水處理生物學(xué)_課后題答案

1、《水處理生物學(xué)》課后思考題第一章緒論1“水處理生物學(xué)水處理生物學(xué)“的研究對(duì)象是什么？的研究對(duì)象是什么？“水處理生物學(xué)“研究的對(duì)象主要集中在與水中的污染物遷移、分解及轉(zhuǎn)化過(guò)程密切相關(guān)的微生物、微型水生動(dòng)物和水生濕生植物，特別是應(yīng)用于水處理工程實(shí)踐的生物種類(lèi)。細(xì)菌等原核微生物在水處理工程中通常起著關(guān)鍵的作用，是水處理生物學(xué)研究的重點(diǎn)。2水中常見(jiàn)的微生物種類(lèi)有哪些？水中常見(jiàn)的微生物種類(lèi)有哪些？水中的主要微生物分為非細(xì)胞生物（病毒）和細(xì)胞生物兩

2、種類(lèi)型。在細(xì)胞生物中又分為古菌、原核生物（如細(xì)菌、放線(xiàn)菌、藍(lán)細(xì)菌、支原體、立克次氏體、衣原體等）、真核生物。真核生物又可細(xì)分為藻類(lèi)、真菌（如酵母菌、霉菌等）、原生動(dòng)物（分為肉足類(lèi)、鞭毛類(lèi)、纖毛類(lèi)）、微型后生動(dòng)物。3微生物有哪些基本特征？為什么？微生物有哪些基本特征？為什么？微生物除了具有個(gè)體微小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、進(jìn)化地位低等特點(diǎn)外，還具有以下特點(diǎn)：（1）種類(lèi)多。（2）分布廣。微生物個(gè)體小而輕，可隨著灰塵四處飛揚(yáng)因此廣泛分布于土壤、水和空氣等自

3、然環(huán)境中。土壤中含有豐富的微生物所需要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，所以土壤中微生物的種類(lèi)和數(shù)量很多。（3）繁殖快。大多數(shù)微生物在幾十分鐘內(nèi)可繁殖一代，即由一個(gè)分裂為兩個(gè)。如果條件適宜，經(jīng)過(guò)10h就可繁殖為數(shù)億個(gè)。（4）易變異。這一特點(diǎn)使微生物較能適應(yīng)外界環(huán)境條件的變化。第二章原核微生物1細(xì)菌的大小一般是用什么單位測(cè)量的？細(xì)菌的大小一般是用什么單位測(cè)量的？細(xì)菌的大小一般只有幾個(gè)μm，故一般用μm測(cè)量。2以形狀來(lái)分，細(xì)菌可分為哪幾類(lèi)？細(xì)菌的形態(tài)大致上可分為

4、球狀、桿狀和螺旋狀（弧菌及螺菌）3種，僅少數(shù)為其他形狀，如絲狀、三角形、方形和圓盤(pán)形等。球狀、桿狀和螺旋狀是細(xì)菌的基本形態(tài)。自然界中，以桿菌最為常見(jiàn)，球菌次之，螺旋菌最少。4什么是革蘭氏染色？其原理和關(guān)鍵是什么？它有何意義？1884年丹麥病理學(xué)家HansChristianGram提出了一個(gè)經(jīng)驗(yàn)染色法，用于細(xì)菌的形態(tài)觀(guān)察和分類(lèi)。其操作過(guò)程是：結(jié)晶紫初染，碘液媒染，然后酒精脫色，最后用蕃紅或沙黃復(fù)染。這就是最常采用的革蘭氏染色法。革蘭氏染色

5、的機(jī)理一般解釋為：通過(guò)初染和媒染后，在細(xì)菌細(xì)胞的細(xì)胞壁及膜上結(jié)合了不溶于水的結(jié)晶紫與碘的大分子復(fù)合物。革蘭氏陽(yáng)性菌細(xì)胞壁較厚、肽聚糖含量較高和分子交聯(lián)度較緊密，故在酒精脫色時(shí)，肽聚糖網(wǎng)孔會(huì)因脫水而發(fā)生明顯收縮。再加上它不含脂類(lèi)，酒精處理也不能在胞壁上溶出大的空洞或縫隙，因此，結(jié)晶紫與碘的復(fù)合物仍阻留在細(xì)胞壁內(nèi)，使其呈現(xiàn)出藍(lán)紫色。與此相反，革蘭氏陰性菌的細(xì)胞壁較薄、肽聚糖位于內(nèi)層且含量低和交聯(lián)松散，與酒精反應(yīng)后其肽聚糖不易收縮，加上它的脂

