第八章 微生物的生态学

1、生生物物圈圈 种群种群l 微生物是有机物的主要分解者微生物是有机物的主要分解者;l 微生物是物质循环中的重要成员微生物是物质循环中的重要成员;l 微生物是生态系统中的初级生产者微生物是生态系统中的初级生产者;l 微生物是物质和能量的贮存者微生物是物质和能量的贮存者;l 微生物是地球生物演化中的先锋种类。微生物是地球生物演化中的先锋种类。l 土壤中微生物的数量：按种类递减土壤中微生物的数量：按种类递减细菌放线菌霉菌酵母菌藻类原生动物细菌放线菌霉菌酵母菌藻类原生动物 108 107 106 105 104 103个个/gl 据估计：每亩耕作层土壤中，有霉菌据估计：每亩耕作层土壤中，有霉菌150Kg

2、，细菌，细菌75Kg，原生动物，原生动物15Kg，藻类，藻类7.5Kg，酵母菌，酵母菌7.5Kg。l 土壤微生物的代谢活动，可改变土壤的理化性质，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。的重要因素。 l营养物质含量低，细菌总数低营养物质含量低，细菌总数低, ,较小型球菌较小型球菌和短杆菌经常占优势；和短杆菌经常占优势；l以化能自养微生物和光能自养微生物为主以化能自养微生物和光能自养微生物为主; ;l流动的水体中，水的上层只有单细胞藻类流动的水体中，水的上层只有单细胞藻类和细菌生长，在水流缓慢

3、的浅水处，有丝和细菌生长，在水流缓慢的浅水处，有丝状藻类和丝状细菌和真菌生长。状藻类和丝状细菌和真菌生长。l含有大量有机营养物，细菌总数高（可含有大量有机营养物，细菌总数高（可达数百万至数千万达数百万至数千万/ /毫升），水体含有大毫升），水体含有大量腐生菌（各种肠道杆菌、芽孢杆菌、量腐生菌（各种肠道杆菌、芽孢杆菌、弧菌和螺菌等）。弧菌和螺菌等）。l有机物丰富的河水中，特别是有污水流有机物丰富的河水中，特别是有污水流入的区域，水中富含高等真菌的孢子，入的区域，水中富含高等真菌的孢子，它们大多来自陆源。它们大多来自陆源。海洋微生物的垂直分布海洋微生物的垂直分布 阳阳光光 一一级级生生产产者者 原

4、原生生动动物物 轮轮虫虫、浮浮游游甲甲壳壳动动物物 鱼鱼 其其他他动动物物 异异养养细细菌菌 废废物物、排排泄泄物物 人人 工业防霉剂筛选的菌种及其特性工业防霉剂筛选的菌种及其特性 菌菌 名名 破破 坏坏 性性 能能Aspergillus niger（黑曲霉）（黑曲霉）在许多材料上广泛生长，抗铜盐在许多材料上广泛生长，抗铜盐Asp. terreus（土曲霉）（土曲霉）侵蚀多种材料侵蚀多种材料Aureobacidium pullulans（出芽短梗霉）（出芽短梗霉）侵蚀涂漆与喷漆侵蚀涂漆与喷漆Paecilomyces varioti（宛氏拟青霉）（宛氏拟青霉）侵蚀塑料和皮革侵蚀塑料和皮革Peni

5、cillium funiculosum（绳状青霉）（绳状青霉）侵蚀织物及多种材料侵蚀织物及多种材料P. ochro-chloron（赭绿青霉）（赭绿青霉）侵蚀塑料与织物，抗铜盐侵蚀塑料与织物，抗铜盐Scopularriopsis brevicaulis（短柄帚霉）（短柄帚霉） 侵蚀橡胶侵蚀橡胶Tricoderma viride（绿色木霉）（绿色木霉）侵蚀纤维织物与塑料侵蚀纤维织物与塑料 l 真菌产生的真菌毒素：包括黄曲霉毒素、赭曲霉素、杂色真菌产生的真菌毒素：包括黄曲霉毒素、赭曲霉素、杂色曲霉素、岛青霉素、黄天精、环氯素、展青霉素、桔青霉曲霉素、岛青霉素、黄天精、环氯素、展青霉素、桔青霉素、皱

