环境工程微生物学

绪论

1 何谓原核微生物？它包括哪些微生物？

答：原核微生物的核很原始，发育不全，只有DNA 链高度折叠形成的一个核区，没有核 膜，核质裸露，与细胞质没有明显界限，叫拟核或似核。原核微生物没有细胞器，只有 由细胞质膜内陷形成的不规则的泡沫体系，如间体核光合作用层片及其他内折。也不进 行有丝分裂。原核微生物包括古菌（即古细菌）、真细菌、放线菌、蓝细菌、粘细菌、 立克次氏体、支原体、衣原体和螺旋体。

2 何谓真核微生物？它包括哪些微生物？

答：真核微生物由发育完好的细胞核，核内由核仁核染色质。由核膜将细胞核和细胞 质分开，使两者由明显的界限。有高度分化的细胞器，如线粒体、中心体、高尔基体、 内质网、溶酶体和叶绿体等。进行有丝分裂。真核微生物包括除蓝藻以外的藻类、酵母 菌、霉菌、原生动物、微型后生动物等。

3 微生物是如何分类的？

答：各种微生物按其客观存在的生物属性（如个体形态及大小、染色反应、菌落特征、 细胞结构、生理生化反应、与氧的关系、血清学反应等）及它们的亲缘关系，由次序地 分门别类排列成一个系统，从大到小，按界、门、纲、目、科、属、种等分类。种是分 类的最小单位，“株”不是分类单位。

4 生物的分界共有几种分法，他们是如何划分的？

答：1969 年魏泰克提出生物五界分类系统，后被Margulis 修改成为普遍接受的五界 分类系统：原核生物界(包括细菌、放线菌、蓝绿细菌)、原生生物界（包括蓝藻以外的 藻类及原生动物）、真菌界（包括酵母菌和霉菌）、动物界和植物界。

我国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、动物界 和植物界。

5 微生物是如何命名的？举例说明。

答：微生物的命名是采用生物学中的二名法，即用两个拉丁字命名一个微生物的种。这 个种的名称是由一个属名和一个种名组成，属名和种名都用斜体字表示，属名在前，用 拉丁文名词表示，第一个字母大写。种名在后，用拉丁文的形容词表示，第一个字母小 写。如大肠埃希氏杆菌的名称是Escherichia coli。

6 写出大肠埃希氏杆菌和桔草芽孢杆菌的拉丁文全称。

答：大肠埃希氏杆菌的名称是Escherichia coli，桔草芽孢杆菌的名称是Bacillus subtilis。

7 微生物有哪些特点？

答：（一）个体极小：微生物的个体极小，有几纳米到几微米，要通过光学显微镜才 能看见，病毒小于0.2 微米，在光学显微镜可视范围外，还需要通过电子显微镜才可看 见。

（二）分布广，种类繁多：环境的多样性如极端高温、高盐度和极端pH 造就了微生物

的种类繁多和数量庞大。

（三）繁殖快：大多数微生物以裂殖的方式繁殖后代，在适宜的环境条件下，十 几分钟至二十分钟就可繁殖一代。在物种竞争上取得优势，这是生存竞争的保证。

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（四）易变异：多数微生物为单细胞，结构简单，整个细胞直接与环境接触，易

受外界环境因素影响，引起遗传物质DNA 的改变而发生变异。或者变异为优良菌种，或 使菌种退化。

第一章非细胞结构的超微生物——病毒

1.病毒是一类什么样的微生物？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，可通过细菌过滤器，大小 在0.2 微米一下的超微小微生物。

特点：大小在0.2 微米以下，故在光学显微镜下看不见，你必须在电子显微镜下方 可合成蛋白质的机构——核糖体，也没有合成细胞物质和繁殖所必备的酶系统，不具独 立的代谢能力，必须专性寄生在活的敏感宿主细胞内，依靠宿主细胞合成病毒的化学组 成和繁殖新个体。病毒在活的敏感宿主细胞内是具有生命的超微生物，然而，在宿主体 外却呈现不具生命特征的大分子物质，但仍保留感染宿主的潜在能力，一旦重新进入活 的宿主细胞内又具有生命特征，重新感染新的宿主。

