第六章微生物的生长繁殖与生存因子
湖南大学环境工程考研大纲
各章内容与要求绪论本课程的学习目的与微生物概述【内容】1.环境工程微生物学的研究对象和任务2.微生物概述【要求】1.把握本课程的大体要求2.了解微生物的大体概念第一篇微生物学基础第一章病毒【内容】1.病毒的形态和结构2.病毒的繁衍3.病毒的培育4.病毒对物理、化学因素的抗击力【要求】1.把握病毒的结构和繁衍进程2.了解病毒的培育方式3.了解病毒的抑制方式第二章原核微生物【内容】1.细菌2.古菌3.放线菌4.蓝绿细菌5.螺旋体、立克次氏体、支原体（略）【要求】1.把握细菌的个体形态、大小、细胞结构和物理化学性质2.了解古菌的特点及分类3.把握放线菌的形态及菌落特点，了解放线菌的生活史4.明白得蓝绿细菌的结构及类别第三章真核微生物【内容】1.原生动物2.微型后生动物3.藻类4.真菌【要求】1.把握原生动物的分类及各类的特点形态2.了解轮虫、线虫的大体特点3.了解藻类的一样特点4.把握酵母菌、几种要紧霉菌的形态、结构、繁衍及培育特点第四章微生物的生理【内容】1.微生物的酶2.微生物的营养3.微生物的产能代谢及一些概念4.微生物的合成代谢【要求】1.把握酶、辅酶、酶的活性中心、酶的催化特性、米氏公式2.把握阻碍酶活性的因素3.把握微生物的要紧营养类型4.明白得微生物的营养物类型、培育基和四种营养运输类型5.把握要紧的三种呼吸类型6.把握几种要紧的合成代谢类型第五章微生物的生长繁衍与生存因子【内容】1.微生物的生长与繁衍2.微生物的生存因子3.其他不利环境因素对微生物的阻碍4.微生物与微生物之间的关系5.菌种的退化、复壮与保藏【要求】1.把握微生物的生长周期和细菌的生长曲线、生长量的测定方式2.把握灭菌和消毒3.把握细菌、放线菌和真菌对pH的不同要求4.明白得好氧、厌氧和兼氧微生物5.了解紫外线、化学物质及其他因素的杀菌、抑菌作用6.了解微生物之间的六种彼此关系第六章微生物的遗传与变异【内容】1.微生物的遗传2.微生物的变异3.基因重组4.遗传工程技术在环境爱惜中的应用【要求】1.把握DNA及其复制原理，基因突变、定向培育和驯化等概念2.明白得基因重组的三种技术途径3.把握基因工程概念4.了解遗传工程在环保中的应用第二编微生物生态与环境生态工程中的微生物作用第一章微生物的生态【内容】1.生态系统2.土壤微生物生态3.空气微生物生态4.水体微生物生态【要求】1.明白得生态系统概念2.了解土壤、空气、水体中的微生物生态3.把握自然界碳、氮、硫循环图4.明白得微生物在物质循环中的作用和硝化、硫化等大体进程第二章微生物在环境物质循环中的作用【内容】1.氧循环2.碳循环3.氮循环4.硫循环5.磷循环6.铁、锰循环【要求】把握微生物在氧、碳、氮、硫循环进程中所起的作用第三章水环境污染操纵与治理的生态工程及微生物原理【内容】1.污、废水生物处置中的生态系统2.活性污泥丝状膨胀及其计谋3.厌氧环境中活性污泥和生物膜的微生物群落【要求】1.把握活性污泥、生物膜的概念及组成2.明白得污泥膨胀的成因和计谋3.了解光合细菌处置废水的方式第四章污、废水深度处置和微污染源水预处置中的微生物学原理【内容】1.污、废水深度处置2.微污染水源水预处置的微生物问题3.饮用水的消毒及其微生物学效应【要求】1.把握脱氮、脱磷的原理2.了解水的几种消毒方式第五章有机固体废弃物与废气的微生物处置及其微生物群落【内容】1.堆肥法2.卫生填埋法及渗滤液3.废气的处置方式【要求】1.了解堆肥法的原理2.了解废气的几种处置方式第六章微生物学新技术在环境工程中的应用【内容】1.固定化技术2.细胞外多聚物的开发应用3.优势菌种与生物制剂的开发与应用【要求】1.把握固定化酶技术的概念2.了解固定化技术在环保中的应用3.了解现今对细胞外多聚物、优势菌种与生物制剂的开发应用情形第三篇环境工程微生物学实验【实验】1.光学显微镜的操作及细菌、放线菌和蓝细菌个体形态观看2.酵母菌、霉菌、藻类、原生动物及微型后生动物的个体形态观看3.微生物细胞数的计数4.微生物的染色5.细菌淀粉酶和过氧化氢酶的定性测定*6.培育基的制备和灭菌7.细菌纯种分离、培育和接种技术*8.纯培育菌种的菌体、菌落形态的观看*9.大肠杆菌群的生理生化实验10.细菌总数的测定参考书目：《环境工程微生物》,周群英、高廷耀编著, 高等教育出版社（第二版）一、考试内容及大体要求第一章绪论（1）了解环境毒理学的产生及其在环境科学中的地位；（2）了解环境毒理学的研究对象、要紧任务和内容；（3）把握环境毒理学体外实验、体内实验、流行病学调查的大体方式；（4）了解环境毒理学的已有成绩。
微生物生长与生存
G tx t0 (1) n
