【正文】 分 較?。ㄍǔＶ睆??m） 若有壁，其主要成分 較大（通常直徑2?m） 原核生物 細胞大小 真核生物 項目 真核生物與原核生物在結(jié)構(gòu)與功能等方面都有明顯的差別。 如pH值低于6或高于8，細菌的生長繁殖將受到極大影響。一般的產(chǎn)甲烷細菌都是中溫性的，最適宜的溫度在25～40℃之間，高溫性產(chǎn)甲烷細菌的適宜溫度則在50～60℃之間。 產(chǎn)甲烷古菌是一大群在嚴格厭氧條件下產(chǎn)生甲烷的菌，形態(tài)多樣，有球形、桿形、螺旋形、長絲形和八疊球形等。 嗜熱古菌； 5) 硫酸鹽還原古菌； 3) 在環(huán)境中常見的古菌主要包括： 1) 從rRNA進化樹上，古菌分為兩類，泉古菌和廣古菌。 而且，絕大多數(shù)細菌和真核生物的細胞膜中的脂類主要由甘油脂組成，而古菌細胞膜中的脂類由甘油醚構(gòu)成。然而在基因轉(zhuǎn)錄和翻譯這兩個分子生物學的中心過程上，它們并不明顯表現(xiàn)出細菌的特征，而是接近于真核生物。 古菌是一個在進化途徑上很早就與真細菌和真核生物相互獨立的生物類群，主要包括一些生長在獨特的生態(tài)環(huán)境的生物類群。 立克次氏體是一類專性寄生于真核細胞內(nèi)的G原核微生物。 6) 5) 4) 3) 2) 衣原體與病毒相比有以下不同特征： 1) 曾一度把衣原體歸入病毒。 7) 6) 5) 4) 3) 2) 其特點如下： 1) 14簡述支原體、衣原體、立克次氏體的特點與異同。某些種屬的藍細菌大量繁殖會引起水華或赤潮，導(dǎo)致水質(zhì)惡化，引起一系列環(huán)境問題。細胞中還有能固定CO2的羧酶體，在水生的細胞種類中常常有氣泡。大多數(shù)藍細菌的光合色素位于類囊體的片層中。藍細菌的構(gòu)造與G細菌相似，細胞壁雙層，含肽聚糖。13什么是藍細菌？其細胞特點如何？其與水質(zhì)的關(guān)系如何？ 藍細菌舊名藍藻或藍綠藻，是一類進化歷史悠久、革蘭氏染色陰性、無鞭毛、含葉綠素（但不形成葉綠體）、能進行產(chǎn)氧光合作用的大型原核生物。利用光合細菌處理高濃度有機廢水。 利用光合細菌生產(chǎn)單細胞蛋白和制劑。 它們以光作為能源，能在厭氧光照或好氧黑暗條件下利用自然界中的有機物、硫化物、氨等作為供氫體進行光合作用。12 簡述光合細菌的特點、分類，其應(yīng)用領(lǐng)域。11 什么是單細胞蛋白？ 單細胞蛋白也稱微生物蛋白，是由蛋白質(zhì)、脂肪、碳水化合物、核酸以及非蛋白含氮化合物、維生素和無機化合物等組成的細胞質(zhì)團。在污水處理設(shè)備正常運轉(zhuǎn)中有一定數(shù)量的球衣細菌，對有機物的去除是有利的。此外球衣細菌對某些殺蟲劑，如液氯、漂白粉等的抵抗力不及菌膠團。 球衣細菌是好氧菌。它們能氧化硫化氫、硫磺和其他硫化物為硫酸，從而得到能量。此外，鐵細菌吸收水中的亞鐵鹽后，促使組成水管的鐵質(zhì)更多地溶入水中，加速鋼管和鑄鐵管的腐蝕。這種不溶性的鐵化合物排出菌體后就沉淀下來。它們能將其細胞內(nèi)所吸收的亞鐵氧化為高鐵，從而獲得能量。 絲狀細菌主要有鐵細菌、硫細菌和球衣細菌三種。 