2013年下期环境工程微生物学次实验安排

第一篇：2013年下期环境工程微生物学次实验安排

环境工程微生物学实验安排

实验一光学显微镜的使用及微生物个体形态的观察 实验四微生物的大小测量、微生物的计数

1）环工一班：2013年11月10日（星期日）上午八点

实验地点：工科三号楼A512房

2）环工二班：2013年11月10日（星期日）下午一点半

实验地点：工科三号楼A512房

实验三培养基的制备、灭菌

1）环工一班：2013年11月10日（星期日）下午一点半

实验地点：工科三号楼A515房

2）环工二班：2013年11月10日（星期日）上午八点

实验地点：工科三号楼A515房

实验二微生物染色技术

1）环工一班：2013年11月11日（星期一）下午一点

实验地点：工科三号楼A512房

2）环工二班：2013年11月11日（星期一）下午三点

实验地点：工科三号楼A512房

第二篇：微生物学实验安排及要求

微生物学实验安排

第六周： 1.培养基的制备；2.物品的包埋准备；3.高压蒸汽灭菌； 第七、八周：4.样品中微生物的分离；

1.抗生素产生菌的分离与抗菌活性检测

2.（土壤中、植物体内）拮抗植物病原菌的微生物分离及鉴定

3.高产蛋白酶菌株的分离与酶活性检测

4.高产纤维素酶菌株的分离与酶活性检测

5.高产脂肪酶菌株的分离与酶活性检测

6.高产淀粉酶菌株的分离与酶活性检测

7.噬菌体的分离及效价测定

8.光合细菌的分离及鉴定

9.抗药性菌株的分离及抗药性测定（例如如抗青霉素、链霉素等常用药物）

10.（多环芳烃类、邻苯二甲酸酯类有机污染物、苯酚、尿素）高效降解菌的分离鉴定及降解活性检测

11.学生根据兴趣自拟题目

要求：2~3人一组，各组自己查阅相关资料然后设计实验方案主要包括样品的采集、所用的培养基配方、分离方法、鉴定的方法、活性测定的方法等方面；各组长在3月18日前将实验方案提交给所有指导教师：；魏静lalsos@swu.edu.cn；徐耀波 xuyaobo@swu.edu.cn。邮件主题及文件命名：2010级*班*组+组长姓名+联系电话）

第九周：5.微生物菌落的观察；6.超净工作台的使用；7.微生物的分离纯化；8.水中大肠菌群的检测；

第十周：9.口腔微生物的染色观察与显微镜油镜的使用；

第十一周：10.细菌的革兰氏染色；11.放线菌装片的制作及观察； 第十二周：12.酵母菌装片的制作及观察； 13.霉菌装片的制作及观察； 第十三周：14.酸奶的制作

第十四周：开放实验——目标菌株鉴定及活性测定；

第十五周：实验考核（无菌操作、制片观察）；各组汇报实验结果并提交实验项目总结报告，要求按照正式发表的科研论文进行写作。

第三篇：环境工程微生物学复习总汇

环境工程微生物学复习总汇

绪论

一、环境微生物学的研究对象

定义：环境微生物学是研究与环境领域（包括环境工程、给水排水工程）有关的微生物及其生命活动规律。

其内容包括：微生物个体形态、群体形态；细胞结构功能、生理特性、生长繁殖、遗传变异等；微生物与环境的关系（尤其是微生物与污染环境之间的关系）；微生物对物质的转化分解作用（特别是应用微生物来处理各种污染物质，如废水、废气和固体废弃物）。

二、环境工程微生物学的研究任务 １）防止或消除有害微生物 ２）充分利用有益的微生物资源 生物监测的优缺点：

生物监测的主要优越性：

(a)长期性；(b)综合性；(c)直观性；(d)灵敏性。

生物监测的主要缺点：

(a)定量化程度不够；(b)需要一定的专业知识和经验。

1、何谓原核微生物？它包括哪些微生物？

答：具有原核细胞的生物称为原核微生物。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：具有真核细胞的生物称为真核生物。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：在生物学上，对生物的分类采用按其生物属性和它们的亲缘关系有次序地分门别类排列成一个系统。七个等级：界、门、纲、目、科、属、种。

4、生物的分界共有几种分法，他们是如何划分的？

答：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。六界学说：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： 学名＝属名＋种名＋（命名人姓氏）

生物的学名都是用拉丁文书写，属名用名词，第一个字母大写，种名用形容词，第一个字母小写。例如我们所熟悉的大肠杆菌，其学名为Escherichia coli（大肠埃希氏杆菌），简称E.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：(1)体积小，比表面积大(2)吸收多，转化快(3)生长旺，繁殖速(4)适应性强，易变异(5)分布广，种类多

第一章

5.什么叫毒性噬菌体？什么叫温和噬菌体？

答：毒性噬菌体：就是指侵入宿主细胞后，随即引起宿主细胞裂解的噬菌体。

温和噬菌体：就是指侵入细胞后，其核酸附着并整合在宿主染色体上，和宿主细胞的核酸同步复制，宿主细胞不裂解而继续生长，这种不引起宿主细胞裂解的噬菌体称作温和噬菌体。

10.什么叫噬菌斑？什么是PFU? 答：所谓的噬菌斑是指原代或者传代单层细胞被病毒感染后，一个个细胞被病毒蚀空成空斑。PFU是噬菌斑的单位！

16.病毒在水体和土壤中的存活时间主要受哪些因素影响

答：病毒在各种环境中由于影响因素的不同，其存活时间也是不同的。

（1）、水体中：温度，病毒类型。

（2）、土壤中：土壤温度和湿度。

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。

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：革兰氏阳性菌的细胞壁厚，其厚度为20~~80nm，结构较简单，含肽聚糖（包括三种成分：D-氨基酸、胞壁酸和二氨基庚二酸）、磷壁酸（质）、少量蛋白质和脂肪。革兰氏阴性菌的细胞壁较薄，厚度为10nm，其结构较复杂，为外壁层和内壁层，外壁层又分三层：最外层是脂多糖，中间是磷脂层，内层为脂蛋白。内壁层含肽聚糖，不含磷壁酸。

6、何谓核糖体？它有哪些生理功能？

答：原核微生物的核糖体是分散在细胞质中的亚微颗粒，是合成蛋白质的部位。生理功能：合成蛋白质。可以维持形态和稳定功能的作用，还有转录的作用！

8、叙述革兰氏染色的机制和步骤。答：革兰氏染色的机制有以下两点：(1)革兰氏染色与等电点的关系

G+菌的等电点低于G-菌，所带负电荷更多，因此，它与结晶紫的结合力较大，不易被乙醇脱色。

(2)革兰氏染色与细胞壁的关系

G+的细胞壁脂类少，肽聚糖多，G-则相反，故乙醇容易进入G-细胞，进行脱色。其染色步骤如下：

（1）在无菌操作条件下，用接种环挑取少量细菌于干净的载玻片上涂布均匀，固定。（2）用草酸铵结晶紫染色1min，水洗去掉浮色。（3）用碘—碘化钾溶液媒染1min，倾去多余溶液。

（4）用中型脱色剂如乙醇或丙酮酸脱色，革兰氏阳性菌不被褪色而呈紫色。革兰氏阴性菌被褪色而成无色

（5）用蕃红染液复染1min，格兰仕阳性菌仍呈紫色，革兰氏阴性菌则呈现红色。革兰氏阳性菌和格兰仕阴性菌即被区分开。

10、可用什么培养技术判断细菌的呼吸类型和能否运动？如何判断？

答： 判断细菌呼吸类型：如果细菌在培养基的表面及穿刺线的上部生长者为好氧菌。沿着穿刺线自上而下生长者为兼性厌氧菌或兼性好氧菌。如果只在穿刺线的下部生长者为厌氧菌。

判断细菌能否运动：如果只沿着穿刺线生长者为没有鞭毛，不运动的细菌；如果不但沿着穿刺线生长而且穿透培养基扩散生长着为有鞭毛运动的细菌。

11、何谓放线菌？革兰氏染色是何种反应？

12、蓝细菌是一类什么微生物？分几纲，其中有那几属与水体富营养化有关？

答：蓝细菌：细菌细胞结构简单，只具原始核，没有核仁和核膜，只有染色质，只具有叶绿素，没有叶绿体。故将它隶属于原核生物界的蓝色光合菌门。

按蓝细菌的形态和结构的特征，老的分类为二纲：色球藻纲和藻殖段纲。

色球藻纲可分为色球藻属、微囊藻属、腔球藻属、管孢藻属及皮果藻属。其中的微囊藻属和腔球藻属课引起富营养化水体发生水华。

藻殖段纲分颤藻属、念珠藻属、筒孢藻属、胶腥藻属好、及单岐藻属。其中鱼腥藻属在富营养化水体中形成水华。

第三章 真核微生物

1、何谓原生动物？它有哪些细胞器和营养方式？

答：原生动物是动物中最原始、最低等。结构最简单的单细胞动物。

原生动物为单细胞，没有细胞壁，有细胞质膜、细胞质，有分化的细胞器，其细胞核具有核膜（较高级类型有两个和），故属真和微生物。

营养方式：全动性营养、植物性营养和腐生性营养三种方式。

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。

12、硅藻和甲藻是什么样的藻类？水体富氧化与那些藻类有关？

13、真菌包括哪些微生物？他们在废水生物处理中各起什么作用？

答：真菌属低等植物，种类繁多，形态、大小各异，包括酵母菌、霉菌及各种伞菌。酵母菌处理和有机固体废弃物生物处理中都起积极作用。酵母菌还可用作检测重金属，霉菌对废水中氰化物的去除率达90%以上。有的霉菌还可处理含硝基化合物废水。伞菌：既处理废水和固体废弃物，还可获得食用菌。

