周德庆第三版《微生物学》第八章部分名词解释及思考题答案

第八章微生物的生态

名词解释

1、微生物生态学：微生物生态学是生态学的一个分支，它研究对象是微生物生态系统的结构及其与周围生物及非生物环境系统间相互作用的规律。

29、正常菌群：生活在健康动物各部位，数量大、种类较稳定且一般是有益无害的微生物，称为正常菌群。

30、宏基因组：出生后才驻入人体，尤其是肠道内1000 种左右的正常菌群——共生微

生物群的总基因组，即宏基因组。

31、微生态学：以微生物学和实验动物学为基础，研究正常微生物菌群与其宿主的相互关系及其作用机制的新兴边缘学科。

32、微生态系统：在特定的空间和时间范围内，由个体20?200卩m不同种类组成的生

物群与其环境组成的整体。

34、微生态失调：正常的微生物群之间和正常微生物群与宿主之间的微生态平衡，在外环境影响下，由生理性组合转变为病理性组合状态。

35、条件致病菌：条件致病菌又称为机会致病菌，在某种特定条件下可致病的细菌，称为条件致病菌。条件致病菌是人体的正常菌群，当其集聚部位改变、机体抵抗力降低或菌群失调时则可致病，如变形杆菌。

37、微生态制剂：用于提高人类、畜禽宿主或植物寄主的健康水平的人工培养菌群及其代谢产物，或促进宿主或寄主体内正常菌群生长的物质制剂之总称。可调整宿主体内的微生态失调，保持微生态平衡。

38、益生菌剂：通常是指一类分离自正常菌群，以高含量活菌为主体，一般以口服或粘膜途径投入，有助于改善宿主特定部位微生态平衡并兼有若干其他有益生理活性的生物制剂。

39、益生元（双歧分子）：专指一类人类不能消化吸收的低聚糖类食物成分，通过选择性的刺激一种或几种细菌的生长与活性而对寄主产生有益的影响，从而改善寄主健康的物质。

41、悉生生物：凡已人为地接种上某种或某些已知纯种微生物的无菌动物或植物，即已知其上所含微生物群的大生物称为悉生生物。

52、混菌培养（混合培养）：混菌培养又叫混合培养，也称混合发酵，是在深入研究微生物纯培养基础上的人工“微生物生态工程” ，指将两种或多种微生物混合在一起培养，以获得更好效果的培养方法。

54、菌根：菌根是指土壤中某些真菌与植物根的共生体。

66、微生物杀虫剂（生物农药）：微生物杀虫剂是利用微生物的活体制成的。在自然界，存在着许多对害虫有致病作用的微生物，利用这种致病性来防治害虫是一种有效的生物防治方法。从这些病原微生物中筛选出施用方便、药效稳定、对人畜和环境安全的菌种，进行工

业规模的生产开发，从而制成微生物杀虫剂。

79、细菌沥滤（细菌冶金）：细菌沥滤又称细菌浸出或细菌冶金，指利用化能自养细菌对矿物中的硫或硫化物的氧化作用，让其不断生产和再生酸性浸矿剂，并让低品位矿中的铜等金属以硫酸铜的形式不断溶解出来，然后再采用电动序较低的铁等金属粉末进行置换，以此获得铜等有色金属或稀有金属的过程。

80、硝化作用：硝化作用是指氨在微生物作用下氧化为硝酸的过程。硝化细菌将氨氧化为硝酸的过程。通常发生在通气良好的土壤、厩肥、堆肥和活性污泥中。

82、反硝化作用：也称脱氮作用。反硝化细菌在缺氧条件下，还原硝酸盐，释放出分

子态氮（N2）或一氧化二氮（N2O ）的过程。

90、生化需氧量：生化耗氧量是“生物化学需氧量”的简称。常记为BOD ，是指在一

定期间内，微生物分解一定体积水中的某些可被氧化物质，特别是有机物质所消耗的溶解氧的数量。以毫克/升或百分率、ppm 表示。它是反映水中有机污染物含量的一个综合指标。如果进行生物