6、類(lèi)含量高且位于外層，所以酒精作用時(shí)細(xì)胞壁上就會(huì)出現(xiàn)較大的空洞或縫隙，這樣，結(jié)晶紫和碘的復(fù)合物就很易被溶出細(xì)胞壁，脫去了原來(lái)初染的顏色。當(dāng)蕃紅或沙黃復(fù)染時(shí)，細(xì)胞就會(huì)帶上復(fù)染染料的紅色。酒精脫色是革蘭氏染色的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。脫色不足陰性菌被誤染成陽(yáng)性菌；脫色過(guò)度陽(yáng)性菌可誤染為陰性菌。革蘭氏染色法的意義在于鑒別細(xì)菌，把眾多的細(xì)菌分為兩大類(lèi)，革蘭氏陽(yáng)性菌和革蘭氏陰性菌。5簡(jiǎn)述細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)與功能。細(xì)胞膜又稱(chēng)細(xì)胞質(zhì)膜、質(zhì)膜或內(nèi)膜，是一層緊貼著細(xì)胞壁而包圍

7、著細(xì)胞質(zhì)的薄膜，其化學(xué)組成主要是蛋白質(zhì)、脂類(lèi)和少量糖類(lèi)。整體細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)，目前大家比較公認(rèn)的是“鑲嵌模型“，其要點(diǎn)是：①磷脂雙分子層組成膜的基本骨架。②磷脂分子在細(xì)胞膜中以多種方式不斷運(yùn)動(dòng)，因而膜具有流動(dòng)性。③膜蛋白以不同方式分布于膜的兩側(cè)或磷脂層中。細(xì)胞膜的主要功能為：①選擇性地控制細(xì)胞內(nèi)外物質(zhì)（營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和代謝產(chǎn)物）的運(yùn)送和交換。②維持細(xì)胞內(nèi)正常滲透壓。③合成細(xì)胞壁組分和莢膜的場(chǎng)所。④進(jìn)行氧化磷酸化或光合磷酸化的產(chǎn)能基地。⑤許多代謝酶

8、和運(yùn)輸酶以及電子呼吸鏈組成的所在地。⑥鞭毛的著生和生長(zhǎng)點(diǎn)。7什么是菌落？將單個(gè)或少量同種細(xì)菌（或其他微生物）細(xì)胞接種于固體培養(yǎng)基表面（或內(nèi)層）時(shí)，在適當(dāng)?shù)呐囵B(yǎng)條件下（如溫度、光照等），該細(xì)胞會(huì)迅速生長(zhǎng)繁殖，形成許多細(xì)胞聚集在一起且肉眼可見(jiàn)的細(xì)胞集合體，稱(chēng)之為菌落。準(zhǔn)確地講，菌落就是在固體培養(yǎng)基上（內(nèi)）以母細(xì)胞為中心的、肉眼可見(jiàn)的、有一定形態(tài)、構(gòu)造特征的子細(xì)胞團(tuán)。8什么叫菌膠團(tuán)？菌膠團(tuán)在污水生物處理中有何特殊意義？當(dāng)莢膜物質(zhì)融合成一團(tuán)塊，

9、內(nèi)含許多細(xì)菌時(shí)，稱(chēng)為菌膠團(tuán)。菌膠團(tuán)是活性污泥中細(xì)菌的主要存在形式，有較強(qiáng)的吸附和氧化有機(jī)物的能力，在污水生物處理中具有重要的作用。一般說(shuō)，處理生活污水的活性污泥，其性能的好壞，主要根據(jù)所含菌膠團(tuán)多少、大小及結(jié)構(gòu)的緊密程度來(lái)定。9簡(jiǎn)述放線(xiàn)菌的特點(diǎn)與菌落特征。放線(xiàn)菌是一類(lèi)主要呈菌絲狀生長(zhǎng)和以孢子繁殖的陸生性較強(qiáng)的原核生物。它的細(xì)胞結(jié)構(gòu)與細(xì)菌十分相近，是細(xì)菌中進(jìn)化較高級(jí)的類(lèi)群，絕大多數(shù)放線(xiàn)菌是革蘭氏陽(yáng)性菌。放線(xiàn)菌都是單細(xì)胞的個(gè)體。細(xì)胞體內(nèi)既沒(méi)

10、有葉綠素，也沒(méi)有成形的細(xì)胞核。放線(xiàn)菌的菌絲分為營(yíng)養(yǎng)菌絲和氣生菌絲。大多數(shù)放線(xiàn)菌為異養(yǎng)型，靠營(yíng)養(yǎng)菌絲吸收營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，營(yíng)腐生生活。大多數(shù)放線(xiàn)菌是好氧的，只有某些種是微量好氧菌和厭氧菌。當(dāng)生長(zhǎng)發(fā)育到一定時(shí)期時(shí)，氣生菌絲頂端長(zhǎng)出孢子絲形成孢子。孢子散落出去，在適宜的條件藻類(lèi)對(duì)給水工程有一定的危害性。當(dāng)它們?cè)谒畮?kù)、湖泊中大量繁殖時(shí)，會(huì)使水帶有臭味，有些種類(lèi)還會(huì)產(chǎn)生顏色。水源水中含大量藻類(lèi)時(shí)會(huì)影響水廠(chǎng)的正常水處理過(guò)程，如造成濾池阻塞。水中即使含有數(shù)量

