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1、Microbial Ecology绪 论1。 名词解释：微生物生态学:是研究微生物与其周围生物和非生物环境之间相互关系的一门科学。微生态学：是生态学的一个层次,是研究正常微生物在细胞或分子水平上相关关系的科学环境、自然环境+生物环境生境、指生物的个体、种群或群落生活地域的具体环境。生物非生物栖息地、生物生活或居住的范围的物理环境。如林地生境中的不同树冠层、树干生态位、一个种群在生态系统中，在时间空间上所占据的位置及其与相关种群之间的功能关系与作用。基础生态位、一个物种能够占据的生态位空间，由物种的变异和适应能力决定,而非其地理因素.基本生态位是实验室条件下的生态位，里面不存在捕食者和竞争。实际
2、生态位、自然界中真实存在的生态位.物种流是指物种的种群在生态系统内或系统之间时空变化的状态。2。微生物生态学的研究意义有哪些？发现新的在工农业(如固氮）、食品（如发酵）、医药（如抗生素）和环境保护（如生物修复)方面有重要用途的微生物菌株(包括极端环境中微生物资源的发掘）；微生物在地球物质化学循环中具有重要作用；开发和利用自然界中的微生物资源,保护好微生物基因资源;控制有害微生物，利用微生物净化环境,保护环境，维持环境生态平衡；保护人类健康和保护生态平衡发挥微生物的最佳作用.3。微生物生态学主要研究内容有哪些?正常自然环境中的微生物种类、分布及变化规律；极端自然环境中的微生物；微生物之间、微生物
3、与动植物相互关系;微生物在净化污染环境中的作用；现代分子微生物生态学的研究方法.4.生态系统的功能有哪些?物种流能量流食物链营养级信息流5。什么是微生物生态系统?其特点是什么?是指各种环境因子如物理、化学及生物因子对微生物区系（即自然群体）的作用和微生物区系对外界环境的反作用。特点：微环境稳定性适应性7.简述物种流的含义及其特点。是指物种的种群在生态系统内或系统之间时空变化的状态。不同生态系统间的交流和联系。主要有三层含义：生物有机体与环境之间相互作用所产生的时间、空间变化的过程；物种种群在生态系统内或系统之间格局和数量的动态,反映了物种关系的状态，如寄生、捕食、共生等；生物群落中物种组成、配
4、置、营养结构变化，外来种和本地种的相互作用，生态系统对物种增加和空缺的反应等。8。简述物种流对生态系统的影响。物种的增加和去除改变原有生态系统内的成员和数量;入侵物种通过资源利用改变生态过程;物种丧失、空缺所造成分解作用及其速率的影响；间接影响-外来种侵入后改变原有生态系统的干扰机制，从而改变了生态过程.9。简述食物链的含义及其特点？生态系统中生物按食性关系而形成的锁链式的相互制约的形式。食物链是生态系统中贮存于有机物中的化学能在生态系统中层层传导的过程。特点:生物富集-食物链有累积和放大的效应。能量单向流动，逐级递减。捕食食物链的起点都是生产者，终点是不被其他动物所食的动物，中间不间断，不出
5、现非生物物质及分解者即只有生产者和消费者。单方向:食物链中的捕食关系是长期自然选择形成的、不会倒转.10.简述信息流的特点。信息量与日俱增-基因组学的发展。多样性。物理信息（光、声、接触等）、化学信息（激素等)、行为信息(求偶炫耀、打斗等)复杂性。信息多样性决定了通信方式的多样性。信息储存量大：如基因和蛋白数据库。未知性：11。简述能量流的含义及其特点.能量通过生态系统从一种生物传递给另一种生物的现象.能量在生态系统中流动的特点：生态系统中的能量流动是变化的。能量流动是单向的。光能-生物能、热能能量在生态系统中流动的过程中是不断递减的。能量流动的过程中,质量不断提高.第一章 自然环境中微生物组
