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1、微生物的生态微生物的生态第一节第一节 微生物在自然界中的分布与微生物在自然界中的分布与 菌种资源的开发菌种资源的开发第二节第二节 微生物与生物环境间的关系微生物与生物环境间的关系第三节第三节 微生物与自然界物质循环微生物与自然界物质循环第四节第四节 微生物与环境保护微生物与环境保护v生态学：生态学：研究生命系统与其环境系统间的相互作用规律的科学。研究生命系统与其环境系统间的相互作用规律的科学。v研究内容研究内容：微生物群体：微生物群体微生物区系（微生物区系（microflora）或正常菌）或正常菌群（群（normal flora）对其周围生物和非生物环境条件的相互作用）对其周围生物和非生物环境
2、条件的相互作用关系。关系。v研究范围：研究范围：生物圈（生物圈（biosphere）、生态系统（）、生态系统（ecosystem）、群落）、群落（community）、种群（）、种群（population）。）。（1）生物圈：地球表面有生命的地带被称为）生物圈：地球表面有生命的地带被称为“生物圈生物圈”。它包。它包 括地球上一切生命有机体（植物、动物和微生物）及其赖以括地球上一切生命有机体（植物、动物和微生物）及其赖以 生存和发展的环境（空气、水、岩石、土壤等）。生存和发展的环境（空气、水、岩石、土壤等）。（2）生态系统：生物群落与环境之间以及生物群落内部通过能）生态系统：生物群落与环境之间以
3、及生物群落内部通过能 量流动和物质循环形成的一个统一整体。量流动和物质循环形成的一个统一整体。（3）群落：同一环境中两个以上种群由于生活繁殖上的）群落：同一环境中两个以上种群由于生活繁殖上的连锁而构成相互依赖、相互制约的生物集团。连锁而构成相互依赖、相互制约的生物集团。（4）种群：生活在同一环境中的同种个体组成的能繁殖）种群：生活在同一环境中的同种个体组成的能繁殖的集团。与同种别地的种群有隔离、有界限。的集团。与同种别地的种群有隔离、有界限。v 研究意义：研究意义：理论：地球进化和生物进化原因理论：地球进化和生物进化原因实践：开发菌种资源、防治有害微生物、新的微生实践：开发菌种资源、防治有害微
4、生物、新的微生物农药、菌肥、医药、混菌发酵、生态农业，促进物农药、菌肥、医药、混菌发酵、生态农业，促进探矿、冶金、环保、提高土壤肥力以及开发生物能探矿、冶金、环保、提高土壤肥力以及开发生物能等等本节内容：本节内容：n微生物在自然界的分布微生物在自然界的分布n菌种资源的开发菌种资源的开发第一节第一节微生物在自然界中的分布微生物在自然界中的分布 与菌种资源的开发与菌种资源的开发一、微生物在自然界中的分布一、微生物在自然界中的分布 (一一)土壤中的微生物土壤中的微生物（二）水中的微生物（二）水中的微生物（三）空气中的微生物（三）空气中的微生物（四）工农业产品上的微生物（四）工农业产品上的微生物（五）
5、极端环境中的微生物（五）极端环境中的微生物(一一)土壤中的微生物土壤中的微生物n 土壤中微生物的数量：土壤中微生物的数量：按种类递减按种类递减细菌细菌放线菌放线菌霉菌霉菌酵母菌酵母菌藻类藻类原生动物原生动物108 107 106 105 10 103个个/g土壤微生物的代谢活动，可改变土壤的理化性质，进行物土壤微生物的代谢活动，可改变土壤的理化性质，进行物 质转化，因此，土壤微生物是构成土壤肥力的重要因素。质转化，因此，土壤微生物是构成土壤肥力的重要因素。n土壤中微生物的含量与土壤有机质含量有直接关系。土壤中微生物的含量与土壤有机质含量有直接关系。表层耕作土中含量最高，耕作层厚度表层耕作土中含
