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微生物的多样性及其在生态系统中的作用微生物是地球上最为广泛和多样的生物群体之一，包括细菌、真菌、原生动物和病毒等。
它们存在于各种环境中，不仅在生态系统中扮演着重要的角色，还对我们的生活产生着深远的影响。
本文将就微生物的多样性及其在生态系统中的作用进行探讨。
一、微生物的多样性微生物的多样性是指微生物在形态、结构、生态功能和适应性等方面的差异性。
首先来看微生物在形态和结构上的多样性。
微生物的形态和结构具有极大的多样性，细菌既有棒状、球状、螺旋状等形态，真菌则具有丝状、球状等形态。
此外，微生物还可以形成多种结构，如细菌的荚膜、孢子、细胞壁等。
微生物的多样性不仅仅表现在形态和结构上，更重要的是生态功能的多样性。
二、微生物在生态系统中的作用1. 微生物的生物地球化学循环作用微生物在生态系统中扮演着不可替代的角色，尤其是在生物地球化学循环中的作用。
首先，微生物在碳循环中发挥着重要作用。
它们通过光合作用和呼吸作用参与到碳循环中，从而维持着生态系统的稳定。
其次，微生物在氮循环中也发挥了关键作用。
微生物通过氮的固定、硝化、反硝化等过程，促使氮元素在生态系统中的有效循环，为植物提供可利用的氮源。
此外，微生物还参与到磷、硫、铁等元素的循环中，维持着生态系统的稳定和平衡。
2. 微生物的土壤改良作用微生物在土壤中起着非常重要的作用，可以改良土壤质地，提高土壤肥力。
首先，微生物可以分解有机质，使其转化为植物可吸收的氮、磷、钾等养分，为植物的生长提供养分支持。
其次，微生物通过产生胶结物质，改善土壤结构，增加土壤的团聚性和保水性。
此外，微生物还可以抑制土壤病原菌的生长，保护植物免受病害的侵害。
3. 微生物的生物降解作用微生物具有强大的分解能力，可以降解有机废弃物和污染物，减少环境污染。
微生物通过酶的作用，将有机废弃物和污染物降解为无毒或低毒物质，使其在环境中的危害得到降低。
微生物的生物降解作用在废水处理、土壤修复等领域起到了重要作用。
微生物群落的组成和生态学特征微生物群落是指以微生物为主体的生物群落，包括各类细菌、真菌、古菌、病毒和其他微生物。
微生物群落广泛存在于土壤、水体、气体、动植物体内以及人类肠道等各种环境中，起着极其重要的生态功能。
本文将从微生物群落的组成和生态学特征两个方面来介绍微生物群落。
一、微生物群落的组成微生物群落是由各种不同的微生物组成而成的，其中以细菌为主要成分，其次是真菌和古菌等。
在微生物群落中，数量众多的微生物群体可被分为优势菌和亚优势菌两类。
优势菌是指在某一特定环境中占据明显优势的微生物种群，其种群密度较高，或其在该环境中的代谢活动量较大。
优势菌的出现和生长通常由环境和物理化学因素决定，如温度、PH值、营养物质、光照等条件。
在同一环境下，不同优势菌的种类和数量总是不同的，这与微生物种群之间的相互作用、竞争、共生关系等因素密切相关。
亚优势菌是指相对于优势菌而言数量较少的微生物群落。
这些微生物通常无法独立支撑自身生长，并通过与优势菌之间的共生关系获得生存条件。
有些亚优势菌甚至是食零落、寄生或共生的，并且在群落中起着非常重要的作用，如在生产中参与葡萄酒的发酵和品质的调节等等。
二、微生物群落的生态学特征1. 群落组成的稳定性微生物群落存在较高的组成稳定性，这与群落之间存在着复杂的相互关系、共生关系和竞争关系有关。
当环境发生变化时，比如温度、光照强度、营养物质等的改变可能导致各种因素之间的平衡被打破，进而改变微生物群落的组成，这就会对生态系统的功能产生不利影响。
