第五章 微生物的营养
1、 微生物需要哪些营养物质？这些营养物质在微生物细胞内的作用是什么？
微生物需要水、碳源、氮源、矿质营养、生长因子等营养物质。
水在机体中的生理作用：水是微生物细胞的重要组成成分；机体内一系列生理生化反应都离不开水；营养物质的吸收与代谢产物的分泌都通过水来完成的；由于水的比热高，又是热的良好导体，因而能有效地吸收代谢过程中放出的热，并将吸收的热迅速地散发出去，避免导致细胞内温度陡然升高，故能有效地控制细胞内温度的变化；维持细胞渗透压。
细胞内各种有机物质以碳为骨架。
氮是细胞中的一种主要组成成分，细胞所吸收的氮素营养用于合成细胞内各种氨基酸和碱基，从而合成蛋白质、核酸等细胞成分。
矿质元素主要作用是构成细胞的组成成分；作为酶的组成部分，维持酶的活性；调节细胞内的渗透压、PH值和氧化还原电位；作为某些微生物的能源物质。
生长因子是指某些某些微生物不能从普通的碳源、氮源物质合成，而只有通过外源供给才能满足机体生长需要的有机物质。生长因子可将他们分为维生素、氨基酸和嘌呤碱基三种类型。微生物对生长因子需求量很少，但在机体生长中必不可少，若缺乏则微生物不能生长或生长极差。
2、 微生物运输营养物质的方式有哪几种？
根据对细胞膜结构及其传递系统的深入研究，一般认为营养物质或者代谢产物主要以单纯扩散（被动扩散）、促进扩散、主动运输、基团转位四种方式通过细胞膜。 3、 微生物有哪几种营养类型，他们的划分依据是什么？
根据微生物生长时所需碳素来源，可将微生物分为自养微生物和异养微生物。根据微生物的能量来源，可将微生物分为光能营养型微生物和化能营养型微生物。因此可将微生物分为四种营养类型：光能自养型微生物、化能自养型微生物、光能异养型微生物和化能异养型微生物。 4、 什么是培养基？配制培养基应遵循哪些原则？
由人工配制的，供给微生物生长繁殖或积累代谢产物所用的营养基质，叫做培养基。 基本原则：适合微生物的营养特点、调配好培养基中各种营养成分比例、控制培养条件、根据培养目的确定培养成分。
5、 按照培养基的用途可分为哪几种培养基？
基本培养基：按照微生物基本营养成分配制成一种培养基，这种培养基叫做基本培养基。 选择培养基：为了分离某种微生物，可以根据这种微生物的营养要求，配制出适合它生长而不利于其他微生物生长的培养基。目的是抑制不需要的微生物的生长，使所需要的微生物增殖，从而分离所需的微生物。
加富培养基：在基础培养基中加入血、血清、动植物组织液或其他营养物质的一类营养物质的培养基。目的是用来增加所要分离的微生物的数量，使其形成生长优势、从而分离到该种微生物。
鉴别培养基：根据微生物的代谢特点，通过指示剂的显色反应，用以鉴别不同微生物的培养基。
第六章 微生物的代谢
1、 新陈代谢及其特点。
新陈代谢是指生物有机体从环境中将营养物质吸收进来，加以分解再合成，同时将不需要的产物排泄到环境中去，从而实现生物体的自然更新的过程。
特点：是生物化学反应的一系列过程，反应步骤虽然很多，但顺序性很强，有条不紊，环环相扣；均在比较温和的条件下，有多酶体系催化完成；有灵活的自动调节能力。 2、 简述合成代谢和分解代谢的关系。
合成代谢是指生物从内外环境中取得原料合成生物体的结构物质或具有生理功能的物质的过程，也是从简单的物质转化为复杂的物质的过程，需要能量。分解代谢是指在生物体内进行的一切分解作用，往往伴随着能量的释放，释放的能量用于合成代谢，分解作用中形成的小分子物质为合成提供原料。
3、 什么是酶？酶有哪些特点？
酶是活细胞的组成成分，由活细胞自身合成的，并能在细胞内外起催化作用的一种催化剂，故又称为生物催化剂。或者说酶是由活体细胞产生的，在细胞内外均能起催化作用的一类特殊蛋白质。
特点：具有一般催化剂的特点；高效性；专一性；易失活；多样性；催化条件温和性。 4、 酶分为哪几类？什么是全酶、辅酶和辅基？
根据酶所催化反应的类型，将酶分为六大类：氧化还原酶；转移酶类；水解酶类；裂解酶类；异构酶类；合成酶类。
全酶是由酶蛋白和非蛋白两部分构成。非蛋白部分又称为酶的辅因子。酶蛋白必须与酶的辅因子结合才具有催化活性。与蛋白质结合较疏松，可用透析等方法去除而使酶活性丧失的辅助因子称为辅酶；结合较紧密，不易用透析等方法去除的辅助因子称为辅基。 5、 转移氢的辅酶有哪几类？
NAD（辅酶Ⅰ）和NADP（辅酶Ⅱ）；FAD（黄素腺嘌呤二核苷酸）和FMN（黄素单核苷酸）；辅酶Q。
6、 影响酶促反应速度的因素有哪些？