2.病毒的分类依据是什么？分为哪几类病毒？

答：病毒是根据病毒的宿主、所致疾病、核酸的类型、病毒粒子的大小、病毒的结构、 有或无被膜等进行分类的。

根据专性宿主分类：有动物病毒、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）。

按核酸分类：有DNA 病毒（除细小病毒组的成员是单链DNA 外，其余所有的病毒都是双 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）。

7.解释Escherichia coil K12（λ）中的各词的含义。

答：溶原性噬菌体的命名是在敏感菌株的名称后面加一个括弧，在括弧内写上溶原 性噬菌体λ。大肠杆菌溶原性噬菌体的全称为Escherichia coil K12（λ），Escherichia 是大肠杆菌的属名，coil 是大肠杆菌的种名，K12 是大肠杆菌的株名，括弧内的λ为溶原性噬菌体。

10.什么叫噬菌斑？什么是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 一个个被裂解成一个个空斑，这些空斑就叫噬菌斑。

第二章原核微生物

1 细菌有哪几种形态？各举一种细菌为代表。

答：细菌有四种形态：球状、杆状、螺旋状和丝状。分别叫球菌、杆菌、螺旋菌和丝 状菌。

1 球菌：有单球菌(脲微球菌)，双球菌（肺炎链球菌）。排列不规则的金黄色葡 萄球菌、四联球菌。八个球菌垒叠成立方体的有甲烷八叠球菌。链状的有乳链球

菌。

2 杆菌：有单杆菌，其中有长杆菌和短杆菌（或近似球形）。产芽孢杆菌有枯草 芽孢杆菌。梭状的芽孢杆菌有溶纤维梭菌等。还有双杆菌和链杆菌之分。

3 螺旋菌呈螺旋卷曲状，厌氧污泥中有紫硫螺旋菌、红螺旋菌属和绿螺旋菌属。 螺纹不满一周的叫弧菌，如：脱硫弧菌。呈逗号型的如：逗号弧菌，霍乱弧菌是其中的一直被那个。弧菌可弧线连接成螺旋形。螺纹满一周的叫螺旋菌。 4 丝状菌：分布在水生环境，潮湿土壤和活性污泥中。有铁细菌如：富有球衣菌、 泉发菌属即原铁细菌属及纤发菌属。丝状菌属如：发硫菌属，贝日阿托氏菌属、透明颤菌属、亮发菌属等多重丝状菌。丝状体是丝状菌分类的特征。

【附】在正常的生长条件下，细菌的形态是相对稳定的。培养基的化学组成、浓度、培 养温度、pH、培养时间等的变化，会引起细菌的形态改变。或死亡，或细胞破裂，或出 现畸形。有些细菌则是多形态的，有周期性的生活史，如粘细菌可形成无细胞壁的营养 细胞和子实体。

10 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：细菌菌落就是由一个细菌繁殖起来的，有无数细菌组成具有一定形态特征的细菌 集团。

【培养特征】

a 在固体培养基上的培养特征就是菌落特征。

b 在明胶培养基上的培养特征就是将不停形态的溶菌区，依据这些不同形态的溶菌 区或溶菌与否可将细菌进行分类。

c 在半固体培养集中的培养特征：呈现出各种生长状态，根据细菌的生长状态判断 细菌的呼吸类型和鞭毛有无，能否运动。

d 在液体培养基中的培养特征：根据细菌的属和种的特征的不同长成不同的生长状 态。

第三章真核微生物

1 。

2 原生动物分几纲？在废水生物处理中有几纲？

答：原生动物分四纲：鞭毛纲、肉足纲、纤毛纲（包括吸管纲）及孢子纲。 鞭毛纲、肉足纲和纤毛纲存在水体中，在废水生物处理中起重要作用。孢子纲中

的孢子虫营寄生生活，几声在人体和动物体内，可随粪便拍到污水中，故需要消灭之。 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：纤毛纲中的固着型纤毛虫有独缩虫属、聚缩虫属、累枝虫属、盖纤虫属等。 这些群体很相像，单它们的虫体和尾柄还有各自的特征。独缩虫和聚缩虫的虫体

