8第八章-微生物生态

第八章微生物生态

一、名词解释

捕食:指一种大型的生物直接捕捉、吞食另一种小型生物以满足其营养需要的相互关系。

共生：指两种生物共居在一起，相互分工合作、相依为命，甚至形成独特结构，达到难分难解、合二为一的极其紧密的一种相互关系。

偏利互生：两种可以单独生活的生物，当它们一起时，通过各自的代谢活动而偏利于一方的生活方式。

寄生：一般指一种小型生物生活在另一种较大型生物的体内（包括细胞内）或体表，从中夺取营养并进行生长繁殖，同时使后者蒙受损害甚至被杀死的一种相互关系。

拮抗：又称抗生，指由某种生物所产生的特定代谢产物可抑制他种生物的生长发育甚至杀死它们的一种相互关系。

竞争：同种或不同种生物因争夺食物、空间等资源而发生的生存斗争。

土著性微生物区系：是指那些对新鲜有机物质不很敏感、常年维持在某一数量水平上，即使由于有机物质的加入或温度、湿度变化而引起数量变化，其变化幅度也较小的那些微生物。

极端环境微生物：凡依赖于这些极端环境才能正常生长繁殖的微生物。

微生物生态学：是一门研究生态系统的结构及其与环境系统间相互作用规律的科学。

水体富营养化：指水体中因氮、磷等元素含量过高而导致水体表层蓝细菌和藻类过度生长繁殖的现象。

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

BOD：生物需氧量，指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（其单位为mg/L）

COD：化学需氧量，是表示水体中有机物含量的一个简单的间接指标，指1L污水中所含的有机物在强氧化剂将它氧化后，所消耗氧的毫克数（其单位为mg/L）。硝化作用：好氧条件下，无机化能硝化细菌将氨被氧化成硝酸盐的过程。

菌根：

活性污泥：

反硝化作用：又称脱氮作用，指硝酸盐转化为气态氮化物(N2和 NO2)的作用。硫化作用：指H2S或S0被微生物氧化成硫或硫酸的作用

氨化作用: 氨化作用是含氮有机物经微生物的分解转化成氨(铵)的过程。

共生:是指两种生物共居在一起，相互分工合作，相依为命，甚至形成独特的结构，达到难分难解，合二为一的及其紧密的一种相互关系。

生态对策:

生态位: 生物在生态系统中所起的功能与作用。

脱硫作用: 指在无氧条件下，通过一些腐败微生物的作用，把生物体中蛋白质等含硫有机物中的硫分解成H2S等含硫气体。

二、填空题

1.影响微生物生态对策形成的因素有营养基质的特性、竞争、压力、干扰等。

2.生态对策主要有K对策、r对策、r-K连续相3种基本类型。

3.空气中的微生物数量密度一般是城市_大_于农村，无植被地表_小_于有植被

地表，陆地上空_小__于海洋上空，室内_大_于室外。

4.微生物之间的竞争关系包括了对 ___种内_ 和 __种间__ 的竞争。

5.极端环境有_高温_,_低温_,__高酸_,_高碱_,_高盐__,_高压_等。

6.根据嗜热菌与温度的关系，可以分为三类即 _嗜冷微生物 ___、__嗜热微

生物 ___ 和 _______。

三、选择题

1.病原菌和寄主之间的关系是（D ）。

A、互生

B、共生

C、共栖

D、寄生

2.产黄青霉菌可以抑制革兰氏阳性细菌生长的现象是属于微生物之间的（C ）。

A、寄生关系

B、捕食关系

C、拮抗关系

D、竞争关系

3.产氢产乙酸菌和产甲烷细菌可形成（ B）。

A、拮抗关系

B、互利共栖关系

C、共生关系

D、偏利共栖关系

4.超嗜热细菌主要是(A )。

A、古生菌

B、真细菌

C、真菌

D、霉菌

5.地衣植物是微生物与微生物之间（B ）的典型例子。

A、互生关系

B、互惠共生关系

C、共栖关系

D、内生关系

6.冬虫夏草是由昆虫和真菌通过（D ）形成的一种名贵中药。

A、竞争关系

B、共生关系

C、互生关系

D、寄生关系

7.工业上生产维生素C采用的“二步发酵法”是利用了微生物之间的（A ）。

A、互生关系

B、依赖关系

C、共生关系

D、寄生关系

8.好氧性微生物与厌氧性微生物生活在一起可形成（A ）。

A、互利共栖关系

B、偏利共栖关系

C、拮抗关系

D、寄生关系

9.和豆科植物共生固氮的微生物是(B )。

A、假单胞菌

B、根瘤菌

C、蓝细菌

D、自生固氮菌

10.活性污泥法处理污水的过程最类似于下面哪种微生物培养方式（A ）。

A、恒浊连续培养

B、恒化连续培养

C、恒浊分批培养

D、恒化分批培养

11.兼性厌氧微生物与厌氧性微生物共存时可形成（ B）。

A、互利共栖关系

B、偏利共栖关系

C、拮抗关系

D、寄生关系

12.适用于生物冶金的微生物类群主要是( C)。

A、嗜热微生物

B、嗜冷微生物

C、嗜酸微生物

D、嗜压微生物

13.酸矿水的形成是微生物对某些金属和非金属元素转化的结合，下列哪种循环

与酸矿水形成有关（A ）。

A、S循环

B、N循环

C、磷循环

D、硅循环

14.同化硝酸盐还原的酶可被下列哪种化合物抑制（C ）。

A、氨

B、氧

C、N，

D、N：O

15.土壤中三大类群微生物以数量多少排序为（A ）。

A、细菌＞放线菌＞真菌

B、细菌＞真菌＞放线菌

C、放线菌＞真菌＞细菌

D、真菌＞细菌＞放线菌

16.脱硫弧菌和产甲烷细菌生活在一起时两者可形成（A ）

A、互利共栖关系

B、偏利共栖关系

C、拮抗关系

D、寄生关系

17.微生物数量很少的空气、海洋、和贫瘠的湖水中微生物之间的关系是（ A）。

A、共栖关系

B、共生关系

C、拮抗关系

D、中性关系

18.温和噬菌体在宿主细胞中的生存可视为微生物之间的（C ）。

A、拮抗关系

B、共生关系

C、内寄生关系

D、外寄生关系

19.下列有机物中最难被微生物降解的是(A )。

A、纤维素

B、木质素

C、半纤维素

D、淀粉

20.纤维分解菌分解纤维素为自生固氮菌提供碳源，自生固氮菌固定空气中的氮

气形成有机氮为纤维分解菌提供氮源，它们之间的关系是（ B）。

A、偏利共栖关系

B、互利共栖关系

C、共生关系

D、寄生关系

21.腌制的酸菜可以保存很长时间不坏，生活在人和动物皮肤表面的正常微生物

区系能抑制病原菌生长，这些现象是微生物之间的（C ）。

A、竞争关系

B、特异性拮抗关系

C、非特异性拮抗关系

D、偏利作用关系

22.异化硝酸盐还原的酶可被下列哪种化合物抑制（）。

A、氨

B、氧

C、N，

D、N，O

23.在白蚁、蟑螂等昆虫肠道和反刍动物的瘤胃内有大量的细菌和原生动物，这

是动物和微生物之间一种（B ）。

A、互生关系

B、共生关系

C、寄生关系

D、竞争关系

24.生态位不包括下列哪项（B ）。

A、生物所占据的生境

B、生物在所处生境中的生存能力

C、生物在所发挥的功能与作用

D、营养基质

25.1977年Grime认为生态对策中的r-K连续相存在三种生态对策，它们非常适

合描叙微生物，下列哪项不属于其中（C）

A、竞争对策（C对策）

B、忍耐对策

C、King对策（K对策）

D、草本对策(R对策)