另一類菌落由不產(chǎn)生大量菌絲體的種類形成，粘著力差，結(jié)構(gòu)呈粉質(zhì)狀，用針挑起則粉碎。 放線菌菌落的總體特征介于霉菌與細菌之間，因種類不同可分為兩類： 一類是由產(chǎn)生大量分枝和氣生菌絲的菌種所形成的菌落。當生長發(fā)育到一定時期時，氣生菌絲頂端長出孢子絲,形成孢子。大多數(shù)放線菌為異養(yǎng)型，靠營養(yǎng)菌絲吸收營養(yǎng)物質(zhì)，營腐生生活。細胞體內(nèi)既沒有葉綠素，也沒有成形的細胞核。 它的細胞結(jié)構(gòu)與細菌十分相近，是細菌中進化較高級的類群，絕大多數(shù)放線菌是革蘭氏陽性菌。9 簡述放線菌的特點與菌落特征。一般說，處理生活污水的活性污泥，其性能的好壞，主要根據(jù)所含菌膠團多少、大小及結(jié)構(gòu)的緊密程度來定。8 什么叫菌膠團？菌膠團在污水生物處理中有何特殊意義？ 當莢膜物質(zhì)融合成一團塊，內(nèi)含許多細菌時，稱為菌膠團。準確地講，菌落就是在固體培養(yǎng)基上（內(nèi)）以母細胞為中心的、肉眼可見的、有一定形態(tài)、構(gòu)造特征的子細胞團。⑤ 消毒滅菌指標 ③ 保存菌種 芽孢之所以具有耐熱性可能是因為它含有特殊的抗熱性物質(zhì)2，6吡啶二羧酸和耐熱性酶。6 芽孢有何特殊生理功能？其抗性機理是什么？芽孢的這些特點對實踐有何指導(dǎo)意義？ 芽孢最主要的特點就是抗性強，對高溫、低溫、紫外線、干燥、電離輻射和很多有毒的化學物質(zhì)都有很強的抗性。⑥鞭毛的著生和生長點。④進行氧化磷酸化或光合磷酸化的產(chǎn)能基地。②維持細胞內(nèi)正常滲透壓。③膜蛋白以不同方式分布于膜的兩側(cè)或磷脂層中。 整體細胞膜的結(jié)構(gòu)，目前大家比較公認的是鑲嵌模型，其要點是：①磷脂雙分子層組成膜的基本骨架。5 簡述細胞膜的結(jié)構(gòu)與功能。 革蘭氏染色法的意義在于鑒別細菌，把眾多的細菌分為兩大類，革蘭氏陽性菌和革蘭氏陰性菌。 酒精脫色是革蘭氏染色的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。與此相反，革蘭氏陰性菌的細胞壁較薄、肽聚糖位于內(nèi)層且含量低和交聯(lián)松散，與酒精反應(yīng)后其肽聚糖不易收縮，加上它的脂類含量高且位于外層，所以酒精作用時細胞壁上就會出現(xiàn)較大的空洞或縫隙，這樣，結(jié)晶紫和碘的復(fù)合物就很易被溶出細胞壁，脫去了原來初染的顏色。革蘭氏陽性菌細胞壁較厚、肽聚糖含量較高和分子交聯(lián)度較緊密，故在酒精脫色時，肽聚糖網(wǎng)孔會因脫水而發(fā)生明顯收縮。這就是最常采用的革蘭氏染色法。4 什么是革蘭氏染色？其原理和關(guān)鍵是什么？它有何意義？ 1884年丹麥病理學家Hans Christian Gram提出了一個經(jīng)驗染色法，用于細菌的形態(tài)觀察和分類。鞭毛是細菌的運動器官，鞭毛運動引起菌體運動。 鞭毛是某些細菌表面伸出的細長、波曲的附屬物。 芽孢是某些細菌在生活史的一定階段在細胞內(nèi)形成的一個圓形或橢圓形的休眠結(jié)構(gòu)。