1、如何从粪便污染的水体中将大肠杆菌群中的四种菌逐一鉴别出来？
答：使用鉴别培养基，大肠埃希氏菌，枸橼酸盐杆菌，产气杆菌，副大肠杆菌均能在远藤氏培养基上生长，但它们对乳糖的分解能力不同：前三者能分解乳糖，但分解能力有强有弱，大肠埃希氏菌分解能力最强，菌落呈紫红色带金属光泽；枸橼酸盐杆菌次之，菌落呈紫红或深红色；产气杆菌第三，菌落呈淡红色，副大肠杆菌不能分解乳糖，菌落无色透明。这样，这四种菌被鉴别出来了。
2、专性厌氧微生物为什么不需要氧？氧对专性厌氧微生物有什么不良影响？
答：因为专性厌氧微生物一遇到氧就会死亡。在氧气存在时，专性厌氧微生物代谢产生的NADP2和O2反应生成H2O2和NAD，而专性厌氧微生物没有过氧化氢酶，它将被生成的过氧化氢杀死。O2还可以产生游离O-2，由于专性厌氧微生物没有破坏O-2的超氧化物歧化酶而被O-2杀死。耐氧的厌氧微生物虽具有超氧化物歧化酶，能耐O2然而它们缺乏氧化氢酶，仍会被氧化氢杀死。
3、蓝细菌与其他光合细菌的代谢特征和特点有什么不同？各自在富营养池塘中的可能作用是什么？
答：（1）蓝细菌是一类含有叶绿素a、类胡萝卜素及藻胆蛋白等光合色素，进行光合作用并产生氧的原核微生物。光合细菌是又一类含有光合色素，进行光合作用的细菌。但这些细菌与上述蓝细菌不同，都不含叶绿素，只含有菌绿素及类胡萝卜素。光合细菌进行光合作用的特点表现在：①它们不能光解水、以水中的质子还原二氧化碳，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。
（2）在富营养池塘中，由于存在大量氮、磷等营养物质，会引起蓝细菌的恶性增殖，并最终导致“水华”现象。其它光合细菌由于需要厌氧条件才能生存，当蓝细菌水华暴发时，水体会出现溶解氧过饱和现象，不会导致其它光合细菌的大量繁殖，仅在蓝细菌大量死亡，腐烂分解时，由于消耗掉水体中大量氧气，产生厌氧环境时才开始繁殖，并开始进一步分解水体的有机物。
4、在天然环境和人工环境中微生物之间存在哪几种关系？举例说明。
答：种内关系：竞争、互助；种间关系：竞争、原始合作、共生、偏害、捕食、寄生
(1)竞争关系：在好氧生物处理中，当溶解氧或营养成为限制因子时，菌胶团细菌和丝状菌表现出明显的竞争关系。
(2)原始合作关系（互生关系）：固氮菌具有固定空气中氮气的能力，但不能利用纤维素作碳源和能源，而纤维素分解菌分解纤维素为有机酸对他本身的生产繁殖不利，但当两者一起生活时，固氮菌固定的氮为纤维素分解菌提供氮源，纤维素分解菌分解纤维素的产物有机酸被固氮菌用作碳源和能源，也为纤维素分解菌解毒。
(3)共生关系：原生动物中的纤毛虫类、放射虫类、有孔虫类与藻类共生。 (4)偏害关系：乳酸菌产生乳酸使pH下降，抑制腐败细菌生长。 (5)捕食关系：原生动物吞食细菌。 (6)寄生关系：噬菌体在细菌中生物。
5、如何培养活性污泥和进行微生物膜的挂膜？
答：接种污泥应尽量取自处理同类水质的污水处理厂。在这种情况下，活性污泥的培育可以直接在曝气池中进行，一般步骤如下：①将污水泵入曝气池，并按曝气池有效体积的5%~10%投入接种污泥。②在不进水的条件下，连续曝气数天，溶解氧控制在1mg/L左右。③继续保持曝气，以小流量进水，并逐渐提高进水流量，最终达到设计流量。每调整一个流量，一般应保持1周左右的运行时间。注解氧也应随流量的增加而适当提高，最终维持在2～3mg/L。判断活性污泥是否成熟，可以利用镜检的方法。微生物挂膜可分为自然挂膜法和菌种添加挂膜法。自然挂膜法是利用待处理污水中的自然菌种进行生物膜培育的方法。具体做法为：将待处理的污水一次性通往生物反应器，在不进水的情况下连续循环3～7天。之后改为连续进水，流量从小到大，最终达到设计流量。每调整一个流量，一般应保持3～7天左右的运行时间。在这过程中污水和空气中的微生物附着在填料的表面。生长繁殖，生物量逐渐增加，形成微生物膜。菌种添加挂膜法：为加速生物膜的形成或提高生物膜的降解能力，可向污水中投加优良菌种，如：污水处理厂成熟的活性污泥、生物膜、或实验室分离得到的高效菌种等。具体做法为：将待处理污水与接种菌种在生物膜反应器内混合，连续循环3～7天。之后改为连续进水，流量从小到大，最终达到设计流量。
6、在无锡城镇污水处理厂将出水水质由一级B标准升级到一级A标准以强化生物除磷脱氮效果的改造工程中，常在好氧区人工投加生物填料，形成活性污泥与生物膜复合的生物处理工艺。试从微生物角度对此生物处理工艺改造措施进行分析。
答：在污水处理时，出水水质由一级B标准升级到一级A标准，主要难度在于出水氮、磷指标稳定达到排放标准，而市政污水处理厂一般处理规模较大，化学脱氮除磷的成本太高，通常只作为辅助手段。在这种形式下，如何提高生物脱氮除磷工艺就成为关键问题。
