水处理生物学习题及答案

水处理生物学习题及答案

《水处理生物学》习题及题答案

第一章绪论

1水中常用的微生物种类存有哪些？

水中的主要微生物分为非细胞生物（病毒）和细胞生物两种类型。在细胞生物中又分

为古菌、原核生物（如细菌、放线菌、蓝细菌、支原体、立克次氏体、衣原体等）、真核

生物。真核生物又可细分为藻类、真菌（如酵母菌、霉菌等）、原生动物（分为肉足类、

鞭毛类、纤毛类）、微型后生动物。2微生物有哪些基本特征？为什么？

微生物除了具备个体微小、结构直观、演化地位低等特点外，还具备以下特点：（1）种类多。

（2）分布广。微生物个体小而轻，可随着灰尘四处飞扬,因此广泛分布于土壤、水和

空气等自然环境中。土壤中含有丰富的微生物所需要的营养物质，所以土壤中微生物的种

类和数量很多。

（3）产卵慢。大多数微生物在几十分钟内可以产卵一代，即为由一个对立为两个。

如果条件适合，经过10h就可以产卵为数亿个。

（4）易变异。这一特点使微生物较能适应外界环境条件的变化。

第二章原核微生物

1以形状来分，细菌可分为哪几类？

细菌的形态大致上可以分成球状、杆状和螺旋状（弧菌及螺菌）3种，仅少数为其他

形状，例如丝状、三角形、方形和圆盘形等。球状、杆状和螺旋状就是细菌的基本形态。

自然界中，以杆菌最为常用，球菌次之，螺旋菌最少。

2细菌的细胞结构包括一般结构和特殊结构，简单说明这些结构及及其生理功能。

细菌的基本结构包含细胞壁和原生质两部分。原生质坐落于细胞壁内，包含细胞膜

（细胞质膜）、细胞质、核质和附带物。

细胞壁是包围在细菌细胞最外面的一层富有弹性的、厚实、坚韧的结构，具有固定细

胞外形和保护细胞不受损伤等多种功能。细胞壁的主要功能有：①保持细胞形状和提高细

胞机械强度，使其免受渗透压等外力的损伤；②为细胞的生长、分裂所必需；③作为鞭毛

的支点，实现鞭毛的运动；④阻拦大分子有害物质（如某些抗生素和水解酶）进入细胞；

⑤赋予细胞特定的抗原性以及对抗生素和噬菌体的敏感性。细胞膜又称细胞质膜、质膜或

内膜，是一层紧贴着细胞壁而包围着细胞质的薄膜（厚约7～8nm），其化学组成主要是蛋

白质、脂类和少量糖类。这种膜具有选择性吸收的半渗透性，膜上具有与物质渗透、吸收、转运和代谢等有关的许多蛋白质和酶类。细胞膜的主要功能为：①选择性地控制细胞内外

物质（营养物质和代谢产物）的运送和交换。②维持细胞内正常渗透压。③合成细胞壁组

分和荚膜的场所。④进行氧化磷酸化或光合磷酸化的产能基地。⑤许多代谢酶和运输酶以

及电子呼吸链组成的所在地。⑥鞭毛的着生和生长点。

细胞质就是细胞膜围困地除核区以外的一切透明化、胶状、颗粒状物质的总称。其主

要成分就是水、蛋白质、核酸和脂类等。与真核生物相同，原核生物的细胞质就是不流动的。1

核区又称原核、拟核，指存在于细胞质内的、无核膜包裹、无固定形态的原始细胞核。

附带物是细菌新陈代谢的产物，或是鞭叶的营养物质。常用的附带物颗粒主要存有以

下几种：⑴异染颗粒。其化学组分就是磷酸酯略偏磷酸盐，就是磷源和能源的储藏物，可

以减少细胞渗透压。⑵共聚β─羟基丁酸盐。它就是细菌所特有的一种碳源和能源储藏物。

⑶肝糖和淀粉粒，两者都就是碳源和能源的储藏物。⑷硫粒，它就是元素硫的储藏物。⑸

气泡，存有于许多光能够营养型、并无鞭毛的运动水生细菌中的包囊状的附带物。细菌的

特定结构通常指荚膜、芽孢和鞭毛3种。

荚膜或称大荚膜，其主要功能有：①保护作用。②作为通透性屏障和离子交换系统。

③贮藏养料。④表面附着作用。⑤细菌间的信息识别作用。

芽孢就是某些细菌在生活史的一定阶段在细胞内构成的一个圆形或椭圆形的休眠状态

结构。具备壁薄，水分太少，难于沥青，抗热、抗炎化学药物、抗辐射能力弱等特点。

