相關(guān)基本概念：生態(tài)系統(tǒng)：在一定空間內(nèi)生物成份和非生物成份經(jīng)過(guò)物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)相互作用、相互依存而組成一個(gè)生態(tài)學(xué)功效單位。生態(tài)學(xué)：碩士物與其周圍生物和非生物環(huán)境之間相互關(guān)系。微生物生態(tài)學(xué)：研究微生物與其周圍生物和非生物環(huán)境之間相互關(guān)系。

研究處于環(huán)境中微生物，和與微生物生命活動(dòng)相關(guān)物理、化學(xué)和生物等環(huán)境條件，以及它們之間相互關(guān)系科學(xué)微生物學(xué)微生物生態(tài)學(xué)第1頁(yè)微生物生態(tài)系

(MicrobialEcosystem)即是在某種特定生態(tài)環(huán)境條件下微生物種類、數(shù)量和分布特征，以及參加整個(gè)生態(tài)系中能量流動(dòng)和生物地球化學(xué)循環(huán)過(guò)程和強(qiáng)度體系微生物學(xué)微生物生態(tài)學(xué)第2頁(yè)第一節(jié)微生物在生態(tài)系統(tǒng)中作用

一、微生物在生態(tài)系統(tǒng)中角色1，微生物是有機(jī)物質(zhì)主要分解者2，微生物是物質(zhì)循環(huán)中主要組員3，微生物是生態(tài)系統(tǒng)中初級(jí)生產(chǎn)者4，微生物是物質(zhì)和能量?jī)?chǔ)存者5，微生物是地球上生物演化中先鋒種類微生物學(xué)微生物生態(tài)學(xué)第3頁(yè)二、微生物與生物地球化學(xué)循環(huán)生物地球化學(xué)循環(huán)是指生物圈中各種元素，經(jīng)生物化學(xué)作用在生物圈中轉(zhuǎn)化和運(yùn)動(dòng)。1,碳循環(huán)2，氮循環(huán)3，硫循環(huán)

4，磷循環(huán)微生物學(xué)微生物生態(tài)學(xué)第4頁(yè)1,碳循環(huán)1.1、碳素循環(huán)路徑

微生物學(xué)微生物生態(tài)學(xué)第5頁(yè)Carboncycle微生物學(xué)微生物生態(tài)學(xué)第6頁(yè)1.2、碳水化合物分解直鏈淀粉----α（14）-糖苷鍵，支鏈淀粉----α（16）-糖苷鍵。淀粉在磷酸化酶作用下，將葡萄糖分子一個(gè)一個(gè)地分解下來(lái)；淀粉在淀粉酶作用下，先水解成糊精，再由糊精水解成麥芽糖，深入在麥芽糖酶作用下水解成葡萄糖。纖維素----β（14）-糖苷鍵。纖維素在纖維素酶（內(nèi)切葡萄糖酶，外切葡萄糖酶--纖維二糖水解酶，β-葡萄糖苷酶—纖維二糖酶）作用下分解成葡萄糖。

微生物學(xué)微生物生態(tài)學(xué)第7頁(yè)半纖維素：

半纖維素中含有多縮戊糖(阿拉伯糖和木糖)、多縮己糖（半乳糖和甘露糖）、多縮糖醛酸（葡萄糖醛酸和半乳糖醛酸）等，在多縮糖酶作用下水解成單糖和糖醛酸，被微生物吸收利用。

微生物學(xué)微生物生態(tài)學(xué)第8頁(yè)1.3、果膠物質(zhì)分解果教物質(zhì)是以半乳糖醛酸為主組成高分子化合物，含有很多以鏈狀結(jié)合半乳糖醛酸基，它羧基一部分與甲基脂化，一部分與陽(yáng)離子結(jié)合成鹽。原果膠在原果膠酶作用下分解成可溶性果膠和多縮戊糖，可溶性果膠在果膠甲基脂酶作用下分解結(jié)果膠酸和甲醇，果膠酸在多縮半乳糖酶作用下分解成半乳糖醛酸。

微生物學(xué)微生物生態(tài)學(xué)第9頁(yè)1.4、木質(zhì)素分解木質(zhì)素基本結(jié)構(gòu)單位是由一個(gè)芳香環(huán)和一個(gè)3-C側(cè)鏈組成苯基—類丙烷，在真菌產(chǎn)生胞外酶（木質(zhì)素過(guò)氧化物酶、錳過(guò)氧化物酶、漆酶）作用下分解。

微生物學(xué)微生物生態(tài)學(xué)第10頁(yè)1.5、脂類分解

脂肪在微生物脂肪酶作用下水解為甘油和脂肪酸，脂肪酸深入被分解為乙酸。

1.6、甲烷形成二氧化碳存在，甲烷在乙醇代謝菌和甲烷產(chǎn)生菌共同作用下生成甲烷和乙酸。

微生物學(xué)微生物生態(tài)學(xué)第11頁(yè)2，氮循環(huán)