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，不易被挑取。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

11、什么叫培养基？按物质的不同，培养基可分为哪几类？按实验目的和用途的不同，可分为哪几类？

答：根据各种微生物的营养要求，将谁、碳源、氮源、无机盐和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。

根据实验目的和用途不同，培养基可分为：基础培养基、选择培养基、鉴别培养基和加富（富集）培养基。

按物质的不同，培养基可分为合成培养基、天然培养基和符合培养基

12、什么叫选择培养基？那些培养基属于选择培养基？

答：选择培养基就是用以抑制非目的微生物的生长并使所要分离的微生物生长繁殖的培养基。麦康盖培养基、乳糖发酵培养基。

13、什么叫鉴别培养基？哪些培养基属于鉴别培养基？

答：当几种细菌由于对培养基中某一成分的分界能力不同，其菌落通过指示剂先是除不太那个的颜色而被区分开，这种起鉴别和区分不同细菌作用的培养基叫鉴别培养基。常用的鉴别培养基远滕氏培养基、醋酸铅锌培养基、伊红—美蓝（EMB）培养基等。15 如何判断某水样是否被粪便污染？

答：总大肠菌群（大肠菌群、大肠杆菌群）：用以间接指示水体被粪便污染的一个指标。大肠菌群被选作致病菌的间接指示菌的原因是：大肠菌群是人肠道中正常寄生菌，数量最大，对人较安全，在环境中的存活时间与致病菌相近，而且检验技术较简便，因而被选中，一直沿用至今。在我国规定1L 生活饮用水中的总大肠菌群数在3 个以下。第五章 微生物的生长繁殖与生存因子 什么叫灭菌？灭菌方法有哪几种？试述其优缺点。

答：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。

灭菌的方法有干热灭菌法和湿热灭菌法。与干热灭菌相比，湿热灭菌的穿透力和热传导都要更强，且在湿热时微生物吸收高温水分，菌体蛋白很易凝固、变性，灭菌效果好。10 氧气对好养微生物的用途是什么？充氧效率与微生物生长有什么关系？

答：氧气对好氧微生物有两个作用：①作为微生物耗氧呼吸的最终电子受体；②参与甾醇类和不饱和脂肪酸的合成。兼性厌氧微生物为什么在有氧和无氧条件下都能生长？

答：兼性厌氧微生物既具有脱氢酶也具有氧化酶。在有氧条件时，氧化酶活性强，细胞色素及电子传递体系的其他组分正常存在；在无氧条件时，细胞色素和电子传递体系的其他组分减少或全部丧失，氧化酶无活性，一旦通入氧气，这些组分的合成很快恢复。所以，兼性厌氧微生物既能在无氧条件下，又能在有氧条件下生长。专性厌氧微生物为什么不需要氧？氧对专性厌氧微生物有什么不良影响？

答：专性厌氧微生物生境中绝对不能有氧，因为有氧存在时，代谢产生的NADH2和O2反应生成H2O2 和NAD，而专性厌氧微生物不具有过氧化氢酶，它将被生成的过氧化氢杀死。O2 还可产生游离，由于专性厌氧微生物不具破坏的超氧化物歧化酶（SOD）而被杀死。耐氧的厌氧微生物虽然具有超氧化物歧化酶，能耐O2，然而它们缺乏过氧化氢酶，仍会被过氧化氢杀死。抗生素是如何杀菌和抑菌的？

答：抗生素对微生物的影响主要有以下四个方面： ①抑制微生物的细胞壁合成： ②破坏微生物的细胞质膜： ③抑制蛋白质合成： ④干扰核酸的合成：

第六章微生物的遗传和变异 什么叫定向培养和驯化？ 答：定向培养是人为用某一特定环境条件长期处理某一微生物群体，同时不断将它们进行移种传代，以达到累积和选择合适的自发突变的一种古老的雨中方法。驯化是通过人工措施使微生物逐步适应某一条件，而定向选育微生物的方法。通过驯化可取得具有较高耐受力及活动能力的菌株。驯化常用于废水处理中微生物的选育，以获得对某种污染物具有较高的降解能力的高效菌株。试述紫外辐射杀菌的作用机理。

答：紫外辐射杀菌的作用机理是干扰DNA 的复制与转录。何谓杂交、转化和转导？各自有什么实践意义？

答：杂交是通过双亲细胞的融合，使整套染色体的基因重组，或者是通过双亲细胞的沟通，使部分染色体基因重组。在真核微生物和原核微生物中可通过杂交获得有目的的、定向的新品种。受体细胞直接吸收来自供体细胞的DNA 片段（来自研碎物），并把他们整合到自己的基因组里，从而获得了供体细胞部分遗传性状的现象称为转化。转化过程：感受态细胞出现；DNA 吸附；DNA 进入细胞内；DNA 解链；形成受体DNA－供体DNA 复合物；DNA复制和分离。通过温和噬菌体的媒介作用，把供体细胞内特定的基因（DNA 片段）携带至受体细胞中，使后者获得前者部分遗传性状的现象成为转导。

第七章 微生物生态

10、什么叫水体自净？可根据哪些指标判断水体自净程度？

答：河流（水体）接纳了一定量的有机污染物后，在物理的、化学的和水生物(微生物、动物和植物)等因素的综合作用后得到净化，水质恢复到污染前的水平和状态，叫作水体自净。衡量水体自净的指标：

①P/H 指数②氧浓度昼夜变化幅度和氧垂曲线。

11、水体污染指标有哪几种？污化系统分为哪几“带”？各“带”有什么特点？ 答：水体污染指标有：

①BIP 指数②细菌菌落总数（CFU）③总大肠菌群（大肠菌群、大肠杆菌群）

污化系统分为多污带、α中污带、β中污带、寡污带。

12、什么叫水体富营养化？评价水体富营养化的方法有几种？

答：水体富营养化(eutrophication)是指在人类活动的影响下，氮、磷等营养物质大量进入湖泊、河口、海湾等缓流水体，引起藻类及其他浮游生物迅速繁殖，水体溶解氧量下降，水质恶化，鱼类及其他生物大量死亡的现象。这种现象在河流湖泊中出现称为水华，在海洋中出现称为赤潮。水体富营养化评价常用的方法有：观察蓝藻等指示生物；测定生物量；测定原初生产力；测定透明度；测定N、P 等营养物质。AGP（藻类生产的潜在能力测定）。

第八章 微生物在环境物质循环中的作用

叙述磷的循环。有机磷如何分解? 答：微生物将汗磷的有机物和不溶性的磷酸钙分解转化为溶解性的磷酸盐，磷酸盐被植物和微生物吸收利用，当溶解性的磷酸盐被植物吸收后成为植物体内含磷的有机物，动物食用后变成动物体内含磷的有机物。动物和植物尸体在微生物的分解作用下，分解转化为为溶解性的偏磷酸盐（HPO4).HPO4在厌氧条件下被还原为PH3以此构成磷循环。

（1）核酸的分解：在微生物核酸酶的作用下，被纾解乘核苷酸，有在核苷酸酶的作用下分解成核苷和磷酸，核苷再经核苷酶水解成嘧啶和核糖。生成的嘧啶将继续分解，经脱氨基生成氨。

（2）磷脂的分解：被微生物卵磷脂酶水解为甘油，脂肪酸，磷酸核胆碱。胆碱再分解为氨，二氧化碳，有机酸和醇。2-2-（3）植素的分解：经植物的植酸酶分解为磷酸和二氧化碳。叙述汞的循环

答：含汞工业废物随废水排放到水体中，大气中汞由于雨水冲刷带到土壤和水体中，再由土壤细菌和水体底泥中的脱硫弧菌及其他的细菌转化为甲基汞，甲基汞由于化学作用转化为单质汞，它由水体释放到大气后被大气中的H2O2氧化为Hg2+，再随雨水到水体，在化学作用条件下转化为CH3Hg+；通过微生物转化为（CH3)2Hg.（CH3)2Hg.被鱼食用，在转移到鸟的体内。

第九章水环境污染控制和治理的生态工程及微生物学原理

1、什么叫活性污泥？它的组成和性质是什么？ 答：活性污泥(activesludge)是微生物群体及它们所依附的有机物质和无机物质的总称．微生物群体主要包括细菌，原生动物和藻类等．其中，细菌和原生动物是主要的二大类．活性污泥主要用来处理污废水。

通过生物学和化学分析，活性污泥由①活性微生物，②微生物内源呼吸残余物，③吸附在活性污泥上的惰性的不可降解的有机物，④虽可降解但尚未降解的有机物，⑤惰性无机物。

2、好氧活性污泥中有哪些微生物？ 答：好氧活性污泥的结构和功能的中心是菌胶团——由能起絮凝作用的细菌形成。其上生长着其他微生物，如酵母菌，霉菌、放线菌、藻类、原生动物和微型后生动物，组成一个生态系。

