微生物生態(tài)復(fù)習(xí)

1、第一章1、生態(tài)系統(tǒng)：在一定時間和空間內(nèi)，由生物群落與其環(huán)境組成的一個整體。2、種群：具有相似特性和生活在一定空間的同種個體群，是物種具體的存在單位、繁殖單位和進(jìn)化單位。3、群落：生活在一起的多種不同種群的生物稱為群落。是占有一定空間的生物種群集合體,可包括動物、植物、微生物等分類物種。4、微生物生態(tài)學(xué)：是生態(tài)學(xué)的一個分支，是研究微生物與其周圍生物和非生物環(huán)境之間的第二章第一章1、微生物生態(tài)學(xué)研究中的傳統(tǒng)方法及其作用：A、直接測定：利用光學(xué)和電子顯微鏡對樣品中的微生物進(jìn)行直接觀察，并計算微生物數(shù)目或測定絲狀微生物的長度，其結(jié)果可以用每單位面積或每單位體積或重量的微生物數(shù)目來表示，以此來估計生物量

2、。B、培養(yǎng)方法：一般來說對所采集的樣品應(yīng)進(jìn)行適當(dāng)?shù)南♂?，以便每一個平板上只能生長有一定數(shù)目的微生物菌落。C、代謝活力的測定：放射性標(biāo)記微生物生長的底物，可推測它們的代謝途徑；分析某些特殊酶類的酶活力，但實驗室測定的酶活力與在自然界中所表現(xiàn)的酶活動往往差別很大；測定自然樣品中的ATP含量也可以反映微生物代謝活力的大小和生物量的大??；測定葉綠素的含量和其他光合色素的含量可以用來估計藻類和其他光合生物的生物量和代謝活力；通過測定土壤呼吸速率可以間接地估計土壤中的生物量，這種測定方法不適合用于測定只能進(jìn)行厭氧呼吸或發(fā)酵的微生物；D、數(shù)學(xué)方法：以感官觀察為基礎(chǔ)，過一些實驗將搜集的資料加以分析和解釋，并進(jìn)

3、一步歸納、假設(shè)和推理。結(jié)果大多數(shù)是描述性的，數(shù)據(jù)基本是孤立的；人們將數(shù)學(xué)應(yīng)用于微生物生態(tài)學(xué)研究中，以統(tǒng)計數(shù)據(jù)建立生態(tài)模型來定量描述微生物生態(tài)學(xué)問題；2、微生物生態(tài)學(xué)中的分子生物學(xué)方法:A、核酸探針雜交技術(shù)B、PCR特異性擴(kuò)增技術(shù)第RNA章同源性分析方法D、變性梯度凝膠電泳技術(shù)1、微生物的生物學(xué)特性：形體微小，易于通過各種介質(zhì)傳播，微生物的營養(yǎng)種類多、適應(yīng)環(huán)境能力強(qiáng)2、影響土壤中微生物分布的因素：A土壤顆粒的性質(zhì)B土壤的水分C氧氣：真菌和大部分原生動物是需氧生物。細(xì)菌中有些是好氧菌，有些則是厭氧菌DpH:pH對于營養(yǎng)物的利用、微生物吸附、胞外酶的產(chǎn)生和分泌都會產(chǎn)生不同的影響E溫度：對于微生物生長

4、和代謝起著非常重要的作用F營養(yǎng)狀況：藻類和其他自養(yǎng)菌：無機(jī)營養(yǎng)物的變化對其生長有影響異養(yǎng)菌和真菌：有機(jī)物數(shù)量和質(zhì)量對其生長起關(guān)鍵作用3、土壤中各種微生物的作用：A細(xì)菌：幾乎參與了土壤中的所有生物化學(xué)過程；在土壤的物質(zhì)轉(zhuǎn)化過程中具有重要的作用B放線菌：分解有機(jī)物質(zhì)，參與土壤中的物質(zhì)轉(zhuǎn)化過程；以菌絲纏繞土壤或有機(jī)質(zhì)顆粒，有利于土壤團(tuán)粒的形成C真菌：對枯枝落葉的分解能力極強(qiáng)；在土壤的生物化學(xué)轉(zhuǎn)化過程中具有重要的作用D藻類：增加環(huán)境中的有機(jī)碳素總量；光合過程中釋放分子態(tài)氧，有利于水稻的生長；利用分子態(tài)氮作氮源，使環(huán)境中具有豐富的化合態(tài)氮土壤微生物的最重要的作用：生物地球化學(xué)活性，即對有機(jī)碳、氮、硫、磷