细菌代时数的计算
式中：n为繁殖的代数； N0为对数期开始(t0 )时细菌数，CFU/mL； Nx为对数期后期(tx)时的细菌数，CFU/mL
代时G 的计算
要求某种细菌的代时（世代时间）G，先要测定该种细菌原始 的细菌数，假设t0 时的原始细菌总数为103CFU/mL，将它置于适当 的温度条件下培养10h后，再测得tx=10h的细菌总数为109 CFU/mL， 用下式计算G 。
低温对中温性和高温性微生物的生长不利，
但并不能致死，一旦温度恢复，即能复活。
小结： 微生物的培养应该在最佳温度范围进行。 超过最高温度会对细菌造成伤害甚至导致死亡。 低温有抑制细菌作用。可以让微生物休眠，但不 会导致死亡。温度升高时，活性即可恢复。
二、pH
微生物也有最适应的pH 范围，微生物不同， pH范围不同。 （一）微生物生长繁殖适宜的酸碱度
时间t
影响停滞期长短的因素 1).菌龄:
对数期“种子”，停滞期较短； 静止期或衰亡期“种子”,停滞期较长； 2).接种量: 接种量大，停滞期较短； 接种量小，停滞期较长。 3).培养基成分: 培养基成分丰富的，停滞期较短； 培养基成分与种子培养基一致,停滞期较短。 4).培养条件: 温度.酸碱度.氧气等条件适合停滞期较短。
(一)分批培养法
分批培养；是将一定量的微生物接种在一个封闭的、盛 有一定体积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，结果出现微生物的数量由 少变多，达到高峰后又由多变少，甚至死亡的变化规律。
细菌的生长曲线：将少量细菌接种到一种新鲜的、定量 的液体培养基中进行分批培养，定时取样(例如，每2h取样1 次)计数。以细菌个数或细菌数的对数或细菌的干重为纵坐 标，以培养时间为横坐标，在坐标系上各点连接成一条曲线， 即细菌的生长曲线。
微生物课后习题题目及答案
微⽣物课后习题题⽬及答案微⽣物学课后习题及答案第⼀章绪论1.什么是微⽣物和微⽣物学答：微⽣物是指⾁眼难以看清的微⼩⽣物，包括病毒，亚病毒，细菌，古⽣菌，真菌，单细胞藻类和原⽣动物。
微⽣物学指研究微⽣物在⼀定条件下的形态结构，⽣理⽣化，遗传变异，基因和基因组以及微⽣物的进化，分类，⽣态等⽣命活动规律以及其应⽤的⼀门学科。
2.微⽣物的主要特征是什么答：个体⼩，结构简单，繁殖快，易培养，易变异，分布⼴3.为什么说微⽣物与⼈类的关系⾮常重要并不能被其他⽣物所代替答：微⽣物给⼈类带来了巨⼤的利益，也涉及到⼈类的⽣存。
许多重要产品如⾯包，奶酪，抗⽣素，疫苗，维⽣素和酶的⽣产离不开微⽣物，同时参与地球上的物质循环，是⼈类⽣存环境中必不可少的成员。
但它也给⼈类带来许多灾难，许多疾病及⾷品腐败等也是由微⽣物引起的。
4.虎克，巴斯德和柯赫对微⽣物学形成与发展的重要贡献答：虎克：利⽤⾃制显微镜发现了微⽣物世界巴斯德：a.彻底否定了“⾃然发⽣”学说b.发现将病原菌减毒可诱发免疫性，⾸次制成狂⽝病疫苗，进⾏预防接种c.证实发酵是由微⽣物引起的d.创⽴巴斯德消毒法柯赫：a.证实了炭疽病菌是炭疽病的病原菌b.证实肺结核的病原菌c.提出柯赫原则d.创⽴了分离纯化微⽣物的技术等5.简述微⽣物学在⽣命科学发展中的地位，根据你的观点描述发展前景答：a.20世纪40年代，随着⽣物学的发展，许多⽣物学难以解决的理论和技术问题⼗分突出，特别是遗传学上的争论问题，是微⽣物这样⼀种简单⽽⼜具有完整⽣命活动的⼩⽣物成了⽣物学研究的“明星”，微⽣物学被推到⽣命科学发展的前沿，获得迅速发展，为声明科学的发展做出了突出贡献。
b.未来微⽣物学更加绚丽多彩，多学科交叉，基因组研究的深⼊和扩展将使微⽣物的基础研究及其应⽤将呈现前所未有的局⾯第⼆章微⽣物的纯培养和显微技术1、为什么要进⾏微⽣物的分离纯化？什么叫⽆菌技术？因为在天然条件下，所采集的⽤于培养的材料中，多种微⽣物呈共⽣关系，⽽⼀般情况下只有纯培养物才能提供可重复的结果，故需进⾏微⽣物的分离纯化。
环境工程微生物绪论
二界系统：植物界和动物界 三界系统：植物界、动物界和原生生物界 五界系统：植物界、动物界、原核生物界、
原生生物界和真菌界． 六界系统：植物界、动物界、原核生物界、
真核原生生物界、真菌界和病毒界
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微生物的命名
命名原则：微生物的命名是采用生物学中的
二名法，即用两个拉丁文命名一个微生物的 种．
50
（三）生长旺、繁殖快
大肠杆菌一个细胞重约10 –12 克，平均20分钟繁殖一代
