《微生物的生态学习心得》

微生物的生态学习心得

《微生物的生态》学习心得生物工程05-2班王正明

微生物生态学是生态学的一个分支，它的研究对象是微生物群体与其周围生物及非生物环境条件间相互作用的规律。研究微生物的生态规律有着重要的理论意义和实践价值。

第一部分本章内容简介

一微生物在自然界中的分布及微生物资源地开发

1微生物在自然界中的分布

土壤中的微生物：含量细菌>放线菌>霉菌>酵母菌>藻类>原生动物水体中的微生物：淡水型、海水型

空气中的微生物。主要来自土壤，动植物和水体。工农业产品中的微生物

极端环境下的微生物嗜酸、嗜碱、嗜热、嗜冷、嗜盐、嗜压、抗辐射微生物。生物体内外的正常菌群

2菌种资源的开发

二微生物与生物环境的关系

互生：混菌培养

共生：如固氮菌与豆科植物间的共生，瘤胃微生物与反刍动物间的共生寄生：如蛭弧菌与其宿主细菌间的寄生拮抗：如拮抗性放线菌能产生多种抗生素捕食三微生物与自然界物质循环

碳素循环。主要通过光合作用和呼吸作用来实现。

氮素循环：生物固氮硝化作用同化性硝酸盐还原作用氨化作用铵盐同化作

用异化性硝酸盐还原作用反硝化作用亚硝酸氨化作用

硫素循环与细菌沥滤：同化性硫酸盐还原作用脱硫作用硫化作用异化性硫

酸盐还原作用异化性硫还原作用

磷素循环

四微生物与环境保护

1微生物治理污染；2沼气发酵与环境保护；3用微生物检测环境污染。

第二部分学习方法

对于本章的学习，首先应该结合资料认真学习课本知识，掌握全章的结构和内容，还要注意几个重要的概念，如混菌培养，bod，cod等等。再次，应该注意科学实验，特别是借助纯培养来研究微生物的生长规律。最后，应注意实际应用。研究微生物的生态有很重要的实际意义，本章介绍了微生物生态的应用，如应用微生物治理污染，进行环境检测，沼气发酵等等。

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微生物生态学复习总结

一、名词解释

未培养微生物、可培养微生物、微生物生态学、平板菌落计数法（cfu）、最大或然值法（mpn）、cod、bod、tn、tp、活性污泥、生物转盘法、膜生物反应器、生物强化技术、水体富营养化、水华/赤潮、蓝藻水华、湖泛、生物被摸、群感效应（qs）、多聚体菌细胞附属物、共生、内共生、表共生、基因水平转移、转导、转化、接合、整合子、泛基因组、生物放大（生物富集作用）、生物处理、生物修复（生物整治）

1.未培养微生物。生理、生态功能未知，没有相应培养技术，或者生理、生态功能已知，具有培养技术，但尚未获得培养的一类微生物。

2.平板菌落计数法（cfu）。将样品用无菌生理盐水进行系列稀释，取合适的稀释度，以涂布法接种于平板上，经过一定时间培养后，直接统计平平板上的菌落数，再根据相应公式计算。

3.可培养微生物。可重复的在受控的条件下以一个确定的方式生长。

4.微生物生态学。研究微生物之间及其与其周围生物环境与非生物环境之间的相互作用和功能的学科。

5.最大或然值法（mpn）。将样品用无菌生理盐水进行系列稀释，取3种或5种不同的稀释度接种于培养基中，培养一定时间后，根据各稀释度的生长管数以统计学的方法计算出样品中所含微生物的量。

6.cod。1l污水中所含有机物再用强氧化剂将它氧化后，所消耗氧的毫克数。

7.bod。在1l污水中所含的一部分容易氧化的有机物，当微生物对其氧化分解时，所消耗的水中溶氧毫克数。

8.tn。样品中所含全部氮素量。

9.tp。样品中所含全部磷素量。

10.活性污泥。一种由活细菌、原生动物及其他微生物群聚集在一起组成的凝絮团，具有很强的吸附、分解有机物和毒素的能力。

11.生物转盘法：

12.膜生物反应器。将膜分离技术和生物反应器的生物降解作用集于一体的生物化学反应系统。它以超滤或微滤膜业件替代传统活性污泥法中的沉淀池实现泥水分离。

13.生物强化技术。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。

14.水体富营养化。指在人类活动的影响下，生物所需的氮、磷等营养物质大量进入湖泊、河口、海湾等缓流水体，引起藻类及其他浮游生物迅速繁殖，水体溶解氧量下降，水质恶化，鱼类及其他生物大量死亡的现象。