2.1、氮素循環(huán)路徑微生物學(xué)微生物生態(tài)學(xué)第12頁(yè)Nitrogencycle微生物學(xué)微生物生態(tài)學(xué)第13頁(yè)2.2、含氮有機(jī)物分解和氨化蛋白質(zhì)、核酸、尿素、尿酸、幾丁質(zhì)等含氮有機(jī)物在各類微生物作用下分解，轉(zhuǎn)化為氨（氨化作用）。幾丁質(zhì)是一類多縮氨基葡萄糖。在微生物幾丁質(zhì)酶作用下水解為氨基葡萄糖和乙酸，氨基葡萄糖經(jīng)脫氨基作用形成氨和葡萄糖。

微生物學(xué)微生物生態(tài)學(xué)第14頁(yè)2.3、硝化

硝化細(xì)菌：

亞硝酸細(xì)菌（氨單加氧酶、羥氨氧化還原酶），硝酸細(xì)菌（亞硝酸氧化酶）。

微生物學(xué)微生物生態(tài)學(xué)第15頁(yè)2.4、反硝化微生物還原NO3-產(chǎn)生氣態(tài)氮過(guò)程稱為反硝化作用（硝酸鹽異化還原）。在厭氧情況下進(jìn)行。影響土壤反硝化作用強(qiáng)度原因：1、有機(jī)質(zhì)及NO3-含量；2、土壤含水量；3、土壤通氣情況；4、土壤pH（6.0至微堿性）。微生物學(xué)微生物生態(tài)學(xué)第16頁(yè)2.5、生物固氮作用大氣中分子態(tài)氮在生物體內(nèi)由固氮酶催化還原為氨過(guò)程稱為生物固氮。固氮微生物共同點(diǎn)是當(dāng)環(huán)境中缺乏化合態(tài)氮時(shí)能夠同化分子態(tài)氮，都是原核微生物。生物固氮作用可分為共生固氮、內(nèi)生固氮、聯(lián)合固氮、自生固氮四個(gè)類型。影響固氮作用土壤原因：1、土壤C/N比；2，氧氣（在低養(yǎng)分壓下，更有利于一些需氧固氮微生物生長(zhǎng)和進(jìn)行固氮作用）。

微生物學(xué)微生物生態(tài)學(xué)第17頁(yè)3，硫循環(huán)

含硫有機(jī)物分解所生成硫化氫，以及土壤中元素硫或硫其它不完全氧化物在微生物作用下進(jìn)行氧化，最終生成硫酸，稱為硫化作用。硫化細(xì)菌、絲狀硫細(xì)菌、綠色和紫色硫細(xì)菌、極端嗜熱菌。在無(wú)氧條件下，硫酸鹽或其它氧化態(tài)硫化物因?yàn)槲⑸镞€原作用而形成硫化氫過(guò)程稱為反硫化作用。硫酸還原細(xì)菌。

微生物學(xué)微生物生態(tài)學(xué)第18頁(yè)Sulfurcycle微生物學(xué)微生物生態(tài)學(xué)第19頁(yè)微生物學(xué)微生物生態(tài)學(xué)第20頁(yè)4，磷循環(huán)土壤中大多數(shù)磷化物都是非水溶性或微溶性。能被稀酸或碳酸氫鈉提取磷普通被認(rèn)為是微生物能夠利用有效磷；而可被樹脂提取小部分磷，即經(jīng)過(guò)等離子交換而進(jìn)入溶液磷則被視為易變磷。土壤溶液中磷水平普通在0.1—1ug/g。

微生物學(xué)微生物生態(tài)學(xué)第21頁(yè)土壤中有機(jī)磷：植酸（肌醇六磷酸）鹽，核酸及其衍生物，磷脂。植酸酶------植酸（肌醇六磷酸）鹽，微生物卵磷脂酶------磷脂。土壤中無(wú)機(jī)磷：一類是可給性簡(jiǎn)單磷酸鹽，如磷酸鈣、磷酸鐵、磷酸鋁等；另一類是磷灰石類。解磷能力較強(qiáng)細(xì)菌多屬假單胞菌屬和芽孢桿菌屬，青霉屬。

微生物學(xué)微生物生態(tài)學(xué)第22頁(yè)第二節(jié)

自然環(huán)境中微生物

MicroorganismsinNaturalEnvironments微生物學(xué)微生物生態(tài)學(xué)第23頁(yè)土壤中微生物1土壤是微生物生長(zhǎng)良好基地——微生物資源大本營(yíng)豐富碳源和氮源大量而全方面礦質(zhì)元素適宜含水量不一樣通氣情況適宜溫度范圍，變幅小而遲緩適宜pH廣泛范圍微生物學(xué)微生物生態(tài)學(xué)第24頁(yè)土壤中微生物2