6、成及其变化规律1。 名词解释：外来微生物、随雨水、动植物残体、堆肥或受污染的水体进入土壤，在土壤中持续一定时间并作短期的生长繁殖，但由于适应性差,一般不能持续发展.贫（寡)营养细菌、有机碳含量1-15mg/L-自养型富营养细菌、营养物质浓度10g/L-异养型贫营养指数(O.I。）、某水样中贫营养细菌占总菌数的百分比特定腐败菌（SSO）只有部分微生物参与腐败过程2。 为什么说土壤是适合微生物生长的环境？土壤的固相成分：95%矿物质+5有机质 无机盐: 磷、硫、钾、钠、铁、镁、钙、锌、锰 有机质：动植物残体、腐殖质等提供碳、氮、氧土壤的水分:土壤的酸碱度：一般呈中性或弱碱性；土壤的空气：土壤的温度
7、：一定保温性。3. 简述土壤中微生物的分布特点.分布广：各种类型土壤，不同土壤类型、肥力水平,土壤微生物的数量和分布有很大差异.阶梯分布：表土层微生物数量最多，随深度，数量减少。数量大:1g 土壤（干重）108个细菌种类多:4. 什么是土壤微生物的“土著”类群? 包括哪几种类型？“土著”类群:长期生活土壤中，对土壤环境有较强的适应性，土壤环境变劣时一般以休眠状态存活下来；土生性微生物：G无芽孢杆菌、放线菌为主，土壤腐殖质为养料，数量稳定，作用持久、生长慢.发酵性微生物：假单胞菌、芽孢杆菌、青霉、曲霉、毛霉等,动植物分泌物、排泄物、残体为养料,代谢活动和数量表现为大起大落的间歇性。5。 简述土壤
8、微生物的生态作用.（1）参与生物地球化学物质循环;（2）在土壤修复和净化中发挥重要作用；（3）分解者；(4)土壤微生物几乎参与土壤中的一切生物化学反应，能够灵敏地反映土壤污染状况及土壤质量健康变化，因此可以用微生物学指标作为对土壤肥力、生态功能、土壤污染及环境质量评价的生物标志物；(5）土壤在接纳和自然净化环境污染物的过程中，经常受到外来病原微生物的污染，在疾病传播中起一定作用6. 影响土壤微生物分布的因素有哪些？(1)土壤颗粒的性质：营养成分不同、贫瘠等。(2）土壤的水分：含水量大多于干燥（3)氧气:真菌、大部分原生动物好氧，细菌好氧或厌氧。（4）pH：真菌较低,喜酸性土壤。也有一部分抗酸细
9、菌（5）温度：低温微生物一般存在于南极、北极和一些终年积雪的高山地区;高温微生物一般存在于热带土壤。其它:年度变化、人类活动等都可以改变微生物的数量和种类。7. 简述淡水微生物的分布特点。1）数量和种类与接触的土壤有密切关系；2)垂直分带分布;3）多是吸附在悬浮在水中的有机物上及水底； 4）多能运动，有些具有很异常的形态(例如柄细菌）；5)靠近城市或城市下游水中的微生物多且有很多对健康不利的细菌,不宜作为饮用水源。 8. 简述海水微生物分布特点。1）嗜盐，真正的海洋细菌在缺少氯化钠的情况下是不能生长的；2)低温生长，热带海水表面外，其它海水中发现的细菌多为嗜冷菌；3）大多数海洋细菌为G-细菌，
10、并具有运动能力；4）耐高压（特别是生活在深海的细菌)；5）更明显的垂直分层分布(透光区、无光区、深海区、超深渊海区)。9。简述空气中的微生物分布特点.无原生微生物区系，主要以气溶胶形式存在；来源于土壤、水体及人类的生产、生活活动；种类主要为真菌和细菌，一般与其所在环境的微生物种类有关；数量取决于尘埃数量、停留时间和尘埃大小、空气流速、湿度、光照等因素；传播动、植物疾病,造成食品及发酵生产中的污染 。10。 简述工农业产品上的微生物分布特点。微生物引起的工业产品的霉腐：由于微生物的生长繁殖而腐烂、变质，食品、农副产品不能再食用或使用;病原微生物进入人体的重要途径,引起传染性疾病；很多微生物在食品
