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1、6/20/2019,1,第八章 微生物的生态,主讲人：王德芝 信阳农业高等专科学校,6/20/2019,2,第八章 微生物的生态,6/20/2019,3,知识目标,了解微生物在自然界的分布规律 了解微生物在自然界的作用 了解水体污染及其防治措施 掌握正常菌群的概念 掌握微生物三项检验指标的概念,6/20/2019,4,能力目标,会测定细菌总数和大肠菌群数（详见实验实训指导）。,6/20/2019,5,微生物种类多，代谢类型多样，繁殖迅速，适应环境能力强，广泛分布在自然界中，无论是陆地、水域、空气、动植物及人体等，甚至在一些极端环境中也有微生物的存在.,6/20/2019,6,第一节 微生物在自
2、然界中的分布,一、土壤中的微生物,6/20/2019,7,（一）土壤是微生物的生长和 栖息的良好基地,由于土壤具备了微生物生长繁殖及生命活动所需要的营养物质、水分、空气、酸碱度、渗透压和温度等诸多条件，所以土壤是微生物的“大本营”，是微生物的“天然培养基”。土壤中微生物种类多，数量大，是人类最丰富的“菌种资源库”。,6/20/2019,8,1 土壤中有各种有机物和无机物； 2 温度恒定，昼夜温差和季节温差不大； 3 经常保持一定的湿度； 4 酸碱适中(pH大多5.5-8.5之间)，缓冲性强； 5 空隙中充满着空气和水分，渗透压适中。 是微生物在自然界最大的贮藏所。,6/20/2019,9,（二
3、）土壤中的微生物数量与分布 土壤中微生物的分布受地理区域、环境条件和土壤深浅等因素的影响。一般 1 肥沃泥土中微生物多；每克肥土中通常含有几亿至几十亿个微生物，贫瘠土壤每克也有几百万至几千万个微生物。,6/20/2019,10,2 表层和深层含菌量较少，在距离地面10-20cm的土层中含菌量最多，在4-5m的深土层中几乎呈无菌状态； 3 随季节的变化微生物的数量也有所改变。,6/20/2019,11,土壤中各种微生物含量的变动很大，每克土壤的含菌量大体上有一个递减规律。 细菌放线菌霉菌酵母菌藻类原生动物 农田土壤上层15cm处微生物数量和生物量如下表所示：,6/20/2019,12,6/20/
4、2019,13,不同微生物在土壤中生存的时间,6/20/2019,14,土壤的细菌学检查 主要测定菌落总数、大肠菌值和产气荚膜梭菌值3项指标。大肠菌值(产气荚膜梭菌值)是指能检出大肠杆菌(产气荚膜梭菌)的最小土壤量(g)。,6/20/2019,15,二、水体中的微生物,水环境：地球的70%左右由水覆盖，其中溶解和悬浮有机物和无机物，流动水有氧渗入可供微生物生长，是微生物栖息的第二天然场所。,6/20/2019,16,(一) 微生物在水体中的分布 表现为水平分布和垂直分布的规律。此外，相同水域的不同浓度微生物的含量及分布也不同。,6/20/2019,17,水体中微生物的来源 水体中固有微生物 来
5、自土壤的微生物 动植物尸体、人和动物的排泻物、工业及生活污水。 来自空气的微生物,6/20/2019,18,影响水体微生物分布的因素 有机物含量 温度 水的深度 日光与水体的溶解氧量,6/20/2019,19,1.淡水微生物,淡水的pH值多数为6.5-8.5，因而适于多数水生微生物的生长。大多来源于土壤、空气、污水等。一般特征如下：,6/20/2019,20,有机物含量多，温度适中的地方微生物多；深层水中厌氧微生物较多，而表层水中好氧微生物较多； 远离人群的水体中，微生物少，且以自养型为主；在人口密集的区的湖泊和河流内，微生物多，且多是腐生型细菌和原生动物,6/20/2019,21,在饮用水的