土壤中微生物數(shù)量與分布，因?yàn)橥寥蕾|(zhì)地發(fā)育母質(zhì)、發(fā)育歷史、肥力、季節(jié)、作物種植情況、土壤深度和層次等等不一樣而又很大差異每克肥沃土壤可有幾億至幾十億個(gè)微生物。貧瘠土壤僅有幾百萬(wàn)至幾千萬(wàn)個(gè)微生物土壤微生物中，以細(xì)菌最多，作用強(qiáng)度最大，放線菌和真菌次之，藻類和原生動(dòng)物等數(shù)量較少，影響也小微生物學(xué)微生物生態(tài)學(xué)第25頁(yè)土壤中細(xì)菌

土壤中細(xì)菌占土壤微生物70%～90%。其生物量可占土壤重量1/10000左右，土壤有機(jī)質(zhì)1%左右。每ha可有1350～3375kg細(xì)菌數(shù)量大、個(gè)體小，與土壤接觸表面積特大，是土壤中最大生命活動(dòng)面，最活躍生物原因土壤細(xì)菌大多為異養(yǎng)型，少數(shù)為自養(yǎng)型，主動(dòng)參加著有機(jī)物分解和腐殖質(zhì)合成以及各種礦質(zhì)元素轉(zhuǎn)化有許多不一樣生理類群，如固氮細(xì)菌、氨化細(xì)菌、纖維素分解細(xì)菌、硝化細(xì)菌、反硝化細(xì)菌、硫酸鹽還原細(xì)菌、產(chǎn)甲烷細(xì)菌等等都有存在，但分布不一微生物學(xué)微生物生態(tài)學(xué)第26頁(yè)土壤放線菌

數(shù)量?jī)H次于土壤細(xì)菌，每g可達(dá)幾千萬(wàn)至幾億個(gè)，占土壤微生物總數(shù)5%～30%，甚至更高土壤放線菌以分枝絲狀營(yíng)養(yǎng)體纏繞于土壤有機(jī)物或土壤顆粒，并伸展于土壤顆粒中。生物量與土壤細(xì)菌相當(dāng)土壤放線菌種類十分繁多，當(dāng)前已知放線菌種主要分離自土壤。主要是鏈霉菌屬（Streptomyces）種在土壤中分布以耕作層為主，隨土壤深度增加而數(shù)量、種類降低微生物學(xué)微生物生態(tài)學(xué)第27頁(yè)土壤真菌