很像，每个虫体的尾柄相连，但肌丝不相连，因此一个虫体收缩时不牵动其他虫体，故 名独缩虫。聚缩虫不同，其尾柄相连，肌丝也相连。所以当一个虫体收缩时牵动其他虫 体一起收缩，故叫聚缩虫。累枝虫和盖纤虫有相同处，尾柄都有分支，尾柄内没有肌丝， 不能收缩，但在从提的基部有肌原纤维，当虫体收到刺激时，其基部收缩，前端胞口闭 锁。其不同点是：累枝虫的虫体口缘有两圈纤毛环形成的似波动膜，和钟虫相像，其柄 等分支或不等分支。盖纤虫的口缘有两齐全纤毛形成的盖形物，能运动，因有盖而得名。 7 微型后生动物包括哪几种？

答：轮虫、线虫、寡毛类动物（飘体虫、颤蚓、水丝蚓等）、浮游甲壳动物、苔藓动

物（苔藓虫，羽苔虫）。

8 常见的浮游甲壳动物有哪些？你如何利用浮游甲壳动物判断水体的清洁程度？ 答：常见的浮游甲壳动物有剑水蚤和水蚤。

水蚤的血液含血红素，血红素溶于血浆，肌肉、卵巢和肠壁等细胞中也含血红素。 血红素的含量常随环境中溶解氧量的高低而变化。水体中含氧量低，水蚤的血红素含量 高；水蚤的含氧量高，水蚤的血红素含量低。由于在污染水体中的溶解氧低，清水中氧 的含量高，所以，在污染水体中的水蚤颜色比在清水中的红些，这就是水蚤常呈不同颜 色的原因，是适应环境的表现。可以利用水蚤的这个特点，判断水体的清洁程度。 9 藻类的分类依据是什么？它分为几门？

答：藻类的分类依据是：光合色素的种类，个体形态，细胞机构，生殖方式和生活史 等。

分类：蓝藻门、裸藻门、绿藻门、轮藻们、金藻门、黄藻门、硅藻门、甲藻门、 红藻门及褐藻门。

也有分为8 门的，即使、把金藻门、黄藻门和硅藻门合并入金藻门；黄藻和硅藻 列为金藻门的两个纲：黄藻纲和硅藻纲。分11 门的是保留上述的10 门之外另加隐藻门。 10 裸藻和绿藻有什么相似和不同之处？

答：【相同点】具有叶绿体，内含叶绿色a、b、β-胡萝卜素、3 种叶黄素。上述色素 使叶绿体呈现鲜绿色，与绿藻相同。都有鞭毛，在叶绿体内都有造粉核。 【不同】1 繁殖方式：裸藻为纵裂，绿藻为无性生殖和有性生殖。

2 生活环境：裸藻主要生长在有机物丰富的静止水体或才、缓慢的流水中，大

量繁殖时形成绿色、红色或褐色的水花。绿藻在流动和静止的水体、土壤表面和树干都 能生长。寄生的绿藻引起植物病害。

3 裸藻是水体富营养化的指示生物，而绿藻在水体自净中起净化和指示生物的作 用。

11 绿藻在人类生活、科学研究和水体自净中起什么作用？

答：绿藻中的小球藻和栅藻富含蛋白质可供人食用和作动物饲料。绿藻是藻类生理生化 研究的材料及宇宙航行的供氧体，有的可制藻胶。绿藻在水体自净中起净化和指示生物 的作用。

14 酵母菌有哪些细胞结构？有几种类型的酵母菌？

答：酵母菌的细胞结构有细胞壁、细胞质膜、细胞核、细胞质及内含物。酵母菌的细 胞组分含葡聚糖、甘露聚糖、蛋白质及脂类。啤酒酵母还含几丁质。 15 霉菌有几种菌丝？如何区别霉菌和放线菌的菌落？ 答：霉菌有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答，长得很

快可蔓延至整个平板。霉菌菌落疏松，与培养基结合不紧，用接种环很容易挑取。放线 菌的菌落是由一个分生孢子或一段营养菌丝生长繁殖引起许多菌丝互相缠绕而成，质地 紧密，表面呈绒状或紧密干燥多皱。菌丝潜入培养基，整个菌落像是潜入培养集中，不 易呗挑取。有的菌落成白色粉末状，质地松散，易被挑取。

第四章微生物的生理

8 微生物需要哪些营养物质？供给营养时应注意什么？为什么？

答：微生物需要的营养物质有水、碳素营养源、氮素营养源、无机盐及生长因子。供 养时应当把所需物质按一定的比例配制而成。少的话不能正常生长，多的话就会导致反 驯化。

9 根据微生物对碳源和能量需要的不同，可把微生物分为哪几种类型？