环境微生物学╲t复习资料

环境微生物学 第一章 绪论

一、微生物及其特点

微生物是众多肉眼不可见、个体微小的低等生物的总称。细胞型微生物包括原核微生物和真核微生物。 特点：1、种类繁多，分布极广 2、繁殖迅速、数量巨大 3、个体微小、容易变异 二、微生物对人类生产环境有何影响？（微生物对可持续发展有何影响？）

1、微生物菌种是人类宝贵的自然资源，是地球生物多样性中的重要成员 2、微生物是环境中有机物的主要分解者 3、微生物是环境中无机物的重要转化者 4、微生物是参与环境污染物综合利用、变废为宝的积极分子

5、某些致病微生物及微生物代谢产生的有毒有害化学物质，可通过水体、空气、土壤、食品等环境媒介广为传播，

污染环境、危害人体健康

6、在特定环境中，微生物可产生大量的温室气体，有可能助长大气温室效应 三、什么是环境微生物学？它的研究任务与内容主要有哪几方面？ 环境微生物学是指研究保护环境的微生物

内容：主要研究微生物在人类生存环境中的活动情况与作用规律；研究微生物对于人类环境所产生的有利影响与有

害影响；研究防治环境污染、改善与提高环境质量的微生物学原理、途径、技术与方法，其最终目的是保护环境并造福人类的微生物学

研究任务：1、微生物在自然环境中存在的基本状况与活动规律 2、微生物对化学污染物的防治及其他有利影响 3、微生物对环境的有害影响及其防治 4、环境监测中的微生物学技术与方法

第二章 环境中的微生物

一、菌落：细菌在固定培养基上生长发育，几天内由1个或几个细菌分裂繁殖、聚集在一起形成肉眼可见的群体 二、菌株：是指同种微生物不同来源的纯培养物 三、细菌细胞的主要形态和结构 形态：球形、杆形、螺旋形

结构：1、基本构造。包括：细胞壁、细胞膜、细胞质、原核2、特殊构造。包括：荚膜、鞭毛、伞毛、芽孢、孢囊 四、细胞壁的主要生理功能

1、使细胞具有固定外形和保护细胞

2、细胞壁化学组成的细微差异可使不同细菌具有不同的抗原性、致病性和对噬菌体等感染的敏感性

3、细菌细胞壁具有一定孔径的微孔，可以允许水、空气和其他小分子化学物质进入，但对大分子物质起阻拦作用 4、细胞壁是具有鞭毛细菌鞭毛运动的力学支点，没有细胞壁的鞭毛无法运动 五、光合细菌进行光合作用的特点

1、它们不能光解水、以水中的质子还原CO2 ，而是从有机物或水以外的无机物中取得氢 2、它们的光合作用不产生氧 3、光合作用一般在厌氧条件下进行 六、古细菌与细菌相比有哪些特点？

1、16S rRNA序列分析：古细菌与细菌不相似

2、形态：古细菌有扁平直角几何形状的细菌，而细菌从未发现

3、结构：①古细菌细胞壁中不含胞壁酸；②古细菌细胞质膜含醚键脂及分支烃；③许多古细菌有内含子 4、中间代谢：古细菌可有独特的辅酶参入 5、严格厌氧是古细菌的主要呼吸类型

6、生境：大多数古细菌生活在高温、极热、高盐、极酸或高度缺氧的极端环境中 7、繁殖速率：古细菌繁殖速率较真细菌缓慢 七、真菌的分类及常见属

1、菌丝无隔膜，有性孢子为卵孢子或结合孢子的，属藻状菌纲 2、菌丝有隔膜，有性孢子内生，为子囊孢子者，属子囊菌纲 3、菌丝有隔膜，有性孢子外生，为担孢子者，属担子菌纲 4、菌丝有隔膜，尚未发现其有性繁殖过程者，为半知菌类 八、病毒的主要特征