生物脱氮利用硝酸态氮在厌氧条件下，可被反硝化微生物利用，逐步还原成为分子态氮而逸出进入大气的原理去除污水的硝酸态氮的一种技术，但是如果污水中含有大量氨离子，就必须先经过硝化过程转化为硝酸态氮，然后在进行反硝化作用而脱氮。在生物脱氮过程中，由于硝化细菌生长缓慢，并且在一般活性污泥中菌数不高，常成为该过程的一个限制因素，而硝化过程又是在有氧条件下进行，因此为了提高生物脱氮效率，必须在好氧区人工投加生物填料，以增加硝化菌的数量，提高污水中氨离子转化速度，并最终提高生物脱氮效率。 生物除磷主要是通过“聚磷菌”在厌氧条件下释放出磷，但在好氧条件下可以摄取超过其生理需要的过量的磷，并形成高磷污泥，从而达到从污水中去除磷的效果。因此在处理的过程中，要不断进行排泥，这样就需要不断的加入生物填料，以补充“聚磷菌”。
最后，无论是活性污泥还是生物膜，在污水处理过程中均会出现老化等问题，因此也需要及时补充。
7、微生物需要哪些营养物质，它们各有什么主要生理功能？
答：1碳源：微生物主要利用各种碳源合成细胞物质，并且很多微生物在利用碳源的同时也获取了能量。2氮源：微生物利用氮源合成各种蛋白质与酶，是其生存必须的营养物质。3无机盐：无机盐也是微生物生长不可或缺的营养物质，主要作用是构成细胞的组成成分；作为酶的组成成分；维持酶的活性；调节细胞渗透压、氢离子浓度、氧化还原电位等。某些无机盐还可作为一些自养微生物的能源。4生长因子：其主要作用是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，直到调节温度的作用。
8、活性污泥中原生动物和微型后生动物主要有哪些类群？这类生物在污水生物处理中有哪些作用？
答：原生动物主要有3类，鞭毛类、肉足类和纤毛类，其中以纤毛类为主。后生动物主要有2类，轮虫和线虫。
主要作用有3点：1促进絮凝：有的原生动物能分泌黏液，促进生物絮凝，从而改善活性污泥的泥水分离特性。2净化作用：大部分原生动物是动物性营养，能吞食游离细菌和微小污泥，有利于改善水质。腐生鞭毛虫等可吸收污水中的有机物。3指示作用：根据出现的原生动物的种类可以判断活性污泥的状态和处理水质的好坏。在活性污泥的动物初期，微型动物出现的规律是，先出现以有机物颗粒为食的鞭毛虫和肉足虫；随着细菌增殖，开始出现以细菌为食的纤毛虫；随着菌胶团的增加，固着型纤毛虫逐渐代替泳动纤毛虫；污水处理正常运转时，以有柄纤毛虫为优势。因此，根据原生动物和微型动物的种类交替可以判断污泥培养的成熟度。
9、什么是无氧呼吸？无氧呼吸的微生物类群在环境工程中可起什么作用？
答：不以分子氧受氢及电子，而是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的过程为无氧呼吸。
反硝化细菌可以将硝酸根和亚硝酸根还原为氮气，在环境工程的水处理过程中可以起到生物脱氮的作用。反硫化细菌可以将硫酸根还原为硫化氢气体，从而在污水处理过程中起到生物脱硫的作用。很多异养厌氧微生物可以进行无氧发酵，分解有机物，环境工程中正是利用微生物的发酵过程进行垃圾的高温堆肥处理。
10、不同生长阶段的细菌有何特征？控制微生物生长阶段在活性污泥法污水处理上有什么意义？
答：停滞期细菌特点：
1、菌体内物质量显著增加，菌体体积增大，许多杆菌可长成长丝状。
2、生长速率常数等于零，
3、细胞内RNA含量增高，原生质呈嗜碱性。
4、细胞代谢机能活跃，易产生诱导酶，生长速率逐渐加快。
5、对外界不良条件较为敏感。对数期特点：
1、生长速率常数达到最大，
2、细胞生长平衡，
3、酶系活跃，代谢旺盛，细菌对不良环境因素的抵抗力较强。静止期特点：
1、死亡率和繁殖率相等，细菌处于正增长和负增长相等的动态平衡之中，生长速率等于零；
2、细菌产生量达到最大值，细菌总数最高且保持不变，并维持一段时间，
3、细菌开始积累储存物质，衰亡期特点：静止期之后，细菌会因缺乏营养物质而开始利用自身储存的物质进行内源呼吸，即自身溶解，主要是外界环境对继续生长越长越不利，从而引起细胞内的分解代谢大大超过合成代谢，继而导致菌体死亡。
环境中营养物质的多少影响着微生物的生长。我们控制营养物质的供给，就控制了微生物的生长繁殖及活动情况，在生物处理中，我们控制了一定的F/M值，（F代表营养物质，M代表细胞量，F/M是两者的比值，也称生物负荷率）就可以得出不同的微生物生长率，微生物的活性和处理效果。如果我们采用较高的F/M值维持微生物的对数生长，则此时微生物繁殖很快，活力也很强，处理废水的能力必然较高。微生物处于食料过剩的环境中，微生物的生长速率不受有机物的限制，而与其本身的量有关。在这种情况下，微生物的絮凝、沉降性较差，出水带出的有机物质，包括菌体也多一些，也就是说，利用对数期进行废水处理的生化处理，虽然反应速率很快，但是想取得稳定的出水以及较高的处理效果，也比较困难，所以一般在废水生物处理过程中，经常利用静止期的微生物生长、活动，使污水中的有机物稳定化，并取得较好的处理效果。
11、试分析A2/O工艺中硝化菌与聚磷菌在污泥龄上的矛盾关系，并提出解决方法。
答：A2/O工艺由于将厌氧、缺氧和好氧三种不同环境条件下生长的微生物，如聚磷菌、普通异养反硝化菌、普通异养菌和自养硝化菌等混合在同一系统中生长，而各个类型微生物的生长周期不同，由此不可避免的存在污泥龄的矛盾。在好氧段要实现硝化作用，必然需要维持较高的硝化菌数量，由于硝化菌是化能自养菌，生长周期缓慢，因此需要较长的污泥龄才能保证硝化作用；而聚磷菌属于短世代的微生物，生物除磷也是通过排放高含磷污泥来实现的，这就要求采用短泥龄来提高除磷效率，因而系统需要运行在较短的泥龄条件下，污泥龄矛盾由此产生。