④表面附著作用。②作為通透性屏障和離子交換系統(tǒng)。 細菌的特殊結(jié)構(gòu)一般指莢膜、芽孢和鞭毛3種。⑷硫粒，它是元素硫的貯藏物。它是細菌所特有的一種碳源和能源貯藏物。其化學組分是多聚偏磷酸鹽，是磷源和能源的貯藏物，可降低細胞滲透壓。 內(nèi)含物是細菌新陳代謝的產(chǎn)物，或是貯備的營養(yǎng)物質(zhì)。與真核生物不同，原核生物的細胞質(zhì)是不流動的。 細胞質(zhì)是細胞膜包圍地除核區(qū)以外的一切透明、膠狀、顆粒狀物質(zhì)的總稱。⑤許多代謝酶和運輸酶以及電子呼吸鏈組成的所在地。③合成細胞壁組分和莢膜的場所。細胞膜的主要功能為：①選擇性地控制細胞內(nèi)外物質(zhì)（營養(yǎng)物質(zhì)和代謝產(chǎn)物）的運送和交換。 細胞膜又稱細胞質(zhì)膜、質(zhì)膜或內(nèi)膜，是一層緊貼著細胞壁而包圍著細胞質(zhì)的薄膜（厚約7～8nm），其化學組成主要是蛋白質(zhì)、脂類和少量糖類。 細胞壁是包圍在細菌細胞最外面的一層富有彈性的、厚實、堅韌的結(jié)構(gòu)，具有固定細胞外形和保護細胞不受損傷等多種功能。 細菌的基本結(jié)構(gòu)包括細胞壁和原生質(zhì)兩部分。 球狀、桿狀和螺旋狀是細菌的基本形態(tài)。 水生植物作為水生生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，具有重要的環(huán)境生態(tài)功能。 底棲小型動物壽命較長，遷移能力有限，且包括敏感種和耐污種，故常稱為水下哨兵，能長期檢測有機污染物的慢性排放。 4 微生物命名常用的雙名法的主要規(guī)定是什么？ 一種微生物的名稱由兩個拉丁文單詞組成，第一個是屬名，用拉丁文名詞表示，詞首字母大寫，它描述微生物的主要特征；第二個是種名，用拉丁文形容詞表示，詞首字母不大寫，它描述微生物的次要特征。這一特點使微生物較能適應(yīng)外界環(huán)境條件的變化。 （4） 大多數(shù)微生物在幾十分鐘內(nèi)可繁殖一代，即由一個分裂為兩個。 （3） 微生物個體小而輕，可隨著灰塵四處飛揚,因此廣泛分布于土壤、水和空氣等自然環(huán)境中。 （2） 3 微生物有哪些基本特征？為什么？ 微生物除了具有個體微小、結(jié)構(gòu)簡單、進化地位低等特點外，還具有以下特點： （1） 真核生物又可細分為藻類、真菌（如酵母菌、霉菌等）、原生動物（分為肉足類、鞭毛類、纖毛類）、微型后生動物。2 水中常見的微生物種類有哪些？ 水中的主要微生物分為非細胞生物（病毒）和細胞生物兩種類型。細菌等原核微生物在水處理工程中通常起著關(guān)鍵的作用，是水處理生物學研究的重點?！端幚砩飳W》課后思考題 第一章 緒論 1 水處理生物學的研究對象是什么？ 水處理生物學研究的對象主要集中在與水中的污染物遷移、分解及轉(zhuǎn)化過程密切相關(guān)的微生物、微型水生動物和水生/濕生植物，特別是應(yīng)用于水處理工程實踐的生物種類。 