5、和其它有機(jī)化合物的礦化作用。土壤微生物的活動，對土壤形成、土壤肥力和作物生產(chǎn)，都具有非常重要的作用。4、“流水不腐”的原因：物理性的稀釋作用化學(xué)的氧化作用生物學(xué)和生物化學(xué)作用（微生物的作用）5、海水微生物的特點：具有耐壓、嗜冷和低營養(yǎng)要求等特點。6、空氣中微生物分布的特點：分布是不均勻的；種類和數(shù)量取決于空氣流經(jīng)環(huán)境的溫度、土壤、氣候等條件；灰塵是“微生物的飛行器”；陸地上空海洋，城市上空農(nóng)村，近地面空氣高空空氣。7、各種極端微生物的分類及應(yīng)用情況：A低溫微生物：嗜冷菌、耐冷菌、嗜中溫微生物a、必須生活在低溫條件下；最高生長溫度不超過20C；最適生長溫度在15C以下；0C可生長繁殖的微生物b、

6、最高生長溫度高于20C；最適溫度高于15C；05C可生長繁殖c、1345C下能生長的微生物低溫微生物在環(huán)境污染物治理方面的應(yīng)用：a對生活污水的生物處理：曝氣池內(nèi)投加耐冷菌后，可以使污水COD去除率由35%提高到89%b對污水中氮和磷的去除：耐冷絲狀藍(lán)細(xì)菌，在低溫下對氮和磷有高的去除率c對石油烴類的降解：菌株在5C條件下，高效的降解多種短鏈烷烴、十六烷、二十八烷以及環(huán)己烷等衍生物d對氯酚類物質(zhì)的降解：假單胞菌屬，能夠降解低溫土壤、沉積物和水中的氯酚e對芳香烴類的降解：耐冷分枝桿菌，夠降解三環(huán)和四環(huán)芳香脂肪烴類化合物f對脂肪類物質(zhì)的降解：處理低溫的屠宰廠廢水和食品生產(chǎn)廠廢水B嗜熱微生物：a、專性嗜

7、熱菌：最適生長溫度在65C70C之間，溫度低于35C時，生長停止b、兼性嗜熱菌（耐熱菌）：生長溫度介于嗜熱菌和嗜中溫菌生長溫度（13C45C）之間，其最適生長溫度在50C65C之間c、抗熱菌：最適生長溫度在20C50C之間，在室溫下也能生長d、超嗜熱微生物：在極熱的環(huán)境（60C以上）中生存，最適生長溫度為80110C嗜熱菌的應(yīng)用：a基因工程：為基因工程菌的建立提供特異性基因b發(fā)酵工業(yè)：提高反應(yīng)溫度，增大反映速度，減少中溫型雜菌污染c廢棄物處理：提高生物降解速率，提高處理效率，消滅病原微生物d礦產(chǎn)資源開發(fā)：對某些礦物有特殊的浸溶能力，浸出和回收礦石中的有用金屬，生物冶金技術(shù)C嗜酸微生物：最適pH

8、在34以下，在中性條件不能生長耐酸微生物：最適pH接近中性，在高酸的條件下也能生長嗜酸菌的應(yīng)用：a生物冶金：銅的浸出b原煤脫硫：減少S02對大氣的污染c耐高溫酶：酶工業(yè)d環(huán)境污染：天然硫酸巨流D嗜堿微生物：最適pH在9以上，在中性條件不能生長耐堿微生物：最適pH接近中性，在高堿的條件下也能生長鹽嗜堿微生物：堿性、高鹽度（33%NaCl）非鹽嗜堿微生物：要求pH在9以上，最適pH為10左右嗜堿菌的應(yīng)用：a工業(yè)酶制劑：洗滌添加劑、食品、化工、印染、化妝品、堿性廢水處理b抗生素：嗜堿鏈霉菌產(chǎn)生抗生素c環(huán)境保護(hù)方面的應(yīng)用：處理堿性廢液、植物纖維加工；造紙工藝、麻紡行業(yè)，利用嗜堿細(xì)菌或者嗜堿菌產(chǎn)生的胞外

9、酶，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的工藝d破壞作用：建筑水泥中添加酪蛋白，改善水泥流動性，梭狀芽胞桿菌：產(chǎn)生有機(jī)酸和胺，破壞酪蛋白E嗜鹽微生物：輕度嗜鹽菌（最適鹽濃度：0.20.5mol/L的NaCl）中度嗜鹽菌（0.52.0mol/L的NaCl）極端嗜鹽菌（35mol/L的NaCl）應(yīng)用：a耐堿酶：高鹽廢水的生物處理b紫色膜：細(xì)菌視紫素，吸收太陽能，在細(xì)胞膜中ATP酶的作用下，合成ATP、排鹽功能、生物能電池、海水淡化裝置F嗜壓微生物：必須生活在高壓下耐壓微生物：最適生長壓力為正常壓力，但能耐受高壓應(yīng)用：微生物采油：耐高溫和厭氧生長的嗜壓微生物，產(chǎn)生氣體及其它代謝產(chǎn)物G抗輻射微生物應(yīng)用：a克隆相關(guān)的修復(fù)基因，轉(zhuǎn)導(dǎo)

