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环境工程微生物学
第三版_周群英 课后习题目录
第一篇 微生物学基础 .............................................................................................................. 1 第一章 非细胞结构的超微生物——病毒 ........................................................................... 1 第二章 原核微生物 ............................................................................................................... 3 第三章 真核微生物 ............................................................................................................... 6 第四章 微生物的生理 ........................................................................................................... 8 第五章 微生物的生长繁殖与生存因子 ............................................................................. 12 第六章 微生物的遗传和变异 ............................................................................................. 16
第二篇 微生物生态 ................................................................................................................ 20 第一章 微生物生态 ............................................................................................................. 20 第二章 微生物在环境物质循环中的作用 ......................................................................... 22 第三章 水环境污染控制与治理的生态工程及微生物学原理 ......................................... 26 第四章 污、废水深度处理和微污染源水预处理中的微生物学原理 ............................. 28 第五章 有机固体废弃物与废气的微生物处理及其微生物群落 ..................................... 31 第六章 微生物学新技术在环境工程中的应用 ................................................................. 34
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第一篇 微生物学基础
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：病毒没有合成蛋白质的机构——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，必须专性寄宿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。其特点是：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，重新感染新宿主。
2病毒的分类依据是什么？分为哪几类病毒？
答：依据是：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。根据转性宿主分类：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病毒和RNA病毒。
3病毒具有什么样的化学组成和结构？
答：病毒的化学组成有蛋白质和核酸。还含有脂质和多糖。整个病毒体分两部分：蛋白质衣壳和核酸内芯，两者构成核衣壳。蛋白质衣壳是由一定数量的衣壳粒按一定的排列组合构成的病毒外壳。核酸内芯有两种：核糖核酸（RNA）和脱氧核糖核酸（DNA）。
4叙述大肠杆菌T系噬菌体的繁殖过程。
答：大肠杆菌T系噬菌体的繁殖过程有：吸附、侵入、复制、聚集与释放。首先，大肠杆菌T系噬菌体以它的尾部末端吸附到敏感细胞表面上某一特定的化学成分，或是细胞壁，或是鞭毛，或是纤毛。噬菌体侵入宿主细胞后，立即引起宿主的代谢改变，宿主细胞内的核酸不能按自身的遗传特性复制和合成蛋白质，而由噬菌体核酸所携带的遗传信息所控制，借用宿主细胞的合成机构复制核酸，进而合成噬菌体蛋白质，核酸和蛋白质聚集合成新的噬菌体，这个过程叫装配。大肠杆菌T系噬菌体的装配过程如下：先合成含DNA的头部，然后合成尾部的尾鞘、尾髓和尾丝，并逐个加上去就装配成一个完整的新的大肠杆菌T系噬菌体。噬菌体粒子成熟后，噬菌体的水解酶水解宿主细胞壁而使宿主细胞破裂，使菌体被释放出来重新感染新的宿主细胞一个宿主细胞可释放10到1000个噬菌体粒子。
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。
侵入宿主细胞后，不引起宿主细胞裂解的噬菌体称作温和噬菌体。 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。
7 解释Escherichia coli K12（λ）中的各词的含义。
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答：该词为大肠杆菌溶原性噬菌体的全称。Escherichia为大肠杆菌的属名，coli为大肠杆菌的名种，K12是大肠杆菌的株名，括弧内的λ为溶原性噬菌体。
8 病毒（噬菌体）在固体培养基上有什么样的培养特征?
