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1、九章微生物生态Stillwatersrundeep.流静水深流静水深,人静心深人静心深Wherethereislife,thereishope。有生命必有希望。有生命必有希望 概念n生命科学研究领域： n生物圈（biosphere） n生态系统（ecosystem） n群落（community） n种群（population） n个体、器官、组织、细胞、细胞器、分子 n n n生态学：研究生物系统与其所处环境系统之间的相互作用规律的科学。 n微生物生态学：微生物群体对其环境条件的相互作用规律的科学。 n环境条件：非生物环境和生物环境 n生态学研究范围：生态学生态学 概念n生态学：研究生物系统与
2、其所处环境系统之间的相互作用规律的科学。 n微生物生态学为生态学的一个分支 n微生物生态学：微生物群体对其环境条件的相互作用规律的科学。 n环境条件：非生物环境和生物环境第一节 微生物的分布与开发一、微生物在自然界的分布 二、菌种资源的开发 n 一、微生物在自然界的分布n土壤中的微生物土壤中的微生物 n水体中的微生物水体中的微生物 n空气中的微生物空气中的微生物 n工农业产品上的微生物工农业产品上的微生物 n生物体内外的正常菌群生物体内外的正常菌群 n极端环境下是微生物极端环境下是微生物 1 1、土壤中的微生物、土壤中的微生物n是微生物的大本营、也是人类最丰富的“菌种资源库” n细菌放线菌霉菌
3、酵母菌藻类原生动物 n108 107 106105104103个/g n土壤微生物是构成土壤肥力的重要因素。 n则所含细菌干重约为土壤有机质的1%左右 2、水体中的微生物、水体中的微生物n淡水型水体微生物淡水型水体微生物 清水型：清水型：主要为自养菌（10103/ml） 腐水型：腐水型：异养细菌（107 108/ml） n海水型水体微生物海水型水体微生物 一些藻类及耐盐细菌一些藻类及耐盐细菌 快速流动的水中，存在着对有机或无机污染物的自净作用。n良好的饮用水：细菌含量应在100个/ml以下，当超过500个/ml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
4、菌的指标。3个/L n 3、空气中的微生物、空气中的微生物n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。 n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85km的高空。 n种类：球菌、芽孢杆菌、产色素细菌、真菌孢子4、工农业产品上的微生物工农业产品上的微生物 n工业品： n食品： n农产品n工业品类型： 纤维制品、革制品、橡胶制品、油漆、卷烟、化妆品等，塑料、水性涂料等，文物、书画等 n食品上微生物的来源：食品原料的采收、运输、加工和包装过程中被微生物污染 n农产品上的微生物：粮食和饲料上农产品上的微生物：粮食和饲料
5、上的微生物的微生物5、生物体内外的正常菌群、生物体内外的正常菌群正常菌群：生活在健康动物各部位，数量大、种类较稳定且一般是有益无害的微生物，称为正常菌群 n n无菌动物（germ-free animal）：体内外检查不到任何正常菌群的动物 n n悉生生物（gnotobiotics）：已经人为接种某已知纯种微生物的无菌动物 n n根际微生物： n n附生微生物（epibiotic microbe）：指生活在植物体表面6、极端环境下的微生物嗜热微生物 嗜冷微生物 嗜碱微生物 嗜酸微生物 嗜盐微生物 嗜压微生物二、菌种资源的开发n50-600万种微生物 n生物资源 n采样-富集-分离-测定第二节第二