污泥龄矛盾解决办法：1通过摸索不同营养条件和环境条件下的污泥龄，在实际生产中选择一个比较的折中的污泥龄达到最高处理效率。2设立中间沉淀池，搞两套污泥回流系统使不同泥龄的微生物居于前后两级，第一级泥龄很短，主要功能是除磷；第二级泥龄较长，主要功能是脱氮。该系统的优点是成功地把两类泥龄不同的微生物分开。3在A2/O工艺好氧区的适当位置投放填料，由于硝化菌可栖息于填料表面不参与污泥回流，故能解决脱氮除磷工艺的泥龄矛盾，这种作法的优点是既达到了分离不同泥龄微生物的目的，又维持了常规A2/O工艺的简捷特点。
12、什么叫无氧呼吸？环境微生物中有哪些无氧呼吸类型？常见于哪些环境中？无氧呼吸对农业生产及环境有何影响？ 答：不以分子氧受氢及电子，而是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的过程为无氧呼吸。
根据其最终电子受体不同主要有四种：反硝化作用、反硫化作用、发酵作用、延胡酸呼吸 无氧呼吸常见于各种缺氧环境，例如湖底、海底、土壤深处等
无氧呼吸在农业生产及环境中的主要作用是促进各种元素物质循环。例如在农业生产中如果土壤通气不良，就会导致土壤中的硝酸盐离子通过反硝化作用生成NO或N2等，从而造成土壤肥力的下降。而在富营养水体的治理过程，为了减少水体的N元素，通常会增设反硝化作用的装置以利于脱氮。
13、细菌不同生长时期产生的根本原因是什么？影响细菌代时的因素有哪些？
答：细菌不同生长时期产生的根本原因是由于周边环境状况的改变影响了其生长过程，当环境的营养物质充足时，细菌大量繁殖，随着其数量呈几何级上升的过程中，营养物质逐渐减少，代谢产物与废物等有害物质增多，或pH等其它条件不适，都会使细菌生长减慢以致大量死亡。
影响细菌代时的主要因素包括：氧化还原电位、温度、水及其可供给性、氢离子浓度、辐射、超声波、压力、化学物质等。
14、如何培养厌氧菌？
答：厌氧菌在有氧的情况下不能生长。要培养厌氧菌，必须创造一个无氧的环境。通常用培养基中加入还原剂，或用物理、化学方法去除环境中的游离氧，以降低氧化还原电势。如疱肉培养基、硫基乙酸钠培养基，牛心脑浸液培养基等。常用的厌氧培养方法有许多，如厌氧缸法、厌氧袋法、厌氧手套箱、厌氧盒、生物耗氧法、焦性末食子酸法和疱肉培养基法等。
15、请叙述堆肥的主要过程和考虑的主要参数，并说明原因。
答：堆肥的主要过程分为四个阶段：1发热阶段，堆肥堆制初期，微生物利用垃圾中可溶性有机物和易分解有机物旺盛繁殖。有机质分解迅速，释出热量，由于堆料有良好的保温作用，使堆肥混充不断升高。2高温阶段，堆肥温度升高到50度以上进入高温阶段并在高温范围内稳定一段时间，在高温阶段，纤维素、果胶类物质旺盛分解，同时大量产生腐殖质。3降温阶段，当高温持续一段时间以后，易利用或较易利用的有机物已大部分解，只剩下部分较难分解及难分解的有机物。此时微生物活动减弱，产热量减少，温度逐渐下降。中温性微生物以复成为优势种，残余物质进一步分解，腐殖质积累不断加大。4腐熟阶段，这一阶段，堆肥物质逐步进入稳定化状态，耗氧量大大减少，含水量也降低，堆肥物孔隙增大，氧扩散能力增强。
影响堆肥的主要因子有1供氧量：对于好氧堆肥而言，氧气是微生物赖以生存的条件，供氧不足会造成大量微生物的死亡，减慢分解速度。但是提供过量冷空气则会带走热量，降低堆体温度，尤其不利于高温菌氧化过程，因此，供氧量要适当，通常实际所需空气量应为理论空气量的2～10倍。物料间的空隙率对于供氧非常重要，可视物料的组成性质而定。2含水率 堆肥原料的含水率对于发酵过程的影响很大。水一方面溶解有机物，参与微生物新陈代谢；另一方面调节堆体温度。综合堆肥化各种因素得到的适宜含水率范围为45％～60％(质量比)，55％左右最为理想。堆肥原料中有机物含量低时，含水率可取低值。当含水率超过65％，水就会充满物料颗粒间的空隙，使空气含量减少，堆肥将由好氧向厌氧转化，温度也急剧下降，其结果是形成发臭的中间产物(硫化氢、硫醇、氨等)和因硫化物而导致堆料腐败发黑。故高水分物料应通过前处理进行调节。3温度 温度是影响微生物活动和堆肥工艺过程的重要因素。堆肥中微生物分解有机物释放出的热量是堆料温度上升的热源。温度过低，分解反应速度慢，也达不到热灭活无害化要求。但温度过高也不利，例如当温度超过70℃时，放线菌等有益细菌(存活于植物根部周围，能使植物受到良好的影响而茁壮成长)将全部被杀死，且孢子进入形成阶段，并呈不活动状态，因而分解速度相应变慢，所以适宜的堆肥化温度为55～60℃。4有机质含量 这一因素影响堆料温度与通风供氧要求。如有机质含量过低，分解产生的热量将不足以维持堆肥所需要的温度，影响无害化处理，且产生的堆肥成品由于肥效低而影响其使用价值；如果有机质含量过高，则给通风供氧带来困难，有可能产生厌氧状态，研究表明堆料最适合的有机含量为20％～80％。5碳氮比(C／N) C／N影响有机物被微生物分解的速度。当C/N比在80以上时，堆肥化无法进行。一般认为堆肥原料最佳C/N为（26-35）/1。6颗粒度 堆肥化所需要的氧气是通过堆肥原料颗粒空隙供给的。物料颗粒的平均适宜粒度为12～60mm，最佳粒径随垃圾物理特性而变化，破碎得越细小，动力消耗越大，处理垃圾的费用就会增加。7pH 在消化过程中pH值随着时间和温度的变化而变化，因此它是揭示堆肥分解过程的一个极好的标志。pH值太高或太低都会影响堆肥的效率，中性或者弱碱性则最容易使生物有效地发挥作用，一般认为pH值在7．5～8．5时，可获得最大堆肥速率。
