微生物生态00001

1、微 生 物 生 态 学 研究处于环境中的微生物，和与微生物生命活动相关的物理、化学和生物等环境条件，以及它们之间的相互关系的科学 第1页/共27页第一节自然环境中的微生物土壤是微生物生长的良好基地微生物资源的大本营 丰富的碳源和氮源 大量而全面的矿质元素 适宜的含水量 不同的通气状况 适宜的温度范围，变幅小而缓慢 适宜的pH广泛范围第2页/共27页 土壤中微生物数量与分布，由于土壤质地发育母质、发育历史、肥力、季节、作物种植状况、土壤深度和层次等等的不同而又很大差异 每克肥沃土壤可有几亿至几十亿个微生物。贫瘠土壤仅有几百万至几千万个微生物 土壤微生物中，以细菌最多，作用强度最大，放线菌和真菌次

2、之，藻类和原生动物等数量较少，影响也小第3页/共27页 土壤中的细菌占土壤微生物的70%90%。其生物量可占土壤重量的1/10000左右，土壤有机质的1%左右。每ha可有13503375kg细菌 数量大、个体小，与土壤接触的表面积特大，是土壤中最大的生命活动面，最活跃的生物因素 土壤细菌大多为异养型，少数为自养型，积极参与着有机物的分解和腐殖质的合成以及各种矿质元素的转化 有许多不同的生理类群，如固氮细菌、氨化细菌、纤维素分解细菌、硝化细菌、反硝化细菌、硫酸盐还原细菌、产甲烷细菌等等都有存在，但分布不一第4页/共27页 数量仅次于土壤细菌，每g可达几千万至几亿个，占土壤微生物总数的5%30%，

3、甚至更高 土壤放线菌以分枝丝状营养体缠绕于土壤有机物或土壤颗粒，并伸展于土壤颗粒中。生物量与土壤细菌相当 土壤放线菌的种类十分繁多，目前已知的放线菌种主要分离自土壤。主要是链霉菌属（Streptomyces）的种 在土壤中的分布以耕作层为主，随土壤深度增加而数量、种类减少第5页/共27页 是第三大类微生物 每g土壤可含几万至几十万个。数量较细菌少，但其菌丝较粗大、长而生物量并不比细菌和放线菌少。每g土壤中的真菌菌丝可长达40m，湿重可达0.6mg左右 一般土壤中酵母菌较少，但在果园土壤中较多 有藻状菌、子囊菌、担子菌和半知菌类，尤以半知菌类居多 真菌在土壤中的分布方式与放线菌相似 好氧性，分布

4、于土壤表层。喜酸土壤，在酸性土壤中有较高的比例第6页/共27页 土壤藻类的数量远较其他微生物类群小，占土壤微生物的不足1% 潮湿土表发育有单细胞的硅藻、或丝状绿藻和裸藻，偶见金藻和黄藻。积水土面可发育有衣藻、原球藻、小球藻、丝藻、绿球藻等绿藻和黄褐色的硅藻。水田中有水网藻和水绵等丝状绿藻 藻类为光合型微生物，可将二氧化碳转化为有机质，积累于土壤第7页/共27页 土壤原生动物的数量变化很大，每g几个至几十万。在有机质丰富的土壤中较高 种类有鞭毛虫、纤毛和根足虫等单细胞能运动的原生动物。形态大小差异大。无性繁殖以分裂方式 原生动物以吞食有机物残片、土壤细菌、单细胞藻类、放线菌和真菌孢子 对土壤有机

5、物的分解有显著作用第8页/共27页 土壤微生物区系(Soil microbial flora) 是指在某一特定环境和生态条件下的土壤中所存在的微生物种类、数量以及参与物质循环的代谢活动强度 任何一种培养基对于土壤微生物都只是选择性培养基，仅是选择范围和选择对象不同 土壤微生物区系反映了土壤的熟化程度和生态环境 圆褐固氮菌（Azotobacter chroococcum）是土壤熟化程度的指示微生物。纤维素分解菌的优势种在熟化程度不同的土壤中不一样第9页/共27页 水体时人类赖以生存的重要环境 地球表面71%为海洋97%的水 冰川和两极2% 湖泊0.009% 河流0.00009% 地下水少量 凡有

6、水之处就有微生物存在（寻找火星上水的存在证据，以证明火星上生命的存在或曾经存在）第10页/共27页 清水型水生微生物 指能生长在含有机物不丰富的清水中的化能自养型或光能自养型的微生物。如硫细菌、铁细菌、衣细菌，蓝细菌、绿硫细菌、紫细菌等。 仅从水域中吸取无机物或少量有机物作营养 发育量一般不大 腐生型水生微生物 指能利用进入水体的废物废水为作为营养的微生物。如变形杆菌、大肠杆菌、产气杆菌、产碱杆菌以及芽孢杆菌、弧菌和螺菌等。 能利用腐败的有机残体、动物和人类排泄物，生活污水和工业有机废物废水 发育量大 第11页/共27页 空气不具备微生物生长所必需的营养 物质和生活条件，因此空气并不是微生物

