第九章微生物生态学

第九章微生物生态学习题一、填空题1、从，，，生境中可以分离到嗜热微生物；从，和生境中可分离到嗜盐微生物。2、磷的生物地球化学循环包括3种基本过程：、、。3、微生物种群相互作用的基本类型包括：，，，、、和。4、嗜热细菌耐高温的使DNA体外扩增技术得到突破，为技术的广泛应用提供基础。5、嗜生物推动的氮循环实际上是氮化合物的氧化还原反应，其循环过程包括，，和。6、按耐热能力的不同，嗜热微生物可被分成5个不同类型：，，，和。7、有机污染物生物降解过程中经历的主要反应包括，，和。8、评价有机化合物生物降解性的基本试验方法是和。9、污水处理按程度可分为，和。10、汞的微生物转化主要包括3个方面，和。二、选择题（4个答案选1）总大肠菌群中不包括（）。（1）克雷伯氏菌（2）肠杆菌（3）埃希氏菌（4）芽孢杆菌2、下列有机物中最难被微生物降解的是（）。（1）纤维素（2）木质素（3）半纤维素（4）淀粉3、同化硝酸盐还原的酶可被下列哪种化合物抑制？（）（1）氨（2）氧（3）N2（4）N2O4、异化硝酸盐还原的酶可被下列哪种化合物抑制？（）（1）氨（2）氧（3）N2（3）N2O5、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？（）（1）恒浊连续培养（2）恒化连续培养（3）恒浊分批培养（4）恒化分批培养6、和豆科植物共生固氮的微生物是（）。（1）假单胞菌（2）根瘤菌（3）蓝细菌（4）自生固氮菌7、许多霉菌在农副产品上生长时易于产生霉菌毒素，下列中哪些条件最适于产生霉菌毒素？（）（1）高温高湿（2）高温（3）蓝细菌（4）自生固氮菌8、适用于生物冶金的微生物类群主要是（）。（1）嗜热微生物（2）嗜冷微生物（3）嗜酸微生物（4）嗜压微生物9、超嗜热细菌主要是（）。（1）古生菌（2）真细菌（3）真菌（4）霉菌10、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？（）（1）S循环（2）N循环（3）磷循环（4）硅循环三、是非题氨化作用只能在好氧环境下才能进行。反硝化作用完全等同于硝化作遥的逆过程。一般情况下土壤表层的微生物数量高于土壤下层。嗜冷微生物适应环境生化机制之一是其细胞膜组成中有大量的不饱和、低熔点脂肪酸。嗜酸微生物之所以具有在碱性条件下生长的能力是因为其胞内物质及酶是嗜酸的。嗜碱微生物具有在碱性条件下生长能力的根本原因是其胞内物质及酶也是偏碱（嗜碱）的。草食动物大部分都能分泌纤维素酶来消化所食用的纤维素。共生固氮和游离固氮都在固氮过程中发挥重要作用。大量服用抗生素的患者同时要服用维生素，这是为了补充因肠道微生物受抑制减少维生素的合成。10、解性质粒携带有编码环境污染物降解酶的全部遗传信息。四、名词解释硝化作用菌根活性污泥反硝化作用硫化作用氨化作用共生微生物生态学五、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？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？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。4、简述生物修复中的强化措施。六、论述题1、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。2、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。3、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。4、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。5、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。6、活性污泥法处理污水的过程非常类似于恒浊的连续培养，那么两者是如何实现恒浊，其不同点在哪里？习题答案一、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PGR5．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10．无机汞(Hg2＋)的甲基化无机汞(Hg2＋)还原成Hg0甲基汞和其他有机汞化合物裂解并还原成Hg0二、选择题1．(4)2．(2)3．(1)4．(2)5．(1)6．(2)7．(1)8．(3)9．(1)10．(1)三、是非题1．－2．－3．+4．+5．—6．－7．－8．+9．+10．—四、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。五、简答题1．一方面说明维生素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Hg2＋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．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动物利用绿色植物的明显例证。3．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．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。六、论述题1．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。2．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。3．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。4．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。5．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。②利用分子标记技术跟踪监测降解微生物在环境中的行为。③利用分子生物技术监测环境中的有害微生物。④从分子水平上研究环境污染物对生物大分子(特别是DNA、RNA)的作用。⑤选育转基因的优良动、植物品种减少农药、化肥用量，减缓环境污染。6．活性污泥法处理污水过程的恒浊主要是维持曝气池中活性污泥有相对稳定的浓度，实现的方法是回流二次沉淀池沉降的污泥。恒浊连续培养实现恒浊的方法是调控培养器中流人、流出液的流速，使培养液中的微生物浓度基本恒定。其不同点在于前者靠回流维持污泥浓度恒定，后者则靠调控流速维持。