3、叙述好氧活性污泥净化废水的机理。

答：好氧活性污泥的净化作用有类似于水处理工程中混凝剂的作用，同时又能吸收和分解水中溶解性污染物。

4、叙述氧化塘和氧化沟处理废水的机制。答：有机废水流入氧化塘，其中的细菌吸收水中溶解氧，将有机物氧化分解为H2O、CO2、NH3、NO3-、PO43-、SO42-。细菌利用自身分解含氮有机物产生的NH3 和环境中的营养物合成细胞物质。藻类利用H2O 和CO2 进行光合作用合成碳水化合物，再吸收NH3 和SO42-合成蛋白质、吸收PO43-合成核酸，并繁殖新藻体。

5、菌胶团原生动物和微型后生动物有哪些作用？（菌胶团和原生动物等在污水生物处 理和水体自净过程中各起什么作用？）

答：菌胶团的作用：①有很强的生物吸附能力和氧化分解有机物的能力；②菌胶团对有机物的吸附和分解，为原生动物和微型后生动物提供良好的生存环境；③为原生动物、微型后生动物提供附着场所；④具有指示作用，通过菌胶团的颜色、透明度、数量、颗粒大小及结构的松紧程度可衡量好氧活性污泥的性能。原生动物和微型后生动物的作用：①指示作用；②净化作用；③促进絮凝和沉淀作用。

8、叙述生物膜法净化废水的作用机理。

答：①有机物从流动水中通过扩散作用转移到附着水中去，同时氧也通过流动水、附着水进入生物膜的好氧层；②生物膜中的有机物进行好氧分解；代谢产物如CO2、H2O等无机物沿相反方向排至流动水层及空气中；③内部厌氧层的厌氧菌利用死亡的好氧菌及部分有机物进行厌氧代谢；代谢产物如有机酸等转移到好氧层或流动水层中。什么叫活性污泥丝状膨胀？引起活性污泥丝状膨胀的微生物有哪些？ 答：由于丝状细菌极度生长引起的活性污泥膨胀称为活性污泥丝状膨胀。引起活性污泥丝状膨胀的微生物有诺卡氏菌属、浮游球菌属、微丝菌属、发硫菌属、贝日阿托氏菌属等。

10、促使活性污泥丝状膨胀的环境因素有哪些？

答：温度、溶解氧、可溶性有机物及其种类、有机物浓度或有机物负荷。

11、为什么丝状细菌在废水生物处理中能优势生长？

答：呈丝状扩展生长的丝状菌，比表面积大于菌胶团的，对有限的营养条件和环境条件的竞争占优势。

优势竞争表现在：

①对溶解氧的竞争：溶解氧水平低时，只有在絮状体表面的微生物得到较多的溶解氧，絮状体内部多数微生物处于缺氧状态。如果曝气池溶解氧长期维持在较低水平，明显有利于丝状细菌优势生长。

②对可溶性有机物的竞争：低分子糖类和有机酸有利于丝状细菌生长，容易发生活性污泥丝状膨胀。

③对氮、磷的竞争：处理生活污水按BOD5 与氮、磷的比为100:5:1 进行设计和运行。如果氮磷比小于此值，丝状细菌大的比表面积又有利于它与菌胶团争夺氮和磷而优势生长。④有机物冲击负荷的影响：废水中有机物浓度、组成和流量等发生急剧变化，供氧量不变，氧被大量消耗，溶解氧量降低，丝状细菌处于竞争优势生长。

12、如何控制活性污泥丝状膨胀？

答：①设调节池(及事故池)控制高负荷（BOD、毒物）冲击；

②控制溶解氧，溶解氧浓度必须控制在3～4mg/L；

③调节废水的营养配比，尽量逼近BOD5 与N 和P 的比例BOD5：N：P＝100：5：1。补N——尿素，补P——磷酸钠。

④改革工艺，将活性污泥法改为生物膜法或在曝气池中加填料改为生物接触氧化 法。

第十章 污、废水深度处理和微污染源水与处理中的生物学

原理

1、污、废水为什么要脱氮除磷？

答：氮和磷是生物的重要营养源，但水体中氮、磷量过多，危害极大。最大的危害是引起水体富营养化。蓝藻、绿藻等的大量繁殖引起水体缺氧，产生毒素，进而毒死鱼、虾等水生生物和危害人体健康，是水源水恶化，不但影响人类生活，还严重影响工、农业生产，鉴于以上原因，脱氮除磷非常重要。

2、微生物脱氮工艺有哪些？ 答：A/O、A2/O、A2/O2、SBR 等

3、叙述污、废水脱氮原理。

答：首先利用设施内好氧段，由亚硝化细菌和硝化细菌的硝化作用，将NH3 转化成为NO3--N。再利用缺氧段经反硝化细菌将NO3--N 反硝化还原为氮气，溢出水面释放到大气，N2 参与自然界物质循环。

4、参与脱氮的微生物有哪些？它们有什么生理特征？

答：①氨化细菌：如荧光假单胞菌、灵杆菌、腐败梭菌、变形杆菌等。特性：异养型的好氧、兼性厌氧或厌氧。

②硝化细菌：亚硝酸细菌: 亚硝酸单胞菌属、亚硝酸球菌属；硝酸细菌：硝酸杆菌属、硝酸刺菌属、硝酸球菌属等。特性：（1）强好氧性；（2）化能自养型，以CO2 或CO32-为碳源，以NH4+ 或NO2-为能源；（3）生存在中性或碱性环境，不能在强酸环境生活。

③反硝化细菌：如假单胞菌属、产碱杆菌属、芽孢杆菌属、土壤杆菌属等。特性：异氧型兼性厌氧。

5、什么叫捷径反硝化？在生产中它有何意义？

答：捷径反硝化：即通过限制充氧量和缩短曝气时间等条件，抑制硝化细菌生长，促使亚硝化细菌优势生长，迅速将氨氧化为HNO2 后，随即利用有机物将HNO2 还原为N2的过程。捷径反硝化不仅可缩短曝气时间，减少能耗，还节省碳源，从总体上节省运行费用。何谓人工湿地？叙述它处理污（废）水的原理。

答：人工湿地是一个综合的生态系统，它应用生态系统中物种共生、物质循环再生原理，结构与功能协调原则，在促进废水中污染物质良性循环的前提下，充分发挥资源的生产潜力，防止环境的再污染，获得污水处理与资源化的最佳效益。

原理：人工湿地实际上就是利用基质-微生物-植物的复合生态系统的物理，化学。和生物的三重协调作用，通过过滤，吸附，沉淀，离子交换，植物吸收的微生物分解等机制共同使污（废）水高效净化。人工湿地有那几个组成？各有什么功能？ 答：组成有（1）基质（2）湿地植物（3）微生物

作用：（1）基质为微生物的生长提供稳定的附着基质，为湿地植物提供载体，扎根的温床和营养物质。

（2）湿地植物吸收氨氮和磷，吸收污水中的有机物和无机物，为根系和根面提供氧气和营养物质和能源

（3）微生物新陈代谢活动降解污染物，为植物提供养分和根系吸收营养物质的能力。17 那些水需要消毒？有那些消毒方式？ 答：（1）医院污水（2）游泳池水循环系统（3）矿泉水（4）优质水（5）纯净水

消毒方式：（1）煮沸法(2）加氯消毒（3）臭氧消毒（4）过氧化氢消毒（5）紫外线辐射消毒（6）微电解消毒

第四篇：环境工程微生物学课后答案

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

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。

（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。

环境工程微生物学1

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）。3.病毒具有什么样的化学组成和结构？

答：

一、病毒的化学组成：病毒的化学组成有蛋白质和核酸，个体大的病毒如痘病毒，除含蛋白质和核酸外，还含类脂类和多糖。

二、病毒的结构：病毒没有细胞结构，却有其自身独特的结构。整个病毒分两部分：蛋白质衣壳和核酸内芯，两者构成核衣壳。完整的具有感染力的病毒叫病毒粒子。病毒粒子有两种：一种是不具被膜（亦称囊膜）的裸露病毒粒子；另一种是在核衣壳外面有被膜所构成的病毒粒子。寄生在植物体内的类病毒和拟病毒结构更简单，只具RNA，不具蛋白质。

1、蛋白质衣壳：是由一定数量的衣壳粒（由一种或几种多肽链折叠而成的蛋白质亚单位）按一定的排列组合构成的病毒外壳，成为蛋白质衣壳。由于衣壳粒的排列组合不同病毒有三种对称构型：立体对称型，螺旋对称型和复合对称型。

2、蛋白质的功能：保护病毒使其免受环境因素的影响。决定病毒感染的特异性，使病毒与敏感细胞表面特定部位有特异亲和力，病毒可牢固的附着在敏感细胞上。病毒蛋白质还有致病性、毒力和抗原性。动物病毒有的含DNA，有的含RNA。植物病毒大多数含RNA，少数含DNA。噬菌体大多数含DNA，少数含RNA。病毒核酸的功能是：决定病毒遗传、变异和对敏感宿主细胞的感染力。

3、被膜（囊膜）：痘病毒、腮腺炎病毒及其他病毒具有被膜，它们除含蛋白质和核酸外，还含有类脂质，其中50%~60%为磷脂，其余为胆固醇。痘病毒含糖脂和糖蛋白，多数病毒不具酶，少数病毒含核酸多聚酶。