是第三大類微生物每g土壤可含幾萬(wàn)至幾十萬(wàn)個(gè)。數(shù)量較細(xì)菌少，但其菌絲較粗大、長(zhǎng)而生物量并不比細(xì)菌和放線菌少。每g土壤中真菌菌絲可長(zhǎng)達(dá)40m，濕重可達(dá)0.6mg左右普通土壤中酵母菌較少，但在果園土壤中較多有藻狀菌、子囊菌、擔(dān)子菌和半知菌類，尤以半知菌類居多真菌在土壤中分布方式與放線菌相同好氧性，分布于土壤表層。喜酸土壤，在酸性土壤中有較高百分比微生物學(xué)微生物生態(tài)學(xué)第28頁(yè)土壤藻類土壤藻類數(shù)量遠(yuǎn)較其它微生物類群小，占土壤微生物不足1%潮濕土表發(fā)育有單細(xì)胞硅藻、或絲狀綠藻和裸藻，偶見金藻和黃藻。積水土面可發(fā)育有衣藻、原球藻、小球藻、絲藻、綠球藻等綠藻和黃褐色硅藻。水田中有水網(wǎng)藻和水綿等絲狀綠藻藻類為光合型微生物，可將二氧化碳轉(zhuǎn)化為有機(jī)質(zhì)，積累于土壤微生物學(xué)微生物生態(tài)學(xué)第29頁(yè)土壤原生動(dòng)物土壤原生動(dòng)物數(shù)量改變很大，每g幾個(gè)至幾十萬(wàn)。在有機(jī)質(zhì)豐富土壤中較高種類有鞭毛蟲、纖毛和根足蟲等單細(xì)胞能運(yùn)動(dòng)原生動(dòng)物。形態(tài)大小差異大。無(wú)性繁殖以分裂方式原生動(dòng)物以吞食有機(jī)物殘片、土壤細(xì)菌、單細(xì)胞藻類、放線菌和真菌孢子對(duì)土壤有機(jī)物分解有顯著作用微生物學(xué)微生物生態(tài)學(xué)第30頁(yè)土壤微生物區(qū)系土壤微生物區(qū)系(Soilmicrobialflora)是指在某一特定環(huán)境和生態(tài)條件下土壤中所存在微生物種類、數(shù)量以及參加物質(zhì)循環(huán)代謝活動(dòng)強(qiáng)度任何一個(gè)培養(yǎng)基對(duì)于土壤微生物都只是選擇性培養(yǎng)基，僅是選擇范圍和選擇對(duì)象不一樣土壤微生物區(qū)系反應(yīng)了土壤熟化程度和生態(tài)環(huán)境圓褐固氮菌（Azotobacterchroococcum）是土壤熟化程度指示微生物。纖維素分解菌優(yōu)勢(shì)種在熟化程度不一樣土壤中不一樣微生物學(xué)微生物生態(tài)學(xué)第31頁(yè)土壤微生物區(qū)系基本特點(diǎn)在一切耕作熟化土壤中，耕作層微生物數(shù)量最多，心土層較少旱地土壤中放線菌和真菌比水田土壤中多酸性土壤中真菌在微生物總量中百分比較高，而細(xì)菌和放線菌百分比相對(duì)較低水田和旱地土壤中都存在好氧性、厭氧性和兼性細(xì)菌，而且好氧性細(xì)菌總比厭氧性細(xì)菌多得多。但分布不一樣隨耕作年限增加，土壤中微生物種類和數(shù)量都隨之增加土壤微生物種類和數(shù)量以及活動(dòng)強(qiáng)度等特點(diǎn)隨季節(jié)改變（溫度、濕度、有機(jī)物進(jìn)入）而發(fā)生年周期改變微生物學(xué)微生物生態(tài)學(xué)第32頁(yè)土壤微生物區(qū)系類型土著性微生物區(qū)系(Microbialautoflora)是指那些對(duì)新鮮有機(jī)物不很敏感微生物類群，如格蘭氏陽(yáng)性球菌類、色桿菌、芽孢桿菌、節(jié)桿菌、分枝桿菌、放線菌、青霉、曲霉、叢霉等常年維持在某一數(shù)量水平，即使隨有機(jī)物進(jìn)入、溫度和濕度改變而改變，其變幅也小發(fā)酵性微生物區(qū)系(Fermentativemicrobialflora)是指對(duì)新鮮有機(jī)物很為敏感在有新鮮有機(jī)物進(jìn)入時(shí)可暴發(fā)性地旺盛發(fā)育，而在新鮮有機(jī)物消失后又很快消退微生物類群。如格蘭氏陰性無(wú)芽孢桿菌、酵母菌、芽孢桿菌、鏈霉菌、根霉、曲霉、木霉、鐮刀霉等有新鮮有機(jī)物時(shí)發(fā)酵性微生物區(qū)系占優(yōu)勢(shì)。衰退后，土著性微生物區(qū)系重占優(yōu)勢(shì)微生物學(xué)微生物生態(tài)學(xué)第33頁(yè)水體中微生物水體時(shí)人類賴以生存主要環(huán)境地球表面71%為海洋——97%水冰川和兩極——2%湖泊——0.009%河流——0.00009%地下水——少許凡有水之處就有微生物存在（尋找火星上水存在證據(jù)，以證實(shí)火星上生命存在或曾經(jīng)存在微生物學(xué)微生物生態(tài)學(xué)第34頁(yè)（一）

江河水特點(diǎn)：1。數(shù)量和種類與接觸土壤有親密關(guān)系；2。分布上更多是吸附在懸浮在水中有機(jī)物上及水底；3。淡水中微生物是能夠運(yùn)動(dòng)，而且一些淡水中細(xì)菌比如柄細(xì)菌含有很異常形態(tài)，這些異常形態(tài)使得菌體表面積與體積之比增加，從而使這些微生物能有效地吸收有限營(yíng)養(yǎng)物；4?？拷鞘谢虺鞘邢掠嗡形⑸锒啵矣泻芏鄬?duì)健康不利細(xì)菌，所以不宜作為飲用水源；5。水體本身存在自我凈化作用：

微生物學(xué)微生物生態(tài)學(xué)第35頁(yè)（二）海水1。嗜鹽，真正海洋細(xì)菌在缺乏氯化鈉情況下是不能生長(zhǎng)。2。低溫生長(zhǎng)，除了在熱帶海水表面外，在其它海水中發(fā)覺(jué)細(xì)菌多為嗜冷菌。3。耐高壓（尤其是生活在深海細(xì)菌）。4。大多數(shù)海洋細(xì)菌為G—細(xì)菌，并含有運(yùn)動(dòng)能力；