6、褶青霉素、黄绿青霉素、青霉酸、圆弧青霉素、偶素、皱褶青霉素、黄绿青霉素、青霉酸、圆弧青霉素、偶氮酸、单端孢烯族毒素、二氢雪腐镰刀菌烯酮和氮酸、单端孢烯族毒素、二氢雪腐镰刀菌烯酮和T2毒素毒素等。等。l 其中有其中有14种致癌，两种是剧毒致癌剂，其一为黄曲霉毒素，种致癌，两种是剧毒致癌剂，其一为黄曲霉毒素，另一种是单端孢烯族毒素另一种是单端孢烯族毒素T2。l 凡是被霉菌严重污染的粮食一般都含有多种真菌毒素，因凡是被霉菌严重污染的粮食一般都含有多种真菌毒素，因此，此，“防癌必先防霉防癌必先防霉”。一份。一份“黄变米黄变米”试样中试样中70%米粒米粒污染有产毒真菌，并都含有真菌毒素。污染有产毒真菌，

7、并都含有真菌毒素。l微生物温度上限的一般规律：微生物温度上限的一般规律： 1.原核生物高于真核生物；原核生物高于真核生物； 2.原核生物中，古生菌高于真细菌；原核生物中，古生菌高于真细菌； 3.非光能营养细菌高于光能营养细菌；非光能营养细菌高于光能营养细菌； 4.单细胞生物高于多细胞生物。单细胞生物高于多细胞生物。l 嗜热微生物的耐热机制：嗜热微生物的耐热机制：1) 酶和蛋白质有更强的耐热性；酶和蛋白质有更强的耐热性；2) 细胞膜中饱和脂肪酸含量高，更易形成疏水键，细胞膜中饱和脂肪酸含量高，更易形成疏水键，以确保在高温下膜的稳定性和正常生理功能；以确保在高温下膜的稳定性和正常生理功能；3) 能

8、产生多胺、热亚胺及高温精胺，以稳定核糖体能产生多胺、热亚胺及高温精胺，以稳定核糖体等以及保护蛋白质大分子免受高温破坏；等以及保护蛋白质大分子免受高温破坏；4) 其核酸有热稳定性的结构；其核酸有热稳定性的结构；5) 生长速率快，合成大分子迅速，能及时弥补高温生长速率快，合成大分子迅速，能及时弥补高温对大分子的破坏。对大分子的破坏。l l机体防御机能减弱时，一部分正常菌群会成为机体防御机能减弱时，一部分正常菌群会成为病原微生物；病原微生物；l正常菌群在非正常部位时也可引起疾病；正常菌群在非正常部位时也可引起疾病；l由于外界因素的影响，破坏了各种微生物之间由于外界因素的影响，破坏了各种微生物之间的相

9、互制约关系，正常菌群也会引起疾病（菌的相互制约关系，正常菌群也会引起疾病（菌群失调症）。群失调症）。 l粪肠球菌与阿拉伯糖杆菌；粪肠球菌与阿拉伯糖杆菌；l分解纤维素的细菌与好氧的自生固氮菌；分解纤维素的细菌与好氧的自生固氮菌；l人体肠道中的正常菌群与人体肠道中的正常菌群与 人体。人体。l在地球表层生物圈中，在地球表层生物圈中，生物有机体生物有机体经由生经由生命活动，从其生存环境的介质中命活动，从其生存环境的介质中吸取元素吸取元素及其化合物及其化合物(常称矿物质常称矿物质)，通过生物化学作，通过生物化学作用转化为用转化为生命物质生命物质，同时排泄部分物质返，同时排泄部分物质返回环境，并在其死亡之

10、后又被分解成为回环境，并在其死亡之后又被分解成为元元素或化合物素或化合物返回环境介质中。这一个循环返回环境介质中。这一个循环往复的过程，称为生物地球化学循环。往复的过程，称为生物地球化学循环。碳、氢、氧元素在自然界中的循环碳、氢、氧元素在自然界中的循环 l参与自然界硫参与自然界硫S、H2S、FeS2、S2O22-、S4O62- ，SO4-和和有机硫有机硫生物体有机磷磷酸或可溶性磷酸盐不溶性磷酸盐产酸微生物的作用或磷肥生产与土壤中的盐基结合植被与微生物的吸收同化微生物的分解作用 。好氧处理系统好氧处理系统 1.活性污泥法活性污泥法:由微生物群落与污水中的有机、由微生物群落与污水中的有机、无机固体物混凝交织构成絮状物；无机固体物混凝交织构成絮状物； 2.生物膜法生物膜法:利用附着在滤材表面的生物膜对利用附着在滤材表面的生物膜对污水中有机物的吸附和氧化分解作用污水中有机物的吸附和氧化分解作用;厌氧处理系统厌氧处理