鞭毛是某些细菌表面伸出的细长、波曲的附属物。完整的一根鞭毛从形态上可分三部分：鞭毛丝、鞭毛钩和基体。鞭毛是细菌的运动器官，鞭毛运动引起菌体运动。3什么是

革兰氏染色？其原理和关键是什么？它有何意义？

革兰氏染色法操作过程就是：结晶紫初染，碘液媒染，然后酒精脱色，最后用蕃红或

沙黄复染。

革兰氏染色的机理一般解释为：通过初染和媒染后，在细菌细胞的细胞壁及膜上结合

了不溶于水的结晶紫与碘的大分子复合物。革兰氏阳性菌细胞壁较厚、肽聚糖含量较高和

分子交联度较紧密，故在酒精脱色时，肽聚糖网孔会因脱水而发生明显收缩。再加上它不

含脂类，酒精处理也不能在胞壁上溶出大的空洞或缝隙，因此，结晶紫与碘的复合物仍阻

留在细胞壁内，使其呈现出蓝紫色。与此相反，革兰氏阴性菌的细胞壁较薄、肽聚糖位于

内层且含量低和交联松散，与酒精反应后其肽聚糖不易收缩，加上它的脂类含量高且位于

外层，所以酒精作用时细胞壁上就会出现较大的空洞或缝隙，这样，结晶紫和碘的复合物

就很易被溶出细胞壁，脱去了原来初染的颜色。当蕃红或沙黄复染时，细胞就会带上复染

染料的红色。酒精脱色是革兰氏染色的关键环节。

革兰氏染色法的意义是辨别细菌，把众多的细菌分成两大类，革兰氏阳性菌和革兰氏

阴性菌。4芽孢有何特定生理功能？其抗性机理就是什么？芽孢的这些特点对课堂教学有

何指导意义？

芽孢最主要的特点就是抗性强，对高温、低温、紫外线、干燥、电离辐射和很多有毒

的化学物质都有很强的抗性。并且它的休眠能力特别突出。

芽孢之所以具备耐热性可能将是因为它所含特定的抗热性物质--2，6-吡啶二羧酸和

耐热性酶。芽孢的这些特点并使之具备以下的促进作用：

①分类鉴定②科研材料③保存菌种④分离菌种⑤消毒灭菌指标⑥生物杀虫5什么是菌落？

菌落就是在液态培养基上（内）以母细胞为中心的、肉眼可知的、存有一定形态、结

构特征的子细胞团。6什么叫做菌胶团？菌胶团在污水生物处置中有何特定意义？

当荚膜物质融合成一团块，内含许多细菌时，称为菌胶团。菌胶团是活性污泥中细菌

的主要存在形式，有较强的吸附和氧化有机物的能力，在污水生物处理中具有重要的作用。一般说，处理生活污水的活性污泥，其性能的好坏，主要根据所含菌胶团多少、大小及结

构的紧密程度来定。7简述丝状细菌的主要类型，它们的代谢特点及在给水排水工程中的

作用。丝状细菌主要有铁细菌、硫细菌和球衣细菌三种。2

铁细菌通常都就是王念祖型丝状细菌，它们通常能够生活在含氧太少但石蜡油较多铁

质和二氧化碳的水中。它们能够将其细胞内所稀释的亚铁水解为高铁，从而赢得能量。为

了满足用户对能量的须要，必须水解大量的亚铁，并使之分解成氢氧化铁。这种不溶性的

铁化合物排泄菌体后就结晶下来。当水管中存有大量的氢氧化铁结晶时，就可以减少水管

的引水能力。此外，铁细菌稀释水中的亚铁盐后，使得共同组成水管的铁质更多地渗入水中，快速钢管和铸铁管的锈蚀。

硫磺细菌一般也都是自养的丝状细菌。它们能氧化硫化氢、硫磺和其他硫化物为硫酸，从而得到能量。硫磺细菌在水管中大量繁殖时，因有强酸产生，对于管道有腐蚀作用。

球衣细菌就是不好氧菌。它在营养方面对碳素的建议较低，反应灵敏，所以大量的碳

水化合物能够快速球衣细菌的产卵。此外球衣细菌对某些杀虫剂，例如液氯、漂白粉等的

抵抗力不及菌胶团。球衣细菌水解有机物的能力很强。在污水处理设备正常运转中存有一

定数量的球衣细菌，对有机物的除去就是不利的。8详述无机细菌的特点、分类，其应用

领域。

光合细菌是具有原始光能合成体系的原核生物的总称。它们以光作为能源，能在厌氧

光照或好氧黑暗条件下利用自然界中的有机物、硫化物、氨等作为供氢体进行光合作用。

其在生物与环境领域的研究与应用主要有以下两点：①利用光合细菌生产单细胞蛋白和制剂。②利用光合细菌处理高浓度有机废水。9什么是蓝细菌？其与水质的关系如何？