26.在较深的湖泊或水库等淡水生境中，深水区微生物的类型有（C）

A、蓝细菌、光合藻类

B、好氧性微生物，如Pseudomonas的生长；

C、厌氧光合细菌和兼性厌氧菌

D、只有厌氧菌才能生长例如脱硫弧菌属

27.下列哪种微生物不可以作为环境监测的指示微生物（D ）。

A、大肠杆菌

B、鼠伤寒沙门氏菌

C、发光细菌

D、芽孢杆菌

28.微生物在环境中对重金属作用的说法，哪项不对（D）。

A、会使重金属化学物毒性增强

B、浓缩重金属，并通过食物链积累

C、微生物去除环境中的重金属

D、将重金属转化成其他金属

四、判断题

1.氨化作用可以在好氧和厌氧环境下才能进行。（√）

2.熏肉、谷物、榨菜、干果、腌肉等容易长霉菌而不容易腐烂是因为这些食品

中水的活度不够细菌生长。（×）

3.反硝化作用完全等同于硝化作用的逆过程。（×）

4.一般情况下土壤表层的微生物数量高于土壤下层。（√）

5.嗜冷微生物细胞膜组成中有大量的不饱和、低熔点脂肪酸。（√）

6.嗜酸微生物、嗜碱微生物具有在酸性条件、碱性条件生长的能力，但是其细

胞内的pH仍然维持在在中性左右。（√）

7.反刍动物大部分都能分泌纤维素酶来消化所食用的纤维素。（×）

8.在土壤、水体中贮存着大量的物质和能量主要依靠大量的微生物生物量。

（√）

9.一种微生物寄生于其他微生物时没有选择性。（×）

10.土壤有机质含量是影响土壤微生物种类和数量的唯一因素。（×）

11.紫膜是在嗜盐细菌细胞膜上形成的一种特殊的紫色物质，吸收的光能以质子

梯度的形式部分储存起来，并用于合成ATP。（√）

12.嗜酸微生物一般是无机化能营养微生物。（√）

13.乳酸发酵后的牛奶可以保存相对较长的时间，这种乳酸菌与其他牛奶腐败细

菌之间构成了一种特异性的拮抗关系。（√）

14.微生物生态学诞生的标记1966年美国微生物学家Brock编写的《Principles

of Microbial Ecology》问世。（×）

15.环境是指生物赖以生存的空间，由无机的物理、化学因素以及有机的生物因

素构成。（√）

16.离地表越深，土壤微生物的含量越少，物种越单一。（√）

17.每个生态系统都具有特定的物种结构、空间结构和营养结构。（√）

18.清水型水生微生物以化能自养微生物和光能自养微生物为主，如硫细菌、铁

细菌、衣细菌、蓝细菌和光合细菌等。（×）

19.在较深的湖泊或水库等淡水生境中，因光线、溶氧和温度等的差异，微生物

呈明显的垂直分布带。（√）

20.在人体内外部生活着众多的微生物种类，其数量高达1014个。（√）

21.空气中微生物数量取决于所处环境和飞扬的尘埃量。（√）

五、问答题

1.比较1977年Grime提出描叙微生物生存的三种基本生态对策的特点以及三

者之间的关系。

1.竞争对策(Competitive strategy)，C对策

2.忍耐对策(Stress-tolerant strategy)，S对策

3.草本对策(Ruderal strategy)，R对策

2.为什么说土壤是微生物的“天然培养基”？

由于土壤具备了各种微生物生长发育所需要的营养、水分、空气、酸碱度、渗透压和温度等条件，所以成了微生物生活的良好环境。

3.什么是正常菌群？试分析肠道正常菌群与人体的关系。

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

人体肠道内经常生活着500-1000种不同的微生物。肠道正常菌群与人体关系是一种十分重要又极其复杂的共生关系，肠道内菌群的基因组能为人类的多种慢性病、富贵病做出自己的贡献。

