核酸和蛋白質(zhì)衣殼受損傷，高溫對(duì)病毒蛋白質(zhì)的滅活比病毒核酸的滅活要快。蛋白質(zhì)的變性阻礙了病毒吸附到宿主細(xì)胞上，削弱了病毒的感染力。2．光及其他輻射：①紫外輻射：其滅活部位使病毒的核酸，使核酸中的嘧啶環(huán)收到影響，形成胸腺嘧啶二聚體，尿嘧啶殘基的水和作用也會(huì)損傷病毒。②可見(jiàn)光：在氧氣和燃料存在的條件下，大多數(shù)腸道病毒對(duì)可見(jiàn)光很敏感而被殺死，這叫“光滅活作用”；燃料附著在核酸上，催化光催化作用，引起病毒滅活。③離子輻射：X 射線、r 射線也有滅活病毒的作用。3 干燥：被滅活的原因是在干燥環(huán)境中病毒RNA 釋放出來(lái)而隨后裂解。？答：紫外線照射到病毒之上，其滅活部位是病毒的核酸，是核酸中的嘧啶環(huán)受到影響，形成胸腺嘧啶二聚體（即在相鄰的胸腺嘧啶殘基之間形成共價(jià)鍵）。尿嘧啶殘基的水和作用也會(huì)損傷病毒。？他們是如何破壞病毒的？答：酚：破壞病毒蛋白質(zhì)的衣殼。低離子強(qiáng)度（低滲緩沖溶液）的環(huán)境：使病毒蛋白質(zhì)的衣殼發(fā)生細(xì)微變化，阻止病毒附著在宿主細(xì)胞上。附加：堿性環(huán)境課破壞蛋白質(zhì)衣殼和核酸，當(dāng)pH 大到11 以上會(huì)嚴(yán)重破壞病毒。氯(次氯酸、二氧化氯、漂白粉)和臭氧滅活效果極好，他們對(duì)病毒蛋白質(zhì)和核酸均有作用。、核酸和脂類(lèi)被膜的化學(xué)物質(zhì)有哪些？答：破壞病毒蛋白質(zhì)衣殼的化學(xué)物質(zhì)有：酚，低離子強(qiáng)度；破壞病毒核酸的化學(xué)物質(zhì)：甲醛（破壞核酸，但不改變病毒的抗原特性），亞硝酸（導(dǎo)致嘌呤和嘧啶堿基的脫氨基作用），氨（引起病毒顆粒內(nèi)RNA 的裂解）；破壞病毒脂類(lèi)被膜的化學(xué)物質(zhì)：醚、十二烷基硫酸鈉、氯仿、去氧膽酸鈉等。、無(wú)被膜？答：凡對(duì)醚類(lèi)等脂溶劑敏感的病毒為有被膜的病毒；凡對(duì)脂溶劑不敏感的病毒為不具被膜的病毒。？答：病毒在各種環(huán)境中由于影響因素的不同，其存活時(shí)間也是不同的。①病毒在水體中的存活：在海水和淡水中，溫度是影響病毒存活的主要因素，也與病毒類(lèi)型也有關(guān)。在水體淤泥中，病毒吸附在固體顆粒上或被有機(jī)物包裹在顆粒中間，受到保護(hù)其存活時(shí)間會(huì)較長(zhǎng)一些。②病毒在土壤中的存活：主要受土壤溫度和濕度的影響最大，低溫時(shí)的存活時(shí)間比在高溫時(shí)長(zhǎng)；干燥易使病毒滅活，其滅活的原因是病毒成分的解離和核酸的降解?！靖健浚和寥赖慕亓舨《镜哪芰κ芡寥赖念?lèi)型、滲濾液的流速、土壤孔隙的飽和度、pH、滲濾液中的陽(yáng)離子的價(jià)數(shù)（陽(yáng)離子吸附病毒的能力：3 價(jià)2 價(jià)1 價(jià)）和數(shù)量、可溶性有機(jī)物和病毒的種類(lèi)等的影響。③病毒在空氣中的存活：干燥、相對(duì)濕度、太陽(yáng)光中的紫外輻射、溫度和風(fēng)速等的影響。相對(duì)濕度大，病毒存活時(shí)間長(zhǎng)；相對(duì)濕度小，越是干燥，病毒存活時(shí)間短。？如何控制病毒??？答：病毒的危害：破壞生物機(jī)體，引起人類(lèi)以及與人類(lèi)密切相關(guān)的動(dòng)植物疾病，甚至死亡；破壞工、農(nóng)、林業(yè)生產(chǎn)。