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．微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个不同类群：        ，          ，           ，        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             。
  选择题 (4个答案选1)
  1．总大肠菌群中不包括(    )。    A克雷伯氏菌    B肠杆菌    C埃希氏菌    D芽孢杆菌
  2．下列有机物中最难被微生物降解的是(    )。    A纤维素    B木质素    C半纤维素    D淀粉
  3．同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
  4．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
  5．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
  6．和豆科植物共生固氮的微生物是(    )。    A假单胞菌    B根瘤菌    C蓝细菌    D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?(    )
    A高温高湿    B高温    C高湿    D低温
  8．适用于生物冶金的微生物类群主要是(    )。A嗜热微生物 B嗜冷微生物 C嗜酸微生物  D嗜压微生物
  9．超嗜热细菌主要是(    )。    A古生菌    B真细菌    C真菌    D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?(    )。
    AS循环    BN循环    C磷循环    D硅循环
  是非题
    1．氨化作用只能在好氧环境下才能进行。
    2．反硝化作用完全等同于硝化作用的逆过程。
    3．一般情况下土壤表层的微生物数量高于土壤下层。
    4．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。
    5．嗜酸微生物之所以具有在酸性条件生长的能力是因为其胞内物质及酶是嗜酸的。
    6．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。
    7．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。
    8．共生固氮和游离固氮都在固氮过程中发挥重要作用。
    9．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．降解性质粒携带有编码环境污染物降解酶的全部遗传信息。
  问答题
1．具有甲基化无机汞能力的匙形梭菌的维生素B，：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。
5．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。
6．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。
7．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。
8．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、高竞争能力的降解菌。
9．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。
10．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?
三、习题解答
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  PCR    5． 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    lo．无机汞(Hg”)的甲基化  无机汞(Hg”)还原成Hg‘  甲基汞和其他有机汞化合物裂解并还原成Hg’
选择题  1．  D    2．  B    3．  A    4．  B    5．  A    6．  B    7。  A    8．  C    9．  A    10．  A
是非题  1．  -    2．  -    3．  +    4．  +    5．  一    6．  -    7．  -    8．  +    9．  +    10．  —
问答题
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。
5．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。
6．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。
7．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，而有的是难降解的。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。
8．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。
9．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。
10．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。
 
第十二章 微生物的进化、系统发育和分类鉴定
一、术语或名词
1．进化(evolution)  是生物与其生存环境相互作用过程中，其遗传系统随时间发生一系列不可逆的改变，在大多数情况下，导致生物表型改变和对生存环境的相对适应。
2．系统发育(或系统发育学)(phylogeny．)  指研究各种(类)生物间的亲缘关系及它们进化的历史。
3．分类学(Taxonomy)  研究生物分类的科学，它主要涉及分类、命名和鉴定。
4．系统学(systematics)  在进化论指导下，通过分类学的基本工作来研究系统发生，推断进化谱系的科学。
5．表型特征(pheneUccharacterisUts)  主要指形态学(包括结构)、生理生化学、生态学及行为习性等特征。
6．遗传型特征(geneticcharacteristics)  指反映基因及基因产物分子结构的特征。
7．印迹序列(signaturesequence)  在rRNA分子中，通常为某一特定系统发育类群所特有的寡核苷酸序列。
8．分子系统树(molecularphylogenetictree)  系统学常用一种类似树状分支的图型来表示各种(类)生物之间的亲缘关系，这种图型称之为系统树。通过比较生物大分子序列资料构建的系统树称分子系统树。
9．分类(classification)  根据相似性水平或亲缘关系的远近对生物进行分群归类。
10．鉴定(identification或determination)  借助于现有的分类系统，通过特征测定，确定未明确分类地位的生物所应归属分类单元的过程。