2. 群落的个体多样性和物种多样性群落的个体多样性和物种多样性是微生物群落的一个重要特征。
个体多样性指在每个富含微生物的生态系统中存在多种不同类型的微生物。
物种多样性指微生物群落中拥有大量的不同菌种、古菌和真菌等，此外还有二倍体、多倍体和辅助生殖单元等不同的生殖拟态。
群落内的个体多样性和物种多样性通过复杂的协同作用使得群落的功能和稳定性得以维持。
3. 共生关系微生物群落内部不同的生态关系对其功能和稳定性具有很大的影响，而其中最显著的一个生态关系是共生关系。
环境工程微生物学第三版_周群英课后习题目录第一篇微生物学基础 (1)第一章非细胞结构的超微生物——病毒 (1)第二章原核微生物 (3)第三章真核微生物 (6)第四章微生物的生理 (8)第五章微生物的生长繁殖与生存因子 (12)第六章微生物的遗传和变异 (16)第二篇微生物生态 (20)第一章微生物生态 (20)第二章微生物在环境物质循环中的作用 (22)第三章水环境污染控制与治理的生态工程及微生物学原理 (26)第四章污、废水深度处理和微污染源水预处理中的微生物学原理 (28)第五章有机固体废弃物与废气的微生物处理及其微生物群落 (31)第六章微生物学新技术在环境工程中的应用 (34)第一篇微生物学基础第一章非细胞结构的超微生物——病毒1 病毒是一类什么样的微生物？它有什么特点？答：病毒没有合成蛋白质的机构——核糖体，也没有合成细胞物质和繁殖所必备的酶系统，不具独立的代谢能力，必须专性寄宿在活的敏感宿主细胞内，依靠宿主细胞合成病毒的化学组成和繁殖新个体。
其特点是：病毒在活的敏感宿主细胞内是具有生命的超微生物，然而，在宿主体外却呈现不具生命特征的大分子物质，但仍保留感染宿主的潜在能力，一旦重新进入活的宿主细胞内又具有生命特征，重新感染新宿主。
2病毒的分类依据是什么？分为哪几类病毒？答：依据是：病毒是根据病毒的宿主、所致疾病、核酸的类型、病毒粒子的大小、病毒的结构、有或无被膜等进行分类的。
根据转性宿主分类：有动物病毒、植物病毒、细菌病毒（噬菌体）、放线菌病毒（噬放线菌体）、藻类病毒（噬藻体）、真菌病毒（噬真菌体）。
按核酸分类：有DNA病毒和RNA病毒。
3病毒具有什么样的化学组成和结构？答：病毒的化学组成有蛋白质和核酸。
还含有脂质和多糖。
整个病毒体分两部分：蛋白质衣壳和核酸内芯，两者构成核衣壳。
蛋白质衣壳是由一定数量的衣壳粒按一定的排列组合构成的病毒外壳。
核酸内芯有两种：核糖核酸（RNA）和脱氧核糖核酸（DNA）。
环境工程微生物学课后习题答案（周群英第四版）目录环境工程微生物学................................................................................... 错误!未定义书签。
绪论 (2)1、何谓原核微生物？它包括哪些微生物？ (2)2、何谓真核微生物？它包括哪些微生物？ (2)3、微生物是如何分类的？ (2)6、写出大肠埃希氏杆菌和桔草芽孢杆菌的拉丁文全称。
(2)7、微生物有哪些特点？ (2)第一章病毒 (2)第二章原核微生物 (7)1、细菌有哪几种形态？各举一种细菌为代表。
