第九章 微生物生态习题及答案

习题答案

一、名词解释

1．硝化作用：好氧条件下在无机化能硝化细菌作用下氨被氧化成硝酸盐的过程。 2．菌根：一些真菌和植物根以互惠关系建立起来的共生体称为菌根。

3．活性污泥：是由复杂的微生物群落与污水中的有机、无机固体物混凝交织在一起构成的絮状物。

4．反硝化作用：厌氧条件下反硝化细菌将硝酸盐还原成气态的N2O和N2的过程。 5．硫化作用：指硫化氢、元素硫和硫化亚铁等在微生物的作用下被氧化生成硫酸的过程。

6．氨化作用：微生物分解含氮有机物产生氨的过程称为氨化作用。

7．共生：两种生物共居在一起，相互分工协作、甚至达到难分难解、合二为一的一种相互关系。

8．微生物生态学：研究微生物群体与其周围环境的生物和非生物因素的相互关系的科学。

9．根际微生物：指一类主要以植物根系分泌的营养物质的源方能生长良好的微生物。 10．根圈效应：植物根际对微生物数量、种类、活性的影响。在数量上常用根土比来表示。

11．根土比：根际微生物和非根际土壤中微生物的数量之比。.

12．氨化作用：含氮有机物通过各类微生物分解、转化成氨的过程。

13．微生态制剂：是依据微生态学理论而制成的含有有益菌的洛菌制剂，其功能在于维持宿主的微生态平衡、调整宿主的微生态失调并兼有其他保健功能。

14．正常菌群：生活在健康动物体各部位、数量大、种类较稳定、一般能发挥有益作用的微生物种群。

15．条件致病菌：某些正常菌群中的菌在宿主的防御功能减弱时，趁机转移或大量繁殖，成了致病菌的这类特殊的致病菌即称条件致病菌。

16．拮抗：一种微生物通过产生特殊代谢产物或改变环境条件来抑制或杀死另一种微生物的现象。

17．寄生：一种微生物寄生在另一种微生物细胞中或表面，从后者取得养料，引起病害或死亡。

18．富营养化：水体中N、P等营养元素大量增加，远远超过通常的含量，结果导致原有生态系统的破坏，使藻类和某些细菌数量激增，其它生物种类减少的现象。

19．BOD（biochemical oxygen demand）：生化需氧量，或称生物需氧量，是表示水中有机物含量的一个间接指标。指在1L污水或待测水样中所含的一部分易氧化的有机物，当微生物对其氧化、分解时，所消耗的水中溶解氧毫克数。单位为mg/L。

20．COD（chemical oxygen demand）：化学需氧量，是表示水中有机物含量的一个间接指标。指在1L污水中所含的有机物在用强氧化剂将它氧化后，所消耗氧的毫克数。单位为mg/L。

21．TOD：总需氧量，指污水中能被氧化的物质（主要是有机物）在高温下燃烧变成稳定氧化物时所需的氧量。

22．DO：溶氧量，指溶于水体中的分子态氧，是评价水质优劣的重要指标。 23．产甲烷细菌（methanogens）：是一类必须生活在严格厌氧生境下并利用CO2和H2产

生甲烷的古细菌。

二、填空题

1．热泉；高强度太阳辐射土壤及岩石表面；堆肥；煤堆；极地；深海；酸矿水；酸热泉；碳酸；盐湖；石灰水；盐湖；盐场；盐矿

2．有机磷转化成溶解性无机磷(有机磷矿化)；不溶性无机磷变成溶解性无机磷(磷的有效化)；溶解性无机磷变有机磷(磷的同化)

3．中立生活；偏利作用；协同作用；互惠共生；寄生；捕食；偏害作用；竞争 4．DNA多聚酶；PGR

5． 固氮；氨化作用；硝化作用；硝酸盐还原(反硝化作用) 6．耐热菌；兼性嗜热菌；专性嗜热菌；极端嗜热菌；超嗜热菌 7．氧化反应；还原反应；水解反应；聚合反应 8．微生物学方法；环境学方法 9．一级处理；二级处理；三级处理