24小时后： 4722366500万亿个后代，重量达到：4722吨 48小时后：2.2 × 10 43个后代，重量达到2.2 × 10 25 吨
相当于4000个地球的重量！
一头500 kg的食用公牛，24小时生产 0.5 kg蛋白质, 而同样重量的酵母菌，以质量较次的糖液（如糖蜜） 和氨水为原料，24小时可以生产 50000 kg优质蛋白质。
5
佘秋生有关水环境的科研论文
佘秋生，王召东，赵桢等，燕山湿地库区水质 监测及评价。安徽农业科学，2010，38（19） ：10212-10213。
佘秋生，姬晓娜，田勋等，湛河平顶山市区段 水环境质量监测及评价。 农技服务，2010， 27（5）：656-657。
佘秋生，郭端强，田勋等，蚕豆根尖细胞微核 技术监测湛河水质状况。安徽农业科学，2011 ，39（2）：869～870。
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细菌 放线菌
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短杆菌 27
大肠杆菌
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链杆菌
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梭状芽孢杆菌
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c.螺旋菌（Spirilla)
弧菌 (vibrio) 螺菌(spirillum） 螺旋体(spirochaeta)
第四版环境工程微生物学课后习题答案(周群英)
环境工程微生物学课后习题答案（周群英第四版）目录环境工程微生物学................................................................................... 错误!未定义书签。
绪论 (2)1、何谓原核微生物？它包括哪些微生物？ (2)2、何谓真核微生物？它包括哪些微生物？ (2)3、微生物是如何分类的？ (2)6、写出大肠埃希氏杆菌和桔草芽孢杆菌的拉丁文全称。
(2)7、微生物有哪些特点？ (2)第一章病毒 (2)第二章原核微生物 (7)1、细菌有哪几种形态？各举一种细菌为代表。
(7)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？ (7)3、荚膜、粘液层、菌胶团和衣鞘 (7)第三章真核微生物 (12)第四章微生物的生理 (15)第五章微生物的生长繁殖与生存因子 (20)第六章微生物的遗传与变异 (28)第七章微生物的生态 (35)第八章微生物在环境物质循环中的作用 (40)第九章水环境污染控制与治理的生态工程及微生物学原理 (44)第十章有机固体废物与废弃的微生物处理及微生物群落 (48)第十一章有机固体废物与废气的微生物处理及其微生物群落 (54)1，何谓堆肥法，堆肥化和堆肥？ (54)2，叙述好氧堆肥的机理。
参与堆肥发酵的微生物有哪些？ (54)3，好氧堆肥的运行条件有哪些？ (55)4，好氧堆肥法有几种工艺？简述各个工艺的过程。
(55)第十二章微生物学新技术在环境工程中的应用 (60)1. 酶制剂剂型有几种？ (60)2. 何谓固定化酶和固定化微生物？ (60)3. 酶和酶菌体固定化方法有哪几种？各用什么载体？ (60)4. 固定化酶和固定化微生物有什么优点？存在什么问题？ (60)5. 生物膜是固定化微生物吗？为什么？ (60)6. 何谓表面活性剂？生物表面活性剂有哪几类？ (60)7. 絮凝剂有几类？微生物絮凝剂在污水生物处理中起什么作用？ (60)8. 叙述污水处理中微生物絮凝剂的作用原理？ (60)9. 微生物制剂有哪些用途？ (60)10. 有几种产氢微生物？它们是如何产氢的？ (61)11. 请叙述微生物产氢电池的工作原理。
第四版环境工程微生物学后练习题全解
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 .................29 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 .............第一篇微生物学基础第六章微生物学新技术在环境工程中的应用 ....................34 31第一章非细胞结构的超微生物一一病毒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。