氧化的时间为五天就称为五日生化需氧量（BOD5 ），相应地还有BOD10 、BOD20 。

91、化学需氧量：化学需氧量COD 是指1L 污水中所含的有机物在强氧化剂将他氧化后，所消耗氧的毫克数（单位mg/L ），它反映了水中受还原性物质污染的程度。该指标也作为有机物相对含量的综合指标之一。

100、活化污泥：活性污泥是微生物群体及它们所依附的有机物质和无机物质的总称．微生物群体主要包括细菌，原生动物和藻类等．其中，细菌和原生动物是主要的二大类．活性污泥主要用来处理污废水。

思考题

1、为什么说土壤是人类最丰富的菌种资源库？如何从中筛选所需的菌种？由于土壤具备了各种微生物生长发育所需的营养、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。可以说，土壤是微生物的“天然培养基” ，也是它们的“大本营” ，对人类来说，则是最丰富的菌种资源库。

筛选实验步骤：

（一）、PDA 培养基的配制

1、原料准备：

1000ml 水：200g 土豆：20g 蔗糖：15—20g 琼脂

（二）、牛肉膏蛋白胨培养基的配制

1 、原料准备：

1000ml 水：3g 牛肉膏：10g 蛋白胨：5gNaCl：15—20g 琼脂

（三）、倒平皿

1 、培养基、培养皿、涂抹棒、枪头、无菌水等置于高温灭菌锅121 摄氏度灭菌25min ；超净工作台紫外线消毒20min 。

2、将培养基、培养皿、涂抹棒、枪头、无菌水等移入超净工作台中。

3、将培养基倒入培养皿（培养皿三分之一容积），在酒精灯火焰附近（火焰周围10厘米左右）操作。

4、开盖至冷却，盖上盖子。

（四）、土壤溶液的配置与涂布实验原料：

土壤样本10g、90ml 无菌水（锥形瓶中）、9ml 无菌水（试管）、培养皿实验步骤：

1 、电子天平准确称取10.00 g 土样，加入90ml 无菌水中，振荡摇匀，酒精擦拭后移入超净工作台。

2、将试管依次编号1-6，用移液枪移取1000 微升悬浊液置于1 号试管，再移取1000 微升1 号试管悬浊液置于 2 号试管，依次做六个试管。

3、涂布

①、用移液枪分别取4、5、6号试管溶液各200微升（每个试管取2—4份）置于培养基中并做好标记（土壤采集地、操作人、溶液浓度级）。

②、用涂抹棒均匀涂抹培养基中的土壤溶液。

（以上均在超净工作台酒精灯火焰附近操作，确保无菌环境）

4、在恒温干燥箱中培养，观察。

（五）、菌种的分离纯化

1、超净工作台紫外线消毒20min。

2、将要分离菌株的培养基及倒好平板的培养基，接种环，酒精灯转移至超净工作台中。

3、点燃酒精灯，在酒精灯火焰旁操作。

4、将接种环在火焰上灼烧至红，在火焰旁冷却后接取菌种。

5、将菌种用划线法或点种法接于培养基中。

6、取出，移至恒温培养箱中培养。

7、定期观察菌种生长情况。

3、在检验饮用水质量是，为何要选用大肠杆菌群数作为主要指标？我国卫生部门对此有何规定？

在环境卫生不良的情况下，大肠杆菌常随粪便散布在周围环境中。若在水和食品中检出

此菌，可认为是被粪便污染的指标，从而可能有肠道病原菌的存在。因此，大肠菌群数（或大肠菌值）常作为饮水和食物（或药物）的卫生学标准。（国家规定，每升饮用水中大肠杆

菌数不应超过3个）

9、从理论上讲，在甲乙两种生物间可能发生哪些相互关系？试各举一例说明。

生物间的相互关系是既多样又复杂的。如果对甲、乙两种生物间的种种关系作一分析，我们可以看到有以下九种类型：

（1）既利甲又利乙（++）例如共生、互利共栖、互养共栖和协同共栖等。

（2）利甲而损乙（+-）例如寄生、捕食和拮抗等。