15.水华/赤潮。由于水体富营养化，导致浮游生物大量繁殖，使水体呈现蓝色、红色、棕色、乳白色等，这种现象在江河湖泊中叫水华，在海中叫赤潮。

16.蓝藻水华。由于蓝藻的过度生长和繁殖导致水体颜色变蓝或者变绿的现象。

17.湖泛。湖泊水体中富含大量有机物，在微生物的分解作用下，大量消耗氧气，出现厌氧分解，微生物在还原条件下，促进许多“黑臭”物质的形成，进而影响水质和湖泊微生态系统的结构和功能。

18.生物被摸。由胞外多聚基质包被的高度组织化、系统化的微生物膜性集合体。细菌间有信息交流来控制群体行为，胞内信号分子控制生物膜的形成和发育，有发育周期。

19.群感效应（qs）。细菌通过分泌胞外小分子信号从而控制其群体行为的现象。

20.多聚体菌细胞附属物。由一种或几种结构蛋白及其附属蛋白组成的细菌表面结构。它们在生物膜形成过程中，主要参与菌体与载体或寄主表面的吸附以及菌细胞间的粘附。

21.共生。两种不同生物之间所形成的紧密互利关系，一方为另一方提供有利于生存的帮助，同时也获得对方的帮助。

22.内共生：细菌或古菌等存在于鞭毛虫细胞内23.表共生：细菌或古菌等附着于鞭毛虫细胞的表面。

24.基因水平转移。是指在差异生物个体之间，或单个细胞内部细胞器之间所进行的遗传物质的交流。基因水平转移是微生物进化的重要动力，质粒是基因水平转移的重要载体

25.pan-genome泛基因组：在分子生物学中泛基因组是描述一个物种的所有基因序列的总和。它包括：双链的所有基因组核、非必须的基因组、特殊的单链的独一无二的基因

26.生物放大：是指在食物链中不同层次的生物可以逐级浓缩有机污染物的作用，而使得在级别越高的生物中其浓度越高。也就是通常所说的生物富集作用。这样的有机污染物必须满足以下两个条件：（1）难以生物降解，（2）亲脂性。

27.生物处理。利用处理系统中的生物，主要是微生物的代谢活动以及各种特性来处理各种废弃物的过程，主要针对各种污染源和小范围的环境污染。

28.生物整治（生物修复）。利用处理系统中的生物，主要是微生物的代谢活动减少污染现场污染物的浓度或使其无害化的过程，特点是可以对大面积的环境污染进行治理。

二、重点问题

第一讲概论

1.微生物元基因组的原理

2.微生物分离培养的方法。（微生物高通量培养技术）

3.微生物生态学十原则：（1）作用：催化；

（2）数量：每种植物至少有15种微生物；（3）微生物催化作用于数量有关；

（4）微生物功能在微观上，但可以在宏观上看

出来；

（5）代谢多样性，它几乎能参与地球上所有的

反应，微生物代谢远远超过动植物；

（6）微生物有营养、捕食者及对环境变化的耐

受决定种群的数量级地位；

（7）微生物易变化；

（8）一种必须元素可以决定生境中的微生物；（9）营养（有限营养）可以限制微生物生长；（10）微生物之间的竞争。第二讲

第三讲微生物生态学的研究方法

1.微生物的传统培养方法。

一般流程：样品采集→富集培养→分离纯化→分类鉴定→特性与功能的研究2.分子生物学的方法

基本原理。根据生物所独具的特征分子，对生物的特征分子的定性与定量分析，从而分析该类群微生物在生态环境中的数量与功能的研究方法。（1）核酸分子杂交

原理。根据核酸的解链和复性原则及碱基配对原则，利用两条不同来源的多核苷酸之间的互补性而使它们形成杂体双链。

探针技术。利用标记分子对其它分子的识别而实现对后者进行检测的一种术。

菌落原位杂交、斑点杂交、southern印迹杂交、northern印迹杂交、荧光原位杂交（fish）（2）pcr扩增技术

注意事项：a、样品采集要有代表性，总dna提取要完全。b、引物设计要合适，要有代表性。c、对pcr扩增条件优化，要是目的基因得到完全均衡的扩增，从模板浓度、退火温度、循环次数着手。d、pcr产物分析：构建基因文库→进行多态性分析→选择有代表性的克隆进行序列测定→构建系统进化树。

（3）变性梯度凝胶电泳（dgge）

原理。使用一对特异性引物pcr扩增微生物自然群体的16srrna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。在一定温度下，在同一变性剂浓度下，序列不同的产物其部分解链程度也不同，而产物解链程度又直接影响其电泳迁移率，结果不同的产物在凝胶上就可以分离。（4）qc-pcr

原理。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浓度。

（5）高通量测序技术

第四讲污水处理微生态系统

1.污水处理的基本原理

过细胞膜或细胞壁。

（5）通过主动外排泵把药物泵出细胞。

第十一讲有机污染环境微生物修复