16、请叙述活性污泥膨胀的机理。
答：对其污泥膨胀诱发机理，目前还存在不同看法。Cbiesa根据污水中不可降解基质和微生物衰减系数对微生物生长速率的影响，提出了污泥膨胀的饥饿假说理论，指出活性污泥中有三种不同的微生物种群：一是生长速度快的菌胶团污泥絮凝微生物；二是具有高基质亲和力生长缓慢的耐饥饿丝状微生物；三是对溶解氧具有亲和力、对饥饿高度敏感的快速生长的丝状菌。在低基质浓度条件下，耐饥饿丝状微生物占优势；当有机质在特定浓度以上时，只要氧传递不受限制，菌胶团微生物占优势；在高基质且受溶解氧限制情况下，快速生长的丝状菌占优势，影响污泥的沉淀性能，从而产生了污泥膨胀。另有理论认为，低底物浓度下，具有较低KS（饱和常数）和Umax（最大比增长速率） 的丝状菌生长速率较高。从生态学看，活性污泥中的菌胶团细菌和丝状菌等共同构成一个共生的微生物生态体系，菌胶团和丝状菌是共生关系，均具有净化功能，其中丝状菌作为菌胶团细菌生长的支撑，起“骨架”的作用。当菌胶团细菌和丝状菌的生长达到一种平衡时，微生物间共生关系占主导地位，不发生污泥膨胀；在条件恶化时，竞争关系成为主导，菌胶团细菌受抑制，适应性强的丝状菌大量繁殖，引发污泥膨胀。除了基质浓度外，不同的水质条件（如水温、酸度、营养物浓度等）也可导致丝状菌大量繁殖而产生污泥膨胀。近年来发现痕量金属缺乏可导致菌胶团微生物的代谢困难，诱发污泥膨胀。
17、这是活性污泥法的A2/O工艺的流程图。请答出各段中主要的微生物类型和发生的反应，并回答该工艺的特点和不足有哪些？ 答：该工艺中，污水首先进入厌氧池，系统回流污泥R中的兼性厌氧发酵菌将污水中的可生物降解有机物转化为挥发性脂肪酸等小分子发酵产物，聚磷菌也将释放菌体内储存的多聚磷酸盐，同时释放能量，其中部分能量供专性好氧的聚磷菌在厌氧抑制环境下生存，另一部分能量则供聚磷菌主动吸收类似VFA等污水中的发酵产物，并以PHA的形式在菌体内贮存起来。之后，污水进入缺氧池内，在缺氧池中，反硝化细菌利用从好氧池中经混合液回流r而带来的大量硝酸盐，以及污水中可生物降解的有机物进行反硝化反应，达到同时去碳和脱氮的目的。含有较低浓度碳氮和较高浓度磷的污水随后进入好氧池，在好氧池聚磷菌在曝气充氧条件下分解体内贮存的PHA并释放能量，用于菌体生长及主动超量吸收周围环境中的溶解性磷，这些被吸收的溶解性磷在聚磷菌体内以聚磷盐形式存在，使得污水中磷的浓度大大降低。污水中各种有机物在经历厌氧、缺氧环境后，进入好氧区时其浓度己经相当低，这将有利于自养硝化菌的生长繁殖。硝化菌在好氧的环境下将完成氨化和硝化作用。在二次沉淀池之前，大量的回流混合液r将把产生的硝酸盐与亚硝酸盐带入缺氧区进行反硝化脱氮。污水随后进入二沉淀池进行絮凝浓缩污泥，一部分浓缩回流污泥R至厌氧区继续参与释磷并保持系统活性污泥浓度，另一部分则携带超量吸收磷的聚磷菌体以剩余污泥形式排出系统。
该工艺的主要特点是1流程简单，并且脱氮除磷同时进行，总的水力停留时间少于其它同类工艺；2在厌氧（缺氧）、好氧交替运行条件下，丝状菌不能大量增殖，无污泥膨胀之虞，SVI值一般均小于100；3污泥中含磷浓度高，具有很高的肥效；4运行中勿需投药，两个A段只用轻缓搅拌，以不增加溶解氧为度，运行费用低。同样本工艺也存在一些不足，主要有1除磷效果难于再行提高，污泥增长有一定的限度，不易提高，特别是当P/BOD值高时更是如此；2脱氮效果也难于进一步提高，内循环量一般以2Q（Q～原污水量）为限，不宜太高；3进入沉淀池的处理水要保持一定浓度的溶解氧，减少停留时间，防止产生厌氧状态和污泥释放磷的现象出现、但溶解氧浓度也不宜过高，以防循环混合液对缺氧反应器的干扰。4传统A2/O工艺出水只能达到一级B标准。
18、请写出大肠杆菌、酵母菌、乳酸菌发酵的共同途径，列出其中关键酶，并回答它们各自所属的发酵类型及主要产物。 答：三种细菌发酵的共同途径为EMP途径，即细胞将葡萄糖转化为丙丙酮酸的代谢过程。其中的关键酶为果糖磷酸激酶，其活性大小控制着整个途径的进程。大肠杆菌的发酵类型为混合酸发酵，主要产物有乳酸、乙醇、乙酸、甲酸、二氧化碳和氢气。酵母菌的发酵类型为乙醇发酵，主要产物为乙醇和二氧化碳。乳酸菌的发酵类型为乳酸同型发酵，主要产物为乳酸。
19、影响微生物生长繁殖的主要条件是什么？供给营养物质应注意什么问题？