微生物學(xué)微生物生態(tài)學(xué)第36頁(yè)（三）水體富營(yíng)養(yǎng)化作用和“水花”、“赤潮”當(dāng)水體接收了大量有機(jī)物或無(wú)機(jī)物，尤其是磷酸鹽和無(wú)機(jī)氮化合物，引發(fā)水富營(yíng)養(yǎng)化。因?yàn)樗泻羞^(guò)多含氮、磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，引發(fā)藻類過(guò)量生長(zhǎng)，產(chǎn)生大量有機(jī)物（藻類）異養(yǎng)微生物氧化這些有機(jī)物，耗盡水中氧，使厭氧菌開始大量生長(zhǎng)和代謝，并分解含硫化合物，產(chǎn)生H2S，從而造成水有難聞氣味，并因?yàn)槿毖跻l(fā)魚和好氧微生物死亡，最終引發(fā)水出現(xiàn)大量沉淀物和水體顏色異常。上述過(guò)程又稱富營(yíng)養(yǎng)化作用，它是水體受到污染并使水體本身正常生態(tài)失去平衡結(jié)果。在水體富營(yíng)養(yǎng)化作用中，藻類、藍(lán)細(xì)菌等大量繁殖使水體出現(xiàn)顏色，并變得渾濁，許多藻類團(tuán)塊漂浮在水面上，從而形成所謂“水花”或“水華”。在海洋中，一些甲藻類大量繁殖也可也能夠形成水花，從而使海水出現(xiàn)紅色或褐色，即所謂赤潮或紅潮。

微生物學(xué)微生物生態(tài)學(xué)第37頁(yè)水體微生物分類清水型水生微生物指能生長(zhǎng)在含有機(jī)物不豐富清水中化能自養(yǎng)型或光能自養(yǎng)型微生物。如硫細(xì)菌、鐵細(xì)菌、衣細(xì)菌，藍(lán)細(xì)菌、綠硫細(xì)菌、紫細(xì)菌等。僅從水域中吸收無(wú)機(jī)物或少許有機(jī)物作營(yíng)養(yǎng)發(fā)育量普通不大腐生型水生微生物指能利用進(jìn)入水體廢物廢水為作為營(yíng)養(yǎng)微生物。如變形桿菌、大腸桿菌、產(chǎn)氣桿菌、產(chǎn)堿桿菌以及芽孢桿菌、弧菌和螺菌等。能利用腐敗有機(jī)殘?bào)w、動(dòng)物和人類排泄物，生活污水和工業(yè)有機(jī)廢物廢水發(fā)育量大微生物學(xué)微生物生態(tài)學(xué)第38頁(yè)三、空氣中微生物

空氣不具備微生物生長(zhǎng)所必需營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和生活條件，所以空氣并不是微生物生長(zhǎng)繁殖良好場(chǎng)所。但空氣仍存在有細(xì)菌、病毒、放線菌、真菌、藻類、原生動(dòng)物等各類微生物。它們起源于被風(fēng)吹起地面塵土和水面小水滴以及人、動(dòng)物體表干燥脫落物、呼吸道分泌物和排泄物等等。微生物學(xué)微生物生態(tài)學(xué)第39頁(yè)分布特點(diǎn)：1無(wú)原生微生物區(qū)系起源于土壤、水體及人類生產(chǎn)、生活活動(dòng)，3種類主要為真菌和細(xì)菌，普通與其所在環(huán)境微生物種類相關(guān)數(shù)量取決于塵埃數(shù)量在空氣中停留時(shí)間和塵埃大小、空氣流速、濕度、光照等原因相關(guān)與人類生活關(guān)系親密

微生物學(xué)微生物生態(tài)學(xué)第40頁(yè)四、極端環(huán)境中微生物高溫環(huán)境，低溫環(huán)境、高酸環(huán)境、高堿環(huán)境、高壓環(huán)境、高鹽環(huán)境等，還有高鹵環(huán)境、高輻射環(huán)境和厭氧環(huán)境等。普通生物難以生存而只有一些特殊生物或特殊微生物才能生存環(huán)境稱為極端環(huán)境。能在極端環(huán)境中生存微生物稱為極端環(huán)境微生物。微生物學(xué)微生物生態(tài)學(xué)第41頁(yè)1、高溫環(huán)境中微生物高溫性微生物有微生物各個(gè)類群，但它們對(duì)于高溫適應(yīng)性很不一樣。依據(jù)高溫微生物生長(zhǎng)與溫度之間關(guān)系，能夠分為三類：一類是極端嗜熱菌，最適65～70℃，最低在40℃以上，最高在70℃以上，已分離到能在100℃以上生存古細(xì)菌。第二類為兼性嗜熱菌，最高為50～60℃，但在室溫下仍有生長(zhǎng)與繁殖能力第三類為耐熱細(xì)菌，最高為45～50℃，在室溫中生長(zhǎng)較兼性嗜熱細(xì)菌好。微生物學(xué)微生物生態(tài)學(xué)第42頁(yè)嗜熱菌耐熱機(jī)制四種假說(shuō)一是細(xì)胞膜化學(xué)組分特異性：嗜熱細(xì)菌細(xì)胞膜中類脂含量較中溫細(xì)菌高，且高溶點(diǎn)長(zhǎng)鏈脂肪酸百分比增加，另外核酸中G+C百分比也較中溫菌高；二是嗜熱菌中主要代謝物周圍速率大大高于中溫菌和嗜冷菌，如tRNA等蛋白質(zhì)合成過(guò)程中主要大分子物合成速率很高；三是嗜熱菌中酶蛋白等活性大分子含有較高熱穩(wěn)定性；四是嗜熱菌蛋白質(zhì)合成系統(tǒng)失活所需溫度較中溫菌為高。微生物學(xué)微生物生態(tài)學(xué)第43頁(yè)2、高鹽環(huán)境中微生物