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可分为四步：吸附，侵入，复制，聚集与释放。

1、吸附：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。

2、侵入：尾部借尾丝的帮助固着在敏感细胞的细胞壁上，尾部的酶水解细胞壁的肽聚糖形成小孔，尾鞘消耗ATP获得能量而收缩将尾鞘压入宿主细胞内（不具尾鞘的丝状大肠杆菌T系噬菌体将DNA压入宿主细胞内的速度较慢）尾髓将头部的DNA注入宿主细胞内，蛋白质外壳留在宿主细胞外，此时，宿主细胞壁上的小孔被修复。【噬菌体不能繁殖，这与噬菌体在宿主细胞内增值所引起的裂解不同】。

3、复制与聚集：噬菌体侵入细胞内后，立即引起宿主的代谢改变，宿主细胞胞内的核酸不能按自身的遗传特性复制和合成蛋白质，而有噬菌体核酸所携带的遗传信息控制，借用宿主细胞的合成机构如核糖体，mRNA、tRNA、ATP及酶等复制核酸，进而合成噬菌体的蛋白质，核酸和蛋白质聚集合成新的噬菌体，这过程叫装配。大肠杆菌噬菌体T4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噬菌体T4。

4、宿主细胞裂解和成熟噬菌体粒子的释放：噬菌体粒子成熟后，噬菌体水解酶水解宿主细胞壁而使宿主细胞裂解，噬菌体被释放出来重新感染新的宿主细胞，一个宿主细胞课释放10~1000个噬菌体粒子。5.什么叫毒性噬菌体？什么叫温和噬菌体？

答：毒性噬菌体：就是指侵入宿主细胞后，随即引起宿主细胞裂解的噬菌体；是正常表现的噬菌体。

温和噬菌体：就是指侵入细胞后，其核酸附着并整合在宿主染色体上，和宿主细胞的核酸同步复制，宿主细胞不裂解而继续生长，这种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：溶原细胞就是指含有温和噬菌体核酸的宿主细胞。

原噬菌体就是指在溶原细胞内的温和噬菌体核酸，又称为前噬菌体。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。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。

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：噬菌体在固体培养基上的培养特征如上；

噬菌体在液体培养基上的培养特征是：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，敏感细胞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。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。11.破坏病毒的物理因素有哪些？它们是如何破坏病毒的？ 答： 共有三类：

1、温度：高温使病毒的核酸和蛋白质衣壳受损伤，高温对病毒蛋白质的灭活比病毒核酸的灭活要快。蛋白质的变性阻碍了病毒吸附到宿主细胞上，削弱了病毒的感染力。

2、光及其他辐射：（1）紫外辐射：其灭活部位使病毒的核酸，使核酸中的嘧啶环收到影响，形成胸腺嘧啶二聚体，尿嘧啶残基的水和作用也会损伤病毒。（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光很敏感而被杀死，这叫“光灭活作用”；燃料附着在核酸上，催化光催化作用，引起病毒灭活。（3）离子辐射：X射线、r射线也有灭活病毒的作用。

3、干燥：被灭活的原因是在干燥环境中病毒RNA释放出来而随后裂解。12.紫外线如何破坏病毒？

答： 紫外线照射到病毒之上，其灭活部位是病毒的核酸，是核酸中的嘧啶环到影响，形成胸腺嘧啶二聚体（即在相邻的胸腺嘧啶残基之间形成共价键）。尿嘧啶残基的水和作用也会损伤病毒。13.灭活宿主体外壳的化学物质有哪些？他们是如何破坏病毒的？ 答：酚：破坏病毒蛋白质的衣壳。

低离子强度（低渗缓冲溶液）的环境：使病毒蛋白质的衣壳发生细微变化，阻止病毒附着在宿主细胞上。

附加：碱性环境课破坏蛋白质衣壳和核酸，当pH大到11以上会严重破坏病毒。氯(次氯酸、二氧化氯、漂白粉)和臭氧灭活效果极好，他们对病 毒蛋白质和核酸均有作用。14.破坏病毒的蛋白质衣壳、核酸和脂类被膜的化学物质有哪些？

答：破坏病毒蛋白质衣壳的化学物质有：酚，低离子强度；破坏病毒核酸的化学物质：甲醛（破坏核酸，但不改变病毒的抗原特性），亚硝酸（导致嘌呤和嘧啶碱基的脱氨基作用），氨（引起病毒颗粒内RNA的裂解）；破坏病毒脂类被膜的化学物质：醚、十二烷基硫酸钠、氯仿、去氧胆酸钠等。15.你怎么判断病毒有、无被膜？

答：凡对醚类等脂溶剂敏感的病毒为有被膜的病毒；对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影响

答：病毒在各种环境中由于影响因素的不同，其存活时间也是不同的。

1、病毒在水体中的存活：在海水和淡水中，温度是影响病毒存活的主要因素，也与病毒类型也有关。在水体淤泥中，病毒吸附在固体颗粒上或被有机物包裹在颗粒中间，受到保护其存活时间会较长一些。

2、病毒在土壤中的存活：主要受土壤温度和湿度的影响最大，低温时的存活时间比在高温时长；干燥易使病毒灭活，其灭活的原因是病毒成分的解离和核酸的降解。

【附】：土壤的截留病毒的能力受土壤的类型、渗滤液的流速、土壤孔隙的饱和度、pH、渗滤液中的阳离子的价数（阳离子吸附病毒的能力：3价>2价>1价）和数量、可溶性有机物和病毒的种类等的影响。

3、病毒在空气中的存活：干燥、相对湿度、太阳光中的紫外辐射、温度和风速等的影响。相对湿度大，病毒存活时间长；相对湿度小，越是干燥，病毒存活时间短。

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。

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：细菌是单细胞的。所有的细菌均有如下结构：细胞壁、细胞质膜、细胞质及其内含物、细胞核质。部分细菌有特殊结构：芽孢、鞭毛、荚膜、粘液层、菌胶团、衣鞘及光合作用层片。

1、细胞壁

【生理功能】：a、保护原生质体免受渗透压引起破裂的作用；

b、维持细菌形态（可用溶菌酶处理不同的细菌细胞壁后，菌体均呈现圆形得到证

明）；

c、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（革兰氏阴性菌细胞壁和细胞质之间的区域）；

d、细胞壁为鞭毛提供支点，使鞭毛运动。

2、原生质体

【生理功能】：a、维持渗透压的梯度和溶质的转移；

b、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；

c、膜内陷形成的中间体（相当于高等植物的线粒体）含有细胞色素，参与呼吸作用。中间体与染色体的分离和细胞分裂有关，还为DNA提供附着点。

d、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。在细胞之抹上进行物质代谢和能量代谢。

e、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。

3、荚膜、粘液层、菌胶团和衣鞘 A荚膜：

【生理功能】a、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；

b、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；

c当缺乏营养时，有的荚膜还可作氮源；

d废水处理中的细胞荚膜有生物吸附作用，将废水中的有机物、无机物及吸附在细菌体表面上。B粘液层：在废水生物处理过程中有生物吸附作用，在曝气池中因曝气搅动和水的冲击力容易把细菌粘液冲刷入水中，以致增加水中有机物，它可被其他微生物利用。C菌胶团： D衣鞘：

【附】荚膜、粘液层、衣鞘和菌胶团对染料的亲和力极低，很难着色，都用衬托法着色。4芽孢：抵抗外界不良化境（原因是大多数酶处于不活动状态，代谢力极低）。特点：a含水率低：38%~~40% b壁厚而致密，分三层：外层为芽孢外壳，为蛋白质性质。中层为皮层，有肽聚糖构成，含大量2，6吡啶二羧酸。内层为孢子壁，有肽聚糖构成，包围芽孢细胞质和核质。芽孢萌发后孢子壁变为营养细胞的细胞壁。

c呀包中的2，6吡啶二羧酸（DPA）含量高，为芽孢干重的5%~~15%。d含有耐热性酶

5鞭毛：是细菌运动（靠细胞质膜上的ATP酶水解ATP提供能量）。不同细菌的鞭毛着生的部位不同。有单根鞭毛（正端生和亚极端生），周生鞭毛。

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：细菌分为革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌两大类，两者的化学组成和结构不同。格兰仕阳性菌的细胞壁厚，其厚度为20~~80nm，结构较简单，含肽聚糖（包括三种成分：D-氨基酸、胞壁酸和二氨基庚二酸）、磷壁酸（质）、少量蛋白质和脂肪。革兰氏阴性菌的细胞壁较薄，厚度为10nm，其结构较复杂，为外壁层和内壁层，外壁层又分三层：最外层是脂多糖，中间是磷脂层，内层为脂蛋白。内壁层含肽聚糖，不含磷壁酸。两者的细胞壁的化学组成也不停：革兰氏阴性菌含极少肽聚糖，独含脂多糖，不含磷壁酸。两者的不同还表现在各种成分的含量不同。尤其是脂肪的含量最明显，革兰氏阳性菌含脂肪量为1%~~4%，革兰氏阴性菌含脂肪量为11%~~22%细胞壁结构。

【附】 革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌细胞壁化学组成的比较

细菌 壁厚度/nm 肽聚糖/% 磷壁酸/% 脂多糖/% 蛋白质/% 脂肪/% 阳性菌 20~~80 40~~90 + — 约20 1~~4 阴性菌 10 10 — + 约60 11~~22