＋＋0

10．无机汞(Hg2)的甲基化；无机汞(Hg2)还原成Hg ；甲基汞和其他有机汞化合物裂

0

解并还原成Hg

三、选择题

1．D；2．B；3．A；4．B；5．A；6．B；7．A；8．C；9．A；10．A 四、是非题

1．×； 2．×；3．√；4．√；5．×；6．×；7．×；8．√；9．√；10．×； 11．×；12、×；13、√；14、×；15、×；16、√；17、√；18、×；19、√；20、√ 五、简答题

1．具有甲基化夫机汞能力的的匙形梭菌的维生素B12的缺陷型菌株不能进行汞的甲基化，而且对无机汞比亲株（野生型）要敏感得多，这说明什么？

答：一方面说明维生素B12在汞的甲基化中起重要作用，维生素B12(钴胺素)和甲基形成一种甲基钴胺素复合物，而Hg可以夺取甲基钴胺素中的甲基形成甲基汞。另一方面说明甲基汞对梭菌的毒性比无机汞要低，所以不能形成甲基汞的缺陷型菌株对无机汞更加敏感。

2．微生物在从绿色植物到草食动物的能量流动中起重要作用，请指出这样说的理由？ 答：大部分草食动物都缺乏分解绿色植物的纤维素酶，而草食动物对植物食料的利用依靠的是生长在它们胃肠道中的微生物，微生物分泌的纤维素酶把纤维素分解成脂肪酸及其他营养物质，这些营养物质为动物吸收利用，草食动物(如牛)的瘤胃共生就是微生物帮助草食

2＋

动物利用绿色植物的明显例证。

3．简述微生物作为重要成员在生态系统中所起到的重要作用。

答：微生物在生态系统中可以在多个方面起重要作用，但主要作为分解者。其重要作用可以概括如下：①微生物是有机物的主要分解者，微生物分解存在于生物圈内的动物、植物和微生物残体等复杂有机物质，并转化成最简单的无机物，再供初级生产者利用。②微生物是物质循环中的重要成员，微生物参与所有的物质循环，大部分元素及其化合物都受到微生物的作用。③微生物是生态系统中的初级生产者，光能营养和化能营养微生物具有固定太阳能和化学能的能力，成为生态系统的初级生产者。④微生物是物质和能量的贮存者，生态环境中的微生物贮存着大量的物质和能量。⑤微生物是地球生物演化中的先锋种类，微生物是地球上最早出现的生物体，微生物的活动为后来的生物进化打下基础。

4．简述生物修复中的强化措施。

答：强化措施主要包括：①接种外源微生物，通过接种外源高效的降解微生物，改变降解微生物结构、数量，提高降解能力。②添加微生物营养盐，为降解微生物提供充足均衡的营养，提高微生物活性。③提供电子受体，提供充足的氧和硝酸盐等作为好氧、厌氧条件下的电子受体。④提供共代谢底物，为难降解有机物污染的降解提供代谢底物，促进降解。⑤提高生物可利用性，利用表面活性剂、分散剂提高污染物的溶解度，促进生物降解。⑥添加生物降解促进剂，一般加入各种氧化剂推动污染物的降解过程。

5．饮用水的质量时，为什么把大肠杆菌数作为重要测量指标？我国卫生部门对自来水的微生物总菌量和大肠杆菌量有何规定？

答：（1）大肠杆菌是主要的肠道杆菌；（2）在自然界中大肠杆菌于肠道病原菌的存活时间大致相同；（3）微生物总量为100个/mL；大肠杆菌总量为3个/L。

6．什么是土壤自净？简述土壤生物修复技术的含义和步骤。

答：土壤自净是指土壤对施入其中的一定负荷的有机污染物具有吸附和降解能力，借助物理、化学、生物作用消减污染物的影响，使土壤恢复到污染前水平的能力。

土壤生物修复是指利用土壤中天然的微生物资源或人为投加有降解能力的菌株，甚至构建有特异性降解能力的基因工程菌投加到土壤中，将滞留的污染物快速降解转化，恢复土质的人工技术。

土壤修复技术的步骤：首先调查污染地的本底资料，包括土壤理化性质、土著微生物的群落结构和数量等；其次制定针对性的治理方案，并进行实验室和野外一定规模的可行性实验；最后开展技术实施。

