1、第八章 微生物生態(tài)：研究生物系統(tǒng)與其環(huán)境條件間相互作用規(guī)律性的科學(xué)。微生物生態(tài)學(xué)：研究微生物群體（微生物區(qū)系或正常菌群）與其周圍的生物和非生物環(huán)境條件相互作用關(guān)系的科學(xué)。主要內(nèi)容：微生物在自然界中的分布；微生物與其它生物間的關(guān)系；微生物在自然界物質(zhì)循環(huán)中的作用；微生物在污水處理中的應(yīng)用。1第一節(jié) 微生物的分布與菌種資源的開發(fā)第二節(jié) 微生物與自然界中的物質(zhì)循環(huán)第三節(jié) 微生物間及與其它生物間的相互關(guān)系第四節(jié) 微生物與環(huán)境保護2第一節(jié) 微生物的分布與菌種資源的開發(fā)微生物在自然界的分布生物體內(nèi)外的正常菌群土壤中的微生物水中的微生物空氣中的微生物工農(nóng)業(yè)產(chǎn)品上的微生物極端環(huán)境條件下的微生物3生物體內(nèi)外的正

2、常菌群人體的正常微生物區(qū)系根際微生物與附生微生物45人體的正常微生物區(qū)系正常菌群：生活在健康動物各部位，數(shù)量大、種類較穩(wěn)定且一般是有益無害的微生物。正常菌群是一個相對的概念，當機體防御能力降低時（如皮膚大面積燒傷），一部分正常菌群會變成病原微生物人體正常菌群的存在部位：人體皮膚、黏膜、與外界相通的腔道如：口腔、鼻咽腔、消化道、泌尿生殖道。在機體的不同部位，正常菌群的微生物種類不同，當正常菌群的存在部位改變時，一部分正常菌群會變成病原微生物，如存在于消化道的E.coli進入泌尿生殖系統(tǒng)時可引起腎盂腎炎或膀胱炎無菌動物與悉生動物：凡在體內(nèi)外檢查不到任何正常菌群的動物稱為無菌動物；凡已人為地接種上已

3、知純種微生物的無菌動物或無菌植物，稱為悉生生物6根際微生物和附生微生物根際微生物：存在于植物根際（根系存在的范圍）的微生物由于受到植物根系分泌物（糖類、氨基酸和維生素等）和根系死亡脫落物（碳水化合物）的影響，植物根際的微生物數(shù)量較跟際外高，但種類較單一，且在不同的植物根際微生物的種類會發(fā)生變化。根際微生物的存在，對植物有益。主要表現(xiàn)在：改善了植物的營養(yǎng)條件；分泌植物生長刺激物質(zhì)；分泌抗生素類物質(zhì)；有時根際微生物對植物也會產(chǎn)生有害的影響。附生微生物：生活在植物體表面，借其外滲物質(zhì)或分泌物質(zhì)為營養(yǎng)的微生物，如葉面微生物、漿果表面微生物7土壤環(huán)境在自然界，土壤是微生物生活的最適宜環(huán)境土壤中的動植物遺

4、體是異養(yǎng)型微生物最好的碳氮能源土壤礦質(zhì)成分中，可為微生物提供S、P、Fe、Mg、Ca、B、Mo、Zn、Mn等無機元素土壤的酸堿度接近中性土壤的滲透壓與微生物細胞的滲透壓相近土壤的含氣量（78%）可保證好氧微生物的生長8影響土壤中微生物分布的主要因素土壤有機質(zhì):是土壤固相部分的重要組成成分 土壤濕度:土壤濕度是土壤的干濕程度，即土壤的實際含水量，可用土壤含水量占烘干土重的百分數(shù)表示：土壤含水量=水分重/烘干土重100。也可以相當于土壤含水量與田間持水量的百分比，或相對于飽和水量的百分比等相對含水量表示。 土壤pH值溫度土壤氧氣含量9土壤中的微生物我國各主要土壤的含菌量（萬/可克干土）土壤類型細菌

