水處理生物學_課后題答案

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

2、種類型。在細胞生物中又分為古菌、原核生物（如細菌、放線菌、藍細菌、支原體、立克次氏體、衣原體等）、真核生物。真核生物又可細分為藻類、真菌（如酵母菌、霉菌等）、原生動物（分為肉足類、鞭毛類、纖毛類）、微型后生動物。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？微生物除了具有個體微小、結(jié)構(gòu)簡單、進化地位低等特點外，還具有以下特點：（1）種類多。（2）分布廣。微生物個體小而輕，可隨著灰塵四處飛揚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養(yǎng)物質(zhì)，所以土壤中微生物的種類和數(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，即由一個分裂為兩個。如果條件適宜，經(jīng)過10h就可繁殖為數(shù)億個。（4）易變異。這一特點使微生物較能適應外界環(huán)境條件的變化。第二章原核微生物1細菌的大小一般是用什么單位測量的？細菌的大小一般是用什么單位測量的？細菌的大小一般只有幾個μm，故一般用μm測量。2以形狀來分，細菌可分為哪幾類？細菌的形態(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、方形和圓盤形等。球狀、桿狀和螺旋狀是細菌的基本形態(tài)。自然界中，以桿菌最為常見，球菌次之，螺旋菌最少。4什么是革蘭氏染色？其原理和關鍵是什么？它有何意義？1884年丹麥病理學家HansChristianGram提出了一個經(jīng)驗染色法，用于細菌的形態(tài)觀察和分類。其操作過程是：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染。這就是最常采用的革蘭氏染色法。革蘭氏染色

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

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

7、著細胞質(zhì)的薄膜，其化學組成主要是蛋白質(zhì)、脂類和少量糖類。整體細胞膜的結(jié)構(gòu)，目前大家比較公認的是“鑲嵌模型“，其要點是：①磷脂雙分子層組成膜的基本骨架。②磷脂分子在細胞膜中以多種方式不斷運動，因而膜具有流動性。③膜蛋白以不同方式分布于膜的兩側(cè)或磷脂層中。細胞膜的主要功能為：①選擇性地控制細胞內(nèi)外物質(zhì)（營養(yǎng)物質(zhì)和代謝產(chǎn)物）的運送和交換。②維持細胞內(nèi)正常滲透壓。③合成細胞壁組分和莢膜的場所。④進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、和運輸酶以及電子呼吸鏈組成的所在地。⑥鞭毛的著生和生長點。7什么是菌落？將單個或少量同種細菌（或其他微生物）細胞接種于固體培養(yǎng)基表面（或內(nèi)層）時，在適當?shù)呐囵B(yǎng)條件下（如溫度、光照等），該細胞會迅速生長繁殖，形成許多細胞聚集在一起且肉眼可見的細胞集合體，稱之為菌落。準確地講，菌落就是在固體培養(yǎng)基上（內(nèi)）以母細胞為中心的、肉眼可見的、有一定形態(tài)、構(gòu)造特征的子細胞團。8什么叫菌膠團？菌膠團在污水生物處理中有何特殊意義？當莢膜物質(zhì)融合成一團塊，

9、內(nèi)含許多細菌時，稱為菌膠團。菌膠團是活性污泥中細菌的主要存在形式，有較強的吸附和氧化有機物的能力，在污水生物處理中具有重要的作用。一般說，處理生活污水的活性污泥，其性能的好壞，主要根據(jù)所含菌膠團多少、大小及結(jié)構(gòu)的緊密程度來定。9簡述放線菌的特點與菌落特征。放線菌是一類主要呈菌絲狀生長和以孢子繁殖的陸生性較強的原核生物。它的細胞結(jié)構(gòu)與細菌十分相近，是細菌中進化較高級的類群，絕大多數(shù)放線菌是革蘭氏陽性菌。放線菌都是單細胞的個體。細胞體內(nèi)既沒

10、有葉綠素，也沒有成形的細胞核。放線菌的菌絲分為營養(yǎng)菌絲和氣生菌絲。大多數(shù)放線菌為異養(yǎng)型，靠營養(yǎng)菌絲吸收營養(yǎng)物質(zhì)，營腐生生活。大多數(shù)放線菌是好氧的，只有某些種是微量好氧菌和厭氧菌。當生長發(fā)育到一定時期時，氣生菌絲頂端長出孢子絲形成孢子。孢子散落出去，在適宜的條件藻類對給水工程有一定的危害性。當它們在水庫、湖泊中大量繁殖時，會使水帶有臭味，有些種類還會產(chǎn)生顏色。水源水中含大量藻類時會影響水廠的正常水處理過程，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)生強烈的氣味而使水不適于飲用。12水處理中常見的原生動物有哪幾類？它們在污水處理中的主要作用分別是什么？污水處理中常見的原生動物有三類：肉足類、鞭毛類和纖毛類。原生動物在水體凈化與廢水處理中的應用1)凈化水質(zhì)作用動物性營養(yǎng)型的原生動物吞食細菌、有機物顆粒，因此促進了水質(zhì)凈化作用。2)促進生物絮凝作用草履蟲等纖毛蟲具有生物絮凝作用，促進水體澄清作用。3)作為水質(zhì)處理的指示生物由于鞭毛蟲、肉足蟲、游泳型纖毛蟲與固著型纖毛