自然界中高鹽環(huán)境主要是鹽湖、死海、鹽場(chǎng)和腌制品。能在這些高鹽環(huán)境中生存繁殖微生物稱為嗜鹽性微生物。微生物學(xué)微生物生態(tài)學(xué)第44頁(yè)嗜鹽微生物分類依據(jù)嗜鹽性微生物對(duì)鹽濃度適應(yīng)性和需要性，能夠?qū)⑺鼈兎譃椴灰粯邮塞}類群。嗜鹽微生物最適生長(zhǎng)鹽濃度例子非嗜鹽微生物<0.2mol/LNaCl淡水微生物弱嗜鹽微生物0.2～0.5mol/LNaCl大多數(shù)海洋微生物中等嗜鹽微生物0.5～2.5mol/LNaCl一些細(xì)菌和藻類

極端嗜鹽微生物2.5～5.2mol/LNaCl鹽桿菌和鹽球菌耐鹽微生物耐受范圍0.2～2.5mol/LNaCl金黃色葡萄球菌、耐鹽酵母等微生物學(xué)微生物生態(tài)學(xué)第45頁(yè)嗜鹽菌耐鹽三種機(jī)制含有對(duì)高鹽濃度適應(yīng)性生理機(jī)能；嗜鹽菌中許多酶必需在高鹽濃度下才顯示活性；嗜鹽菌含有異常紫膜，在光合作用時(shí)紫膜含有H+泵作用，產(chǎn)生膜電位差，用于合成ATP，同時(shí)H+泵能夠?qū)麅?nèi)鹽(Na+)泵出體外，從而使菌體內(nèi)維持一定離子濃度而能在高鹽濃度下生存。微生物學(xué)微生物生態(tài)學(xué)第46頁(yè)3、高酸環(huán)境中微生物

高酸環(huán)境如一些含硫礦礦尾水，酸性熱泉，以及人為有機(jī)酸發(fā)酵等處，都有一些嗜酸性微生物存在，如氧化硫硫桿菌在氧化S2-為SO42-時(shí)可在5%H2SO4和pH1.0～1.5環(huán)境中進(jìn)行生命活動(dòng)。微生物學(xué)微生物生態(tài)學(xué)第47頁(yè)4、高堿環(huán)境中微生物高堿環(huán)境如一些堿性溫泉，礦尾水等處，也有一些嗜堿微生物生存。如環(huán)狀芽孢桿菌可在pH高達(dá)11.0環(huán)境中生活。盡管一些調(diào)整機(jī)能機(jī)理還不很清楚，但分子遺傳學(xué)研究表明，嗜堿細(xì)菌嗜堿性僅為少數(shù)基因所控制。微生物學(xué)微生物生態(tài)學(xué)第48頁(yè)5、高壓環(huán)境中微生物高壓環(huán)境主要是海洋深處和深油井內(nèi)等。在這些環(huán)境中，普通每深10m即可增加一個(gè)大氣壓(101.325kPa)，而且深油井環(huán)境中每深10m可提升溫度0.14℃。但仍有少數(shù)微生物喜歡在此高壓下生存，如專性嗜壓菌一個(gè)假單胞菌即是在1000×(101.325kPa)處罰離取得。本試驗(yàn)室從200多米石油深井中分離到能利用氫和二氧化碳產(chǎn)甲烷細(xì)菌嗜壓菌最大特點(diǎn)是生長(zhǎng)極為遲緩。微生物學(xué)微生物生態(tài)學(xué)第49頁(yè)極端環(huán)境下微生物研究有三個(gè)方面主要意義：(1)開發(fā)利用新微生物資源，包含特異性基因資源；(2)為微生物生理、遺傳和分類乃至生命科學(xué)及相關(guān)學(xué)科許多領(lǐng)域，如：功效基因組學(xué)、生物電子器材等研究提供新課題和材料；(3)為生物進(jìn)化、生命起源研究提供新材料。