10、于哺乳類細(xì)胞b制備抗輻射蛋白質(zhì)，作為輻第四章1、不同微生物群體之間的相互作用：A中性關(guān)系：兩個微生物種群之間缺乏相互作用空間上相互分離、低的群體密度，低的營養(yǎng)水平、不利于生長繁殖的環(huán)境B偏利共生關(guān)系、：一個種群獲利而另一個種群不受影響的共生關(guān)系提供合適的生態(tài)條件提供需要的養(yǎng)料提供生長因子中和或除去毒害性物質(zhì)C協(xié)同關(guān)系：相互受益，但在自然環(huán)境中均可以獨(dú)立存活相互提供能量、營養(yǎng)物質(zhì)或電子受體相互提供生長因素共同進(jìn)行有機(jī)物的生物降解D互惠共生關(guān)系：相互有利，兩者之間是一種專性的和緊密的結(jié)合E競爭關(guān)系：同一環(huán)境中，因需要相同的生長因子或其他環(huán)境條件而發(fā)生的爭奪現(xiàn)象競爭排斥原理：競爭將導(dǎo)致優(yōu)勢種群的建立

11、和較差競爭種群的被排除F拮抗關(guān)系：一個微生物種群產(chǎn)生一種物質(zhì)，對其他種群產(chǎn)生抑制或毒害作用，而自身不受影響產(chǎn)生有毒物質(zhì)；改變周圍環(huán)境G寄生關(guān)系：一種微生物，生存于宿主體內(nèi)，從中奪取所需的營養(yǎng)物質(zhì)，并對宿主造成損害寄生物對于控制宿主群體的大小、節(jié)省被自然界微生物所分解的營養(yǎng)物，起著很大的作用H捕食關(guān)系：一種生物吞食并消化另一種生物的關(guān)系對于微生物：寄生關(guān)系與捕食關(guān)系的區(qū)別不是很明顯；捕食也是控制種群的一個機(jī)制2、根際微生物對植物的影響：A提供有機(jī)養(yǎng)料和生長素類物質(zhì)；B提咼土壤礦質(zhì)養(yǎng)料的有效性C消除H2S對植物的毒害作用；D產(chǎn)生拮抗性物質(zhì)，抑制其它植物或植物病原菌E引起缺素及產(chǎn)生有害作用：根際微生

12、物與植物競爭養(yǎng)料；根際微生物能產(chǎn)生有毒物質(zhì)；根際微生物成為植物病原體3、微生物與植物的共生體（一）菌根真菌與植物共生形成的菌根A外生菌根：被子植物和裸子植物特點：真菌菌絲體緊密地包圍植物的根，形成致密的鞘套，部分菌絲只侵入根的外皮層細(xì)胞間隙，菌絲不進(jìn)入皮層細(xì)胞之中作用：加強(qiáng)植物對水分、礦質(zhì)營養(yǎng)元素的吸收，并提供生長素、維生素、細(xì)胞分裂素、抗生素和脂肪酸等代謝產(chǎn)物，促進(jìn)植物生長，提高植物對病原菌侵染、溫度、干旱極端環(huán)境的抗性。B內(nèi)生菌根：VA菌根、非VA菌根非VA菌根：存在于少數(shù)的幾種植物中VA菌根特點：真菌的菌絲體存在于根的皮層細(xì)胞間和細(xì)胞內(nèi)，共生的植物仍保留有根毛VA菌根作用：改善了植物的營

13、養(yǎng)條件，促進(jìn)植物的生長；可提供植物吸收磷、鋅、硫和氨等營養(yǎng)元素的能力（二）根瘤菌和豆科植物的共生固氮是微生物和植物之間，最重要的互惠共生關(guān)系；共生關(guān)系表現(xiàn)出明顯的專一性根瘤菌種：符合專性關(guān)系、感染性強(qiáng)的有效菌株（三）非豆科植物與放線菌的共生固氮侵入期：進(jìn)入皮層細(xì)胞的放線菌，在細(xì)胞內(nèi)和細(xì)胞間穿插生長形成網(wǎng)狀的菌絲體結(jié)構(gòu)泡囊期：在菌絲末端膨大形成棒狀或球形的泡囊抱囊期：由部分菌絲加粗和分隔形成抱子囊，內(nèi)含多數(shù)厚壁卵形的抱子非豆科植物：很強(qiáng)的適應(yīng)性和抗逆能力（第五藍(lán)細(xì)章和植物的共生固氮1、生物地球化學(xué)循環(huán)：由元素組成的各種化合物，經(jīng)過生物化學(xué)作用，在生物圈、水圈、大氣圈和巖石圈之間的遷移和轉(zhuǎn)化。2、