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多个菌落，当接种适度的噬菌体悬液后引起点性感染，再感染点上进行反复的感染过程，宿主细胞菌落就一个个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什么样的培养特征？
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，原来浑浊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多个菌落，当接种适度的噬菌体悬液后引起点性感染，再感染点上进行反复的感染过程，宿主细胞菌落就一个个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多个菌落，当接种适度的噬菌体悬液后引起点性感染，再感染点上进行反复的感染过程，宿主细胞菌落就一个个被裂解成一个个空斑，这些空斑就叫噬菌斑。PFU就是病毒空斑单位， 空斑就是原代或传代单层细胞被病毒感染后，一个个细胞被病毒蚀空形成的空斑。一个空斑表示一个病毒。所以，通过病毒空斑单位的计数可知单位体积中含病毒数。
11 破坏病毒的物理因素有哪些?它们是如何破坏病毒的？
答：1 温度，在宿主细胞外的病毒大多数在55至65℃范围内不到1小时被灭活。一般情况下，高温使病毒的核酸和蛋白质衣壳损伤。高温对蛋白质的灭活要比对病毒核酸的灭活要快。2光及其他辐射（1）紫外辐射：使核酸中的嘧啶环受到影响，形成胸腺嘧啶二聚体。尿嘧啶残基的水合作用也会损伤病毒。（2）可见光：在氧气和燃料存在的条件下，大多数肠道病毒对可见管很敏感而被杀死。燃料附着在核酸上，催化光氧化过程，引起病毒灭活。3干燥 在此条件下，病毒被灭活是由于病毒RNA释放出来而随后裂解所致。
12 紫外如何破坏病毒？
答：日光中的紫外辐射和人工制造的紫外辐射均具有灭活病毒的作用。其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。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：主要物质有：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，溴，碘，臭氧，乙醇，强酸，强碱等其他氧化剂。
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强酸强碱除本身可以灭活病毒外，还能改变pH值，病毒对高pH值敏感，碱性环境可以破坏蛋白质衣壳和核酸，当pH值到达11时，可严重破坏病毒。氯和臭氧灭活病毒的效果极好，它们对病毒蛋白质和核酸均有作用。低渗缓冲溶液的环境能使病毒蛋白质衣壳发生细微变化，阻止病毒附着在宿主细胞上。甲醛只破坏病毒的核酸，不改变病毒的抗原特性。含脂类被膜的病毒对醚、十二烷基硫酸钠、氯仿、去氧胆酸钠等脂溶剂敏感而被破坏。
14 破坏病毒的蛋白质衣壳、核酸、脂类被膜化的化学物质有哪些？
答：主要物质有：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，溴，碘，臭氧，乙醇，强酸，强碱等其他氧化剂。氯和臭氧灭活病毒的效果极好，它们对病毒蛋白质和核酸均有作用。低渗缓冲溶液的环境能使病毒蛋白质衣壳发生细微变化，阻止病毒附着在宿主细胞上。甲醛只破坏病毒的核酸，不改变病毒的抗原特性。含脂类被膜的病毒对醚、十二烷基硫酸钠、氯仿、去氧胆酸钠等脂溶剂敏感而被破坏。
15 你怎样判断病毒有、无被膜？
答：凡对醚类等脂溶剂敏感的病毒为被膜的病毒。对醚类等脂溶剂不敏感的病毒为不具被膜的病毒。
16 病毒在水体和土壤中的存活时间主要受哪些因素的影响？
答：病毒在水体中主要受温度的影响，与病毒的种类也有关。在土壤中主要受温度和湿度的影响。
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：1球菌：金黄色葡萄球菌 2杆菌：芽孢杆菌 3 螺旋菌：弧菌 4丝状菌：铁丝菌
2 细菌有哪些一般结构和特殊结构？它们各有哪些生理功能？