7、生长繁殖的良好场所。 但空气仍存在有细菌、病毒、放线菌、真菌、藻类、原生动物等各类微生物。 它们来源于被风吹起的地面尘土和水面小水滴以及人、动物体表的干燥脱落物、呼吸道分泌物和排泄物等等。第12页/共27页第二节微生物与生物环境间的关系 定义：这种现象是指在一个生态系统中的两个微生物群体共栖，一个群体得益而另一个群体无影响。 这种偏利共栖的方式可能不一样，如：一个群体的生命活动为另一个群体创造适宜的生长环境；或是一个群体为另一个群体提供生长刺激物质；或是一个群体为另一个群体提供营养基质。第13页/共27页 定义:这是两个微生物群体共栖时均为有利的现象。 这种互利可能是由于: 互相提供了营养物质

8、 互相提供了生长素物质 共同改善了生长环境 兼而有之第14页/共27页 有些具有互利关系的两个微生物群体相互更为密切，甚至形成结构特殊的共生物体，两者绝对互利，分开后有的甚至难以单独生活，而且互相之间具有高度专一性，一般不能由其他种群取代共生体中的组成成员。 例如原生动物与藻类的共生；由某些藻类或蓝细菌与真菌组成的地衣等。第15页/共27页第16页/共27页 定义：是指在一个自然环境中存在的两个或多个微生物群体共同依赖于同一营养基质或环境因素时，产生的一方或双方微生物群体在数量增殖速率和活性等方面受到限制的现象。微生物之间的竞争还表现在对于生存空间的占有上，在一个空间有限的环境中，生长发育繁殖

9、快的微生物将优先抢占生存空间，而生长速率慢的微生物的生长受到遏制和空间限制。 这种竞争现象普遍存在，结果造成了强者生存，弱者淘汰。同时环境条件的改变，会导致竞争结果的改变。第17页/共27页 定义：由于一种微生物类群生长 时所产生的某些代谢产物，抑制甚至毒害了同一生境中的另外微生物类群的生存，而其本身却不受影响或危害的现象。 这种现象可以分为两种： 一是由于一类微生物的代谢活动改变了环境条件而使环境条件不适宜于其他微生物类群的生长和代谢。 二是一类微生物产生某些能抑制，甚至杀死其他微生物类群的代谢产物。第18页/共27页 定义：指一种微生物通过直接接触或代谢接触，使另一种微生物寄主受害乃至个体

10、死亡，而使它得益并赖以生存的现象。 从寄生菌是否进入寄主体内来分，可以 分为外寄生和内寄生。 一般来说，寄生菌与寄主之间的专一性很强，寄生菌都限定于特定的寄主对象。第19页/共27页 定义：指一种微生物以另一种微生物为猎物进行呑食和消化的现象。 在自然界中最典型和最大量的捕食关系是原生动物对细菌、酵母、放线菌和真菌孢子等的捕食。除此之外，还有藻类捕食其他细菌和藻，原生动物也捕食其他原生动物，真菌捕食线虫等。第20页/共27页第三节微生物与自然物质循环C循环N循环S、P循环第21页/共27页第四节微生物与环保 在不同环境条件下的微生物生态系统，其组成分、数量、活动强度和转化过程等，都很不一样。

11、在同一个生态环境中，由于其中某一因素的变化，也可能会引起微生物生态系统中组成分或代谢强度，最终产物的改变。第22页/共27页 在一个特定环境中的微生物生态系统，如果无环境因子的强烈冲击和影响，一般总保持大体的稳定，即具有稳定性。 这种稳定性表现在以下几个方面： 在一定的短时间内，微生物生态系统面临外界环境改变压力时能保持自身生存的能力和保持整个生态系统集体性状的能力； 对外界环境压力具有抵抗性和修补能力； 外界环境因子出现周期性循环时，微生物生态系统的特性也会呈现周期性表现。第23页/共27页 由于 微生物本身结构比较简单，面对环境和营养物质的不断改变，微生物生态系统通过改变自己的群体结构来适应新的环境。这种适应性表现在： 原有的微生物类群在新的环境或新的营养源下诱导生成新的酶或酶系 原有的不适应新环境或营养源的微生物类群衰亡的同时，原来数量很少和竞争力相当弱的类群发育为新环境下的优势种群。 这就是自然界中普遍的微生物种群演替现象。第24页/共27页 当某种适应性特征被导入基因库时，由于微生物的高速繁殖而使得导入的基因在微生物种群中迅速而广泛地分布即称为微生物遗传基因的水平漂移。 基因变异、重组