4.活性污泥法净化污水的原理是什么？

利用由活细菌、原生动物和其他微生物群聚集在一起组成的凝絮团在污水处理中具有很强的吸附、分解有机物或毒物的能力来处理污水。

5.微生物在自然界中的作用和功能有哪些？

一、微生物在生态系统中的角色

1．微生物是有机物的主要分解者：分解生物圈内存在的动物、植物和微生物残体等复杂有机物质，将其转化成最简单的无机物，供初级生产者利用。是环境的忠实清洁工。

2．微生物是物质循环中的重要成员

参与所有的物质循环：C、N、P、S

3．微生物是生态系统中的初级生产者

可直接利用太阳能、无机物的化学能作为能量来源；

积累下来的能量可以在食物链、食物网中流动。

4. 微生物是物质和能量的贮存者

在土壤、水体中贮存着大量的物质和能量主要依靠大量的微生物生物量。5．微生物是地球生物演化中的先锋种类

二、微生物与物质循环

1．碳循环

2．氮循环

（1）固氮 (2) 氨化作用(anmlonification) (3) 硝化作用(nitrification) （4）同化性硝酸盐还原作用（5）铵盐同化作用

（6）反硝化作用(denitrification) （7）亚硝酸氨化作用

3 硫素循环(sulfur cycle)

（1）同化性硫酸盐还原作用（2）脱硫作用(desulfuration)

（3）硫化作用(sulfur oxidation)，硫氧化作用。

（4）异化性硫酸盐还原作用（5）异化性硫还原作用

三、微生物与环境保护

1、微生物对污染物的降解与转化

（1）污水的微生物处理（2）固体有机体的微生物处理（3）重金属的转化

2、污染环境的生物修复

3、微生物监测

6.微生物之间有哪些关系，请举例说明。

互生；如：土壤中纤维素分解菌和自生固氮菌的互生关系，纤维素分解菌将纤维素分解成有机酸，固氮菌利用有机酸，使土壤中的酸性适合纤维

素分解菌的生长。

共生；如,绿藻或蓝细菌进行光合作用，为真菌提供有机养料，而真菌产生的有机酸分解岩石，为藻类或蓝细菌提供矿质元素。

寄生;如噬菌体

拮抗；

捕食；原生动物捕食细菌和藻类

7.一杯清水放在阳台上，随着时间的推移，水中的微生物的类群会发生怎么样

的变化？

水中微生物的种类变多，数量增加。由于菌群不同，导致水变浊，沉淀，产生气泡，水面有层膜，水层表面有多种霉菌等菌丝等等。

8.叙述述微生物在土壤中的生态分布规律。

土壤具备各种微生物生长发育所需要的营养、水分、空气、酸碱度、渗透压和温度等条件。

细菌>放线菌>霉菌>酵母菌>藻类>原生动物

（~108）（~107）（~106）（~105）（~104）（~103）

土壤微生物的垂直分布：离地表越深，微生物的含量越少，物种越单一。

9.阐述微生物在各类水体间的生态分布规律。

1、淡水型水体的微生物

①清水型水生微生物—存在于有机物含量低的水体中，以化能自养微生物和光能自养微生物为主，如硫细菌、铁细菌、衣细菌、蓝细菌和光合细菌等。

②腐败型水生微生物—在含有大量外来有机物的水体中生长，例如流经城、镇的河水，下水道污水，富营养化的湖水等。它们中主要是各种肠道杆菌、芽孢杆菌、弧菌和螺菌等。

在较深的湖泊或水库等淡水生境中，因光线、溶氧和温度等的差异，微生物呈明显的垂直分布带：

?沿岸区或浅水区：蓝细菌、光合藻类和好氧性微生物，如Pseudomonas的生长；

?深水区：一些厌氧光合细菌(紫色和绿色硫细菌)和若干兼性厌氧菌生长；

?湖底区，只有厌氧菌才能生长，例如脱硫弧菌属、产甲烷菌类(methanogens)和Clostridium(梭菌)等。

2、海水型水体微生物

?海洋的咸水占地球总水量的97．5％，含盐量为3％左右，所以海洋中微生物必须生活在含盐量为2％-4％的环境中，尤以3．3％-3．5％为最适盐度。

?海水中的微生物种类：一些藻类、细菌中的Bacillus(芽孢杆菌属)、Pseudomonas(假单胞菌属)、Vibrio(弧菌属)、一些发光细菌等

海洋微生物的垂直分布带更为明显，从海平面到海底依次可分4区：

?透光区：0~25 m适合多种海洋微生物生长；

?无光区：25m~200m间，有一些微生物活动

?深海区：位于200～6000m深处，黑暗、寒冷和高压，少量微生物存在；?超深渊海区，特点是黑暗、寒冷和超高压，极少数耐压菌才能生长。