答：细菌是单细胞生物。所有细菌均有：细胞壁、细胞质膜、细胞质及其内含物、细胞核物质。部分细菌有特殊结构：芽孢、鞭毛、荚膜、粘液层、菌胶团、衣鞘及光合作用片层等。
细胞壁是包围在细菌体表面最外层的、具有坚韧而带有弹性的薄膜。可以起到：①保护原生质体免受渗透压引起破裂的作用。②维持细菌的细胞形态。③细胞壁是多孔结构的分子筛，阻挡某些分子进入和保留蛋白质在间质（格兰氏阴性菌细胞壁和细胞质之间的区域）④细胞壁为鞭毛提供指点，使鞭毛运动。
细胞质膜的生理功能有：①维持渗透压的梯度和溶液的转移。②细胞质膜上有合成细胞壁和形成横膈膜组分的酶，故在膜的外表面合成细胞壁③膜内陷形成的中间体含有细胞色素，参与呼吸作用。④细胞质膜上有琥珀酸脱氢酶、NADH脱氢酶、细胞色素氧化酶、电子传递系统、氧化磷酸化酶及腺苷三磷酸酶。在细胞上进行物质代谢和能量代谢。⑤细胞质膜上有鞭毛基粒，鞭毛由此长出，即为鞭毛提供附着点。
荚膜的主要功能有：①具有荚膜的S-型肺炎链球菌毒性强，有助于肺炎链球菌侵入人体。②荚膜可保
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护致病菌免受宿主吞噬细胞的吞噬，保护细菌免受干燥的影响。③当缺乏营养时，假膜可被用作碳源和能源，有的荚膜还能做氮源。④废水生物处理中细菌的荚膜有生物吸附作用，再爆气池中因爆气搅动和水的冲击力容易把细菌粘液冲刷入水中，以增加水中有机物，它可被其他微生物利用。
3 革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌的细胞壁结构有什么异同？各有哪些化学组成？
答：革兰氏阳性菌细胞壁厚约20-80nm，结构较简单，含肽聚糖，革兰氏阴性菌细胞壁厚约10nm，结构复杂，分外壁层和内壁层，外壁层又分三层：最外层是脂多糖，中间是磷脂层，内层是脂蛋白。内壁含肽聚糖，不含磷壁酸。
化学组成：革兰氏阳性菌含大量肽聚糖，含独磷壁酸，不含脂多糖。革兰氏阴性菌含极少肽聚糖，含独脂多糖，不含磷酸壁。
4 古菌包括哪几种？它们与细菌有什么不同?
答：古菌可分为三大类：产甲烷菌，嗜热嗜酸菌，极端嗜盐菌。古菌与细菌不同点主要表现在结构的复杂程度以及各自某些独特的结构。相对细菌而言，古菌结构比较简单。大多数古菌细胞壁不含二氨基庚二酸和胞壁酸。他的组分大多数是脂蛋白，蛋白质是酸性的。脂类是非皂化性甘油的磷脂和糖脂的衍生物。古细菌含有内含子。古菌没有肽聚糖,。细菌细胞壁主要组份是主要成分是肽聚糖，是一层较厚（5～80nm）、质量均匀的网状结构。细菌的特殊结构包括荚膜、鞭毛、菌毛和芽胞。此外，古菌代谢过程中产生许多特殊的辅酶，因此古菌代谢呈多样性。呼吸类型方面，古菌多数为严格厌氧、兼性厌氧，还有专性好氧。古菌繁殖速度较慢，进化速度也比细菌慢。大多数古菌生活在极端环境里。
5 叙述细菌细胞质膜结构和化学组成，它有哪些生理功能？
答：细胞质膜是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。它是半渗透膜。含蛋白质60%-70%，脂类30%-40%，多糖2%，蛋白质与膜的透性及酶的活性有关。脂类是磷脂，甘油，脂肪酸和含胆碱组成。细胞质膜的结构由上下两层致密的着色层，中间夹着一个不着色的区域组成，不着色的区域具有正负电荷，有极性的磷脂双分子层组成，是两个极性分子。
细胞质膜的生理功能有：①维持渗透压的梯度和溶液的转移。②细胞质膜上有合成细胞壁和形成横膈膜组分的酶，故在膜的外表面合成细胞壁③膜内陷形成的中间体含有细胞色素，参与呼吸作用。④细胞质膜上有琥珀酸脱氢酶、NADH脱氢酶、细胞色素氧化酶、电子传递系统、氧化磷酸化酶及腺苷三磷酸酶。在细胞上进行物质代谢和能量代谢。⑤细胞质膜上有鞭毛基粒，鞭毛由此长出，即为鞭毛提供附着点。
6 何谓核糖体？它有什么生理功能？
答：原核微生物的核糖体是分散在细胞质中的亚微颗粒，使合成蛋白质的部位。它有恶核糖核酸和蛋白质组成。生理功能：可以起到维持形态和稳定功能的作用，还能起到转录作用。
7 在pH为6、pH为7、pH为7.5的溶液中细菌各带有什么电荷？在pH为1.5溶液中细菌代有什
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