12、蟲對生存的水質(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。同時原生動物個體較大，易于觀察與分辨。因此常作為水體無機化和廢水處理運轉(zhuǎn)管理的指示生物。4)廢水處理及水質(zhì)凈化過程原生動物的變動運行初期出現(xiàn)肉足類、植物性、動物性鞭毛蟲；水質(zhì)處理高峰期出現(xiàn)較多游泳型纖毛蟲；水質(zhì)凈化較好時出現(xiàn)鐘蟲等。13水處理中常見的微型后生動物有哪幾類？它們在污水處理中的主要作用分別是什么？在水處理工作中常見的微型后生動物主要是多細胞的無脊椎動物，包括

13、輪蟲、甲殼類動物和昆蟲及其幼蟲等。輪蟲以細菌、小的原生動物和有機顆粒等為食物，所以在污水的生物處理中有一定的凈化作用。在污水生物處理過程中，輪蟲也可作為指示生物。當活性污泥中出現(xiàn)輪蟲時，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。輪蟲在水源水中大量繁殖時，有可能阻塞水廠的砂濾池。在給水排水工程中常見的甲殼類動物有水蚤和劍水蚤。它們以細菌和藻類為食料。若大量繁殖，可能影響水廠濾池的正常運行。楊花堂出水中往

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

15、，遷移能力有限，且包括敏感種和耐污種，故常稱為“水下哨兵“，其種類與多樣性可作為長期監(jiān)測水體質(zhì)量的指示生物。底棲生物鏈蝕水體生態(tài)環(huán)境健康的標志之一，底棲生物對水體內(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3什么叫生長因子？它包括哪些物質(zhì)？微量元素和生長因子有何區(qū)別？生長因子是一類調(diào)節(jié)微生物正常代謝所必需，但不能利用簡單的碳、氮源自行合成的有機物。并非所有的微生物都需要外界為它提供生長因

16、子。廣義的生長因子包括維生素、堿基、卟啉及其衍生物、甾醇、胺類、C4～C6的分枝或直鏈脂肪酸，有時還包括氨基酸；狹義的生長因子一般指維生素。而微量元素屬于無機鹽，是指微生物的生長繁殖所需濃度在10－6～10－8molL范圍內(nèi)的元素。4什么叫單純擴散、促進擴散、主動運輸、基因轉(zhuǎn)位？比較微生物對營養(yǎng)物質(zhì)吸收四種方式的異同。單純擴散又稱被動運輸，是最簡單的方式，也是微生物吸收水分及一些小分子有機物的運輸方式。它的特點是物質(zhì)的轉(zhuǎn)運順著濃度差進行

17、，運輸過程不需消耗能量，物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)不發(fā)生變化。促進擴散的特點基本與單純擴散相似，但是它須借助細胞膜上的一種蛋白質(zhì)載體進行，因此對轉(zhuǎn)運的物質(zhì)有選擇性，即立體專一性。除了細胞內(nèi)外的濃度差外，影響物質(zhì)轉(zhuǎn)運的物質(zhì)的另一重要因素是與載體親合力的大小。主動運輸是微生物吸收營養(yǎng)物質(zhì)的最主要方式。它的最大特點是吸收運輸過程中需要消耗能量（ATP，原子動勢或“離子泵“等），因此可以逆濃度差進行。基因轉(zhuǎn)位與主動運輸非常相似，但有一個不同，即基因轉(zhuǎn)位過程

18、中被吸收的營養(yǎng)物質(zhì)與載體蛋白之間發(fā)生化學反應，因此物質(zhì)結(jié)構(gòu)有所改變。6何謂培養(yǎng)基？培養(yǎng)基的分類方法有哪些？培養(yǎng)基指由人工配制的、適合微生物生長繁殖或產(chǎn)生代謝產(chǎn)物的混合營養(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；根據(jù)化學組分的不同，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？試用圖示說明合成代謝與分解代謝的相互關系。新陳代謝簡

19、稱代謝，是推動一切生命活動的動力源，通常指在活細胞中的各種合成代謝和分解代謝的總和。合成代謝又稱同化作用或合成作用，是微生物不斷從外界吸收營養(yǎng)物質(zhì)，合成細胞物質(zhì)的過程，在此過程中需要吸收能量；分解代謝又稱異化作用或分解作用，是微生物將自身或外來的各種復雜有機物分解為簡單化合物的過程，在此過程中有能量釋放。（圖示）12細菌呼吸作用有哪幾種類型？各有什么特點？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