(7)2、细菌有哪些一般结构和特殊结构？它们各有哪些生理功能？ (7)3、荚膜、粘液层、菌胶团和衣鞘 (7)第三章真核微生物 (12)第四章微生物的生理 (15)第五章微生物的生长繁殖与生存因子 (20)第六章微生物的遗传与变异 (28)第七章微生物的生态 (35)第八章微生物在环境物质循环中的作用 (40)第九章水环境污染控制与治理的生态工程及微生物学原理 (44)第十章有机固体废物与废弃的微生物处理及微生物群落 (48)第十一章有机固体废物与废气的微生物处理及其微生物群落 (54)1，何谓堆肥法，堆肥化和堆肥？ (54)2，叙述好氧堆肥的机理。
参与堆肥发酵的微生物有哪些？ (54)3，好氧堆肥的运行条件有哪些？ (55)4，好氧堆肥法有几种工艺？简述各个工艺的过程。
(55)第十二章微生物学新技术在环境工程中的应用 (60)1. 酶制剂剂型有几种？ (60)2. 何谓固定化酶和固定化微生物？ (60)3. 酶和酶菌体固定化方法有哪几种？各用什么载体？ (60)4. 固定化酶和固定化微生物有什么优点？存在什么问题？ (60)5. 生物膜是固定化微生物吗？为什么？ (60)6. 何谓表面活性剂？生物表面活性剂有哪几类？ (60)7. 絮凝剂有几类？微生物絮凝剂在污水生物处理中起什么作用？ (60)8. 叙述污水处理中微生物絮凝剂的作用原理？ (60)9. 微生物制剂有哪些用途？ (60)10. 有几种产氢微生物？它们是如何产氢的？ (61)11. 请叙述微生物产氢电池的工作原理。
章名：06微生物的生态01|单项选择题（每小题1分）难度：1|易1.好氧性微生物与厌氧性微生物共栖时，两者可形成( )A.互利共栖关系B.偏利共栖关系C.拮抗关系D.寄生关系答：A2.酸菜腌制后可以保存相当长的时间，这是人们利用了微生物之间的( )A.捕食关系B.寄生关系C.非专一性拮抗关系D.专一性拮抗关系答：C3.弗来明发现青霉素是由于观察到在产黄青霉菌菌落周围不见有革兰氏阳性细菌生长，而再深入研究创造奇迹的。
这是人类首次观察到的微生物之间的( )A.寄生关系B.捕食关系C.专一性拮抗关系D.非专一性拮抗关系答：C4.红萍与蓝细菌之间不仅在营养上互生，且蓝细菌生存于红萍腹腔内，它们之间是一种( )A.互生关系B.共生关系C.寄生关系D.竞争关系答：B5.空气并不是微生物良好的栖息繁殖场所，因为( )A.缺乏营养B.高pHC.夏季高温D.无固定场所答：A6.生长于下列海水水域中的微生物应认为是极端环境微生物的是( )A.近海海水微生物B.远洋浅层海水微生物C.远洋深处海水微生物D. 表面海水微生物答：C7.在分解复杂大分子有机物时，往往是由多种微生物共同协同完成的，乙种微生物以甲种微生物的代谢产物为食物，丙种微生物又以乙种微生物的代谢产物为食物，这种微生物之间的关系称为( ) A.互生关系 B.接力关系 C.共生关系 D.寄生关系答：B8.地衣中的藻类(或蓝细菌)为真菌提供碳源，能源和O2，而真菌则为藻类提供矿质营养，CO2和水分，它们之间构成了( )A.互利共栖关系B.共生关系C.偏利共栖关系D.竞争关系答：B9.多种微生物生存于营养丰富条件良好的同一环境时，会竞争( )A.营养物质B.水C.空气D. 空间答：D10.两种微生物之间形成共生关系具有下列特性的是( )A.形成一个特殊的共生体B.在生理代谢上各不相干C. 其中一种微生物可以逐步杀害另一种微生物D. 其他微生物可以任意代替其中的一种微生物答：A11.微生物之间的寄生关系具有( )A.随意性B.可代替性C.高度专一性D.适应性答：C12.纤维分解菌与自生固氮菌之间由于前者为后者提供碳源，后者为前者提供氮源而构成了( )A.偏利共栖关系B.互利共栖关系C.共生关系D.寄生关系答：B13.