4、古菌包括哪几种？它们与细菌有什么不同？

答：古菌分为五大群：产甲烷古菌，古生硫酸盐还原菌，极端嗜盐菌，无细胞壁古生菌和极端嗜热硫代谢均。

与细菌的不同：大多数古菌生活在极端环境，如盐分高的湖泊水中，极热、极酸和据对厌氧的环境。有特殊的代谢途径，有的古菌还有热稳定性酶和其他特殊酶。繁殖速度较慢，进化速度也比细菌慢。

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的一层柔软而富有弹性的薄膜。

【结构】由上下两层致密的着色层，中间夹一个不着色层组成。不着色层是由具有正、负电荷，有记性的磷脂双分子层组成，是两性分子。亲水基朝着膜的内、外表面的水相，疏水基（由脂肪酰基组成）在不着色区域。蛋白质主要结合在膜的表面，有的位于均匀的双层磷脂中，疏水键占优势。有的蛋白质有外侧伸入膜的中部，有的穿透两层磷脂分子，膜表面的蛋白质还带有多糖。有些蛋白质在膜内的位置不固定，能转动和扩散，使细胞质膜成为一个流动镶嵌的功能区域。细胞质膜可内陷成层状、管状或囊状的膜内折系统，位于细胞质的表面或深部，常见的有中间体。

【化学组成】60~~70%的蛋白质，30~~40%的脂类和约2%的多糖。蛋白质与膜的透性及酶的活性有关。脂类是磷脂，有磷酸、甘油和含胆碱组成。【生理功能】a 维持渗透压的梯度和溶质的转移；

b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；

c 膜内陷形成的中间体（相当于高等植物的线粒体）含有细胞色素，参与呼吸作用。中间体与染色体的分离和细胞分裂有关，还为DNA提供附着点。

d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。在细胞之抹上进行物质代谢和能量代谢。

e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？它有哪些生理功能？

答：原核微生物的核糖体是分散在细胞质中的亚微颗粒，是合成蛋白质的部位。RNA占60%，蛋白质占40%。生理功能：合成蛋白质。在生长旺盛的细胞中，每个核糖体和初生态的多肽链连接形成多聚核糖体。逐步将核糖体的蛋白质成分去掉不影响核糖体合成蛋白质的功能，核糖体的蛋白质成分只起维持形态和稳定功能的作用，起转录作用的可能是16S RNA。

7、在pH为

6、pH为7和pH为7.5的溶液中细菌各带什么电荷？在pH为1.5的溶液中细菌带什么电荷？为什么？

答：细菌体含有50%以上的蛋白质，蛋白质由20种氨基酸按一定的排列顺序有肽腱连接组成。氨基酸是两性电解质，在碱性溶液中表现出带负电荷，在酸性溶液中表现出带正电荷，在某一定 pH溶液中，按激素啊所带的正电荷和负电荷相等时的pH成为该氨基酸的等电点【由氨基酸构成的蛋白质也是两性电解质，也呈现一定的等电点。细菌细胞壁表面含表面蛋白，所以，细菌也具有两性电解质的性质，它们也有各自的等电点。根据细菌在不同的pH中对一定燃料的着染性，根据细菌对阴、阳离子的亲和性，根据细菌在不同的pH的电场中的泳动方向，都可用相应的方法侧的细菌的等电点】。当细菌的培养液的pH若比细菌的等电点高，细菌的游离氨基电力受抑制，游离羧基电离，细菌则带负电荷；否则，游离氨基电离，游离羧基电离受抑制，细菌则带正电。已知细菌的等电点的pH为2~~5，pH为

6、pH为7和pH为7.5的溶液属于偏碱性、中性和偏酸性，都高于细菌的等电点。所以细菌表面总是带负电荷。而在pH=1.5的溶液中细菌则带正电。

8、叙述革兰氏染色的机制和步骤。

答：1884年丹麦细菌学家Christain Gram创立了革兰氏染色法。将一大类细菌染上色，而另一类染不上色，一边将两大类细菌分开，作为分类鉴定重要的第一步。其染色步骤如下： 1在无菌操作条件下，用接种环挑取少量细菌于干净的载玻片上涂布均匀，固定。2用草酸铵结晶紫染色1min，水洗去掉浮色。3用碘—碘化钾溶液媒染1min，倾去多余溶液。

4用中型脱色剂如乙醇或丙酮酸脱色，革兰氏阳性菌不被褪色而呈紫色。革兰氏阴性菌被褪色而成无色 5用蕃红染液复染1min，格兰仕阳性菌仍呈紫色，革兰氏阴性菌则呈现红色。革兰氏阳性菌和格兰仕阴性菌即被区分开。

9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。

10、可用什么培养技术判断细菌的呼吸类型和能否运动？如何判断？

答：用穿刺接种技术将细菌接种在含0.3%~~0.5%的琼脂半固体培养基中培养，细菌可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。

判断细菌呼吸类型：如果细菌在培养基的表面及穿刺线的上部生长者为好氧菌。沿着穿刺线自上而下生长者为兼性厌氧菌或兼性好氧菌。如果只在穿刺线的下部生长者为厌氧菌。

判断细菌能否运动：如果只沿着穿刺线生长者为没有鞭毛，不运动的细菌；如果不但沿着穿刺线生长而且穿透培养基扩散生长着为有鞭毛运动的细菌。

11、何谓放线菌？革兰氏染色是何种反应？

答：放线菌是在固体培养基上呈辐射状生长而得名的细菌。大多数放线菌为腐生菌。

12、蓝细菌是一类什么微生物？分几纲，其中有那几属与水体富营养化有关？

答：蓝细菌：有一类细菌细胞结构简单，只具原始核，没有核仁和核膜，只有染色质，只具叶绿素，没有叶绿体。故将它隶属于原核生物界的蓝色光合菌门。

按蓝细菌的形态和结构的特征，老的分类为二纲：色球藻纲和藻殖段纲。

色球藻纲可分为色球藻属、微囊藻属、腔球藻属、管孢藻属及皮果藻属。其中的微囊藻属和腔球藻属课引起富营养化水体发生水华。

藻殖段纲分颤藻属、念珠藻属、筒孢藻属、胶腥藻属好、及单岐藻属。其中鱼腥藻属在富营养化水体中形成水华。

第三章 真核微生物

1、何谓原生动物？它有哪些细胞器和营养方式？ 答：原生动物是动物中最原始、最低等。结构最简单的单细胞动物。

原生动物为单细胞，没有细胞壁，有细胞质膜、细胞质，有分化的细胞器，其细胞核具有核膜（较高级类型有两个和），故属真和微生物。

营养方式：全动性营养、植物性营养和腐生性营养三种方式。

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。

3、你如何区分鞭毛纲中的眼虫和杆囊虫？

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。

5、原生动物中各纲在水体自净和污水生物处理中如何起指示作用？

答：原生动物在正常的环境条件下都各自保持自己的形态特征，但当环境条件变化，超过其适应能力时，都可使原生动物不能正常生活而形成胞囊。所以在水体自净和污水生物处理中，一旦形成胞囊，就可判断污水处理不正常。

6、何谓原生动物的胞囊？它是如何形成的? 答：在正常的环境条件下，所有的原生动物都各自保证、吃自己的形态特征。当环境条件变坏，如水干枯、水温和pH过高或过低，溶解氧不足，缺乏食物或排泄物积累过多，废水中的有机物浓度超过它的适应能里等原因，都可使原生动物不能正常生活而形成胞囊。所以胞囊是抵抗不良环境的一种休眠体。

胞囊的形成过程：先是虫体变圆，鞭毛、纤毛或伪足等细胞器缩入体内或消失，细胞水分陆续有伸缩泡排除，虫体缩小，最后伸缩泡消失，分泌一种胶状物质于体表，尔后凝固形成胞壳。胞壳有两层，外层较厚，表面凸起，内层薄而透明。胞囊很轻易随灰尘漂浮或被其他动物带至地方，胞囊遇到适宜环境其胞壳破裂回复虫体原型。

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。

12、硅藻和甲藻是什么样的藻类？水体富氧化与那些藻类有关？

答：多数的甲藻对光照强度 和水温范围要求严格，在适宜的光照和水温条件下，甲藻在短期内大量繁殖岛城海洋“赤潮”。

13、真菌包括哪些微生物？他们在废水生物处理中各起什么作用？

答：真菌属低等植物，种类繁多，形态、大小各异，包括酵母菌、霉菌及各种伞菌。酵母菌处理和有机固体废弃物生物处理中都起积极作用。酵母菌还可用作检测重金属，霉菌对废水中氰化物的去除率达90%以上。有的霉菌还可处理含硝基化合物废水。伞菌：既处理废水和固体废弃物，还可获得食用菌。

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

1、酶是什么？它有哪些组成？各有什么生理功能？

答：酶是动物、植物及微生物等生物体内合成的，催化生物化学反应的，并传递电子、源自和化学基团的生物催化剂。组成有两类：

1、单组分酶，只含蛋白质。

2、全酶，有蛋白质和不含氮的小分子有机物组成，或有蛋白质和不含氮的小分子有机物加上金属离子组成。

酶的各组分的功能：酶蛋白起加速生物化学反应的作用；酶基和辅酶起传递电子、原子、化学基团的作用；金属离子除传递电子之外，还起激活剂的作用。

2、什么是辅基？什么是辅酶？有哪些物质可作辅基或辅酶？

3、简述酶蛋白的结构及酶的活性中心.答：组成酶的20种氨基酸按一定的排列顺序有肽腱连接成多肽链，两条多肽链之间或一条多肽链卷曲后相邻的基团之间以氢键、盐键、脂键、疏水键、范德华力及金属键等相连接而成。分一、二、三级结构，少数酶具有四级结构。

