關(guān)于在環(huán)境中的分布和相互關(guān)系

在一定的空間內(nèi)生物的成分和非生物的成分(即：周圍環(huán)境)通過物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)互相作用、互相依存而構(gòu)成的一個(gè)生態(tài)學(xué)功能單位。是生物圈的組成單元。生態(tài)系統(tǒng)：

任何一個(gè)相對(duì)完整的自然整體都可以被看作為一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)，如一滴水，一截朽木，一個(gè)池塘，一片森林，等等。

生物圈是地球上最大、最復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng)，從地球表面向上23km的高空、地球表面向下11km的海洋深處都屬于生物圈的范圍。第2頁(yè),共32頁(yè)，2024年2月25日，星期天微生物生態(tài)系統(tǒng)：

微生物及其生存環(huán)境組成的具有一定結(jié)構(gòu)和功能的開放系統(tǒng)?？纱笾路譃橐韵?種類型：1、陸生微生物生態(tài)系統(tǒng)2、水生微生物生態(tài)系統(tǒng)3、大氣微生物生態(tài)系統(tǒng)4、根圈微生物生態(tài)系統(tǒng)5、活性污泥微生物生態(tài)系統(tǒng)6、生物膜微生物生態(tài)系統(tǒng)7、極端環(huán)境微生物生態(tài)系統(tǒng)第3頁(yè),共32頁(yè)，2024年2月25日，星期天微生物在生態(tài)系統(tǒng)中的角色微生物是有機(jī)質(zhì)的主要分解者；微生物是生態(tài)系統(tǒng)中的初級(jí)生產(chǎn)者；微生物是物質(zhì)和能量循環(huán)中的重要成員；微生物是地球生物演化中的先鋒種類。第4頁(yè),共32頁(yè)，2024年2月25日，星期天5.1微生物在環(huán)境中的分布5.1.1土壤中的微生物

土壤是固體無(wú)機(jī)物(巖石和礦物質(zhì))、有機(jī)物、水、空氣和生物組成的復(fù)合物，從土壤中所具備的養(yǎng)分、水分、空氣、pH和溫度條件來(lái)看，可以說明土壤是微生物的合適生活環(huán)境。第5頁(yè),共32頁(yè)，2024年2月25日，星期天

土壤微生物種類多、數(shù)量多、代謝潛力巨大，是主要的微生物源，是微生物的大本營(yíng)。1）土壤微生物的數(shù)量和分布主要受到營(yíng)養(yǎng)物、含水量、氧、溫度、

pH等因子的影響，并隨土壤類型的不同而有很大變化。2）土壤微生物的數(shù)量和分布受季節(jié)影響；土壤微生物的分布分布特點(diǎn)：第6頁(yè),共32頁(yè)，2024年2月25日，星期天根圈：植物根系表面至其外圍幾毫米的土壤區(qū)域，是植物根系直接影響的土壤范圍。根土比=根圈內(nèi)微生物數(shù)量/根圈外微生物數(shù)量。4）另外，土壤中的微生物分布有“根圈效應(yīng)”現(xiàn)象。3）微生物的數(shù)量也與于土層的深度有關(guān)，一般土壤表層微生物最多，隨著土層的加深，微生物的數(shù)量逐步減少。第7頁(yè),共32頁(yè)，2024年2月25日，星期天1、細(xì)菌土壤細(xì)菌占土壤微生物總數(shù)量的70~90%。土壤中細(xì)菌按來(lái)源可分為3類：（1）、天然生活在土壤中的土著細(xì)菌。這類細(xì)菌只需要簡(jiǎn)單的無(wú)機(jī)化合物作為養(yǎng)料來(lái)維持生命，屬于自養(yǎng)性細(xì)菌，如硝化細(xì)菌、硫細(xì)菌和鐵細(xì)菌等；（2）、隨著動(dòng)物尸體進(jìn)入土壤的腐生性和寄生性細(xì)菌。這類細(xì)菌需要復(fù)雜的有機(jī)化合物作為碳源，屬于異養(yǎng)性細(xì)菌，如氨化細(xì)菌、纖維素分解細(xì)菌和固氮菌等；（3）、隨著動(dòng)植物尸體或其排泄物進(jìn)入土壤的致病菌。土壤微生物的種類第8頁(yè),共32頁(yè)，2024年2月25日，星期天2、放線菌土壤中放線菌的數(shù)量?jī)H次于細(xì)菌，約占土壤中微生物總數(shù)的5~30%。在有機(jī)質(zhì)含量高的偏堿性的土壤中占的比例高。3、真菌真菌廣泛分布在土壤耕作層中，在30厘米深度以下很難找到真菌。在偏酸性土壤中真菌活動(dòng)較為旺盛。4、藻類土壤中生長(zhǎng)繁殖著許多真核藻類，大多數(shù)是硅藻或綠藻、裸藻。它們分布在土壤的表面或近表面，以利于充分接受光照。第9頁(yè),共32頁(yè)，2024年2月25日，星期天5、原生動(dòng)物只存在于土壤的表層15厘米處，以有機(jī)質(zhì)為食料，在土壤有機(jī)質(zhì)的分解過程中發(fā)揮著重要作用。