第六章微生物的生长及其控制
第六章微⽣物的⽣长及其控制第六章微⽣物的⽣长及其控制1.概述⽣长:细胞物质有规律地,不可逆地增加,导致细胞体积扩⼤的⽣物学过程.繁殖:微⽣物⽣长到⼀定阶段,由于细胞结构的复制与重建并通过特定的⽅式产⽣新的⽣命个体，即引起⽣命个体数量增加的⽣物学过程。
⽣长是⼀个量变的过程，繁殖是⼀个质变的过程2.细菌的个体⽣长1.染⾊体DNA的复制和分离细菌的染⾊体为环形双链DNA分⼦。
染⾊体⼀双向的⽅式进⾏连续的复制，在细胞分裂之前不仅完成了染⾊体的复制，⽽且也开始了2个⼦细胞DNA分⼦的复制。
当细胞的⼀个世代即将结束时，不仅为即将形成的2个⼦细胞各备有⼀份完整的遗传信息，⽽且也具有已经按亲本⽅式复制的基因组。
其复制点附着在细胞膜上，随膜的⽣长和细胞分裂，2个未来的⼦细胞基因组不断地分离，最后达到2个⼦细胞中。
细菌在个体⽣长中通过染⾊体DNA的复制，使其遗传特性能保持⾼度的连续性和稳定性。
2.细胞壁的扩增细胞在⽣长过程中，细胞壁只有通过扩增，才能使细胞体积扩⼤。
3.细菌分裂的调节细菌进⼊分裂时期，此时在细菌长度的中间位置，通过细胞质膜内陷并伴随新合成的肽聚糖插⼊，导致横隔壁向⼼⽣长，最后在中⼼回合，完成⼀次分裂，将细菌分裂成2个⼤⼩相等的⼦细菌。
细胞在⽣长和分裂伴随细胞壁的裂解和闭合2个过程。
前者将细胞壁打开，有利于细胞壁物质插⼊；后者在新合成的细胞壁物质插⼊后的开⼝处重新闭合形成完整的细胞壁，以利于机体⽣存。
影响细菌的⽣长和分裂的主要因素是：转肽酶（催化2个肽聚糖的短肽链的链接）；D-Ala-D-Ala-梭肽酶（催化五肽转变为四肽）青霉素竞争性抑制转肽酶。
3. 细菌的群体⽣长繁殖1.⽣长的规律细菌以⼆分裂繁殖,即细胞核⾸先进⾏有丝分裂,然后细胞质通过胞质分裂⽽分开,形成2个相同的个体.分批培养:在封闭系统中对微⽣物进⾏的培养,既不补充营养也不移去培养物质，保持整个培养液体积不变的培养⽅式。
培养曲线：以时间为横坐标，以菌数为纵坐标，依据不同培养时间⾥细菌数量变化，作出培养期间菌数变化规律的曲线。
环境工程微生物学_第三版_周群英_课后题
1原生动物中各纲在水体自净和污水生物处理中如何其指示作用？答：(1)鞭毛纲：在污水生物处理中系统中，活性污泥培养初期或在处理效果差时鞭毛虫大量出现，可作污水处理的指示生物。
(2)肉足纲：变形虫喜α-中污带或β-中污带的自然水体中生活。
在污水生物处理中系统中，活性污泥培养中期有出现。
(3)纤毛纲：纤毛纲中的游泳型纤毛虫多数是在α-中污带或β-中污带，少数在寡污带中生活。
在污水生物处理中系统中，活性污泥培养中期或在处理效果差时纤毛虫会出现。
2. 如何判断某水样是否被粪便污染？答：如果水样中检测出有大肠杆菌群，则认为该水样被粪便污染。
3. 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转移。
微生物呼吸作用的可分为发酵、好氧呼吸和无氧呼吸。
第五章微生物的生长繁殖与生存因子1．什么叫灭菌？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、化学因素将所有的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。
湿热灭菌法比干热灭菌法优越，因为湿热的穿透力和热传导都比干热的强，湿热时微生物吸收高温水分，菌体蛋白易凝固变性，所以灭菌效果好。
2．什么叫消毒？加热消毒的方法有哪几种？答：消毒是用物理、化学因素杀死致病菌，或是杀死所有微生物的营养细胞或一部分芽孢。
方法有巴斯德消毒法和煮沸消毒法两种。
3．细菌、放线菌、酵母菌、霉菌、藻类和原生动物等的正常生长繁殖分别要求什么样的pH？答：大多数细菌、藻类和原生动物的最适宜pH为6.5~7.5，它们的pH适应范围在4~10之间。
放线菌为7.5~8.0。
酵母菌和霉菌在3~6。
第六章微生物的遗传和变异1. 什么是微生物的遗传性和变异性？遗传和变异的物质基础是什么？如何得以证明？答：微生物将其生长发育所需要的营养类型和环境条件，以及对这些营养和外界条件产生的一定反应，或出现的一定性状传给后代，并相对稳定的一代一代传下去。
微生物的生长繁殖
嗜中温菌
嗜热菌 嗜超热菌
废水中的细菌一般都是嗜中温菌，最适温度 多在30℃左右，嗜冷菌和嗜热菌占少数。
嗜热菌
最适50-60℃,在堆肥、温泉中存在。
•美国报道：在地中海发现一属嗜超热菌，叫 火球菌属，最适生长温度高达105℃。
• 嗜中温微生物
• 自然界中绝大多数是如此。
嗜冷菌
最适生长温度5-10℃，如荧光极毛杆菌可在-4℃生长.