1、病毒不具有细胞结构，大多数病毒只有核酸和蛋白质组成成分，核酸也要么是DNA要么是RNA，两者仅其一 2、体积小，需用电子显微镜才能观察到

3、营专性寄生，只有在寄主体细胞内才能表现出生命特征 九、微生物菌种保藏的要求、基本原理和方法

要求：1、广泛收集各种研究、教学和生产性菌种 2、高质量保藏，即要求保藏的菌种不死亡、活性不衰老、特性

不变异、分类不紊乱 3、随时可提供保持有原始特性的菌种用于交换和使用

基本原理：将微生物菌种保存于不良环境中，使微生物代谢速率极为缓慢或处于休眠状态。而一旦恢复所保存菌种

生长的正常环境和营养条件，即可获得具有高生理活性和保持原种优良性状的菌种培养物

方法：1、培养物传代保藏法。将微生物菌种不断地在新鲜培养基上（中）转接传代或专性寄生微生物不断地在新

的寄主组织中转接传代

2、干燥保藏法。待细菌培养物形成大量芽孢、放线菌和霉菌形成孢子后，接入经酸洗、灭菌、干燥的砂土

混合物中，真空干燥后石蜡密封。或直接转接入灭菌试管或安瓿小瓶中再干燥后封口。制作后置冷凉干燥处或低温处

3、低温保藏法。将已培养生长良好的固体斜面培养物或液体培养物置于低温环境中保存

第三章 微生物的生长与代谢

一、培养基：根据微生物生长、繁殖对营养物质的需要而人工配制的营养基质

二、加富培养基：培养基中加入额外营养物质，满足某种或某类微生物的需要，使其生长繁殖较其他微生物迅速以逐

步淘汰其他微生物

三、选择培养基：在培养基中添加或不添加特定化学物质以选择性地促进某类微生物生长而抑制不需要微生物的生长 四、分解代谢（异化作用、分解作用）：微生物将自身的或外来的各种复杂的有机物质分解为简单化合物的过程 五、呼吸作用：微生物在基质氧化分解过程中，释放出电子，生成水或其他还原性产物并释放出能量的过程

六、繁殖：当单个细胞个体生长到一定程度时，由一个亲代细胞分裂为两个大小、形状与亲代细胞相似的子代细胞，

使个体数目增加的过程

七、分批培养：将少量微生物一次接种于一定容积的培养基中生长培养，最后一次收获的培养方法

八、连续培养：在细菌进入对数生长期时以一定的速度不断补充新鲜营养物质，同时以同样的速度排出培养物，以延

长对数生长期的培养方法

九、细菌生长曲线：在细菌生长繁殖过程中定期取样进行菌数测定，以培养时间为横坐标，以细菌数目为纵坐标，绘

制成的曲线图。 细菌曲线大致分为：迟缓期、对数期、稳定期、衰亡期4个阶段

十、恒化培养：将某种必须的营养物质控制在较低的浓度，作为限制性因子，以一定的速度补充新鲜培养液、排放老

营养液，使微生物的生产速度保持恒定

十一、恒浊培养：采用浊度计自动测量培养液中细胞的浊度，通过调节新鲜培养液的补充速度保持浊度的恒定 十二、微生物的营养物质主要类型及其作用

1、碳源。自养微生物以一碳化合物作为唯一或主要碳源合成细胞物质；异养微生物则以有机碳化合物作为碳源，

许多微生物利用这些碳源的同时获取了能量

2、氮源。从分子态氮、无机态氮到复杂的含氮有机物，都可被不同的有机物所利用

3、无机盐。构成细胞的组成成分;作为酶的组成部分，维持酶的活性;调节细胞渗透压、氢离子浓度、氧化还原电位 4、生长因子：构成酶的辅酶或辅基，参与新陈代谢

5、水：水是微生物体内、体外的溶媒，营养物质的吸收与代谢产物的分泌都需要水的介导；由于水的比热容较大，

可以有效地吸热和散热，起到调节温度的作用

十三、培养基的配置原则

1、根据微生物的营养需求供给合适的碳源、氮源、无机盐或生长因子等 2、注意各营养物质的浓度及配比 3、控制理化条件

4、利用价格低廉且容易得到的原料作为培养基的营养成分，在工业化生产过程中，可以降低成本 5、配制培养基时应避免产生沉淀，配置完毕后应及时灭菌 十四、微生物如何摄取营养物质？