6、节 微生物与生物环境微生物与生物环境之间的相互关系之间的相互关系n双方获益：共生、互利共栖、协同共栖、互养共栖（+） n单方获益，对方受害：寄生、捕食、拮抗（+ ），（ +） n单方获益，对方无害：偏利共栖、卫星状共栖、互生（+0） n互不相扰：无关共栖（00） n一方受害，对方无益无损：偏害共栖（0 ） n双方受损：竞争共栖（ ） n 第二节第二节 微生物与生物环境微生物与生物环境之间的相互关系之间的相互关系n双方获益：共生、互利共栖、协同共栖、互养共栖（+） n单方获益，对方受害：寄生、捕食、拮抗（+ ），（ +） n单方获益，对方无害：偏利共栖、卫星状共栖、互生（+0） n互不相扰：无关
7、共栖（00） n一方受害，对方无益无损：偏害共栖（0 ） n双方受损：竞争共栖（ ） n 一、互生人体的肠道正常菌群人体的肠道正常菌群： 排阻、抑制外来致病菌 提供若干种维生素：如VB1、B2、B6、B12、VK、烟酸、泛酸、生物素、叶酸等 产生若干种酶类 一定程度的固氮作用 混菌培养与生产实践混菌培养与生产实践 天然混菌培养纯种混菌培养 维生素C生产二、共生n两种生物共居在一起，相互协作分工，相依为命，以至达到难分难解、合二为一的一种关系 n 微生物间的共生关系： 地衣：真菌与绿藻或蓝细菌 产氢产乙酸菌株与产甲烷细菌 微生物与植物间的共生关系： 根瘤菌与豆科植物 放线菌、藻状菌、蓝细菌、分枝
8、杆菌和克雷伯氏菌与一些非豆科植物之间的根瘤 菌根，特别多见于兰科、杜鹃科及其它森林树种 微生物与动物之间的共生关系： 白蚁、蟑螂与其消化道中的原生动物及其它微生物（外共生生物） 反刍动物与其瘤胃微生物 n 三、寄生一般指一种小型生物生活在另一种较大型生物的体内或体表，从中取得营养和进行生长繁殖，同时使后者蒙受损害甚至被杀死的现象。 n 微生物间的寄生微生物间的寄生： 噬菌体与其宿主之间的关系 真菌对真菌的寄生 细菌或真菌寄生于原生动物 细菌寄生于细菌：蛭弧菌寄生于Pseudomonas phaseolicola（栖菜豆假单胞菌） 微生物与植物之间的寄生关系微生物与植物之间的寄生关系： 植物病原
9、体 微生物与动物之间的寄生关系微生物与动物之间的寄生关系： 各种病原微生物 昆虫病原菌生物农药 冬虫夏草 n 四、拮抗n由某种生物所产生的某种代谢产物可抑制他种生物的生长发育甚至杀死它们的关系，如，抗生素 n有时也将因某微生物生长而引起的其它条件改变抑制他种生物的现象称为拮抗，如缺氧、pH值改变等五、捕食一种较大型的生物直接捕捉、吞食另一种小型生物以满足其营养需要的相互关系。 微生物间的捕食关系 原生动物吞食细菌和藻类的现象。 真菌捕食线虫和其它原生动物的现象 生物防治 第三节第三节 微生物在自然界物质微生物在自然界物质循环中的作用循环中的作用n重要的合成者 n更重要的分解者n一、碳素循环：
10、地球上约90%的CO2是由微生物分解作用形成 n二、氮素循环： n 根瘤菌属每年可为每公顷土地固氮达250Kg n 含氮有机物必须经过微生物降解才能被植物利用 n三、硫素循环 n四、磷素循环 n五、铁素循环 n 细菌冶金（黄铜矿）第四节 微生物与环境保护n一、微生物治理污水 n n n n污水-分层 气体：CO2、NH3、H2S、CH4、H2、CO清水：含SO42-、NO3-、PO43-等多种微生物群体O2残渣：厌氧发酵-沼气、废渣污水处理装置是一个小型生态系统，在其中利用各种生理生化性能的微生物类群间的互相配合而进行的一种物质循环过程。几个名词nBOD5：五日生化需氧量。 n表示水中有机物含
11、量的间接指标。一般指在20下，1L污水中所含的有机物（主要是有机碳源），在进行微生物氧化时，5日内所消耗的分子氧的毫克数（或ppm数）。 n测定方法：取一定量被测水样，用加有磷素营养和经氧饱和的水稀释到一定浓度，然后放在密封瓶中，在20 恒温培养5天，测定水中残留溶解氧的量。nCOD：即化学需氧量。 n使用强氧化剂使1L污水中的有机物质迅速进行化学氧化时所消耗氧的毫克数。实际上许多无机物也能被氧化而影响COD值。COD能在短时间内测得，有利于指导现场操作。常用的氧化剂是K2Cr2O7，测得为CODCr。 n 三、污水处理的主要装置污水处理装置节能型 耗能型 产能型：氧化塘法 洒水滤床法 活性污泥法 生物膜法 厌氧消化法（即沼气发酵）推流式曝气法 完全混合曝气法生物转盘法 塔式滤池法