在細胞生物中又分為古菌、原核生物（如細菌、放線菌、藍細菌、支原體、立克次氏體、衣原體等）、真核生物。 種類多。 分布廣。土壤中含有豐富的微生物所需要的營養(yǎng)物質(zhì)，所以土壤中微生物的種類和數(shù)量很多。 繁殖快。如果條件適宜，經(jīng)過10h就可繁殖為數(shù)億個。 易變異。 有時候在前面所述的兩個單詞之后還會有一個單詞，這個單詞往往是說明微生物的命名人。5 水中小型動物和水生植物在水體水質(zhì)凈化中各起什么樣的作用？ 小型動物多指1～2mm以下的后生動物，它們與水處理過程，特別是環(huán)境水體水質(zhì)凈化過程有密切的關(guān)系，具有重要的生態(tài)功能。底棲生物鏈是水體生態(tài)環(huán)境健康的標志之一，底棲生物對水體內(nèi)源污染控制極其重要。對于水體，特別是淺水水體，大型水生植被的存在具有維持水生生態(tài)系統(tǒng)健康、控制水體富營養(yǎng)化、改善水環(huán)境質(zhì)量的作用。第二章 原核微生物 1 細菌的大小一般是用什么單位測量的？ 細菌的大小一般只有幾個μm，故一般用μm測量。2 以形狀來分，細菌可分為哪幾類？ 細菌的形態(tài)大致上可分為球狀、桿狀和螺旋狀（弧菌及螺菌）3種，僅少數(shù)為其他形狀，如絲狀、三角形、方形和圓盤形等。自然界中，以桿菌最為常見，球菌次之，螺旋菌最少。3 細菌的細胞結(jié)構(gòu)包括一般結(jié)構(gòu)和特殊結(jié)構(gòu)，簡單說明這些結(jié)構(gòu)及及其生理功能。原生質(zhì)位于細胞壁內(nèi)，包括細胞膜（細胞質(zhì)膜）、細胞質(zhì)、核質(zhì)和內(nèi)含物。細胞壁的主要功能有：①保持細胞形狀和提高細胞機械強度，使其免受滲透壓等外力的損傷；②為細胞的生長、分裂所必需；③作為鞭毛的支點，實現(xiàn)鞭毛的運動；④阻攔大分子有害物質(zhì)（如某些抗生素和水解酶）進入細胞；⑤賦予細胞特定的抗原性以及對抗生素和噬菌體的敏感性。這種膜具有選擇性吸收的半滲透性，膜上具有與物質(zhì)滲透、吸收、轉(zhuǎn)運和代謝等有關(guān)的許多蛋白質(zhì)和酶類。②維持細胞內(nèi)正常滲透壓。④進行氧化磷酸化或光合磷酸化的產(chǎn)能基地。⑥鞭毛的著生和生長點。其主要成分是水、蛋白質(zhì)、核酸和脂類等。 核區(qū)又稱核質(zhì)體、原核、擬核或核基因組，指存在于細胞質(zhì)內(nèi)的、無核膜包裹、無固定形態(tài)的原始細胞核。常見的內(nèi)含物顆粒主要有以下幾種：⑴異染顆粒。⑵聚β─羥基丁酸鹽。⑶肝糖和淀粉粒，兩者都是碳源和能源的貯藏物。⑸氣泡，存在于許多光能營養(yǎng)型、無鞭毛的運動水生細菌中的包囊狀的內(nèi)含物。 莢膜或稱大莢膜，其主要功能有：①保護作用。③貯藏養(yǎng)料。⑤細菌間的信息識別作用。具有壁厚，水分少，不易透水，抗熱、抗化學藥物、抗輻射能力強等特點。完整的一根鞭毛從形態(tài)上可分三部分：鞭毛絲、鞭毛鉤和基體。 其操作過程是：結(jié)晶紫初染，碘液媒染，然后酒精脫色，最后用蕃紅或沙黃復(fù)染。 