新鲜培养基 流速控制阀 新鲜培养基 流速控制阀
流出物 光源 光电池
恒化培养器
恒浊培养器
（1）恒浊连续培养
一种使培养液中细菌的浓度恒定，以浊度为控 制指标的培养方式。培养基提供足够量的营养 元素，细菌保持最大速率生长。通过控制进料 流速使装置内细菌浊度保持一定，保持理论上 的对数生长期，可获得大量菌体或与菌体代谢 相平衡的代谢产物。这种方式往往用于细菌的 生理生化研究。
不同微生物的对pH忍受能力有很大差异
有些专性嗜酸微生物能在pH1~5环境中 生长，在中性环境下，其细胞膜会分解而 死亡，此类菌叫专性嗜酸菌；
三、氧化还原电位（ORP)
提问：什么是氧化还原电位？ ——某物质与氢电极构成原电池时的电压高低 ——是物质氧化性强弱的标志。
电压表 V H2
提问：pH7.0, 30℃条件下 饱和Fe3+溶液中测得的电压 值为＋0.771,该值代表
0 最低温度 最适温度
温度℃ 最高温度
嗜冷菌、嗜中温菌、嗜热菌及嗜超热菌。
不同细菌的生长适宜温度
低温、中温和高温细菌的生长温度范围 细菌 嗜冷菌 最低温度℃ -5 ～ 0 5～ 10 30 55 以 上 最适温度℃ 5～ 10 25～ 40 50～ 60 70～ 105 最高温度℃ 20～ 30 45～ 50 70～ 80 11 0 ～ 11 3
第六章__微生物的生长繁殖与生存案例
相关定义
生长：微生物利用营养物质，细胞
物质的量增多，体积增大。
繁殖：微生物细胞体积增大到一定
程度时，细胞数目增多的过程。
研究微生物生长的方法
单个体微生物生长 生长 分批培养
群体微生物生长
连续培养
在污水生物处理中这两种方法均有应用。
分批培养概念：将定量的微生物接种到封
闭的具有定量培养基的容器中，保持一定的温 度、pH、DO，微生物进行生长繁殖,一定时间 后停止培养。
测定微生物总数：计数器直接计数；比 例计数法；比浊法 测定活细菌数：平板菌落法（CFU）计 数；液体稀释培养计数 计算生长量：测细胞干重法；通过测细 胞含氮量确定细胞浓度
四、微生物生长量 的测定方法
（一）测定微生物总数 1、计数器直接计数:用血球计数板（可 测细菌、酵母菌等）在显微镜下直接计数。 优点：能测定一定容积中细胞总数；简 单方便，测定速度快； 缺点：所测数目包括活菌和死菌，要求 检测人员较高技术，能分辨活、死菌。
2）恒化连续培养
恒化——进料营养物总量恒定 恒定的流速进水，恒定流速出水 尤其适合污水生物处理，除SBR法外；
lg细胞数（个/ml）
连续流入 新鲜培养 液
ห้องสมุดไป่ตู้单批培养
恒浊法 连续培养
恒化法
单批培养 时间
连续培养
目前,
污水连续生物处理法均 类似于恒化连续培养；（流速不 完全恒定）
恒浊培养
恒化 器
培养基 流速 （外控 制）
有限 制生 长因 子
恒定
低于最 高
实验 室为 主
微生物生长量的测定方法
微生物的生长量测定常用的方法有: 称重法、含N量测定法、DNA含量测定 法和 代谢活性法 。 而测定微生物数量变化常用的方法 有直接计数法、稀释平板计数法、最 大概率法 和 比浊法。
微生物学第二版答案
微生物学第二版答案【篇一：《环境微生物》课后答案完整版】>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。
第六章微生物的生长繁殖与生存因子
◇接种后培养基成分有较大变化时，会使停滞期加长 。
• 提问：根据上述原因选择接种何种状态的细菌停滞期会较长？ • 对数期的细菌、静止期或衰亡期、受损细胞、富集培养基的细菌 • 后三种
静止期细胞基 本耗尽了各种 辅酶或其他细 胞成分
群体的生长
一、微生物生长繁殖的概念
生长 繁殖
微生物细胞吸收营养物质，进行新陈代谢，当同 化作用>异化作用时，生命个体的重量和体积不 断增大的过程。
生命个体生长到一定阶段，通过特定方式产生新 的生命个体，即引起生命个体数量增加的生物学 过程。
群体生长的实质是包含着个体细胞生长与繁殖交替进行的
过程: 群体生长 = 个体生长 + 个体繁殖
• 原理：进料=补足营养(“污染物”)
•
出料=稀释菌浓度、毒物浓度
连续培养类型
恒浊连续培养 恒化连续培养
（1）恒浊连续培养
• 恒浊——培养基浊度 恒定（实质是细菌数 量恒定） 很少应用
新鲜培养基
流速控制阀
反 馈 控 制
出 光源 水
光电池