另外，細(xì)菌病毒在土壤中的分布也很廣泛，但數(shù)量較少。如果有關(guān)的細(xì)菌數(shù)目增加，則相應(yīng)的病毒數(shù)目也就增加。第10頁(yè),共32頁(yè)，2024年2月25日，星期天

因空氣缺乏營(yíng)養(yǎng)、水分，同時(shí)又有日光的照射，因而它不是微生物生存的良好場(chǎng)所。但由于土壤、人及動(dòng)植物、水體不斷地以微粒、塵埃、液滴等擴(kuò)散到空氣中而造成了空氣中微生物的存活。這些塵埃、微粒及液滴均做為微生物的飛行器。在畜舍、公共場(chǎng)地、醫(yī)院、城市街道等地空氣中的微生物最多。而在海洋、高山、森林、極地的上空微生物很少。5.1.2空氣中的微生物第11頁(yè),共32頁(yè)，2024年2月25日，星期天1）來(lái)源于土壤、水體及人類的生產(chǎn)、生活活動(dòng)；2）種類主要為真菌和細(xì)菌,一般與其所在環(huán)境的微生物種類有關(guān)；3）數(shù)量取決于塵埃數(shù)量；4）停留時(shí)間和塵埃大小、空氣流速、濕度、光照等因素有關(guān)；5）隨氣流可達(dá)到很高的高度，而隨氣流的橫向傳布距離幾乎是無(wú)限的。特點(diǎn)：第12頁(yè),共32頁(yè)，2024年2月25日，星期天5.1.3水域中的微生物

水體中的微生物主要來(lái)自土壤、空氣、動(dòng)物尸體及分泌排泄物、生活污水等。許多土壤微生物都可在水中找到。微生物在水中的分布與數(shù)量也受到水體類型與層次、污染情況、季節(jié)等各種因素的影響。如養(yǎng)分、pH值、溫度、氧、光照等。第13頁(yè),共32頁(yè)，2024年2月25日，星期天水體中微生物的來(lái)源：1、土著微生物。如熒光桿菌、絲狀硫細(xì)菌、球衣菌及鐵細(xì)菌等。2、來(lái)自土壤。由于雨水對(duì)地表的沖刷會(huì)將土壤中的微生物帶入水中，如枯草芽孢桿菌、氨化細(xì)菌、硝化細(xì)菌、霉菌等。3、來(lái)自生產(chǎn)和生活。各種工業(yè)廢水、生活污水及排泄物夾帶著微生物進(jìn)入水體，如大腸桿菌、各種腐生性細(xì)菌、霍亂弧菌、傷寒桿菌、痢疾桿菌、病毒等。4、來(lái)自空氣。由于雨雪的降落將空氣中的微生物帶入水體，另外還有塵埃的沉降。第14頁(yè),共32頁(yè)，2024年2月25日，星期天（一）大氣水（二）江河水1）數(shù)量和種類與接觸的土壤有密切關(guān)系；2）分布上更多的是吸附在懸浮在水中的有機(jī)物上及水底；3）多能運(yùn)動(dòng)，有些具有很異常的形態(tài)（例如柄細(xì)菌）。

大氣水包括雨和雪。初雨中微生物含量要高些，雪花由于表面積大些，因而與塵埃的接觸面也就大些，所以其微生物含量比雨水多。第15頁(yè),共32頁(yè)，2024年2月25日，星期天4）水體自身存在自我凈化作用：a）致病菌一般對(duì)營(yíng)養(yǎng)要求苛刻，因此在一般的水中只能存活2-3天；b）水表微生物會(huì)受輻射等作用而被殺滅；c）原生動(dòng)物等的吞噬作用；d）由固形物吸附再沉積到水底；第16頁(yè),共32頁(yè)，2024年2月25日，星期天（三）湖泊和池塘水（四）地下水最大特點(diǎn)：水體相對(duì)靜止，微生物常隨顆粒物沉入水底。

一般來(lái)說，地下水基本上是無(wú)菌的。這是因?yàn)橥寥缹?duì)水分的滲入有過濾作用，不僅濾掉了細(xì)菌也濾掉了有機(jī)質(zhì)顆粒物。第17頁(yè),共32頁(yè)，2024年2月25日，星期天（五）海水1）嗜鹽，真正的海洋細(xì)菌在缺少氯化鈉的情況下是不能生長(zhǎng)的。2）低溫生長(zhǎng)，除了在熱帶海水表面外，在其它海水中發(fā)現(xiàn)的細(xì)菌多為嗜冷菌。4）耐高壓（特別是生活在深海的細(xì)菌）。3）大多數(shù)海洋細(xì)菌為G-細(xì)菌，并具有運(yùn)動(dòng)能力。Micrococcusaquivivus（水活微球菌）最適生長(zhǎng)條件：600個(gè)大氣壓。第18頁(yè),共32頁(yè)，2024年2月25日，星期天5.1.4食品中的微生物不利影響：由于微生物的生長(zhǎng)繁殖而腐爛、變質(zhì)，不能再食用或使用；病原微生物進(jìn)入人體的重要途徑，引起傳染性疾病；很多微生物在食品、農(nóng)產(chǎn)品上生長(zhǎng)后會(huì)產(chǎn)生對(duì)人有害的毒素；肉毒毒素、黃曲霉素等。第19頁(yè),共32頁(yè)，2024年2月25日，星期天有利影響：利用特定的微生物制備風(fēng)味食品，如醬制品、米酒、腌酸菜等第20頁(yè),共32頁(yè)，2024年2月25日，星期天5.1.5極端環(huán)境中的微生物