11、、农产品上生长后会产生对人有害的毒素；利用特定的微生物制备风味食品，如酱制品、米酒、腌酸菜等11。 简述鲜肉中微生物的类群及其作用。鲜肉中的微生物类群来源广泛，种类多，有真菌、细菌、病毒等，可分为致病性微生物、致腐性微生物及食物中毒性微生物三大类群。致腐性微生物：自然界里广泛存在的一类营死物寄生的，能产生蛋白分解酶,使动植物组织发生腐败分解的微生物。细菌数量最多，是造成鲜肉腐败的主要微生物；真菌数量少，分解蛋白质能力弱，生长慢,在鲜肉变质中起一定作用。致病性微生物：病原菌，包括人畜共患病病原微生物和只感染畜禽的病原微生物，主要是细菌和病毒。只感染畜禽的病原微生物种类最多，造成畜禽传染病传播及流
12、行。中毒性微生物：有些致病性微生物或条件致病性微生物,可通过污染食品或细菌污染后产生大量毒素，从而引起以急性过程为主要特征的食物中毒。 12。 简述微生物引起工业材料及其制品的劣化的种类。霉变:由霉菌引起的劣化腐朽：好氧条件下微生物酶解有机质使其劣化的现象，如由担子菌引起的木材或木制品的腐朽现象腐烂（腐败）:由细菌或酵母菌引起的使物体变软、发臭性的劣化腐蚀：由硫酸盐还原细菌、铁细菌或硫细菌引起的金属材料的侵蚀、破坏性劣化变质:指由各种生物或非生物因素引起的工农业产品质量下降的现象13。 海洋微生物与陆地微生物相比有哪些特征？ 嗜盐性、嗜压性、嗜冷性、耐贫瘠广食性、增殖很慢代时很长。14 。简述
13、地球上最大的两大生命域及其特征。地球上最大的两大生命域指陆地生命域和海洋生命域。陆地生命域分布于地表及地下一定深度范围内;海洋生命域存在于海洋水体的一定深度内。共同特征：借助于绿色植物和微生物光合作用,以太阳光或与太阳光直接有关的地表营养物质为生命能的源泉。15. 简述地球上第三大生命域及其特征和研究意义。第三大生命域即大洋深处的热泉喷口生命域,全部为微生物。特征：不需要阳光和所有地表能源,依靠海洋洋底裂隙中不断上升的热液携带的化学能维持生命，构成了海洋深处又一巨大的微生物生态系统，一直可延伸到大洋的最深部位。意义：不仅推动了对海洋生命和洋底生物一地质作用过程（包括洋底成矿作用等)的研究,而且
14、说明人们有必要重新审视和更新关于生命及其能量来源的一般知识。16。 简述地球上第四大生命域及生态学意义。第四大生命域指广泛存在于陆地深处数百米至数千米深度的一些喜温厌氧的微生物。这些微生物的生态习性和生理特征与表生生命有显著的差异，构成了地下深部一个自成系统的高温生物圈。不依赖于太阳光和地表能源，主要靠深部流体携带的化学能生活。地下深部高温生物圈的发现和证实对生物学和地质学都提出了重大的挑战。不仅要求重新理解生命的起源和演化以及地球生物圈的底界和分布范围，而且必须认真考虑有可能由这一地下深部高温生物圈造成的化学活动的累积总量，以及它们可能对地壳、海洋和大气圈的化学演化和对地表生物演变所具有的重
15、要意义.第二章 极端环境中的微生物1. 什么是嗜热微生物？ 简述嗜热微生物的嗜热机理。嗜热微生物是一类能高温环境下生存，最适生长温度在45以上的微生物。大部分嗜热微生物生长温度在4560，少数最适生长温度在80以上.嗜热菌对高温的适应机制：1)细胞膜上脂肪酸的成分变化：细胞膜上长链饱和脂肪酸比例随温度的提高而增多，不饱和脂肪酸则减少，有利于提高膜对高温的稳定性。2）具耐高温酶：3-磷酸甘油醛脱氢酶在90还是稳定的,糖酵解酶类和其他酶类也是这样，其耐热机制是受蛋白质一级结构所决定。3)生物大分子具热稳定性:嗜热菌的tRNA因其G、C含量高，提供了较多的氢键，故具有独特的热稳定性.4）嗜热菌的蛋白质氨基酸具较高的荷电氨基酸组成和平均疏水性。2. 简述热微生物潜在的应用.可用于细菌浸矿、石油及煤炭的脱硫。利用嗜热菌对废水废料进行厌氧处理，可提高反应速度，消灭污水污物中的病原微生物。发酵工业中，可以利用其耐高温的特性，提高反应温度，增大反应速度,减少中温型杂菌污染的机会。嗜热菌可用于生产多种酶制剂，例如纤维素酶、蛋白酶、淀粉