(2)恒化连续培养
• 化——？ 进料营养物总量
流速恒定 应用：环境工程、生物 工程、实验室研究（细
同性相斥，难以吸收
正常吸收
三、氧化还原电位（简称ORP或Eh)
• ——某物质与氢电极构成原电池时的电压高低,反 映该物质氧化性强弱。
提问：影响水样氧化还原电位的因素有哪些？ 氧化性物质（主要是氧气浓度）与还原性物质（有机 物、H2S等）的含量
不同细菌适宜的氧化还原电位(mv)
好氧细菌
＋300～＋ 400
在低温下生长的机理： —具备低温活性酶 —细胞质膜含有大量的不饱和脂肪酸，在低温下能 保持半流动性，使之能有效地集中必需的营养物质 。
内大环境微生物学讲义06微生物的生长繁殖与生存因子
第六章微生物的生长繁殖与生存因子第一节微生物的生长繁殖与分离培养概述：在适宜的环境条件，微生物不断吸收营养物质并进行新陈代谢，如果同化作用在于异化作用，细胞质量会不断增加，于是表现为生长（有机体量的增加），微生物学中的生长多指群体生长。
细菌以二等分裂方式（1→2→4）分裂，细菌的生长为指数生长。
群体细胞数目加倍所需的时间为倍增时间（td），倍增时间的长短取决于微生物的生长速率，培养基组成和环境条件。
Ecoli的倍增时间在适宜条件下大约为20钟。
细菌在液体培养基中遵循典型模式规律生长，称为细菌生长曲线，可划分为延迟期，指数（生长）期，平衡期和衰老期。
所用的研究技术称为分批培养(batch culture)(单批培养)。
分批培养时会由于营养物耗尽和有毒代谢物积累，最终细胞生长下降。
假如用新鲜培养基置换用过的培养基，细胞就能保持某一恒定生长速率，这种技术叫连续发酵）。
研究微生物的群体生长规律，首先要获得纯培养。
一、纯培养的分离方法微生物在自然界常混杂地生活在一起；如土壤就是微生物的大本营。
当我们需要利用或研究某一种微生物时，就把它们分离开，从而得到纯培养。
所谓纯培养就是单一细胞繁殖得到的后代。
最常用的分离方法有稀释培养法，平皿划线法、单细胞排取法和选择培养基分离法。
1．稀释培养法这是最常用的纯培养获得方法，也用于菌种分离和环境微生物计数。
首先获得合适的稀释液→平皿接种（摇和、涂皿）→保温培养→形成菌落。
2．平皿划线分离法首先制备无菌平板，将培养物在培养基表面连续划线，微生物逐渐分散、经保温培养后就可得到单一菌落。
反复2—3次可得到纯培养。
3．选择培养基分离法利用某些抑制因子将不需要的微生物排除（不能生长），适合某种微生物生长而限制其他微生物生长的选择性培养基。
如固N微生物、营养缺陷型菌株的筛选等。
另外，环境研究中常用加富培养基（加特定污染物）获得降解菌。
4．单细胞挑取法直接从样品中挑取某一细胞从而获得纯培养。
第六章微生物的生长繁殖与生存因子ppt课件
对数生长期 对数生长期 对数生长期
静止期（最高生长量） 静止期（最高生长量）
6.1 微生物的生长繁殖
（二）连续培养 continuous culture
连续培养又称开放培养，具体地说，当微 生物以分批培养的方式培养到指数期的后期时， 一方面以一定速度连续流入新鲜培养基和通入 无菌空气；另一方面，利用溢流的方式，以同 样的流速不断流出培养物。容器内的培养物就 可达到动态平衡，其中的微生物可长期保持在 指数期的平衡生长状态和恒定的生长速率上， 于是形成了连续生长。
生物； ❖ 用高负荷活性污泥法处理废水时，宜用对数期和稳定期微生物； ❖ 对于有机物含量低、BOD5/COD<0.3、可生化性差的废水，
可用衰亡期微生物处理； ❖ 对间歇排放的低浓度有机废水可采用含衰亡期微生物的间歇曝
气法进行生物处理。
连续生物处理中的细菌状态表
细菌的生 长阶段
应用举例
特点
迟缓期
无
第六章 微生物的生长繁殖与生存因子
微生物的生长繁殖 微生物的生存因子 其它不利环境因子对微生物的影响 微生物与微生物之间的关系 菌种的退化、复壮与保藏
6.1 微生物的生长繁殖
一、微生物生长繁殖的概念
生长（growth）：
吸收营养物质 同化大于异化
细胞不断增长（重量、体积、大小）
繁殖（reproduction）： 个体数目增加
提问：数了125个小格中有90个细菌，样品中的细菌浓度是 多少？
(90个÷125) * 400 / 0.1ml =2880个/ml
适用范围：测定个体较大的细菌或原生动物 细菌个体若太小、过多，由于每一小格中细 菌层层叠加，相互遮挡，难以准确计数。