11、很少的黃群藻，也能產(chǎn)生強(qiáng)烈的氣味而使水不適于飲用。12水處理中常見(jiàn)的原生動(dòng)物有哪幾類(lèi)？它們?cè)谖鬯幚碇械闹饕饔梅謩e是什么？污水處理中常見(jiàn)的原生動(dòng)物有三類(lèi)：肉足類(lèi)、鞭毛類(lèi)和纖毛類(lèi)。原生動(dòng)物在水體凈化與廢水處理中的應(yīng)用1)凈化水質(zhì)作用動(dòng)物性營(yíng)養(yǎng)型的原生動(dòng)物吞食細(xì)菌、有機(jī)物顆粒，因此促進(jìn)了水質(zhì)凈化作用。2)促進(jìn)生物絮凝作用草履蟲(chóng)等纖毛蟲(chóng)具有生物絮凝作用，促進(jìn)水體澄清作用。3)作為水質(zhì)處理的指示生物由于鞭毛蟲(chóng)、肉足蟲(chóng)、游泳型纖毛蟲(chóng)與固著型纖毛

12、蟲(chóng)對(duì)生存的水質(zhì)有一定要求。其數(shù)量的增多、減少，可反映水體的水質(zhì)好壞。同時(shí)原生動(dòng)物個(gè)體較大，易于觀(guān)察與分辨。因此常作為水體無(wú)機(jī)化和廢水處理運(yùn)轉(zhuǎn)管理的指示生物。4)廢水處理及水質(zhì)凈化過(guò)程原生動(dòng)物的變動(dòng)運(yùn)行初期出現(xiàn)肉足類(lèi)、植物性、動(dòng)物性鞭毛蟲(chóng)；水質(zhì)處理高峰期出現(xiàn)較多游泳型纖毛蟲(chóng)；水質(zhì)凈化較好時(shí)出現(xiàn)鐘蟲(chóng)等。13水處理中常見(jiàn)的微型后生動(dòng)物有哪幾類(lèi)？它們?cè)谖鬯幚碇械闹饕饔梅謩e是什么？在水處理工作中常見(jiàn)的微型后生動(dòng)物主要是多細(xì)胞的無(wú)脊椎動(dòng)物，包括

13、輪蟲(chóng)、甲殼類(lèi)動(dòng)物和昆蟲(chóng)及其幼蟲(chóng)等。輪蟲(chóng)以細(xì)菌、小的原生動(dòng)物和有機(jī)顆粒等為食物，所以在污水的生物處理中有一定的凈化作用。在污水生物處理過(guò)程中，輪蟲(chóng)也可作為指示生物。當(dāng)活性污泥中出現(xiàn)輪蟲(chóng)時(shí)，往往表明處理效果良好，但如數(shù)量太多，則有可能破壞污泥的結(jié)構(gòu)，使污泥松散而上浮。輪蟲(chóng)在水源水中大量繁殖時(shí)，有可能阻塞水廠(chǎng)的砂濾池。在給水排水工程中常見(jiàn)的甲殼類(lèi)動(dòng)物有水蚤和劍水蚤。它們以細(xì)菌和藻類(lèi)為食料。若大量繁殖，可能影響水廠(chǎng)濾池的正常運(yùn)行。楊花堂出水中往

14、往含有較多藻類(lèi)，可以利用甲殼類(lèi)動(dòng)物去凈化這種出水。昆蟲(chóng)及其幼蟲(chóng)可用作研究河川污染的指示生物。14簡(jiǎn)述底棲動(dòng)物的定義，主要類(lèi)型，其在水環(huán)境中的作用與生態(tài)學(xué)意義。底棲動(dòng)物是底棲生物中動(dòng)物的總稱(chēng)，包括腔腸動(dòng)物、海綿動(dòng)物、扁形動(dòng)物、線(xiàn)形動(dòng)物、環(huán)節(jié)動(dòng)物、節(jié)足動(dòng)物等。底棲生物由棲息在水域底部和不能長(zhǎng)時(shí)間在水中游動(dòng)的各類(lèi)生物所組成，是水生生物中的一個(gè)重要生態(tài)類(lèi)型。根據(jù)其生活類(lèi)型，底棲動(dòng)物可分為固著動(dòng)物、穴居動(dòng)物、攀爬動(dòng)物和鉆蝕動(dòng)物等。底棲動(dòng)物壽命較長(zhǎng)