酶的活性中心是指酶蛋白分子中与底物结合，并起催化最用的小部分氨基酸微区。构成活性中心的微区或处在同一条台联的不同部位，或处在不同肽链上；在多肽链盘曲成一定空间构型时，它们按一定位置靠近在一起，形成特定的酶活性中心。

4、按酶所在细胞的不同部位，酶可分为哪几种？按催化反应类型可分为哪几类？这两种划分如何联系和统一？

答：按酶在细胞的不同部位可把酶分为胞外酶、胞内酶和表面酶。

按催化反应类型可分为水解酶类、氧化还原酶类、异构酶类、转移酶类、裂解酶类和合成酶类。【按酶作用底物的不同可分为淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶、纤维素酶、核糖核酸酶】

上述三种分类和命名方法可右击低联系和统一起来。如：淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶和纤维素酶均催化水解反应，属于水解酶类；而他们均位于细胞外，属胞外酶。除此之外的大多数酶类，如氧化还原酶、异构酶、转移酶、裂解酶和合成酶等，均位于细胞内，属胞内酶。

5、酶的催化作用有哪些特征？

答：

1、酶积极参与生物化学反应，加速化学速度，速度按反应到达平衡的时间，但不改变反应的平衡点。

2、酶的催化作用具有专一性。一种酶只作用与一种物质或一类物质，或催化一种或一类化学反应，产生一定的产物。

3、酶的催化作用条件温和。

4、酶对环境条件极为敏感。高温、强酸和强碱都能使酶丧失活性；重金属离子能钝化酶，使之失活。【附】酶催化效率极高的原因是酶能降低反应的能阀，从而降低反应物所需的活化能】

6、影响酶活力（酶促反应速度）的主要因素有哪些？并加以讨论。

答：酶促反应速度受酶浓度和底物宁都的影响，也受温度，pH，激活剂和抑制剂的影响。

7、微生物含有哪些化学组成？各组分占的比例是多少？

答：微生物机体质量的70%~~90%为水分，其余的10%~~30%为干物质。【有机物占干物质质量的90%~~97%，包括蛋白质、核酸、糖类和脂类。无机物占干物质质量的3%~~10%,包括P、S、K、Na、Ca、Mg、Fe、Cl和微量元素Cu、Mn、Zn、B、Mo、Co、Ni等。

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？

答：可分为无机营养微生物（光能自养微生物和化能自养微生物）、有机营养微生物和混合营养微生物。

10、当处理某一工业废水时，怎样着手和考虑配给营养？

答：为了保证废水生物处理的效果，要按碳氮磷比配给营养。但有的工业废水缺某种营养，当营养量不足时，应供给或补足。某些工业废水缺氮；洗涤剂废水磷过剩，也缺氮。对此可用粪便污水或尿素补充氮。若有的废水缺磷，则可用磷酸氢二钾补充。但如果工业废水不缺营养，就切勿添加上述物质，否则会导致反驯化，影响处理效果。

11、什么叫培养基？按物质的不同，培养基可分为哪几类？按实验目的和用途的不同，可分为哪几类？ 答：根据各种微生物的营养要求，将谁、碳源、氮源、无机盐和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。

根据实验目的和用途不同，培养基可分为：基础培养基、选择培养基、鉴别培养基和加富（富集）培养基。【按物质的不同，培养基可分为合成培养基、天然培养基和符合培养基】

12、什么叫选择培养基？那些培养基属于选择培养基？

答：选择培养基就是用以抑制非目的微生物的生长并使所要分离的微生物生长繁殖的培养基。麦康盖培养基、乳糖发酵培养基。【配制选择培养基时可加入染料、胆汁盐、金属盐类、酸、碱或抗生素等其中的一种】

13、什么叫鉴别培养基？哪些培养基属于鉴别培养基？

答：当几种细菌由于对培养基中某一成分的分界能力不同，其菌落通过指示剂先是除不太那个的颜色而被区分开，这种起鉴别和区分不同细菌作用的培养基叫鉴别培养基。

常用的鉴别培养基远滕氏培养基、醋酸铅锌培养基、伊红—美蓝（EMB）培养基等。

14、如何从被粪便污染的水样中将大肠杆菌群中的四种菌逐一鉴别出来？

答：大肠菌属中的大肠埃希氏菌、枸 酸盐杆菌、产气杆菌、副大肠杆菌等均能在远藤氏培养基上生长，但它们对乳酸的分解能力不同：前三种能分界乳糖，但分解能力有强有弱，大肠埃希氏菌分解能力最强，菌落呈紫红色带金属光泽；枸 酸盐杆菌次之，菌落呈紫红或深红色；产气杆菌第三，菌落呈淡红色。副大肠杆菌不能分界乳糖，菌落无色透明。

15、如何判断某水样是否被粪便污染？

16、营养物质是如何进入细胞的? 答：微生物的营养物质各种各样，有水溶性和脂溶性，有小分子和大分子。不同营养物质进入细胞的方式也不同：单纯扩散、促进扩散、主动运输和基团转位。

17、营养物质顺浓度梯度进入细胞的方式有哪些？是如何进入的？

答：有单纯扩散和促进扩散。单纯扩散是利用细胞质膜上的小孔，促进扩散是利用细胞质膜上的特殊蛋白质。

18、营养物质逆浓度梯度进入细胞的方式有哪些？是如何进入的？ 答：有主动运输和基团转位。主动运输需要渗透酶（单向转运载体、同向转运载体和反向转运载体）和能量。基团转位有特定的转移酶系统，是通过单向性的磷酸化作用而实现的，细胞质膜对大多数磷酸化的化合物有高度的不渗透性。

19、什么叫主动运输？什么叫基团转位？

答：主动运输：当微生物细胞内所积累的营养物质的浓度高于细胞外的浓度时，营养物质就不能按浓度梯度扩散到细胞内，而是逆浓度梯度被“抽”进细胞内，这种需要能量和渗透酶的逆浓度梯度积累营养物的过程；

基团转位：以糖为例，在细胞内，在酶I存在下，先是HPr被磷酸烯醇丙酮酸（细胞代谢产物）磷酸化形成HPr—磷酸，并被一道细胞质膜上。在膜的外侧，外界供给的糖有渗透酶携带到细胞质膜上，在特异性酶II的村华夏，糖被HPr—磷酸磷酸化形成糖—磷酸。渗透酶将膜上已被磷酸化的糖携带到细胞内，随即被代谢。基团转位是通过单向性的磷酸化作用而实现的。20、什么叫新陈代谢？

21、微生物呼吸作用的本质是什么？可分为哪几种类型？各类型有什么特点？

答：微生物呼吸作用的本质是氧化与还原的统一过程，这过程中有能量的产生和能量的转移。微生物的呼吸类型有三类：发酵、好氧呼吸和无氧呼吸。最终电子受体不同，分别为中间代谢产物、氧气、氧气外的无机化合物。另外产能的多少也不同。

22、葡萄糖在好氧条件下是如何氧化彻底的？

答：在好氧呼吸过程中，葡萄糖的氧化分解分两阶段：I葡萄糖经EMP途径酵解。这一过程不需要消耗氧，形成中间产物——丙酮酸。II丙酮酸的有氧分解。丙酮酸氧化过程的一系列步骤总称为三羧酸循环（TCA循环）。三羧酸（TCA）循环、乙醛酸循环和电子传递体系。

23、什么加底物水平磷酸化、氧化磷酸化和光合磷酸化？

答：底物水平磷酸化：厌氧微生物和兼性厌氧微生物在基质氧化过程中，产生一种含高自由能的中间体，如发酵中产生含高能键的1，3-二磷酸甘油酸。这一中间体将高能键（~）交给ADP，使ADP磷酸化而生成ATP。

氧化磷酸化：好氧微生物在呼吸时，通过电子传递体系产生ATP的过程。

光合磷酸化：光引起叶绿素、菌绿素或菌紫素逐出电子，通过电子传递产生ATP的过程。

24、何谓光合作用，比较阐扬光合作用和不产氧光合作用的异同。

第五篇：微生物学实验

细菌群体生长表现为细胞数目的增加或细胞物质的增加。测定细胞数目的方法有显微镜直接计数法(direct microscopic count)、平板菌落计数法(plate count)、光电比油法(turbidity estimation by spectrophotometer)、最大或然数法(most probable number MPN)以及膜过滤法(membrane filtration)等。测定细胞物质的方法有细胞干重的测定，细胞某种成分如氮的含量、RNA和DNA的含量测定，代谢产物的测定等。总之，测定微生物生长量的方法很多，各有优缺点，工作中应根据具体情况要求加以选择。本实验主要介绍生产、科研工作中比较常用的显微镜直接计数法、平板菌落计数法和光电比浊计数法。