11．分类单元(taxon，复数taxa)  指任何一个具体的分类群，可以是某一个种，也可以指某一个属等等。
12．菌株(strain)  从自然界中分离得到的任何一种微生物的纯培养都可以称为微生物的一个菌株，用实验方法获得的某一菌株的变异型，也可以称为一个新的菌株，以便与原有菌株相区别。   
13．模式菌株(typestrain)  按照命名法规的要求，当命名一个新种(或亚种)时，需要指定一个菌株作为这个种(或亚种)的命名模式，这个被指定的菌株称为模式菌株。    •
14．种(微生物)(species)  具有高度特征相似性的菌株群，这个菌株群与其他类群的菌株有明显区别。
15．核酸杂交(nucleicacidhybridization)  将来自两种不同菌株的DNA分子加热变性成单链，在复性条件下进行结合试验，两菌株同源程度越高，它们DNA单链互补结合率就越高。这种比较不同菌株核酸碱基序列同源程度的方法称之为核酸杂交。
16．核酸探针(nucleic acid probe)  能识别特异核苷酸序列的、带标记的一段单链DNA或RNA分子。
17．数值分类法(numericaltaxonomy)  通过比较分类单位的性状特征，然后计算它们之间的相似性，根据相似性的数值划分类群的一种分类方法。
18．培养物(culture)  一定时间一定空间内人工培养的生物细胞群或生长物。例如：微生物的斜面培养物、摇瓶培养物等。如果某一培养物是由单一微生物细胞繁殖产生的，就称之为该微生物的纯培养物(pure culture)。
19．居群(population)  也可译为群体、种群或群丛等，是指一定空间中同种个体的组合。每一个物种在自然界中的存在，都有一定的空间结构，在其分散的、不连续的居住场所或分布区域内，形成不同的群体单元，这些群体单元就称居群。
20．型(form或type)  常指亚种以下的细分。当同种或同亚种不同菌株之间的性状差异，不足以分为新的亚种时，可以细分为不同的型。
二、习  题
填空题
    1，以进化论为指导思想的分类学，其目的已不仅是物种的识别和归类，而主要是通过分类追溯系统发生，推断进化谱系，这样的分类学也称       。
    2，大量资料表明：功能重要的分子或功能重要的分子区域比功能不重要的大分子或大分子区域进化变化的      。
3．微量多项试验鉴定系统，实际上是一类专门设计制作的           特征检测卡。
4．《伯杰氏系统细菌学手册》第一版分         卷出版，它将原核生物分成         组。
5．微生物种的学名由         和           两部分构成。
6．分类学的内容涉及3个互相依存又有区别的组成部分，即         命名和        。
7．如果相似性系数(SAB)等于1，说明所比较的两菌株rRNA序列      ，若SAB值小于0.1，则表明两菌株亲缘关系      。
8．API／ATB是微量多项试验鉴定系统，它包括众多的      ，共计有几百种生理生化反应，可鉴定几乎所有常见的      。
9．微孔滤膜菌落计数板是一种可携带的检测水中大肠菌数的大肠菌测试卡，适于       工作和     使用，因可以放在人体内衣口袋中培养。
10．伍斯用寡核苷酸序列编目分析法对微生物的16SrRNA序列进行比较后，提出将生物分成为三界(域)：
      、      和      。
11．伍斯为了避免把古细菌也看作是细菌的一类，他又把三界(域)改称为：      、      和      。并构建了三界(域)生物的系统树。
选择题(4个答案选1)
1．《伯杰氏系统细菌学手册》第二版把葡萄球菌属和微球菌属分别放在不同的门中，最可能的原因是(    )。   
A生理生化特征不同  B DNA—DNA杂交同源性不同 C革兰氏染色反应不同  D G+C含量和rRNA序列不同
2．如果需要查阅枯草芽孢杆菌及相关种的分类学资料，并假定《伯杰氏系统细菌学手册》第二版已经全部出版，你将选择该书的(    )。    A第一卷    B第三卷    C第四卷    D第五卷
3．血清学试验，尤其在医学细菌的分类鉴定中有重要意义，但它主要用于划分(    )。
    A种内血清型    B种间血清型    C属间血清型    D属以上血清型
4．根据你所掌握的知识，你认为形态学特征在以下几类微生物中的哪一类分类鉴定中显得更加重要?(    )
    A病毒    B细菌    C酵母菌    D霉菌
5．在下列4种细菌中，哪一种最有可能属于    C自动微生物检测仪    D激光拉曼光谱仪
8．目前微生物的快速检测和自动化分析中，广泛地采用的免疫学技术是(    )。
    A  DNA探针    B聚合酶链反应技术    C DNA芯片    D酶联免疫吸附测定法
9．第一个古生菌的全基因组序列测定结果初步证实了它是独立于其他两域生物的第三生命形式。该古生菌是(    )。
 A螺旋体    B淋病奈瑟氏菌    C变形杆菌    D詹氏甲烷球菌
10．细菌的种名也用双名法命名，即种的学名由属名和种名加词两部分组合而成。第一个词的首字母要大写，该词是(    )。
 A种名    B属名    C人名    D科名
是非题
1．“大肠埃希氏菌”才是俗称“大肠杆菌”的学名。
2．所谓“模式菌株”通常是指一个细菌的种内最具代表性的菌株。
3．两种细菌的C+C含量相近，说明它们亲缘关系近，反之，C+C含量差别大说明它们亲缘关系远。
4．DNA—DNA杂交主要用于种、属水平上的分类研究，而进行亲缘关系更远(属以上等级)分类单元的比较，则需进行DNA—rRNA杂交。
5．数值分类由于采用了先进的计算机技术，减少了大量的特征测定的实验操作，所以它是比较科学的现代微生物系统分类方法。
6．物理、化学、材料、电子信息等科学和技术领域通常使用的分析、测量物质成分、结构、性能和各种信息的自动化的精密仪器和设备，几乎都能用于微生物的快速鉴定和自动化分析。
7．“吹口气查胃病”的原理是：幽门螺杆菌具有人体不具有的尿素酶，受检者口服13C标记的尿素，如有该菌感染，则尿素被尿素酶分解生成NH3和13CO2，用质谱仪能快速灵敏地测出受检者呼气中13CO：的量，准确地鉴定是否被幽门螺杆菌感染。
8．亚种名为三元式组合，即由科名、属名加词和亚种名加词构成。
9．现代微生物分类中，任何能稳定地反映微生物种类特征的资料，都有分类学意义，都可以作为分类鉴定的依据。
10．对微生物生理生化特征的比较也是对微生物基因组的间接比较，加上测定生理生化特征比直接分析基因组要容易得多，因此生理生化特征对于微生物的系统分类仍然是有意义的。
问答题
1．蛋白质和核酸分子被用作微生物进化谱系分析所依据的原理是什么?
2．为什么16S(18S)rRNA目前被挑选作为研究微生物进化的主要对象?
3．试述古生菌和细菌的主要区别。
4．为什么在从事微生物的工作中不仅要注意种名还要注意菌株名称?
5．外单位送来一个细菌培养物要求鉴定，你如何将其鉴定到种?(说明工作步骤)
6．现代微生物分类主要根据基因型特征来建立分类单元，基因型特征的测定通常都需要高新的复杂技术，而以实用为目的菌种鉴定却希望采用更易于测定的表型特征，你认为如何解决这一矛盾?
三、习题解答
填空题
1．系统学    2．速率低    3．生理生化    4．4  33    5．属名  种名加词    6．分类  鉴定    7．相同  很远    8．鉴定系统  细菌    9．野外  家庭    10．古细菌  真细菌  真核生物    11．细菌  古生菌  真核生物