答：影响微生物生长繁殖的主要条件分为两部分，一方面营养物质，主要是碳源、氮源、无机盐、生长因子和水。另一方面是环境因素，主要包括氧气和氧化还原电位、温度、水及其可供给性、氢离子浓度、辐射、超声波、压力和化学物质等。
供给营养物质时要注意以下几点：1根据微生物的营养需求供给合适的碳源、氧源、无机盐或生长因子，如自养微生物可以利用空气中的二氧化碳，氨氧化细菌利用的氮源是氨离子，而不是蛋白胨等。2注意各营养物质的浓度及配比。3控制营养物质的理化条件，如一般细菌生长的合适pH为7-7.5，而嗜酸菌则为pH2-5，嗜碱菌为pH9-10。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。
20、什么叫水体自净？可根据哪些指标判断水体自净程度？
答：河流接纳了一定量的有机污染物后，在物理、化学和水生物等因素的综合作用后得到净化，水质恢复到污染前的水平和状态，叫做水体自净。判断水体自净程度的指标有P/H指数和氧浓度昼夜变化幅度和氧垂曲线。
21、试述微生物在自然界硫循环中的重要作用。
答：自然界中的硫和硫化氢被微生物氧化成为硫酸盐，后者被植物和微生物同化成为有机硫化物，构成其自身组分；动物食用植物和微生物，将其转化成为动物有机硫化物，当动、植物的尸体被微生物分解时，含硫的有机质主要是蛋白质降解成为硫化氢，进入到环境中。此外，环境中的硫酸盐在缺氧条件下，能被微生物还原成为硫化氢。微生物在自然界的硫循环中，参与了各个过程：脱硫作用、硫化作用、硫同化作用和反硫化作用（硫酸盐还原作用）。
22、复杂有机物的沼气发酵三阶段理论内容是什么？甲烷可通过哪些途径形成？
答：第一阶段是含碳有机聚合物的水解。纤维素、半纤维素、果胶、淀粉、脂类、蛋白质等非水溶性含碳有机物，经细菌水解发酵生成水溶性糖、醇、酸等分子量较小的化合物，以及氢气和二氧化碳；第二阶段是各种水溶性产物经微生物降解形成甲烷底物，主要是乙酸、氢气和二氧化碳；第三阶段是产甲烷菌转化甲烷底物生成CH4和CO2。另外，在沼气发酵过程中还存在某些逆向反应，即由小分子合成大分子物质的微生物过程；
形成途径：由酸和醇的甲基生成；由醇的氧化使二氧化碳还原形成；脂肪酸有时用水做还原剂或供氢体产生；利用氢使二氧化碳还原；在氧和水存在时，巴氏甲烷八叠球菌与甲酸甲烷杆菌能将一氧化碳还原成甲烷。
23、简述革兰氏染色的原理。
答：①革兰氏染色与细菌等电点有关系：革兰氏阳性菌的等电点比革兰氏阴性菌低，因而革兰氏阳性菌带负电荷比革兰氏阴性菌多，它与草酸铵结晶紫的结合力大，用碘-碘化钾媒染后，两者等电位均降低，但革兰氏阳性菌等电位降低得多，故与草酸铵结晶紫结合得更牢固，对乙醇脱色的抵抗力强，草酸铵结晶紫、碘-碘化钾复合物不被乙醇提取，菌体呈紫色，而革兰氏阴性菌则相反，菌体呈红色。②革兰氏染色与细菌细胞壁有关：革兰氏阳性菌的脂质含量很低，肽聚糖含量高，革兰氏阴性菌则相反，因此用乙醇脱色时，革兰氏阴性菌的脂质被乙醇溶解，增加细菌细胞壁的孔径及其通透性，乙醇容易进入细胞内将草酸铵结晶紫、碘-碘化钾复合物提取出来，使菌体呈无色，革兰氏阳性菌由于脂质含量极低，而肽聚糖含量高，乙醇既是脱色剂又是脱水剂，使肽聚糖脱水缩小细胞壁的孔径，降低细胞壁的通透性，阻止乙醇分子进入细胞，草酸铵结晶紫、碘-碘化钾复合物被截留在细胞内而不被脱色，仍呈紫色。
24、试述Ames实验的工作原理及其应用价值。
答：Ames实验是利用鼠伤寒沙门氏菌的组氨酸营养缺陷型菌株，在含微量组氨酸的培养基中，除极少数自发回复突变的细胞外，一般只能分裂几次，形成在显微镜下才能见到的微菌落。受诱变剂作用后，大量细胞发生回复突变，自行合成组氨酸，发育成肉眼可见的菌落。
其应用价值可用来确定化学物质是否具有致癌性及致突变作用。
25、请指出生物修复的影响因素并简述之。
答：首先是生物因素，必须存在具有代谢活性的生物，它们能够以相当速度降解污染物，并使污染物浓度到环境要求的范围内。生态条件中，1氧气的影响最大，大多数有机物的生物降解在好氧条件下进行较快。由于一些土壤孔隙较少，或者距离表层远，氧气常常成为原位生物修复的限制因子。许多有机物也能够在厌氧环境下被降解，但一般降解较慢。2物质的化学结构，有机物化学结构的复杂程度、基团的性质与位置均可能影响微生物对它的正常酶解活动。3共代谢作用，环境中的污染物常通过共代谢而获降解，尤其对一些结构复杂的有机污染物更是如此。因此，在调节生物修复的影响因素中，不应局限于一种菌，而应投入多种，以发挥微生物的共代谢作用使污染物得以降解。4其它环境物理化学因素，包括微生物生长所需的营养元素、酸碱度、温度、水分、光照和毒物等，均会影响微生物对污染物降解的范围与速度。5微生物降解或转化污染物后生成的中间体或终产物，它们可能变成更复杂的物质，或者毒性增加，比原始污染物更为有害。
26、请简述生物强化除磷工艺（EBPR）机理和控制条件。