14、基本的碳素循環(huán)：通過光合作用，將大氣中的C02固定下來；少量的碳化物來源于化能合成作用。當(dāng)動、植物死亡后，被微生物分解，以CO2的形式，將碳?xì)w還到環(huán)境中去。3、氮循環(huán)的幾種作用：（一）固氮作用：土壤中的氮素含量不能滿足高產(chǎn)的需要，將大氣中N2變?yōu)樯锟衫玫牡鼗衔锘瘜W(xué)固氮：高溫、高壓條件下把N2轉(zhuǎn)變?yōu)榘鄙锕痰豪霉痰⑸?，常溫、常壓下把N2變?yōu)镹H4+（二）氨化作用：有機(jī)態(tài)的氮在氨化微生物的作用下，轉(zhuǎn)變?yōu)榘钡纳锓磻?yīng)蛋白質(zhì)的氨化過程：蛋白酶肽酶蛋白質(zhì)一多肽一氨基酸一NH3含硫氨基酸氨化過程會產(chǎn)生H2S，對植物毒害尿素的氨化過程：尿酶尿素一碳酸銨一CO2+NH3（三）硝化作用：微生物把

15、氨轉(zhuǎn)化為硝酸鹽的過程亞硝酸化作用：2NH3+3O2一2HNO2+2H2O硝酸化作用：2HNO2+O2一2HNO3（四）硝酸鹽還原作用和反硝化作用：同化性硝酸還原作用：N03-NH4+有機(jī)態(tài)氮反硝化作用：NO3-NO2-N2f+N2Of反硝化條件：中性和微堿性的土壤，足夠的有機(jī)物，厭氧條件，含水量比較高、溫度在25C左右4、磷元素的循環(huán)過程：磷元素的轉(zhuǎn)移A有機(jī)磷一溶解性無機(jī)磷（有機(jī)磷的礦化）B不溶性無機(jī)磷一溶解性無機(jī)磷轉(zhuǎn)化（磷的有效化）心C溶解性無機(jī)磷一有機(jī)磷（磷的同化）第六章1、土壤污染：是指進(jìn)入土壤中的有害、有毒物質(zhì)超出土壤的自凈能力，導(dǎo)致土壤的物理、化學(xué)和生物學(xué)性質(zhì)發(fā)生改變，降低農(nóng)作物的產(chǎn)

16、量和質(zhì)量，并危害人體健康的現(xiàn)象2、微生物降解有機(jī)物的潛力：A微生物降解有機(jī)物的多樣性；B微生物降解有機(jī)物的普遍性和適應(yīng)性C微生物降解有機(jī)物的高效性；D微生物對難生物降解有機(jī)物的轉(zhuǎn)化和分解3、好氧堆肥降解過程：中溫階段、高溫階段、降溫階段A中溫階段：嗜溫菌的細(xì)菌、放線菌、真菌較為活躍；分解有機(jī)物中容易分解的糖類、淀粉、蛋白質(zhì)等物質(zhì)而產(chǎn)生熱量B高溫階段：嗜溫細(xì)菌逐漸死亡，嗜熱性的真菌和細(xì)菌開始活躍；纖維素、半纖維素、蛋白質(zhì)等復(fù)雜有機(jī)物開始強(qiáng)烈的分解C降溫階段：微生物活性下降，發(fā)熱量減少，溫度下降；嗜溫菌再度占優(yōu)勢，使殘留難降解有機(jī)物進(jìn)一步分解；含水量降低，堆肥物孔隙增大，O2擴(kuò)散能力增強(qiáng)第七章1、微生物制氫的途徑：A光解水制氫：綠藻產(chǎn)氫；藍(lán)細(xì)菌產(chǎn)氫B光合細(xì)菌產(chǎn)氫C厭氧發(fā)酵產(chǎn)氫2、厭氧產(chǎn)氫發(fā)酵類型：丙酸型發(fā)酵、丁酸型發(fā)酵、乙醇型發(fā)酵丙酸型發(fā)酵：微生物在發(fā)酵反應(yīng)過程中，其末端產(chǎn)物是丙酸和乙酸，氣體產(chǎn)物非常少丁酸型發(fā)酵：發(fā)酵過程中的末端產(chǎn)物，主要是丁酸、乙酸、H2、CO2和少量丙酸乙醇型發(fā)酵：這種方法不同于經(jīng)典的微生物代謝過程中的乙醇發(fā)酵（沒有H2的產(chǎn)生）3、生物制漿：利用選育的微生物或微生物的降解酶系，處理含有木質(zhì)素纖維的原料，脫除第八八至章漿。1、微生物修復(fù)的方法：A原位生物修復(fù)：將污染物質(zhì)在其所在位置進(jìn)行處理，不用將被污染的介質(zhì)進(jìn)行轉(zhuǎn)移B異位生物