6、量最高，耕作层厚度2030cm，地表土，地表土受阳光直接照射，其中微生物含量较低。受阳光直接照射，其中微生物含量较低。采取土样时一般要刮开表土采取土样时一般要刮开表土23cm后采样。后采样。我国各主要土壤的含菌量（万我国各主要土壤的含菌量（万/每克干土）每克干土）土壤类型土壤类型细菌细菌放线菌放线菌真菌真菌黑龙江暗棕壤黑龙江暗棕壤黑龙江黑土黑龙江黑土黑龙江黑钙土黑龙江黑钙土黑龙江草甸土黑龙江草甸土辽宁棕壤辽宁棕壤宁夏棕钙土宁夏棕钙土吉林白浆土吉林白浆土江苏黄棕壤江苏黄棕壤浙江红壤浙江红壤广东砖红壤广东砖红壤西沙磷质石灰土西沙磷质石灰土江苏滨海盐土江苏滨海盐土2,2372,1111,0747,8
7、641,2841401,5981,4061,1035072,2294666121,20431929391155271123391,10541131922336436411150.4n 土壤微生物的作用土壤微生物的作用（1）参与土壤中几乎所有的生物化学变化，异养微生物分解）参与土壤中几乎所有的生物化学变化，异养微生物分解有机质，自养微生物转化矿质养分存在状态。有机质，自养微生物转化矿质养分存在状态。（2）微生物是合成土壤腐殖质的主要成员，因此成为土壤肥）微生物是合成土壤腐殖质的主要成员，因此成为土壤肥力和土壤结构的决定者之一。力和土壤结构的决定者之一。（3）光合微生物能增加某些环境中有机碳素的含
8、量，尤其在）光合微生物能增加某些环境中有机碳素的含量，尤其在无植被的环境中，藻类是土壤形成或恢复的先行者。无植被的环境中，藻类是土壤形成或恢复的先行者。（二）水中的微生物（二）水中的微生物水水淡水淡水海水海水地下水：无色杆菌、黄杆菌、革兰氏阳性杆菌、微球菌、地下水：无色杆菌、黄杆菌、革兰氏阳性杆菌、微球菌、诺卡氏菌诺卡氏菌地表水地表水溪水：营养少、主要是革兰氏阴性无芽孢杆菌、溪水：营养少、主要是革兰氏阴性无芽孢杆菌、生丝微菌生丝微菌河水：出现假单孢菌、芽孢、肠杆菌、弧菌、河水：出现假单孢菌、芽孢、肠杆菌、弧菌、螺菌、硫细菌、微球菌、八叠球菌、诺卡氏螺菌、硫细菌、微球菌、八叠球菌、诺卡氏菌、链球
9、菌、螺旋体等菌、链球菌、螺旋体等污水污水生活污水：荧光、绿脓、变形、枯草、阴生活污水：荧光、绿脓、变形、枯草、阴沟、大肠、粪链球菌、病毒和噬菌体沟、大肠、粪链球菌、病毒和噬菌体生产污水：与所含污物有关生产污水：与所含污物有关（1）淡水水体中微生物分布状况）淡水水体中微生物分布状况v地面水中微生物的种类和数量较多，一般与其所处的环境条地面水中微生物的种类和数量较多，一般与其所处的环境条件有关。清洁的湖泊、池塘和水库中微生物较少，有机质丰件有关。清洁的湖泊、池塘和水库中微生物较少，有机质丰富的湖泊中，微生物也较多。停滞的塘水、污染的江河水以富的湖泊中，微生物也较多。停滞的塘水、污染的江河水以及下水
10、道的沟水中，微生物较多及下水道的沟水中，微生物较多v地下水因经过深厚的土层过滤，几乎大部分微生物被阻留在地下水因经过深厚的土层过滤，几乎大部分微生物被阻留在土壤中土壤中1不同水体中的微生物种类不同水体中的微生物种类清水型水生微生物清水型水生微生物v 洁净湖泊和水库以化能自养型和光能自养型微生物为主，洁净湖泊和水库以化能自养型和光能自养型微生物为主，如硫细菌、铁细菌、衣细菌、蓝细菌和光合细菌。如硫细菌、铁细菌、衣细菌、蓝细菌和光合细菌。v 根据微生物对水生环境中的营养要求，将其分为三类：根据微生物对水生环境中的营养要求，将其分为三类：贫营养细菌（贫营养细菌（115mgC/L）、兼性贫营养细菌（指
11、一些在）、兼性贫营养细菌（指一些在富营养培养基中经反复培养后也能适应并生长的贫营养细富营养培养基中经反复培养后也能适应并生长的贫营养细菌）、富营养细菌（菌）、富营养细菌（10gC/L）v贫营养指数（贫营养指数（O.I）：某水样中贫营养细菌占总菌数的百）：某水样中贫营养细菌占总菌数的百分比分比v流经城市的河水、港口附近的海水、滞留的池水、阴沟水流经城市的河水、港口附近的海水、滞留的池水、阴沟水流入了大量的人畜排泄物、生活污物和工业废水等，有机物流入了大量的人畜排泄物、生活污物和工业废水等，有机物含量大增。每毫升污水的微生物含量达到含量大增。每毫升污水的微生物含量达到107108个。个。微生物类群