革蘭氏染色的機理一般解釋為：通過初染和媒染后，在細菌細胞的細胞壁及膜上結(jié)合了不溶于水的結(jié)晶紫與碘的大分子復(fù)合物。再加上它不含脂類，酒精處理也不能在胞壁上溶出大的空洞或縫隙，因此，結(jié)晶紫與碘的復(fù)合物仍阻留在細胞壁內(nèi)，使其呈現(xiàn)出藍紫色。當蕃紅或沙黃復(fù)染時，細胞就會帶上復(fù)染染料的紅色。脫色不足,陰性菌被誤染成陽性菌；脫色過度,陽性菌可誤染為陰性菌。 細胞膜又稱細胞質(zhì)膜、質(zhì)膜或內(nèi)膜，是一層緊貼著細胞壁而包圍著細胞質(zhì)的薄膜，其化學組成主要是蛋白質(zhì)、脂類和少量糖類。②磷脂分子在細胞膜中以多種方式不斷運動，因而膜具有流動性。 細胞膜的主要功能為：①選擇性地控制細胞內(nèi)外物質(zhì)（營養(yǎng)物質(zhì)和代謝產(chǎn)物）的運送和交換。③合成細胞壁組分和莢膜的場所。⑤許多代謝酶和運輸酶以及電子呼吸鏈組成的所在地。 并且它的休眠能力特別突出。 芽孢的這些特點使之具有以下的作用： ① 分類鑒定 ② 科研材料 ④ 分離菌種 ⑥ 生物殺蟲 7 什么是菌落？ 將單個或少量同種細菌（或其他微生物）細胞接種于固體培養(yǎng)基表面（或內(nèi)層）時，在適當?shù)呐囵B(yǎng)條件下（如溫度、光照等），該細胞會迅速生長繁殖，形成許多細胞聚集在一起且肉眼可見的細胞集合體，稱之為菌落。 菌膠團是活性污泥中細菌的主要存在形式，有較強的吸附和氧化有機物的能力，在污水生物處理中具有重要的作用。 放線菌是一類主要呈菌絲狀生長和以孢子繁殖的陸生性較強的原核生物。 放線菌都是單細胞的個體。放線菌的菌絲分為營養(yǎng)菌絲和氣生菌絲。大多數(shù)放線菌是好氧的，只有某些種是微量好氧菌和厭氧菌。孢子散落出去，在適宜的條件下，萌發(fā)成新的菌絲體。形成的菌落質(zhì)地致密、表面呈較緊密的絨狀或堅實、干燥、多皺，菌落較小而不蔓延。 若將放線菌接種于液體培養(yǎng)基內(nèi)靜置培養(yǎng)，能在瓶壁液面處形成斑狀或膜狀菌落，或沉降于瓶底而不使培養(yǎng)基混濁；如以振蕩培養(yǎng)，常形成由短的菌絲體所構(gòu)成的球狀顆粒。10 簡述絲狀細菌的主要類型，它們的代謝特點及在給水排水工程中的作用。 鐵細菌一般都是自養(yǎng)型絲狀細菌，它們一般能生活在含氧少但溶有較多鐵質(zhì)和二氧化碳的水中。為了滿足對能量的需要，必須氧化大量的亞鐵，使之生成氫氧化鐵。當水管中有大量的氫氧化鐵沉淀時，就會降低水管的輸水能力。 硫磺細菌一般也都是自養(yǎng)的絲狀細菌。硫磺細菌在水管中大量繁殖時，因有強酸產(chǎn)生，對于管道有腐蝕作用。它在營養(yǎng)方面對碳素的要求較高，反應(yīng)靈敏，所以大量的碳水化合物能加速球衣細菌的繁殖。球衣細菌分解有機物的能力很強。 光合細菌是具有原始光能合成體系的原核生物的總稱。 其在生物與環(huán)境領(lǐng)域的研究與應(yīng)用主要有以下兩點： ① ② 藍細菌的細胞是較典型的原核細胞。細胞除含葉綠素a外，還含有類胡蘿卜素及藻膽蛋白等光合色素。菌體多呈藍綠色，但