一 显微镜直接计数法

（一）目的要求

1．明确血细胞计数板计数的原理。

2．掌握使用血细胞计数板进行微生物计数的方法。

（二）基本原理

显微镜直接计数法是将小量待测样品的悬浮液置于一种特别的具有确定面积和容积的载玻片上(又称计菌器)，于显微镜下直接计数的一种简便、快速、直观的方法。目前国内外常用的计菌器有：血细胞计数板、Peteroff-Hauser计菌器以及Hawksley计菌器等，它们都可用于酵母、细菌、霉菌孢子等悬液的计数，基本原理相同。后两种计菌器由于盖上盖玻片后，总容积为0.02mm3，而且盖玻片和载波片之间的距离只有0.02mm，因此可用油浸物镜对细菌等较小的细胞进行观察和计数。除了用这些计菌器外，还有在显微镜下直接观察涂片面积与视野面积之比的估算法，此法一般用于牛乳的细菌学检查。显微镜直接计数法的优点是直观、快速、操作简单。但此法的缺点是所测得的结果通常是死菌体和活菌体的总和。目前已有一些方法可以克服这一缺点，如结合活菌染色微室培养（短时间）以及加细胞分裂抑制剂等方法来达到只计数活菌体的目的。本实验以血球计数板为例进行显微镜直接计数。另外两种计菌器的使用方法可参看各厂商的说明书。

用血细胞计数板在显微镜下直接计数是一种常用的微生物计数方法。该计数板是一块特制的载玻片，其上由四条槽构成三个平台；中间较宽的平台又被一短横槽隔成两半，每一边的平台上各列有一个方格网，每个方格网共分为九个大方格，中间的大方格即为计数室。血细胞计数板构造如图l5-1。计数室的刻度一般有两种规格，一种是一个大方格分成25个中方格，而每个中方格又分成16个小方格(图15—2)；另一种是一个大方格分成16个中方格，而每个中方格又分成25个小方格，但无论是哪一种规格的计数板，每一个大方格中的小方格都是400个。每一个大方格边长为lmm，则每一个大方格的面积为lmm2，盖上盖玻片后，盖玻片与载玻片之间的高度为0.lmm，所以计数室的容积为0.lmm3(万分之一毫升)。

图15—1 血细胞计数板构造

（一）图15—2 血细胞计数板构造

（二）A.正面图；B.纵切面图； 放大后的方格网，中间大方格为计数室

1.血细胞计数板；2.盖玻片；3.计数室

计数时，通常数五个中方格的总菌数，然后求得每个中方格的平均值，再乘上25或16，就得出一个大方格中的总菌数，然后再换算成lml菌液中的总菌数。

设五个中方格中的总菌数为A，菌液稀释倍数为B，如果是25个中方格的计数板，则

1mL菌液中的总菌数=A/5×25×104×B=50000A·B（个）

同理，如果是16个中方格的计数板，1mL菌液中的总菌数=A/5×16×104×B=32000A·B（个）

（三）器材

1．菌种 酿酒酵母

2．仪器或其他用具 血细胞计数板，显微镜，盖玻片，无菌毛细滴管。

（四）操作步骤

l．菌悬液制备

以无菌生理盐水将酿酒酵母制成浓度适当的菌悬液。

2．镜检计数室

在加样前，先对计数板的计数室进行镜检。若有污物，则需清洗，吹干后才能进行计数。

3．加样品

将清洁干燥的血细胞计数板盖上盖玻片，再用无菌的毛细滴管将摇匀的酿酒酵母菌悬液由盖玻片边缘滴一小滴，让菌液沿缝隙靠毛细渗透作用自动进入计数室，一般计数室均能充满菌液。

取样时先要摇匀菌液；加样时计数室不可有气泡产生。

4．显微镜计数

加样后静止5min，然后将血细胞计数板置于显微镜载物台上，先用低倍镜找到计数室所在位置，然后换成高倍镜进行计数。

调节显微镜光线的强弱适当，对于用反光镜采光的显微镜还要注意光线不要偏向一边，否则视野中不易舌清楚计数室方格线，或只见竖线或只见横线。

在计数前若发现菌液太浓或太稀，需重新调节稀释度后再计数。一般样品稀释度要求每小格内约有5~10个菌体为宜。每个计数室选5个中格(可选4个角和中央的一个中格)中的菌体进行计数。位于格线上的菌体一般只数上方和右边线上的。如遇酵母出芽，芽体大小达到母细胞的一半时，即作为两个菌体计数。计数一个样品要从两个计数室中计得的平均数值来计算样品的含菌量。

5．清洗血细胞计数板

使用完毕后，将血细胞计数板在水龙头用水冲洗干净，切勿用硬物洗刷，洗完后自行晾干或用吹风机吹干。镜检，观察每小格内是否有残留菌体或其他沉淀物。若不干净，则必须重复洗涤至干净为止。

（五）实验报告

l．结果

将结果记录于下表中。A表示五个中方格中的总菌数；B表示菌液稀释倍数。

各中格中菌数AB二室平均值菌数/ml

12345

第一室

第二室

2．思考题

(1)根据你的体会，说明用血细胞计数板计数的误差主要来自哪些方面?应如何尽量减少误差．力求准确?

(2)某单位要求知道一种干酵母粉中的活菌存活率，请设计1～2种可行的检测方法。

二平板菌落计数法

（一）目的要求

学习习近平板菌落计数的基本原理和方法。

（二）、基本原理

平板菌落计数法是将待测样品经适当稀释之后，其中的微生物充分分散成单个细胞，取一定量的稀释样液接种到平板上，经过培养，由每个单细胞生长繁殖而形成肉眼可见的菌落，即一个单菌落应代表原样品中的一个单细胞。统计菌落数，根据其稀释倍数和取样接种量即可换算出样品中的含菌数。但是，由于待测样品往往不易完全分散成单个细胞，所以，长成的一个单菌落也可来自样品中的2～3或更多个细胞。因此平板菌落计数的结果往往偏低。为了清楚地阐述平板菌落计数的结果，现在已倾向使用菌落形成单位(colony-forming units，cfu)而不以绝对菌落数来表示样品的活菌含量。

平板菌落计数法虽然操作较繁，结果需要培养一段时间才能取得，而且测定结果易受多种因素的影响，但是，由于该计数方法的最大优点是可以获得活菌的信息，所以被广泛用于生物制品检验(如活菌制剂)，以及食品、饮料和水(包括水源水)等的含菌指数或污染程度的检测。

（三）器材

1．菌种 大肠杆菌菌悬液。

2．培养基 牛肉膏蛋白陈培养基。

3．仪器或其他用具lm1无菌吸管，无菌平皿，盛有4.5ml无菌水的试管，试管架，恒温培养箱等。

（四）操作步骤

l．编号

取无菌平皿9套，分别用记号笔标明10-

4、10-

5、10-6。(稀释度)各3套。另取6支盛有4.5mL无菌水的试管，依次标是10-

1、10-

2、10-

3、10-

4、10-

5、10-6。

2．稀释

用lmL无菌吸管吸取lmL已充分混匀的大肠杆菌菌县液(待测样品)，精确地放0.5ml至10-1的试管中，此即为10倍稀释。将多余的菌液放回原菌液中。

OptionsEmail Replies将10-1试管置试管振荡器上振荡，使菌液充分混匀。另取一支lml吸管插入10?1试管中来回吹吸菌悬液三次，进一步将菌体分散、混匀。吹吸菌液时不要太猛太快，吸时吸管伸人管底，吹时离开液面，以免将吸管中的过滤棉花浸湿或使试管内液体外溢。用此吸管吸取10-1菌液lmL，精确地放0.5mL至10-2试管中，此即为100倍稀释。……其余依次类推，整个过程如图15-3所示。

放菌液时吸管尖不要碰到液面，即每一支吸管只能接触一个稀释度的菌悬液，否则稀释不精确，结果误差较大。

3，取样

用三支1mL无菌吸管分别吸取10-

4、10-5和10-6。的稀释菌悬液各lmL，对号放入编好号的无菌平皿中，每个平皿放0.2mL。

不要用lmL吸管每次只靠吸管尖部吸0.2mL稀释菌液放入平皿臼，这样容易加大同一稀释度几个重复平板间的操作误差。

图15—3平板菌落计数操作步骤

4．倒平板．

尽快向上述盛有不同稀释度菌液的平皿中倒入融化后冷却至45℃左右的牛肉膏蛋白胨培养基约15毫升/平皿，置水平位置迅速旋动平皿，使培养基与菌液混合均匀，而又不使培养基荡出平皿或溅到平皿盖上。由于细菌易吸附到玻璃器皿表面，所以菌液加入到培养皿后，应尽快倒入融化并于已冷却至45℃左右的培养基，立即摇匀，否则细菌将不易分散或长成的菌落连在一起，影响计数。

待培养基凝固后，将平板倒置于37℃恒温培养箱中培养。

5．计数

培养48h后，取出培养平板，算出同一稀释度三个平板上的菌落平均数，并按下列公式进行计算，每毫升中菌落形成单位(cfu)=同一稀释度三次重复的平均菌落数×稀释倍数×5

一般选择每个平板上长有30~300个菌落的稀释度计算每毫升的含菌量较为合适。同一稀释度的三个重复对照的菌落数不应相差很大，否则表示试验不精确。实际工作中同一稀释度重复对照平板不能少于三个，这样便于数据统计，减少误差。由10-

4、10-

5、10-6三个稀释度计算出的每毫升菌液中菌落形成单位数也不应相差太大。

平板菌落计数法，所选择倒平板的稀释度是很重要的。一般以三个连续稀释度中的第二个稀释度倒平板培养后所出现的平均菌落数在50个左右为好，否则要适当增加或减少稀释度加以调整。

平板菌落计数法的操作除上述倾注倒平板的方式以外，还可以用涂布平板的方式进行。二者操作基本相同，所不同的是后者先将牛肉膏蛋白胨培养基融化后倒平板，待凝固后编号，并于37℃左右的温箱中烘烤30min，或在超静工作台上适当吹干，然后用无菌吸管吸取稀释好的菌液对号接种于不同稀释度编号的平板上，并尽快用无菌玻璃涂棒将菌液在平板上涂布均匀，平放于实验台上20～30min，使菌液渗入培养基表层内，然后倒置37℃的恒温箱中培养24～48h。

涂布平板用的菌悬液量一般以0.1ml较为适宜，如果过少菌液不易涂布开，过多则在涂布完后或在培养时菌液仍会在平板表面流动，不易形成单菌落。

五、实验报告

1．结果

2．将培养后菌落计数结果填入下表

稀释度10-410-510-6

Cfu数/平板123平均123平均123平均

每毫升中的cfu

2．思考题

(1)为什么融化后的培养基要冷却至45℃左右才能倒平板?