5、放線菌真菌黑龍江暗棕壤黑龍江黑土黑龍江黑鈣土黑龍江草甸土遼寧棕壤寧夏棕鈣土吉林白漿土江蘇黃棕壤浙江紅壤廣東磚紅壤西沙磷質(zhì)石灰土江蘇濱海鹽土2，2372，1111，0747，8641，2841401，5981，4061，1035072，2294666121，20431929391155271123391，10541131922336436411150.410土壤剖面不同層次中微生物數(shù)量深度（cm）好氧細菌厭氧細菌放線菌真菌澡類382025354065751351457，8001，8004721011，9503799810.42，080245495-1195014632550.50.1-11土壤微

6、生物的作用參與土壤中幾乎所有的生物化學(xué)變化，異養(yǎng)微生物分解有機質(zhì)，自養(yǎng)微生物轉(zhuǎn)化礦質(zhì)養(yǎng)分存在狀態(tài)。微生物是合成土壤腐殖質(zhì)的主要成員，因此成為土壤肥力和土壤結(jié)構(gòu)的決定者之一。光合微生物能增加某些環(huán)境中有機碳素的含量，尤其在無植被的環(huán)境中，藻類是土壤形成或恢復(fù)的先行者。12理想土壤成分比例以及土壤微生物13水體環(huán)境一般的江河、湖泊和池塘內(nèi)的營養(yǎng)較為豐富；海水和鹽湖含有較高的鹽分，其它營養(yǎng)較貧乏。雨水近似于蒸餾水，含有非常少量的溶解營養(yǎng)。天然水體溫度：淡水水體036、海水水體5 以下，某些溫泉溫度在70 以上。氧在水中的溶解度較小，易被好氧微生物耗盡，因此是微生物生存的最重要的限制椅子。pH值：淡水

7、3.710.5，大多數(shù)江河、湖泊和池塘6.58.514淡水水體中微生物分布狀況地面水中微生物的種類和數(shù)量較多，一般與其所處的環(huán)境條件有關(guān)。清潔的湖泊、池塘和水庫中微生物較少，有機質(zhì)豐富的湖泊中，微生物也較多。停滯的塘水、污染的江河水以及下水道的溝水中，微生物較多地下水因經(jīng)過深厚的土層過濾，幾乎大部分微生物被阻留在土壤中15水中微生物16海水微生物的分布和種類海水中的微生物除來源于河水、雨水及污水等環(huán)境中臨時種類外，絕大多數(shù)是嗜鹽菌，并耐高滲透壓。水體中微生物的數(shù)量主要與有機質(zhì)含量有關(guān)。微生物在海水中的垂直分布一般規(guī)律為：表層主要是好氧性異養(yǎng)菌，低層水體中，主要是厭氧腐生及硫酸還原菌，兩層之間紫

8、硫菌較多。在010米深的海水中，菌數(shù)較少，藻類和原生動物占較大比例，1050米的海水中，菌數(shù)逐漸增加，50米以下，菌數(shù)逐漸減少，200米以下，菌數(shù)更少，在海底沉積物上，存在大量的微生物1718空氣中的微生物空氣干燥，無營養(yǎng)，紫外線照射強烈，因此空氣不是微生物生存的環(huán)境?？諝庵形⑸锏臄?shù)量決定于所處環(huán)境和飛揚塵埃量?？諝庵械奈⑸锓N類，主要是真菌和細菌。19極端環(huán)境中的微生物高（低）溫環(huán)境中的微生物高鹽環(huán)境中的微生物高壓環(huán)境中的微生物20美國勞倫斯伯克利國家實驗室的最新研究發(fā)現(xiàn)，人們呼吸的空氣中含有超過1800種的細菌，這比以前人們想象的要多得多21第二節(jié) 微生物與自然界中的物質(zhì)循環(huán)碳素循環(huán)氮素

