Question

【題目】反硝化細(xì)菌能將硝態(tài)氮(如N03-)轉(zhuǎn)化為氮?dú)?2N03-+l0e-+12H+→N2+6H20)，廣泛用于污水處理�？蒲腥藛T開展好氧反硝化細(xì)菌的篩選和固定化研究，主要過程及結(jié)果如下。請回答：

步驟1菌株初篩、純化和鑒定將1g活性污泥稀釋成不同濃度的溶液，各取50μL稀釋液均勻涂布到含有溴麝香草酚藍(lán)（BTB)的初篩培養(yǎng)基上（BTB是一種酸堿指示劑，在弱酸性溶液中呈黃色，弱堿性溶液中呈藍(lán)色，中性溶液中呈綠色，初篩培養(yǎng)基呈綠色），在適宜條件下培養(yǎng)獲得單菌落，再進(jìn)行純化和遺傳鑒定。

步驟2制備固定化細(xì)菌配制海藻酸鈉等溶液并滅菌。在無菌條件下制備固定化小球，用無菌水沖洗并保存。

步驟3不同C/N(碳氮比）對反硝化效率的影響研究配制不同C/N的培養(yǎng)液，每種培養(yǎng)液分兩組，分別加入100粒固定化小球和0.8mL的菌液，在30下振蕩培養(yǎng)48h后，測定培養(yǎng)液中NO3-的去除率，結(jié)果如圖。

(1)步驟1中，初篩培養(yǎng)基中的氮源應(yīng)是____。在細(xì)菌培養(yǎng)過程中，需要放置未接種的培養(yǎng)基一起培養(yǎng)，其目的是____。初培結(jié)束時(shí)，選擇的目標(biāo)菌落周圍應(yīng)呈____色。

(2)步驟2中，海藻酸鈉等溶液的滅菌方法是____。制作的凝膠球不宜過大，否則會使小球的____減小，影響小球內(nèi)外物質(zhì)交換.進(jìn)而影響反硝化效率。

(3)步驟3中，若每個(gè)固定化小球包埋的細(xì)菌數(shù)量為19×l06個(gè)，則實(shí)驗(yàn)接種的菌液中反硝化細(xì)菌的密度約為____(保留一位小數(shù))個(gè)mL-1。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，固定化會使細(xì)菌的反硝化效率略有下降，可能的原因是____。

(4)用反硝化細(xì)菌進(jìn)行污水處理過程中，有時(shí)需要向污水中加入少量淀粉。結(jié)合實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析，添加淀粉的主要目的是____。

Answer 1

【答案】硝態(tài)氮（或NO3-） 檢驗(yàn)培養(yǎng)過程中培養(yǎng)基是否受到雜菌污染 藍(lán) 高壓蒸汽滅菌 表面積與體積比（或相對表面積） 2.4×108 固定化阻礙細(xì)菌細(xì)胞與外界的物質(zhì)交換（或減少了對細(xì)菌O2、NO3-等的供應(yīng)） 提高污水中的C/N，以提高細(xì)菌對污水中NO3-的去除率

【解析】

根據(jù)題意可得，反硝化細(xì)菌是以硝態(tài)氮作為氮源的一類微生物。分析題圖可得，隨著C/N值上升，菌株對污水中NO3-的去除率先上升后下降，且游離菌株的NO3-的去除率略高于固定化菌株的NO3-的去除率。

（1）根據(jù)題意可得，反硝化細(xì)菌是以硝態(tài)氮作為氮源的一類微生物，故初篩培養(yǎng)基中的氮源應(yīng)是硝態(tài)氮；放置未接種的培養(yǎng)基的目的是為了檢驗(yàn)培養(yǎng)基是否收到雜菌污染，用于對比；反硝化細(xì)菌可將硝態(tài)氮轉(zhuǎn)化為氮?dú)�，反�?yīng)過程中有2N03-+l0e-+12H+→N2+6H20，消耗培養(yǎng)基中的H+，故會使菌落附近呈弱堿性，菌落周圍的培養(yǎng)基呈藍(lán)色；

（2）溶液的滅菌方法通常采用高壓蒸汽滅菌法；制作的凝膠球如果過大會使得小球的相對表面積（即表面積與體積之比）減小，影響物質(zhì)交換，進(jìn)而影響反硝化效率；

（3）每個(gè)固定化小球包埋的細(xì)菌數(shù)量為19×l06個(gè)，每組培養(yǎng)液中加入100粒固定化小球和0.8mL的菌液，所以反硝化細(xì)菌的密度約為（100×19×106）÷0.8=2.4×108個(gè)·mL-1；固定化會減少細(xì)菌細(xì)胞與O2、NO3-等的解除，阻礙了細(xì)菌細(xì)胞與外界物質(zhì)交換，導(dǎo)致細(xì)菌反硝化效率略有下降；

（4）加入淀粉作為碳源，能夠提高污水中的C/N值，結(jié)合題表中數(shù)據(jù)可分析得，提高污水中的C/N值，能夠提高細(xì)菌對污水中NO3-的去除率。