(2)要使平板菌落计数准确，需要掌握哪几个关键?为什么?

(3)试比较平板菌落计数法和显微镜下直接计数法的优缺点及应用。

(4)当你的平板上长出的菌落不是均匀分散的而是集中在一起时，你认为问题出在哪里?

(5)用倒平板法和涂布法计数，其平板上长出的菌落有何不同?为什么要培养较长时间(48h)后观察结果?

三 光电比浊计数法

一、目的要求

1．了解光电比浊计数法的原理。

2．学习、掌握光电比浊计数法的操作方法。

二、基本原理

当光线通过微生物菌悬液时，由于菌体的散射及吸收作用使光线的透过量降低。在一定的范围内，微生物细胞浓度与透光度成反比，与光密度成正比，而光密度或透光度可以由光电池精确测出(图15-4)。因此，可用一系列已知菌数的菌悬液测定光密度，作出光密度—菌数标准曲线。然后，以样品液所测得的光密度，从标准曲线中查出对应的菌数。制作标准曲线时，菌体计数可采用血细胞计数板计数，平板菌落计数或细胞干重测定等方法。本实验采用血细胞计数板计数。

光电比浊计数法的优点是简便、迅速，可以连续测定，适合于自动控制。但是，由于光密度或透光度除了受菌体浓度影响之外，还受细胞大小、形态、培养液成分以及所采用的光波长等因素的影响。因此，对于不同微生物的菌悬液进行光电比浊计数应采用相同的菌株和培养条件制作标准曲线。光波的选择通常在400~700nm之间，具体到某种微生物采用多少还需要经过最大吸收波长以及稳定性试验来确定。另外，对于颜色太深的样品或在样品中还含有其他干扰物质的悬液不适合用此法进行测定。

图15—4 比浊法测定细胞浓度的原理

（三）器材

1．菌种 酿酒酵母培养液

2．仪器或其他用具 721型分光光度计，血细胞计数板，显微镜，试管，吸水纸，无菌吸管，无菌生理盐水等。

（四）操作步骤

1．标准曲线制作

（1）编号 取无菌试管7支，分别用记号笔将试管编号为1、2、3、4、5、6、7。

（2）调整菌液浓度 用血细胞计数板计数培养24小时的酿酒酵母菌悬液，并用无菌生理盐水分别稀释调整为每毫升1×106、2×106、4×106、6×106、8×106、10×106、12×106含菌数的细胞悬液。再分别装入已编好号的1至7号无菌试管中。

（3）测OD值 将1至7号不同浓度的菌悬液摇均匀后于560nm波长、1cm比色皿中测定OD值。比色测定时，用无菌生理盐水作空白对照，并将OD值填入下表

管号12345678

细胞数106/ml

光密度（OD）

每管菌悬液在测定OD值时均必须先摇匀后再倒入比色皿中测定

(4)以光密度(OD)值为纵坐标，以每毫升细胞数为横坐标，绘制标准曲线。

2．样品测定

将待测样品用无菌生理盐水适当稀释，摇均匀后，用560nm波长、lcm比色皿测定光密度。测定时用无菌生理盐水作空白对照。

各种操作条件必须与制作标准曲线时的相同，否则，测得值所换算的含菌数就不准确。

3．根据所测得的光密度值，从标准曲线查得每毫升的含菌数。

（五）实验报告

l．结果

每毫升样品原液菌数=从标准曲线查得每毫升的菌数×稀释倍数

2．思考题

(1)光电比浊计数的原理是什么?这种计数法有何优缺点?

(2)光电比浊计数在生产实践中有何应用价值?

(3)本实验为什么采用560nm波长测定酵母菌悬液的光密度?如果你在实验中需要测定大肠杆菌生长的OD值，你将如何选择波长?

四 大肠杆菌生长曲线的测定

(一)目的要求

1．通过细菌数量的测量了解大肠杆菌的生物特征和规律，绘制生长线。

2．复习光电比浊法测量细菌数量的方法。

(二)基本原理

大多数细菌的繁殖速率很快，在合适的条件下，一定时期的大肠杆菌细胞每20min分裂一次。将一定量的细菌转入新鲜液体培养基中，在适宜的条件下培养细胞要经历延迟期，对数期、稳定期和衰亡期四个阶段。以培养时间为横坐标，以细菌数目的对数或生长速率为纵坐标作图所绘制的曲线称为该细菌的生长曲线。不同的细菌在相同的培养条件下其生长曲线不同，同样的细菌在不同的培养条件下所绘制的生长曲线也不相同。测定细菌的生长曲线，了解其生长繁殖规律，这对人们根据不同的需要，有效地利用和控制细菌的生长具有重要意义。

用于测定细菌细胞数量的方法已在上述实验作了介绍。本实验用分光光度计(spectrophotometer)进行光电比浊测定不同培养时间细菌悬浮液的OD值，绘制生长曲线。也可以直接用试管或带有测定管的三角瓶(图15-5)测定“klett units”值的光度计。如图15—6所示，只要接种1支试管或1个带测定管的三角瓶，在不同的培养时间(横坐标)取样测定，以测得的klett units为纵坐标，便可很方便地绘制出细菌的生长曲线。如果需要，可根据公式1 klett units=OD/0.002换算出所测菌悬液的OD值。

图15—5 带侧臂试管的三角烧瓶

(三)器材

1．菌种 大肠杆菌

2．培养基 LB液体培养基70ml，分装2支大试管(5ml/支)，剩余60ml装入250ml的三角瓶。

3．仪器或其他用具 722型分光光度计，水浴振荡摇床，无菌试管，无菌吸管等。

图15—6 直接用试管测OD值

(四)操作步骤

1．标记

取11支无菌大试管，用记号笔分别标明培养时间，即0、1.5、3、4、6、8、10、12、14、16和20h。

2．接种

分别用5ml无菌吸管吸取2.5ml大肠杆菌过夜培养液(培养10~12h)转入盛有50ml LB液的三角瓶内，混合均匀后分别取5ml混合液放入上述标记的11支无菌大试管中。

3．培养

将已接种的试管置摇床37℃振荡培养(振荡频率250r/min)，分别培养0、1.5、3、4、6、8、10、12、14、16和20h，将标有相应时间的试管取出，立即放冰箱中贮存，最后一同比浊测定其光密度值。

4．比浊测定

用未接种的LB液体培养基作空白对照，选用600nm波长进行光电比浊测定。从早取出的培养液开始依次测定，对细胞密度大的培养液用LB液体培养基适当稀释后测定，使其光密度值在0.1~0.65之内(测定OD值前，将待测定的培养液振荡，使细胞均匀分布)。

本操作步骤也可用简便的方法代替：

1．用1ml无菌吸管取0.25ml大肠杆菌过夜培养液转入盛有3~5ml LB液的试管中、混匀后将试管直接插入分光光度计的比色糟中，比色糟上方用自制的暗盒将试管及比色暗室全部罩上，形成一个大的暗环境，另以1支盛有LB液但没有接种的试管调零点，测定样品中培养0h的OD值。测定完毕后，取出试管置37℃继续振荡培养。

2．分别在培养0、1.5、3、4、6、8、10、12、14、16和20h，取出培养物试管按上述方法测定OD值。该方法准确度高、操作简便。但须注意的是使用的2支试管要很干净，其透光程度愈接近，测定的准确度愈高。

(五)实验报告

1．结果

(1)将测定的OD600值填入下表：

培养时间对照 0 1.5 3 4 6 8 10 12 14 16 20

光密度值OD600

(2)绘制大肠杆菌的生长曲线。

2．思考题

(1)如果用活菌计数法制作生长曲线，你认为会有什么不同？两者各有什么优缺点？

(2)细菌生长繁殖所经历的四个时期中，哪个时期其代时最短？若细胞密度为103/ml，培养4.5h后，其密度高达2×108/ml，计计算出其代时。

(3)次生代谢产物的大量积累在哪个时期？根据细菌生长繁殖的规律，采用哪些措施可使次生代谢产物积累更多？

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