答：生物强化除磷工艺的原理是微生物以聚磷酸盐的形式超量储存磷。溶解氧浓度对聚磷菌的磷摄取有很大的影响，为了获得较好的磷释放效果，溶解氧浓度应保持在2mg/L以上，以满足聚磷菌对其贮存的PHB进行氧化，获取能量，供大量摄取磷之用。硝酸盐与亚硝酸盐浓度，当厌氧池内存在硝酸盐与亚硝酸盐时，一些发酵菌会利用它们作为最终电子受体，进行反硝化作用，这样会抑制对有机物发酵产酸的作用，从而影响聚磷菌的释磷和合成PHB的能力。一般应控制硝酸盐浓度一定在0.2mg/L以下。碳源，厌氧池内BOD5/T-P是影响聚磷菌释磷和摄磷的重要因素。聚磷菌利用的有机碳源不同，其释磷速度存在明显差异。为了给聚磷菌提供足够的有机碳源，达到较好的除磷效果，进水的BOD5/T-P比值一般应大于15。污泥龄的长短对聚磷菌的摄磷作用和剩余排放量有直接的影响，污泥龄越长，污泥中的磷含量越低，加之排泥量的减少，会导致除磷效果的。相反，污泥龄越短，污泥中的磷含量越高，加之产泥率和剩余污泥排放量的增加，除磷效果越好。
27、什么是EMB（伊红美蓝乳糖琼脂培养基）培养基？试述其主要成分、作用原理及实用价值。
答：EMB是一种鉴别培养基，用以鉴别肠杆菌，尤其是大肠杆菌，因其有强烈分解乳糖产酸的能力，帮可使菌体染上伊红，伊红和美蓝结合，使菌体染上紫红色，有金属反光。主要成分包括蛋白胨、乳糖、磷酸氢二钾、琼脂、蒸馏水、伊红水溶液和美蓝水溶液。作用原理：伊红与美蓝二种染料一酸一碱两者在培养基中为指示剂，对革兰氏阳性细菌有抑制生长作用，当大肠杆菌分解乳糖产酸时，菌落中的伊红和美蓝相结合形成紫红色的复合物，呈金属光泽，而不分解乳糖的细菌无色或灰白色，有的细菌产生碱性物质较多，而出现蓝色菌落。其主要实用价值可用来鉴别水和乳制品中是否存在大肠杆菌等细菌。
28、真菌包括哪些微生物？它们在废水生物处理中各起什么作用？
答：真菌种类繁多，形态、大小各异，包括酵母菌、霉菌及各种伞菌等。酵母菌处理废水起积极作用。酵母菌还可用作检测重金属，霉菌对废水中氰化物的去除率达90%以上。有的霉菌还可处理含硝基化合物废水。伞菌既可用于处理废水，还可获得食用菌。
29、在微生物培养过程中，引起pH改变的原因有哪些？在实践中如何保证微生物处于较稳定和合适的pH环境中？ 答：在微生物培养过程中，会产生有机酸、CO2和NH3，前两者为酸性物质，后者为碱性物质，它们会降低或提高培养基的pH值。在实践中，为保证微生物处于较稳定和合适的pH环境中，需要在培养基中加入缓冲剂，如K2HPO
4、KH2PO
4、Na2CO
3、NaHCO
3、NaOH等，它们即起调节pH的作用，又可在培养过程中调整pH的变化。
30、水体中微生物有几方面的来源？微生物在水体中的分布有什么样的规律？
答：水体中微生物的来源有四方面：1水体中固有的微生物有荧光杆菌、产红色和产紫色的灵杆菌、不产色的好氧芽孢杆菌、产色和不产色的球菌、丝状硫细菌、球衣菌及铁细菌等。2来自土壤的微生物 由于雨水冲刷地面，将土壤中的微生物带到水体中。3来自生产和生活的微生物 各种工业废水、生活污水和牲畜的排泄物夹带各种微生物进入水体。4来自空气微生物 雨雪降落时，将空气中的微生物夹带入水体中。
水体中微生物种类很多，微生物在水体中的分布与数量受水体的类型、有机物的含量、微生物的拮抗作用、雨水冲刷、河水泛滥、工业废水、生活污水的排放量等因素影响。水中细菌90%为革兰氏阴性菌，河水溪流因受土壤传布的影响可能革兰氏阳性菌多一些，但仍以革兰氏阴性菌为主。霉菌在淡水中多于海水。
31、请阐述自然界氮循环中涉及的微生物代谢类型和作用。
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。
微生物在氮循环中涉及的作用有：氨化作用、硝化作用、反硝化作用及固氮作用等过程。1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，氨化作用可以分解蛋白质、核酸和其它有机含氮化合物。2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。硝化作用将氨氧化为亚硝酸或硝酸，为氨的彻底分解提供基础。3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。硝化作用可以将土壤或水体中的氮元素还原为氮气，从而释放到空气中。4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。固氮作用是氮素循环的重要环节，对人类生产和可持续发展起着重要作用。
32、水环境微生物的种类及特征。
33、粪大肠杆菌检测的意义及检测方法。
答：粪大肠菌群是能在44.5摄氏度发酵乳糖的大肠菌群，亦称耐热性大肠菌群。同总大肠菌群一样大肠菌群包括同样的4个属，但以埃希氏菌为主，其他3个属数量较少。多数大肠杆菌的菌种也可以在44～45度条件下生长。由于粪大肠菌群数与粪便中大肠杆菌数直接相关，在人粪中粪大肠菌群细菌占总大肠菌群数的96.4%；而且在外环境中粪大肠菌群不易繁殖，因此，粪大肠菌群较总大肠菌群作为粪便污染指示菌意义更大。
常用的检测方法为多管发酵法和滤膜法，多管发酵法是自总大肠菌群乳糖发酵试验的阳性管中取1滴转种于EC培养基，44.5度培养。然后观察结果。用滤膜法检测时采用的培养基有区别，粪大肠菌群采用FMC培养基。