7.简述微生物生态系统的特点。

答：微生物生态是指某种特定的生态环境条件下微生物的类群、数量和分布特征，以及参与整个生态系统中能量 和生物地球化学循环的过程和强度的体系。微生物生态系统不仅起做其他生态系统等起不到的作用，而且也有不同与其他生态系统不同的特点。

（1）微生物生态系统的多样性 （2）微生物生态系统的种群多样性 （3）微生物生态系统的稳定性 （4）微生物生态系统的适应性 （5）微生物群落中的遗传交流

（6）微生物生态系统中的物质和能量流

六、论述题

1．为什么说土壤是微生物的“天然培养基”？

答：微生物的生长发育主要受到营养物质、含水量、氧、温度、pH等因子的影响，而土壤能满足微生物生长发育的需要。因为①土壤中含有大量动植物和微生物残体，可供微生物作为碳源、氮源和能源；②土壤中含有大量而全面的矿质元素；③土壤中的水分可满足微生物对水分的需求；④土壤颗粒之间的空隙可满足好氧微生物的生长，而通气条件差，处于厌氧状态时，又可满足厌氧微生物的生长；⑤土壤的pH范围在3.5～10之间，多数在5.5～8.5之间，是大多数微生物的适宜生长的pH范围；⑥土壤温度变化幅度小而缓慢，有利于微生物的生长。所以说土壤是微生物的“天然培养基”。

2．在含有难降解污染物污水的生物处理中，向污水处理系统加一定量高效降解菌的生物强化（过去称为投菌法）可以提高处理效果，请从微生物群落组成和功能的角度作出理论解释。

答：向处理系统投加高效降解菌从而提高了高效降解菌在整个降解菌群中的比例，改变了整个降解菌群的群落结构，结构决定功能，随之整个群落的降解功能也就得到提高。

3．某一化学农药厂合成一种化学农药，请你提一种实验方法来评价这种农药的生物降解性

答：化学农药主要用于防治农作物的病虫害，农药的生物降解主要体现在土壤中的生物降解。因此生物降解可以在土壤——植物组成的微宇宙中进行。把农药按标准使用量溶解后洒入微宇宙，即时测定土壤中的农药的含量，以后按一定时间间隔取样分析测定土壤中农药的浓度，这样即可测出农药在自然土壤中的生物降解速率，从而知道这种农药的生物降解性。 4．污水处理也可以说是一种微生物培养过程，试从微生物的基质利用、培养方式和培养目的与微生物的工业发酵进行对比。

答：污水处理和微生物工业发酵的基质从根本上来说是一样的，工业发酵的基质是人工配制的易于为微生物利用的营养物，而污水处理中的营养物则是污水中各种有机物，有的易于利用，面有的是难降解的。从培养方式来说，工业发酵一般是不连续的批式培养，而污水处理是连续进行的。就培养目的而言，工业发酵的目的是收获有用的代谢产物，产物可以存在于发酵液或菌体中，而污水处理的目的一般是使微生物降解污水中的各种有机物，降低其中的有机物含量，其目的主要在净化方面。

5．请对细菌遗传转化的概念作出解释，并说明如何利用人工转化技术获得高降解、高况争能力的降解菌。

答：遗传转化是指同源或异源的游离DNA分子(质粒和染色体DNA)被自然或人工感受态细胞摄取，并得到表达的水平方向的基因转移过程。获得高效高竞争能力的降解菌的方法可以先筛选到对污染物的高效降解菌，要使这些菌株具有竞争力，主要的办法是使它们获得系统中的土生菌的竞争能力。因此，一般的方法是把处理系统的优势土生菌的DNA提取出来，而后处理高效降解菌达到感受态吸收土生菌的DNA，这样就可获得高效高竞争能力的降解菌。

6．微生物分子生物技术可以在哪些方面给环境保护带来新的发展和应用。

答：微生物分子生物技术可以给环境保护带来多个方面的发展和应用，主要包括：①构建具有更强的降解能力的遗传工程菌，降解各种环境污染物，特别是难降解的环境污染物。