微生物學(xué)微生物生態(tài)學(xué)第50頁(yè)第三節(jié)微生物之間相互關(guān)系RelationshipsamongMicroorganisms微生物學(xué)微生物生態(tài)學(xué)第51頁(yè)一、偏利共棲關(guān)系(commensalism)定義：這種現(xiàn)象是指在一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)中兩個(gè)微生物群體共棲，一個(gè)群體得益而另一個(gè)群體無(wú)影響。這種偏利共棲方式可能不一樣，如：一個(gè)群體生命活動(dòng)為另一個(gè)群體創(chuàng)造適宜生長(zhǎng)環(huán)境；或是一個(gè)群體為另一個(gè)群體提供生長(zhǎng)刺激物質(zhì)；或是一個(gè)群體為另一個(gè)群體提供營(yíng)養(yǎng)基質(zhì)。微生物學(xué)微生物生態(tài)學(xué)第52頁(yè)二、互利共棲關(guān)系(mutualism)定義:這是兩個(gè)微生物群體共棲時(shí)均為有利現(xiàn)象。這種互利可能是因?yàn)?相互提供了營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)相互提供了生長(zhǎng)素物質(zhì)共同改進(jìn)了生長(zhǎng)環(huán)境兼而有之微生物學(xué)微生物生態(tài)學(xué)第53頁(yè)乳清液厭氧消化過(guò)程中各微生物類群互營(yíng)關(guān)系微生物學(xué)微生物生態(tài)學(xué)第54頁(yè)三、共生關(guān)系(symbiosis)有些含有互利關(guān)系兩個(gè)微生物群體相互更為親密，甚至形成結(jié)構(gòu)特殊共生物體，二者絕對(duì)互利，分開后有甚至難以單獨(dú)生活，而且相互之間含有高度專一性，普通不能由其它種群取代共生體中組成組員。比如原生動(dòng)物與藻類共生；由一些藻類或藍(lán)細(xì)菌與真菌組成地衣等。微生物學(xué)微生物生態(tài)學(xué)第55頁(yè)四、競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系(competition)定義：是指在一個(gè)自然環(huán)境中存在兩個(gè)或多個(gè)微生物群體共同依賴于同一營(yíng)養(yǎng)基質(zhì)或環(huán)境原因時(shí)，產(chǎn)生一方或雙方微生物群體在數(shù)量增殖速率和活性等方面受到限制現(xiàn)象。微生物之間競(jìng)爭(zhēng)還表現(xiàn)在對(duì)于生存空間占有上，在一個(gè)空間有限環(huán)境中，生長(zhǎng)發(fā)育繁殖快微生物將優(yōu)先搶占生存空間，而生長(zhǎng)速率慢微生物生長(zhǎng)受到遏制和空間限制。這種競(jìng)爭(zhēng)現(xiàn)象普遍存在，結(jié)果造成了強(qiáng)者生存，弱者淘汰。同時(shí)環(huán)境條件改變，會(huì)造成競(jìng)爭(zhēng)結(jié)果改變。微生物學(xué)微生物生態(tài)學(xué)第56頁(yè)五、拮抗現(xiàn)象(antogonism)定義：因?yàn)橐粋€(gè)微生物類群生長(zhǎng)時(shí)所產(chǎn)生一些代謝產(chǎn)物，抑制甚至毒害了同一生境中另外微生物類群生存，而其本身卻不受影響或危害現(xiàn)象。這種現(xiàn)象能夠分為兩種：一是因?yàn)橐活愇⑸锎x活動(dòng)改變了環(huán)境條件而使環(huán)境條件不宜于其它微生物類群生長(zhǎng)和代謝。二是一類微生物產(chǎn)生一些能抑制，甚至殺死其它微生物類群代謝產(chǎn)物。微生物學(xué)微生物生態(tài)學(xué)第57頁(yè)六、寄生關(guān)系(parasitism)定義：指一個(gè)微生物經(jīng)過(guò)直接接觸或代謝接觸，使另一個(gè)微生物寄主受害乃至個(gè)體死亡，而使它得益并賴以生存現(xiàn)象。從寄生菌是否進(jìn)入寄主體內(nèi)來(lái)分，能夠分為外寄生和內(nèi)寄生。普通來(lái)說(shuō)，寄生菌與寄主之間專一性很強(qiáng)，寄生菌都限定于特定寄主對(duì)象。微生物學(xué)微生物生態(tài)學(xué)第58頁(yè)蛭弧菌對(duì)細(xì)菌細(xì)胞寄生蛭弧菌

細(xì)菌細(xì)胞微生物學(xué)微生物生態(tài)學(xué)第59頁(yè)七、捕食關(guān)系(predation)定義：指一個(gè)微生物以另一個(gè)微生物為獵物進(jìn)行呑食和消化現(xiàn)象。在自然界中最經(jīng)典和最大量捕食關(guān)系是原生動(dòng)物對(duì)細(xì)菌、酵母、放線菌和真菌孢子等捕食。除此之外，還有藻類捕食其它細(xì)菌和藻，原生動(dòng)物也捕食其它原生動(dòng)物，真菌捕食線蟲等。微生物學(xué)微生物生態(tài)學(xué)第60頁(yè)第四節(jié)微生物與植物之間關(guān)系

RelationshipbetweenMicroorganismsandPlants微生物學(xué)微生物生態(tài)學(xué)第61頁(yè)相互關(guān)系三種類型依據(jù)微生物與植物之間得益利害關(guān)系能夠大致分為三種類型：一是微生物在植物上得以生存同時(shí)，也有益于動(dòng)、植物互惠互利關(guān)系二是微生物在植物上得以生存同時(shí)，造成植物病害致病關(guān)系。三是微生物與植物都無(wú)顯著影響關(guān)系。微生物學(xué)微生物生態(tài)學(xué)第62頁(yè)一、微生物與植物根系相互關(guān)系(一)植物根系、根際