控制病毒?。呵鍧嵀h(huán)境、噴灑藥物消毒器物和環(huán)境，減少疾病的傳播；利用滅活或減毒病毒制備各種流行疾病的疫苗作為抗原，注射入人體產(chǎn)生抗體，增強(qiáng)人體的免疫力；堅(jiān)持體育鍛煉，增強(qiáng)體質(zhì)。？如何應(yīng)用？答：噬菌體的應(yīng)用：醫(yī)療、發(fā)酵工業(yè)、水產(chǎn)養(yǎng)殖、禽畜養(yǎng)殖、農(nóng)林業(yè)、環(huán)境保護(hù)等。具體應(yīng)用：①用于細(xì)菌鑒定和分型；②分子生物學(xué)領(lǐng)域的重要實(shí)驗(yàn)工具和最理想的材料；③用于預(yù)防和治療傳染性疾病主要用途是用于細(xì)菌感染的治療，用各種噬菌體的混合制劑局部外用或口服治療因耐抗生素等而久治不愈的患者；④用于篩選抗癌物質(zhì)和檢測(cè)致癌物質(zhì)；⑤測(cè)定輻射劑量；⑥監(jiān)測(cè)人、動(dòng)物和植物病原菌。第二章：原核微生物1．細(xì)菌有哪幾種形態(tài)？各舉一種細(xì)菌為代表。答：細(xì)菌有四種形態(tài)：球狀、桿狀、螺旋狀和絲狀。分別叫球菌、桿菌、螺旋菌和絲狀菌。1 球菌：有單球菌(脲微球菌)，雙球菌（肺炎鏈球菌）。排列不規(guī)則的金黃色葡萄球菌、四聯(lián)球菌。八個(gè)球菌壘疊成立方體的有甲烷八疊球菌。鏈狀的有乳鏈球菌。2 桿菌：有單桿菌，其中有長(zhǎng)桿菌和短桿菌（或近似球形）。產(chǎn)芽孢桿菌有枯草芽孢桿菌。梭狀的芽孢桿菌有溶纖維梭菌等。還有雙桿菌和鏈桿菌之分。3 螺旋菌呈螺旋卷曲狀，厭氧污泥中有紫硫螺旋菌、紅螺旋菌屬和綠螺旋菌屬。螺紋不滿一周的叫弧菌，如：脫硫弧菌。呈逗號(hào)型的如：逗號(hào)弧菌，霍亂弧菌是其中的一直被那個(gè)?；【苫【€連接成螺旋形。螺紋滿一周的叫螺旋菌。4 絲狀菌：分布在水生環(huán)境，潮濕土壤和活性污泥中。有鐵細(xì)菌如：富有球衣菌、泉發(fā)菌屬即原鐵細(xì)菌屬及纖發(fā)菌屬。絲狀菌屬如：發(fā)硫菌屬，貝日阿托氏菌屬、透明顫菌屬、亮發(fā)菌屬等多重絲狀菌。絲狀體是絲狀菌分類(lèi)的特征?！靖健吭谡５纳L(zhǎng)條件下，細(xì)菌的形態(tài)是相對(duì)穩(wěn)定的。培養(yǎng)基的化學(xué)組成、濃度、培養(yǎng)溫度、pH、培養(yǎng)時(shí)間等的變化，會(huì)引起細(xì)菌的形態(tài)改變?；蛩劳觯蚣?xì)胞破裂，或出現(xiàn)畸形。有些細(xì)菌則是多形態(tài)的，有周期性的生活史，如粘細(xì)菌可形成無(wú)細(xì)胞壁的營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞和子實(shí)體。2 細(xì)菌有哪些一般結(jié)構(gòu)和特殊結(jié)構(gòu)？它們各有哪些生理功能？答：細(xì)菌是單細(xì)胞的。所有的細(xì)菌均有如下結(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)胞核質(zhì)。部分細(xì)菌有特殊結(jié)構(gòu)：芽孢、鞭毛、莢膜、粘液層、菌膠團(tuán)、衣鞘及光合作用層片。1 細(xì)胞壁的生理功能：a 保護(hù)原生質(zhì)體免受滲透壓引起破裂的作用；b