現(xiàn)代環(huán)境工程微生物學思考題及答案(參考版)
2025-07-01 20:51本頁面
【正文】 隨著微生物遺傳學研究的深入，將會有更多的遺傳工程技術應用于環(huán)境保護中來。PCR技術在環(huán)境衛(wèi)生無檢測中的應用主要體現(xiàn)在以下兩個方面：①應用PCR技術研究某一特定環(huán)境中微生物區(qū)系的組成，進而了解其種群動態(tài)；②應用PCR技術監(jiān)測環(huán)境中特定種群（如致病菌、工程菌等）的動態(tài)。在土壤和水中存在微生物的尸體及其分解物。因PCR檢測速度快，只需5~6小時就可出結(jié)果，深受檢測單位關注，并積極研究和應用。于1985年由美國Millus創(chuàng)立。通過引入編碼新酶的活性基因，或?qū)ΜF(xiàn)有的基因物質(zhì)進行改造、重組，構(gòu)建新的微生物，可用于氯代芳烴混合物的降解。③維持低濃度下的代謝活性；④改善有機污染物降解過程中的生物催化穩(wěn)定性等。基因工程為改變細胞內(nèi)的關鍵酶或酶系統(tǒng)提供了可能，從而可以：①提高微生物的降解速率，如提高2,4,6三硝基甲苯（TNT）的降解效率。20世紀70年代，基因工程技術得到發(fā)展，人們把希望寄托在利用基因工程構(gòu)建新品種，用于環(huán)境保護中。只有在一定條件下，屬于不同的不相容群的質(zhì)粒才能穩(wěn)定地共存于同一宿主中。因為細菌的質(zhì)粒本身容易丟失或轉(zhuǎn)移，重組的質(zhì)粒也面臨這個問題。質(zhì)粒育種在環(huán)境保護中的實際應用日益受到人們的關注，并予以很大的期望。④Q5T工程菌將嗜溫的Pseudomanos putda pawl和嗜冷的Q5菌株融合，使Pseudomanos putda pawl體內(nèi)降解甲苯、二甲苯的TOL質(zhì)粒轉(zhuǎn)移入Q5菌株體內(nèi)構(gòu)建而成。②解烷抗汞質(zhì)粒菌的構(gòu)建Chakrabarty等人將嗜油假單胞菌體內(nèi)有降解辛烷、乙烷、葵烷功能的OCT質(zhì)粒和抗汞質(zhì)粒MER同時轉(zhuǎn)移到對20mg/L汞敏感的惡臭假單胞菌體內(nèi)，結(jié)果使這敏感的惡臭假單胞菌轉(zhuǎn)變成抗50~70mg/L汞的，同時高效分解辛烷的解烷抗汞質(zhì)粒菌。與自然菌種相比其降解速度快。質(zhì)粒育種是將兩種或多種微生物通過細胞結(jié)合或融合技術，使供體菌的質(zhì)粒轉(zhuǎn)移到受體菌體內(nèi)，使受體菌保留自身功能質(zhì)粒，同時獲得供體菌的功能質(zhì)粒，即培育出兩種功能質(zhì)粒的新品種，這已在環(huán)境工程中獲得初步研究成果，如：①多功能超級細菌的構(gòu)建把降解芳烴、萜烴、多環(huán)芳烴的質(zhì)粒轉(zhuǎn)移到能降解脂烴的假單胞菌體內(nèi)，結(jié)果得到了同時降解4種烴類的超級菌。有的質(zhì)?？蓴y帶供體的一部分染色體基因一起轉(zhuǎn)移，從而使受體細胞既獲得供體細胞質(zhì)粒決定的遺傳性狀，又得到了供體細胞染色體決定的某些遺傳性狀。某種細菌一旦喪失質(zhì)粒，就會喪失由該質(zhì)粒決定的某些形狀，但菌體不死亡。目前所發(fā)現(xiàn)的質(zhì)?；蛴校褐掠蜃樱‵）質(zhì)粒、抗藥性因子（R）質(zhì)粒和大腸桿菌素因子（Col）質(zhì)粒，假單胞菌屬中存在的降解某些特殊有機物的降解因子，如：惡臭假單胞菌（Pseudomonsa . putida）有分解樟腦的質(zhì)粒（CAM . phor）、食油假單胞菌（P . oleovorans）有分解正辛烷（OCT . Noctanc）、惡臭假單胞菌R1有分解水楊酸（SAL . Salicyate）的質(zhì)粒、銅綠色假單胞菌（P . aeruginosa）有分解萘（NPL . Nephthalene）的質(zhì)粒等。質(zhì)粒在細胞分裂過程中能復制，并將遺傳性狀傳給后代。因此，在環(huán)境工程中極其需要快速降解上述污染物的高效菌，為此，人們已在質(zhì)粒育種和基因工程菌作了一些研究和試驗。這些物質(zhì)不易被現(xiàn)有的微生物分解，在土壤和水中存留時間較長，喪失75%~100%所需的時間快的要一周，慢的要幾年甚至十多年。由于自發(fā)突變的變異頻率較低，變異的程度較輕，故變異過程均比誘變育種和雜交育種慢得多。在廢水生物處理過程中，微生物的變異現(xiàn)象很多，有營養(yǎng)要求的變異；對溫度、pH值要求的變異；對毒物的耐毒能力的變異；個體形態(tài)和菌落形態(tài)的變異及代謝途徑的變異等。這些微生物不僅能在印染廢水中生存，而且它處理印染廢水的能力不斷提高。例如：印染廢水中有染料、淀粉、尿素、棉纖維及一些無機鹽；冬季水溫10～20℃，夏季水溫達40℃以上，pH＝7～10之間，經(jīng)過長時間的馴化后，微生物改變了原來對營養(yǎng)、溫度、pH等的要求，產(chǎn)生了適應酶。水溫隨季節(jié)變化為常溫，pH為中性或偏堿性，這些條件都很適合微生物生長。(1) 馴化環(huán)境工程中，特別是污水處理工程中，一般采用馴化的方法培育活性污泥（菌種），例如：處理石油煉廠廢水、印染廢水、煤氣廠含酚、氰廢水等活性污泥（菌種）的來源，有來自含酚廢水的活性污泥，但多半來自城市污水處理廠的活性污泥。此外，更好的推斷毒性物質(zhì)對人體及其他動物的致突變或致癌性，除了進行Ames試驗外，還應結(jié)合進行動物試驗，如進行魚類等的試驗。我國環(huán)保局規(guī)定采用松滋青皮豆的根尖進行微核檢測，觀測微核出現(xiàn)的概率。微核檢測法的原理是：毒
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