重庆大学环境微生物学课程2008级试卷A参考答案
一、 解释名称（3分/每小题，共30分）
⒈ 培养基：根据各种微生物的营养要求，将水、碳源、氮源、无机盐及生长因子等物质按一定的比例配制而成的，用以培养微生物的基质，即培养基。 ⒉ 细菌驯化：在工业废水生物处理中，用含有某些污染物的工业废水筛选、培养来自处理其他废水的菌种，使它们适应该种工业废水并有高效降解其中污染物能力的方法叫驯化。 3. 噬菌斑：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地被裂解成一个个空斑，这些空斑就叫噬菌斑。 4. 光合细菌：凡能进行光合作用的细菌都是光合细菌。光合细菌大部分是厌氧的，在有氧的条件下不能生存。小部分可在有氧的条件下生存。光合细菌没有叶绿体，只有载色体。（是一大类具有光合色素，能在厌氧、光照条件下进行光合作用的原核生物的总称。
5. 灭菌：是通过超高温或其他的物理、化学因素将所有微生物的营养细胞和所有的芽孢或孢子全部杀死。
6．好氧生物膜：生物填料表面附着的生物薄膜进行污染物降解的生物处理法。 7. 质粒：在原核微生物中除有染色体外，环含有另一种较小的、携带少量遗传基因的环状DNA分子，叫质粒，也叫染色体外DNA。
8. 负染色法:荚膜、粘液层、衣鞘和菌胶团对染料的亲和力极低，很难着色，需先用染料染菌体，然后用墨汁将背景涂黑，即可衬托出菌体和背景之间的透明区，透明区就是荚膜等，该染色法称负染色法，也为衬托法。
9. 酶活性中心：酶的活性中心是指酶蛋白分子中与底物结合，并起催化作用的小部分氨基酸微区。 10. 分批培养：分批培养是将一定量的微生物接种在一个封闭的、盛有一定量液体培养基的容器内，保持一定的温度、PH和溶解氧量，微生物在其中生长繁殖；结果出现微生物重量或数量由少变多，达到高峰后又由多变少，甚至死亡。 二、 简述题(每题5分，共40分) ⒈ 菌落的特征表现在哪些方面？
答：在固体培养基上从三方面看细菌培养菌落的特征： ① 菌落表面的特征：光滑还是粗糙，干燥还是湿润等；
② 菌落的边缘特征：有圆形，边缘整齐，呈锯齿状，边缘伸出卷曲呈毛发状，边缘呈花瓣状等；
③纵剖面的特征：平坦、扁平、隆起、凸起、草帽状、脐状、乳头状等。 2．细菌细胞壁的生理功能有哪些？ 答：① 固定细胞外形；
② 保护细胞免受外力的损伤； ③阻拦大分子物质进人细胞；
④使某些细菌具有致病性及对噬菌体的敏感性； ⑤协助鞭毛运动；
⑥为正常细胞分裂所必需。
3．简述废水处理中微生物除磷原理。
答：利用聚磷菌在好氧时不仅能大量吸收磷酸盐合成自身核酸和ATP，能逆浓度梯度过量吸磷合成贮能的多聚磷酸盐颗粒于体内，供其内源呼吸用；而且在厌氧时聚磷菌又能释放磷酸盐于体外的特性。可创造厌氧、缺氧和好氧环境，让聚磷菌先在含磷污废水中厌氧放磷，然后在好氧条件下充分地过量吸磷，尔后通过排泥从污水中除去部分磷，可以达到减少污、废水中磷含量的目的。 4．简述固定化酶的特征。
答：固定化酶又称水不溶酶，实质上是天然酶的水不溶衍生物，它是通过物理吸附法或化学键合法将水溶性酶和固态的不溶性载体相结合，使酶变成不溶于水但仍保留活性的衍生物。固定化酶普遍比未固定化的酶性能好，稳定、降解有机物的能力强、耐毒、抗杂菌、耐冲击负荷。制成酶布和酶柱后用于连续流运行，酶不会流失。
5．细菌的呼吸类型有哪几种？
① 发酵：在无外在电子受体时，微生物氧化一些有机物，有机物仅发生部分氧化，以它的中间代谢产物为最终电子受体，释放少量能量，其余的能量保留在最终产物中。
② 好氧呼吸：当存在外在的最终电子受体——分子氧（O2）时，底物可全部被氧化成二氧化碳（CO2）和水（H2O），并产生ATP。
③ 无氧呼吸：在电子传递体系中，氧化NADH2时的最终电子受体不是氧气，而是氧气以外的无机化合物。
6．选择性培养基有哪些制备方法? 答：使用选择性培养基的目的是希望待选的细菌能优势生长，从而获得或筛选出目的细菌。制备方法如下：① 投毒法，即选择性培养基中加入非目的菌生长的抑制剂，而待选细菌对抑制剂有抗性，能正常生长。常用抑制剂为染料、胆汁酸盐、金属盐类、酸、碱和抗生素等。②投其所好法，即提供待选细菌专门需要的某种碳源或氮源等营养源，或特殊的温度、氧气、pH、盐度等环境条件，可将目的细菌富集筛选出来。 7．简述荚膜的功能。