9、循環(huán)硫素循環(huán)其它元素的微生物轉(zhuǎn)化22碳素循環(huán) 有機碳化物 腐爛 腐殖質(zhì) 燃燒 腐爛 腐爛 CO2 呼吸作用 呼吸作用 動物 植物和微生物微生物在碳素循環(huán)中的作用光合作用、分解作用23氮素循環(huán) 有機氮化物 氨化作用 動物 微生物和植物 NH3固氮作用 N2 NO2 反硝化作用 硝化作用 NO3微生物參與氮素循環(huán)的所有過程，并在每個過程中起主要作用24第三節(jié) 微生物間及微生物與其它生物間的相互關(guān)系微生物間的相互關(guān)系微生物與高等植物間的關(guān)系微生物與人體及動物間的相互關(guān)系25微生物間的相互關(guān)系種間共處：兩種微生物相互無影響的生活在一起，不表現(xiàn)出明顯的有利或有害關(guān)系。如乳桿菌和鏈球菌?；ド何⑸镩g比較

10、松散的聯(lián)合，在聯(lián)合中一方或雙方都有利。如氨化菌和硝化菌。共生：兩種微生物緊密結(jié)合在一起形成一種特殊的共生體，在組織和形態(tài)上產(chǎn)生了新的結(jié)構(gòu)，在生理上有一定的分工。共生分為互惠共生和偏利共生。如藻類與真菌共生形成的地衣。拮抗：兩種微生物生活在一起時，一種微生物產(chǎn)生某種特殊的代謝產(chǎn)物或改變環(huán)境條件，從而抑制甚至殺死另一種微生物的現(xiàn)象。26競爭：生活在一起的微生物，為了生長爭奪有限的營養(yǎng)或空間，結(jié)果使兩種微生物的生長均受到抑制。競爭在自然界普遍存在，是推動微生物發(fā)展和進化的動力。寄生：一種生物生活在另一種生物體表或體內(nèi)，從后者的細胞、組織或體液中取得營養(yǎng)，前者稱為寄生物，后者稱為寄主，寄生物一般對寄主

11、是有害的。如噬菌體與細菌。捕食：一種微生物直接吞食另一種微生物。如原生動物對細菌的捕食，捕食關(guān)系在控制種群密度，組成生態(tài)系食物鏈中，具有重要意義。27微生物與高等植物間的相互關(guān)系根際微生物與高等植物間的互生關(guān)系微生物與高等植物間的共生關(guān)系（根瘤菌與豆科植物形成的共生體、菌根菌與高等植物的共生）微生物在高等植物中的寄生。28微生物與人體及動物間的相互關(guān)系人體正常微生物群落與人體間的互生關(guān)系瘤胃微生物與反芻動物間的共生關(guān)系微生物與昆蟲間的共生關(guān)系。如白蟻與其腸內(nèi)原生動物形成的外共生，微生物與許多昆蟲（蚜蟲）的內(nèi)共生。微生物在動物體內(nèi)的寄生 悉（擇）生生物：接種一種或較多種已知微生物的無菌動物29第四節(jié) 微生物與環(huán)境保護環(huán)境中主要的污染物： 1 無毒的有機物：如纖維素、淀粉等 2 有毒的有機物：主要是苯酚、多氯聯(lián)苯、有機農(nóng)藥 3 無毒有機物：一般的酸、堿、無機鹽等植物營養(yǎng)素 4 有毒有機物：重金屬、氰化物、氟化物30污染物的微生物處理污水：當進入水體的外來的污染物的數(shù)量，超過了水體的自靜能力，并達到破壞水體原有用途的程度。水體的自靜作用：在自然界，有些水體中的污染物質(zhì)濃度，可通過河水向下游流動而自然減低，這種現(xiàn)象稱為水體的自靜作用（稀釋