2、涂片染色法
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嗜冷微生物的最适宜温度为5～15℃。 嗜冷微生物能在低温生长的原因：
具备低温活性酶；
细胞质膜含大量的不饱和脂肪酸，低温下保持半流动性；
主动输送营养物质的功能运转良好。
嗜冷菌的环保用途
6.2 微生物的生存因子
二、pH
微生物的生命活动、物质代谢与pH有密切关系。不同微生物 对pH的要求有不同。微生物对pH的要求也存在最高、最低和最适 三个点。 常见的四大类微生物中，对pH的最适（范围）要求分别是，
细菌：6.5-7.5（4-10）；放线菌：7-8（5-10）；霉菌：3-6
（1.5-10）；酵母菌：5-6（1.5-10）。 研究表明细胞内部由于细胞膜的屏蔽作用、磷酸盐缓冲 及细菌能动的调节，pH一般都保持中性，环境的pH难以影响 细胞内的pH变化。
6.2 微生物的生存因子
应用
各种工业废水通常设前调节池，维持曝气池pH7左右。
以同样的流速不断流出培养物。容器内的培养
物就可达到动态平衡，其中的微生物可长期保 持在指数期的平衡生长状态和恒定的生长速率
上，于是形成了连续生长。
6.1 微生物的生长繁殖
恒浊连续培养
流速控制阀
恒浊 —— 培养基
浊度恒定（实质是细 菌数量恒定）
发酵生产较多，生
出 水
光源
反 馈 控 制
光电池
物治污很少应用
环 境 微 生 物 学
第六章 微生物的生长繁殖与生存因子
微生物的生长繁殖
微生物的生存因子
其它不利环境因子对微生物的影响
微生物与微生物之间的关系
菌种的退化、复壮与保藏
6.1 微生物的生长繁殖 一、微生物生长繁殖的概念
生长（growth）：
同化大于异化
吸收营养物质
细胞不断增长（重量、体积、大小）
面积 1cm2
目镜中的视野
每个视野的面积 由目测微尺的单 元格量出，视野 中菌液的体积按 比例折算
计数
每个视野细菌的平均数量 细菌数量= 视野中的菌液体积
=
××个/mL
视野菌液(ml)＝(0.01ml ／1cm2)*视野面积(cm2)
3、比例计数法
比例——样品菌液与等体积的血液混合，
观测二者比例
采用处于高效菌群对数期的菌种、增大接种量、尽量
保持接种前后所处的培养介质和条件一致等方法来缩短或 消除停滞期。
6.1 微生物的生长繁殖
对数期
细 菌 数 目 的 对 数 值 0
特征：
对 数 期
生长速率常数最大，代时最短
酶系活跃，代谢旺盛 对不良环境的抵抗力强
群体中细胞的化学组分及形态、 生理特性都比较一致
物的生长
6.2 微生物的生存因子
一、温度
由于微生物的生命活动都是由一系列生物化学反应组成的，而这些反应受
温度影响又极其明显，故温度是影响微生物生长繁殖的最重要因素之一。
最适温度是生长繁殖最快 的温度。 为什么会存在适宜温度？ 酶的活性 根据细菌适宜温度的不同， 可将细菌分为四大类，嗜 冷菌、嗜中温菌、嗜热菌 及嗜超热菌。
稀释培养计数 生长较慢的细菌 过滤计数 微孔滤膜过滤，将膜臵于已倒好的平板上培养得到生长的菌 落，计数。 菌落计数 10倍稀释法稀释成系列菌液，然后各取1mL臵于无菌平皿中， 培养，计数
6.1 微生物的生长繁殖 计算生长量
微生物生长的测定也可以不测定细胞的数目，而代之以测定细胞的生 长量以及与生长量相平行的生理指标。此类方法适用于一切微生物。
生 长 速 率
0 最低温度 最适温度
温度℃ 最高温度
6.2 微生物的生存因子
低温、中温和高温细菌的生长温度范围
细菌 嗜冷菌 最低温度℃ -5～0 5～10 30 55 以上 最适温度℃ 5～10 25～40 50～60 70～105 最高温度℃ 20～30 45～50 70～80 110～113
嗜中温菌
时间t
指数生长：
Nx＝N0·n 2
6.1 微生物的生长繁殖 对数期细菌代时G计算
指数生长：
Nx＝N0·n 2
lg Nx lg N0 n lg 2
lg Nx lg N 0 n lg 2
G
G
tx t 0 n
0.301(t 2 t1) Nx lg N0
6.1 微生物的生长繁殖
测细胞干重法
将离心得到的细胞沉淀物臵于100～105℃的烘箱中干燥过夜至恒重后称重 的方法称为干重法。此法适用于菌体浓度较高的样品，并要求除尽杂质。
细胞含氮量法
一般微生物细胞的含氮量比较稳定，一般为蛋白质干重15％~16％。故可 用凯氏定氮法等测其总氮量，