6、微生物学检测中，由于水体中病原菌较少，所以通常采用大肠菌群的数量作为指标，判断水源被污染程度。,6/20/2019,22,2.海水微生物,海水中含有很高的盐分，渗透压大。一般微生物难以生存，所以海洋微生物多为嗜盐菌，并能耐受高渗透压。深海中的微生物还能耐受低营养、低温和很高的静水压。,6/20/2019,23,（二）水体自净能力及水体污染防治,水体是怎样被污染的呢？为了说明这个问题，得从水的自净能力谈起。,6/20/2019,24,1、水的自净能力,水的自净能力，即自然净化能力，是大自然维持自身平衡的一种趋向。它是指水体受到污染后，由于其本身的物理、化学性质和生物的作用，可使水体在一定时间内及
7、一定的条件下逐渐恢复到原来的状态。水的自净能力包括稀释扩散、沉淀、氧化还原以及生物对有机物的分解等。,6/20/2019,25,2、水污染,通过以上可知，所谓水污染是指排入水体的污染物质超过了水的自净能力，使水的组成及其性质发生变化，从而使动植物的生长条件恶化，鱼类的生长受到损害，人类生活和健康受到影响。,6/20/2019,26,水体污染的污染源,主要有三大类：工业污染源、农业污染源和城市污染源。,6/20/2019,27,3、水体富营养化,水体富营养化主要指氮、磷、钾、硫等一些物质。它们是植物生长发育所需氧的养料，从农作物生长角度看，它们是宝贵的肥料，但进入水体会造成水体“营养过剩”即水体
8、富营养化，影响渔业生产和危害人体健康。,6/20/2019,28,富营养化的水体藻类大量繁殖，消耗水中的溶解氧，从而鱼类的生存。现在世界上许多湖泊、内海、江河发生富营养化现象，已经引起人们的广泛关注。例如“水华”及“赤潮”现象。 水体污染对人体健康、渔业、农业以及交通运输都有相当严重的危害，所以必须高度重视。,6/20/2019,29,4、水体污染的防治措施,水污染的防治措施，大体有以下几个方面： （1）加强水资源的管理 （2）减少有毒有害物质的排放量 （3）水的重复利用 （4）废水的净化处理,6/20/2019,30,(三)水体中的主要病原微生物,水体中的病原微生物主要来源于生活污水和医院废
9、水，制革、屠宰、洗毛等工业废水，人和动物的传染性排泄物，尤其是传染病医院、兽医院、屠宰场皮毛加工厂等排出的含有大量病原菌的污水侵入水源。,6/20/2019,31,病原微生物有病菌、病毒和寄生虫等病原微生物，是水体的主要污染物，会传播各种疾病。其中包括许多人类肠道致病菌，例如霍乱弧菌、伤寒杆菌、副伤寒杆菌和痢疾杆菌等。水体中还有真菌等其他病原微生物，它们可对人、畜禽及水生动物造成病害。 通过水体传播的病原微生物主要有沙门氏菌属、志贺氏菌属、霍乱弧菌等。,6/20/2019,32,某些微生物在水中的生存时间如下表所示：,6/20/2019,33,6/20/2019,34,(四) 水的细菌学检验,
10、水中微生物的含量和种类对该水源的饮用价值影响很大。在饮用水的微生物学检验中，不仅要检查其总菌数，还要检查其中所含的病原菌数。 由于水中病原微生物数量很少，且检测手续复杂，不易直接检出，故一般采用测定细菌总数和大肠菌群数的方法，来判断水的污染程度。,6/20/2019,35,大肠菌群： 系指一群在37中经24h培养能分解乳糖、产酸产气、需氧或兼性厌氧的革兰氏阴性无芽胞杆菌。,6/20/2019,36,该菌群主要来源于人、畜粪便，大肠菌群数愈多，表示粪便污染的情况愈严重，也间接表明可能有肠道致病菌污染，故以此作为水污染程度的指标。水中大肠菌群系以及100ml检样内大肠菌群最近似数（MPN）表示。(
11、见第二节）,6/20/2019,37,三、空气中的微生物,1空气是传播微生物的重要介质,6/20/2019,38,空气本身缺乏微生物生活所必需的营养物，日光对微生物也具有很强的杀菌作用，另外空气一般是干燥的，因此空气不是微生物生活的良好环境，所以无固定种类。,6/20/2019,39,2空气中微生物的种类和数量 来源：带有微生物菌体及孢子的灰尘（腐生） 人和动物（呼吸道排出的，其中也包含有病原微生物）,6/20/2019,40,分布：随环境条件及微生物的抵抗力不同而不同。空气中存在较多的、存活时间较长的是各种真菌、放线菌的孢子及细菌芽胞。 空气中微生物的数目决定于尘埃的总量。,6/20/201