與根際微生物區(qū)系植物根系和根際土壤微生物根土比根際微生物類群影響根際土壤微生物區(qū)系原因植物根第與根際微生物共存形式根際微生物對(duì)植物有益影響根際微生物對(duì)植物不利或有害影響微生物學(xué)微生物生態(tài)學(xué)第63頁(yè)1、植物根系和根際土壤根際土壤是在植物根系影響下特殊生態(tài)環(huán)境。根際土壤因?yàn)槭苤参锔祻?qiáng)烈影響而含有自己特點(diǎn):因?yàn)楦岛臀⑸锖粑a(chǎn)生CO2，所以離根面越近，CO2濃度越高；根際土壤中氧氣濃度依植物不一樣而異；因?yàn)橹参锏厣喜啃枰驼趄v作用，根系吸收水分而在根際土壤中形成一個(gè)水勢(shì)梯度；植物根系大量脫落物和分泌物進(jìn)入根際土壤，因而根際土壤內(nèi)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)較之根外土壤大為豐富。微生物學(xué)微生物生態(tài)學(xué)第64頁(yè)2、微生物根土比定義：是指單位根際土壤中微生物(R)數(shù)量與鄰近非根際土壤中微生物(S)數(shù)量之比。該概念用以反應(yīng)某種土壤中根際環(huán)境對(duì)土壤微生物影響，即根際效應(yīng)。

R/S=每g根際土壤中微生物數(shù)量/每g非根際土壤中微生物數(shù)量不一樣微生物類群在同一植物根系根土比不一樣，這表明根系對(duì)于各種微生物含有顯著根際效應(yīng)。微生物學(xué)微生物生態(tài)學(xué)第65頁(yè)3、根際微生物類群根際微生物中細(xì)菌是數(shù)量最多類群，可達(dá)(106～108個(gè))/cm3。因?yàn)楦捣置谖镞x擇作用，根際細(xì)菌群體中要求簡(jiǎn)單氨基酸類物質(zhì)為營(yíng)養(yǎng)細(xì)菌占有很高百分比。G－無(wú)芽孢桿菌占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，但隨植物年紀(jì)增加，G－桿菌降低而棒形桿菌逐步增多，大多數(shù)芽孢桿菌和G+球菌受到抑制。微生物學(xué)微生物生態(tài)學(xué)第66頁(yè)4、影響根際土壤微生物區(qū)系原因植物類型、發(fā)育時(shí)期和長(zhǎng)勢(shì)；土壤類型；土壤處理：如無(wú)機(jī)肥、有機(jī)肥、石灰、殺蟲劑、殺菌劑、澆灌等耕作辦法；葉面處理：如在葉面施用各種化學(xué)藥品；環(huán)境原因：如光、土壤溫度、土壤水分、土壤空氣和揮發(fā)物、土壤pH值等。微生物學(xué)微生物生態(tài)學(xué)第67頁(yè)5、植物根系與根際微生物共存形式豆科與對(duì)應(yīng)根瘤細(xì)菌共生，形成特殊結(jié)構(gòu)根瘤；木本非豆科植物與弗蘭克氏菌共生；外生菌根；內(nèi)生菌根；植物根系與藻類共生；根際系統(tǒng)；根—病原菌復(fù)合體。微生物學(xué)微生物生態(tài)學(xué)第68頁(yè)6、根際微生物對(duì)植物有益影響根際微生物能夠改進(jìn)植物營(yíng)養(yǎng)源；根際微生物產(chǎn)生生長(zhǎng)調(diào)整物質(zhì)影響植物生長(zhǎng)；根際微生物可分泌抗生素類物質(zhì)，有利于植物抗土著性病原菌侵染；根際細(xì)菌能產(chǎn)生鐵載體；改變植物形態(tài)等，促進(jìn)根系含有更大營(yíng)養(yǎng)吸收能力。微生物學(xué)微生物生態(tài)學(xué)第69頁(yè)7、根際微生物對(duì)植物

不利或有害影響許多根際微生物經(jīng)過(guò)侵染、寄生或其它方式對(duì)植物能夠造成不利甚至有害影響，這些微生物稱為病原菌或致病菌。致病菌影響植物幾個(gè)路徑：經(jīng)過(guò)干擾植物生長(zhǎng)物質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)傳送產(chǎn)生一些可抑制根在土層中連續(xù)生長(zhǎng)代謝產(chǎn)物寄生菌造成寄主植物細(xì)胞腐解與植物競(jìng)爭(zhēng)有效營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)一些病原菌可在對(duì)應(yīng)植物根際得到加富