中科院微生物生态学复习题

微生物生态学

1、重要人物及贡献：

A. 切尔.卡逊(Rachel Carson): 【寂静的春天】，在国外，有人认为“生态学时代”的出现开始于该书的出版。

B. 恩斯特·海克尔: 德国人，第一次提出生态学概念。

C. 列文虎克：改进了显微镜以及，首次观测到了微生物个体，建立了微生物学。

D. 路易·巴斯德(Louis Pasteur):否定自然发生说（自生说）及倡导疾病细菌学说（胚种学说）和发明预防接种方法而闻名，为第一个创造狂犬病和炭疽的疫苗的科学家，他和费迪南德·科恩以及罗伯特·科赫一起开创了细菌学，被认为是微生物学的奠基者之一。

E. 罗伯特·科赫Robert Koch：发现炭疽杆菌、结核杆菌和霍乱弧菌，提出“科赫原则”。

F. Robert Hungate：发明了厌氧培养基，并从牛胃中成功培养出厌氧微生物。

G. 马丁努斯·拜耶林克: 病毒学的开创者，发现了氮气转化为植物所能够吸收的铵离子的过程──固氮作用，认识到细菌能够以硫酸盐代替氧气作为最终电子受体。

H. 维诺格拉斯基（Sergei Winogradsky）：确定了它利用无机物H 2 S作为能源、以CO2作为碳源。他首次提出了自养生物的概念及其与自然循环的关系。成功分离出固氮菌。描述了微生物的H2、So 和Fe2+的氧化发展了富集培养技术。

I. Carl Woese：16S指出16S的特殊性，建立生命三域假说。

J. 佐贝尔（Zobell C E):明确海洋微生物这一特殊群体的普遍意义；基本确立海洋微生物的研究方法(Zobell 2216E）；认识并加深钻研海洋微生物与环境-生态因子的关系；开创和发展海洋微生物在物质转化、能量流动中的作用和地位的研究；关注海洋微生物的经济重要性。

2、未培养微生物:是指迄今所采用的微生物纯培养分离及培养方法还未获得纯培养的微生物。包括生理/生态功能未知，没有相应培养技术，可能代表一大类微生物。以及生理/生态功能已知，具有培养技术，但尚未获得培养，目前分离报道的多数菌种属于此类。

3、MPN:最大或然数（most probable number，MPN）计数又称稀释培养计数，适用于测定在一个混杂的微生物群落中虽不占优势，但却具有特殊生理功能的类群。其特点是利用待测微生物的特殊生理功能的选择性来摆脱其他微生物类群的干扰，并通过该生理功能的表现来判断该类群微生物的存在和丰度。

菌落原位杂交（colony in situ hybridization）：是将细菌菌落从一主平板转移到硝酸纤维素滤膜上，然后将滤膜上的菌落细胞裂解以释放出DNA，将DNA烘干固定于膜上与32P或荧光标记的探针杂交，通过放射自显影或激发荧光以检测菌落杂交信号、并与主平板上的菌落对位。

荧光原位杂交（Fluorescence in situ hybridization，FISH）：用已知的标记单链核酸为探针，按照碱基互补的原则，与待检材料中未知的单链核酸进行异性结合，形成可被检测的杂交双链核酸。

变性梯度凝胶电泳（DGGE）：使用一对特异性引物PCR扩增微生物自然群体的16S rRNA 基因，产生长度相同但序列有异的DNA片段的混合物，然后用DGGE分离产物混合物。DGGE 胶是在6％聚丙烯酰胺胶中添加线性梯度的变性剂，变性剂的浓度由上到下，从低到高成线性梯度。

Quantitative Competitive PCR，QC-PCR：指在PCR反应体系中加入一定已知量的竞争性模板作为内标，与未知浓度的目标模板一起进行PCR扩增。通过二者产物的比值反映初始目

标模板的浓度。

扩增性rDNA限制性酶切片段多态性分析(Amplified Ribosomal DNA Restriction Analysis，ARDRA)：将16S rDNA-PCR技术与RFLP技术相结合而发展起来的微生物多样性研究技术；即采用识别4个碱基的限制性内切酶对克隆获得的16S rDNA进行酶切，通过电泳分析酶切后的片段长度多态性。

4、文库构建、测序及系统发育分析：

1)目标片断的选择，

2)PCR扩增、产物回收与纯化，

3)连接载体、转化，

4)文库克隆的随机筛选，

5)测序、序列比较分析，系统发育树构建----系统发育分析。

5、污水生物处理的基本原理：

用于废水处理的生物反应器类型及工艺流程很多，视废水类型及污染程度而采用不同的生物反应器和工艺流程，其原理都是发挥各种微生物群落的代谢活性，以去除污水中的各种污染物。

6、污水生物处理系统的基本类型：

按微生物细胞在处理系统中的存在状况，可以将污水生物处理系统分为：

1）悬浮细胞污水处理系统，如氧化塘。

2）生物膜污水处理系统，包括滴滤系统、生物转盘、流化床系统。

3）活性污泥处理系统，保持适宜的C/N，C/P比，防止污泥的膨胀。

7、好氧反应器：好氧微生物的生长需求；有些污染物需要在好氧条件下才能降解，适用于低浓度的有机废水处理。其特点：

1)可控制溶氧水平

2)处理比较彻底

3)负荷相对较低

4)运行成本相对较高

厌氧反应器：厌氧微生物的生长需求；有些污染物需要在厌氧条件下才能降解，适合较高浓度的废水处理。其特点：

1)负荷可以很高（>30 kg/m3/d)

2)可回收生物质能源（0.6m3甲烷/kg COD）

3)运行成本低

4)但处理不彻底

8、生物强化技术：生物强化技术是指在生物处理系统中，通过投加具有特定功能的微生物、营养物或基质类似物，达到提高废水处理效果的手段和方法。

9、生物强化技术在污水处理中的应用：

1）在城市污水处理中的应用，如冬季低温条件。

2）在工业废水处理中的应用，特殊行业废水。

3）在养殖废水处理中的应用。

10、厌氧氨氧化(anaerobic ammonium oxidation, Anammox)：这是一个高度放能反应，与所涉及生物体的能量代谢相连接。厌氧氨氧化以亚硝酸盐为电子受体氧化氨，产生氨气：（海洋产生的N2中约有50%来自于Anammox）

NH4+ + NO2 - →N2 + 2 H2O, ΔGo = -357 kJ mol-1