15、，遷移能力有限，且包括敏感種和耐污種，故常稱(chēng)為“水下哨兵“，其種類(lèi)與多樣性可作為長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)水體質(zhì)量的指示生物。底棲生物鏈蝕水體生態(tài)環(huán)境健康的標(biāo)志之一，底棲生物對(duì)水體內(nèi)源污染控制及其重要，底棲生物鏈的建立能有效降低內(nèi)源污染釋放總量和速度。第六章微生物的生理特性3什么叫生長(zhǎng)因子？它包括哪些物質(zhì)？微量元素和生長(zhǎng)因子有何區(qū)別？生長(zhǎng)因子是一類(lèi)調(diào)節(jié)微生物正常代謝所必需，但不能利用簡(jiǎn)單的碳、氮源自行合成的有機(jī)物。并非所有的微生物都需要外界為它提供生長(zhǎng)因

16、子。廣義的生長(zhǎng)因子包括維生素、堿基、卟啉及其衍生物、甾醇、胺類(lèi)、C4～C6的分枝或直鏈脂肪酸，有時(shí)還包括氨基酸；狹義的生長(zhǎng)因子一般指維生素。而微量元素屬于無(wú)機(jī)鹽，是指微生物的生長(zhǎng)繁殖所需濃度在10－6～10－8molL范圍內(nèi)的元素。4什么叫單純擴(kuò)散、促進(jìn)擴(kuò)散、主動(dòng)運(yùn)輸、基因轉(zhuǎn)位？比較微生物對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)吸收四種方式的異同。單純擴(kuò)散又稱(chēng)被動(dòng)運(yùn)輸，是最簡(jiǎn)單的方式，也是微生物吸收水分及一些小分子有機(jī)物的運(yùn)輸方式。它的特點(diǎn)是物質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn)順著濃度差進(jìn)行

17、，運(yùn)輸過(guò)程不需消耗能量，物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)不發(fā)生變化。促進(jìn)擴(kuò)散的特點(diǎn)基本與單純擴(kuò)散相似，但是它須借助細(xì)胞膜上的一種蛋白質(zhì)載體進(jìn)行，因此對(duì)轉(zhuǎn)運(yùn)的物質(zhì)有選擇性，即立體專(zhuān)一性。除了細(xì)胞內(nèi)外的濃度差外，影響物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)的物質(zhì)的另一重要因素是與載體親合力的大小。主動(dòng)運(yùn)輸是微生物吸收營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的最主要方式。它的最大特點(diǎn)是吸收運(yùn)輸過(guò)程中需要消耗能量（ATP，原子動(dòng)勢(shì)或“離子泵“等），因此可以逆濃度差進(jìn)行。基因轉(zhuǎn)位與主動(dòng)運(yùn)輸非常相似，但有一個(gè)不同，即基因轉(zhuǎn)位過(guò)程

18、中被吸收的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)與載體蛋白之間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，因此物質(zhì)結(jié)構(gòu)有所改變。6何謂培養(yǎng)基？培養(yǎng)基的分類(lèi)方法有哪些？培養(yǎng)基指由人工配制的、適合微生物生長(zhǎng)繁殖或產(chǎn)生代謝產(chǎn)物的混合營(yíng)養(yǎng)物。根據(jù)物理狀態(tài)的不同，培養(yǎng)基可分為液體、固體和半固體三大類(lèi)；根據(jù)化學(xué)組分的不同，培養(yǎng)基可以分為天然培養(yǎng)基、合成培養(yǎng)基和半合成培養(yǎng)基；根據(jù)用途的不同，培養(yǎng)基可分為選擇性培養(yǎng)基、鑒別培養(yǎng)基和加富培養(yǎng)基。10何謂新陳代謝？試用圖示說(shuō)明合成代謝與分解代謝的相互關(guān)系。新陳代謝簡(jiǎn)

19、稱(chēng)代謝，是推動(dòng)一切生命活動(dòng)的動(dòng)力源，通常指在活細(xì)胞中的各種合成代謝和分解代謝的總和。合成代謝又稱(chēng)同化作用或合成作用，是微生物不斷從外界吸收營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，合成細(xì)胞物質(zhì)的過(guò)程，在此過(guò)程中需要吸收能量；分解代謝又稱(chēng)異化作用或分解作用，是微生物將自身或外來(lái)的各種復(fù)雜有機(jī)物分解為簡(jiǎn)單化合物的過(guò)程，在此過(guò)程中有能量釋放。（圖示）12細(xì)菌呼吸作用有哪幾種類(lèi)型？各有什么特點(diǎn)？微生物的呼吸作用可分為好氧呼吸、厭氧呼吸和發(fā)酵三種。好氧呼吸是一種最普遍又最重要的