極端環(huán)境包括高溫、低溫環(huán)境，高鹽環(huán)境，高酸、高堿環(huán)境和高壓環(huán)境。另外還有某些特殊環(huán)境，如：地下的厭氧環(huán)境，高輻射環(huán)境等。微生物適應(yīng)于非常異常的環(huán)境是自然選擇的結(jié)果。20世紀(jì)70年代以來(lái)，極端環(huán)境微生物已經(jīng)成為微生物發(fā)展的新領(lǐng)域及新的資源寶庫(kù)。第21頁(yè),共32頁(yè)，2024年2月25日，星期天1、嗜熱微生物（1）、生存環(huán)境：熱泉、高強(qiáng)度輻射的土壤和巖石表面、堆肥、草堆或谷倉(cāng)中。大部分的嗜熱微生物都從熱泉中分離得來(lái)。（2）、應(yīng)用：高溫發(fā)酵可以避免雜菌污染和提高發(fā)酵效率；產(chǎn)生的酶在常溫下具有活性低，穩(wěn)定性高的特點(diǎn)；為PCR技術(shù)提供基礎(chǔ)等。第22頁(yè),共32頁(yè)，2024年2月25日，星期天2、嗜冷微生物（1）、生存環(huán)境：高山、深海、南北兩極、陰冷洞穴以及冰箱等。（2）、應(yīng)用：提取低溫蛋白酶用于洗滌劑。第23頁(yè),共32頁(yè)，2024年2月25日，星期天3、嗜酸微生物（1）、生存環(huán)境：酸熱泉、火山湖、高濃度的煤礦廢水等。（2）、應(yīng)用：微生物冶金、生物脫硫和肥料生產(chǎn)等方面；4、嗜堿微生物（1）、生存環(huán)境：鹽堿地、堿性湖（如青海湖）等。（2）、應(yīng)用：洗滌劑生產(chǎn)；處理如造紙工業(yè)、紡織工業(yè)排放的堿性廢水。第24頁(yè),共32頁(yè)，2024年2月25日，星期天5、嗜鹽微生物（1）、生存環(huán)境：高濃度鹽的鹽湖（如青海湖，死海、里海等）、鹽場(chǎng)、鹽礦和鹽腌制品（如泡菜、臘肉）等。（2）、應(yīng)用：生產(chǎn)胞外多糖及色素用于食品著色；生產(chǎn)調(diào)味劑、淡化海水、鹽堿地開發(fā)等。（1）、生存環(huán)境：海洋深處、深油井、地下煤礦和工業(yè)加壓設(shè)備中。（2）、應(yīng)用：高壓狀態(tài)的油井開采以提高采油率。6、嗜壓微生物第25頁(yè),共32頁(yè)，2024年2月25日，星期天

在自然界，各種不同類群的微生物能在多種不同生境中生長(zhǎng)繁殖。它們互相之間，它們與其他生物之間彼此聯(lián)系，相互影響，一般說來(lái)，這些關(guān)系可歸納為共生、互生、寄生和拮抗四類。5.2微生物間的關(guān)系第26頁(yè),共32頁(yè)，2024年2月25日，星期天5.2.1互生

兩種可單獨(dú)生活的微生物．在共同生活時(shí)，一方為另一方或相互為對(duì)方提供有利條件這種關(guān)系稱為互生。如厭氧菌和好氧菌、分解纖維素的細(xì)菌和固氮菌等。第27頁(yè),共32頁(yè)，2024年2月25日，星期天5.2.2共生兩種生物生活在一起，雙方相互依存，彼此得益，甚至不能分開獨(dú)立生活，形態(tài)上形成特殊的共生體，生理上形成一定分工。

共生關(guān)系在自然界相當(dāng)普遍，其中有許多不僅對(duì)參與者，而且對(duì)生態(tài)系中其他生物都有重要的生態(tài)學(xué)意義。第28頁(yè),共32頁(yè)，2024年2月25日，星期天5.2.3寄生

一種微生物生活在另一種微生物的體內(nèi)或體表，以另一種微生物為生活基質(zhì)，在其中進(jìn)行生長(zhǎng)繁殖，并對(duì)后者帶來(lái)危害。第29頁(yè),共32頁(yè)，2024年2月25日，星期天（一）微生物間