原生动物靠吞噬作用或胞饮作用摄取食物。吞噬作用是由细胞表面直接包围固体食物，形成食物泡进入细胞内而后

被消化。胞饮作用是由细胞包围液体或胶体物，形成食物泡进入细胞内而后被消化 细菌、藻类和真菌通过细胞质膜吸收，因此所摄取的营养物质是可溶性的才能透过细胞膜

影响营养物质透过细胞膜的因素：1、细胞壁与细胞膜的结构 2、营养物质本身的性质 3、微生物生活的环境 十五、酶的性质与作用特征

1、酶是蛋白质。酶由蛋白质构成，具有蛋白质的特性

2、酶的专一性。酶的催化作用具有高度的专一性，一种酶只能催化一种或一类反应

3、酶促作用的可逆性。酶促作用在本质上是可逆的，在生物体内有些反应是可逆的，有些是不可逆的

4、酶的作用条件。酶的反应速率受酶浓度、底物浓度、温度、PH、抑制剂和激活剂等因素的影响 十六、、微生物合成作用（合成代谢、同化作用）必须具备三要素

1、小分子前体物质。主要来源于无机养料及分解代谢过程产生的小分子前体碳架物质 2、能量。主要来源于呼吸作用和光合作用生成的ATP

3、还原力。主要指TCA循环、光合作用等产生的NADPH和NADH

十七、微生物将呼吸作用或光合作用产生的能量转化为ATP的途径有哪些？ 1、有氧呼吸:以分子氧为最终电子受体，将底物彻底氧化为H2O和CO2，通过氧化磷酸化或底物水平磷酸化产生ATP 2、无氧呼吸：以某些无机氧化物或延胡索酸等有机物作为氢及电子受体，主要通过氧化磷酸化产生ATP

3、发酵作用：亦是在无氧条件下进行的呼吸作用，但它是以有机质分解过程中的中间产物作为氢及电子受体，主要

通过底物水平磷酸化产生ATP

第五章 微生物在环境中的分布及其相互关系

一、根圈：是指植物根系表层至其外围几毫米的土壤区域，是植物根系直接影响的土壤范围

二、互生关系：是指一种微生物的生活创造或改善了另一种微生物的生活条件，这种有利作用可以是单方面的偏利共

生或双方面的互惠共生

三、寄生关系：是指一种微生物生活在另一种微生物体内，以另一种微生物为生活基质，在其中进行生长繁殖，并对

后者带来或强或弱的危害作用

四、土壤为什么是微生物良好的生活环境

1、养分。土壤中含有各种无机盐类和有机物。土壤中的有机质是异养微生物的碳源和能源 2、水分及渗透压。土壤中含有足够水分以供微生物生活

3、空气。土壤具有孔隙性。土壤团粒间充满空气，好氧微生物生活其中

4、PH。土壤中溶液PH一般在中性左右，缓冲性较强，适合大多数微生物生长

5、温度。大部分地区土壤温度的变化在0～30℃之间，而在一年大部分时间内其温度变化在10～25℃，这个温度

范围适宜多种微生物的生长

第六章 微生物在物质循环中的作用

一、氨化作用：有机氮化物在微生物的分解作用中释放出氨的过程

二、硝化作用：氨经过微生物作用氧化成亚硝酸，再进一步氧化成硝酸的过程 三、反硝化作用：硝酸盐在通气不良情况下经微生物作用而还原的过程

四、生物固氮作用：微生物在常温常压下直接利用分子态氮，将之还原为氨的过程

五、硫化作用：硫化氢、元素硫或硫化亚铁等在硫细菌作用下进行氧化，最后生成硫酸的过程 六、碳素循环的基本过程及微生物分解有机物的一般途径

碳素循环主要包括空气中的CO2经光合作用形成有机物，以及有机物被分解成CO2回归到大气中

途径：1、复杂有机物分解为简单有机物。对于复杂有机物，微生物首先通过其分泌于细胞外的胞外酶类使基质分

解成简单的可溶性有机物而后吸入体内加以利用

2、简单有机物的有氧分解。1）、完全氧化。简单的有机物被各类好氧和兼性厌氧微生物吸收进入细胞后，

在有氧呼吸过程中被彻底氧化成CO2和H2O 2）、不完全氧化。微生物不完全氧化有机物生成有机酸类

3、简单有机物的无氧分解。糖类和其他简单有机物，在缺氧环境中，由厌氧菌或兼性厌氧微生物通过发酵

作用或无氧呼吸分解

七、微生物进行反硝化作用的适宜条件

1、有丰富的有机物作为碳源和能源2、NO-3作为氮源与受氢体 3最适PH中性至微碱性 4温度为中温型25℃左右 八、甲烷的生物学特征

1、它是仅有的靠微生物活动所大量产生的气体

2、这种气体的分解是由一类对较大分子碳氢化合物没有活性的微生物推动的 九、影响固氮作用的主要因素

1、C/N比与含氮化合物浓度。对异养型固氮微生物而言，环境中丰富的有机物提供大量能源和碳源，既利于生长，

又利于固氮；但当环境中存在含氮化合物时，固氮酶会受到产物NH+4的反馈抑制，其活性会急剧下降。 2、氧气。对好氧性固氮微生物而言，氧气是必要的生活条件。然而，固氮酶对氧气相当敏感，只有在低氧分压时才进行固氮。各种固氮微生物，在长期的进化过程中均形成一套防氧保护机制 十、无机元素循环与转化的一般途径

1、无机物的有机质化。微生物在同化碳、氮、氢、氧进行生命活动的同时，吸收利用其他无机质，从而合成含该

无机元素的有机化合物