厌氧有机物降解中，产氢产乙酸菌对产甲烷细菌提供了生长和产甲烷基质，而产甲烷细菌则解除了抑制产氢产乙酸菌的高氢分压，使降解得以继续，构成了( )A.拮抗关系B.互利共栖关系C.共生关系D.偏利共栖关系答：B14.甲种微生物较乙种微生物更喜高温生长，一旦环境温度有所提高，就会出现( )A.甲种微生物渐占优势B.乙种微生物渐占优势C. 甲、乙两种微生物都受到抑制D. 甲、乙两种微生物的比例维持均势原状答：A15.微生物之间的捕食关系是指( )A.一种微生物的代谢产物对另一种微生物的抑制或毒害B.一种微生物与另一种微生物利用同一营养而造成一种微生物的生长不良，甚至死亡。
C.一种微生物进入另一种微生物体内并依赖于后者生存D.一种微生物捕获吞食消化另一种微生物答：D16.土壤淹水后有利于下列微生物的生长的是( )A.兼性厌氧细菌B.专性厌氧细菌C.好氧性细菌D.放线菌和霉菌答：A17.温和噬菌体在宿主细胞中的生存可视为微生物之间的( )A.拮抗关系B.共生关系C.内寄生关系D.外寄生关系答：C05判断题（每小题1分）难度：1|易1.一种微生物寄生于其他微生物时没有选择性。
答：×2细菌不能寄生于细菌，真菌不能寄生于真菌。
答：×3.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。
答：×4.地衣是藻类和真菌的共生体，是微生物之间典型的互惠共生关系。
答：√5.微生物之间的竞争仅仅是为了营养。
答：×6.在菌根中不仅是菌根菌对植物有利，而且植物对菌根也有利，因为这是一种共生关系。
答：√7.叶面附生微生物以放线菌为主，细菌是很少的。
答：×8.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。
答：×9.由于极端环境中的条件太苛刻，因而在极端环境中无微生物生存。
答：×10.在极端环境中生存的微生物也可以在普通条件下生存。
答：×03|填空题（每小题1分）难度：1|易1.微生物之间的相互关系有寄生关系_________、__________、互惠关系、捕食关系等。
答：共生关系，拮抗关系2.微生物生态学就是研究________________、_________________以及它们之间的相互关系。
答：处于环境中的微生物，与微生物生命活动相关的物理、化学和生物等环境条件。
3.空气中的微生物数量密度一般无植被地表__________于有植被地表，陆地上空__________于海洋上空。
答：高，高。
4.红萍与蓝细菌构成一个共生体，红萍提供__________源和能源给蓝细菌，蓝细菌提供_________源给红萍。
答：碳，氮。
5.微生物之间的拮抗关系可以分为 ________ 和 _________ 两种。
答：特异性拮抗、非特异性拮抗。
6.微生物之间的竞争关系包括了对 ________ 和 _______ 的竞争。
答：营养，空间7．根据嗜热菌与温度的关系，可以分为三类即极端嗜热菌__________和____________。
答：兼性嗜热菌，耐热细菌。
04|名词解释题（每小题2分）难度：1|易1.互生答：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有利于对方，或偏利于一方的生活方式。
2.共生答：生物间密切联系、互有益处地共同生活在一起的现象。
3.拮抗：答：指不同激素对某一生理效应发挥相反的作用从而稳定身体内环境。