答：①具有荚膜的S—型肺炎链球菌毒力强，有助于肺炎链球菌侵染人体； ②荚膜保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，荚膜可被用作碳源和能源，有的荚膜还可作氮源； ④生物吸附—菌胶团；
⑤废水生物处理中的细菌荚膜有生物吸附作用，将废水中的有机物、无机物及胶体吸附在细菌体表面上。
8．营养物进入细胞有哪些方式？
答：营养物进入细胞的方式有被动扩散、促进扩散、主动运输和基团转位。 三、 论述题(每小题10分，共30分) ⒈ 详述革兰氏染色的步骤及机制。 答：步骤如下：
① 在无菌操作条件下，用接种环挑取少量细菌与干净的载玻片上涂布均匀`固定；
② 用草酸铵结晶紫染色1min，水洗去浮色；
③ 用碘-碘化钾溶液媒染色1min，倾去多余溶液；
④ 用中性染色液如乙醇或者丙酮酸脱色，革兰氏阳性菌还是紫色，而革兰氏阴
性菌退色而呈无色革兰氏阳性菌不退色而革兰氏阴性菌退色而呈无色； ⑤ 用番红染液复染1min，，革兰氏阳性菌还是紫色，革兰氏阴性菌则是红色，革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌立即被区分开。 机制如下：
① 与细菌的等电点有关：革兰氏阳性菌的等电PH为2~3，革兰氏阴性菌的等电点为PH4～5，故革兰氏阳性菌的等电点比革兰氏阴性低，说明革兰氏阳性菌比革兰氏阴性菌带的负电荷多。她与草酸铵结晶紫的结合力大，用碘-碘化酶染色后，两者的等电点均得到降低，但革兰氏阴性菌带的等电点降低的更多，所以和草酸铵结晶紫结合的更加牢固，对乙醇的脱色的抵抗力更强。它的菌体与草酸铵结晶紫、碘-碘化钾的复合物不被乙醇提取，呈紫色。而革兰氏阳性菌与草酸铵结晶紫的结合力弱，起菌体与草酸铵结晶紫`碘-碘化钾的复合物很容易被乙醇提取而呈现无色。
② 革兰氏染色与细胞壁有关：革兰氏阳性菌的脂类物质的含量很低，肽聚糖的含量高。革兰氏阴性菌脂类物质含量高肽聚糖含量低，因此用乙醇脱色时候，革兰氏阴性菌的脂类物质被乙醇溶解，增加细菌细胞壁的通透性和孔径，乙醇容易进入细胞内将革兰氏阴性菌碘-碘化钾复合化合物提取出来，使细菌体呈无色。革兰氏阳性菌由于脂类物质含量很低，而肽聚糖含量高，乙醇是脱水技也是脱色济，使肽聚糖脱水缩小细菌细胞壁的孔径，降低细胞壁的通透性，阻止乙醇分子进入细胞，草酸铵结晶紫和碘-碘化钾的复合物被截留在细胞内而不脱色，还是紫色。
⒉ 试述甲烷发酵的四阶段理论。
答：甲烷发酵过程可以分为四个阶段： 第一阶段：水解和发酵细菌就爱那个复杂有机物水解为单糖后，再酵解为丙酮酸；将蛋白质水解为氨基酸，脱氨基成有机酸和氨；酯类水解为各种低级脂肪酸和醇。第一阶段的微生物群落是水解、发酵性细菌群。 第二阶段：产氢和产乙酸细菌群把第一阶段的产物进一步分解为乙酸和氢气。第二阶段的微生物群落为产氢和产乙酸细菌。 第三阶段：本阶段的微生物是两组生理不同的专性厌氧的产甲烷菌群。一组是将氢气和二氧化碳合成甲烷或一氧化碳和氢气合成甲烷；另一组是将乙酸脱羧生成甲烷和二氧化碳，或利用甲酸、甲醇及甲基胺裂解成甲烷。
第四阶段：为同型产酸阶段，是同型产乙酸细菌将H2后CO2转化为乙酸的过程。 3．为什么常规活性污泥法不利用对数生长期的微生物，而利用静止期的微生物？ 答：因为对数期的微生物生长繁殖快，代谢活力强，能大量去除水中有机物，尽管微生物对有机物的祛除能力高，但相应的要求进水有机物的浓度高，则出水有机物的绝对直也相应提高，不易达到排放标准。又因为对数期的微生物生长繁殖旺盛，细胞表面的黏液层和荚膜尚未形成，运动很活跃，不容易自行凝聚成菌胶团，沉淀能力差，致使出水水质差。而处于静止期的微生物代谢活动能力虽然比对数生长期的差，但还是有相当的代谢活动能力，去除有机物的效果仍然很好。其最大特点是体内积累了大量的贮存物，如异染粒，聚β-羟基丁酸，黏液层和荚膜等，强化了微生物的生物吸附能力，自我絮凝，聚合能力强，在二沉淀池中泥水分离效果好，出水水质好。