DNA含量法
同种细菌的DNA含量一致,可通过测定DNA的含量来表示细菌的生长量。精 确性高。
嗜热菌 嗜超热菌
6.2 微生物的生存因子
嗜热菌和超嗜热菌包括芽孢杆菌和嗜热古菌。
55～75 ℃ 专性嗜热菌、兼性嗜热菌 ＞75℃ 超嗜热菌
嗜冷菌可在0 ℃左右低温生存。
各种微生物的最适温度不同。
废水中的细菌一般都是嗜中温菌，最适宜温度在30℃
左右。嗜冷菌和嗜热菌占少数。
6.2 微生物的生存因子
繁殖（reproduction）：
个体数目增加 生长是繁殖的基础，繁殖则是生长的结果。
从生长到繁殖这个量变到质变的过程叫发育。
6.1 微生物的生长繁殖
世代时间（G）
细菌两次细胞分裂之间的时间，称为世代时间。
指数生长： Nx＝N0·n 2
式中：Nx、N0为时间tx和t0时的细胞数，n为世代数
世代时间会随着环境条件发生改变，环境工程中需要选 取世代时间短的菌种，或缩短世代时间，以提高处理效率。
微生物在其生命活动过程中也会能动地改变外界环境的 pH，这就是通常遇到的培养基的原始pH值会在培养微生物
的过程中时时发生改变的原因。其中发生pH改变的可能反应
典型生长曲线（growth curve）：
停 滞 期
总菌数
静止期 衰 亡 期
活菌数
0 时间t
细菌的数量很大，都是10的n次方，取对数作图时方便
6.1 微生物的生长繁殖
停滞期（迟滞期或适应期）
为什么会出现停滞期？
缺乏分解或催化有关底物的酶或辅酶
缺乏充足的中间代谢物
细 菌 数 目 的 对 数 值
停 滞 期
6.2 微生物的生存因子
微生物和环境有着密切的关系，环境因子影响微生 物的生长繁殖，微生物的生长又反过来影响环境。环境 适宜时，微生物能旺盛生长；环境改变，微生物的代谢 也发生变化，轻则使生长受到抑制，重则引起死亡。
生存因子：生物生存所不可缺少的环境条件 目的：创造适宜环境，促进有益微生物生长； 应用不利条件，控制微生物的不利影响或无用微生
特征：
生长速率为零，不立即进行细胞分 裂、增殖，数量不变甚至减少
细胞内RNA含量高，原生质呈嗜碱性 代谢活跃，个体体积、重量增高 细胞形态变大或增长 对外界不良环境敏感
0
时间t
6.1 微生物的生长繁殖
停滞期（迟滞期或适应期）
影响停滞期长短的因素：
菌种：遗传特性 接种量：接种量大，停滞期短。 接种群体菌龄：
细菌生长曲线在污水微生物处理中的应用
不同的生物反应器，乃至同一反应器的不
同位臵，细菌的生长状态可能不同！
根据废水的水质情况，可利用不同生长阶 段的微生物处理废水。
平 推 流 式 活 性 污 泥 法
衰老期
稳定期
占优势
对数期
进水
6.1 微生物的生长繁殖
生长阶段
停滞期
应用举例
无
特点
连续化稳定操作中没有这一阶段
低温的影响
低温：细胞结冻～最适温度下限。 对中温、高温菌不利，休眠？ 酶活性降低，导致代谢、遗传普遍停滞。
细胞膜流动性变差。
一旦获得适宜温度，即可恢复活性。
嗜中温菌（耐冷喜温）一般在5℃以下处于休眠状态，因
此实验室常用冰箱的4℃冷藏温度保存细菌或甘油、石蜡冷
冻保存。
6.2 微生物的生存因子
究对象或要解决的问题加以选择。
测定微生物总数 测定活细菌数
计算生长量
6.1 微生物的生长繁殖
测定微生物总数
借助显微镜直接观察测定
——优点：快速 ——缺点：不能区分细菌死活 计数器直接计数 染色涂片计数
ห้องสมุดไป่ตู้
比例计数
比浊计数法
1、计数器(血球计数板）测定法
每小格深 0.1cm
盖玻片 载玻片
分批培养 分批培养：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。
应用：生理特性研究、生物发酵和生物治污。
6.1
定量描述液 体培养基中 微生物群体 生长规律的 实验曲线
微生物的生长繁殖
+ 0 _
细 菌 数 目 的 对 数 值 对 数 期
对数期
高负荷活性污 泥法
生长繁殖快，代谢活力强，能大量去除 废水中有机物。（缺点是细菌表面的粘液 层和荚膜尚未形成，运动很活跃，不易自 行凝聚成菌胶团，沉淀性能差，致使出水 有机物浓度相对较高
虽比对数期差，但仍有相当的代谢能力， 体内积累了大量贮存物，体表的粘液层和 荚膜强化了细菌的生物吸附能力，自我絮 凝、沉淀性能好，在二沉池中固液分离效 果好，出水水质好 营养物浓度过低