器密封好便达到目的。球衣菌可用此法保藏。 综合法是利用低温、干燥和隔绝空气等几个保藏菌种的重要方法的综合作用,使 微生物的代谢处于相对静止的状态,可使菌种保存较长的时间。
31、基因工程和PCR 技术在环境工程中有何实践意义?举例说明。 答:利用基因工程获得分解多种有毒物质的新型菌种,可提高废水生物处理的效 果。利用基因工程获得降解几丁质、纤维素等难降解污染物的大肠杆菌等。 应用PCR 技术研究特定环境中微生物区系的组成、结构,分析种群动态。如对古菌的研究,对含酚废水生物处理活性污泥中的微生物种群组成及种群动态的分析等,其测定速度远快于经典的微生物分类鉴定;应用PCR 技术监测环境中的特定微生物,如致病菌和工程菌等。
32、微生物培养基是根据什么原理配制而成的?并说明配制培养基应遵守的原则和顺序。
答:配制培养基的原理:根据各种微生物的营养要求,将水、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。配制培养基的原则和顺序:烧杯中加一定量的蒸馏水,按配方称取各营养成分,然后将各营养成分逐一加入(按配方顺序加入),待每一种成分溶解后方可加下一成分,否则会引起沉淀形成。为避免产生金属沉淀物,可加入螯合剂。各成分的加入顺序:缓冲化合物、无机元素、微量元素、维生素及其他生长因子,最后调节pH 值。
33、影响病毒在环境中存活的理化因素主要有哪些?在一般的污水处理厂的污水处理工艺过程中,病毒的去除效果如何? 答:(1)影响病毒存活的物理因素主要有温度、光和干燥。
①高温对病毒的灭活作用强,低温不会灭活病毒;②日光中的紫外辐射、可见光 和X 射线、r 射线也有灭活病毒的作用;③干燥是控制环境中病毒的重要因素。 (2)体内灭活病毒的化学物质有抗体和干扰素;体外灭活病毒的化学物质有酚、 甲醛、亚硝酸、氨和醚类等。
(3)一般污水处理工艺流程包括一级处理、二级处理和三级处理。
①一级处理是物理过程,以筛除渣为主,最多去除30%;②二级处理是生物处理过程,可去除病毒90%-99%;③三级处理是深度处理,可使病毒的滴度常用对数值下降4-6。
34、根据实验目的和用途可将培养基分为哪几类?并分别说明其营养组成的特点和适用范围。
答:根据实验目的和用途可将培养基分为基础(普通)培养基、选择培养基、鉴 别培养基和加富(富集)培养基。
基础(普通)培养基:由牛肉膏、蛋白胨、氯化钠按比例配制而成,适用于一般 的微生物;
选择培养基:在培养基中加入特殊物质,如染料、胆汁盐、金属盐类、酸、碱或 抗生素等其中的一种,抑制非目的微生物生长而具有选择作用;
鉴别培养基:在培养基中加入一些指示剂,使其具有指示作用,用于鉴别菌种类 别;
加富(富集)培养基:在培养基中加入特殊的物质,使微生物生长,用于对营养 物质要求比较苛刻的微生物菌种培养。
35、基因工程的操作一般包括哪些步骤?举例说明基因工程技术在污染物处理中的实际应用。
答:基因工程是指在基因水平的遗传工程,又叫基因剪接或核算体外重组。 基因工程操作一般分为五个步骤:
①先从供体细胞中选择获取带有目的基因的DNA 片段; ②将目的DNA 的片段和质粒在体外重组; ③将重组体转入受体细胞; ④重组体克隆的筛选与鉴定;
⑤外源基因表达产物的分离与提纯。
PCR:DNA 多聚酶链式反应,是DNA 在体外扩增的技术。环境中存在各种生物的DNA,在环境中采集少量DNA,加入引物和DNA 多聚酶,经过变性和复性的过程,就可以在体外扩增到足以共检测、鉴定用的量。
36、废水中含氮物质主要有哪些?阐述它们在废水处理中可能的转化途径和废水生物脱氮的原理。
答:废水中的氮主要以氨氮和有机氮两种形式存在,有时也含有少量亚硝酸 盐和硝酸盐形态的氮,其中可溶性有机氮主要以尿素和氨基酸(蛋白质)的形式存在。转化途径:蛋白质分解为氨基酸,氨基酸通过脱氨作用和脱羧作用转化为氨和胺。氨经硝化作用转化为硝酸酸或亚硝酸。硝酸盐在反硝化作用下还原为氮气。生物脱氮的原理: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转化为NO3-N。在利用缺氧段,经反硝化细菌将NO3-N 反硝化还原为氮气(N2),溢出水面释放到大气中,参与自然界物质循环。
37、阐述革兰氏阳性和阴性细菌在细胞壁结构和化学组成上的异同点,并指出与此相关的主要特征。
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同: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。
38、什么是荚膜和黏液层?荚膜的化学组成和功能是什么?
答:荚膜是一些细菌在其细胞表面分泌的一种黏性物质,把细胞壁完全包围封 住,这层黏性物质就叫荚膜。有些细菌不产荚膜,其细胞表面仍可分泌黏性的多糖,疏松地附着在细菌细胞壁表面上,与外界没有明显边缘,这叫黏液层。 荚膜的化学组成:荚膜的含水率在90%-98%,有些细菌的荚膜含多糖。炭疽杆菌含多肽。巨大芽孢杆菌的荚膜由多糖组成网状结构,其间隙镶嵌以D-谷氨酸组
成的多肽。有的荚膜含脂质或脂质蛋白复合体。
39、论述在水处理工程领域中菌胶团的含义及其作用。
答:有些细菌由于其遗传特性决定,细菌之间按一定的排列方式互相粘集在一 起,被一个公共荚膜包围形成一定形状的细菌集团,叫菌胶团。 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。
40、什么是自然界的氮循环?有哪些过程?微生物在其中分别起到什么作用? 答:在微生物、植物和动物三者的协同作用下将分子氮、有机氮化合物和无机氮化合物这三种氮素的形态相互转化,即构成氮循环。
氮循环包括氨化作用、硝化作用、反硝化作用及固氮作用等过程。
概念:微生物有机氮化合物在氨化微生物的脱氨作用下产生氨,称为氨化作用。梭状芽孢杆菌等氨基酸脱下的氨,在有氧的条件下,经亚硝酸细菌和硝酸细菌的作用转化为硝酸,称为硝化作用。亚硝酸单胞菌属、亚硝酸球菌属、亚硝酸螺菌属、亚硝酸叶菌属、硝化杆菌属等。兼性厌氧的硝酸盐还原细菌将硝酸盐还原成氮气,成为反硝化作用。施氏假单胞菌、脱氮假单胞菌、荧光假单胞菌、紫色杆菌、脱氮色杆菌。在固氮微生物的固氮酶催化作用下,把分子氮转化为氨,进而合成为有机氮化合物,成为固氮作用。根瘤菌、圆褐固氮菌、黄色固氮菌、雀稗固氮菌、拜叶林克氏菌属和万氏固氮菌。
41、论述天然水体的自净作用过程及该原理在废水生物处理中的应用。
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