34、碳水化合物、蛋白质、油脂、核酸生物降解的最终产物。
答：碳水化合物生物降解的最终产物为二氧化碳和水。蛋白质生物降解最终产物为氨盐、氨气、二氧化碳等。油脂生物降解的最终产物同样是二氧化碳和水。核酸生物降解的最终产物为氨和二氧化碳。
35、基因重组的类型。
答：第一种，减数第一次分裂的前期，同源染色体的非姐妹染色单体交叉互换；第二种，减数第一次分裂的后期，随着等位基因的分离，非同源染色体上的等位基因自由组合；第三种，基因工程中，人们将目的基因加到运载体上再导入受体细胞，这也属于基因重组。
36、全酶的构成。
答：酶除了蛋白质组分外，还含有对热稳定的小分子物质。前者称为酶蛋白（apoenzyme），后者称为辅因子（cofactor）。酶蛋白和辅因子单独存在时，均无催化活力。只有二者结合成完整的分子时，才具有活力。此完整的酶分子成为全酶。全酶=酶蛋白+辅因子。辅因子主要指金属离子、辅酶和辅基。具有催化活性的全酶，包括所有酶蛋白、必需的亚基、辅基和其它的辅助因子。
37、Km的意义。
答：酶促反应速度与底物浓度的关系可用米氏方程来表示，酶反应速度与底物浓度之间的定量关系。Km值等于酶促反应速度达到最大反应速度一半时所对应的底物浓度，是酶的特征常数之一。不同的酶Km值不同，同一种酶与不同底物反应Km值也不同，Km值可近似的反应酶与底物的亲和力大小：Km值大，表明亲和力小；Km值小，表明亲合力大。
38、影响微生物活动的环境因素。
39、污化系统。 答：污化系统里一般分为生产污水处理和生活污水处理。生产污水包括工业污水、农业污水以及医疗污水等，而生活污水就是日常生活产生的污水,是指各种形式的无机物和有机物的复杂混合物，包括：①漂浮和悬浮的大小固体颗粒；②胶状和凝胶状扩散物；③纯溶液。
40、水体富营养化及成因与危害。
答：水体富营养化的根本成因是营养物质的增加，使得藻类和有机物增加所致。营养物质主要是磷，其次是氮，还有碳、微量元素或维生素等。藻类生长遵循李比希最小定律，即其生产量或生物量取决于外界供给它的所需养分中数量最少的那一种。由于磷在水体中不完全循环，使得世界上很多地区的水域都严重缺磷，以致磷成为其初级生产力的重要限制因素，一旦大量磷进人水体往往引起浮游植物的迅猛生长，而使水体呈现富营养化。
水体富营养化首先会使藻类大量繁殖，而一些藻类可能会产生腥味异臭，表层密集的藻类使水体透明度下降，导致水体底层溶解氧含量下降，导致一些需氧生物大量死亡，这些生物死亡后沉入水体，厌氧环境又为微生物分解提供了条件，加速了营养物质的释放，导致富营养化的恶性循环。其次一些藻类在代谢或死亡时会产生各种有毒物质，进一步威胁水生生态系统其它生物安全，以及陆生动物和人的饮水安全。
41、大肠杆菌检测的发酵法与滤膜法有何异同？
答：发酵法：步骤多，耗时长，得到结果需要72h，不能及时指导实践工作。滤膜法：操作简单，可现场过滤水样，避免运送水样的麻烦，且缩短时间。但此法不适用于混浊度高的水样。
42、为何选择微生物降解转化污染物质？
答：1微生物代谢类型多样，环境中存在的各种天然物质，特别是有机化合物，几乎都可以找到能使之降解或转化的微生物。2对于原本自然中不存在的化合物，它能逐步改变自身条件以适应变化的环境，通过自然突变形成新的突变种，也可能通过形成诱导酶以适应新的化合物。
43、遗传信息传递的中心法则。
答：中心法则(genetic central dogma)，是指遗传信息从DNA传递给RNA，再从RNA传递给蛋白质，即完成遗传信息的转录和翻译的过程。也可以从DNA传递给DNA，即完成DNA的复制过程。这是所有有细胞结构的生物所遵循的法则。在某些病毒中的RNA自我复制（如烟草花叶病毒等）和在某些病毒中能以RNA为模板逆转录成DNA的过程（某些致癌病毒）是对中心法则的补充。
44、微生物分解有机物的最终产物。
45、固体培养基的制作方法。
46、污化带的划分及主要特点。
47、铁细菌、硫细菌对水管道带来哪些危害？
答：硫细菌能氧化硫化氢、硫磺和其他硫化物生成硫酸，因有强酸产生，所以对管道有腐蚀作用；铁细菌吸收水中亚铁盐，促使水管铁质更多的溶于水中，从而加速了钢管和铁管的腐蚀；
48、请评价生物处理法在环境治理中的地位。
49、画出氧垂曲线，并写出其变化原因及实际意义。 50、为何微生物具有降解转化污染物质的巨大潜力。
51、DNA半保留复制。
答：DNA 半保留复制是：DNA 在进行复制的时候链间氢键断裂，双链解旋分开，每条链作为模板在其上合成互补链，经过一系列酶（DNA聚合酶、解旋酶、链接酶等）的作用生成两个新的DNA分子。 子代DNA分子 其中的一条链来自亲代DNA ，另一条链是新合成的，这种方式称半保留复制。
52、酶的六大类。
答：氧化还原酶、转移酶、水解酶、裂解酶、异构酶、连接酶或合成酶。
53、自净容量与废水负荷的关系。
54、水体变黑发臭的成因及一般治理对策。