16|综合分析题（每小题10分）难度：2 |中1.阐述微生物在不同地域上空的生态分布规律答：①在不同地域上空空气中微生物的分布差异很大，城市上空空气中的微生物密度大大高于农村上空的微生物密度，在城市中街道上空的微生物密度大大高于公园上空的微生物密度。
②在农村中无植被地表上空的微生物密度高于有植被地表上空的微生物密度，饲养牲畜的畜舍空气中的微生物密度可能是最高的，可达1,000,000-2,000,000个/m3。
③一般来说室内空气中的微生物密度高于室外空气中的微生物密度，宿舍中的微生物密度可达20,000个/m3。
④陆地上空的微生物密度高于海洋上空的微生物密度。
在人迹稀少的北极上空以及雪山上空的微生物密度很低，甚至难以检测到。
举例阐述微生物之间的共生关系答：①一种微生物与另一种微生物生长于同一环境中，双方的生命活动互为有利，关系紧密，形成一个特殊的共生体结构，在这个共生体中，两种微生物可以有明确的生理上的分工和协作，在分类上可以形成独立的分类系统，这种关系称为微生物之间的共生关系。
②如地衣，就是由藻类与真菌形成的共生体，两者之间有较明确的分工，藻类通过光合作用，将CO2固定转化为有机物，给真菌提供碳源和能源，能固氮的藻类还可提供氮源。
而真菌可吸收水分和矿质元素等提供给藻类。
3.举例说明微生物之间的竞争关系答：①竞争关系是指在一个生态环境中存在的两个或多个微生物类群共同依赖于同一基质或环境因素时，产生的一方或双方微生物群体数量增殖速率和活性等方面受到限制的现象。
②如在同一个厌氧消化环境中，甲烷八叠球菌和甲烷丝菌都利用乙酸生长和产甲烷，但各自的Km值分别为3mmol/L和0.07mmol/L，因此当环境中有较高乙酸浓度时，由于甲烷八叠球菌对乙酸的亲和力高，生长速率大，几乎只见到甲烷八叠球菌。
当乙酸浓度降低时，由于甲烷八叠球菌难以利用低浓度的乙酸，而甲烷丝菌却能很好利用低浓度乙酸而逐渐占优势。
07|论述题（每小题10分）难度：3|难1.为什么说土壤是微生物的“天然培养基”？答：微生物的生长发育主要受到营养物质、含水量、氧、温度、pH等因子的影响，而土壤能满足微生物生长发育的需要。
因为①土壤中含有大量动植物和微生物残体，可供微生物作为碳源、氮源和能源；②土壤中含有大量而全面的矿质元素；③土壤中的水分可满足微生物对水分的需求；④土壤颗粒之间的空隙可满足好氧微生物的生长，而通气条件差，处于厌氧状态时，又可满足厌氧微生物的生长；⑤土壤的pH范围在3.5～10之间，多数在5.5～8.5之间，是大多数微生物的适宜生长的pH范围；⑥土壤温度变化幅度小而缓慢，有利于微生物的生长。
所以说土壤是微生物的“天然培养基”。
2.阐述微生物在各类水体间的生态分布规律。
答：①大气水和雨雪中一般微生物数量不高，在长时间降雨过程后期，菌数更少，甚至可达无菌状态。
高山积雪中也较少。
②江河中微生物的数量和种类各不相同，与流经接触土壤和是否流经城市有关。
土壤中的微生物随雨水和灌水排放等进入水体，或悬浮于水中，或附着于水中有机物上，或沉积于江河淤泥中。
当江河流经城市时，大量的生活污水、工业有机废水和动植物残体进入水体，不仅带入大量微生物，且微生物可利用进入的有机体而旺盛繁育，数量大增。
随着流程增加有机物被分解，微生物数量也逐渐减少。
③池塘水一般由于靠近村舍，有机物进入较多，人畜粪便污染机率较高，不仅在数量上较高，且种类也较多。
④大型湖泊水体由于其不流动性和周边受湖岸土壤和有机物质进入的影响，一般周边水域中的微生物数量和种类都多于湖泊中心水体。
⑤海洋水体中心的微生物和种类不多，但沿海海岸水体中微生物数量和种类较远洋中心水体要多得多。