12、：微生物类群：革兰氏阴性无芽孢杆菌，如革兰氏阴性无芽孢杆菌，如Proteus、E.coli、Enterobacter aerogenes和和Alcaligenes等，各种等，各种Bacillus、Vibrio和和Spirillum等的一些种纤毛虫类、等的一些种纤毛虫类、鞭毛虫类和根足虫类等原生动物；还有一些随人畜鞭毛虫类和根足虫类等原生动物；还有一些随人畜排泄物和病体污物进入水体的动植物致病菌排泄物和病体污物进入水体的动植物致病菌v繁殖及后果：通常因水体环境中的营养等条件不能满足其繁殖及后果：通常因水体环境中的营养等条件不能满足其生长繁殖的要求，加上周围其它微生物的竞争和拮抗关系，生长繁殖的要
13、求，加上周围其它微生物的竞争和拮抗关系，一般难以长期生存，但由于水体的流动，也会造成病原菌一般难以长期生存，但由于水体的流动，也会造成病原菌的传播甚至疾病的流行。的传播甚至疾病的流行。腐败型水生微生物腐败型水生微生物（2）海水微生物的分布和种类）海水微生物的分布和种类v海水中的微生物除来源于河水、雨水及污水等环境中海水中的微生物除来源于河水、雨水及污水等环境中临时种类外，绝大多数是嗜盐菌，并耐高渗透压。临时种类外，绝大多数是嗜盐菌，并耐高渗透压。v水体中微生物的数量主要与有机质含量有关。水体中微生物的数量主要与有机质含量有关。v微生物在海水中的垂直分布一般规律为：表层主要是微生物在海水中的垂直
14、分布一般规律为：表层主要是好氧性异养菌，低层水体中，主要是厌氧腐生及硫酸好氧性异养菌，低层水体中，主要是厌氧腐生及硫酸还原菌，两层之间紫硫菌较多。在还原菌，两层之间紫硫菌较多。在010米深的海水中，米深的海水中，菌数较少，藻类和原生动物占较大比例，菌数较少，藻类和原生动物占较大比例，1050米的米的海水中，菌数逐渐增加，海水中，菌数逐渐增加，50米以下，菌数逐渐减少，米以下，菌数逐渐减少，200米以下，菌数更少，在海底沉积物上，存在大量的米以下，菌数更少，在海底沉积物上，存在大量的微生物微生物2 水体的自净作用水体的自净作用水源的饮用价值：良好的饮用水细菌含量应在水源的饮用价值：良好的饮用水细
15、菌含量应在100个个/ml以下，以下，当超过当超过500个个/ml时，即不适合作为饮用水。更重要的是水中时，即不适合作为饮用水。更重要的是水中的微生物种类，一般用大肠菌群数作为是否含有病原菌的指的微生物种类，一般用大肠菌群数作为是否含有病原菌的指标。标。3 饮用水的微生物标准饮用水的微生物标准v在自然水体尤其是快速流动的水中，存在着对有机或无机在自然水体尤其是快速流动的水中，存在着对有机或无机污染物的自净作用。其原因是多方面的，有稀释、沉降、吸污染物的自净作用。其原因是多方面的，有稀释、沉降、吸附等物理作用，更重要的是附等物理作用，更重要的是各种生物学和生物化学作用，如各种生物学和生物化学作用
16、，如好氧菌对有机物的分解作用、原生动物对细菌等的吞噬作用，好氧菌对有机物的分解作用、原生动物对细菌等的吞噬作用，噬菌体对宿主的裂解作用，以及微生物产生的凝胶物质对污噬菌体对宿主的裂解作用，以及微生物产生的凝胶物质对污染物的吸附、沉降作用等使水中有机物含量降低，这种作用染物的吸附、沉降作用等使水中有机物含量降低，这种作用称为水的自净作用。称为水的自净作用。是流水不腐的原因。是流水不腐的原因。（三）空气中的微生物（三）空气中的微生物v空气中的环境条件：无营养和水分、紫外线直射空气中的环境条件：无营养和水分、紫外线直射v存在状态：漂浮，短暂停留，以吸附于尘埃微粒上的形式存存在状态：漂浮，短暂停留，以吸附于尘埃微粒上的形式存在。空气中的尘埃颗粒数与微生物数量有直接关系。在。空气中的尘埃颗粒数与微生物数量有直接关系。v分布：越接近地面的空气含菌量越高，目前人类检测到微生分布：越接近地面的空气含菌量越高，目前人类检测到微生物存在的最高处为物存在的最高处为85km的高空。的高空。v种类：球菌、芽孢杆菌、产色素细菌、真菌孢子种类：球菌、芽孢杆菌、产色素细菌、真菌孢子v空气中微生物数量的测定：培养皿沉降