12、9,41,不同地区空气中的细菌总数,6/20/2019,42,四、正常人体及动植物体上的微生物,（一）人体及动物体上的微生物,6/20/2019,43,1.体表的微生物 动物的体表由于与外界环境密切接触，常附着有各种各样的微生物，如细菌、放线菌和霉菌等。,6/20/2019,44,2.呼吸道的微生物,呼吸道上部，特别是在鼻粘膜上，经常存在着由于吸气随空气进入的细菌。呼吸道下段，细菌逐渐减少。支气管末梢及肺泡内是无菌的。 寄生在动物上呼吸道中的细菌有葡萄球菌、链球菌、双球菌、巴氏杆菌及其他革兰氏阴性菌等。,6/20/2019,45,3.消化道的微生物 胚胎期和新分娩的幼体，其消化道是无菌的。在出
13、生后数小时的幼畜消化道中即能发现微生物。不同部位的细菌种类和数量差异很大。,6/20/2019,46,口腔 细菌较多，有葡萄球菌、链球菌、乳杆菌、棒状杆菌、螺旋体等； 食道 细菌极少；,6/20/2019,47,胃 因受胃酸的限制细菌极少，主要是乳杆菌、幽门螺杆菌和胃八叠球菌等少量耐酸菌。 小肠 由于受各种消化液的杀菌作用，细菌较少，特别是在十二指肠受胆汁的作用细菌极少；,6/20/2019,48,大肠和直肠 因消化液减弱，食物产残渣停留时间较长，并含有丰富的营养物质，因此，微生物种类，数量最多，通常以大肠杆菌、拟杆菌、消化球菌、乳酸菌等为主。,6/20/2019,49,消化道中微生物的种类和
14、数量虽多，但也可因环境条件和机体健康状况而有所变动。,6/20/2019,50,4.泌尿生殖道的微生物 健康动物的子宫、卵巢、睾丸等是无菌的。但在母畜的阴道黏膜及公畜的尿道黏膜上发现有葡萄球菌、链球菌、抗酸性细菌、大肠杆菌和非病原性螺旋菌等。,6/20/2019,51,禽类体表体内的微生物 在胚胎期是无菌的，出壳后雏禽消化道很快定殖大量细菌，形成微生物群体。,6/20/2019,52,嗉囊：主要为乳杆菌； 小肠：兼性厌氧菌增多，如链球菌等； 大肠和盲肠：主要是厌氧菌，如双歧杆菌、乳杆菌和拟杆菌。盲肠的优势菌为真杆菌、梭杆菌、消化链球菌等。,6/20/2019,53,正常动物体内细菌的微生态关系
15、 1.正常菌群的概念 在正常动物的体表或体内腔道经常有一层微生物或微生物层存在，它对宿主不但无害，而且是有益的和必需的，这一微生物层称为正常微生物群或正常菌群。,6/20/2019,54,2.微生物种群内个体间的相互关系 协作和竞争 一般来说，在低密度是协作关系占优势，高密度时竞争关系占优势。,6/20/2019,55,3.菌群失调 正常情况下，正常菌群与宿主、环境间处于协调，维持着一定的生态平衡，对动物是有利的。如果宿主患病、外科手术、环境改变和滥用抗菌药物等，宿主集体某个部位的正常菌群中微生物种类、数量和栖息处将会发生改变，即称为菌群失调。,6/20/2019,56,（二）植物体上的微生物
16、,植物的茎叶和果实表面是某些微生物的良好生境，细菌、蓝细菌、真菌、地衣和某些藻类常见于这些植物表面。 与动物体中存在着大量的正常菌群一样，在植物体中也存在着正常的微生物群系。最主要的有两类。,6/20/2019,57,1. 根际微生物,由于植物根系经常向周围的土壤分泌各种物质，因此在根际周围有大量的微生物活动。根际微生物的种类受植物的种类和植物的发育阶段所影响。,6/20/2019,58,根际微生物在根际的大量繁殖，会强烈的影响植物的生长发育。改善植物的营养条件，根际微生物的代谢作用加强了土壤中有机物的分解，改善了植物营养元素的供应；分泌植物生长刺激物质。根际微生物可以分泌维生素和植物生长素类物质，从而促进植物的生长；,6/20/2019,59,分泌抗生素类物质，有利于植物避免病原微生物的浸染；根际微生物有时也会对植物产生有害的影响。,6/20/2019,60,2. 附生微生物,附生微生物指生活在植物体表面，主要借其外渗物质或者分泌物质为营养的微生物。,6/20/2019,61,附生微生物对植物的生长发育有着一定的影