酶浓度；底物浓度；温度；PH；抑制剂；激活剂。
7、 底物浓度与酶促反应速度的关系曲线对废水的生化处理有什么指导意义？
在低底物浓度时，底物浓度增加，反应速度随之急剧增加，并成正比关系。当底物浓度较高时，增加底物浓度，反应速度增加的程度不再明显，并且不再成正比关系，当底物达到一定浓度后，若底物浓度再增加，则反应速度将趋于恒定，并不再受底物浓度的影响。
废水生化处理时，应控制进水流量达到最大反应速度，若进水流量太大，则底物浓度太大，此时酶的活性中心全部为底物所占据，达到饱和，酶分子已经发挥最大能力，会导致废水不能经过有效的处理，导致出水水质难以达到排放标准。若进水流量太小，则底物浓度太小，没有完全利用活性污泥的处理能力，反映所需时间较长。
8、 化能异养型微生物产能代谢的方式有哪些？他们之间的根本区别是什么？
化能异养型微生物产能代谢的方式主要有发酵和呼吸，二者的根本区别在于最终电子（或氢）受体不同。发酵是以有机物氧化分解的中间代谢产物为最终电子受体的氧化还原过程。呼吸是大多数微生物用以产生能量的一种方式。与发酵相比，底物在氧化过程中脱下的氢或电子不是直接与中间代谢产物耦联，而是通过一系列电子传递体最终交给有关无机物。以氧气为最终电子受体的氧化还原过程称为有氧呼吸；以硝酸根、硫酸根、碳酸根等为最终电子受体的氧化还原过程称为无氧呼吸。
9、 分析葡萄糖在有氧呼吸过程中能量的产生。
产能方式 底物水平磷酸化 呼吸链磷酸化 阶段 产生NADH+H+/mol 产生FADH2/mol 净产ATP/mol EMP途径 2 丙酮酸脱氢酶系代谢过 0 程 TCA循环 2 EMP途径 2 6 丙酮酸脱氢酶系代谢过2 6 程 TCA循环 6 2 22 10、三羧酸循环的生理意义？
为细胞合成的维持生命活动提供大量能量；为细胞合成提供原料；作为各种有机底物彻底氧化的共同途径。
11、硝酸盐呼吸、硫酸盐呼吸、碳酸盐呼吸的底物和产物分别是什么？
硝酸盐呼吸以硝酸盐作为最终电子受体，不同的硝酸盐还原菌将硝酸盐还原的末端产物不同，如N2、NH3和NO2-；
硫酸盐呼吸以硫酸盐为最终电子受体，产物为硫化氢；
碳酸盐呼吸亦称做产甲烷作用，底物将发酵细菌转化为乙酸、甲酸、甲醇、甲胺及H2/CO2后，在产甲烷菌的厌氧呼吸下生成甲烷和二氧化碳。 12、硝化细菌和硫细菌获得能量的方式？ 硝化细菌有两类，一类是将氨氧化成亚硝酸，常称做亚硝酸菌，另一类是将亚硝酸氧化成硝酸，常称做硝酸菌。硝化细菌能从相应无机物的氧化过程中得到能量。 硫细菌可以通过对硫化氢、硫以及硫代硫酸盐的氧化而得到能量，这些物质最后被氧化成为硫酸。
13、糖类、脂类、蛋白质有氧代谢的途径。 淀粉的分解途径为：淀粉——糊精——麦芽糖（双糖）——葡萄糖 芳香族化合物氧化时，开始的步骤虽然不一样，但往往有共同的中间产物，双酚化合物的邻苯二酚和原儿茶酸。而邻苯二酚和原儿茶酸可以在好氧微生物的作用下通过邻位环裂解或间位环裂解进一步分解，并进入三羧酸循环。 脂类分解的第一阶段都是在酯酶的作用下水解为甘油和脂肪酸。甘油和脂肪酸进而分别生成丙酮酸和乙酰辅酶A，脂肪酸生成乙酰辅酶A的过程是通过β—氧化完成的。在有氧条件下，丙酮酸和乙酰辅酶A经三羧酸循环生产二氧化碳和水。 蛋白质生化分解的第一步是水解。蛋白质——胨——肽——氨基酸，在细胞内氨基酸可以直接用于合成菌体的蛋白质，也可能转变成另一种氨基酸，或者进行脱氨基作用被分解。脱氨基的分解结果产生氨和一种不含氮的有机化合物。不含氮的有机化合物可按不含氮有机物质转化的规律分解，或者参与合成作用变成细胞的碳水化合物、蛋白质或脂类的一部分，氨则能作为微生物所需氮的来源，或者经过硝化作用，反硝化作用转换成氮气排入大气中。 14、什么是葡萄糖效应？葡萄糖效应在污染物生化处理中有何指导意义？ 当大肠杆菌在含有葡萄糖和乳糖的液体培养基中生长时，大肠杆菌首先利用葡萄糖而不利用乳糖，只有当葡萄糖被利用完后才开始利用乳糖，这就是所谓的葡萄糖效应。 葡萄糖效应在废水生物处理中普遍存在，对于含有难降解物质的废水，往往也会出现微生物的二次生长甚至多次生长现象。在推流式活性污泥法中，葡萄糖效应往往会导致构筑物中有机物质沿水流方向各种按易难程度逐级降解，并且对于同一种群微生物在不同的过水断面采取不同的代谢途径，根据以上状况，对于较复杂的有机废水，通过加入填料从而人为创造良好的
生态环境，使构筑物中出现种群自然分级，有利于各种生物种群各司其职，提高有机物的去除能力。这种现象对于多级生物转盘法更为显著。