（3）利甲而不损乙（+0）例如偏利共栖、卫星状共栖和互生，或称半共生，代谢共栖）等。

（4）不损甲而利乙（0+）例同（3）。

（5）既不损甲也不损乙，既不利甲也不利乙（00）例如无关共栖。

（6）不利甲而损乙（0-）例如偏害共栖

（7）损甲而不利乙（-0）例同（6）。

（8）损甲而利乙（-+）例同（2）。

（9）既损甲又损乙（--）例如竞争共栖13、试图示并简介微生物在自然界碳元素循环中的作用。

在自然界的碳素循环中，微生物发挥着重要的作用。大气中低含量的CO2只够供绿色

植物进行约20年光合作用之需。微生物的作用就是把有机物中的碳元素尽快矿化和释放，从而使生物界处于一种良好的碳平衡环境中。从图9-5中可以看出，在好氧条件下，CO2和H2O经绿色植物的光合作用就生成02和“ CH2O ”（表示碳水化合物）。在好氧条件下，“CH2O ”可经动、植物和微生物的呼吸作用氧化为CO2和出0。在厌氧条件下，“ CH2O”

可经发酵而产生醇类、有机酸类、H2和CO2，这些厌氧发酵产物可通过呼吸而氧化成CO2和H2O,也可通过严格厌氧的产甲烷菌而转化成CH4,还有一种可能途径是埋在地层下而逐

渐变成化石燃料并进一步得到长期保存。

有氧条忡下；无氧条件下

m 9-5碳、氢、暫元素在自然界中的循环

15、为何说微生物在自然界氮素循环中起着关键作用?

自然界的氮素循环是各种元素循环的中心，这是由于氮元素在整个生物界中所处的重要地位所决定的。微生物又是整个氮素循环的中心，尤其是一些固氮微生物更可称作开辟整个生物圈氮素“先锋队”。

氮元素在自然界中的存在形式主要有以下五种：铵盐、亚硝酸盐、硝酸盐、有机含氮物

和大气中的游离氮气。与其他主要元素相比，在地球表面的岩石圈和水圈中，属于铵盐、亚

硝酸盐和硝酸盐形式的无机氮化物的含量极其有限，由于其高度水溶性，因此是以极稀的水

溶液形式分散在整个生物圈中的。无机结合态氮素的含量，是许多生态系统中初级生产者的

最主要限制因子。第二类氮化物是各种活的或死的含氮有机物，它们在自然界中的含量也很

少。尤其是以腐殖质形式存在的复杂有机物，在一般的气候条件下分解极其缓慢，故其中的

氮素很难释放和重新被植物所利用。在自然界中以大气氮形式存在的氮气是数量最大的氮素

贮藏库，然而在所有的生物中，只有少数具有固氮能力的原核微生物及其共生体才能利用。

在以上五种形式的氮素进行循环转化过程中，微生物起着关键的作用（图9-6）现阐述如下

^19-6自然界中的氮素循环

C单袋所示对徽生物特有的过程，欢线所示为微生物和植物共的过

程；粗线表示生物圈氮龍环中的重要环节）

18、为何说在各种污染处理方法中，最根本、最有效、最廉价的手段是借助于微生物的生化处理法？

用微生物净化污水的过程，实质上就是在污水处理装置这一小型生态系统内，利用各种生理生化性能的微生物类群间的相互配合而进行的一种物质循环过程。当高B0D5的污水进入污水处理装置后，其中的自然微生物区系在好氧条件下，根据其中营养物质或有毒物质的

情况，在客观上造成了一个选择性的培养条件，并随着时间的推移，发生了微生物区系的有

规律的更迭，从而使水中的有机物或毒物不断被降解、氧化、分解、转化或吸附沉降，进而达到去除污染物和沉降、分层的效果。自然去除废气后的低B0D5清水，可流入河道。经好

氧性微生物处理后的废渣——活性污泥或生物膜的残余物，是比原来污水的B0D5更高的有机物，它们可通过厌氧处理（又称污泥消化或沼气发酵）而生产出有用的沼气和有机肥料。相比较而言，生物处理法成本较低，较环保。因此说在治理污水中，最根本最有效的手段是微生物处理法。