答：河流恶臭主要来源于3个方面：有机物的厌氧性分解、工业化学物质排入和微生物生长。废水中的污染物含有大量的有机物（碳水化合物、蛋白质及脂肪），其中的一部分在细菌的作用下分解并消耗了水中溶解的氧气，余下的部分则进行厌氧分解，从而产生臭味，导致河流污染。河流需通过再氧化来达到自我净化（尽管在反应、吸收及生物分解过程中会产生许多化学物质）。这种自我净化依赖于以下因素：排放，周转率，温度，再通气。要使生物反应进展顺利，温度必须适合细菌繁殖（大约在10 ℃以上，最好是在25～30 ℃之间）。其次，还需要氧气。氧化的程度取决于污水排放量以及在排放口的稀释程度。窄而陡的河道更易通风，因为水流的速度及紊乱程度较高。当水积在停滞地池中时（如浑河的排放点），无氧状况将不可避免地发生，河流将受到严重污染，在河流中分解污染物及补给其中溶解氧的区域范围将非常广.治理对策：1废水处理2工业废水预处理3微生物强化净化4水生植物净化5河道曝气生态净化6生物珊修复技术7底泥生物氧化技术8加强水环境保护的宣传与执法。
55、微生物细胞质膜的生理功能有哪些？
答：1控制细胞内、外的物质的运送、交换。2维持细胞内正常渗透压的屏障作用。3合成细胞壁各种和荚膜大分子的场所。4进行氧化磷酸化或光合化的产能基地。5传递信息。
56、在固体培养基上细菌培养表现出什么特征？ 答：菌藻特征
57、简述酶蛋白的结构及酶的活性中心。
58、基因工程的操作过程有哪几个步骤？
答：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。
59、活性污泥丝状膨胀的成因是什么? 答：成因：Ⅰ进水水质：①原水中营养物质含量不足；②原水中碳水化合物和可溶性物质含量高；③硫化物含量高；④进水波动。Ⅱ反应器环境：①温度，丝状菌膨胀对温度具有敏感性，在其它条件等同的情况下，10℃时产生严重的污泥膨胀现象；将反应器温度提高到22℃，不再产生污泥膨胀；②溶解氧，菌胶团细菌和浮游球衣菌等丝状菌对溶解氧需要量差别比较大，菌胶团细菌是好氧菌，而绝大多数丝状菌是适应性强的微好氧菌。因此，若溶解氧含量不足，菌胶团菌的生长受到抑制，而丝状菌仍能正常利用有机物，在竞争中占优；③pH值，pH 值较低，会导致丝状真菌的繁殖而引起污泥膨胀。活性污泥微生物最适宜的pH值范围是6.5-8.5；pH 值低于6.5 时利于真菌生长繁殖；pH 值低至4.5 时，真菌将完全占优，活性污泥絮体遭到破坏，所处理的水质恶化；④BOD－污泥负荷。
60、营养物进入细胞有哪些方式？单纯扩散与促进扩散有何异同？
答：有4种方式：单纯扩散、促进扩散、主动运输、基团转位。相同点：均是顺浓度梯度，均不需要消耗能量，均不发生化学变化。不同点：单纯扩散是纯物理过程，扩散速度取决于细胞膜内外扩散物质的浓度梯度。促进扩散需要细胞膜上的专一性载体蛋白，它与相应的营养物质在可逆性结合形成复合物，通过构象变化而改变与底物的亲和力并在胞内释放，因此被运输的物质有特异性。
61、什么常规活性污泥法不利用对数生长期的微生物，而利用静止期的微生物？
答：因为处于对数期的微生物生长繁殖快，代谢活力强，对有机物去除能力很高，因而对进水有机物浓度要求要高，导致出水中有机物浓度高，不易达到排放标准，而且处于对数期的微生物不易自行凝聚成菌胶团，沉降性能差，致使出水水质差。而处于静止期的微生物任然具有较强的代谢能力，去除有机物的效果好，而且处于静止期的微生物积累大量贮存物，强化了微生物的生物吸附能力，其自我絮凝、聚合能力强，在二沉池中泥水分离效果好，出水水质好。
62、试述微生物菌胶团在水处理工程领域中的作用。
答：活性污泥中的细菌大多数包括在胶质中，以菌胶团形式存在。在活性污泥形成初期，多以游离态存在，随着活性污泥成熟，细菌增多而聚集成菌胶团，进而形成活性污泥絮状体。因此，微生物菌胶团是活性污泥法处理水污染中不可缺少的一环。
63、试述甲烷发酵的四阶段理论。
64、细菌细胞的一般结构和特殊结构有哪些？
答：一般结构有细胞壁、细胞膜、细胞质和原核等。特殊结构有荚膜、鞭毛、伞毛、牙胞、孢囊等 6
5、微生物的产能代谢有哪些类型？好氧呼吸与发酵有何本质差异？ 6
6、pH值对微生物的不利影响主要有哪些作用途径？
答：①引起细胞膜电荷的变化，从而影响了微生物对营养物质的吸收；如在酸性环境中，乙酸能进入细胞，而在中性或碱性环境中，乙酸离子化，不能进入细胞。②影响代谢过程中酶的活性；③改变生长环境中营养物质的可给性以及有害物质的毒性。
67、微生物降解淀粉的途径，有哪些主要微生物和酶参与其中？
答：通过淀粉酶将淀粉分解成为葡萄糖，葡萄糖生成后，被微生物吸入体内。好氧微生物使之氧化为二氧化碳和水，厌氧性淀粉分解微生物使之进行发酵作用。主要的酶包括α-淀粉酶、β-淀粉酶、糖化淀粉酶和异淀粉酶。主要的微生物有枯草芽孢杆菌、蜡状芽孢杆菌、马铃薯芽孢杆菌、假单胞菌、色杆菌、根霉、曲霉、淀粉梭菌等。
68、硝化作用的历程，有哪些主要微生物参与其中？
答：氨基酸脱下的氨，在有氧条件下，经亚硝酸细菌和亚硝酸细菌的作用转化为硝酸。微生物：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、亚硝酸弧菌属、硝化杆菌属、硝化杆球属。
